CN101867794B - 一种增强监控画面锐度的方法和监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增强监控画面锐度的方法，其包括监控摄像机摄取图像，对所述图像进行图像处理，将处理后的图像进行视频编码已得到视频流；所述监控中心客户端接收来自监控摄像机的所述编码后的视频流，并对所述视频流进行解码，将解码后的视频数据进行锐度增强，对锐度增强后的图像数据进行显示。
Description
【技术领域】
本发明涉及监控摄像领域，特别是关于一种增强监控画面锐度的方法和装置。
【背景技术】
随着计算机软硬件的处理能力的进一步提高和网络的应用迅速普及，基于网络的视频监控系统发展日益成熟，采用具有图像采集功能的摄像机前端和对应的图像显示监控端，则可以实现视频监控。在城市交通、银行、医院和各大商场等各种地方的监控应用中，视频监控系统有很强的使用价值。
现存的视频监控系统的结构可参见图1所示，图1为现有技术中增强监控画面锐度系统100的结构示意图。上述视频监控系统100包括监控摄像模块110和监控显示模块120，其中所述监控摄像模块110包括摄像模块1101、图像处理模块1102、锐度增强模块1103和视频编码模块1104，所述监控显示模块120包括视频解码模块1201和显示模块1202。视频监控系统100中的图像处理模块1102可以进行对捕捉到的图像画面进行色彩调整等功能，并通过锐度增强模块1103以增强画面锐度，随后得到的图像进入视频编码模块1104进行压缩，图像数据流(或视频流)经过网络传送到监控中心或远程的客户端，即所述监控显示模块120中，在其视频解码模块1201对其数据流(图像数据或视频流)进行解码并在显示模块1202上进行显示。
这种系统的问题在于，画面锐度增强功能有可能会增强画面中的高频信号，例如物体的边缘或画面噪声颗粒等，而高频信号的增强不利于视频编码器在编码时更有效地降低编码率，由于监控时一般都会有大量的数据，所以会很大程度上降低编码效率。
因此有必要提出一种改进的技术方案来克服上述问题。
【发明内容】
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
本发明的目的之一在于提供增强监控画面锐度的方法，使得在提高码率的同时提升画面的主观效果。
本发明的目的之二在于提供增强监控画面锐度的系统，使得在提高码率的同时提升画面的主观效果。
根据本发明的一方面，本发明提供一种增强监控画面锐度的方法，其中监控摄像机摄取图像并进行视频编码，监控中心客户端对所述视频编码进行视频解码并显示，其包括：所述监控摄像机摄取图像，对所述图像进行图像处理，将处理后的图像进行视频编码以得到视频流；所述监控中心客户端接收来自所述摄像机的所述编码后的视频流，并对所述视频流进行解码，所述锐度增强单元将解码后的视频数据进行锐度增强，对锐度增强后的图像数据进行显示。
进一步的，所述增强监控画面锐度的方法还包括将进行图像处理后的图像进行锐度减弱，其中所述锐度减弱采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子后，再乘以(-1)后叠加到图像中。
进一步的，在所述图像进行图像处理之前，所述监控摄像机摄取图像后将图像转换成数字图像数据。
进一步的，所述图像处理根据预先设定的图像参数对所述的数字图像数据进行图像处理。
进一步的，所述视频编码产生的视频信号符合标准网络传输协议以供在网络上进行传输。
进一步的，所述锐度增强采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子以叠加到图像中。
根据本发明的一方面，本发明提供一种增强监控画面锐度的监控系统，其包括：监控摄像机，其包括：摄像模块、图像处理模块和视频模块，其中所述摄像模块用于捕获图像信号并转换成数字图像数据；所述图像处理模块用于根据预先设置的图像参数，对所述转换后的数字图像数据进行图像处理；所述视频编码模块用于将处理后的数字图像数据进行编码压缩成视频信号；监控中心客户端，其包括：视频解码模块和显示模块，其中所述视频解码模块将所述视频信号进行解码还原成数字图像数据；所述显示模块将所述图像数据进行显示；其中，所述监控中心客户端还包括一个锐度增强模块，将视频解码模块解码后的所述数字图像数据进行边缘增强以提升画面锐度并将锐度增强后的图像数据传输给显示模块进行显示。
进一步的，所述监控摄像机还包含一个锐度减弱模块，所述锐度减弱模块对所述图像处理后的数字图像数据进行锐度减弱，其中所述锐度减弱采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子后，再乘以(-1)后叠加到图像中。
进一步的，所述视频编码产生的视频信号符合标准网络传输协议以供在网络上进行传输。
进一步的，所述锐度增强采用拉普拉斯算子，提取图像中的边缘信息，乘以预先设定的放大因子之后叠加到图像中。
与现有技术相比，本发明在监控摄像机端去掉锐度增强的过程，而改为在监控显示端加入画面锐度增强效果，提高了监控摄像机端的编码效率并提升了在监控显示端的画面主观效果。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为现有技术中增强监控画面锐度系统的结构示意图；
图2为本发明中增强监控画面锐度系统在一个实施例中的结构示意图；和
