基于小波变换的图像去噪算法研究及其FPGA实现

南京理工大学

硕士学位论文

基于小波变换的图像去噪算法研究及其FPGA实现

姓名：史佳晨

申请学位级别：硕士

专业：电路与系统

指导教师：钱建平

20100620

硕士论文基于小波变换的图像去噪算法研究及其ＦＰＧＡ实现

摘要

随着多媒体技术的发民数字图像处理已经妫众多应用系统的杨已和基础。它的发展主要依赖于两个性质不同、自成体系但又紧密相关的研究领域：图像处理算法及其相应的电路实现。图像处理系统的硬件实现—般有三种方式：专用的图像处理器件集成芯片（ＡｏｖＵｃａ丘ｏｎ

ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｐｅｃｉｆｉｃｃｊｒｃｕｉｔ）、数字信号处理器０）ｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓ）和现场可编程门阵列（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒｍｍｒｍｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）以及相关电路组成。它们可以实时高速完成各种图像处理算法。图像处理中’ｆ时昙的图像预处理的数据量很大要求处理速度快，但运算结果相对比较简单。相对于其他两种方式，基于ＦＰＧＡ的图像处理方式的系统更适合于图像的预处理。

本文设计了—种基于ＦＰＧＡ的小波域图像去噪系统。首先，阐述了基于小波变换的图像去噪算法原理，重点讨论了小波邻域阂值（ＮｅｉｇｈＳｈｒｉｎｋ）去噪算法，并给出了该算法相应的Ｍａｔｌａｂ仿真；然后，为了改进令陆￡阈值去噪算法中对每个分解子带都采用相同邻域和阈值的缺点，本文提出了基于最小二乘支持向量机（ＬＳ．趴，Ｍ）分类的邻域阈值去噪算法和以斯坦无偏估计（ｓＩ瓜Ｅ）为准则同时结合小波系数尺度间关系的邻域阈值去噪算法。经Ｍａｔｌａｂ实验表明，相比于其他几种经典算法，本玟提出的两种改进算驻语三滤除噪声的同时能厦角制王保护图傍细节，并在较高噪声情况下能获得更高的峰值信噪比。在此基础Ｅ本文将提出的改进小波邻域阈值去噪算法进行了相应的简化，以满足低噪声处理要求目易于在ＦＰＧＡ上实现；最后，给出了基于ＦＰＧＡ的小波邻域阈值去噪系统的总体结构和ＦＰＧＡ内部各功能模块的具体实现方案，包括二维离散小波变换模块、二维离散小波逆变换模块、ＳＤＲＡＭ存储器控制模块、去噪计算模块和的小波邻域阈值去噪系统能满足实际的图像处理要求，具有一定的理论和实际应用价值。系统杨瞄咖眵毛央，并对各个系统模块和整体进行了仿真验证，结果表明本文设计的基于ＦＰＧＡ

关键词：图像处理系统，ＦＰＧＡ，图像去噪算法，小波变换

硕士论文

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