基于FPGA的自动白平衡算法设计

为了满足工程项目需求，获取生动彩色图像，设计了一套基于FPGA实现的自动白平衡算法。首先，将RGB图像转换成YCrCb格式，然后将图像划分成16个图像子块，分别统计色差，选择色彩丰富的图像块进行白平衡校正因子的计算，从而完成图像白平衡操作。算法以一片Xilinx公司FPGA作为硬件开发平台，使用Verilog-HDL硬件描述语言并采用由总到分的模块化开发对整个系统进行硬件描述。实验结果表明，所设计的自动白平衡算法获取的彩色图像色彩逼真，算法难度适中、便于硬件开发，具有非常好的工程应用前景。     

一种计算图像暗通道的优化算法

图像的暗通道是由图像的分块区域中最低颜色分量值组成的图像通道。图像的暗通道在图像去雾、估算物体距离和计算图像中雾霾浓度等方面有着重要的作用。根据暗通道定义计算图像暗通道时,图像中的每一个像素点都需要被处理,算法比较耗时。针对这一缺点,进一步分析暗通道的原有计算方法,提出一种基于暗点优先膨胀的计算图像暗通道优化算法。实验结果表明,该优化算法只需要处理部分像素点就可以得到与原算法相同的结果,并在处理速度上比原算法提高了一个数量级。     

基于暗原色先验原理的水下图像增强

针对水下光衰减和散射导致的图像严重降质问题和用传统方法进行水下图像增强 产生色偏现象,提出一种新的水下图像增强方法。基于暗原色先验原理进行水下图像增强,用 软抠图的方法对图像暗通道进行细化;在图像前0.1%最亮的像素点中,用中值滤波算法计算出 这些像素点的中值,再计算这些像素点和与之对应的中值的差值,差值最小的像素点作为背景 光的预估值,并用该像素点所在区域颜色饱和度方差来判断预估背景光的准确性;利用Retinex 算法和图像各颜色通道的衰减系数比对增强后的图像进行颜色校正。实验表明,该方法能有效 地去除水下图像中的雾色、校正图像色偏问题,进而提高图像对比度。     

一种改进的基于暗通道先验去雾算法

在雾霾天气下图像质量受大气散射的作用,使得图像质量较差。针对以上问题,提出一种改进的暗通道图像去雾算法。由于带雾图像中局部区域暗通道分量不趋近于0,对大气光值的估计是通过局部像素点R、G、B三通道像素值的方差来判断其波动幅度。若波动较大,则选出三通道中的较小值为当前像素点的暗通道像素值;若波动较小,则通过其周围像素点中最小通道的均值来确定当前点的暗通道值,从而得到精准的暗通道图和大气光值。将采样的方式加快求取透射率图的速度,最后转变为HSI颜色空间可以对图像进行更好的复原。实验结果表明,该算法可以针对色彩失真的状况得到有效的改善,同时在得到去雾图像速度上提高50%以上。     

一种结合双区域滤波和图像融合的单幅图像去雾算法

基于大气散射物理模型和暗原色先验原理,提出一种结合 双区域滤波和图像融合的单幅图像去雾算法.首先在计算暗通道函数时,定义了一类暗区 域对图像边缘的低强度像素点进行描述,该区域像素点的暗原色中值取其三原色通道的最小值,以代替原来的中值滤波运算值.此滤波方法不仅能有效去除Halo效应,而且避免了黑斑效应;然后基 于大气散射物理模型定义一种伪去雾图,将其与原去雾图进行像素级融合对原图进行色度校正,实 现了柔性去雾,改善了现有方法易出现过去雾的缺陷.实验结果表明,该算法去雾后图像具有较好清 晰度及色彩恢复度,去雾鲁棒性强.在大雾和图像色彩失真严重的情况下,仍可有效恢复图像.     

