基于FPGA的红外图像增强算法的实现

周培涛

摘要：根据红外图像的特点，提出了一种改进的对比度增强算法，并采用FPGA进行实时图像处理，来提高红外图像的成像质量。对普通的对比度增强算法和改进的对比度增强算法的处理效果进行比较。改进的对比度增强算法使处理后的图像边缘更加清晰，保护了图像的细节，又有效地抑制了图像的噪声，提高了红外图像的视觉效果。

关键词：图像增强;FPGA;信号处理，红外图像

0引言

红外图像具有高背景、低反差的特点，加之红外焦平面阵列元响应率的不一致、电荷传输效率、噪声以及环境温度变化等诸多因素造成的图像的非均匀性，进一步损害了图像质量，为了能够增强视觉效果和准确测量温度信息，所以必须采取非均性校正、图像增强等处理来改善图像质量，抑制图像噪声，增强图像信息，抑制非均匀性。本文的主要目的是以红外图像特征为出发点，研究红外图像的增强处理方法，提出一种改进的对比度增强算法，并采用FPGA硬件进行实现，同时和普通增强算法处理效果进行了实验比较。

1.    局部自适应对比度增强算法

本文设计的局部自适应对比度增强算法算法首先将图像分成两个部分。一是低频部分，可以通过图像的低通滤波（平滑）获得。二是高频成分，可以过原图减去低频获取。然后高频部分被放大（放大系数集即对比度增益GAIN）并加入到反锐化掩模中去，最后得到增强的图像。此算法的核心就是如何计算GAIN。

图像的低频成分，一般可以通过计算以该像素为中心的局部区域的像素平均值来实现。……