視頻處理技術(shù)的智能化發(fā)展

文/本刊記者 何遙

視頻監(jiān)控作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，正在朝著智能化的方向發(fā)展，圖像的智能分析即成為視頻處理系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)之一。通過(guò)智能分析，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)識(shí)別圖像的幾何形狀、色彩、噪聲、模糊度、融合度，并對(duì)超分辨等圖像效果進(jìn)行自動(dòng)分析和處理。隨著對(duì)模糊圖像處理技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，圖像處理技術(shù)的智能化成為必然。

安防領(lǐng)域?qū)D像清晰度的要求高

視頻圖像處理技術(shù)日益成熟。這一技術(shù)是將視頻圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理。由于計(jì)算機(jī)的處理速度極快，且數(shù)字信號(hào)具有失真小、易保存、易傳輸、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)圖像處理的應(yīng)用十分廣泛，包括航空航天、遙測(cè)技術(shù)、醫(yī)療器械、工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)、安全監(jiān)控等各大領(lǐng)域。

每一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都有其特殊性要求，在安防領(lǐng)域的應(yīng)用也有其特殊性：

首先，安防監(jiān)控對(duì)圖像清晰度要求較高。在治安監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，公安機(jī)關(guān)往往需要通過(guò)監(jiān)控錄像來(lái)辨認(rèn)嫌疑人、證據(jù)等，一般清晰度不高的視頻都達(dá)不到這種要求。在交通監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，交警需要通過(guò)監(jiān)控圖像來(lái)識(shí)別車(chē)牌、違章行為、駕駛?cè)说纫螅：膱D像在這種場(chǎng)合根本無(wú)法應(yīng)用。

其次，在不同行業(yè)的安防監(jiān)控應(yīng)用，對(duì)圖像要求具有差異性。比如醫(yī)療監(jiān)控，對(duì)圖像的色彩還原性要求比較高。而智能交通監(jiān)控，對(duì)攝像機(jī)夜間照度和抓拍速度要求比較高，要求能清晰辨別車(chē)牌。在無(wú)人值守監(jiān)控，設(shè)備必須在無(wú)人監(jiān)管的條件下能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

第三，海量的視頻數(shù)據(jù)需要處理。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)是海量的，而如何在海量數(shù)據(jù)中獲得有效內(nèi)容、并對(duì)其進(jìn)行有效分析，只依靠人力不僅是困難的，更是成本高昂的。比如在大型平安城市監(jiān)控項(xiàng)目中，視頻路數(shù)會(huì)達(dá)到上萬(wàn)路，甚至更多。所以在視頻監(jiān)控領(lǐng)域都期望視頻編碼的碼率壓縮比達(dá)到最高，但是帶寬和存儲(chǔ)容量達(dá)不到要求的話，會(huì)導(dǎo)致在視頻編碼環(huán)節(jié)更多的信息丟失，結(jié)果使得圖像模糊。

第四，在安防領(lǐng)域的很多情況下，設(shè)備安裝在室外，經(jīng)常無(wú)人看守，設(shè)備需要經(jīng)受常年的風(fēng)吹日曬。電子設(shè)備自身老化的速度會(huì)比其他領(lǐng)域要相對(duì)快一些。攝像機(jī)、鏡頭、傳輸線路等設(shè)施的老化會(huì)導(dǎo)致圖像越來(lái)越模糊。

因此，要提高安防領(lǐng)域的圖像清晰度，視頻圖像處理技術(shù)必然朝著智能化的方向發(fā)展。

更高感光度、更低噪點(diǎn)和成本

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，與其相配套的安全監(jiān)控系統(tǒng)也愈加顯得重要，特別是對(duì)于在低照度環(huán)境下，依然可以保障監(jiān)控質(zhì)量的監(jiān)控設(shè)備也將成為發(fā)展的重點(diǎn)。因此可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的企業(yè)將采用新技術(shù)開(kāi)發(fā)出具有高感光性的SDI高清攝像機(jī)，并且其分辨率將會(huì)更高。具有更好的感光性和更低圖像噪點(diǎn)是當(dāng)前圖像處理技術(shù)的關(guān)鍵功能。