一种基于FPGA的自动曝光算法与设计

随着数字图像处理技术的发展,自动曝光算法在图像获取领域扮演着重要的角色。针对自动曝光问题,设计了一种基于FPGA的自动曝光算法。该算法利用FPGA强大的并行计算能力和灵活的可配置性,实现了快速高效的自动曝光过程。首先对原始图像数据进行预处理,包括数据对齐、数据采样和串并转换,然后利用乒乓操作对图像数据进行连续不间断的缓存和读取,最后对像素进行采样,同时计算图像灰度均值,并依此来计算曝光时间,从而实现自动曝光功能。经过仿真验证,可以证明该自动曝光算法具有可行性,在数字图像处理领域具有一定的参考价值和广泛的应用前景。     

一种基于高斯分布的白平衡改进算法

针对白平衡算法中普遍存在的校正不足及算法复杂度过高等问题,结合灰度世界算法和完美反射算法的优点,提出了一种基于高斯分解的自动白平衡算法。该算法通过对图像灰度分布的高斯分解,得到图像的高斯分布模型,并以此计算增益曲线。实验结果表明,该算法能有效校正图像的偏色问题,适用于多种不同场景。     

基于FPGA的Bayer彩色自动白平衡设计与实现

针对物体在不同色温光源照射下呈现偏色的现象,用FPGA实现对Bayer CCD数字相机的自动白平衡处理。根据CFA(Color Filter Array)的分布特点,利用双端口RAM(DPRAM),实现了颜色插值与色彩空间转换。在FPGA上设计了自动白平衡的三大电路模块:色温估计、增益计算和色温校正,并连接形成一个负反馈回路,然后结合EDA设计的特点,改进了增益计算的过程,有效地抑制了色彩振荡现象。     

数字摄像机的高动态范围曝光算法及实现

在机器视觉领域,许多应用对摄像机的动态范围提出了苛刻的要求.对数曲线响应传感器的出现为图像动态范围的提升奠定了硬件基础.然而目前针对该传感器的曝光控制均需人工操作评估,自动性、实时性差.为了解决这个问题,提出了一种基于对数曲线响应传感器的高动态范围自动曝光算法,并基于现场可编程门阵列(FPGA)并行计算在硬件上实现该算...     

数码相机的图像预处理算法

数码相机足当今社会广泛普及的数码产品,但其采集来的原始图片存在一些噪声和非线性失真,以及硬件上的缺陷或者算法中的错误,因此需在压缩和传输之前进行处理,即图像预处理,使之成为基本合格的图像信息。这些处理过程包括自动曝光控制、白平衡、双线性插补、伽玛校正．滤波、空间转换及色彩校正等,通过这些算法可以大大改善数码相机的图片质量,达到人们期望的效果。这些算法,已有成熟的流程和具体的操作步骤,在具体的实验环境中进行计算机仿真,可以明显地看出图片经过处理后效果大为改善,从而更加确定图像预处理的必要性。     

基于Voronoi图的自动白平衡算法

在数码相机系统中,不同色温下的图像存在偏色现象,而传统白平衡算法不能准确重现图像的真实颜色。为此,提出一种基于 Voronoi图的自动白平衡算法。利用Voronoi图统计白点数,估计当前环境的色温值,并做增益计算,根据标准值对图像颜色值进行校正。在不同背景和光源下的测试结果表明,该算法可使图像质量得到有效改善。     

基于FPGA的Camera Link视频信号转换与控制系统设计

为了增加Camera Link格式的视频信号传输距离和实现在相机工作中曝光时间的实时自动控制,设计了基于FPGA的视频转换与控制系统。将Camera Link格式转换为LVDS格式,这样可以增加传输通道的传输距离;同时,根据当前场景在FPAG的控制下自动实时调节图像传感器的曝光时间。经过系统传输后,图像采集系统可以得到稳定和高质量的图像。     

多波束天线通道幅相一致性校正及实现

本文针对多波束天线接收机的通道幅相一致性校正,提出了一种基于自适应算法的校正方法并在FPGA中实现了该方法.在满足系统要求的前提下,该方法不但实现起来相对容易,而且算法的精度和动态范围也有一定的保证.仿真和试验结果表明,该方法是可行的.     

