图像处理技术发展至今,对信息时效性的要求也越来越高,图像处理正向着实时化的方向迅猛发展。制约着图像处理的实时性能的两个要素是处理器的性能和算法性能。近年来,DSP技术的发展使得处理器的实时信息吞吐量得到大大提高,处理能力随之加强;图像增强算法的结构优化等方面也取得了较多突破,处理延时越来越短,实时处理技术正蓬勃发展。首先,本文设计了实时处理系统的硬件系统和软件系统。硬件系统以TMS320DM642型号的DSP芯片为核心,包括了Cache、视频端口、EDMA和EMIF控制器。功能模块上包括了采集模块、存储模块、电源模块和串口通讯。软件系统包括了图像采集、目标识别、目标大小计算、目标跟踪、目标增强等模块,从基础原理和代码两部分进行了阐述。其次,为了解决在工程应用中遇到的两个问题,提出了两种对应的改进算法:基于局部统计特性的对比度增强算法和改进的动态单目标识别算法,分别解决传统局部增强算法抗噪性能低和搜索模式下动态目标增强问题。此外,还提出了一种改进的高速二值连通域检测方法。从数学原理上对改进算法进行了阐述,列举了几种常用的传统算法,并用软件进行仿真以分析算法可行性。最后,做了3组实验作为验证:基于局部统计特性的增强对比试验;改进的高速连通域检测验证实验;搜索模式下的动态的单一目标的实时增强实验。搭建了实验平台,设计了软件算法,得到了实验数据,并对实验结果进行了分析,对比之前的可行性分析,3种改进算法均具有较好的增强效果和实时性,在工程应用中有重要意义。