가시광 영상 노이즈 제거 및 FPGA 하드웨어 구현

ZHAO Sixian ,  

WAN Minjie ,  

QIAN Weixian ,  

ZHOU Lin ,  

SHAO Ajun ,  

CHEN Qian ,  

GU Guohua ,  

摘要

정지 장면에서는 일반적인 이미지 필터링 알고리즘이 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있으나, 움직임 상태에서는 기존 필터링 알고리즘이 노이즈 제거의 효과를 보장하기 어렵고, 잔상 현상이 발생한다; 운동 보상을 이용한 필터링 알고리즘은 노이즈를 효과적으로 억제하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 시간-공간 영역 필터링 기반 영상 노이즈 제거 알고리즘을 제안하고, 현장 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA) 플랫폼에 구현하였다. 이 알고리즘은 주로 가우시안 차분 필터링을 이용하여 영상 특징을 추출하고, 공간 영역 필터링을 통해 고주파 노이즈를 억제하며, 피드백 방식을 통해 분할된 영상 영역에 각각 다른 노이즈 제거 전략을 적용한다. 하드웨어 구현의 핵심은 하이레벨 합성(High-level Synthesis, HLS) 도구를 이용해 프로그래밍을 단순화하고, DDR3 제어 모듈을 통해 각 모듈 간 영상 스트림의 입출력을 제어하는 것이다. 실험 결과, 이 알고리즘은 노이즈 제거에 효과적이며, 다양한 장면에서 비하향 샘플링 윤곽파 변환 기반 노이즈 제거 알고리즘에 비해 최대 15 dB의 피크 신호대잡음비 향상을 보여준다; FPGA로 이식을 마친 후에는 MATLAB 소프트웨어 시뮬레이션 대비 피크 신호대잡음비 차이가 약 0.3 dB에 불과하며, 실행 시간이 71.5% 이상 단축되어 실시간성을 유지하면서도 우수한 가시광 영상 노이즈 제거 효과를 달성하였다.

关键词

영상 처리;영상 노이즈 제거;가시광;현장 프로그래머블 게이트 어레이;운동 보상;가우시안 차분 필터링

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website