一种硬件友好型自动图像增强算法与实现

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1、航天返回与遥感第37卷第6期46SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2016年12月一种硬件友好型自动图像增强算法与实现范斌1’2于起峰1(1国防科学技术大学，长沙410073)(2北京空间机电研究所，北京100094)摘要由于现有的图像增强算法难以兼顾处理效果和运算速度两方面的要求，文章提出了一种适合于硬件电路实现的自动图像增强算法，用于实现图像品质的实时提升。以图像中直方图分布情况作为图像品质的评价依据，利用分段线性变换方法实现图像品质增强。算法的核心是构建了直方图与分段函数系数

2、之间的定量关系，实现了系数的自动计算，设计实现了相应的FPGA系统结构。采用高效的并行流水线结构，通过发挥硬件模块内部潜在的并行度以确保系统的实时处理能力。仿真和成像试验表明，基于该算法设计实现的FPGA硬件电路开销少，实时性好，适应性强，针对不同的场景均取得较好的处理效果，具有广阔的应用前景。关键词图像增强硬件友好自动实时航天遥感中图分类号：TP72文献标志码：A文章编号：1009．8518(2016)06-0046一l1DOI：10．3969／j．issn．1009．8518．2016．06．006Desi

3、gnandImplementationofaHardware--FriendlyAutomaticImageEnhancementAlgorithmFANBinl，2YUQifen91(1NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073，China)(2BeijingInstituteofSpaceMechanics＆Electricity，Beijing100094，China)AbstractBecausetheexistingimageenhance

4、mentalgorithmisdifficulttobalancethetwoaspectsofprocessingeffectandspeedrequirements，thispaperproposesahardware—friendlyautomaticimageenhancementalgorithmforimprovingimagequalityinrealtime．Imagequalityevaluationisbasedonthehistogramdistributionintheimage，and

5、imagequalityenhancementisbasedonpiecewiselineartransformationThecoreoftheproposedalgorithmistoestablishthequantitativerelationshipsbetweenthehistogramdistributionandthecoefficientsofthepiecewiselinearfunction．Andasaresult．thecoefficientscanbeautomaticallycal

6、culated．Furthermore，thecorrespondingFPGAsystemarchitectureisimplemented．Especially，thehigh—performanceparallelpipelinedtechnologyandinnerpotentialparallelprocessingabilityofthemodulesarepaidmoreattentiontoensurethereal—timeprocessingabilityofthecompletesyste

7、m．ThesimulationsandtheexperimentationsshowthattheproposedFPGAsystemcostslesshardwareresourcesandiScharacterizedasreal．timeprocessingabilityandgoodadaptability．Itcanachievegoodprocessingeffectsfordifferentsceneries．andcanbeusedinvariouspracticalapplications．K

8、eywordsimageenhancement；hardware·-friendly；automatic；real·-time；spaceremotesensing收稿日期：2016—10．09基金项目：国家重大科技专项工程第6期范斌等：一种硬件友好型自动图像增强算法与实现470引言在图像的产生过程中，不可避免受到光照、运动、遮挡、曝光等因素的影响。这些因素会导致图像品质的退化。图像增