基于FPGA的自適應(yīng)夜間圖像增強算法研究.pdf

1、隨著科技的不斷創(chuàng)新與快速發(fā)展，視頻圖像系統(tǒng)作為人類認識與探索的重要信息源頭已經(jīng)遍布各個學(xué)科與領(lǐng)域。然而，在弱光或光照不均的環(huán)境下圖像系統(tǒng)輸出的視頻信息具有躁點大、對比度低、灰度偏暗和灰度動態(tài)范圍收縮等缺點。通過引入圖像增強技術(shù)，能夠有效地恢復(fù)和完善視頻信息。有針對性的圖像增強處理，能很大程度上提高視頻圖像的質(zhì)量，以便于人眼觀察與可利用信息的提取。但是實時的視頻圖像處理信息量較大，信號轉(zhuǎn)換時序復(fù)雜等特點對視頻圖像系統(tǒng)的硬件要求比較高，且單

2、純依靠軟件難以滿足視頻圖像的實時處理。FPGA即現(xiàn)場可編程門陣列，以并行運算為主，在速度和性能上是MCU與DSP無法比擬的。作為用戶可編程的數(shù)字集成電路，由于它具有速度快、性能強、穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點，使其在圖像處理上應(yīng)用日益廣泛。
　　本文深入研究圖像增強算法的理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用，通過對Retinex原理和Gamma校正等圖像處理的理論知識作深入理解和探索，并分別對各圖像算法和FPGA自身的特點進行系統(tǒng)性的考量和可實行性的分析

3、，進而制定出了一個基于Retinex亮度評估下的自適應(yīng)Gamma校正的實時夜間圖像增強系統(tǒng)。
　　傳統(tǒng)的圖像增強系統(tǒng)不能同時滿足亮度過暗和光照不均等特殊場景下的圖像增強。與傳統(tǒng)的圖像增強系統(tǒng)不一樣，本文采用的算法具有自適應(yīng)能力。針對實際場景中亮度的不同，該算法首先通過Retinex原理進行亮度評估，再根據(jù)評估后的亮度以自我調(diào)節(jié)Gamma參數(shù)的方式對圖像像素實現(xiàn)高效的Gamma校正增強，最終達到大幅度提高圖像可讀性的目標(biāo)。