隨著寒潮來襲，受惡劣天氣(霧、雨、風(fēng)、光等)和監(jiān)控系統(tǒng)自身技術(shù)條件的限制，視頻圖像往往達不到理想的效果。圖質(zhì)出現(xiàn)退化或模糊不清，進而導(dǎo)致對識別、取證、事件分析等操作造成困難，使系統(tǒng)無法正常應(yīng)用。因此，模糊圖像處理技術(shù)的研究和應(yīng)用在安防領(lǐng)域具有很重要的意義，對于監(jiān)控應(yīng)用行業(yè)來說，模糊圖像處理在行業(yè)應(yīng)用中有著特殊的意義。

模糊圖像處理技術(shù)的發(fā)展

從20世紀(jì)90年代以來，安防行業(yè)經(jīng)歷了一個飛速發(fā)展的時期。隨著安防監(jiān)控系統(tǒng)從全模擬到全數(shù)字的發(fā)展，人們對圖像質(zhì)量要求越來越高，圖像分辨率也經(jīng)歷了從CIF到標(biāo)清再到高清的變遷。

早期傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬信號傳輸方式，稱為第一代全模擬監(jiān)控時代，那時的視頻文件通過磁帶錄像機進行錄制和保存。因為視頻圖像的存儲都是采用模擬設(shè)備，模擬存儲設(shè)備隨著使用時間的延長，圖像會有一定的信息損失。但是模糊圖像處理技術(shù)是基于數(shù)字圖像進行處理的技術(shù)，所以在純模擬年代，其還沒有被引入到安防領(lǐng)域。

因模擬監(jiān)控系統(tǒng)固有的缺陷，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字存儲方式逐漸取代了模擬磁帶存儲。隨之進入了第二代準(zhǔn)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，以數(shù)字硬盤錄像DVR為主，替代了模擬錄像機，跨出數(shù)字監(jiān)控的第一步。在視頻圖像數(shù)字化以后，圖像處理技術(shù)開始派上了用場，模糊圖像處理技術(shù)逐步被引入到安防領(lǐng)域。

隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前視頻監(jiān)控已經(jīng)發(fā)展到了基于IP網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字監(jiān)控時代，這樣就進入了第三代全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控時代。這個時代的代表產(chǎn)品以IPC、NVR為主。視頻圖像數(shù)字化以后，模糊圖像處理技術(shù)在安防領(lǐng)域便得到了廣泛的應(yīng)用。

模糊圖像處理技術(shù)屬于圖像處理技術(shù)的一種，其利用計算機，對圖像信息中的數(shù)字信號進行運算或處理，以期提高圖像的質(zhì)量，使達到預(yù)期的結(jié)果，因此也稱為計算機圖像處理技術(shù)。如對被噪聲污染的圖像除去噪聲、對信息微弱的圖像進行增強處理、對失真的圖像進行幾何校正等。近年，隨著人們安全防范意識越來越高和社會對安保需求的越來越強烈，監(jiān)控圖像處理技術(shù)也將在這樣的市場需求和規(guī)律中不斷演進，并發(fā)揮出越來越明顯的作用。

安防行業(yè)的特殊要求

計算機圖像處理是將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理。由于計算機的處理速度極快，且數(shù)字信號具有失真小、易保存、易傳輸、抗干擾能力強等特點，因而計算機圖像處理的應(yīng)用十分廣泛，包括航空航天、遙測技術(shù)、醫(yī)療器械、工業(yè)自動化檢測、安全識別等各大領(lǐng)域。每一個應(yīng)用領(lǐng)域都有其特殊性要求，在安防監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用也有其固有的特殊性：

1、對圖像清晰度要求較高。在治安監(jiān)控現(xiàn)場，公安機關(guān)往往需要通過監(jiān)控錄像來辨認(rèn)嫌疑人、證據(jù)等，一般清晰度不高的視頻都達不到這種要求。在交通監(jiān)控現(xiàn)場，交警需要通過監(jiān)控圖像來識別車牌、違章行為、駕駛?cè)说纫?，模糊圖像在這種場合根本無法應(yīng)用。

