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模糊图像处理技术及其在安防领域的应用

2012年08月06日 14:18    来源:CPS中安网   作者:辛闻   

  随着信息化和计算机图像处理技术的快速发展,人们安全意识的提高,实时视频监控系统已经逐步成为人们生活中不可或缺的一部分,已经被广泛应用在生产、交通、社会安全等方面。但是受恶劣天气(雾、雨、风、光等)条件和监控系统自身技术条件的限制,视频图像往往达不到理想的效果。在这些条件的影响下,图像会出现退化、模糊不清,进而导致对识别、取证、事件分析等操作造成困难而导致系统无法正常应用。因此,模糊图像处理技术的研究和应用在安防领域就有了很重要的意义。

  

  
两种图像清晰度对比。

    1、模糊图像产生的原因分析

  图像的呈现是整个系统合作的结果,一个完整的视频监控系统,是一个非常庞大而且复杂的系统,从前端到后端各个环节都可能会导致视频图像信号损失进而使图像变模糊。具体可以从以下这么几个方面来分析。

  1.1 系统自身因素

  
一个完整的视频监控系统从前到后由这么几部分组成。在全模拟监控系统中,从前端到后端由图像采集、图像传输、图像存储、图像显示等几个环节构成。在每一个环节都会产生视频信息损失,也就是让图像质量变差或者变模糊。

  从前端镜头、摄像机、视频BNC接头、传输线缆、监视器图像呈现等几个环节,每个环节都会引起图像模糊。镜头,影响进入摄像机的光线和成像的精确性,会直接导致图像模糊。摄像机内的感光Sensor,影响光信号的采集和光电转换效果,会直接导致图像模糊。视频传输电缆两端的BNC接头,因信号屏蔽的缝隙会造成信号损失,视频传输电缆经过长距离的传输,传输线缆的电阻、屏蔽、阻抗匹配等问题,都会引起信号的衰减,直接导致图像质量变差变模糊,监视器图像呈现端也有一定的信号损失。所以在整个监控系统中的每一个节点和环节,都有可能会导致图像模糊。

  在一个全数字视频监控系统中,采用网络传输,传输线路上的视频信号经过数字化编码,数字信号的传输和存储可以有效避免因信号衰减造成图像损伤。但是,在镜头、图像采集以及后端呈现时的图像信号耗损仍然无法避免。另外,在数字视频监控系统中,又增加了视频信号的A/D转换、视频编码压缩环节,这些环节也会导致的信息的直接损失。现有的视频压缩编码算法都是有损压缩,会直接导致视频信息的丢失,影响视频清晰度。

  1.2 自然环境

  
除系统本身的因素以外,自然环境对视频图像清晰度影响也非常大。若遇到刮风、下雨、下雪、大雾等自然天气,都会导致图像质量急剧下降或模糊不清。

  除此以外,还有照度不足、背光、逆光、温度过低或过高等,都会对图像还原系统造成影响,影响图像清晰度。在光线不足的条件下,摄像机的Sensor成像会产生很多噪声,这些噪声会影响图像清晰度,而且会使图像编码的码流大幅增加。

  1.3 人为环境

  
供电系统的电源不“干净”,即窜入比较強的干扰信号,具体是指在50Hz的正弦波上叠加有干扰信号。如果本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等,都会对电源产生污染。

  电视监控系统附近有很强的电磁干扰源或电磁辐射。电磁干扰源,如电焊、无线电发射、大电机、大继电器的干扰等,也会导致视频信号干扰。电磁干扰会导致图像有间距相等的竖条或图像呈规律性闪烁条文等,从而导致图像模糊。

  还有就是人为破坏导致,比如被弄得难以识别的车牌等,致使摄像机无法摄取车牌号等。



实习编辑:王家沛
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