Yangxue بو، لى لى 1، 2 تشن ريو
(1. معهد العلوم الالكترونية والتكنولوجيا، جامعة العلوم الالكترونية والتكنولوجيا في الصين، وتشنغدو 611730؛ 2. كلية الهندسة الالكترونية، جامعة تشنغدو تقنية المعلومات، وتشنغدو 610000)
مع التطور السريع للمعدات الفيديو، كما وضعت الرقمية التطبيقات ذات الصلة الفيديو بسرعة، مثل معدات الرصد، تاكوغراف والهواتف المحمولة وغيرها من المنتجات الإلكترونية. اليوم الفيديو الرقمي تعزيز صورة الخوارزميات تلو الآخر، ويرجع ذلك إلى تعقيد الخوارزمية عالية نسبيا، فإنه من الصعب تلبية المتطلبات الأساسية في الوقت الحقيقي. واستنادا إلى بكسل صورة معالجتها وتناقش Retinex نموذج امتدت البعد والتكنولوجيا الرئيسية وحدات مفتاح شكلي من المحاكاة والممارسة، وأخيرا تنفيذ (فيرتكس 5) من FPGA، ميغاهيرتز ساعة النظام 125، وتلبية 30 و / ق صورة (2000 2048) بكسل.
retinex؛ وتعزيز الفيديو؛ FPGA، وتجهيز الوقت الحقيقي
TP317.4
كود الوثيقة: A
10.16157 / j.issn.0258-7998.2016.11.008
شكل الاقتباس الصيني: Yangxue بو، لى لى، تمديد تشن. مفتاح خوارزميات تعزيز لون الفيديو على التكنولوجيا FPGA التكنولوجيا الالكترونية، 2016،42 (11): 37-39،43.
الإنجليزية شكل الاقتباس: يانغ Xuebo، لى لى، وتشن Guangtuo، وآخرون. التكنولوجيا الرئيسية لخوارزمية تعزيز لون الفيديو وتنفيذ FPGA .Application من تقنيات الالكترونية، 2016،42 (11): 37-39،43.
0 مقدمة
تقنية تحسين فيديو مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل الالكترونيات الطبية، والتحكم الصناعي، والالكترونيات الاستهلاكية واستكشاف الفضاء السحيق. واقترح نظرية Retinex ادوين لاند في عام 1971. نموذج Retinex على أساس استخدام نطاق أوسع واحد Retinex خوارزمية (واحدة مقياس Retinex، SSR)، متعددة النطاق Retinex خوارزمية (موضوع مقياس Retinex، MSR)، وعلى نطاق متعدد Retinex خوارزمية مع تصحيح الألوان (موضوع مقياس Retinex مع اللون ترميم، MSRCR)، خوارزمية على أساس نموذج مسبق كنقاط Retinex خوارزمية النقاش على أساس الإطار، ولكن تعقيد هذه الخوارزمية مرتفعة جدا يمكن أن تستهلك موارد الأجهزة المفرطة، التي لا يمكن الحصول على التطبيق الجيد في الممارسة العملية. مقياس Retinex جداول خوارزمية واحدة أو متعددة كما تعزيز كبير للصورة، وتكوين الأجهزة الأساسي أعيد بناؤها من متعدد النطاق Retinex الخوارزمية هو واحد نطاق الدائرة الأجهزة Retinex الخوارزمية. تهدف هذه الورقة إلى تحسينات تقنية دراسة فيديو خوارزمية مفتاح الجهاز، حتى تأخذ نطاق واحد Retinex الخوارزمية، ولكن لمثل هذا CPU خوارزمية لا تستطيع ان تلبي متطلبات التجهيز لها الفيديو في الوقت الحقيقي، ويستخدم 125 ميغاهيرتز تردد FPGA، لقاء 30 و / ثانية من بكسل صورة (2000 2048).
تتناول هذه الورقة خوارزمية Retinex رئيسية على أساس حجم بكسل الصورة قد تكون الضغوط وتكوين شكلي. بنية الأجهزة المقترح يمكن أن تتكيف مع بكسل مختلفة للفيديو. لتحقيق تصميم ومحاكاة وحدات رئيسية، تصميم FPGA لتحقيق نموذج كامل من قبل فيرتكس-5، وأخيرا تقييم خوارزمية تأثير العلاج.
1 نموذج Retinex تعزيز الفيديو التي تعتمد الخوارزميات
الرقم 1 هو مخطط لتعزيز الفيديو خوارزمية Retinex. يتم تحويل صورة الفيديو الإطار من قبل RGB صورة رمادية الإطار إلى HSV V، صفاء إطار الصورة S، تشبع الصورة إطار H. يقدر صورة إطار مضوائية، تم الحصول عليها بعد مناسبة تمتد الصورة المكونة الخفيفة ومكون مكافحة V2 V3. بعد عملية التمدد، وبعد عملية توليف صورة هو O من صورة معالجتها.
