12月6日，浙江省杭州市再次被大霧籠罩，“霧里看花”再度上演，許多車主上班路上不得不打開雙跳燈，減緩車速。據(jù)中央氣象臺6日早上9點(diǎn)發(fā)布的消息，杭州空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)為203，屬重度污染。就在四天前的12月2日上午十時(shí)，上海空氣質(zhì)量指數(shù)達(dá)316，為六級嚴(yán)重污染。遼寧、上海、南京、杭州等地區(qū)中小學(xué)不得不緊急停課或取消戶外活動(dòng)，主管部門下發(fā)相關(guān)文件，遇到極端天氣，“學(xué)校可自行決定”是否停課。

入冬以來,全國迎來今冬范圍最大的霧霾天氣,長三角地區(qū)也淪陷其中,上海市氣象部門總結(jié)此次霧霾時(shí)表示,此次霧霾遭遇的氣象條件是“五十年一遇”的。PM2.5這一氣象領(lǐng)域?qū)I(yè)詞匯也成為社會關(guān)注的流行話題。

霧霾天氣不僅對身體健康造成極大的危害，同時(shí)也使戶外監(jiān)控視頻圖像質(zhì)量質(zhì)量明顯降低，也間接影響著我們的安全。在霧霾天氣下，圖像色彩黯淡、對比度變低，一些重要目標(biāo)的細(xì)節(jié)更是淹沒在霧氣中難以被察覺，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性受到很大影響，同時(shí)對于本來擁堵的交通更是雪上加霜，因此透霧技術(shù)成為戶外視頻監(jiān)控應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

“霧里看花”與安防監(jiān)控的透霧技術(shù)

鏡頭透霧技術(shù)

攝像機(jī)透霧技術(shù)分為物理透霧以及數(shù)字透霧，即光學(xué)透霧和電子透霧。前者利用光學(xué)原理進(jìn)行濾波處理從而獲得較好圖像；后者則是是通過軟件算法增強(qiáng)圖像。

物理透霧原理是這樣的，在不可見光的范圍內(nèi)，有某一頻率的光可以穿透霧氣，但是由于其波長不同，所以需要在攝像機(jī)上進(jìn)行處理，以達(dá)到對其聚焦的目的,同時(shí)還需要在攝像機(jī)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，將這一頻率的不可見光進(jìn)行成像，由于這個(gè)不可見光沒有對應(yīng)的可見光色彩圖，所以呈現(xiàn)的圖像為黑白顏色。透過云霧、水氣拍攝物體，相當(dāng)于透過了兩重透鏡(水珠與實(shí)際透鏡)，除了R光線可以正確聚焦在成像靶面上，RGB光線中的GB均無法正常的投射在成像靶面上，這樣就造成了普通模式鏡頭無法正常、清晰的得到云霧、水氣中的圖像。光學(xué)透霧雖然成像效果突出，但只能獲得黑白監(jiān)控畫面，且好的鏡頭成本較高。

數(shù)字透霧則是通過攝像機(jī)ISP或者后端軟件上可實(shí)現(xiàn)，是基于人類視覺感知模型設(shè)計(jì)的后端圖像復(fù)原技術(shù)，并集合了多種圖像算法，是較為重要的一類圖像處理技術(shù)。據(jù)深圳市欣動(dòng)態(tài)影像科技有限公司李慧德介紹說：“目前已知的透霧算法大致可以分為兩大類：一種是非模型的圖像增強(qiáng)方法，通過增強(qiáng)圖像的對比度，滿足主觀視覺的要求來達(dá)到清晰化的目的；另一種是基于模型的圖像復(fù)原方法，它考查圖像退化的原因，將退化過程進(jìn)行建模，采用逆向處理，以最終解決圖像的復(fù)原問題。”數(shù)字透霧其優(yōu)勢是能有效提升視覺對比度，以低成本、易部署等特點(diǎn)，適宜廣泛應(yīng)用于城市監(jiān)控中，缺點(diǎn)是其效果受制于算法模型以及圖像處理芯片的性能。

