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透雾技术:拨开云雾看透雾,还原技术始真

时间:2015年12月17日    浏览数:

 

201111月以来,PM2.5、雾霾成为每个人生活中热门的关键词之一。几年来,雾霾越发严重,今年从入秋开始,雾霾便再度袭来,迅速蔓延至中国的大块版图,成为影响人们身心健康和工作生活的一大问题。在雾霾笼罩下,导致普通监控摄像机难以看清和识别建筑、人脸、车牌等实物,对于城市治安和交通管治等工作存在隐患,为了弥补视频监控在大雾天中成为“近视眼”,摄像机必须支持透雾技术。

大力治霾已上升至国家政策高度,然而效果却收效甚微。自10月以来,华北中南部、黄淮、江淮中东部、江南东北部、东北地区中部及四川盆地等地相继出现轻到中度霾天气,局地重度霾,其中北京、天津、河北中南部、山东西部等地PM2.5值屡次爆表,达到重度污染。

雾霾对视频监控的影响

随着人类对自然的过度开发,环境问题日益凸显,近年来新增的问题之一则是雾霾的出现,雾霾对视频监控系统提出了严峻考验,主要表现在几个方面:物体表面的反射光由于大气粒子的散射而产生衰减,造成物体成像的亮度减弱,图像色彩暗淡;反射光经大气粒子前向散射作用参与其它像素点成像,导致图像模糊、分辨率下降;部分大气粒子的粒径较大,在成像过程中成为噪声,成像上布满糙点;与成像无关的自然光经过大气粒子的散射,进入图像传感器参与成像,造成图像饱和度、对比度降低及色调偏移,一些重要目标的细节更是难以辨识。

雾霾来袭,视频监控如何对抗?答案是透雾技术。这种情况之下,就需要摄像机具备“透视”的功能,拨开云雾,还原始真。

光学透雾:第一代透雾技术

光学透雾的依据是雾气、烟尘等空气中的小颗粒对光线有阻挡作用,使光线反射而无法通过,所以只能接收可见光的人眼是看不到烟尘雾气后面的物体的。而波长越长,衍射能力越强,即绕过阻挡物的能力越强,而红外线因为拥有较长的波长,在传播时受气溶胶的影响较小,可穿过一定浓度的雾霭烟尘,实现准确聚焦,从而呈现清晰的图像细节。

数字透雾:第二代透雾技术

为了弥补光学透雾的黑白成像,实现更好的透雾效果,同时减低成本,不少厂商为了进入民用市场开始进一步在透雾技术上做文章,从而出现了第二代透雾技术数字透雾。与光学透雾实现原理不同,数字透雾主要是通过对图像的二次处理,是一种算法矫正,而光学透雾是通过物理的方式,通过光学成像的原理提升画面清晰度。

数字算法透雾可根据物理上雾霾的形成模型,通过局部区域灰白程度判断雾霾的浓度,从而复原出清晰的无雾霾图像。采用算法透雾技术能够保留图像的原来色彩,在光学透雾的基础上大幅提升图像透雾效果。

光学+算法:第三代透雾技术

前两种透雾技术各有千秋,却也都存在一定的缺陷,且具有互补性,于是第三代透雾技术便将前两代透雾技术进行融合,打造“光学+算法”的透雾技术,配置低照度性能更好的感光芯片和专门的透雾滤光片,同时配合光学透雾镜头增加了相应的算法透雾,成为目前市场上透雾效果好的技术。光学+算法透雾,在原有光学透雾的基础上使透雾效果得到进一步的提升。

实际应用

透雾摄像机因其特殊性,弥补了热成像系统的局限性,用清晰透彻的画面及完美的成像现场细节,赢得了军方的青睐,刚开始主要应用在军方。后来随着环保意识崛起,许多国家对森林及水文监控系统的重视,透雾摄像机得到了一个非常合适的应用场合,开始迅猛发展,广泛用于森林、江河、国境海岸、机场等地区。随着我国平安城市建设力度的不断加大,在城镇道路、车载透雾、城镇取水口等地方也有广泛的应用。

 (转自太平洋安防网)