近日，一張霧霾籠罩巴黎的照片再次將霧霾這個話題成為輿論焦點(diǎn)。國內(nèi)從2日開始，也爆發(fā)了一輪從北至南的一次大面積空氣污染過程，影響范圍波及100多個城市。監(jiān)測顯示，5日4時(shí)，石家莊、邯鄲、邢臺、鄭州、安陽、新鄉(xiāng)、濟(jì)南、臨沂、烏魯木齊等16個城市嚴(yán)重污染，石家莊、邯鄲等城市空氣污染已達(dá)到爆表程度。山東、江西、上海、江蘇等地被籠罩在霧霾之下。霧霾這個社會“老大難”問題，合適能解？霧霾籠罩之下，如何安心的生活？對于這些問題，安防雖不能完全解憂，但在大霧籠罩下也默默堅(jiān)守著一片天空。

霧霾，世界共同面臨的問題

霧霾，是近年中國政府在治理環(huán)境空氣污染中最主要的對手。在中國，霧霾主要來源有汽車尾氣、燃煤、露天采礦等。2014年習(xí)近平在北京考察時(shí)指出；應(yīng)對霧霾污染、改善空氣質(zhì)量的首要任務(wù)是控制PM2.5，要從壓減燃煤、嚴(yán)格控車、調(diào)整產(chǎn)業(yè)、強(qiáng)化管理、聯(lián)防聯(lián)控、依法治理等方面采取重大舉措，聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域，嚴(yán)格指標(biāo)考核，加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，認(rèn)真進(jìn)行責(zé)任追究。

其實(shí)不僅僅是在中國，霧霾是一個全球化的問題，根據(jù)發(fā)布全球首款防霾面霜的加拿大Aqua＋Skincare公司的研究報(bào)告顯示，常見的空氣污染被稱為懸浮顆?；騊M2.5，其包括灰塵、污垢和煙霧。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù)顯示，世界上80%的人口暴露在有害的霧霾污染物中。目前，PM2.5超標(biāo)最集中的地區(qū)主要在發(fā)展中國家，如中東和亞洲的一些國家，這些國家的部分地區(qū)空氣污染水平比世衛(wèi)設(shè)定的25微克安全標(biāo)準(zhǔn)高出200%。

權(quán)威雜志《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》也曾發(fā)表過美國的數(shù)字，PM2.5的濃度減少10ug/m3，預(yù)期壽命增長約0.61±0.20年。2010年美國環(huán)保部發(fā)表的《顆粒物的綜合科學(xué)研究》中將顆粒物濃度與多種疾病關(guān)聯(lián)，其中包括：呼吸道刺激，咳嗽，呼吸困難，降低肺功能，加重哮喘，慢性支氣管炎，不規(guī)則的心跳，非致命性心臟發(fā)作，某些癌癥等。

2013年北京霧霾微生物還引起了“北京咳嗽”的病例，在霧霾天與霧霾相關(guān)的呼吸系統(tǒng)疾病門診病例顯著增加。除了呼吸道，懸浮顆粒本身的寬度小于2.5微米，相比人類毛孔直徑小20倍，還會致使污染物較容易滲透并進(jìn)入皮膚。當(dāng)皮膚保護(hù)層無法承受外界給予的負(fù)荷便會被破壞，導(dǎo)致紅疹，皮膚過敏，皮膚老化加速，頻繁暗瘡粉刺等皮膚問題。

霧霾消費(fèi)級市場火熱，安防事前事后一直守護(hù)

隨著霧霾問題的不斷被重視，以霧霾為起點(diǎn)的消費(fèi)級市場也開始打得火熱，空氣凈化器、空氣監(jiān)測器、霧霾口罩等大眾類消費(fèi)品。在安防市場，關(guān)于霧霾監(jiān)測的傳感器也逐步應(yīng)用于攝像機(jī)中，對城市重要區(qū)域及工地等場所實(shí)施監(jiān)控監(jiān)測一體化運(yùn)作管理。

