隨著中國視覺市場的逐漸發(fā)展,用戶對智能快速的工業(yè)相機需求量越來越大。由于這種相機需要在多霧和昏暗的環(huán)境下進行正常工作,所以必須解決惡劣環(huán)境對相機采集圖像降質(zhì)的問題。在有霧霾的環(huán)境中,因為大氣中的小顆粒對光具有吸收和散射作用,導(dǎo)致拍攝的場景變得昏暗、模糊以及對比度下降,這會嚴(yán)重影響著圖像的體現(xiàn)效果,所以通過圖像去霧和優(yōu)化算法來改善圖像的質(zhì)量是十分必要的。本論文通過VIVADO套件對圖像采集和處理算法進行開發(fā),并通過MATLAB和MODELSIM等軟件對該算法進行建模和功能仿真,最后,使用FPGA作為硬件平臺實現(xiàn)系統(tǒng)的圖像采集和處理功能。首先,本論文對圖像采集和處理的研究背景和意義進行概括,闡明了對采集圖像進行優(yōu)化的必要性。同時介紹了數(shù)字圖像的基本概念和對圖像質(zhì)量評價的方法,從而對圖像某方面指標(biāo)進行主客觀評價。此外,通過對影響采集圖像質(zhì)量因素進行分析,在大氣粒子的吸收和散射特性的基礎(chǔ)上建立了有霧天氣圖像衰減模型。其次,本論文對幾種常見的圖像采集和處理算法的結(jié)果進行對比,通過圖像的評價體系,評價這些算法的不足之處,并對其進行優(yōu)化。結(jié)果表明,基于暗通道先驗的CLAHE插值算法對視頻去霧的效果最... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文主要貢獻與創(chuàng)新
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 硬件化圖像采集與處理基本理論
    2.1 數(shù)字圖像理論基礎(chǔ)
        2.1.1 數(shù)字圖像基本概念
        2.1.2 彩色圖像的模型
        2.1.3 數(shù)字圖像格式與分辨率
    2.2 圖像質(zhì)量的評價方法
        2.2.1 圖像主觀評價
        2.2.2 圖像客觀評價
    2.3 霧天大氣衰減模型
        2.3.1 大氣的物質(zhì)成分
        2.3.2 不同氣候下大氣粒子
        2.3.3 大氣粒子吸收和散射特性
        2.3.4 有霧天氣圖像衰減模型
    2.4 圖像去霧算法研究
    2.5 基于物理模型的圖像去霧算法
        2.5.1 利用不同天氣條件下的多幅圖像
        2.5.2 利用不同偏振度的多幅圖像
        2.5.3 基于先驗信息或用戶交互的單幅圖像方法
        2.5.4 基于物理規(guī)律進行數(shù)據(jù)假設(shè)的單幅圖像方法
    2.6 非物理模型的圖像去霧算法
        2.6.1 全局算法
        2.6.2 局部算法
    2.7 本章小結(jié)
第三章 圖像采集和處理方法探究
    3.1 動態(tài)相位調(diào)整算法
    3.2 暗通道先驗算法及其優(yōu)化
    3.3 直方圖均衡算法的優(yōu)化
        3.3.1 全局直方圖均衡化算法
        3.3.2 限制對比度自適應(yīng)直方圖算法
        3.3.3 圖像直方圖拉伸算法
    3.4 中值和高斯模糊濾波優(yōu)化
    3.5 圖像插值算法
    3.6 本文圖像處理的方法
    3.7 系統(tǒng)圖像清晰度效果評價
    3.8 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)
    4.1 FPGA設(shè)計梗概
        4.1.1 FPGA簡介
        4.1.2 FPGA開發(fā)流程
        4.1.3 硬件描述語言
        4.1.4 面向FPGA的 EDA軟件
    4.2 系統(tǒng)硬件平臺介紹
        4.2.1 Xilinx KC705 套件介紹
        4.2.2 Lince5M數(shù)字圖像傳感器
    4.3 圖像采集和處理系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)
        4.3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)
        4.3.2 系統(tǒng)的模塊劃分
        4.3.3 系統(tǒng)模塊工作流程
        4.3.4 主要模塊的實現(xiàn)方式
    4.4 視頻去霧算法實驗效果與評價分析
        4.4.1 實驗結(jié)果對比
        4.4.2 效果分析和資源評估
    4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
碩士期間取得的研究成果



本文編號：3186533