霧霾(mai)，霧和霾(mai)的統稱，常見(jian)于城市。霧是由(you)大量懸浮在近地(di)面空(kong)氣(qi)(qi)中的微小水(shui)滴或冰(bing)晶組成的氣(qi)(qi)溶(rong)膠系統，多出(chu)現于秋(qiu)冬(dong)季節，是近地(di)面層(ceng)空(kong)氣(qi)(qi)中水(shui)汽(qi)凝(ning)結的產物(wu)。霧的存在會降(jiang)低空(kong)氣(qi)(qi)透(tou)明度(du)，使能見(jian)度(du)惡化。霾(mai)是由(you)空(kong)氣(qi)(qi)中的灰塵、硫酸、硝(xiao)酸、有機碳氫(qing)化合物(wu)等粒(li)子(zi)組成的。它(ta)也能使大氣(qi)(qi)渾濁，視野模糊并導(dao)致(zhi)能見(jian)度(du)惡化。

　　一般相(xiang)對濕度小(xiao)于(yu)80%時(shi)(shi)的大氣混(hun)濁(zhuo)(zhuo)視野(ye)模(mo)糊導(dao)致(zhi)(zhi)的能見度惡(e)(e)化是(shi)霾(mai)造成的，相(xiang)對濕度大于(yu)90%時(shi)(shi)的大氣混(hun)濁(zhuo)(zhuo)視野(ye)模(mo)糊導(dao)致(zhi)(zhi)的能見度惡(e)(e)化是(shi)霧造成的，相(xiang)對濕度介于(yu)80-90%之間時(shi)(shi)的大氣混(hun)濁(zhuo)(zhuo)視野(ye)模(mo)糊導(dao)致(zhi)(zhi)的能見度惡(e)(e)化是(shi)霧和(he)霾(mai)的混(hun)合物共(gong)同造成的，但其主(zhu)要成分是(shi)霾(mai)。

　　在霧霾天氣中的視頻監控設備主要會受到以下影響：

　　一、反射光受到大氣粒子的散射產生衰減，造成物(wu)體的對比度(du)退化;

　　二、部分粒(li)徑(jing)較大的大氣粒(li)子遮擋像(xiang)(xiang)素點成像(xiang)(xiang)，導致(zhi)圖像(xiang)(xiang)細節丟失;

　　三、無關(guan)的自然光經過折(zhe)射參與成(cheng)像，造成(cheng)圖(tu)像飽和度、對(dui)比度降低及色調(diao)偏移(yi)。

　　戶外(wai)景物圖像的(de)對(dui)比度和(he)顏色都會被(bei)改變或(huo)退化，使得(de)圖像中(zhong)蘊含(han)的(de)許(xu)多(duo)特征被(bei)覆蓋或(huo)變得(de)模(mo)糊(hu)，導致(zhi)視(shi)頻監控產品不能(neng)采集到清晰的(de)現(xian)場(chang)圖像，對(dui)平安城市(shi)的(de)建(jian)設以及各類場(chang)所安全防范的(de)實施和(he)管理產生了嚴重(zhong)影響。

　　因此安防市場對能夠具有實時去霧功能的高清網絡攝像機提出了需求。

　　攝像(xiang)機(ji)的(de)去霧(wu)技術可(ke)以分為物理(li)去霧(wu)和數(shu)字去霧(wu)兩種。物理(li)去霧(wu)即光學透(tou)(tou)霧(wu)主要由攝像(xiang)機(ji)鏡頭實現(xian)(xian)，高(gao)清(qing)透(tou)(tou)霧(wu)鏡頭一般業(ye)內在大電動變倍鏡頭上才實現(xian)(xian)，價格(ge)昂貴，一般應用于港(gang)口、森林高(gao)點等場(chang)景(jing)。

　　數字去(qu)霧則是在攝(she)像(xiang)機或者后端軟(ruan)件上可實現，是一種(zhong)基于(yu)人類(lei)視(shi)覺感知模型(xing)設(she)計的后端圖像(xiang)復原技術(shu)，具有低成(cheng)本、易部署等(deng)特(te)點，適合廣泛地推廣應用于(yu)城市監控中。

　　一、鏡頭透霧技術

　　透(tou)(tou)(tou)霧(wu)原理表明，在不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)的(de)(de)(de)范圍(wei)內，有(you)一頻率的(de)(de)(de)光(guang)可(ke)(ke)以穿透(tou)(tou)(tou)霧(wu)氣，根(gen)據(ju)波長不(bu)同需(xu)要對攝像(xiang)(xiang)機進(jin)行(xing)處理，以達(da)到(dao)對其(qi)聚焦的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),同時還需(xu)在攝像(xiang)(xiang)機上進(jin)行(xing)重新設(she)計(ji)，來將這(zhe)一頻率的(de)(de)(de)不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)進(jin)行(xing)成像(xiang)(xiang)，由于這(zhe)個不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)沒有(you)對應(ying)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)色(se)彩(cai)圖，所以呈現的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)為黑白(bai)色(se)。透(tou)(tou)(tou)過云霧(wu)、水(shui)(shui)氣拍攝物體，相當于透(tou)(tou)(tou)過了兩(liang)重透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(水(shui)(shui)珠與實際透(tou)(tou)(tou)鏡(jing))，除了R光(guang)線(xian)可(ke)(ke)以正(zheng)確聚焦在CCD成像(xiang)(xiang)面(mian)上，RGB光(guang)線(xian)中的(de)(de)(de)GB均無法正(zheng)常的(de)(de)(de)投射在CCD成像(xiang)(xiang)面(mian)上，從而阻礙普通(tong)模式鏡(jing)頭從云霧(wu)、水(shui)(shui)氣中得(de)到(dao)正(zheng)常、清晰的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)。

