专利名称：雾霾图像快速去雾处理组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种雾霾图像快速去雾处理组件。
背景技术：
在计算机视觉领域，对有雾场景下图像的清晰化处理是一个重要的问题，它对于后续的操作(如目视解译以及计算机视觉分析)来说至关重要。在可见光成像范围内，由于受到大气中雾、尘埃等微粒的影响，随着传输距离的增加，物体反射后到达相机感光片的光线很微弱，使得成像模糊不清，尤其是在大雾天气下，能见度很低，大雾天气下拍摄的图像雾霾情况更加严重。因此，需要通过去雾手段恢复出成像微弱的细节部分，图像去雾技术对平安城市的建设尤其重要，具有重大的现实意义:图像去雾技术可适用于有雾场景下对非法车辆的跟踪和识别，对大雾天气下违法分子的监控，以及对可能存在交通隐患的交通路段的监视。目前，对雾霾图像的雾天清晰化处理方法大致分为两种:一种是通过提高对比度的增强方法，一种是基于物理模型的图像复原方法。由于通过提高对比度的增强方法是一种相对手段，尽管提高了图像清晰度，也增加了图像细节，但是可能带来的负面影响是:丢失图像部分细节、颜色失真等。如基于视网膜大脑皮层理论算法(Retinex算法)，最根本的问题是不能去除图像中雾的成分；而基于物理模型的图像复原技术从雾的产生机理出发去除图像中的雾霾影响，得到的图像具有无雾场景的真实感，如暗通道先验去雾技术，它是一种简单实用的去雾方法，不但适用于雾天场景，而且也能应用于无雾天气下而不改变景深、颜色、细节等场景信息。对于图像的很多非天空场景区域，在某些像素点上至少存在一种彩色通道具有非常低的亮度，接近黑色的带点。这个黑点主要来源于三方面:物体的阴影、黑色物体及表面、颜色鲜艳的物体。换句话说，这些区域的最小亮度应该有非常低的值。形式上，对于一幅图片J，定乂:
权利要求
1.雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:它包括视频输入检测模块、视频输入统计模块、视频处理模块、视频输出模块和外部存储控制模块，待处理视频分别与视频输入检测模块及视频输出模块连接，视频输入检测模块的视频流输出与视频输入统计模块的视频流输入接口连接，视频输入统计模块的视频流输出与视频处理模块的视频流输入接口连接，视频输入统计模块的统计结果输出分别与视频处理模块、视频输出模块、外部存储控制模块的统计结果输入接口连接，视频处理模块的暗分量输出与视频输入统计模块的暗分量输入接口连接，视频处理模块的视频流输出与分别与视频输出模块、外部存储控制模块的视频流输入接口连接，外部存储控制模块的视频流输出连接外部存储器，视频输出模块的时序控制输出分别与视频处理模块、外部存储控制模块的时序控制输入接口连接； 所述的视频处理模块包括首帧移除单元、帧率控制单元、像素最小值提取单元、区域最小值提取单元、图像边缘扩展单元、行滤波单元、列并行滤波单元和增强处理单元，首帧移除单元的输入端连接视频输入统计模块的视频流输出，首帧移除单元的视频流输出依次通过帧率控制单元、像素最小值提取单元、区域最小值提取单元、图像边缘扩展单元、行滤波单元与外部存储器相连，外部存储器输出的视频流按列读入列并行滤波单元，列并行滤波单元的视频流输出与外部存储器连接，外部存储器输出的视频流逐行读入增强处理单元。
2.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的首帧移除单元包括首帧检测电路和阻塞电路，视频输入统计模块输出的视频流中的场同步信号作为检测信号源接入首帧检测电路，视频流及首帧检测电路的检测结果分别输入阻塞电路，阻塞电路输出移除首帧后的视频流。
3.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的帧率控制单元包括帧率判断电路和阻塞电路，首帧移除单元输出的视频流中的行场同步信号及视频输入统计模块输出的统计结果分别与帧率判断电路的输入端相连，视频流及帧率判断电路的判断结果分别输入阻塞电路，阻塞电路输出帧率控制后的视频流。
4.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的最小值提取单元由比较器和寄存器组成，帧率控制单元输出的视频流中的R分量和G分量分别输入比较器a，比较器a输出R分量G分量间的小值并存储于寄存器I中，存储于寄存器II中的B分量与R分量G分量间的小值分别输入比较器b，比较器b输出R、G、B分量中的最小值并存储于寄存器III中，寄存器III输出的暗分量与R、G、B分量分别输入至汇合电路进行汇合得到含暗分量的视频流。
5.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的行滤波单元包括前向滤波快速高斯滤波电路、后向滤波快速高斯滤波电路、两个双口随机存储器和延时处理电路，图像边缘扩展单元输出的暗分量输入至前向滤波快速高斯滤波电路，前向滤波快速高斯滤波电路的输出与第一双口随机存储器的输入连接，第一双口随机存储器的输出与后向滤波快速高斯滤波电路连接，后向滤波快速高斯滤波电路的输出与第二双口随机存储器的输入连接，第二双口随机存储器输出经行滤波后的暗分量；图像边缘扩展单元输出的RGB分量输入至延时处理电路，延时处理电路输出同步RGB分量。
6.根据权利要求5所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的前向滤波快速高斯滤波电路和后向滤波快速高斯滤波电路由串行输入寄存器组、行卷积电路和输出寄存器组成，行卷积电路由四个乘法器和一个加法器树组成，加法器树由第一行的两个加法器和第二行的一个加法器组成，从串行输入寄存器组到输出寄存器之间的计算链路在一个时间周期内完成，第二行的加法器输出的结果反馈至第一输入寄存器上，下一周期反馈至第二输入寄存器上，再下一周期反馈到第三输入寄存器上。
7.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的列并行滤波单元由多个并行处理的高斯行滤波电路组成，外部存储器按行读出数据后进行按列跳转，得到按列数据，将按列数据同步输入各个高斯航滤波电路中完成并行处理。
8.根据权利要求1所述的雾霾图像快速去雾处理组件，其特征在于:所述的增强处理单元由三个减法器和一个除法器组成，由公式I(X) = J(x)t(x)+A(l-t(x))得到目标图像 /
全文摘要
本发明公开了一种雾霾图像快速去雾处理组件，包括视频输入检测模块、视频输入统计模块、视频处理模块、视频输出模块和外部存储控制模块；其中，视频处理模块是该组件的核心，它包括首帧移除单元、帧率控制单元、像素最小值提取单元、区域最小值提取单元、图像边缘扩展单元、行滤波单元、并行列滤波单元和增强处理单元。本发明采用快速高斯卷积算法，结构、算法简单，实现难度较低，可极大地节约资源并降低延时；采用多列并行滤波单元对视频流进行列滤波，处理时按行读出数据后再进行按列跳转，可同时获得多列数据，并同步输入多个高斯行滤波电路并行处理，弥补了按列地址跳转损失的时间，保证了去雾处理的实时性。
文档编号G06T5/00GK103236038SQ201310123358
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者宋博, 刘军, 肖然, 何琦 申请人:成都国腾电子技术股份有限公司