基于FPGA的视频去雾系统设计与算法研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:keliok
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,国家工业技术快速提高,导致污染日渐严重,雾霾天气不断增加。在雾霾条件下,大气能见度降低,户外视觉设备拍摄的图像和视频会发生严重降质。随着智慧城市快速普及,城市的大街小巷中监控设备越来越多,所以研究视频实时去雾具有现实的重要价值和意义。随着微电子技术不断进步,视频去雾的研究不再局限于PC机,本文对去雾算法和FPGA设计进行了深入研究,最终设计了基于FPGA的视频去雾系统。  首先,本文分析了去雾研究的重要意义和价值,详细介绍了国内外在该领域的研究现状以及遇到的问题和解决方法。针对去雾系统的需求和各种核心处理器的特点,本文选择FPGA作为系统核心处理单元,并对视频去雾系统进行了总体架构设计,详细分析、论证了视频采集、帧存储、视频显示等子系统方案。  其次,着重分析了暗通道先验估计理论及其优缺点,再综合运用现有方法,针对本文设计目标对He算法提出改进,在保证去雾效果前提下,减少了算法复杂度。在此基础上,为了达到视频去雾的实时性和消除闪烁现象,对大气光值及暗通道图的计算进行了优化。在计算大气光值时,根据视频中相邻帧之间的相关性,将一帧画面的大气光值延用到其后的若干帧,并从保证显示效果的角度,确定了大气光需要重新计算的条件以解决大气光发生突变的情况;并且提出一种大气光的计算方法,通过暗通道图各个像素灰度的最大值、最小值、均值来求阈值,通过阈值筛选出最亮的0.1%的像素,避免了排序运算,提高了算法的效率。在计算暗通道图的过程中,根据视频中相邻帧之间的相关性,将一帧画面的暗通道图延用到其后的若干帧。在对某一帧进行去雾计算时,根据其像素灰度与原暗通道图的关系判断是否需要重新计算暗通道图,若不需要重新计算,则对原暗通道图进行修正,该方法在保证去雾效果的前提下大幅减少了计算量。  最后,本文在以FPGA为核心的平台上实现了所设计的视频去雾算法,包括求解暗通道图、除法计算优化以及图像增强等。综上,本文设计了去雾系统的硬件平台和软件算法,通过理论分析和实验验证可以证明,本文设计的视频去雾系统具有良好的去雾效果,且满足实时性的要求。
其他文献
该文的主要工作有:1)将原有的龙腾设计师系统改造成橱柜设计师系统,建立标准件库和纹理库,并导出标准件,为开发装修设计师做好准备.2)对厨房装修进行了深入、广泛的讨论,分析
随着科学技术的迅速发展,动态测量在测试技术领域已占主导地位,应用十分广泛。但是,动态测量精度理论的研究跟静态精度理论相比,由于起步较晚,难度较大,复杂程度更高,因此其
本论文针对睡眠呼吸暂停综合症自动监测与分析系统中心电图的自动检测与分析技术展开研究工作。 论文综述了心电图记录与自动分析技术的发展状况,概述了心电图记录、心电信
该文首先根据航空发动机的发展趋势,分析了未来高推比发动机对材料的要求.该文在利用DMAP对MSC/NASTRAN二次开发的基础上,首先对复合材料层合壳全转动状态下的动力特性进行了
超宽带(Ultra Wide-band,UWB)无线通信系统中的天线技术是本文的研究内容。随着超宽带技术的发展,特别是2002年FCC向超宽带通信开放3.1GHz-10.6GHz频段后,实用系统对超宽带天
电子信息工程技术涉及了多个领域的知识与内容,其在工业领域中的应用,能推动工业走向高度集成以及科技化发展.工业领域中电子信息工程的应用,可借助现代化计算机技术实现电子
人脸识别技术是利用计算机分析人脸图像,进而从中提取出能有效表征人脸图像的识别信息,用来辨别人的身份,以达到监督、管理和控制目标的一种技术,属于生物鉴别技术的一种,是
面向对象方法是目前程序设计中的一种重要的主流技术.该文从工程应用出发,详细讨论了航空发动机数控系统液压机械执行机构中各部件的功能、原理,对立了基于部件的数学模型,并
文中对磁悬浮轴承数字控制器的可靠性进行了研究,根据磁悬浮轴承数字控制器的特点与结构,将其分为DSP(Digital Signal Processor)芯片以及信号输入、输出通道三个部分,并分析了每个部分可能发生的故障类型,针对不同的故障类型研究了相应的故障诊断与处理方法,并以美国TI(Texas Instruments)公司的浮点DSP芯片TMS320VC33为核心研制了高可靠磁悬浮轴承数字控制器