透霧監控攝像機八仙過海 不看噱頭看技術

1透霧鏡頭功能強大

   「我們家的產品可以實現100%透霧功能，不僅能穿透霧氣和霾，更可以穿透灰塵以及風沙。」筆者在探訪的過程中，有公司如此介紹到，當筆者亮明身份，表示並不是想採購產品，而是想諮詢一下該產品的技術特點後，該公司負責人含糊其辭，以開會為由掛斷了電話。

　　雖然透霧攝像機的概念早在07年就進入了中國，但是昂貴的價格和複雜的技術讓很多企業望而卻步。近幾年，隨著安防業的壯大，及其本身技術實力的不斷發展，透霧攝像機技術取得了快速發展。不過在這個過程中，出現了部分不良企業打著透霧的噱頭，隨便做個濾鏡切換裝置，稍改下DSP的灰度、對比度，然後盜用一段別家的錄像文件就當透霧攝像機賣。這樣的攝像機往往只是濫竽充數，值得大家警惕。

　　現在，讓我們一起來走進透霧攝像機的世界。

　　透霧鏡頭：功能強大

　　具備透霧功能的攝像機鏡頭，有三個要素：具有色差補償的鏡頭、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，很多透霧鏡頭採用了多層鍍膜技術，讓500~900MM波段的透過率達到80%以上，最終實現透霧效果。這種透霧方式，俗稱為物理透霧。

　　採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於大多數環境。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。

鏡頭透霧效果圖

　　透霧算法：百家爭鳴

　　透霧鏡頭雖然效果突出，但因為價格上的局限性，在商用、民用範圍內很難普及，在這種情況下，很多企業推出了更為實惠的數字DSP處理技術，通過視頻分析算法來達到透霧功能，俗稱：數字透霧。

2透霧算法百家爭鳴

   1、FPGA成像方法以及直方圖均衡化算法

　　根據日立公司的薛總工程師介紹，日立透霧攝像機採用DSP處理的同時，還啟用了FPGA的紅外實時透霧成像方法：

　　FPGA成像方法針對霧天圖像的退化現象，採用近紅外波段成像和視頻圖像處理技術相結合的方式。根據視頻圖像相鄰兩場畫面相似的一系列特點，提出了用改進的直方圖均衡化算法的方式圖像質量。

　　改進過的算法不僅可以提高畫面清晰度，還可以簡化系統結構，節約存儲器部分硬體資源。實驗表明，採用FPGA成像方法，在增強霧天圖像的同時滿足標準視頻圖像處理25fr鋤/s的實時性要求，結合近紅外波段透霧能力使霧天圖像能見距離提高1.5倍以上。並且可以生成彩色畫面。

透霧攝像機拍攝效果圖

　　2、視頻增強算法(Retinex算法)

　　Retinex算法（視網膜」Retina」和大腦皮層」Cortex」的縮寫）是基於人類視覺系統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範圍，物體反射屬性決定了圖像的內在性質，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、顏色恆常性、動態範圍壓縮大、色彩逼真度高等特點。

　　Retinex算法基於DSP的嵌入式硬體結構，能自動適應PAL制和NTSC制式視頻圖像。並具有極低的延遲，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調整。

　　3、 影像信號處理器(LSP)

　　在視頻採集過程中，前端所要求的是把CCD或CMOS感光傳感器所採集的影像經過視頻接口採集，然後通過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，統稱為(3A)。那麼前端需要有3A柱狀圖分析，而統計信息則經由ISP中的H3A單元處理；由於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。這三個部分都存在於ISP中，同時集成的還有OSD以支持屏幕圖文顯示。並不是所有ISP都可以輕易地把人臉檢測功能集成進來，而部分企業開發的ISP還有透霧功能，能有效地支持了智能應用。可以清晰還原霧氣、陰霾、雨雪、沙塵暴等天氣下的圖像效果。

　　在中國，各地都在開展「平安城市」專項活動，但是南方多水霧，北方多沙塵。霧、雨、沙塵、這些氣象環境會嚴重影響攝像機的工作，造成視頻監控上的死穴。而透霧攝像機的應用，無異填補了這個漏洞，讓視頻監控的發展邁出了重要的一步。