专利名称：任意分辨率视频图像的实时增强方法与系统的利记博彩app
技术领域：
本发明属于视频图像增强领域，具体地说，涉及一种任意分辨率视频图像的实时灰度拉伸变换方法与系统。
背景技术：
能否采用一种合理有效的算法对图像灰度数据进行变换，对成像系统的最终效果影响很大。在实际应用中，常用一个图像灰度数据映射到不同宽度的图像灰度数据中，并且变换后要求既能真实地反映图像数据，又能对整幅图像作一定的有效处理。以往通过简单的数据右移缩位、左移扩位来完成图像数据宽度变换，但是这种方法存在明显的弊端，主要表现在图像数据的动态范围上，例如一幅16位图像数据变换为8位图像数据，当背景及目标灰度均较小时，通过简单的右移8位方法，不仅会造成目标信息丢失，同时图像目标与背景的对比度将不能进行有效控制。针对这一缺点，可以采用图像灰度级拉伸算法来完成图像数据位数的转换，以使小灰度目标得到增强，图像对比度得到提高，并且可以调整图像灰度范围。目前针对标清视频图像灰度级拉伸变换实现方法是利用前一帧图像的像素信息得到图像灰度级最大值和最小值，供后一帧图像数据拉伸处理。该方法没有实现用当前帧图像灰度级最大值和最小值对图像进行拉伸变换，精确性不高，增强效果不显著。另外，还有一种方法针对低分辨率的视频图像实现对每帧图像的实时拉伸处理，这种方法无法完成标清和高清视频图像的实时拉伸处理。本发明公开了一种在实时应用环境中，适合硬件实现的视频图像灰度拉伸变换的方法与系统。目前没有发现同本发明相同技术的说明或报道，也尚未收集到国内外相似的资料。
发明内容
本发明为解决任意分辨率视频图像实时数据位数转换，使小灰度目标得到增强，图像对比度得到提高，调整图像灰度范围的技术问题提供了一种任意分辨率视频图像的实时增强方法和系统。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:—种任意分辨率视频图像的实时增强方法，包括如下步骤:视频图像数据流输入步骤；针对当前场YCbCr空间彩色图像中的Y通道进行直方图统计，并计算该场图像灰度级Xmin和Xmax的步骤；存储拉伸变换后的灰度数据的步骤；以图像中原灰度数据为索引，读出存储器对应地址中经拉伸变换的灰度数据并代替原始灰度数据输出的步骤；相应地，本发明的一种任意分辨率视频图像的实时增强系统，包括:
接收视频图像数据流的输入装置；针对当前场YCbCr空间彩色图像中的Y通道进行直方图统计，并计算该场图像灰度级Xmin和Xmax的装直；存储拉伸变换后的灰度数据的装置；以图像中原灰度数据为索引，读出存储器对应地址中经拉伸变换的灰度数据并代替原始灰度数据输出的装置；与现有技术相比，本发明的特点在于:采用本发明的方法和系统，可以实现任意分辨率视频图像的实时图像数据位数的转换，小灰度目标增强，图像对比度提高和调整图像灰度范围等。在满足任意分辨率视频图像处理的基础上，实现了利用当前场图像灰度级最大值和最小值对每场图像进行拉伸处理，并且在处理视频数据格式上有YUV4:2:2和YUV4:4:4 两种。
图1任意分辨率视频图像的实时增强方法的实施例流程2任意分辨率视频图像的实时增强系统内核的实施例3内核装置设置于基于FPGA的视频监视系统中的系统框图
具体实施例方式本申请实施例提供一种任意分辨率视频图像的实时增强方法及系统，本申请实施例应用在数字摄像设备(例如，数字摄像机)内，用于对图像进行前端对比度处理。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。参见图1，为本申请任意分辨率视频图像的实时增强方法的实施例流程图，该方法包括如下步骤:视频图像数据流的输入步骤；针对当前场YCbCr空间彩色图像中的Y通道进行直方图统计，并计算该场图像灰度级Xmin和Xmax的步骤；直方图统计为当前场图像的直方图统计，所述直方图统计即通过使用计数器统计出图像中相同灰度值的像素个数，取图像像素总数的a% (a为整数)，按正程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最小值Xmin，按逆程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最大值Xmax ；存储拉伸变换后的灰度数据的步骤；建立一个灰度存储器，其地址范围与图像原灰度级范围相同，以存储器地址为输入，根据图像拉伸变换公式计算得到与该地址对应的灰度值，将该灰度值存储到与该地址对应的存储单元中，步骤具体包括:判断addr是否小于Xmin，右是，则输出灰度YatJdr = O ；否则继续判断addr是否小于Kmax，若是，则输出灰度Yad&，计算公式如下:
权利要求
