一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法及其系统，其中所述方法包括以下步骤：S1：设立顶层输入输出端口，将底层的各个功能控制模块通过连线衔接起来；S2：将图像数据从输入端口依次输入，存放在滤波窗口当中；随着图像数据的不断输入，所述滤波窗口逐渐滑过整幅图像，进而得到并处理图像中的所有像素；S3：获取开始信号之后的第一个中心像素点，并计算所述中心像素点的行、列位置信息，确定从所述窗口模板中获得的数据在完整图像中的行列位置，以及窗口是否到达边缘或者是否传输完毕，从而进行边缘控制；S4：运用中值滤波优化算法对所述图像进行优化。

A gray image median filtering optimization method and its system based on FPGA

The present invention provides a method and system for optimizing the gray image median filter based on FPGA, wherein the method comprises the following steps: S1, set top input and output ports, each function of the underlying control module connected by wires; S2: the image data from the input port are input, stored in the filter window; with the continuous the input image data, the filtering window gradually over the whole image, and then get and handle all the pixels in the image; S3: get the first signal after the center pixel, and calculates the position information of the center pixel rows and columns, determine the position of the ranks obtained from the data in the template window complete the image, and whether the window to reach the edge or whether it has been transmitted, and edge control; S4: using median filtering optimization algorithm The image is optimized by the method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法及其系统
本专利技术涉及灰度图像滤波领域，具体涉及一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化算法及其系统。
技术介绍
近年来，随着计算机视觉技术和数字图像处理在各个领域愈加广泛的应用，在一些实时检测场合，对于图像数据处理的实时性、并行性要求越来越高。通常，图像信号在形成、存储和传输的过程中，由于成像系统、存储设备、传输介质和工作环境的固有缺陷，或者由于传感器瞬间失常和信道噪声造成的随机干扰，使得图像质量恶化，严重影响后续处理的效果。为了消除噪声，提高图像质量，必须对图像进行滤波、平滑等预处理操作，但传统滤波算法在数据排序量较大的情况下，通常无法达到实时性的要求。随着电子技术工艺的不断革新，基于查找表结构的可编程逻辑器件-现场可编程门阵列(FPGA)的飞速发展为提升图像滤波的性能提供了新的思路和方法，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。与通用DSP相比，FPGA以其灵活的并行执行架构在大量应用场合中表现出优于通用DSP的串行执行架构的性能，能够有效地进行并行运算和流水作业，显著提高图像数据的处理速度，满足系统的实时性要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设立顶层输入输出端口，将底层的各个功能控制模块通过连线衔接起来；S2：将图像数据从输入端口依次输入，存放在滤波窗口当中；随着图像数据的不断输入，所述滤波窗口逐渐滑过整幅图像，进而得到并处理图像中的所有像素；S3：获取开始信号之后的第一个中心像素点，并计算所述中心像素点的行、列位置信息，确定从所述窗口模板中获得的数据在完整图像中的行列位置，以及窗口是否到达边缘或者是否传输完毕，从而进行边缘控制；S4：运用中值滤波优化算法对所述图像进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设立顶层输入输出端口，将底层的各个功能控制模块通过连线衔接起来；S2：将图像数据从输入端口依次输入，存放在滤波窗口当中；随着图像数据的不断输入，所述滤波窗口逐渐滑过整幅图像，进而得到并处理图像中的所有像素；S3：获取开始信号之后的第一个中心像素点，并计算所述中心像素点的行、列位置信息，确定从所述窗口模板中获得的数据在完整图像中的行列位置，以及窗口是否到达边缘或者是否传输完毕，从而进行边缘控制；S4：运用中值滤波优化算法对所述图像进行优化。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括：图像数据以时钟周期为基准，从输入端口依次输入，通过7个移位寄存器和2个先进先出存储器，使得9个数据存放在3×3滤波窗口当中。3.根据权利要求2所述的基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，生成所述滤波窗口的步骤包括：S21：根据中心像素点得到其所在的行、列位置信息；S22：根据开始信号设计得到获取数据的有效时间序列；S23:在读取数据的有效时序内，得到窗口内的所有元素数据；S24：将图像的边界保持不变。4.根据权利要求1所述的基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：当所述滤波窗口执行到图像边缘时会覆盖图像外的一部分，使得中值滤波优化算法无法顺利执行，此时对滤波操作进行行列计数控制，在所述滤波窗口移动到图像边缘时将输出保持不变。5.根据权利要求1所述的基于FPGA的灰度图像中值滤波优化方法，其特征在于，所述步骤S4中的中值滤波优化算法包括：S41：9个输入数据在第一个时钟周期到来时，采用并行方式，分别将三行数值输入三级三点比较器进行降序排序，输出每行的最大值、中间值、最小值；S42：在第二个时钟周期到来时，以各行中值的大小为基准进行行间排序，即对各行中值进行三点比较；S43：在第三个时钟周期到来时，采用并行方式对第二行和第三行的最大值进行比较，同时对第一行和第二行的最小值进行比较，分别输出比较结果的最小值和最大值；S44：在第四个时钟周期到来时，将步骤S43中的比较结果的输出和窗口中心像素输入三点比较器进行三点比较，最后取得中值。6.一种基于FPGA的灰度图像中值滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志衡，马佳艺，宋欢，朱江波，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23