一种光纤图像显示恢复算法及显示系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤图像显示恢复算法及显示系统,属于光纤束传像系统图像处理领域，包括以下步骤：利用平行光对光纤束进行照射，提取视频流中的Y亮度分量进行二值化处理，然后对二值图像进行腐蚀膨胀处理，得到光纤图像死区模板，通过FLASH控制模块存入外部FLASH；从外部FLASH读取光纤图像死区模板，存储在FPGA内部的BRAM中并转换；死区模板按照从左到右、从上到下滑动的方式对R、G、B通道图像和光纤死区图像进行处理；对获得的图像进行边缘锐化和对比度增强处理；采用平行光照射光纤束，对其图像的灰度图进行二值化处理以及腐蚀膨胀处理，利用光纤图像死区模板和邻域恢复死区部分的图像，即可实现传光束中死区的恢复，进而实现全部像素的传递。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤图像显示恢复算法及显示系统
本专利技术属于光纤束传像系统图像处理
，具体涉及一种光纤图像显示恢复算法及显示系统。
技术介绍
经检索，申请号CN201010165238.1公开了一种线面转换型光纤束构成的传像系统中光纤束非均匀性校正的方法，以使恢复出的图像具有较好的均匀性，更有利于目标的探测。如图2如示，设光纤束输入端线阵由K级光纤子束组成，K为自然数。每级光纤子束由m层光纤，每层n元光纤即m×n元光纤组成。奇级(①、③……)与偶级(②、④……)光纤子束错位重叠成品字型排列而成。面阵端与线阵端对应以奇级-偶级-奇级光纤子束……的方式叠加排列而成。因为在恢复图像时，只需要m层光纤中的一层就可以恢复出扫描图像，所以我们讨论的只是m层光纤中其中一层光纤的非均匀性校正，其他层的校正方法相同，当文中提到第k(k＝1，2，3…K)级光纤子束的像元数时，指的就是那一级的其中一层的像元数，即m＝1。为了保证图像的实时性，选择一种有效且简单的算法来对非均匀性进行校正。根据光纤束的排列结构以及光纤束非均匀性产生的原因，采用适合光纤束非均匀性校正的一点法进行校正，我们称它为多段式分级一点法。主要思想是，在探测器动态范围内，选取φ0，φ1，φ2，φ3…φM不同的M+1个照度等级对光纤束各光纤元响应进行定标，对每一个照度级进行定标时，将定标图像按照光纤束输入端的级数K分为K组，分别对每一组求相应组的平均响应值，以K组中平均响应值最大者作为校正参考值，各光纤元响应值与校正参考值相除，所得系数为光纤元在相应照度条件下对应组的校正系数。在校正第k(k＝1，2，3…K)组光纤子束第i(i＝1，2，…n)个光纤元响应时，先判断该光纤元响应最接近哪一个定标点下对应光纤子束的平均响应值，用该定标点下对应光纤元的校正系数进行校正，该专利技术用于线面转换型光纤传像束获取超长线列阵探测器的光电系统中，通过采用多段式分级一点法校正。使用该方法后图像非均匀性有明显改善，为后续图像分析奠定了基础。上述方案以及现有的研究技术中，均采用由多根相互平行的光纤纤维组成的传光束实现传像，如图12所示，传光束通过多根光纤纤维进行传像，然而光纤纤维与光纤纤维之间存在空隙，即传像死区，如图13中深色区域所示，死区的存在造成传光束传像时图像部分像素丢失，图像无法完整的传输，为此我们提出一种光纤图像显示恢复算法及显示系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤图像显示恢复算法及显示系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种光纤图像显示恢复算法，包括以下步骤：A、利用平行光对光纤束进行照射，提取视频流中的Y亮度分量进行二值化处理，然后对二值图像进行腐蚀膨胀处理，得到光纤图像死区模板，通过FLASH控制模块存入外部FLASH；B、从外部FLASH读取光纤图像死区模板，存储在FPGA内部的BRAM中，将视频流YUV422转换为RGB888；C、死区模板按照从左到右、从上到下滑动的方式对R、G、B通道图像和光纤死区图像进行处理；D、对步骤C中获得的图像进行边缘锐化和对比度增强处理，并将获得的目标图像存储在外部SDRAM中，并通过显示驱动模块将图像从SDRAM中读出并显示在显示器上。进一步地，步骤C中，如果死区模板中心位置是非死区位置，则其对应的R、G、B亮度值直接作为目标亮度值，如果模板中心位置为死区位置，则将模板中的非死区位置对应的R、G、B像素求均值作为目标亮度，即得到恢复死区后的图像。进一步地，图像二值化处理需要将灰度图像转为二值图像，若目标像素亮度值p1大于等于T，则将对应的二值图像像素值p2置为1；若目标像素亮度值p1小于T，则将对应的二值图像像素值p2置为0。进一步地，T为二值化阈值。进一步地，图像腐蚀处理是以目标像素为中心，取二值图像3*3领域(P1～P9)，如果该领域中存在亮度值为1即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝1，则目标像素的亮度值设为1；如果该领域中所有亮度值都为0即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝0，则将目标像素的亮度值设为0。进一步地，图像膨胀处理是以目标像素为中心，取二值图像3*3领域(P1～P9)，如果该领域中存在亮度值为1即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝1，则目标像素的亮度值置为1；如果该领域中所有亮度值都为0即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝0，则将目标像素的亮度值置为0。