基于模擬技術的圖像增強方法

下面描述系統的工作流程。

首先采集觀察圖像，進行灰度分析，確定合適的坐標右移位置和細節圖像需放大的倍數，實現CCD采集條件設定，圖2中以粗實線表示此過程。經視頻AD1量化后的數字圖像由DSP的視頻接口輸入到DSP系統中，進行灰度分析。其分析可以由圖像算法進行目標提取后獲取目標圖像的灰度范圍來實現灰度分析的結果，也可以由灰度的統計分布情況進行灰度分析。本文中給出由主導灰度的統計分布實現灰度分析的算法。算法如下：

確定灰度直方圖中主導灰度的起始位置與范圍。

設灰度直方圖中灰度值為ri，其分布函數為F(ri)，灰度量化為L級，主導灰度的閾值為T。

求出滿足公式（1）的所有的rij、rj的值：

將坐標右移的數值通過I2C接口傳遞到DAC芯片MAX5280進行鎖存，將放大倍數通過SPI接口傳遞到視頻AD2的可編程增益控制器中決定細節圖像的放大倍數，從而完成采集條件的設定。

然后進行CCD的圖像采集增強，圖2中以細實線表示此過程：兩片視頻AD同時采集所觀察圖像的模擬信息，分別得到原圖圖像和細節圖像，在DSP中將原圖圖像和細節圖像進行灰度映射得到模擬增強圖像，根據算法和觀察需要可選擇某幅圖像進行處理。在本實現中，是將三幅圖像通過網絡傳遞到PC機中進行顯示比較。

模擬細節圖像的采集過程分五步進行：

(1)相關雙采樣[3]處理，濾除CCD信號中的低頻相關噪聲，獲得像素輸出電壓差。

(2)信息定位。其具體實現電路可以有多種方案，本文給出一種實現，實現的原理圖如圖3所示。

放大器A1實現了輸入Sig_In的反向與vr′的疊加，放大器A2實現DAC輸出的直流電壓X的抬升，并且放大器A2的飽和溢出位置為vr′。

放大器A1、A2需滿足電阻平衡要求，如公式（3）。

選擇所有電阻均為1kΩ，可以滿足電阻平衡要求。