基于FPGA的图像高斯滤波方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112651895A(43)申请公布日2021.04.13(21)申请号202011637052.1(22)申请日2020.12.31(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人汪贵华金韬韬(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人岑丹(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T7/90(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称基于FPGA的图像高斯滤波方法(57)摘要本发明公开了一种基于FPGA的图像高斯滤波方法，包括：对摄像头内部的寄存器进行配置；设计摄像头SCCB接口时序；通过摄像头采集图像；对采集的图像进行灰度化预处理；利用高斯滤波算法对预处理后的图像进行处理；对处理好的图像进行缓存并通过显示器显示。本发明滤除了噪声、保留了图像的细节，并且基于FPGA的高度并行性，满足实时的图像处理，采用模块化设计和流水线技术，节省了硬件资源，其处理速度也远远高于软件方法。CN112651895ACN112651895A权利要求书1/1页1.一种基于FPGA的图像高斯滤波方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1：对摄像头内部的寄存器进行配置；步骤2：设计摄像头SCCB接口时序；步骤3：通过摄像头采集图像；步骤4：对采集的图像进行灰度化预处理；步骤5：利用高斯滤波算法对预处理后的图像进行处理；步骤6：对处理好的图像进行缓存并通过显示器显示。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像高斯滤波方法，其特征在于，对采集的图像进行灰度化预处理的具体方法为：将采集的RGB565格式图像转换为RGB888格式图像，转换方法高位补低位；将RGB888格式图像转为YCbCr图像,具体的公式为：Y＝0.299R+0.587G+0.114B；Cb＝‑0.172R‑0.339G+0.5118+128；Cr＝0.511R‑0.428G‑0.083B+128；式中，R、G、B分别代表着色彩三基色红、绿、蓝的三分量的像素值，而Y代表着亮度，Cb和Cr代表着色度。3.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像高斯滤波方法，其特征在于，利用高斯滤波算法对预处理后的图像进行处理的具体公式为：式中，f(x,y)为滤波模板的权值，g(i,j)为原图像数据，w(i,j)为权值。4.根据权利要求3所述的基于FPGA的图像高斯滤波方法，其特征在于，权值具体为：w(i，j)＝ws(i，j)·wr(i，j)式中，ws为空间权值，wr为亮度权值。5.根据权利要求4所述的基于FPGA的图像高斯滤波方法，其特征在于，空间权值、亮度权值分别具体为：式中，(x,y)表示当前像素点位置，(i,j)表示中心点的位置，δs表示空间域标准差，δr表示值域标准差，g(i,j)表示当前灰度值，g(x,y)表示中心点的灰度值。2CN112651895A说明书1/4页基于FPGA的图像高斯滤波方法技术领域[0001]本发明属于计量检测技术领域，具体为一种基于FPGA的图像高斯滤波方法。背景技术[0002]随着人工智能、计算机网络技术、大数据科学研究的迅猛发展，数字图像捕获和处理技术正在向更高层次的方向发展，人们对图像处理系统提出了新的要求，图像处理系统的硬件体积越来越小，实时性也越来越好。特别是在最近几年，图像的分辨率和扫描频率都有了较大范围的提升，传统的基于软件平台的图像处理系统已经很难满足要求，由于图像处理算法的天然并行性，FPGA的加入给图像处理带来的新的活力，特别是针对图像处理底层一些并行性的图像处理算法。[0003]作为人类获取的最重要的信息之一，图像在采集和传送的过程中，不可避免的会引入噪声这将影响图像的视觉效果，因此非常有必要先消除噪声。图像的去噪算法可以用软件或者硬件来实现，由于底层的图像预处理算法的数据量庞大，用一般的软件实现会比较慢，对于实时性要求高的就更不适合了。ASIC是专用集成电路，比较适合解决实时的图像处理并且速度快与FPGA,但是其开发周期长、成本且其灵活性差。发明内容[0004]本发明的目的在于提出了一种基于FPGA的图像高斯滤波方法。[0005]实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FPGA的图像高斯滤波方法，具体步骤为：[0006]步骤1：对摄像头内部的寄存器进行配置；[0007]步骤2：设计摄像头SCCB接口时序；[0008]步骤3：通过摄像头采集图像；[0009]步骤4：对采集的图像进行灰度化预处理；[0010]步骤5：利用高斯滤波算法对预处理后的图像进行处理；[0011]步骤6：对处理好的图像进行缓存并通过显示器显示。[0012]优选地，对采集的图像进行灰度化预处理的具体方法为：[0013]将采集