[發明專利]基于FPGA亮度自適應的CMOS圖像降噪方法、系統與計算機可讀介質

在審

• 申請號: 202310407331.6
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116433523A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 季云洲;楊鋒;顧燕;董雋媛;李海生;朱波;呂揚;焦國力;喬延婷
• 申請（專利權）人: 北方夜視科技（南京）研究院有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/20;G06T1/60
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

1.一種基于FPGA亮度自適應的CMOS圖像降噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、FPGA內部緩存模塊接收CMOS圖像傳感器輸出的圖像，并進行圖像的行緩存處理，其中依照預設的濾波模板大小確定緩存行數；

步驟2、依據圖像的平均灰度值和曝光增益估計當前照度模擬值，并基于當前照度模擬值與環境照度狀態進行自適應選擇濾波模式；

步驟3、依據所選擇的濾波模式，對模板內圖像數據進行處理，獲取濾波后的圖像數據；

步驟4、FPGA內部緩存模塊存儲濾波處理后的圖像數據；以及

步驟5、輸出濾波后圖像。

2.根據權利要求1所述的基于FPGA亮度自適應的CMOS圖像降噪方法，其特征在于，所述FPGA內部緩存模塊接收CMOS圖像傳感器輸出的圖像，并進行圖像的行緩存處理，包括：

將CMOS圖像傳感器輸出的12位的圖像數據記為data，1位的行同步信號記為hs，1位的幀同步信號記為vs，1位的數據有效信號記為de；

在降噪處理前，按照下述方式進行行緩存：

將某一像素對應的data，hs，vs，de共15位數據整合，通過FPGA內部的移位寄存器進行行緩存操作，緩存行數為預設的濾波模板大小。

3.根據權利要求2所述的基于FPGA亮度自適應的CMOS圖像降噪方法，其特征在于，所述依據圖像的平均灰度值和曝光增益估計當前照度模擬值，并基于當前照度模擬值與環境照度狀態進行自適應選擇濾波模式，包括：

步驟2-1、結合vs和hs信號，統計出一幀圖像不同區域灰度值平均值G_s(i)，w代表不同區域的均值的權重，i代表不同區域位號，k代表區域的總數；通過累加和移位運算得出一幀圖像的平均灰度值G_ave：

步驟2-2、通過加權平均灰度值G_ave和自適應濾波亮度閾值G_adp計算當前照度模擬值B_cu：

B_cu＝G_adp*G_ave*c_br

其中，c_br為照度閾值系數。

若B_cuB_st，代表環境照度較高，進行第一模式的濾波處理；

若B_cu≤B_st，代表環境照度較低，進行第二模式的濾波處理。