换模块107中的乘法单元不使能；
[004日]2)两路输入视频的第一帖Y分量W及第一帖RGB分量分别存入孤R中；
[0046] 3)Microblaze根据改进的灰度边缘算法计算色彩增益参数r、g、b和均值差参数D; 2、连续调整模式：
[0047] 1)模块收到color_finish信号之后，化l_en = 0,开始进入色彩连续调整模式。
[0048] 2)目标亮度调整模块104使能，目标格式转换模块105中乘法单元使能，计算调整 后的
[0049] 亮度分量和RGB分量的值，然后再输出。
[0050] 综上所述，通过对B路视频进行预处理，使得其色彩和亮度与A路相近，从而在拼接 之后整幅图色彩更加均匀，尤其是在A路和B路视频光源之间的色溫和光强差距很大的情况 下，运种调整方法非常有效，该方案可W作为视频拼接系统中的预处理模块，能够有效的提 高系统的拼接质量和效果，而且该方法比较简单，只需要在系统开机时由Microblaze计算 一次色彩增益参数和亮度均值差和拼接仿射参数，然后在增加一个亮度调整模块104实现 亮度调整，目标色调调整模块106中多余了=个乘法器将两路视频色彩调整至一致即可实 现，即在普通的拼接融合系统之前加入了一个色彩和亮度调整的步骤，其余部分可W直接 采用视频拼接融合系统中原有模块。
[0051] 本拼接系统是一种将多路视频进行快速拼接和融合，并W标准制式显示的SoC系 统，系统由软件和硬件两部分协同工作，因此软硬件之间的划分非常重要。由于监控等环境 中摄像头自身参数和所处位置是固定的，系统运行中需要的某些参数一旦确定，很长时间 内将基本保持不变，因而在系统硬件开始拼接前可W先通过软件计算一次运些参数，运样 划分能够充分的利用软件的灵活性和硬件的快速性。
[0052] 本发明中软件部分的计算由数据处理核计算得到，为解决现有技术问题，本发明 还提供数据处理核计算基础参数所采用的算法，本发明提出的算法由经典算法改进而来， 结合了线性亮度调整算法和灰度边缘白平衡算法的特点，同时结合系统对速度的要求做了 一定优化，其算法流程如图3所示。
[0053] 如图3所示，本发明所述数据处理核对灰度均值差参数D的运算步骤：
[0化4]步骤一 301，通过目标帖和参考帖Y分量的平均值戸|和|"穿，计算均值差D;
[0055] 如图3所示，本发明对所述数据处理核的色彩参数r、g、b运算步骤：
[0056] 步骤二302，采用均值滤波法对目标帖和参考帖进行滤波；
[0057] 步骤S303,通过拉普拉斯模板对目标帖色彩的各通道的二阶响应矩阵Ra、Ga、Ba; [005引步骤四304,通过拉普拉斯模板对参考帖色彩的的各通道的二阶响应矩阵Rb、Gb、 Bb;
[0化9] 步骤五305,计算1?曰、6曰、8曰、肺、613、抓各通道的平均值1'1、旨1、131^2、旨2、62;
[0060]步骤六306,计算w=(;r化g2+b2)/3,然后得到r=w/;rl，g=w/gl，b=w/bl;
[0061 ]为了兼顾质量和速度，改进的色彩调整算法采用二阶差分估计，二阶差分的估计 简单的3*3高斯拉普拉斯模板，滤波过程W均值滤波代替高斯滤波来提高运算速度，均值滤 波采用7*7的滤波窗口，计算^、旨1、61、的、旨2、62时采用的是矩阵的均值代替高阶的明科夫 斯基范数，计算参数W时采用=个通道的平均值估计参考帖的平均色彩灰度。其中，亮度调 整采用简单的线性亮度调整算法，先求Yl和Y2两分量的平均灰度值，然后得到它们的均值 差D，用加法Y2_new = Yl+D实现亮度调整。
