基于FPGA的图像中值滤波算法Verilog开发与开发板硬件测试

1.前言

基于FPGA的图像中值滤波是一种在图像处理中常用的滤波技术，其原理是通过一定的算法将图像中的噪声平滑掉，同时尽量保留图像的细节信息。该技术主要应用于图像降噪、图像增强等领域。中值滤波是一种非线性信号处理技术，其原理是将图像中每个像素点的值设置为该点周围邻居像素值的中值。具体来说，对于一个像素点，其滤波后的值等于该点周围邻居像素值排序后的中间值。这种滤波方法可以有效去除图像中的椒盐噪声、孤立点等，同时能够保留图像的边缘信息。

2.算法硬件测试效果图预览

3.算法运行软件版本

vivado2022.2

Matlab2022a/matlab2024b

4.部分核心程序

（完整版代码包含中文注释和操作步骤视频）

 
color_bar hdmi_color_bar(
    .clk(video_clk),
    .rst(1'b0),
    .key(key),
    .hs(video_hs),
    .vs(video_vs),
    .de(video_de),
    .rgb_r(video_r),
    .rgb_g(video_g),
    .rgb_b(video_b)
);
 
video_clock video_clock_m0
(
     // Clock in ports
    .clk_in1(sys_clk),
      // Clock out ports
    .clk_out1(video_clk),
    .clk_out2(video_clk_5x),
      // Status and control signals
    .reset(1'b0),
    .locked()
 );
 
rgb2dvi_0 rgb2dvi_m0 (
    // DVI 1.0 TMDS video interface
    .TMDS_Clk_p(TMDS_clk_p),
    .TMDS_Clk_n(TMDS_clk_n),
    .TMDS_Data_p(TMDS_data_p),
    .TMDS_Data_n(TMDS_data_n),
    .oen(hdmi_oen),
    //Auxiliary signals 
    .aRst_n(1'b1), //-asynchronous reset; must be reset when RefClk is not within spec
    
    // Video in
    .vid_pData({video_r,video_g,video_b}),
    .vid_pVDE(video_de),
    .vid_pHSync(video_hs),
    .vid_pVSync(video_vs),
    .PixelClk(video_clk),
    .SerialClk(video_clk_5x)// 5x PixelClk
); 
  
endmodule
0X2_002m

5.算法理论概述

基于FPGA的图像中值滤波是一种在图像处理中常用的滤波技术，其原理是通过一定的算法将图像中的噪声平滑掉，同时尽量保留图像的细节信息。该技术主要应用于图像降噪、图像增强等领域。中值滤波是一种非线性 信号处理技术，其原理是将图像中每个像素点的值设置为该点周围邻居像素值的中值。具体来说，对于一个像素点，其滤波后的值等于该点周围邻居像素值排序后的中间值。这种滤波方法可以有效去除图像中的椒盐噪声、孤立点等，同时能够保留图像的边缘信息。