[發明專利]一種基于FPGA的視頻圖像增強方法和裝置

有效

• 申請號: 201310686574.4
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103618888A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 黃科杰;張羽;楊澤鈺
• 申請（專利權）人: 深圳市創維群欣安防科技有限公司
• 主分類號: H04N9/64
• 分類號: H04N9/64;H04N9/73
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種基于FPGA的視頻圖像增強方法，其特征在于，包括：

在現場可編程門陣列FPGA平臺上，輸入視頻流，對所述視頻流進行串并變換，生成奇像素視頻流和偶像素視頻流；

統計所述奇像素視頻流的第一幀圖像的各個灰度值的像素數，生成所述第一幀圖像的直方圖；

對所述第一幀圖像的直方圖進行增強處理得到所述第一幀圖像的映射函數；

根據相鄰幀圖像的相似性，用所述第一幀圖像的映射函數處理得到第二幀圖像的映射函數，以此類推，用上一幀圖像的映射函數處理得到當前幀圖像的映射函數，生成奇像素圖像增強視頻流；

復制所述奇像素視頻流的所有幀圖像的映射函數，用復制的所述映射函數處理所述偶像素視頻流，得到偶像素圖像增強視頻流，將所述奇像素圖像增強視頻流與所述偶像素圖像增強視頻流進行并串變換，輸出圖像增強視頻流。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述第一幀圖像的直方圖進行增強處理得到所述第一幀圖像的映射函數包括：

對所述第一幀圖像的直方圖超出限幅閾值的像素數進行裁剪，將所述超出限幅閾值的像素數平均分配給裁剪后的所述第一幀圖像的直方圖，得到所述第一幀圖像的映射函數。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述第一幀圖像的直方圖進行增強處理得到所述第一幀圖像的映射函數包括：

量化所述第一幀圖像的直方圖，生成第一映射函數T_k；

記所述第一映射函數T_k中像素數大于拉伸閾值的最小灰度值為M，對所述第一映射函數T_k進行拉伸得到所述第一幀圖像的映射函數其中，L為灰度級數，k=0,1,…,L-1。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述統計所述奇像素視頻流的第一幀圖像的各個灰度值的像素數，生成所述第一幀圖像的直方圖具體為：

統計所述奇像素視頻流的第一幀圖像的紅、綠、藍三個通道的各個灰度值的像素數；

將所述三個通道的各個灰度值的像素數的累加，生成所述第一幀圖像的直方圖。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在現場可編程門陣列FPGA平臺上，輸入視頻流，對所述視頻流進行串并變換，生成奇像素視頻流和偶像素視頻流具體為：

在現場可編程門陣列FPGA平臺上，實時輸入視頻流，對所述實時輸入的視頻流進行串并變換，生成奇像素視頻流和偶像素視頻流。

6.一種基于FPGA的視頻圖像增強裝置，其特征在于，包括：

串并變換模塊，用于在現場可編程門陣列FPGA平臺上，輸入視頻流，對所述視頻流進行串并變換，生成奇像素視頻流和偶像素視頻流；

直方圖統計模塊，用于統計所述奇像素視頻流的第一幀圖像的各個灰度值的像素數，生成所述第一幀圖像的直方圖；

映射函數生成模塊，用于對所述第一幀圖像的直方圖進行增強處理得到所述第一幀圖像的映射函數；

奇像素圖像增強視頻流生成模塊，用于根據相鄰幀圖像的相似性，用所述第一幀圖像的映射函數處理得到第二幀圖像的映射函數，以此類推，用上一幀圖像的映射函數處理得到當前幀圖像的映射函數，生成奇像素圖像增強視頻流；

圖像增強視頻流輸出模塊，用于復制所述奇像素視頻流的所有幀圖像的映射函數，用復制的所述映射函數處理所述偶像素視頻流，得到偶像素圖像增強視頻流，將所述奇像素圖像增強視頻流與所述偶像素圖像增強視頻流進行并串變換，輸出圖像增強視頻流。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述映射函數生成模塊包括：

限幅裁剪子模塊，用于對所述第一幀圖像的直方圖超出限幅閾值的像素數進行裁剪，將所述超出限幅閾值的像素數平均分配給裁剪后的所述第一幀圖像的直方圖，得到所述第一幀圖像的映射函數。

8.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述映射函數生成模塊包括：

量化子模塊，用于量化所述第一幀圖像的直方圖，生成第一映射函數T_k；

映射函數拉伸子模塊，用于記所述第一映射函數T_k中像素數大于拉伸閾值的最小灰度值為M，對所述第一映射函數T_k進行拉伸得到所述第一幀圖像的映射函數其中，L為灰度級數，k=0,1,…,L-1。