隨著工業(yè)的發(fā)展以及其對(duì)氣候的影響，霧霾越來(lái)越成為一種常見的天氣現(xiàn)象，這對(duì)戶外應(yīng)用的監(jiān)控系統(tǒng)的畫面品質(zhì)造成很大的影響。攝像機(jī)在霧天中的作用毋容置疑，透霧攝像機(jī)等早已獲得用戶的認(rèn)可，如今，高清透霧攝像機(jī)的問(wèn)世，很大程度上得益于透霧高清電動(dòng)鏡頭，但攝像機(jī)本身的透霧原理也獲得了極大的進(jìn)步。
一、透霧攝像機(jī)的透霧原理
自然光由波長(zhǎng)不同的光波組合而成，人眼可見范圍大致為390nm-780nm，波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短分別對(duì)應(yīng)了紅橙藍(lán)綠青橙紫七種顏色，其中波長(zhǎng)小于390nm的叫做紫外線，波長(zhǎng)大于780nm的叫做紅外線。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(wú)法通過(guò)，所以只能接收可見光的人眼是看不到煙塵霧氣后門的物體的。而波長(zhǎng)越長(zhǎng)衍射能力越強(qiáng)，即繞過(guò)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(guò)一定濃度的霧霾煙塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確聚焦，這就是光學(xué)透霧的依據(jù)。
二、透霧技術(shù)主要分為四種：
光學(xué)透霧
一般的可見光無(wú)法穿透云霧和煙塵，但近紅外線可以穿透一定濃度的霧靄煙塵，光學(xué)透霧就利用近紅外線可以繞射微小顆粒的原理，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速聚焦。技術(shù)的關(guān)鍵主要在鏡頭和濾光片。通過(guò)物理的方式，利用光學(xué)成像的原理提升畫面清晰度。缺點(diǎn)是只能得到黑白監(jiān)控畫面。
算法透霧
算法透霧技術(shù)，也稱為視頻圖像增透技術(shù)，一般指將因霧和水氣灰塵等導(dǎo)致朦朧不清的圖像變得清晰，強(qiáng)調(diào)圖像當(dāng)中某些感興趣的特征，抑制不感興趣的特征，使得圖像的質(zhì)量改善，信息量得到增強(qiáng)。
光電透霧
光電透霧是結(jié)合上述兩種功能，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*佳，不同于過(guò)去對(duì)畫面對(duì)比度整體的提高，且沒有延時(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。它是目前市場(chǎng)上透霧效果*好的技術(shù)。
假透霧
這主要是通過(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，從而改善主觀視覺效果。缺點(diǎn)是不能對(duì)景物重新進(jìn)行聚焦，難以滿足視覺體驗(yàn)。
而去霧技術(shù)能夠從多個(gè)角度提升視頻監(jiān)控的質(zhì)量，可以用于各種有霧天氣條件的透霧處理;能明顯提升圖像的對(duì)比度、使圖像變通透、清晰;能夠顯著增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)信息，使原來(lái)被隱藏的圖像細(xì)節(jié)被充分展示;能夠提升圖像的飽和度，使圖像色彩鮮艷活潑、生動(dòng)，透霧處理后的圖像保持準(zhǔn)確的色調(diào)、自然的外觀，因而獲得了良好的圖像質(zhì)量與視覺感受。
三、 紅外熱像儀相比于可見光相機(jī)的優(yōu)勢(shì)
綜上所述， 透霧處理集合了多種圖像算法，但這種基于圖像還原的技術(shù)，其致命缺陷在于霧霾嚴(yán)重時(shí)無(wú)法還原丟失的信息，這是其成像原理決定的，即使圖像還原算法再先進(jìn)，也無(wú)法改善。 霧霾天氣， 以可見光為首的監(jiān)控安防系統(tǒng)如果不滿足透霧的所有要素，就顯得無(wú)可奈何、力不從心。普通可見光相機(jī)的工作波長(zhǎng)在380到780納米之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2.5微米， 物體反射的可見光被pm2.5所阻擋, 無(wú)法到達(dá)相機(jī)端，從而導(dǎo)致了常常在可見光相機(jī)在霧霾天氣中無(wú)法使用。因此，如何解決霧霾所導(dǎo)致能見度低的問(wèn)題成為當(dāng)今人們所關(guān)注的重點(diǎn)。
雖然滿足各種透霧要素的透霧攝像機(jī)雖一定程度上獲得了用戶的認(rèn)可，但高清透霧攝像機(jī)的問(wèn)世，很大程度上得益于透霧高清電動(dòng)鏡頭，得益于濾光片 ，還有優(yōu)秀的算法。但擁有波長(zhǎng)8- 14um的紅外熱像儀卻不需要任何光學(xué)和電子透霧的模型和算法，甚至青出于藍(lán)更勝于藍(lán)，可以有效的避免氣候環(huán)境所帶來(lái)的干擾，尤其是在霧霾天可見光相機(jī)可視范圍嚴(yán)重受影響的情況下，紅外熱像儀仍然能夠保證很好的監(jiān)控效果,基本不受霧霾影響，完美的解決霧霾所導(dǎo)致能見度低的問(wèn)題。
紅外熱成像透霧原理
紅外熱像透霧的原理是通過(guò)接收被探測(cè)物體的紅外輻射能量,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為我們?nèi)庋勰芸吹降募t外圖像,受天氣和光照影響小，不會(huì)受到pm25的影響，并且能清晰成像?；谶@個(gè)優(yōu)勢(shì)，紅外熱像儀可成為一款用于霧霾天氣中監(jiān)控的理想設(shè)備。在霧霾天氣中，可見光沒有穿透功能，而紅外熱像儀不受天氣條件和可見光的影響，能夠清晰穿透雨、雪、霧霾等惡劣天氣條件。
大霧天氣成像效果：
