标清跨越高清 图像处理技术的演进之路

　　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。

　　从标清到高清，影响图像处理技术的关键因素

　　一个新生事物的发展，伴随着诸多阻碍。关于高清监控规模化应用的瓶颈，记者在今年7月份海康威视深圳高清产品交流会上了解到，主要有5点：1、高性能的编解码方案；2、更为实用的图像传感器；3、强大的智能分析技术和模块迁移；4、IPV6协议以及新一代的网络通信解决方案；5、日益增长的用户需认知和需求。从标清到高清监控，首要解决的是技术问题。从高清视频监控图像处理技术本身的特点和以上5点中可以归纳出，影响高清监控图像处理技术的关键因素有两点，一是DSP处理芯片，其二是智能视频分析技术，下面逐一介绍。

　　DSP

　　目前，中国安防市场上流行的数字图像处理芯片主要有DSP和ASIC两类，其中DSP均为通用媒体处理器，即以DSP为核心并集成视频单元和丰富的外围接口，DSP通过软件编程来实现视频编解码且能扩展特色化功能。ASIC是专用视频编码器，它会集成一些外围接口，通过硬件实现视频编解码，所开发出的产品功能较为单一且具有同质性。ASIC设计不象DSP平台那样容易规划，虽然厂商不少，但产品难以统一规划，而且缺少连续性。也许在某个阶段某个厂商能够推出一款叫得响的产品，但能够持续应用的时间往往有限。通用的DSP平台则不然，它不仅继续全面支持数字视频编解码的实现，而且将推进更多数字高清视频监控中的增值应用，如智能图像识别和实时视频分析，以及车牌识别、人脸识别、行为分析等，未来最有益于视频安防创新的还是DSP芯片，其中具有单片系统（SOC）类别的DSP将大显身手。

　　高清监控，图像品质是最基本也是最重要的要求，监控场景千差万别，这就要求监控摄像机能适应各种场景的复杂光线，获得出色的图像品质。摄像机图像质量的高低，很大程度上依赖DSP的后期处理。在摄像机应用中，经过光学成像芯片产生的信号不可避免产生有很多缺陷，如图像细节信号弱、亮度不均匀、彩色不自然等，必须经过DSP信号处理器对信号进行放大和校正；同时，在影像光学信号转换为电子信号时，需要进行信号处理，以便获得高清的影像质量，降低各种干扰和杂声等。以白平衡、自动曝光、自动聚焦、防抖动等为代表的几个技术是DSP高清图像信号处理技术的几个方面，很多国内高清摄像机厂家就是以这几种技术来自主研发高清产品，比如，海康威视、中瀛鑫、波粒科技等。既然高清图像处理技术与DSP有莫大的联系，那么，在高清监控中需要选择什么样的DSP呢？一般来说，选择高清监控选择DSP芯片时应考虑如下因素：

　　（1）DSP芯片的运算速度

　　DSP芯片的运算速度是高清监控一个最重要的性能指标，也是选择DSP芯片时所要考虑的一个主要因素。DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量。

　　指令周期：即执行一条指令的所需的时间，通常以ns（纳秒）为单位。如果DSP芯片平均在一个周期内可以完成一条指令，则该周期等于DSP主频的倒数。目前市面上的TI和ADI开发的DSP芯片都可以在一个指令周期内完成一次乘法和一次加法操作；

　　程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；

　　片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；

　　具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；

　　快速的中断处理和硬件I/O支持；

　　可以并行执行多个操作；

　　具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；

　　支持流水线操作，使取指，译码和执行等操作可以重叠执行。

　　（2）DSP芯片的开发工具

　　快捷，方便的开发工具和完善的软件支持是开发大型，复杂DSP应用系统的必备条件。如果没有开发工具的支持，要想开发一个复杂的高清监控DSP系统几乎是不可能的。所以，在选择DSP芯片的同时必须注意其开发工具的支持情况，包括软件和硬件的开发工具等。近几年来，各大DSP供应商已经重视并努力解决这一问题。如TI公司推出的Code Composer Studio集成开发环境，eXpressDSP实时软件技术，DSP/BIOS和TM′dDSP算法标准为用户快速开始实时，高效的应用系统提供了帮助。

　　（3）DSP芯片的价格

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