Diseño e implementación de un algoritmo de filtrado bilateral con aproximación segmentada basado en FPGA

LIU Shiyu ,  

ZHAO Xiadong ,  

WEN Pan ,  

CHEN Longlong ,  

LI Xifeng ,  

ZHANG Jianhua ,  

摘要

Para mejorar la calidad de visualización de imágenes y reducir el consumo de recursos de hardware en el algoritmo de filtrado bilateral basado en dispositivos lógicos programables en campo (FPGA), se diseñó un algoritmo de filtrado bilateral con aproximación segmentada. A través del cálculo aproximado segmentado, se redujo la capacidad de almacenamiento del rango de valores y el ancho de bits de los datos de salida en el filtrado bilateral, lo que disminuyó la complejidad computacional y el consumo de recursos de hardware. El algoritmo de filtrado bilateral con aproximación segmentada se implementó en las plataformas FPGA Zynq-7000 y Sparten-7, y se estudió el rendimiento de filtrado y la preservación de bordes bajo diferentes ruidos gaussianos y su desviación estándar óptima. Los resultados muestran que el algoritmo propuesto tiene un rendimiento comparable al del algoritmo bilateral tradicional, y en comparación, el uso de la tabla de búsqueda (LUT) y los módulos de procesamiento de señales digitales (DSP) se redujo en un 9.9% y un 71.1%, respectivamente, con un consumo de energía de solo 0.128 W. Este algoritmo es adecuado para aplicaciones de filtrado de imágenes con recursos limitados de hardware.

关键词

Procesamiento de imágenes;Algoritmo de filtrado bilateral;FPGA;Aproximación segmentada

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