安防视频监控图像处理的技术与方法

2014-08-28 11:56:47 来源:中安网
技术/方案频道文章B

[摘要] 众所周知,图像处理的目是改善图像质量、提取有用信息、识别预定目标等。而光电图像信息处理技术紧跟信息处理技术的前沿,扩展人类的信

  众所周知,图像处理的目是改善图像质量、提取有用信息、识别预定目标等。而光电图像信息处理技术紧跟信息处理技术的前沿,扩展人类的信息器官和思维器官的功能。特别是信息获取与处理技术的发展,使人类对于外部世界看得远(超视距本领)、看得清(空间分辨、光谱分辨和立体分辨本领)、不受阻挡(穿透云雾或物体本领)、识别能力强(信息处理技术),把人类获取外界信息的能力提高到空前的高度。

  由于光电信息技术是边缘学科交叉的新兴科学技术,而其光电成像器件输出的是视频图像信号,因而光电图像处理,也就是我们常说的视频图像处理,而这种视频图像处理的技术与方法,已广涉应用于现代安防的视频监控图像处理中。本文介绍视频图像及其处理的基本概念,视频图像处理的基本技术与方法:如像素的点处理、区域处理,视频图像的帧处理等。

  视频图像及其处理的基本概念

  视频图像的含义

  众所周知,扫描型光电成像器件或摄像器件,是通过电子束扫描或固体自扫描等方式,将被摄景物经光学系统成像在器件的光敏面上的二维图像转变为一维时序信号输出来。这种运载图像信息的一维时序信号就称为视频信号,或视频图像信号。如将这种视频信号送入监视器,控制显像管的电子枪的强度,显像管的电子枪与摄像器件作同步扫描,即可将摄像器件所摄取的图像显示出来。显然,这种扫描型光电成像器件能对图像进行存储和传输,并能实现远程观察。

  视频(video)指动态图像(moving image),可以认为是随时间变化的静态图像系列(still-frame image/picture sequence)。在静态图像中,信息密度随空间分布,且相对于时间为常量;而动态图像的空间信息密度特征则随时间变化。

  视频图像的数学表达式

  视频图像的数学表达式的一般形式可以以写成S(x,y,t)。其中,x,y为空间变量,t为时间变量,而S为对应于时空点(x,y,t)的光度学物理量。如果采用RGB体系来描述的话,完整的数字表达式可写成

  R=SR(x,y,t)

  G= SG(x,y,t) (1)

  B= SB(x,y,t)

  当RGB为模拟信号时,我们称它为模拟视频。如果对RGB进行了数字化,就称为数字视频,这与模拟静态图像和数字静态图像的概念是基本相似的。但是模拟视频和数字视频要比模拟静态图像和数字静态图像的关系与差别复杂得多。

  视频图像处理的基本概念

  光电图像处理是光电成像技术与数字图像处理技术的结合,如图1所示。由图看出,光电成像技术是自然界图像到数字世界图像的桥梁。光电图像处理是基于光电成像技术与计算机技术的图像处理,因而其计算精度高、灵活性好、适应性强。

  

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  视频图像处理可以看成静态图像处理的高层处理,又可以看成静态图像处理的继续。首先,它要用到静态图像处理的所有技术,因为视频图像是在时间上系列化的静态图像;其次,它包含了许多静态图像处理没有的或不能解决的新问题;再次,视频图像处理同时与图形学、人工智能、模式识别等多个学科领域都有交叉的内容,它们既有联系,又有各自的特征和侧重点。由于图像是由像素构成的,所以在很多情况下是对像素直接处理。这种像素处理的技术方法又可分为点处理和区域处理的技术方法,此外还有图像的帧处理。下面分别论述。

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[责任编辑:knight]

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