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基于FPGA水下图像像质增强实时化研究的任务书
一、研究背景
随着人类对水下环境的探索，水下图像的获取已经成为一项重要的任务。水下环境不同于陆地环境，其光照条件和传播方式都有所不同，导致水下图像的像质往往较差，影响图像的识别和分析。因此，在水下图像获取的过程中，图像像质的增强已经成为一个重要的研究领域。而FPGA作为可编程逻辑器件，具有高性能、低延迟、低功耗等特点，成为实现高速图像处理的有效工具。
二、研究目标
本研究旨在利用FPGA进行水下图像像质的实时增强，并具体实现以下目标：
1.研究水下图像获取的原理和基本方法，了解水下环境对图像像质的影响；
2.研究图像像质增强的基本方法和算法，包括直方图均衡化、锐化、噪声滤波等；
3.基于Vivado开发环境，利用FPGA实现图像像质增强的算法，实现水下图像实时增强；
4.在实际水下环境中进行测试，并对处理结果进行评估和分析，验证算法的有效性和可靠性。
三、研究内容
1.水下图像像质的基本原理和方法，包括图像去模糊、去噪和对比度增强等；
2.Vivado开发环境的基本使用方法和FPGA程序设计技术；
3.利用FPGA实现水下图像像质增强的算法和架构设计，包括硬件电路的设计和软件程序的编写等；
4.在实际水下环境中进行测试，并对处理结果进行评估和分析；
5.总结本研究的成果和不足之处，并提出改进和拓展的建议。
四、研究方法
1.文献资料的检索和分析，了解水下图像像质增强的相关基本理论和研究现状；
2.设计和编写基于FPGA的图像像质增强算法和程序，提高算法的实时性和鲁棒性；
3.利用开源的平台进行仿真和实验，验证算法的正确性和可靠性；
4.在实际水下环境中测试水下图像像质增强效果；
5.对数据进行处理和分析，得出结果并进行总结。
五、研究意义
本研究的成功将为水下图像获取提供更好的支援和实现，提高水下任务的成功率和相关领域的发展。同时，本研究采用FPGA技术实现图像像质增强，具有实时性、低延迟和高效性等特点，可以应用于监视系统、水下探测和总体设备等领域，在实际应用中具有较好的推广前景和经济效益。
六、研究进度安排
第一阶段（1-2周）：研究水下图像的获取原理和基本方法；
第二阶段（3-4周）：研究图像像质增强的基本方法和算法；
第三阶段（5-6周）：学习FPGA开发环境，并进行初步的程序设计和实现；
第四阶段（7-8周）：进行仿真和实验，对结果进行分析和总结；
第五阶段（9-10周）：在实际水下环境中进行测试，并对处理结果进行评估和分析；
第六阶段（11-12周）：总结本研究的成果和不足之处，并提出改进和拓展的建议。
七、参考文献
[1]水下图像处理技术综述[J].李升，张弛，吕爽等，计算机应用研究，2019，36(7):1926-1929。
[2]FPGA实现实时水下图像去噪处理的研究[J].尹明佳，张甲川，龚凯等，吉林大学学报，2018，48(4):1045-1049。
[3]基于损失函数的水下图像增强算法[J].刘涛，李勇，赵国琴等，自动化学报，2018，44(7):1290-1300。
[4]FPGA图像处理技术在水下影像增强中的应用研究[J].靳万，陈宏伟，高强等，电子技术应用，2017，43(12):91-96。
[5]基于FPGA的实时水下图像增强算法[J].邢杰，秦海林，廖勇宇等，中华水产科学，2016，44(7):154-160。