2011年11月以來,PM2.5、霧霾成為每個人生活中最熱門的關鍵詞之一。幾年來,霧霾越發嚴重,今年從入秋開始,霧霾便再度襲來,迅速蔓延至中國的大塊版圖,成為影響人們身心健康和工作生活的一大問題。在霧霾籠罩下,導致普通監控攝像機難以看清和識別建筑、人臉、車牌等實物,對于城市治安和交通管治等工作存在隱患,為了彌補視頻監控在大霧天中成為“近視眼”,攝像機必須支持透霧技術。
今年“兩會”上,霧霾治理成為提及頻度最高的熱點之一。代表委員們認為,政府應進一步加強防治力度,更加注重運用市場和法治手段,促進企業更好地履行社會責任,全社會“同呼吸、共奮斗”,形成合力,以切實的成效保護和改善生態環境、造福全體人民。
大力治霾已上升至國家政策高度,然而效果卻收效甚微。自10月以來,華北中南部、黃淮、江淮中東部、江南東北部、東北地區中部及四川盆地等地相繼出現輕到中度霾天氣,局地重度霾,其中北京、天津、河北中南部、山東西部等地PM2.5值屢次爆表,達到重度污染。
霧霾對視頻監控的影響
隨著人類對自然的過度開發,環境問題日益凸顯,近年來新增的問題之一則是霧霾的出現,霧霾對視頻監控系統提出了嚴峻考驗,主要表現在幾個方面:物體表面的反射光由于大氣粒子的散射而產生衰減,造成物體成像的亮度減弱,圖像色彩暗淡;反射光經大氣粒子前向散射作用參與其它像素點成像,導致圖像模糊、分辨率下降;部分大氣粒子的粒徑較大,在成像過程中成為噪聲,成像上布滿糙點;與成像無關的自然光經過大氣粒子的散射,進入圖像傳感器參與成像,造成圖像飽和度、對比度降低及色調偏移,一些重要目標的細節更是難以辨識。
霧霾來襲,視頻監控如何對抗?答案是透霧技術。這種情況之下,就需要攝像機具備“透視”的功能,撥開云霧,還原始真。
發展歷程:透霧技術呈階段式發展
一般而言,透霧技術分為數字透霧(亦稱算法透霧)和光學透霧(亦稱物理透霧)兩種。然而,數字透霧和光學透霧互有優劣勢,并且互補。因此,目前出現了能夠融合這兩種透霧技術的優勢,“光學+算法”透霧技術為攝像機同時兼備經濟實用的功能。
光學透霧:第一代透霧技術
據杭州海康威視數字技術股份有限公司技術支持工程師姚靜介紹,透霧監控需求最早出現在海事邊防等國防應用,一開始相關產品都只在透霧鏡頭上做研究,研發了一種光學透霧技術,也就是我們通常所說的第一代透霧技術。浙江大華技術股份有限公司產品經理遲陽解釋,光學透霧的依據是霧氣、煙塵等空氣中的小顆粒對光線有阻擋作用,使光線反射而無法通過,所以只能接收可見光的人眼是看不到煙塵霧氣后面的物體的。而波長越長,衍射能力越強,即繞過阻擋物的能力越強,而紅外線因為擁有較長的波長,在傳播時受氣溶膠的影響較小,可穿過一定濃度的霧靄煙塵,實現準確聚焦,從而呈現清晰的圖像細節。
數字透霧:第二代透霧技術
為了彌補光學透霧的黑白成像,實現更好的透霧效果,同時減低成本,不少廠商為了進入民用市場開始進一步在透霧技術上做文章,從而出現了第二代透霧技術數字透霧。與光學透霧實現原理不同,數字透霧主要是通過對圖像的二次處理,是一種算法矯正,而光學透霧是通過物理的方式,通過光學成像的原理提升畫面清晰度。
天津天地偉業數碼科技有限公司產品總監郭輝說到,數字算法透霧可根據物理上霧霾的形成模型,通過局部區域灰白程度判斷霧霾的濃度,從而復原出清晰的無霧霾圖像。采用算法透霧技術能夠保留圖像的原來色彩,在光學透霧的基礎上大幅提升圖像透霧效果。
光學+算法:第三代透霧技術
前兩種透霧技術各有千秋,卻也都存在一定的缺陷,且具有互補性,于是第三代透霧技術便將前兩代透霧技術進行融合,打造“光學+算法”的透霧技術,配置低照度性能更好的感光芯片和專門的透霧濾光片,同時配合光學透霧鏡頭增加了相應的算法透霧,成為目前市場上透霧效果最好的技術。光學+算法透霧,在原有光學透霧的基礎上使透霧效果得到進一步的提升,海康威視姚靜認為,“這種技術依賴于各大廠家透霧算法技術的不同,效果也有好壞”。天地偉業郭輝也表示,“安防廠商需要不斷改進自己的核心算法,才能夠真正掌握技術上的核心競爭力。”
