基于Verilog图像滤波的设计与研究-物理电子学专业论文.docxVIP

基于 Verilog 图像滤波的设计与研究 摘要 近几十年来，随着计算机体系结构的算法研究以及 ASIC、FPGA 技术的迅速发展，从 而使数字图像处理技术在医学、侦查、工业等领域方面得到了广泛应用。而图像滤波是数 字图像处理的重要内容，是图像预处理的重要步骤，相对于图像识别的一种前期处理，它 的主要目的是为了更好的改善图像质量，减少图像的噪声。 本文主要研究了当今数字图像滤波的应用平台以及国内外的发展现状，研究了在图像 滤波技术中常见的空间域以及频域中减少噪声的滤波技术。软件平台上从 Matlab 出发，对 不同的噪声图像分别进行均值滤波和中值滤波技术，验证算法的正确性的同时得出不同噪 声图像应该采用合适的滤波技术和模板尺寸。因此椒盐噪声图像应该采用中值滤波算法实 现，同时本文提出了一种快速加权中值滤波算法，通过滤波后图像的直方图和频谱图，更 能体现出此算法的优越性。 接着混合使用 Matlab 以及 Quartus II 完成图像格式向 ROM 过程的转变，使图像的像 素信息能在 Quartus II 中处理。在 Quartus II 中用 HDL 硬件描述语言对数字图像滤波算法 进行建模，建立滤波算法模块、计数器控制模块、3×3 窗口生成模块，最后用 Modelsim 验证了各个模块功能。 在滤波算法模块中，本文主要设计了基于处理椒盐噪声的快速中值滤波算法模块，器 件选择的是 Altera 公司的 EP2C5T144C3 来进行编译综合，通过两种不同建模方法从延时、 资源占用、最大处理速度等方面得出算法的优越性。在滤波算法中也介绍了进行 Sobel 边 缘检测算法、最大值滤波算法、最小值滤波等，对 Sobel 边缘检测算法进行了 Matlab 验证 以及 Modelsim 功能仿真，结果符合算法的设计，为后续图像识别做好基础,对图像处理的 研究具有重要意义。 关键词：图像噪声，Matlab，中值滤波，Quartus II，Modelsim，边缘检测 Design and Research of Image Filter Based on Verilog ABSTRACT In recent decades, the digital image processing technology has been widely used in medicine, investigation, industry and other fields with the rapid development of the computer system structure of the algorithms and ASIC, FPGA technology. The image filtering is the important content and the important steps of digital image processing, it is a kind of prophase processing relative to the image recognition and its main purpose is improve image quality,reduce image noise for better. This paper mainly studies the application platform of digital image filtering and the development of abroad, reduce noise filtering technology is proposed in space domain and frequency domain of Image filtering technology. Software platform is used by Matlab, average filtering and median filtering technology are used by the different noise image (salt and pepper noise and gaussian noise) , not only verify the correctness of the algorithm but also the different noise image should use appropriate filtering technology and template size. So salt and pepper noise image should use median filtering algorit