基于FPGA的實時視頻去霧系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、由于霧霾顆粒對光線散射，有用信息被衰減，有霧圖像無法被研究者直接使用。目前對有霧圖像進行去霧已經成為許多圖像研究領域必備預處理過程，因此圖像去霧技術具有較高實際應用價值。本文對目前圖像去霧技術研究現狀與成果進行充分調研，結合所學微電子學科專業(yè)知識和技能，依托SoPC FPGA平臺軟硬件結合優(yōu)勢，探索設計一套低成本、穩(wěn)定性高、去霧效果優(yōu)良的SoPC視頻去霧系統(tǒng)。
　　本文研究重心是定制化SoPC系統(tǒng)的設計以及暗通道先驗算法的速度優(yōu)化

2、和天空區(qū)域處理的改進。研究過程分為“軟件算法研究”、“定制化SoPC系統(tǒng)架構設計”與“軟件算法優(yōu)化與硬件加速”三個部分，最終完成軟硬件協(xié)同設計:
　　(1)軟件算法研究:本研究使用直方圖均衡算法和暗通道先驗算法作為核心算法，適用于多場景的工程需求。首先使用Matlab軟件便捷的圖像輸入輸出接口和豐富的圖像處理函數進行算法原型開發(fā);接著在Visual Studio軟件上使用C語言完成平臺無關性的算法C-Model設計;
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3、2)定制化SoPC系統(tǒng)架構設計:分析去霧算法對硬件需求，制定設計方案，使用Altera Qsys工具進行SoPC系統(tǒng)架構設計;在Altera Quartus和Modelsim軟件上，使用Verilog硬件描述語言，完成基于Avalon-MM總線的VGA控制器設計并掛載于SoPC系統(tǒng)之中;然后進行算法移植，完成軟硬件聯調工作;
　　(3)軟件算法優(yōu)化和硬件加速設計:對盒式濾波和最值濾波的算法實現過程進行優(yōu)化，取得算法復雜度與濾波窗口