慧聪安防网讯 在视频监控行业，雾霾已经成为高清监控的隐形杀手。很多人理所当然的认为，在雾霾天气下，视频监控无法体现其价值，但是视频监控比人眼更厉害的地方往往就是可以通过一系列特殊的处理，看到人眼所不能看到的事物。面对雾霾，最常见的两种处理方式就是“热成像技术”和“实时视频透雾技术”，热成像技术主要是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，从而进行一定范围内的物体探测；透雾技术则主要是从视频图像上进行一系列处理。由于透雾技术能够更加真实的还原场景，所以透雾技术是当下炙手可热的视频处理技术。

海康威视 姚静

透雾技术经过多年的发展，经历了多个阶段，形成了以彩色透雾和黑白透雾两种不同的需求方向。彩色成像的数字透雾，以当下各大安防厂家竞争的“透雾算法”为核心关键；黑白成像的光学透雾，则是以“光学透雾”为基础和典型代表；当然，现在市场上出现了一种增加了透雾算法的光学透雾，力求得到更好的透雾效果，也就是“光学+算法双重透雾”，在浓雾下依旧清晰成像。

海康威视拥有齐全的透雾产品线，包括前端处理的摄像机和后端处理的硬盘录像机。前端处理主要分为“数字透雾型摄像机”和“超级透雾型摄像机”，后端处理主要是“数字透雾处理”。

就应用效果来说，透雾摄像机由于在采集图像时就进行了原始图像上的处理，相比通过后端录像机等设备处理的透雾效果更好一些。采用后端设备处理透雾，由于图像在传输过程中容易损失，也会导致图像失真，图像还原度没有前端处理理想。但是后端设备透雾处理，对图像效果增强还是会有明显的帮助。

再来看，“数字透雾”和“超级透雾”在图像表现上的差别。数字透雾技术的发展一般有两个阶段：第一个阶段——“浅透雾”阶段，这类方法通过调整传感器采集信息的分布，增强观测目标的色彩与细节，使信息减少在后续处理（例如ISP和编码压缩）中的损失，用户观测效果也能获得提高。但是这种透雾效果不明显，也称假性透雾。“浅透雾”也是目前市面上普遍采用的透雾技术。第二个阶段——“算法透雾”阶段，算法透雾可根据物理上雾霾的形成模型，通过局部区域灰白程度判断雾霾的浓度，从而复原出清晰的无雾霾图像。算法透雾能够保留图像的原有色彩，同时能够在“浅透雾”的基础上大幅提升图像透雾效果。海康威视在充分分析透雾理论的优势与不足，并进行深入的研究探索后，结合安防监控领域的视频图像透雾的特殊要求，开发了一种SSD算法透雾技术。该技术基于大气光学原理，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，获得准确、自然的透雾图像，称之为“SSD算法透雾”。

目前海康威视主流的数字透雾产品都是基于“SSD算法透雾”来实现的，在轻雾霾情况下，图像效果表现良好。

图1 SSD算法透雾与浅透雾效果对比

海康威视的超级透雾就是“光学+算法”双重透雾。光学+算法双重透雾是在光学透雾的基础上集成透雾算法，在原有光学透雾的基础上使透雾效果得到进一步的提升。这种技术对于安防厂家的要求非常高，产品在设计时，就需要通过大量的实验论证，从多种方案中选择出最合适的滤光片、镜头、传感器和特定的透雾算法组合，在保证了透雾效果的同时，需要避免出现图像噪声过大，清晰度下降的情况，从而得到进一步提升的透雾效果，在雾气较大的情况下，依旧有较好的透雾效果，图像表现为黑白。

