【正文】 nX2, amp。 // 返回 return( FALSE )。如果不指定一個CDibObject對象指針，函數(shù)將// 使用原先傳入的CDibObject對象指針。附件//////////////////////////////////////////////////////////////////////////BOOL MedianFilter() ////基本功能：本函數(shù)對傳入的CDibObject圖像對象進行中值濾波。本論文屬于保 密□ ，在_____年解密后適用本授權(quán)書。 月本人完全意識到，本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 參考文獻[1] 黃賢武，王加俊，[J].成都:電子科技大學(xué)出版社，2000.(5):1316.[2] 霍宏淘，[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，2002.[3] Castleman 著，朱志剛，林學(xué)閻，[M]. 北 京 : 電子工業(yè)出版社，1998.[4] [M].北京:電子工業(yè)出版社，2001.[5] RafaelC .Go nzalez,Ri chardE .W oods著，阮秋琦，(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2003.[6] 徐勝榮,張健。在論文寫作期間，一直得到李敏老師的熱情幫助，她對本文的選題、章節(jié)安排都提出了寶貴的意見，并對全文仔細審閱，指出了許多不適之處，提出了很多精辟的見解和指導(dǎo)性意見。（2）研究了傳統(tǒng)的多級中值濾波器的特性，提出了關(guān)于中值濾波的遞歸算法結(jié)構(gòu)，改進了傳統(tǒng)的多級中值濾波算法，得到了一種新的中值濾波器.（3）研究了一種基于FPGA的數(shù)字圖像中值濾波器的設(shè)計方案，借助FPGA的特點，想提高系統(tǒng)的性能，使效果更好，速度更快。（4）對于用VHDL完成的一個確定的設(shè)計，可以利用EDA工具進行邏輯綜合和優(yōu)化，并自動的把VHDL描述設(shè)計轉(zhuǎn)變成門級網(wǎng)表。強大的行為描述能力是避開具體的器件結(jié)構(gòu)，從邏輯行為上描述和設(shè)計大規(guī)模電子系統(tǒng)的重要保證。在對一個設(shè)計實體定義了外部界面后，一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，其他的設(shè)計就可以直接調(diào)用這個實體。有專家認為，在新的世紀中，VHDL與Verilog語言將承擔(dān)起大部分的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)。自IEEE公布了VHDL的標準版本，IEEE1076（簡稱87版）之后，各EDA公司相繼推出了自己的VHDL設(shè)計環(huán)境，或宣布自己的設(shè)計工具可以和VHDL接口。由于系統(tǒng)集成化的要求，中值濾波器要與其他功能單元一起在FPGA中實現(xiàn)，這就可能出現(xiàn)多時鐘同步問題。按照上述算法將模板寄存器組的數(shù)據(jù)分成3組(L1，L2，L3) ，每組三個數(shù)值很容易求得每組的最大值、中間值和最小值。圖像數(shù)據(jù)33模板寄存器組N行數(shù)據(jù)緩沖器FIFO1N+1行數(shù)據(jù)緩沖器FIFO2L3minL3medL3maxL1minL1medL1maxL2minL2medL2maxV1max數(shù)據(jù)重新分組V2medV3minS medmed {V1min,V2med,V3max}輸出數(shù)據(jù) FPGA 內(nèi)部工作流程圖 圖像的第N(N=1)行數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的形式在像素時鐘同步下存入N+1行數(shù)據(jù)緩沖器FIFO2中，當(dāng)?shù)贜行數(shù)據(jù)結(jié)束后,在行同步信號的控制下，第N行數(shù)據(jù)在時鐘同步下依次從FIFO2中讀出寫入到N 行數(shù)據(jù)緩沖器FIFO1中，同時第N +1行數(shù)據(jù)依次存入FIFO2中。為了能夠達到較好的綜合效果，利用編譯環(huán)境提供的參數(shù)化的宏模塊實現(xiàn)工具CORE generator 實現(xiàn)行數(shù)據(jù)存儲緩沖器FIFO1和FIFO2。[24]。進位鏈可以實現(xiàn)比較器的位數(shù)擴展。目前FPGA中多使用4輸入的LUT，所以每一個LUT可以看成一個有4位地址線的RAM。FPGA具有較小的基本邏輯單元(LC)，邏輯單元可以通過級連實現(xiàn)較長的數(shù)據(jù)通路，適合實現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)。FPGA具有大量靈活的邏輯單元，很好的在線可編程性和高速并行的結(jié)構(gòu)特點使其可以取代分離元件和中小規(guī)模邏輯電路成為電子設(shè)計的主流和發(fā)展方向。由于奇數(shù)點的中值一定存在, 則唯一的可能就是事實,所以med{ V1min ,V2med ,V3max }一定是這九個值的中間值Smed。 第三步：排除了以上六個值,還剩下大值組的V1 min ，中值組的V2med和小值組V3 max的三個值可能是中間值。