1. 研究目的与意义
在图像生成和采集过程中引入的各种噪声会使图像质量变差。
所以必须先对图像信号进行预处理。
以达到抑制背景噪声的效果,增加目标强度,从而提高图像信噪比,为后续工作打下良好的基础。
2. 国内外研究现状分析
有的研究人员针对实际应用中的中值滤波器的设计,利用33 模板矩阵的特点,提出了中值快速算法,结合FPGA 的并行特点,采用3级流水操作提高了图像处理的效率和单位时间内的处理数据量的吞吐能力。
有的研究人员对中值滤波算法的仿真,只要改动相应的参数值便可实现对不同灰度级、不同尺寸的图像进行处理。对于不同的处理要求,也可通过选择端在3 3模板窗口和5 5 模板窗口之间选择,这对于在FPGA上开发图像处理的其他算法具有很好的借鉴作用。
3. 研究的基本内容与计划
采用Altera公司的DE2开发平台和Terasic公司的500万像素的数码相机开发套件相结合的设计方案来实时采集图像数据。将采集到的彩色图像转换成灰度图像,分析各种噪声信号的特性。应用MATLAB编程并在计算机上仿真通过,并应用VHDL或Verilog语言编程实现一图像滤波器(可以选择中值滤波或均值滤波),在QuartusII软件上进行仿真实现滤波器功能,并分析滤波后的图像是否达到预期的效果。1.(2-3周)查阅整理资料 2.(4-6周)了解并尝试使用DE2开发平台3.(7-9周)采集彩色图像并转化成灰度图像分析各种噪声信号的特性; 4.(10-14周)用Matlab编程仿真通过,应用VHDL语言编程实现图像滤波器选择中值滤波,在QuartusII软件上进行仿真实现滤波器功能并分析结果 5.(15-16周) 整理和完善毕业设计论文. 6.(17-18周) 准备答辩.
4. 研究创新点
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,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。
FPGA运行速度快, FPGA内部集成锁项环,可以把外部时钟倍频,核心频可以到几百M,而单片机运行速度低的多,在高速场合,单片机无法代FPGA 而且FPGA管脚多。 中值滤波是一种能有效地抑制图像噪声而提高信噪比的非线性滤波技术。它是把邻域中的像素按灰度级进行排序,然后选择该组的中间值作为输出像素值。本次设计中利用FPGA大大增加了实验处理速度,运行快对图像的处理更加精确,利用中值滤波技术也使图像去噪更加彻底。
