[发明专利]一种基于FPGA的视频图像增强方法和装置

权利要求书

1.一种基于FPGA的视频图像增强方法，其特征在于，包括：

在现场可编程门阵列FPGA平台上，输入视频流，对所述视频流进行串并变换，生成奇像素视频流和偶像素视频流；

统计所述奇像素视频流的第一帧图像的各个灰度值的像素数，生成所述第一帧图像的直方图；

对所述第一帧图像的直方图进行增强处理得到所述第一帧图像的映射函数；

根据相邻帧图像的相似性，用所述第一帧图像的映射函数处理得到第二帧图像的映射函数，以此类推，用上一帧图像的映射函数处理得到当前帧图像的映射函数，生成奇像素图像增强视频流；

复制所述奇像素视频流的所有帧图像的映射函数，用复制的所述映射函数处理所述偶像素视频流，得到偶像素图像增强视频流，将所述奇像素图像增强视频流与所述偶像素图像增强视频流进行并串变换，输出图像增强视频流。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一帧图像的直方图进行增强处理得到所述第一帧图像的映射函数包括：

对所述第一帧图像的直方图超出限幅阈值的像素数进行裁剪，将所述超出限幅阈值的像素数平均分配给裁剪后的所述第一帧图像的直方图，得到所述第一帧图像的映射函数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一帧图像的直方图进行增强处理得到所述第一帧图像的映射函数包括：

量化所述第一帧图像的直方图，生成第一映射函数T_k；

记所述第一映射函数T_k中像素数大于拉伸阈值的最小灰度值为M，对所述第一映射函数T_k进行拉伸得到所述第一帧图像的映射函数其中，L为灰度级数，k=0,1,…,L-1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计所述奇像素视频流的第一帧图像的各个灰度值的像素数，生成所述第一帧图像的直方图具体为：

统计所述奇像素视频流的第一帧图像的红、绿、蓝三个通道的各个灰度值的像素数；

将所述三个通道的各个灰度值的像素数的累加，生成所述第一帧图像的直方图。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在现场可编程门阵列FPGA平台上，输入视频流，对所述视频流进行串并变换，生成奇像素视频流和偶像素视频流具体为：

在现场可编程门阵列FPGA平台上，实时输入视频流，对所述实时输入的视频流进行串并变换，生成奇像素视频流和偶像素视频流。

6.一种基于FPGA的视频图像增强装置，其特征在于，包括：

串并变换模块，用于在现场可编程门阵列FPGA平台上，输入视频流，对所述视频流进行串并变换，生成奇像素视频流和偶像素视频流；

直方图统计模块，用于统计所述奇像素视频流的第一帧图像的各个灰度值的像素数，生成所述第一帧图像的直方图；

映射函数生成模块，用于对所述第一帧图像的直方图进行增强处理得到所述第一帧图像的映射函数；

奇像素图像增强视频流生成模块，用于根据相邻帧图像的相似性，用所述第一帧图像的映射函数处理得到第二帧图像的映射函数，以此类推，用上一帧图像的映射函数处理得到当前帧图像的映射函数，生成奇像素图像增强视频流；

图像增强视频流输出模块，用于复制所述奇像素视频流的所有帧图像的映射函数，用复制的所述映射函数处理所述偶像素视频流，得到偶像素图像增强视频流，将所述奇像素图像增强视频流与所述偶像素图像增强视频流进行并串变换，输出图像增强视频流。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述映射函数生成模块包括：

限幅裁剪子模块，用于对所述第一帧图像的直方图超出限幅阈值的像素数进行裁剪，将所述超出限幅阈值的像素数平均分配给裁剪后的所述第一帧图像的直方图，得到所述第一帧图像的映射函数。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述映射函数生成模块包括：

量化子模块，用于量化所述第一帧图像的直方图，生成第一映射函数T_k；

映射函数拉伸子模块，用于记所述第一映射函数T_k中像素数大于拉伸阈值的最小灰度值为M，对所述第一映射函数T_k进行拉伸得到所述第一帧图像的映射函数其中，L为灰度级数，k=0,1,…,L-1。