2011年11月以來，PM2.5、霧霾成為每個(gè)人生活中最熱門的關(guān)鍵詞之一。幾年來，霧霾越發(fā)嚴(yán)重，今年從入秋開始，霧霾便再度襲來，迅速蔓延至中國(guó)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(dǎo)致普通監(jiān)控?cái)z像機(jī)難以看清和識(shí)別建筑、人臉、車牌等實(shí)物，對(duì)于城市治安和交通管治等工作存在隱患，為了彌補(bǔ)視頻監(jiān)控在大霧天中成為“近視眼”，攝像機(jī)必須支持透霧技術(shù)。

　　■ 文/焦盛元

　　今年“兩會(huì)”上，霧霾治理成為提及頻度最高的熱點(diǎn)之一。代表委員們認(rèn)為，政府應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)防治力度，更加注重運(yùn)用市場(chǎng)和法治手段，促進(jìn)企業(yè)更好地履行社會(huì)責(zé)任，全社會(huì)“同呼吸、共奮斗”，形成合力，以切實(shí)的成效保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境、造福全體人民。

　　大力治霾已上升至國(guó)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(qū)中部及四川盆地等地相繼出現(xiàn)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(dá)到重度污染。

　　霧霾對(duì)視頻監(jiān)控的影響

　　隨著人類對(duì)自然的過度開發(fā)，環(huán)境問題日益凸顯，近年來新增的問題之一則是霧霾的出現(xiàn)，霧霾對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：物體表面的反射光由于大氣粒子的散射而產(chǎn)生衰減，造成物體成像的亮度減弱，圖像色彩暗淡;反射光經(jīng)大氣粒子前向散射作用參與其它像素點(diǎn)成像，導(dǎo)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(diǎn);與成像無關(guān)的自然光經(jīng)過大氣粒子的散射，進(jìn)入圖像傳感器參與成像，造成圖像飽和度、對(duì)比度降低及色調(diào)偏移，一些重要目標(biāo)的細(xì)節(jié)更是難以辨識(shí)。

　　霧霾來襲，視頻監(jiān)控如何對(duì)抗?答案是透霧技術(shù)。這種情況之下，就需要攝像機(jī)具備“透視”的功能，撥開云霧，還原始真。

　　發(fā)展歷程：透霧技術(shù)呈階段式發(fā)展

　　一般而言，透霧技術(shù)分為數(shù)字透霧(亦稱算法透霧)和光學(xué)透霧(亦稱物理透霧)兩種。然而，數(shù)字透霧和光學(xué)透霧互有優(yōu)劣勢(shì)，并且互補(bǔ)。因此，目前出現(xiàn)了能夠融合這兩種透霧技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，“光學(xué)+算法”透霧技術(shù)為攝像機(jī)同時(shí)兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)實(shí)用的功能。

　　光學(xué)透霧：第一代透霧技術(shù)

　　據(jù)杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司技術(shù)支持工程師姚靜介紹，透霧監(jiān)控需求最早出現(xiàn)在海事邊防等國(guó)防應(yīng)用，一開始相關(guān)產(chǎn)品都只在透霧鏡頭上做研究，研發(fā)了一種光學(xué)透霧技術(shù)，也就是我們通常所說的第一代透霧技術(shù)。浙江大華技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理遲陽(yáng)解釋，光學(xué)透霧的依據(jù)是霧氣、煙塵等空氣中的小顆粒對(duì)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(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射能力越強(qiáng)，即繞過阻擋物的能力越強(qiáng)，而紅外線因?yàn)閾碛休^長(zhǎng)的波長(zhǎng)，在傳播時(shí)受氣溶膠的影響較小，可穿過一定濃度的霧靄煙塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確聚焦，從而呈現(xiàn)清晰的圖像細(xì)節(jié)。

　　數(shù)字透霧：第二代透霧技術(shù)

