一种基于FPGA的彩色图像增强系统的设计

2．2 色饱和度增强

色饱和度调整在RGB空间进行，设计为流水线操作，如图5所示。



色饱和度增强是有针对性的，对于不同色饱和度的像素要作不同的处理。可以把一幅图像的色饱和度分为4个等级，对于色饱和度低的像素进行增强处理，而对于饱和度很高的像素则不进行处理甚至是抑制处理。图5所示是进行2级的色饱和度调整的流水线操作：第1级令t=1，运算结果若溢出则转入第2级调整(t=0．5)。若运算结果还是溢出，则输出保持原输入值(iR，iC，iB)。流水线操作使得平均每个像素的饱和度调整只需1个时钟周期就能完成，只是输入相对输出有6个时钟周期的延时。为了达到更好的效果，可以增加饱和度调整运算的级数，后果是需要占用更多的硬件资源以及带来更长的延时。            
               
3 系统结构

该实验平台为Ahera公司的DE2开发板。系统结构如图6所示。



4 测试结果

用ModelSim对灰度变换模块进行仿真的结果，如图7所示。对色饱和度增强模块进行仿真的结果，如图8所示。



视频图像测试对比效果如图9和图10所示。





5 结论

由实验结果可知，该方法能有效改善图像画质，提升视觉效果。色饱和度增强处理由于其算法的特点，用硬件系统很难做到实时处理。从基本原理出发，找到一种比较简便的，在RGB空间就能进行的色饱和度增强处理方法，在满足实时性要求的同时，能有效达到色彩增强的目的。但也是由于视频图像处理的实时性要求以及硬件系统实现的特点，该方法更多地讲究效率，某些细节部分还不够完善，比如色彩失真等问题。进一步研究重点可能就在于如何优化硬件配置以及解决算法中浮点运算的问题。