吐槽一事終歸是苦中作樂(lè)。霧霾不僅對(duì)我們?nèi)梭w的健康不利，而且會(huì)影響交通安全。出現(xiàn)霧霾天氣時(shí)，空氣質(zhì)量差，視線能見(jiàn)度低容易引起交通阻塞、發(fā)生交通事故。近日便有一位女司機(jī)產(chǎn)生了困擾：“前幾天那么大的霧，我在路口沒(méi)看清紅綠燈，結(jié)果闖了紅燈，會(huì)不會(huì)被監(jiān)控?cái)z像頭照下呢?”關(guān)于霧霾天“霧”闖紅燈能否免罰這個(gè)問(wèn)題，交管部門(mén)給出了回答：“電子眼能拍清就罰。”于是乎，擺在廣大司機(jī)面前的一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題就是——如果自己因?yàn)殪F霾的蒙蔽而沒(méi)看清紅綠燈導(dǎo)致違章，電子眼究竟能否穿透霧霾抓住違章的自己呢?這就要從“電子眼”本身的透霧性能來(lái)分析了。

　　一、透霧技術(shù)的定義及類別

　　近年來(lái)，霧霾天氣在全國(guó)不同區(qū)域蔓延，空氣污染指數(shù)持續(xù)攀升，大范圍霧霾的籠罩下室外能見(jiàn)度大大縮小，能見(jiàn)度的降低也給城市安防帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。大霧天氣下物體表面反射的光在到達(dá)成像設(shè)備的過(guò)程中會(huì)受到空氣懸浮顆粒的影響，從而使得設(shè)備無(wú)法獲得清晰圖片。面對(duì)這極端天氣，為了獲得更清晰的監(jiān)控效果，攝像透霧技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并不斷發(fā)展。

　　攝像透霧技術(shù)，也稱為視頻圖像增透技術(shù)，是指將因霧、水汽、灰塵等導(dǎo)致模糊的圖像變得清晰，突出圖像中感興趣的部分，使得圖像的質(zhì)量得到改善，信息量得到增強(qiáng)的過(guò)程。

　　透霧不同于簡(jiǎn)單的除霧技術(shù)，它需要通過(guò)光學(xué)、算法等手段相互結(jié)合，根據(jù)圖像雜質(zhì)濃度自動(dòng)調(diào)整算法，實(shí)現(xiàn)圖像的色度補(bǔ)償，從而獲得與實(shí)景接近的較清晰圖像。

　　透霧技術(shù)主要有以下幾類：

　　1、光學(xué)透霧

　　在光譜中，紅外線是不可見(jiàn)光線，波長(zhǎng)介于微波與可見(jiàn)光之間。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長(zhǎng)為0.78～2.50m;中紅外線，波長(zhǎng)為2.50～25m;遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為25～l000m。

　　在不同波段的光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)的不同呈現(xiàn)不同的光譜特性。透霧功能的實(shí)現(xiàn)基于近紅外光譜，近紅外還可分為近紅外短波區(qū)域和近紅外長(zhǎng)波區(qū)域。近紅外線在傳播時(shí)受氣溶膠的影響較小，可穿透一定濃度的霧靄煙塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速聚焦，這就是光學(xué)透霧的依據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)云霧和煙塵天氣時(shí)，一般的可見(jiàn)光無(wú)法穿透，利用近紅外光線可繞射微小顆粒原理，在霧霾天氣采用近紅外濾光片、鍍膜技術(shù)及電子圖像增強(qiáng)技術(shù)，算法處理能提升遠(yuǎn)距離監(jiān)控圖像效果。

　　光學(xué)透霧的關(guān)鍵在于鏡頭與濾光片。透霧攝像設(shè)備需要具備三個(gè)要素：具有色差補(bǔ)償?shù)溺R頭、具備近紅外線靈敏度高的CCD、黑電平調(diào)節(jié)的圖像處理器。通過(guò)鏡頭對(duì)特定近紅外波段光線進(jìn)行截取，準(zhǔn)確聚焦成像。一般的攝像機(jī)鏡頭，透過(guò)光譜的中心波長(zhǎng)在500~600MM之間，而為了保證在可見(jiàn)光和近紅外波段都有很高的透過(guò)率，且兩個(gè)波段切換過(guò)程中對(duì)色差進(jìn)行修正保證切換后不需要再調(diào)節(jié)焦距，透霧攝像機(jī)的鏡頭透過(guò)光譜的中心波長(zhǎng)必須在780~900MM之間。因此，很多透霧鏡頭采用了多層鍍膜技術(shù)，讓500~900MM波段的透過(guò)率達(dá)到80%以上，最終實(shí)現(xiàn)透霧效果，這種透霧方式俗稱為物理透霧。

