霧天或背光條件下圖像清晰化算法研究及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、霧天或強(qiáng)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(chǎn)生很大影響，降低了圖像輸出的質(zhì)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(yīng)性，研究一種在霧天或強(qiáng)逆光條件下的圖像清晰化算法并用硬件實(shí)現(xiàn)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(qiáng)逆光環(huán)境下圖像的清晰化技術(shù)進(jìn)行研究。
　　本文首先介紹了各種傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)方法和基于視網(wǎng)膜皮層理論的Re

2、tinex算法，選取對處理霧天或強(qiáng)逆光條件具有增強(qiáng)效果的四種算法并進(jìn)行了重點(diǎn)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(biāo)兩個方面得出，從處理效果上，Retinex要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)，綜合增強(qiáng)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(shè)計和可進(jìn)行大量并行計算的優(yōu)勢，對算法做了改進(jìn)和優(yōu)化，并用VHDL語言實(shí)現(xiàn)，在ModelSim6.1d下進(jìn)行仿真，驗(yàn)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(jìn)行了硬件電路的設(shè)計，并在自己搭建的硬件平臺上實(shí)現(xiàn)了單尺度Retinex算法，解決了對霧天或強(qiáng)逆光環(huán)境下圖像的清晰化算法的硬件快速實(shí)現(xiàn)問題。本課題無論應(yīng)用在軍事偵察領(lǐng)域還是視頻監(jiān)視系統(tǒng)