打开市场缺口 透雾摄像机能“兼顾”

随着季节的深入、大雾天气的频繁，视频监控再次进入考验。特别是在交通、森林等领域，“雾”会造成有效视频监控距离大大缩短，使图像变得模糊，严重的情况下图像一片雪白，使视频监控系统变得毫无用处，严重影响到城市安全。老生常谈的透雾摄像机在这个时候显得尤为重要。

雾霾天气透雾摄像机“噱头”市场暴露

众所周知，目前市面上的多款监控摄像机都具备防水、防雾、防爆功能，但这些仅仅只是针对监控摄像机本身而言。红外监控摄像机的诞生解决了夜视监控难题，宽动态摄像机的诞生解决了低照度监控难题，当面对雾霾天气时，透雾摄像机的诞生又将这种极端天气轻松搞定。

有人说摄像机可依靠透雾镜头将雾霾”过滤”，也有人说透雾的最核心在于图像还原算法。由于透雾摄像机是近两年才逐渐普及的产品，许多厂家都打着可透雾、透沙尘的噱头招摇撞骗，其只不过是安装一个滤镜切换、改变图像对比度。这种换汤不换药的做法只不过是在滥竽充数。

一般而言，具备透雾功能的摄像机镜头必须具备三个要素：具有色差补偿的镜头、具备近红外线灵敏度的CCD、黑点平拉伸的图像处理器。出现浓雾天气时，一般的可见光无法穿透雾气，但是在近红外波段，有一种名为“子弹光”的光线可以穿透雾气，而这种光线就是我们实现透雾功能的关键。

不过，虽然透雾摄像机能够轻松解决雾霾等极端天气给城市监控带来的难题，但目前国内真正掌握透雾摄像机技术的安防企业并不多，有些企业不过只是打着透雾的噱头好让自己的产品卖得好一些。

打开市场缺口透雾摄像机能“兼顾”

长期以来，红外摄像机一度被人称为全天候摄像机，但是却因为雾霾、积尘等原因达不到人们的期望值。除具备基本功能外，如何在大雾环境下记录高清图像，成为这些行业用户的实际需求。透雾摄像机能够清晰记录图像，广泛应用于这些领域，并得到用户的高度好评。透雾摄像机中植入的宽动态夜视增强功能，其实夜晚的光照条件远比白天复杂，动态范围不亚于银行门口的室内外的光照差异程度，夜晚要实现夜视图像的宽动态，用通常的白天宽动态的处理方法存在局限性，比如2次曝光成像中的一张通常是1/50秒，可是在夜晚的低照度条件下1/50秒的曝光时间仍然不能得到正常图像时，透雾DSP就需要增强了。

透雾摄像机采用夜视增强的方式来提升，智能电透雾是随着摄像机DSP技术的发展而开发出的一种机型，暗处的照度实现整个图像的宽动态，再加上智能边缘锐化智能视频信号处理技术，是摄像机的DSP自动侦测图、伽马值调整增色等智能处理得到其他技术所无可比拟的像的密度，自动调整颜色对比度和亮度。因为环境因素引起变差的图像得到纠正达到透雾的目的，普通夜视高清摄像机光线复杂时不能兼顾。

为满足许多特定监视摄像场景图像增强的需求，使得摄像机在烟雾、雨雾、尘雾、霾、蒸汽、水汽、逆光、反光、弱光、眩光、强红外光等环境下获得理想的画质，透雾摄像机一般都融入数字宽域图像增强技术。

透雾镜头

具备透雾功能的摄像机镜头，有三个要素：具有色差补偿的镜头、具备近红外线灵敏度的CCD、黑点平拉伸的图像处理器。

出现浓雾天气时，一般的可见光无法穿透雾气，但是在近红外波段，有一种名为“子弹光”的光线可以穿透雾气，而这种光线就是我们实现透雾功能的关键。

一般的摄像机镜头，透过光谱的中心波长在500~600MM之间，而为了保证这种红外光的透过率，透雾摄像机的镜头必须在780~900MM之间。因此，很多透雾镜头采用了多层镀膜技术，让500~900MM波段的透过率达到80%以上，最终实现透雾效果。这种透雾方式，俗称为物理透雾。

采用这种方式虽然可以达到真正的透雾效果，但是昂贵的镜头不适用于大多数环境。研究人员为了降低成本，把这项技术直接移植到了摄像机上，用非透雾摄像机搭配透雾摄像机的方式压缩成本，同时画面也有不错的效果。

视频增强算法

Retinex算法（视网膜”Retina”和大脑皮层”Cortex”的缩写）是基于人类视觉系统感知以及拍摄物体颜色、亮度的一种模型算法。

Retinex算法的理论基础就是将原始图像看成是由照射图像和物体反射属性组成，照射光图像直接决定一幅图像中像素能够达到的动态范围，物体反射属性决定了图像的内在性质，因此，在原始图像中去除或降低照射图像的影响从而保留本质的反射属性是Retinex理论的基本思想。与其它图像增强方法相比，Retinex算法具有锐化、颜色恒常性、动态范围压缩大、色彩逼真度高等特点。

Retinex算法基于DSP的嵌入式硬件结构，能自动适应PAL制和NTSC制式视频图像。并具有极低的延迟，延迟时间不超过一帧，即PAL制视频延迟40ms，NTSC制式视频延迟33ms。同时，它还支持全屏增强和局部窗口增强，局部增强窗口大小和位置可动态调整。

影像信号处理器

在视频采集过程中，前端所要求的是把CCD或CMOS感光传感器所采集的影像经过视频接口采集，然后通过ISP进行成像处理，其中需要有“自动曝光（AE）”、“自动白平衡（AWB）”和“自动聚焦（AF）”处理，统称为（3A）。那么前端需要有3A柱状图分析，而统计信息则经由ISP中的H3A单元处理；由于考虑到镜头的畸形效果，因此需要LCD处理；为适应成像过程的高速相应，所谓IMCOP的影像性处理器和IPIPE影像流水处理单元也是必不可少的。这三个部分都存在于ISP中，同时集成的还有OSD以支持屏幕图文显示。并不是所有ISP都可以轻易地把人脸检测功能集成进来，而部分企业开发的ISP还有透雾功能，能有效地支持了智能应用。可以清晰还原雾气、阴霾、雨雪、沙尘暴等天气下的图像效果。

“兼顾”之余透雾摄像机实际数量仍有限

因为直接利用可穿透雾霭的近红外波段光线进行成像，光学透雾虽然只能得到黑白监控画面，但是其成像效果突出，也已在海事、海洋有了不错的运用；另一方面，受镜头高昂成本的限制，虽然近年来平安城市等大型项目甚至民用市场也出现了一定透雾需求，但是其实际数量仍有限。

与此同时，因为技术方面已经较为成熟，所以依靠镜头或说光学完成更好的透雾，就需要另辟蹊径。因为短期内镜头对波长的宽容度很难向1100nm以外延伸，但是如果不用兼顾可见光，在近红外波段内还可做到一定延伸，所以可以考虑在一套设备中加载两套镜头。正常情况下使用可见光镜头，雾天则使用专门的透雾镜头，这样既可保留可见光的彩色画面，还可把透雾镜头的宽容度做的更好，并实现多画面的对比监控。