视频监控的需求主要分为两类，白天的需求和夜间的需求。夜间效果主要的提升之道以低照度和补光居多，也就造成了现在市面上白光补光、红外补光、激光补光等各式各样的摄像机盛行;非补光类的，当属星光级超级照度是为当下热门。而关于白天效果的提升，一大关键点是能够适应复杂多变的环境变化，也就是我们通常所说的“全天候”。
    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。
    透雾技术的发展
    透雾监控需求最早出现在海事边防等国防应用，一开始相关产品都只在透雾镜头上做研究，研发了一种光学透雾技术，也就是我们通常所说的第一代透雾技术。光学透雾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。光学透雾对于雾气的穿透力非常强，成像效果表现较好， 但由于是红外波段成像，所以呈现的也只能是黑白图像，并且这种透雾方式设备成本投入较大，一般用户有需求但会望而却步。
    近几年随着民用需求的增长，也为了实现更好的透雾效果，相关厂家开始在摄像机视频图像增强技术上做研究，也就是现在在安防监控市场上非常普遍的数字算法透雾摄像机，我们称之为第二代透雾技术。数字透雾技术目前很多安防厂家主要停留在第一个阶段——“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。
    但是总是有那么一部分用户不满足于对比度的提升，所以数字透雾摄像机进入了第二个阶段——“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。

图1 第一代和第二代透雾技术

图2 光学+算法透雾与光学透雾效果对比

图3 基于图像增强透雾和基于图像复原透雾效果差异

透雾算法也是当前安防行业有实力的厂家透雾产品的核心竞争点。以海康威视为例，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，海康威视结合安防监控领域的视频图像透雾的特殊要求，开发了一种实时视频透雾技术。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”。
    在图像处理中，一般用下述模型来表达所看到的有雾图像：

代表所看到的图像强度，是景物光线强度，是大气光成分，是用来描述光线通过媒介时没有被散射掉的那部分。透雾的目标就是从中恢复出、、，即对应于透雾后的结果图像。其中， 称为直接衰减项，代表的是景物光线在媒介中经过衰减后的部分， 为大气光成分，由前方散射引起。
    实时视频透雾处理的流程见图4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。由于实时视频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。

图4 实时视频透雾流程图

图5 光学+算法透雾原理示意图

总结
    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？