[發(fā)明專利]一種移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711240155.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN107895355B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王思俊;劉琰;瞿關(guān)明;白云飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津天地基業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T7/11;G06T7/194;G06T7/215;G06T7/246
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 張瑩

本發(fā)明提供一種移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)及其方法，本系統(tǒng)由像素信息分割模塊、像素信息特征提取模塊、像素特征幀級(jí)緩存模塊、特征匹配與輸出模塊和曲線生成與映射模塊組成。本方法利用時(shí)域中相鄰時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)幀圖像信息的相關(guān)性，對(duì)空域圖像的亮度分量進(jìn)行分割和運(yùn)動(dòng)特征提取，再對(duì)一段時(shí)間內(nèi)提取的特征進(jìn)行幀間匹配與比較，進(jìn)而把圖像分為運(yùn)動(dòng)物體和背景兩部分，根據(jù)場(chǎng)景應(yīng)用需求，對(duì)兩部分分別賦予不同權(quán)重，統(tǒng)計(jì)圖出像對(duì)比度分配信息，再經(jīng)過對(duì)比度分析和映射曲線生成模塊，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同場(chǎng)景和應(yīng)用實(shí)時(shí)自適應(yīng)地拉伸和壓縮圖像對(duì)比度，從而提升圖像效果的目的，滿足當(dāng)前圖像采集設(shè)備對(duì)于高幀率、高清晰度、高實(shí)時(shí)性日益增長的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

目前行業(yè)中對(duì)于圖像對(duì)比度增強(qiáng)的主要方法為固定曲線映射法或單幀圖像生成映射曲線的方法，上述固定曲線映射法對(duì)于圖像不同場(chǎng)景的適應(yīng)性有明顯缺陷，容易造成有效信息被壓縮的情況，而上述的單幀圖像生成映射曲線的方法，由于缺乏對(duì)目標(biāo)物體和背景的區(qū)分，往往容易把增強(qiáng)目標(biāo)放在背景上，難以做到合理且有選擇的圖像增強(qiáng)。因此，研發(fā)一種基于FPGA平臺(tái)的移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)及其方法是個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)及其方法，本方法能夠應(yīng)用在不同場(chǎng)景，不同應(yīng)用中來對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)特征提取和分割，從而做到有效的增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)物體和周邊場(chǎng)景，使運(yùn)動(dòng)物體圖像效果達(dá)到最優(yōu)的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于FPGA平臺(tái)的移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)系統(tǒng)，包括像素信息分割模塊、像素信息特征提取模塊、像素特征幀級(jí)緩存模塊、特征匹配與輸出模塊、曲線生成與映射模塊。

進(jìn)一步的，所述像素信息分割模塊根據(jù)不同需求對(duì)圖像進(jìn)行分割并記錄加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)與分割面積成正比；所述像素信息特征提取模塊根據(jù)每個(gè)圖像分割區(qū)域的灰度信息和面積信息，算出等效亮度值，并構(gòu)建掩模內(nèi)核，對(duì)不同模塊圖像進(jìn)行二值化和腐蝕，去除噪聲干擾，再通過不同方向的卷積操作求取圖像上各物體的邊界值，把運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行降維度操作；所述像素特征幀級(jí)緩存模塊對(duì)外部設(shè)定間隔的每一幀圖像的分割塊灰度及邊界信息進(jìn)行記錄和緩存；所述特征匹配與輸出模塊利用緩存的各幀圖像特征值，根據(jù)不同分割塊進(jìn)行時(shí)域匹配，根據(jù)信息變化規(guī)律確定圖像各部分的類型是運(yùn)動(dòng)物體還是背景信息，并將結(jié)果緩存；所述曲線生成與映射模塊根據(jù)緩存的圖像運(yùn)動(dòng)特征匹配結(jié)果，判斷對(duì)比度壓縮和拉伸的灰度區(qū)間和拉伸強(qiáng)度，生成映射曲線，并將映射結(jié)果輸出。

進(jìn)一步的，一種基于FPGA平臺(tái)的移動(dòng)偵測(cè)和圖像對(duì)比度自適應(yīng)增強(qiáng)方法，具體過程如下：

假設(shè)源圖像F及其前后間隔n幀的圖像分別為F、F_-n和F_+n(n可根據(jù)場(chǎng)景應(yīng)用需求設(shè)置，一般監(jiān)控或交通應(yīng)用推薦n＝幀率，即每秒取1幀)，采用流水線操作，以圖像F為例；

1、對(duì)輸入的視頻流進(jìn)行像素信息分割：圖像分割為M*N塊，放入RAM進(jìn)行緩存，每塊加權(quán)系數(shù)T_(m,n)是相等的；

2、進(jìn)行像素信息特征提取：每個(gè)圖像塊求出灰度均值，進(jìn)行二值化后得出像塊的二值化圖像，再通過腐蝕算子對(duì)二值化圖進(jìn)行卷積，每點(diǎn)卷積的4個(gè)值取與操作，得出腐蝕化二值圖，再根據(jù)scharr二維邊界卷積算子：和對(duì)腐蝕化二值圖進(jìn)行卷積，提取邊界信息，3個(gè)方向取最大值，得出當(dāng)前幀m*n個(gè)像塊的邊界信息；

3、進(jìn)行像素特征幀級(jí)緩存：把第二步提取到的特征信息進(jìn)行緩存，形成特征信息流，再用第F貞的特征信息，與F_-n和F_+n的對(duì)應(yīng)像塊邊界信息進(jìn)行比對(duì)，