2013年霧霾監(jiān)測被列入國家科技支撐計(jì)劃，包括了研發(fā)霧霾監(jiān)測技術(shù)并建立大氣成分監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，研究霧霾天氣形成機(jī)理，研發(fā)能夠業(yè)務(wù)運(yùn)行的霧霾數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)，研發(fā)霧霾對航空、公路交通、城市交通和船舶運(yùn)輸影響的預(yù)警技術(shù)。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)0-72小時(shí)高分辨率、高準(zhǔn)確率的霧霾分類分等級預(yù)報(bào)，并給出霧霾的發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度等級和分布區(qū)域。

2015年，IBM中國研究院開發(fā)的一套空氣質(zhì)量預(yù)測及管理系，統(tǒng)可以提前72小時(shí)生成高分辨率的空氣質(zhì)量預(yù)測分析。通過分析遍布環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、交通監(jiān)視系統(tǒng)和氣象衛(wèi)星等傳感器生成的大量環(huán)境數(shù)據(jù)，基于認(rèn)知建模技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自適應(yīng)地調(diào)整預(yù)測模型，從而大幅提升預(yù)測精確度。該系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)提前72小時(shí)逐時(shí)高精度空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)之外，還實(shí)現(xiàn)了提前10天的空氣質(zhì)量變化趨勢的預(yù)測分析。

蘋果近期披露了一項(xiàng)新專利技術(shù)，一款可用于iPhone與AppleWatch，能夠檢測氣體與液體的嵌入式環(huán)境傳感器，這個傳感器可以幫助用戶感知周圍環(huán)境中存在但看不見的危險(xiǎn)因素，包括檢測霧霾。蘋果這是要加入霧霾大戰(zhàn)的節(jié)奏。

除了傳感器，監(jiān)控?cái)z像作為安防主要設(shè)備之一，在霧霾天能都繼續(xù)正常的工作將是對其安防職能的最大考驗(yàn)，透霧技術(shù)能夠從多個角度提升視頻監(jiān)控的質(zhì)量，可以用于各種有霧天氣條件的透霧處理；能明顯提升圖像的對比度、使圖像變通透、清晰；能夠顯著增強(qiáng)圖像的細(xì)節(jié)信息，使原來被隱藏的圖像細(xì)節(jié)被充分展示；能夠提升圖像的飽和度，使圖像色彩鮮艷活潑、生動，透霧處理后的圖像保持準(zhǔn)確的色調(diào)、自然的外觀，因而獲得了良好的圖像質(zhì)量與視覺感受。

目前，應(yīng)用戶監(jiān)控?cái)z像的透霧技術(shù)可分為四種；

1、光學(xué)透霧

在光譜中，紅外線是不可見光線，波長介于微波與可見光之間。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.78～2.50m；中紅外線，波長為2.50～25m；遠(yuǎn)紅外線，波長為25～l000m。

根據(jù)在不同波段的光因?yàn)椴ㄩL不同將呈現(xiàn)不同光譜的特性。光學(xué)透霧的實(shí)現(xiàn)基于近紅外光譜，近紅外還可分為近紅外短波區(qū)域和近紅外長波區(qū)域。近紅外線在傳播時(shí)受氣溶膠的影響較小，可穿透一定濃度的霧靄煙塵，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速聚焦，這就是光學(xué)透霧的依據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)云霧和煙塵天氣時(shí)，一般的可見光無法穿透，利用近紅外光線可繞射微小顆粒原理，在霧霾天氣采用近紅外濾光片、鍍膜技術(shù)及電子圖像增強(qiáng)技術(shù)，算法處理能提升遠(yuǎn)距離監(jiān)控圖像效果。