进一步地，视频流YUV422转换为RGB888包括将YUV422格式先转YUV444格式，再通过公式1转RGB888格式；R＝1.1644*Y+1.6019*V-223.5521G＝1.1644*Y-0.3928*U-0.8163*V+136.1381公式1B＝1.1644*Y+2.0253*U-278.0291用逻辑实现公式2转换时，对其进行定点化处理。R＝(1192*Y+1640*V-228917)＞＞10G＝(1192*Y-402*U-836*V+139405)＞＞10公式2B＝(1192*Y+2074*U-284702)＞＞10进一步地，图像对比度增强处理，即让图像暗的更暗、亮的亮度，对应的公式如下所示：采用查表的方式实现电路设计，即提前计算好x为0～255时对应的y，并存于ROM中。进一步地，包括摄像头参数配置模块、视频捕获模块、二值化模块、二值腐蚀模块、二值膨胀模块、FLASH控制模块、死区模板缓存模块、YUV422转RGB888模块、死区恢复模块、边缘锐化模块、对比度增强模块、SDRAM控制模块、显示驱动模块；二值化模块将灰度图像转为二值图像；二值腐蚀模块去除二值图像噪声；二值膨胀模块对腐蚀后的图像进行膨胀处理得到光纤死区模板；FLASH控制模块用于光纤死区模板存入；死区模板缓存模块从FLASH中读出的光纤死区模板存入BRAM；YUV422转RGB888模块用于视频格式转换；死区恢复模块利用5*5邻域和光纤死区模板去除图像死区；边缘锐化模块使图像边缘更加锐化；对比度增强模块用于提高图像的对比度。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：用平行光照射光纤束，对其图像的灰度图进行二值化处理以及腐蚀膨胀处理，获得光纤图像死区模板，利用光纤图像死区模板和5*5邻域恢复死区部分的图像，即可实现传光束中死区的恢复，进而实现全部像素的传递，降低了死区对传像的影响，使得传光束传像时可传输图像的全部像素，保证了图像的完整性，本技术对光纤束传像系统的传输图像的完整性有着显著的提升，极大地提升了应用了光纤束传像设备检测的准确性。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术的系统框图；图2为本专利技术的校准模式流程图；图3为本专利技术的腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于，包括以下步骤：/nA、利用平行光对光纤束进行照射，提取视频流中的Y亮度分量进行二值化处理，然后对二值图像进行腐蚀膨胀处理，得到光纤图像死区模板，通过FLASH控制模块存入外部FLASH；/nB、从外部FLASH读取光纤图像死区模板，存储在FPGA内部的BRAM中，将视频流YUV422转换为RGB888；/nC、死区模板按照从左到右、从上到下滑动的方式对R、G、B通道图像和光纤死区图像进行处理；/nD、对步骤C中获得的图像进行边缘锐化和对比度增强处理，并将获得的目标图像存储在外部SDRAM中，并通过显示驱动模块将图像从SDRAM中读出并显示在显示器上。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于，包括以下步骤：
A、利用平行光对光纤束进行照射，提取视频流中的Y亮度分量进行二值化处理，然后对二值图像进行腐蚀膨胀处理，得到光纤图像死区模板，通过FLASH控制模块存入外部FLASH；
B、从外部FLASH读取光纤图像死区模板，存储在FPGA内部的BRAM中，将视频流YUV422转换为RGB888；
C、死区模板按照从左到右、从上到下滑动的方式对R、G、B通道图像和光纤死区图像进行处理；
D、对步骤C中获得的图像进行边缘锐化和对比度增强处理，并将获得的目标图像存储在外部SDRAM中，并通过显示驱动模块将图像从SDRAM中读出并显示在显示器上。


2.根据权利要求1所述的一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于：步骤C中，如果死区模板中心位置是非死区位置，则其对应的R、G、B亮度值直接作为目标亮度值，如果模板中心位置为死区位置，则将模板中的非死区位置对应的R、G、B像素求均值作为目标亮度，即得到恢复死区后的图像。


3.根据权利要求1所述的一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于：图像二值化处理需要将灰度图像转为二值图像，若目标像素亮度值p1大于等于T，则将对应的二值图像像素值p2置为1；若目标像素亮度值p1小于T，则将对应的二值图像像素值p2置为0。





4.根据权利要求3所述的一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于：T为二值化阈值。


5.根据权利要求1所述的一种光纤图像显示恢复算法，其特征在于：图像腐蚀处理是以目标像素为中心，取二值图像3*3领域(P1～P9)，如果该领域中存在亮度值为1即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝1，则目标像素的亮度值设为1；如果该领域中所有亮度值都为0即P1|P2|P3|P4|P5|P6|P7|P8|P9＝0，则将目标像素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪文昕，
申请(专利权)人：南京锐普创科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32