[发明专利]基于FPGA的高清视频实时自动化去雾方法

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的高清视频实时自动化去雾方法，涉及数字视频图像处理技术领域。本方法采用的是暗原色先验算法，并进行了大量优化，主要是①输入一帧CCD图像传感器产生的高清原始图像数据；②求取像素点的暗通道值；③求取像素点的暗原色值；④对像素点的暗原色值进行均值滤波；⑤求取大气光数值；⑥求取透过率值；⑦统计经均值滤波后的暗原色值小于阈值1的像素点数目；⑧针对天空等明亮区域算法失效的情况调整透过率；⑨恢复出无雾图像；⑩输出原始图像数据。本发明去雾效果好，能明显提升图像的对比度、清晰度、色彩饱和度和可视性；实现了自动化去雾功能；在FPGA上实现了该算法对高清视频的实时处理。

主权项

一种基于FPGA的高清视频实时自动化去雾方法，其特征在于：输入一帧CCD图像传感器产生的高清原始图像数据(201)；①A、采用双线性插值和最小值滤波求得像素点的暗通道值(202)；①B、对区域中的暗通道值进行最小值滤波，将结果作为该区域左上角像素点的暗原色值，如此逐点计算像素点的暗原色值(203)；①C、对暗原色值进行均值滤波(204)；①C‑a、对经均值滤波后的暗原色值进行最大值滤波，在相邻若干帧图像中该结果的平均值即为大气光数值(205)；①C‑b、将放大一定倍数后的透过率值存储在以暗原色值为地址的ROM中(206)，这样透过率的计算过程就变成了读取ROM的过程，ROM中透过率的计算公式为：t＝(1‑w0×dc/gray_max)×n，t是透过率，w0取0.9，dc是暗原色值，gray_max是最大灰度级，n是放大倍数；再针对天空明亮区域算法失效的情况修正了透过率值，引入了容差的概念，容差是指暗原色值与大气光数值的差的绝对值，容差越小越容易出现透过率估计值偏小的情况，因此这里的做法是设定一个阈值，当容差小于阈值时增大透过率的值，否则透过率保持不变(208)；①C‑c、统计经均值滤波后的暗原色值小于第1阈值的像素点数目，用来判断场景是否有雾，在一帧图像中，当该像素点数目大于第2阈值时，场景被判断为无雾，当该像素点数目小于第3阈值时，场景被判断为有雾，当该像素点数目在第2阈值与第3阈值之间，判断状态保持不变(207)；②恢复出无雾图像，计算公式为J＝(I‑A)/t+A，J为无雾图像，I为有雾图像，A为大气光数值，t为透过率(209)；③输出一帧原始图像数据，当场景被判断为有雾时，输出的原始图像为去雾后的图像，当场景被判断为无雾时，输出的原始图像与输入图像保持一致(210)。