基于FPGA的實(shí)時(shí)視頻去霧系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、由于霧霾顆粒對(duì)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(duì)有霧圖像進(jìn)行去霧已經(jīng)成為許多圖像研究領(lǐng)域必備預(yù)處理過程，因此圖像去霧技術(shù)具有較高實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)目前圖像去霧技術(shù)研究現(xiàn)狀與成果進(jìn)行充分調(diào)研，結(jié)合所學(xué)微電子學(xué)科專業(yè)知識(shí)和技能，依托SoPC FPGA平臺(tái)軟硬件結(jié)合優(yōu)勢(shì)，探索設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)以及暗通道先驗(yàn)算法的速度優(yōu)化

2、和天空區(qū)域處理的改進(jìn)。研究過程分為“軟件算法研究”、“定制化SoPC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)”與“軟件算法優(yōu)化與硬件加速”三個(gè)部分，最終完成軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì):
　　(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(yàn)算法作為核心算法，適用于多場(chǎng)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(shù)進(jìn)行算法原型開發(fā);接著在Visual Studio軟件上使用C語(yǔ)言完成平臺(tái)無關(guān)性的算法C-Model設(shè)計(jì);
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3、2)定制化SoPC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì):分析去霧算法對(duì)硬件需求，制定設(shè)計(jì)方案，使用Altera Qsys工具進(jìn)行SoPC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì);在Altera Quartus和Modelsim軟件上，使用Verilog硬件描述語(yǔ)言，完成基于Avalon-MM總線的VGA控制器設(shè)計(jì)并掛載于SoPC系統(tǒng)之中;然后進(jìn)行算法移植，完成軟硬件聯(lián)調(diào)工作;
　　(3)軟件算法優(yōu)化和硬件加速設(shè)計(jì):對(duì)盒式濾波和最值濾波的算法實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行優(yōu)化，取得算法復(fù)雜度與濾波窗口