基于FPGA的霧天圖像恢復算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、霧天條件下,由于大氣的散射作用,導致成像設備拍攝到的視頻圖像產(chǎn)生退化,極大地限制了戶外視覺系統(tǒng)的功效,因此對霧天視頻圖像進行實時復原具有重要的現(xiàn)實意義。本文在分析霧天圖像退化機理的基礎上,研究霧天降質(zhì)圖像退化模型,提出效果好且復雜度低的圖像去霧算法,結(jié)合FPGA的并行處理方式和“流水線”結(jié)構,實現(xiàn)了視頻圖像實時清晰化。本文的主要內(nèi)容如下:
  1)深入分析了霧天降質(zhì)圖像的退化機理和大氣散射模型,詳細討論了兩種基于大氣散射模型的圖像

2、去霧算法,闡述了其優(yōu)缺點,為本文的研究工作做了充分的理論準備。
  2)針對暗原色先驗算法在處理天空區(qū)域存在光暈、算法復雜度高并且在FPGA上實現(xiàn)資源消耗多等缺點,提出了一種快速暗原色去霧算法。首先通過對大氣光A進行閾值設定,解決了天空區(qū)域出現(xiàn)的光暈現(xiàn)象,同時降低了硬件資源的消耗;然后對透射率求解進行優(yōu)化,將大氣光與透射率的求解由串行運算優(yōu)化為并行運算;最后根據(jù)FPGA電路設計的特點,引入復雜度與窗口大小無關的快速引導濾波代替軟摳

3、圖,提升了算法效率。
  3)開發(fā)了一套以DE2-70開發(fā)板為硬件平臺的圖像去霧系統(tǒng)。在系統(tǒng)整體架構基礎上設計了快速暗原色先驗算法的硬件電路,然后把算法移植到FPGA平臺。對暗通道模塊、大氣光A設計模塊、以及Dehaze模塊等重要部分模塊進行了仿真,最終實現(xiàn)了霧天圖像的實時恢復。
  4)從算法的MATLAB仿真看出,本文的快速暗原色先驗算法處理速度較快,處理后的圖像清晰度較好,能見度較高。從硬件仿真可以看出系統(tǒng)最高頻率可以

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