- 作品名称：
- 恶劣环境视频增强算法研究及硬件实现
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 小类：
- 信息技术
- 简介：
- 视频监控受环境影响较大，在烟、雾、水气、雨、雪、黑暗等环境会大大降低成像质量，导致使用者很难辨认关键物体而恶劣环境更易诱发事故。因此，视频优化产品的需求非常巨大。对此，我们提出了国际领先的视频图像增强算法，在保证处理效果的前提下，将处理速度提高为传统图片处理速度的100倍以上，并以此为基础研发视频图像增强产品，能够解决恶劣环境下视频成像的质量问题，具有效果好、速度快、成本低、易部署的特点
- 详细介绍：
- 原有的图像增强方法都是面向静态图像增强而设计的，应用到动态的视频图像时会出现处理速度慢、处理效果不佳等问题，难以实际应用。本项目提出的方法能够有效解决原有方法的不足，主要创新点有两点：（1）利用视频的时间冗余性和空间冗余性改进算法，将运动估计的原理和增强原理结合得非常紧密，使得处理速度最快可以达到50帧/秒（普通处理器），达到实时处理的能力。而传统算法最快的处理时间也要一帧几十秒，无法使用在视频处理上。（2）重点研究了面向视频特性的图像加速算法，将其整合到视频编解码器中，成为具有视频增强功能的新一代视频播放器。通过将算法整合到视频编解码器中，可以有效降低部署成本和器件的体积功耗，扩大了适用范围，尤其是能够适用对体积和功耗有苛刻要求的环境。目前本算法已经分别在PC、FPGA以及iPhone上实现，效果明显。以下为体现我们处理效果的一些图片：（其中FPGA及配套PCB板设计系统已达到批量生产的要求，可以在零下40度到零上70摄氏度的工业级环境下正常工作。iPhone上的实现已上传导苹果的应用程序商店供用户下载。）技术通过对视频信号进行均衡，边缘勾勒，增强，压缩等多种处理来增强视频图像；通过对去雾算法和黑暗增强算法互相移植，产生更好的增强效果并大大拓宽了算法的适用范围；将运动估计的原理和增强原理紧密结合，利用视频的时间冗余性和空间冗余性改进算法，减少计算复杂度，可以到达实时处理的需求。市场上现有视频增强器，基于传统的图像增强算法，采用多DSP实现。其体积和功耗庞大，成本高昂（接近1万元，基于本项目的类似硬件产品成本在100元左右）。本技术的图像增强效果好，除了黑夜增强、去雾的功能之外，还能处理高动态范围的低光图像（如开远光灯的车辆）。并且针对不同天气情况条件，自适应运用不同算法和参数提升视频图像质量，使清晰度大大提升。技术降低增强算法的复杂性，可以实现视频图像在PC、移动设备、嵌入式系统上的实时处理。将图像增强算法整合到视频编解码器中，合二为一，降低时间空间开销，在普通硬件平台上就可实现，降低成本，方便部署。
- 获奖情况：
- 1、在校内“挑战杯”中获得了特等奖。
2、本项目的创新成果得到国际学术界认可，相关论文发表在图像处理国际顶级会议SIGGRAPH 2010（poster）以及ICME 2011，并投稿IEEE相关期刊。
3、众多国内安防公司（如中国安防技术有限公司CSST“明景电子”、江苏亿通高科技股份有限公司、深圳市天和荣视频技术有限公司等）正在积极推动将该技术应用到自身的产品当中。
4、本项目于2011年4月通过中国科学院国家科学图书馆文献服务部查新。
5、获得省级“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
