基于FPGA的多路視頻實時去霧系統(tǒng).pdf

1、在霧天環(huán)境下，大量漂浮在空氣中的懸浮粒子對光線產(chǎn)生散射，使得攝像機獲取的圖像對比度和顏色等特征受到衰減，無法獲取足夠的目標特征信息，影響后續(xù)的圖像處理工作。因此，處于戶外霧天環(huán)境下的視頻系統(tǒng)，必須對視頻圖像進行圖像去霧處理?，F(xiàn)在的視頻處理系統(tǒng)應用主要集中在圖像監(jiān)控、識別、目標跟蹤等方面上，這些應用對多路霧天視頻處理的并行性、實時性以及霧天視頻圖像去霧處理的精度都提出了更高的要求。隨著多媒體技術的發(fā)展，單幅霧天圖像去霧處理技術已經(jīng)被廣泛研

2、究，但對霧天視頻進行實時去霧處理的研究還不夠成熟。因此研究如何在達到較高霧天圖像恢復精度的同時，滿足多路高清視頻圖像實時處理的要求，具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　本文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)首先分析與比較了幾種典型的去霧算法，并選取基于多尺度的Retinex方法作為本文的去霧方法。較常用的去霧方法有基于深度信息和基于偏振信息的去霧方法，雖然這兩種可以都取得一定的去霧效果，但這兩種方法需要專業(yè)的采集設備來采集深度信息或偏振

3、信息?；诎低ǖ赖娜レF方法效果很好，但在場景亮度與大氣光相近時，算法失效。基于直方圖均衡的去霧方法雖然簡單，但容易出現(xiàn)過增強現(xiàn)象。而基于多尺度的Retinex去霧方法，在取得較好的效果的同時，對環(huán)境或設備沒有特殊的要求。雖然該算法計算量大，但可以使用具有并行計算和流水線技術特點的FPGA平臺來實現(xiàn)。
　　(2)對基于多尺度的Retinex算法的資源消耗進行了改進。本文在基于 FPGA的多尺度Retinex算法移植上進行了資源消耗的

4、分析，發(fā)現(xiàn)在該算法的高斯濾波部分需要消耗大量的邏輯資源，而一般的FPGA芯片資源無法滿足其需求，因此在算法的資源消耗上進行了改進：通過將中大尺度的高斯濾波使用均值濾波代替，減少了乘法器的數(shù)量。通過Matlab仿真說明改進的算法同樣能夠達到去霧效果。
　　(3)在FPGA平臺上進行了硬件設計。首先進行了4路異步視頻合成單路視頻實時顯示的邏輯設計，并在此基礎上，將改進后的多尺度Retinex算法移植此平臺上。實驗結果表明本文的設計能夠