基于FPGA的灰度形态学滤波器实现

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基于FPGA的灰度形态学滤波器实现

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       摘 要: 阐述了灰度形态学滤波的原理和基本操作,给出了3×3结构元素灰度形态学滤波器的硬件结构,详细描述了该滤波器在Xilinx公司的XC2S400E芯片上实现的过程和仿真的方法,并说明了需要注意的问题。
5 T# h" y( t- b0 }3 O: O3 b, Z　　数学形态学滤波是数字图像处理和计算机视觉研究中的一种新方法,已广泛应用于计算机视觉、图像处理、视觉检测、纹理和场景分析等方面。上述这些 应用都有时间限制,要求实时处理。数学形态学滤波作为一种非线性滤波技术,其理论基础是集合论,具有天然的并行结构,便于硬件电路实现[1]。但形态学滤波的硬件实现是以牺牲硬件资源为代价的。对于一幅较大的灰度图像,如果采用常规器件实现,硬件结构会相当庞大。
( N9 y4 L. m! _3 J- X$ B　　随着微电子技术的发展,现场可编程门阵列(Field Program Gates Array,FPGA)器件已经朝着高密度、低压、低功耗的方向发展。由于FPGA芯片门数不断增加,PLL/DLL、Distributed RAM、Block RAM等片内资源以及设计所需的IP库越来越丰富,所有这些使得基于FPGA的数学形态学滤波器实现成为可能。本文综合考虑了数学形态学滤波器的并行特性和FPGA器件的特点,在Xilinx公司的XC2S400E芯片上实现了灰度图像的开操作形态学滤波器。
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