双边滤波FPGA实现

一、图像滤波
1.均值滤波在滤波窗口内的权重一样
2.高斯滤波在滤波窗口内依据距离中心点距离来赋值权重
3.双边滤波从空间距离和空间亮度两个维度进行赋值权重

二、双边滤波的数学模型
1.双边滤波有空间核和灰度值差核
2.欧式距离

三、LUT查找表的方式来实现双边滤波
1.使用空间换时间的方式来实现

四、引导滤波
1.引导滤波也是一种保边算法，效果比双边滤波效果好

五、双边滤波算法在FPGA实现方式
考虑的问题：图像的质量，吞吐率，资源消耗，灵活性和通用性。
1.pipeline + 在线计算的方法
line buffer + wind buffer + cordic算法/多项式分段计算单元

2.查表法
使用空间权重表 + 值域权重表
优化一：可以设计为动态参数更新
为进一步提升灵活性，可在视频流的帧消隐期（无有效像素数据的空隙）更新查找表内容，实现滤波强度（sigma参数）的在线、无缝切换

优化二:自适应模板
在查表法的基础上，加入椒盐噪声检测模块。在预处理阶段，用自适应中值替换掉噪声点，再进行标准双边滤波，使算法兼具去除椒盐和高斯噪声的能力-1

3.近似计算
高斯权重曲线在大部分区域变化平缓。该方案用一个分段函数（如分段线性、分段常数）来近似值域高斯权重曲线。这不仅能减少值域权重表（LUT）的存储深度和位宽，还能将复杂的权重乘法简化为移位和加法操作