為了適應(yīng)行業(yè)需求的發(fā)展，結(jié)合了傳感器、ISP以及彩色低照度處理技術(shù)相結(jié)合的全新技術(shù)能使攝像機(jī)在超低光環(huán)境下呈現(xiàn)出清晰的彩色圖像，超越人眼視覺(jué)極限，實(shí)現(xiàn)高感光度，免除了高清攝像機(jī)夜間必須配置陣列紅外燈進(jìn)行補(bǔ)光拍攝的苦惱。這類(lèi)攝像機(jī)不僅在白天提供彩色圖像，當(dāng)光線減弱時(shí)，攝像機(jī)仍能保持圖像的色彩、清晰度、流暢性和低噪聲，而在低照度環(huán)境下保持圖像的色彩和流暢性為用戶(hù)提供了更為豐富的視頻信息。

整合了具有出色感光性能的CMOS傳感器，相對(duì)于傳統(tǒng)CCD攝像機(jī)，彩色低照度SDI高清攝像機(jī)可提供更加逼真的顏色，更低的噪點(diǎn)和更加流暢的彩色畫(huà)質(zhì)，特別是在超低照度環(huán)境下，采用了針對(duì)隨機(jī)噪聲的智能降噪專(zhuān)利技術(shù)及減少CMOS傳感器固定噪聲的特殊處理模式，即使在黑暗條件下也能實(shí)現(xiàn)有效“視物”。是新一代高清攝像機(jī)的首開(kāi)先河，特別是當(dāng)用戶(hù)要求提供彩色圖像以加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的辨認(rèn)和識(shí)別時(shí)。另外，由于整合了新技術(shù)的攝像機(jī)是數(shù)字的，因此它提供了眾多的應(yīng)用功能，比如逐行掃描顯示、視頻智能分析和視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用。而低噪點(diǎn)的圖像同時(shí)也意味著高清視頻信號(hào)能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡蛶捯约案偷拇鎯?chǔ)成本。

SDI高清攝像機(jī)在各種苛刻視頻監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中尤其突出，即可用于各種低照度環(huán)境，如停車(chē)場(chǎng)、城市監(jiān)測(cè)、樓宇和施工現(xiàn)場(chǎng)；又可用于室外周邊環(huán)境，如發(fā)電廠、水處理廠、監(jiān)獄，以及鐵路監(jiān)測(cè)。比如夜間可能只有一處光源的施工現(xiàn)場(chǎng)，用戶(hù)可為普通攝像機(jī)補(bǔ)充紅外照明設(shè)備，但新技術(shù)的高感光性使得這種補(bǔ)充變得不必要，并且每部SDI高清攝像機(jī)的能耗不超過(guò)1.5W。世界已經(jīng)進(jìn)入注重節(jié)能環(huán)保的時(shí)代，如果攝像機(jī)盡量少用或不用紅外燈，將會(huì)大大減少電能消耗及設(shè)備維護(hù)成本。以目前平安城市項(xiàng)目中使用的監(jiān)控?cái)z像機(jī)為例，大功率高耗能的設(shè)備時(shí)常可見(jiàn)。而如果每臺(tái)攝像機(jī)的功率降低10w，按照一個(gè)省會(huì)級(jí)城市需要安裝15萬(wàn)臺(tái)攝像機(jī)計(jì)算，一年可以節(jié)約用電量超過(guò)1314萬(wàn)度，一年可節(jié)省的電費(fèi)將超過(guò)1000萬(wàn)元。

結(jié)束語(yǔ)

智能化的高清監(jiān)控正在成為安防行業(yè)的主流趨勢(shì)，細(xì)分市場(chǎng)的需求也越來(lái)越專(zhuān)業(yè)化、多樣化，視頻圖像處理技術(shù)與智能分析的完美融合，將更好地滿(mǎn)足這種專(zhuān)業(yè)化、多樣化的需求，為人們創(chuàng)造出一個(gè)更安全的世界。