多级切换模式透雾功能技术浅析

　　透雾技术的实现

　　2.1透雾原理

　　当可见光通过空气中的雾霾时，会被阻挡反射而无法通过，所以只能接收可见光的眼睛看不到雾霾后面的物体。在可见光与微波之间，有一组红外光线可以穿透雾气，且摄像机的感光元件可以感应到这部分近红外光线。但是由于红外光谱各波段的波长不同，需要摄像机进行过滤处理，利用过滤后的近红外光进行成像。由于这种不可见光在监视器上呈现的图像为黑白颜色，由于景物边缘呈现的灰度不连续特性，于是对图像边缘进行加强。RGB光线中除了R光线可以正确聚焦在 CCD成像面上，GB光线均无法正常地投射在CCD成像面上，这样要求可见光成像画面和近红外光成像画面叠加复合后进行色差补偿，满足成像主观体验要求。

　　2.2透雾功能设计

　　透雾功能的实现系统由成像单元、成像控制单元、温控单元、视频增强单元以及主处理器五个部分组成，如图2所示。成像单元由镜头、滤光片及CCD组成，温控单元由温度开关、风扇组成。温控单元独立存在于成像控制单元上，根据温度开关输出的电平高低启动散热风扇。成像单元、温控单元及成像控制单元整合在一起，紫外滤光片与红外滤光片由控制单元控制镜头电机进行切换，同时通过串口控制视频增强保证可见光波段彩色图像输出。再经过主处理器计算处理，确定雾霾程度与级别，从而保证透雾功能分级实现。

　　通过镜头变换滤光片的方法，可将可见光波段和近红外线波段的分开使用，以达到用可见光波段来提高图像的清晰程度、主管视觉体验和利用近红外波段穿透云雾的能力来增加透视距离。为了得到远距离物体的清晰图像信号，采用电子处理技术，通过ISP/DSP主处理器计算，将视频信号中的雾霾部分过滤掉，再用白光进行叠加处理。其基本开发流程是先对复合视频信号进行同步分离，去掉其中雾霾、彩色同步信号，将彩色图像转换为黑白图像，然后进行灰度图像边缘增强，处理完成后再进行白光叠加和同步合成以及色差修正，最后输出标准的复合视频信号。

　　多级切换模式透雾技术的发展前景

　　基于DSP算法透雾和光学透雾形成的光电透雾技术，现阶段应该是摄像设备的主要发展方向。就操作层面上讲，光电透雾技术的智能化程度比较高，无需繁琐、人为调节干预即可实现良好的透雾应用。值得思考的是，透雾功能的启用级别应随气候环境变化而变化，不要一种透雾状态自始至终，而应根据雾霾的浓度自动调整算法，且针对不同的雾气、雾霾浓度，提供多个透雾功能等级模式供选择，通过不同的等级调节，可将设备透雾效果调至最佳。与此同时，适时调节DSP计算的难易度，也可延长设备寿命。

　　随着我国平安城市建设力度的不断加大，视频监控设备被越来越多地应用到各行各业，用户对监控需求不断提升，透雾摄像机的市场应用规模不断扩大，通过对视频图像质量的提升，使模糊图像变得更加清晰可见，从而提高监控系统对周围环境的感知能力。因此，多级切换模式透雾技术将会是安防业未来的发展趋势。

　　那么已经投入工程使用的监控设备没有透雾功能如何实现透雾呢?行业内一些厂家已作了一些探索，如海康威视的960H透雾DVR，该机支持16路 960H模拟视频通道的同步透雾。这种通过后端存储或管理系统来实现透雾的方式，为安防工程的改造升级提供了一种新的解决方案。而且，为减少前端摄像设备算法处理难度以及传输带宽、储存容量和网络环境现实制约，设计开发由平台端实现透雾功能的软件平台产品也是未来探索思路之一。

　　结束语

　　随着人们对安防知识和安防产品的了解越来越多，无论是工业安防还是民用安防的需求将更专业，光电透雾技术将会在创新中不断成熟，多级切换模式透雾的安防产品很快会在未来安防市场上诞生。本文在已有的透雾功能实现系统中增加了主处理器，经过主处理器计算处理，确定雾霾程度与级别，从而保证透雾功能分级实现。多级切换模式透雾摄像产品由于其成像具有独特优势，其技术应用将会推动摄像安防产品的科技进步，同时也为我国的“反暴恐”安全和公共安全工作提供了新的强有力的保障。