甚麼是攝影機透霧Defog功能?

透霧功能處理的是散射造成的對比度下降。霧、霾、水氣與煙塵令遠處目標變得灰白,透霧的目標是把被壓縮的對比重新拉開,而非「看穿」霧氣。

霧為何令畫面變灰白

空氣中的水滴與懸浮微粒會散射光線。目標反射的光在到達鏡頭前被散射削弱,同時大量環境散射光疊加到畫面上,兩者合起來令遠處景物的對比度大幅下降,顏色亦趨向灰白。距離越遠、微粒越密,效果越明顯。

對比度被壓縮

目標與背景的亮度差變小,細節仍存在但幅度極低,屬影像處理可以部分還原的情況。

訊噪比下降

有效訊號減弱,雜訊比例上升;因此提升對比同時會放大雜訊。

波長相關

散射強度與波長有關,較長波長受散射影響通常較小,這是光學透霧採用近紅外成像的基礎。

理解這一點很重要:若目標已完全被濃霧遮蔽、沒有任何殘餘訊號抵達感測器,任何透霧功能都無法還原。

數碼透霧的工作方式

數碼透霧屬影像處理,在攝影機內部或錄影端對已擷取的畫面作區域性對比拉伸與色彩補償。常見做法是分析畫面各區域的亮度分佈,對受散射影響較大的區域施以較強的對比增強,同時抑制因增強而放大的雜訊。

特性數碼透霧光學透霧
實現方式影像處理演算法切換至近紅外成像,配合鏡頭與濾光片
輸出顏色保留彩色多為黑白或單色
適用濃度輕至中度霧霾較濃霧氣或遠距離觀察
副作用雜訊增加、可能出現色偏與塊狀感失去顏色資訊,需鏡頭支援
設備要求多數型號以軟件提供需具備對應硬件的型號

數碼透霧的好處是普遍可用、可即時開關;限制是在資訊已嚴重不足時效果有限,過度啟用反而令畫面失真、影響後續的分析功能判斷。

光學透霧的取捨

光學透霧利用較長波長受散射影響較小的特性,讓感測器主要接收近紅外波段的光。這需要鏡頭在該波段有良好透射與對焦表現,並配合濾光片切換,因此屬硬件功能,多見於長焦距的遠距離監察設備。

代價是顏色資訊消失。近紅外成像下,衣物與物件的明暗關係與可見光不同,某些深色物料在近紅外下反而偏亮,判讀時需要適應。此外,鏡頭若未經近紅外校正,切換後會出現對焦偏移,畫面反而更模糊;這與夜間紅外補光造成的對焦問題屬同一類。

因此光學透霧適合用於固定觀察遠處大範圍的位置,例如海面、山坡、大型場地邊界;用於需要辨識顏色的場合則不合適,宜與另一部彩色攝影機分工。

設定與使用建議

  1. 先確認問題成因——畫面灰白也可能來自鏡頭表面積塵、結露或防護玻璃老化,應先清潔與檢查再談透霧。
  2. 以自動模式為起點——多數設備提供自動與手動強度;自動模式可避免晴天時過度處理。
  3. 限制最大強度——強度過高會放大雜訊並產生塊狀感,宜取仍可辨識目標的較低設定。
  4. 檢視對分析功能的影響——影像增強後的雜訊可能增加誤報,啟用後應重新檢查事件觸發情況。
  5. 分別驗證日夜——霧霾常在清晨出現,應在該時段實測而非只在正常工作時間檢查。
  6. 記錄設定——把透霧模式與強度寫入竣工文件,方便日後比對畫質變化。

若同一位置全年只有少數日子受霧霾影響,較實際的做法是保持自動模式並接受該期間畫質下降,而非為此更換設備。

香港常見的適用場合

香港受霧霾影響的情況集中在幾類位置:海邊與碼頭、大嶼山與新界近山區域、高層樓宇天台及對望遠距離的監察點。春季海霧期間,海面與對岸景物可能長時間無法辨識,而市區內短距離監察則較少受影響。

本地更常見被誤認為霧的情況,其實是設備問題。春季潮濕天氣時,防護罩玻璃外表面結露或內部濕氣凝結,畫面同樣呈灰白霧狀;此時啟用透霧只會放大雜訊,正確處理是檢查密封與乾燥劑,或透過適度加熱使玻璃表面高於露點。長期在外牆日照下的防護玻璃亦會因紫外線老化而發黃霧化,需要更換。

另外,工廠、廚房排氣及裝修期間的粉塵也會造成類似效果。這類情況應優先處理源頭與安裝位置,例如避開排氣口氣流方向,而非依賴影像處理。長距離觀察的位置若確實需要透霧能力,宜在選型階段就確認是否具備對應硬件,並要求供應商提供該環境的實拍樣本。

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常見問題

透霧功能可以在濃霧中看清遠處嗎?
不能無限還原。透霧處理的是對比度被散射壓縮的情況,前提是仍有殘餘訊號抵達感測器。若目標已完全被濃霧遮蔽,無論數碼或光學透霧都無法產生有效影像。合理期望是把輕至中度霧霾下勉強可見的細節提升至可判讀水平。
數碼透霧與光學透霧應如何選擇?
取決於是否需要顏色與觀察距離。需要保留衣著或車身顏色、距離不遠時,採用數碼透霧較合適;需要在較濃霧氣下觀察遠處大範圍,且可接受黑白影像時,光學透霧的效果較佳。兩者亦可分工,由不同攝影機各自負責。
開啟透霧後畫面雜訊變多是否正常?
屬預期現象。提升對比的同時,原本微弱的雜訊也會被放大,因此強度越高雜訊越明顯。建議採用自動模式或設定較低的強度上限,取仍可辨識目標的水平;若同時啟用了行為分析功能,應重新檢查誤報是否增加。
畫面呈灰白霧狀一定是天氣問題嗎?
不一定,設備因素同樣常見。防護玻璃外表面結露、內部濕氣凝結、玻璃積塵油污或長期日照後老化發黃,都會令畫面泛白。判斷方法是檢查其他鄰近攝影機是否同時出現相同現象:只有單一設備異常時,多屬清潔或密封問題。
光學透霧為何會出現對焦偏移?
因為近紅外波段與可見光在鏡頭中的折射不同。若鏡頭未經近紅外校正,切換至近紅外成像後聚焦平面移位,畫面便會變模糊。解決方式是選用具近紅外校正的鏡頭,並在切換模式後分別確認兩種狀態下的對焦結果。
香港哪些位置較需要透霧功能?
主要是海邊與碼頭、近山區域、高層天台及需要觀察較遠距離的監察點,這些位置在春季海霧或霾天會明顯受影響。市區內的短距離監察需求較低。選型時應以實際觀察距離與該位置的歷史天氣情況判斷,並要求供應商提供類似環境的實拍樣本。

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