基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法技术

一种基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，包括以下步骤：、使用4个FIFO存储器缓存实时视频数据，当第5行视频图像数据到来时，第5行视频图像数据和4个FIFO存储器中的4行视频图像数据形成5×5邻域模板；将5路数据采用流水线实时分别乘以各模板因数，通过判断水平和垂直边缘，选择非边缘方向的插值结果作为绿分量的结果；将三行不同的视频图像数据再缓存到3行FIFO存储器中，使用流水线分别乘以各模板，通过边缘检测的结果选择相应缺失的红蓝分量；输出最终完整的红绿蓝颜色分量。本发明专利技术利用了多通道相关性进行插值，该算法结合了对图像细节的分析判断以及颜色通道之间的相关性，插值的效果较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频图像处理的
，具体说是一种基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法。
技术介绍
目前的图像传感器输出的图像在每个像素点只有一种颜色分量，并通过特定的彩色滤波阵列，例如BAYER格式，来表示整幅图像，所以这样的图像在每个像素点缺少另外两种颜色分量，要获得缺少的颜色分量就必须通过相邻像素来估算，这就是颜色插值。而BAYER格式的彩色滤波阵列中，绿通道占去了整体的一半。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 本专利技术的基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，包括以下步骤 A、使用4个FIFO存储器缓存实时视频数据，分别为FIF01、FIF02、FIF03和FIF04，每个FIFO存储器缓存一行视频图像数据，当第5行视频图像数据到来前，4个FIFO存储器都各缓存了一行视频图像数据，即FIFOl中缓存了第I行视频图像数据，FIF02中缓存了第2行视频图像数据，FIF03中缓存了第3行视频图像数据，FIF04中缓存了第4行视频图像数据，实时传来的第5行视频图像数据和4个FIFO存储器中的4行视频图像数据形成5X5邻域|吴板； B、将5路数据采用流水线实时分别乘以水平梯度模板因数、垂直梯度模板因数、水平插值滤波模板因数和垂直插值滤波模板因数，通过判断水平和垂直边缘，选择非边缘方向的插值结果作为绿分量的结果，通过绿分量产生模块产出绿分量； C、得到绿分量以后，将三行不同的视频图像数据再缓存到3行FIFO存储器中，使用流水线分别乘以红蓝水平梯度模板、红蓝垂直梯度模板、红蓝水平插值滤波模板、红蓝垂直插值滤波模板，通过边缘检测的结果选择相应缺失的红蓝分量，通过红蓝分量产生模块产出红蓝分量； D、通过数据输出模块输出最终完整的红绿蓝颜色分量。本专利技术具有的优点和积极效果是 本专利技术的基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，利用了多通道相关性进行插值，该算法结合了对图像细节的分析判断以及颜色通道之间的相关性，插值的效果较好。由于该算法是基于BAYER格式，该格式中绿通道占一半，所以第一步是恢复绿通道的值，再恢复红蓝通道。通过边缘预测，可以使颜色插值的结果更接近真实值。恢复绿通道的时候，首先计算水平和垂直方向的边缘检测结果，根据这两个结果来选择非边缘方向的插值结果。本专利技术的颜色插值方法在FPGA上实现，可以充分满足实时性和可实现性，在水平和垂直方向都进行了边缘预测，可达到较好的图像恢复效果。附图说明图1是本专利技术的基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法的执行示意图。具体实施例方式以下参照附图及实施例对本专利技术进行详细的说明。图1是本专利技术的基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法的执行示意图。如图1所示，A、使用4个FIFO存储器缓存实时视频数据，分别为FIF01、FIF02、FIF03和FIF04，每个FIFO存储器缓存一行视频图像数据，当第5行视频图像数据到来前，4个FIFO存储器都各缓存了一行视频图像数据，即FIFOl中缓存了第I行视频图像数据，FIF02中缓存了第2行视频图像数据，FIF03中缓存了第3行视频图像数据，FIF04中缓存了第4行视频图像数据，实时传来的第5行视频图像数据和4个FIFO存储器中的4行视频图像数据形成5X5邻域模板； B、将5路数据采用流水线实时分别乘以水平梯度模板因数、垂直梯度模板因数、水平插值滤波模板因数和垂直插值滤波模板因数，通过判断水平和垂直边缘，选择非边缘方向的插值结果作为绿分量的结果，通过绿分量产生模块产出绿分量； C、得到绿分量以后，将三行不同的视频图像数据再缓存到3行FIFO存储器中，使用流水线分别乘以红蓝水平梯度模板、红蓝垂直梯度模板、红蓝水平插值滤波模板、红蓝垂直插值滤波模板，通过边缘检测的结果选择相应缺失的红蓝分量，通过红蓝分量产生模块产出红蓝分量； D、通过数据输出模块输出最终完整的红绿蓝颜色分量。本专利技术的基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，利用了多通道相关性进行插值，该算法结合了对图像细节的分析判断以及颜色通道之间的相关性，插值的效果较好。由于该算法是基于BAYER格式，该格式中绿通道占一半，所以第一步是恢复绿通道的值，再恢复红蓝通道。通过边缘预测，可以使颜色插值的结果更接近真实值。恢复绿通道的时候，首先计算水平和垂直方向的边缘检测结果，根据这两个结果来选择非边缘方向的插值结果O以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本专利技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，当然会利用揭示的
技术实现思路
作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，包括以下步骤：A、使用4个FIFO存储器缓存实时视频数据，分别为FIFO1、FIFO2、FIFO3和FIFO4，每个FIFO存储器缓存一行视频图像数据，当第5行视频图像数据到来前，4个FIFO存储器都各缓存了一行视频图像数据，即FIFO1中缓存了第1行视频图像数据，FIFO2中缓存了第2行视频图像数据，FIFO3中缓存了第3行视频图像数据，FIFO4中缓存了第4行视频图像数据，实时传来的第5行视频图像数据和4个FIFO存储器中的4行视频图像数据形成5×5邻域模板；B、将5路数据采用流水线实时分别乘以水平梯度模板因数、垂直梯度模板因数、水平插值滤波模板因数和垂直插值滤波模板因数，通过判断水平和垂直边缘，选择非边缘方向的插值结果作为绿分量的结果，通过绿分量产生模块产出绿分量；C、得到绿分量以后，将三行不同的视频图像数据再缓存到3行FIFO存储器中，使用流水线分别乘以红蓝水平梯度模板、红蓝垂直梯度模板、红蓝水平插值滤波模板、红蓝垂直插值滤波模板，通过边缘检测的结果选择相应缺失的红蓝分量，通过红蓝分量产生模块产出红蓝分量；D、通过数据输出模块输出最终完整的红绿蓝颜色分量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA和边缘预测算法的颜色插值方法，包括以下步骤 A、使用4个FIFO存储器缓存实时视频数据，分别为FIF01、FIF02、FIF03和FIF04，每个FIFO存储器缓存一行视频图像数据，当第5行视频图像数据到来前，4个FIFO存储器都各缓存了一行视频图像数据，即FIFOl中缓存了第I行视频图像数据，FIF02中缓存了第2行视频图像数据，FIF03中缓存了第3行视频图像数据，FIF04中缓存了第4行视频图像数据，实时传来的第5行视频图像数据和4个FIFO存储器中的4行视频图像数据形成5X5邻域I吴板；...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴林，唐波，
申请(专利权)人：天津天地伟业数码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：