课程设计报告书 《数字信号处理及系统设计》 中值滤波-FPGA设计 设计人： 袁兴 班 级： 硕研 1 0 级 3 班 学 号： 2 0 1 0 0 1 0 3 3 9 山 东 科 技 大 学 中值滤波器的设计及FPGA 实现 - 1 - 中值滤波器-FPGA实现 ■ 前沿 对于许多图像处理问题，传统的线性滤波方法存在着固有的缺陷。为此，最近几十年来，发展起来了一类新的非线性滤波器结构—中值滤波器。这类滤波器在图像信号处理中具有独特的优势，目前已成为非线性滤波领域的一个研究点。 针对传统中值滤波算法排序量多、速度慢的缺点,提出了一种基于FPGA的中值滤波快速算法。充分利用两个相邻滤波窗口中的相关排序信息,随着一列新像素的移入,同时更新已有的排序信息,从而完成中值滤波处理。该算法将每个窗口查找中值的比较次数降到很低,达到了快速抑制噪声及保持图像细节的目的。 中值滤波器设计的原理 中值滤波是一种非线性滤波方法，于1971年首次提出[1]。它首先对邻域点的灰度值进行排序，然后选择中间值作为输出灰度值。中值滤波的公式如下： g (x, y )=med (f (x -i ,y -j ))i ,j ∈S (1) 其中，g (x, y)和 f (x, y)为像素灰度值；S为模板窗口。中值滤波要实现的是用中值g (x, y)来代替中心点值f (x, y)。对于椒盐噪声来说，由于模板的中值很大程度上不会是噪声，因此中值滤波能很好地消除它。当中心点值为噪声时，其值和中值数值相差较大，应该用中值来代替中心点值。但是，当中心点值不为噪声时，其值和中值数值相差不大，如果还用中值来代替中心点值，那么虽然对于单个像素点来说，不会产生较大的差异，但是如果对一整幅图像都进行这样的处理，这将在一定程度上使整幅图像变得模糊。据此，可以对中值滤波算法做一些改进。首先，排序窗口内的图像数据，找到中值。然后将中值和中心点值做差，将差值与事先设定的阈值T进行比较，如果两值之差的绝对值|g (x ,y -f (x, y)|大于等于阈值T，则认为中心点图像数据是噪声，用中值代替原数据值；如果两值之差的绝对值|g (x ,y -f (x, y)|小于阈值T，则认为中心点图像数据是有效数据，保持不变。即 '( , )( , )( , )( , )( , )( , )( , )g x y g x yf x yTg x yf x y g x yf x yT 2) 其中，g (x, y)如式(1)中定义。阈值T的选择应该针对不同的图像，根据经中值滤波器的设计及 FPGA 实现 - 2 - 验...
