看高清監控設備怎么破除各地區的霧霾狀況?
最近,全(quan)國(guo)各地遭遇“霾(mai)伏”,氣象部門已連續(xu)5日發布空氣污(wu)染預(yu)警。港媒表示,對中央政府而言(yan),籠(long)罩中國(guo)的(de)霧(wu)霾(mai)不只危(wei)害健康,還危(wei)及國(guo)家安全(quan)。在當局看(kan)來,這是事(shi)(shi)關(guan)國(guo)家安全(quan)的(de)大事(shi)(shi)。北京斥巨資(zi)建起全(quan)國(guo)性監控網絡,使警方得以監控主(zhu)要(yao)城市的(de)每一(yi)條大街。但(dan)隨著霧(wu)霾(mai)天氣出現得愈(yu)發頻繁,該系統的(de)效力被大大削弱(ruo)。有人擔心恐怖分子會選擇在霧(wu)霾(mai)天發動襲擊。
雖然透霧攝像機的概念早在(zai)07年(nian)就進入了中(zhong)國(guo),但(dan)是昂貴的價格(ge)和復(fu)雜的技(ji)術(shu)讓很多企業(ye)望而卻步(bu)。近幾年(nian),隨著安防業(ye)的壯大,及其本身技(ji)術(shu)實(shi)力的不斷發(fa)展,透霧攝像機技(ji)術(shu)取得了快速發(fa)展。
透霧攝像機鏡頭透霧技術
近(jin)年來(lai),終端用(yong)戶對(dui)圖像(xiang)(xiang)質量要(yao)求越來(lai)越高(gao),lcd液晶(jing)屏(ping)圖攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)市(shi)場已(yi)經從(cong)過去的(de)(de)同(tong)質化低端的(de)(de)惡性(xing)(xing)競爭,逐步走向(xiang)差(cha)異化個性(xing)(xing)化的(de)(de)發展道路。細分市(shi)場出現了超(chao)(chao)低照度(du)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji),超(chao)(chao)寬動態攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji),照車牌(pai)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji),和(he)透霧(wu)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)等應對(dui)不(bu)(bu)同(tong)領域終端用(yong)戶的(de)(de)專(zhuan)業產品。其中又以透霧(wu)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)技術含量最高(gao),利潤空間最大(da)。隨著近(jin)幾年極端天(tian)(tian)氣不(bu)(bu)斷(duan)增多,全球各地lcd液晶(jing)屏(ping)圖出現了長時間大(da)霧(wu)籠罩的(de)(de)天(tian)(tian)氣,透霧(wu)攝(she)(she)像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)應用(yong)更是大(da)大(da)提升。
透(tou)霧(wu)原理表(biao)明,在(zai)不(bu)可見光(guang)的(de)(de)(de)范圍(wei)內,有(you)一(yi)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)光(guang)可以(yi)(yi)穿透(tou)霧(wu)氣(qi)(qi),根據波長不(bu)同需(xu)(xu)要(yao)對(dui)攝像(xiang)機進(jin)行處理,以(yi)(yi)達到對(dui)其聚(ju)焦(jiao)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de),同時還需(xu)(xu)在(zai)攝像(xiang)機上(shang)(shang)進(jin)行重新設計,來將這一(yi)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)不(bu)可見光(guang)進(jin)行成(cheng)像(xiang),由(you)于(yu)這個不(bu)可見光(guang)沒有(you)對(dui)應的(de)(de)(de)可見光(guang)色彩圖(tu),所以(yi)(yi)呈現的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)為黑(hei)白色。透(tou)過(guo)云(yun)霧(wu)、水氣(qi)(qi)拍(pai)攝物體,相當于(yu)透(tou)過(guo)了(le)兩重透(tou)鏡(水珠與實際透(tou)鏡),除了(le)R光(guang)線可以(yi)(yi)正(zheng)(zheng)確聚(ju)焦(jiao)在(zai)CCD成(cheng)像(xiang)面(mian)上(shang)(shang),RGB光(guang)線中(zhong)的(de)(de)(de)GB均無法(fa)正(zheng)(zheng)常(chang)的(de)(de)(de)投射在(zai)CCD成(cheng)像(xiang)面(mian)上(shang)(shang),從而阻(zu)礙普通模式(shi)鏡頭從云(yun)霧(wu)、水氣(qi)(qi)中(zhong)得到正(zheng)(zheng)常(chang)、清晰的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)。
