隨著季節(jié)的深入、大霧天氣的頻繁，視頻監(jiān)控再次進入考驗。特別是在交通、森林等領域，“霧”會造成有效視頻監(jiān)控距離大大縮短，使圖像變得模糊，嚴重的情況下圖像一片雪白，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)變得毫無用處，嚴重影響到城市安全。老生常談的透霧攝像機在這個時候顯得尤為重要。
霧霾天氣 透霧攝像機“噱頭”市場暴露
眾所周知，目前市面上的多款監(jiān)控攝像機都具備防水、防霧、防爆功能，但這些僅僅只是針對監(jiān)控攝像機本身而言。紅外監(jiān)控攝像機的誕生解決了夜視監(jiān)控難題，寬動態(tài)攝像機的誕生解決了低照度監(jiān)控難題，當面對霧霾天氣時，透霧攝像機的誕生又將這種極端天氣輕松搞定。
有人說攝像機可依靠透霧鏡頭將霧霾"過濾"，也有人說透霧的最核心在于圖像還原算法。由于透霧攝像機是近兩年才逐漸普及的產(chǎn)品，許多廠家都打著可透霧、透沙塵的噱頭招搖撞騙，其只不過是安裝一個濾鏡切換、改變圖像對比度。這種換湯不換藥的做法只不過是在濫竽充數(shù)。
一般而言，具備透霧功能的攝像機鏡頭必須具備三個要素：具有色差補償?shù)溺R頭、具備近紅外線靈敏度的CCD、黑點平拉伸的圖像處理器。出現(xiàn)濃霧天氣時，一般的可見光無法穿透霧氣，但是在近紅外波段，有一種名為“子彈光”的光線可以穿透霧氣，而這種光線就是我們實現(xiàn)透霧功能的關鍵。
不過，雖然透霧攝像機能夠輕松解決霧霾等極端天氣給城市監(jiān)控帶來的難題，但目前國內(nèi)真正掌握透霧攝像機技術的安防企業(yè)并不多，有些企業(yè)不過只是打著透霧的噱頭好讓自己的產(chǎn)品賣得好一些。
打開市場缺口 透霧攝像機能“兼顧”
長期以來，紅外攝像機一度被人稱為全天候攝像機，但是卻因為霧霾、積塵等原因達不到人們的期望值。除具備基本功能外，如何在大霧環(huán)境下記錄高清圖像，成為這些行業(yè)用戶的實際需求。透霧攝像機能夠清晰記錄圖像，廣泛應用于這些領域，并得到用戶的高度好評。透霧攝像機中植入的寬動態(tài)夜視增強功能，其實夜晚的光照條件遠比白天復雜，動態(tài)范圍不亞于銀行門口的室內(nèi)外的光照差異程度，夜晚要實現(xiàn)夜視圖像的寬動態(tài)，用通常的白天寬動態(tài)的處理方法存在局限性，比如2次曝光成像中的一張通常是1/50秒，可是在夜晚的低照度條件下1/50秒的曝光時間仍然不能得到正常圖像時，透霧DSP就需要增強了。
透霧攝像機采用夜視增強的方式來提升，智能電透霧是隨著攝像機DSP技術的發(fā)展而開發(fā)出的一種機型，暗處的照度實現(xiàn)整個圖像的寬動態(tài)，再加上智能邊緣銳化智能視頻信號處理技術，是攝像機的DSP自動偵測圖、伽馬值調(diào)整增色等智能處理得到其他技術所無可比擬的像的密度，自動調(diào)整顏色對比度和亮度。因為環(huán)境因素引起變差的圖像得到糾正達到透霧的目的，普通夜視高清攝像機光線復雜時不能兼顧。
為滿足許多特定監(jiān)視攝像場景圖像增強的需求，使得攝像機在煙霧、雨霧、塵霧、霾、蒸汽、水汽、逆光、反光、弱光、眩光、強紅外光等環(huán)境下獲得理想的畫質(zhì)，透霧攝像機一般都融入數(shù)字寬域圖像增強技術。
透霧鏡頭
具備透霧功能的攝像機鏡頭，有三個要素：具有色差補償?shù)溺R頭、具備近紅外線靈敏度的CCD、黑點平拉伸的圖像處理器。
