多功能圖像處理系統
多功能圖像處理系統能夠完成圖像增強、圖像恢復、畫中畫、自動調焦/調光、無極電子變倍等多種功能,重點解決光照不均、光學系統透光不均、以及霧霾和霧天等情況下造成的圖像質量降質、視覺效果差等問題,并能抑制大氣湍流引起的圖像模糊,突破傳統圖像復原依賴于精確的物理模型的設計理念,解決了常規圖像復原計算量大運行速度慢等關鍵問題。系統具有很好的實時性、穩定性和適應性。1. 圖像增強:由于圖像采集過程中,光學系統透光不均、光照不足、霧霾天氣等因素使圖像觀看質量下降,圖像增強可大大增加圖像可視度,提高不同區域的圖像對比度,很好的改善視覺效果;2. 圖像恢復:解決由于大氣湍流、焦距不準、光學系統缺陷所造成的圖像模糊;3. 多模圖像融合:根據EMI/EMC設計原則,抗干擾能力強,選用高TG制作材料,提供了極高的可靠性;重點解決了多模圖像融合時信息不完整、可見光/微光/紅外圖像噪聲偏大、雙路圖像不配準、遠距離傳輸干擾大等問題,具有低延遲、信息保全度高、可靠性高等特點。 主要技術指標:1. 輸入為模擬PAL/NTSC制式或雙路數字接口cameralink,輸出模擬PAL/NTSC制式、cameralink或者VGA、XGA;2. 圖像增強FPGA實現具有極低的延遲,處理時間小于一場,圖像增強后視頻能量梯度平均提高2倍以上,對由于光照不足、光照不均、惡劣天氣所引起的降質圖像,可以凸顯細節、自適應調節對比度,突顯圖像的關鍵信息;3. 圖像復原使用專利的復原處理算法,能有效地抑制大氣湍流引起的圖像模糊,恢復出更多的圖像細節,顯著提升圖像視覺效果,增強圖像對比度和可視度,復原后的視頻平均灰度梯度值提高3倍以上;4. 圖像銳化算法有效增加圖像細節信息,主要消除由于光學系統對焦不精確所造成的模糊現象,與精確對焦圖片對比,平均結構相似度達到95%以上;5. 圖像去霧算法針對薄霧、濃霧進行自適應調整,分析圖像中色彩信息,對圖像中各點景深進行精確測量,還原顯示真實圖像。圖像經過去霧處理后,平均信息上提高30%以上;6. 多模圖像融合技術分別處理模擬信號及數字信號,輸出默認為XGA差分三線制視頻,可進行遠距離傳輸,抗干擾能力強;配準精度可達到個像素以內,配準實時處理;灰度融合圖像局部信息相對于單模原始圖像對應局部區域的聯合熵提高30%以上; 圖像降噪功能在降低噪聲影響的同時很好的保留了圖像的紋理信息。
北京航空航天大學
2021-04-13