圖像增強(qiáng)算法研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于科技發(fā)展以及人們生活中更多的需求，越來(lái)越多圖像問(wèn)題成為了熱點(diǎn)問(wèn)題。民用設(shè)施和軍用設(shè)施都起著很重要的作用。在不同的天氣中所拍攝的圖像有著不同程度的退化，拍攝的圖像中的有用信息湮滅在無(wú)用的信號(hào)之中。改善圖像的清晰度從而提高視覺(jué)效果是有必要的。
　　圖像的分辨率也是圖像質(zhì)量的另一個(gè)參數(shù)，如今的很多設(shè)備都向著高分辨發(fā)展，電子顯微鏡、4K電視、8K電視。但是實(shí)際圖像的分辨率很多達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)就要考慮超分辨率圖像增強(qiáng)。
　　圖像增

2、強(qiáng)算法要考慮的一個(gè)問(wèn)題是處理時(shí)間的問(wèn)題，由于處理的圖像數(shù)據(jù)量較大，利用嵌入式的方法實(shí)現(xiàn)很難滿足較大圖像處理的問(wèn)題，這里就需要用到硬件邏輯。利用其并行、流水的特性使得時(shí)間滿足需求。對(duì)于視頻圖像處理更需要滿足處理時(shí)間的要求。隨著IC產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展利用ASIC電路來(lái)實(shí)現(xiàn)也是大勢(shì)所趨。
　?。?）本文歸納了 Retinex算法，同時(shí)又簡(jiǎn)單提及了其它本領(lǐng)域的算法。分析了超分辨率復(fù)原的基本原理，并針對(duì)了幾種超分辨率的方法進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，敘述了

3、ASIC的設(shè)計(jì)基本知識(shí)、設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)中用到的相應(yīng)工具。
　?。?）為了更好的用于硬件實(shí)現(xiàn)以及圖像處理的實(shí)際應(yīng)用。基于Retinex理論，得到自適應(yīng)的多尺度Retinex算法。根據(jù)所得到的結(jié)果，與其它算法處理結(jié)果比較。定量上通過(guò)亮度曲線，以及梯度曲線，熵曲線比較。為了便于后續(xù)改進(jìn)，基于這一算法提出改進(jìn)用于硬件實(shí)現(xiàn)提高視覺(jué)效果圖像增強(qiáng)算法，并加以類似評(píng)價(jià)。
　　本文中圖像增強(qiáng)超分辨率部分，介紹插值算法。并對(duì)幾種算法做了比較。

4、同時(shí)詳述了小波算法中的連續(xù)小波算法。介紹了主觀評(píng)價(jià)方法以及客觀評(píng)價(jià)方法。最終對(duì)超分辨結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。以及為了硬件的后續(xù)改進(jìn)，改進(jìn)了該算法。
　?。?）通過(guò)第三章中的用于本文硬件實(shí)現(xiàn)的改善視覺(jué)效果圖像增強(qiáng)算法得出全局架構(gòu)以及各部分的架構(gòu)。設(shè)計(jì)二維濾波器，使得在處理速度上有大幅提升。對(duì)其它各模塊設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)，再次基礎(chǔ)上加以優(yōu)化。最后對(duì)各個(gè)模塊仿真分析以及對(duì)硬件系統(tǒng)處理的圖像與matlab處理圖像對(duì)比以及其熵和亮度等指標(biāo)進(jìn)行分析。
　

5、?。?）Vertex5 FPGA芯片搭建驗(yàn)證平臺(tái)。并且對(duì)網(wǎng)口MAC層進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，并且對(duì)其加以驗(yàn)證。在此之后需要對(duì)系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)以下載到 FPGA中進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)FPGA傳到上位機(jī)并對(duì)比。
　?。?）由第三章超分辨率提出了硬件實(shí)現(xiàn)辦法。提出了插值的硬件架構(gòu)，以及實(shí)現(xiàn)方法。分析了 Mallta以及本文中使用的提升算法進(jìn)行比較。完成了硬件設(shè)計(jì)以及仿真。并搭建原型驗(yàn)證平臺(tái)并進(jìn)行了原型驗(yàn)證。以及邏輯綜合。得到相應(yīng)報(bào)告，報(bào)告中可以看出滿足各項(xiàng)