光學(xué)透霧的關(guān)鍵在于鏡頭與濾光片。透霧攝像設(shè)備需要具備三個要素；具有色差補(bǔ)償?shù)溺R頭、具備近紅外線靈敏度高的CCD、黑電平調(diào)節(jié)的圖像處理器。通過鏡頭對特定近紅外波段光線進(jìn)行截取，準(zhǔn)確聚焦成像。一般的攝像機(jī)鏡頭，透過光譜的中心波長在500~600MM之間，而為了保證在可見光和近紅外波段都有很高的透過率，且兩個波段切換過程中對色差進(jìn)行修正保證切換后不需要再調(diào)節(jié)焦距，透霧攝像機(jī)的鏡頭透過光譜的中心波長必須在780~900MM之間。因此，很多透霧鏡頭采用了多層鍍膜技術(shù)，讓500~900MM波段的透過率達(dá)到80%以上，最終實(shí)現(xiàn)透霧效果，這種透霧方式俗稱為物理透霧。

2、算法透霧

攝像機(jī)的透霧概念早在2007年進(jìn)入中國，但高昂的成本和復(fù)雜的技術(shù)讓很多安防企業(yè)卻步。經(jīng)過十幾年發(fā)展和專業(yè)技術(shù)的積累，透霧技術(shù)有了較大突破。而要實(shí)現(xiàn)更好的透霧效果還是要依靠電子透霧算法處理，這樣才能在應(yīng)用中脫穎而出。目前行業(yè)內(nèi)大致上有以下幾種算法透霧；

第一種是基于FPGA成像方法以及直方圖均衡化算法透霧。它針對霧天圖像的退化現(xiàn)象，采用近紅外波段成像和視頻圖像處理技術(shù)相結(jié)合提高圖像質(zhì)量。此外，還可通過改善算法復(fù)雜度提高畫面清晰度。

第二種是Retinex算法，即視頻增強(qiáng)算法。它對校正后的像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行線性拉伸，得到增強(qiáng)的圖像。該算法具有銳化、顏色恒常性、動態(tài)范圍壓縮大、色彩逼真度高、處理延遲低等特點(diǎn)。

第三種則是影像信號處理器(LSP)算法透霧處理。該技術(shù)要求透霧設(shè)備必須具備“自動曝光(AE)”、“自動白平衡(AWB)”和“自動聚焦(AF)”的3A功能，適于直接內(nèi)嵌于攝像機(jī)中應(yīng)用。

3、光電透霧

光學(xué)透霧利用可穿透霧靄的近紅外波段光線進(jìn)行成像，但只能得到黑白監(jiān)控畫面，而光電透霧技術(shù)將光學(xué)透霧和算法透霧兩種透霧功能相結(jié)合，通過機(jī)芯一體化通過內(nèi)嵌的FPGA芯片和ISP/DSP進(jìn)行運(yùn)算處理實(shí)現(xiàn)彩色畫面輸出。一方面，該透霧技術(shù)可區(qū)分遠(yuǎn)景、近景，霧氣濃淡等因素，選擇透霧級別，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域效果最佳，不同于過去對畫面對比度整體的提高，且沒有延時(shí)。另一方面，芯片的高速運(yùn)算必將產(chǎn)生噪聲點(diǎn)，夜間光照不足時(shí)影響尤為突出，所以一體機(jī)芯普遍需要采用CCD傳感器和大光圈鏡頭，以達(dá)到良好的低照效果。

4、假透霧

假透霧即通過人為調(diào)節(jié)對比度、銳度、飽和度、亮度等數(shù)值，或做一些濾鏡切換裝置，讓圖像重點(diǎn)突出，從而改善主觀視覺效果。假透霧在霧霾環(huán)境下，切換到選擇夜間紅外感應(yīng)模式時(shí)，可以看到一定效果的圖像畫面，但鏡頭不能對景物重新進(jìn)行聚焦，因而不能滿足視覺體驗(yàn)。非透霧攝像機(jī)可以實(shí)現(xiàn)一定程度的“透霧”，但透霧效果非常有限。

后記：傳感器為您隨時(shí)檢查霧霾動態(tài)，讓你提前做好預(yù)防；而透霧技術(shù)讓霧霾籠罩之下的安防設(shè)備繼續(xù)為人們服務(wù)，提供安全的保障。在霧霾之下，安防不僅做好事前預(yù)防，在事后保護(hù)中也堅(jiān)守崗位。

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