霾伏嚴重監控視頻系統怎么才能看的更清楚
【勁浪資訊】最近全(quan)國各地都遭遇(yu)“霾伏”,氣象部門已連續5日(ri)發(fa)布(bu)空(kong)氣污染預警。港(gang)媒表示,對中央(yang)政府而言,籠罩中國的(de)(de)霧(wu)霾不只危害健康,還危及國家(jia)安全(quan)。在(zai)當局看來,這是(shi)事(shi)關(guan)國家(jia)安全(quan)的(de)(de)大(da)(da)事(shi)。北京斥巨資(zi)建起全(quan)國性監控網絡(luo),使警方得(de)以監控主(zhu)要城市的(de)(de)每(mei)一條大(da)(da)街(jie)。但(dan)隨著霧(wu)霾天(tian)氣出現得(de)愈(yu)發(fa)頻(pin)繁,該系統的(de)(de)效力被大(da)(da)大(da)(da)削弱。有人擔(dan)心恐(kong)怖分子(zi)會選擇在(zai)霧(wu)霾天(tian)發(fa)動襲擊(ji)。
雖然透霧攝像(xiang)機的(de)概念早在07年就(jiu)進入了中(zhong)國,但(dan)是昂貴的(de)價格和(he)復雜的(de)技術讓很多企(qi)業望而卻步。近幾年,隨著安(an)防(fang)業的(de)壯大,及其本身技術實力的(de)不斷發(fa)展,透霧攝像(xiang)機技術取得了快速(su)發(fa)展。
透霧攝像機鏡頭透霧技術
近年(nian)(nian)來,終(zhong)端(duan)用戶對圖(tu)像(xiang)質量(liang)要求越(yue)來越(yue)高,lcd液(ye)晶屏(ping)圖(tu)攝像(xiang)機(ji)市場已經從過去的(de)同質化低端(duan)的(de)惡性競(jing)爭,逐(zhu)步走向(xiang)差異化個性化的(de)發展道(dao)路(lu)。細分市場出現了超(chao)低照(zhao)度攝像(xiang)機(ji),超(chao)寬動(dong)態攝像(xiang)機(ji),照(zhao)車牌攝像(xiang)機(ji),和透霧攝像(xiang)機(ji)等應對不同領域終(zhong)端(duan)用戶的(de)專業產品(pin)。其中又以透霧攝像(xiang)機(ji)的(de)技術(shu)含量(liang)最(zui)高,利(li)潤空(kong)間最(zui)大。隨著近幾(ji)年(nian)(nian)極端(duan)天氣不斷(duan)增多,全球(qiu)各地lcd液(ye)晶屏(ping)圖(tu)出現了長時間大霧籠罩的(de)天氣,透霧攝像(xiang)機(ji)的(de)應用更是(shi)大大提升。
透霧原理表(biao)明,在(zai)不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的范圍內,有(you)一(yi)頻率的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)可(ke)以穿(chuan)透霧氣(qi),根據波長不(bu)同(tong)需(xu)要(yao)對攝(she)像機(ji)進行(xing)處理,以達(da)到(dao)對其聚焦(jiao)的目的,同(tong)時(shi)還需(xu)在(zai)攝(she)像機(ji)上進行(xing)重新(xin)設計(ji),來(lai)將這一(yi)頻率的不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進行(xing)成像,由于(yu)這個不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)沒有(you)對應的可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)色彩(cai)圖,所以呈現(xian)的圖像為黑白色。透過云霧、水(shui)氣(qi)拍攝(she)物體,相當于(yu)透過了兩重透鏡(jing)(水(shui)珠與實際(ji)透鏡(jing)),除了R光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線可(ke)以正確聚焦(jiao)在(zai)CCD成像面上,RGB光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線中的GB均無法(fa)正常的投射在(zai)CCD成像面上,從(cong)而阻礙普通模(mo)式鏡(jing)頭從(cong)云霧、水(shui)氣(qi)中得(de)到(dao)正常、清晰(xi)的圖像。
