夜視增亮演算法

㈠ 夜視器是誰發明的他又從中牟利多少呢

你說的是夜視儀吧，
是瑞典隆德大學生物學教授埃里克·沃倫在澳大利亞新南威爾士州的阿拉倫峽谷，進行一項奇怪而頗具意義的研究。當他看到一群牛緩緩地從飲水槽邊走開時，他欣喜地跑去翻看牛群留下的牛糞。你或許無法將一種全彩的夜視儀與牛糞相聯系，而沃倫在牛糞中翻找的東西正是他發明的全彩夜視儀的原型——屎殼郎
沃倫從1985年開始研究屎殼郎.他對那些在漆黑的環境下仍然能夠看見東西的動物的眼睛非常著迷，無論是在叢林中會靈巧地繞過樹林的鳥類，還是在幾乎沒有一絲光亮的深海中找到配偶的魚類。於是，他將研究方向從光學轉向對動物眼睛的研究。而屎殼郎之所以深得沃倫的喜歡，是因為這些小昆蟲能在不同亮度環境下飛行
夜間活動的屎殼郎具有一種非同尋常的能力，能夠在夜晚看見許多細節，辨別許多不同顏色的東西，找到食物和配偶，躲避捕食它們的動物，避免撞上障礙物。受此啟發，沃倫和凱爾波嘗試發明一種新型的夜視系統——全彩夜視儀
在一次偶然的機會中，馬德森和柳原弘道獲知沃倫正在對夜間活動的昆蟲進行研究。沃倫的研究對象屎殼郎擁有一雙復眼，而復眼是由很多小眼組成。這些小眼能夠在感光細胞陣列上共同組成一副單一的圖像。從理論上講，昆蟲的小眼的夜視能力比人類的大眼睛差遠了。但是，昆蟲視覺系統有獨特的處理光信號方式，它們能夠更好地利用微光。隨著光線變得黯淡，昆蟲眼中的神經網路既能從相鄰感光器獲取信號，也能將所收集的這些信號保存更長的時間。根據光線強弱、物體運動快慢，昆蟲會自主調節選擇哪種模式進行成像
後來，利用屎殼郎的眼睛工作機制，沃倫和隆德大學的數學家、豐田汽車公司歐洲研發中心的工程師共同開發了一種新的數字圖像處理演算法
第一步，對一張數碼相機在夜間拍攝的照片進行處理，提高圖像的亮度和對比度。一張照片是由數百萬矩形像素陣列組成的，每個像素點代表一個特定的光強度。而一張典型的夜間照片通常包含很多亮度接近零的像素點，同時也可能有一些亮度很高的點。這種演算法可使圖像中包含信息最多的那部分發亮，其他部分則保持不變。對於一張在幾乎完全漆黑的環境下拍攝的照片而言，這種方法能夠顯示一些細節。然而，這種方法也會在圖像上出現一些斑點。因此，第二步要去除這些斑點，而這部分的設計靈感主要來自屎殼郎的眼睛。演算法的最後一步是通過修復可能在清除斑點的過程中丟失或被模糊的邊緣部分，來提高圖像的清晰度。
至於他從這項發明中牟利多少那就不得而知了。

