[发明专利]一种灰度视频的实时图像增强装置及方法

说明书

本发明属于图像处理及计算机视觉领域，公开了一种灰度视频的实时图像增强装置，它包括视频图像采集模块，视频图像增强模块，通讯接口模块，视频图像编码模块，所述视频图像采集模块的输出端与视频图像增强模块的输入端连接，视频图像增强模块的输出端和视频图像编码模块的输入端连接，视频图像增强模块通过通讯接口模块与外部计算机通信连接；本发明还公开了上述装置的实时图像增强方法。本发明适用于实时运行灰度图像增强算法，在大气环境可见度和对比度较低的情况下，提供清晰、对比度度高的图像，解决现有灰度视频图像显示设备所出现的图像对比度低，图像细节不明显，以及图像视觉效果不佳等问题。

技术领域

本发明属于图像处理及计算机视觉领域，涉及一种灰度视频的实时图像增强装置及方法。

背景技术

由于图像处理技术的快速发展，观测人员对于显示设备或系统输出的视频图像提出了更高的要求，希望能够改善从图像采集设备直接获取到的原始视频图像，提高图像的观赏性与视觉效果。针对这种情况，科研人员会采取图像增强的方法来提高视频图像的质量，突出图像内部细节，改善图像的对比度，以达到观测人员的要求。

传统的图像增强方法主要包括：直方图拉伸、直方图均衡、图像线性变换等空间域方法，以及高斯滤波、同态滤波等频率域方法。但是以上两种方法均存在缺点，首先空间域方法只能够单纯改善图像的灰度动态范围，实际产生的图像增强效果较低，无法有效改善视觉效果；另外，频率域方法虽然会平滑图像噪声，适合处理光照不均的图像，但同时也会使处理后的图像细节出现丢失。因此，利用传统的方法进行图像增强处理已经不能满足观测人员的要求。

近年来，Retinex算法逐渐成为使用较多的一种图像增强方法。该方法以人类视觉系统的色彩恒常性为基础，通过将原始图像分解为照射图像与反射图像，并通过求解反射图像的方式获得最终的增强后图像。相比传统图像增强方法，Retinex算法能够有效提高对比度、突出图像景物细节，改善图像灰度值的动态范围。但是，由retinex算法处理后的图像偶尔会出现过亮的现象，若不进行亮度调整，便会影响增强后图像的整体效果。目前，国内针对灰度视频进行实时图像增强的装置和方法较少，且相关的装置无法满足实时的要求，无法根据不同场景进行图像增强等级的选择。因此，提出一种能够对灰度视频进行实时图像增强的装置和方法是相关领域内技术人员急需解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明是要提供一种灰度视频的实时图像增强装置及方法，以解决现有灰度视频图像显示设备所出现的图像对比度低，图像细节不明显，以及图像视觉效果不佳等问题。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种灰度视频的实时图像增强装置，它包括视频图像采集模块，视频图像增强模块，通讯接口模块，视频图像编码模块，所述视频图像采集模块的输出端与视频图像增强模块的输入端连接，视频图像增强模块的输出端和视频图像编码模块的输入端连接，所述视频图像增强模块通过通讯接口模块与外部计算机通信连接。

作为限定，所述视频图像采集模块包括视频图像接收设备和与视频图像接收设备输出端连接的视频解码芯片；

所述视频图像增强模块包括处理器及其外扩，外扩包括与处理器连接的SSRAM、外部存储器FLASH、RS422串行接口和电源；

所述通讯接口模块包括通讯芯片，所述通讯芯片用于处理器与外部计算机间的通讯；

所述视频图像编码模块包括视频编码芯片；

所述视频解码芯片的输出端与处理器的输入端连接；所述通讯芯片采用工业总线RS422协议通过RS422串行接口与处理器通信；所述处理器的输出端与视频编码芯片的输入端连接。

作为进一步限定，所述视频图像接收设备为CCD摄像机，视频解码芯片采用DS90CR286芯片；

所述处理器采用XC7K325TFFG676型FPGA芯片；