過去CCTV鏡頭(tou)還處(chu)于300mm以下階段,觀測距(ju)離(li)(li)一般限定在(zai)(zai)1公(gong)里以內,這種應用(yong)對(dui)天(tian)(tian)氣(qi)能見度的(de)要求低(di),但(dan)在(zai)(zai)焦(jiao)距(ju)已(yi)經(jing)發展到750mm的(de)今天(tian)(tian),大霧(wu)天(tian)(tian)氣(qi)對(dui)監(jian)控(kong)(kong)圖像的(de)影響就不得不引(yin)起我們的(de)重(zhong)視(shi)了(le)。尤其是在(zai)(zai)高速公(gong)路、森(sen)林(lin)防(fang)火、油田監(jian)控(kong)(kong)和離(li)(li)海面較近(jin)的(de)港(gang)口(kou)碼(ma)頭(tou)等遠距(ju)離(li)(li)監(jian)控(kong)(kong)中尤為重(zhong)要。這種環境往往更容易產生霧(wu)氣(qi),使24小時不間斷監(jian)控(kong)(kong)面臨新的(de)挑戰(zhan)。
針(zhen)對這(zhe)種情況,少數(shu)有(you)設計、研發(fa)能(neng)力(li)的(de)(de)廠商經過努力(li)開發(fa)出具(ju)有(you)透霧(wu)功能(neng)的(de)(de)鏡(jing)頭(tou),并成功讓(rang)成品(pin)(pin)上市。這(zhe)種技術的(de)(de)出現,大(da)大(da)拓寬了(le)視頻監控的(de)(de)應用(yong)范圍(wei),并且是人(ren)類依靠聰明智(zhi)慧戰勝自(zi)然環境的(de)(de)又一經典案例(li)。市場上多數(shu)廠商在不具(ju)備生(sheng)產透霧(wu)鏡(jing)頭(tou)產品(pin)(pin)能(neng)力(li)的(de)(de)情況下,使用(yong)普通的(de)(de)產品(pin)(pin)充當透霧(wu)鏡(jing)頭(tou)來銷售,宣稱具(ju)有(you)透霧(wu)功能(neng),是極不負責任(ren)的(de)(de)行(xing)為。當然,這(zhe)在實(shi)際(ji)測試中是無法蒙混過關的(de)(de),最(zui)終擺脫不了(le)被淘汰的(de)(de)命運(yun),但給(gei)LCD液晶屏(ping)圖(tu)對此功能(neng)有(you)需(xu)求的(de)(de)用(yong)戶在產品(pin)(pin)選擇(ze)上制造了(le)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(fang)需求從被動檢測(ce)發展為主動防(fang)御,智能分析依賴的(de)(de)各種(zhong)圖(tu)像(xiang)(xiang)處理(li)算法(fa)(fa)變(bian)得(de)舉足(zu)(zu)輕重起來(lai),其中透(tou)霧處理(li)集合了(le)多(duo)種(zhong)圖(tu)像(xiang)(xiang)算法(fa)(fa),是較為重要的(de)(de)一(yi)(yi)類圖(tu)像(xiang)(xiang)處理(li)技(ji)(ji)術。據此(ci)深圳市欣動態(tai)影像(xiang)(xiang)科技(ji)(ji)有限(xian)公司李慧德介紹說:“目(mu)前已知(zhi)的(de)(de)透(tou)霧算法(fa)(fa)大致可以(yi)分為兩大類:一(yi)(yi)種(zhong)是非模型(xing)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)增強(qiang)方(fang)法(fa)(fa),通(tong)過增強(qiang)圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)對比度,滿足(zu)(zu)主觀(guan)視覺的(de)(de)要求來(lai)達到清(qing)晰化(hua)的(de)(de)目(mu)的(de)(de);另一(yi)(yi)種(zhong)是基(ji)于模型(xing)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)復(fu)原(yuan)方(fang)法(fa)(fa),它考查圖(tu)像(xiang)(xiang)退(tui)化(hua)的(de)(de)原(yuan)因,將退(tui)化(hua)過程進行建模,采(cai)用逆向(xiang)處理(li),以(yi)最終解決圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)復(fu)原(yuan)問題(ti)。”
