一种中值滤波快速系统的FPGA实现

针对传统焊缝图像滤波实时性差、处理速度慢的问题,提出了一种中值滤波快速系统的FPGA实现方案。首先,在Quartus II软件开发平台中进行系统总体设计,完成了上位机交互模块、地址发生器模块、数据流控制模块和流水卷积中值滤波算法模块的模块化设计,并在数据流控制模块的时序作用下,实现像素分块读取功能及数据的流水线处理功能,进而构建快速滤波卷积核,执行流水中值滤波算法;其次,在Modelsim仿真平台下验证该系统的功能;最后,在MATLAB环境下将本文设计方案与传统的2种中值滤波方案处理的结果进行对比。实验结果表明:以分辨率为600×400的焊缝图像为例,本方案能在保证峰值信噪比的情况下,极大提高处理速度和数据吞吐量,满足图像实时处理的要求。

改进的中值滤波算法在图像去噪中的应用

针对标准中值滤波方法存在的不足,结合均值思想提出两种改进的中值滤波算法,即加权快速中值滤波算法和加权自适应中值滤波算法,MATLAB实验证实两种方法均能更好地保存原始图像的细节和边缘。比较两种新方法得出以下结论:加权改进中值滤波算法对低密度的脉冲噪声去噪效果明显,对于高密度脉冲噪声去噪效果不理想,但能大大提高中值滤波的运行速度,对数字图像实时处理意义很大;加权自适应中值滤波算法能够有效地消除被污染图像中的高密度脉冲噪声,较标准中值滤波具有更优良的滤波性能,较加权快速中值滤波算法在去噪方面有更好的鲁棒性。

Sobel图像边沿检测算法的优化设计与实现

针对Sobel算子用于图像边沿检测时出现的噪声大、边沿较粗等问题,提出了一种Sobel图像边沿检测的优化设计方案。在传统的Sobel边沿检测模块前增加快速中值滤波模块,提高了系统的抗噪能力。同时在Sobel边沿检测模块后采用非极大值抑制的方式对图像边沿进一步细化,既有效地保留了图像边沿,又提高了图像边沿的清晰度。与传统Sobel检测模块相比,优化后的方案不仅能够有效抑制噪声,而且得到的图像边沿更细,增强了实时图像处理的效果。该优化设计已成功应用于某图像识别系统。

快速二维中值滤波算法及其FPGA硬件设计

针对数字图像噪声抑制过程中去噪性能要求较高、处理速度要求较快的问题,以常规中值滤波算法为基础,提出用归并插入排序算法来实现5×5快速中值滤波器的方案。通过对滤波窗口中行列像素点以及对角线上的像素点的归并插入排序,得到窗口的中值,在Xilinx的ISE10.0软件开发环境下成功完成该算法硬件设计。相比常规算法,该方案简单易行、运算速度快,能够满足实时性的要求,易在现场可编程门阵列(FPGA)上实现,为实时性要求较高的图像去噪领域提供了可靠的技术支持。

基于均值查找的快速中值滤波算法

针对传统中值滤波算法时间复杂度高、运行速度慢,难以满足大型图像数据实时处理的问题,提出了一种快速中值滤波算法,将确定中值元素的过程由排序运算转换为基于均值对集合的二分查找,算法不依赖于滤波窗口的形状以及相邻窗口的相关信息,有效提高了中值滤波的执行效率,使传统中值滤波算法的时间复杂度由O(nlnn)下降至O(n)。实验中,该算法应用于大型图像序列的滤波处理,其运算速度提高到传统中值滤波算法的3倍以上,并且算法运行时间仅随滤波窗口大小线性增长,可以满足大尺度滤波窗口对大型图像数据实时处理的需求,具有显著的实际应用价值。

实时图像自适应阈值边缘检测FPGA实现

传统的Sobel边缘检测算子对噪声变化抑制能力较差,并且其使用固定阈值导致适应性差。该方法利用中值滤波思想来确定图像的每一像素点局部边缘阈值来实现自适应阈值Sobel边缘检测,并在FPGA平台实现。实验结果表明,该算法检测出的实时图像边缘更加精细,并且能很好地抑制背景噪声。

