一种周视扫描系统视频增强方法及装置与流程

本发明涉及光电成像技术领域，特别涉及一种周视扫描系统视频增强方法及装置。

背景技术：

周视扫描系统可以实现对360°全景拍摄并输出连续视频，要求能实时地对全景视频进行直方图处理，进而达到增强显示效果，消除帧间边界的目的。

周视扫描系统相比于传统拍摄系统，输出视频以周为单位。拍摄设备安装于转台之上，方位不停旋转，并且在固定方位角度触发曝光，旋转360°为一个周期，所拍摄的视频图像经过数据传输系统到达后端显控计算机，在计算机中可以把全周图像进行拼图处理，从而得到360°全景周视图像。

传统直方图处理以帧为单位，统计全帧像素，以此为依据对像素灰度进行重新映射，达到增强目的。在周扫系统中传统直方图处理方法并不适用，主要带来的问题是，全周图像动态范围较大，并且周内各帧统计结果差异明显，直方图处理后的亮度差别较大，直观感受是全景拼图后的边界明显，显示效果不理想。为了能达到理想的显示效果，需要对传统直方图处理方法进行改进。

技术实现要素：

为了解决现有技术中周视扫描系统全景拼图后边界明显、显示效果不理想的问题，本发明提供了一种周视扫描系统视频增强方法及装置。

本发明提供的周视扫描系统视频增强方法，包括以下步骤：

统计所述周视扫描系统在第N周扫描过程中产生的所有视频数据的像素灰度级，以灰度级为像素划分基准，求取像素概率密度；

建立像素灰度级与像素概率密度的对应关系，得到灰度映射表；

根据所述灰度映射表得到第N+1周所有视频数据的像素灰度级对应的像素概率密度，得到全景周视图像。

本发明还提供了一种周视扫描系统视频增强装置，包括统计和计算模块、灰度映射表生成模块、及全景直方图拉伸模块：

所述统计和计算模块，用于统计所述周视扫描系统在第N周扫描过程中产生的所有视频数据的像素灰度级，以灰度级为像素划分基准，求取像素概率密度；

所述灰度映射表生成模块，用于建立像素灰度级与像素概率密度的对应关系，得到灰度映射表；

所述全景直方图拉伸模块，用于根据所述灰度映射表得到第N+1周所有视频数据的像素灰度级对应的像素概率密度，得到全景周视图像。

本发明有益效果如下：

本发明实施例采用全周数据统计方法获得全景直方图信息，在此基础上对全景图像进行均衡化处理，很好的解决了传统直方图处理后带来的全景拼图边界问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1是本发明实施例的周视扫描系统视频增强方法的流程图；

图2是本发明实施例的周视扫描系统视频增强装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有技术中周视扫描系统全景拼图后边界明显、显示效果不理想的问题，本发明提供了一种周视扫描系统视频增强方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种周视扫描系统视频增强方法，图1是本发明实施例的周视扫描系统视频增强方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的周视扫描系统视频增强方法包括如下处理：

步骤101，统计所述周视扫描系统在第N周扫描过程中产生的所有视频数据的像素灰度级，以灰度级为像素划分基准，求取像素概率密度；

步骤102，建立像素灰度级与像素概率密度的对应关系，得到灰度映射表；

步骤103，根据所述灰度映射表得到第N+1周所有视频数据的像素灰度级对应的像素概率密度，得到全景周视图像。

所述N为变量，具体的N为大于等于1的正整数。

具体的，步骤101包括以下步骤：

确定第N周第i个像素的灰度级，将所述灰度级发送至RAM，其中RAM在收到所述灰度级时，将该灰度级在本周内的历史出现次数加1，令i＝i+1，重复该过程，直到遍历完所有像素，调取所述RAM中存储的本周数据，得到全景直方图；

依次取出所述全景直方图中每个灰度级在本周内的统计数据，按照公式1计算每个灰度级的像素概率密度P_r(r)，直到所述全景直方图中每个灰度级都得到对应的像素概率密度；

