隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,集成電路工藝的不斷進步,為在前端實現(xiàn)實時圖像復(fù)原提供了硬件支持。運動圖像模糊是指相機和被拍物體,兩者進行連續(xù)性相對運動,導(dǎo)致最后采集到的圖像模糊,對其使用存在一定影響。運動圖像去模糊就是建立一定數(shù)學(xué)模型,將模糊圖像清晰化�？紤]到實際應(yīng)用場境中待處理圖像的大部分模糊信息未知,故采用盲去模糊。盲去模糊難點在于建模復(fù)雜且求解不唯一。故構(gòu)建實時運動圖像盲去模糊系統(tǒng),實現(xiàn)圖像去模糊,具有一定的現(xiàn)實意義。本文主要針對在硬件中實現(xiàn)運動圖像去模糊系統(tǒng)問題進行研究,主要工作包括以下四個方面:（1）分析在空域和在頻域運動模糊圖像處理的性能差異。一般情況下,在空域中處理運動模糊圖像,計算量大且復(fù)雜度高,而在頻域中處理運動模糊圖像,計算量小且靈活度高。故結(jié)合運動模糊圖像及去模糊算法特點,分析運動圖像去模糊頻域處理方式。本文設(shè)計了一種基2-DIT-FFT的頻域轉(zhuǎn)換硬件算法,以解決一般頻域轉(zhuǎn)換過多占用資源、轉(zhuǎn)換時間長、可移植性差等問題。其主要模塊包括:輸入數(shù)據(jù)預(yù)處理、原位計算、存儲模塊、蝶形運算模塊、溢出檢測、截位等。該硬件算法與基于FFT IP核的頻域轉(zhuǎn)換算法相比,降低了硬件資源占用率,提高了... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 課題研究目的及意義
    1.2 課題的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 圖像去模糊技術(shù)研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 非盲去模糊方法研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 盲去模糊方法研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.4 圖像處理系統(tǒng)研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.5 圖像頻域轉(zhuǎn)換算法研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
    1.4 本章小結(jié)
第二章 運動圖像去模糊算法理論
    2.1 運動圖像去模糊基本理論
        2.1.1 常見模糊類型
        2.1.2 圖像退化模型
        2.1.3 圖像先驗知識
    2.2 圖像復(fù)原質(zhì)量評價指標(biāo)
        2.2.1 峰值信噪比(PSNR)
        2.2.2 結(jié)構(gòu)相似性(SSIM)
        2.2.3 視覺信息保真度(VIF)
    2.3 圖像復(fù)原經(jīng)典算法
        2.3.1 逆濾波復(fù)原
        2.3.2 維納濾波復(fù)原
        2.3.3 約束最小二乘法復(fù)原
        2.3.4 Rischardson-Lucy濾波復(fù)原
        2.3.5 四種經(jīng)典圖像復(fù)原的實驗結(jié)果及分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于頻譜特性的模糊核估計
    3.1 傅里葉變換理論及基本應(yīng)用
    3.2 運動模糊圖像頻域特征分析
    3.3 運動圖像倒譜分析
    3.4 基于倒譜特性的模糊核估計
        3.4.1 Canny算子選擇
        3.4.2 算法具體實現(xiàn)
        3.4.3 算法實驗結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于FPGA的模糊圖像頻域優(yōu)化設(shè)計
    4.1 FFT常用算法介紹
        4.1.1 基2-時域抽取算法
        4.1.2 基2-頻域抽取算法
    4.2 FFT通用結(jié)構(gòu)介紹
        4.2.1 順序結(jié)構(gòu)
        4.2.2 并行結(jié)構(gòu)
        4.2.3 流水線結(jié)構(gòu)
        4.2.4 陣列結(jié)構(gòu)
    4.3 一維FFT結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        4.3.1 RAM存儲模塊
        4.3.2 ROM存儲模塊
        4.3.3 蝶形運算單元模塊
        4.3.4 時序控制模塊
    4.4 二維FFT結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
    4.5 仿真測試結(jié)果
        4.5.1 一維FFT仿真測試結(jié)果
        4.5.2 二維FFT仿真測試結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第五章 運動圖像去模糊系統(tǒng)實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)框架
        5.1.1 系統(tǒng)組成
        5.1.2 系統(tǒng)流程
    5.2 系統(tǒng)硬件平臺構(gòu)建
        5.2.1 DE1-SoC開發(fā)板介紹
        5.2.2 組建HPS硬件系統(tǒng)
    5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        5.3.1 Quartus Ⅱ介紹
        5.3.2 So C-EDS設(shè)計工具
        5.3.3 圖像盲去模糊算法設(shè)計
        5.3.4 基于QT的圖像用戶界面軟件設(shè)計
    5.4 系統(tǒng)測試與分析
        5.4.1 實驗環(huán)境搭建
        5.4.2 實驗結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
附錄A 實物圖
附錄B 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于交替乘子法的圖像去模糊技術(shù)研究[J]. 陳小莉.  電子設(shè)計工程. 2019(05)
[2]空間變化PSF非盲去卷積圖像復(fù)原法綜述[J]. 郝建坤,黃瑋,劉軍,何陽.  中國光學(xué). 2016(01)
[3]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像局部模糊測量[J]. 黃善春,方賢勇,周健,沈峰.  中國圖象圖形學(xué)報. 2015(01)
[4]基于倒譜特性的運動模糊圖像PSF參數(shù)估計[J]. 王秋云.  自動化與儀器儀表. 2014(12)
[5]基于FPGA的二維FFT處理器的研究與設(shè)計[J]. 楊軍,于艷艷,陳成,黃倩,趙征鵬.  云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(06)
[6]方向微分分塊統(tǒng)計的運動模糊方向鑒別[J]. 李均利,儲誠曦.  中國圖象圖形學(xué)報. 2013(07)
[7]實拍運動模糊圖像的退化參數(shù)估計與復(fù)原[J]. 郭紅偉,付波,田益民,李娟.  激光與紅外. 2013(05)
[8]基于Qt的串口通信應(yīng)用研究與實現(xiàn)[J]. 嚴(yán)賢,韓秀玲.  微計算機信息. 2012(08)
[9]高分辨圖像二維FFT正/反變換實時處理方法及硬件實現(xiàn)[J]. 溫博,張啟衡,張建林.  計算機應(yīng)用研究. 2011(11)
[10]逆濾波法在圖像復(fù)原中的應(yīng)用[J]. 吳雪垠,吳謹(jǐn),張鶴.  信息技術(shù). 2011(10)

碩士論文
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[2]多幀圖像復(fù)原算法研究[D]. 李警.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]基于FPGA的實時圖像處理系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 張中義.南京理工大學(xué) 2015
[4]基于FPGA的實時圖像頻域處理[D]. 于洪松.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2014
[5]運動模糊圖像復(fù)原算法研究[D]. 王鵬飛.重慶大學(xué) 2013
[6]基于FPGA的可重構(gòu)SHA安全芯片設(shè)計[D]. 鄧朋法.大連海事大學(xué) 2011
[7]單幅圖像運動模糊參數(shù)判定與去模糊研究[D]. 盧在盛.廣西大學(xué) 2011
[8]基于Qt的嵌入式Linux系統(tǒng)GUI的研究與實現(xiàn)[D]. 范朋.北京郵電大學(xué) 2011



本文編號：3658654