自适应中值滤波器优化及其FPGA实现

作     者：王丽红 胡长宏 范鲜红 高春歌 张晓峻 孙晶华 WANG Li-hong;HU Chang-hong;FAN Xian-hong;GAO Chun-ge;ZHANG Xiao-jun;SUN Jing-hua

作者机构：吉林大学物理学院长春130012 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《哈尔滨理工大学学报》 (Journal of Harbin University of Science and Technology)

年 卷 期：2021年第26卷第5期

页      面：68-75页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61775044) 中央高校基本科研专项资金项目(3072019CF2515) 

主　　题：自适应中值滤波 噪声阈值 FPGA 流水线结构 实时处理 

摘      要：针对现有自适应中值滤波器运行耗时长以及在高椒盐噪声密度下去噪性能低的问题,提出一种基于FPGA的自适应中值滤波器优化方法,对铁轨图像进行滤波研究。加入像素噪声阈值判断和二次求中值的方法,提高图像在大椒盐噪声密度下的处理能力,在大窗口中只对外围像素求中值减少迭代处理,降低算法的复杂度和运算量,利用FPGA的流水线结构和并行处理能力,加速算法的运行。与现有仿真滤波效果最优的中值滤波器相比,优化方法图像细节保持更加完整,运算量降低15%,峰值信噪比值平均提高0.9 dB,采用FPGA运行优化算法将耗时降低到了毫秒级,为铁轨图像实时处理应用提供了基础。