霧氣繚繞在幾年前給人就是一種世外桃源的感覺，浪漫無比，適合表白。然而在我們今天看來，這種景象危害度直逼二手煙！近一年來，霧霾侵襲我國各大城市已變得尋常，尤其是我大國都，霧霾籠罩城市各個角落，對各種廠商的監(jiān)控攝像機(jī)造成了更大的影響。與此同時，世界上污染最嚴(yán)重的10個城市有7個在中國。2014年1月4日，國家減災(zāi)辦、民政部首次將危害健康的霧霾天氣納入2013年自然災(zāi)情進(jìn)行通報。應(yīng)對這種現(xiàn)象，帶有透霧功能的攝像機(jī)也就成為了這個霧霾時代的監(jiān)控必備。
霧霾，霧和霾的統(tǒng)稱，常見于城市。霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)，是近地面層空氣中水汽凝結(jié)的產(chǎn)物。霧的存在會降低空氣透明度，使能見度惡化。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏攘Ｗ咏M成的。它也能使大氣渾濁，視野模糊并導(dǎo)致能見度惡化。
一般相對濕度小于80%時的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霾造成的，相對濕度大于90%時的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霧造成的，相對濕度介于80-90%之間時的大氣混濁視野模糊導(dǎo)致的能見度惡化是霧和霾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。
在霧霾天氣中的視頻監(jiān)控設(shè)備主要會受到以下三個方面的影響：
一、反射光受到大氣粒子的散射產(chǎn)生衰減，造成物體的對比度退化；
二、部分粒徑較大的大氣粒子遮擋像素點成像，導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)丟失；
三、無關(guān)的自然光經(jīng)過折射參與成像，造成圖像飽和度、對比度降低及色調(diào)偏移。
戶外景物圖像的對比度和顏色都會被改變或退化，使得圖像中蘊(yùn)含的許多特征被覆蓋或變得模糊，導(dǎo)致視頻監(jiān)控產(chǎn)品不能采集到清晰的現(xiàn)場圖像，對平安城市的建設(shè)以及各類場所安全防范的實施和管理產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。
因此安防市場對能夠具有實時去霧功能的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)提出了需求。
攝像機(jī)的去霧技術(shù)可以分為物理去霧和數(shù)字去霧兩種。物理去霧即光學(xué)透霧主要由攝像機(jī)鏡頭實現(xiàn)，高清透霧鏡頭一般業(yè)內(nèi)在大電動變倍鏡頭上才實現(xiàn)，價格昂貴，一般應(yīng)用于港口、森林高點等場景。
數(shù)字去霧則是在攝像機(jī)或者后端軟件上可實現(xiàn)，是一種基于人類視覺感知模型設(shè)計的后端圖像復(fù)原技術(shù)，具有低成本、易部署等特點，適合廣泛地推廣應(yīng)用于城市監(jiān)控中。
透霧原理表明，在不可見光的范圍內(nèi)，有一頻率的光可以穿透霧氣，根據(jù)波長不同需要對攝像機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到對其聚焦的目的，同時還需在攝像機(jī)上進(jìn)行重新設(shè)計，來將這一頻率的不可見光進(jìn)行成像，由于這個不可見光沒有對應(yīng)的可見光色彩圖，所以呈現(xiàn)的圖像為黑白色。透過云霧、水氣拍攝物體，相當(dāng)于透過了兩重透鏡(水珠與實際透鏡)，除了R光線可以正確聚焦在CCD成像面上，RGB光線中的GB均無法正常的投射在CCD成像面上，從而阻礙普通模式鏡頭從云霧、水氣中得到正常、清晰的圖像。
過去CCTV鏡頭還處于300mm以下階段，觀測距離一般限定在1公里以內(nèi)，這種應(yīng)用對天氣能見度的要求低，但在焦距已經(jīng)發(fā)展到750mm的今天，大霧天氣對監(jiān)控圖像的影響就不得不引起我們的重視了。尤其是在高速公路、森林防火、油田監(jiān)控和離海面較近的港口碼頭等遠(yuǎn)距離監(jiān)控中尤為重要。這種環(huán)境往往更容易產(chǎn)生霧氣，使24小時不間斷監(jiān)控面臨新的挑戰(zhàn)。
針對這種情況，少數(shù)有設(shè)計、研發(fā)能力的廠商經(jīng)過努力開發(fā)出具有透霧功能的鏡頭，并成功讓成品上市。這種技術(shù)的出現(xiàn)，大大拓寬了視頻監(jiān)控的應(yīng)用范圍，并且是人類依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經(jīng)典案例。市場上多數(shù)廠商在不具備生產(chǎn)透霧鏡頭產(chǎn)品能力的情況下，使用普通的產(chǎn)品充當(dāng)透霧鏡頭來銷售，宣稱具有透霧功能，是極不負(fù)責(zé)任的行為。當(dāng)然，這在實際測試中是無法蒙混過關(guān)的，最終擺脫不了被淘汰的命運，但給LCD液晶屏圖對此功能有需求的用戶在產(chǎn)品選擇上制造了許多障礙和浪費許多時間。
電子透霧監(jiān)控攝像機(jī)圖像處理方式
當(dāng)安防需求從被動檢測發(fā)展為主動防御，智能分析依賴的各種圖像處理算法變得舉足輕重起來，其中透霧處理集合了多種圖像算法，是較為重要的一類圖像處理技術(shù)。據(jù)此深圳市欣動態(tài)影像科技有限公司李慧德介紹說：“目前已知的透霧算法大致可以分為兩大類：一種是非模型的圖像增強(qiáng)方法，通過增強(qiáng)圖像的對比度，滿足主觀視覺的要求來達(dá)到清晰化的目的；另一種是基于模型的圖像復(fù)原方法，它考查圖像退化的原因，將退化過程進(jìn)行建模，采用逆向處理，以最終解決圖像的復(fù)原問題。”
為了得到更好的處理效果，攝像機(jī)廠家會增設(shè)專門的圖像處理芯片，可自動偵測圖像的密度，最大限度地保持圖像信號的細(xì)節(jié)，實現(xiàn)彩色增強(qiáng)、反差增強(qiáng)、邊緣增強(qiáng)、對比度增強(qiáng)和亮度增強(qiáng)，并進(jìn)行密度分割、去模糊等運算，使不同場景下的攝像畫質(zhì)得到明顯提高，達(dá)到透霧的目的。而根據(jù)廠家的能力與研發(fā)選擇，會分別選擇在DSP或FPGA等不同芯片上進(jìn)行相應(yīng)處理。
芯片會實時讀取視頻流信息，通過對比參數(shù)判定是否需要開啟透霧模式，也就是可以達(dá)到自動偵測霧氣，甚至可以通過設(shè)定的預(yù)置模式判定出霧氣濃淡，選擇進(jìn)入相應(yīng)的透霧模式。
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