)中直方图分布对应的比例系数关 系，使图像增强类似于S曲线拉伸的效果；(C) (D)中直方图分布对应的比例系数关系，使图 像增强类似于Y校正的效果，（B)中直方图分布对应的比例系数关系，使图像增强具有不 同于其它算法特征的效果。由此可以看出本发明的系统及方法兼具其它算法的优势，同时 具有其它算法不具有的优势，因此适应性更强，增强效果更好。
[0092] 数据转换模块，根据外部传感器采集的Bayer格式图像数据中的lbit行同步信号 和lbit场同步信号，将外部传感器采集的Bayer格式图像数据中的多比特数据进行位宽转 换并通过存储器接口驱动模块存储至外部存储器；同时数据转换模块，通过存储器驱动接 口模块，从外部存储器中按行读出Bayer格式图像数据，同时产生按行读出Bayer格式图像 的行同步信号、按行读出Bayer格式图像的场同步信号，并将按行读出的Bayer格式图像数 据、按行读出Bayer格式图像的行同步信号、按行读出Bayer格式图像的场同步信号送至图 像插值模块；
[0093]图像插值模块，根据按行读出Bayer格式图像的行同步信号、按行读出Bayer格式 图像的场同步信号，对按行读出的Bayer格式图像数据进行插值，插成三基色RGB彩色图 像，该三基色RGB彩色图像包括R分量、G分量、B分量、三基色RGB彩色图像的行同步信号、 三基色RGB彩色图像的场同步信号，送至YUV变换模块；
[0094]YUV变换模块，根据三基色RGB彩色图像的行同步信号、三基色RGB彩色图像的场 同步信号，对三基色RGB彩色图像进行YUV变换，得到变换后的YUV图像、YUV图像的场同 步信号、YUV图像的行同步信号，变换公式如下：
[0095]
C0)
[0096] 变换后的YUV图像包括Y分量、U分量、V分量；
[0097] 将该YUV图像的U分量、V分量，送至缓存延时模块；
[0098] 将YUV图像的Y分量、YUV图像的场同步信号、YUV图像的行同步信号，送至分段线 性变换模块；
[0099] 分段线性变换模块，根据YUV图像的场同步信号、YUV图像的行同步信号，对YUV图 像的Y分量按照[0, 50]区域的比例系数K1、（50, 100]区域的比例系数K2、（100, 150]区域 的比例系数K3、（150, 200]区域的比例系数K4、（200, 255]区域的比例系数K5,进行分段线 性变换，公式如下：
[0100]
[0101] 式中X为分段线性变换模块输入的Y分量像素值，y为分段线性变换模块输出的 Y分量像素值，分段线性变换后输出分段线性变换后的Y分量、分段线性变换后的场同步信 号、分段线性变换后的行同步信号；
[0102] 分段线性变换模块，对Y分量进行五段线性变换，可以适应不同类型图像，提高了 系统的适应性。
[0103] 通过统计直方图模块、计算比例系数模块和分段线性变换模块，对像素个数多的 区域进行拉伸，对像素个数少的区域进行压缩，实现了对偏暗图像进行增强，对偏亮图像进 行减弱。
[0104] 缓存延时模块，对YUV图像的U分量、V分量进行缓存延时，使缓存延时后的U分 量、缓存延时后的V分量与分段线性变换后的Y分量、分段线性变换后的场同步信号、分段 线性变换后的行同步信号保持同步后，输出缓存延时后的U分量、缓存延时后的V分量。
[0105] 如图1所示，一种基于FPGA的实时图像自适应增强方法的流程，步骤如下：
[0106] (1)外部传感器将采集的Bayer格式图像数据，包括多比特数据、lbit场同步信号 和lbit行同步信号，分别送至数据转换模块和Y分量变换模块；
[0107] (2)Y分量变换模块，根据步骤（1)lbit场同步信号和lbit行同步信号，对步骤 (1)将外部传感器采集的Bayer格式图像以2x2像素为单元，进行Y分量变换，得到Y分量、 Y分量变换后的场同步信号、Y分量变换后的行同步信号，变换公式如下：
[0108] Y= 0. 299XR+0. 587G+0. 114B
[0109] 式中的R为2x2像素中的一个红Red分量，G为2x2像素中两个绿Green分量的 均值，B为2x2像素中的一个蓝Blue分量；
[0110] 将Y分量变换后得到的Y分量、Y分量变换后的场同步信号、Y分量变换后的行同 步信号，送至统计直方图模块；
[0111] (3)统计直方图模块，根据步骤（2)Y分量变换后的场同步信号、Y分量变换后的 行同步信号，把步骤（2)Y分量变换后的Y分量的灰度值分成5段区域，分别是[0, 50]、 (50, 100]、（100, 150]、（150, 200]、（200, 255]，统计[0, 50]区域的Y分量像素个数为R1，统 计（50, 100]区域的Y分量像素个数为R2,统计（100, 150]区域的Y分量像素个数为R3,统 计（150, 200]区域的Y分量像素个数为R4,统计（200, 255]区域的Y分量像素个数为R5,然 后把[0, 50]区域的Y分量像素个数为R1、（50, 100]区域的Y分量像素个数为R2、（100, 150] 区域的Y分量像素个数为R3、（150, 200]区域的Y分量像素个数为R4、（200, 255]区域的Y 分量像素个数为R5,送至计算比例系数模块；
