視頻圖像處理技術在安防行業的應用

文/朱明秀

（廣西工商職業技術學院 廣西壯族自治區南寧市 530008）

在安防管理過程中，視頻監控技術是尤為重要的，視頻監控技術為安防提供了技術保障，可以幫助警察更好地破案，也可以幫助普通民眾更好地保護自己的財產。但是目前視頻監控技術在實際使用過程中仍然存在著一系列的問題，視頻監控系統在使用過程中很容易受到外界因素的影響，引發視頻圖像模糊的現象。這樣一來會導致我們很難從監控視頻中捕捉到有效信息。隨著安防行業的發展，人們對監控視頻的清晰度也有了越來越高的要求，在這樣的發展背景下，視頻圖像處理技術也應運而生。以下對視頻圖像處理技術的重要性以及視頻圖像處理技術的發展歷程進行分析。

1 視頻圖像處理技術的重要性分析

1.1 有利于增強監控視頻的清晰度

當下視頻監控系統在安防領域已經得到了廣泛的應用，視頻監控系統遍布了全國各個角落，也在人們的日常生產生活中得到了廣泛的應用，但是視頻監控系統受到各種條件的限制，在使用過程中還存在一系列的問題。在視頻監控系統的運行過程中，需要對視頻進行不斷地壓縮，進而會導致監控視頻變模糊，也會影響到監控視頻的清晰度。而視頻圖像處理技術就可以有效還原監控視頻的清晰度。

1.2 有利于減少自然因素對監控系統的影響

目前我國大部分視頻監控體系都安裝在室外，在室外視頻監控系統很容易受到自然環境的影響，在下雨以及大霧、下雪等天氣，都會影響到監控視頻的圖像質量。此外在室外光照因素也會對視頻監控系統的圖像質量造成影響，利用視頻圖像處理技術，則可以有效緩解因自然因素對監控系統所造成的不利影響，能夠對視頻圖像進行還原。

1.3 有利于減少人為因素對監控系統的影響

視頻監控系統在使用過程中很容易受到其他電磁信號的干擾，電磁干擾主要來源于：無線電發射、大宗電器以及大電機的干擾，電磁干擾會導致監控圖像呈規律性閃爍條紋，進而會影響到監控圖像的清晰度。此外還有一些人為因素，會對監控圖像所造成不利影響。例如因人為破壞而被涂抹的車牌，利用視頻圖像處理技術可以幫助我們有效的解決這些人為問題，能夠幫助我們攝取車輛的車牌號[1]。

2 視頻圖像處理技術發歷程

2.1 視頻圖像處理技術的產生

視頻圖像處理技術的產生和發展與計算機技術的發展是密不可分的，早在20世紀90年代，視頻圖像處理技術就得以產生。隨著視頻圖像處理技術的發展，視頻的圖像分辨率也經歷了從標清向高清的進步。在早期，視頻監控系統主要采用模擬信號的方式傳輸，在模擬監控模式下，視頻文件通過錄像機進行錄像保存。由于在長期的視頻圖像存儲過程中都需要采用模擬設備，隨著模擬設備的使用時年限越來越長，會導致圖像出現一定的信息損失。此時視頻圖像處理技術也應用而生，當時的視頻圖像處理技術主要目的是將模糊的圖像變得更為清晰，但是在20世紀90年代，視頻各項處理技術還沒有應用到安防領域。

2.2 視頻圖像處理技術的數字化發展

隨著計算機技術的發展進步，模擬式存儲逐漸被數字化存儲方式所取代，此時數字化監控系統應運而生，數字化監控系統以數字硬盤錄像代替了模擬儀錄像機。在實現視頻監控系統的數字化發展之后，視頻圖像處理技術也有了質的飛躍，視頻圖像處理技術開始逐漸應用于安防領域。

2.3 視頻圖像處理技術的發展現狀

當下視頻監控系統已經進入了全數字監控時代，目前視頻圖像處理技術在安防領域得到了廣泛的應用，視頻圖像處理技術就是利用計算機大規模的集成硬件，對圖像中的數字電信號進行預測和處理，以提高照片的清晰度，進而改善視頻監控圖像的質量，使得視頻監控圖像能夠達到人們預期的效果。目前常見的視頻圖像處理技術包括：除去污染圖像的噪聲，對失真圖形進行校正，對信息模糊微弱的圖片進行處理。當下隨著人們安全防范意識的增長，社會各界對安保的要求也越來越多，這也給視頻圖像處理技術的發展帶來了良好的機遇。

2.4 視頻圖像處理技術的發展趨勢

目前視頻圖像處理技術在具體應用中還存在著一些不足之處，還有較大的發展空間。目前最大的信息圖像量以及數據量，仍然是視頻圖像處理技術在發展過程中存在的主要矛盾。此外，現有的視頻圖像處理技術，在實際應用中仍然會出現，捕捉不到關鍵信息、圖像清晰度不夠高的問題。在大數據時代下，今后的視頻圖像處理技術將更加強調傳輸速度、高清晰度、智能化的方向發展。

3 視頻圖像處理技術在安防行業的特殊要求

視頻圖像處理技術之所以能夠廣泛應用于安防行業，是因為視頻圖像處理技術能夠滿足安防行業的特殊要求。利用視頻圖像處理技術，我們可以將圖號信號轉化成數字信號，再利用計算機，對相應的數字信號進行處理。相對于傳統信號來說，數字信號具有易保存、難以被干擾、易存儲的特點。

3.1 安防行業對視頻圖像的清晰度要求高

隨著視頻監控技術的普及，公安機關可以通過監控錄像來尋找證據辨認嫌疑犯，這就要求監控錄像有著較高的清晰度，模糊的視頻錄像很難滿足公安機關的這些需求。此外，交警也需要根據交通監控圖像來識別違章人員以及違章車輛，由此可見，模糊的監控圖像很難應用于安防行業[2]。

