基于光照-反射模型的图像增强算法的FPGA设计

针对视频图像增强处理的应用需求及视频图像场景的多样化特点,给出了一种基于光照-反射模型的低照度图像增强算法及其硬件实现。首先,基于光照-反射模型将亮度图像分解为照度分量、反射分量,并对估计的照度分量进行非线性调节,合成新的亮度图像;然后,引入调整系数对光照估计进行场景补偿以适应不同的场景;最后,在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件上进行算法实现。在Altera EP4CE40F23C8 FPGA硬件上实现结果表明,图像增强算法的主、客观处理效果得到明显提升,可满足不同场景的低照度视频图像实时增强处理应用。     

基于多尺度Retinex算法的彩色雾霾图像增强研究

介绍了基于颜色恒常性理论的Retinex模型,并重点分析了色彩恢复多尺度Retinex(MSRCR)算法的原理和实现方法。为验证基于Retinex理论的算法对图像增强具有良好的效果,以雾霾天气采集到的3幅彩色道路监控图像为实验对象,在MATLAB7.0软件中,利用MSRCR算法、直方图均衡化2种图像增强方法,对实验图像进行去雾霾处理,并通过主观评价、图像信息熵、亮度通道直方图来比较和分析2种算法的图像增强效果。研究结果表明:采用MSRCR算法可以还原出细节更丰富、辨析度更高的画面,且处理后的图像具有更大的信息熵,图像色彩也更接近原始图像。     

模糊理论图像增强算法分析

通过对图像模糊理论的研究,得出隶属度函数和增强算子在模糊图像处理中的地位,并以煤矿图像为例进行图像增强处理研究,取得了比传统方法更好的增强效果。     

应答器译码算法的研究及FPGA实现

根据SUBSET-036标准,对应答器报文译码算法、流程进行研究,并通过FPGA进行算法实现和验证,通过与报文原始信息进行比较,验证了FPGA实现的正确性。FPGA中应答器译码算法的实现对编程器、应答器传输模块的研究和开发具有很好的指导意义。     

基于FPGA设计的图像增强预处理器

就如何提高复杂背景条件下低信噪比的小目标检测概率问题展开讨论,提出了用数字滤波方法改善图像质量,提高信噪比,达到抑制背景噪声,增强小目标的目的。针对高帧频电视系统的特点,应用现场可编程门阵列（FPGA）构造高速图像预处理器,完成数字电视的图像预处理的实时计算,进而为后续工作打下良好的基础。仿真和实验结果证明是可行的。     

手背静脉图像增强算法研究

静脉身份识别技术是将皮肤下的静脉血管作为身份特征进行身份识别的技术。采用MATLAB进行了模拟实验,获得了良好的纹理分割效果。     

基于偏微分方程的非线性图像去噪增强技术研究

本文主要研究基于偏微分方程图像去噪增强。针对降质图像去噪增强问题,结合偏微分理论和图像去噪增强方法,改进P-M各向异性扩散模型,有效去噪并保留图像边缘信息。对于基于梯度场均衡化对比度增强的不足,结合偏微分和可调直方图均衡化,增强图像纹理并改善对比度,并客观质量评价处理后图像。     

顺序形态变换的图像增强算法

根据顺序形态变换的相关概念和性质,提出了一种新的图像增强算法。该算法通过对图像做局部加权均值滤波,得到图像增强的基值分量;采用多方位结构元素与图像边缘匹配,计算图像关于各个方位结构元素的加权均值并选取其中的最大值来确定边缘;将此最大值与基值分量之差作为增强分量来扩大图像灰度梯度的动态范围;针对图像中的高灰度区和灰度剧变区,应用图像局部均值和方差自适应调节增强系数。因此,算法在抑制图像中的高频噪声的同时,能有效提升图像中的边缘和目标。实验结果表明,增强前后图像标准差由41.1515,36.9133提高到62.0535,52.8331;图像熵由15.8463,16.8998减少到15.8156,16.8324。     

阴性选择算法匹配规则的FPGA实现

为进一步提高设备的自主在线诊断能力和自修复能力,研究了硬件实现免疫算法的方法及可行性.表示法和匹配规则是人工免疫系统中阴性选择算法的主要特征,针对几种常见二进制匹配规则分别提出了基于FPGA的硬件实现方法.首先阐述了r连续位匹配、r块匹配和海明距离匹配等匹配规则的定义,然后以FPGA为硬件平台分别设计了上述匹配规则的实现方案并进行了功能仿真和实验验证.结果表明,设计方案可行,具有较好的实时性和可靠性.同时,比较和分析了上述匹配规则的检测器覆盖效果,指出应根据工程需要选择合适的匹配规则,最后提出需要进一步研究的问题.     