㈡ 全彩夜視儀的圖像處理

全彩夜視儀
早在1999年，沃倫就建立了一個用來描述任何亮度范圍內物體運動速度的數學模型。然而，他在研究過程中發現，屎殼郎眼睛的復雜程度遠遠超過他的這個數學模型。後來，利用屎殼郎的眼睛工作機制，沃倫和隆德大學的數學家、豐田汽車公司歐洲研發中心的工程師共同開發了一種新的數字圖像處理演算法。
這種演算法的工作原理與昆蟲夜間視物的原理相似。第一步，對一張數碼相機在夜間拍攝的照片進行處理，提高圖像的亮度和對比度。一張照片是由數百萬矩形像素陣列組成的，每個像素點代表一個特定的光強度。而一張典型的夜間照片通常包含很多亮度接近零的像素點，同時也可能有一些亮度很高的點。這種演算法可使圖像中包含信息最多的那部分發亮，其他部分則保持不變。對於一張在幾乎完全漆黑的環境下拍攝的照片而言，這種方法能夠顯示一些細節。然而，這種方法也會在圖像上出現一些斑點。因此，第二步要去除這些斑點，而這部分的設計靈感主要來自屎殼郎的眼睛。演算法的最後一步是通過修復可能在清除斑點的過程中丟失或被模糊的邊緣部分，來提高圖像的清晰度。通過以上三個步驟，即便物體或照相機正處於運動狀態，這一演算法也能處理出清晰的圖像。

㈢ 低亮度圖片增強方法：基於保持圖像自然度的低亮度圖片增強演算法

這篇博客介紹一篇基於保持圖像自然度的低亮度圖片增強演算法：

這篇文章主要主要有以下三個方面的工作：

作者提出用相對亮度順序（the relative lightness order）來衡量圖像的自然程度。相對亮度順序可以用來表示光照的方向和光照的變化程度。

文章中定義了LOE來衡量增強圖片 和 之間的亮度順序差：

其中 為RGB channel中的最大值。

對於每個pixel ，其在原圖和增強圖中的相對的亮度順序差定義為：

其中 為異或操作。

最後，LOE定義為：

文中首先選擇了五個pixel的四連接域作為領域范圍：

對於在位置 的值 ， 表示領域內值為 的數量， 表示值為 和領域內值為 的數量在圖片中所有位置的數量之和：

為了減少雜訊的影響，使用局部的均值進行處理：

Bright-Pass Filter定義為：

其中 為局部的一個patch，文中是用 ，權重 定義為：

由Retinex理論，

其中 為每個channel的反射分量， 為亮度分量：

亮度分量可有Bright-Pass Filter獲得：

反射分量可由下式獲得：

文中使用了直方圖規范化的方法進行亮度分量的增強。文中使用了對數變換：

但文中表示對數變換會使所有圖像的亮度變得非常相似，作者根據輸入圖片的灰度值分布，適當地增加了低灰度值的數量，所以，新的加權的直方圖分布為：

直方圖的累積分布為：

經過CDF of the specified histogram後的直方圖， 為：

然後求解 :

最後，增強後的圖片為：

http://blog.sina.com.cn/u/2694868761

㈣ 司機夜視眼鏡那種能在暗處增強光線的是什麼原理啊 敬請先知的回復！

夜視鏡，是採用光譜、波長原理分析等方法，利用人眼雙目成像合成特徵，選用能衰減、阻擋高能量紫外光、藍光的透明材料注塑成黃色濾光鏡，用黃色色母等添加劑與基料的科學配比，再加入適量的增光劑，保持黃色光波波長在500—680納米人眼可視范圍內，這種濾光鏡能夠將汽車大燈發出的高能量的、波長很短的紫外光、部分紫光、藍光濾除，突出500—680納米的黃光，這段波長的黃色光卻阻斷不了波長很長的紅光和綠光，這就使我們所看到的汽車大小燈光好象變了顏色一樣、成了柔和的黃光了，而路況的（亮）度並沒有降低，對交叉路口的紅綠燈又看得明白的原因所在。

