CN116523775B - 高速图像信号的增强优化方法和设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种高速图像信号的增强优化方法和设备、存储介质，以实现对图像信号的增强的同时，确保图像信号在处理后的信号完整性。方法包括：对接收到的初始图像数据进行第1增强处理，得到第1被处理图像数据；将第1被处理图像数据进行第2增强处理，得到第2被处理图像数据；依此类推，直至得到第N被处理图像数据；将初始图像数据分别一对一地与第1被处理图像数据至第N被处理图像数据进行比较，基于每个比较，确定出各自对应的丢失的像素点数据，将确定出的所有丢失的像素点数据与所述第N被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据。

Description

高速图像信号的增强优化方法和设备、存储介质

技术领域

本申请涉及高速图像信号处理技术领域，尤其涉及一种高速图像信号的增强优化方法和设备、存储介质。

背景技术

当前普遍使用的对图像进行优化处理的方法是借助ISP(Image SignalProcessing，图像信号处理)模块进行。该模块一般以摄像头采集到的原始图像数据为处理对象，以得到高质量、高分辨率、低噪声、低干扰的输出图像为目的。

在一些应用场景中，需要通过传输线来传输图像信号，这就使得ISP模块所处理的图像信号会出现信号完整性问题(数据丢失)。其中包括信号反射、过冲与下冲、振铃、串扰、地弹以及电磁辐射等问题。

信号反射：指的是在传输线上的回波，如果一根走线没有被正确终结(终端匹配)，那么再驱动端的信号脉冲会在接收端被反射，从而引发不预期相应，使信号失真。

过冲：即第一个峰值或谷值超过设定电压，一般会引发二极管保护。

下冲：即下一个峰值或谷值超过设定电压，一般会引起假的时钟或数据操作。

振铃：如果信号在传输线上来回反射，就会产生振铃，会引发逻辑电平门限错误。

串扰：指两个不同的电性能之间的相互作用。

地弹：芯片内部参考地与系统地之间存在引线电感，芯片输出管脚与系统地之间存在负载电容，随着数字设备的速度变快它们的输出开关时间越来越少。当大量的开关电路同时由逻辑高变为逻辑低时，由于地线通过电流的能力不够，电流涌动就会导致芯片内部参考地电压的漂移，称之为地弹。

电磁辐射：表现为当数字系统加电运行时，从一个传输线得到的具有天线特性的结果，对周围环境辐射电磁波，从而干扰周围环境中电子设备的正常工作。它产生的主要原因是电路工作频率太高以及布局布线不合理，包括特性阻抗控制，如线宽等。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种高速图像信号的增强优化方法和设备、存储介质，以实现对图像信号的增强的同时，确保图像信号在处理后的信号完整性。

第一方面，本申请提出一种高速图像信号的增强优化方法，包括：

对接收到的初始图像数据进行第1增强处理，得到第1被处理图像数据；将第1被处理图像数据进行第2增强处理，得到第2被处理图像数据；依此类推，直至得到第N被处理图像数据，其中，N为不小于2的自然数，且第p增强处理与第q增强处理的处理方式不同，p＝{1，2，…N}，q＝{1，2，…N}，且p≠q；

将所述初始图像数据分别一对一地与第1被处理图像数据至第N被处理图像数据进行比较，基于每个比较，确定出各自对应的丢失的像素点数据，将确定出的所有丢失的像素点数据与所述第N被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据。

在一些可能的实施方式中，所述N＝3，所述第1增强处理为边缘增强处理，所述第2增强处理为小波变换增强处理，所述第3增强处理为宽动态增强处理。

在一些可能的实施方式中，所述方法具体包括：

将接收到的所述初始图像数据存储在初始存储单元中；

在保留所述初始存储单元中的所述初始图像数据的情况下，将从所述初始存储单元调取的初始图像数据进行所述边缘增强处理，并将经由所述边缘增强处理而得到的所述第1被处理图像数据存储在第1存储单元中；

