視頻通信中的圖像處理技術(shù)研究

陳天然 李成葳

摘 要：視頻可以有效地傳輸屬于視覺(jué)傳輸模式的信息，滿足公眾的視頻通信需求。雖然目前實(shí)現(xiàn)了視頻通信，但圖像比較模糊，成為研究人員需要關(guān)注的問(wèn)題。為了不斷提高圖像質(zhì)量，有必要優(yōu)化圖像效果，應(yīng)用合理的圖像處理方法。并在此基礎(chǔ)上討論了視頻通信中的圖像處理技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：視頻通信;圖像處理技術(shù);研究

視頻通信是一種用于傳輸視頻信息的現(xiàn)代通信服務(wù)。vision是人們獲取外部信息的主要渠道，導(dǎo)致對(duì)通信可視化的需求越來(lái)越大。而在視頻通信中，如何實(shí)現(xiàn)圖像處理技術(shù)的合理選擇和應(yīng)用，促進(jìn)圖像效果的優(yōu)化，更好地滿足人們對(duì)圖像質(zhì)量的要求，方便人們生活和辦公過(guò)程，值得進(jìn)一步探討。

1圖像處理技術(shù)的概述

智能圖像處理技術(shù)也是貫穿于人們的日常生活，它是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行去除噪聲、復(fù)原、分割、增強(qiáng)、提取特征等處理方法和技術(shù)。圖像處理技術(shù)一般區(qū)分為兩大類(lèi)，分別為模擬圖像處理和數(shù)字圖像處理。其中常見(jiàn)的數(shù)字圖像處理的應(yīng)用也可以分為兩大類(lèi)：（1）基礎(chǔ)處理。通過(guò)各類(lèi)算法來(lái)加強(qiáng)圖片視覺(jué)效果，如降噪、對(duì)比度等;各類(lèi)攝像設(shè)備在輸出圖像前的預(yù)處理，或者典型的應(yīng)用，如Photoshop此類(lèi)軟件等。（2）內(nèi)容的處理。分析圖像內(nèi)容，典型的應(yīng)用包括人臉檢測(cè)和識(shí)別（目前很多數(shù)碼相機(jī)都包含這一功能）、人體形狀識(shí)別在監(jiān)控、視頻檢索、會(huì)議呼叫支持系統(tǒng)、汽車(chē)輔助系統(tǒng)（如行人檢測(cè)、交通標(biāo)志識(shí)別等）此類(lèi)應(yīng)用目前正處于快速增長(zhǎng)期。從而圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及人類(lèi)生活和工作的各個(gè)方面，包括航空技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程、通信工程、工業(yè)、軍隊(duì)和公安、文化藝術(shù)等。因此，必須向智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展，以便信息能夠順利、快速地處理和及時(shí)地傳輸大量數(shù)據(jù)。伴隨著人類(lèi)活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，智能圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也將變得非常廣泛。

2視頻通信中的圖像處理技術(shù)

2.1圖像恢復(fù)技術(shù)

圖像復(fù)原技術(shù)主要是提高一些低質(zhì)量圖像的質(zhì)量，這種處理技術(shù)已成為一種常見(jiàn)的圖像復(fù)原技術(shù)。從總體上看，圖像質(zhì)量會(huì)下降，所以我們可以通過(guò)調(diào)整分辨率來(lái)獲得更好的圖像。而在視頻通信中，我們對(duì)圖像壓縮模式有一定的了解，可以在視覺(jué)持久性機(jī)制的影響下提高圖像質(zhì)量。凹凸投影法主要可以消除視頻通信中的阻塞效應(yīng)，圖像細(xì)節(jié)可以保持一定的精度。從總體上講，處理器需要重構(gòu)高質(zhì)量圖像中的元素，并在弱通信中使用圖像壓縮和傳輸功能對(duì)圖像進(jìn)行建模。第一個(gè)因子限于hilbertraum封閉空間，然后實(shí)現(xiàn)了投影算法。得到了一組凸的圖像退化約束條件后，可以選擇hilbertraum中的任意元素，將其作為高質(zhì)量圖像附著，然后利用投影算法進(jìn)行投影處理，直至最終采集到高質(zhì)量的圖像。最常用的凸形投影方法包括量化條件和平滑狀態(tài)。凹凸投影法可以完成視頻通信處理中圖像的編碼和量化，更好地抑制凹凸投影。

2.2環(huán)路濾波技術(shù)

在圖像增強(qiáng)處理過(guò)程中，環(huán)路濾波技術(shù)起到了重要的應(yīng)用，能夠有效的提高視頻通信圖像的質(zhì)量。比較常見(jiàn)的編碼方式為MPEG-4以及H.263+等。由于編碼方式的不同，在進(jìn)行視頻通信時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生塊效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，環(huán)路濾波技術(shù)能夠有效的解決這一問(wèn)題。通過(guò)對(duì)圖像編碼和解碼兩端進(jìn)行對(duì)偶配置，并且保證對(duì)偶配置結(jié)構(gòu)的一致性。對(duì)于編碼端而言，可以確保濾波前后視頻通信的能量穩(wěn)定，同時(shí)有效避免出線像素圖塊現(xiàn)象，達(dá)到了增強(qiáng)圖像的效果。對(duì)于解碼端而言，利用環(huán)路濾波技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像傳輸細(xì)節(jié)的有效處理，保障圖像傳輸效果的有效增強(qiáng)，大大降低了圖像在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的可能性。除此之外，環(huán)路濾波技術(shù)還可以保留圖像中的邊緣信息，且運(yùn)算量小，有著較好的保留效果。

