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快速接近遇险船舶是进行海上应急搜救作业的重要环节。早期使用的潜水员的方式进行救助,海上救捞潜水是一项特殊和危险的行业,并且实时潜水作业时受水深、水流速度、天气等多方面影响,使得救援能力有限。为了提高救援效率,使用高科技技术的探测手段是大势所趋,采用计算机辅助决策系统的关键环节是要能得到遇险船只附近水域的水下环境实时图像。由于海水中大量的悬浮粒子使得海水对光进行选择性吸收和散射,二者相互的叠加作用更使光产生巨大的衰减,这都使得水下拍摄的图像清晰度低、对比度差,不利于目标的观测,因此,如何得到水下目标的高清晰成像是急需解决的关键问题,开发出水下高清晰光学成像技术势在必行。本论文是国家科技支撑计划课题——海上遇险目标快速接近技术项目的一部分,主要针对水下高清晰光学成像的关键技术进行研究。为了提高拍摄到的水下目标的成像清晰度,我们在低照度相机中加载FPGA芯片,使用FPGA对拍摄到的图像进行实时增强处理,使人眼得到清晰的成像结果。本论文主要完成了基于FPGA使用Verilog HDL语言对水下图像增强算法的设计,使用计算机模拟相机发送和接收图像,并对处理后图像的清晰度和实时性两大性能指标进行可行性分析。本论文研究的具体内容主要包括算法设计和计算机模拟相机两方面。在算法设计方面主要包括使用MATLAB实现自动色阶算法的设计,处理水下黑白图像后,得到清晰结果,从而验证了该算法的有效性,之后将该算法转化为Verilog HDL语言,应用在FPGA芯片上实现算法。在计算机模拟相机方面主要包括将图像从PC通过USB3.0接口传到USB3.0-ALTERA-DDR2开发板,该板主要控制USB3.0下传图像,并对接收的图像格式进行调整；调整好后通过LVDS,传出到FPGA中进行图像处理；处理完图像后,通过LVDS传至图像采集卡,图像采集卡采集到图像后传回PC,在PC中分析接收到图像的清晰度和实时性。通过此方法验证了该算法的有效性,便可将此FPGA板嵌入相机,这样使用相机便可直接拍摄到清晰图像,达到在水下增视的目的。