[发明专利]基于FPGA的点二维高斯滤波器及图像处理方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的点二维高斯滤波器，其特征在于：包括用于采集图像样本的图像数据输入模块，便于FPGA内部时钟分频控制的时钟输入模块；并通过FPGA平台搭建：决定处理时序的时钟分频控制模块，用于数据存储的ROM模块，用于遍历样本并确定滤波掩模大小的3×3方形框生成模块，以及对存储图像信息进行处理的二维高斯滤波模块；还包括将处理后的离散二维图像进行终端显示的数据输出模块。

2.一种基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，包括如下步骤：

步骤1，通过图像数据输入模块读入需处理的图像样本信息，并同时在外部映入时钟输入模块；

步骤2，调用ROM模块，将步骤1中由图像数据输入模块采集到的图像样本进行储存；

步骤3，调用步骤2存储的图像样本，由时钟分频控制模块发布时序信号，通过3×3方形框生成模块在样本上生成掩模；

步骤4，将二维高斯滤波模块带入到通过3×3方形框生成模块形成的掩模中，随后该滤波模块将随3×3方形框平滑遍历样本图像，并依次取出来的掩模所有像素进行滤波处理，输出滤波后的数据；

步骤5，将步骤4中滤波后的信息，通过数据输出模块进行串口通信，并最终将处理后的图像显示在电脑终端。

3.如权利要求2所述的基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，其特征在于：所述步骤4中，二维高斯滤波的过程是：先用滑动窗逐行逐列扫描图像的每一个像素点，然后把滑动窗内所有像素点的灰度值的加权平均值代替中心像素点的灰度值，然后根据新的像素点灰度值按顺序输出一幅新的图像。

4.如权利要求3所述的基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，其特征在于：采用快速逼近的二维高斯滤波算法，对于任意位i，有：

式中a为常数；

采用三次均值滤波器逼近高斯滤波器。

5.如权利要求2所述的基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，其特征在于：所述步骤3中，采用两个FIFO存储器来设计3×3方形框生成模块。

6.如权利要求2所述的基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，其特征在于：所述步骤5中，数据输出模块利用FPGA与电脑之间的串口通信，将滤波后的图像数据发送至电脑，并生成.txt文件，最后利用MATLAB程序，将txt文件中的图像数据进行读取，从而生成滤波后的图像结果。