專利名稱：霧霾圖像快速去霧處理組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種霧霾圖像快速去霧處理組件。
背景技術(shù)：
在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，對有霧場景下圖像的清晰化處理是一個(gè)重要的問題，它對于后續(xù)的操作(如目視解譯以及計(jì)算機(jī)視覺分析)來說至關(guān)重要。在可見光成像范圍內(nèi)，由于受到大氣中霧、塵埃等微粒的影響，隨著傳輸距離的增加，物體反射后到達(dá)相機(jī)感光片的光線很微弱，使得成像模糊不清，尤其是在大霧天氣下，能見度很低，大霧天氣下拍攝的圖像霧霾情況更加嚴(yán)重。因此，需要通過去霧手段恢復(fù)出成像微弱的細(xì)節(jié)部分，圖像去霧技術(shù)對平安城市的建設(shè)尤其重要，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義:圖像去霧技術(shù)可適用于有霧場景下對非法車輛的跟蹤和識別，對大霧天氣下違法分子的監(jiān)控，以及對可能存在交通隱患的交通路段的監(jiān)視。目前，對霧霾圖像的霧天清晰化處理方法大致分為兩種:一種是通過提高對比度的增強(qiáng)方法，一種是基于物理模型的圖像復(fù)原方法。由于通過提高對比度的增強(qiáng)方法是一種相對手段，盡管提高了圖像清晰度，也增加了圖像細(xì)節(jié)，但是可能帶來的負(fù)面影響是:丟失圖像部分細(xì)節(jié)、顏色失真等。如基于視網(wǎng)膜大腦皮層理論算法(Retinex算法)，最根本的問題是不能去除圖像中霧的成分；而基于物理模型的圖像復(fù)原技術(shù)從霧的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā)去除圖像中的霧霾影響，得到的圖像具有無霧場景的真實(shí)感，如暗通道先驗(yàn)去霧技術(shù)，它是一種簡單實(shí)用的去霧方法，不但適用于霧天場景，而且也能應(yīng)用于無霧天氣下而不改變景深、顏色、細(xì)節(jié)等場景信息。對于圖像的很多非天空場景區(qū)域，在某些像素點(diǎn)上至少存在一種彩色通道具有非常低的亮度，接近黑色的帶點(diǎn)。這個(gè)黑點(diǎn)主要來源于三方面:物體的陰影、黑色物體及表面、顏色鮮艷的物體。換句話說，這些區(qū)域的最小亮度應(yīng)該有非常低的值。形式上，對于一幅圖片J，定乂:
權(quán)利要求
1.霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:它包括視頻輸入檢測模塊、視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊、視頻處理模塊、視頻輸出模塊和外部存儲(chǔ)控制模塊，待處理視頻分別與視頻輸入檢測模塊及視頻輸出模塊連接，視頻輸入檢測模塊的視頻流輸出與視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊的視頻流輸入接口連接，視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊的視頻流輸出與視頻處理模塊的視頻流輸入接口連接，視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊的統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出分別與視頻處理模塊、視頻輸出模塊、外部存儲(chǔ)控制模塊的統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸入接口連接，視頻處理模塊的暗分量輸出與視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊的暗分量輸入接口連接，視頻處理模塊的視頻流輸出與分別與視頻輸出模塊、外部存儲(chǔ)控制模塊的視頻流輸入接口連接，外部存儲(chǔ)控制模塊的視頻流輸出連接外部存儲(chǔ)器，視頻輸出模塊的時(shí)序控制輸出分別與視頻處理模塊、外部存儲(chǔ)控制模塊的時(shí)序控制輸入接口連接； 所述的視頻處理模塊包括首幀移除單元、幀率控制單元、像素最小值提取單元、區(qū)域最小值提取單元、圖像邊緣擴(kuò)展單元、行濾波單元、列并行濾波單元和增強(qiáng)處理單元，首幀移除單元的輸入端連接視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊的視頻流輸出，首幀移除單元的視頻流輸出依次通過幀率控制單元、像素最小值提取單元、區(qū)域最小值提取單元、圖像邊緣擴(kuò)展單元、行濾波單元與外部存儲(chǔ)器相連，外部存儲(chǔ)器輸出的視頻流按列讀入列并行濾波單元，列并行濾波單元的視頻流輸出與外部存儲(chǔ)器連接，外部存儲(chǔ)器輸出的視頻流逐行讀入增強(qiáng)處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的