在大霧天氣條件下,戶外視覺設備采集到的圖像常常存在對比度低,細節(jié)信息丟失的現(xiàn)象。為還原圖像信息,提高圖像的目標可識別度,對采集到的有霧圖像及視頻進行去霧清晰化處理具有深刻的研究意義。目前大部分去霧處理仍通過PC平臺實現(xiàn),為了滿足去霧算法的實時性要求,本文對去霧的相關(guān)理論及FPGA硬件平臺進行了深入研究,并設計實現(xiàn)了一種基于FPGA平臺的實時視頻去霧系統(tǒng)。首先,本文對暗原色先驗單幅圖像去霧算法進行了研究,并針對其對天空區(qū)域處理不佳的缺點,提出了自適應容差法以避免天空區(qū)域出現(xiàn)顏色失真,同時利用導向濾波細化大氣透射率,從而實現(xiàn)快速的去霧處理。在改進的去霧算法基礎(chǔ)上,為滿足視頻去霧算法的實時性和觀賞性要求,本文對環(huán)境光值及透射率值的求解進行了優(yōu)化,最終確定了基于軟件平臺的實時視頻去霧算法的流程。其次,在上述算法研究的基礎(chǔ)上,本文設計并搭建了基于FPGA平臺的實時視頻去霧系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括實時采集有霧視頻的前端可見光CCD攝像機、對PAL制視頻信號進行解碼的TVP5150芯片、實現(xiàn)視頻緩存的片外存儲器DDR3、實時處理去霧算法的Xilinx XC6SLX150T FPGA芯片、對去霧后的數(shù)據(jù)進行編... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 圖像去霧的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于非物理模型的去霧算法
        1.2.2 基于大氣散射物理模型的去霧算法
    1.3 視頻去霧的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源和各章節(jié)安排
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 各章節(jié)安排
2 基于暗原色先驗的單幅圖像去霧算法
    2.1 基于暗原色先驗的去霧算法
        2.1.1 暗原色先驗理論
        2.1.2 環(huán)境光值的估計
        2.1.3 透射率值的估計
        2.1.4 軟摳圖思想
    2.2 基于改進的暗原色先驗的去霧算法
        2.2.1 容差法處理天空區(qū)域
        2.2.2 導向濾波處理光暈效應
    2.3 幾種算法仿真結(jié)果及對比
        2.3.1 可見邊評價指標
        2.3.2 仿真結(jié)果對比
    2.4 本章小結(jié)
3 視頻去霧算法
    3.1 視頻去霧待優(yōu)化的問題
        3.1.1 環(huán)境光值的優(yōu)化
        3.1.2 大氣透射率的優(yōu)化
        3.1.3 算法實時性的優(yōu)化
    3.2 視頻去霧算法流程
    3.3 視頻去霧算法實驗結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 實時視頻去霧系統(tǒng)平臺搭建
    4.1 FPGA中央處理器
    4.2 視頻采集模塊
        4.2.1 IIC配置視頻解碼器
        4.2.2 YCbCr轉(zhuǎn)RGB
    4.3 視頻存儲模塊
        4.3.1 DDR3 SDRAM介紹
        4.3.2 視頻存儲的讀寫控制
    4.4 視頻顯示模塊
        4.4.1 視頻編碼器TFP410的配置
        4.4.2 HDMI時序控制
    4.5 本章小結(jié)
5 實時視頻去霧算法的硬件實現(xiàn)
    5.1 開窗口模塊的硬件邏輯實現(xiàn)
    5.2 暗原色模塊的硬件邏輯實現(xiàn)
    5.3 導向濾波模塊的硬件邏輯實現(xiàn)
    5.4 環(huán)境光值的實時調(diào)整
    5.5 系統(tǒng)實驗結(jié)果及分析
        5.5.1 系統(tǒng)實驗結(jié)果
        5.5.2 系統(tǒng)性能分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 有待研究和解決的問題
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]利用大氣光圖改進暗原色去霧效果[J]. 楊尋,鄭京鎬,張葉,王浩.  光電工程. 2015(08)
[2]融合變分偏微分方程的單幅彩色圖像去霧[J]. 周理,畢篤彥,何林遠.  光學精密工程. 2015(05)
[3]基于FPGA的高清實時視頻去霧系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 曹亞輝,劉峰.  電視技術(shù). 2015(07)
[4]基于景深約束的單幅霧天圖像去霧算法[J]. 南棟,畢篤彥,馬時平,何林遠,婁小龍.  電子學報. 2015(03)
[5]圖像去霧的最新研究進展[J]. 吳迪,朱青松.  自動化學報. 2015(02)
[6]基于融合策略的單幅圖像去霧算法[J]. 郭璠,唐琎,蔡自興.  通信學報. 2014(07)
[7]基于DSP+FPGA的實時圖像去霧增強系統(tǒng)設計[J]. 賀柏根,劉劍,馬天瑋.  液晶與顯示. 2013(06)
[8]基于FPGA的視頻圖像去霧系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 龔亮,孫俊喜,顧播宇,曹永剛,宋立維.  電視技術(shù). 2013(07)
[9]基于時空一致性優(yōu)化的視頻去霧算法[J]. 張怡,張加萬,楊國強,李亮.  計算機應用研究. 2011(10)
[10]改進的基于暗原色先驗的圖像去霧算法[J]. 蔣建國,侯天峰,齊美彬.  電路與系統(tǒng)學報. 2011(02)

博士論文
[1]圖像快速去霧與清晰度恢復技術(shù)研究[D]. 嵇曉強.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2012

碩士論文
[1]基于FPGA的視頻霧場景去除算法研究與實現(xiàn)[D]. 韓子奇.電子科技大學 2013



本文編號：3249627