基于Kirsch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Kirsch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Kirsch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)Kirsch算子全面地提取圖像的邊緣信息，再將邊緣值與對(duì)應(yīng)的原數(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Kirsch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Kirsch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Kirsch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]Kirsch算子是一種非線性算子，Kirsch算子對(duì)圖像中的每個(gè)像素，考察它的8個(gè)鄰點(diǎn)的灰度變 化，用其中3個(gè)鄰點(diǎn)的加權(quán)和減去剩下5個(gè)鄰點(diǎn)的加權(quán)和，該算子包含8組3x3的矩陣模板，可以用來(lái)計(jì)算出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Kirsch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)幀輸入data_input引入的第一和第二連續(xù)兩幀視頻圖像數(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；模板操作模塊中具有8組Kirsch算子系數(shù)模板，8組Kirsch算子系數(shù)模板分別通過(guò)乘法器與上述3X3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Kirsch算子的圖像銳化系統(tǒng)，其特征在于:模板操作模塊中的Kirsch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Kirsch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)幀輸入data_input再引入與第一幀視頻圖像數(shù)據(jù)相連續(xù)的第二幀視頻圖像數(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Kirsch算子系數(shù)模板依次相乘，得到8組模板輸出數(shù)據(jù)，8 組 Prewitt 算子系數(shù)模板依次為 Coeffient Templatel 至 Coeffient Template8 ； 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Kirsch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中所述的第二幀視頻圖像數(shù)據(jù)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Kirsch算子的圖像銳化系統(tǒng)的圖像銳化方法，其特征在于:8組Kirsch算子系數(shù)模板中Coeffient Templatel對(duì)應(yīng)于90 °模板，
【文檔編號(hào)】G06T5/00GK103714523SQ201410028917
【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