基于DSP的同时偏振图像去雾系统设计
发布时间：2021-03-02 17:07
近年来偏振去雾技术已成为视频图像处理领域的研究热点,利用偏振信息对图像去雾处理可以有效提高图像质量,已广泛应用于森林防护、山体滑坡、火险预警等森林检测维护领域。DSP平台具有硬件体积小,运算能量强,可并行处理数据的优点,将DSP平台与偏振去雾技术相融合可以有效提高图像处理速度和算法精度。针对目前研究中存在偏振图像数据量大、去雾处理速度不足的问题,论文研究基于DSP的同时偏振图像去雾系统设计。论文主要研究内容如下:首先研究偏振成像技术,设计实现偏振相机设备以完成四路图像信息采集,其中三路为不同角度偏振图像信息,一路为强度图像信息,为后续去雾处理提供数据支撑。其次设计实现了高速图像处理系统硬件平台,该平台集成FPGA加双DSP芯片,利用FPGA并行处理数据的特性,驱动网口完成四路图像信息同步传输;利用浮点DSP完成数据处理,实现复杂运算;利用双DSP“兵乓”交替传输机制,提高系统整体处理效率。最后完成偏振融合算法及去雾算法优化。针对偏振融合算法中浮点运算复杂度高的问题,采用加法和右移代替DSP不易实现的乘除运算;设计基于二进制存储结构的快速查表法,利用16位查表法和右移实现浮点数平方根运算...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
雾天图像对比
第 3 章 图像处理硬件系统设计与完成本研究的硬件系统将FPGA 与DSP 进行整合，整体硬件系统具有FPGA 并行数据处理能力和DSP 复杂算法实现能力，总体性能优异。此外，为提高数据传输速率，采用高速率存储器DDR2 SDRAM 、DDR3 SDRAM 、Flash ROM 与DSP 和FPGA 进行外接。DSP和FPGA 分工明确，FPGA 实现图像数据采集，DSP实现数据运算处理硬件整体设计如下图 3.1 所示。
图 3.6 MDIO 的寄存器读时序波形图图 3.7 MDIO 的寄存器写时序波形图MDIO 根据接收到的 MAC 层消息决定对 PHY 进行读或者写操作的时序图，其中MDIO 控制 4 个 PHY 芯片 B50610 的引脚在连接器上的电路图如下图 3.8 所示。2）PHY 层在图像处理硬件系统中，4 个网口的 B50610 芯片正好对应 4 个不同的 PHY 地址，分别为 0x0、0x1、0x18 和 0x19。因此，使用同 1 个 MDIO 接口就可以同时访问和配置4 个 B50610 芯片。整体以太网接口电路由 4 路组成，其中一路电路原理如图 3.9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾霾天气下交通监控图像的一种去雾算法[J]. 曹立,李良荣,顾平,李震,龚静,亓琳. 贵州大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]融合双尺度暗通道的单图像去雾方法[J]. 刘祝华,曾诗佳. 现代电子技术. 2019(06)
[3]减少色彩失真的自适应单幅图像去雾算法[J]. 唐慧,任杰文,鲍旭东. 计算机应用研究. 2020(05)
[4]基于偏振信息融合的背景抑制方法评价[J]. 张晓杰,刘莎,刘翔. 上海航天. 2019(01)
[5]基于TMS320C6748的暗场图像实时处理系统[J]. 刘国华,鲁楷滨,杜谦,肖靖楠. 微电子学与计算机. 2018(08)
[6]基于FPGA的实时视频图像采集处理系统设计[J]. 高俊岭,陈志飞,章佩佩. 电子技术应用. 2018(02)
[7]Algorithm Based on Morphological Component Analysis and Scale-Invariant Feature Transform for Image Registration[J]. 王刚,李京娜,苏庆堂,张小峰,吕高焕,王洪刚. Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2017(01)
[8]结合最小颜色通道图与传播滤波的单幅图像去雾算法研究[J]. 汤红忠,张小刚,朱玲,陈华,王翔,李骁. 通信学报. 2017(01)
[9]基于TMS320DM6467的监控视频去雾算法实现[J]. 谢星志,张辉,胡笑尘,李嘉锋,卓力. 测控技术. 2016(12)
[10]基于FPGA硬件的彩色图像恢复系统设计[J]. 刘亚亚. 成都大学学报(自然科学版). 2016(02)
博士论文
[1]图像融合及其性能评估若干问题研究[D]. 张小利.吉林大学 2016
硕士论文
[1]视频图像去雾算法的研究及在视频处理系统中的设计实现[D]. 杨立杰.吉林大学 2018
[2]同时偏振成像系统的配准与融合算法研究[D]. 张婉军.长春理工大学 2018
[3]基于FPGA的同时偏振成像系统研究[D]. 李丹阳.长春理工大学 2018
[4]基于中值滤波和全局搜索的彩色图像偏振去雾算法[D]. 代晴晴.合肥工业大学 2018
[5]基于FPGA的工业网络数据监控隔离装置研究[D]. 熊峰.华北电力大学 2018
