基于FPGA的改進實時圖像增強算法的設計與實作

當今社會，監控技術應用十分廣泛。但是很多監控裝置大都處于戶外工作環境。而外界環境的多變性增加了監控的難度，典型的情況就是天氣因素，比如大霧，陰天等等，這些因素會增加監控的難度，甚至使系統無法正常工作。為了保證監控能夠在各種天氣條件下正常進行，研究圖像增強技術具有重大意義。圖像增強是一種基本的圖像預處理手段，其目的是為了改善圖像的品質，針對給定圖像的模糊狀況以及它的應用場合，有目的的強調圖像的整體或局部特性，提高圖像可辨識度，改善人對圖像的視覺效果，讓觀察者得到直覺清晰的、适合于分析的依據，使圖像更有利于觀察和後期的分析處理。一般通過對圖像的某些特征進行強調突出，進而顯示我們有需要的資訊，提高圖像的使用價值和應用價值[1]。不過值得注意的是，圖像增強并不意味着能增加原始圖像的資訊，甚至會損失一些資訊。但圖像增強的結果卻能加強對特定資訊的識别能力，使圖像中我們感興趣的特征得以加強。

大多數成像系統具有一定的亮度範圍，但實際情況中，由于各種因素的影響，圖像常常表現為對比度不強、圖像模糊不清，圖像細節無法分辨的情況。是以我們需要通過某些算法來調整對比度，亮度，增大圖像的動态範圍，擴充圖像對比度，改善圖像的視覺效果，并最大程度上突出圖像的細節資訊。圖像增強技術一般可分為空域算法和頻域算法兩類。空域算法是指直接對圖像灰階級做運算，頻域算法則通過FFT首先将圖像變換到頻域，然後在頻域進行處理，對圖像的變換系數值進行某種修正&