北方霧霾對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的影響是直接,高清透霧監(jiān)控?cái)z像機(jī)專(zhuān)業(yè)解決霧霾監(jiān)。業(yè)界紛紛發(fā)聲表示關(guān)切，并提出解決問(wèn)題之道，攝像機(jī)的透霧技術(shù)因此成為熱點(diǎn)，透霧算法成了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的核心技術(shù)。但是，大多文章讀過(guò)之后，卻有種霧里看花的感覺(jué)。文章對(duì)技術(shù)原理的論述不很?chē)?yán)謹(jǐn)，準(zhǔn)確，關(guān)鍵技術(shù)的說(shuō)明不具體、明確，使人看不清“透霧”如何實(shí)現(xiàn)。聯(lián)想到業(yè)內(nèi)對(duì)其它技術(shù)的論述、理解和報(bào)道也有這種感覺(jué)，很想說(shuō)：“對(duì)安防技術(shù)不要霧里看花?！?

從透霧技術(shù)說(shuō)起告別霧里看花

   從透霧技術(shù)說(shuō)起；論述透霧技術(shù)的文章，都會(huì)首先說(shuō)明霧霾生成的機(jī)理和其產(chǎn)生的光學(xué)效應(yīng)。如當(dāng)空氣中積聚了超量的微小水滴和顆粒物時(shí)（PM2.5達(dá)到一定量值），就形成了霧霾。霧霾會(huì)降低空氣的能見(jiàn)度，減小可觀察景物的距離和景物的清晰度。還會(huì)把這些微小顆粒物理解為氣溶膠粒子，由于它對(duì)光線(xiàn)的散射作用，導(dǎo)致景物變模糊，邊緣和細(xì)節(jié)分辨能力下降，同時(shí)多次散射的作用又使景物圖像更嚴(yán)重的劣化。

   這些論述是正確的，但過(guò)分的渲染，會(huì)使關(guān)于透霧技術(shù)的論述成為悖論。因?yàn)樗鼘?duì)光學(xué)圖像的損傷是不可逆的，導(dǎo)致光學(xué)圖像的失真是不可恢復(fù)的。

   霧霾對(duì)圖像的損傷

   霧霾造成（景物）光學(xué)圖像損傷主要包括以下幾個(gè)方面：

   空間分辨能力的下降，既是圖像模糊，其原因就是上面講到散射效應(yīng)。它是不修復(fù)的，因此、透霧技術(shù)對(duì)圖像的改善是有限度的，霧里看花又要看得真真切切是不可能的；

   圖像亮度，或景物照度的下降，主要表現(xiàn)在遠(yuǎn)景目標(biāo)的亮度降低，原因是霧霾造成空氣透光率的降低；

   圖像對(duì)比度或反差的下降，整個(gè)圖像失去層次感。產(chǎn)生的原因所上述各項(xiàng)外，還因?yàn)榻皥D像較高亮度對(duì)遠(yuǎn)景圖像的抑制作用。

   霧霾對(duì)圖像影響的后兩項(xiàng)是可以改善的，這就是目前大家采用透霧技術(shù)解決的問(wèn)題。

   透霧技術(shù)

   針對(duì)上述問(wèn)題，可以采用的解決方法（透霧技術(shù)）主要有以下幾種方案。

圖像處理算法，增強(qiáng)圖像亮度、對(duì)比度和加大反差。一是提高遠(yuǎn)景圖像部分的亮度，抑制前景圖像部分的亮度，二是增強(qiáng)低亮度部分圖像的對(duì)比度。這種圖像處理算法與寬動(dòng)態(tài)技術(shù)基本相同，都是通過(guò)圖像亮度密度分布(直方圖)的變換，來(lái)改善圖像的視覺(jué)效果。不同是：寬動(dòng)態(tài)技術(shù)主要是提高目標(biāo)（前景）圖像部分的亮度和對(duì)比度，抑制背景圖像部分的亮度。透霧技術(shù)則相反。

   有些文章提到：采用濾波或圖像復(fù)原算法來(lái)恢復(fù)受損的圖像，可得到如同沒(méi)有霧霾影響的清晰彩色圖像，還沒(méi)有充分的理論支持，也沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用。

提高光電轉(zhuǎn)換效率，利用攝像器件的光電轉(zhuǎn)換特性，擴(kuò)大曝光窗口。目前的攝像器件在近紅外段（0.78μm-0.95μm），仍有較好的靈敏度，在正常環(huán)境下，為保證良好的彩色還原性，用濾光片把其截掉。而這一段的光線(xiàn)由于波長(zhǎng)較長(zhǎng)（比之可見(jiàn)光），對(duì)霧的穿透性較好，利用它、可擴(kuò)大感光的光譜寬度（曝光窗口），獲得較好的曝光效果。

   因工作在近紅外波段，所以要采用寬光譜鏡頭，以保證在整個(gè)波段內(nèi)，都能將景物準(zhǔn)確地成像在攝像器件的焦平面上，或工作在這一波段時(shí)，自動(dòng)微調(diào)鏡頭的后截距，以得到良好的成像。

   基于上述原理，結(jié)合主動(dòng)照明的方式，可獲得更好的效果。利用紅外光源照明，并采用波光片去除部分可見(jiàn)光的干擾，可實(shí)現(xiàn)很好的透霧攝像。

   這種透霧技術(shù)主要是通過(guò)鏡頭、攝像器件等光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)，包括采用高靈敏度攝像器件，稱(chēng)為光學(xué)透霧。而上一種方法稱(chēng)為算法透霧。兩者結(jié)合應(yīng)用會(huì)得到更好的透霧效果。

顯然、利用近紅外成像的光學(xué)透霧技術(shù)，生成的是較好的黑白圖像。采用黑白/彩色自動(dòng)轉(zhuǎn)換攝像機(jī)，輕霧時(shí)，通過(guò)算法透霧，仍可獲得彩色圖像；當(dāng)霧重時(shí)，則要自動(dòng)轉(zhuǎn)換為黑白方式(將濾光片移去)，通過(guò)光學(xué)透霧結(jié)合算法透霧，獲得可用的黑白圖像。再次強(qiáng)調(diào)：當(dāng)景物失去了色彩，還要將其恢復(fù)為彩色圖像既不可能，也無(wú)必要。

   上述技術(shù)還可應(yīng)用于透過(guò)玻璃的觀察，如觀察行駛車(chē)輛內(nèi)的人員情況；也可以用于觀察強(qiáng)光環(huán)境下的圖像，如車(chē)燈打開(kāi)時(shí)，觀察車(chē)輛號(hào)牌。

   被動(dòng)紅外攝像（熱成像）技術(shù)是一種透霧技術(shù)，工作在遠(yuǎn)紅外波段（10μm左右）但其空間分辨能力差，主要應(yīng)用于特殊探測(cè)（火災(zāi)、火場(chǎng)）的場(chǎng)合。