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《基于CLAHE的DSP實時去霧系統(tǒng)-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第26卷第4期沈陽大學學報(自然科學版)Vo1．26，No．420l4年8月JournalofShenyangUniversity(NaturalScience)Aug．2014文章編號：2095—5456(2014)04—0296—05基于CLAHE的DSP實時去霧系統(tǒng)許志遠，王庸凱，孫康，張大恒，丁紀銘，王巖(大連海洋大學航海-9船舶工程學院，遼寧大連116023)摘要：為了解決戶外監(jiān)控系統(tǒng)在霧天視頻清晰度較低的問題，設計了一種以DSPTMS320DM642為硬件核心，以限定對比度自適應直方圖均衡化(CLAHE)為去霧算法的視頻實時去霧系統(tǒng)．算法首先將原始圖像分割成若干個大小相
2、同的子區(qū)域，然后選取特定值截取每個子區(qū)域的直方圖，并將截取下的像素均勻分配到每個灰度級，最終得到限定對比度直方圖．實驗結果表明，該系統(tǒng)能夠有效提高霧天視頻清晰度．關鍵詞：霧；視頻清晰度；CLAHE；DSP；實時去霧中圖分類號：TP391．41文獻標志碼：A目前，霧天視頻圖像清晰化技術的研究已取CCS為集成開發(fā)環(huán)境，設計出了一種有效的視頻得了一些成果．MWilscyE1等以小波融合算法為實時去霧系統(tǒng)．核心，分別對前景和背景像素進行增強處理．S．1系統(tǒng)的構成與工作原理G．NarasimhanE]等根據(jù)大氣物理模型計算場景深度來恢復降質視頻圖像的對比度．上述方法都1．1系統(tǒng)的構成是基于物
3、理模型進行視頻去霧，雖然能夠獲得較視頻實時去霧系統(tǒng)分為3個部分，分別是視頻好的效果，但是算法復雜，滿足實時性需要更高的采集、DSP去霧處理和視頻輸出，具體結構見圖1．成本．針對這一問題，基于圖像處理的去霧算法被其中，視頻采集部分由CCD攝像頭和TI公司的提出，祝培[3]等提出基于移動模板的去霧算法，處視頻A／D解碼器TVP5150組成；DSP部分主要理速度明顯提高，但是可能會出現(xiàn)塊效應．目前，包括以TI公司的TMS32ODM642處理器，擴展去霧算法的研究主要是基于單幅圖片進行處理，4M*64bit同步動態(tài)存儲器(SDRAM)，32M位實時去霧系統(tǒng)的研究尚處于初步階段．本文以TIF
4、lash及一顆ALTERA公司EP2C5Q208C8的公司的TMS320DM642DSP芯片為核心，以限定FPGA芯片；視頻輸出部分主要由飛利浦對比度直方圖均衡化(CLAHE)為去霧算法，以SAA7105視頻編碼器和顯示器組成l4]．圖1視頻實時去霧系統(tǒng)構成圖Fig．1Compositiondiagramofreal—timeDSPdefoggingsystem1．2工作原理轉換為數(shù)字視頻信號，接著數(shù)字視頻信號進入系統(tǒng)的工作原理是：CCD攝像頭獲取霧天降DM642的視頻接口，通過EDMA傳輸?shù)劫|模擬視頻信號，信號通過視頻解碼器TVP5150SDRAM中存儲，DM642的CPU使用在
5、CCS中收稿日期：2014—03—17基金項目：遼寧省教育廳計劃項目(L2012265)；大連海洋大學校人才引進項目(SYYJ2011005)／作者簡介：許志遠(1981一)，男，遼寧昌圖人，大連海洋大學講師，博士．第4期許志遠等：基于CLAHE的DSP實時去霧系統(tǒng)297調試好的程序對SDRAM的圖像進行去霧處理，(2)截取直方圖．計算每個子區(qū)域的灰度直處理結束后，將視頻信號經(jīng)過SAA7105視頻編碼方圖，并將每個子區(qū)域中的像素均勻分配到每個器輸出，這時去霧后的視頻就可顯示到主機屏幕．灰度級，于是，每個灰度級的平均像素數(shù)可由公式(1)計算得出：2限定對比度自適應直方圖均衡化去霧算法
6、：：=磐．(1)』gray自適應直方圖均衡化(AHE)能夠有效地增式中，N刪是子區(qū)域中灰度級的數(shù)量；N啄是強每個區(qū)域的對比度，但是，相關區(qū)域可能會出現(xiàn)子區(qū)域z軸方向的像素數(shù)；N啄v是子區(qū)域Y軸噪聲增強和處理速度過慢等現(xiàn)象[5]．針對這一方向的像素數(shù)；問題，本設計提出限定對比度自適應直方圖均衡基于公式(1)，理論截取限制值N旺可由公式化算法(CLAHE)．CLAHE對連續(xù)區(qū)域進行直方(2)得出：圖均衡化，每個區(qū)域的中心是原始圖像的一個像Ncz—N1。N．(2)素，根據(jù)設定的亮度最大值對直方圖進行截取，截式中，Ncn。是截取限制系數(shù)，其含義是限制子區(qū)域取下來的像素重新分配到每個灰度級．
7、新生成的每個灰度級所包含的像素數(shù)不允許超過平均像素直方圖由于被限定了最大值，與原直方圖相比，能數(shù)的N。倍．夠更加有效地限制噪聲增強現(xiàn)象l_7]．原始直方圖和被截取后的直方圖如圖2所2．1OLAHE算法理論示．圖2a中，如果某個灰度級像素數(shù)大于N，就本文結合霧天降質圖像特性，提出基于會有部分像素被截取．如果定義截取下來像素的CLAHE的去霧算法可由下面幾步來實現(xiàn)：總數(shù)為。，那么均勻分配到每個灰度級的像素(1)圖像分割．將原始圖像分割成若干個大數(shù)』＼，。就可由公式(3)給
