一种图像去雾方法、fpga及包含该fpga的去雾系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据处理，特别是涉及一种图像去雾方法，以及基于FPGA的去雾系 统。
【背景技术】
[0002] 在雾霾天气下，大气微粒的散射作用导致光学传感器捕获到的场景图像严重失 真，其颜色值、对比度等特征被破坏，如图1所示，这影响了人类的视觉感受和计算机的后 期处理。当上述场景图像被应用于智能交通等领域时，其造成的后果将更加严重。因此，对 含雾图像的快速、精确而有效的去雾，成为了当前计算机视觉领域的一个研宄热点。
[0003] 目前而言，对于雾化图像的处理的研宄与实现，主要是集中在PC平台上的软件开 发，着眼于算法层面的处理。这种去雾处理主要有两种思路：①基于图像增强的去雾算法， 如Tan等人的研宄成果；②基于图像恢复的去雾算法，如Fattal、He等人的研宄成果。
[0004] 虽然，上述的各种软件算法在PC平台上都能实现图像的去雾功能，如图2所示，但 是，这些基于PC平台的软件算法往往需要较长的运算时间，有时甚至长达秒级。而通常的 实时系统，则要求必须在下一个样本到来前（规定时间内）处理完前一个样本。考虑到许 多实际的系统中需要对某一帧率的视频图像进行实时的去雾处理，这些算法显然无法满足 实时性、高速视频流等要求。
[0005] 因此，需要提供一种快速的图像去雾方法，满足图像处理过程中实时性、高速性的 需求
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案
[0007] -种图像去雾方法，该方法的步骤包括
[0008] 通过图像采集装置，获取原始图像I ;
[0009] 基于原始图像I，计算图像I的暗通道IdaA;
[0010] 利用暗通道IdaA对原始图像I的全局大气参数A进行估计；
[0011] 基于暗通道Idarii和全局大气参数A对原始图像I的大气透射率t进行估计；
【主权项】
1. 一种图像去雾方法，其特征在于，该方法的步骤包括 通过图像采集装置，获取原始图像I ; 基于原始图像I，计算图像I的暗通道Idarii; 利用暗通道IdaA对原始图像I的全局大气参数A进行估计； 基于暗通道IdaA和全局大气参数A对原始图像I的大气透射率t进行估计； 利用全局大气参数A和大气透射率t去除原始图像中的雾，获得去雾后的清晰图像J。
2. 根据权利要求1所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，利用公式：
f算暗通道Idalrk，其中，Idalrk表示彩色图像的暗通道，Γ表示彩色 图像的每个通道，Ω (X)表示以像素 X为中心的一个窗口。
3. 根据权利要求2所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，通过计算暗通道I daA 的最大值，并减去一个修正因子Λ A来确定全局大气参数A。
4. 根据权利要求3所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，所述修正因子Λ A的取 值为30。
5. 根据权利要求3所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，利用公式：
以及暗通道Idart和全局大气参数A确定大气透射率t。
6. 根据权利要求5所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，所述因子ω为去雾后 的图像保留一定的景深，所述因子ω取0.8。
7. 根据权利要求5所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，利用公式：
、及全局大气参数A和大气透射率t去除原始图像I中的雾。
8. 根据权利要求1所述的一种视频图像去雾方法，其特征在于，该方法的步骤进一步 包括利用公另
f所述清晰图像J的亮度进行校正，其中c为图像的 R、G、B三个通道，Avg。为某一通道的所有像素点的灰度值的均值。
9. 一种图像去雾的FPGA，其特征在于，该FPGA包括 RGB同步模块，用于调整输入图像信号之间的时序关系，获得稳定的、符合处理时序的 图像数据； 图像暗通道产生模块，利用公?
卜算暗通道IdaA; 全局大气参数计算模块，基于暗通道IdaA，计算暗通道IdaA的最大值，并减去修正因子 Λ A，确定全局大气参数A ; 大气透射率计算模块，基于暗通道产k和全局大气参数Α，利用公式：
商定大气透射率t ; 图像恢复单元，基于暗通道IdaA、全局大气参数A和大气透射率t，利用公 . l(x') - A 式= + 4去除原始图像/中的雾，获得清晰图像J，再利用公式 :广(I:) = f/e(x)对清晰图像/的亮度进行校正； ^vQc 图像输出模块，用于将恢复后的图像输出。
10. -种包含权利要求9所述图像去雾FPGA的去雾系统，该系统包括 图像采集单元，用于采集原始图像； 去雾FPGA，用于对原始图像进行去雾处理； 图像输出单元，用于输出去雾后的清晰图像； 供电模块，用于为系统单元模块供电。
【专利摘要】本发明公开了一种图像去雾方法，该方法的步骤包括通过图像采集装置，获取原始图像I；基于原始图像I，计算图像I的暗通道Idark；利用暗通道Idark对原始图像I的全局大气参数A进行估计；基于暗通道Idark和全局大气参数A对原始图像I的大气透射率t进行估计；利用全局大气参数A和大气透射率t去除原始图像中的雾，获得去雾后的清晰图像J。本发明所述技术方案能够在处理30帧/秒的视频图像的同时，保证系统正常、稳定的工作；系统集成度高、可靠性高，性能优异；设计灵活，开发周期短，成本低；系统可长期维护，现场可升级，非常方便地根据用户的要求来改进设计，而不用改动整体的电路结构。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104732497
【申请号】CN201510146558
【发明人】周晓波, 刘桑
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月31日