【摘 要】
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随着社会信息化和数字化的发展,数字视频技术在军事作战、安防监控和自动驾驶等领域得到广泛应用。人眼对色彩的变化极为敏感,但低照度环境下采集的视频色彩丢失、质量退化严重,极大的限制了夜间安防、自动驾驶等领域的发展。因此,增强彩色低照度视频,提升视频质量,更有效地获得场景信息是当前研究的重点。本文以FPGA为核心,基于低照度视频增强算法,设计了一款小型化、实时彩色低照度成像系统。主要研究内容如下:为取得
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随着社会信息化和数字化的发展,数字视频技术在军事作战、安防监控和自动驾驶等领域得到广泛应用。人眼对色彩的变化极为敏感,但低照度环境下采集的视频色彩丢失、质量退化严重,极大的限制了夜间安防、自动驾驶等领域的发展。因此,增强彩色低照度视频,提升视频质量,更有效地获得场景信息是当前研究的重点。本文以FPGA为核心,基于低照度视频增强算法,设计了一款小型化、实时彩色低照度成像系统。主要研究内容如下:为取得良好的低照度成像效果,本文使用Bayer插值算法和自动白平衡算法从图像传感器得到了全彩色图像,在此基础上研究并改进了暗通道先验低照度图像增强算法。提出了以亮度图作为输入,采用边缘检测将边缘和非边缘区域分开处理,直接得到透射率的改进方案。实验证明,改进后的算法能够有效解决色彩失真严重、边缘细节增强不足以及亮度突变区域存在伪影等问题。针对传统彩色低照度成像系统体积大、实时性差等问题,本文以FPGA为核心设计了一款能够对视频实时处理的嵌入式彩色低照度成像系统。调试硬件电路,编写Verilog代码向FPGA中移植双线性插值、自动白平衡和改进的低照度图像增强算法,使用自研成像系统与进口成像组件进行对比测试。实验结果表明,自研成像系统的处理效果良好,峰值信噪比和结构相似性均得到了提升,与进口成像组件相比噪声抑制能力更强,能够在10-2lx照度下对1920×1080分辨率、30帧每秒的视频实时增强,在成像效果和性能上自研成像系统都达到了彩色低照度视频处理标准。
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