具体的，步骤102之后还包括以下步骤：

剔除所述灰度映射表中的异常像素，以对所述灰度映射表进行修正。

更加具体的，剔除所述灰度映射表中的异常像素，以对所述灰度映射表进行修正的具体操作为：

在所述灰度映射表中将预设的最低灰度级门限以下的灰度级的映射灰度级设为0，将预设的最高灰度级门限以上的灰度级的映射灰度级设为255，得到修正后的灰度映射表。

具体的，步骤103包括以下步骤：

每一个第N+1周的视频数据输入后，以像素灰度级为地址索引灰度映射表中的像素概率密度，根据第N+1周所有视频数据的像素概率密度得到全景周视图像。

本发明实施例抛弃传统直方图增强方法，以周为单位对全景图像进行实时处理，实现了周扫系统中视频增强功能，大大提高了图像的可视化效果，解决了拼图中的边界问题。与此同时，新的直方图统计方法还将部分异常像素舍弃，弱化了异常像素带来的均衡化错误问题。

根据本发明的实施例，提供了一种周视扫描系统视频增强装置，图2是本发明实施例的周视扫描系统视频增强装置的结构示意图，如图2所示，根据本发明实施例的周视扫描系统视频增强装置包括：统计和计算模块20、灰度映射表生成模块22、及全景直方图拉伸模块24，以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。

具体地，所述统计和计算模块20，用于统计所述周视扫描系统在第N周扫描过程中产生的所有视频数据的像素灰度级，以灰度级为像素划分基准，求取像素概率密度。

具体的，所述统计和计算模块20包括全景视频统计单元和计算单元：

所述全景视频统计单元，用于确定第N周第i个像素的灰度级，将所述灰度级发送至RAM，其中RAM在收到所述灰度级时，将该灰度级在本周内的历史出现次数加1，令i＝i+1，重复该过程，直到遍历完所有像素，调取所述RAM中存储的本周数据，得到全景直方图；

所述计算单元，用于依次取出所述全景直方图中每个灰度级在本周内的统计数据，按照公式2计算每个灰度级的像素概率密度P_r(r)，直到所述全景直方图中每个灰度级都得到对应的像素概率密度；

全景视频统计单元利用FPGA内部RAM记录每个输入的像素灰度的个数，本申请中RAM深度大小与传统直方图统计是有区别的。RAM深度为所有像素灰度级，例如，对于16bit红外图像，需要的RAM深度为2¹⁶＝64K。因为是全景视频，所以RAM位宽也会相应增加，一般单帧统计量计算为每像素灰度最大可能数为图像分辨率，全景统计在此基础上还要考虑一周帧数，实际项目中是160帧，分辨率乘以160得到每个像素有可能的最大统计数值，由此计算得到RAM位宽为25bit。

全景视频最后一个像素输入完成后，全景视频统计单元工作完成，然后启动计算单元。

具体的，所述灰度映射表生成模块，用于建立像素灰度级与像素概率密度的对应关系，得到灰度映射表。

所述全景直方图拉伸模块24，用于根据所述灰度映射表得到第N+1周所有视频数据的像素灰度级对应的像素概率密度，得到全景周视图像。

具体的，全景直方图拉伸模块24，每一个第N+1周的视频数据输入后，以像素灰度级为地址索引灰度映射表中的像素概率密度，根据第N+1周所有视频数据的像素概率密度得到全景周视图像。

本发明周视扫描系统视频直方图增强装置还包括修正模块，用于剔除所述灰度映射表中的异常像素，以对所述灰度映射表进行修正。

具体的，所述修正模块，用于在所述灰度映射表中将预设的最低灰度级门限以下的灰度级的映射灰度级设为0，将预设的最高灰度级门限以上的灰度级的映射灰度级设为255，得到修正后的灰度映射表。由此达到舍弃异常像素的目的，弱化了异常像素带来的均衡化错误问题。一般情况下，最低灰度提高100个灰度级，在此以下的灰度映射设为0，最高灰度降低100个灰度级，在此以上的灰度映射设为255。

本发明周视扫描系统视频直方图增强装置中的各模块实时更新，每旋转360°更新一次。

本发明实施例结合近年来边海防系统、要地防护系统的发展现状，基于某边海防平台，发明一种周视扫描视频直方图增强方法。利用全景周视视频统计结果进行全局直方图处理，实现对全景周视视频实时直方图增强，提高了视频观看质量，有效地解决了全景图像拼图带来的边界问题。而且考虑到硬件实现问题，模块充分考虑PFGA处理，优化处理流水结构，尽量减少不必要的额外延迟，保证了系统实时性。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。