[发明专利]一种在FPGA上实现的图像去雾方法

摘要

本发明公开了一种在FPGA上实现的图像去雾方法，包括以下步骤输入彩色有雾图像至FPGA，获取彩色有雾图像的R，G，B三个通道的像素数据并分别存入三个大小相同的只读存储器中；分别对三个通道的像素数据进行最小值滤波，并取其中最小值，即得到暗通道；将暗通道和R、G、B三个通道的数据分别采用阈值比较法并行计算求取三个通道的全局大气光；根据全局大气光、简化的暗通道和原图求透射率；根据透射率、大气光和原图恢复出无雾图像。本发明的一种在FPGA上实现的图像去雾方法，解决了现有技术中存在的针对有雾图像处理速度慢导致无法满足实时处理要求的问题。

主权项

一种在FPGA上实现的图像去雾方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，输入原图，即彩色有雾图像至FPGA，获取彩色有雾图像的R，G，B三个通道的像素数据并分别存入三个大小相同的只读存储器ROM中；步骤2，分别对三个通道的像素数据进行最小值滤波，并取其中最小值，即得到暗通道；其中，最小值滤波的过程具体为：步骤2.1，将任一通道的像素数据依次输入到两个行缓冲器中，并经过列延时，形成3×3模板，具体为：A，将ROM_X中读取的第一行像素数据先写入行缓冲器2中；ROM_X代表任意一个通道的像素数据对应的只读存储器，X为通道，取值为R，G，B，当X为R时，ROM_R为只读存储器中存储R通道的像素数据，当X为G时，ROM_G为只读存储器中存储G通道的像素数据，当X为B时，ROM_B为只读存储器中存储B通道的像素数据；B，当第二行像素数据到来时，将行缓冲器2当中的第一行像素数据写入行缓冲器1中，并将第二行像素数据写入行缓冲器2当中；C，当第三行像素数据到来时，将ROM_X输出的像素数据以及两个行缓冲器输出的像素数据分别经过列延时形成3×3模板；其中，行缓冲器1和行缓冲器2均采用FIFO实现；步骤2.2，将步骤2.1中得到的3×3模板中的9个像素数据均进行最小值滤波，并取滤波后其中最小的像素数据作为暗通道；步骤3，将暗通道和R、G、B三个通道的像素数据分别采用阈值比较法并行计算求取三个通道的全局大气光Ac；其中，阈值比较法具体为：步骤3.1，将X通道中所有暗通道像素数据依次与阈值t0进行比较，如果暗通道像素数据小于阈值t0，则将该暗通道像素数据对应的像素点舍弃；如果暗通道像素数据大于阈值t0，则将该暗通道像素数据与原图中该暗通道像素数据对应位置上的像素数据比较，并执行步骤3.2；步骤3.2，如果该暗通道像素数据大于原图对应位置上的像素数据，则将原图对应位置上的像素数据作为A′值；如果该暗通道像素数据不大于原图对应位置上的像素数据，则将该暗通道像素数据作为A′值；步骤3.3，将步骤3.2中得到的A′值与下一个暗通道像素数据进行比较，并执行步骤3.1～步骤3.2，将最终得到的A′值作为X通道的全局大气光Ac值；步骤4，根据全局大气光Ac、简化的暗通道和原图求透射率t(x)；具体方法为：t(x)=1-ωminc∈{R,G,B}[miny∈Ω(x)Ic(y)Ac];]]>式中，0<ω≤1，Ic(y)是图像各通道的像素数据；Ac是各通道的全局大气光；上标c表示R(红)，G(绿)，B(蓝)三个通道，Ω(x)表示x的一个邻域，y为邻域中的像素点，x为原图中的像素点；其中，简化的暗通道的获取方法如下：步骤4.1，对步骤1中输入的彩色有雾图像采用边缘检测法检测出边缘图像；步骤4.2，将边缘图像与原图的R，G，B通道的像素数据分别进行比较，将R，G，B通道中与边缘图像像素数据一样的像素点标记出来，即得到边缘部分，故将原图划分为边缘部分和非边缘部分；步骤4.3，对边缘部分不做处理，非边缘部分进行最小值滤波，并取R，G，B通道中的最小值作为简化的暗通道；步骤5，根据透射率t(x)、全局大气光Ac和原图恢复出无雾图像，具体为：J(x)=I(x)max[t(x),t0]+Ac;]]>式中，I(x)为彩色有雾图像，J(x)为恢复后的无雾图像，t0为阈值，取值0.1。