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      基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)及圖像銳化方法

      文檔序號(hào):7795895閱讀:1201來(lái)源:國(guó)知局
      基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)及圖像銳化方法
      【專(zhuān)利摘要】一種基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)及圖像銳化方法,包括3×3數(shù)據(jù)流生成模塊、模板操作模塊、模板操作輸出評(píng)估模塊和數(shù)據(jù)流輸出模塊,由數(shù)據(jù)幀輸入data_input引入第三幀視頻圖像數(shù)據(jù),與FIFO1和FIFO2中存儲(chǔ)的前兩幀視頻圖像數(shù)據(jù)構(gòu)成3×3鄰域模板,通過(guò)乘法器將模板操作模塊中的8組Prewitt算子系數(shù)模板分別與3×3鄰域模板相乘,通過(guò)模板操作輸出評(píng)估模塊選出8組模板輸出數(shù)據(jù)中的最大值作為檢測(cè)出的邊緣值,通過(guò)Prewitt算子全面地提取圖像的邊緣信息,然后再將邊緣值與原數(shù)據(jù)進(jìn)行加和即得出邊緣增強(qiáng)后更加清晰的視頻圖像,在視頻采集過(guò)程中即可對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的銳化處理。
      【專(zhuān)利說(shuō)明】基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)及圖像銳化方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控的【技術(shù)領(lǐng)域】,具體說(shuō)是一種利用Prewitt算子實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻圖像的邊緣增強(qiáng)和圖像銳化的基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)及圖像銳化方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]圖像銳化就是補(bǔ)償圖像的輪廓,增強(qiáng)圖像的邊緣及灰度跳變的部分,使圖像變得清晰,圖像銳化分為空間域處理和頻率域處理兩類(lèi)。
      [0003]圖像銳化處理的目的是為了使圖像的邊緣、輪廓線(xiàn)以及圖像的細(xì)節(jié)變的清晰,經(jīng)過(guò)平滑的圖像變得模糊的根本原因是因?yàn)閳D像受到了平均或積分運(yùn)算,因此可以對(duì)其進(jìn)行逆運(yùn)算(如微分運(yùn)算)就可以使圖像變的清晰。
      [0004]圖像的能量主要集中在其低頻部分,圖像邊緣信息主要集中在其高頻部分。從頻率域來(lái)考慮,圖像模糊的實(shí)質(zhì)是因?yàn)槠鸶哳l分量被衰減,因此可以用高通濾波器來(lái)使圖像清晰。
      [0005]Prewitt算子是一種離散差分算子,用來(lái)運(yùn)算圖像亮度函數(shù)的梯度之近似值。在圖像的任何一點(diǎn)使用此算子,將會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的梯度矢量或是其法矢量。該算子包含8組3X3的矩陣模板,可以用來(lái)計(jì)算出圖像上該點(diǎn)在8個(gè)方向的圖像邊緣值,選擇最大的值作為邊緣的輸出值。邊緣輸出值與原圖像疊加,即得到銳化后的圖像。
      [0006]如果用g(X,y)代表銳化后的圖像,可以用以下公式表示:
      【權(quán)利要求】
      1.一種基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng),其特征在于:包括3X3數(shù)據(jù)流生成模塊、模板操作模塊、模板操作輸出評(píng)估模塊和數(shù)據(jù)流輸出模塊,上述四個(gè)模塊依次相連接;3X3數(shù)據(jù)流生成模塊包含兩路先入先出存儲(chǔ)器FIF01、FIF02和一路數(shù)據(jù)幀輸入data_input,F(xiàn)IFOl、FIF02各自的數(shù)據(jù)容量為一幀視頻圖像數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)幀輸入data_input與FIF02相連接,而FIF02與FIFOl相連接,由數(shù)據(jù)巾貞輸入data_input引入的第一和第二連續(xù)兩巾貞視頻圖像數(shù)據(jù)分別存入FIFOl和FIF02,由數(shù)據(jù)幀輸入data_input引入的第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)與FIFOl和FIF02內(nèi)存儲(chǔ)的前兩幀視頻圖像數(shù)據(jù)一起構(gòu)成3X 3鄰域模板,每幀視頻圖像數(shù)據(jù)分別作為3X3鄰域模板中的一個(gè)數(shù)據(jù)行;模板操作模塊中具有8組Prewitt算子系數(shù)模板,8組Prewitt算子系數(shù)模板分別通過(guò)乘法器與上述3 X 3數(shù)據(jù)流生成模塊中的FIFOl、FIF02和data_input的視頻圖像數(shù)據(jù)引出端相連接,并將得出的結(jié)果輸入模板操作輸出評(píng)估模塊;模板操作輸出評(píng)估模塊將計(jì)算出的數(shù)值輸入數(shù)據(jù)流輸出模塊;數(shù)據(jù)流輸出模塊對(duì)外設(shè)置一路數(shù)據(jù)幀輸出data_out。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng),其特征在于:模板操作模塊中的Prewitt算子系數(shù)模板都為3X3的矩陣模板。
      3.一種基于權(quán)利要求1所述的基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)的圖像銳化方法,包括以下步驟: A、由數(shù)據(jù)幀輸入data_input引入第一幀視頻圖像數(shù)據(jù),并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF02 ;由數(shù)據(jù)巾貞輸入data_input再引入與第一巾貞視頻圖像數(shù)據(jù)相連續(xù)的第二巾貞視頻圖像數(shù)據(jù),并將此幀視頻圖像數(shù)據(jù)存入FIF02,而原來(lái)存儲(chǔ)在FIF02中的第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)由FIF02中釋放并轉(zhuǎn)存至FIFOl,再由數(shù)據(jù)幀輸入data_input弓丨入第三幀視頻圖像數(shù)據(jù),此時(shí)第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)與FIFOl和FIF02中分別釋放的前兩幀視頻圖像數(shù)據(jù)共同構(gòu)成3X3鄰域模板,每幀視頻圖像數(shù)據(jù)分別作為3X3鄰域模板中的一個(gè)數(shù)據(jù)行; B、上述第一至第三幀視頻圖像數(shù)據(jù)所各自對(duì)應(yīng)的3X3鄰域模板中的數(shù)據(jù)行分別通過(guò)乘法器與模板操作模塊中的8組Prewitt算子系數(shù)模板依次相乘,得到8組模板輸出數(shù)據(jù); C、上述8組模板輸出數(shù)據(jù)輸入到模板操作輸出評(píng)估模塊中,由模板操作輸出評(píng)估模塊選出8組模板輸出數(shù)據(jù)中的最大值,作為檢測(cè)出的邊緣值; D、將上述檢測(cè)出的邊緣值與原數(shù)據(jù)orign_data輸入到數(shù)據(jù)流輸出模塊中,由數(shù)據(jù)流輸出模塊將原數(shù)據(jù)與檢測(cè)出的邊緣值相互加和,得出的結(jié)果由數(shù)據(jù)幀輸出data_out向外輸出; E、由數(shù)據(jù)幀輸入data_input持續(xù)引入新的視頻圖像數(shù)據(jù),按照步驟A至步驟D持續(xù)順序執(zhí)行相應(yīng)的處理過(guò)程。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Prewitt算子的圖像銳化系統(tǒng)的圖像銳化方法,其特征在于:上述步驟D中所述的原數(shù)據(jù)orign_data與步驟A中所述的第二巾貞視頻圖像數(shù)據(jù)相同。
      【文檔編號(hào)】H04N7/18GK103716511SQ201410028656
      【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
      【發(fā)明者】戴林, 張立嵩 申請(qǐng)人:天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司
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