日本YAMAKO 20-750mm透雾镜头技术详解

视频监控的首要问题就是要突破“看得见”的瓶颈，达到“看得清”的境界。面对雾霾这一棘手问题，安防人始终在不断努力和探索中。

   如何能够“看得清”，就成为需要迫切解决的现实难题。而我们提供的高清透雾技术，使得解决这一难题成为可能。

随着环境污染的加剧，城市出现雾霾天气的情况越发频繁，此时对视频监控应用提出了严峻的挑战，该如何应对雾霾呢？透雾技术不失为一种绝佳的解决方案，本文的重点便是对透雾技术的探讨，深入分析了电子透雾与光学透雾的实现原理及各自的优劣等等，相信对关注透雾技术的您会有颇多助益。

　那么视频监控该如何应对雾霾来袭呢?答案是透雾技术。顾名思义，透雾技术就是在雾霾天气下，依然能够穿透雾霾干扰，让摄像机获得良好的监控效果，不会影响监控距离和图像清晰度。一般而言，透雾技术分为电子透雾(亦称数字透雾)和光学透雾(亦称物理透雾)两种。

　　电子透雾是基于人类视觉感知模型设计的后端图像复原技术，通过ISP算法来修复画面、消除雾感，达到画面更通透的视觉效果;光学透雾利用近红外光成像，由于近红外光波长较长，在传播时受大气粒子干扰较小，能穿透雾霾，从而呈现清晰的图像细节。其实这两种透雾技术并非是应对雾霾天气而开发的新兴技术，早期在森林、港口、码头等区域，由于经常容易起雾，早以通过透雾技术来实现远距离的清晰监控。而随着雾霾来袭，透雾技术渐渐成为高端镜头的标配技术，那么电子透雾和光学透雾这两者之间又有什么区别，各有什么优劣势呢?

电子透雾

　　电子透雾采用的是可见光成像，并通过ISP算法来修复画面，目前ISP算法主要分为两大类：图像增强透雾技术和图像复原透雾技术。图像增强透雾技术不考虑图像降质原因，适用范围广，能有效地提高雾天图像的对比度，改善图像的视觉效果，但会产生更多的噪声，甚至造成更多图像细节的损失。图像复原透雾技术是研究雾天图像降质的物理过程，并建立退化模型，反演退化过程，补偿退化过程造成的失真，以便获得原始图像的最优估计值，从而改善图像质量，这种方法针对性强，得到的去雾效果自然，处理的关键点及难点是模型中参数的估计。



 

从电子透雾的算法解释中可以看出其优势在于：1、画面色彩得以保留；2、不会增加额外硬件成本。

　　但电子透雾的劣势也很明显，首先由于可见光穿透能力弱，在遇到水汽、灰尘阻隔时会造成较大的散射，导致部分信息丢失，此时即使通过算法修复画面、消除雾感，也无法对丢失的信息“从无到有”进行恢复;此外，电子透雾基于不同的算法透雾效果各有不同，简单的算法在图像还原效果上有局限性，而复杂的算法对硬件性能提出了更高的要求，而且就目前的图像还原技术整体水平而言，电子透雾只能应用在一般的雾气环境中，一旦雾霾浓度提升，电子透雾的效果就会大大降低。

　　光学透雾

　　自然光由波长不同的光波组合而成，人眼可见范围大致为390nm-780nm，称为可见光，而波长小于390nm的叫做紫外光，波长大于780nm的叫做红外光。不同波段的光因为波长的不同具有不同的特性，一般红外光由于拥有较长的波长，在传播时受大气粒子干扰影响较小，可穿透一定浓度的雾霭烟尘，摄像机可以利用这部分光线来实现穿透雾霾的监控。这就是光学透雾的原理。


 

光学透雾分析

　　一般的可见光无法穿透云雾和烟尘，但近红外线可以穿透一定浓度的雾霭烟尘，光学透雾就利用近红外线可以绕射微小颗粒的原理，实现准确快速聚焦。技术的关键主要在镜头和滤光片。通过物理的方式，利用光学成像的原理提升画面清晰度。缺点是只能得到黑白监控画面。

从原理可知光学透雾的优势在于红外光穿透能力强，不会损失监控主体的细节，图像更清晰。但其劣势也存在： 1、由于红外光没有对应的可见光色彩图，所以在监视器上呈现的图像为黑白颜色，所以不适用于必须需要彩色图像的场所;  2、光学透雾的重点在于截取近红外光成像，而这部分工作大都由镜头完成，而透雾镜头价格昂贵，过高的成本大大限制了光学透雾在实际项目中的大规模应用。