2011年11月以來,PM2.5、霧霾成為每個人生活中最熱門的關鍵詞之一。幾年來,霧霾越發嚴重,今年從入秋開始,霧霾便再度襲來,迅速蔓延至中國的大塊版圖,成為影響人們身心健康和工作生活的一大問題。在霧霾籠罩下,導致普通監控攝像機難以看清和識別建筑、人臉、車牌等實物,對于城市治安和交通管治等工作存在隱患,為了彌補視頻監控在大霧天中成為“近視眼”,攝像機必須支持透霧技術。
今年“兩會”上,霧霾治理成為提及頻度最高的熱點之一。代表委員們認為,政府應進一步加強防治力度,更加注重運用市場和法治手段,促進企業更好地履行社會責任,全社會“同呼吸、共奮斗”,形成合力,以切實的成效保護和改善生態環境、造福全體人民。
大力治霾已上升至國家政策高度,然而效果卻收效甚微。自10月以來,華北中南部、黃淮、江淮中東部、江南東北部、東北地區中部及四川盆地等地相繼出現輕到中度霾天氣,局地重度霾,其中北京、天津、河北中南部、山東西部等地PM2.5值屢次爆表,達到重度污染。
霧霾對的影響
隨著人類對自然的過度開發,環境問題日益凸顯,近年來新增的問題之一則是霧霾的出現,霧霾對視頻監控系統提出了嚴峻考驗,主要表現在幾個方面:物體表面的反射光由于大氣粒子的散射而產生衰減,造成物體成像的亮度減弱,圖像色彩暗淡;反射光經大氣粒子前向散射作用參與其它像素點成像,導致圖像模糊、分辨率下降;部分大氣粒子的粒徑較大,在成像過程中成為噪聲,成像上布滿糙點;與成像無關的自然光經過大氣粒子的散射,進入圖像傳感器參與成像,造成圖像飽和度、對比度降低及色調偏移,一些重要目標的細節更是難以辨識。
霧霾來襲,視頻監控如何對抗?答案是透霧技術。這種情況之下,就需要攝像機具備“透視”的功能,撥開云霧,還原始真。
發展歷程:透霧技術呈階段式發展
一般而言,透霧技術分為數字透霧(亦稱算法透霧)和光學透霧(亦稱物理透霧)兩種。然而,數字透霧和光學透霧互有優劣勢,并且互補。因此,目前出現了能夠融合這兩種透霧技術的優勢,“光學+算法”透霧技術為攝像機同時兼備經濟實用的功能。
光學透霧:第一代透霧技術
據杭州??低晹底旨夹g股份有限公司技術支持工程師姚靜介紹,透霧監控需求最早出現在海事邊防等國防應用,一開始相關產品都只在透霧鏡頭上做研究,研發了一種光學透霧技術,也就是我們通常所說的第一代透霧技術。浙江大華技術股份有限公司產品經理遲陽解釋,光學透霧的依據是霧氣、煙塵等空氣中的小顆粒對光線有阻擋作用,使光線反射而無法通過,所以只能接收可見光的人眼是看不到煙塵霧氣后面的物體的。而波長越長,衍射能力越強,即繞過阻擋物的能力越強,而紅外線因為擁有較長的波長,在傳播時受氣溶膠的影響較小,可穿過一定濃度的霧靄煙塵,實現準確聚焦,從而呈現清晰的圖像細節。
數字透霧:第二代透霧技術
為了彌補光學透霧的黑白成像,實現更好的透霧效果,同時減低成本,不少廠商為了進入民用市場開始進一步在透霧技術上做文章,從而出現了第二代透霧技術數字透霧。與光學透霧實現原理不同,數字透霧主要是通過對圖像的二次處理,是一種算法矯正,而光學透霧是通過物理的方式,通過光學成像的原理提升畫面清晰度。
天津天地偉業數碼科技有限公司產品總監郭輝說到,數字算法透霧可根據物理上霧霾的形成模型,通過局部區域灰白程度判斷霧霾的濃度,從而復原出清晰的無霧霾圖像。采用算法透霧技術能夠保留圖像的原來色彩,在光學透霧的基礎上大幅提升圖像透霧效果。
光學+算法:第三代透霧技術
前兩種透霧技術各有千秋,卻也都存在一定的缺陷,且具有互補性,于是第三代透霧技術便將前兩代透霧技術進行融合,打造“光學+算法”的透霧技術,配置低照度性能更好的感光芯片和專門的透霧濾光片,同時配合光學透霧鏡頭增加了相應的算法透霧,成為目前市場上透霧效果最好的技術。光學+算法透霧,在原有光學透霧的基礎上使透霧效果得到進一步的提升,??低曇o認為,“這種技術依賴于各大廠家透霧算法技術的不同,效果也有好壞”。天地偉業郭輝也表示,“安防廠商需要不斷改進自己的核心算法,才能夠真正掌握技術上的核心競爭力。”