基于双边滤波的Retinex图像增强算法

针对Retinex图像增强技术在高对比度边缘区域存在"光晕伪影"这一缺点,提出了一种基于双边滤波的Retinex算法。该算法先使用带有边缘保存功能的双边滤波将原图像分解成照度图像和反射图像,再分别采用不同的策略压缩照度图像和增强反射图像,最后把两部分图像合成为新的图像。通过从主观视觉效果和客观质量评价两方面对该算法进行检验,实验结果表明它有较好的增强效果,解决了"光晕伪影"问题。     

基于FPGA+DSP的USB高速数据采集系统设计与实现

为了满足高速数据采集系统的实时性、高速性和结构小型化要求,设计完成了基于FPGA+DSP+USB控制器架构的嵌入式数据采集与处理系统.利用FPGA实现多通道高速数据采集,利用DSP完成对已采集数据的处理.系统采用高速USB2.0控制器完成对数据的高速传输.实验表明,该系统采样速率最高可达10 MSPS,并具有较高的实时性与稳定性.     

基于模糊推理的多级图像增强算法

提出了一种基于模糊逻辑理论的多层次图像增强算法.该方法在保护图像主要纹理特征的基础上,分别对各模糊子集进行增强处理,从而将算法推广为多层次增强,提高了不同灰度级区域间的对比度.与经典方法的比较实验的结果显示,该增强算法能很好地提高图像的对比度,尤其对于医学图像,能显著改善图像质量,提高医生临床诊断的有效性.     

一种改进的直方图均衡实时图像增强算法

直方图均衡是实时图像增强应用较为广泛的一种算法。随着数字图像分辨率的不断提高,现有的算法已经很难满足实时处理的要求。必须找到一种更有效的实时算法来降低图像增强系统对硬件的要求,降低系统成本。因此,介绍现有的几种图像增强算法,并在此基础上提出一种改进的算法。通过对比可以看出该算法有比较好的图像增强效果。     

基于Gabor滤波器的指纹图像增强算法研究

在指纹识别系统中,图像增强效果的好坏对特征提取及指纹鉴别的识别率具有决定性的影响。本文详细介绍了Gabor二维函数、Gabor滤波器的图像增强算法、方向图计算、纹线频率计算的步骤及方法,从而去除了噪声,达到了增强图像的目的。在算法设计上提高了运算速度,节省了运算的时耗。     

恒模算法的仿真分析与FPGA实现

介绍了恒模算法的原理,并用matlab仿真了在多径环境和群时延情况下恒模算法的均衡结果 ,通过分析均衡前后的星座图、误码率以及群时延曲线,验证了恒模算法可以减小由多径效应和群时延造成的码间干扰。最后给出了恒模算法的FPGA实现。     

图像调焦算法研究及FPGA实现

利用图像处理方法进行自动调焦的关键是提取图像清晰度特征,并建立其评价算法.本文研究了灰度值线性变换、灰度直方图均衡、中值滤波及同态滤波等预处理方法和基于功率谱的清晰度评价函数,并与其它的评价方法进行了比较分析.研究表明,中值滤波和灰度值线性变换相结合的预处理方法,具有效果好、计算量少等优点;基于功率谱的清晰度评价函数比其它的评价方法具有更好的调焦性能和更明确的物理意义.根据基于功率谱的图像调焦算法的特点,设计了图像处理模块的结构框架和算法流程,提出了流水线作业结构、"乒乓"操作模式、双蝶形处理器复用、基-2 FFT算法的FPGA实现方案,提高了图像自动调焦的计算和响应速度.     

基于FPGA的高速字符识别系统

在字符识别应用系统中,利用图像传感器采集到原始图像数据后,大部分图像处理工作通常由DSP、ARM或微计算机完成。以钞票流转智能监控系统研发应用为基础,提出一种由FPGA和ARM组成的图像处理识别系统,利用FPGA构建了各种噪声去除、特征提取、图像增强、模板匹配等图像硬件处理器,实现对26个英文字母和10个阿拉伯数字的快速识别。实践表明,该系统具有超高的识别速度和超高的性价比。     

基于人眼视觉特性的自适应图像增强算法

针对Deng算法对噪声比较敏感,提出了一种自适应图像增强算法.利用Deng算法的基本原理,结合人眼的视觉特性自适应地生成算法的参数,这样既保留了原Deng算法实现容易、运算速度快等特点,还对噪声具有一定的抑制作用.通过实验比较,所提算法能够自适应地生成算法的参数,并在保持了Deng算法原有的容易实现的优点的基础上,提高了算法在抑制噪声方面的性能.     

一种小波域的图像增强算法

微弱图像具有对比度低、噪声高、质量差等特点,一定程度上影响了图像的观察和使用。因此,提出一种小波域的图像增强算法,通过对微弱图像多尺度、多分辨率的小波变换分离各维度小波系数,对低频小波系数进行直方图均衡化,高频小波系数进行Canny算法提取边缘,最后将处理后的各维度小波系数进行图像重构以实现图像增强。并选取了3幅微弱图像,将其经所提出的算法及几种传统经典图像增强算法增强后的图像进行实验仿真对比。仿真结果表明,在主观评价上,所提算法增强后的图像的细节更加丰富,视觉感受更加平滑自然;客观评价指标中信息熵的值也都是最大的,分别是4.989 3,3.741 5,4.796 1,信息丰富度最高;而峰值信噪比和图像质量测量函数的数据表明所提算法增强图像的强度适中,整体性较好。可见,所提出的针对微弱图像的增强算法能够在视觉效果上和图像信息上进行有效的图像增强。