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光學(xué)透霧鏡頭的概念

閱讀：1995發(fā)布時(shí)間：2016-6-26

　　目前在我國(guó)的各項(xiàng)大型監(jiān)控?cái)z像項(xiàng)目領(lǐng)域當(dāng)中，雨天水汽、霧霾等自然條件限制容易導(dǎo)致監(jiān)控出現(xiàn)模糊，嚴(yán)重時(shí)甚至只有白蒙蒙一片，透霧問(wèn)題成為了監(jiān)控設(shè)備的軟肋。但在特殊的監(jiān)控項(xiàng)目當(dāng)中，解決透霧問(wèn)題卻是十分必要的，所以當(dāng)前監(jiān)控項(xiàng)目對(duì)透霧技術(shù)提出了新的要求。目前，監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)透霧的方式大致分為兩種：電子透霧與光學(xué)透霧。
　　
　　一、電子透霧技術(shù)
　　
　　智能分析圖像處理算法已經(jīng)成為攝像機(jī)芯片中的普遍應(yīng)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(shù)。一種是非模型的圖像增強(qiáng)方法，通過(guò)增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，滿足主觀視覺(jué)的要求來(lái)達(dá)到清晰化的目的；另一種是基于模型的圖像復(fù)原方法，采用逆向處理解決圖像的復(fù)原問(wèn)題。芯片會(huì)實(shí)時(shí)讀取視頻流信息來(lái)偵測(cè)霧氣，通過(guò)對(duì)比參數(shù)判定是否需要開(kāi)啟透霧模式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟。
　　
　　二、光學(xué)透霧技術(shù)
　　
　　自然光由波長(zhǎng)不同的光波組合而成，人眼可見(jiàn)范圍大致為390nm-780nm，波長(zhǎng)大于780nm的叫做紅外線。不同波段的光因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)的不同具有不同的特性，霧氣、煙塵影響可見(jiàn)光成像的原因，而紅外線因?yàn)閾碛休^長(zhǎng)的波長(zhǎng)，在傳播時(shí)受氣溶膠的影響較小，可穿透一定濃度的霧霾煙塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確聚焦，這就是光學(xué)透霧的依據(jù)。
　　
　　(一)鏡頭
　　
　　從原理可知光學(xué)透霧的重點(diǎn)在于對(duì)特定近紅外波段光線的截取與準(zhǔn)確聚焦，而這部分工作大都由鏡頭完成。可以說(shuō)鏡頭的好壞決定了光學(xué)透霧的效果，鏡頭設(shè)計(jì)的難度首先在于光學(xué)設(shè)計(jì)，其中包括對(duì)光路的把握以及濾波片的選擇等，其次選材與工藝技術(shù)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(yè)內(nèi)的鏡頭已知能利用的zui長(zhǎng)紅外波段為1100nm。
　　
　　(二)濾波片
　　
　　日夜轉(zhuǎn)換攝像機(jī)一般裝有兩塊濾波片，一塊負(fù)責(zé)在白天過(guò)濾掉可見(jiàn)光之外的光波，令成像更為清晰亮麗；一塊應(yīng)用在夜晚，負(fù)責(zé)放行CCD可以承載的紅外波段，實(shí)現(xiàn)夜間的紅外監(jiān)控。專業(yè)透霧鏡頭內(nèi)置有針對(duì)性很強(qiáng)的濾波片，作用是截取所需波段的光線，且為了適應(yīng)特定環(huán)境狀況，常常會(huì)加載多片針對(duì)不同波段的濾波片，并通過(guò)485接口與攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)切換。
　　
　　三、光學(xué)透霧技術(shù)的發(fā)展
　　
　　因?yàn)橹苯永每纱┩胳F靄的近紅外波段光線進(jìn)行成像，光學(xué)透霧雖然只能得到黑白監(jiān)控畫面，但是其成像效果突出，也已在海事、海洋有了不錯(cuò)的運(yùn)用，近年來(lái)平安城市等大型項(xiàng)目甚至民用市場(chǎng)也出現(xiàn)了大量的透霧需求。
　　
　　與此同時(shí)，因?yàn)榧夹g(shù)方面已經(jīng)較為成熟，可以考慮在一套設(shè)備中加載兩套鏡頭，正常情況下使用可見(jiàn)光鏡頭，霧天則使用專門的透霧鏡頭，這樣既可保留可見(jiàn)光的彩色畫面，還可把透霧鏡頭的寬容度做的更好，并實(shí)現(xiàn)多畫面的對(duì)比監(jiān)控。
　　
　　在實(shí)際應(yīng)用中，電子透霧作為一種ISP圖像還原技術(shù)，其致命缺陷在于霧霾嚴(yán)重時(shí)無(wú)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(wú)法改善。一旦環(huán)境中霧霾濃度變化，電子透霧的效果將不可控，也就是說(shuō)電子透霧的環(huán)境適應(yīng)能力弱，而且研發(fā)更*圖像還原算法的性價(jià)比并不高，因此基于監(jiān)控需求的電子透霧技術(shù)必將逐漸收斂。
　　
　　而我公司獨(dú)立生產(chǎn)的大型光學(xué)透霧監(jiān)控?cái)z像機(jī)系統(tǒng)一直以來(lái)在森林防火、海事、邊防領(lǐng)域中得到應(yīng)用，具有較長(zhǎng)的實(shí)際應(yīng)用歷史，其效果也得到用戶的肯定與認(rèn)可，隨著研發(fā)新技術(shù)的產(chǎn)生，相信在各行業(yè)中的應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越廣，而提升光學(xué)透霧效果除了攝像機(jī)自身圖像處理能力的進(jìn)一步提升，鏡頭、視窗等配套成像系統(tǒng)也應(yīng)該對(duì)紅外光具有更高的透過(guò)率，因此在配套系統(tǒng)的升級(jí)提升和完善是我公司未來(lái)在光學(xué)透霧方面努力的方向。

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