一般認為，大氣介質主要由空氣分子、水汽和氣溶膠組成。氣溶膠是懸浮在氣體中的小粒子構成的彌散系。某些粒子具有高吸濕性，起到水汽凝結中心的作用，其大小與環境相對濕度、水汽供應和由碰撞而發生凝聚的程度有關。由于大氣中各種顆粒的大小、類型以及聚集程度的不同產生晴、霾、霧、云、雨等各種天氣。
當下，霧霾天氣橫行，我們經常會用PM2.5的數值大小來衡量霧霾。PM2.5是指直徑小于等于2.5微米的細顆粒物。相比于粗大的顆粒物，細小的PM2.5降低能見度的能力更強，能見度降低了我們看東西的時候就會受到阻礙，出現模糊，視物不清等等，還會阻礙光的照射。PM2.5環境與一般環境的不同之處在于細顆粒物的濃度更高。
再來看細顆粒物對視頻監控的影響：在有霧天氣下，從物體表面反射的光線在到達成像設備的過程中會受到空氣中懸浮顆粒的影響。氣溶膠粒子是霧霾形成的主要因素，也是圖像質量產生退化的根本原因，其影響主要有以下幾個方面：
氣溶膠粒子對光線有散射作用，散射損失使“透射光”強度衰減，造成了圖像的對比度下降。
由于氣溶膠粒子的非均勻性，使球面波畸變成非球面波，導致圖像變模糊，邊緣和細節降低。
氣溶膠粒子的粒徑較大，粒子的自身成像不容忽視，可以近似理解成“噪聲”。
氣溶膠粒子對成像光線的散射部分會因為多次散射的作用，和原有的前向散射部分疊加在一起成像，產生一定的模糊。
由此看來，細微顆粒物更多的環境，會造成更多次散射，從而造成更嚴重的模糊，給實時透霧造成更大的難度。而就當下來看，由水汽、煙塵等構成的氣溶膠粒子是霧霾的主體，也是造成圖像質量退化的根本原因。霧霾天氣下圖像色彩黯淡、對比度較低，一些重要目標的細節更是淹沒在霧氣中難以被察覺。因此，去除視頻中的霧氣，改善成像質量，是提升戶外視頻監控應用價值的一項重要技術。
透霧技術經過多年的發展，經歷了多個階段，形成了以彩色透霧和黑白透霧兩種不同的需求方向。彩色成像的數字透霧，以當下各大安防廠家競爭的“透霧算法”為核心關鍵;黑白成像的光學透霧，則是以“光學透霧”為基礎和典型代表;當然，現在市場上出現一種增加了透霧算法的光學透霧，力求得到更好的透霧效果，也就是”光學+算法雙重透霧”，在濃霧下依舊清晰成像。

穿透迷霧，各顯神通
還原彩色世界的數字透霧
數字透霧技術的發展一般有兩個階段：第一個階段——“淺透霧”階段，這類方法通過調整傳感器采集信息的分布，增強觀測目標的色彩與細節，使信息減少在后續處理(例如ISP和編碼壓縮)中的損失，用戶觀測效果也能獲得提高。但是這種透霧效果不明顯，也稱假性透霧。“淺透霧”也是目前市面上普遍采用的透霧技術。第二個階段——“算法透霧”階段，算法透霧可根據物理上霧霾的形成模型，通過局部區域灰白程度判斷霧霾的濃度，從而復原出清晰的無霧霾圖像。算法透霧能夠保留圖像的原有色彩，同時能夠在“淺透霧”的基礎上大幅提升圖像透霧效果。
經歷了以上兩個透霧發展階段也形成了兩種透霧處理模式：一種是非模型的圖像增強方法，通過提高比度，滿足主觀視覺的要求來達到清晰化的目的;另一種是基于模型的圖像復原方法，它考查圖像退化的原因，將退化過程進行建模，采用逆向處理，以最終解決圖像的復原問題。
目前通過增強的方式(淺透霧)來進行透霧處理典型的方法包括：直方圖均衡化、濾波變換方法和基于模糊邏輯的方法。直方圖均衡化方法，其中全局化方法運算量小但對細節的增強不夠;局部均衡方法效果較好，但可能引入塊狀效應、計算量大、噪聲被放大及算法效果不易控制的問題。濾波變換的透霧算法，通過局部處理能獲得相對較好的處理結果，但它們的計算量巨大、資源消耗多、不適于實時性要求較高的設備。已知的基于模糊邏輯的方法透霧的效果不夠理想。
