視頻通信中的圖像處理技術(shù)探討

王生成 中國人民解放軍61579部隊

引言：信息技術(shù)的快速發(fā)展，促使視頻產(chǎn)品類型更具多樣化，其產(chǎn)品及應(yīng)用也由標(biāo)清向高清過渡，通過對視頻通信設(shè)備軟硬件的優(yōu)化設(shè)計處理，使其具備了較強的運算和靈活的系統(tǒng)整合能力。所謂“視頻通信”是指通過信道網(wǎng)絡(luò)使身處不同地點的人們實現(xiàn)面對面的溝通與交流，但是從現(xiàn)階段的實際情況來看，視頻通信過程中易受到傳輸信道帶寬、誤碼率、丟包、擁塞等的影響，對視頻通信的圖像清晰度與圖像質(zhì)量造成了一定的負(fù)面影響。針對視頻通信中存在的問題,對視頻通信中的圖像處理技術(shù)進行簡要的探討和分析。

1 圖像數(shù)字化處理技術(shù)

圖像數(shù)字化處理技術(shù)對視頻通信中的圖像處理而言，有著非常重要的作用，它通過取樣和量化將視頻通信中的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于計算機處理的數(shù)字信號，采用數(shù)字編碼技術(shù)對圖像進行逐點加工，并通過對圖像的所有像素進行運算，來劃分圖像之間的分割區(qū)域，然后再對圖像進行符號化的描述，構(gòu)成一個新的處理系統(tǒng)，最終使視頻圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)信號，以利于信道網(wǎng)絡(luò)的處理和傳輸。因此，采用圖像數(shù)字化處理技術(shù)，滿足了圖像傳輸與存儲的要求，將圖像轉(zhuǎn)化為更適合人和機器分析的數(shù)字信號形式以及通信有效的技術(shù)處理，進而獲得高質(zhì)的視頻通信圖像。

2.圖像壓縮技術(shù)

圖像壓縮技術(shù)是視頻通信中圖像處理技術(shù)極為重要的一個環(huán)節(jié)，視頻圖像處理過程中由于視頻圖像傳輸產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，對于窄帶寬的信道及低速率網(wǎng)絡(luò)傳輸會引起失真或阻塞，阻礙了視頻通信的現(xiàn)實應(yīng)用。為了能夠?qū)崿F(xiàn)視頻圖像通信業(yè)務(wù)，工程技術(shù)人員通過研究找到了多種壓縮數(shù)據(jù)量的方法，圖像壓縮技術(shù)應(yīng)運而生。一般而言，JPEG、MPEG4和HEVC等壓縮技術(shù)是當(dāng)前圖像壓縮處理技術(shù)應(yīng)用中最常使用的幾種，由于每種類型都獨具性能和優(yōu)勢，在進行應(yīng)用處理過程中，要根據(jù)視頻通信處理器的性能和系統(tǒng)的性能指標(biāo)來選擇合適的技術(shù)方案，這樣才更利于視頻通信中的圖像處理技術(shù)水平的提高。例如，MPEG4的主要特征在于它采納了基于對象的編碼，以及基于模型的編碼，這是一種基于模型/對象的第二代壓縮編碼技術(shù)，它從輪廓、紋理思路出發(fā)緊扣圖像信息傳輸?shù)谋举|(zhì)，使視頻通信具有高度交互的能力。

3.圖像增強技術(shù)

由于視頻通信中傳輸圖像內(nèi)容主要是以人為主，對圖像的使用也多為其他用戶，致使人們更加關(guān)注人臉的面部細(xì)節(jié)等圖像質(zhì)量。圖像在傳遞過程中每個處理環(huán)節(jié)都有可能引起圖像質(zhì)量變差，使圖像傳遞的信息無法被正常讀出和識別。電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，允許人們在視頻通信過程中采用相應(yīng)的圖像增強處理技術(shù)，從而得到一種更加適合分析處理的圖像。圖像增強技術(shù)側(cè)重于視頻通信中圖像的平滑和視覺效果的提升，這里主要對空間域圖像平滑中的環(huán)路濾波和后續(xù)濾波加以闡述。環(huán)路濾波是在圖像的編碼和解碼端分別進行對偶配置，并使二者結(jié)構(gòu)處于完全一致的狀態(tài)，環(huán)路濾波在編碼器端是通過減少圖像塊間的像素臺階來消除量化編碼帶來的圖像塊效應(yīng)。而其在解碼端則是對損失的細(xì)節(jié)信息加以豐富，實現(xiàn)圖像質(zhì)量的增強。后續(xù)濾波只需要在解碼端根據(jù)視頻通信中的圖像特點進行有效配置就可以了，這是一種自適應(yīng)地濾波方法。

4 圖像恢復(fù)技術(shù)

圖像恢復(fù)技術(shù)則是將視頻通信中一系列低質(zhì)圖像恢復(fù)成高質(zhì)圖像，從而使圖像的分辨率有所提高，以增強圖像質(zhì)量的圖像處理技術(shù)，視頻通信的過程中，可以利用多幀圖像來對視頻高質(zhì)圖像加以恢復(fù)。一般而言，凸集投影方法和貝葉斯方法是其常用的兩種，二者都是對圖像細(xì)節(jié)方面的處理，但彼此又存在著一些差異性。首先來談凸集投影方法，它能夠在有效消除圖像塊效應(yīng)的同時，較好地將圖像的細(xì)節(jié)保留，通常在凸集投影方法實施的過程中，常采用量化限制約束凸集C1和平滑限制約束C2這兩種約束凸集，對相應(yīng)的投影算子P1起到約束作用，進而實現(xiàn)對圖像像素級別的濾波運算。其次是貝葉斯方法，這是一種圖像恢復(fù)的概率方法，致使找到恢復(fù)后的圖像使其退化后為原圖像的概率最高，通過引入隱含層，以進一步豐富圖像，深化圖像的表征程度。因此，圖像恢復(fù)技術(shù)是視頻通信中圖像處理技術(shù)的一種，對圖像處理起著一定的作用。

結(jié)論：綜上所述，視頻作為一個信息源，目前95%以上的視頻通信應(yīng)用基于IP網(wǎng)絡(luò)，視頻通信過程中，人眼在圖像的細(xì)節(jié)分辨、運動分辨度以及對比度分辨上的感覺都有所局限，導(dǎo)致對圖像處理時引入的失真不太容易被察覺。本文對視頻通信中的圖像處理技術(shù)作了簡要的闡述，了解視頻通信中的幾個常見圖像處理技術(shù)。為滿足新時代人們對視頻通信的要求，科技人員仍在做出努力，以提高視頻通信中的圖像處理技術(shù)，使視頻通信的圖像質(zhì)量和效率得到高效地保障。