1.1 RGB بدوره HSV
منذ مساحة اللون RGB لمعالجة الصور مباشرة ينتج تشويه اللون، مطلوب تحويل لون الفضاء.
صورة إضاءة 1.2 استخراج وصورة عكسية
إطار الصورة الأصلية I (س، ص) يمكن أن تتحلل إلى قسمين . جزء من الإطار ضوء الصورة L (س، ص)، مما يعكس جزء آخر من الصورة إطار R (س، ص)، صيغة (1) هو مبين في الشكل.
هنا التمويه مرشح تقدير الإضاءة، وتصفية عنصر عالية التردد (التفاصيل جزء صورة وجزء الضوضاء) قبالة.
طريقة 1.3 تجهيز وانعكاس الضوء مكون مكون معالجة إطار
قد امتدت عنصر انعكاس غير الخطية من قبل وظيفة السيني. في هذا قمع بكثير من الضجيج بينما تضخيم عنصر التفاصيل مفيد.
1.4 HSV إلى صورة RGB إلى الصورة
RGB لون الفضاء هو لون يتكون من الأحمر والأخضر والأزرق للعرض، لذلك يتم تحويل الصورة إلى RGB HSV.
2 فيديو العمارة المنطق الأجهزة محسن
التكيف تعزيز الفيديو VLSI العمارة هو مبين في الشكل 2، FIG. 2 هو إطار الجزء تنفيذ FPGA، الجزء الخارجي من الإطار لتحقيق التحويل من قبل MATLAB. نظام سجلات التكوين الداخلية تكوينها من قبل فك وحدة، فإن المهمة الرئيسية هي لتكوين بكسل للصورة. يتم توصيل SRAM_interface SRAM عازلة لتيار بيانات الصورة الخارجية، وتخصيص مساحة ذاكرة SRAM اثنين العملية كرة الطاولة الداخلية من بيانات الفيديو. يستخدم فلتر لتعديل فلتر ثنائي الأبعاد. ويمكن تكييف هذا الفلتر لمختلف بكسل سرعة عالية عملية تصفية الصورة. يقدر من قبل المرشح وبسبب تعقيد الصورة والإضاءة والطرح عدد مرتفع نسبيا، بحيث سطوع عالية، وتشويه بكسل، عالية الدقة ورقة المفرق، للحصول على صورة المنعكسة. مضاعف تعزيز صورة بينما يمر من خلال اثنين من وظائف عملية تمتد، واستعادة صورة RGB عبر HVSRGB.
تحسن وحدة الترشيح بعد 2.1
تستند الوثيقة قد يتم تكوين ليعرض مقبض مرشح ثنائي الأبعاد وجود حجم بكسل وخصائص توقيت جيدة. العمارة هو مبين في الشكل (3). ورقة الترشيح مقسمة إلى ثلاثة أجزاء، الجزء الأول من العمل هو دمج اثنين من بيانات 8 بت إلى 16 بت البيانات، وكتابة بشكل متتالي في مختلف FIFO. الجزء الثاني هو شكلي FIFO، وعمق FIFO تكوين لتكوين السجل الداخلي، ونافذة فلتر لكتابة البيانات في صفوف مختلفة. الجزء الثالث هو مرشح نافذة، لتحويل 16 بت إلى 8 بت البيانات هو مكتوب لاثنين من نافذة مرشح بكسل، ودورة المقبلة من هذه بكسل اثنين تحولت إلى اثنين بكسل. التي حصلت عليها معاملات تصفية كل دورة جديدة من بكسل معالجتها. هذا التكوين ليس فقط يوفر الموارد، ويمكن أن يتم تكوين لمعالجة صورة الفيديو عدد بكسل، وتواتر معالجة مدار الساعة هو نصف تردد على مدار الساعة للنظام، لتلبية أفضل لمتطلبات التوقيت.
2.2 عالية السرعة المضاعفة
تصميم يستخدم بعض مضاعف ، منذ صفت أسباب توقيت عالية السرعة المضاعفة هنا، FIG. 4 هو الرسم التخطيطي لمضاعف الأجهزة، ومضاعف تضم خوارزمية كشك-4 و شجرة الاس تتألف من قبل وكالة الفضاء الكندية والسوبر قبل الأفعى.
وقاعدة توليد جزء 4 كشك الخوارزمية، ونصف تقريبا من خفض جزء، والتي CSA تراكم الوحدات شجرة والاس، والأجزاء اثنين من الحصول عليها عن طريق الأفعى lookahead المنتجات التي تم الحصول عليها في نهاية المطاف.
المفرق 2.3
ورقة المفرق، عالية الدقة، نظرا لأن العملية للحد من الخطأ الناتجة عن ارتفاع سرعة الدوائر الأجهزة مقسم هو مبين في الشكل (5)، وهو مضاعف وجداول البحث، طاولة البحث تخزين متبادلة من المقسوم عليه.
