基于自适应插值算法的视频图像缩放技术及其FPGA实现

首先介绍了一种改进的自适应插值算法,并在此基础上论述了基于自适应插值算法的FPGA系统的设计与实现。期望通过该文的研究能够对视频图像缩放效果的提升有所帮助。     

FPGA实现的视频图像缩放显示

对几种常用的图像缩放算法进行了比较,在权衡了算法复杂度、缩放效果和FPGA逻辑资源等3大因素后,选择了双线性插值算法来实现图像缩放。重点介绍了双线性插值算法和该方法的FPGA硬件实现方法,包括图像数据缓冲单元、插值系数生成单元以及插值计算单元等。应用结果表明,双线性插值算法及其硬件实现模块达到了预期的效果。     

基于边缘的实时视频缩放引擎的设计与实现

提出了一种基于边缘自适应插值算法的缩放引擎有效的设计方法,并通过FPGA验证。首先介绍了自适应插值算法的基本原理,接着提出了优化设计的缩放引擎系统结构,并系统的论述了数据缓冲模块的实现及高效的运算系数生成模块和插值计算模块。最后在FPGA上验证了该系统,结果表明,运用该算法插值获得了边缘清晰的目标图像,且该算法复杂度低,因此,适应于实时条件下的图像缩放。     

一种实时视频分辨率提升算法及其VLSI设计与实现

提出了一种适合硬件实现的实时视频分辨率提升算法并给出该算法的VISI硬件实现结构。本文根据图像空域内邻近像素多个方向的内容相关性并结合改进的中值滤波方法，得到一种基于图像最大相关性的自适应优化插值算法，有效改善了视频分辨率提升过程中所出现的图像细节模糊和边缘锯齿化等问题。算法已经在Xilinx FPGA平台上通过验证，实现了对视频信号的实时分辨率提升，结果表明该算法能有效提高图像清晰度和视觉效果。     

自适应图像缩放算法及其硬件设计

介绍了一种新型的自适应图像缩放算法.该算法对图像像素块进行分析,能有效识别出图像的边缘特征.然后对内容为边缘的图像部分实行有向滤波,而对其它图像部分实行双线性滤波,从而克服一般图像缩放算法在缩放图像时将边缘模糊化的问题.对该图像缩放算法进行硬件设计,以Verilog实现该算法并在通过前仿验证.     

基于双线性内插算法的多路视频的缩放设计

基于双线性内插算法,设计改进了一种以FPGA为硬件平台的多路视频信号的图像缩放装置.把与期望位置相邻的两行像素缓存在RAM中,先对垂直方向进行插值运算,再对水平方向进行插值运算.利用FPGA并行处理的优势实现多路视频信号的实时缩放.     

基于FPGA的图像预处理缩放算法

论文提出一种基于FPGA的实时、高效图像预处理方案,对图像采取双线性插值算法实现缩放的关键技术进行了阐述。并为结合后续图像处理系统做了必要的图像格式转换。实验结果表明,在相同的缩放因子下,处理后图像边缘无明显锯齿现象,达到预期效果。     

基于FPGA的多路实时视频处理系统设计

基于FPGA平台,采用双线性插值缩放算法,实现了对多路实时视频任意比例的缩放。进行了DDR3的读写逻辑设计,采用乒乓操作以及多通道读写仲裁模块,实现了实时的图像缓存。采用Alpha叠加融合算法,实现了对多路视频任意位置的漫游叠加,以及任意通道视频透明度的调节。实验结果表明,本次设计的多路实时视频处理系统,实现了最大分辨率为3 840×2 160、最低分辨率为100×100的缩放,能够灵活改变叠加位置的大小和位置,图像清晰、无闪屏、无错位情况的发生。     

一种图像缩放的简化双线性插值电路

设计了一个新颖的图像缩放的线性插值电路.该电路只使用一个有符号的乘法器,与常用的滤波器形式插值电路相比,不需要额外的步长查找表地址产生器和ROM等电路,大大节省硬件开销.仿真结果表明:该电路正确完成线性插值运算,适用于双线性插值运算.     

一种自适应Catmull-Rom样条图像缩放算法的设计实现

针对基于图像边缘缩放处理导致的图像边缘瑕疵或模糊现象,提出一种边缘自适应Catmull-Rom样条图像缩放插值算法.该算法以相邻4个源像素点构造一段以3次多项式函数为基础,自动选择与目标像素点相适应的像素组进行插值运算.重点描述了该算法应用于图像缩放处理的硬件实现结构,并通过功能仿真.最后,由Sobel边缘检测函数对目标图像进行边缘检测.结果表明,该算法能够获得边缘清晰的真彩色目标图像.     

