改进型位级中值滤波硬件算法的实现.pdf

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1、第20卷第3期哈尔滨理工大学学报V01．20No．32015年6月JOURNALOFHARBINUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2015改进型位级中值滤波硬件算法的实现韩剑辉，葛威(哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：为降低硬件资源占用提高滤波速度，介绍了一种改进的位级中值滤波设计，并且运用改进的位级中值滤波设计构造一个3X3模板改进型位级中值滤波器，应用于降低灰度图像的椒盐噪声．着重介绍改进后位级中值滤波的中间值计算逻辑电路的简化设计及相应求大多值计算模块的改进．整个设计均在FPGA和Modelsi

2、mSE10．1a软件仿真的基础上实现验证．实验数据比较证明改进型位级中值滤波大幅度降低硬件资源占用，且在一个时钟周期内快速的完成一次位级中值滤波并输出结果．关键词：中值滤波；椒盐噪声；FPGA；ModelsimDOI：10．15938／j．jhust．2015．03．007中图分类号：TP39文献标志码：A文章编号：1007—2683(2015)03—0035-05RealizationofHardwareAlgorithmofImprovedBitLevelMedianFilteringHANJian—hui，GEWei(SchoolofComputerSciencea

3、ndTechnology，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Inordertoreducehardwareresourcesoccupationandimprovethefilteringspeed，paperintroducedanimprovedbitlevelmedianfilterdesignandusedthisbitlevelmedianfilteringtoconstructa3$3templateim—provedbitlevelmedianfilterin

4、gmodule．Thenthe3X3templateimprovedbitlevelmedianfiheringmodulewasappliedtoreducethesaltandpeppernoiseofthegrayimage．Thispaperfocusedonthedesignoftheimprovedbitlevelmedianfilteringandtheimprovementoftheseekingthemostvaluecalculatingmodule．ThewholedesignwasbasedonFPGAandbysimulationoftheMod

5、elsimSE10．1asoftware．Thedataofexperimentprovedthattheim-provedbitlevelmedianfiltercangreatlyreducetheconsumptionofhardwareresources，anditcancompleteafastbitlevelmedianfilteringandoutputresultsinoneclockcycle．Keywords：medianfiltering；saltnoiseandpeppernoise；FPGA；modelsim程序很繁杂，不仅在硬件实现时需要占用大

6、量的硬0引言件资源，而且消耗较长的时间影响滤波速度．而位级中值滤波充分发挥VerilogHDL硬件描述语言优点，在图像采集和生成的过程中被引人噪声，而中构造特定的逻辑电路占用相对较少的硬件资源，在值滤波依靠本身的非线性特点在图像预处理方面被极短的时间内快速完成滤波．不论是硬件资源占用，广泛运用．但是大多数中值滤波算法如加权中值滤还是滤波速度，位级中值滤波都优于需要排序的中波等，在软件实现时需要运用多次的排序，使得值滤波算法．文[1]已提出了一种位级中值滤波的收稿日期：2015—01—06作者简介：韩剑辉(1962一)，男，教授，硕士研究生导师；葛威(199l一)，男，硕士

7、研究生，E·mail：gewei_2013@163．com36哈尔滨理工大学学报第2O卷电路结构，但该电路结构仍有改进的空间，为此，本的功能转移到求大多值模块中，去除原有的si[，]文给出一种改进型位级中值滤波的电路设计．和sri[一1]两个输人信号，只保留数据相应位数值Sr、大多值Sout、标志位M的比较判断的功能，简化1位级中值滤波原理了单个位的中间值计算电路单元．简化前后的电路比较如图1(a)为文[1]提供的中间计算电路，图1整个位级中值滤波由中间值计算模块和求大多(b)为本文简化后的电路．值模块组成¨．srout5．]