　　為了彌補(bǔ)光學(xué)透霧的黑白成像，實(shí)現(xiàn)更好的透霧效果，同時(shí)減低成本，不少?gòu)S商為了進(jìn)入民用市場(chǎng)開始進(jìn)一步在透霧技術(shù)上做文章，從而出現(xiàn)了第二代透霧技術(shù)數(shù)字透霧。與光學(xué)透霧實(shí)現(xiàn)原理不同，數(shù)字透霧主要是通過對(duì)圖像的二次處理，是一種算法矯正，而光學(xué)透霧是通過物理的方式，通過光學(xué)成像的原理提升畫面清晰度。

　　天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司產(chǎn)品總監(jiān)郭輝說到，數(shù)字算法透霧可根據(jù)物理上霧霾的形成模型，通過局部區(qū)域灰白程度判斷霧霾的濃度，從而復(fù)原出清晰的無霧霾圖像。采用算法透霧技術(shù)能夠保留圖像的原來色彩，在光學(xué)透霧的基礎(chǔ)上大幅提升圖像透霧效果。

　　光學(xué)+算法：第三代透霧技術(shù)

　　前兩種透霧技術(shù)各有千秋，卻也都存在一定的缺陷，且具有互補(bǔ)性，于是第三代透霧技術(shù)便將前兩代透霧技術(shù)進(jìn)行融合，打造“光學(xué)+算法”的透霧技術(shù)，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(shí)配合光學(xué)透霧鏡頭增加了相應(yīng)的算法透霧，成為目前市場(chǎng)上透霧效果最好的技術(shù)。光學(xué)+算法透霧，在原有光學(xué)透霧的基礎(chǔ)上使透霧效果得到進(jìn)一步的提升，?？低曇o認(rèn)為，“這種技術(shù)依賴于各大廠家透霧算法技術(shù)的不同，效果也有好壞”。天地偉業(yè)郭輝也表示，“安防廠商需要不斷改進(jìn)自己的核心算法，才能夠真正掌握技術(shù)上的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”

　　實(shí)際應(yīng)用：民用市場(chǎng)難入 但前景無限

　　透霧攝像機(jī)因其特殊性，彌補(bǔ)了熱成像系統(tǒng)的局限性，用清晰透徹的畫面及完美的成像現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)，贏得了軍方的青睞，剛開始主要應(yīng)用在軍方。后來隨著環(huán)保意識(shí)崛起，許多國(guó)家對(duì)森林及水文監(jiān)控系統(tǒng)的重視，透霧攝像機(jī)得到了一個(gè)非常合適的應(yīng)用場(chǎng)合，開始迅猛發(fā)展，廣泛用于森林、江河、國(guó)境海岸、機(jī)場(chǎng)等地區(qū)。隨著我國(guó)平安城市建設(shè)力度的不斷加大，在城鎮(zhèn)道路、車載透霧、城鎮(zhèn)取水口等地方也有廣泛的應(yīng)用。

　　?？低曇o指出由“光學(xué)+算法”升級(jí)后的超級(jí)透霧技術(shù)，可用于多種戶外需要預(yù)防濃霧的場(chǎng)合，如高速公路、鐵路、航運(yùn)、機(jī)場(chǎng)跑道等重要或事故易發(fā)區(qū)段;發(fā)電廠與電力傳輸設(shè)備、通訊基站等重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域;河道、港口、邊境、海事監(jiān)控、森林防火等觀察距離較長(zhǎng)的監(jiān)控應(yīng)用;中小學(xué)校園、城市廣場(chǎng)、旅游景區(qū)等。從應(yīng)用的行業(yè)來看，包括交通、公安、航空、通訊、環(huán)保、水利、農(nóng)林牧漁，以及邊防等。

　　長(zhǎng)期以來，紅外攝像機(jī)一度被人稱為全天候攝像機(jī)，但是卻因?yàn)殪F霾、積塵等原因達(dá)不到人們的期望值。除具備基本功能外，如何在大霧環(huán)境下記錄高清圖像，成為這些行業(yè)用戶的實(shí)際需求。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，受制于技術(shù)的缺陷，透霧攝像機(jī)難以迅速進(jìn)入民用市場(chǎng)。首先，光學(xué)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(duì)鏡頭、濾波片等硬件設(shè)備的要求過高，造成成本太貴，想要在民用市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用還需要時(shí)日;其次，算法透霧對(duì)于企業(yè)研發(fā)實(shí)力要求高，目前能夠?qū)崿F(xiàn)這種圖像處理算法的廠家不是很多，造成市場(chǎng)上以次充好現(xiàn)象嚴(yán)重，打擊了消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。“從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的角度來看，該現(xiàn)狀對(duì)透霧攝像機(jī)的推廣十分不利”，大華股份遲陽(yáng)對(duì)此表示擔(dān)憂。

