FPGA实现的红外图像增强算法优化与应用

"该文提出了一种改进的红外图像增强算法，主要针对非制冷型红外探测器成像的特性，分析了红外图像的直方图特点，并结合经典的图像增强算法，设计出适合在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）上实时实施的算法。该算法基于自适应平台值直方图增强，并结合背景中值的灰度映射，通过加权平均优化处理，以增强图像细节，突出目标边缘。在硬件实现上，该算法进行了简化，以克服迭代算法在FPGA上的局限性。实验表明，该算法能有效移植到FPGA上，满足实时处理需求，且增强后的图像质量良好，边缘清晰，目标特征明显。" 本文深入探讨了红外图像增强领域，特别是针对非制冷型红外探测器产生的图像。这些图像通常具有特定的直方图分布，需要特定的增强算法来改善其视觉效果。作者分析了传统直方图均衡化方法的优缺点，并在此基础上提出了一种新的自适应平台值直方图增强算法。这种算法能够更好地保留和增强图像的细节信息。 在FPGA上实现图像增强算法有其独特优势，包括高速处理能力和低功耗。然而，传统的自适应直方图增强算法通常包含迭代过程，这在硬件实现上可能带来复杂性和效率问题。因此，作者对算法进行了简化，去除了迭代过程，使其更适合FPGA的并行处理结构。 此外，为了进一步提升图像质量，该算法结合了基于背景中值的灰度映射技术。通过加权平均，将这个映射结果应用到图像上，使得最终的图像不仅具有增强的对比度，还能保持图像的整体平衡，避免过度增强导致的噪声放大。 实验结果证明了所提算法的有效性。它能够在FPGA上成功实现，并满足实时处理的需求。增强后的图像边缘更加清晰，目标与背景之间的区分度提高，这对于红外图像的应用，如目标检测、跟踪等，具有重要意义。 这项工作为红外图像处理提供了一个新的解决方案，尤其是在嵌入式系统和实时应用中，利用FPGA的高效能硬件平台实现图像增强，对于推动红外成像技术的发展具有积极的促进作用。关键词涵盖了非制冷红外图像、FPGA、图像增强以及直方图等核心概念，表明了研究的针对性和技术深度。