㈤ 怎樣提高監控夜視效果

視頻監控是安防自動化中的主體，目前安防市場高清網路視頻監控異軍突起，得到迅速發展，解決了白天錄像細節取證數據，但夜間光線不足時無法捕捉到清晰高質量的畫面，夜間畫面失去高清價值，讓用戶非常困擾。為此，業界廠商紛紛推出多樣化的解決方案，不僅保證產品在白天有著出色的表現，也能提供不俗的夜間高清監控效果!
從圖像採集的CMOS感測器、鏡頭選用，到編解碼SoC相關技術的應用，配合高效的激光補光，可以使產品帶來了滿意的夜視監控效果，讓我們來一探究竟!
採用星光級Exmor R背照式CMOS感測器
眾所周知，低照度是指攝像機在低照度的環境下的圖像細節還原能力，也是選擇攝像機夜視效果指標之一，同樣感光面積的圖像感測器，像素越高，分配到每個像素的感光面積就越小，一個曝光周期內的通光量就越小，低照度效果就越差，當然增大感測器面積尺寸，成本會高出幾十倍，顯然無市場優勢。
1、Exmor R : 背照式CMOS圖像感測器技術。背照技術能有效改善傳統CMOS感光元件感光度不足的問題，其採用了和普通方法相反方向在沒有布線層的一面接收光線的背面照射技術，由於不受金屬線路和晶體管的阻礙，開口率(光電轉換部分在一個像素中所佔的面積比率)可提高至近100%，因此，這類CMOS感測器的靈敏度已經與CCD感測器接近，低照度下圖像效果極佳，但集成度更高，功能更加豐富、性價比更高。
2、NIR：其光電檢測器採用最適於捕捉近紅外光的構造，可以高效地捕捉近紅外光，即使在黑暗中也能提供清晰的影像。
3、WDR：DOL (digital overlap)寬動態技術，使逆光環境拍攝到的明暗畫面細節更清晰、無色差、重影、拖尾等，克服了傳統寬動態技術缺陷。
4Pregius: 採用低噪點CCD結構，實現了高畫質的有源像素型CMOS影像感測器全局快門像素技術。在工業應用中，很多時候需要識別高速移動被攝體的正確形狀，由於以往的CMOS影像感測器的電子快門功能為卷簾式快門，在原理上無法避免焦平面失真的發生，類似問題在此技術中都得到了較好的改善。
採用 AF鏡頭
攝像機鏡頭如同人的眼睛一樣重要，好的鏡頭能拍攝出日夜清晰、色彩真實的畫面，也是視頻監視系統的最關鍵設備，它的質量(指標)優勢直接影響攝像機的整機指標。因此，攝像機鏡頭的選擇是否恰當既關繫到系統圖像質量，也直接影響到照度及夜視效果。專業感紅外的鏡頭採用特殊的鏡片，能做到把430~900nm 甚至更長波段范圍的光線都聚集到同一平面上，所以不管白天還是夜視都能獲得更清晰的圖像。由於鏡片材料特殊，又關繫到工程造價，我們必須從鏡頭工藝技術來提高鏡頭質量。
1、通透率：選用光學玻璃材質純度高、多枚非球面鏡片組合、多次研磨、鍍膜來充分增強通透率達97%以上、紅外光修正等。鍍膜控制430~900nm 甚至更長波段范圍的光線都聚集到同一平面上，白天和夜間紅外下都保證清晰不失焦或偏焦，對鍍膜工藝的精確控制也是鏡頭清晰度的決定因素之一，也是決定鏡頭好壞的主要技術。
2、進光量F：即F=f(焦距)/D(直徑)，也就是通常說的光圈大小，光圈越大，進光量越多，夜視照度就越好，景深就越短;光圈越小，進光量越少，夜視照度就越差，景深就越長。當然F值越小，鏡頭的價格越貴，工藝要求難度越大。
3、智能雙濾光片：白天可以阻止紅外光對圖像的干擾，夜晚可以增強低照度下的圖像畫質。這種雙濾光片切換技術可使攝像機在白天獲得色彩逼真的高品質圖像，在黑暗環境中則提供高敏感度的黑白圖像。
4、防水鏡片：鏡頭前面的外殼防水鏡片鍍有增透膜，使光線不受鏡片反射而減低清晰度和圖像效果，為能及時清理雨水和灰塵不影響日夜圖像效果，特別設計雨刷功能，同時為避免內外溫差過大導致起霧加裝了加熱和風扇系統。
5、自動聚焦演算法：AF優點是景深大，拍攝的清晰范圍廣，採用最新的VMC驅動機制及「爬坡演算法」，比傳統FF模組像素解析力高一半，但演算法技術難度非常高。變焦AF鏡頭，是通過鏡頭、物體和焦點三方的位置發生變化而產生的。當成像面在水平方向運動的時候，視覺和焦距就會發生變化，更遠的景物變得更清晰，讓人感覺像物體遞進的感覺。
