核岛核心区域的辐射瞬态剂量率高、总剂量大,在运行期间禁止进入。为实现核能的安全运营和使用,确保出现故障时的及时响应,可以通过视觉监控系统为核电生产提供有效监控以及异常监测和决策。在辐射环境下,各类射线累计形成的总剂量效应是造成视觉监控内部电子器件性能下降或失效的重要原因之一。当相关电子器件受到的辐射剂量超过它们所可以承受的总值时,器件就会形成永久或半永久性的损伤,最终表现为图像质量的下降。虽然在断电后器件会有一定的退火现象,但更高剂量辐射会造成器件形成无法恢复的故障。相比于传统商业监控摄像系统,处在辐射环境下的视频监控运行环境复杂,会受到大剂量的辐射影响,图像质量下降更加明显。因此,论文通过对总剂量效应导致的图像质量下降问题进行研究。并通过对噪声特点进行分析和建模,以及对相关的图像处理方法进行研究,提出一种基于改进高斯滤波和统计滤波的噪声消除算法。最后采用国产宇航级抗辐射FPGA作为预处理单元进行算法实现,实现从软件仿真到硬件验证的全流程设计。论文首先介绍了图像增强算法以及图像固定模式噪声处理的研究现状;接下来分析了核辐射环境下固定模式噪声的产生和变化原理,以及进行相关模型构建;然后对算法的设计需求进行描述,针对现有算法进行改进,提出了基于改进的高斯滤波和统计滤波的方法,并在软件层面验证了算法的有效性。最后将算法在FPGA上实现。论文的主要工作在于:1.提出一种改进的高斯滤波和统计滤波的固定模式噪声消除方法。方法依据噪声的特点,设计了改进的高斯滤波核用于提取图像特征,统计滤波方法用于分离图像的噪声中值。相比于传统的高斯滤波,可以在同等噪声消除效果的前提下,使单次的计算量减少一半以上。论文通过Matlab进行仿真验证,将算法与其他4种噪声处理方法进行速度和性能比较。结果表明,该算法相比于其他几个算法,计算时间是最短的,可以满足最大35帧/s的处理速度;同时,量化性能指标在所有算法中排名第二,可以实现较高质量的噪声处理。2.论文通过FPGA实现了上述固定模式噪声消除算法。通过模块化、流水线的设计方法,对精度和资源消耗进行了平衡优化设计。主要实现了存储模块、改进高斯滤波模块、比较模块、滤波计算模块等,综合结果显示该算法最高频率可达79.308MHz,各项资源使用也在合理区间,验证了算法的硬件可行性。