視頻監(jiān)控處理技術綜述

視頻監(jiān)控處理技術綜述

隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高，視頻監(jiān)控深深入人們的日常生活，提高視頻監(jiān)控技術和視頻處理技術也緊迫地提上議事日程。1視頻的基本介紹1.1靜態(tài)圖像的停留時間造成理論上說,任何動態(tài)的圖像都是由多幅靜態(tài)圖像按照一定的速度播放起來形成的,人眼的視覺停留,當速度達到一定的數(shù)字時,人眼就感覺不到各靜態(tài)圖像之間的停頓,認為這些圖像連續(xù)不斷地動了起來。根據(jù)動態(tài)序列圖像的每一幀的產(chǎn)生方式的不同,就產(chǎn)生了動畫與視頻的區(qū)別。1.2視頻錄像視頻觀看的模擬視頻信息根據(jù)存儲和處理方式的不同可以分為模擬視頻和數(shù)字視頻。模擬視頻是基于模擬信號的,一般是指每一幀的圖像為實時獲取的自然景物的真實的圖像信號。傳統(tǒng)電視電影的視頻播放都是基于模擬視頻的范疇。模擬視頻的優(yōu)點是成本低、還原性好、真實性高;缺點是隨著時間的推移,保存下來的模擬信號的質(zhì)量降低,因而模擬視頻不易長時間保存。數(shù)值視頻是基于數(shù)字信息的。數(shù)字視頻是對傳統(tǒng)的模擬視頻進行采樣、壓縮等操作后把視頻以數(shù)字信號存入計算機存儲器的視頻。數(shù)字視頻的優(yōu)點是能夠長時間存放且不會影響數(shù)字視頻本身的質(zhì)量;可以方便地進行各種線性及非線性的處理編輯,缺點是經(jīng)過采樣壓縮的視頻有可能是以降低原模擬視頻的質(zhì)量為代價的。1.3信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號視頻錄制或采集完成以后,很大程度上需要進行二次編輯或創(chuàng)作。視頻信息的獲取方式有兩種,一種是通過將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號來實現(xiàn),而把模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號需要以一定的采樣頻率對連續(xù)的模擬信號進行采樣。實際操作中需要用錄像機、攝像機進行模擬信號的采集,然后再利用計算機對視頻進行操作,從而實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化,通常此種方法會造成信號的一定失真。另一種數(shù)字視頻信息的獲取是直接利用數(shù)字攝像機獲取無失真的數(shù)字視頻信號。2運動圖像編碼1988年成立了運動圖像專家組(MovingPictureExpertsGroup),專門從事運動圖像編碼。如今MPEG已作為視頻編碼的標準。2.1視頻編碼層編碼流的編碼和解碼MPEG-1是數(shù)字聲像壓縮標準,共由視頻、音頻和系統(tǒng)三部分組成。系統(tǒng)部分用來說明編碼后的系統(tǒng)編碼層和提供數(shù)據(jù)流的組合方式以及規(guī)定編碼流的語法語義方式。視頻部分是用來規(guī)定視頻數(shù)據(jù)的編碼和解碼的。MPEG-1主要用于傳輸能力為1.4Mbit/s的CD-ROM等不同帶寬的設備。MPEG-1采用的是基于塊的算法來實現(xiàn)編碼,目的是提高壓縮率、提高音視頻的質(zhì)量。2.2數(shù)字視頻廣播的算法及編碼1994年MPEG-2誕生。它是在MPEG-1的基礎上擴展和改進來的,是一種主要針對數(shù)字視頻廣播、高清晰度電視等及4-9Mbit/s的運動圖像及伴音的標準,采用的是基于圖像的算法進行編碼。MPEG-2是在MPEG-1的基礎上支持高分辨率視頻、多聲道的環(huán)繞聲、多種數(shù)據(jù)傳輸速率。2.3mpeg-4算法2000年MPEG-4正式成為國際標準。是一種通用的低碼率的音視頻壓縮標準。相比之前的標準,MPEG-4更靈活、壓縮比更高。主要應用于數(shù)字電視、實時監(jiān)控領域及電視會議等。MPEG-4的最大突破點在于能夠使用基于內(nèi)容的算法來實現(xiàn)視頻編碼,引入了對象實體的概念,擴充了編碼的數(shù)據(jù)類型。