視頻通信中的圖像處理技術(shù)研究

費(fèi)洪亮

摘 要：視頻通信很好的突破了阻礙人與人交流的時(shí)空限制，已成為現(xiàn)代社會(huì)交流方式的重要部分。然而，現(xiàn)在視頻通信技術(shù)尚未達(dá)到完全成熟，仍然會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)信息等方面的影響，從而出現(xiàn)圖像丟失、退化等給使用者帶來(lái)不良體驗(yàn)的情況?；诖耍P者從圖像處理技術(shù)的主要內(nèi)容著手，深入分析了圖像恢復(fù)技術(shù)、圖像增強(qiáng)技術(shù)中比較常用的幾種方法，主要包括凸集投影、葉貝斯、環(huán)路濾波、后續(xù)濾波，借此對(duì)視頻通信中的圖像處理技術(shù)展開(kāi)研究，以期更好的滿(mǎn)足圖像用戶(hù)的需求，促進(jìn)圖像處理技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：視頻通信;圖像技術(shù);增強(qiáng)處理

在現(xiàn)階段，影響視頻通信數(shù)據(jù)高度完成實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蛩刂饕衼?lái)自于網(wǎng)絡(luò)信道帶寬的限制、現(xiàn)有信息編碼率不足等幾個(gè)方面的影響，視頻通信的凸顯處理工作必要性還是較強(qiáng);同時(shí)，DCT變換作為當(dāng)前通行的圖像編碼方式，一定條件下還是會(huì)產(chǎn)生塊效應(yīng)，對(duì)視頻通信中的圖像清晰度和畫(huà)面質(zhì)量具有較大的不利影響。因此，加強(qiáng)對(duì)視頻通信中的圖像處理技術(shù)研究對(duì)于促進(jìn)視頻通信的發(fā)展具有重要意義。

一、圖像處理技術(shù)綜述

圖像處理是指使用計(jì)算機(jī)分析數(shù)字圖像，從而使得圖像以所需的狀態(tài)呈現(xiàn)出來(lái)的技術(shù)，包括圖像壓縮、增強(qiáng)復(fù)原、編碼分割等幾個(gè)方面的內(nèi)容。當(dāng)前適用比較普遍的圖像處理技術(shù)主要有圖像增強(qiáng)技術(shù)和圖像復(fù)原技術(shù)。圖像增強(qiáng)技術(shù)融合多種處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)圖像對(duì)比度、噪聲等的處理，能夠有效優(yōu)化圖像的視覺(jué)效果，該技術(shù)通常表現(xiàn)為強(qiáng)化圖像中的焦點(diǎn)部分，如強(qiáng)化高頻分量，即可使圖像中的物體展現(xiàn)出更加清晰的輪廓，而強(qiáng)化低頻分量則能夠讓噪聲對(duì)圖像的影響最小化。一般來(lái)說(shuō)，該技術(shù)在圖像處理軟件中通常是作為基礎(chǔ)技術(shù)出現(xiàn)的。圖像恢復(fù)技術(shù)是指盡可能地保留視頻的原本像素，避免圖像失真的技術(shù)手段，在應(yīng)用在手段時(shí)，要求先對(duì)圖像降質(zhì)的原因和原因有一定的認(rèn)識(shí)，而后據(jù)此建立降質(zhì)模型，最后適用濾波方式去完成圖像恢復(fù)處理工作。

二、圖像處理技術(shù)研究

1、圖像恢復(fù)技術(shù)

（1）葉貝斯法

在使用葉貝斯法進(jìn)行恢復(fù)處理時(shí)，首先要準(zhǔn)備Y作為低質(zhì)圖像，準(zhǔn)備X作為原始高質(zhì)圖像，具體的公式如下：

X=max（p（X/Y），公式中的Y=D（X），D代表X在褪化中的變化過(guò)程。

從公式中可知，葉貝斯的處理過(guò)程就是褪化處理恢復(fù)的圖像，而后最大概率獲得原圖，因此，葉貝斯本質(zhì)上其實(shí)是概率方法，其處理方法主要是利用概率學(xué)知識(shí)對(duì)分析圖像的具體問(wèn)題，是從整體上對(duì)圖像的分布和先驗(yàn)信息進(jìn)行解析。

（2）凸集投影法

被壓縮后的視頻，其序列是用運(yùn)動(dòng)矢量和傳輸系數(shù)組合表示的，但超分辨率并未充分算法去應(yīng)用這些信息，因此得到圖像結(jié)果分辨率較低。而凸集投影法則是從量化間隔信息出發(fā)，建立了在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和離散基礎(chǔ)上的算法模型，從而再次建立了一個(gè)分辨率符合要求的圖像，當(dāng)適用凸集投影法時(shí)，視頻圖像中的塊效應(yīng)影響能夠被有效清除，同時(shí)，圖像上的細(xì)節(jié)問(wèn)題也能得到充分的處理。其處理過(guò)程主要為如下幾點(diǎn)：首先，在希爾伯特空間前提下，將先驗(yàn)信息放到不一的凸集中，接著使用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)出相應(yīng)的算法;其次，在希爾伯特空間內(nèi)選擇一個(gè)能夠進(jìn)行高質(zhì)圖像初始傳輸?shù)脑?最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理投影算法，在一定的順序下，對(duì)約束凸集分別進(jìn)行投影處理，在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)要注意實(shí)時(shí)調(diào)整初始高質(zhì)圖像，最終完成恢復(fù)處理。

