在雾天情况下,光线由于受到悬浮雾颗粒散射的作用,造成目标跟踪系统视频成像单元采集到的图像能见度和对比度比较低,军事人员很难准确监视跟踪淹没在昏暗的背景里的炮弹目标,为了解决这一问题,本课题以Xilinx公司的Spartan-3AN系列低成本FPGA芯片为核心,设计了图像实时增强系统,主要工作有以下几个方面:(1)对主流的基于Retinex和基于直方图均衡图像增强算法进行了理论研究,选取不同场景的雾天低对比度图像作为素材,在Matlab软件中对算法进行仿真,主观观察对比算法增强效果,分析算法优缺点。在此基础上,对三种基于直方图均衡的算法进行了客观评价以及计算量评估,选择限制对比度自适应直方图均衡增强算法。(2)系统硬件平台的设计,主要包括FPGA的选型、数字相机的选择、PCB电路设计。然后完成了硬件平台的焊接、调试,并在ISE软件上使用Verilog语言编写了图像采集和图像显示控制程序。(3)改进CLAHE图像增强算法执行流程,优化直方图重分配流程、直方图均衡以及像素重构计算方法,在FPGA上实现算法,并使用Moselsim软件仿真。将FPGA程序下载到硬件平台中,对雾天图像实时增强系统进行了实验测试,并分析了实验效果。大量实验结果表明,本课题设计的图像实时增强系统对雾天低对比度视频图像增强效果明显,可以从中清晰识别跟踪炮弹目标。同时,该系统可用于医学图像增强、交通检测及航空航天等多个领域,具有较高的实用价值。