【摘要】：在大霧天氣中,大氣中微粒的散射作用會(huì)造成獲取的圖像質(zhì)量大幅下降,圖像的細(xì)節(jié)被掩蓋嚴(yán)重。圖像降質(zhì)會(huì)導(dǎo)致識(shí)別跟蹤等工作無法展開,對(duì)視頻圖像去霧的研究有著十分重要的意義。目前去霧算法仍然主要在PC平臺(tái)上實(shí)現(xiàn),處理速度受到很大限制�；贔PGA并行度高、體積小、功耗低的特點(diǎn),本文設(shè)計(jì)了一套以FPGA為核心的實(shí)時(shí)視頻去霧系統(tǒng)。本文首先對(duì)圖像去霧算法進(jìn)行了研究,并通過OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)比了各個(gè)算法的增強(qiáng)效果,分析在硬件上的可實(shí)現(xiàn)性。選擇CLAHE算法和暗通道先驗(yàn)算法作為系統(tǒng)算法,對(duì)二者進(jìn)行優(yōu)化以及FPGA上的實(shí)現(xiàn)。在以Sparten6系列的FPGA芯片為核心的硬件平臺(tái)上,搭建視頻通路完成視頻圖像的采集、DDR緩存以及1080P的VGA輸出顯示,為后續(xù)的圖像處理系統(tǒng)提供了清晰可靠的視頻源。在對(duì)算法理論深入理解的基礎(chǔ)上,本文針對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)兩種算法的實(shí)現(xiàn)提出了改進(jìn):(1)針對(duì)CLAHE算法,將每個(gè)子塊的剪切比例分別進(jìn)行自適應(yīng)設(shè)置,提出一種根據(jù)圖像的平均亮度值和對(duì)比度值計(jì)算剪切參數(shù)的方案。使得算法局部處理效果更好,適應(yīng)各種不同的場(chǎng)景,提高魯棒性。優(yōu)化直方圖重分配過程,提高了算法效率。改進(jìn)算法執(zhí)行流程,通過分析用移位及計(jì)數(shù)的方式降低計(jì)算復(fù)雜度。(2)針對(duì)暗通道先驗(yàn)算法,提出一種對(duì)透射率進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨?在沒有增加延時(shí)和復(fù)雜運(yùn)算的情況下,解決天空等明亮區(qū)域處理效果較差的問題。優(yōu)化對(duì)大氣光值的估計(jì),通過直方圖統(tǒng)計(jì)的方法避免了原算法中的排序,減少了資源消耗和復(fù)雜運(yùn)算。優(yōu)化透射率的計(jì)算方式,降低了系統(tǒng)延時(shí)。最后,本文基于FPGA實(shí)現(xiàn)了兩種去霧算法,通過理論分析和實(shí)驗(yàn)證明了系統(tǒng)的去霧效果良好。兩種算法在硬件平臺(tái)上的處理均滿足實(shí)時(shí)性要求,可高效處理60幀率1920?1080分辨率的視頻圖像。優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)算法還適合運(yùn)用在醫(yī)療、航天的領(lǐng)域中,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TN791

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10 任，

本文編號(hào)：2591567