图3为本发明中增强监控画面锐度方法在一个实施例中的流程图。
【具体实施方式】
本发明的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本发明技术方案的运作。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本发明的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被详细描述。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。此外，表示一个或多个实施例的方法、流程图或功能框图中的模块顺序并非固定的指代任何特定顺序，也不构成对本发明的限制。
本发明的增强监控画面锐度的系统通过在监控摄像机端去掉画面锐度增强过程，而在监控显示端进行画面增强过程，使得在监控摄像机端提高了编码的效率并使其监控显示端仍能够观察到质量较高的画面效果。
图2为本发明中增强监控画面锐度的系统200在一个实施例中的结构示意图。请参阅图2所示，所述系统200包括监控摄像机210和监控中心客户端220，其中所述监控摄像机210包括摄像模块2101、图像处理模块2102、锐度减弱模块2103和视频编码模块2104，所述监控显示模块220包括视频解码模块2201、锐度增强模块2202和显示模块2203。
所述监控摄像机210，从色彩上看，可以为彩色摄像机或黑白摄像机，其中彩色摄像机适用于景物细物辨别，如辨别衣着或景物颜色，因有颜色而使信息量增大，信息量一般为黑白摄像机的10倍，所以在进行编码的过程要比黑白摄像机的运算量大很多。而黑白摄像机适用于光线不足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监控景物的位置或移动时，可选用分辨率通常高于彩色摄像机的黑白摄像机。由上可知，尤其是对于彩色的监控摄像机来说，由于摄取的信息非常大，在摄像机端若首先将图像进行锐度增强，则其后的视频编码的过程将会大大增加其工作量。
在实际应用中，所述的摄像机210可以为红外线感应摄像机或温感摄像机等，从数据传输方式来看，所述的摄像机210可以为有线监控摄像机或无线监控摄像机，其可以通过有线或无线将捕获并编码后的图像数据传输到监控中心客户端。
所述监控摄像机210中的摄像模块2101用于捕获监控场景中的图像信号并将其转换成数字图像数据；所述图像处理模块2102则用于根据预先设置的图像参数，对所述转换后的数字图像数据进行图像处理，如，降噪、白平衡等图像处理；所述锐度减弱模块2103将处理后的图像数据进行锐度减弱，这样可以大大减少视频编码的工作量；所述视频编码模块2104则对锐度减弱后的数字图像数据进行编码压缩以成为符合标准网络传输协议的视频流，从而可以在网络上进行传输。
在实际应用中，所述监控摄像机210中也可以没有所述锐度减弱模块2103，这时，所述拍摄的图像经过所述图像处理模块2102处理后直接发送给所述视频解码模块2104进行视频编码，此时相较于现有技术仍能达到提高编码效率的效果，但这样相较于设置锐度减弱模块2103的方式来说进行编码的效率则降低了。
所述图像处理则是通过预先设定的参数进行处理，这里可以选取白平衡为例。在一个示例中，由于外界温度和光线的不同，摄像机获取的图像可能和人眼观察到的图像有差别，如在日光灯的房间里拍摄的影像会显得发绿，在室内钨丝灯光下拍摄出来的景物会偏黄等，所以为了能够使得拍摄的图像更接近人眼的色彩视觉习惯，在图像处理上一般会进行白平衡调整。一般的，摄像机内部有三个CCD电阻耦合元件，分别感受红色、绿色和蓝色的光线，在预置的情况下，这三种感光电路电子放大比例是相同的，为1∶1∶1的关系，白平衡的调整就是根据被调校的图像改变了这种比例关系。也就是说，对实际进行拍摄后的图像，利用图像处理模块通过预先设定的参数以改变原有图像中三原色(红、绿、蓝)的比例关系，比如，被调校图像的红、绿、蓝光的原有比例关系是1∶1∶2(蓝光比例多)，那么根据设定的参数进行白平衡调整后的比例关系为2∶2∶1，调整后蓝的比例减少，增加了绿色和红色的比例，这样被调校图像通过白平衡调整将红、绿、蓝的比例调整为相同。也就是说，如果被调校的白色偏蓝，那么白平衡调整就改变正常的比例关系减弱蓝色，同时增加绿和红的比例，使所成影像依然为白色。应当指出的是，所述图像处理的过程可以通过软件、硬件或软硬件结合的方式来实现，其具体的实现过程是所述领域的普通技术人员都能够实现的，这里就不再详述了。
在一个示例中，所述锐度减弱模块2103可以采用传统的拉普拉斯算子来提取图像中边缘信息，之后乘以预先设定好的放大因子后，再乘以(-1)以叠加到图像上。
所述基于网络协议的视频流，使其可以在网络(有线网络或无线网络)上进行传播以发送到所述监控中心客户端220。
所述监控中心客户端220一般为一个PC机或带有网络传输接口的电视机，其可以通过网络接收所述视频流，并首先通过所述视频解码模块2201对接收的视频流进行解码还原，然后通过所述锐度增强模块2202对解码后的图像数据进行边缘增强以提高画面锐度，最后通过显示模块2203将锐化后的图像数据显示在PC或电视机的显示屏上。