下面分析33 窗口圖像數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型，說明中間值的求得過程[23]。本設(shè)計采用全局時鐘同步設(shè)計，用一個較高頻率的時鐘作為整個系統(tǒng)的公用全局時鐘，視頻數(shù)據(jù)的像素時鐘經(jīng)過處理后作為時鐘使能信號來控制D觸發(fā)器的動作，這樣既充分利用了FPGA 資源又保證了數(shù)據(jù)處理的速度與數(shù)據(jù)的傳輸速度同步。 ：RSTNENCLKColposRowpos ：RSTN為復(fù)位端直接與全局復(fù)位信號RST相連；EN為使能端；CLK 為時鐘輸入端； rowpos為圖像行位置標志； colpos為圖像列位置標志?？傮w設(shè)計方案如圖71所示：DOUTDINN行列計數(shù)器模塊3 x 3模板生成模塊中值濾波模塊CLKRSTDV ,整個系統(tǒng)設(shè)計分為3 大模塊:33模板生成模塊、中值濾波模塊和行列計數(shù)器模塊。在PCB完成以后，還可以利用FPGA的在線修改能力，隨時修改設(shè)計而不必改動硬件電路。它是作為專用集成電路ASIC（Application Specific Integrated Circuit）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。提出的一種中值濾波器，對于其特性的理論研究還不夠完全，還有就是較傳統(tǒng)的多級中值濾波器而言增加了計算復(fù)雜程度。f. 依次類推,直到取得最終結(jié)果。b. 在濾波窗口四邊用初次濾波值代替污染噪聲圖像值進行濾波。需要指出的是，（61）式定義的基本子窗口在文獻中被稱為子窗口，這里冠以“基本”主要是為了與后面的將要使用的子窗口相區(qū)別[21]。實驗結(jié)果顯示，在濾噪方面和細節(jié)保護方面，該濾波器比傳統(tǒng)的多級中值濾波器有著明顯的改善。 一般講，圖像的濾噪和保護細節(jié)之間是相互矛盾的，我們無法在兩方面同時得到最優(yōu)的效果。在設(shè)計的新的濾波器算法研究發(fā)現(xiàn)新的濾波器能夠更好的濾除噪聲和保護圖像的細節(jié)，使圖像更加清晰，達到更好的效果。： 原圖對選取的原圖加上椒鹽噪聲，然后分別用MATLAB本身的中值濾波和維納濾波對圖像進行濾波，然后用設(shè)計的中值濾波函數(shù)(圖上用濾波表示)對圖像進行了濾波，通過GUI界面進行了顯示，,，然后加以比較。任何未指定的或默認為1的坐標將被置為圖像的邊緣值。（5）圖像的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。（3）圖像變換。MATLAB提供了圖像文件讀入函數(shù)imread（），用來讀取如：bmp、tif、jpg、pcx、tiff、gpeg、hdf、xwd等格式圖像文件；圖像寫出函數(shù)imwrite（），還有圖像顯示函數(shù)image（）、imshow（）等等。圖像處理工具包是由一系列支持圖像處理操作的函數(shù)組成的。MATLAB提供了一個模擬動態(tài)系統(tǒng)的交互程序SIMULINK，用戶通過簡單的鼠標操作，就可建立起直觀的系統(tǒng)模型，并進行仿真。（3）數(shù)據(jù)分析功能。（1）數(shù)值計算功能。（7）應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面）在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強大的圖形標注和處理功能，包括對性對起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向Excel和HDF5。允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或C＋＋語言程序。（5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱MATLAB對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集和工具箱?？捎糜诳茖W(xué)計算和工程繪圖。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如距陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。其擁有600多個工程中要用到的數(shù)學(xué)運算函數(shù)，可以方便的實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C＋＋語言基礎(chǔ)上的，因此語法特征與C＋＋語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達式的書寫格式。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯(lián)機查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。 MATLAB的優(yōu)勢和特點（1）友好的工作平臺和編程環(huán)境MATLAB由一系列工具組成。MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計算，但是由于他的開放性,并且math work也吸收了像maple等軟件的優(yōu)點，使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件當(dāng)前流行的MATLAB (Toolbox)[14]。