基于FPGA的视频图像降噪程序设计(3)
时间:2017-03-16 22:06 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
降噪算法研究来看，其中包含了基于运动估计和运动补偿的自适应滤波算法，是对现 行视频图像像素域降噪算法的完善和补充。 1．3 视频降噪算法的国内外研究现状 2 视频图像概述 要利用 FPGA对视频图像进行实时处理，了解视频图像的制式格式以及视频流的 基本格式是非常必要的，本节将重点介绍一下视频的相关知识，为下一步 FPGA系统 设计奠定基础。 2．1 视频信号数字化 视频信号的数字化，即视频信号的模数转换，经过取样、量化、编码三个过程， 把时间上连续的模拟视频信号转换成离散化的二进制码。目前，世界上实际应用的视 频信号制式主要有 NTSC 制、SECAM 制和 PAL制三种。NTSC 制是美国推出的世界 上最早的一种兼容制彩色电视制式，每行包括 858采样值，每帧有 525行，主要应用 于美国、日本等国家。SECAM 制在俄罗斯、法国、埃及等少数国家使用。PAL 制由 西德在NTSC 制的基础上改进的一种兼容制彩色电视制式，我国和世上大多数国家采 用 PAL 制式。它采用隔行扫描技术，即分为奇数场扫描和偶数场扫描;奇数场和偶数 场均为288行，每行包含 864个采样值，每帧包含 625行。表2.1为 PAL制式的一帧 数字图像的格式。 表 2.1 PAL制式一帧图像格式 1~22 场消隐信号 23~310 偶数场视频数据 311~335 场消隐信号 336~623 奇数场视频数据 624~625 场消隐信号 2．2 数字视频图像 色彩的三色理论指出:几乎所有的色彩都可以用三种色彩的基色混合而成，这三色 包括R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)。而当利用传统的 RGB色彩空间数字化后，有着诸 多缺陷，例如与黑白图像不兼容、抗干扰能力差、存储容量大、占用太多带宽等。因 此人们引入了Ycbcr数字色彩空间，用 Y表示亮度，Cb 表示蓝色色差(蓝色信号与亮 度信号的差值)，Cr表示红色色差(红色信号与亮度信号的差值 )。YCbCr色彩空间与 黑白图像兼容，更重要的是可以节省带宽。由于人眼对亮度信号变化的敏感程度要高 于色度信号，因此色度信号变化率可以比亮度信号的变化率低，即降低 CbCr 的更新 速率，在不损失太大的图像质量的前提下，还可以节省大量的存储空间。 不同制式的视频信号，不便于国际数字视频信号的互通。为了获得高质量的数字 化电视信号和便于国际间的节目交换，国际无线电咨询委员会针对制定了数字视频格 式 ITU一RBT601。表 2.2出示了这个标准的参数。 表 2.2 ITU-RBT.601 标准 参数名称 PAL NTSC 编码信号（分量信号） Y,U,V Y,I,Q 全行亮度信号采样点数 864 858 全行色差信号采样点数 432 429 取样结构 正交结构，即行、场和帧重复 Cr、Cb 的样点同位，并 和每行第奇数个Y 同位 抽样频率 亮度信号 13.5Mhz 色差信号 6.75Mhz 编码方式 均采用每样点 8bit均匀量化脉码调制（PCM） 全数字行有效点数 亮度信号 720 色差信号 360 图像分辨率 亮度信号 720X576 720X480 色差信号 360X576 360X480 数码传输速率 216Mbit/s或 27MB/s 视频信号电平与量 化级间的对应关系 亮度信号 共220个量化级，黑对应16 级，白对应 23级 色差信号 共 224个量化级 由于三个分量信号抽样频率分别为 13.SMHZ，6.75MHZ，6.75MHZ，3个分量在 (责任编辑：qin) |