在保留所述第1存储单元中的所述第1被处理图像数据的情况下，将从所述第1存储单元调取的所述第1被处理图像数据进行所述小波变换增强，并将经由所述小波变换增强而得到的所述第2被处理图像数据存储在第2存储单元中；

在保留所述第2存储单元中的所述第2被处理图像数据的情况下，将从所述第2存储单元调取的所述第2被处理图像数据进行宽动态增强处理，并将经由所述宽动态增强处理而得到的所述第3被处理图像数据存储在第3存储单元中；

将存储在所述初始存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第1存储单元中的所述第1被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第1被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第1像素点数据；

将存储在所述存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第2存储单元中的所述第2被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第2被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第2像素点数据；

将存储在所述存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第3存储单元中的所述第3被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第3被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第3像素点数据；

将所述第1像素点数据、所述第2像素点数据、所述第3像素点数据和所述第3被处理图像数据进行数据融合，得到所述第1目标图像数据。

在一些可能的实施方式中，在将所述第1像素点数据、所述第2像素点数据、所述第3像素点数据和所述第3被处理图像数据进行数据融合，得到所述第1目标图像数据之前，所述方法包括：

将所述第1像素点数据存储在所述第3存储单元的第1位置，将所述第2像素点数据存储在所述第3存储单元的第2位置，将所述第3像素点数据存储在所述第3存储单元的第3位置。

在一些可能的实施方式中，所述方法还包括

对所述第1目标图像数据进行去噪处理，得到第2目标图像数据。

在一些可能的实施方式中，所述方法由计算机设备执行，所述计算机设备包括FPGA芯片、DSP芯片、以及将所述FPGA芯片与DSP芯片耦接的I/O总线；

其中，所述DSP芯片包括所述初始存储单元、所述第1存储单元、所述第2存储单元和所述第3存储单元。

第二方面，本申请提出一种计算机设备，包括：

存储器，

与所述存储器耦接的处理器，和

存储在存储器中并可被处理器执行的程序指令；

当所述程序指令被所述处理器执行时，使得所述计算机设备执行如第一方面所述的方法。

在一些可能的实施方式中，所述计算机设备为点屏设备。

第三方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机设备中运行时，使得所述计算机执行如第一方面所述的方法。

根据本申请提出的高速图像信号的增强优化方法，在利用DSP对信号进行增强处理的每一阶段均对本部分数据进行存储，并与初始的图像数据进行比较，筛选出每一级数据增加处理时丢失的数据，并叠加到最终的输出数据里，实现了对图像信号的增强的同时，确保了图像信号在处理后的信号完整性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本申请的一些实施例，而非对本申请的限制。

图1是本申请一实施例提供的高速图像信号的增强优化方法流程图。

图2是本申请一实施例提供的高速图像信号的增强优化方法流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。可以理解，在不冲突的情况下，本文所描述的各个实施例的一些技术手段可相互替换或结合。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。由此，限定有“第一”、“第二”等的对象可以明示或者隐含地包括一个或者多个该对象。并且，“一个”或者“一”等类似词语，不表示数量限制，而是表示存在至少一个，“多个”表示不少于两个。

在本申请说明书和权利要求书的描述中，若存在术语“基于”、“根据”，用于描述影响确定的一个或多个因素。该术语不排除影响确定的附加因素。即，确定可仅基于这些因素或至少部分地基于这些因素。例如短语“基于A来确定B”，这种情况下，A为影响B的确定的因素，此短语不排除B的确定可能还基于C。

在本申请说明书的描述中，参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。

下面结合图1描述根据本申请一实施例提供的高速图像信号的增强优化方法，该方法可以由计算机设备执行，计算机设备例如可以是点屏装置，包括：

S101，对接收到的初始图像数据进行第1增强处理，得到第1被处理图像数据；将第1被处理图像数据进行第2增强处理，得到第2被处理图像数据；依此类推，直至得到第N被处理图像数据，其中，N为不小于2的自然数，且第1增强处理至第N增强处理的处理方式互不不同。

