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20-750mm光学透雾镜头技术详解-山田光学

发布日期:2021-06-24 17:29 浏览次数:
20-750mm光学透雾镜头技术详解
视频监控的首要问题就是要突破“看得见”的瓶颈,达到“看得清”的境界。面对雾霾这一棘手问题,安防人始终在不断努力和探索中。
 
 
如何能够“看得清”,就成为需要迫切解决的现实难题。而我们提供的高清透雾技术,使得解决这一难题成为可能。
 
 
随着环境污染的加剧,城市出现雾霾天气的情况越发频繁,此时对视频监控应用提出了严峻的挑战,该如何应对雾霾呢?透雾技术不失为一种绝佳的解决方案,本文的重点便是对透雾技术的探讨,深入分析了电子透雾与光学透雾的实现原理及各自的优劣等等,相信对关注透雾技术的您会有颇多助益。
 
 
 
那么视频监控该如何应对雾霾来袭呢?答案是透雾技术。顾名思义,透雾技术就是在雾霾天气下,依然能够穿透雾霾干扰,让摄像机获得良好的监控效果,不会影响监控距离和图像清晰度。一般而言,透雾技术分为电子透雾(亦称数字透雾)和光学透雾(亦称物理透雾)两种。
 
 光学透雾镜头
 
电子透雾是基于人类视觉感知模型设计的后端图像复原技术,通过ISP算法来修复画面、消除雾感,达到画面更通透的视觉效果;光学透雾利用近红外光成像,由于近红外光波长较长,在传播时受大气粒子干扰较小,能穿透雾霾,从而呈现清晰的图像细节。其实这两种透雾技术并非是应对雾霾天气而开发的新兴技术,早期在森林、港口、码头等区域,由于经常容易起雾,早以通过透雾技术来实现远距离的清晰监控。而随着雾霾来袭,透雾技术渐渐成为高端镜头的标配技术,那么电子透雾和光学透雾这两者之间又有什么区别,各有什么优劣势呢?
 
  
 
电子透雾
 
  电子透雾采用的是可见光成像,并通过ISP算法来修复画面,目前ISP算法主要分为两大类:图像增强透雾技术和图像复原透雾技术。图像增强透雾技术不考虑图像降质原因,适用范围广,能有效地提高雾天图像的对比度,改善图像的视觉效果,但会产生更多的噪声,甚至造成更多图像细节的损失。图像复原透雾技术是研究雾天图像降质的物理过程,并建立退化模型,反演退化过程,补偿退化过程造成的失真,以便获得原始图像的最优估计值,从而改善图像质量,这种方法针对性强,得到的去雾效果自然,处理的关键点及难点是模型中参数的估计。
 
从电子透雾的算法解释中可以看出其优势在于:1、画面色彩得以保留;2、不会增加额外硬件成本。
但电子透雾的劣势也很明显,首先由于可见光穿透能力弱,在遇到水汽、灰尘阻隔时会造成较大的散射,导致部分信息丢失,此时即使通过算法修复画面、消除雾感,也无法对丢失的信息“从无到有”进行恢复;此外,电子透雾基于不同的算法透雾效果各有不同,简单的算法在图像还原效果上有局限性,而复杂的算法对硬件性能提出了更高的要求,而且就目前的图像还原技术整体水平而言,电子透雾只能应用在一般的雾气环境中,一旦雾霾浓度提升,电子透雾的效果就会大大降低。
 
 
 
光学透雾
      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,称为可见光,而波长小于390nm的叫做紫外光,波长大于780nm的叫做红外光。不同波段的光因为波长的不同具有不同的特性,一般红外光由于拥有较长的波长,在传播时受大气粒子干扰影响较小,可穿透一定浓度的雾霭烟尘,摄像机可以利用这部分光线来实现穿透雾霾的监控。这就是光学透雾的原理。
 
 
 
 
光学透雾分析
 
  一般的可见光无法穿透云雾和烟尘,但近红外线可以穿透一定浓度的雾霭烟尘,光学透雾就利用近红外线可以绕射微小颗粒的原理,实现准确快速聚焦。技术的关键主要在镜头和滤光片。通过物理的方式,利用光学成像的原理提升画面清晰度。缺点是只能得到黑白监控画面。
 
从原理可知光学透雾的优势在于红外光穿透能力强,不会损失监控主体的细节,图像更清晰。但其劣势也存在: 1、由于红外光没有对应的可见光色彩图,所以在监视器上呈现的图像为黑白颜色,所以不适用于必须需要彩色图像的场所;  2、光学透雾的重点在于截取近红外光成像,而这部分工作大都由镜头完成,而透雾镜头价格昂贵,过高的成本大大限制了光学透雾在实际项目中的大规模应用。
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