視頻圖像增強技術背景

近年來，隨著數字視頻技術、網絡技術和無線通信技術的迅速發展，各種視頻應用層出不窮，并且具有繼續增長的發展趨勢。圖像，作為視頻應用中的關鍵元素，其呈現效果直接影響著視頻溝通的效率和品質。然而，在視頻會議、視頻監控等視頻應用過程中，圖像的呈現效果往往會受到設備、光照條件、視頻壓縮技術等眾多因素的制約，從而出現畫面對比度低、細節不清晰等問題，嚴重影響人眼對畫面的視覺感受和視頻內容的展示效果。

為了提高圖像的清晰度，改善人眼的視覺效果，同時便于后續的其他技術處理，對這類“模糊”或對比度低的圖像進行增強處理成為了必要。而且，圖像增強通常也是各種圖像分析和處理的預處理過程。

目前，針對圖像增強的問題，業內已有許多技術和方法，比如點變換法、局部統計法、直方圖均衡法、局部直方圖伸展法、同態濾波等。以上列舉的這些方法中，有部分方法運算量較大，部分方法雖然相對簡單，但其增強后的圖像質量并不高，尤其是某些方法在應用于視頻圖像的增強時，還會出現閃爍現象。因此，業界迫切需要一種新的圖像增強技術，來打破傳統技術存在的局限。

華平推出新的視頻圖像增強技術

華平在多年視頻通信技術的經驗積累上，創造性的推出了新的圖像增強系統與方法，此圖像增強系統包括確定模塊、確定子模塊和增強處理模塊三個部分。確定模塊的作用是：基于圖像的全局平均亮度和不同濾波方式，對經過濾波后的濾波圖像以及人眼特性，來確定圖像增強系數；確定子模塊的作用則是：基于圖像的全局平均亮度、高斯濾波方式和修改均值濾波方式，對經過濾波后的濾波圖像以及人眼特性，來確定圖像增強系數；最后，增強處理模塊的作用是：基于圖像增強系數對待處理的圖像進行增強處理。

具體的方法步驟如下：

當畫面局部或全局動態范圍較小，或者畫面中不同物體呈現變化較小,而造成視頻畫面的清晰度降低，呈現“模糊”狀態時，基于圖像的全局平均亮度、不同濾波方式將對圖像分別進行濾波處理。圖像經過濾波處理后，首先根據以下公式初步計算出圖像增強系數：

隨后再基于人眼特性，使用基于人眼特性的公式來調整和修正初步確定的圖像增強系數，以自適應地改善圖像的視覺效果：

在調整圖像增強系數的過程中，通過對圖像進行高斯濾波和修改均值濾波，并結合下面的公式，計算出具有噪聲抑制的濾波圖像的像素值之差：
s(m，n) ＝ f(m，n)×d(m，n)

最后，基于以下公式，利用圖像高斯濾波后的像素值和校正值計算各像素點最終的像素值：

通過以上四個重要的步驟，來有效降低噪聲影響，并使亮度平滑變化，避免閃爍感，改善畫面的呈現效果，從而為用戶呈現清晰、平滑、流暢的動態畫面，全面增強視頻清晰度  。

華平視頻圖像增強技術的優勢特點

1、降低噪聲影響：

（1）通過對圖像進行高斯濾波和修改的均值濾波，從而計算出具有噪聲抑制的濾波圖像的像素值之差，由此可有效防止噪聲的干擾；

（2）通過采用濾波圖像的像素值的差值和圖像增強系數來計算各像素點的校正值，并予以適當限制，由此可以避免過增強，能進一步降低噪聲；

（3）利用圖像高斯濾波后的像素值和校正值計算各像素點最終的像素值，由此可以更進一步降低噪聲影響。

2、提高圖像的清晰度：

根據圖像的全局平均亮度、像素值之差、高斯圖像等確定圖像增強系數，由此能夠使得亮度平滑變化，避免閃爍感，提高了圖像的清晰度。

3、增強圖像的對比度：

根據圖像的全局平均亮度、像素值之差、高斯圖像等確定圖像增強系數，在提高圖像清晰度的同時又具有在高亮部分較弱和在低亮部分較強的特點，增強了圖像的對比度。

4、自適應地改善圖像的視覺效果：

由于考慮了人眼的對數非線性性質，對圖像增強系數予以修正，由此可自適應地改善圖像的視覺效果。

5、運算量小：

本方法簡單，整個過程只用到幾個公式，運算量非常小。

結束語

華平的視頻圖像增強技術有效克服了現有技術中的種種缺陷，提供了一種新型的運算量小的圖像增強方法，達到了降低噪聲影響，增強圖像對比度，提高圖像清晰度，改善圖像視覺效果等目的，從而使系統具有高度產業利用價值。