[发明专利]基于FPGA的点二维高斯滤波器及图像处理方法

说明书

本发明公开一种基于FPGA的点二维高斯滤波器，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：决定内部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。此种技术方案以FPGA为基础，将输入的图像信号进行二维高斯滤波。将图像处理算法在FPGA硬件平台实现，在保证图像处理算法的实时性的同时，又可以充分利用FPGA的IP核所具备的定制功能，满足更多具体需求。本发明还公开一种基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于FPGA的点二维高斯滤波器图像处理方法，具体地说，涉及一种利用FPGA实现图像的点二维卷积处理，尤其涉及二维高斯运算，实现图像噪声的消除。

背景技术

随着信息数字化处理技术发展的不断进步，图像作为信息传输的媒介越来越广泛地应用于学习、工作、科研及生活的各个领域中。实现数字图像处理无非就是两种方案，一种是用软件处理，例如用MATLAB实现，另外一种是用硬件处理，例如专用集成电路、FPGA等。大多数不复杂的图像处理是用软件实现的，因为软件处理易于仿真模拟。

由于图像处理技术不断的发展，人们对数字图像处理技术的要求也越来越高。经相关检索调研，进行图像处理的相关系统对于数据处理量的需求很大，且要求很快的处理速度，当我们处理一些实时的图片或者大图片时，传统图像去噪技术是基于PC机上的，虽然去噪效果好，使用软件进行处理可能达不到需要的速度要求，因为软件处理的速度较慢，然而当前大多数用于图像处理的算法还只能利用软件去运算，但此时软件环境所需的成本太高，且规模很大，同时使得很多算法无法真正实现，仅仅停留在仿真模拟阶段，这时选择使用硬件处理图像来达到处理速度的要求是非常合适的，所以急需一种造价较低且图像处理速度快、并可以保证良好的图像噪声滤除的基于硬件平台的图像处理方法。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于FPGA的点二维高斯滤波器及图像处理方法，其以FPGA为基础，将输入的图像信号进行二维高斯滤波。将图像处理算法在FPGA硬件平台实现，在保证图像处理算法的实时性的同时，又可以充分利用FPGA的IP核所具备的定制功能，满足更多具体需求。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于FPGA的点二维高斯滤波器，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平台搭建整个图像处理系统的各内部处理模块：决定系统内部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。

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，此模块主要是为了保证后续在FPGA搭建的各处理模块能够有序的进行工作；

步骤2，基于步骤1的时钟输入模块，在FPGA内部搭建时钟分频控制模块，该模块主要是将FPGA内部的ROM模块，3×3方形框生成模块，二维高斯滤波模块能够按照相应的时序进行工作，从而避免资源占用冲突；

步骤3，在FPGA内部，经由步骤2时钟分频控制模块，此处首先通过调用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4，随后调用步骤3存储的图像样本，再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，此处掩模主要是为了后续进行二维高斯滤波进行准备，以便能够将框内的图像像素点进行替换处理，从而实现图像处理需要像素点的输出；