专利名称：一种成像系统视觉特性增强方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像系统视觉特性增强方法及装置。
背景技术：
采用把信号强度分段为少数等级进行RGB寻址的方法。这种方法的优点是内存消耗少，速度快。但是不能实现平滑的色彩转换。采用把信号强度分段为足够多等级进行RGB寻址的方法。这种方法的优点是色彩过渡明显平滑。但是却要为此开辟很大的存储空间，而且寻址速度慢。单纯采用拟合函数将信号强度映射为RGB色彩的方法。这种方法不能够很好满足人眼的视觉特性，显示效果不理想。采用直接对数计算的方法，这种方法的优点是能很好满足人眼的视觉特性，但是运算慢、效率低、资源消耗大，不适合资源受限的情况。单纯采用2_n分段曲线拟合或者线性分段拟合的方式实现对数运算，这种方法的优点是实现方便。但是该方法误差大，不能够很好满足人眼的视觉特性。单纯采用泰勒级数展开的方法实现对数运算，这种方法当级数较少时，显示效果差；当级数较多时，运算复杂，效率低。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术的缺点，提供了 一种成像系统视觉特性增强方法及装置。它由时钟模块、AD采集模块、信号处理及成像模块、存储器模块、对数处理模块、函数拟合模块以及IXD显示模块组成，并通过FPGA实现。本发明以较小的存储资源消耗，将信号强度快速平滑过渡到RGB。本发明不仅有效地解决显示效果不理想的问题，更好的满足人眼的视觉特性，又有效地解决映射不理想的问题，实现了速度、资源和显示效果的平衡。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种成像系统视觉特性增强装置，包括对数处理模块和函数拟合模块。所述对数处理模块对信号做近似对数运算，求最大值运算，实现信号加权缩放，完成信号等级划分，经过上述运算可以更好的满足人眼的视觉特性；所述函数拟合模块实现根据信号等级映射为平滑过渡的RGB色彩，相对于其他实现方式减少了对存储资源的消耗且能达到理想的显示效果。作为本发明的进一步改进，所述一种成像系统视觉特性增强装置还包括AD采集模块，所述AD采集模块将前端提供的模拟信号转换为数字信号，便于对数处理模块对数据处理。作为本发明的进一步改进，所述一种成像系统视觉特性增强装置还包括数字信号处理及成像模块，数字信号处理及成像模块的功能是:把输入的数据进行FIR、FFT及成像运算。作为本发明的进一步改进，所述一种成像系统视觉特性增强装置还包括显示模块，所述显示模块把经过函数拟合模块处理后的RGB成像数据显示。本发明还提供了一种成像系统视觉特性增强方法，包括如下步骤:a、对数处理:将采集到的数据经过近似对数运算，求最大值运算，实现信号加权缩放，完成信号等级划分，经过该运算可以使显示效果更好的满足人眼的视觉特性；b、函数拟合:根据信号等级映射为平滑过渡的RGB色彩，相对于其他实现方法减少了对存储资源的消耗且能达到理想的显示效果。作为本发明的进一步改进，所述步骤a的具体步骤为:对位宽为D的若干无符号数X= [x1； X2, X3, *.., Xw]其中X是由无符号数X1到Xw组成的数组，w为无符号数据的个数，w为正整数。做如下流程的处理:第一步，通过分段拟合的方式近似计算F=N.101og1Q|X|，其中N是比例因子。首先对w个数据求绝对值，再对绝对值取10倍近似对数得到能量，最后对结果乘上比例因子N得到F。第二步,计算fmax=max [F]。取出F中的最大值fmax。第三步，计算T=fmax_F，得到数组T中的值&到tw。用最大值fmax与F作差，得到T。通过该运算可以有效解决信号普遍过小而导致显示效果不理想的问题。 第四步，定义H=Qi1, h2, h3,…，
权利要求
1.一种成像系统视觉特性增强装置，其特征是，包括对数处理模块和函数拟合模块，所述对数处理模块对信号进行近似对数运算，求最大值运算，实现信号加权缩放，完成信号等级划分；所述函数拟合模块实现根据信号等级映射为平滑过渡的RGB色彩。
2.如权利要求1所述的一种成像系统视觉特性增强装置，其特征是，所述基于曲线拟合的色彩转换成像装置还包括AD采集模块，所述AD采集模块将前端提供的模拟信号转换为数字信号。
3.如权利要求1或2所述的一种成像系统视觉特性增强装置，其特征是，所述基于曲线拟合的色彩转换成像装置还包括数字信号处理及成像模块，数字信号处理及成像模块把输入的数据进行FIR、FFT及成像运算。
4.如权利要求1所述的一种成像系统视觉特性增强装置，其特征是，所述基于曲线拟合的色彩转换成像装置还包括显示模块，所述显示模块把经过函数拟合模块处理后的数据显不.
