視頻信號(hào)的圖像增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，大尺寸、高分辨率的LCD，PDP等數(shù)字平板電視逐漸占有了大量的市場(chǎng)份額，對(duì)CRT構(gòu)成了威脅。但是究其技術(shù)的成熟度、性價(jià)比，尤其是圖像質(zhì)量來說，CRT還是有著很大的優(yōu)勢(shì)。如何提高LCD和PDP的圖像質(zhì)量是人們關(guān)注的話題。 彩色圖像的主要屬性包括亮度、對(duì)比度、色調(diào)、色飽和度等。其中亮度和對(duì)比度是非常重要的因素，對(duì)圖像質(zhì)量的好壞有著決定性的作用。本文從研究灰度圖像的對(duì)比度增強(qiáng)入手，討論了現(xiàn)有亮度、對(duì)比度的增強(qiáng)算法

2、，比較了各算法的優(yōu)劣，提出了自適應(yīng)的對(duì)比度增強(qiáng)算法。然后將新算法應(yīng)用于各常用的色彩空間上，進(jìn)行仿真和討論，最終選擇亮度和色度分離的色彩空間，作為彩色視頻圖像增強(qiáng)的處理空間。由于人的膚色具有豐富的灰度級(jí)，并且與藍(lán)天、草地等不同，色調(diào)的漂移可能帶來膚色的畸變；因此對(duì)膚色區(qū)域的色調(diào)和飽和度做了補(bǔ)償處理，以達(dá)到更好的視覺效果。綜上所述，新算法的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)圖像特征的不同自動(dòng)選擇對(duì)比度增強(qiáng)算法；并且通過膚色補(bǔ)償對(duì)圖像進(jìn)行了進(jìn)一步的改善。

3、由于本課題選擇的對(duì)比度增強(qiáng)算法屬于全局處理算法，即在統(tǒng)計(jì)整屏信息后建立查找表，用于存儲(chǔ)增強(qiáng)前后的映射信息。在硬件實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，統(tǒng)計(jì)信息對(duì)存儲(chǔ)容量的要求很高。在硬件實(shí)現(xiàn)中，采用了RRLT概念對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)，只對(duì)特征灰度級(jí)的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理，對(duì)其它灰度級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值，這樣使得算法所需的存儲(chǔ)容量大大縮減，使其硬件實(shí)現(xiàn)成為可能。 由于視頻圖像相鄰幀之間的相關(guān)性很高，這使得全局處理帶來了可能。視頻輸入后一方面讀取查找表并輸出；另一

4、方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算，建立下一幀所需的查找表。當(dāng)前幀所使用的查找表實(shí)際上是基于上一幀的統(tǒng)計(jì)計(jì)算出來的。通過硬件的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，證明這個(gè)方法可行。在實(shí)時(shí)處理的時(shí)候，采用乒乓操作作為實(shí)現(xiàn)手段，以保證視頻圖像的實(shí)時(shí)處理。 算法最終在FPGA上實(shí)現(xiàn)，并在LCD顯示屏上觀看了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。FPGA由于易修改、風(fēng)險(xiǎn)低等特性，通常作為ASIC流片前的驗(yàn)證。在FPGA上硬件實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證成功，后續(xù)可以與其它設(shè)計(jì)進(jìn)行整合，轉(zhuǎn)入ASIC量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。