摘 要

隨著科技的發(fā)展和時代的不斷進(jìn)步，視頻和圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)逐漸成熟起來，對人們的生活和工作起著重要的作用。視頻和圖像是現(xiàn)代生活中必備的元素，被廣泛的運(yùn)用在各個領(lǐng)域，在電影電視、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)檢查等方面具有至關(guān)重要的作用。但視頻和圖像處理技術(shù)屬于先進(jìn)的科技領(lǐng)域，其中涵蓋了較為先進(jìn)的技術(shù)和理論的應(yīng)用，再加上高新設(shè)備的使用等，給圖像和視頻處理帶來了一定的困難。所以要想提高處理技術(shù)的水平和質(zhì)量就需要加大對該技術(shù)的研究和探討。文章主要針對視頻和圖像處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展問題進(jìn)行研究和探討，并根據(jù)存在的問題提出合理化的建議。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，視頻和圖像處理技術(shù)在生活中應(yīng)用的范圍越來越廣，所以人們對新形勢下圖像和視頻處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展問題較為關(guān)注。數(shù)字視頻和數(shù)字圖像比傳統(tǒng)的圖像和視頻分辨率要高，處理方便，易于操作和整理。但在應(yīng)用視頻圖像處理技術(shù)時由于操作技術(shù)問題或者客觀因素等都會給視頻圖像處理技術(shù)的應(yīng)用帶來一些負(fù)面影響，降低了處理技術(shù)的水平和質(zhì)量。所以需要加大研究力度，提高處理技術(shù)水平。

視頻圖像處理技術(shù)的發(fā)展

視頻圖像處理過程中會涉及到對視頻圖像數(shù)據(jù)的獲取、傳輸、整理、顯示和回放等過程，其中這些過程共同形成了一個系統(tǒng)的整體周期，可以連續(xù)性的運(yùn)作。在視頻圖像處理技術(shù)范圍內(nèi)最主要的就是包括了視頻圖像的處理技術(shù)和圖像的壓縮技術(shù)等。

1.1 圖像壓縮技術(shù)

圖像壓縮技術(shù)是視頻圖像處理技術(shù)中最為重要的一個環(huán)節(jié)，需要高度重視，首先要明確圖像處理依靠的是圖像處理算法和處理的效果。圖像處理方式?jīng)Q定了圖像處理技術(shù)的質(zhì)量和水平，在一定程度上影響了整體的運(yùn)行效率。目前在圖像處理技術(shù)的應(yīng)用中主要采用的是JPEG、M-JPEG、MPEG4和H.264等技術(shù)類型，在這幾種類型中都包括了自身的性能和優(yōu)勢，所以需要根據(jù)處理器的性能和系統(tǒng)的性能指標(biāo)來確定選擇何種技術(shù)方式。

1）JPEG，該方式不適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸過程，因?yàn)槭窃?a target="_blank">DCT基礎(chǔ)上建立的，所以該壓縮算法當(dāng)壓縮比例在20：1的情況時圖像的質(zhì)量最佳，超出了范圍將導(dǎo)致質(zhì)量下降。在靜態(tài)的圖像處理上應(yīng)用較廣，對流媒體的處理很少參與。

2）M-JPEG，該技術(shù)可以將連續(xù)運(yùn)動的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止圖像使用，可以很好的采用各種分辨率和速率的圖像，應(yīng)用范圍較廣，但由于數(shù)據(jù)量較大，所以在處理上存在一定的局限性。在PC視頻監(jiān)控方面應(yīng)用的較廣。

3）MPEG4，該方式雖然不是一種具體的計(jì)算方式，但可以通過對象編碼和對不同數(shù)據(jù)編碼的識別來組成需要的音視頻，屬于一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，可是實(shí)現(xiàn)視覺要求和比特率較低的場合的運(yùn)用，節(jié)省了儲存的空間，但圖像較容易失真，但應(yīng)用范圍較廣，其中在高清的數(shù)字電視、數(shù)字廣播電視、交互式的存儲媒體和有線電視領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

4）H.264，該技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)IP報(bào)的編碼處理，通常來說由網(wǎng)絡(luò)層和視頻編碼層來構(gòu)成，在網(wǎng)絡(luò)處理方面適應(yīng)性較強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量圖像的壓縮等。

1.2 視頻圖像處理技術(shù)