出現(xiàn)濃霧天氣時，一般的可見光無法穿透霧氣，但是在近紅外波段，有一種名為“子彈光”的光線可以穿透霧氣，而這種光線就是我們實現(xiàn)透霧功能的關鍵。
一般的攝像機鏡頭，透過光譜的中心波長在500~600MM之間，而為了保證這種紅外光的透過率，透霧攝像機的鏡頭必須在780~900MM之間。因此，很多透霧鏡頭采用了多層鍍膜技術，讓500~900MM波段的透過率達到80%以上，最終實現(xiàn)透霧效果。這種透霧方式，俗稱為物理透霧。
采用這種方式雖然可以達到真正的透霧效果，但是昂貴的鏡頭不適用于大多數(shù)環(huán)境。研究人員為了降低成本，把這項技術直接移植到了攝像機上，用非透霧攝像機搭配透霧攝像機的方式壓縮成本，同時畫面也有不錯的效果。
視頻增強算法
Retinex算法(視網(wǎng)膜”Retina”和大腦皮層”Cortex”的縮寫)是基于人類視覺系統(tǒng)感知以及拍攝物體顏色、亮度的一種模型算法。
Retinex算法的理論基礎就是將原始圖像看成是由照射圖像和物體反射屬性組成，照射光圖像直接決定一幅圖像中像素能夠達到的動態(tài)范圍，物體反射屬性決定了圖像的內(nèi)在性質(zhì)，因此，在原始圖像中去除或降低照射圖像的影響從而保留本質(zhì)的反射屬性是Retinex理論的基本思想。與其它圖像增強方法相比，Retinex算法具有銳化、顏色恒常性、動態(tài)范圍壓縮大、色彩逼真度高等特點。
Retinex算法基于DSP的嵌入式硬件結(jié)構，能自動適應PAL制和NTSC制式視頻圖像。并具有極低的延遲，延遲時間不超過一幀，即PAL制視頻延遲40ms，NTSC制式視頻延遲33ms。同時，它還支持全屏增強和局部窗口增強，局部增強窗口大小和位置可動態(tài)調(diào)整。
影像信號處理器
在視頻采集過程中，前端所要求的是把CCD或CMOS感光傳感器所采集的影像經(jīng)過視頻接口采集，然后通過ISP進行成像處理，其中需要有“自動曝光(AE)”、“自動白平衡(AWB)”和“自動聚焦(AF)”處理，統(tǒng)稱為(3A)。那么前端需要有3A柱狀圖分析，而統(tǒng)計信息則經(jīng)由ISP中的H3A單元處理;由于考慮到鏡頭的畸形效果，因此需要LCD處理;為適應成像過程的高速相應，所謂IMCOP的影像性處理器和IPIPE影像流水處理單元也是必不可少的。這三個部分都存在于ISP中，同時集成的還有OSD以支持屏幕圖文顯示。并不是所有ISP都可以輕易地把人臉檢測功能集成進來，而部分企業(yè)開發(fā)的ISP還有透霧功能，能有效地支持了智能應用?？梢郧逦€原霧氣、陰霾、雨雪、沙塵暴等天氣下的圖像效果。
“兼顧”之余 透霧攝像機實際數(shù)量仍有限
因為直接利用可穿透霧靄的近紅外波段光線進行成像，光學透霧雖然只能得到黑白監(jiān)控畫面，但是其成像效果突出，也已在海事、海洋有了不錯的運用;另一方面，受鏡頭高昂成本的限制，雖然近年來平安城市等大型項目甚至民用市場也出現(xiàn)了一定透霧需求，但是其實際數(shù)量仍有限。
與此同時，因為技術方面已經(jīng)較為成熟，所以依靠鏡頭或說光學完成更好的透霧，就需要另辟蹊徑。因為短期內(nèi)鏡頭對波長的寬容度很難向1100nm以外延伸，但是如果不用兼顧可見光，在近紅外波段內(nèi)還可做到一定延伸，所以可以考慮在一套設備中加載兩套鏡頭。正常情況下使用可見光鏡頭，霧天則使用專門的透霧鏡頭，這樣既可保留可見光的彩色畫面，還可把透霧鏡頭的寬容度做的更好，并實現(xiàn)多畫面的對比監(jiān)控。
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