[发明专利]基于FPGA的低延时图像去雾系统

权利要求书

1.基于FPGA的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述系统包括：缓存模块、大气光计算模块、导向滤波模块、去雾运算模块以及数据处理模块；

所述缓存模块，用于将输入的待去雾图像数据的当前帧图像，通过预设尺寸的滤波滑动窗口进行遍历，在每次移动后根据所述滤波滑动窗口生成一组图像数据，并将依次生成的图像数据传输至所述大气光计算模块以及导向滤波模块；

所述大气光计算模块，用于依次对当前帧图像中各组图像数据进行统计处理后，得到一帧图像的直方图面积以及灰度统计值，并将其传输至所述数据处理模块；

所述数据处理模块，用于根据一帧图像的直方图面积以及灰度统计值进行计算得到该帧图像的大气光估计值，并将其传输至所述去雾运算模块；

所述导向滤波模块，用于依次对各组所述图像数据进行导向滤波处理得到相应的滤波图像，并依次将所述滤波图像传输至所述去雾运算模块；

所述去雾运算模块，用于根据上一帧图像的大气光估计值以及多个所述滤波图像依次分别计算出各组图像数据的去雾图像，最终得到去雾后的当前帧图像。

2.根据权利要求1所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述滤波滑动窗口的中心从当前帧图像的第一行第一列的像素开始以每次向右移动一列直至所述滤波滑动窗口的中心遍历第一行所有的像素，再向下移动一行，从当前帧图像的第二行第一列的像素开始向右移动，直至所述滤波滑动窗口的中心遍历当前帧图像的所有像素。

3.根据权利要求2所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述系统包括第一存储器，所述滤波滑动窗口每次移动得到的一组图像数据按列将每一行的数据缓存至所述存储器中；

当所述滤波滑动窗口向右移动一列后，得到一组新的图像数据，则所述第一存储器将最新的一行数据替换掉最先缓存至第一存储器中一行数据。

4.根据权利要求3所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述第一存储器采用数据位宽合并的数据缓存方式。

5.根据权利要求3所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，在所述缓存模块中，将依次生成的各组图像数据中心所在列上的像素数据传输至所述导向滤波模块进行导向滤波处理，将各组图像数据的中心像素数据传输至所述大气光计算模块进行当前帧图像的直方图面积以及灰度统计值的计算。

6.根据权利要求5所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述导向滤波模块包括依次连接的暗通道计算单元、导向滤波处理单元以及带向滤波计算单元；

所述暗通道计算单元，用于依次计算所述各组图像数据中心所在列上的像素数据的多组暗通道数据，并依次将多组所述暗通道数据传输至所述导向滤波处理单元；

所述导向滤波处理单元，用于根据多组所述暗通道数据依次对各组图像数据进行均值运算，并将各组图像数据的均值运算结果传输至所述带向滤波计算单元；

所述带向滤波计算单元，用于依次根据各组图像数据的均值运算结果结合所述暗通道计算单元计算得到的暗通道数据得到各组图像数据对应的滤波图像。

7.根据权利要求6所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述导向滤波处理单元对各组图像数据进行均值运算时包括：

根据各组所述暗通道数据依次计算各组图像数据的累加值；

根据各组图像数据的累加值计算得到对应的有效均值，并将各所述有效均值相应的对各组图像数据的中心像素进行替换。

8.根据权利要求7所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，在计算各组图像数据的累加值时采用包围盒累加值实现；

在计算有效均值时需要对各组图像数据处于当前帧图像边界外的的无效数据进行去除。

9.根据权利要求8所述的低延时图像去雾系统，其特征在于，所述图像去雾系统还包括第二存储器，所述缓存模块将各组图像数据的中心像素数据传输至所述第二存储器；

所述第二存储器将各组图像数据的中心像素数据传输至所述去雾运算模块；

所述去雾运算模块，根据上一帧图像的大气光估计值、多个所述滤波图像以及对应各滤波图像的中心像素数据依次分别计算出各组图像数据的去雾图像。