雖然現(xiàn)在的視頻圖像處理技術(shù)已經(jīng)有了很大的改善和發(fā)展，但在后期的處理技術(shù)中對獲得質(zhì)量較差的圖像難以改變其質(zhì)量。在很多情況下，視頻的獲取設(shè)備（攝像機(jī)、照相機(jī)、攝像頭等）分辨率較低，采集的圖像并不清晰，所以在處理上就很難彌補(bǔ)這一缺陷?，F(xiàn)在索尼公司生產(chǎn)的HDR-SRl2E/SRllE攝像機(jī)，其中包括了CMOS影像傳感器在的應(yīng)用，能夠在排列傳統(tǒng)像素基礎(chǔ)上選裝45度，可以得到質(zhì)量較好的圖像。而松下公司生產(chǎn)的HDC-HS9GK攝像機(jī)中采用了三個獨(dú)立式的CCD傳感器，能夠很好的處理射光中的不同色彩，其中包括了紅、綠、藍(lán)等顏色的成分。

1.3 數(shù)字圖像寬度動態(tài)的算法

數(shù)字圖像處理中寬動態(tài)范圍是一個基本特征，在圖像和視覺恢復(fù)中占據(jù)了重要的位置，關(guān)系著最終圖像質(zhì)量的壓縮效率和壓縮質(zhì)量。其動態(tài)的范圍主要受保護(hù)信號量和平均噪聲比值來決定的，其中動態(tài)范圍可以從光能的角度來定義。

式中：α-數(shù)字圖像的動態(tài)范圍；Imax-傳感器線性檢測到的入射光強(qiáng)的最大值；Imin-傳感器線性檢測到的入射光強(qiáng)的最小值；Emax-圖像傳感像素上的光照度最大值；Enin-圖像傳感像素上的光照度最小值。

數(shù)字的信號處理會受到曝光量中曝光效果、光照度和強(qiáng)度的影響和作用。動態(tài)范圍跟圖案的深度息息相關(guān)，如果圖像動態(tài)范圍寬，則在圖像處理時亮度變化較為明顯，但如果動態(tài)范圍較窄，在亮度轉(zhuǎn)化時，亮暗程度的變化并不明顯。目前圖像的寬動態(tài)范圍在視頻監(jiān)控、醫(yī)療影像等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

1.4 物理方法

采用半導(dǎo)體部件來提高CCD/CMOS圖像的傳感器的感光度，可以在電流的飽和度增加和較小背景噪音中發(fā)揮作用；同時還可以在視頻傳感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，例如在系統(tǒng)中設(shè)置一個液晶的控制單元，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)光的自動反饋和處理。

數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

1）視頻圖像處理技術(shù)在體育運(yùn)動項(xiàng)目中具有很高的作用，例如在奧運(yùn)會的自由泳項(xiàng)目中采用視頻圖形處理技術(shù)，利用攝像設(shè)備將運(yùn)動員的游泳動作錄制下來，從各個角度來分析運(yùn)動員的動作和姿態(tài)，看是否犯規(guī)等。并用圖形和視頻處理軟件來分析出運(yùn)動員創(chuàng)造成績的好壞等。

2）視頻圖像處理技術(shù)在視頻監(jiān)控中具有很好的效果，例如在交通視頻、銀行視頻、倉庫視頻監(jiān)控中發(fā)揮著重要作用，一旦出現(xiàn)事故等，監(jiān)管人員可以利用監(jiān)控的圖像進(jìn)行分析和處理，得到想要的數(shù)據(jù)。

3）在航空航天設(shè)備上安裝圖形視頻收錄設(shè)備，時刻把握航空設(shè)備的動態(tài)情況，利用圖像和視頻處理軟件來分析收錄設(shè)備的獲得的信息，然后經(jīng)過分析和整理，得到需要探查的氣象、地理環(huán)境、資源等要素。

視頻圖像是現(xiàn)代生活中必備的元素，被廣泛的運(yùn)用在各個領(lǐng)域，在電影電視、視頻監(jiān)控、醫(yī)學(xué)檢查等方面具有至關(guān)在重要的作用。但視頻和圖像處理技術(shù)屬于先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，其中涵蓋了較為先進(jìn)的技術(shù)和理論應(yīng)用，再加上設(shè)備的使用等，給圖像和視頻處理帶來了一定的困難。所以要想提高處理技術(shù)的水平和質(zhì)量就需要加大對該技術(shù)的研究。