最近，全國(guó)各地遭遇“霾伏”，氣象部門(mén)已連續(xù)5日發(fā)布空氣污染預(yù)警。港媒表示，對(duì)中央政府而言，籠罩中國(guó)的霧霾不只危害健康，還危及國(guó)家安全。在當(dāng)局看來(lái)，這是事關(guān)國(guó)家安全的大事。北京斥巨資建起全國(guó)性監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，使警方得以監(jiān)控主要城市的每一條大街。但隨著霧霾天氣出現(xiàn)得愈發(fā)頻繁，該系統(tǒng)的效力被大大削弱。有人擔(dān)心恐怖分子會(huì)選擇在霧霾天發(fā)動(dòng)襲擊。

雖然透霧攝像機(jī)的概念早在07年就進(jìn)入了中國(guó)，但是昂貴的價(jià)格和復(fù)雜的技術(shù)讓很多企業(yè)望而卻步。近幾年，隨著安防業(yè)的壯大，及其本身技術(shù)實(shí)力的不斷發(fā)展，透霧攝像機(jī)技術(shù)取得了快速發(fā)展。

透霧攝像機(jī)鏡頭透霧技術(shù)

近年來(lái)，終端用戶對(duì)圖像質(zhì)量要求越來(lái)越高，lcd液晶屏圖攝像機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)從過(guò)去的同質(zhì)化低端的惡性競(jìng)爭(zhēng)，逐步走向差異化個(gè)性化的發(fā)展道路。細(xì)分市場(chǎng)出現(xiàn)了超低照度攝像機(jī)，超寬動(dòng)態(tài)攝像機(jī)，照車(chē)牌攝像機(jī)，和透霧攝像機(jī)等應(yīng)對(duì)不同領(lǐng)域終端用戶的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品。其中又以透霧攝像機(jī)的技術(shù)含量最高，利潤(rùn)空間最大。隨著近幾年極端天氣不斷增多，全球各地lcd液晶屏圖出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間大霧籠罩的天氣，透霧攝像機(jī)的應(yīng)用更是大大提升。

透霧原理表明，在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)，有一頻率的光可以穿透霧氣，根據(jù)波長(zhǎng)不同需要對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到對(duì)其聚焦的目的,同時(shí)還需在攝像機(jī)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，來(lái)將這一頻率的不可見(jiàn)光進(jìn)行成像，由于這個(gè)不可見(jiàn)光沒(méi)有對(duì)應(yīng)的可見(jiàn)光色彩圖，所以呈現(xiàn)的圖像為黑白色。透過(guò)云霧、水氣拍攝物體，相當(dāng)于透過(guò)了兩重透鏡(水珠與實(shí)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(wú)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(guò)去CCTV鏡頭還處于300mm以下階段，觀測(cè)距離一般限定在1公里以?xún)?nèi)，這種應(yīng)用對(duì)天氣能見(jiàn)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(duì)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(shí)不間斷監(jiān)控面臨新的挑戰(zhàn)。

針對(duì)這種情況，少數(shù)有設(shè)計(jì)、研發(fā)能力的廠商經(jīng)過(guò)努力開(kāi)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(lèi)依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經(jīng)典案例。市場(chǎng)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(lái)銷(xiāo)售，宣稱(chēng)具有透霧功能，是極不負(fù)責(zé)任的行為。當(dāng)然，這在實(shí)際測(cè)試中是無(wú)法蒙混過(guò)關(guān)的，最終擺脫不了被淘汰的命運(yùn)，但給LCD液晶屏圖對(duì)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(fèi)許多時(shí)間。

電子透霧監(jiān)控?cái)z像機(jī)圖像處理方式

當(dāng)安防需求從被動(dòng)檢測(cè)發(fā)展為主動(dòng)防御，智能分析依賴(lài)的各種圖像處理算法變得舉足輕重起來(lái)，其中透霧處理集合了多種圖像算法，是較為重要的一類(lèi)圖像處理技術(shù)。據(jù)此深圳市欣動(dòng)態(tài)影像科技有限公司李慧德介紹說(shuō)：“目前已知的透霧算法大致可以分為兩大類(lèi)：一種是非模型的圖像增強(qiáng)方法，通過(guò)增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，滿足主觀視覺(jué)的要求來(lái)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(guò)程進(jìn)行建模，采用逆向處理，以最終解決圖像的復(fù)原問(wèn)題。”

為了得到更好的處理效果，攝像機(jī)廠家會(huì)增設(shè)專(zhuān)門(mén)的圖像處理芯片，可自動(dòng)偵測(cè)圖像的密度，最大限度地保持圖像信號(hào)的細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)彩色增強(qiáng)、反差增強(qiáng)、邊緣增強(qiáng)、對(duì)比度增強(qiáng)和亮度增強(qiáng)，并進(jìn)行密度分割、去模糊等運(yùn)算，使不同場(chǎng)景下的攝像畫(huà)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(huì)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(huì)實(shí)時(shí)讀取視頻流信息，通過(guò)對(duì)比參數(shù)判定是否需要開(kāi)啟透霧模式，也就是可以達(dá)到自動(dòng)偵測(cè)霧氣，甚至可以通過(guò)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。

透霧技術(shù)發(fā)展前景樂(lè)觀

在艦、船、飛機(jī)等上，觀瞄系統(tǒng)對(duì)感知其周?chē)膽B(tài)勢(shì)有著非常重要的作用，觀瞄系統(tǒng)一般由CCD攝像機(jī)和紅外成像系統(tǒng)組成。霧、水氣、雨雪等惡劣海洋氣象環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響CCD和紅外成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量，主要表現(xiàn)在圖像對(duì)比度下降，遠(yuǎn)處目標(biāo)模糊不清，難以分辨。從而影響對(duì)周?chē)鷳B(tài)勢(shì)的感知能力。

通過(guò)圖像處理算法，來(lái)提升圖像的對(duì)比度，也就是視頻增透技術(shù)，在國(guó)外尤其是美國(guó)的觀瞄系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用，圖像處理前后的對(duì)比效果如下：

從這個(gè)對(duì)比的效果圖片中，我們很明顯感受到，通過(guò)對(duì)視頻的增透處理，使圖像的對(duì)比度得到了很大的提升，原先模糊不清的船只，變得更加清晰可見(jiàn)，從而提高了觀瞄系統(tǒng)的觀察距離，提高了系統(tǒng)對(duì)周?chē)鷳B(tài)勢(shì)的感知能力。因此，視頻增透技術(shù)在艦船飛機(jī)等觀瞄系統(tǒng)上具有很好的應(yīng)用前景。而這種視頻增透技術(shù)應(yīng)用，由于算法和硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)的限制，在我國(guó)剛剛起步，商業(yè)化的成熟產(chǎn)品更是很少見(jiàn)到。

海洋的環(huán)境極為惡劣，霧、雨、水氣等天氣是常見(jiàn)的，而觀瞄系統(tǒng)需要有能力對(duì)遠(yuǎn)距離的、微小的、高速移動(dòng)的目標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的觀察。如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，就可能使己方處于被動(dòng)狀態(tài)。因此lcd液晶屏圖裝備這種視頻增透設(shè)備，對(duì)提升觀瞄系統(tǒng)的觀察能力是非常必要的。

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