标清跨越高清图像处理技术的演进之路

　　一个产业里的技术，总是会不断的演进。从20世纪60年代开始，随着计算机技术的迅速发展，图像处理技术获得了飞跃的发展。所谓图像处理技术，就是利用计算机或高速、大规模的集成数字硬件，对从图像信息换来的数字电信号进行某些数字运算或处理，以期提高图像的质量或达到人们所预期的结果，因此也称为计算机图像处理技术。如对被噪声污染的图像除去噪声，对信息微弱的图像进行增强处理，对失真的图像进行几何校正，从犯罪现场提供指纹特征，对数据量过大的图像进行压缩编码等。过去几年，受消费电子市场的推动，HDTV取得了巨大的成功。安防的视频监控行业，也在接受从标清到高清的跨越，这是市场发展的必然，监控图像处理技术也将在这样的市场规律中演进。

　　高清监控图像处理技术特点

　　所谓标清，是物理分辨率在720p(1280*720)以下的一种视频格式。720p是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描。具体的说，是指分辨率在400线左右的VCD、DVD、电视节目等“标清”视频格式，即标准清晰度，而物理分辨率达到720p以上则称作为高清，(英文表述HighDefinition)简称HD。关于高清的标准，国际上公认的有两条：视频垂直分辨率超过720p或1080i；视频宽纵比为16：9。由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到规模化应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。现在D1标清视频压缩格式业已正式写入数字硬盘录像系统国家标准。从整个视频监控行业来看，几年前市场上已经有商用的基于标准H.264的高清网络摄像机(HDIPCamera)和视频服务器产品，清晰度通常可以达到720P。而基于高清监控的图像处理技术就是把在空间上离散的，在幅度上量化分层的数字图像，经过一些特定数理模式的加工处理，以达到有利于人眼或某种接受系统所需要的图像的过程，主要有以下几个基本特点：

　　信息量大，处理速度快

　　目前，数字高清图像处理的信息大多是二维信息，处理信息量很大。例如，一幅256×256低分辨率黑白图像，要求约64kbit的数据量；对高分辨率彩色720P图像，则要求标清监控几倍的数据量。因此对计算机的计算速度，存储容量等要求很高。

　　占用的频带较宽

　　与语言信息相比，高清图像占用的频带要大几个数量级。如电视图像的带宽约5.6MHz，而语言带宽仅为4kHz左右。所以高清图像在成像、传输、存储、处理、显示等各个环节的实观上，技术难度较大，成本亦高，这就对压缩技术(DSP数字处理器)提出了更高的要求。

　　高清图像中各个像素间的相关性大，压缩的潜力大

　　在图像画面上，经常有很多像素有相同或接近的灰度。就电视画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素，其相关系数可达0.9以上，而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些。因此，高清图像处理中信息压缩的潜力很大。

　　图像质量中各个像素评价受主观因素的影响

　　数字高清图像处理后的图像一般是给人观察和评价的，因此受人的主观因素影响较大。由于人的视觉系统很复杂，受环境条件、视觉性能、人的情绪、爱好以及知识状况影响很大，作为图像质量的评价还有待深入的研究。另一方面，计算机视觉是模仿人的视觉，人的感知机理必然影响着计算机的视觉研究，这个特点在安防行业内其实就是智能分析技术的研究。

　　图像处理技术综合性强

　　在数字高清图像处理过程中涉及的基础知识和专业技术相当广泛。一般来说涉及通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术、至于涉及到的数学、物理学等方面的基础知识就更多了。此外，当今的图像处理理论大多是通信理论的推广，把通信中的一维问题推广到二维，以便于分析，在此基础上，逐步发展自己的理论体系。因此，高清监控图像处理技术与通信技术密切相关。