基于无线高清视频监控系统的图像增强方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于无线高清视频监控系统的图像增强方法及系统。系统包括顺次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器和网络硬盘录像机；方法包括：网络硬盘录像机通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数据；网络硬盘录像机对原始编码数据进行解码；网络硬盘录像机对解码后的视频数据进行图像增强处理：g=(g2-g1)*(f-f1)/(f2-f1)+g1，其中[f1，f2]和[g1，g2]分别表示变换前后视频图像灰度范围；f和g分别表示变换前后当前像素点灰度；网络硬盘录像机把增强后的视频数据进行显示和/或存储。本发明在图像不降质的大前提下改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度。
【专利说明】基于无线高清视频监控系统的图像增强方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频监控领域，更具体地，涉及一种基于无线高清视频监控系统的图 像增强方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在现有的无线视频监控系统中，为了在有限的网络带宽下保证视频流畅的传输， 视频数据从采集到最终呈现给用户要经过数据压缩和解压缩的过程。在图像生成，传输或 变换的过程中，由于多种因素的影响，造成图像质量下降，图像模糊，特征淹没，给分析和识 别带来困难，直接影响用户端的图像质量，导致用户体验不好。
[0003] 为了提高用户体验，图像增强技术应运而生。使用图像增强芯片或者图像增强算 法，对解压后的视频数据进行修复。现有技术中图像增强算法一般从空间域或者视频域处 理图像数据，在图像低频分量里对图像进行锐化处理，凸显图像边缘使图像变得立体。但由 于只在空间域处理图像法或者视频域处理图像法二选一处理图像，图像只做锐化处理，图 像锐化主要影响图像中的低频分量，不影响图像中的高频分量。增强图像边缘，使模糊的图 像变得更加清晰，颜色变得鲜明突出，图像的质量有所改善，但是整体图像画面变得平实无 突出点，不适合人眼观察和识别图像中的突出点。
【发明内容】
[0004] 本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种在图像不降质 的情况下改善图像的视觉效果的基于无线高清视频监控系统的图像增强方法。
[0005] 本发明还提供一种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下： 一种基于无线高清视频监控系统的图像增强方法，所述无线高清视频监控系统包括顺 次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器和网络硬盘录像机；所述方法包括： 51. 网络硬盘录像机通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数 据； 52. 网络硬盘录像机对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据； 53. 网络硬盘录像机对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视频数据： g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度； 54. 网络硬盘录像机把增强后的视频数据进行显示和/或存储。
[0006] 上述方案中，步骤S3的具体步骤为： 531. 根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景； 532. 提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用步骤S2中的公式（1)对监控 目标进行图像增强处理； S33.对监控背景的视频数据进行压缩。
[0007] 上述方案中，所述原始编码数据为H. 264视频数据。
[0008] 上述方案中，解码后的视频数据为YUV420格式的视频数据。
[0009] -种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统，所述无线高清视频监控系统包 括顺次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器和网络硬盘录像机，所述图像增强系统 位于网络硬盘录像机中，其包括： 视频获取模块，用于通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数据； 解码模块，用于对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据； 图像增强模块，用于对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视频数据： g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度； 显示模块，用于把增强后的视频数据进行显示； 存储模块，用于把增强后的视频数据进行存储。
[0010] 上述方案中，图像增强模块具体包括： 分割模块，用于根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景； 监控目标处理模块，用于提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用步骤S2 中的公式（1)对监控目标进行图像增强处理； 监控背景处理模块，用于监控背景的视频数据进行压缩。
[0011] 上述方案中，视频获取模块获取的原始编码数据为H. 264视频数据。
[0012] 上述方案中，解码模块解码后的视频数据为YUV420格式的视频数据。
[0013] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是： (1)本发明的方法和系统弥补了现有的图像增强算法在空间域处理图像法和视频域处 理图像法二选一处理图像的缺陷，本发明综合二者的优点，利用线性转换的方法增强了图 像中绝大多数像素的灰度层次感。在图像不降质的大前提下，改善图像的视觉效果，提高图 像的清晰度，将图像转换成一种更适合人类或机器进行分析处理的形式，以便从图像中获 取更多有用的信息。
[0014] (2)本发明的方法和系统对视频图像采用先分割再处理的方式，分割出监控目标 和背景数据，对监控目标进行图像增强处理，对背景数据进行压缩处理，从而将图像中感兴 趣的特征有选择地突出，衰减不需要的特征，提高视频监控图像中目标的对比度，并且弱化 了部分背景细节，有效提高了视频监控的图像质量。
[0015] (3)本发明的方法和系统在网络硬盘录像机中集成了图像增强的功能，保证了显 示和存储的视频数据的清晰度和视觉效果，提高了用户的体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明一种基于无线高清视频监控系统的图像增强方法具体实施例的流 程图。
[0017] 图2为本发明中一帧6*4像素图像的YUV数据结构示意图一。
[0018] 图3为本发明中一帧6*4像素图像的YUV数据结构示意图二。
[0019] 图4为本发明一种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统具体实施例的架 构图。
【具体实施方式】
[0020] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制； 为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺 寸； 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0021] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能 理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的"第一"、"第 二"的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说 明，"多个"的含义是两个或两个以上。
[0022] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"连 接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机 械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个 元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明 的具体含义。