3.2 安防行業對視頻圖像的需求量大

當下視頻監控系統在我國全國各地均有分布，覆蓋面廣、覆蓋率高，不僅是在大城市中，在小城市以及商鋪和居民家中都有分布。[3]視頻監控的入數也多達上萬條，如此龐大的視頻路數，對視頻監控系統的存儲設備以及相應的網絡寬帶也有了更高的要求。這也導致了在視頻傳輸過程中只能通過模糊圖像來滿足監控系統的傳輸需求，而模糊的圖像很難滿足安防行業的需求，由此可見，視頻圖像處理技術在安防行業有著良好的應用前景。

4 視頻圖像處理技術在安防行業的應用分析

4.1 視頻圖像處理技術在社會監管過程中的應用

目前我國大部分常規攝像頭在日常使用過程中經常出現背光現象，在一些明暗反差較大的場景內，常規攝像頭很難拍攝出清晰的圖像。雖然寬動態攝像機可以有效改善攝像頭處于背光環境的問題，但是寬動態攝像機成本過高，難以在視頻監控過程中得到大范圍的應用。而利用視頻圖像處理技術，就可以有效解決圖像的背光問題。利用視頻圖像處理技術，可以改善視頻監控中圖像偏黑背光的問題，也能夠更好地增加圖像的層次感，充分還原圖像的細節，使得圖片中的背光部分顯現出來。這樣一來，能夠為我們提供更加清晰的圖像信息源，從而能夠幫助監管人員利用更加清晰的視頻圖像，找出自己想要的信息。例如在交通視頻中，戶外攝像頭很容易受到自然光線不足的影響而出現圖像背光的情況。交警可以利用圖像處理技術，很好地還原交通事故視頻圖像，從而能夠幫助交警對視頻圖像進行充分的取證分析。[4]

在交通監控中，對攝像機的抓拍速度要求比較高，對攝像機夜間照度要求較高，最主要是能夠清晰辨別車牌。視頻圖像處理技術還可以幫助我們對監控圖像進行復原，常用的圖像增強和復原方法有：偽彩色處理，干擾抵制，灰度等級直方圖處理。視頻圖像處理技術還可以有效減少因傳輸而導致的圖片損傷和退化，因此圖像處理技術可以幫助我們實現圖像復原。而視頻圖像復原技術就可以幫助交警辨認被涂抹的車牌[5]。

4.2 視頻圖像處理技術在交通監控中的應用

大部分交通監控系統安裝于戶外，容易受到大霧、大雪、大雨等天氣的影響，在大霧天，空氣的能見度迅速降低，也會影響到視頻監控系統的使用效率。不僅如此，隨著我國自然環境的惡化，我國空氣污染指數也持續上升，在北方霧霾天氣極為常見。霧霾不僅遮擋了行人的視線，也遮擋了攝像頭的視線，對各地的交通運輸產生了極其不利的影響。霧霾天氣也會影響到交通視頻監控系統，會使得監控圖像變得暗淡，也會降低監控圖像的對比度，進而可能導致監控視頻中的細節信息被隱藏，從而使得交通監控錄像難以發揮其應有的作用。利用視頻圖像處理技術可以幫助我們除去交通監控視頻中的霧氣，從而能夠有效提高視頻的清晰度。視頻圖像處理技術可以幫助我們對霧霾天氣、以及暗光背光的視頻圖像進行增強處理，從而有效提高視頻圖像的對比度以及分辨率，解決視頻圖像辨識率較低的問題。這樣以來可以幫助交警通過交通視頻錄像提取有效信息[6]。

4.3 視頻圖像處理技術在ATM機安防系統中的應用

ATM機已經成為了人們廣泛使用的銀行自助設備，利用視頻監控系統，可以對ATM機使用過程中的違規行為進行識別和報警處理。因此ATM機在使用過程中對監控視頻的清晰度和智能化要求也更高。利用圖像處理技術，我們可以對ATM機的視頻進行圖像對比算法處理，將使用者在ATM機操作過程中的圖像以及使用者離開后ATM機的監控圖像進行對比，來判斷使用者是否有違法行為。利用視頻圖像處理技術可以幫助我們提取視頻圖像中所包含的某些特殊信息，其原理是利用計算機對視頻圖像進行視覺日處理，對視頻圖像進行相應的分析，視頻圖像處理技術能夠有效減少視頻信息提取過程中所消耗的人力資源，也能有效提高信息提取效率。利用視頻圖像處理技術，可以提取多種特征的信息，如顏色特征，形狀特征紋理特征……因此利用視頻圖像處理技術可以幫助我們對ATM機違法使用者進行精確的人臉識別，也能幫助我們對異常使用者的人體相貌特征進行更好地分辨。

5 結束語

當下視頻監控系統在各個領域都得到了廣泛的應用，視頻監控系統也遍布于我國各個地區，但是視頻監控系統所得出的圖像往往較為模糊，難以滿足安防行業的使用需求。視頻圖像處理技術可以有效地對模糊的視頻監控圖像進行處理，從而能夠幫助我們得出更為清晰的圖像。當下視頻圖像處理技術的應用范圍也越來越廣泛，視頻圖像處理技術也是安防行業的發展基礎，目前視頻圖像處理技術社會監管過程中，交警偵查過程中，交通監控過程中以及ATM機安防系統中，都得到了具體應用。在今后的發展過程中，隨著計算機技術的深入發展，視頻圖像處理技術也將逐漸實現智能化、標準化，遠程化和高清化，可以在安防領域得到更加廣泛和深入的應用。