1.? 內容概要

高斯濾波是一種線性平滑濾波，適用于消除高斯噪聲，廣泛應用于圖像處理的減噪過程。通俗的講，高斯濾波就是對整幅圖像進行加權平均的過程，每一個像素點的值，都由其本身和鄰域內的其他像素值經過加權平均后得到。高斯濾波的具體操作是：用一個模板（或稱卷積、掩模）掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內像素的加權平均灰度值去替代模板中心像素點的值。

對于高斯濾波的基礎理論知識可參考：《基于FPGA的圖像高斯濾波算法理論篇》。

2.? 高斯濾波算法實現步驟

1

4

7

4

1

4

16

26

16

4

7

26

41

26

7

4

16

26

16

4

1

4

7

4

1

高斯濾波5x5算子

1

2

1

2

4

2

1

2

1

高斯濾波3x3算子

1>串行像素形成3x3矩陣

(x-1,y-1)

(x,y-1)

(x+1,y-1)

(x-1,y)

(x,y)

(x+1,y)

(x-1,y+1)

(x,y+1)

(x+1,y+1)

f(x,y)表示（x,y）點的像素值。

g(x,y)表示（x,y）點經過均值處理后的值。

2>用模板確定的鄰域內像素的加權平均灰度值去替代模板中心像素點的值

g(x,y)=（1/16）* (f(x-1,y-1)+2f(x,y-1)+f(x+1,y-1)

+2f(x-1,y)+4f(x,y) + 2f(x+1,y)+

f(x-1,y+1)+2f(x,y+1)+f(x+1,y+1))------------------------------(1)

3>用模板掃描圖像中的每一個像素

3.? FPGA實現

首先將RGB圖像轉換成Gray圖像

方法1：

圖1，R/G/B lane形成灰度圖像進行高斯濾波

源碼：

形成3x3像素矩陣

利用公式（1）進行高斯濾波的實現

仿真代碼：

產生行為480的循環數據。

仿真結果：

圖3 形成3x3的圖像矩陣

圖4 高斯濾波的計算結果

實驗結果

圖5 實驗使用原圖

圖6 灰度圖像

圖7 灰度圖像經過高斯濾波后的圖像

總結：

至此，基于FPGA的三大圖像濾波（均值濾波、中值濾波、高斯濾波）處理已經講解完畢，其中的圖像處理效果需要大家自己去實驗，去對比。手機拍攝出來的畢竟有差距。

FPGA在前端捕獲到數據后首先要對視頻圖像做一個預處理，然后根據噪聲的來源，針對椒鹽噪聲進行中值濾波，針對高斯噪聲進行高斯濾波處理，均值濾波在圖像處理中也很常見。