北京再现雾霾天气 监控透雾技术归位发力

    11月2日，北京霾黄色预警和空气重污染蓝色预警继续生效。目前，石景山区鲁谷大街能见度不足100米，PM2.5浓度仍将处于五级重度污染水平。在雾霾天气下，图像色彩黯淡、对比度变低，一些重要目标的细节更是淹没在雾气中难以被察觉，视频监控系统的实用性受到很大影响。这时，摄像机透雾技术显得尤为重要。 

    据了解，虽然透雾摄像机的概念早在07年就进入了中国，但是昂贵的价格和复杂的技术让很多企业望而却步。近几年，随着安防业的壮大，及其本身技术实力的不断发展，透雾摄像机技术取得了快速发展。本文围绕摄像机透雾技术应用及其发展前景进行介绍。

    透雾摄像机镜头透雾技术

    近年来，终端用户对图像质量要求越来越高，lcd液晶屏图摄像机市场已经从过去的同质化低端的恶性竞争，逐步走向差异化个性化的发展道路。细分市场出现了超低照度摄像机，超宽动态摄像机，照车牌摄像机，和透雾摄像机等应对不同领域终端用户的专业产品。其中又以透雾摄像机的技术含量最高，利润空间最大。随着近几年极端天气不断增多，全球各地lcd液晶屏图出现了长时间大雾笼罩的天气，透雾摄像机的应用更是大大提升。

    透雾原理表明，在不可见光的范围内，有一频率的光可以穿透雾气，根据波长不同需要对摄像机进行处理，以达到对其聚焦的目的,同时还需在摄像机上进行重新设计，来将这一频率的不可见光进行成像，由于这个不可见光没有对应的可见光色彩图，所以呈现的图像为黑白色。透过云雾、水气拍摄物体，相当于透过了两重透镜（水珠与实际透镜），除了R光线可以正确聚焦在CCD成像面上，RGB光线中的GB均无法正常的投射在CCD成像面上，从而阻碍普通模式镜头从云雾、水气中得到正常、清晰的图像。

    过去CCTV镜头还处于300mm以下阶段，观测距离一般限定在1公里以内，这种应用对天气能见度的要求低，但在焦距已经发展到750mm的今天，大雾天气对监控图像的影响就不得不引起我们的重视了。尤其是在高速公路、森林防火、油田监控和离海面较近的港口码头等远距离监控中尤为重要。这种环境往往更容易产生雾气，使24小时不间断监控面临新的挑战。

    针对这种情况，少数有设计、研发能力的厂商经过努力开发出具有透雾功能的镜头，并成功让成品上市。这种技术的出现，大大拓宽了视频监控的应用范围，并且是人类依靠聪明智慧战胜自然环境的又一经典案例。市场上多数厂商在不具备生产透雾镜头产品能力的情况下，使用普通的产品充当透雾镜头来销售，宣称具有透雾功能，是极不负责任的行为。当然，这在实际测试中是无法蒙混过关的，最终摆脱不了被淘汰的命运，但给LCD液晶屏图对此功能有需求的用户在产品选择上制造了许多障碍和浪费许多时间。

    电子透雾监控摄像机图像处理方式

    当安防需求从被动检测发展为主动防御，智能分析依赖的各种图像处理算法变得举足轻重起来，其中透雾处理集合了多种图像算法，是较为重要的一类图像处理技术。据此深圳市欣动态影像科技有限公司李慧德介绍说：“目前已知的透雾算法大致可以分为两大类：一种是非模型的图像增强方法，通过增强图像的对比度，满足主观视觉的要求来达到清晰化的目的；另一种是基于模型的图像复原方法，它考查图像退化的原因，将退化过程进行建模，采用逆向处理，以最终解决图像的复原问题。”

    为了得到更好的处理效果，摄像机厂家会增设专门的图像处理芯片，可自动侦测图像的密度，最大限度地保持图像信号的细节，实现彩色增强、反差增强、边缘增强、对比度增强和亮度增强，并进行密度分割、去模糊等运算，使不同场景下的摄像画质得到明显提高，达到透雾的目的。而根据厂家的能力与研发选择，会分别选择在DSP或FPGA等不同芯片上进行相应处理。

    芯片会实时读取视频流信息，通过对比参数判定是否需要开启透雾模式，也就是可以达到自动侦测雾气，甚至可以通过设定的预置模式判定出雾气浓淡，选择进入相应的透雾模式。

    透雾技术发展前景乐观

    在舰、船、飞机等上，观瞄系统对感知其周围的态势有着非常重要的作用，观瞄系统一般由CCD摄像机和红外成像系统组成。雾、水气、雨雪等恶劣海洋气象环境会严重影响CCD和红外成像系统的图像质量，主要表现在图像对比度下降，远处目标模糊不清，难以分辨。从而影响对周围态势的感知能力。

    通过图像处理算法，来提升图像的对比度，也就是视频增透技术，在国外尤其是美国的观瞄系统已经广泛采用，图像处理前后的对比效果如下：

    从这个对比的效果图片中，我们很明显感受到，通过对视频的增透处理，使图像的对比度得到了很大的提升，原先模糊不清的船只，变得更加清晰可见，从而提高了观瞄系统的观察距离，提高了系统对周围态势的感知能力。因此，视频增透技术在舰船飞机等观瞄系统上具有很好的应用前景。而这种视频增透技术应用，由于算法和硬件实现技术的限制，在我国刚刚起步，商业化的成熟产品更是很少见到。

    海洋的环境极为恶劣，雾、雨、水气等天气是常见的，而观瞄系统需要有能力对远距离的、微小的、高速移动的目标进行及时的观察。如果不能及时发现目标，就可能使己方处于被动状态。因此lcd液晶屏图装备这种视频增透设备，对提升观瞄系统的观察能力是非常必要的。

    于红外灯很容易在工作中给机身内部带来很高的温度，当外部气温遭遇骤变时，雾气就会很快的显现出来。在这样的情况下，有些设备可以采用打开通风口，加装风扇，或者添加干燥剂等方式解决，另外在材料的控制上，也会严格杜绝挥发物质的存在。

    除此之外，加强设备的密封程度，也是保证监控摄像机不至于产生污渍或者雾气的主要方式之一。不过，由于目前国内产品在接缝或者密封技术上的一些缺陷，如果想要做成滴水不漏的状况，还是很有难度的。

    在如今的日常管理中，安防监控已经给予了我们非常大的便利，但是相关设备的保养也是绝对不可或缺的，否则，任何的便利也都有可能在我们不经意间变成恼人的隐患，而这些最受我们依赖的设备，则也有可能在我们最需要的时候，沦为安防管理中最大的绊脚石。