视频图像处理与传输技术的应用研究

2016-11-15覃运初罗富贵唐凤仙

湖南科技学院学报 2016年5期

覃运初　罗富贵　唐凤仙

视频图像处理与传输技术的应用研究

覃运初罗富贵唐凤仙

（河池学院计算机与信息工程学院，广西宜州 546300）

在我国科学技术不断发展的背景下，视频传输技术和图像处理技术也在不断发展，并且在很多方面都得到了广泛的应用，在人们的生活中和工作中已经成为了一种不可或缺的技术，在视频监控、计算机以及数字电视中都得到了广泛的运用。文章主要阐述了视频图像处理技术的主要类型以及视频传输技术和图形处理技术的主要工作内容，同时分析了其在道路监控、视频监控领域等方面的应用。

视频；图像处理；传输技术

0　引　言

视频图形处理技术和传输技术是现代信息技术的产物，作为一种网络通信平台的技术，在很多领域都得到了广泛的应用。视频图像是利用视频图像处理技术等技术手段获得的一种图片，对于原始捕捉的图片进行一系列的处理和加工，调整图像的格式来实现视频图像的传输，在大量数据交流中具有重要的意义，在很多领域都得到了广泛的应用。

1　视频图像处理技术和传输技术

1.1视频图像处理技术和传输技术的发展

视频图像处理技术和传输技术在我国已经经过了一段时间的发展。近年来，随着我国科学技术的不断发展，使得我国的视频处理技术和传输技术也得到了进一步的发展，在各行各业都得到了广泛的应用。在上个世纪的八九十年代，我国的图像处理技术还停留在二维空间的处理层面上，应用也非常局限，一般只用在相片的处理以及电影电视的特效处理过程中。视频传输技术的发展也比较落后，传输的质量得不到保证。进入21世纪以来，我国的视频图像处理技术和传输技术均得到了迅速的发展，在三维空间中视频处理技术也得到了广泛的应用，电影特效技术以及三维动画技术都越来越被人们使用。而视频传输技术的传输质量也大大提升，不仅如此，在视频图像传输的过程中，还能对传输的信息进行加密处理，从而保证视频传输的安全性。

在信号传输的过程中，通常是以RPC来解决处理器之间的通信问题，在一个程序中，不同的部分是通过RPC来进行协作的。如下图1所示，是RPC软件层协同处理的简化图。

图1. RPC软件层简化图

1.2图像压缩技术

在视频图像处理技术中，对图像进行压缩是一个重要的环节，图形压缩技术通过实现视频图像的压缩来对图像进行处理。在视频图像压缩的过程中，首先要明确希望达到图像处理的何种效果，然后确定图像处理的算法，只有确定这两个方面之后才能开始图像的压缩处理。图像处理的最终水平和技术很大程度上都是取决于选择哪种处理技术和方法，通过不同的图像处理方法，最终得到的视频图像效果也是大不相同的。在图像压缩技术中，常见的压缩技术类型主要包括H.264、MPEG4、M-JPEG和 JPEG等。在对视频图像进行实际压缩处理的过程中，选择出来技术时应该考虑到处理器的性能指标[1]。

JPEG技术最大的优势就是可以实现IP报的编码处理，包括视频编码层和网络层两个部分，在网络处理方面具有很强的处理适应性，在对视频图像进行压缩时可以取得很好的压缩效果。MPEG4技术并不是一种具体的计算方式，是属于一种统一的数据格式，通过识别不同的数据编码以及对象编码组成音视频。MPEG4技术处理的视频图像容易失真，主要运用在比特率较低和对视觉比较低的场合和领域，在这些领域得到了广泛的应用，因为其图像的像素较低，因此可以大大节约储存的空间，在数字广播电视、数字电视以及有线电视领域都得到了广泛的应用。M-JPEG技术是将连续的运动图像转化为静止图像的一种技术，可以保证视频图像的速率和分辨率，应用也非常广泛，尤其是在 PC 视频监控方面得到了非常广泛的应用[2]。由于其图像的分辨率非常高，因此需要占据较大的数据量，所以在图像的处理上具有一定的局限性。JPEG技术是在DCT基础上建立起来的，在网络的传输过程中并不适用，在压缩比例为20:1的压缩算法下具有最好的图像处理效果。每一种压缩技术都具有自身的优点，表现出来的性能也是不一样的，4种图像压缩处理技术的构成以及应用优势和缺点如下表2所示。在实际选择处理技术的同时，不仅要考虑到每一种图像压缩处理技术的特点，同时也应该考虑到处理器的性能指标。

