基于QuartusⅡ的拉普拉斯算子FPGA实现方法研究

"EDA/PLD中的拉普拉斯算子的FPGA实现方法" 拉普拉斯算子是一种重要的图像增强算子，它是一种各向同性滤波器，即滤波器的响应与滤波器作用图像的突变方向无关。拉普拉斯算子的FPGA实现方法是使用Altera的QuartusⅡ开发环境，该环境支持Altera的IP核，包含了LPM／Megafunctions宏功能模块库，设计者只需要选取设置这些功能模块的相关参数就可以在程序中调用，从而使用户可以充分利用成熟的模块，大大简化了设计的复杂性，加快了设计速度。 在图像处理系统中，拉普拉斯算子广泛应用于图像锐化和高频增强等算法中。为了实现实时增强图像的高频细节，需要使用QuartusⅡ开发环境的Megafunctions功能模块来实现拉普拉斯算子。 拉普拉斯算子的定义是二元函数f(x，y)的拉普拉斯变换，基本高通滤波模板中所有系数的和为0，如果在模板所覆盖的区域内像素的灰度值都相同或者灰度值的变化较为缓慢，则模板的输出为0或输出很小。高通提升滤波可以表示为： 高通提升滤波图像=A×原图像-低通滤波图像=(A-1)×原图像+原图像-低通滤波图像=(A-1)×原图像+高通滤波图像 式中：当A=1时，高通提升滤波就是基本的高通滤波；当A>1时，部分原图像被加到高通滤波中。 使用QuartusⅡ开发环境的Megafunctions功能模块可以实现拉普拉斯算子的FPGA实现方法，具体步骤如下： 1. 设计拉普拉斯算子的Megafunctions功能模块，包括选择合适的滤波器系数和滤波器响应函数。 2. 使用QuartusⅡ开发环境的IP核来实现拉普拉斯算子的FPGA实现，包括设计和实现滤波器的硬件结构。 3. 使用QuartusⅡ开发环境的Megafunctions功能模块来实现拉普拉斯算子的软件实现，包括设计和实现滤波器的软件算法。 使用QuartusⅡ开发环境的Megafunctions功能模块可以实现拉普拉斯算子的FPGA实现方法，满足实时增强图像的高频细节的需求。