過(guo)去CCTV鏡(jing)頭還處于(yu)300mm以下(xia)階段(duan),觀測距離(li)一般限定在(zai)1公里以內,這(zhe)種應(ying)用對天氣能見度的(de)(de)(de)要求低,但在(zai)焦(jiao)距已經發展到(dao)750mm的(de)(de)(de)今天,大霧天氣對監控圖像的(de)(de)(de)影響就不得不引(yin)起(qi)我(wo)們的(de)(de)(de)重視了。尤其是在(zai)高速(su)公路、森林防火、油田監控和離(li)海面較(jiao)近的(de)(de)(de)港口碼(ma)頭等遠距離(li)監控中(zhong)尤為重要。這(zhe)種環境往往更容易產生霧氣,使24小時(shi)不間(jian)斷監控面臨新的(de)(de)(de)挑戰。
針對這種情況,少數(shu)有設計(ji)、研發能力的(de)(de)(de)廠商經過努力開發出具有透(tou)霧功能的(de)(de)(de)鏡(jing)頭(tou),并成(cheng)功讓成(cheng)品上市。這種技術的(de)(de)(de)出現(xian),大大拓寬了視(shi)頻(pin)監控的(de)(de)(de)應用(yong)范圍,并且是人類依(yi)靠聰明智(zhi)慧戰勝自(zi)然環境(jing)的(de)(de)(de)又(you)一經典案例。市場(chang)上多數(shu)廠商在(zai)不(bu)(bu)(bu)具備生產透(tou)霧鏡(jing)頭(tou)產品能力的(de)(de)(de)情況下,使(shi)用(yong)普通的(de)(de)(de)產品充當透(tou)霧鏡(jing)頭(tou)來(lai)銷售,宣稱具有透(tou)霧功能,是極不(bu)(bu)(bu)負責任的(de)(de)(de)行為。當然,這在(zai)實際測試中是無法蒙混過關(guan)的(de)(de)(de),最終(zhong)擺脫不(bu)(bu)(bu)了被淘(tao)汰的(de)(de)(de)命(ming)運,但(dan)給LCD液晶屏圖對此功能有需求的(de)(de)(de)用(yong)戶在(zai)產品選擇上制(zhi)造(zao)了許多障礙和(he)浪費許多時間。
電子透霧監控攝像機圖像處理方式
當安防需(xu)求從(cong)被(bei)動檢測(ce)發(fa)展為主(zhu)動防御,智能分析依賴的(de)(de)各種(zhong)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)處理(li)算法變得舉足輕重起來(lai)(lai),其中透霧處理(li)集合了多種(zhong)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)算法,是(shi)較為重要的(de)(de)一(yi)類圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)處理(li)技(ji)術。據此深圳市欣動態影(ying)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)科技(ji)有限公司李(li)慧德(de)介(jie)紹說:“目前已知的(de)(de)透霧算法大致可以分為兩大類:一(yi)種(zhong)是(shi)非模(mo)型的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)增(zeng)強(qiang)方法,通過增(zeng)強(qiang)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)對比(bi)度,滿足主(zhu)觀視(shi)覺的(de)(de)要求來(lai)(lai)達到清晰化的(de)(de)目的(de)(de);另(ling)一(yi)種(zhong)是(shi)基于(yu)模(mo)型的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)復(fu)原方法,它考查圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)退(tui)化的(de)(de)原因,將退(tui)化過程進(jin)行建模(mo),采用(yong)逆向處理(li),以最(zui)終解決圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)復(fu)原問(wen)題。”