时空域Retinex颜色校正算法的ZedBoard实现

提出了基于白平衡理论的时空域Retinex颜色校正算法,并且针对该算法的计算复杂度较高、在实时性要求较高的领域存在较大的局限性等缺点,设计了基于白平衡理论的时空域Retinex颜色校正算法的硬件平台。利用ZedBoard开发板上的PS和PL资源对输入的多帧低光照下采集的图像进行白平衡处理,提取场景光照信息图像,然后高效地实现Retinex颜色校正算法,向投影仪输出反映物体固有颜色的反射系数信息图像。用柯尼卡美能达CL200A色温照度计采集投影光的颜色数据,数据显示,校正算法扩展了图像的色域范围,使其更加接近标准色坐标的色域范围,校正后的白点更加靠近标准白点,提高了色彩分辨率,解决了色偏问题。比较了在PC上用MATLAB实现的耗时和在ZedBoard上实现的耗时,结果表明在ZedBoard上的耗时降低了接近两个数量级。     

基于补偿暗通道和透射率融合的图像去雾算法

针对暗通道先验算法去雾不彻底且透射率估计不准确的问题，提出了一种基于补偿暗通道和透射率融合的去雾算法。该方法首先用中值滤波补偿暗通道，解决复原图像边缘细节不突出问题；然后由补偿暗通道得到透射率的简单估计及白平衡得到透射率的模糊估计，将两者进行像素级融合，得到透射率的精确估计；最后根据大气散射模型恢复出无雾图像。实验结果表明，该算法获得了较为精确的透射率，复原图像有效消除了残雾和Halo现象，在天空区域有较好的色彩保真度，同时也有效提升了运算速度。     

一种基于灰度世界模型自动白平衡方法

在数码图片的处理中,白平衡用来进行各种色温下的颜色修正重现,而传统白平衡方法本身存在某些情况下不能正确重现真实色彩.基于灰度世界模型（Grey World Model）的自动白平衡方法可以在很大程度上弥补这些算法的缺陷,从而得到预期中的更为“真实”的图像.这种白平衡方法是在传统理论和灰度世界模型假设基础上的一种算法,在实际算法中根据摄入图像及其拍摄场景的不同选用不同的白平衡统计区域以及对蓝色白平衡乘法系数进行了调整.在实验中,利用获得的原始数据进行计算机仿真处理,得到了理想的结果.该白平衡算法改善了传统算法,获得的图像更为真实,可以广泛应用于数字图像产品中.     

自动分块亮度校正算法及仿真研究

光照是人脸图像的成像条件之一,在人脸成像过程中具有很大的灵活性.由于拍摄照片过程中光照条件或观察角度的不同,导致人脸识别算法的性能明显下降.基于传统的区域校正思想提出了一种自动分块亮度校正算法,自动提取过亮块和过暗块并对其进行亮度校正.以彩色图像人脸数据库为例,快速、准确地得到亮度校正图像.仿真实验表明,将该算法校正恢复出的图像用于人脸识别,可以提高人脸识别率,具有一定的应用价值.     

基于DSP Builder的并行中值滤波算法的设计与实现

研究了一种适合采用现场可编程逻辑(FPGA)消除图像随机噪声的算法以及用DSP Builder实现该算法的硬件电路设计.结合FPGA并行计算的特点,采用滑动窗口和模块化设计思想,对常规中值滤波算法的结构进行改进,提高了算法的运算速度,简化硬件结构.通过仿真和FPGA验证结果表明,该算法可以有效消除图像随机噪声,同时处理延时短,可以满足嵌入式系统的实时性要求.     

一种合并单元的精度自动校正系统的实现

为了提高合并器精度、简化通道校正的复杂度,研发了一种电力系统合并单元(MU)的精度自动校正系统。该系统主要包括上位机和合并单元装置。上位机需要实现各种自动校正指令的发送、校正结果的计算和检测等功能。装置需要完成各个通道有效数据的采集和控制,并根据上位机命令对各通道数据备份区内的数据进行校正。校正过程是通过调取相应的校正算法模块实现的。与传统的通过手动修改参数的通道校正过程相比,自动校准系统极大地提高了通道的校正效率和校正精度,减小了校正误差,且校正过程更加简单易行。     

单幅图像的景深曲面拟合算法

随着我们对外景图像的质量要求越来越高,对有雾图像的去雾显得尤为重要。基于暗通道先验信息,在对大量有雾图像的雾气浓度分布分析后,总结出雾气分布与暗通道图像的关系,对暗通道图像进行三维曲面拟合估计图像景深。该算法兼顾去雾效果和处理效率,使得在原暗通道算法的基础上实时性得到大幅提升。