[发明专利]一种实时优化图像的监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像处理、摄影测量学和计算机视觉等领域，进一步是指通过对输入(指挥)监控厅的原始数字图像作各种预处理，改善图像的显示效果，以及通过检测跟踪目标，放大目标区域以凸显目标细节的系统及方法。

背景技术

(指挥)监控厅的一个重要作用是通过接收外部摄像设备的输入图像对厅外的事件进行观察和分析，以利于及时地做出判断和决策。因此，保证(指挥)监控厅输入和显示的图像质量的良好性是一个非常重要的问题。

很多情况下，从外部摄像设备得到的图像是不经过处理就直接传输到(指挥)监控厅输出显示的，如图1所示。在实际的应用过程中，由于光照、背景等成像条件的影响，实时拍摄的图像的质量往往很难得到保证，例如对比度太差、图像过亮或者过暗、目标较小等，这样便降低了(指挥)监控厅对目标的实时观察能力，不利于做出正确的判断和决策，影响了(指挥)监控厅工作效率。在某些情况下，一些系统也会对输入的图像先进行处理再输出，但目前这种处理方式一般是单一模式的，不能在任何时候都得到最优的图像效果，而且不能适应成像环境的变化。

例如，在靶场应用最广的跟踪测量设备——数字经纬仪，它能够实现对目标的实时观察和分析，但是它所得到的数字图像基本上是不经过处理就直接输入到监控厅显示的。受靶场成像条件的影响，这些图像的质量很多时候比较差，如模糊不清、对比度差、目标太小等，不利于对目标的实时观察和分析。又例如很多地方(如银行、学校等)都装有监控摄像机来加强安全保卫，但监控摄像机一般很难适应成像条件变化(如光照的变化)的影响，成像质量难以保证，不利于安全监控。

发明内容

本发明的目的是，针对现在输入(指挥)监控厅的图像质量难以保证的现状，提出一套改善输入图像质量、提高实时观察能力的监控系统和方法，使其能够基本保证(指挥)监控厅的输出图像效果是在当时条件下所能得到的最佳图像效果，同时能够放大目标、凸显目标细节，利于实时观察和分析。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种实时优化图像的监控系统，包括摄像装置、显示装置、预处理装置和控制器，其中摄像装置的信号输出端连接有预处理装置的信号输入端，预处理装置的信号输出端接入控制器输入端，控制器输出端最后接入显示装置的信号输入端。

相应的，本发明还提供一种实时优化图像的监控方法，其包括如下步骤：

1)采集监控区域的图像；

2)从采集的图像中抽取一幅进行多种预处理，得到多种处理效果图后与原图进行比较；

3)根据图像预处理效果选择其中一种模式或者选择多种模式组合成复合模式作为最优处理模式；

4)后续采集的图像均按照上述选定的最优处理模式进行预处理后再实时输出显示；

5)当检测到成像环境改变时，重复步骤2，重新选择最优处理模式后，继续监控。或是可人为的设定刷新时间，重复步骤2.

进一步的，当需要对目标区域进行放大显示时，步骤4中输出显示之前进行下述步骤：通过检测跟踪技术得到目标位置，然后将目标区域放大并将放大图像实时输出。

作为优选方案，在步骤2中，采集的图像较大时，先进行缩小处理后再进行预处理；

步骤4中，输出显示的图像可将全图像和目标放大图的切换显示，也可将二者叠加显示。

以下对本发明的工作过程及原理进行进一步说明：

1)运用摄像装置采集监控区域的图像，并将采集的图像导入处理装置；

2)进行图像多模式处理与多模式显示

该步骤以多种不同的图像处理方法对采集到的序列图像中的某一幅数字图像作多种基本处理，例如对比度增强、平滑、锐化、高光、直方图均衡化、伪彩色增强、亮度调整等等。输入的数字图像可以是彩色的，也可以是灰度的。对于比较大的数字图像，为了保证处理的速度，可将图像先缩小后再做各种预处理。

多种基本处理完成后，将输入图像原始图和经过各种处理后的效果图同时显示出来，以供选择。

3)选择图像处理模式

预处理结束后，根据图像处理效果的好坏对处理模式进行择优选取。

在要求全自动使用的场合，根据图像质量评价函数自动对每种预处理后的图像质量进行评价，并择优选择图像处理模式或者事先就约定好使用哪种处理模式。在允许人工干预的场合，可根据主观感觉来选择效果最好的处理模式。有的图像处理模式算法上受参数影响比较大，还可对该算法的参数进行人工调节，以使处理效果达到最好。