基于FPGA灰度圖像高斯濾波算法的實現(xiàn)

1.? 內(nèi)容概要

高斯濾波是一種線性平滑濾波，適用于消除高斯噪聲，廣泛應(yīng)用于圖像處理的減噪過程。通俗的講，高斯濾波就是對整幅圖像進(jìn)行加權(quán)平均的過程，每一個像素點的值，都由其本身和鄰域內(nèi)的其他像素值經(jīng)過加權(quán)平均后得到。高斯濾波的具體操作是：用一個模板（或稱卷積、掩模）掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內(nèi)像素的加權(quán)平均灰度值去替代模板中心像素點的值。

對于高斯濾波的基礎(chǔ)理論知識可參考：《基于FPGA的圖像高斯濾波算法理論篇》。

2.? 高斯濾波算法實現(xiàn)步驟

1

4

7

4

1

4

16

26

16

4

7

26

41

26

7

4

16

26

16

4

1

4

7

4

1

高斯濾波5x5算子

1

2

1

2

4

2

1

2

1

高斯濾波3x3算子

1>串行像素形成3x3矩陣

(x-1,y-1)

(x,y-1)

(x+1,y-1)

(x-1,y)

(x,y)

(x+1,y)

(x-1,y+1)

(x,y+1)

(x+1,y+1)

f(x,y)表示（x,y）點的像素值。

g(x,y)表示（x,y）點經(jīng)過均值處理后的值。

2>用模板確定的鄰域內(nèi)像素的加權(quán)平均灰度值去替代模板中心像素點的值

g(x,y)=（1/16）* (f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)

+2f(x-1,y)+4f(x,y) + 2f(x+1,y)+

f(x-1,y+1)+2f(x,y+1)+f(x+1,y+1))------------------------------(1)

3>用模板掃描圖像中的每一個像素

3.? FPGA實現(xiàn)

首先將RGB圖像轉(zhuǎn)換成Gray圖像

方法1：

圖1，R/G/B lane形成灰度圖像進(jìn)行高斯濾波

源碼：

形成3x3像素矩陣

利用公式（1）進(jìn)行高斯濾波的實現(xiàn)

仿真代碼：

產(chǎn)生行為480的循環(huán)數(shù)據(jù)。

仿真結(jié)果：

圖3 形成3x3的圖像矩陣

圖4 高斯濾波的計算結(jié)果

實驗結(jié)果

圖5 實驗使用原圖

圖6 灰度圖像

圖7 灰度圖像經(jīng)過高斯濾波后的圖像

總結(jié)：