CN105530443A - 一种基于fpga的多通道ccd图像拼接缝消除方法 - Google Patents

一种基于fpga的多通道ccd图像拼接缝消除方法 Download PDF

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戴林
张龙龙
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，包括像素信息缓存模块、像素相关性评价筛选模块、数据统计与计算模块和像素动态调整模块。本发明利用空域中图像临近像素信息的相关性，对图像噪声等干扰信息进行有效抑制，同时对图像内景物边缘的高频分量进行筛选和提取，并通过统计功能快速反馈当前场景物体的清晰度，无论是图像场景适应性还是系统实时性都具有良好表现。

Description

一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法
技术领域
本发明涉及视频图像处理领域，特别是一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法。
背景技术
目前，多通道CCD（ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件）成像系统中，图像拼接缝消除方法多为调整整个通道前端的增益，通过调整前端提供的增益幅度来消除通道间差异。但是，CCD通道间不只是增益上的差别，还会有偏置值及颜色通道间的差别，这些都是单独调节前端增益无法解决的。
发明内容
本发明为了解决上述问题，而提供一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，包括像素信息缓存模块、像素相关性评价筛选模块、数据统计与计算模块和像素动态调整模块，该方法的具体步骤为：
i图像输入；
ii像素信息缓存模块根据所用CCD分辨率尺寸确定拼接缝位置，并将拼接缝两边同一帧内相同宽度的像素点存到RAM中，还将像素信息缓存模块的Update信号置位存到RAM中；
iii像素相关性评价筛选模块将RAM中缓存的像素信息，按照拼接缝的位置提取像素点，逐行进行像素点灰度值的对比，筛选出具有相关性的像素点，并将其输入到数据统计与计算模块；
iv数据统计与计算模块将筛选后的像素点分别进行物理通道和颜色通道的累加，求出通道间的平均差异值及通道间增益差，并将通道间的平均差异值及通道间增益差作用到RAM缓存的数据中，然后再次利用像素相关性评价筛选模块和数据统计与计算模块进行筛选和统计与计算，最终得到设置于图像中各通道的Offset值及Gain值；
v像素动态调整模块调整拼接缝相邻N列的像素点，对应通道的Offset值因像素点所在的列或行的位置进行线性变化，由拼接缝处为Offset*1.0至拼接缝相邻N列处为Offset*1/N，通道CCD设置Gain值。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明利用空域中图像临近像素信息的相关性，对图像噪声等干扰信息进行有效抑制，同时对图像内景物边缘的高频分量进行筛选和提取，并通过统计功能快速反馈当前场景物体的清晰度，无论是图像场景适应性还是系统实时性都具有良好表现。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明像素相关性评价筛选模块的流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明的一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法进行详细的说明。FPGA为FieldProgrammableGateArrays，现场可编程门阵列。
如图1-2所示，本发明的一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，包括像素信息缓存模块、像素相关性评价筛选模块、数据统计与计算模块和像素动态调整模块，该方法的具体步骤为：
i图像输入；
ii像素信息缓存模块根据所用CCD分辨率尺寸确定拼接缝位置，并将拼接缝两边同一帧内相同宽度的像素点存到RAM中，还将像素信息缓存模块的Update信号置位存到RAM中；
iii像素相关性评价筛选模块将RAM中缓存的像素信息，按照拼接缝的位置提取像素点，逐行进行像素点灰度值的对比，筛选出具有相关性的像素点，并将其输入到数据统计与计算模块；
所述步骤iii中，采用变形Sobel筛选法，根据拼接缝类型，以像素点沿拼接缝方向上S*3的Sobel卷积为模板，其中S为7，
可采用垂直缝模板：
或水平缝模板：
去除噪点及物体边缘点对正常信息统计的干扰。
iv数据统计与计算模块将筛选后的像素点分别进行物理通道和颜色通道的累加，求出通道间的平均差异值及通道间增益差，并将通道间的平均差异值及通道间增益差作用到RAM缓存的数据中，然后再次利用像素相关性评价筛选模块和数据统计与计算模块进行筛选和统计与计算，最终得到设置于图像中各通道的Offset值及Gain值；
v像素动态调整模块由于同一通道的不同边缘，即垂直边缘和水平边缘，计算得出的Offset值不一致的情况，只调整拼接缝相邻N列的像素点，调整时，对应通道的Offset值因像素点所在的列或行的位置进行线性变化，由拼接缝处为Offset*1.0至拼接缝相邻N列处为Offset*1/N，通道CCD设置Gain值。
本发明利用空域中图像临近像素信息的相关性，对图像噪声等干扰信息进行有效抑制，同时对图像内景物边缘的高频分量进行筛选和提取，并通过统计功能快速反馈当前场景物体的清晰度，无论是图像场景适应性还是系统实时性都具有良好表现。

Claims (3)

1.一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，包括像素信息缓存模块、像素相关性评价筛选模块、数据统计与计算模块和像素动态调整模块，该方法的具体步骤为：
i图像输入；
ii像素信息缓存模块根据所用CCD分辨率尺寸确定拼接缝位置，并将拼接缝两边同一帧内相同宽度的像素点存到RAM中，还将像素信息缓存模块的Update信号置位存到RAM中；
iii像素相关性评价筛选模块将RAM中缓存的像素信息，按照拼接缝的位置提取像素点，逐行进行像素点灰度值的对比，筛选出具有相关性的像素点，并将其输入到数据统计与计算模块；
iv数据统计与计算模块将筛选后的像素点分别进行物理通道和颜色通道的累加，求出通道间的平均差异值及通道间增益差，并将通道间的平均差异值及通道间增益差作用到RAM缓存的数据中，然后再次利用像素相关性评价筛选模块和数据统计与计算模块进行筛选和统计与计算，最终得到设置于图像中各通道的Offset值及Gain值；
v像素动态调整模块调整拼接缝相邻N列的像素点，对应通道的Offset值因像素点所在的列或行的位置进行线性变化，由拼接缝处为Offset*1.0至拼接缝相邻N列处为Offset*1/N，通道CCD设置Gain值。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，其特征在于：所述步骤iii中，采用变形Sobel筛选法，以像素点沿拼接缝方向上S*3的Sobel卷积为模板，去除噪点及物体边缘点对正常信息统计的干扰。
3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA的多通道CCD图像拼接缝消除方法，其特征在于：所述S为7，Sobel卷积模板为：
垂直缝模板：
水平缝模板：
。
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