二、透霧技術(shù)的實(shí)現
2.1 透霧原理
當可見(jiàn)光通過(guò)空氣中的霧霾時(shí)，會(huì )被阻擋反射而無(wú)法通過(guò)，所以只能接收可見(jiàn)光的眼睛看不到霧霾后面的物體。在可見(jiàn)光與微波之間，有一組紅外光線(xiàn)可以穿透霧氣，且攝像機的感光元件可以感應到這部分近紅外光線(xiàn)。但是由于紅外光譜各波段的波長(cháng)不同，需要攝像機進(jìn)行過(guò)濾處理，利用過(guò)濾后的近紅外光進(jìn)行成像。由于這種不可見(jiàn)光在監視器上呈現的圖像為黑白顏色，由于景物邊緣呈現的灰度不連續特性，于是對圖像邊緣進(jìn)行加強。RGB光線(xiàn)中除了R光線(xiàn)可以正確聚焦在 CCD成像面上，GB光線(xiàn)均無(wú)法正常地投射在CCD成像面上，這樣要求可見(jiàn)光成像畫(huà)面和近紅外光成像畫(huà)面疊加復合后進(jìn)行色差補償，滿(mǎn)足成像主觀(guān)體驗要求。
2.2 透霧功能設計
透霧功能的實(shí)現系統由成像單元、成像控制單元、溫控單元、視頻增強單元以及主處理器五個(gè)部分組成，如圖2所示。成像單元由鏡頭、濾光片及CCD組成，溫控單元由溫度開(kāi)關(guān)、風(fēng)扇組成。溫控單元獨立存在于成像控制單元上，根據溫度開(kāi)關(guān)輸出的電平高低啟動(dòng)散熱風(fēng)扇。成像單元、溫控單元及成像控制單元整合在一起，紫外濾光片與紅外濾光片由控制單元控制鏡頭電機進(jìn)行切換，同時(shí)通過(guò)串口控制視頻增強保證可見(jiàn)光波段彩色圖像輸出。再經(jīng)過(guò)主處理器計算處理，確定霧霾程度與級別，從而保證透霧功能分級實(shí)現。
通過(guò)鏡頭變換濾光片的方法，可將可見(jiàn)光波段和近紅外線(xiàn)波段的分開(kāi)使用，以達到用可見(jiàn)光波段來(lái)提高圖像的清晰程度、主管視覺(jué)體驗和利用近紅外波段穿透云霧的能力來(lái)增加透視距離。為了得到遠距離物體的清晰圖像信號，采用電子處理技術(shù)，通過(guò)ISP/DSP主處理器計算，將視頻信號中的霧霾部分過(guò)濾掉，再用白光進(jìn)行疊加處理。其基本開(kāi)發(fā)流程是先對復合視頻信號進(jìn)行同步分離，去掉其中霧霾、彩色同步信號，將彩色圖像轉換為黑白圖像，然后進(jìn)行灰度圖像邊緣增強，處理完成后再進(jìn)行白光疊加和同步合成以及色差修正，最后輸出標準的復合視頻信號。
多級切換模式透霧技術(shù)的發(fā)展前景
基于DSP算法透霧和光學(xué)透霧形成的光電透霧技術(shù)，現階段應該是攝像設備的主要發(fā)展方向。就操作層面上講，光電透霧技術(shù)的智能化程度比較高，無(wú)需繁瑣、人為調節干預即可實(shí)現良好的透霧應用。值得思考的是，透霧功能的啟用級別應隨氣候環(huán)境變化而變化，不要一種透霧狀態(tài)自始至終，而應根據霧霾的濃度自動(dòng)調整算法，且針對不同的霧氣、霧霾濃度，提供多個(gè)透霧功能等級模式供選擇，通過(guò)不同的等級調節，可將設備透霧效果調至最佳。與此同時(shí)，適時(shí)調節DSP計算的難易度，也可延長(cháng)設備壽命。
隨著(zhù)我國平安城市建設力度的不斷加大，視頻監控設備被越來(lái)越多地應用到各行各業(yè)，用戶(hù)對監控需求不斷提升，透霧攝像機的市場(chǎng)應用規模不斷擴大，通過(guò)對視頻圖像質(zhì)量的提升，使模糊圖像變得更加清晰可見(jiàn)，從而提高監控系統對周?chē)h(huán)境的感知能力。因此，多級切換模式透霧技術(shù)將會(huì )是安防業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢。
那么已經(jīng)投入工程使用的監控設備沒(méi)有透霧功能如何實(shí)現透霧呢？行業(yè)內一些廠(chǎng)家已作了一些探索，如海康威視的960H透霧DVR，該機支持16路 960H模擬視頻通道的同步透霧。這種通過(guò)后端存儲或管理系統來(lái)實(shí)現透霧的方式，為安防工程的改造升級提供了一種新的解決方案。而且，為減少前端攝像設備算法處理難度以及傳輸帶寬、儲存容量和網(wǎng)絡(luò )環(huán)境現實(shí)制約，設計開(kāi)發(fā)由平臺端實(shí)現透霧功能的軟件平臺產(chǎn)品也是未來(lái)探索思路之一。
結束語(yǔ)
隨著(zhù)人們對安防知識和安防產(chǎn)品的了解越來(lái)越多，無(wú)論是工業(yè)安防還是民用安防的需求將更專(zhuān)業(yè)，光電透霧技術(shù)將會(huì )在創(chuàng )新中不斷成熟，多級切換模式透霧的安防產(chǎn)品很快會(huì )在未來(lái)安防市場(chǎng)上誕生。本文在已有的透霧功能實(shí)現系統中增加了主處理器，經(jīng)過(guò)主處理器計算處理，確定霧霾程度與級別，從而保證透霧功能分級實(shí)現。多級切換模式透霧攝像產(chǎn)品由于其成像具有獨特優(yōu)勢，其技術(shù)應用將會(huì )推動(dòng)攝像安防產(chǎn)品的科技進(jìn)步，同時(shí)也為我國的“反暴恐”安全和公共安全工作提供了新的強有力的保障。
