基于TILE_GX36眾核處理器的視頻去霧系統(tǒng)的設計和實現(xiàn).pdf

1、惡劣天氣以及空氣污染嚴重影響了戶外視覺系統(tǒng)的正常工作，特別是在工業(yè)區(qū)和城市中心，所以改善惡劣天氣環(huán)境下的視覺系統(tǒng)工作狀態(tài)迫在眉睫。隨著戶外拍攝與監(jiān)控錄像設備的普及，需要進行去霧處理的視頻數(shù)據(jù)量越來越大，這對視頻去霧算法的去霧速度提出了更高的要求。
　　現(xiàn)有的視頻去霧算法中，有兩種主流方法，第一類方法是先計算傳播圖，然后基于該傳播圖對視頻的每一幀圖像進行清晰化處理；第二類方法是將前景、背景分離開來，分別進行去霧，然后將去霧后的二者融

2、合到一起。然而，第一類方法過于依賴傳播圖的計算，在工程應用中難以實現(xiàn)。而第二類方法的去霧效果不均勻，且會導致視頻失真。針對以上問題，本文采用基于暗原色先驗單圖像去霧算法進行去霧處理，此算法效果極佳，不僅增強了對比度還保留了霧氣所產(chǎn)生的視覺景深。但該算法的去霧速率太低，于是本文提出了將單圖像去霧算法進行優(yōu)化后移植到TILE_GX36眾核平臺進行并行實現(xiàn)的方案。該方案充分利用眾核服務器平臺的高并行度，提升了去霧速率，完成對有霧視頻的清晰化。

3、具體方案如下：
　　首先使用TILE_GX36眾核服務器平臺作為視頻去霧系統(tǒng)的并行處理模塊，然后采用兩個PC機作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，最后使用萬兆網(wǎng)絡將他們連接起來完成視頻去霧系統(tǒng)的硬件搭建?；谠撚布到y(tǒng)架構(gòu)，本文設計了基于TILE_GX36雙芯片的軟件并行架構(gòu)，具體設計如下：
　?。?）根據(jù)實際要求，采用合理的傳輸協(xié)議。由于本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需要可靠性傳輸，所以數(shù)據(jù)接收模塊與視頻去霧并行處理模塊之間、TILE_GX36雙芯片之

4、間的傳輸協(xié)議采用傳輸控制協(xié)議（Transmission Control Protocol,TCP）。
　?。?）利用C語言標準庫pthread，完成對任務函數(shù)的并行化。
　?。?）利用分類式內(nèi)存管理機制進行數(shù)據(jù)分配。本系統(tǒng)維護了數(shù)組和隊列這兩種內(nèi)存管理模式，利用對數(shù)組的維護，完成對并行任務的處理空間的私有化，減少了并行任務的競爭；利用對隊列的維護，為并行處理任務與數(shù)據(jù)接收任務提供緩沖區(qū)，減少因任務處理速度的不同而產(chǎn)生的任務阻

5、塞，極大的提高了并行度。
　　通過實驗測試，結(jié)果證明此方案大大提高了視頻去霧速率（平均提高了12倍），可以實現(xiàn)分辨率為600*400、720P（分辨率為1280*720）視頻的實時視頻去霧，實時視頻去霧的標準幀率為24fps。此外，只要對該硬件系統(tǒng)進行擴充、適量修改軟件系統(tǒng)，就可以完成對1080P（分辨率為1920*1080）視頻的去霧，而且該系統(tǒng)對不同程序具有良好的通用性，可以移植不同類型的程序進行并行。綜上所述，本文設計的視頻