所谓第1增强处理至第N增强处理的处理方式互不相同，是指在第1增强处理至第N增强处理中，任意两次增强处理的处理方式不同。换言之，第p增强处理与第q增强处理的处理方式不同，p＝{1，2，…N}，q＝{1，2，…N}，且p≠q。

在一个示例中，N＝2，即，仅对初始图像数据进行两次不同方式的增强处理，而且第2次增强处理是以第1次增强处理后得到的被处理图像数据为被处理对象。在另一个示例中，如随后即将描述的示例，N＝3，即，一共对初始图像数据进行三次不同方式的增强处理。

S102，将初始图像数据与第i被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出丢失的第i像素点数据，将确定出的所有丢失的像素点数据与第N被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据，其中，i＝{1，2，…N}。换言之，将初始图像数据分别一对一地与第1被处理图像数据至第N被处理图像数据进行比较，基于每个比较，确定出各自对应的丢失的像素点数据，再将确定出的所有丢失的像素点数据与第N被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据。

为了便于读者更直观地理解本方案，请参见图2，在一个更具体的示例中(以下称“本示例”)，N＝3，且第1增强处理为边缘增强处理，第2增强处理为小波变换增强，第3增强处理为宽动态增强处理，本示例中的增强优化方法具体包括：

S201，将接收到的初始图像数据存储在初始存储单元中。

初始图像数据可以从PC机(上位机)获得，例如，PC机将高速的初始图像数据发送给用于点亮显示屏的点屏装置，点屏装置将其接收到的初始图像数据暂时存储在其内的初始存储单元中。

S202，在保留初始存储单元中的初始图像数据的情况下，将从初始存储单元调取的初始图像数据进行边缘增强处理，并将经由该边缘增强处理而得到的第1被处理图像数据存储在第1存储单元中。

前述初始存储单元、第1存储单元以及下述的第2存储单元、第3存储单元均为计算机设备的组成部分，例如，计算机设备可以包括FPGA芯片、DSP芯片、以及将FPGA芯片与DSP芯片耦接的I/O总线，而初始存储单元、第1存储单元、第2存储单元和第3存储单元具体形成于DSP芯片中，或者说，DSP芯片包括初始存储单元、第1存储单元、第2存储单元和第3存储单元。FPGA芯片与DSP芯片通过I/O总线进行数据交互，例如，FPGA芯片可经由I/O总线向DSP芯片发送控制指令。

在实施中，可以将存储在初始存储单元中的初始图像数据复制一份到运算单元中，运算单元也可以形成于计算机设备的前述DSP芯片中，然后对该复制得到的初始图像数据进行边缘增强处理，进而得到第1被处理图像数据，将第1被处理图像数据存储在第2存储单元中。此时，执行该方法的计算机设备中至少存在两组图像数据，分别是初始图像数据、对初始图像数据进行边缘增强处理后而得到的第1被处理图像数据。

S203，在保留第1存储单元中的第1被处理图像数据的情况下，将从第1存储单元调取的第1被处理图像数据进行小波变换增强处理，并将经由该小波变换增强而得到的第2被处理图像数据存储在第2存储单元中。

在步骤202刚完成时，对初始图像数据的边缘增强处理已经完成，DSP芯片的运算单元处于空闲状态。此时，可以将存储在第1存储单元中的第1被处理图像数据复制一份到该运算单元，并对该复制得到的第1被处理图像数据进行小波变换增强处理，得到第2被处理图像数据，并将第2被处理图像数据存储在第2存储单元中。此时，执行该方法的计算机设备中至少存在三组图像数据，分别是初始图像数据、对初始图像数据进行边缘增强处理后而得到的第1被处理图像数据、对第1被处理图像数据进行小波变换增强后而得到的第2被处理图像数据，这三组数据分别被存储在三个存储单元中。

S204，在保留第2存储单元中的第2被处理图像数据的情况下，将从第2存储单元调取的第2被处理图像数据进行宽动态增强处理，并将经由该宽动态增强处理而得到的第3被处理图像数据存储在第3存储单元中。