1.一种任意分辨率视频图像的实时增强方法，包括如下步骤: 视频图像数据流输入步骤； 针对当前场YCbCr空间彩色图像中的Y通道进行直方图统计，并计算该场图像灰度级Xmin和的步骤； 存储拉伸变换后的灰度数据的步骤； 以图像中原灰度数据为索引，读出存储器对应地址中经拉伸变换的灰度数据并代替原始灰度数据输出的步骤。
2.如权利要求1所述的任意分辨率视频图像的实时增强方法，其特征在于，所述直方图统计为当前场图像的直方图统计，所述直方图统计即通过使用计数器统计出图像中相同灰度值的像素个数，取图像像素总数的a% (a为整数)，按正程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最小值Xmin，按逆程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最大值Xmax。
3.如权利要求1所述的任意分辨率视频图像的实时增强方法，其特征在于，建立一个灰度存储器，其地址范围与图像原灰度级范围相同，以存储器地址为输入，根据图像拉伸变换公式计算得到与该地址对应的灰度值，将该灰度值存储到与该地址对应的存储单元中，步骤具体包括: 判断addr是否小于Xmin，右是，则输出灰度YatUr = O ； 否则继续判断addr是否小于Xmax，若是，则输出灰度Yad&，计算公式如下:
4.如权利要求1所述的任意分辨率视频图像的实时增强方法，其特征在于，输入当前场图像数据，将图像数据原始灰度Y(i，j)作为存储器读地址，读出该地址中存储的灰度数据W用Yaddr代替Y(i，j)，并与Y(i，j)相对应的色度信号Cb,Cr组合输出，其中Y(i，j)表示第i行第j列图像数据的灰度。
5.如权利要求1所述的任意分辨率视频图像的实时增强方法，其特征在于，该方法适用于任意分辨率的数字视频格式为YUV4:2:2或YUV4:4:4的视频图像。
6.一种任意分辨率视频图像的实时增强系统，包括: 接收视频图像数据流的输入装置； 针对当前场YCbCr空间彩色图像中的Y通道进行直方图统计，并计算该场图像灰度级Xmin和的装置； 存储拉伸变换后的灰度数据的装置； 以图像中原灰度数据为索引，读出存储器对应地址中经拉伸变换的灰度数据并代替原始灰度数据输出的装置。
7.如权利要求6所述的任意分辨率视频图像的实时增强系统，其特征在于，所述装置中直方图统计为当前场图像的直方图统计，所述直方图统计即通过使用计数器统计出图像中相同灰度值的像素个数，取图像像素总数的a% (a为整数)，按正程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最小值Xmin，按逆程累加各灰度级直方图得到与其对应的图像灰度级最大值Xniax。
8.如权利要求6所述的任意分辨率视频图像的实时增强系统，其特征在于，在存储灰度拉伸变换后的灰度数据装置中，需要建立一个灰度存储器，其地址范围与图像灰度级范围相同，以存储器地址为输入，根据图像拉伸变换公式计算得到与该地址对应的灰度值，将该灰度值存储到该地址对应的存储单元中，该装置包括: 判断addr是否小于Xmin，右是，则输出灰度YatUr = O ； 否则继续判断addr是否小于Xmax，若是，则输出灰度Yad&，计算公式如下:
9.如权利要求6所述的任意分辨率视频图像的实时增强系统，其特征在于，读出存储器对应地址中的灰度数据并代替原始灰度数据输出的装置中，输入当前场图像数据，将图像数据原始灰度Y(i，j)作为存储器读地址，读出该地址中存储的灰度数据Yaddr，用Yadt代替Y(i，j)，并与Y(i，j)相对应的色度信号Cb、Cr组合输出；其中Y(i，j)表示第i行第j列图像数据的灰度。
10.如权利要求6所述的任意分辨率视频图像的实时增强系统，其特征在于，该系统适用于任意分辨率的数字视频格式为YUV4:2:2或YUV4:4:4的视频图像。
全文摘要
本发明公开了一个任意分辨率视频图像实时增强方法与系统，包括视频图像数据流的输入步骤；针对当前场YCbCr空间中彩色图像的Y通道进行直方图统计步骤；计算产生当前场图像灰度级Xmin和Xmax的步骤；存储拉伸变换后的灰度数据的步骤；以图像中原灰度数据为输入，读出存储器对应地址中经拉伸变换的灰度数据并代替原始灰度数据输出的步骤。采用本发明的方法和系统，能够实现视频图像实时增强，即50场/秒，且能够实现任意分辨率视频图像对比度拉伸增强；该方法和系统可以针对YUV4:2:2和YUV4:4:4两种数字视频格式的数据流进行操作。
文档编号G06T5/40GK103106646SQ20121059633
公开日2013年5月15日 申请日期2012年12月15日 优先权日2012年12月15日
发明者孙俊喜, 顾播宇, 刘洋, 刘广文, 程帅 申请人:长春理工大学