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一种基于ModelSim的红外图像仿真方法与系统 被引量:1
1
作者 李江辉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2024年第7期802-806,共5页
在红外热成像的图像处理算法过程中,传统的算法仿真需要借助Matlab等图形处理工具软件先进行仿真再转化成FPGA处理器中可以运行的算法代码,而Matlab上的运行的语言、实现方式与FPGA硬件上运行的硬件描述语言和实现方式完全不同。导致转... 在红外热成像的图像处理算法过程中,传统的算法仿真需要借助Matlab等图形处理工具软件先进行仿真再转化成FPGA处理器中可以运行的算法代码,而Matlab上的运行的语言、实现方式与FPGA硬件上运行的硬件描述语言和实现方式完全不同。导致转化过程复杂、转化精度损失、开发周期长等。本文提出了一种基于ModelSim仿真工具的红外图像仿真方法与系统,与Matlab等图形处理工具一样,编程写好代码,导入图像仿真后,立即输出图像显示,并能查看中间处理过程中的数据变化情况。并且ModelSim仿真运行的仿真代码可以直接拿到FPGA编译工具中运行,最终部署在硬件板卡上。在工程应用中,转化过程简单,开发效率大大提升。 展开更多
关键词 FPGA modelsim 红外热成像 仿真方法 图像处理算法 硬件描述语言 硬件加速
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永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计 被引量:7
2
作者 唐俊龙 龚源浩 +1 位作者 杨晟熙 喻华 《现代电子技术》 北大核心 2024年第20期13-19,共7页
针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CO... 针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CORDIC)、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块,通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能,以FPGA为核心搭建芯片物理验证平台,控制PMSM的电流与速度。结果表明:所设计的ASIC输出PWM信号达到12.2 kHz,双环频率分别达到12 kHz和8 kHz,具有快速动态响应与良好的稳态特性;且能够实现高性能、低成本、可移植的电机控制,在电机控制领域具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 矢量控制 专用集成电路 闭环控制 CORDIC FPGA modelsim验证
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基于二次谐波法的磁通门信号处理与分析 被引量:1
3
作者 周佳琦 张一鸣 +1 位作者 葛翰林 高俊侠 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第12期23-28,共6页
针对磁通门传感器在提取磁场信号过程中遇到采集精度低、稳定性差等问题,通过分析磁通门传感器实现磁场信号的调制过程,并根据磁通门有效信号中的偶次谐波分量与被测磁场成正比的关系,提出了一种基于二次谐波法的磁场信号提取方法。采... 针对磁通门传感器在提取磁场信号过程中遇到采集精度低、稳定性差等问题,通过分析磁通门传感器实现磁场信号的调制过程,并根据磁通门有效信号中的偶次谐波分量与被测磁场成正比的关系,提出了一种基于二次谐波法的磁场信号提取方法。采用信号检测电路提取以二次谐波分量为主的磁场电压信号,经过数字相敏整流和平滑滤波算法进一步剔除其他谐波分量,实现对磁场信号的有效提取。通过时序仿真结果验证了相敏整流算法对二次谐波的提取效果,并对基于二次谐波法设计的开环磁通门传感器进行实验。相较于其他类型的磁通门信号检测方法,二次谐波法有效提高了传感器的分辨率、线性度等关键性能,且基于二次谐波法设计的磁通门传感器能够实现对被测磁场信号的检测和有效调制,并表现出较高的磁测水准。 展开更多
关键词 数字化磁通门 二次谐波法 信号提取 相敏整流 平滑滤波 modelsim
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GPS接收机相关器技术研究及FPGA实现 被引量:15
4
作者 王尔申 张淑芳 +2 位作者 胡青 姜毅 孙晓文 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第13期3582-3585,共4页
GPS接收机中的相关器设计是GPS接收机设计的一个关键技术之一。阐述了GPS相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了详细的理论分析,利用本地产生的C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,提高了捕获的速度和精度... GPS接收机中的相关器设计是GPS接收机设计的一个关键技术之一。阐述了GPS相关器的工作原理和结构,对构成相关器的各个模块进行了详细的理论分析,利用本地产生的C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,提高了捕获的速度和精度,并用verilog硬件描述语言在FPGA中实现了GPS相关器的全部设计。设计中首先在modelsim下进行功能仿真,然后进行时序仿真,仿真通过后下载到Xilinx VirtexTM-II Pro开发板中进行验证。运行结果表明设计的相关器工作正常,性能可靠,与微处理器配合可以完成GPS信号的捕获和跟踪。 展开更多
关键词 GPS 相关器 FPGA 并行相关 modelsim仿真
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基于FPGA的SPI接口Flash控制器设计及其在存储配置数据中的应用 被引量:10
5
作者 赵庆平 李素文 +1 位作者 杜伟宁 姜恩华 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1022-1026,共5页