實際應用:民用市場難入 但前景無限
透霧攝像機因其特殊性,彌補了熱成像系統的局限性,用清晰透徹的畫面及完美的成像現場細節,贏得了軍方的青睞,剛開始主要應用在軍方。后來隨著環保意識崛起,許多國家對森林及水文監控系統的重視,透霧攝像機得到了一個非常合適的應用場合,開始迅猛發展,廣泛用于森林、江河、國境海岸、機場等地區。隨著我國平安城市建設力度的不斷加大,在城鎮道路、車載透霧、城鎮取水口等地方也有廣泛的應用。
??低曇o指出由“光學+算法”升級后的超級透霧技術,可用于多種戶外需要預防濃霧的場合,如高速公路、鐵路、航運、機場跑道等重要或事故易發區段;發電廠與電力傳輸設備、通訊基站等重點監控區域;河道、港口、邊境、海事監控、森林防火等觀察距離較長的監控應用;中小學校園、城市廣場、旅游景區等。從應用的行業來看,包括交通、公安、航空、通訊、環保、水利、農林牧漁,以及邊防等。
長期以來,紅外攝像機一度被人稱為全天候攝像機,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,成為這些行業用戶的實際需求。
在實際應用中,受制于技術的缺陷,透霧攝像機難以迅速進入民用市場。首先,光學透霧因其在紅外波段成像只能是黑白圖像,且這種透霧方式對鏡頭、濾波片等硬件設備的要求過高,造成成本太貴,想要在民用市場實現廣泛應用還需要時日;其次,算法透霧對于企業研發實力要求高,目前能夠實現這種圖像處理算法的廠家不是很多,造成市場上以次充好現象嚴重,打擊了消費者的購買欲望。“從市場經濟的角度來看,該現狀對透霧攝像機的推廣十分不利”,大華股份遲陽對此表示擔憂。
但是,隨著近幾年霧霾持續出現,從時間上和范圍上不斷加深,且柴靜的《穹頂之下》紀錄片將霧霾問題推向社會,引起國家和群眾超高關注的連鎖反應。未來隨著用戶對監控需求的不斷提升,透霧算法的不斷突破以及設備成本的下降,透霧攝像機以其良好的透霧效果將不斷贏得市場好評,隨之市場規模會不斷擴大,大華股份遲陽按照目前測算的結果,計算透霧攝像機每年會有超過10萬臺以上的市場需求。未來也將會朝著提高成像質量,朝著細分市場和民用市場不斷延伸。
透霧技術哪家強 廠商來PK
在實際透霧時,根據霧的成因、顆粒大小、濃度、密度的不同,透霧攝像機的監控效果也各不相同,業界普遍認為一款具備透霧功能的攝像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、黑點平拉伸的圖像處理器。但考慮到市場和用戶,則需要從價格、用戶體驗方面進行考究。這也成為透霧攝像機無法廣泛使用的重要因素。關于透霧攝像機,a&s通過不斷的測評、檢測,基本對行業內的不同廠商的不同透霧攝像機有不少了解,并在不斷的測評中見證了透霧攝像機三個階段的發展。
??低曉诩夹g上不斷突破,自主研發第三代“光學+算法透霧”技術:超級透霧,業界首創集成光學透霧、SSD透霧算法、自適應感應算法三位一體技術。
大華自從在攝像機中引入數字透霧技術后,一直保持著自己的特色,其產品支持自動和手動可調的方式來處理圖像的模糊情況。而在手動模式下,分別可對透霧強度、大氣模式可調,以增強“除霧”效果。
天地偉業攝像機就測試情況看,在操作層面上、處理的智能化程度非常高,無需過多的人為手動調節干預,即可實現良好的透霧應用。
結語
經過多年的發展,視頻監控已經實現了從“看得見”走向“看得清”的道路,尤其是透霧技術的出現,為視頻監控增添了“透視”的功能。隨著透霧技術的不斷發展,“光學+算法”透霧技術逐漸成為未來廠商不斷發力的大方向。作為安防行業潛力最大的技術之一,透霧技術將能在技術和應用上更進一步。
然而,市場的魚龍混雜,不斷充斥著“假透霧”“霧里看花”現象,用戶難以鑒別,也就“挑花了眼”。要想沖破霧霾,不再模糊,企業還需從算法上做突破,掌握透霧的核心算法,就能走在技術的最前端。