此时，执行该方法的计算机设备中至少存在四组图像数据，分别是初始图像数据、对初始图像数据进行边缘增强处理后而得到的第1被处理图像数据、对第1被处理图像数据进行小波变换增强后而得到的第2被处理图像数据、对第2被处理图像数据进行宽动态增强处理后而得到的第3被处理图像数据，这四组数据分别被存储在四个存储单元中。

S205，将初始图像数据与第1被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出第1被处理图像数据相对于初始图像数据而丢失的第1像素点数据。

经过边缘增强后而得到的第1被处理图像数据能更清晰地显示出图像中不同的物类型或现象的边界，以便于不同的物类型的识别及其分布范围的圈定。但是，在进行边缘增强处理时，可能由于物理层的因素而导致图像尤其是图像边缘部位的像素点数据产生丢失，这使得第1被处理图像相对于初始图像数据的数据完整性变差。例如，经过比较，发现初始图像数据在图像的上边缘位置一共存在100个灰阶值为80的像素点，但是经过边缘增强后而得到的第1被处理图像，在上边缘位置仅有97个像素点的灰阶值为80，说明第1被处理图像丢失了3个灰阶值为80的像素点，因此可以在后述第3被处理图像数据中补入(融合)这3个像素点数据(具体可以融合至图像上边缘的空缺部位)，以提升最终的目标图像数据的完整性。

S206，将初始图像数据与第2被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出第2被处理图像数据相对于初始图像数据而丢失的第2像素点数据。

经过小波变换处理后而得到的第2被处理图像数据(对应的光学图像)具有更优的显示效果。但是，由于物理层因素，第1被处理图像数据经过小波变换增强后，会导致图像的像素点数据产生丢失，这使得第2被处理图像相对于初始图像数据的完整性变差。因此，可以在得到第2被处理图像数据后，将初始图像数据与第2被处理图像数据进行比较，以找出第2被处理图像数据因小波变换增强而相对于初始图像数据丢失的像素点数据。

S207，将初始图像数据与第3被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出第3被处理图像数据相对于初始图像数据而丢失的第3像素点数据。

经过宽动态增强处理后而得到的第3被处理图像数据，可以显示图像中低照度区域的信息，并且可以减弱亮度过高现象。不过，同样由于物理层因素，仍然可能造成部分像素点数据的丢失。因此，可以在得到第3被处理图像数据后，将初始图像数据与该第3被处理图像数据进行比较，以找出第3被处理图像因宽动态增强处理而相对于初始图像数据丢失的像素点数据——第3像素点数据。

S208，将第1像素点数据、第2像素点数据、第3像素点数据与第3被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据。

图像数据的融合技术为周知的，在此不做赘述，示例性地，可以利用二分类模型将图像进行切割，并将切割得到的图像进行多重曝光(将多张切割图像在对应区域进行叠加)，从而实现局部区域的融合，使得图像中各缺失的像素点数据汇总到最终的第1目标图像数据中。

在一些实施例中，在步骤S208之前，可于前述步骤S205中将得到的第1像素点数据存储在第3存储单元的第1位置，于前述步骤S206中将得到的将第2像素点数据存储在第3存储单元的第2位置，于前述步骤S207中将得到的将第3像素点数据存储在第3存储单元的第3位置。即，所确定出的缺失的第1像素点数据、第2像素点数据和第3像素点数据，以及最终要与这三者融合的第3被处理图像数据，都被存储在第3存储单元中。融合后形成的第1目标图像数据仍然存储在该第3存储单元。

经过步骤S208的处理后，得到相对完整的图像数据——第1目标图像数据，但此时的第1目标图像数据还存在一定的系统噪声，因此，在一些实施例中，可于步骤S208之后，对第1目标图像数据进行去噪处理，以得到第2目标图像数据。第2目标图像数据可作为最终的目标图像数据由点屏装置发送给待点亮的显示屏、予以显示。

对第3存储单元中的第1目标图像数据进行去噪处理后，会根据去噪环节中设定的阈值范围，将其分为有效图像数据和无效的噪声数据，其中有效图像数据即为前述第2目标图像数据，可以将该第2目标图像数据存储在另外的第4存储单元中，第2目标图像数据用于传送给显示屏。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括：

