灰度图像多尺度对比度增强电路设计与实现

摘要

实时图像增强技术在军事和民用领域有着广泛而迫切的需求，如低能见度条件下交通监控、战场监控的应用以及机载、星载实时遥感图像的处理等。研究高集成度的、高性能实时图像增强平台，开展高性能算法的实时实现技术研究具有重要的价值。
　　论文围绕某CCD相机线扫描灰度图像实时对比度增强的需要，开展多尺度细节保留的图像增强算法研究、图像增强平台研制，并开展算法的实时优化实现技术研究，论文的主要工作有如下几点:
　　1、开展了直方图均衡及其改进算法、单/多尺度Retinex算法的仿真分析，结合两类算法的优点，提出了多尺度细节保留的图像增强算法。
　　2、完成了以Xilinx Virtex-5系列FPGA为核心处理器的处理子板的研制，包括:原理图设计、PCB设计、加工焊接和硬件调试等;以此为基础构建了图像增强硬件平台和验证平台。
　　3、完成了多尺度细节保留的图像增强算法的FPGA程序设计和调试，初步完成了算法的功能和性能测试。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 图像增强算法的国内外研究现状

1．2．2 图像增强器的国内外研究现状

1．3 论文主要内容及章节安排

2 图像增强算法基础

2．1 基于直方图均衡化的算法

2．1．1 部分块重叠直方图均衡算法

2．1．2 细节保留的直方图均衡算法

2．2 Retinex算法

2．2．1 单尺度Retinex

2．2．2 多尺度Retinex

2．3 多尺度细节保留的图像增强算法

2．4 本章小结

3 硬件电路设计与调试

3．1 图像增强系统的基本要求

3．2 FPGA处理子板原理图设计

3．2．1 FPGA电路设计

3．2．2 配置电路设计

3．2．3 DDR2存储器电路设计

3．2．4 视频图像输入输出接口设计

3．2．5 电源模块设计

3．2．6 FPGA加密电路设计和扩展功能接口设计

3．3 FPGA处理子板PCB设计

3．3．1 布局

3．3．2 层叠结构设计

3．3．3 布线

3．4 处理子板调试

3．5 本章小结

4 灰度图像多尺度增强算法FPGA程序设计

4．1 整个FPGA程序工作流程

4．2 算法实现的优化方案

4．3 FPGA程序各模块具体设计

4．4 本章小结

5 图像增强系统测试及验证

5．1 系统验证方案

5．2 数据缓存模块功能验证

5．3 全局参数计算模块直方图统计功能验证

5．4 图像最终增强结果验证

5．5 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献