為了得到更(geng)好的(de)(de)處(chu)理(li)效果,攝(she)像機廠家(jia)會(hui)增(zeng)(zeng)設專門的(de)(de)圖(tu)像處(chu)理(li)芯片,可自(zi)動偵(zhen)測圖(tu)像的(de)(de)密度,最大限度地保持圖(tu)像信號的(de)(de)細節,實現彩色增(zeng)(zeng)強、反差增(zeng)(zeng)強、邊緣增(zeng)(zeng)強、對比(bi)度增(zeng)(zeng)強和亮度增(zeng)(zeng)強,并(bing)進(jin)行(xing)密度分(fen)割、去(qu)模(mo)糊等運算,使不同(tong)場景下的(de)(de)攝(she)像畫(hua)質得到明(ming)顯提(ti)高,達到透霧的(de)(de)目的(de)(de)。而根據廠家(jia)的(de)(de)能力與研發選擇,會(hui)分(fen)別選擇在DSP或FPGA等不同(tong)芯片上進(jin)行(xing)相應處(chu)理(li)。
芯片會實(shi)時讀取(qu)視頻流信息,通過(guo)對比參(can)數判定是否需要開啟(qi)透(tou)霧(wu)(wu)模(mo)式(shi)(shi),也就(jiu)是可以達到自動(dong)偵(zhen)測霧(wu)(wu)氣,甚至(zhi)可以通過(guo)設(she)定的預置(zhi)模(mo)式(shi)(shi)判定出霧(wu)(wu)氣濃淡,選擇進(jin)入相應的透(tou)霧(wu)(wu)模(mo)式(shi)(shi)。
透霧技術發展前景樂觀
在(zai)艦、船、飛機等(deng)上,觀瞄系(xi)(xi)統(tong)(tong)對(dui)感知其周圍的(de)態(tai)勢有著非(fei)常重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong),觀瞄系(xi)(xi)統(tong)(tong)一(yi)般(ban)由CCD攝像(xiang)(xiang)機和紅(hong)外(wai)(wai)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)組成(cheng)(cheng)。霧、水氣、雨雪等(deng)惡(e)劣海洋(yang)氣象(xiang)環境會(hui)嚴重(zhong)影響CCD和紅(hong)外(wai)(wai)成(cheng)(cheng)像(xiang)(xiang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)圖像(xiang)(xiang)質量,主要表現(xian)在(zai)圖像(xiang)(xiang)對(dui)比(bi)度下降,遠處目標模糊不清(qing),難(nan)以分辨。從而影響對(dui)周圍態(tai)勢的(de)感知能力。
通過圖像處(chu)理算(suan)法,來提升圖像的對(dui)比度,也就是視頻增透技術,在國外尤其(qi)是美國的觀(guan)瞄系統已經廣泛采用,圖像處(chu)理前后的對(dui)比效果如下:
從這個(ge)對(dui)比的(de)效果圖片中,我們很明(ming)顯感受到,通過對(dui)視頻(pin)(pin)的(de)增(zeng)(zeng)透(tou)處理,使圖像的(de)對(dui)比度(du)得到了很大的(de)提升,原先模糊不(bu)清的(de)船(chuan)只(zhi),變得更加清晰可見(jian),從而提高了觀(guan)瞄系統(tong)(tong)的(de)觀(guan)察(cha)距離,提高了系統(tong)(tong)對(dui)周圍態勢(shi)的(de)感知能力。因此,視頻(pin)(pin)增(zeng)(zeng)透(tou)技(ji)術(shu)(shu)在(zai)艦(jian)船(chuan)飛機等觀(guan)瞄系統(tong)(tong)上(shang)具有很好的(de)應(ying)用(yong)(yong)前(qian)景。而這種視頻(pin)(pin)增(zeng)(zeng)透(tou)技(ji)術(shu)(shu)應(ying)用(yong)(yong),由于算法和(he)硬件實(shi)現(xian)技(ji)術(shu)(shu)的(de)限制,在(zai)我國剛剛起步(bu),商業化的(de)成熟(shu)產(chan)品更是很少(shao)見(jian)到。
海洋(yang)的(de)(de)(de)環境極為惡劣,霧(wu)、雨、水氣(qi)等(deng)天(tian)氣(qi)是常(chang)見的(de)(de)(de),而觀瞄系統(tong)需要有能(neng)力(li)對(dui)遠距(ju)離(li)的(de)(de)(de)、微小的(de)(de)(de)、高速移動的(de)(de)(de)目(mu)標進行及時的(de)(de)(de)觀察(cha)。如果(guo)不(bu)能(neng)及時發現目(mu)標,就可(ke)能(neng)使(shi)己方處于被動狀(zhuang)態(tai)。因此lcd液晶屏(ping)圖裝備(bei)這種(zhong)視(shi)頻增透設備(bei),對(dui)提(ti)升觀瞄系統(tong)的(de)(de)(de)觀察(cha)能(neng)力(li)是非常(chang)必(bi)要的(de)(de)(de)。
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