為了(le)得到更(geng)好的(de)處(chu)(chu)理(li)效果,攝像(xiang)機廠家會增(zeng)(zeng)設專門(men)的(de)圖像(xiang)處(chu)(chu)理(li)芯片,可自(zi)動(dong)偵測圖像(xiang)的(de)密(mi)度(du),最大限(xian)度(du)地保持圖像(xiang)信號的(de)細節,實現彩色增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)、反差增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)、邊緣增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)、對比(bi)度(du)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang)和亮度(du)增(zeng)(zeng)強(qiang)(qiang),并進行密(mi)度(du)分割、去模糊等(deng)運算(suan),使不同場(chang)景下(xia)的(de)攝像(xiang)畫質得到明顯(xian)提高,達(da)到透(tou)霧的(de)目的(de)。而(er)根(gen)據廠家的(de)能(neng)力與研發選擇(ze),會分別選擇(ze)在DSP或FPGA等(deng)不同芯片上進行相應(ying)處(chu)(chu)理(li)。
芯片會實(shi)時讀(du)取視頻(pin)流信息,通過對比參(can)數判定(ding)是否需要開啟透(tou)霧模(mo)式(shi)(shi),也(ye)就是可以達到自動(dong)偵測霧氣,甚(shen)至可以通過設定(ding)的(de)預置模(mo)式(shi)(shi)判定(ding)出霧氣濃(nong)淡,選擇進入相應的(de)透(tou)霧模(mo)式(shi)(shi)。
透霧技術發展前景樂觀
在艦、船、飛機等(deng)(deng)上,觀瞄系(xi)(xi)統對感知其周(zhou)圍(wei)(wei)的(de)態勢(shi)有著(zhu)非常重(zhong)要的(de)作用,觀瞄系(xi)(xi)統一般由CCD攝像(xiang)機和(he)紅(hong)(hong)外成(cheng)像(xiang)系(xi)(xi)統組成(cheng)。霧(wu)、水氣(qi)、雨雪等(deng)(deng)惡劣海洋氣(qi)象環境(jing)會嚴重(zhong)影響(xiang)CCD和(he)紅(hong)(hong)外成(cheng)像(xiang)系(xi)(xi)統的(de)圖像(xiang)質量(liang),主要表現(xian)在圖像(xiang)對比度下降,遠處目標模糊不清(qing),難以分辨。從而(er)影響(xiang)對周(zhou)圍(wei)(wei)態勢(shi)的(de)感知能力。
通過圖像處理算法,來提升圖像的對比度,也就是視頻增透技術,在國外尤其是美國的觀瞄系統已經廣泛采用,圖像處理前后的對比效果如下:
從(cong)這(zhe)個對比的(de)效果圖(tu)片中(zhong),我們很(hen)(hen)明(ming)顯感(gan)受(shou)到(dao),通(tong)過對視頻的(de)增透(tou)處(chu)理,使圖(tu)像的(de)對比度得到(dao)了(le)很(hen)(hen)大的(de)提升,原先模糊不(bu)清的(de)船(chuan)(chuan)只,變(bian)得更加清晰可見,從(cong)而提高(gao)(gao)了(le)觀(guan)瞄系統的(de)觀(guan)察距離(li),提高(gao)(gao)了(le)系統對周圍態勢的(de)感(gan)知能力。因此,視頻增透(tou)技(ji)術在(zai)艦船(chuan)(chuan)飛機等觀(guan)瞄系統上具有很(hen)(hen)好的(de)應(ying)用前景。而這(zhe)種視頻增透(tou)技(ji)術應(ying)用,由(you)于算(suan)法和硬(ying)件實(shi)現技(ji)術的(de)限制(zhi),在(zai)我國剛剛起步,商業化的(de)成(cheng)熟產品更是很(hen)(hen)少見到(dao)。
海洋的環境極為惡劣,霧、雨、水氣(qi)等天氣(qi)是常(chang)見的,而觀(guan)瞄系統需要有能力(li)對遠距離的、微小的、高速(su)移(yi)動的目(mu)標進行及時(shi)的觀(guan)察。如果(guo)不能及時(shi)發現目(mu)標,就可能使己方處于(yu)被動狀態。因此lcd液晶屏圖裝備這種視頻增透設(she)備,對提升觀(guan)瞄系統的觀(guan)察能力(li)是非常(chang)必要的。
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