堆栈滤波器的设计及实现

论文摘要

堆栈滤波器是一类非线性数字滤波器，它所具有的门限分解和堆栈两个重要性质将滤波过程转化到二进制域实现，并且整个过程只有简单的逻辑与、或和比较运算，易于VLSI并行实现。本文从理论上具体研究了堆栈滤波器的原理结构和进行噪声滤除的过程，并通过仿真验证了所给算法的有效性。 本文针对传统非线性滤波器在进行图像消噪的过程中对图像细节信息带来的模糊化的影响，结合噪声标注的方法，提出了一种改进的堆栈滤波器，该算法能够有效的滤除图像中的随机脉冲噪声，并且能够很好的保持图像的细节信息且利于硬件实现。 本文针对堆栈滤波器的实现方案进行了较为详细的分析，而后对窗口大小为3*3堆栈滤波器进行FPGA实现时的具体逻辑结构进行分析，并对具体实现过程中的一些问题进行分析并给予解决。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 选题的目的和意义
• 1.3 噪声抑制的性能评价
• 1.4 论文的主要工作和内容安排
• 第二章 堆栈滤波技术
• 2.1 非线性滤波技术
• 2.1.1.中值滤波方法
• 2.1.2.自适应滤波方法
• 2.2 研究中的非线性滤波新算法
• 2.2.1.基于数学形态学的滤波方法
• 2.2.2.基于模糊数学的滤波方法
• 2.2.3.基于遗传算法的滤波方法
• 2.2.4.基于神经网络的滤波方法
• 2.2.5 层叠滤波方法（堆栈滤波算法）
• 2.2.6.基于小波理论的滤波方法
• 2.2.7.其它方法
• 2.3 堆栈滤波器的提出和研究现状
• 2.4 阈值分解和堆栈特性
• 2.5 正布尔函数和堆栈滤波器
• 2.6 最佳堆栈滤波器以及衡量标准
• 2.7 利用HASSE图方法寻找最优布尔函数
• 2.8 MAE准则下寻找最佳滤波器
• 2.9 算法举例
• 第三章 堆栈滤波器的结构改进
• 3.1 基于选点滤波的堆栈滤波器改进
• 3.1.1 非线性滤波中的问题
• 3.1.2 噪声标注方法在堆栈滤波器中的应用
• 3.1.3 仿真结果以及结论
• 3.2 自适应算法介绍以及探讨
• 3.2.1 最佳堆栈滤波器设计
• 3.2.2 PBF与可分离函数[16]
• 3.2.3 自适应的最小均方算法以及自适应步长
• 3.2.4 仿真结果和结论
• 第四章 堆栈滤波器的FPGA实现
• 4.1 堆栈滤波器的实现方案
• 4.2 堆栈滤波器FPGA的实现结构分析
• 4.3 仿真结果
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究生期间所撰写（及合作）的论文