图2 光学+算法透雾与光学透雾效果对比

前面提到了“数字透雾型摄像机”和“超级透雾型摄像机”，提供了彩色透雾和黑白透雾两种不同的效果选择。 #hc360分页符#

海康威视数字透雾型摄像机的核心就是SSD透雾算法。SSD透雾算法处理的流程见图3所示。其输入为点阵格式视频数据，输出为经处理后的结果，与输入视频格式相同。由于SSD算法透雾方法能够将细节进行有效的恢复和增强处理，因此对经过一定程度有损压缩后的视频也能够起到相当的效果，输入视频数据可以是未经有损压缩编码处理的有雾视频，也可以是压缩有雾视频的解码图像，相对而言，未经有损编码处理的视频，由于其包含的信息量更为丰富，透雾后能获得更为理想的处理结果。由于同时包含了全局和局部的雾浓度估计，SSD算法透雾技术能够根据雾况自动调整适应各种变化场景以及场景内的局部区域，避免出现近景透雾过度发黑而远景模糊的情况；同时兼顾了实现的效率与复杂度，保证了整个透雾的实时性与可工程化。

图3 SSD算法透雾流程图

而海康威视自主研发的第三代“光学+算法透雾”技术：超级透雾，业界首创集成光学透雾、SSD透雾算法、自适应感应算法三位一体技术。那么何为光学透雾呢？自然光由波长不同的光波组合而成，人眼可见范围大致为390nm-780nm，波长从长到短分别对应了红橙蓝绿青橙紫七种颜色，其中波长小于390nm的叫做紫外线，波长大于780nm的叫做红外线。不同波段的光因为波长的不同具有不同的特性，而红外线因为拥有较长的波长，在传播时受气溶胶的影响较小，可穿透一定浓度的雾霭烟尘，实现准确聚焦，这就是光学透雾的依据。光学透雾技术就是采用针对红外波段成像特殊优化的镜头，通过滤光片对特定近红外波段光线进行截取，从而利用雾气中的红外光进行成像。

图4 超级透雾原理示意图

同时，海康威视超级透雾型摄像机具备自适应透雾算法。可根据图像灰白程度智能判断雾霾浓度，在不同的透雾模式下可自动调节透雾等级：当浅雾时开启SSD算法透雾模式，根据雾的浓度，自动调节透雾程度，提升透雾效果，图像彩色；当浓雾时开启超级透雾模式，根据雾的浓度，自动调节透雾程度，增强透雾效果，图像黑白。

随着工业的发展以及其对气候的影响，雾霾成为一种越来越常见的天气现象，这对户外应用的监控系统的画面品质造成很大的影响，透雾需求将越来越庞大。而目前，实际工程中主要通过雷达、红外等其它手段在雾霾气候中感知和监测目标，由于技术和成本的限制，雷达、红外等在视频监控领域还没有理想的应对方案。视频透雾技术的出现，能够为视频监控领域带来多方面的价值。从应用场景来看，透雾技术可用于多种户外场合，如高速公路的交通事故易发区、高速公路卡口位置；公共汽车的辅助驾驶设施监控区域；公安机关关注的各重点场所与区域；发电厂与电力传输设备的重点监控区域；中小学校园、城市商业中心与城市广场等。从应用的行业来看，包括交通行业、公安行业、教育、航空、数码产品、遥感图像处理、食品安全监控，甚至包括特殊的军事应用等。从应用的产品与解决方案来看，透雾技术在安防监控领域，可以应用于前端摄像机、球机的透雾与提升图像的质量；可以应用于DVR以提升图像的质量；可以应用于大屏显示器以提升其色彩饱和度与图像质量；还可以用于嵌入式客户软件，以提升预览图像的质量等。

前面有提到数字透雾和光学透雾的原理区别，而这也恰恰决定了数字透雾和光学透雾不同的效果表现和价格成本。数字透雾能够保留图像原有的色彩，图像还原能力比光学透雾略差，但是还是有部分场景会要求保留图像原有的色彩，同时要求摄像机的成本投入更低，此时数字透雾会是比较理想的选择。光学透雾则由于是利用红外成像，所以图像是黑白的，但是图像还原能力更好，同时由于涉及到更多的硬件投入，产品成本也更高一些，部分对于透雾有高要求的场景会选择光学透雾，比如海事、港口等。