高性能數(shù)字圖像頻域濾波系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著通信4G時代的到來，信息傳遞的速度日益加快，信息的獲取也需要更加的快捷和準(zhǔn)確，對圖像處理的實時性要求越來越高。傳統(tǒng)計算機串行執(zhí)行、指令流驅(qū)動的工作特點決定了其在高速信號處理方面存在瓶頸，這樣的瓶頸，只有用硬件的方法才能解決。FPGA是一種廣泛應(yīng)用的可編程邏輯器件，內(nèi)含豐富的邏輯資源，可以方便地進(jìn)行并行和流水運算，通過資源的消耗獲得速度的提升?？梢?，F(xiàn)PGA為圖像實時處理提供了一種有效的解決方案。
　　數(shù)字圖像頻域濾波相比空域濾

2、波更為直觀，不存在邊緣問題，有的圖像特性更適合頻域濾波。但是圖像頻域濾波也存在計算復(fù)雜處理時間長且不能分區(qū)濾波只能整體濾波的特點。為有效地進(jìn)行圖像頻域濾波實時處理，提高頻域濾波的處理速度，本文設(shè)計了一種基于FPGA的高性能圖像頻域濾波系統(tǒng)。
　　本文在傳統(tǒng)圖像頻域濾波的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及FPGA實現(xiàn)方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。
　　在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，首先，本文區(qū)別于傳統(tǒng)的基于FPGA實現(xiàn)的頻域濾波系統(tǒng)，將二維FFT、圖像頻域數(shù)據(jù)和濾波器點乘、二

3、維IFFT三部分聯(lián)系起來進(jìn)行優(yōu)化，將傳統(tǒng)頻域濾波系統(tǒng)中需要在FPGA內(nèi)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行的倒序變換和零頻點移動變換移到FPGA外對濾波器數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)變換，從而在減少了FPGA計算量的基礎(chǔ)上節(jié)省了硬件資源和處理時間;同時，本文增加了補零操作，讓頻域濾波系統(tǒng)能夠處理更多尺寸的數(shù)字圖像，更具靈活性。
　　在FPGA實現(xiàn)方面，本文在對數(shù)據(jù)依賴性、資源承受能力進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，搭建高效的實現(xiàn)架構(gòu)，有效提高了二維FFT、點乘、二維IFFT三個模塊