基于FPGA的背光圖像檢測(cè)與校正系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字成像設(shè)備在我們生活中使用越來(lái)越廣。但是在實(shí)際應(yīng)用中由于受拍攝角度、不均勻光照等因素的影響，會(huì)產(chǎn)生背光圖像。背光導(dǎo)致圖像質(zhì)量退化，會(huì)出現(xiàn)圖像模糊、局部偏暗等問(wèn)題，因此需要對(duì)背光的圖像進(jìn)行校正，使處理后的照片具有更好的視覺(jué)效果。然而在實(shí)時(shí)的視頻圖像處理中，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度和傳輸速率有著極高的要求，單純的依靠軟件處理很難達(dá)到實(shí)時(shí)的要求。
　　近年來(lái)半導(dǎo)體工藝技術(shù)不斷發(fā)展，基于FPGA的數(shù)字硬件系統(tǒng)在圖像的實(shí)時(shí)處理

2、領(lǐng)域中優(yōu)勢(shì)越來(lái)越顯著。FPGA作為現(xiàn)場(chǎng)可編程的邏輯器件，數(shù)據(jù)量的吞吐非常大且以并行運(yùn)算為主，速度和性能上明顯優(yōu)于DSP和ARM，并且現(xiàn)在中高端的FPGA芯片中還集成了NiosⅡ軟核和DSP模塊以及硬件乘法器，能夠完成較復(fù)雜的運(yùn)算，所以FPGA芯片是設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的首選?；贔PGA的嵌入式圖像處理系統(tǒng)具有體積小、速度快、功耗低等諸多的優(yōu)點(diǎn)，在圖像處理領(lǐng)域中的到了廣泛的應(yīng)用，是高性能嵌入式系統(tǒng)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
　　本文對(duì)大

3、量的背光校正算法以及校正系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的背光校正系統(tǒng)只是對(duì)輸入的圖像進(jìn)行校正，缺少對(duì)輸入圖像是否存在背光進(jìn)行檢測(cè)。所以本文基于FPGA平臺(tái)設(shè)計(jì)了一個(gè)自適應(yīng)的背光圖像校正系統(tǒng)。所做的工作包括以下幾個(gè)方面：第一，提出了一種基于邊緣細(xì)節(jié)背光圖像檢測(cè)方法，首先對(duì)輸入圖像進(jìn)行快速閾值分割提取前景，然后對(duì)前景圖像進(jìn)行Gamma增強(qiáng)處理，最后根據(jù)增強(qiáng)前后前景圖像的細(xì)節(jié)變化量來(lái)判斷輸入圖像是背光圖像還是正常光照的圖片；第二，針對(duì)多尺度R

4、etinex算法校正后會(huì)出現(xiàn)光暈現(xiàn)象，提出了一種基于多尺度Retinex融合的改進(jìn)校正算法，首先把提取的亮度圖像分割為前景圖像和背景圖像，對(duì)前景圖像進(jìn)行多尺度校正，然后把校正的前景圖像與亮度圖像融合并進(jìn)行色彩重建。該方法有效地消除傳統(tǒng)多尺度Retinex算法產(chǎn)生的光暈，并且能抑制圖像顏色失真；第三，對(duì)于多尺度Retinex算法計(jì)算復(fù)雜在硬件上難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，本文通過(guò)使用查表法和流水線(xiàn)法來(lái)解決復(fù)雜的運(yùn)算在FPGA上難實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。最后把本文