[0062]本领域的普通技术人员应能理解，在实际应用中，本发明中各部件的设置方式均 可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。需要指出的是，只要不脱 离发明的设计宗旨，所有显而易见的改变及其相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在于，包括：图像采集模 块接收两路的YUV格式视频信号，并将一路作为目标帧和另一路为参考帧发送给数据同步 模块;所述数据同步模块将目标帧和参考帧场的行场信号和像素时钟信号同步到后面模块 计算所需的时钟域，同时对两路视频进行相位同步； 如果需要对图像进行基础参数计算时，则令数据处理核Cal_en = 1;存储器中存入两路 视频各一帧的Y分量的数据和RGB格式的数据，启动数据处理核根据存储器中的数据计算色 彩增益参数r、g、b和均值差参数D以及拼接仿射参数;所述数据处理核将参数r、g、b发送给 目标色调调整模块，所述数据处理核将均值差参数D发送亮度调整模块，同时所述数据处理 核还将仿射参数发送给视频融合模块； 如果需要对图像进行连续调整，则令数据处理核收到Cal_en = 0;数据处理核向发出 C〇l〇r_finish信号，所述目标亮度调整模块将按照Ynew(i，j) =Y2(i，j)+D运算后的数据信 号发送给目标格式转换模块;所述目标格式转换模块将转换的RGB信号发送给目标色调调 整模块，所述目标色调调整模块将RGB信号分为三个通道进行色彩格式转换，并利用参数r、 g、b按照如下R1 *r，G1 *g，B1 *b计算后，获得目标帧的RGB分量发送给存储器； 同时，所述数据同步模块将参考帧信号发送参考格式转换模块，参考格式转换模块将 转换的RGB信号发送给参考色调模块;所述参考色调模块将RGB信号分为三个通道进行色彩 格式转换后参考帧的RGB分量发送给存储器； 每次系统启动，所述图像采集模块进入图像采集，系统完成均值差参数、色彩增益参数 和仿射参数计算后，系统将对采集图像保持在连续调整模式，并将调整完色彩和亮度的RGB 格式视频存入所述存储器，达到对每次图像采集模块的目标帧和参考帧进行亮度和色彩调 整使之一致，最后所述存储器和所述视频融合模块根据收到的仿射参数完成两路视频的拼 接。2. 根据权利要求1所述一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在 于，所述数据处理核采用Microblaze软核。3. 根据权利要求1所述一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在 于，所述目标色调调整模块和参考色调模块均采三个FIFO存储器用来缓存像素 RGB各通道 的图像，FIFO输出时钟为266MHz，深度为720,即缓存一行。4. 根据权利要求1所述一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在 于，所述存储器采用DDR随机存储器。5. 根据权利要求1所述一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在 于，所述视频融合模块实际为DDR地址控制器。6. 根据权利要求1所述一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，其特征在 于，所述仿射参数包括图像间旋转角度Θ、水平位移Tx和垂直位移Ty，由数据处理核采用标 准的图像配准算法计算得到。
【专利摘要】本发明公开了一种采用两路视频间亮度和色偏对视频拼接的系统，包括：图像采集模块接收两路的YUV格式视频信号，并将一路作为目标帧和另一路为参考帧发送给数据同步模块；所述数据同步模块将目标帧和参考帧场的行场信号和像素时钟信号同步向系统提供所需的时钟域，同时对两路视频进行相位同步；该系统是对视频拼接SoC系统中，选择其中一路视频图像作为参考帧，基于灰度边缘的白平衡算法和线性亮度调整算法，对输入目标帧进行预处理，提出一种调整多路输入视频使它们色彩和亮度保持一致的方法，从而使得拼接融合后的图像色彩和明暗变换更加均匀和自然。
【IPC分类】H04N9/77, H04N9/73, H04N5/262
【公开号】CN105635603
【申请号】CN201511035037
【发明人】史再峰, 王晶波, 曹清洁, 庞科, 杜增权
【申请人】天津大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日