　　但是，隨著近幾年霧霾持續(xù)出現(xiàn)，從時(shí)間上和范圍上不斷加深，且柴靜的《穹頂之下》紀(jì)錄片將霧霾問題推向社會(huì)，引起國(guó)家和群眾超高關(guān)注的連鎖反應(yīng)。未來隨著用戶對(duì)監(jiān)控需求的不斷提升，透霧算法的不斷突破以及設(shè)備成本的下降，透霧攝像機(jī)以其良好的透霧效果將不斷贏得市場(chǎng)好評(píng)，隨之市場(chǎng)規(guī)模會(huì)不斷擴(kuò)大，大華股份遲陽(yáng)按照目前測(cè)算的結(jié)果，計(jì)算透霧攝像機(jī)每年會(huì)有超過10萬(wàn)臺(tái)以上的市場(chǎng)需求。未來也將會(huì)朝著提高成像質(zhì)量，朝著細(xì)分市場(chǎng)和民用市場(chǎng)不斷延伸。

　　透霧技術(shù)哪家強(qiáng) 廠商來PK

　　在實(shí)際透霧時(shí)，根據(jù)霧的成因、顆粒大小、濃度、密度的不同，透霧攝像機(jī)的監(jiān)控效果也各不相同，業(yè)界普遍認(rèn)為一款具備透霧功能的攝像機(jī)鏡頭必須具備三個(gè)要素：具有色差補(bǔ)償?shù)溺R頭、具備近紅外線靈敏度的CCD、黑點(diǎn)平拉伸的圖像處理器。但考慮到市場(chǎng)和用戶，則需要從價(jià)格、用戶體驗(yàn)方面進(jìn)行考究。這也成為透霧攝像機(jī)無法廣泛使用的重要因素。關(guān)于透霧攝像機(jī)，a&s通過不斷的測(cè)評(píng)、檢測(cè)，基本對(duì)行業(yè)內(nèi)的不同廠商的不同透霧攝像機(jī)有不少了解，并在不斷的測(cè)評(píng)中見證了透霧攝像機(jī)三個(gè)階段的發(fā)展。

　　?？低曉诩夹g(shù)上不斷突破，自主研發(fā)第三代“光學(xué)+算法透霧”技術(shù)：超級(jí)透霧，業(yè)界首創(chuàng)集成光學(xué)透霧、SSD透霧算法、自適應(yīng)感應(yīng)算法三位一體技術(shù)。

　　大華自從在攝像機(jī)中引入數(shù)字透霧技術(shù)后，一直保持著自己的特色，其產(chǎn)品支持自動(dòng)和手動(dòng)可調(diào)的方式來處理圖像的模糊情況。而在手動(dòng)模式下，分別可對(duì)透霧強(qiáng)度、大氣模式可調(diào)，以增強(qiáng)“除霧”效果。

　　天地偉業(yè)攝像機(jī)就測(cè)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(dòng)調(diào)節(jié)干預(yù)，即可實(shí)現(xiàn)良好的透霧應(yīng)用。

　　結(jié)語(yǔ)

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，視頻監(jiān)控已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從“看得見”走向“看得清”的道路，尤其是透霧技術(shù)的出現(xiàn)，為視頻監(jiān)控增添了“透視”的功能。隨著透霧技術(shù)的不斷發(fā)展，“光學(xué)+算法”透霧技術(shù)逐漸成為未來廠商不斷發(fā)力的大方向。作為安防行業(yè)潛力最大的技術(shù)之一，透霧技術(shù)將能在技術(shù)和應(yīng)用上更進(jìn)一步。

　　然而，市場(chǎng)的魚龍混雜，不斷充斥著“假透霧”“霧里看花”現(xiàn)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(yè)還需從算法上做突破，掌握透霧的核心算法，就能走在技術(shù)的最前端。