[发明专利]一种高速导向滤波器在FPGA平台的实现装置

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种高速导向滤波器在FPGA平台的实现装置。

背景技术

数字图像平滑技术在图像去噪、细节增强等方面均有广泛应用。以高斯滤波为代表的线性移不变滤波类方法因算法简单，平滑效果显著的特点而得到了广泛应用。然而，由于该类方法在本质上属于低通滤波，图像中的边缘、细节等高频分量丰富的区域在滤波后通常变得模糊，导致信息的损失。

理想的平滑算法应该具有平滑的同时保持边缘的特点。各向异性扩散、加权最小二乘等基于偏微分方程的方法可以较好地实现这一目标，但其处理过程基于多次迭代，无法满足实时处理的要求。中值滤波也可实现边缘保持的平滑，但当窗口较大时，该算法的实时性也难以保证。双边滤波是一种近年来发展较快的保边滤波算法，其应用广泛，且有相应的快速算法使其满足实时处理要求，但其快速算法通常以降低处理效果为代价。

向导滤波是近几年新出现的一种滤波算法，可用于图像平滑、细节增强、去雾等方面。应用于图像平滑时，向导滤波具有与双边滤波相似的处理效果，且处理速度快，计算复杂度与窗口大小无关。但由于算法复杂，目前未能在FPGA平台上实现。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有技术难以在FPGA平台上实现向导滤波。

本发明的技术方案如下所述：

一种高速导向滤波器在FPGA平台的实现装置，包括四个均值滤波器boxfilter1～boxfilter4、一个FIFO、一个延迟器和若干个加法器、乘法器、除法器：

向导图像分别输入至boxfilter1、boxfilter2和FIFO，通过boxfilter1得到向导图像在以点i为中心的窗口内所有点的像素均值通过boxfilter2得到向导图像在以点i为中心的窗口内所有点的像素值平方的均值通过一个乘法器和一个加法器依据式(3)得到向导图像在以点i为中心的窗口内的方差通过一个加法器和一个除法器依据式(2)得到线性变换系数a_k；通过延迟器的像素均值和通过加法器的线性变换系数a_k输入至一个乘法器，依据式(2)得到线性变换系数b_k；线性变换系数a_k、b_k分别通过boxfilter3、boxfilter4得到线性变换系数均值经过FIFO缓存的向导图像和线性变换系数均值输入至一个乘法器，其处理结果与线性变换系数均值输入至一个加法器，完成式(1)所示向导滤波：

qi=ak‾pi+bk‾=1|w|·Σk,i∈wk(akpi+bk),∀i∈wk---(1)]]>