視頻圖像增強技術(shù)背景
近年來(lái)，隨著(zhù)數字視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅速發(fā)展，各種視頻應用層出不窮，并且具有繼續增長(cháng)的發(fā)展趨勢。圖像，作為視頻應用中的關(guān)鍵元素，其呈現效果直接影響著(zhù)視頻溝通的效率和品質(zhì)。然而，在視頻會(huì )議、視頻監控等視頻應用過(guò)程中，圖像的呈現效果往往會(huì )受到設備、光照條件、視頻壓縮技術(shù)等眾多因素的制約，從而出現畫(huà)面對比度低、細節不清晰等問(wèn)題，嚴重影響人眼對畫(huà)面的視覺(jué)感受和視頻內容的展示效果。
為了提高圖像的清晰度，改善人眼的視覺(jué)效果，同時(shí)便于后續的其他技術(shù)處理，對這類(lèi)“模糊”或對比度低的圖像進(jìn)行增強處理成為了必要。而且，圖像增強通常也是各種圖像分析和處理的預處理過(guò)程。
目前，針對圖像增強的問(wèn)題，業(yè)內已有許多技術(shù)和方法，比如點(diǎn)變換法、局部統計法、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，有部分方法運算量較大，部分方法雖然相對簡(jiǎn)單，但其增強后的圖像質(zhì)量并不高，尤其是某些方法在應用于視頻圖像的增強時(shí)，還會(huì )出現閃爍現象。因此，業(yè)界迫切需要一種新的圖像增強技術(shù)，來(lái)打破傳統技術(shù)存在的局限。
華平推出新的視頻圖像增強技術(shù)
華平在多年視頻通信技術(shù)的經(jīng)驗積累上，創(chuàng )造性的推出了新的圖像增強系統與方法，此圖像增強系統包括確定模塊、確定子模塊和增強處理模塊三個(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)確定圖像增強系數；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)確定圖像增強系數；最后，增強處理模塊的作用是：基于圖像增強系數對待處理的圖像進(jìn)行增強處理。
具體的方法步驟如下：
- 當畫(huà)面局部或全局動(dòng)態(tài)范圍較小，或者畫(huà)面中不同物體呈現變化較小,而造成視頻畫(huà)面的清晰度降低，呈現“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，首先根據以下公式初步計算出圖像增強系數：
隨后再基于人眼特性，使用基于人眼特性的公式來(lái)調整和修正初步確定的圖像增強系數，以自適應地改善圖像的視覺(jué)效果：
- 在調整圖像增強系數的過(guò)程中，通過(guò)對圖像進(jìn)行高斯濾波和修改均值濾波，并結合下面的公式，計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(huà)面的呈現效果，從而為用戶(hù)呈現清晰、平滑、流暢的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，全面增強視頻清晰度 。
華平視頻圖像增強技術(shù)的優(yōu)勢特點(diǎn)
降低噪聲影響：
- 通過(guò)對圖像進(jìn)行高斯濾波和修改的均值濾波，從而計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；
- 通過(guò)采用濾波圖像的像素值的差值和圖像增強系數來(lái)計算各像素點(diǎn)的校正值，并予以適當限制，由此可以避免過(guò)增強，能進(jìn)一步降低噪聲；
- 利用圖像高斯濾波后的像素值和校正值計算各像素點(diǎn)最終的像素值，由此可以更進(jìn)一步降低噪聲影響。
提高圖像的清晰度：
根據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系數，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。
增強圖像的對比度：
根據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系數，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的特點(diǎn)，增強了圖像的對比度。
自適應地改善圖像的視覺(jué)效果：
由于考慮了人眼的對數非線(xiàn)性性質(zhì)，對圖像增強系數予以修正，由此可自適應地改善圖像的視覺(jué)效果。
運算量小：
本方法簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程只用到幾個(gè)公式，運算量非常小。
結束語(yǔ)
華平的視頻圖像增強技術(shù)有效克服了現有技術(shù)中的種種缺陷，提供了一種新型的運算量小的圖像增強方法，達到了降低噪聲影響，增強圖像對比度，提高圖像清晰度，改善圖像視覺(jué)效果等目的，從而使系統具有高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
