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改进直方图均衡化算法及FPGA实现-电子器件
第４０卷 第４期 电 子 器 件 Ｖｏｌ４０ Ｎｏ４
２０１７年８ 月 ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ａｕｇ. ２０１７
Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ＦＰＧＡ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｏｎ∗
ＨＡＮ Ｔｕａｎｊｕｎ∗
(ＳｈａａｎｘｉＳｃｉ￣Ｔｅｃｈ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＰｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔꎬＳｈａａｎｘｉＨａｎｚｈｏｎｇ ７２３０００ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｌｏｗ ｉｍａｇｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｎｄ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｓｌｏｗ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｓｐｅｅｄꎬａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ＦＰＧＡ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ. Ｔｈｅ
ｉｍａｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍꎬａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ ＦＰＧＡ ｖｉｄｅｏ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｈａｒｄｗａｒｅꎬｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｃａｎｐｒｏｄｕｃｅ ｃｌｅａｒｅｒ
ｉｍａｇｅｓꎬａｎｄ ｉｍａｇｅ ｄｅｔａｉｌｓｏｆ ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｉｍａｇｅ ａｒｅｗｅｌｌ ｐｒｅｓｅｒｖｅｄꎬｒｅａｃｈ ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｉｍａｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｗｈｉｌｅ
ｓｉｍｐｌｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍꎬｓａｖｅ ３５％ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ｃｏｓｔｓ ａｎｄ ｍｅｅｔ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ
ｓｔａｎｄａｒｄ ｉｍａｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｌｉｇｈｔｅｄ. Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｉｍａｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔꎻｈｉｓｔｏｇｒａｍ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎꎻＦＰＧＡꎻｒｅａｌ ｔｉｍｅ
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ＥＥＡＣＣ:６１４０Ｃ ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５ ９４９０.２０１７.０４.０１３
改进直方图均衡化算法及ＦＰＧＡ 实现∗
韩团军∗
(陕西理工大学物理与电信工程学院ꎬ陕西 汉中７２３０００)
摘 要:为了解决图像对比度低和传统的直方图均衡化算法处理速度慢的问题ꎬ提出了一种改进直方图均衡化算法及ＦＰＧＡ
系统ꎮ 该系统首先在算法进行改进ꎬ达到提高了图像增强的目的ꎬ其次系统算法应用ＦＰＧＡ视频处理平台上进行硬件实现ꎬ实
验结果表明:改进算法能产生比较清晰的图像ꎬ图像细节保留较好ꎬ达到了图像增强的目的同时简化了系统的结构和设计复
杂度ꎬ节约了３５％的硬件成本ꎬ可以满足图像处理的实时性要求ꎮ
关键词:图像增强ꎻ直方图均衡ꎻＦＰＧＡꎻ实时性
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中图分类号:ＴＮ９１１.７３ 文献标识码:Ａ 文章编号:１００５ ９４９０(２０１７)０４ ０８４５ ０４
在图像传输、处理的过程中ꎬ实际获得的图像受 １ 改进型直方图均衡算法的ＦＰＧＡ 实
到外界噪声和光照不均匀等条件影响ꎬ会严重影响
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