【正文】 八、總結(jié)及下一步打算通過本次活動(dòng)，小組的質(zhì)量意識(shí)、問題意識(shí)、改進(jìn)意識(shí)、節(jié)能降耗意識(shí)有了進(jìn)一步的增強(qiáng)，參與意識(shí)越來越濃。根據(jù)規(guī)范要求，圖像信噪比改善因子應(yīng)≥7?！锊檎以?、提出解決方案2009年4月15日，我們QC小組召開專題討論，研究這一現(xiàn)象，經(jīng)過對比樣本，發(fā)現(xiàn)樣本組A、C圖像變化較為平緩，多為全局平移運(yùn)動(dòng)，而樣本組B、D、E則圖像變化較為激烈，存在圖像旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。小組成員根據(jù)所取得的參數(shù)建立了圖像合成的數(shù)字模型：建模方式：將連續(xù)兩幀低像素圖片進(jìn)行分塊，并依據(jù)每塊特征值進(jìn)行定位，每個(gè)單塊為6*6個(gè)像素，依據(jù)每個(gè)像素的特征采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)形成矩陣A及矩陣A1類似矩陣，并通過雙三次插值函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲得新矩陣B雙插值計(jì)算方式： 通過對矩陣A及矩陣A1對應(yīng)像素的周邊像素配準(zhǔn)確定該像素估計(jì)值，以先橫向，后縱向單個(gè)像素運(yùn)算的方式進(jìn)行。算法越復(fù)雜則圖像質(zhì)量相應(yīng)提高，若是復(fù)雜到一定程度，則在明顯加重了計(jì)算負(fù)擔(dān)的同時(shí)，圖像質(zhì)量提高并不顯著。另外，最大后驗(yàn)概率估計(jì)方法的邊緣保持能力不如凸集投影方法，由這類方法獲得的高分辨率圖像上的細(xì)節(jié)容易被平滑掉?！锿辜队胺椒▋?yōu)點(diǎn)：可以方便地加入先驗(yàn)信息，可以很好地保持高分辨率圖像上的邊緣和細(xì)節(jié)；得到圖像平均絕對誤差較低，即能夠有效保證圖像還原度?！飯D像處理方法分類視頻圖像處理分類目前視頻圖像處理方法主要分為頻域和空域兩大類，其中空域又可以分為最大后驗(yàn)概率估計(jì)方法（MAP）、凸集投影算法（POCS）和混合MAP/POCS方法三種：（1）頻域法頻域方法實(shí)際上是在頻域內(nèi)解決圖像內(nèi)插問題，其主要方法主要利用傅里葉變換的移位性質(zhì)，對原始圖像進(jìn)行摸轉(zhuǎn)數(shù)變換，使圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚薷牡母道锶~方程模型。由于3方案較易實(shí)現(xiàn)，而5方案，雖然無論在經(jīng)濟(jì)成本還是預(yù)期效果方面均優(yōu)于3，但實(shí)現(xiàn)相對較為困難，兩者各有優(yōu)勢，為了體現(xiàn)QC活動(dòng)的民主性，小組成員經(jīng)過討論決定采用打分方式對兩個(gè)方案進(jìn)行選優(yōu)，確定最佳方案。不選擇5儲(chǔ)存圖像處理沒有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)方法可以借鑒，軟件處理計(jì)算繁瑣，實(shí)現(xiàn)難度較大。★存儲(chǔ)圖像處理視頻監(jiān)控主要功能之一就是在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)能進(jìn)行圖像回放，往往在需要監(jiān)控的區(qū)域可能事先沒有考慮到高清錄像，回放效果不盡如人意，這時(shí)候再進(jìn)行設(shè)備更新也來不及了，只能在現(xiàn)有的圖像資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件處理，利用軟件的辦法提高視頻圖像分辨率?！飪?yōu)化錄像機(jī)考慮到錄像資料儲(chǔ)存時(shí)間的限制，攝像機(jī)采集到的圖像在儲(chǔ)存時(shí)采用壓縮的格式，去除了不必要的高頻部分，相應(yīng)的視頻圖像則損失了圖像細(xì)節(jié)，即降低了分辨率。★圖像儲(chǔ)存：目前模擬錄像機(jī)已基本淘汰，應(yīng)用最廣是數(shù)字硬盤錄像機(jī)，基本原理是將模擬的音視頻信號(hào)通過數(shù)據(jù)壓縮形式轉(zhuǎn)變?yōu)镸PEG數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在硬盤上。回放時(shí)分辨率較低，無法滿足生產(chǎn)安全管理的要求。安保技防設(shè)施建設(shè)在港區(qū)內(nèi)主要側(cè)重閉路電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)，閉路電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)兩大功能：1. 管理人員可以根據(jù)需要對監(jiān)控范圍內(nèi)的碼頭、道路、堆場及出入口等重點(diǎn)區(qū)域的人員、車輛動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，進(jìn)行必要的控制以達(dá)到最清晰的監(jiān)視效果；2. 通過儲(chǔ)存設(shè)備對監(jiān)視到的圖像進(jìn)行保存，一旦需要的時(shí)候，可以對特定攝像機(jī)的特定時(shí)段的錄像內(nèi)容進(jìn)行回放，便于港區(qū)的安全管理。為滿足港區(qū)生產(chǎn)調(diào)度、安全防范要求，采用各種技術(shù)手段提高監(jiān)控圖像錄像回放分辨率就顯得極為重要。傳感器的形狀和尺寸、光學(xué)部件性能的好壞直接影響圖像的分辨率。