對(duì)動(dòng)態(tài)模糊及低像素視頻的人像面貌處理

1、2010年第3期廣東公安科技總第100期對(duì)動(dòng)態(tài)模糊及低像素視頻的人像面貌處理肖凱可馬颯璋(廣州市公安局海珠分局刑警大隊(duì)，廣東廣州510220)摘要模糊圖像現(xiàn)階段處理應(yīng)用在刑事影像技術(shù)中具有重要性和廣泛性。作為模擬畫像技術(shù)人員，我們對(duì)工作中常見的動(dòng)態(tài)模糊和低像素模糊及其他模糊圖像的人像處理方法進(jìn)行分析總結(jié)，探索這門人像面貌處理工作遇到的新的功課。關(guān)鍵詞動(dòng)態(tài)模糊影像低像素模糊影像圖像處理模擬畫像模糊圖像處理現(xiàn)階段應(yīng)用在刑事影像技術(shù)中具有重要

2、性和廣泛性。隨著社區(qū)治安視頻監(jiān)控的安裝完善，及基于現(xiàn)階段設(shè)備條件的制約，模糊圖像處理對(duì)案件的偵破愈發(fā)重要，即便是圖像中還原的一個(gè)細(xì)節(jié)，都可能給案件偵查帶來(lái)峰回路轉(zhuǎn)之契機(jī)。模糊圖像處理技術(shù)廣泛應(yīng)用在刑事案件的各種場(chǎng)合，如對(duì)犯罪嫌疑人的面貌還原，對(duì)嫌疑車輛車牌的還原處理等等。這里主要討論對(duì)人像面貌的模糊圖像還原。事實(shí)證明，模糊圖像處理對(duì)于案件偵破起著越來(lái)越重要的作用，是現(xiàn)階段影像技術(shù)的必修的一門功課。模糊圖像在監(jiān)控錄像及靜態(tài)圖像中主要體現(xiàn)為

3、以下幾種狀況：對(duì)象在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的圖像模糊，由于物體與成像系統(tǒng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使圖像產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)模糊是最常見的圖像降質(zhì)原因之一，運(yùn)動(dòng)模糊降質(zhì)有兩個(gè)重要的參數(shù)：模糊方向和模糊尺度；其次是視頻壓縮過(guò)大導(dǎo)致像素太低無(wú)法分辨細(xì)節(jié)的低像素圖像；還有現(xiàn)場(chǎng)光線過(guò)暗造成的影像層次偏深無(wú)法辨認(rèn)的影像，及其他如人為通過(guò)軟件編輯處理，人為涂改等模糊形態(tài)。前三種圖像模糊是現(xiàn)階段設(shè)備和視頻編碼軟件相對(duì)落后所形成的，同時(shí)也是工作中所面對(duì)的最常見的狀態(tài)。硬件是制約影像清

4、晰的最大障礙，光學(xué)系統(tǒng)不夠先進(jìn)，焦距短，成像差，鏡頭的自動(dòng)聚焦性能較差；過(guò)小的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和較差的數(shù)據(jù)處理能力導(dǎo)致圖像壓縮大，畫面不能呈現(xiàn)局部，往往圖像一經(jīng)放大幾乎模糊一片，無(wú)細(xì)節(jié)可言；還有軟件的壓縮編碼格式不一，壓縮方法不科學(xué)也是造成影像模糊的一個(gè)原因。作為模擬畫像技術(shù)人員，下面我就工作中常見的動(dòng)態(tài)模糊和低像素模糊及其他模糊圖像的人像處理方法談一下自己的經(jīng)驗(yàn)。一、對(duì)視頻或靜態(tài)圖像的畸形做出經(jīng)驗(yàn)判斷，盡最大可能還原影像客觀狀況。由于光線

5、、透視變型、鏡頭畸變等原因，最終呈現(xiàn)在我們眼前的影像可能與客觀事物有較大的差距，這就需要我們?cè)诠ぷ髦腥シe累經(jīng)驗(yàn)，以科學(xué)理論為基礎(chǔ)，讓影像盡可能地還原客體的真實(shí)面貌和形態(tài)。圖一圖一為監(jiān)控錄像截圖與案犯照片的比對(duì)，通過(guò)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，由于案犯離銀行柜員機(jī)很近，造成透視變型和廣角鏡頭畸變，相對(duì)案犯本人而言鼻部顯得較大、其他部位相對(duì)顯小。當(dāng)然這種程度還不影響到辨認(rèn)，但我們要做到心中有數(shù)，才能對(duì)更深程度的對(duì)辨認(rèn)有影響的變型做出判斷和加工處理。另外比較常