2、圖像增強(qiáng)技術(shù)

相較于其他的圖像應(yīng)用場(chǎng)景，視頻通信在使用圖像增強(qiáng)技術(shù)時(shí)，對(duì)細(xì)節(jié)的保留要求更高。視頻通信中，圖像的主體一般是人物，而使用該圖像的用戶(hù)則更注重該圖像是否能夠清晰展示人臉細(xì)節(jié)。對(duì)于低質(zhì)圖像，僅僅進(jìn)行恢復(fù)處理并不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，因此就需要增強(qiáng)處理，在增強(qiáng)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地提高圖像的平滑度，從而提升該圖像的視覺(jué)效果。接下來(lái)介紹兩種常用方法：

（1）環(huán)路濾波技術(shù)

視頻通信時(shí)，圖像受編碼方式影響會(huì)產(chǎn)生塊效應(yīng)，環(huán)路濾波技術(shù)的應(yīng)用則可以很好的解決這一問(wèn)題。作為圖像編碼的壓縮技術(shù)之一，環(huán)路濾波應(yīng)用比較多的編碼方式為H.263+與MPEG-4。具體來(lái)說(shuō)，環(huán)路濾波技術(shù)包括對(duì)圖像編碼、解碼進(jìn)行對(duì)偶配置，在這個(gè)過(guò)程中必須保證編碼和解碼結(jié)構(gòu)一致。當(dāng)環(huán)路濾波器被應(yīng)用到編碼端時(shí)，其能夠在保證濾波前后為能量變化的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低圖像塊間像素臺(tái)階，從而去去除塊效應(yīng);而在解碼端，其能夠幫助豐富處理所損失的細(xì)節(jié)信息，從而強(qiáng)化圖像效果。事實(shí)上，該增強(qiáng)方法不僅在能夠去除塊效應(yīng)的同時(shí)保留圖像邊緣信息，其實(shí)際的運(yùn)算量也相對(duì)較小。

（2）后續(xù)濾波技術(shù)

相對(duì)于環(huán)路濾波，后續(xù)濾波的編碼工作不進(jìn)行配置工作，其配置處理直接來(lái)自于視頻圖像解碼端，這樣的處理方式，具有明顯的便捷性。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用低頻率去處理整個(gè)圖象時(shí)，其在去除以高頻噪聲為呈快效應(yīng)時(shí)，同樣會(huì)降低其中邊緣部分的像素，從而破壞圖像增強(qiáng)的最終效果。就此，人們?cè)谔幚韴D象時(shí)，面對(duì)其不同區(qū)域的不同特點(diǎn)，分別使用不同的濾波器結(jié)構(gòu)，這可以在保留圖像相應(yīng)細(xì)節(jié)的前提下，完成對(duì)快效應(yīng)的去除工作。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，通常會(huì)采用離散余弦變化進(jìn)行轉(zhuǎn)化，讓圖像轉(zhuǎn)到DCT域內(nèi)，一方面充分利用了Walsh的優(yōu)勢(shì)，將原始圖像轉(zhuǎn)化為新圖像，另一方面，圖像顯示地域值的設(shè)定則很好的保證圖像還原度，讓圖像的中間部位和邊緣部位在圖像自動(dòng)分割完成后繼續(xù)進(jìn)行分離流程，接著以不同的后續(xù)濾波技術(shù)分別對(duì)不同部分進(jìn)行處理。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，相對(duì)圖像增強(qiáng)技術(shù)，采用圖像恢復(fù)技術(shù)最終效果更佳，但也不可否認(rèn)圖像增強(qiáng)技術(shù)操作上具有的便捷性和快速性的優(yōu)勢(shì)，因此，在對(duì)這二者進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)先確定所期望獲得處理效果，而后再采取相應(yīng)的措施。事實(shí)上，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，視頻通信在生活中的應(yīng)用程度越來(lái)越高，然而現(xiàn)今的視頻通信技術(shù)受諸如信道等因素影響，依然還是存在一些問(wèn)題，所以相應(yīng)的人們對(duì)圖像處理技術(shù)的需求也會(huì)不斷增強(qiáng)，希望上文給出的幾種圖像處理技術(shù)能夠?yàn)橄嚓P(guān)的研究起到一定的參考作用。

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