採用高性能圖像編解碼處理晶元
視頻編碼器在監控系統中的作用是將前端圖像、拾音器等設備採集到的音視頻信號經過壓縮編碼，通過網路傳輸到後端的監控中心，主要是提供視頻壓縮或解壓功能，但不同品牌型號處理器編解碼能力不同，低碼流、高畫質、壓縮比高等是市場關注最高的。
1、低碼流：可靠有效的編碼演算法，是晶元低功耗、高視頻壓縮比率、低帶寬低存儲、快速移動物體無拖尾的有利保障。
2、圖像處理：4A自動控制在任何場景中均可以獲得色彩逼真、清晰的圖像畫面，自動白平衡AWB、自動增益AGC、自動曝光AE和自動光圈校正AI，4A自動控制技術是衡量網路攝像機廠商技術水平的重要標志。3D-MCTF數字降噪、幀累積、AGC技術也在提升夜視圖像效果的同時使得畫面清晰干凈。
3、軟體補償演算法：隨著圖像感測器技術的提高，以及圖像降噪演算法的應用，高清網路攝像機的低照度效果越來越好。由於高清網路攝像機的低照度下，圖像噪點會比光線較好時增加很多，各種數字圖像降噪演算法也陸續應用於高清網路攝像機。比如，處理靜態畫面時使用三維濾波，而動態時則使用二維濾波。最佳方式是採用兩種降噪演算法結合使用，可以保留重要的細節，使圖像更加平滑，並可以盡量減少運動物體形成的拖影，同時極大的改善視頻的閃爍感。降噪的處理上還可以通過畫面取樣的細分、處理演算法的提升、自動增益細化等來改善低照度攝像機的效果，處理完畢後再進行圖像合並，出來的畫面效果顯得更加清晰和細膩。
4、智能演算法：融入ROI感興區域、虛焦偵測、音頻異常偵測、人臉偵測、動態偵測、入侵偵測等演算法，有效提升夜間識別人、車等動態物體，通過自動變倍放大獲取更細節畫面。
採用智能激光紅外補光技術
低照度感測器攝像機在搭配激光紅外智能補光，可以說0Lux照度下，人眼看不見的環境下使得攝像機依然能夠拍攝到清晰可見畫面，實現真正意義上的日夜型無間斷監控，是平安城市、智能建築、機場、港口等領域的最佳選擇，普通紅外的效率相對激光要差很多，為夜視效果做到極致必須選擇更好的補光源——激光紅外。
1、激光紅外燈距離遠：產品照射距離30~500米，最遠可達3000米;
2、激光紅外燈低功耗高效率：激光紅外燈2W夜視100米，普通紅外燈30W夜視15米;
3、激光紅外燈亮度強：同等距離，激光亮度是LED紅外燈的3倍以上，透霧能力強。
4、壽命長：高效的電光轉換率65%，使激光功耗非常小熱量小衰減極少。
5、智能分組控制：軟體演算法控制，分析獲取鏡頭在不同倍數時激光燈自動智能遠中近分組開啟，而延長使用壽命和有效利用，保證夜視圖像不過曝、無光暈、亮度均衡等。
供電和網路傳輸是在工程施工和安裝時，要特別注意的事項，保證供電電源，如延長電源線或集中供電，夜間紅外開啟後，負載加大而電壓嚴重衰減，是紅外雖然開啟機器工作正常，但紅外功率不夠，嚴重影響夜視效果。
如網路攝像機對供電有著相當嚴格的要求，據有關技術人員計算，須給每台網路攝像機DC 10.5~12.26V的電壓，2A的電流，如若沒有達到這個數據的話，在工程里，我們就經常碰到紅外燈功率不夠夜視差、IR-CUT的沒有進行切換而夜視差等問題，而將電壓、電流調至上述標准之後，效果有明顯改善。
總之，夜視效果是當今高清攝像機技術標准之一，夜視效果也是能讓市場認可產品的重要評判標准。90%以上的治安案件都是發生在夜間，這是國際上統計的數字。所以夜間監控比白天監控更重要。一線大城市夜間照明已經足夠了，成像清晰度較好。但是中國大部分城市和鄉鎮夜幕降臨以後皆是一片黑暗，所以夜視效果是攝像機具有非常廣闊的應用前景。另外，在沒有條件外加光源的監控場地，也需要使用紅外夜視攝像機，例如室外或者有大片空地的場景。在這種情況下，低照攝像機顯示的圖像效果還是很差，這時候也必須用紅外夜視攝像機，以便得到更清晰的圖像。
對攝像機夜視效果而言，改善攝像機的最低照度和紅外效果來提升圖像質量是各大廠商努力的目標，監控環境一直在改變，對攝像機的夜視性能要求以低成本及高效率的性價比來滿足市場，因此攝像機夜視在性能上的提升絕非就此止步，而是將不斷進步以滿足在復雜環境下人們對清晰監控的應用和需求。

