視頻圖像處理與應(yīng)用研究

謝丁峰 周安眾

摘要：當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，在此背景下，視頻圖像處理與分析應(yīng)用，在人們的社會(huì)生活中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，比如在視頻監(jiān)控、數(shù)字電視等方面應(yīng)用廣泛，它和每個(gè)人的生活息息相關(guān)，其重要性不言而喻。本文將對(duì)視頻圖像應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)行闡述，同時(shí)將結(jié)合一些典型事例對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：視頻圖像;圖像處理;應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）08-0069-02

1 視頻圖像技術(shù)處理的發(fā)展

1.1 視頻圖像處理概念

視頻圖像是運(yùn)用技術(shù)手段，將所需要的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為圖片，這些圖片就是人類(lèi)感知到的客觀世界的影像。視頻圖像處理技術(shù)是指對(duì)已獲得的影像或圖片進(jìn)行加工和處理，經(jīng)過(guò)處理后這些影像和圖片能夠滿足人們的生產(chǎn)生活需要;同時(shí)，經(jīng)過(guò)處理的圖像經(jīng)過(guò)修改參數(shù)指標(biāo)后能夠任意的進(jìn)行傳輸以便于人們進(jìn)行交流，這也是當(dāng)前大數(shù)據(jù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，只有此才能滿足技術(shù)日益發(fā)展的需求。

1.2 視頻圖像處理發(fā)展簡(jiǎn)介

視頻圖像處理已經(jīng)發(fā)展很長(zhǎng)一段時(shí)間，最初，圖像處理只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維空間處理，應(yīng)用范圍相對(duì)較窄，那時(shí)只是應(yīng)用在相片的后期處理以及電影圖像的修改上，而且處理效果也不是很理想，技術(shù)相對(duì)不夠成熟，且傳輸質(zhì)量也較低;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是近幾年，視頻圖像處理技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的改變，圖像處理可以在三維動(dòng)畫(huà)、電影特效等方面發(fā)展迅速，通過(guò)這些發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了豐富多彩的變化。如今是視頻傳輸迅速且保真度高，同時(shí)，在傳輸過(guò)程中更加的安全、高效、快速，視頻圖像處理也得到了廣發(fā)的運(yùn)用。

2 視頻圖像處理的工作內(nèi)容

2.1 視頻圖像的獲得及壓縮

要想對(duì)圖像進(jìn)行處理，首先需要獲得圖像，獲得圖像是視頻圖像處理的基礎(chǔ)。隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，人們通過(guò)它很容易獲得自己想要的圖像，這在一定程度上也促進(jìn)了視頻圖像處理的發(fā)展，因?yàn)?，?dāng)前手機(jī)、相機(jī)等工具的像素越來(lái)越高，其所獲得的影像資料的質(zhì)量也隨之提高，內(nèi)存所占比例也迅速增加，在這種情況下，也增加了視頻圖像的處理難度，所占內(nèi)存增大，直接影響了視頻圖像的傳輸速度，很難保證其傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，即使想達(dá)到實(shí)時(shí)傳輸?shù)男Ч?，也得增加傳輸者的成本，比如時(shí)間、精力等，因此圖像壓縮技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它的出現(xiàn)能夠降低傳輸成本，提高工作和傳輸效率。圖像壓縮主要技術(shù)類(lèi)型有以下幾個(gè)：H.264、MPEG4、M-JPEG和JPEG等。在對(duì)視頻圖像進(jìn)行實(shí)際壓縮處理的過(guò)程中，應(yīng)首先考慮cpu性能指標(biāo)。每一種壓縮技術(shù)也存在的不同的特點(diǎn)，比如JPEG技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)是實(shí)現(xiàn)IP報(bào)的編碼處理，在對(duì)圖像壓縮使具有良好的效果;MPEG4技術(shù)在處理圖片時(shí)容易失真，它主要用于對(duì)視覺(jué)性要求比較低的領(lǐng)域;M-JPEG技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，它能夠?qū)⑦B續(xù)的動(dòng)態(tài)圖像轉(zhuǎn)為靜止圖像，且可保證其分辨率;H.264技術(shù)在DCT基礎(chǔ)上建立而來(lái)，在壓縮比例為20∶1的壓縮算法中處理效果最好，它不適用網(wǎng)絡(luò)的傳輸過(guò)程及流媒體中。

2.2 視頻圖像的保密

圖像的保密主要運(yùn)用在國(guó)防、工業(yè)設(shè)計(jì)、商業(yè)機(jī)密等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)Π踩筝^高，進(jìn)行保密處理有利于他們自身的發(fā)展，但圖像保密應(yīng)用范圍不是很廣泛。那么圖像保密怎么才能做到呢？主要就是按照算法程序，對(duì)圖像進(jìn)行處理，在保存或傳輸過(guò)程中即使被別人竊取，沒(méi)有相應(yīng)的解密程序是無(wú)法觀看的，這樣就能夠保證其安全，有利于保密行業(yè)的發(fā)展。