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0024] 实施例1 如图1所示，为本发明一种基于无线高清视频监控系统的图像增强方法具体实施例的 流程图，其中无线高清视频监控系统包括顺次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器 和网络硬盘录像机，所述的TD-LTE视频通信控制采用TD-LTE网络进行视频数据的传输，保 证了高清视频的传输要求。参见图1，本具体实施例一种基于无线高清视频监控系统的图像 增强方法的具体步骤包括： 5101. 网络硬盘录像机通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数 据。由于本发明是基于4G传输视频的，编码类型通常采用H. 264，因此原始编码数据一般为 H. 264视频数据； 5102. 网络硬盘录像机对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据，通常情况 下，该视频数据转换后得到的是YUV420格式的数据，如图2和3所示，为一帧6*4像素图像 的YUV数据结构，数据总大小36字节，其中前24字节为y数据。
[0025] S103.网络硬盘录像机对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视 频数据，具体步骤为： S1031.根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景；预设阈值可以根据先 验知识设定，从而合理地将视频数据中的监控目标和监控背景分割开来。
[0026] S1032.提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用如下公式（1)对监控 目标进行图像增强处理； g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度； S1033.对监控背景的视频数据进行压缩。
[0027] 步骤S103对监控目标和监控背景分别进行拉伸和压缩处理，提高了监控目标对 比度的效果，忽略了部分背景细节，更有利于对监控目标的识别和辨认，从而提高了视频监 控的质量。
[0028] S104.网络硬盘录像机把增强后的视频数据进行显示和/或存储。对视频数据进 行分割以及增强处理后视频数据进行整合后显示以及存储，共监控显示和监控留底用。
[0029] 实施例2 在实施例1的基础上，本发明还提供了一种基于无线高清视频监控系统的图像增强系 统。如图4所示，为本发明一种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统具体实施例的 架构图，本发明所述的无线高清视频监控系统包括顺次连接的前端摄像头201、TD-LTE视 频通信控制器202和网络硬盘录像机203,所述图像增强系统位于网络硬盘录像机中。参见 图4,本具体实施例一种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统具体包括： 视频获取模块301，用于通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数 据；由于本发明是基于4G传输视频的，编码类型通常采用H. 264，因此原始编码数据一般为 H. 264视频数据； 解码模块302,用于对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据；该视频数据转 换后得到的是YUV420格式的数据，如图2和3所示，为一帧6*4像素图像的YUV数据结构， 数据总大小36字节，其中前24字节为y数据。
[0030] 图像增强模块303,用于对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视 频数据：其具体包括： 分割模块，用于根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景； 监控目标处理模块，用于提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用公式（1) 对监控目标进行图像增强处理： g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度； 监控背景处理模块，用于监控背景的视频数据进行压缩。
[0031] 显示模块304,用于把增强后的视频数据进行显示； 存储模块305,用于把增强后的视频数据进行存储。
[0032] 相同或相似的标号对应相同或相似的部件； 附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制； 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发 明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明 的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保 护范围之内。
【权利要求】
1. 一种基于无线高清视频监控系统的图像增强方法，其特征在于，所述无线高清视频 监控系统包括顺次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器和网络硬盘录像机；所述方 法包括：
51. 网络硬盘录像机通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数 据；
52. 网络硬盘录像机对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据；
53. 网络硬盘录像机对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视频数据： g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度；
54. 网络硬盘录像机把增强后的视频数据进行显示和/或存储。
2. 根据权利要求1所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强方法，其特征在于， 步骤S3的具体步骤为：
531. 根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景；
532. 提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用步骤S2中的公式（1)对监控 目标进行图像增强处理；
533. 对监控背景的视频数据进行压缩。
3. 根据权利要求1所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强方法，其特征在于， 所述原始编码数据为H. 264视频数据。
4. 根据权利要求1至3任一项所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强方法，其 特征在于，解码后的视频数据为YUV420格式的视频数据。
5. -种基于无线高清视频监控系统的图像增强系统，其特征在于，所述无线高清视频 监控系统包括顺次连接的前端摄像头、TD-LTE视频通信控制器和网络硬盘录像机，所述图 像增强系统位于网络硬盘录像机中，其包括： 视频获取模块，用于通过TD-LTE视频通信控制器从前端摄像机获取到原始编码数据； 解码模块，用于对原始编码数据进行解码，得到解码后的视频数据； 图像增强模块，用于对解码后的视频数据进行图像增强处理得到增强后的视频数据： g=(g2-gl)*(f-fl)/(f2-fl) + gl (1) 其中，[fl，f2]表示变换前视频图像的灰度范围；[gl，g2]为变换后视频图像的灰度范 围；f表示变换前当前像素点的灰度，g为变换后当前像素点的灰度； 显示模块，用于把增强后的视频数据进行显示； 存储模块，用于把增强后的视频数据进行存储。
6. 根据权利要求5所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强系统，其特征在于， 图像增强模块具体包括： 分割模块，用于根据预设阈值提取视频图像中的监控目标和监控背景； 监控目标处理模块，用于提取监控目标的灰度级，根据监控目标的灰度级利用步骤S2 中的公式（1)对监控目标进行图像增强处理； 监控背景处理模块，用于监控背景的视频数据进行压缩。
7. 根据权利要求4所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强系统，其特征在于， 视频获取模块获取的原始编码数据为Η. 264视频数据。
8.根据权利要求5-7任一项所述的基于无线高清视频监控系统的图像增强系统，其特 征在于，解码模块解码后的视频数据为YUV420格式的视频数据。
【文档编号】G06T5/00GK104065926SQ201410288256
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】过松, 林湧双, 朱坤元, 詹鹏飞, 温成, 陈晓鸿 申请人:中国移动通信集团广东有限公司