2.3后續(xù)濾波

與循環(huán)過(guò)濾不同，實(shí)現(xiàn)過(guò)程不需要配置編碼過(guò)程，而只需根據(jù)圖像屬性在解碼時(shí)進(jìn)行配置，這樣在過(guò)濾配置中就更容易了。由于圖像的阻擋效果主要是射頻噪聲在頻率范圍內(nèi)，當(dāng)通過(guò)低頻濾波處理整個(gè)圖像時(shí)，雖然可以有效地去除阻擋效果，但圖像中的邊緣高頻信息變得模糊，不利于圖像的改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，人們提出了多種自適應(yīng)濾波方法，并為圖像的平坦區(qū)域、紋理區(qū)域和邊緣區(qū)域選擇了相應(yīng)的濾波結(jié)構(gòu)，以便有效地保留圖像中的細(xì)節(jié)信息，同時(shí)消除阻擋效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用后續(xù)過(guò)濾時(shí)，離散馀弦變換可用于將圖像轉(zhuǎn)換為DCY域，結(jié)合Walsh變換將原始圖像轉(zhuǎn)換為由4 * 4塊組成的新圖像，同時(shí)配置自適應(yīng)范圍值對(duì)圖像進(jìn)行分段，以便可以分離邊緣區(qū)域和非邊緣區(qū)域，并可應(yīng)用相應(yīng)的過(guò)濾結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)濾。采用這種應(yīng)用方法，可以消除圖像中的阻塞效應(yīng)，防止信息丟失，進(jìn)而通過(guò)自適應(yīng)補(bǔ)償?shù)玫剿璧倪^(guò)濾圖像，具有良好的實(shí)際應(yīng)用效果。

2.4圖像數(shù)字化處理技術(shù)

數(shù)字圖像處理或圖像數(shù)字化實(shí)際上是一種圖像處理技術(shù)。在視頻通信中，可以使用SOPC技術(shù)收集、過(guò)濾、傳輸和解碼高圖像顯示質(zhì)量的圖像。視頻通信從攝像機(jī)采集和捕捉圖像，其中模擬信號(hào)在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換和解碼后成為YUV數(shù)字信號(hào)。然后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，提高整體圖像質(zhì)量。最后將處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換回?cái)?shù)字，傳輸?shù)斤@示屏。視頻通信中圖像的數(shù)字化可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，但在視頻解碼轉(zhuǎn)換中，必須將其設(shè)置為I2C總線的形式。對(duì)于圖像逼真化，環(huán)內(nèi)FPGA設(shè)備是一種經(jīng)濟(jì)高效的體系結(jié)構(gòu)，可以支持嵌入式處理器nios‖系統(tǒng)。這種比較完整的系統(tǒng)可以滿足形象化的操作要求。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，Nios的處理器指令集中可以根據(jù)實(shí)際情況添加一些高端軟件，以實(shí)現(xiàn)解決方案功能和接口控制的優(yōu)化。

2.5圖像壓縮技術(shù)

分形圖像壓縮是目前應(yīng)用最廣泛的圖像壓縮技術(shù)之一。分形圖像壓縮是國(guó)外數(shù)學(xué)家提出來(lái)的。而在提高圖像質(zhì)量方面，經(jīng)典的圖像編碼壓縮比可以通過(guò)圖像的分形壓縮實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。但由于分形壓縮的計(jì)算成本高、計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)際應(yīng)用中需要相關(guān)人員的干預(yù)，無(wú)法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。此偽影影響分形圖像壓縮的發(fā)展。但是，計(jì)算機(jī)上圖像分形壓縮的實(shí)現(xiàn)為圖像壓縮技術(shù)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。分形圖像壓縮是基于函數(shù)系統(tǒng)的，迭代函數(shù)系統(tǒng)理論是最重要的理論基礎(chǔ)。分形圖像壓縮首先需要將圖像分割成非重疊塊，將圖像分割成一定長(zhǎng)度的重疊塊，然后通過(guò)減少變換來(lái)定義每個(gè)要匹配的塊。

3發(fā)展趨勢(shì)

隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，它越來(lái)越受到重視，產(chǎn)生了許多處理技術(shù)和研究成果。圖像處理技術(shù)是重要的研究?jī)?nèi)容。當(dāng)前，圖像處理技術(shù)的研究處于活躍狀態(tài)。一些外國(guó)研究人員建立了圖像處理實(shí)驗(yàn)室，一些企業(yè)和大學(xué)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。中國(guó)一些大學(xué)還開(kāi)始建立數(shù)字圖像處理技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室，支持圖像處理技術(shù)的發(fā)展。今后圖像處理技術(shù)的發(fā)展，需要朝著高速、高分辨率、三維、多元化、智能化的方向發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提升對(duì)于視頻通信的需求不斷提升，這也就使得視頻通信有了越來(lái)越寬的應(yīng)用范圍。但是由于技術(shù)發(fā)展水平的限制，在利用現(xiàn)有信道進(jìn)行視頻的傳輸時(shí)，很容易發(fā)生圖像內(nèi)容的退化或者丟失，導(dǎo)致視頻在傳輸之后無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)圖像增強(qiáng)技術(shù)和圖像恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)視頻通信的技術(shù)的快速發(fā)展，更好的滿足用戶的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]周嘉慧.關(guān)于視頻通信領(lǐng)域圖像處理技術(shù)的分析與探究[J].中國(guó)新通信，2021，23（10）：7-8.

作者簡(jiǎn)介：

陳天然（1987.05）男，四川雅安人，研究方向;戲劇與影視學(xué)? 單位：四川雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

通訊作者：李成葳（1990.10），男，漢族，四川雅安人，四川師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，助教，單位：雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院。