　　過去CCTV鏡頭還處于300mm以(yi)下階段(duan)，觀測距離一般限(xian)定在1公里以(yi)內，這(zhe)種(zhong)應用對天(tian)氣能(neng)見度的要(yao)求低，但(dan)在焦距已經(jing)發展到750mm的今天(tian)，大霧(wu)天(tian)氣對監控(kong)圖像的影響就(jiu)不(bu)得不(bu)引起我(wo)們的重視了(le)。尤(you)其是在高速公路(lu)、森林防火(huo)、油田監控(kong)和離海面(mian)較(jiao)近(jin)的港口碼(ma)頭等遠距離監控(kong)中尤(you)為重要(yao)。這(zhe)種(zhong)環境(jing)往往更(geng)容(rong)易產(chan)生(sheng)霧(wu)氣，使(shi)24小時不(bu)間斷監控(kong)面(mian)臨新(xin)的挑戰。

　　針對這(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)，少數有設(she)計(ji)、研發能(neng)力(li)的(de)廠商經過努力(li)開(kai)發出(chu)具有透霧功(gong)能(neng)的(de)鏡(jing)(jing)頭(tou)，并成(cheng)功(gong)讓(rang)成(cheng)品上(shang)市。這(zhe)(zhe)種技術的(de)出(chu)現，大大拓寬了(le)視頻監(jian)控的(de)應用(yong)(yong)范圍，并且是(shi)(shi)人類(lei)依靠(kao)聰明智慧戰勝自然環(huan)境的(de)又一經典案例。市場(chang)上(shang)多(duo)(duo)數廠商在(zai)不具備生(sheng)產透霧鏡(jing)(jing)頭(tou)產品能(neng)力(li)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，使(shi)用(yong)(yong)普通的(de)產品充(chong)當透霧鏡(jing)(jing)頭(tou)來銷(xiao)售，宣(xuan)稱具有透霧功(gong)能(neng)，是(shi)(shi)極不負(fu)責任的(de)行為(wei)。當然，這(zhe)(zhe)在(zai)實(shi)際測試中是(shi)(shi)無法蒙(meng)混過關的(de)，最終(zhong)擺脫不了(le)被(bei)淘汰的(de)命運，但給LCD液晶屏圖對此功(gong)能(neng)有需求的(de)用(yong)(yong)戶在(zai)產品選擇上(shang)制造了(le)許多(duo)(duo)障(zhang)礙(ai)和浪費許多(duo)(duo)時間。

　　二、電子透霧監控攝像機圖像處理方式

　　當安(an)防需求從被動檢測發展為(wei)(wei)主動防御，智(zhi)能分析依賴的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)圖(tu)像處(chu)理算法變得(de)舉足(zu)輕重(zhong)起來(lai)，其中透(tou)霧(wu)處(chu)理集合了多(duo)種(zhong)圖(tu)像算法，是(shi)較(jiao)為(wei)(wei)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)一類(lei)(lei)圖(tu)像處(chu)理技(ji)術。據(ju)此深圳市欣(xin)動態影像科技(ji)有限公司李(li)慧(hui)德介紹(shao)說："目前已知的(de)(de)(de)(de)透(tou)霧(wu)算法大(da)致可(ke)以分為(wei)(wei)兩(liang)大(da)類(lei)(lei)：一種(zhong)是(shi)非模型的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像增強(qiang)方法，通過增強(qiang)圖(tu)像的(de)(de)(de)(de)對比度，滿足(zu)主觀(guan)視(shi)覺(jue)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求來(lai)達到清晰化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de);另一種(zhong)是(shi)基于模型的(de)(de)(de)(de)圖(tu)像復原方法，它考查圖(tu)像退化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)原因，將退化(hua)(hua)過程進行建(jian)模，采(cai)用逆向(xiang)處(chu)理，以最終解決(jue)圖(tu)像的(de)(de)(de)(de)復原問題。"

　　為了得到更好的(de)(de)處(chu)理效果(guo)，攝(she)像(xiang)(xiang)機廠家(jia)會增(zeng)設專門的(de)(de)圖像(xiang)(xiang)處(chu)理芯片，可自動偵測圖像(xiang)(xiang)的(de)(de)密度，最(zui)大限度地保持圖像(xiang)(xiang)信號的(de)(de)細(xi)節，實現彩色增(zeng)強(qiang)(qiang)、反差增(zeng)強(qiang)(qiang)、邊緣增(zeng)強(qiang)(qiang)、對(dui)比(bi)度增(zeng)強(qiang)(qiang)和亮度增(zeng)強(qiang)(qiang)，并(bing)進行密度分割、去模糊等(deng)運(yun)算，使不同(tong)場景下的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)畫質得到明(ming)顯提高(gao)，達到透霧的(de)(de)目的(de)(de)。而根據廠家(jia)的(de)(de)能(neng)力與(yu)研發選(xuan)擇，會分別選(xuan)擇在(zai)DSP或FPGA等(deng)不同(tong)芯片上進行相應處(chu)理。

　　芯片會實時讀取視頻流(liu)信息，通(tong)(tong)過對(dui)比參(can)數判定(ding)是否需要開啟透(tou)霧(wu)模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)，也就(jiu)是可(ke)以達(da)到自動偵測霧(wu)氣，甚(shen)至可(ke)以通(tong)(tong)過設定(ding)的預置模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)判定(ding)出(chu)霧(wu)氣濃淡(dan)，選擇(ze)進入相應的透(tou)霧(wu)模(mo)(mo)(mo)式(shi)(shi)。

        文章(zhang)來源：安防(fang)知識網

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