由于大霧天水汽對光線的散射作用,導(dǎo)致戶外圖像采集系統(tǒng)獲取的圖像存在對比度低、色彩失真和細(xì)節(jié)丟失的缺點。為了降低大霧對系統(tǒng)的影響,能夠穩(wěn)定獲取清晰圖像,本文通過對當(dāng)前圖像去霧領(lǐng)域中關(guān)鍵算法的研究與改進(jìn),依托FPGA數(shù)字電路并行運(yùn)算的速度優(yōu)勢,設(shè)計了一套適用范圍廣、去霧效果好的實時圖像去霧系統(tǒng)。首先設(shè)計了去霧系統(tǒng)的基本架構(gòu),使用IIC協(xié)議配置CMOS攝像頭獲取1280×720分辨率60Hz的霧天原始圖像,設(shè)計SDRAM控制電路緩存去霧圖像數(shù)據(jù),設(shè)計VGA控制電路完成去霧圖像的顯示。其次針對輕霧和重霧兩種場景適用去霧算法不同的問題,提出使用圖像方差值的大小區(qū)分大霧場景,使去霧系統(tǒng)具有較好的適應(yīng)性。然后研究了適用于輕霧場景的局部直方圖均衡化和適用于重霧場景的暗原色先驗兩種去霧算法,并針對局部直方圖均衡化去霧算法RGB單通道均衡化后合成圖像易失真的問題,采用轉(zhuǎn)換至YCBCR顏色空間的方法,只對亮度成分均衡化,解決了去霧圖像易失真的問題。針對暗原色先驗去霧算法復(fù)雜度高和FPGA實現(xiàn)難的缺點,采用快速最小值濾波求取暗通道圖像,采用閾值限定法快速排除天空區(qū)域,求取大氣光,采用二次Sobel邊緣檢測限定...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 去霧算法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 去霧硬件研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 硬件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
    2.1 FPGA系統(tǒng)平臺
        2.1.1 系統(tǒng)框架分析
        2.1.2 技術(shù)指標(biāo)
        2.1.3 圖像質(zhì)量評價方法
    2.2 圖像采集驅(qū)動模塊
    2.3 圖像緩存驅(qū)動模塊
        2.3.1 上電自刷新模塊
        2.3.2 讀寫模塊
        2.3.3 仲裁模塊
        2.3.4 讀寫緩存模塊與FIFO IP核
    2.4 VGA顯示控制器驅(qū)動設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
3 圖像去霧算法的研究
    3.1 霧天圖像大氣散射模型
    3.2 自適應(yīng)去霧算法選擇
    3.3 直方圖均衡化算法
        3.3.1 全局直方圖均衡化
        3.3.2 局部直方圖均衡化
    3.4 暗原色先驗去霧算法研究與實現(xiàn)
        3.4.1 暗通道圖像求取
        3.4.2 透射率和大氣光的求取
        3.4.3 細(xì)化透射率
        3.4.4 復(fù)原圖像與質(zhì)量評價
    3.5 暗原色先驗去霧算法改進(jìn)
        3.5.1 快速最小值濾波
        3.5.2 快速求取大氣光
        3.5.3 快速細(xì)化透射率
        3.5.4 改進(jìn)后復(fù)原圖像與質(zhì)量評價
    3.6 本章小結(jié)
4 基于FPGA的去霧算法硬件實現(xiàn)
    4.1 自適應(yīng)算法硬件控制電路
    4.2 局部直方圖均衡化算法FPGA電路
    4.3 暗原色先驗算法FPGA電路
        4.3.1 快速最小值濾波電路
        4.3.2 邊緣檢測電路
        4.3.3 細(xì)化透射率和去霧輸出電路
    4.4 時序分析與時序約束
    4.5 硬件測試與分析
        4.5.1 硬件實時測試
        4.5.2 圖像質(zhì)量評價
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號：3752273