基于DSP的嵌入式數(shù)字?jǐn)z像夜間能見度測量系統(tǒng)

各個處理任務(wù)之間采用SCOM消息機(jī)制進(jìn)行通信。圖像采集任務(wù)采集數(shù)據(jù)后，通過SCOM消息傳輸給處理任務(wù)；處理任務(wù)對圖像進(jìn)行相關(guān)的處理及能見度計算后，通知采集任務(wù)進(jìn)行下一次的采集處理，并將處理的結(jié)果傳給輸出任務(wù)進(jìn)行顯示。同時，處理任務(wù)協(xié)調(diào)該任務(wù)和其他兩個任務(wù)之間的通信。
3．2 能見度計算的圖像處理算法研究
能見度計算任務(wù)是DSP嵌入式軟件的核心，其圖像處理方法是系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。數(shù)字攝像夜間能見度儀通過圖像處理計算兩相同亮度光源經(jīng)過不同距離衰減之后的目標(biāo)光源視亮度，根據(jù)視亮度反演大氣消光系數(shù)完成能見度值的測量。其圖像處理過程主要分為圖像預(yù)處理、圖像分割與定位、能見度值的計算三部分。
3．2．1 圖像預(yù)處理
圖像預(yù)處理主要對采集的光源圖像進(jìn)行圖像濾波處理，以達(dá)到去除背景噪聲和雜散光等的影響，使目標(biāo)光源和黑體圖像亮度均勻。由于該系統(tǒng)的能見度儀主要安裝在高速公路上用于能見度預(yù)警，在低霧、雨天等天氣條件下，圖像的清晰度不高。另外CCD在圖像采集和傳輸圖像的過程中也會產(chǎn)生相應(yīng)的噪聲污染。因此，需要對圖像進(jìn)行預(yù)處理。
采用了頻域增強(qiáng)法使得圖像清晰化。對圖像進(jìn)行傅里葉變換，在頻域進(jìn)行濾波處理，再將濾波后的圖像反變換到空間域，從而獲得增強(qiáng)后的圖像。另外利用小波變換在信號去噪和數(shù)據(jù)壓縮領(lǐng)域的良好效果，采用小波閾值去噪法?；谛盘柡驮肼曨l率和幅值不同，對圖像進(jìn)行二維小波變換，根據(jù)圖像原始信息和噪聲小波變換系數(shù)的差異，設(shè)定閾值去除小波系數(shù)中的噪聲元素，用經(jīng)過處理的小波系數(shù)進(jìn)行二維小波反變換得到去噪后的圖像。
3．2．2 圖像分割與定位
數(shù)字攝像法測量夜間能見度關(guān)鍵在于準(zhǔn)確地提取出圖像的亮度信息。在亮度的計算過程中，準(zhǔn)確地分割出光源圖像是計算過程中的關(guān)鍵。簡單的閾值分割易造成誤判，影響能見度的計算。圖像分割研究合適的適合兩個目標(biāo)光源和黑體的分割算法，取光源中亮度比較均勻的部分作為光源和黑體的亮度值。

選擇合適的USAN區(qū)域，利用SUSAN邊緣檢測算子，進(jìn)行圖像的邊緣檢測。根據(jù)所得到的邊緣進(jìn)行圖像的分割，得到光源二值圖像。取正方形的模板在光源部分進(jìn)行亮度值搜索計算，求出方框內(nèi)亮度最大的區(qū)域，以此區(qū)域作為光源的亮度值。再根據(jù)圖像尺寸與對應(yīng)像素個數(shù)的關(guān)系，求出黑體的位置，進(jìn)行黑體亮度值的計算。圖7顯示了從圖形分割到定位的過程。