一种基于FPGA的视频去噪方法

摘要

本发明涉及一种基于FPGA的视频去噪方法，将信号输入输出编解码，根据输入信号格式，选用相应信号通道，分别得到输入信号中的各分量信号，并将各分量信号输入主体算法，经过算法处理后，将各分量信号组合为需求信号，通过组合可以实现不同信号格式转换，对静止和运动的区域都采用时间域IIR滤波；本发明使得在对每帧视频图像去噪处理中，在空间域上细分了运动块和静止块分别进行处理；从时间域上，以视频帧MAD的均方差来动态的计算出阈值，动态的分析了视频序列的运动情况，使得阈值的计算更加准确；使用了FPGA来实现去噪算法，具有很好的兼容性和通用性。

主权项

一种基于FPGA的视频去噪方法，其特征在于,该方法包括以下步骤：步骤一：利用FPGA将输入的视频序列存储初始帧图像到系统外部存储器中；步骤二：在FPGA内部构建4×4矩阵生成模块，将前后两帧相应矩阵块求取MAD值；步骤三：在FPGA内部构建MAD值计算模块，用当前帧阈值和MAD进行比较并判断，大于MAD则当前块为运动块，小于MAD则当前块为静止块，遍历一帧图像，得到一帧图像中每个4×4矩阵块的属性表Tc；步骤四：在FPGA内部构建形态滤波模块，对4×4矩阵块属性表Tc进行形态滤波，去除孤立属性块，重新得到当前帧4×4矩阵块属性表Tp；步骤五：在FPGA内部构建IIR滤波模块，通过查表Tp，分别对运动块和静止块进行滤波系数不同的时域IIR滤波，IIR滤波通过如下公式实现：CMB’x.y(t)＝b1*PMBx.y(t‑1)+a1*CMB x.y(t)其中：PMBx.y(t‑1)为前一帧中相同位置的滤波后的4×4矩阵块，CMB x.y(t)为当前待滤波4×4矩阵块，CMB’ x.y(t)为滤波后的4×4矩阵块，a1、b1是处理运动块时滤波系数；步骤六：采用如下计算当前帧MAD的方差，$D_{MAD}=\underset{k=0}{\overset{n}{\Sigma }}{({\mathrm{AVG}}_{MAD}-{\mathrm{MAD}}_k)}^2/n;$其中n为每帧4×4矩阵块个数，AVG_MAD为当前帧平均MAD值，MAD_k为当前帧中每个4×4矩阵块的实际MAD值步骤七：取计算下一帧阈值，也即下一帧的当前阈值，δ为当前帧MAD的方差的高斯分布；步骤八：返回第步骤二，按顺序进行循环，遍历视频帧，得到去噪后的的视频帧序列。