深圳市藍視訊智能科技有限公司http://www.lsxsanxun.com王浩
入冬以來，全國迎來今冬范圍zui大的霧霾天氣，長三角地區(qū)也淪陷其中，上海市氣象部門總結此次霧霾時表示，此次霧霾遭遇的氣象條件是“五十年一遇"的。PM2.5這一氣象領域專業(yè)詞匯也成為社會關注的流行話題。
霧霾天氣不僅對身體健康造成極大的危害，同時也使戶外監(jiān)控視頻圖像質量質量明顯降低，也間接影響著我們的安全。在霧霾天氣下，圖像色彩黯淡、對比度變低，一些重要目標的細節(jié)更是淹沒在霧氣中難以被察覺，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實用性受到很大影響，同時對于本來擁堵的交通更是雪上加霜，因此透霧技術成為戶外視頻監(jiān)控應用的關鍵技術之一。
鏡頭透霧技術
攝像機透霧技術分為物理透霧以及數(shù)字透霧，即光學透霧和電子透霧。前者利用光學原理進行濾波處理從而獲得較好圖像；后者則是是通過軟件算法增強圖像。
物理透霧原理是這樣的，在不可見光的范圍內，有某一頻率的光可以穿透霧氣，但是由于其波長不同，所以需要在攝像機上進行處理，以達到對其聚焦的目的，同時還需要在攝像機上進行重新設計，將這一頻率的不可見光進行成像，由于這個不可見光沒有對應的可見光色彩圖，所以呈現(xiàn)的圖像為黑白顏色。透過云霧、水氣拍攝物體，相當于透過了兩重透鏡(水珠與實際透鏡)，除了R光線可以正確聚焦在成像靶面上，RGB光線中的GB均無法正常的投射在成像靶面上，這樣就造成了普通模式鏡頭無法正常、清晰的得到云霧、水氣中的圖像。光學透霧雖然成像效果突出，但只能獲得黑白監(jiān)控畫面，且好的鏡頭成本較高。
數(shù)字透霧則是通過攝像機ISP或者后端軟件上可實現(xiàn)，是基于人類視覺感知模型設計的后端圖像復原技術，并集合了多種圖像算法，是較為重要的一類圖像處理技術。據(jù)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方法，通過增強圖像的對比度，滿足主觀視覺的要求來達到清晰化的目的；另一種是基于模型的圖像復原方法，它考查圖像退化的原因，將退化過程進行建模，采用逆向處理，以zui終解決圖像的復原問題。"數(shù)字透霧其優(yōu)勢是能有效提升視覺對比度，以低成本、易部署等特點，適宜廣泛應用于城市監(jiān)控中，缺點是其效果受制于算法模型以及圖像處理芯片的性能。
數(shù)字透霧技術的出現(xiàn)大大拓寬了視頻監(jiān)控的應用范圍，并且是人類依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經典案例。目前市場上少數(shù)廠商在不具備生產透霧鏡頭產品能力的情況下，使用普通的產品充當透霧鏡頭來銷售，宣稱具有透霧功能是極不負責任的行為。當然，在實際測試中無法蒙混過關，zui終擺脫不了被淘汰的命運。
實時視頻透霧技術
結合安防監(jiān)控領域的視頻圖像透霧的特殊要求開發(fā)了一種實時視頻透霧技術。該技術基于大氣光學原理，區(qū)分圖像不同區(qū)域景深與霧濃度進行濾波處理，獲得準確、自然的透霧圖像。該實時視頻透霧技術能夠根據(jù)霧況的變化自動調整從而適應各種場景應用，避免出現(xiàn)近景透霧過度發(fā)黑而遠景模糊的情況；同時兼顧了實現(xiàn)的效率與復雜度，保證了整個透霧的實時性與可工程化。這項實時視頻透霧技術不但可以有效去除霧氣帶來的影響，而且能夠避免對某些場景的過渡處理導致的色彩誤差，以及霧氣過度去除帶來的不真實感。視頻透霧技術實際上是采用了大氣透射的模型，對圖像的色彩、還原度、景深等進行濾波處理，使圖像對比度更高、景深更好，清晰度也會更好。他認為“透霧攝像頭為城市瞭望沿海水域、治安監(jiān)控等領域帶來了畫質的大幅提升，產品投放后一直保持著大幅度的增長。"
“彩色透霧"，它充分發(fā)揮了全局圖像增強算法和局部增強算法的優(yōu)勢，在現(xiàn)有算法基礎上做了優(yōu)化，使圖像細節(jié)和噪聲抑制達到平衡，在保證透霧圖像細節(jié)得到增強和還原的同時，有效抑制傳統(tǒng)算法引入的畫面噪聲和塊狀效應，在霧霾天氣應用時，彩色可視距離超過肉眼兩倍以上，有效提高了在霧霾天氣中應用的圖像效果。
總結
在中國，各地都在開展“平安城市"、“智慧城市"的活動，但是南方多水霧，北方多沙塵；霧、雨、沙塵、這些氣象環(huán)境會嚴重影響攝像機的工作，成為視頻監(jiān)控上的漏洞。而透霧攝像機的應用無異*了這個漏洞，讓視頻監(jiān)控的發(fā)展邁出了重要的一步。
近年來的惡劣天氣無疑給安防監(jiān)控設備帶來了不小的挑戰(zhàn)，我們看到的愿景是安防在逆境中技術的不斷更新?lián)Q代。不能忽略的是這樣的環(huán)境多少是與人為有很大關系的，智慧城市和平安城市正在全國推廣，但如不解決“人為"問題，始終處于臟亂的環(huán)境中談何“平安"與“智慧"？在這里筆者呼吁一句“保護環(huán)境，人人有責"。
