演示基于FPGA的视频图像去雾处理效果

我近期用FPGA开发板做了一个视频图像去雾算法模块,用于验证其能否在不进行帧缓冲的情况下实现去雾功能。

去雾算法来自一篇技术资料(私信提供篇名),其基础是近似的大气光模型。

1 算法原理概要

借助RGB直角坐标空间中的光矢量分解,将带雾像素(即原始像素)矢量分解为两部分 -- 清晰矢量(去雾后这个像素的矢量)、大气光矢量,再将大气光矢量分解为虚拟的暗平面像素矢量、增强矢量(从暗平面像素矢量末端到大气光矢量末端的矢量)。

从第N-1帧中筛选出一部分天空像素,基于天空像素矢量、中间计算得到的近似的透射函数、暗平面像素矢量,计算出由大气因素导致的全局增亮系数。

针对第N帧的每个像素,计算其近似的透射函数、本像素对应的暗平面像素、增强矢量的单位矢量,结合第N-1帧计算得到的全局增亮系数,最终计算得到去雾后这个像素的矢量。

在完整实现上述算法的基础上,我对其做了小幅度的改进。

2 演示环境

演示环境

如上图所示,FPGA开发板 的摄像头插卡(插在板子上沿左侧的双排针座上)上有摄像头,采集到的视频数据流由FPGA接收;我用VerilogHDL编写算法功能,对从摄像头提供的视频图像(480x272/60Hz)进行去雾运算,结果输出到插在FPGA开发板上的LCD屏(插在板子上沿右侧的双排针座上)予以实时对比显示,形成完整的验证闭环。

我只做了去雾模块的代码实现,摄像头、LCD的驱动模块直接调用了开发板厂商提供的demo工程。

3 视频演示

以下是效果演示视频(LCD屏左侧显示原始视频、右侧显示去雾后的视频)。

视频1:

去雾视频-1

视频2:

去雾视频-2

视频3:

去雾视频-3

LCD屏的显示分辨率比较低,加之由手机拍摄,画面有点儿糊;手不稳,抱歉(^_^)。

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