[發明專利]一種實時優化圖像的監控系統及方法

有效

• 申請號: 200810031786.8
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101321270A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 于起峰;劉肖琳;桂陽;楊夏;張小虎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06T7/20;G06T3/40
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬強

技術領域

本發明涉及數字圖像處理、攝影測量學和計算機視覺等領域，進一步是指通過對輸入(指揮)監控廳的原始數字圖像作各種預處理，改善圖像的顯示效果，以及通過檢測跟蹤目標，放大目標區域以凸顯目標細節的系統及方法。

背景技術

(指揮)監控廳的一個重要作用是通過接收外部攝像設備的輸入圖像對廳外的事件進行觀察和分析，以利于及時地做出判斷和決策。因此，保證(指揮)監控廳輸入和顯示的圖像質量的良好性是一個非常重要的問題。

很多情況下，從外部攝像設備得到的圖像是不經過處理就直接傳輸到(指揮)監控廳輸出顯示的，如圖1所示。在實際的應用過程中，由于光照、背景等成像條件的影響，實時拍攝的圖像的質量往往很難得到保證，例如對比度太差、圖像過亮或者過暗、目標較小等，這樣便降低了(指揮)監控廳對目標的實時觀察能力，不利于做出正確的判斷和決策，影響了(指揮)監控廳工作效率。在某些情況下，一些系統也會對輸入的圖像先進行處理再輸出，但目前這種處理方式一般是單一模式的，不能在任何時候都得到最優的圖像效果，而且不能適應成像環境的變化。

例如，在靶場應用最廣的跟蹤測量設備——數字經緯儀，它能夠實現對目標的實時觀察和分析，但是它所得到的數字圖像基本上是不經過處理就直接輸入到監控廳顯示的。受靶場成像條件的影響，這些圖像的質量很多時候比較差，如模糊不清、對比度差、目標太小等，不利于對目標的實時觀察和分析。又例如很多地方(如銀行、學校等)都裝有監控攝像機來加強安全保衛，但監控攝像機一般很難適應成像條件變化(如光照的變化)的影響，成像質量難以保證，不利于安全監控。

發明內容

本發明的目的是，針對現在輸入(指揮)監控廳的圖像質量難以保證的現狀，提出一套改善輸入圖像質量、提高實時觀察能力的監控系統和方法，使其能夠基本保證(指揮)監控廳的輸出圖像效果是在當時條件下所能得到的最佳圖像效果，同時能夠放大目標、凸顯目標細節，利于實時觀察和分析。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種實時優化圖像的監控系統，包括攝像裝置、顯示裝置、預處理裝置和控制器，其中攝像裝置的信號輸出端連接有預處理裝置的信號輸入端，預處理裝置的信號輸出端接入控制器輸入端，控制器輸出端最后接入顯示裝置的信號輸入端。

相應的，本發明還提供一種實時優化圖像的監控方法，其包括如下步驟：

1)采集監控區域的圖像；

2)從采集的圖像中抽取一幅進行多種預處理，得到多種處理效果圖后與原圖進行比較；

3)根據圖像預處理效果選擇其中一種模式或者選擇多種模式組合成復合模式作為最優處理模式；

4)后續采集的圖像均按照上述選定的最優處理模式進行預處理后再實時輸出顯示；

5)當檢測到成像環境改變時，重復步驟2，重新選擇最優處理模式后，繼續監控。或是可人為的設定刷新時間，重復步驟2.

進一步的，當需要對目標區域進行放大顯示時，步驟4中輸出顯示之前進行下述步驟：通過檢測跟蹤技術得到目標位置，然后將目標區域放大并將放大圖像實時輸出。

作為優選方案，在步驟2中，采集的圖像較大時，先進行縮小處理后再進行預處理；

步驟4中，輸出顯示的圖像可將全圖像和目標放大圖的切換顯示，也可將二者疊加顯示。

以下對本發明的工作過程及原理進行進一步說明：

1)運用攝像裝置采集監控區域的圖像，并將采集的圖像導入處理裝置；

2)進行圖像多模式處理與多模式顯示

該步驟以多種不同的圖像處理方法對采集到的序列圖像中的某一幅數字圖像作多種基本處理，例如對比度增強、平滑、銳化、高光、直方圖均衡化、偽彩色增強、亮度調整等等。輸入的數字圖像可以是彩色的，也可以是灰度的。對于比較大的數字圖像，為了保證處理的速度，可將圖像先縮小后再做各種預處理。

多種基本處理完成后，將輸入圖像原始圖和經過各種處理后的效果圖同時顯示出來，以供選擇。

3)選擇圖像處理模式

預處理結束后，根據圖像處理效果的好壞對處理模式進行擇優選取。

在要求全自動使用的場合，根據圖像質量評價函數自動對每種預處理后的圖像質量進行評價，并擇優選擇圖像處理模式或者事先就約定好使用哪種處理模式。在允許人工干預的場合，可根據主觀感覺來選擇效果最好的處理模式。有的圖像處理模式算法上受參數影響比較大，還可對該算法的參數進行人工調節，以使處理效果達到最好。