基于FPGA的视频实时去雾算法及其硬件实现

单幅图像去雾技术虽然已经取得较大的进展,但是算法较为复杂,运行时间较长.为了实现视频实时去雾,以硬件实现为目的,对暗通道先验算法进行改进,降低其时间复杂度.提出了一种暗通道图优化方法,保留了图像的边缘信息,消除了光晕效应,省去了透射率细化的复杂操作;提出了适应于硬件实现的大气光值估计和调节及透射率补偿方法,解决了视频帧间闪烁及天空等明亮区域的色彩失真问题.基于现场可编程门阵列(FPGA)对所提出算法进行了硬件实现.结果表明,该算法可以实时处理帧速为60 f/s、分辨率为1 920×1 080的视频图像,相比传统去雾算法速度更快,去雾质量更高.     

红外视频图像实时二维增强算法与实现

设计了基于领域加权平均和边缘检测的视频图像增强算法.针对算法中影响处理速度的瓶颈问题--图像领域处理,设计了基于单视频行的存储器阵列,以及对该存储阵列的控制策略.实验结果证明,本文的方法增强效果明显,处理速度快,达到红外视频图像增强的实时要求.     

基于FPGA机载实时视频图形处理系统的设计

给出了某机载实时视频图形处理系统的硬件电路设计方案,以XC5VFX70T FPGA作为核心处理器,实现了对DVI及PAL等多种格式视频信号的解码、实时处理以及输出。系统电路设计简洁,具有较强的灵活性和扩展性。文中介绍了系统的硬件整体架构,论证了视频编解码模块和视频缓存模块的硬件设计方案。实际测试结果表明,系统能够流畅地...     

红外实时图像增强的硬件设计与实现

根据红外图像特点,提出了基于FPGA＋SRAM的硬件实时图像处理结构.该硬件设计包含4个主要模块：视频处理模块、FPGA模块、图像存储模块和DA转换及视频合成模块.FPGA是该系统的核心部分,能够实现2D-TDI、图像锐化和非均匀性校正等算法;SRAM阵列是暂存实时图像的,用于算法的实现;FPGA配置FLASH存放FPGA的配置程序;完成硬件调试工作后,尝试实现了部分图像增强算法.     

基于FPGA的图像中值滤波器的硬件实现

为了实现图像的实时处理,常采用现场可编程门列阵FPGA对采集的数字图像做预处理,在讨论中值滤波算法原理的基础上,利用VHDL硬件描述语言设计一个中值滤波模块对输入图像进行去噪处理,仿真结果说明该算法满足实时性要求,取得较好的仿真效果,并对中值滤波的改进算法进行了讨论。     

基于TS101的多DSP并行视频实时处理系统硬件设计

为了满足空中微型传感器双目视频导航图像数字化处理系统的实时需求,文中在介绍了在并行处理技术应用背景的基础上,提出了一种基于TS101的多数字信号处理器(DSP)并行双通道视频处理系统的解决方案,并给出了具体硬件实现.目前,该系统能够实现对双目视频图像的实时采集、数字视频合成和实时存储,从而为双目视频图像导航的实时处理奠定了基础.     

高分辨率视频图像实时增强系统的设计

雾霾天气情况下,视频成像跟踪系统采集到的图像往往呈现对比度低、灰度分布集中的特点,地面的军事人员很难准确、快速的识别跟踪目标,为了解决这一问题,本文以Xilinx公司的Spartan 3AN系列低成本FPGA芯片为核心,设计了高分辨率（1004×1004）视频图像实时增强系统,主要工作为系统硬件平台的设计和限制对比度直方图自适应均衡(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization—CLAHE)算法的FPGA实现。通过实际系统测试,设计满足实时性的要求,同时增强效果明显,可以清晰的识别目标。该系统可用于医学图像增强、交通检测及航空航天等多个领域,具有较高的实用价值。     

相位相关红外图像配准算法的硬件实现

在目前图像配准算法中,相位相关法是相对比较成熟的,并且有较多的改进算法,但是随着算法的复杂度增加,相应的运算量也增加,那么在保证效果的同时实时性却无法保证。根据这一现状,提出了在FPGA中实现相位相关法配准技术。在以FPGA为主处理芯片搭建的平台上,利用光纤高速传输图像,实现并且验证了相位相关法的可行性。详细阐述了相位相关法在FPGA中实现的主要步骤。结果表明,相位相关法能在FPGA中实现,并能充分利用FPGA的并行性和资源多的优点,使得处理算法的时间缩短,可以满足实时性要求。     

一种改进的实时抗噪增强算法及其硬件实现

传统的基于局部统计的实时增强算法不能解决噪声引入的固有缺点,抗噪性能差导致其应用效果不理想。针对这一缺点,本文提出了一种基于超限邻域法的改进的实时图像局部增强算法。和传统的基于局部统计增强算法相比,本文算法较大得提高了其抗噪性能,且需要额外计算的邻域均值在原有算法中已计算过,实际增加的计算量很小。增强后,边界不会出现明显轮廓,保证了视觉效果。仿真实验结果表明,改进算法的抗噪声性能得到提高,峰值性噪比提高接近4dB。硬件平台测试后,每秒帧数达到了约50帧,能满足实时应用要求。