[发明专利]卡尔曼滤波的FPGA实现方法、系统、存储介质和终端

权利要求书

1.一种卡尔曼滤波的FPGA实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：对输入的高清视频数据进行缓存；

所述S1中，将视频输入模块输入的高清视频数据缓存进DDR，从DDR中读取当前需要处理的一帧图像的图像数据和前一帧经过降噪后的图像数据及方差，分别缓存进FIFO1和FIFO2；

S2：从缓存的高清视频数据中读取当前需要处理的一帧图像数据、前一帧经过降噪后的图像数据及其方差；

S3：将当前需要处理的一帧图像数据、前一帧经过降噪后的图像数据及其方差进行卡尔曼滤波运算，得到当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据，同时计算出当前需要处理的一帧图像的方差；

S4：缓存当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据及其方差；

所述S4中，将卡尔曼滤波运算后的当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据缓存进FIFO3，将当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据和计算出来的当前需要处理的一帧图像的方差一同写进FIFO4；

S5：根据内窥镜摄像系统视频输出时序要求，从缓存的降噪后图像数据中读取降噪后的图像数据进行输出显示。

2.根据权利要求1所述的卡尔曼滤波的FPGA实现方法，其特征在于，所述S2中，同时判断FIFO1、FIFO2、FIFO3、FIFO4的状态，在确保FIFO1和FIFO2非空、FIFO3和FIFO4非满的情况下，同时读取FIFO1、FIFO2的数据，进入卡尔曼滤波运算模块进行算法运算。

3.根据权利要求1所述的卡尔曼滤波的FPGA实现方法，其特征在于，所述S3中，先对FIFO1中的当前需要处理的一帧图像的图像数据进行滤波运算；根据卡尔曼滤波数学模型，对当前需要处理的一帧图像滤波后的图像数据和上一帧图像降噪后的图像数据进行加权平均，得到当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据，同时根据模型计算出当前需要处理的一帧图像的方差。

4.根据权利要求3所述的卡尔曼滤波的FPGA实现方法，其特征在于，所述S2中，先对FIFO1中的当前需要处理的一帧图像的图像数据进行均值滤波运算；或先对FIFO1中的当前需要处理的一帧图像的图像数据进行高斯滤波运算。

5.根据权利要求1所述的卡尔曼滤波的FPGA实现方法，其特征在于，所述S5中，视频输出模块根据内窥镜摄像系统视频输出时序要求，从DDR中读取降噪后的图像数据进行输出显示。

6.一种采用如权利要求1至5任一所述的卡尔曼滤波的FPGA实现方法的系统，其特征在于，包括：

用于计算出当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据和当前需要处理的一帧图像的方差的算法模块；

用于输入高清视频数据的输入模块；

用于输出显示降噪后的图像数据的视频输出模块；

用于缓存输入的高清视频数据、降噪后的图像数据及其图像方差的DDR；

用于缓存当前需要处理的一帧图像的图像数据的FIFO1；

用于缓存前一帧经过降噪后的图像数据及其方差的FIFO2；

用于缓存经过卡尔曼滤波运算后的当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据的FIFO3；

用于缓存经过卡尔曼滤波运算后的当前需要处理的一帧图像降噪后的图像数据和计算出来的当前需要处理的一帧图像的方差的FIFO4。

7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1至5任一项所述的方法。

8.一种终端，其特征在于，包括处理器（B301）和存储器（B302），所述存储器（B302）中存储有计算机程序，所述处理器（B301）通过调用所述存储器（B302）中存储的所述计算机程序，用于执行权利要求1至5任一项所述的方法。