Um die von der Kamera aufgenommenen Bilder in nächtlicher Umgebung zu verbessern, wurde ein adaptives Nachtszenenverstärkungssystem unter Verwendung von FPGA kombiniert mit analogen Schaltungen entwickelt. Zunächst erfasst die Analogkamera das Video; dann verstärkt der AD603-Chip das aufgenommene analoge Videosignal, der TVP5150-Chip dekodiert das verstärkte analoge Videosignal und gibt Daten im ITU-R BT.656-Format aus; anschließend extrahiert das FPGA die gültigen Daten, ändert die Auflösung und führt eine Vorverarbeitung wie Video-Interpolation durch; schließlich werden mittels eines adaptiven Algorithmus und eines D/A-Wandlers der AD603-Chip zur Verstärkungsanpassung gesteuert, wodurch das System sich automatisch an die Umgebung anpasst und den durchschnittlichen Grauwert jedes Bildes in der Nähe des eingestellten Schwellenwerts stabilisiert. Der Ersatz komplexer Softwarealgorithmen durch Hardware-Schaltungen reduziert den FPGA-Ressourcenverbrauch erheblich bei gleichzeitigem Erreichen des gewünschten Effekts. Das Design wurde auf der ALINX AX545 FPGA-Plattform realisiert. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass bei einer Auflösung von 640 × 480 und 60 Bildern pro Sekunde eine adaptive Echtzeitverstärkung von Nachtszenen möglich ist, wobei der durchschnittliche Grauwert des Bildes stabil nahe dem eingestellten Schwellenwert gehalten wird. Dieses System kann in Bereichen wie Objekterkennung und Videoüberwachung eingesetzt werden.

Bildverbesserung;FPGA;adaptiv;Echtzeit