　　2、算法透霧

　　攝像機(jī)的透霧概念早在2007年進(jìn)入中國(guó)，但高昂的成本和復(fù)雜的技術(shù)讓很多安防企業(yè)卻步。經(jīng)過(guò)十幾年發(fā)展和專業(yè)技術(shù)的積累，透霧技術(shù)有了較大突破。而要實(shí)現(xiàn)更好的透霧效果還是要依靠電子透霧算法處理，這樣才能在應(yīng)用中脫穎而出。目前行業(yè)內(nèi)大致上有以下幾種算法透霧：

　　第一種是基于FPGA成像方法以及直方圖均衡化算法透霧。它針對(duì)霧天圖像的退化現(xiàn)象，采用近紅外波段成像和視頻圖像處理技術(shù)相結(jié)合提高圖像質(zhì)量。此外，還可通過(guò)改善算法復(fù)雜度提高畫(huà)面清晰度。

　　第二種是Retinex算法，即視頻增強(qiáng)算法。它對(duì)校正后的像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行線性拉伸，得到增強(qiáng)的圖像。該算法具有銳化、顏色恒常性、動(dòng)態(tài)范圍壓縮大、色彩逼真度高、處理延遲低等特點(diǎn)。

　　第三種則是影像信號(hào)處理器(LSP)算法透霧處理。該技術(shù)要求透霧設(shè)備必須具備“自動(dòng)曝光(AE)”、“自動(dòng)白平衡(AWB)”和“自動(dòng)聚焦(AF)”的3A功能，適于直接內(nèi)嵌于攝像機(jī)中應(yīng)用。

　　3、光電透霧

　　光學(xué)透霧利用可穿透霧靄的近紅外波段光線進(jìn)行成像，但只能得到黑白監(jiān)控畫(huà)面，而光電透霧技術(shù)將光學(xué)透霧和算法透霧兩種透霧功能相結(jié)合，通過(guò)機(jī)芯一體化通過(guò)內(nèi)嵌的FPGA芯片和ISP/DSP進(jìn)行運(yùn)算處理實(shí)現(xiàn)彩色畫(huà)面輸出。一方面，該透霧技術(shù)可區(qū)分遠(yuǎn)景、近景，霧氣濃淡等因素，選擇透霧級(jí)別，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域效果最佳，不同于過(guò)去對(duì)畫(huà)面對(duì)比度整體的提高，且沒(méi)有延時(shí)。另一方面，芯片的高速運(yùn)算必將產(chǎn)生噪聲點(diǎn)，夜間光照不足時(shí)影響尤為突出，所以一體機(jī)芯普遍需要采用CCD傳感器和大光圈鏡頭，以達(dá)到良好的低照效果。

　　4、假透霧

　　假透霧即通過(guò)人為調(diào)節(jié)對(duì)比度、銳度、飽和度、亮度等數(shù)值，或做一些濾鏡切換裝置，讓圖像重點(diǎn)突出，從而改善主觀視覺(jué)效果。假透霧在霧霾環(huán)境下，切換到選擇夜間紅外感應(yīng)模式時(shí)，可以看到一定效果的圖像畫(huà)面，但鏡頭不能對(duì)景物重新進(jìn)行聚焦，因而不能滿足視覺(jué)體驗(yàn)。非透霧攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)一定程度的“透霧”，但透霧效果非常有限。

　　二、透霧監(jiān)控?cái)z像機(jī)的功能

　　透霧攝像機(jī)的誕生不僅解決了極端天氣監(jiān)控難的問(wèn)題，同時(shí)也為全天候攝像打開(kāi)缺口，無(wú)論處于何種環(huán)境下都能實(shí)現(xiàn)全天候高清監(jiān)控。透霧攝像機(jī)中植入的寬動(dòng)態(tài)夜視增強(qiáng)功能，其實(shí)夜晚的光照條件遠(yuǎn)比白天復(fù)雜，夜晚監(jiān)控時(shí)加強(qiáng)DSP;透霧攝像機(jī)同時(shí)也采用夜視增強(qiáng)的方式來(lái)提升監(jiān)控效果，再加上智能邊緣銳化智能視頻信號(hào)處理技術(shù)，自動(dòng)調(diào)整顏色對(duì)比度和亮點(diǎn)，這是普通監(jiān)控?cái)z像機(jī)無(wú)法兼顧的?？偠灾胳F攝像機(jī)中既保留了原始的監(jiān)控技能，同時(shí)又將寬動(dòng)態(tài)和夜視紅外功能合二為一，再配有智能化視頻信號(hào)處理技術(shù)，將三大部分功能完美地結(jié)合在一起。

