明景视频图像处理分析系统用户手册

明景视频图像处理分析系统用户手册

1         背景

随着视频监控网络的不断扩大，摄像头分辨率的不断提升，监控视频的数据量出现了指数式爆炸膨胀。面对海量的视频影像资料，要搜索有价值的线索非常困难，参与侦破的人员规模也相应增大，传统的以人力为主的视频检索已经无法适应当下需求，各类警情分析、视频分析、档案快速关联分析检索等需求日益突出，当前警务信息化手段已经逐步呈现出力不从心的态势。

由于缺乏高效率的增强、编辑工具，使得参与办案的成员间的沟通成本增大、资源共享难度更高、协同作战的效率被降低，图像清晰化系统的应用需求越来越迫切。

视频侦查技术和应用的快速发展引起了公安部的高度重视，为规范视频侦查领域相关产品的发展，2014年由公安部科技信息化局提出，公安部社会安全公共应用基础标准化技术委员会归口，公安部第一研究所等单位联合起草了行业推荐标准GA/T1154《视频图像分析仪》，考虑到视频侦查应用领域的快速发展和公安部门对于相应产品的大量采购，为规范行业发展，避免低效重复建设问题，2015年2月16日，公安部下发通知，正式将GA/T1154升级为中华人民共和国公共安全行业强制标准GA1154，要求相关项目严格按照标准建设。

2         系统概述

明景视频图像处理分析系统主要用于公安侦查过程中对涉案监控视频中提取的模糊图片进行清晰化处理，解决视频图像线索“看不清”的难题。针对视频侦查实战需求，提供图像降噪、低照度增强、去模糊、超分辨率等多种视频图像增强处理算法，增强视频图像画面关键细节，恢复视频图像中有价值的信息。

明景视频图像处理分析系统主界面如下图所示：

针对模糊的图像，用不同的方法使图像清晰化。以辅助应用人员更好的挖掘图像中有用信息，如车辆牌照号、人脸信息、外观特征等。除了手工设置图像处理参数外，系统可以通过遍历方式，自动寻找最优算法参数，从而达到理想处理效果。支持照度校正、环境问题处理、特定模糊处理、色彩增强处理、影像模式转换、任意模糊恢复、噪声处理、高级影像放大、轮廓析出处理。

3         系统功能

明景视频图像处理分析系统主菜单主要包括影像调整、图像增强、去模糊、超分辨率、画像矫正、轮廓析出等模块。在主菜单下方方有快捷工具条，如下图所示：

快捷工具条为用户提供更加方便的操作模式，具体功能在各功能模块中详述。

3.1   影像调整

 

        3.1.1  对比度、亮度

对比度、亮度调节可以根据图像源文件的性能，调节相应的对比度、亮度参数，以达到改善图像质量的目的，依赖于对比度、亮度两个参数的调节。

        3.1.2  色相饱和度

图像色相饱和度调节改善图像的视觉效果，方便后续的视频处理。

        3.1.3  图像锐化

图像锐化更好的呈现出图像的细节，使模糊图像特点更加鲜明。

3.1.4  白平衡

图像白平衡还原图像中真实的色彩信息，去除由摄像机自身带来的图像色彩干扰。

3.1.5  直方图均衡化

直方图均衡化扩展视频（图像）整体上的亮度分布。

3.1.6  颜色转换

颜色转换根据所选颜色空间的类型，获取相应的图像数据信息。

转换方式整型标量，范围为0-8，分别代表H（色调）S（饱和度）、V（亮度）、R（红）、G（绿）、B（蓝）、Y（灰色）、Cb、Cr（两个色差信号）。

        3.1.7  垂直镜像、水平镜像

水平镜像完成视频数据的左右倒置。

垂直镜像完成视频数据的上下倒置。

        3.1.8  旋转

旋转可以完成视频任意角度的旋转。

 

 

3.2   图像增强

 

3.2.1  图像去雾

 图像去雾方法可以和图像对比度、图像锐化综合使用，达到最佳的视觉效果。

3.2.2  白天增强

 

对应的参数调整：

上面给出了两幅白天增强的效果示意，白天增强的效果依赖于四个参数，最大尺度、尺度数量、尺度分布和对比参数。首先调节最大尺度，该值默认为240，一般调整值大于100；其次调整尺度数量，随着尺度的增加，算法耗时变长，默认取值为3，；尺度分布有三项选择，代表最小尺度和最大尺度之间选择尺度的分布情况，0代表平均分布、1代表偏低（选择尺度趋于最小尺度）、2代表偏高（选择尺度趋于最大尺度）。最后根据效果像调整对比参数，对比参数取值越小，效果图像对比度越大。

3.2.3  低照度增强

低照度增强可以将光线暗的图像调整为最佳的视觉效果。

 

3.3   去模糊

 

以运动去模糊为例，如下图所示：

 

运动去模糊效果依赖于三个参数，运动速度、运动角度、锐度。每个条件后遍历按钮，都会按照条件的取值范围分段尝试，并在弹出的列表中显示结果，需要用户从中选择出最佳结果。待全部条件确认完毕后，点击确认按钮，等待处理结果。由于运动去模糊本身的复杂性，这里需要一定的时间去获取去模糊的效果图像。

 

3.4   超分辨率

超分辨率是通过软件方法提高原有图像的分辨率，就是通过一系列低分辨率图片来得到一副高分辨率图片，这个处理过程就是超分辨率。

点击“超分辨率”，打开3到8张图片，进入“超分辨率”窗口界面，如下图所示。

默认照片为选择的第一张照片，我们点击右上角“框选”按钮，并且在图片上框选出要提高分辨率的部分，如下图所示：

 

完成后点击照片栏中后面的图片，依次重复刚才的框选操作，将所有图片框选完后，对下面参数栏中的三个参数进行调整，调整好后点击计算，即可得出结果：

注意：在该功能中选取的图片应该为连续图片，两张图片应该在两帧之内，角度也不要过大。

3.5   画像矫正

该模块主要是针对鱼眼图像进行修复，根据鱼眼图像的分类包括俯视鱼眼图像和平视鱼眼图像矫正两个部分。

3.5.1  俯视鱼眼图像矫正

鱼眼图像展开图：

俯视鱼眼图像矫正将一幅360角度图像展开成为平面全景图像。

3.5.2  平视鱼眼图像矫正

平视鱼眼矫正图：

 

平面鱼眼图像矫正效果依赖于角度信息，角度反应鱼眼图像“凸”的程度，上图给定鱼眼图像在139角度的最佳矫正效果，拖动角度滑块可以看出变化的鱼眼矫正图像。