一种新的加权中值滤波的快速算法

针对中值滤波排序工作量多、速度慢等缺点，提出了一种新的加权中值滤波快速 算法。把窗口内元素分为小于、等于和大于中心元素的3类并分别统计这3类的个数，同时 构 造两个数组分别放入小于和大于中心元素的元素值，对每个类元素进行比较后可确定输 出中 值的确切位置，因此可根据局部排序找出输出中值，这样可大大减少排序的次数，加 快了处 理速度。最后，对快算算法和标准中值滤波的传统算法进行了比较，给出了二组实 验数据。 实验结果表明，与传统算法相比，该算法的执行速度大大加快。通过选择适当的 权值，加权 中值滤波可代表标准中值滤波和其它一些中值滤波，因此该快速算法有较强适 应性。

基于特征分析的图像式地铁隧道裂缝检测方法研究

地铁隧道表面裂缝的自动检测技术是当下一个重要的研究方向。通过设计基于机器视觉的隧道裂缝自动检测系统来对裂缝进行识别,针对地铁隧道表面普遍存在的光照不均匀、噪声污染严重、对比度低等问题,依次采用Mask均光与灰度级腐蚀相结合的方法对图像进行增强处理,采用高斯-快速中值滤波算法滤除大量噪声,采用基于边缘信息的二次改进Otsu方法对裂缝图像进行有效分割,最终得到裂缝区域完整且噪声区域较少的二值图像。采用投影和阈值结合的方法判定裂缝种类,获取裂缝的长度、宽度及面积等特征指标来实现对裂缝的检测识别。研究结果表明:所提出的算法对普通裂缝的识别率达93%以上,对于地铁隧道表面裂缝识别准确率可达83%,验证了本文算法的有效性。

中值滤波快速算法的进一步思考

通过分析经典中值滤波算法以及几种改进的快速算法,提出了2种新的快速算法并进行了详细地介绍,即不需要排序的基于统计法的中值滤波算法和只需要少量数据排序的基于分治法的中值滤波算法。实验结果表明,提出的基于分治法的中值滤波方法在大窗口情况下非常有效,在保证整体数据不失真的前提下大幅度提高了计算速度。

一种易于硬件实现的超快速中值滤波算法

在微光图象处理中，中值滤波法既能有效地抑制图象中的雪花噪声，同时对图象边缘、细节又具有很好的保护特性。该文研究给出了一种既简便快速又易于硬件实现的中值滤波算法，称之为超快速中值滤波法。该滤波器的设计思想是将二维滤波阵列分解为一维进行计算。理论分析及试验结果表明，对于ｎ×ｎ大小的方形滤波窗口，这种方法的运算时间只是普通中值滤波法的１／ｎ，但这２种方法处理效果基本相同。这对于硬件实时处理具有很高的利用价值。

快速中值滤波算法的改进及其FPGA实现

针对传统中值滤波算法排序量大、速度慢且处理效果模糊的问题,在快速中值滤波算法的基础上,提出了一种加入阈值比较、且具有更高并行流水结构的改进算法,并在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台上实现了该算法。实验结果表明,改进的快速中值滤波算法不仅减少了比较的次数,还更好地保护了图像的细节,可满足图像预处理对实时性的要求。

基于FPGA的中值滤波算法研究与硬件设计

本文以FPGA为平台,使用VHDL硬件描述语言设计并实现了中值滤波图像处理算法。在设计过程中,通过改进算法和优化结构,在合理地利用硬件资源的基础上,有效地挖掘出算法内在的并行性,采用流水线结构优化算法,提高了处理速度。文中提出了一种快速中值滤波算法,可以大大节省硬件资源,同时提高了处理速度。

一种中值滤波的快速算法

提出了一种中值滤波的快速算法。与中值滤波的传统算法相比较,该算法的特点是考虑到了相邻的两个中值滤波窗口内信号数据的相关性。在运算过程中,保留前面窗口内数据的排序信息,作为下一个窗口内数据排序的参考。这样可将传统算法中相邻的两次中值滤波运算合并为一次进行,从而减少了中值滤波过程中比较运算的次数,很大程度上提高了运算效率。