基于圖像增強的方法(算法透霧)能在一定程度上提高圖像對比度，并通過增強感興趣區域來提升可識別度。但該方法未能從圖像退化過程的原因入手來進行補償，因此它只能改善視覺感受而不能獲得很好的透霧效果。
基于圖像復原的方法主要有以下幾類：濾波方法、最大熵方法與圖像退化函數估計法等。濾波方法如卡爾曼濾波方法，整體而言計算量較大。最大熵法能獲得較高的分辨率但是其非線性、計算量大、數值求解困難。圖像退化函數估計法大多依據一定的物理模型(如大氣散射模型與偏振特性的透霧模型)來設計，需要在不同的時間點采集多幅圖像作為參考圖像，以便確定物理模型中的多個參數，而最終求解得到無霧狀態下的結果圖像。透霧算法也是當前安防行業有實力的廠家透霧產品的核心競爭點。
追求更好還原的光學透霧
來看光學透霧的依據：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，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，實現準確聚焦。
光學透霧技術就是采用針對紅外波段成像特殊優化的鏡頭，通過濾光片對特定近紅外波段光線進行截取，從而利用霧氣中的紅外光進行成像。因此，一般光學透霧的透霧處理大都由鏡頭完成。專業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接口與攝像機聯動，實現切換。光學透霧對于霧氣的穿透力非常強，成像效果表現較好，但由于是紅外波段成像，所以呈現的也只能是黑白圖像，并且這種透霧方式設備成本投入較大，一般用戶有需求但會望而卻步。
精益求精的第三代透霧
除了使用低照度性能更好的感光芯片，部分廠家甚至另辟蹊徑在機器內部增加專門的透霧濾光片，以尋求更經濟實惠的光學透霧模式，在兩濾波片的日夜轉換攝像機的基礎上增加透霧濾波片，可截取適合成像的近紅外波段，以實現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。
在當下，市場上出現了第三代透霧技術，最典型的代表就是配合光學透霧增加了相應的算法透霧，有人稱之為“光學+算法雙重透霧”。光學+算法雙重透霧是在光學透霧的基礎上集成透霧算法，在原有光學透霧的基礎上使透霧效果得到進一步的提升。這種技術對于安防廠家的要求非常高，產品在設計時，就需要通過大量的實驗論證，從多種方案中選擇出最合適的濾光片、鏡頭、傳感器和特定的透霧算法組合，在保證了透霧效果的同時，需要避免出現圖像噪聲過大，清晰度下降的情況，從而得到進一步提升的透霧效果。
第三代“光學+算法透霧”技術：超級透霧，業界首創集成光學透霧、SSD透霧算法、自適應感應算法三位一體技術。自適應透霧算法可根據圖像灰白程度智能判斷霧霾濃度，在不同的透霧模式下可自動調節透霧等級：當淺霧時開啟SSD算法透霧模式，根據霧的濃度，自動調節透霧程度，提升透霧效果，圖像彩色;當濃霧時開啟超級透霧模式，根據霧的濃度，自動調節透霧程度，增強透霧效果，圖像黑白。

不同透霧，不同視界
綜合來看，在選擇一臺透霧設備的時候，除了攝像機硬件本身的能力，還需要比較各個品牌產品之間的“軟實力”，也就是透霧算法上的優劣。因為各個廠家的圖像處理技術能力不同，圖像效果也會有較大差異。而數字透霧和光學透霧的成像效果區別，也恰恰決定了數字透霧和光學透霧不同的應用方向。數字透霧能夠保留圖像原有的色彩，圖像還原能力比光學透霧略差，但是還是有部分場景會要求保留圖像原有的色彩，此時數字透霧會是比較理想的選擇。光學透霧則由于是利用紅外成像，所以圖像是黑白的，但是圖像還原能力更好，甚至有加入算法透霧的第三代透霧技術，可得到更好的透霧效果，在濃霧下依舊清晰成像。