㈥ 深企研發全彩色夜視技術 給機器一雙透視黑夜的「AI之眼」

在一間漆黑的暗室，AI攝像頭不藉助外部光源，也能拍出全彩色照片，畫板上的色塊清晰可見。7月23日，深知未來智能有限公司舉行技術發布會，正式發布這項行業領先的AI全彩夜視技術。

「即便在戶外無星光的極暗情況下，它也能讓5公里處的影像無處藏身。」深知未來創始人張齊寧說。

據介紹，在極弱光下如何彩色成像一直是困擾視頻監控行業發展的瓶頸，傳統數碼攝像頭主要由鏡頭、感光晶元和圖像處理晶元（ISP）構成。其中，ISP類似人腦的視覺處理中樞。此前曾出現微光夜視技術、熱成像技術、微光熱成像融合技術、激光成像技術，但存在顏色細節喪失、目標識別困難、圖像亮度低、噪點多等痛點。2017年在深圳成立的深知未來公司長期深耕視覺成像領域，此次公布的知影AI ISP全彩夜視技術設計了一套全新的AI演算法模型，從源頭突破了傳統夜視成像的硬體技術極限。

光照度（Lux）是判斷光照場景的主要指標，普通白天的光照大約在10萬至30萬Lux，人眼能感受色彩的低照度的極限則是1Lux。換言之，如果在全黑的環境中點燃1根蠟燭，距離蠟燭1米外基本就看不清東西了。

目前市場上的夜視相機極限光照度基本在0.1Lux。深知未來當天演示的測試情況顯示，當暗室光照度達到十萬分之一時，應用了深知未來技術的攝像鏡頭仍然可以清晰拍出物體的顏色，在鏡頭前走動的人也沒能「隱身」。

「在最低光照強度只有0.0001Lux的情況下，它能通過低功耗卷積神經網路和大量參數的自動學習推理，實現運動場景的極弱光成像，形成高動態的視頻圖像。」張齊寧說。

在解釋這項實時全彩夜視技術的背後原理時，張齊寧介紹，數碼攝像頭的感光晶元對弱光的感光能力已遠超人眼。在攝像頭主要構件中，唯一弱於人眼的就是ISP。早在2018年的實驗中，深知未來就在極弱光全彩成像領域取得了突破，並率先將這一技術實現產品化。「之所以能比傳統技術在效果上有100至200倍的提升，其中關鍵理論就是計算革命。隨著計算規模上升、數據規模上升、神經網路模型層數增加，AI演算法將全面超越傳統演算法，這為AI技術顛覆傳統技術提供了基礎。」張齊寧說。