缺點(diǎn)：l 更換攝像機(jī)費(fèi)用太高，經(jīng)濟(jì)性很差；以港區(qū)為例，前端攝像機(jī)50臺(tái)左右，更換材料費(fèi)就將近200多萬，成本太高★優(yōu)化傳輸系統(tǒng)圖像傳輸過程中引進(jìn)的噪聲會(huì)直接影響到圖像的分辨率。由于硬盤錄像機(jī)直接影響監(jiān)控系統(tǒng)的分辨率，如果對儲(chǔ)存過程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，例如改變編碼格式，提高錄像文件所含信息量，也可以提高視頻圖像的分辨率。不選擇3優(yōu)化錄像機(jī)需要部分更換設(shè)備，性價(jià)比不是很高，但考慮到錄像機(jī)是目前監(jiān)控系統(tǒng)的瓶頸，一旦錄像機(jī)上分辨率有提高，則可明顯提高錄像資料的分辨率。圖3：高清錄像截圖的局部放大如上圖中所見更換高清設(shè)備以后整幅圖像分辨率提高了，但是如果將某一局部進(jìn)行放大，則會(huì)發(fā)現(xiàn)局部分辨率仍然達(dá)不到要求?！飯D像處理原理視頻圖像處理方案，其核心思想是用時(shí)間帶寬（獲取同一場景的多幀圖像序列）通過運(yùn)算合成得到高分辨率圖像，實(shí)現(xiàn)時(shí)間分辨率向空間分辨率的轉(zhuǎn)換，使得重建后圖像的視覺效果超過任何一幀低分辨率圖像。而目前凸集投影法；最大后驗(yàn)概率估計(jì)；混合MAP/POCS 方法較為適合本技術(shù)的目的★最大后驗(yàn)概率估計(jì)方法優(yōu)點(diǎn)：在解中可以直接加入先驗(yàn)約束、能確保解的存在和唯一、降噪能力強(qiáng)和收斂穩(wěn)定性高等；即該方法能夠保證圖像清晰度，減少干擾信號(hào)在運(yùn)算過程中的累加對圖像所造成的影響，提高信噪比。理論證實(shí)，梯度下降法能保證這種混合MAP用OCS方法收斂到全局最優(yōu)解。一般來說，基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，當(dāng)前幀被劃分為圖像塊，以塊為單位進(jìn)行測定。A為主要因素, C為重要因素, B為次要因素試驗(yàn)因素影響趨勢：圖中我們可以看到，當(dāng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)塊取6*6，雙三次插值函數(shù)時(shí)峰值信噪比最大即圖像質(zhì)量最好，另外隨圖像重建次數(shù)提高，峰值信噪比有所提高。如下圖所示，由多幀具有標(biāo)準(zhǔn)位移的低分辨率圖像(b)—(e)按照標(biāo)準(zhǔn)位移把低分辨率圖像的像素放在高分辨率圖像中適當(dāng)位置即可重構(gòu)高分辨率圖像(a)。4）實(shí)施效果：根據(jù)本實(shí)施中確定的配準(zhǔn)算法，我們進(jìn)行了大范圍實(shí)施，在港區(qū)監(jiān)控資料內(nèi)抽取大量樣本（100個(gè)樣本組）進(jìn)行視頻圖像的優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化的峰值信噪比分布如下圖所示。從圖中可以看出，分布區(qū)間滿足事先設(shè)定的目標(biāo)值的要求，進(jìn)一步驗(yàn)證了本配準(zhǔn)算法的可行性。在下階段我們將以《視頻圖像處理與人臉識(shí)別的應(yīng)用》及《港區(qū)集裝箱道口自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用》作為我們鉆研課題，通過活動(dòng)進(jìn)一步對監(jiān)控視頻處理方法進(jìn)行探索。為此小組成員經(jīng)過討論認(rèn)為取校核次數(shù)為10次為合理參數(shù)?！锔倪M(jìn)配準(zhǔn)算法由傅立葉變換的配準(zhǔn)算法求出平移參數(shù)后，再由基于光流場的配準(zhǔn)得到的旋轉(zhuǎn)參數(shù)對低分辨率圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償，可以得到一個(gè)不錯(cuò)的配準(zhǔn)算法。從圖中可以看出，～，分布區(qū)間滿足事先設(shè)定的目標(biāo)值的要求，進(jìn)一步驗(yàn)證了本參數(shù)組合的可行性。2010年3月3日～8日，我們小組進(jìn)行了專題研究，使用正交試驗(yàn)法進(jìn)行了試驗(yàn)分析1）試驗(yàn)?zāi)康模捍_定運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度、插值運(yùn)算算法、圖像重建幀數(shù)的最佳組合2）評(píng)價(jià)指標(biāo)：峰值信噪比。實(shí)驗(yàn)室宋鑫穎白 敏五、對策實(shí)施實(shí)施一、圖像合成影響圖像重建效果主要有三個(gè)因素：運(yùn)動(dòng)估計(jì)精度、插值運(yùn)算算法和圖像重建次數(shù)?！锘旌螹AP/POCS方法把MAP和POCS兩種算法合并為統(tǒng)一的算法。（2）空域法空域方法主要在空間域分布上進(jìn)行圖像重建，如下圖所示，對一系列低分辨率圖像所含像素信息進(jìn)行定位后組合成一張高分辨率圖片。綜合得分滿分應(yīng)是32分。圖2：更換設(shè)備后錄像截圖但是通過更換硬件的方式經(jīng)濟(jì)性不理想，以該港區(qū)為例，共配置攝像機(jī)32臺(tái)，八路硬盤錄像機(jī)3臺(tái)，四路硬盤錄像機(jī)3臺(tái)，同時(shí)由于錄像資料的提高，相應(yīng)的錄像文件所需硬盤空間也相應(yīng)變大，為滿足存儲(chǔ)時(shí)間的要求，還需要增加硬盤存儲(chǔ)設(shè)備，加上相應(yīng)的安裝調(diào)試費(fèi)