王 莉，苏光大

（清华大学 电子工程系，北京 100084）

高清视频监控逐渐成为市场的热点，视频监控不仅要求把现场图像捕获并保存，而且还要尽可能清晰。在高清图像的生成和采集过程中，往往会受到各种噪声的干扰，使高清图像的质量变差，因此必须对图像进行滤波、平滑等预处理来消除噪声。中值滤波作为一种非线性滤波方法，既可以消除随机噪声和脉冲干扰，又可以很大程度地保留图像的边缘信息，得到了广泛的运用。在许多实际应用场合，如高清视频监控、X光图像的降噪等，需要快速且实时地进行中值滤波，软件实现达不到实时处理的要求，因此选用硬件实现。

在硬件实现上，文献[1]、[2]等采用行延迟的方法形成邻域数据，以实现3×3的中值滤波。文献[7]为了提高红外成像跟踪器设计了大窗口的中值滤波器。文献[3]、[4]提出了邻域图像帧存的存储结构，该结构充分利用了图像帧存的数据结构转换特性，并行高速提供邻域图像数据，配以FPGA作为并行处理器，高速实时地实现了中值滤波。但是以上研究都是基于标清图像的中值滤波器，处理的图像大小一般为 256×256、512×512的灰度图等，很少有实现高清图像的中值滤波器。本文在文献[3]、[4]的理论基础上，在苏光大主持研制成功的NIPC-3邻域图像并行处理机上实时实现了 1 920×1 080×8 bit的高清图像的中值滤波器。该系统的硬件是基于一个标准的PCI板卡，Altera公司的CycloneII FPGA是图像处理系统的核心，此外，该板卡还包括了若干片SRAM、视频采集转换芯片、CPLD和PCI接口芯片。……