隨著計算機圖像處理技術的快速發展、信息化普及度加大,以及人們安防意識的提高,實時視頻監控系統已經逐步成為人們生活中不可或缺的一部分,已經被廣泛應用在生產、交通、社會安全等方面。但是受惡劣天氣(霧、雨、風、光等)和監控系統自身技術條件的限制,視頻圖像往往達不到理想的效果。圖質出現退化或模糊不清,進而導致對識別、取證、事件分析等操作造成困難,使系統無法正常應用。因此,模糊圖像處理技術的研究和應用在安防領域具有很重要的意義。
模糊圖像產生的原因分析
系統自身因素
一個全模擬監控系統中,從前端到后端由圖像采集、圖像傳輸、圖像存儲、圖像顯示等幾個環節構成。在每一個環節或都會產生視頻信息損失,也就是讓圖像質量變差或變模糊。
鏡頭:影響進入攝像機的光通量和成像的精確性,會直接導致圖像模糊;攝像機感光元件Sensor:影響到光信號的采集和光電轉換效果,會直接導致圖像模糊;視頻傳輸電纜兩端的BNC接頭:因信號屏蔽的縫隙會造成信號損失,視頻傳輸電纜經過長距離的傳輸,傳輸線纜的電阻、屏蔽、阻抗匹配等問題,都會引起信號的衰減,也會直接導致圖像質量變差變模糊,監視器圖像呈現端也會有一定的信號損失。
在一個全數字視頻監控系統中,采用網絡傳輸,經過數字化編碼的視頻信號的傳輸和存儲相對于模擬系統,可以更有效避免因信號衰減造成圖像損傷。但是,在鏡頭、圖像采集以及后端呈現時的圖像信號耗損仍然無法避免。另外,在數字視頻監控系統中,又增加了視頻信號的A/D轉換、視頻編碼壓縮環節,這些環節仍會導致圖像信息的損失。現有的視頻壓縮編碼算法都是有損壓縮,會直接導致視頻信息的丟失,影響視頻清晰度。
自然環境
除系統本身因素以外,自然環境對視頻圖像清晰度影響也非常大。若遇到刮風、下雨、下雪、大霧等自然天氣,都會導致圖像質量急劇下降或模糊不清。除此以外,還有照度不足、背光、逆光、溫度過低或過高等,都會對圖像還原系統造成影響,影響到圖像清晰度。在光線不足的條件下,攝像機的Sensor成像會產生很多噪聲,這些噪聲會影響圖像清晰度,而且會使圖像編碼的碼流大幅增加。
人為環境
供電系統的電源不“干凈”,即竄入比較強的干擾信號,具體是指在50Hz的正弦波上疊加有干擾信號,如果電網中有大功率可控硅調頻調速裝置、可控硅整流裝置、可控硅交直流變換裝置等都會對電源產生污染。
電視監控系統附近有很強的電磁干擾源或電磁輻射。電磁干擾源如電焊、無線電發射、大電機、大繼電器的干擾等,也會導致對視頻信號干擾。電磁干擾會導致圖像有間距相等的豎條或圖像呈規律性閃爍條紋等,從而導致圖像模糊。還有,就是人為破壞導致,比如被弄得難以識別的車牌等,致使攝像機無法攝取車牌號等。
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