视频监控系统的光照补偿系统的设计.pdf下载

本文描述的视频光照补偿系统在不更改用户现有视频监控系统的硬件基础上，通过终端嵌入视频处理系统软件，对视频信号进行光照补偿。本文定义了亮度系数的概念，确定了有效的亮度系数阀值，用以决定是否进入光照补偿模块。在光照补偿算法中，本文在视频帧间处理过程中通过计算两帧图像亮度系数差值来决定是否采用前一帧图像的亮度增量，从而有效的减少了程序运行时间。   视频监控现在广泛应用在交通、刑侦、银行、小区物业管理、工业生产监控等领域。天气晴朗时监控系统采集到的图像质量良好，能够达到预先设计的标准；但是在不良的光照条件下，例如夜间、清晨和黄昏，图像的质量严重退化，甚至目标模糊，难以辨认。这种情况严重影响了监控系统的稳定性，同时退化的图像还会影响到其它系统的正常工作。对于不良光照下各种监测系统中获取图像景物进行实时清晰化处理方法的研究具有重大的现实意义。   在图像的获取过程中，由于拍摄环境的复杂性，当光照条件（包括强度和光谱组成）变化时，采集的图像差别较大，影响图像的定性和定量分析，因而必须对图像进行光照补偿。目前，光照补偿技术广泛应用于印刷质量检测、目标跟踪、医学图像分析、智能交通等诸多关于图像处理的系统中。光照强度补偿主要是消除由于实际光照条件不均匀，偏光、侧光、高光等导致的过亮、过暗、阴影的影响。   视频采集过程受诸多因素影响，如夜间或者暗光拍摄条件下表现为光照不足、亮度偏低；光线遮挡使得形成的图像一部分明亮另一部分较暗，造成光照不均；反光或强光源使得获取的图像亮度分布不均勾，高亮区域细节模糊。光照不足或者光照不均一方面会造成图像主观效果不佳，难以满足人们视觉感官的需要，另一方面对于后续的图像处理比如模式识别、目标跟踪都会造成较大影响。由此出现图像增强技术对光照不均图像进行增强处理提高质量。图像增强技术根据图像质量情况和不同的应用釆用信号处理技术手段达到增强局部或者整体特征的目的。针对光照不均匀图像的增强处理，常常采用的算法主要有：灰度变换方法、同态滤波方法、小波变换增强、基于Retinex 理论的算法等。   针对彩色图像，一些研究人员也进行了相关的研究。总结起来，现有彩色图像的光照补偿方法可以归结为两种：一种是对R、G、B 三个通道分别进行色彩矫正；另一种是将RGB 彩色图像转换到其它彩色模型进行亮度分量的矫正）。中简略提到了这两种方法。   本文开发了一套软件系统，这种软件系统在不更改用户现有视频监控系统的硬件基础上，通过终端嵌入本发明的视频处理系统软件，对视频信号进行恢复和处理，克服光照的不良影响。该视频处理系统利用图像处理技术对视频流的每一帧进行处理来克服恶劣光照环境下图像退化造成的模糊，进行实时光照补偿。以保证视频系统全天候正常地工作以及系统的稳定性。