惡劣環(huán)境下視頻增強(qiáng)算法硬件架構(gòu)與FPGA驗(yàn)證的開(kāi)題報(bào)告

惡劣環(huán)境下視頻增強(qiáng)算法硬件架構(gòu)與FPGA驗(yàn)證的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景及意義隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今視頻技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。但是，在一些特殊場(chǎng)合下，視頻信號(hào)的質(zhì)量會(huì)因惡劣環(huán)境而降低，比如低照度、弱光、陰暗等環(huán)境下。這樣會(huì)導(dǎo)致圖像信號(hào)失真、畫(huà)質(zhì)下降、噪音干擾等問(wèn)題，影響視頻監(jiān)控、安防、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用效果。因此，對(duì)于惡劣環(huán)境下的視頻增強(qiáng)技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。視頻增強(qiáng)技術(shù)可以提高視頻信號(hào)的質(zhì)量，提升畫(huà)面清晰度和色彩還原度，減少噪音、消除抖動(dòng)及模糊等現(xiàn)象。尤其對(duì)于安防監(jiān)控、軍事目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤等應(yīng)用領(lǐng)域具有重大的意義。二、研究目的本研究的主要目的是研究和設(shè)計(jì)一種適用于惡劣環(huán)境下的視頻增強(qiáng)算法，并將其實(shí)現(xiàn)在FPGA硬件上進(jìn)行驗(yàn)證。具體目的如下：1.對(duì)比目前常用的視頻增強(qiáng)算法，找出適用于惡劣環(huán)境下的算法；2.研究視頻增強(qiáng)算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)算法的硬件架構(gòu)；3.使用FPGA開(kāi)發(fā)工具，建立視頻增強(qiáng)算法的驗(yàn)證平臺(tái)，對(duì)算法進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。三、研究?jī)?nèi)容1.惡劣環(huán)境下視頻增強(qiáng)算法的研究根據(jù)惡劣環(huán)境下視頻信號(hào)的特點(diǎn)，選擇合適的視頻增強(qiáng)算法，研究和改進(jìn)算法，使其在惡劣環(huán)境下具有更好的圖像增強(qiáng)效果。常用的視頻增強(qiáng)算法有：多尺度外觀模型、小波域圖像增強(qiáng)算法、自適應(yīng)直方圖均衡算法等。2.視頻增強(qiáng)算法的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)根據(jù)所選的算法，設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，建立算法的硬件模型。根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)需求，設(shè)計(jì)合適的硬件架構(gòu)，并進(jìn)行硬件編碼實(shí)現(xiàn)。3.視頻增強(qiáng)算法FPGA驗(yàn)證平臺(tái)的搭建使用FPGA開(kāi)發(fā)工具，將所設(shè)計(jì)的視頻增強(qiáng)算法硬件模型燒寫(xiě)到FPGA芯片上，并與相應(yīng)的外設(shè)進(jìn)行連接，建立視頻增強(qiáng)算法驗(yàn)證平臺(tái)，進(jìn)行算法的硬件驗(yàn)證和測(cè)試。四、研究方法本研究采用以下研究方法：1.文獻(xiàn)調(diào)研法通過(guò)查閱相關(guān)論文、文獻(xiàn)及專業(yè)書(shū)籍，了解視頻增強(qiáng)算法的原理和實(shí)現(xiàn)方法，了解FPGA的相關(guān)知識(shí)和硬件實(shí)現(xiàn)方案。2.實(shí)驗(yàn)法使用FPGA開(kāi)發(fā)工具和硬件實(shí)現(xiàn)方案，進(jìn)行視頻增強(qiáng)算法的硬件實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得算法的硬件實(shí)現(xiàn)效果，分析和比較不同算法的增強(qiáng)效果和硬件實(shí)現(xiàn)效率。五、預(yù)期成果1.設(shè)計(jì)并驗(yàn)證一種適用于惡劣環(huán)境下的視頻增強(qiáng)算法，并比較其與其他常用算法的增強(qiáng)效果；2.設(shè)計(jì)特定的硬件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視頻增強(qiáng)算法硬件實(shí)現(xiàn)方案；3.研究和掌握FPGA的相關(guān)知識(shí)和開(kāi)發(fā)工具，建立視頻增強(qiáng)算法的FPGA驗(yàn)證平臺(tái)，獲得算法的硬件驗(yàn)證及效率分析結(jié)果。六、研究進(jìn)度安排第一年：1.文獻(xiàn)調(diào)研，深入了解惡劣環(huán)境下的視頻增強(qiáng)技術(shù)，選擇適用的算法進(jìn)行研究；2.研究視頻增強(qiáng)算法的硬件實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)算法的硬件架構(gòu)；3.完成視頻增強(qiáng)算法的硬件編碼，搭建相應(yīng)的驗(yàn)證平臺(tái)；4.對(duì)比分析不同算法的增強(qiáng)效果和硬件實(shí)現(xiàn)效率。第二年：1.對(duì)視頻增強(qiáng)算法進(jìn)行優(yōu)化及改進(jìn)；2.優(yōu)化硬件架構(gòu)，提高算法的硬件實(shí)現(xiàn)效率；3.進(jìn)行硬件驗(yàn)證，獲得算法的硬件實(shí)現(xiàn)