隨著計算機圖像處理技術的快速發(fā)展、信息化普及度加大，以及人們安防意識的提高，實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐步成為人們生活中不可或缺的一部分，已經(jīng)被廣泛應用在生產(chǎn)、交通、社會安全等方面。但是受惡劣天氣(霧、雨、風、光等)和監(jiān)控系統(tǒng)自身技術條件的限制，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)無法正常應用。因此，模糊圖像處理技術的研究和應用在安防領域具有很重要的意義。

模糊圖像產(chǎn)生的原因分析

系統(tǒng)自身因素

一個全模擬監(jiān)控系統(tǒng)中，從前端到后端由圖像采集、圖像傳輸、圖像存儲、圖像顯示等幾個環(huán)節(jié)構成。在每一個環(huán)節(jié)或都會產(chǎn)生視頻信息損失，也就是讓圖像質(zhì)量變差或變模糊。

鏡頭：影響進入攝像機的光通量和成像的精確性，會直接導致圖像模糊;攝像機感光元件Sensor：影響到光信號的采集和光電轉換效果，會直接導致圖像模糊;視頻傳輸電纜兩端的BNC接頭：因信號屏蔽的縫隙會造成信號損失，視頻傳輸電纜經(jīng)過長距離的傳輸，傳輸線纜的電阻、屏蔽、阻抗匹配等問題，都會引起信號的衰減，也會直接導致圖像質(zhì)量變差變模糊，監(jiān)視器圖像呈現(xiàn)端也會有一定的信號損失。

在一個全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，采用網(wǎng)絡傳輸，經(jīng)過數(shù)字化編碼的視頻信號的傳輸和存儲相對于模擬系統(tǒng)，可以更有效避免因信號衰減造成圖像損傷。但是，在鏡頭、圖像采集以及后端呈現(xiàn)時的圖像信號耗損仍然無法避免。另外，在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，又增加了視頻信號的A/D轉換、視頻編碼壓縮環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)仍會導致圖像信息的損失?，F(xiàn)有的視頻壓縮編碼算法都是有損壓縮，會直接導致視頻信息的丟失，影響視頻清晰度。

自然環(huán)境

除系統(tǒng)本身因素以外，自然環(huán)境對視頻圖像清晰度影響也非常大。若遇到刮風、下雨、下雪、大霧等自然天氣，都會導致圖像質(zhì)量急劇下降或模糊不清。除此以外，還有照度不足、背光、逆光、溫度過低或過高等，都會對圖像還原系統(tǒng)造成影響，影響到圖像清晰度。在光線不足的條件下，攝像機的Sensor成像會產(chǎn)生很多噪聲，這些噪聲會影響圖像清晰度，而且會使圖像編碼的碼流大幅增加。

人為環(huán)境

供電系統(tǒng)的電源不“干凈”，即竄入比較強的干擾信號，具體是指在50Hz的正弦波上疊加有干擾信號，如果電網(wǎng)中有大功率可控硅調(diào)頻調(diào)速裝置、可控硅整流裝置、可控硅交直流變換裝置等都會對電源產(chǎn)生污染。

電視監(jiān)控系統(tǒng)附近有很強的電磁干擾源或電磁輻射。電磁干擾源如電焊、無線電發(fā)射、大電機、大繼電器的干擾等，也會導致對視頻信號干擾。電磁干擾會導致圖像有間距相等的豎條或圖像呈規(guī)律性閃爍條紋等，從而導致圖像模糊。還有，就是人為破壞導致，比如被弄得難以識別的車牌等，致使攝像機無法攝取車牌號等。

模糊圖像處理技術的發(fā)展

從20世紀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備，模擬存儲設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是基于數(shù)字圖像進行處理的技術，所以在純模擬年代，其還沒有被引入到安防領域。

因模擬監(jiān)控系統(tǒng)固有的缺陷，隨著計算機技術的不斷發(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，圖像處理技術開始派上了用場，模糊圖像處理技術逐步被引入到安防領域。

隨著計算機與網(wǎng)絡技術的發(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，模糊圖像處理技術在安防領域便得到了廣泛的應用。

模糊圖像處理技術屬于圖像處理技術的一種，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，使達到預期的結果，因此也稱為計算機圖像處理技術。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用十分廣泛，包括航空航天、遙測技術、醫(yī)療器械、工業(yè)自動化檢測、安全識別等各大領域。每一個應用領域都有其特殊性要求，在安防監(jiān)控行業(yè)應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，公安機關往往需要通過監(jiān)控錄像來辨認嫌疑人、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、駕駛人等要求，模糊圖像在這種場合根本無法應用。

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。在安防領域，大多情況設備需要安裝在室外，設備需要經(jīng)受常年的風吹日曬。電子設備自身的老化的速度會比其他領域要相對快一些。攝像機、鏡頭、傳輸線路等設施的老化會導致圖像越來越模糊。

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。這就導致在視頻編碼環(huán)節(jié)產(chǎn)生更多的信息丟失，從而導致圖像模糊。