2.4 الرسم وتعديل الصور
الخفيفة صورة الإطار لتحقيق تصحيح غاما، وذلك باستخدام طريقة الجدول نظرة المتابعة الموصوفة هنا.
انعكاس الصورة لا تمتد العملية المستخدمة لتنفيذ الهيكل هو مبين في الشكل 6.، وشكلي الشد هنا، يمكن تنفيذ هذا الأسلوب عن طريق تغيير درجة التغيير الذي يتمدد السجل كون. تغيير التأثيرات معالجة الصور. والمرح Fun1 الدائرة الجمع المستخدمة لتنفيذ وظيفة.
3 وحدة محاكاة والتجريبية النتائج بسيطة
منذ القدرة على modesim VCS محاكاة لمحاكاة كل وحدة، كما المستخدمة هنا، ديبيان لينكس تعمل تصفية نظام الذاكرة 8 الأساسية 16 من موضوع 48 G، VCS، 2013 نسخة من منصة محاكاة، للحصول على النتائج هو مبين في الشكل 7، FIG. 8.
وأدركت في هذه الورقة منصة Vertex_5_FXT (FX70 / 100T) _FF1136 FPGA رقاقة المعدات اللازمة لبناء جزء أساسي من المخطط كتلة الداخلي من جهة أخرى من قبل AMD 44 G الأساسية ذاكرة ماتلاب 2014b. FIG 9، FIG 10 غير معالجة نتيجة لصور مختلفة.
4 خوارزمية تقييم
الكون هو مفهوم هام من الناحية النظرية معلومات داخلية، تمثل كمية من المعلومات في صورة تعكس أيضا مدى محتوى الصورة . صيغة (11) هو تعبير عن الكون.
قبل وبعد تعزيز صورة الكون في الجدول 1 مثل كما هو مبين في الشكل.
5 الخاتمة
تحلل هذه الورقة الفيديو تحسين الصورة خوارزمية Retinex بناء على أبنية مختلفة، بداهة Retinex خوارزمية نظرا لتعقيد أعلى من الخوارزمية، اخترنا نطاق واحد تكنولوجيا Retinex مفتاح الخوارزمية، بعد خوارزمية إعادة الإعمار على نطاق واحد هي متعددة النطاق Retinex الخوارزمية، على أساس يتم ترتيب بكسل الصورة ويمكن تكوين الشد المقترح أبنية في الحجم، ولكل وحدة تنفيذ ومحاكاة تنفيذ FPGA وأخيرا، فإن تأثير معالجة الصور والتقييم.
مراجع
وانغ ون لى بو، وتسنغ جين، وآخرون al.A بسرعة متعددة النطاق خوارزمية retinex لتعزيز صورة ملونة .Proceedings من المؤتمر الدولي للتحليل المويجات والتعرف على الأنماط وهونغ كونغ، 20082008: 30-31.
فو Xueyang سون يي، LiWang مينغهوى، النهج القائم آخرون al.A رواية retinex لenhencement صورة التكيف مع الإضاءة 0.2014 المؤتمر الدولي IEEE على الصوتية، الكلام ومعالجة الإشارات، 2014: 1190-1194.
التنفيذ BAILEY D G.Effcient من المرشحات المورفولوجية للون الرمادي مؤتمر .International على الميدان Programmalle Technology.2010: 421-424.
التصميم على منصة SEDCOLE P.Reconfigurable في التصميم بما لمعالجة الصور الفيديو .Deparment الهندسة الكهربائية والإلكترونية، كلية امبريال في لندن، UK.2006.
ياو Aihong، لي لينغ، صن Mengzhe.Design من خط أنابيب أساس مضاعف على كشك تعديل في الخوارزمية والاس شجرة .Advanced Researon التجارة الالكترونية، تطبيق ويب، ومؤتمر CommunicationInternational، ECWAC 2011 قوانغتشو، الصين، 2011، الجزء الأول.
Jagadeshwar راو M، DUBEY S.A سرعة عالية ومساحة كشك كفاءة إعادة ترميز والاس شجرة مضاعف الدوائر الحسابية بسرعة المؤتمر المحيط الهادئ .2012Asia للبحوث الدراسات العليا في مجال الالكترونيات الدقيقة والالكترونيات، 2012.
هنسلي J، LASTRA A، SINGH M.A قابلة المعاكس، عبر خط انابيب غير متزامن الجذر-4 كشك مضاعف ندوة .International على الدوائر غير متزامن ونظم، 2005: 128-137.
شو شين تشن تشيانغ، فينغ آن هنغ، وآخرون al.A halofree بسرعة طريقة تحسين الصورة على أساس retinex .Journal من تصميم ورسومات الحاسوب بمساعدة الكمبيوتر، 2008،20 (10).
LEVERICK G، WU C، SZTURM T.Coarse تكميم في حسابات تدابير الكون لسلسلة زمنية تجريبية .Nonlinear الديناميات، 2014،79 (1): 93-100.
مزايا العضوية في نهاية العام بعد التمديد!
