光學透霧鏡頭的概念
閱讀：1991發布時間：2016-6-26
目前在我國的各項大型監控攝像項目領域當中，雨天水汽、霧霾等自然條件限制容易導致監控出現模糊，嚴重時甚至只有白蒙蒙一片，透霧問題成為了監控設備的軟肋。但在特殊的監控項目當中，解決透霧問題卻是十分必要的，所以當前監控項目對透霧技術提出了新的要求。目前，監控設備實現透霧的方式大致分為兩種：電子透霧與光學透霧。
一、電子透霧技術
智能分析圖像處理算法已經成為攝像機芯片中的普遍應用，其中透霧處理便集合了多種圖像算法，是較為重要的一類圖像處理技術。一種是非模型的圖像增強方法，通過增強圖像的對比度，滿足主觀視覺的要求來達到清晰化的目的；另一種是基于模型的圖像復原方法，采用逆向處理解決圖像的復原問題。芯片會實時讀取視頻流信息來偵測霧氣，通過對比參數判定是否需要開啟透霧模式，實現自動開啟。
二、光學透霧技術
自然光由波長不同的光波組合而成，人眼可見范圍大致為390nm-780nm，波長大于780nm的叫做紅外線。不同波段的光因為波長的不同具有不同的特性，霧氣、煙塵影響可見光成像的原因，而紅外線因為擁有較長的波長，在傳播時受氣溶膠的影響較小，可穿透一定濃度的霧霾煙塵，實現準確聚焦，這就是光學透霧的依據。
(一)鏡頭
從原理可知光學透霧的重點在于對特定近紅外波段光線的截取與準確聚焦，而這部分工作大都由鏡頭完成。可以說鏡頭的好壞決定了光學透霧的效果，鏡頭設計的難度首先在于光學設計，其中包括對光路的把握以及濾波片的選擇等，其次選材與工藝技術也決定了成品的效果。而透霧鏡頭zui大的不同在于能承載紅外波段的寬度，即成焦面的寬容度。從原理上，自然是可利用的近紅外波段越寬越好，目前安防業內的鏡頭已知能利用的zui長紅外波段為1100nm。
(二)濾波片
日夜轉換攝像機一般裝有兩塊濾波片，一塊負責在白天過濾掉可見光之外的光波，令成像更為清晰亮麗；一塊應用在夜晚，負責放行CCD可以承載的紅外波段，實現夜間的紅外監控。專業透霧鏡頭內置有針對性很強的濾波片，作用是截取所需波段的光線，且為了適應特定環境狀況，常常會加載多片針對不同波段的濾波片，并通過485接口與攝像機聯動，實現切換。
三、光學透霧技術的發展
因為直接利用可穿透霧靄的近紅外波段光線進行成像，光學透霧雖然只能得到黑白監控畫面，但是其成像效果突出，也已在海事、海洋有了不錯的運用，近年來平安城市等大型項目甚至民用市場也出現了大量的透霧需求。
與此同時，因為技術方面已經較為成熟，可以考慮在一套設備中加載兩套鏡頭，正常情況下使用可見光鏡頭，霧天則使用專門的透霧鏡頭，這樣既可保留可見光的彩色畫面，還可把透霧鏡頭的寬容度做的更好，并實現多畫面的對比監控。
在實際應用中，電子透霧作為一種ISP圖像還原技術，其致命缺陷在于霧霾嚴重時無法還原丟失的信息，這是其成像原理決定的，即使圖像還原算法再*，也無法改善。一旦環境中霧霾濃度變化，電子透霧的效果將不可控，也就是說電子透霧的環境適應能力弱，而且研發更*圖像還原算法的性價比并不高，因此基于監控需求的電子透霧技術必將逐漸收斂。
而我公司獨立生產的大型光學透霧監控攝像機系統一直以來在森林防火、海事、邊防領域中得到應用，具有較長的實際應用歷史，其效果也得到用戶的肯定與認可，隨著研發新技術的產生，相信在各行業中的應用前景將會越來越廣，而提升光學透霧效果除了攝像機自身圖像處理能力的進一步提升，鏡頭、視窗等配套成像系統也應該對紅外光具有更高的透過率，因此在配套系統的升級提升和完善是我公司未來在光學透霧方面努力的方向。
