幸运成像是一种高分辨率天文图像恢复技术,主要通过对恒星序列短曝光图像进行选取、配准和叠加操作复原出高分辨率目标图像,能够有效降低大气湍流对图像质量的影响,提高地基望远镜的成像分辨率。针对基于中央处理器(CPU)的幸运成像算法有两类:空域算法和频域算法,本文提出了一种新的幸运成像算法,以空域和频域选择率为纽带,成功的把空域幸运成像算法和频域幸运成像算法两种基本算法融合起来,使之成为其中的真子集。实验结果表明,在同样的实验数据和实验平台下,本算法得到的高分辨率复原图像优于两种基本算法得到的高分辨率复原图像;同时,本文还提出了一种新的好图选取及存储方案,能够极大地节省计算机内存,使幸运成像算法既能够在内存较小的通用台式机或者个人计算机上实现,也能够处理更多帧数和更大尺寸的天文图像。另一方面,基于CPU的幸运成像算法不易实现实时化,难以满足天文观测人员的需求。本文利用现场可编程逻辑阵列(FPGA)的并行性和灵活性优势,提出了一个符合FPGA开发特点的实时幸运成像算法,并在一块中小规模的FPGA开发板上进行了系统的实现,搭建了一个实时处理、动态更新和显示的幸运成像系统。该系统采用千兆以太网作为图像传输链路,在FPGA上实现了天文图像的滤波和宇宙射线剔除、实时选图、配准和叠加流程以及多阈值二值化可视操作。通过与其它基于FPGA的算法的对比分析,说明了本算法在时钟和资源上的巨大优势。所实现的FPGA系统能够对连续传输的10000帧512?512像素的图像进行实时和动态的幸运成像,这既证明了所设计的幸运成像算法的有效性,也说明所提出的FPGA算法实现技术的可行性。