申请/专利权人：南京理工大学

申请日：2021-10-31

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114070959B

主分类号：H04N5/21

分类号：H04N5/21;H04N5/14;G06T5/73

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.03.08#实质审查的生效;2022.02.18#公开

摘要：本发明公开了一种基于FPGA的视频去噪硬件实现方法，将视频数据利用乒乓缓存结构映射到FPGA内部存储器上，获得当前帧图像；对高斯平滑后的当前帧计算参考帧和当前帧差值残差阈值和运动向量阈值，通过对参考帧和当前帧像素残差值和参考帧和当前帧差值残差阈值对比，运动张量值和运动向量阈值对比将当前帧图像区分为背景区域和前景区域，对背景区域进行时域降噪，前景区域进行空域降噪。最后将降噪后的图像输出FPGA，并将降噪后的图像存入外部存储器，作为下一帧的参考帧图像。本发明将运动向量阈值和参考块与当前块差值残差阈值代替一个简单的阈值进行动态多阈值分割，将图像分为背景区域和前景区域，提高了区域判别的准确度。

主权项：1.一种基于FPGA的视频去噪硬件实现方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，将外部传感器输入的视频数据利用乒乓缓存结构映射到FPGA内部存储器上，获得当前帧图像；步骤二，在FPGA内部构建高斯平滑运算模块，对当前帧图像进行高斯平滑运算；步骤三，在FPGA内部构建运动判断参数模块，获取参考帧和当前帧差值残差阈值和运动向量阈值；构建的运动判断参数模块将当前帧图像经过异步FIFO缓存之后和参考帧对应的5*5邻域像素做差运算，得到的帧差图中心像素5*5邻域求和得到绝对值，再利用定点除法得到均值作为参考帧和当前帧差值残差阈值CT；步骤三中：将高斯平滑运算得到的结果分块成16*16的子块，分别计算出这些子块的方差，对子块的方差进行加权平均得到单帧方差估计值作为运动向量阈值ST；步骤四，在FPGA内部构建运动强度检测模块，获取参考帧和当前帧像素残差值和运动张量值，步骤四获取运动张量值的具体方法为：在FPGA内部将当前帧高斯平滑运算得到的结果和外部存储器通过异步FIFO缓存之后的参考帧图像下采样之后依次通过梯度计算与累加计算，构建当前块的运动张量S；获取参考帧和当前帧像素残差值的具体方法为：将参考帧图像和梯度计算之后的当前帧图像进行差值计算，构建像素残差值C；步骤五，在FPGA内部构建运动强度判别模块，通过对参考帧和当前帧像素残差值和参考帧和当前帧差值残差阈值对比，运动张量值和运动向量阈值对比将当前帧图像区分为背景区域和前景区域，对背景区域进行时域降噪，前景区域进行空域降噪；在FPGA内部进行运动强度判别，利用当前块运动张量S，像素残差值C,参考块和当前块差值残差阈值CT以及运动向量阈值ST将图像区域分为前景区域和背景区域，如果每一像素点的像素残差值C小于参考块和当前块差值残差阈值CT，且当前块运动张量S小于运动向量阈值ST，认为当前块为背景区域，进行时域降噪；如果残差C大于参考块和当前块差值残差阈值CT，认为当前块为前景区域，只使用空域滤波；如果残差C小于参考块和当前块差值残差阈值CT，但运动向量S大于运动向量阈值ST，认为当前块为前景区域，只使用空域滤波；步骤六，将降噪后的图像输出FPGA，并将降噪后的图像存入外部存储器，作为下一帧的参考帧图像。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京理工大学 一种基于FPGA的视频去噪硬件实现方法

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