中值濾波幅譜特性起伏不大，可以認為信號經(jīng)中值濾波后，頻譜基本不變。但對于脈沖干擾來講，特別是脈沖寬度小于濾波窗口長度之半，相距較遠的窄脈沖，中值濾波是很有效的。 中值濾波器的主要特性有:濾除噪聲的性能、對某些信號的不變性、中值濾波的頻譜特性[12]。 （33）本文均采用第(2)種擴展方法。用數(shù)學(xué)公式表示為： （31）式中median[]表示取數(shù)列的中間值，Z表示所有自然數(shù)的集合。l)，(k≤(N1)/2,l≤(N1)/2)}要得到模板中數(shù)據(jù)的中間值[9]，首先要將數(shù)據(jù)按大小排序， 然后根據(jù)有序的數(shù)字序列來找中間值。在數(shù)字圖像處理中，對于NN(N為奇數(shù))中值濾波器，可以濾除小于或等于鄰域中(2N1)/2個像素的噪聲并且較好地保持圖像的邊緣 。通常假設(shè)a，b是飽和值，從某種意義上看，在數(shù)字化圖像中，它們等于所允許的最大值和最小值。若Pa或Pb為零，則脈沖噪聲稱為單極脈沖噪聲。)]范圍內(nèi)，且有95%落在[(δ2181。表示z的平均值或期望值，δ表示z的標準差。在一些地方，灰度圖像也可以用雙精度數(shù)據(jù)類型(double)表示，象素的值域為[0，1]，0代表黑色，1代表白色，0到1之間的小數(shù)表示不同的灰度等級[7]。在計算機中，按照顏色和灰度的多少可以將圖像分為二值圖形、灰度圖像、索引圖像和真彩色RGB圖像四種基本類型。因此，數(shù)字圖像處理的實質(zhì)是對二維矩陣的處理，是將一幅圖像變?yōu)榱硪环?jīng)過修改的圖像[6]，是將一個二維矩陣變?yōu)榱硪粋€二維矩陣的過程。 3)數(shù)學(xué)圖像，是由連續(xù)或離散函數(shù)生成的抽象圖像。需要指出的是，圖形與圖像的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同，圖形采用矢量結(jié)構(gòu)，而圖像則采用柵格結(jié)構(gòu)。綜上所述，可以認為圖像是與之對應(yīng)的物體或目標(objects)的一個表示，這個表示可以通過某種技術(shù)手段得到。 雖然圖像一詞在人們?nèi)粘＝涣髦械氖褂妙l率很高，大多數(shù)人也知道一幅圖像是什么，但是對圖像卻沒有嚴格的定義。其次 ，數(shù)字圖像處理技術(shù)可以拓寬人類獲取信息的視野范圍。 首先 ，數(shù)字圖像處理技術(shù)可以幫助人們更加客觀、準確地認識世界。其后，衛(wèi)星遙感、軍事、氣象等學(xué)科的發(fā)展推動了數(shù)字圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展。在這方面，有秩排序濾波器(Rankorder filters)、堆棧濾波器( Stack filter，簡記為SF)糊中值濾波器(Fuzzy median filter)c，N2等。由于考慮到中值濾波器和均值濾波器在處理脈沖噪聲(Impulse noise)和高斯噪聲(Gaussian noise)上的各自所長，人們就希望能將這兩種濾波器結(jié)合起來，形成混和濾波器。在不斷改進中值濾波器結(jié)構(gòu)方法的同時，人們也在努力地尋找判斷圖像中的像素點是否受噪聲污染的辨別方法，并以此為基礎(chǔ)找出更加理想的中值濾波算法，于是產(chǎn)生了開關(guān)中值濾波器(Switching median filter，簡記為SM[sv]。 （三）理論價值：比傳統(tǒng)的設(shè)計要簡單，速度更快，靈活性更強，實用性更廣，穩(wěn)定性更強，效果更好。與此同時借助于matlab中其它的濾波方法進行濾波，然后加以比較。此外，用于圖像處理時，標準中值濾波器往往會造成圖像邊緣的不穩(wěn)定抖動，還有就是標準中值濾波器在應(yīng)用中只有濾波窗口的大小和形狀可供調(diào)整(大多數(shù)情況下窗口形狀為正方形，因此可供改變以適應(yīng)不同應(yīng)用的參數(shù)往往只有正方形窗口的邊長)，缺乏必要的靈活性。理論分析和實際應(yīng)用的結(jié)果都使人們相信中值濾波器在圖像處理中有獨到的優(yōu)勢。 1974年 ，Turkey針對離散數(shù)據(jù)平滑問題首先提出了中值濾波的概念，其后這種新的濾波思想很快就被引入到一些重要的數(shù)字信號處理領(lǐng)域，其中圖像處理是最主要的一個方面。此外，對圖像進行平滑處理也是常的方法。21世紀又是一個數(shù)字時代，20世紀90年代處，美國副總統(tǒng)提出了“數(shù)字地球”的概念，其中圖像是構(gòu)成數(shù)字地球的信息基礎(chǔ)，各式各樣的圖像為數(shù)字地球這一概念提供了堅強的信息支撐。3．提出了基于FPGA的數(shù)字圖像中值濾波器的設(shè)計算法，并且對算法進行了初步的分析。這類濾波器在圖像信號處理中具有獨特的優(yōu)勢，目前已成為非線性濾波領(lǐng)域的一個研究熱點。本文主要針對圖像的低級處理(主要是濾噪聲)問題，對中值濾波器做了一些初步研究工作，從而給出一些新的濾波器算法。關(guān)鍵詞: 圖像處理，濾噪，中值濾波，算法 AbstractFor many image processing problem, the traditional linear method of filtering there was an inherent de