基于FPGA的實時視頻去霧系統(tǒng)研究與設(shè)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(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)具有較高實際應(yīng)用價值。本文對目前圖像去霧技術(shù)研究現(xiàn)狀與成果進行充分調(diào)研，結(jié)合所學(xué)微電子學(xué)科專業(yè)知識和技能，依托SoPC FPGA平臺軟硬件結(jié)合優(yōu)勢，探索設(shè)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(shè)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(gòu)設(shè)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(shè)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(shù)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(guān)性的算法C-Model設(shè)計;
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3、2)定制化SoPC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計:分析去霧算法對硬件需求，制定設(shè)計方案，使用Altera Qsys工具進行SoPC系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)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(shè)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(lián)調(diào)工作;
　　(3)軟件算法優(yōu)化和硬件加速設(shè)計:對盒式濾波和最值濾波的算法實現(xiàn)過程進行優(yōu)化，取得算法復(fù)雜度與濾波窗口