基于fpga实现实时图像去雾算法的研究

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1、１■、？＇＂密级：■１Ｉ１Ｉ，中園科学院大学ＵｎｒｓｆｔｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｉｗｙｙ．．一—硕±学位论文暮于ＦＰＧＡ实现实时图像去雾算法的研究？；．．１■■．■＜．．：．．；：．．——’．－ＶＶ；＇…一．．—非－矜＇王孰Ｖ…，推者姓祭；；＇＇王延杰研究员指导教师：．．．．＿＿門Ｉ中国科学院长春光学精密化械与槪埋研究所：工程硕±．■学位类别＇心：：机械工程；ｒ背；ｒ学科专

2、业！，＇接雜单你？：中国利学院长春光学精密化械与物理研究所‘２０１６年１０月独创性声明本人邦重声明：所提交的学位论义是本人在导师巧诗下独立进巧硏究工作所取得的？成果。据我所知，餘了特别加Ｗ标巧和致谢的地方外．论文中不包含巧化人己经发表或，均。巧义中作了明滿的撰写过的研究成果。对本人的研光做出歌要贵献的个人和集体。说明。本声明的法律结果由本人承巧至誠－的学位论文作者莖名：日期；学位论文使用授权书本学位论文化者完全丫解中凹科学院火学及中国科学院长春化学精密机械与物理：中围科学

3、院大学及中国科学院长春光研兄所有关保留、使用学位论文的规定，即学精密械理研保留井向国家有关部口或机构巧学位论义的复印件和电子机与物巧所有权长春光学精密机械，论文被查阅。国中国科学院允阅和借本人授权中科学院大学及版许，可理硏究所可将学位论文索用影的全部或部分内容编入有关数据库进行检采与物Ｊ、汇。目、缩印或其它复制手段保存编本学位论文（保）密的学位论文在解密后适用本授权书论文者签：名：巧导教师签名学位作－？：：设心化只曰日期期学位论文：作者毕业后去向：工：电巧作单位由编：通讯地化；

4、目密级:硕士学位论文基于FPGA实现实时图像去雾算法的研究作者姓名：王凯指导教师:王延杰研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别:工程硕士学科专业:机械工程培养单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2016年10月ResearchonReal-timeHazeRemovalBasedonFPGAByWangKaiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementFor

5、thedegreeofMasterofEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciencesOctober,2016摘要基于FPGA实现实时图像去雾算法的研究王凯（机械工程）导师：王延杰研究员摘要随着经济的发展，空气污染的加重，越来越多的城市出现了雾霾天气。雾霾对室外成像设备的成像质量造成了严重影响，为了获得清晰度较高的图像，需要对图像进行去雾处理，所以研制出去雾效果好、去雾速度快的去雾算法具有重大意义。目前图像去雾

6、算法主要分为基于物理模型的图像复原去雾和基于图像本身的图像增强去雾，基于物理模型的图像复原去雾就是利用雾天图像退化模型，估计出模型参数，反演图像退化过程，然后还原出图像；基于图像本身的图像增强去雾不考虑雾气导致图像降质这一先验信息，直接使用某种图像增强算法进行去雾。目前图像去雾算法主要是在PC上使用软件实现，实时性不高，而在一些特定应用中，比如自动驾驶、战场信息侦察等，对去雾时间也有要求，要求去雾时间越短越好，本文正是为了提高去雾算法的实时性，将暗通道先验图像去雾算法进行改进并将改进的算法在FPGA中实现。本文首先介绍了雾天图像退化

7、模型，然后介绍了何恺明提出的基于暗通道先验的图像去雾算法，这一算法去雾效果较好，但是该算法中用于软抠图的导向滤波实现起来比较繁琐，所以本文在这一算法的基础上进行了裁剪、改进，使其易于在FPGA中实现。本文所做的主要工作有：首先，介绍了基于物理模型的图像复原去雾算法和基于图像本身的图像增强去雾算法，分别分析了两者的优点和瓶颈，最终选择了基于物理模型的暗通道先验去雾算法。虽然原始的基于暗通道先验的图像去雾算法去雾效果好，但是在求取光线传播图时用于软抠图的导向滤波每滤一次波就要重新计算一次滤波器模板，十分耗时，本文直接使用细化的暗通道作为

8、景深，用于光线传播图的估计，这样就不必对光线传播图进行软抠图。算法运行时间降低60%左右，I中国科学院大学硕士学位论文：基于FPGA实现实时图像去雾算法的研究去雾效果也较好。其次,在FPGA中基于Verilog语言设计了CameraL