表2.四种图像压缩处理技术的应用优势、缺点分析

图像压缩处理技术构成和应用原理应用和优势缺点和不足 JPEG技术视频编码层、网络层IP 报的编码处理、具有很强的适用性－ M-JPEG技术通过识别不同的数据编码以及对象编码组成音视频数字广播电视、数字电视以及有线电视领域、大大节约储存空间视频图像容易失真 MPEG4技术将连续的运动图像转化为静止图像图像分辨率高、在 PC 视频监控方面应用广泛数据量大、处理具有局限性 H.264技术在DCT基础上建立起来在压缩比例为20:1的压缩算法下处理效果最好不适用网络的传输过程以及流媒体中

1.3视频图像处理技术

我国的视频图像处理技术经历了一段时间的发展，技术发展越来越成熟，但是在后期的处理过程中，只有保证原始图像的质量才能保证视频处理的质量，对于原始视频图像比较差的图像，经过处理也很难获得质量较好的效果。在视频图像处理技术中，获取视频的设备主要包括照相机、摄影机和摄像头等，这些视频获取的设备的分辨率普遍比较低，获取的图像在清晰度上表现出一定的劣势，因此再经过视频图像处理技术进行处理之后，图像的质量会进一步下降。针对这种情况，一些获取视频的设备生产厂家研发出HDR-SRl2E/SRllE 摄像机，在摄像机中充分运用 CMOS 影像传感器的优势，可以大大提高获取图像的质量，可以在传统排列像素的基础上选择装45°[3]。除此之外，将三个独立式的 CCD 传感器应用在HDC-HS9GK 摄像机中，可以对获取图像中的色彩进行更好的处理，从而获得更高质量的图像。

2　视频图像处理技术和传输技术的应用

2.1在道路监控中的应用

将视频处理技术和视频传输技术应用在道路监控中是一种非常常见的应用，在保障道路安全、维护交通规则中具有重要的意义和作用。通过道路监控系统，交通部门可以随时了解交通情况，针对道路拥堵的情况可以及时采取处理措施。此外，通过道路监控系统，还可以有效的规范司机遵守交通规则，从而维持交通秩序。当发生道路交通事故时，还可以通过道路监控系统进行取证，通过视频图像的取证来判定交通事故中的肇事者，分析不同人员应付的责任。在我国经济不断发展的背景下，我国的交通系统也变得越来越复杂，因此对视频处理技术和传输技术也提出了更高的要求[4]。现在车辆的行驶速度越来越快，在对超速行驶的车辆捕捉其车牌号时，必须使用更高的视频图像处理技术，对图像处理技术进行分割，从而有效的排除其他因素的干扰，获得真实可靠的信息。在道路监控中，实现了视频图像处理和传输的远程控制，如下图3，是远程控制模块的硬件组成图。在很多大城市中，道路监控系统都建立了视频图像传输网络，使视频图像的传播更加方便，扩大传播距离和范围[5]。

图3.远程控制模块的硬件组成图

2.2在监控视频中的应用

在我国航空航天事业不断发展的同时，视频图像处理技术和传输技术在视频监控中也得到了广泛的应用。通过视频处理技术和传输技术的应用，实现了人们实时观看的目的，将监控视频中获取的图像和视频进行传输[6]。和道路监控系统一样，监控视频对视频处理技术和传输技术提出了更高的要求，监控视频一般用于大型的超市、学校、公安厅以及居民社区等，应用非常广泛，一旦发生安全事故，监管人员就可以利用监控的图像，通过视频图像处理技术进行处理和传输，得到想要的数据和图像。在监控视频中，一般是采用无线传输的方式来实现视频图像的传输的。通过无线传输的形式，可以大大提高传输的质量，获得更快的传输速度，同时还具有较强的抗干扰性能，可以保证传输质量的提高。视频传输在传输之前一定可以进行多次的压缩，减少图像的存储空间，同时提高传输信息的安全性，又能不对原始的图像造成损害。