[0112] (4)计算比例系数模块，根据步骤（3)[0,50]区域的Y分量像素个数为R1、 (50, 100]区域的Y分量像素个数为R2、（100, 150]区域的Y分量像素个数为R3、（150, 200] 区域的Y分量像素个数为R4、（200, 255]区域的Y分量像素个数为R5,按照线性比例关系， 产生[0, 50]区域的比例系数K1、（50,100]区域的比例系数K2、（100,150]区域的比例系 数K3、（150, 200]区域的比例系数K4、（200, 255]区域的比例系数K5,线性比例关系公式如 下：
[0113]
其中 0 彡b< 1，n= 1，2.-5
[0114] 式中H、V分别是Bayer格式图像水平方向和垂直方向上的像素个数，b是可以调 节的参数，通过改变该参数来控制增强强度；
[0115] 产生的[0, 50]区域的比例系数K1、（50, 100]区域的比例系数K2、（100, 150]区域 的比例系数K3、（150, 200]区域的比例系数K4、（200, 255]区域的比例系数K5,送至分段线 性变换模块；
[0116] 方法（2)、（3)和（4)步骤与方法（5)步骤并行运行，在对图像缓存的同时，对图像 进行区域直方图统计和区域比例系数计算等操作，减少延时，提高实时性。
[0117] (5)数据转换模块，根据步骤（1)外部传感器采集的Bayer格式图像数据中的 lbit行同步信号和lbit场同步信号，将步骤（1)外部传感器采集的Bayer格式图像数据中 的多比特数据进行位宽转换并通过存储器接口驱动模块存储至外部存储器；同时数据转换 模块，通过存储器驱动接口模块，从外部存储器中按行读出Bayer格式图像数据，同时产生 按行读出Bayer格式图像的行同步信号、按行读出Bayer格式图像的场同步信号，并将按行 读出的Bayer格式图像数据、按行读出Bayer格式图像的行同步信号、按行读出Bayer格式 图像的场同步信号送至图像插值模块；
[0118] (6)图像插值模块，根据步骤（5)按行读出Bayer格式图像的行同步信号、按行读 出Bayer格式图像的场同步信号，对步骤（5)按行读出的Bayer格式图像数据进行插值，插 成三基色RGB彩色图像，该三基色RGB彩色图像包括R分量、G分量、B分量、三基色RGB彩 色图像的行同步信号、三基色RGB彩色图像的场同步信号，送至YUV变换模块；
[0119] (7)YUV变换模块，根据步骤（6)三基色RGB彩色图像的行同步信号、三基色RGB彩 色图像的场同步信号，对步骤（6)三基色RGB彩色图像进行YUV变换，得到变换后的YUV图 像、YUV图像的场同步信号、YUV图像的行同步信号，变换公式如下：
[0120]
[0121] 变换后的YUV图像包括Y分量、U分量、V分量；
[0122] 将该YUV图像的U分量、V分量，送至缓存延时模块；
[0123] 将YUV图像的Y分量、YUV图像的场同步信号、YUV图像的行同步信号，送至分段线 性变换模块；
[0124] (8)分段线性变换模块，根据步骤（7)YUV图像的场同步信号、YUV图像的行同步信 号，对步骤（7)YUV图像的Y分量按照[0, 50]区域的比例系数K1、（50, 100]区域的比例系 数K2、（100, 150]区域的比例系数K3、（150,200]区域的比例系数K4、（200,255]区域的比 例系数K5,进行分段线性变换，公式如下：
[0125]
[0126] 式中x为分段线性变换模块输入的Y分量像素值，y为分段线性变换模块输出的 Y分量像素值，分段线性变换后输出分段线性变换后的Y分量、分段线性变换后的场同步信 号、分段线性变换后的行同步信号；
[0127] (9)缓存延时模块，对步骤（7)YUV图像的U分量、V分量进行缓存延时，使缓存延 时后的U分量、缓存延时后的V分量与步骤（8)分段线性变换后的Y分量、分段线性变换后 的场同步信号、分段线性变换后的行同步信号保持同步后，输出缓存延时后的U分量、缓存 延时后的V分量。
[0128] 以上结合附图对本发明的【具体实施方式】作了说明，但这些说明不能被理解为限制 本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础 上的改动都是本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于FPGA的实时图像自适应增强系统，其特征在于：包括Y分量变换模块、统 计直方图模块、计算比例系数模块、数据转换模块、存储器接口驱动模块、图像插值模块、 YUV变换模块、缓存延时模块、分段线性变换模块，在FPGA中能实现。 外部传感器将采集的Bayer格式图像数据，包括多比特数据、lbit场同步信号和lbit行同步信号，分别送至数据转换模块和Y分量变换模块； Y分量变换模块，根据lbit场同步信号和lbit行同步信号，将外部传感器采集的Bayer格式图像以2x2像素为单元，进行Y分量变换，得到Y分量、Y分量变换后的场同步信 号、Y分量变换后的行同步信号，变换公式如下： Y= 0. 299XR+0. 587G+0. 114B 式中的R为2x2像素中的一个红Red分量，G为2x2像素中两个绿Green分量的均值，B为2x2像素中的一个蓝Blue分量； 将Y分量变换后得到的Y分量、Y分量变换后的场同步信号、Y分量变换后的行同步信 号，送至统计