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基于FPGA的中值滤波算法设计.pdf
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FPGA
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基于FPGA的中值滤波算法的设计与实现
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基于FPGA的中值滤波算法的设计与实现 摘 要 在图像的采集、传输和记录等过程中，由于受到多方面因素的影响，图像信号会不可避免地受到椒盐噪声的污染，这将会严重影响图像的后期分析和识别等处理，因此有必要用中值滤波器对图像的椒盐噪声进行滤波预处理。 实际应用中，对滤波器件不仅要求能够将图像中的椒盐噪声滤除，满足图像处理的实时性要求，而且还要求能够很好地保护图像细节，避免滤波后图像变得模糊。针对传统的快
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图像滤波是图像预处理过程中重要的组成部分，而基于FPGA的滤波算法相对软件算法而言具有高度的并行性。能满足实 时图像处理的要求，同时也具有灵活的硬件可编程性；简要说明了中值滤波的原理，介绍并比较了标准中值滤波和多级中值滤波的特点和适用范围，针对滤波算法的邻域性特点，设计了基于FPGA的滤波器整体架构，并设计了标准中值滤波和多级中值滤波两种滤波算法的FPGA实现方案和功能仿真，同时通过实验结果对两种
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针对传统中值滤波算法获取滤波窗口中值时排序比较次数多，时间代价大的问题，在FPGA平台上实现了一种基于归并插入排序算法的中值滤波系统，有效地减少了获取中值的比较次数，提高了图像处理速度。测试结果表明：获取5×5滤波窗口中值时，归并插入算法仅需90次比较，相对于冒泡法减少了35次比较操作。同时，该系统加入了阈值比较电路，有效保持了图像细节，解决了中值滤波带来的图像模糊问题。
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针对传统中值滤波算法带来的图像模糊问题，提出一种改进算法，加入阈值比较环节以便更好地保持图像细节。当用F P GA实现中值滤波算法时，传统方法需要较多的时钟周期，由此设计一种新的硬件实现电路，仅用 3个周期就能快速地取得中值。仿真结果说明，该改进算法不仅能够取得良好的滤波效果，而且使所处理的图像更加清晰，所设计的硬件电路能够快速、高效地对算法进行实现。
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