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题名基于改进秩一先验的图像去雾算法及其FPGA实现
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作者
胡浩丰
王子涵
魏龙超
李校博
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机构
天津大学精密仪器与光电子工程学院
天津大学海洋科学与技术学院
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出处
《应用光学》
北大核心
2025年第5期1011-1023,共13页
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基金
国家重点研发计划(2023YFC3108500)
国家自然科学基金(62075161,62205243)
天津市青年基金(23JCQNJC01890)。
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文摘
图像去雾算法能够将雾霾环境下采集到的低质图像还原为清晰图像,但随着图像分辨率的增加和算法复杂度的提高,实际应用中算法的实时性难以保证。针对这一问题,研究并改进了一种复杂度低的秩一先验(rank-one prior,ROP)算法,并通过可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)硬件平台提高算法执行效率。首先利用FPGA并行处理优势,通过引入空间相关性与暗通道先验的约束,排除近景与高亮区域的干扰;再通过优化散射率图的估计方法,解决了原ROP算法复原后图像中的伪影问题,同时减少硬件资源的占用;最后根据估计的环境光值与散射率图求解,得到去雾后的清晰图像。实验结果表明,本文改进的算法能够提升雾霾和水下等散射场景图像的观感,复原结果图像色彩更加真实、细节更多。将该算法搭载在ZYNQ7020开发板(21 K个逻辑门资源、28.9%块存储器资源),处理1080 pixel图像用时54 ms,实现了实时性处理的需求,在自动驾驶、深海探测等领域具有广泛应用。
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关键词
图像去雾
秩一先验
透射率图
现场可编辑逻辑门阵列
实时性
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Keywords
image dehazing
rank-one prior
transmission map
FPGA
real-time
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分类号
TN201
[电子电信—物理电子学]
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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