基于FPGA的拉普拉斯圖像增強(qiáng)算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、拉普拉斯圖像增強(qiáng)是一種空間域的二階微分算法，可以突出模糊的細(xì)節(jié)提取圖像的邊緣信息，為人們提供更加清晰銳利的視覺(jué)效果。圖像濾波是為了濾除圖像中的噪聲，削弱噪聲對(duì)后續(xù)圖像處理的影響。圖像處理中增強(qiáng)和濾波都屬于底層處理，需要進(jìn)行大量的并行計(jì)算，因此適合在FPGA上進(jìn)行。
　　本文首先介紹了基于FPGA的圖像增強(qiáng)及相關(guān)算法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，然后分析了底層的圖像濾波及增強(qiáng)算法的原理，并對(duì)各個(gè)算法進(jìn)行了matlab仿真，通過(guò)對(duì)比仿真結(jié)果總結(jié)了

2、不同濾波和增強(qiáng)算法的優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)。本文對(duì)部分算法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了適合硬件執(zhí)行的方法，設(shè)計(jì)了更適合在硬件上運(yùn)行的中值濾波算法，這種算法大大減少了數(shù)據(jù)比較次數(shù)，同時(shí)為了減少噪聲在增強(qiáng)過(guò)程中的影響，提出了受限的拉普拉斯增強(qiáng)算法。相比于四鄰域和八鄰域的普通拉普拉斯增強(qiáng)算法，受限的拉普拉斯增強(qiáng)不會(huì)對(duì)圖像中的噪聲進(jìn)行放大，很好的保護(hù)了圖像的原有信息。本論文還對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊進(jìn)行了行為級(jí)的仿真，并通過(guò)RAM中預(yù)存的數(shù)據(jù)模擬相機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在FPGA上進(jìn)行

3、了驗(yàn)證，表明了算法設(shè)計(jì)的正確性和硬件實(shí)現(xiàn)的可行性。
　　各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和分析采用了自頂向下的方法，先對(duì)頂層架構(gòu)進(jìn)行分析，然后再設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各個(gè)底層模塊。圖像增強(qiáng)和濾波整體包含外圍模塊和處理模塊兩大主要部分，外圍模塊主要包括3×3窗口生成模塊、數(shù)據(jù)輸出控制模塊以及HDMI顯示配置模塊。處理模塊是針對(duì)不同的濾波和增強(qiáng)算法的硬件實(shí)現(xiàn)，最后輸出串行的處理后圖像數(shù)據(jù)。模塊化的設(shè)計(jì)思想使不同算法的處理模塊可以復(fù)用相同的外圍模塊，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的