近年來，終端用戶對圖像質量要求越來越高，LCD液晶屏圖攝像機市場已經從過去的同質化低端的惡性競爭，逐步走向差異化個性化的發(fā)展道路。細分市場出現(xiàn)了超低照度攝像機，超寬動態(tài)攝像機，照車牌攝像機，和透霧攝像機等應對不同領域終端用戶的專業(yè)產品。其中又以透霧攝像機的技術含量最高，利潤空間最大。隨著近幾年極端天氣不斷增多，全球各地LCD液晶屏圖出現(xiàn)了長時間大霧籠罩的天氣，透霧攝像機的應用更是大大提升。
一、透霧攝像機鏡頭透霧技術
透霧原理表明，在不可見光的范圍內，有一頻率的光可以穿透霧氣，根據波長不同需要對攝像機進行處理，以達到對其聚焦的目的,同時還需在攝像機上進行重新設計，來將這一頻率的不可見光進行成像，由于這個不可見光沒有對應的可見光色彩圖，所以呈現(xiàn)的圖像為黑白色。透過云霧、水氣拍攝物體，相當于透過了兩重透鏡(水珠與實際透鏡)，除了R光線可以正確聚焦在CCD成像面上，RGB光線中的GB均無法正常的投射在CCD成像面上，從而阻礙普通模式鏡頭從云霧、水氣中得到正常、清晰的圖像。
過去CCTV鏡頭還處于300mm以下階段，觀測距離一般限定在1公里以內，這種應用對天氣能見度的要求低，但在焦距已經發(fā)展到750mm的今天，大霧天氣對監(jiān)控圖像的影響就不得不引起我們的重視了。尤其是在高速公路、森林防火、油田監(jiān)控和離海面較近的港口碼頭等遠距離監(jiān)控中尤為重要。這種環(huán)境往往更容易產生霧氣，使24小時不間斷監(jiān)控面臨新的挑戰(zhàn)。
針對這種情況，少數有設計、研發(fā)能力的廠商經過努力開發(fā)出具有透霧功能的鏡頭，并成功讓成品上市。這種技術的出現(xiàn)，大大拓寬了視頻監(jiān)控的應用范圍，并且是人類依靠聰明智慧戰(zhàn)勝自然環(huán)境的又一經典案例。市場上多數廠商在不具備生產透霧鏡頭產品能力的情況下，使用普通的產品充當透霧鏡頭來銷售，宣稱具有透霧功能，是極不負責任的行為。當然，這在實際測試中是無法蒙混過關的，最終擺脫不了被淘汰的命運，但給lcd液晶屏圖對此功能有需求的用戶在產品選擇上制造了許多障礙和浪費許多時間。
二、從鏡頭到濾光片解讀透霧監(jiān)控攝像機
自然光由波長不同的光波組合而成，人眼可見范圍大致為390nm-780nm，波長從長到短分別對應了紅橙藍綠青橙紫七種顏色，其中波長小于390nm的叫做紫外線，波長大于780nm的叫做紅外線。不同波段的光因為波長的不同具有不同的特性，霧氣、煙塵影響可見光成像的原因，而紅外線因為擁有較長的波長，在傳播時受氣溶膠的影響較小，可穿透一定濃度的霧靄煙塵，實現(xiàn)準確聚焦，這就是光學透霧的依據。
1、鏡頭
從原理可知光學透霧的重點在于對特定近紅外波段光線的截取與準確聚焦，而這部分工作大都由鏡頭完成，擁有透霧攝像機鏡頭專利的富士能監(jiān)控鏡頭中國總代理深圳中天銀河科技有限公司總經理何介紹了透霧鏡頭誕生的始末：“2005年青藏鐵路項目中開始有相應透霧需求出現(xiàn)，而當時市場上優(yōu)質的富士能鏡頭通過內置處理器可選擇不同波長，所以開始考慮利用截取不同特定波段光線的方法實現(xiàn)透霧，最終在一系列試驗后研制出透霧鏡頭及透霧攝像機成品，并于06年投入生產，在隨后的07得到專利批文，同時市場上也開始出現(xiàn)透霧鏡頭這個概念?！?/P>
可以說鏡頭的好壞決定了光學透霧的效果，日本圖麗株式會社市場推廣劉郭艷總結說到：“鏡頭設計的難度首先在于光學設計，其中包括對光路的把握以及濾波片的選擇等，其次選材與工藝技術也決定了成品的效果。而透霧鏡頭最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，但是受限于鏡頭光路設計的難度與CCD的感光能力，目前安防業(yè)內的鏡頭已知能利用的最長紅外波段為1100nm。”
2、濾波片
了解日夜轉換攝像機的人對濾波片都不會陌生，一般此類型攝像機裝有兩塊濾波片，一塊負責在白天過濾掉可見光之外的光波，令成像更為清晰亮麗;一塊應用在夜晚，負責放行CCD可以承載的紅外波段，實現(xiàn)夜間的紅外監(jiān)控。
專業(yè)透霧鏡頭內置有針對性很強的濾波片，作用是精確截取所需波段的光線，且為了適應特定環(huán)境狀況，常常會加載多片針對不同波段的濾波片，并通過485接口與攝像機聯(lián)動，實現(xiàn)切換。正常來說，配合透霧鏡頭的攝像機在基礎成像性能上只要具備日夜轉換功能即可，但是考慮到透霧鏡頭高昂的造價，部分攝像機廠家也開始尋求更經濟實惠的光學透霧模式，特視瞰光電科技(深圳)有限公司就率先使用了四濾色波長切換裝置，其首席技術官蔣文來介紹道：“不同于過去兩濾波片的日夜轉換攝像機，我們創(chuàng)新的在攝像機里邊加入了四塊濾波片，除了實現(xiàn)日夜轉換，還通過增設一塊可選擇性過濾400nm-600nm波段光線的濾波片，實現(xiàn)了強光抑制;當然為了更精確截取適合成像的近紅外波段，也特別增加了透霧濾波片，以實現(xiàn)較為經濟的光學透霧。此機械裝置可由攝像機自動控制，也可人工切換。而集光學透霧和電透霧兩種透霧功能為一身的四濾色片光電聯(lián)合智能透霧攝像機，能夠實現(xiàn)兩倍于能見度以上的透霧?！?/P>
3、瓶頸與發(fā)展
因為直接利用可穿透霧靄的近紅外波段光線進行成像，光學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、海洋有了不錯的運用;另一方面，受鏡頭高昂成本的限制，雖然近年來平安城市等大型項目甚至民用市場也出現(xiàn)了一定透霧需求，但是其實際數量仍有限。
與此同時，因為技術方面已經較為成熟，所以依靠鏡頭或說光學完成更好的透霧，就需要另辟蹊徑。據此圖麗劉郭艷也表達了自己的看法：“短期內鏡頭對波長的寬容度很難向1100nm以外延伸，但是如果不用兼顧可見光，在近紅外波段內還可做到一定延伸;所以可以考慮在一套設備中加載兩套鏡頭，正常情況下使用可見光鏡頭，霧天則使用專門的透霧鏡頭，這樣既可保留可見光的彩色畫面，還可把透霧鏡頭的寬容度做的更好，并實現(xiàn)多畫面的對比監(jiān)控。”
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