[发明专利]一种光纤图像恢复方法及其系统

说明书

本发明公开了一种光纤图像恢复方法，包括如下步骤：将捕获到的视频流存储到外部SDRAM，查看图像将阵列光纤组成的光纤束调整到合适的位置并固定；对光纤束打高强度平行光，提取视频流中的Y亮度分量进行二值化处理和腐蚀膨胀处理；死区模板缓存模块从外部FLASH读取光纤图像死区模板并存在FPGA内部BRAM中，视频格式转换模块对视频流格式转换；3D降噪算法将图像分成多个块，且每个光纤分别与相应的块对应，采用光纤有效区域的SAD计算运动强度；用高强度平行光照射光纤束，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，采用时空联合3D降噪进行图像的噪声处理，有效提升了光纤成像的信噪比。

技术领域

本发明属于光纤传像技术领域，具体涉及一种光纤图像恢复方法及其系统。

背景技术

图像噪声从统计理论观点可以分为平稳噪声和非平稳噪声两种。在实际应用中，这两种噪声可以理解为：其统计特性不随时间变化的噪声，称之为平稳噪声，适合做时域多帧降噪；其统计特性随时间变化而变化的噪声，称之为非平稳噪声，适合在单帧内做空域降噪。

光纤与光纤之间存在间隙(即死区)，传统光纤图像恢复仅用邻域像素来恢复死区，然后直接做3D降噪，但由于恢复后图像并非真实场景，为此我们提出一种光纤图像恢复方法及其系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤图像恢复方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种光纤图像恢复方法，包括如下步骤：

A、将捕获到的视频流存储到外部SDRAM，并从SDRAM读出图像，经显示驱动模块在显示器上显示，最后通过查看显示器的图像将阵列光纤组成的光纤束调整到清晰对焦位置并固定，实现校准；

B、对光纤束打高强度平行光，提取视频流中的Y亮度分量通过二值化模块进行二值化处理，然后对二值图像通过二值腐蚀模块和二值膨胀模块进行腐蚀膨胀处理，得到光纤图像死区模板，由FLASH控制模块存入外部FLASH，实现死区获取；

C、死区模板缓存模块从外部FLASH读取光纤图像死区模板并存在FPGA内部BRAM中，视频格式转换模块对视频流格式转换，死区恢复模块采用模板分别对R、G、B三个通道的图像以及光纤死区图像进行从左到右、自上而下滑动处理，得到恢复死区后的图像；

D、3D降噪算法将图像分成多个块，且每个光纤分别与相应的块对应，采用光纤有效区域的SAD计算运动强度，进而实现降噪；

E、采用前后帧之间光纤有效块SAD的计算，决定采用多帧降噪或2D滤波合成图像，计算的公式如下；

F、边缘锐化模块和对比度增强模块对图像进行边缘锐化和对比度增强处理，并将得到的目标图像通过SDRAM控制模块存入外部SDRAM，最后从SDRAM读出图像，经显示驱动模块在显示器上显示。

进一步地，步骤E中，B_K-1，B_k，B_k+1分别为前一帧、当前帧以及后一帧，w为图像运算的权重。

进一步地，当运动强度小于T时进行时域滤波，反之则进行空域滤波。

进一步地，步骤B之前，需要摄像头参数配置模块对摄像头的参数寄存器进行配置，由视频捕获模块进行捕获画面，并通过摄像头输出1280*720@60Hz YUV422的视频流。

进一步地，步骤C中的模板具体为5*5模板。

进一步地，步骤C中滑动处理后包括两种情况。

进一步地，第一种情况为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。