墙地砖图像的快速中值滤波研究

以墙地砖为研究对象,根据提出的快速中值滤波算法对之进行了去噪处理,实践证明了该算法的正确性与可行性,因此它成为智能墙地砖分拣机软件编程中平滑处理的快速算法,为墙地砖的在线全数监测打下必要的基础。

一种基于激光视觉的焊缝实时检测技术研究

提出了一种基于激光视觉的焊缝实时检测技术,旨在提高焊缝检测的速度和精度。在实际的焊接过程中,由于大量噪声的干扰,焊接图像的采集一直是一个复杂的过程。本文首先建立基于激光视觉的检测系统,以获得激光条纹的原始图像。在此基础上,将原始激光条纹图像灰度化,并提出一种改进的快速中值滤波算法,在去除图像中椒盐噪声的同时,缩短了程序运行时间。并通过Otsu阈值分割获得激光条纹的二值图像,提取感兴趣的激光条纹区域。接着结合方向模板法和脊线跟踪法提取激光条纹中心线,最后采用亚像素级角点法提取焊缝的特征点。实验证明,本文提出的方法有效地克服了焊接环境的影响,不仅缩短了焊缝特征点检测的时间,而且具有较高的检测精度,符合实际焊接要求。

适用于爆炸物CT检测重建图像去噪新算法

机场旅客行李爆炸物CT检测成像过程中不可避免地受到噪声影响,对重建图像的去噪处理是爆炸物CT检测技术中的一个重要环节。针对机场旅客行李隐藏爆炸物快速检测、重建图像质量要求和引入的噪声特点,提出了一种有效的图像去噪算法将小波包分析与快速中值滤波相结合,并且对小波包系数运用一种新的阈值去噪方法。实验结果表明,该算法能更有效地去除重建图像的噪声并保持图像的边缘细节。

改进的快速中值滤波算法在图像去噪中的应用

在图像处理中,传统的中值滤波算法都是建立在排序理论上,并没有充分考虑到各数据之间的相关性。提出一种改进的快速中值滤波算法,充分利用数据的相关性,避免传统算法因排序所需大量数据比较。先用分治法计算第一个窗口的中值,然后利用数据的相关性计算余下窗口的中值,大大提高了效率。最后分别用传统的中值滤波算法和改进的快速中值滤波算法对同一幅有椒盐噪声的图像做去噪实验。实验表明,该算法能快速实现图像去噪。

基于FPGA的高速图像跟踪系统设计

针对基于数字处理器的图像处理系统实时性较差和资源利用不充分等问题,设计了一种新的图像跟踪高速处理系统,以FPGA作为核心处理器,利用快速中值滤波实现图像预处理,将平均绝对差算法和FPGA高速并行处理相结合,对图像点目标进行实时跟踪.系统测试结果表明,该系统实时性和跟踪效果良好,资源利用充分,满足设计要求.

更普适的快速自适应图像滤波算法——近均值滤波

对常见的滤波算法进行分析,在此基础上提出"近均值"的概念,设计相应的滤波算法。对滤波窗口尺寸采用自适应的方式,在排除部分可疑噪声数据后,对剩余数据计算均值。提出三种计算近均值的规则和两种噪声判断方案,组合设计了九种滤波算法。在与均值滤波、中值滤波及部分改进的滤波算法进行实验对比后,确定提出的第七种滤波算法具有更好的滤波效果,能适应不同类型的噪声,其普适性和实用性进一步增强。

基于跨尺度代价聚合的改进立体匹配算法

针对现有的立体匹配算法在精度和速度上不可兼得的现状,提出一种改进的跨尺度代价聚合立体匹配算法。通过强度和梯度算法计算匹配代价,利用引导滤波聚合匹配代价,采用跨尺度模型聚合各尺度的匹配代价,使用补丁匹配近似算法代替传统胜者为王算法求取初始视差,并在视差细化阶段采用快速加权中值滤波进行后续处理。实验结果表明,该算法能在快速获得视差图的同时提高匹配精度。