‧ 打開市場缺口 透霧攝影機能兼顧

來源：中國安防展覽網

  

隨著季節的深入、大霧天氣的頻繁，視頻監控再次進入考驗。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，使視頻監控系統變得毫無用處，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。

禾企透 霧 攝影機

　　

霧霾天氣透霧攝影機噱頭暴露

眾所周知，目前市面上的多款監控攝影機都具備防水、防霧、防爆功能，但這些僅僅只是針對監控攝影機本身而言。紅外監控攝像機的誕生解決了夜視監控難題，寬動態攝影機的誕生解決了低照度監控難題，當面對霧霾天氣時，透霧攝影機的誕生又將這種極端天氣輕鬆搞定。

　　

有人說攝影機可依靠透霧鏡頭將霧霾過濾，也有人說透霧的最核心在於圖像還原演算法。由於透霧攝影機是近兩年才逐漸普及的產品，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。

　　

一般而言，具備透霧功能的攝影機鏡頭必須具備三個要素：具有色差補償的鏡頭、具備近紅外線靈敏度的CCD、黑點平拉伸的影像處理器。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。

　　

不過，雖然透霧攝影機能夠輕鬆解決霧霾等極端天氣給城市監控帶來的難題，但目前真正掌握透霧攝影機技術的公司並不多，有些企業不過只是打著透霧的噱頭好讓自己的產品賣得好一些。

　　

打開市場缺口透霧攝影機能兼顧

長期以來，紅外線攝影機一度被人稱為全天候攝影機，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，如何在大霧環境下記錄高清圖像，成為這些行業使用者的實際需求。透霧攝影機能夠清晰記錄圖像，廣泛應用於這些領域，並得到用戶的高度好評。透霧攝影機中植入的寬動態夜視增強功能，其實夜晚的光照條件遠比白天複雜，動態範圍不亞於銀行門口的室內外的光照差異程度，夜晚要實現夜視圖像的寬動態，用通常的白天寬動態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。　　

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透霧攝影機採用夜視增強的方式來提升，智慧電透霧是隨著攝影機DSP技術的發展而開發出的一種機型，暗處的照度實現整個圖像的寬動態，再加上智慧邊緣銳化智慧視訊訊號處理技術，是攝影機的DSP自動偵測圖、伽馬值調整增色等智慧處理得到其他技術所無可比擬的像的密度，自動調整顏色對比度和亮度。因為環境因素引起變差的圖像得到糾正達到透霧的目的，普通夜視高清攝影機光線複雜時不能兼顧。

　　

為滿足許多特定監視攝影場景圖像增強的需求，使得攝影機在煙霧、雨霧、塵霧、霾、蒸汽、水汽、逆光、反光、弱光、眩光、強紅外光等環境下獲得理想的畫質，透霧攝影機一般都融入數位寬域圖像增強技術。

　　

透霧鏡頭

具備透霧功能的攝影機鏡頭，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、黑點平拉伸的影像處理器。

　　

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。

　　

一般的攝影機鏡頭，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，透霧攝影機的鏡頭必須在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。

KOWA 透霧鏡頭

　　

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影機上，用非透霧攝影機搭配透霧攝影機的方式壓縮成本，同時畫面也有不錯的效果。

　　

視頻增強演算法

Retinex演算法（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、亮度的一種模型演算法。

　　

Retinex演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演算法具有銳化、顏色恒常性、動態範圍壓縮大、色彩逼真度高等特點。

　　

Retinex演算法基於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，它還支援全屏增強和局部視窗增強，局部增強視窗大小和位置可動態調整。

　　

影像信號處理器

在視頻採集過程中，前端所要求的是把CCD或CMOS感光感測器所採集的影像經過視頻界面採集，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，而統計資訊則經由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以支援螢幕圖文顯示。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，能有效地支援了智慧應用。可以清晰還原霧氣、陰霾、雨雪、沙塵暴等天氣下的圖像效果。

　　

兼顧之餘 透霧攝影機實際數量仍有限

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，雖然近年來大型項目甚至民用市場也出現了一定透霧需求，但是其實際數量仍有限。

大變倍透霧自動聚焦鏡頭

　　

與此同時，因為技術方面已經較為成熟，所以依靠鏡頭或說光學完成更好的透霧，就需要另闢蹊徑。因為短期內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，在近紅外波段內還可做到一定延伸，所以可以考慮在一套設備中載入兩套鏡頭。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，並實現多畫面的對比監控。