【计算机视觉】基于局部加权引导滤波的低延迟噪声感知色调映射算子：面向FPGA的实时HDR视频处理系统设计

内容概要：本文提出一种面向硬件实现的低延迟噪声感知色调映射算子（TMO），用于将高动态范围（HDR）图像高效压缩为低动态范围（LDR）图像，同时保留视觉细节并抑制噪声。针对现有TMO在嵌入式场景中延迟高、噪声放大等问题，文章提出三项核心技术：基于压缩直方图的K-th最大/最小值快速估计，大幅降低裁剪模块的延迟与缓存需求；硬件导向的局部加权引导滤波（HLWGF），通过去除系数平均、引入对称局部权重，提升边缘保持能力并减少光晕伪影；结合人眼视觉系统（HVS）特性的自适应噪声抑制机制，有效控制暗部噪声放大。整个系统在FPGA上实现1080P@60FPS实时处理，延迟仅为60.32μs，且在平滑度、资源占用和精度方面表现优越。; 适合人群：从事图像处理、嵌入式系统开发、FPGA/ASIC设计的研发人员，尤其是关注实时HDR处理的应用开发者。; 使用场景及目标：①自动驾驶、医疗成像、车载显示等需要实时HDR到LDR转换的嵌入式视觉系统；②追求低延迟、低噪声、高画质的硬件级图像处理方案设计；③学习如何将算法优化与硬件实现相结合，提升系统整体性能。; 阅读建议：此资源强调算法设计与硬件实现的协同优化，建议结合文中模块流程图、实验数据与消融分析深入理解各组件作用，并参考硬件细节（如定点量化、流水线设计）进行实际系统搭建与验证。