數(shù)字透霧技術(shù)的出現(xiàn)大大拓寬了視頻監(jiān)控的應(yīng)用范圍，并且是人類依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經(jīng)典案例。目前市場上少數(shù)廠商在不具備生產(chǎn)透霧鏡頭產(chǎn)品能力的情況下，使用普通的產(chǎn)品充當(dāng)透霧鏡頭來銷售，宣稱具有透霧功能是極不負(fù)責(zé)任的行為。當(dāng)然，在實(shí)際測試中無法蒙混過關(guān)，最終擺脫不了被淘汰的命運(yùn)。

海康威視實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)

海康威視結(jié)合安防監(jiān)控領(lǐng)域的視頻圖像透霧的特殊要求開發(fā)了一種實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)。該技術(shù)基于大氣光學(xué)原理，區(qū)分圖像不同區(qū)域景深與霧濃度進(jìn)行濾波處理，獲得準(zhǔn)確、自然的透霧圖像。該實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)能夠根據(jù)霧況的變化自動(dòng)調(diào)整從而適應(yīng)各種場景應(yīng)用，避免出現(xiàn)近景透霧過度發(fā)黑而遠(yuǎn)景模糊的情況；同時(shí)兼顧了實(shí)現(xiàn)的效率與復(fù)雜度，保證了整個(gè)透霧的實(shí)時(shí)性與可工程化。這項(xiàng)實(shí)時(shí)視頻透霧技術(shù)不但可以有效去除霧氣帶來的影響，而且能夠避免對某些場景的過渡處理導(dǎo)致的色彩誤差，以及霧氣過度去除帶來的不真實(shí)感。杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司支持產(chǎn)品經(jīng)理程瑋表示，海康威視視頻透霧技術(shù)實(shí)際上是采用了大氣透射的模型，對圖像的色彩、還原度、景深等進(jìn)行濾波處理，使圖像對比度更高、景深更好，清晰度也會更好。他認(rèn)為“透霧攝像頭為城市瞭望沿海水域、治安監(jiān)控等領(lǐng)域帶來了畫質(zhì)的大幅提升，產(chǎn)品投放后一直保持著大幅度的增長。”

宇視科技數(shù)字透霧技術(shù)

“彩色透霧”是宇視的數(shù)字透霧處理技術(shù)，它充分發(fā)揮了全局圖像增強(qiáng)算法和局部增強(qiáng)算法的優(yōu)勢，在現(xiàn)有算法基礎(chǔ)上做了優(yōu)化，使圖像細(xì)節(jié)和噪聲抑制達(dá)到平衡，在保證透霧圖像細(xì)節(jié)得到增強(qiáng)和還原的同時(shí)，有效抑制傳統(tǒng)算法引入的畫面噪聲和塊狀效應(yīng)，在霧霾天氣應(yīng)用時(shí)，彩色可視距離超過肉眼兩倍以上，有效提高了在霧霾天氣中應(yīng)用的圖像效果。

總結(jié)

在中國，各地都在開展“平安城市”、“智慧城市”的活動(dòng)，但是南方多水霧，北方多沙塵；霧、雨、沙塵、這些氣象環(huán)境會嚴(yán)重影響攝像機(jī)的工作，成為視頻監(jiān)控上的漏洞。而透霧攝像機(jī)的應(yīng)用無異填補(bǔ)了這個(gè)漏洞，讓視頻監(jiān)控的發(fā)展邁出了重要的一步。

近年來的惡劣天氣無疑給安防監(jiān)控設(shè)備帶來了不小的挑戰(zhàn)，我們看到的愿景是安防在逆境中技術(shù)的不斷更新?lián)Q代。不能忽略的是這樣的環(huán)境多少是與人為有很大關(guān)系的，智慧城市和平安城市正在全國推廣，但如不解決“人為”問題，始終處于臟亂的環(huán)境中談何“平安”與“智慧”？在這里筆者呼吁一句“保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)”。