[發明專利]基于FPGA的低延時圖像去霧系統

在審

• 申請號: 202110972033.2
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113658081A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 陳俊;焦斌
• 申請（專利權）人: 湖南君瀚信息技術有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T1/20;G06T1/60
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 彭小蘭

1.基于FPGA的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述系統包括：緩存模塊、大氣光計算模塊、導向濾波模塊、去霧運算模塊以及數據處理模塊；

所述緩存模塊，用于將輸入的待去霧圖像數據的當前幀圖像，通過預設尺寸的濾波滑動窗口進行遍歷，在每次移動后根據所述濾波滑動窗口生成一組圖像數據，并將依次生成的圖像數據傳輸至所述大氣光計算模塊以及導向濾波模塊；

所述大氣光計算模塊，用于依次對當前幀圖像中各組圖像數據進行統計處理后，得到一幀圖像的直方圖面積以及灰度統計值，并將其傳輸至所述數據處理模塊；

所述數據處理模塊，用于根據一幀圖像的直方圖面積以及灰度統計值進行計算得到該幀圖像的大氣光估計值，并將其傳輸至所述去霧運算模塊；

所述導向濾波模塊，用于依次對各組所述圖像數據進行導向濾波處理得到相應的濾波圖像，并依次將所述濾波圖像傳輸至所述去霧運算模塊；

所述去霧運算模塊，用于根據上一幀圖像的大氣光估計值以及多個所述濾波圖像依次分別計算出各組圖像數據的去霧圖像，最終得到去霧后的當前幀圖像。

2.根據權利要求1所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述濾波滑動窗口的中心從當前幀圖像的第一行第一列的像素開始以每次向右移動一列直至所述濾波滑動窗口的中心遍歷第一行所有的像素，再向下移動一行，從當前幀圖像的第二行第一列的像素開始向右移動，直至所述濾波滑動窗口的中心遍歷當前幀圖像的所有像素。

3.根據權利要求2所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述系統包括第一存儲器，所述濾波滑動窗口每次移動得到的一組圖像數據按列將每一行的數據緩存至所述存儲器中；

當所述濾波滑動窗口向右移動一列后，得到一組新的圖像數據，則所述第一存儲器將最新的一行數據替換掉最先緩存至第一存儲器中一行數據。

4.根據權利要求3所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述第一存儲器采用數據位寬合并的數據緩存方式。

5.根據權利要求3所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，在所述緩存模塊中，將依次生成的各組圖像數據中心所在列上的像素數據傳輸至所述導向濾波模塊進行導向濾波處理，將各組圖像數據的中心像素數據傳輸至所述大氣光計算模塊進行當前幀圖像的直方圖面積以及灰度統計值的計算。

6.根據權利要求5所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述導向濾波模塊包括依次連接的暗通道計算單元、導向濾波處理單元以及帶向濾波計算單元；

所述暗通道計算單元，用于依次計算所述各組圖像數據中心所在列上的像素數據的多組暗通道數據，并依次將多組所述暗通道數據傳輸至所述導向濾波處理單元；

所述導向濾波處理單元，用于根據多組所述暗通道數據依次對各組圖像數據進行均值運算，并將各組圖像數據的均值運算結果傳輸至所述帶向濾波計算單元；

所述帶向濾波計算單元，用于依次根據各組圖像數據的均值運算結果結合所述暗通道計算單元計算得到的暗通道數據得到各組圖像數據對應的濾波圖像。

7.根據權利要求6所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述導向濾波處理單元對各組圖像數據進行均值運算時包括：

根據各組所述暗通道數據依次計算各組圖像數據的累加值；

根據各組圖像數據的累加值計算得到對應的有效均值，并將各所述有效均值相應的對各組圖像數據的中心像素進行替換。

8.根據權利要求7所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，在計算各組圖像數據的累加值時采用包圍盒累加值實現；

在計算有效均值時需要對各組圖像數據處于當前幀圖像邊界外的的無效數據進行去除。

9.根據權利要求8所述的低延時圖像去霧系統，其特征在于，所述圖像去霧系統還包括第二存儲器，所述緩存模塊將各組圖像數據的中心像素數據傳輸至所述第二存儲器；

所述第二存儲器將各組圖像數據的中心像素數據傳輸至所述去霧運算模塊；

所述去霧運算模塊，根據上一幀圖像的大氣光估計值、多個所述濾波圖像以及對應各濾波圖像的中心像素數據依次分別計算出各組圖像數據的去霧圖像。