近年來，AI夜視技術的應用場景不斷延伸，除了公共安全、電力、石化領域的安防外，在工業無人機、智能 汽車 ，以及其他電子消費級產品中的應用也呈上升趨勢。其中，伴隨 汽車 智能化大潮的興起，每輛智能 汽車 上需要安裝十幾顆攝像頭，該領域也被視為AI夜視技術的重要應用場景。

張齊寧透露，目前，深知未來自主研發的全彩夜視產品已經在海防、工業無人機、鐵塔等高技術要求場景中應用。如在海防領域進行夜間監控，在鐵塔進行大范圍高點監控，安裝了全彩夜視產品的工業無人機可用於公安、應急、交警、森林防火等領域。

「下一步將與公安部各研究所、工業無人機各頭部企業、全球光學鏡頭頭部企業等上下游企業建立深度合作，打造所有視覺感測器的『AI基礎設施』，推動其在B端、C端視覺感測器中的應用。」張齊寧說。

審讀：孫世建

㈦ 夜視鏡的對安全有什麼作用

通過在飛機上使用配備前視紅外攝像機的導航吊倉和讓飛行員配戴裝有夜視鏡的護目鏡，可大大減少航空事故。

夜視鏡是基於夜視技術同時藉助光電成像器所做的輔助觀察工具。夜視鏡有三種，一種是微光夜視鏡，一種是紅外夜視鏡，還有汽車駕駛夜視鏡。

微光夜視儀在國外正廣泛裝備部隊。它分為像增強微光夜視技術（直接觀察）和微光電視（間接觀察）兩種。

(7)夜視增亮演算法擴展閱讀

功能特點：

夜視技術是藉助於光電成象器件實現夜間觀察的一種光電技術。夜視技術包括微光夜視和紅外夜視兩方面。微光夜視技術又稱像增強技術，是通過帶像增強管的夜視鏡，對夜天光照亮的微弱目標像進行增強，以供觀察的光電成像技術。

微光夜視儀，是目前國外生產量和裝備量最大和用途最廣的夜視器材，可分為直接觀察（如夜視觀察儀、武器瞄準具、夜間駕駛儀、夜視眼鏡）和間接觀察（如微光電視）兩種。紅外夜視技術分為主動紅外夜視技術和被動紅外夜視技術。

主動紅外夜視技術是通過主動照射並利用目標反射紅外源的紅外光來實施觀察的夜視技術，對應裝備為主動紅外夜視儀。被動紅外夜視技術是藉助於目標自身發射的紅外輻射來實現觀察的紅外技術，它根據目標與背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差來發現目標。

㈧ 夜視儀為什麼能讓黑夜變白晝可以講講原因嗎

夜視儀為什麼能讓黑夜變白晝？可以講講原因嗎？

你有聽說過夜視儀嗎？只要透過他，再黑的夜都會瞬間變成明亮的白晝。那麼他是如何做到的呢？

回答問題前，我們得先了解一下夜視儀的種類。目前常見的夜視儀分為紅外夜視儀和微光夜視儀。紅外夜視儀又分兩種，一種是主動式，一種是被動式。1945年，美軍率先裝配了主動式紅外夜視儀。這種夜視儀成像清晰，製作簡單，原理是利用紅外探照燈照射目標，然後將目標反射回的紅外輻射轉化成可見光圖像，最終實現夜間觀察。

簡單的說，全彩夜視儀的彩色效果是經軟體在處理的一種在成像技術，而非食物原本的顏色。此外，全彩夜視儀的弊端也和微光夜視儀大致相同的光線或煙霧沙塵環境中也是不能夠使用的。總的來說，不管是什麼夜視儀，各自都有獨特的優缺點，如果一種夜視儀將多種夜視技術融合到了一起，那才是真正的無敵呢。