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摘要图像信息是人类获取的最重要的信息之一，图像采集在数字图像处理、图像识别的基础应用领域十分广泛。实时图像的采集和处理在现代多媒体技术中占有重要的地位。图像在采集和传输的过程中，不可避免的会引入噪声，这将影响图像的视觉效果，甚至会丢失一些重要的信息。本文的主要工作是对图像去噪算法的MATLAB实现以及FPGA实现进行研究。本文首先介绍了图像去噪的常用算法并阐述了各算法的基本原理，然后选取了中值滤波算法作为本文的研究算法，通过Quartus II软件编写去噪程序，将程序烧写进FPGA开发板对一幅图像进行去噪处理并在显示器上显示，最后将显示出的图像与通过MATLAB软件中值滤波后得到的图像进行对比。27279
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关键词图像去噪 中值滤波 FPGA MATLAB
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Research on the denoising technology of image based on FPGA
Abstract
Image information is one of the most important information for human to obtain, is widely used in the image acquisition in digital image processing, image recognition based applications. The real-time image acquisition and processing in the modern multimedia technology in the dominant important position. Image in the process of acquisition and transmission, the inevitable will introduce noise, which will affect the image of the visual effects, and even lost some important information. The main work of this paper is on the median filtering image denoising algorithm to achieve the MATLAB and FPGA are studied. This paper first introduces the common algorithms of image denoising and expounds the basic principle of the algorithm. Then select the median filtering algorithm as the algorithms in this paper, through the Quartus II software written to denoising procedures, the program was burned written into the FPGA development board of a picture is to deal with the noise and the display on the display. The image shows the image obtained by MATLAB software and compared the median filter.
Keyword Image denoisingMedian filter FPGA MATLAB
目 次
1 引言 3
1.1 研究背景及意义 3
1.2 国内外研究现状 3
1.3 本文的主要工作及章节安排 4
2 图像去噪算法原理 5
2.1 均值滤波 5
2.2 中值滤波 5
2.3 文纳滤波 6
2.4 小波变换 7
3 图像去噪算法的MATLAB仿真实现 8
3.1 MATLAB简介 8
3.2 中值滤波的MATLAB实现 8
3.3 均值滤波的MATLAB实现 9
3.4 文纳滤波的MATLAB实现 11
4 图像去噪算法的FPGA实现 13
4.1 FPGA简介 13
4.2 FPGA实现中值滤波的流程 13
4.3 图片格式转换 14
4.4 把mif文件放入片内ROM中 16
4.5 使用锁相环IP核生成对应分辨率需要的时钟频率 17
4.6 生成VGA显示所需要的时序信号 18
4.7 从片内ROM中读取信号 20
4.8 建立3*3窗口 20
4.9 找出中间值 21
4.10 VGA显示 24
4.11 本章小结 25
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 引言
1.1 研究背景及意义
21世纪是信息化主导的时代，人们传递信息的方式包含图像、视频、音频等多种多媒体方式，其中，图像信息是人们在日常生活中接触最多的信息。但是图像信息非常容易受到噪声的干扰，图像噪声是图像中各种妨碍人们对其原有信息接受或妨碍对图像进行处理的干扰因素，它的存在降低了图像质量，影响了人眼的视觉效果。图像噪声之所以容易产生，是因为人们在获取图像、传输图像、使用图像的过程中，受到温度、光照、天气以及设备等外界不可抗条件的干扰，而使得图像的质量受到了损害，偏离了原有的理想图像。图像噪声的存在对图像信息具有非常大的危害，它影响了视觉效果，使得人们无法清晰地观测所获取到的图像。而且，图像噪声会掩盖图像中的重要细节从而造成人们丢失图像中的重要信息，进而导致无法提取图像中的目标信息和无法分析图像中的目标信息，严重降低了图像的应用价值以及对图像想要做的一些后续的高级处理，如图像分割、特征识别、边缘检测、图像融合等。因此对于图像的去噪处理技术研究是数字图像研究领域中一项十分重要的工作，无论是对提高图像质量还是满足后续处理图像的需求都具有不可替代的作用。而随着现场可编程门阵列（FPGA）技术的不断开发与完善，使得基于FPGA的图像去噪技术逐渐成为一个热门的领域。FPGA技术可以为图像去噪设计专门的硬件实现，同时它又具备实时性、便携性、稳定性、成本低、功耗少等优点。