存储器，

与所述存储器耦接的处理器，和

存储在存储器中并可被处理器执行的程序指令；

当所述程序指令被所述处理器执行时，使得所述计算机设备执行如上述的方法。

前述计算机设备可以是对显示屏进行点屏检测的点屏设备。

此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当该计算机程序在计算机设备中运行时，使得计算机设备执行上述的方法。

Claims (7)

1.一种高速图像信号的增强优化方法，其特征在于，包括：

对接收到的初始图像数据进行第1增强处理，得到第1被处理图像数据；将第1被处理图像数据进行第2增强处理，得到第2被处理图像数据；依此类推，直至得到第N被处理图像数据，其中，N为不小于2的自然数，且第p增强处理与第q增强处理的处理方式不同，p＝{1，2，…N}，q＝{1，2，…N}，且p≠q；

将所述初始图像数据分别一对一地与第1被处理图像数据至第N被处理图像数据进行比较，基于每个比较，确定出各自对应的丢失的像素点数据，将确定出的所有丢失的像素点数据与所述第N被处理图像数据进行数据融合，得到第1目标图像数据；

所述N＝3，所述第1增强处理为边缘增强处理，所述第2增强处理为小波变换增强处理，所述第3增强处理为宽动态增强处理；

所述方法具体包括：

将接收到的所述初始图像数据存储在初始存储单元中；

在保留所述初始存储单元中的所述初始图像数据的情况下，将从所述初始存储单元调取的初始图像数据进行所述边缘增强处理，并将经由所述边缘增强处理而得到的所述第1被处理图像数据存储在第1存储单元中；

在保留所述第1存储单元中的所述第1被处理图像数据的情况下，将从所述第1存储单元调取的所述第1被处理图像数据进行所述小波变换增强，并将经由所述小波变换增强而得到的所述第2被处理图像数据存储在第2存储单元中；

在保留所述第2存储单元中的所述第2被处理图像数据的情况下，将从所述第2存储单元调取的所述第2被处理图像数据进行宽动态增强处理，并将经由所述宽动态增强处理而得到的所述第3被处理图像数据存储在第3存储单元中；

将存储在所述初始存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第1存储单元中的所述第1被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第1被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第1像素点数据；

将存储在所述存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第2存储单元中的所述第2被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第2被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第2像素点数据；

将存储在所述存储单元中的所述初始图像数据与存储在所述第3存储单元中的所述第3被处理图像数据进行比较，基于该比较，确定出所述第3被处理图像数据相对于所述初始图像数据而丢失的第3像素点数据；

将所述第1像素点数据、所述第2像素点数据、所述第3像素点数据和所述第3被处理图像数据进行数据融合，得到所述第1目标图像数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第1像素点数据、所述第2像素点数据、所述第3像素点数据和所述第3被处理图像数据进行数据融合，得到所述第1目标图像数据之前，所述方法包括：

将所述第1像素点数据存储在所述第3存储单元的第1位置，将所述第2像素点数据存储在所述第3存储单元的第2位置，将所述第3像素点数据存储在所述第3存储单元的第3位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括

对所述第1目标图像数据进行去噪处理，得到第2目标图像数据。

4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述方法由计算机设备执行，所述计算机设备包括FPGA芯片、DSP芯片、以及将所述FPGA芯片与DSP芯片耦接的I/O总线；

其中，所述DSP芯片包括所述初始存储单元、所述第1存储单元、所述第2存储单元和所述第3存储单元。

5.一种计算机设备，其特征在于，包括：

存储器，

与所述存储器耦接的处理器，和

存储在存储器中并可被处理器执行的程序指令；

当所述程序指令被所述处理器执行时，使得所述计算机设备执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。

6.根据权利要求5所述的计算机设备，其特征在于，所述计算机设备为点屏设备。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在计算机设备中运行时，使得所述计算机执行权利要求1至4任一项所述的方法。