基于FPGA的自適應(yīng)夜間圖像增強(qiáng)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(rèn)識(shí)與探索的重要信息源頭已經(jīng)遍布各個(gè)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(diǎn)大、對(duì)比度低、灰度偏暗和灰度動(dòng)態(tài)范圍收縮等缺點(diǎn)。通過(guò)引入圖像增強(qiáng)技術(shù)，能夠有效地恢復(fù)和完善視頻信息。有針對(duì)性的圖像增強(qiáng)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(shí)時(shí)的視頻圖像處理信息量較大，信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)序復(fù)雜等特點(diǎn)對(duì)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(shí)時(shí)處理。FPGA即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，以并行運(yùn)算為主，在速度和性能上是MCU與DSP無(wú)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(qiáng)、穩(wěn)定性高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)算法的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)對(duì)Retinex原理和Gamma校正等圖像處理的理論知識(shí)作深入理解和探索，并分別對(duì)各圖像算法和FPGA自身的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的考量和可實(shí)行性的分析

3、，進(jìn)而制定出了一個(gè)基于Retinex亮度評(píng)估下的自適應(yīng)Gamma校正的實(shí)時(shí)夜間圖像增強(qiáng)系統(tǒng)。
　　傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)不能同時(shí)滿足亮度過(guò)暗和光照不均等特殊場(chǎng)景下的圖像增強(qiáng)。與傳統(tǒng)的圖像增強(qiáng)系統(tǒng)不一樣，本文采用的算法具有自適應(yīng)能力。針對(duì)實(shí)際場(chǎng)景中亮度的不同，該算法首先通過(guò)Retinex原理進(jìn)行亮度評(píng)估，再根據(jù)評(píng)估后的亮度以自我調(diào)節(jié)Gamma參數(shù)的方式對(duì)圖像像素實(shí)現(xiàn)高效的Gamma校正增強(qiáng)，最終達(dá)到大幅度提高圖像可讀性的目標(biāo)。