3 視頻圖像的應(yīng)用分析

3.1 視頻處理在道路監(jiān)控應(yīng)用分析

在道路監(jiān)控中應(yīng)用視頻處理技術(shù)是經(jīng)常能見(jiàn)到的應(yīng)用，它的運(yùn)用能夠保證道路的暢通與安全，讓執(zhí)法者能夠及時(shí)掌握道路狀況，針對(duì)各類(lèi)突發(fā)情況采取相應(yīng)措施，處理突發(fā)情況，同時(shí)，它的運(yùn)用在一定程度上能夠規(guī)范司機(jī)行為，維持交通秩序，當(dāng)出現(xiàn)交通事故時(shí)，也可通過(guò)視頻監(jiān)控回放，找到事故責(zé)任人并進(jìn)行取證，能夠更快速高效的解決交通問(wèn)題。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路交通系統(tǒng)也開(kāi)始變得比過(guò)去更加復(fù)雜，這就對(duì)視頻處理技術(shù)要求也相應(yīng)的提高了，比如，現(xiàn)在車(chē)輛的行駛速度很容易就能超速，在超速行駛的這些車(chē)輛中，怎么能夠快速高效的捕捉到，就需要更高的視頻圖像處理技術(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行分割，從而排除干擾，找出可靠的信息。

3.2 視頻處理在監(jiān)控視頻中的應(yīng)用

目前，人們?yōu)榱颂岣甙踩庾R(shí)，很多家庭、學(xué)校、超市、居民社區(qū)等區(qū)域都已經(jīng)安裝了視頻監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生一些情況時(shí)，監(jiān)管人員就可以通過(guò)監(jiān)控回放找到相關(guān)責(zé)任人，在這個(gè)過(guò)程中監(jiān)管人員可以采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄⑺枰膱D像進(jìn)行傳輸，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳輸能力已經(jīng)相當(dāng)成熟，無(wú)論是從質(zhì)量和效率上都能令人滿意，同時(shí)，它也具有較高的抗干擾能力，在傳輸過(guò)程中能夠保證圖片質(zhì)量，即使進(jìn)行壓縮后，也不影響圖片質(zhì)量，實(shí)用性較強(qiáng)。

3.3 視頻處理在航空航天上的運(yùn)用分析

隨著我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)有各類(lèi)飛船、月球探測(cè)工程等項(xiàng)目，這些項(xiàng)目在世界上也能排入前列，在這些項(xiàng)目的發(fā)射過(guò)程中，視頻處理技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用，我們最為直接的感觸就是，當(dāng)這些項(xiàng)目發(fā)射時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)直播，在直播過(guò)程中所看到的影響，都是采用視頻處理技術(shù)完成的，與道路監(jiān)控、其他監(jiān)控相比，航空項(xiàng)目對(duì)視頻處理技術(shù)的要求更高，在這個(gè)過(guò)程中，視頻的傳輸必須采取無(wú)線傳輸、它對(duì)干擾性、保密性要求比較高，同時(shí)在傳輸過(guò)程中還要保證畫(huà)面的質(zhì)量和清晰度，同時(shí)在壓縮空間的基礎(chǔ)上要保證畫(huà)面效果，使人們能夠看到真實(shí)的畫(huà)面感。

3.4 人工智能在視頻圖像處理的應(yīng)用

人工智能是機(jī)器的深度學(xué)習(xí)，是一種以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為架構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行表征學(xué)習(xí)的算法。至今已有數(shù)種深度學(xué)習(xí)框架，如深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度置信網(wǎng)絡(luò)和遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已被應(yīng)用在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、音頻識(shí)別與生物信息學(xué)等領(lǐng)域并獲取了極好的效果。人工智能是在近幾年發(fā)展迅速，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，人工智能可以根據(jù)命令快速修改圖片，并可按照各種風(fēng)格進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，美國(guó)一家公司開(kāi)發(fā)了一個(gè)叫SmileVector的推特機(jī)器人，它可以根據(jù)命令生成任何明星的微笑動(dòng)圖，當(dāng)我們?nèi)我廨斎胍粡埲四樥掌瑫r(shí)，它可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成他們微笑的表情，也許生成的圖像和真實(shí)情況存在偏差，但他們都是完全根據(jù)指示命令生成，這是人工智能在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用，不久的將來(lái)人工智能將改變我們的生活體驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

視頻圖像處理技術(shù)，目前在很多行業(yè)已開(kāi)展運(yùn)用，除了本文提到的道路監(jiān)控、航空航天監(jiān)控等方面，它還在醫(yī)學(xué)顯微鏡、電子游戲、動(dòng)畫(huà)制作等方面發(fā)揮著巨大作用。本文通過(guò)視頻圖像的發(fā)展歷程，介紹了視頻圖像的主要應(yīng)用內(nèi)容，通過(guò)案例分析了它在各行各業(yè)應(yīng)用的價(jià)值，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻處理技術(shù)將得到更大的提高，將為人們帶來(lái)更多不同的體驗(yàn)。上述內(nèi)容僅為筆者一些看法，肯定也存在一些不足，希望本文能夠?yàn)橐曨l圖像處理的發(fā)展提供借鑒。

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