霧天或背光條件下圖像清晰化算法研究及硬件實現.pdf

1、霧天或強逆光等惡劣條件會對目前的軍事偵察和視頻監(jiān)視系統(tǒng)產生很大影響，降低了圖像輸出的質量，使得我們從圖像中得到的信息的可信度得不到保證。為了確保視頻系統(tǒng)能全天候正常工作，提高戶外監(jiān)視系統(tǒng)對天氣的適應性，研究一種在霧天或強逆光條件下的圖像清晰化算法并用硬件實現是非常有必要的，這樣才能提高系統(tǒng)的魯棒性和可信賴性。本文主要針對霧天或強逆光環(huán)境下圖像的清晰化技術進行研究。
　　本文首先介紹了各種傳統(tǒng)的圖像增強方法和基于視網膜皮層理論的Re

2、tinex算法，選取對處理霧天或強逆光條件具有增強效果的四種算法并進行了重點分析，分別是：直方圖均衡化、同態(tài)濾波、單尺度Retinex算法和多尺度Retinex算法。在Matlab下仿真，通過比較四種算法處理后圖像的主觀評價和客觀指標兩個方面得出，從處理效果上，Retinex要遠遠好于傳統(tǒng)的處理方法，且多尺度Retinex要好于單尺度Retinex，但計算量比其大很多，不利于硬件快速實現，綜合增強效果和計算量考慮，選用單尺度Retine

3、x算法。
　　然后，充分利用FPGA可使用流水線設計和可進行大量并行計算的優(yōu)勢，對算法做了改進和優(yōu)化，并用VHDL語言實現，在ModelSim6.1d下進行仿真，驗證了其硬件仿真效果和用Matlab軟件處理的效果基本相同。
　　最后，針對本課題進行了硬件電路的設計，并在自己搭建的硬件平臺上實現了單尺度Retinex算法，解決了對霧天或強逆光環(huán)境下圖像的清晰化算法的硬件快速實現問題。本課題無論應用在軍事偵察領域還是視頻監(jiān)視系統(tǒng)