視頻圖像增強(qiáng)技術(shù)背景

近年來(lái)，隨著數(shù)字視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，各種視頻應(yīng)用層出不窮，并且具有繼續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。圖像，作為視頻應(yīng)用中的關(guān)鍵元素，其呈現(xiàn)效果直接影響著視頻溝通的效率和品質(zhì)。然而，在視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控等視頻應(yīng)用過(guò)程中，圖像的呈現(xiàn)效果往往會(huì)受到設(shè)備、光照條件、視頻壓縮技術(shù)等眾多因素的制約，從而出現(xiàn)畫面對(duì)比度低、細(xì)節(jié)不清晰等問題，嚴(yán)重影響人眼對(duì)畫面的視覺感受和視頻內(nèi)容的展示效果。

為了提高圖像的清晰度，改善人眼的視覺效果，同時(shí)便于后續(xù)的其他技術(shù)處理，對(duì)這類“模糊”或?qū)Ρ榷鹊偷膱D像進(jìn)行增強(qiáng)處理成為了必要。而且，圖像增強(qiáng)通常也是各種圖像分析和處理的預(yù)處理過(guò)程。

目前，針對(duì)圖像增強(qiáng)的問題，業(yè)內(nèi)已有許多技術(shù)和方法，比如點(diǎn)變換法、局部統(tǒng)計(jì)法、直方圖均衡法、局部直方圖伸展法、同態(tài)濾波等。以上列舉的這些方法中，有部分方法運(yùn)算量較大，部分方法雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但其增強(qiáng)后的圖像質(zhì)量并不高，尤其是某些方法在應(yīng)用于視頻圖像的增強(qiáng)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。因此，業(yè)界迫切需要一種新的圖像增強(qiáng)技術(shù)，來(lái)打破傳統(tǒng)技術(shù)存在的局限。

華平推出新的視頻圖像增強(qiáng)技術(shù)

華平在多年視頻通信技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)積累上，創(chuàng)造性的推出了新的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)與方法，此圖像增強(qiáng)系統(tǒng)包括確定模塊、確定子模塊和增強(qiáng)處理模塊三個(gè)部分。確定模塊的作用是：基于圖像的全局平均亮度和不同濾波方式，對(duì)經(jīng)過(guò)濾波后的濾波圖像以及人眼特性，來(lái)確定圖像增強(qiáng)系數(shù)；確定子模塊的作用則是：基于圖像的全局平均亮度、高斯濾波方式和修改均值濾波方式，對(duì)經(jīng)過(guò)濾波后的濾波圖像以及人眼特性，來(lái)確定圖像增強(qiáng)系數(shù)；最后，增強(qiáng)處理模塊的作用是：基于圖像增強(qiáng)系數(shù)對(duì)待處理的圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。

具體的方法步驟如下：

當(dāng)畫面局部或全局動(dòng)態(tài)范圍較小，或者畫面中不同物體呈現(xiàn)變化較小,而造成視頻畫面的清晰度降低，呈現(xiàn)“模糊”狀態(tài)時(shí)，基于圖像的全局平均亮度、不同濾波方式將對(duì)圖像分別進(jìn)行濾波處理。圖像經(jīng)過(guò)濾波處理后，首先根據(jù)以下公式初步計(jì)算出圖像增強(qiáng)系數(shù)：

隨后再基于人眼特性，使用基于人眼特性的公式來(lái)調(diào)整和修正初步確定的圖像增強(qiáng)系數(shù)，以自適應(yīng)地改善圖像的視覺效果：

在調(diào)整圖像增強(qiáng)系數(shù)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行高斯濾波和修改均值濾波，并結(jié)合下面的公式，計(jì)算出具有噪聲抑制的濾波圖像的像素值之差：
s(m，n) ＝ f(m，n)×d(m，n)

最后，基于以下公式，利用圖像高斯濾波后的像素值和校正值計(jì)算各像素點(diǎn)最終的像素值：

通過(guò)以上四個(gè)重要的步驟，來(lái)有效降低噪聲影響，并使亮度平滑變化，避免閃爍感，改善畫面的呈現(xiàn)效果，從而為用戶呈現(xiàn)清晰、平滑、流暢的動(dòng)態(tài)畫面，全面增強(qiáng)視頻清晰度  。

華平視頻圖像增強(qiáng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

1、降低噪聲影響：

（1）通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行高斯濾波和修改的均值濾波，從而計(jì)算出具有噪聲抑制的濾波圖像的像素值之差，由此可有效防止噪聲的干擾；

（2）通過(guò)采用濾波圖像的像素值的差值和圖像增強(qiáng)系數(shù)來(lái)計(jì)算各像素點(diǎn)的校正值，并予以適當(dāng)限制，由此可以避免過(guò)增強(qiáng)，能進(jìn)一步降低噪聲；

（3）利用圖像高斯濾波后的像素值和校正值計(jì)算各像素點(diǎn)最終的像素值，由此可以更進(jìn)一步降低噪聲影響。

2、提高圖像的清晰度：

根據(jù)圖像的全局平均亮度、像素值之差、高斯圖像等確定圖像增強(qiáng)系數(shù)，由此能夠使得亮度平滑變化，避免閃爍感，提高了圖像的清晰度。

3、增強(qiáng)圖像的對(duì)比度：

根據(jù)圖像的全局平均亮度、像素值之差、高斯圖像等確定圖像增強(qiáng)系數(shù)，在提高圖像清晰度的同時(shí)又具有在高亮部分較弱和在低亮部分較強(qiáng)的特點(diǎn)，增強(qiáng)了圖像的對(duì)比度。

4、自適應(yīng)地改善圖像的視覺效果：

由于考慮了人眼的對(duì)數(shù)非線性性質(zhì)，對(duì)圖像增強(qiáng)系數(shù)予以修正，由此可自適應(yīng)地改善圖像的視覺效果。

5、運(yùn)算量小：

本方法簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程只用到幾個(gè)公式，運(yùn)算量非常小。

結(jié)束語(yǔ)

華平的視頻圖像增強(qiáng)技術(shù)有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺陷，提供了一種新型的運(yùn)算量小的圖像增強(qiáng)方法，達(dá)到了降低噪聲影響，增強(qiáng)圖像對(duì)比度，提高圖像清晰度，改善圖像視覺效果等目的，從而使系統(tǒng)具有高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。