目次
1. アルゴリズム操作レンダリングのプレビュー
MATLAB を介して FPGA シミュレーション結果を呼び出し、フィルター効果を表示します。
2.アルゴリズム実行ソフトウェアバージョン
ビバド2019.2
マットラボ2022a
3. いくつかのコアプログラム
`timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2022/07/28 01:51:45
// Design Name:
// Module Name: test_image
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//
module test_image;
reg i_clk;
reg i_rst;
reg [7:0] tmps [0:100000];
reg [7:0] Images;
wire [7:0] o_medfilter;
integer fids,idx=0,dat;
//D:\FPGA_Proj\FPGAtest\code\test0N.bmp 路径改为自己的路径
initial
begin
fids = $fopen("D:\\FPGA_Proj\\FPGAtest\\code\\test0N.bmp","rb");
dat = $fread(tmps,fids);
$fclose(fids);
end
initial
begin
i_clk=1;
i_rst=1;
#1000;
i_rst=0;
end
always #5 i_clk=~i_clk;
always@(posedge i_clk)
begin
Images<=tmps[idx];
idx<=idx+1;
end
med_filter med_filter_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.i_images (Images),
.o_medfilter(o_medfilter)
);
integer fout1;
initial begin
fout1 = $fopen("medfilter.txt","w");
end
always @ (posedge i_clk)
begin
if(idx<=67131)
$fwrite(fout1,"%d\n",o_medfilter);
else
$fwrite(fout1,"%d\n",0);
end
endmodule
0X_002m4. アルゴリズム理論の概要
FPGA ベースの画像メディアン フィルタリングは、画像処理で一般的に使用されるフィルタリング テクノロジであり、その原理は、画像内のできるだけ多くの詳細情報を保持しながら、特定のアルゴリズムを通じて画像内のノイズを滑らかにすることです。この技術は主に画像ノイズ低減、画像強調などの分野で使用されています。メディアン フィルタリングは非線形信号処理技術であり、その原理は、画像内の各ピクセルの値を、その点の周囲の隣接するピクセル値の中央値に設定することです。具体的には、ピクセルのフィルタリングされた値は、その点の周囲の隣接ピクセル値を並べ替えた後の中央の値と等しくなります。このフィルタリング方法では、画像のエッジ情報を保持したまま、画像内の塩コショウノイズや孤立点などを効果的に除去できます。
FPGA ベースの画像メディアン フィルタリングでは、FPGA がハードウェア プラットフォームとして高速並列計算を実現できるため、フィルタリング効率が向上します。通常、特別なメディアン フィルター モジュールが FPGA 上に設計され、これには並べ替え用のコンパレーターとメモリが含まれます。
メディアン フィルターの数式は次のとおりです。
Median(f(x,y)) = median(g(xi,yj) (x,y) 周囲のすべての i,j
このうち、f(x,y) は元の画像を表し、g(xi,yj) はフィルタリングされた画像を表し、i と j はピクセル座標を表します。実際のアプリケーションでは、通常、メディアン フィルタリングの実装にスライディング ウィンドウ法が使用され、実際のニーズに応じてウィンドウ サイズとステップ サイズを調整できます。
FPGA に基づく画像メディアン フィルタリングの開発には、主に次の手順が含まれます。
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アルゴリズム設計: ニーズに応じて適切なメディアン フィルター アルゴリズムを選択し、FPGA の特性に応じてアルゴリズムを最適化します。
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ハードウェア設計: アルゴリズム設計に基づいて、ハードウェア記述言語 (VHDL や Verilog など) を使用して FPGA のハードウェア構造を設計します。
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ハードウェアのシミュレーションと検証: シミュレーション ツールを使用して、設計されたハードウェア構造をシミュレーションおよび検証し、その正確性とパフォーマンスが要件を満たしていることを確認します。
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ハードウェア実装：設計したハードウェア構造をFPGAにダウンロードし、実際のテストとデバッグを実施します。
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システム統合：FPGAに実装された画像メディアンフィルタモジュールを画像処理システム全体に統合し、システムのテストと最適化を実施します。
一般に、FPGA に基づく画像メディアン フィルタリングの開発には、FPGA 開発プロセスに精通しているだけでなく、ハードウェア設計と画像処理に関する一定の知識が必要です。実際の開発プロセスでは、システムのパフォーマンスと安定性を向上させるために、特定のニーズに応じてアルゴリズムの最適化とハードウェア設計の最適化も実行する必要があります。
5. アルゴリズム完全プログラムエンジニアリング
おおおお
ああ
○