6、見的還有由于鏡頭的畸變和客體運(yùn)動(dòng)過(guò)快導(dǎo)33肖凱可等：對(duì)動(dòng)態(tài)模糊及低像素視頻的人像面貌處理2010(3)致其身材的變化，原本胖身材顯得較瘦，圖像拉升導(dǎo)致瘦顯胖等。二、通過(guò)科學(xué)的軟件對(duì)模糊圖像進(jìn)行插值、合幀改變圖像層次曲線等處理；首先需要對(duì)原始視頻進(jìn)行采幀分析，得到有用的靜態(tài)圖像再做下一步處理。對(duì)于低分辨率模糊圖像，在不影像分辨的前提下，盡量使用無(wú)損放大軟件，如phtozoom，該軟件使用了s—SPLINE技術(shù)，比較先進(jìn)的算法能保證圖像放大

7、又對(duì)圖像的質(zhì)量損失到最小。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)比專業(yè)圖像軟件photoshop效果稍好。圖二是兩張軟件處理結(jié)果的比對(duì)：(保持最高質(zhì)量設(shè)置，jpg格式，左photozoom，右photoshop)。最后通過(guò)專業(yè)圖像軟件對(duì)圖像的明暗度層次曲線和銳度進(jìn)行調(diào)整，以求圖像主體的清晰、明了。圖二解決工作中最為常見的因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)造成的單幀圖像模糊的方法，主要采用合幀疊幀處理法，當(dāng)前市面上有很多此類軟件，如“影博士”等，在進(jìn)行視頻模糊圖像處理中就是提取不同運(yùn)

8、動(dòng)幀幅的有用信息，通過(guò)軟件進(jìn)行畫面重疊，拼合，從而得出一個(gè)完整的有用的圖像。應(yīng)用這個(gè)方法，可以合成不同圖像幀中的清晰部分，前提是諸多單幀圖像必須具有集合完整客體所需的信息。三、通過(guò)工作經(jīng)驗(yàn)(造型原理、表現(xiàn)技法)進(jìn)行畫像處理。當(dāng)模糊圖像通過(guò)處理仍然細(xì)節(jié)損失嚴(yán)重，或則變形太大，無(wú)法正常辨認(rèn)，就需要對(duì)圖像進(jìn)行進(jìn)一步主觀加工：模擬畫像，這項(xiàng)工作是基于技術(shù)人員具有豐富的繪畫造型基礎(chǔ)，較強(qiáng)的影像處理經(jīng)驗(yàn)而開展的。造型是人一種特有的能力，繪畫造34型

9、是造型的高級(jí)形式，是一種模擬自然的造型方式，是經(jīng)過(guò)一定訓(xùn)練而成的，形體是所有客觀事物的特征，技術(shù)員先對(duì)圖像的變形或細(xì)節(jié)信息缺乏進(jìn)行判斷，運(yùn)用形體存在的特征及規(guī)律對(duì)模糊圖像中人像的無(wú)法呈現(xiàn)部分進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)性的彌補(bǔ)處理，比如說(shuō)側(cè)面人像的正面還原，通過(guò)觀察動(dòng)態(tài)影像感受對(duì)象人物的各種特征，從而做出人像還原等。繪畫技法終歸是一種藝術(shù)手法，能給人不同的客觀感受，所以工作中應(yīng)注意運(yùn)用不同的技法對(duì)對(duì)象進(jìn)行特征強(qiáng)調(diào)，賦予處理結(jié)果強(qiáng)烈的特征感。這也是模擬畫像中

10、常用的方法。比如素描中的粗獷用筆善于描述結(jié)實(shí)人像，清新通透的畫面可以表達(dá)人物之清秀，娟美等。抓住這些技法對(duì)主體的描述力和感染力，往往事半功倍。在工作之中難免會(huì)發(fā)現(xiàn)對(duì)模糊圖像還原存在之誤區(qū)：一、迷信完全還原，過(guò)分夸大還原的準(zhǔn)確度。有人誤認(rèn)為科技已經(jīng)發(fā)達(dá)到好萊塢科幻大片中某些情節(jié)的水平，任何圖像都可以無(wú)止境地放大，模糊圖像可以魔幻般地變清晰。這可能還只能停留在理想之中。至少它忽略了光學(xué)或數(shù)碼成像等理論的一些基本原理，比如脫焦成像的圖像，不可

11、能還原成清晰聚焦的(當(dāng)然如果全息攝影術(shù)發(fā)展到一定程度那就另當(dāng)別論)。還是得尊重客觀事實(shí)，存在就是存在，沒有的也最好不要變成有的，往往一些分辨率過(guò)低，壓縮過(guò)大，基本上無(wú)可用信息的影像，確實(shí)是無(wú)能為力的，尤其是在還原人像這一方面。對(duì)于這些影像，盡可能地發(fā)現(xiàn)其他可利用的信息，比如人物動(dòng)作，穿著等。還有經(jīng)模擬畫像處理的，也不能當(dāng)成百分之百相似度使用，畫像畢竟是一個(gè)經(jīng)人為主觀處理了的東西，受干擾的因素較多，只能是一個(gè)概率。二、對(duì)于模擬畫像處理的結(jié)