模糊圖像處理技術(shù)及其在安防領(lǐng)域的應(yīng)用
2021-02-26 13:36
隨著信息化和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展,人們安全意識(shí)的提高,實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為人們生活中不可或缺的一部分,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、交通、社會(huì)安全等方面。但是受惡劣天氣(霧、雨、風(fēng)、光等)條件和監(jiān)控系統(tǒng)自身技術(shù)條件的限制,視頻圖像往往達(dá)不到理想的效果。在這些條件的影響下,圖像會(huì)出現(xiàn)退化、模糊不清,進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)識(shí)別、取證、事件分析等操作造成困難而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常應(yīng)用。因此,模糊圖像處理技術(shù)的研究和應(yīng)用在安防領(lǐng)域就有了很重要的意義。
兩種圖像清晰度對(duì)比。
1、模糊圖像產(chǎn)生的原因分析
圖像的呈現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)合作的結(jié)果,一個(gè)完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng),是一個(gè)非常龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng),從前端到后端各個(gè)環(huán)節(jié)都可能會(huì)導(dǎo)致視頻圖像信號(hào)損失進(jìn)而使圖像變模糊。具體可以從以下這么幾個(gè)方面來(lái)分析。
1.1 系統(tǒng)自身因素
一個(gè)完整的視頻監(jiān)控系統(tǒng)從前到后由這么幾部分組成。在全模擬監(jiān)控系統(tǒng)中,從前端到后端由圖像采集、圖像傳輸、圖像存儲(chǔ)、圖像顯示等幾個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。在每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生視頻信息損失,也就是讓圖像質(zhì)量變差或者變模糊。
從前端鏡頭、攝像機(jī)、視頻BNC接頭、傳輸線(xiàn)纜、監(jiān)視器圖像呈現(xiàn)等幾個(gè)環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)引起圖像模糊。鏡頭,影響進(jìn)入攝像機(jī)的光線(xiàn)和成像的精確性,會(huì)直接導(dǎo)致圖像模糊。攝像機(jī)內(nèi)的感光Sensor,影響光信號(hào)的采集和光電轉(zhuǎn)換效果,會(huì)直接導(dǎo)致圖像模糊。視頻傳輸電纜兩端的BNC接頭,因信號(hào)屏蔽的縫隙會(huì)造成信號(hào)損失,視頻傳輸電纜經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳輸,傳輸線(xiàn)纜的電阻、屏蔽、阻抗匹配等問(wèn)題,都會(huì)引起信號(hào)的衰減,直接導(dǎo)致圖像質(zhì)量變差變模糊,監(jiān)視器圖像呈現(xiàn)端也有一定的信號(hào)損失。所以在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)和環(huán)節(jié),都有可能會(huì)導(dǎo)致圖像模糊。
在一個(gè)全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,采用網(wǎng)絡(luò)傳輸,傳輸線(xiàn)路上的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化編碼,數(shù)字信號(hào)的傳輸和存儲(chǔ)可以有效避免因信號(hào)衰減造成圖像損傷。但是,在鏡頭、圖像采集以及后端呈現(xiàn)時(shí)的圖像信號(hào)耗損仍然無(wú)法避免。另外,在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,又增加了視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、視頻編碼壓縮環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)也會(huì)導(dǎo)致的信息的直接損失,F(xiàn)有的視頻壓縮編碼算法都是有損壓縮,會(huì)直接導(dǎo)致視頻信息的丟失,影響視頻清晰度。
1.2 自然環(huán)境
除系統(tǒng)本身的因素以外,自然環(huán)境對(duì)視頻圖像清晰度影響也非常大。若遇到刮風(fēng)、下雨、下雪、大霧等自然天氣,都會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量急劇下降或模糊不清。
除此以外,還有照度不足、背光、逆光、溫度過(guò)低或過(guò)高等,都會(huì)對(duì)圖像還原系統(tǒng)造成影響,影響圖像清晰度。在光線(xiàn)不足的條件下,攝像機(jī)的Sensor成像會(huì)產(chǎn)生很多噪聲,這些噪聲會(huì)影響圖像清晰度,而且會(huì)使圖像編碼的碼流大幅增加。
1.3 人為環(huán)境
供電系統(tǒng)的電源不“干凈”,即竄入比較強(qiáng)的干擾信號(hào),具體是指在50Hz的正弦波上疊加有干擾信號(hào)。如果本電網(wǎng)中有大功率可控硅調(diào)頻調(diào)速裝置、可控硅整流裝置、可控硅交直流變換裝置等,都會(huì)對(duì)電源產(chǎn)生污染。
電視監(jiān)控系統(tǒng)附近有很強(qiáng)的電磁干擾源或電磁輻射。電磁干擾源,如電焊、無(wú)線(xiàn)電發(fā)射、大電機(jī)、大繼電器的干擾等,也會(huì)導(dǎo)致視頻信號(hào)干擾。電磁干擾會(huì)導(dǎo)致圖像有間距相等的豎條或圖像呈規(guī)律性閃爍條文等,從而導(dǎo)致圖像模糊。
還有就是人為破壞導(dǎo)致,比如被弄得難以識(shí)別的車(chē)牌等,致使攝像機(jī)無(wú)法攝取車(chē)牌號(hào)等。
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