基于FPGA的霧天圖像實(shí)時(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)研究.pdf

1、霧天圖像往往存在能見度低、灰度集中、對(duì)比度低的缺點(diǎn)，這對(duì)于公共交通、社區(qū)監(jiān)控、生產(chǎn)生活等都帶來了不利的影響，霧天降質(zhì)圖像的清晰化處理是圖像處理和機(jī)器視覺領(lǐng)域共同關(guān)心的重要問題。近年來隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展，對(duì)霧天降質(zhì)圖像的清晰化處理提出了更高的要求。圖像處理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性在實(shí)際應(yīng)用中是非常重要的指標(biāo)，只有對(duì)監(jiān)控設(shè)備采集到的圖像能進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像增強(qiáng)處理，才能進(jìn)行大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。目前國內(nèi)外對(duì)霧天降質(zhì)圖像的清晰化處理和圖像采集系統(tǒng)的預(yù)處理都

2、進(jìn)行了大量的研究，但是針對(duì)霧天降質(zhì)圖像的實(shí)時(shí)清晰化處理的方案還不多見，如何對(duì)霧天降質(zhì)圖像的實(shí)時(shí)處理是一個(gè)重要的研究方向。
　　 霧天降質(zhì)圖像的清晰化處理主要分為霧天圖像的增強(qiáng)和霧天圖像的復(fù)原兩大類。本文根據(jù)霧天圖像處理實(shí)時(shí)化的要求，將工作集中在霧天降質(zhì)圖像的對(duì)比度增強(qiáng)上面，主要工作是針對(duì)現(xiàn)有的一些對(duì)比度增強(qiáng)算法的一些缺陷，結(jié)合霧天降質(zhì)圖像的特點(diǎn)，提出了通過自適應(yīng)選取閾值，限制直方圖均衡化的過度增強(qiáng)，并減少灰度級(jí)減少帶來的細(xì)節(jié)損失

3、的改進(jìn)直方圖均衡化算法。并在現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件(簡稱FPGA)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了該算法。
　　 本文第一章首首先紹了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，確立了以FPGA作為處理平臺(tái)，以圖像對(duì)比度增強(qiáng)作為主要處理手段的研究方案。
　　 本文第二章詳細(xì)分析了霧天降質(zhì)圖像的降質(zhì)機(jī)理和圖像特點(diǎn)，并給出了圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為后面圖像的處理提供了基礎(chǔ)和依據(jù)。
　　 本文第三章在傳統(tǒng)的直方圖均衡化算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)算法在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出

4、來的一些缺陷，提出了通過自適應(yīng)選取閾值限制直方圖均衡化過程中國的過增強(qiáng)和細(xì)節(jié)損失等缺陷，并盡量增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，保證實(shí)時(shí)性。并對(duì)算法進(jìn)行了仿真，分析了算法的優(yōu)勢(shì)。
　　 本文第四章實(shí)現(xiàn)了以FPGA為處理核心的圖像采集和顯示平臺(tái)，詳細(xì)給出了圖像采集模塊、圖像存儲(chǔ)模塊和圖像顯示的實(shí)現(xiàn)方案，并實(shí)現(xiàn)了彩色圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換，為后面的算法驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)。
　　 本文第五章詳細(xì)給出了改進(jìn)算法的硬件實(shí)現(xiàn)，并利用片上可編程系統(tǒng)(簡稱SOP