2、不同行業(yè)的監(jiān)控，對圖像要求具有差異性。比如醫(yī)療監(jiān)控，對圖像的色彩還原性要求比較高。智能交通監(jiān)控，對攝像機夜間照度和抓拍速度要求比較高，要求能清晰辨別車牌。在無人值守監(jiān)控，需要設(shè)備在無人監(jiān)管的條件下能長期穩(wěn)定工作。

3、戶外安裝，無人看守。在安防領(lǐng)域，大多情況設(shè)備需要安裝在室外，設(shè)備需要經(jīng)受常年的風(fēng)吹日曬。電子設(shè)備自身的老化的速度會比其他領(lǐng)域要相對快一些。攝像機、鏡頭、傳輸線路等設(shè)施的老化會導(dǎo)致圖像越來越模糊。

4、海量視頻路數(shù)的要求。在大型平安城市監(jiān)控項目中，視頻路數(shù)會達到上萬路，甚至更多。所以在視頻監(jiān)控領(lǐng)域都期望視頻編碼的碼率壓縮比達到最高，從而降低對帶寬和存儲容量的要求。這就導(dǎo)致在視頻編碼環(huán)節(jié)產(chǎn)生更多的信息丟失，從而導(dǎo)致圖像模糊。

安防領(lǐng)域的這些特殊應(yīng)用要求都會導(dǎo)致圖像清晰度的下降，反過來又對圖像清晰度有很高的要求，勢必會導(dǎo)致模糊圖像處理技術(shù)在這里有廣闊的應(yīng)用前景。

模糊圖像處理技術(shù)的局限性

目前受硬件技術(shù)水平、傳輸帶寬以及應(yīng)用環(huán)境等因素影響，圖像模糊問題還無法得到徹底解決。

圖像從采集、傳輸、存儲到顯示，任何一個環(huán)節(jié)對圖像質(zhì)量都很關(guān)鍵，任何一個步驟出問題都會影響圖像質(zhì)量，而且這種影響是不可逆的。所以說，徹底解決圖像模糊問題，需要一個全方位的技術(shù)更新。比如，在當(dāng)前的數(shù)字圖像技術(shù)的背景下，編碼技術(shù)是影響圖像質(zhì)量的瓶頸之一，如果出現(xiàn)一種壓縮比高、圖像損失小的編碼算法，當(dāng)然會一定程度解決因為壓縮導(dǎo)致的圖像模糊問題，不過要實現(xiàn)這種算法效果，通常需要更高的運算代價，所以還需要硬件技術(shù)的更新來滿足這樣的算法。

類似超分辨重構(gòu)的模糊圖像處理技術(shù)，由于其算法的復(fù)雜性，目前的常規(guī)設(shè)備還很難做到實時處理高清圖像，所以算法的效率仍是目前模糊圖像處理不足的原因之一，這就需要從算法和硬件兩方面入手，提高算法效率，同時也需要提升硬件性能。

另外，目前各種針對模糊圖像處理的算法，都是基于某種特定場景應(yīng)用而產(chǎn)生的解決方法，各種算法存在的局部性和局限性都造成了算法應(yīng)用的障礙。所以在未來的很多年，關(guān)于圖像處理的算法和模型也還有很長的路要走。

發(fā)展趨勢及展望

廣義上說，獲取不到足夠信息的圖像都可以叫做模糊圖像，所以圖像模糊問題會隨著人們需求的提升而有新的表現(xiàn)。比如目前的監(jiān)控領(lǐng)域也許只需要一幅有一定分辨率的圖像能滿足人臉識別的需求即可，隨著社會的發(fā)展也許我們需要通過一段視頻來分析某人的嘴部動作，從而分析他在說什么，這樣的話會需要更高分辨率更清晰的圖像。這將是一個永恒不變的追求方向，所以模糊圖像處理的問題將會被一直研究下去。

視頻監(jiān)控作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，最終將會朝著智能化的方向發(fā)展，圖像模糊的自動分析即成為系統(tǒng)自檢應(yīng)用的技術(shù)之一，通過智能分析，系統(tǒng)將會自動識別圖像的幾何形狀、色彩、噪聲、模糊、融合，以及超分辨等圖像效果進行自動分析和處理。隨著模糊圖像處理技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，模糊圖像處理技術(shù)和智能分析的完美結(jié)合必然成為發(fā)展趨勢。