高清监控，穿透雾霾--浅析华瑞通科技透雾技术。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。

一、雾霾天气多发，视频监控需求

据央视新闻报道，2019年1月13日，中东部多地出现雾和霾天气。华北、黄淮、江淮一带的雾和霾天气仍将持续，部分地区有重度霾。下周一（14日）起，一股冷空气将影响我国，中东部大部地区自北向南将出现6～8℃降温，也将驱散近期持续的雾和霾。

今明两天，华北黄淮雾霾多发

中央气象台预计，华北南部、黄淮、江汉等地仍有轻至中度霾，部分地区重度霾。其中，河北中南部、山东西部和湖北北部等地的部分地区有能见度不足200米的强浓雾，局地有能见度不足50米的特强浓雾。

受大雾影响，河北境内多条高速封闭，石家庄、秦皇岛等地机场航班延误。

（山东部分高速路低能见度，截至目前，境内包括长深高速、京沪高速等在内的40多条高速的收费站封闭，实行临时管制。）

（13日，荣乌高速公路山东烟台崇义收费站因大雾天气临时关闭，部分车辆掉头绕行，监控摄像头也被浓雾遮挡。）

雾和霾天气多发，大家出行请注意较低能见度对交通安全造成的不利影响；受霾天气影响的区域，交通安全和室外公共场所安全也需要格外重视。

二、监控透雾技术发展过程

监控摄像机常常面对室外全天候监控的考验，除了强光、暗夜、雨雪天气，雾霾就是监控的一大“天敌”。由水汽、烟尘等构成的气溶胶粒子是雾霾的主体，也是造成图像质量退化的根本原因。

雾霾天气下图像色彩黯淡、对比度较低，一些重要目标的细节更是淹没在雾气中难以被察觉。因此，去除视频中的雾气，改善成像质量，是提升户外视频监控应用价值的一项重要技术。

（柴静雾霾调查纪录片，《穹顶之下》）

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。

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。

华瑞通科技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。

（城市道路雾霾天气）

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。

华瑞通科技在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。

（SSD算法透雾与浅透雾效果对比）

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。

（光学+算法透雾与光学透雾效果对比）

三、透雾技术视频监控产品

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。

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。

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。

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。

四、透雾技术应用场景和应用行业

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；

总结：

超级透雾可用于多种户外需要预防浓雾的场合，如高速公路、铁路、航运、机场跑道等重要或事故易发区段；发电厂与电力传输设备、通讯基站等重点监控区域；河道、港口、边境、海事监控、森林防火等观察距离较长的监控应用；中小学校园、城市广场、旅游景区等。从应用的行业来看，包括交通、公安、航空、通讯、环保、水利、农林牧渔，以及边防等。

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；黑白透雾，则是以“光学透雾”为基础和典型代表，可增加透雾算法来达到更好的透雾效果，力求得到更好的透雾效果，

最典型的做法是“光学+算法透雾”，在浓雾下依旧清晰成像。透雾技术的发展也一直伴随着透雾算法的进步，可以说，安防厂家谁掌握了透雾的核心算法，谁就掌握了“雾霾天”下的核心竞争力。透雾技术，助你拨开迷雾、不再迷茫。你是选择彩色？还是更透的黑白？