因此,MPEG-4已經(jīng)不是簡單的編碼標準了,而是一種結(jié)構(gòu)框架,在此框架之下用戶可以根據(jù)需求自行加入一些新的算法實現(xiàn)新的功能。2.4多媒體內(nèi)容描述MPEG-7嚴格來說并不是一個音視頻的數(shù)據(jù)壓縮標準,而是一種用來解決多媒體的數(shù)據(jù)檢索問題的多媒體內(nèi)容描述接口。MPEG-7是建立在MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4的基礎上的。但是MPEG-7支持用戶對靜止的畫面、圖形、聲音、視頻等進行高效率的檢索,且對它們進行了更詳細的規(guī)則描述,并不能替代MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。2.5集成的術與集成MPEG-21是一種多媒體的框架,是對一些關鍵技術的集成。其目的是制定新的標準并集成在一起,從而增強多媒體資源的透明度,提高多媒體資源的管理,為未來的多媒體的建立和應用提供一個可靠安全的平臺。3視頻格式視頻文件與其它文件一樣有著不同的格式標準。3.1視頻文件的dAVI(AudioVideoInterleaved)是一種以幀為基本存儲單位的多媒體視頻文件格式。音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)是交叉存儲在每一幀中的,播放時,音頻數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)也是交叉使用內(nèi)存以保持兩種數(shù)據(jù)的同步。3.2運動視頻的錄像壓縮使用QuickTime編輯或處理過的視頻文件的格式為MOV。采用MPEG標準壓縮后的運動視頻圖像文件是以MPEG格式保存的。VCD、CD的文件的擴展名一般為DAT格式。DivX又叫做DVDrip,其擴展名為.M4V;是一種把MPEG-4與MP3技術相結(jié)合的技術,能夠?qū)崿F(xiàn)畫質(zhì)清晰且文件較小。3.3有網(wǎng)密度的選擇常用的流式視頻結(jié)構(gòu)有兩種:ASF格式和WMV格式。ASF格式的擴展名為.asf,若不準備在網(wǎng)絡上傳播則可以選擇質(zhì)量優(yōu)于VCD的壓縮方式,若準備在網(wǎng)絡上傳播,畫質(zhì)比RM的好;WMV格式的文件擴展名為.wmv,所占空間較小,適合在網(wǎng)絡上傳播。4常見的圖像處理技術不同的視頻處理技術處理出來的視頻效果可能是不一樣的,常見的視頻處理技術有智能分析、分辨率重建、寬度動態(tài)、透霧技術。4.1提取情景對象視頻監(jiān)控及視頻源數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)篩選和檢索主要是由智能分析技術支撐,可以通過對視頻源數(shù)據(jù)中的物體進行移動判斷并檢測,然后進行規(guī)則判斷,從而提取情景;也可以對視頻源數(shù)據(jù)中的物體對象建模來提取情景對象。這種技術在人臉識別或交通檢測中較為常用。4.2分辨率的采集設備的價格使用高分辨率的采集設備是提高圖像分辨率最好的方法,但是高分辨率的采集設備的價格高也是很現(xiàn)實的問題。為了得到較高分辨率的視頻圖像,通常采用取樣同一場景的多個幀的靜態(tài)圖像來是替代分辨率較低幀上的圖像,從而使得重建后的圖像的分辨率提高。4.3視頻寬度的變化在寬度動態(tài)視頻圖像處理技術中視頻寬度動態(tài)取值范圍的寬窄影響最終視頻處理的效果,而寬度的范圍取值本身又受源數(shù)據(jù)的曝光度、圖案的深度、外界噪聲等的影響,視頻寬度動態(tài)范圍的寬窄與圖像處理時的亮度的變化是成正比的。4.4配方2:算法透霧,光電透霧視頻透霧技術可以分為光學透霧、算法透霧、廣電透霧和“假”透霧幾種。光學透霧是使用紅外線來穿透霧畫面,精準鎖定目標聚焦。算法透霧是使用視頻圖像算法將因霧導致的不清晰的圖像盡量還原,使得畫質(zhì)得到改善。光電透霧則是通過機芯對視頻圖像分析并進行寬度或透霧處理?！凹佟蓖胳F則需要借助人工干涉調(diào)整視頻圖像的各個參數(shù)從而實現(xiàn)視頻圖像處理。5