發(fā)布時間：2017-12-23 04:28

  本文關(guān)鍵詞：超高分辨率顯示系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)的研究及實現(xiàn)　出處：《華南理工大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 超高分辨率 多屏圖像處理器 圖像增強 圖像重建 并行處理

【摘要】：針對某指揮控制中心超高分辨率顯示系統(tǒng)的具體應(yīng)用,以及4K×8(8倍4K分辨率,15360×4320物理分辨率)超高分辨率顯示墻實時同步顯示的技術(shù)需求,在超高分辨率顯示墻多屏圖像處理平臺構(gòu)建、圖像增強處理、圖像超分辨率重建以及圖像去模糊等進(jìn)行研究與開發(fā)。(1)多屏圖像實時硬件處理平臺的構(gòu)建�；�64路視頻源并行輸入,4K×8超高分辨率實時顯示的應(yīng)用,分析了當(dāng)前處理平臺架構(gòu)特點,構(gòu)建了一個超高分辨率顯示系統(tǒng)的多屏實時圖像處理硬件處理平臺。將系統(tǒng)的兩大業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流(超高分桌面圖像數(shù)據(jù)與實時信號源數(shù)據(jù))在空間上進(jìn)行物理隔離:外部視頻信號源經(jīng)圖像采集模塊歸一化處理為2.43Gbps高速串行視頻流,由系統(tǒng)控制交換模塊的72×72空分交叉器實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)視頻流的點對點無阻塞傳輸?shù)街付@示輸出模塊;超高分辨率桌面圖像數(shù)據(jù)經(jīng)計算機系統(tǒng)PCI-Express總線傳輸?shù)街付@示輸出模塊;在顯示輸出模塊進(jìn)行兩大業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)的融合顯示。此平臺架構(gòu)帶來優(yōu)點:避免了現(xiàn)有架構(gòu)中PCI-Express總線上的處理瓶頸,實現(xiàn)了實時處理及顯示�；谒鶚�(gòu)建的平臺,在圖像采集模塊中采用視頻分割并行處理,支持了4K超高清信號源(3840×2160@30)的實時接入處理。(2)針對超高分辨率顯示墻系統(tǒng)中關(guān)鍵視頻幀畫面在圖像增強處理引起的光暈現(xiàn)象及低對比度問題,基于“光照-反射”分解模型,采用非線性擴散濾波方法進(jìn)行光照估計,在擴散方程中引入紋理抑制步驟,加大了紋理區(qū)擴散率,在圖像增強應(yīng)用中帶來了兩個方面改進(jìn)效果:a)估計的光照圖像保留了原圖像的邊界性邊緣,防止了產(chǎn)生光暈現(xiàn)象;b)在光照圖像中的紋理區(qū)平滑掉紋理細(xì)節(jié),防止了紋理細(xì)節(jié)在后續(xù)的光照圖像壓縮處理中被損失,使得增強后圖像更真實還原圖像的紋理細(xì)節(jié)。(3)針對超高分辨率顯示系統(tǒng)中低分辨率降質(zhì)圖像放大顯示的邊緣模糊及噪聲問題,開展了基于非凸正則化的圖像超分辨率研究。利用l_(1/2)正則子的稀疏特性,結(jié)合自然圖像梯度重尾分布的稀疏先驗知識,將非凸l_(1/2)-BTV正則項應(yīng)用于圖像超分辨率重建,實驗結(jié)果表明本文基于l_(1/2)-BTV正則化的圖像超分辨率重建效果,相對于BTV、BEP算法更能抑制噪聲和保留邊緣,在主客觀評價效果均有提升。(4)針對超高分辨率顯示系統(tǒng)指揮監(jiān)控應(yīng)用中對監(jiān)控圖像清晰化顯示的需求,開展了自然圖像去模糊問題研究。利用l_p(0p1)正則子的稀疏性,結(jié)合自然圖像梯度重尾分布特點,給出了一種基于l_(2/3)+l_1范數(shù)組合正則項去模糊處理算法,采用最小二乘擬合思想擬合先驗函數(shù)曲線確定不同l_p情形下的權(quán)重系數(shù),從而獲得一種新的代價函數(shù),然后使用交替最小化迭代進(jìn)行求解,獲得了解析解及封閉閾值解,得到了一種圖像去模糊快速求解方法。本方法可通過修改不同擬合參數(shù)p值獲得更優(yōu)PSNR性能,相比于l_(2/3)閾值法具有更廣的適應(yīng)性。在超高分辨率顯示系統(tǒng)中,本課題實現(xiàn)了多屏圖像處理平臺的研制,實現(xiàn)64路信號源并發(fā)處理,4K×8超高分辨率實時顯示輸出,視頻處理幀率達(dá)到30fps,顯示處理同步性能高、實時性強,所研制系統(tǒng)滿足了項目現(xiàn)場應(yīng)用需求,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TN873

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本文編號：1322443