在大霧天氣條件下,戶外視覺設(shè)備采集到的圖像常常存在對比度低,細(xì)節(jié)信息丟失的現(xiàn)象。為還原圖像信息,提高圖像的目標(biāo)可識別度,對采集到的有霧圖像及視頻進(jìn)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(shí)現(xiàn),為了滿足去霧算法的實(shí)時性要求,本文對去霧的相關(guān)理論及FPGA硬件平臺進(jìn)行了深入研究,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA平臺的實(shí)時視頻去霧系統(tǒng)。首先,本文對暗原色先驗(yàn)單幅圖像去霧算法進(jìn)行了研究,并針對其對天空區(qū)域處理不佳的缺點(diǎn),提出了自適應(yīng)容差法以避免天空區(qū)域出現(xiàn)顏色失真,同時利用導(dǎo)向?yàn)V波細(xì)化大氣透射率,從而實(shí)現(xiàn)快速的去霧處理。在改進(jìn)的去霧算法基礎(chǔ)上,為滿足視頻去霧算法的實(shí)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(jìn)行了優(yōu)化,最終確定了基于軟件平臺的實(shí)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(shè)計(jì)并搭建了基于FPGA平臺的實(shí)時視頻去霧系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括實(shí)時采集有霧視頻的前端可見光CCD攝像機(jī)、對PAL制視頻信號進(jìn)行解碼的TVP5150芯片、實(shí)現(xiàn)視頻緩存的片外存儲器DDR3、實(shí)時處理去霧算法的Xilinx XC6SLX150T FPGA芯片、對去霧后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)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(yàn)的單幅圖像去霧算法
    2.1 基于暗原色先驗(yàn)的去霧算法
        2.1.1 暗原色先驗(yàn)理論
        2.1.2 環(huán)境光值的估計(jì)
        2.1.3 透射率值的估計(jì)
        2.1.4 軟摳圖思想
    2.2 基于改進(jìn)的暗原色先驗(yàn)的去霧算法
        2.2.1 容差法處理天空區(qū)域
        2.2.2 導(dǎo)向?yàn)V波處理光暈效應(yīng)
    2.3 幾種算法仿真結(jié)果及對比
        2.3.1 可見邊評價指標(biāo)
        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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
4 實(shí)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(shí)時視頻去霧算法的硬件實(shí)現(xiàn)
    5.1 開窗口模塊的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)
    5.2 暗原色模塊的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)
    5.3 導(dǎo)向?yàn)V波模塊的硬件邏輯實(shí)現(xiàn)
    5.4 環(huán)境光值的實(shí)時調(diào)整
    5.5 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.5.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用大氣光圖改進(jìn)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(yuǎn).  光學(xué)精密工程. 2015(05)
[3]基于FPGA的高清實(shí)時視頻去霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)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(yuǎn),婁小龍.  電子學(xué)報. 2015(03)
[5]圖像去霧的最新研究進(jìn)展[J]. 吳迪,朱青松.  自動化學(xué)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(xué)報. 2014(07)
[7]基于DSP+FPGA的實(shí)時圖像去霧增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(shè)計(jì)與實(shí)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(qiáng),李亮.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2011(10)
[10]改進(jìn)的基于暗原色先驗(yàn)的圖像去霧算法[J]. 蔣建國,侯天峰,齊美彬.  電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2011(02)

博士論文
[1]圖像快速去霧與清晰度恢復(fù)技術(shù)研究[D]. 嵇曉強(qiáng).中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)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(shí)現(xiàn)[D]. 韓子奇.電子科技大學(xué) 2013



本文編號：3249627