在一个示例中，所述锐度增强模块2202可以采用传统的拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定好的放大因子以叠加到图像上，其过程与上述的所述锐度减弱模块2103相反，这样显示屏上显示的图像的画面更加清晰。除了上述方法来增强锐度外，还可以通过小波变化、罗伯特梯度算子等方法来增强图像边缘的锐度。所述锐度增强的技术可以通过软件、硬件或软硬件结合的方式来实现，其具体实现的技术是所属领域的普通技术人员都能够实现的，这里就不再一一详述了。
图3为本发明中增强监控画面锐度方法的流程图。请参阅图3所示，所述增强监控画面锐度的方法包括：
步骤310，在监控摄像机210端通过摄像模块2101来捕获图像；
步骤320，对捕获的图像进行处理以得到数字图像；
步骤330，将处理后的所述数字图像进行锐度减弱，具体为：所述锐度减弱采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子后，再乘以(-1)后叠加到图像中；
步骤340，将所述数字图像进行编码压缩成可被网络协议识别的视频流以供在网络中进行传播；
步骤350，在监控中心客户端220中通过网络以接收所述视频流并对接收的视频流进行解码；
步骤360，对解码后得到的图像画面进行锐度增强，具体为：所述锐度增强采用拉普拉斯算子，提取图像中的边缘信息，乘以预先设定的放大因子之后叠加到图像中；
步骤370，将增强锐度后的图像在显示屏上进行显示。
在实际应用中，所述增强监控画面锐度的方法可以通过软件、硬件或软硬件结合来实现，其具体的实现所述领域的普通技术人员都能够实现的，这里就不再详述。
需要指出的是，本发明中提出的技术方案不仅仅可以用在视频监控的显示系统中，还可以应用在其他网络视频系统中，如视频会议等。
综上所述，本发明将增强锐度的过程放在监控显示端，使其在视频编码过程中降低了码率并通过在监控显示端的锐度增强提升了画面的清晰度。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
Claims (10)
1.一种增强监控画面锐度的方法，其特征在于，监控摄像机摄取图像并进行视频编码，监控中心客户端对所述视频编码进行视频解码并显示，其包括：
所述监控摄像机摄取图像，对所述图像进行图像处理，将进行图像处理后的图像进行锐度减弱，将处理后的图像进行视频编码以得到视频流；和
所述监控中心客户端接收来自监控摄像机的所述编码后的视频流，并对所述视频流进行解码，将解码后的视频数据进行锐度增强，对锐度增强后的图像数据进行显示。
2.根据权利要求1所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述锐度减弱采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子后，再乘以(-1)后叠加到图像中。
3.根据权利要求1所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：在所述图像进行图像处理之前，所述监控摄像机摄取图像后将图像转换成数字图像数据。
4.根据权利要求3所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述图像处理根据预先设定的图像参数对所述的数字图像数据进行图像处理。
5.根据权利要求3所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述视频编码产生的视频信号符合标准网络传输协议以供在网络上进行传输。
6.根据权利要求1所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述锐度增强采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子以叠加到图像中。
7.一种监控系统，其包括：
监控摄像机，其包括摄像模块、图像处理模块和视频编码模块，所述摄像模块用于捕获图像信号并转换成数字图像数据，所述图像处理模块用于根据预先设置的图像参数，对所述转换后的数字图像数据进行图像处理，所述视频编码模块用于将处理后的数字图像数据进行编码压缩成视频信号；和
监控中心客户端，其包括视频解码模块、显示模块，所述视频解码模块将所述视频信号进行解码还原成数字图像数据，所述显示模块将所述图像数据进行显示；
其特征在于：所述监控摄像机还包含一个锐度减弱模块，所述锐度减弱模块对所述图像处理后的数字图像数据进行锐度减弱，所述监控中心客户端还包括一个锐度增强模块，将视频解码模块解码后的所述数字图像数据进行边缘增强以提升画面锐度并将锐度增强后的图像数据传输给显示模块进行显示。
8.根据权利要求7所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述锐度减弱采用拉普拉斯算子来提取图像中的边缘信息，之后乘以预先设定的放大因子后，再乘以(-1)后叠加到图像中。
9.根据权利要求7所述的增强监控画面锐度的方法，其特征在于：所述视频编码产生的视频信号符合标准网络传输协议以供在网络上进行传输。
10.根据权利要求7所述的增强监控画面锐度的系统，其特征在于：所述锐度增强采用拉普拉斯算子，提取图像中的边缘信息，乘以预先设定的放大因子之后叠加到图像中。
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