基于FPGA的改进实时图像增强算法的设计与实现

当今社会，监控技术应用十分广泛。但是很多监控设备大都处于户外工作环境。而外界环境的多变性增加了监控的难度，典型的情况就是天气因素，比如大雾，阴天等等，这些因素会增加监控的难度，甚至使系统无法正常工作。为了保证监控能够在各种天气条件下正常进行，研究图像增强技术具有重大意义。图像增强是一种基本的图像预处理手段，其目的是为了改善图像的质量，针对给定图像的模糊状况以及它的应用场合，有目的的强调图像的整体或局部特性，提高图像可辨识度，改善人对图像的视觉效果，让观察者得到直观清晰的、适合于分析的依据，使图像更有利于观察和后期的分析处理。一般通过对图像的某些特征进行强调突出，从而显示我们有需要的信息，提高图像的使用价值和应用价值[1]。不过值得注意的是，图像增强并不意味着能增加原始图像的信息，甚至会损失一些信息。但图像增强的结果却能加强对特定信息的识别能力，使图像中我们感兴趣的特征得以加强。

大多数成像系统具有一定的亮度范围，但实际情况中，由于各种因素的影响，图像常常表现为对比度不强、图像模糊不清，图像细节无法分辨的情况。所以我们需要通过某些算法来调整对比度，亮度，增大图像的动态范围，扩展图像对比度，改善图像的视觉效果，并最大程度上突出图像的细节信息。图像增强技术一般可分为空域算法和频域算法两类。空域算法是指直接对图像灰度级做运算，频域算法则通过FFT首先将图像变换到频域，然后在频域进行处理，对图像的变换系数值进行某种修正&