[6]基于FPGA硬件加速技术的无人直升机飞行控制系统设计[D]. 吕鸿飞.南京航空航天大学 2018
[7]短波红外偏振探测系统的设计与实现[D]. 陈玥.合肥工业大学 2018
[8]基于FPGA的高速可编程的脉冲信号发生器的设计[D]. 田宇.合肥工业大学 2018
[9]基于大气散射模型的偏振图像去雾算法研究[D]. 陈天威.长春理工大学 2017
[10]基于FPGA+DSP的视频目标跟踪系统设计与实现[D]. 柯杰.哈尔滨工程大学 2017
本文编号：3059619
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
雾天图像对比
第 3 章 图像处理硬件系统设计与完成本研究的硬件系统将FPGA 与DSP 进行整合，整体硬件系统具有FPGA 并行数据处理能力和DSP 复杂算法实现能力，总体性能优异。此外，为提高数据传输速率，采用高速率存储器DDR2 SDRAM 、DDR3 SDRAM 、Flash ROM 与DSP 和FPGA 进行外接。DSP和FPGA 分工明确，FPGA 实现图像数据采集，DSP实现数据运算处理硬件整体设计如下图 3.1 所示。
图 3.6 MDIO 的寄存器读时序波形图图 3.7 MDIO 的寄存器写时序波形图MDIO 根据接收到的 MAC 层消息决定对 PHY 进行读或者写操作的时序图，其中MDIO 控制 4 个 PHY 芯片 B50610 的引脚在连接器上的电路图如下图 3.8 所示。2）PHY 层在图像处理硬件系统中，4 个网口的 B50610 芯片正好对应 4 个不同的 PHY 地址，分别为 0x0、0x1、0x18 和 0x19。因此，使用同 1 个 MDIO 接口就可以同时访问和配置4 个 B50610 芯片。整体以太网接口电路由 4 路组成，其中一路电路原理如图 3.9 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾霾天气下交通监控图像的一种去雾算法[J]. 曹立,李良荣,顾平,李震,龚静,亓琳. 贵州大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]融合双尺度暗通道的单图像去雾方法[J]. 刘祝华,曾诗佳. 现代电子技术. 2019(06)
[3]减少色彩失真的自适应单幅图像去雾算法[J]. 唐慧,任杰文,鲍旭东. 计算机应用研究. 2020(05)
[4]基于偏振信息融合的背景抑制方法评价[J]. 张晓杰,刘莎,刘翔. 上海航天. 2019(01)
[5]基于TMS320C6748的暗场图像实时处理系统[J]. 刘国华,鲁楷滨,杜谦,肖靖楠. 微电子学与计算机. 2018(08)
[6]基于FPGA的实时视频图像采集处理系统设计[J]. 高俊岭,陈志飞,章佩佩. 电子技术应用. 2018(02)
[7]Algorithm Based on Morphological Component Analysis and Scale-Invariant Feature Transform for Image Registration[J]. 王刚,李京娜,苏庆堂,张小峰,吕高焕,王洪刚. Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2017(01)
[8]结合最小颜色通道图与传播滤波的单幅图像去雾算法研究[J]. 汤红忠,张小刚,朱玲,陈华,王翔,李骁. 通信学报. 2017(01)
[9]基于TMS320DM6467的监控视频去雾算法实现[J]. 谢星志,张辉,胡笑尘,李嘉锋,卓力. 测控技术. 2016(12)
[10]基于FPGA硬件的彩色图像恢复系统设计[J]. 刘亚亚. 成都大学学报(自然科学版). 2016(02)
博士论文
[1]图像融合及其性能评估若干问题研究[D]. 张小利.吉林大学 2016
硕士论文
[1]视频图像去雾算法的研究及在视频处理系统中的设计实现[D]. 杨立杰.吉林大学 2018
[2]同时偏振成像系统的配准与融合算法研究[D]. 张婉军.长春理工大学 2018
[3]基于FPGA的同时偏振成像系统研究[D]. 李丹阳.长春理工大学 2018
[4]基于中值滤波和全局搜索的彩色图像偏振去雾算法[D]. 代晴晴.合肥工业大学 2018
[5]基于FPGA的工业网络数据监控隔离装置研究[D]. 熊峰.华北电力大学 2018
[6]基于FPGA硬件加速技术的无人直升机飞行控制系统设计[D]. 吕鸿飞.南京航空航天大学 2018
[7]短波红外偏振探测系统的设计与实现[D]. 陈玥.合肥工业大学 2018
[8]基于FPGA的高速可编程的脉冲信号发生器的设计[D]. 田宇.合肥工业大学 2018
[9]基于大气散射模型的偏振图像去雾算法研究[D]. 陈天威.长春理工大学 2017
[10]基于FPGA+DSP的视频目标跟踪系统设计与实现[D]. 柯杰.哈尔滨工程大学 2017
本文编号：3059619
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