基于TILE_GX36眾核處理器的視頻去霧系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、惡劣天氣以及空氣污染嚴(yán)重影響了戶外視覺(jué)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(jué)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(shè)備的普及，需要進(jìn)行去霧處理的視頻數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，這對(duì)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(lèi)方法是先計(jì)算傳播圖，然后基于該傳播圖對(duì)視頻的每一幀圖像進(jìn)行清晰化處理；第二類(lèi)方法是將前景、背景分離開(kāi)來(lái)，分別進(jìn)行去霧，然后將去霧后的二者融

2、合到一起。然而，第一類(lèi)方法過(guò)于依賴傳播圖的計(jì)算，在工程應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)。而第二類(lèi)方法的去霧效果不均勻，且會(huì)導(dǎo)致視頻失真。針對(duì)以上問(wèn)題，本文采用基于暗原色先驗(yàn)單圖像去霧算法進(jìn)行去霧處理，此算法效果極佳，不僅增強(qiáng)了對(duì)比度還保留了霧氣所產(chǎn)生的視覺(jué)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(jìn)行優(yōu)化后移植到TILE_GX36眾核平臺(tái)進(jìn)行并行實(shí)現(xiàn)的方案。該方案充分利用眾核服務(wù)器平臺(tái)的高并行度，提升了去霧速率，完成對(duì)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(wù)器平臺(tái)作為視頻去霧系統(tǒng)的并行處理模塊，然后采用兩個(gè)PC機(jī)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，最后使用萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)將他們連接起來(lái)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(shè)計(jì)了基于TILE_GX36雙芯片的軟件并行架構(gòu)，具體設(shè)計(jì)如下：
　　（1）根據(jù)實(shí)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(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)pthread，完成對(duì)任務(wù)函數(shù)的并行化。
　?。?）利用分類(lèi)式內(nèi)存管理機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)分配。本系統(tǒng)維護(hù)了數(shù)組和隊(duì)列這兩種內(nèi)存管理模式，利用對(duì)數(shù)組的維護(hù)，完成對(duì)并行任務(wù)的處理空間的私有化，減少了并行任務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)；利用對(duì)隊(duì)列的維護(hù)，為并行處理任務(wù)與數(shù)據(jù)接收任務(wù)提供緩沖區(qū)，減少因任務(wù)處理速度的不同而產(chǎn)生的任務(wù)阻

5、塞，極大的提高了并行度。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)現(xiàn)分辨率為600*400、720P（分辨率為1280*720）視頻的實(shí)時(shí)視頻去霧，實(shí)時(shí)視頻去霧的標(biāo)準(zhǔn)幀率為24fps。此外，只要對(duì)該硬件系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充、適量修改軟件系統(tǒng)，就可以完成對(duì)1080P（分辨率為1920*1080）視頻的去霧，而且該系統(tǒng)對(duì)不同程序具有良好的通用性，可以移植不同類(lèi)型的程序進(jìn)行并行。綜上所述，本文設(shè)計(jì)的視頻