　　目前許多安防企業(yè)紛紛推出透霧攝像機(jī)，盡管市場(chǎng)應(yīng)用需求不盡相同，但是整體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能大致相同。面對(duì)高清化需求不斷增多，透霧攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)高清監(jiān)控也成為必要。一般來(lái)說(shuō)，透霧攝像機(jī)采用超級(jí)靈敏度傳感器如1/2’’SONYExwaveHadII代、或1/3’’SONYSuperHadII代CCD，使黑白感紅外模式清晰成像，必不可少的濾光片能夠有效保證夜間超高靈敏度的紅外線吸收能力，光線自動(dòng)調(diào)整和輪廓校正功能讓成像效果更清晰。

　　透霧攝像機(jī)的零部件能夠有效保證在有霧氣和陰霾天氣下的達(dá)到明顯透視效果，并且能夠?qū)崿F(xiàn)較遠(yuǎn)距離的高清拍攝。

　　實(shí)現(xiàn)高清拍攝的重點(diǎn)當(dāng)然是攝像機(jī)的核心部件，高靈敏度的微光CCD可根據(jù)環(huán)境自動(dòng)在微光和近紅外兩種模式間切換，同時(shí)CCD采用了特殊的圖像處理技術(shù)，在霧霾天氣使用時(shí)能夠提高3倍能見(jiàn)度，透霧能力超群，改善了霧天監(jiān)控效果差以及無(wú)法實(shí)現(xiàn)高清效果的尷尬局面。

　　三、“電子眼”能否完全穿透霧霾?

　　我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)霧霾天看不清紅綠燈的問(wèn)題。

　　首先，從紅綠燈本身來(lái)看，為什么設(shè)置紅燈為停車信號(hào)，就是因?yàn)榧t色光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，最不容易被散射，所以紅色的穿透力最強(qiáng)，即使在黃燈和綠燈不容易分辨的情況下，紅燈也是非常明顯的。

　　其次，從霧霾的濃重度來(lái)講，一般的路口看到紅綠燈的距離最多不過(guò)十幾米，如果霧霾嚴(yán)重到能見(jiàn)度只有幾米，那么看不清紅燈還算是個(gè)借口，但是近來(lái)的霧霾天的能見(jiàn)度并沒(méi)有那么低，路口紅綠燈屬于可見(jiàn)范圍內(nèi)，因而，以這樣的霧霾天氣作為闖紅燈的借口是不成立的。

　　那么路口的“電子眼”是否能完全穿透霧霾拍下違章者的身影呢?

　　交管部門(mén)的工作人員表示，監(jiān)控?cái)z像頭會(huì)根據(jù)天氣和亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)，在霧天能見(jiàn)度較低時(shí)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)夜間模式。雖然霧天拍攝的清晰度不如晴天，但是并不會(huì)影響處罰。并稱如果真的出現(xiàn)能見(jiàn)度只有幾米的大霧天氣，估計(jì)監(jiān)控?cái)z像頭也無(wú)法清晰拍攝到有效的違章照片。

　　某視頻監(jiān)控技術(shù)專家表示，能在濃重霧霾中正常工作的安全監(jiān)控設(shè)備尚未被發(fā)明出來(lái)。紅外成像等現(xiàn)有技術(shù)有助于攝像頭“看穿”一定程度的霧或煙塵，但濃重的霧霾就是另一回事了。霧霾的懸浮顆粒數(shù)量過(guò)多且非常“瓷實(shí)”，像一堵磚墻一樣有效阻擋了光線。按照經(jīng)驗(yàn)，如果能見(jiàn)度降至3米以下，就是最好的攝像頭也拍不到十幾米外的物體。

　　總而言之，目前這種霧霾天氣，“電子眼”還是能抓住想要借機(jī)闖紅燈的人的。霧霾天出門(mén)，本就容易觸發(fā)交通事故，各位司機(jī)們還是小心為上，僥幸心理萬(wàn)萬(wàn)不能有啊。