首幀移除單元包括首幀檢測電路和阻塞電路，視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊輸出的視頻流中的場同步信號作為檢測信號源接入首幀檢測電路，視頻流及首幀檢測電路的檢測結(jié)果分別輸入阻塞電路，阻塞電路輸出移除首幀后的視頻流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的幀率控制單元包括幀率判斷電路和阻塞電路，首幀移除單元輸出的視頻流中的行場同步信號及視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊輸出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分別與幀率判斷電路的輸入端相連，視頻流及幀率判斷電路的判斷結(jié)果分別輸入阻塞電路，阻塞電路輸出幀率控制后的視頻流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的最小值提取單元由比較器和寄存器組成，幀率控制單元輸出的視頻流中的R分量和G分量分別輸入比較器a，比較器a輸出R分量G分量間的小值并存儲(chǔ)于寄存器I中，存儲(chǔ)于寄存器II中的B分量與R分量G分量間的小值分別輸入比較器b，比較器b輸出R、G、B分量中的最小值并存儲(chǔ)于寄存器III中，寄存器III輸出的暗分量與R、G、B分量分別輸入至匯合電路進(jìn)行匯合得到含暗分量的視頻流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的行濾波單元包括前向?yàn)V波快速高斯濾波電路、后向?yàn)V波快速高斯濾波電路、兩個(gè)雙口隨機(jī)存儲(chǔ)器和延時(shí)處理電路，圖像邊緣擴(kuò)展單元輸出的暗分量輸入至前向?yàn)V波快速高斯濾波電路，前向?yàn)V波快速高斯濾波電路的輸出與第一雙口隨機(jī)存儲(chǔ)器的輸入連接，第一雙口隨機(jī)存儲(chǔ)器的輸出與后向?yàn)V波快速高斯濾波電路連接，后向?yàn)V波快速高斯濾波電路的輸出與第二雙口隨機(jī)存儲(chǔ)器的輸入連接，第二雙口隨機(jī)存儲(chǔ)器輸出經(jīng)行濾波后的暗分量；圖像邊緣擴(kuò)展單元輸出的RGB分量輸入至延時(shí)處理電路，延時(shí)處理電路輸出同步RGB分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的前向?yàn)V波快速高斯濾波電路和后向?yàn)V波快速高斯濾波電路由串行輸入寄存器組、行卷積電路和輸出寄存器組成，行卷積電路由四個(gè)乘法器和一個(gè)加法器樹組成，加法器樹由第一行的兩個(gè)加法器和第二行的一個(gè)加法器組成，從串行輸入寄存器組到輸出寄存器之間的計(jì)算鏈路在一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)完成，第二行的加法器輸出的結(jié)果反饋至第一輸入寄存器上，下一周期反饋至第二輸入寄存器上，再下一周期反饋到第三輸入寄存器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的列并行濾波單元由多個(gè)并行處理的高斯行濾波電路組成，外部存儲(chǔ)器按行讀出數(shù)據(jù)后進(jìn)行按列跳轉(zhuǎn)，得到按列數(shù)據(jù)，將按列數(shù)據(jù)同步輸入各個(gè)高斯航濾波電路中完成并行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霧霾圖像快速去霧處理組件，其特征在于:所述的增強(qiáng)處理單元由三個(gè)減法器和一個(gè)除法器組成，由公式I(X) = J(x)t(x)+A(l-t(x))得到目標(biāo)圖像 /
全文摘要
本發(fā)明公開了一種霧霾圖像快速去霧處理組件，包括視頻輸入檢測模塊、視頻輸入統(tǒng)計(jì)模塊、視頻處理模塊、視頻輸出模塊和外部存儲(chǔ)控制模塊；其中，視頻處理模塊是該組件的核心，它包括首幀移除單元、幀率控制單元、像素最小值提取單元、區(qū)域最小值提取單元、圖像邊緣擴(kuò)展單元、行濾波單元、并行列濾波單元和增強(qiáng)處理單元。本發(fā)明采用快速高斯卷積算法，結(jié)構(gòu)、算法簡單，實(shí)現(xiàn)難度較低，可極大地節(jié)約資源并降低延時(shí)；采用多列并行濾波單元對視頻流進(jìn)行列濾波，處理時(shí)按行讀出數(shù)據(jù)后再進(jìn)行按列跳轉(zhuǎn)，可同時(shí)獲得多列數(shù)據(jù)，并同步輸入多個(gè)高斯行濾波電路并行處理，彌補(bǔ)了按列地址跳轉(zhuǎn)損失的時(shí)間，保證了去霧處理的實(shí)時(shí)性。
文檔編號G06T5/00GK103236038SQ201310123358
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者宋博, 劉軍, 肖然, 何琦 申請人:成都國騰電子技術(shù)股份有限公司