5.一种成像系统视觉特性增强方法，其特征是，包括如下步骤: a、对数处理:将采集到的数据经过近似对数运算，求最大值运算，实现信号加权缩放，完成信号等级划分； b、函数拟合:根据信号等级映射为平滑过渡的RGB色彩。
6.一种成像系统视觉特性增强方法，其特征是，所述步骤a的具体步骤为: 对位宽为D的若干无符号数X=[X1,X2, X3，…，Xw] 其中X是由无符号数X1到Xw组成的数组，W为无符号数据的个数，w为正整数；做如下流程的处理: 第一步，通过分段拟合的方式近似计算F=N.1Olog10|X|，其中N是比例因子；首先对w个数据求绝对值，再对绝对值取10倍近似对数得到能量，最后对结果乘上比例因子N得到F ； 第二步，计算fmax=max[F];取出F中的最大值fmax ； 第三步，计算T=fmax[F]，得到数组T中的值h到tw ;用最大值fmax与F作差，得到T ;通过该运算有效解决信号普遍过小而导致显示效果不理想的问题；第四步’定义诉 Im2 , tu =其他组成的数组，Hi1和Hl2为截取tu的下限和上限，I ^ U^W, U为整数，hu和tu分别为数组H和T中的值；如果tu在HI1到m2之间，hu等于tu,否贝丨J hu的值为m2 ;当Xw越大时，hu越小,最小为O ; 第五步，通过拟合函数把信号等级转换成RGB。
7.如权利要求6所述的一种成像系统视觉特性增强方法，其特征是，所述第一步中，采用实现方便的2_n分段法逼近理想运算曲线，并且通过如下方式来减小误差: 当Xr > L/2时，采用抛物线y=ax/+bxr+c进行非线性拟合的方法，其中a, b, c为各项系数且a古O2, y为Xr彡L/2范围下对应的函数值，I彡r彡w, r为整数，Xr为X中的值；当x/L/2时，采用ζ=2_η，η为正整数，对信号强度进行逐次分段的拟合方法逼近理想运算曲线。
8.如权利要求6所述的一种成像系统视觉特性增强方法，其特征是，所述第一步中，采用实现方便的2_n分段法逼近理想运算曲线，并且通过如下方式来减小误差: 当Xr > L/2时,采用直线s=dXr+e进行线性拟合的方法；其中d, e为各项系数且d# O, s为L/2范围下对应的函数值，Iw，r为整数，为X中的值；当x/L/2时，采用ζ=2_η，η为正整数，对信号强度进行逐次分段的拟合方法逼近理想运算曲线。
9.如权利要求6所述的一种成像系统视觉特性增强方法，其特征是，所述步骤b，函数表达式如下:
全文摘要
本发明公开了一种成像系统视觉特性增强装置，包括对数处理模块和函数拟合模块，所述对数处理模块对信号进行近似对数运算，求最大值运算，实现信号加权缩放，完成信号等级划分；所述函数拟合模块实现根据信号等级映射为平滑过渡的RGB色彩。本发明还提供了成像系统视觉特性增强方法，包括如下步骤对数处理和函数拟合的步骤。本发明以较小的存储资源消耗，将信号幅值快速平滑过渡到RGB。本发明有效地解决了显示效果不理想的问题，能更好的满足人眼的视觉特性，又有效的解决了映射不理想的问题，实现了速度、资源和显示效果的平衡。
文档编号H04N9/04GK103118263SQ20131008166
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月14日 优先权日2013年3月14日
发明者王丰贵, 苗国强, 周锐, 杨秀蔚, 张延波, 宋伟宁, 张琳, 崔洪亮, 成巍 申请人:山东省科学院自动化研究所