针对现场可编程门阵列(FPGA)丰富的逻辑资源及产生精确时序的能力,给出一种基于FPGA的SPI控制器的设计方法.可方便地对SPI flash进行读写、擦除等操作,从而能快速、准确地存储数据.在SPI控制器设计过程中使用Modelsim进行仿真验证,并用V... 针对现场可编程门阵列(FPGA)丰富的逻辑资源及产生精确时序的能力,给出一种基于FPGA的SPI控制器的设计方法.可方便地对SPI flash进行读写、擦除等操作,从而能快速、准确地存储数据.在SPI控制器设计过程中使用Modelsim进行仿真验证,并用VHDL硬件描述语言进行编程,下载到FPGA开发板上进行测试,对SPI接口flash进行操作,证明了系统设计方法的正确性和可靠性,该方法对flash存储控制系统的设计具有普遍适用性,实现了对以FPGA为控制核心的系统数据长时间存储. 展开更多
关键词 串行外设接口控制器 现场可编程门阵列 VHDL设计 modelsim仿真
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基于FPGA的GPS接收机相关器技术研究与实现 被引量:4
6
作者 胡辉 袁超 +1 位作者 吴超 高明华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1513-1517,1521,共6页
利用EDA技术和FPGA技术,研制出具有自主知识产权基于FPGA的GPS相关器。采用本地产生C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,并得到预检测值用于捕获GPS信号;重点设计载波NCO相位、载波周数、码相位、历元计数等测量数据产生... 利用EDA技术和FPGA技术,研制出具有自主知识产权基于FPGA的GPS相关器。采用本地产生C/A码的超前、即时、滞后码与输入信号进行并行相关,并得到预检测值用于捕获GPS信号;重点设计载波NCO相位、载波周数、码相位、历元计数等测量数据产生模块,含该模块的GPS相关器可用于实现导航型和测量型接收机;阐述了GPS相关器各个模块的详细设计,并用VHDL在FPGA中实现了其全部设计。在Modelsim下进行功能仿真和时序仿真,仿真正确后下载到Xilinx Virtex-II Pro开发板中进行验证。运行结果表明设计的GPS相关器与微处理器配合可以完成GPS信号的基带信号处理。 展开更多
关键词 GPS 相关器 FPGA ISE modelsim仿真
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双抽头CCD图像整合优化设计 被引量:4
7
作者 李洪法 薛旭成 +1 位作者 郭永飞 朱宏殷 《中国光学》 EI CAS 2012年第1期42-47,共6页
为了解决双抽头CCD输出图像顺序不一致的问题,提出了一种改进的RAM软件设计方法,并对其数据进行重新整合。首先,利用XILINX VIRTEX系列现场可编程门阵列(FPGA)的内部Block RAM构造形成双端口RAM。其次,利用双抽头CCD的第一个抽头数据在... 为了解决双抽头CCD输出图像顺序不一致的问题,提出了一种改进的RAM软件设计方法,并对其数据进行重新整合。首先,利用XILINX VIRTEX系列现场可编程门阵列(FPGA)的内部Block RAM构造形成双端口RAM。其次,利用双抽头CCD的第一个抽头数据在整合前后没有变化的特点,改进了传统的乒乓操作方法,实现了对整片CCD输出的整合。与传统的图像整合方法相比,该方法对硬件的资源占用率节省了25%。利用ModelSim软件对该方法进行仿真实验,验证了其正确性和有效性。该方法节约了硬件资源,降低了硬件成本,并已成功应用在实际工程项目中。 展开更多
关键词 双抽头CCD 图像整合 现场可编程门阵列 modelsim软件
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基于FPGA的UART设计 被引量:27
8
作者 聂涛 许世宏 《现代电子技术》 2006年第2期127-129,共3页
UART是一种广泛应用于短距离、低速、低成本通信的串行传输接口。由于常用UART芯片比较复杂且移植性差,提出一种采用可编程器件FPGA实现UART的方法,实现了对UART的模块化设计。首先简要介绍UART的基本特点,然后依据其系统组成设计顶层模... UART是一种广泛应用于短距离、低速、低成本通信的串行传输接口。由于常用UART芯片比较复杂且移植性差,提出一种采用可编程器件FPGA实现UART的方法,实现了对UART的模块化设计。首先简要介绍UART的基本特点,然后依据其系统组成设计顶层模块,再采用有限状态机设计接收器模块和发送器模块,所有功能的实现全部采用VHDL进行描述,并用Modelsim软件对所有模块仿真实现。最后将UART的核心功能集成到FPGA上,使整体设计紧凑,小巧,实现的UART功能稳定、可靠。 展开更多
关键词 UART FPGA VHDL 有限状态机 modelsim
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基于FPGA的FIR数字滤波器设计与实现 被引量:8
9
作者 单文军 周雪纯 李文华 《现代电子技术》 2013年第14期123-126,共4页
简要介绍了FIR数字滤波器的结构特点和基本原理,提出基于FPGA和DSP Builder的FIR数字滤波器的基本设计流程和实现方案。在Matlab/Simulink环境下,采用DSP Builder模块搭建FIR模型,根据FDATool工具对FIR滤波器进行了设计,然后进行系统级... 简要介绍了FIR数字滤波器的结构特点和基本原理,提出基于FPGA和DSP Builder的FIR数字滤波器的基本设计流程和实现方案。在Matlab/Simulink环境下,采用DSP Builder模块搭建FIR模型,根据FDATool工具对FIR滤波器进行了设计,然后进行系统级仿真和ModelSim功能仿真,其仿真结果表明其数字滤波器的滤波效果良好。通过SignalCompiler把模型转换成VHDL语言加入到FPGA的硬件设计中,从QuartusⅡ软件中的虚拟逻辑分析工具SignalTapⅡ中得到数字滤波器实时的结果波形图,结果符合预期。 展开更多
关键词 FPGA DSP BUILDER FIR数字滤波器 modelsim功能仿真
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一种基于FPGA的OQPSK调制电路的实现 被引量:5
10
作者 王彦朋 滑海 王晓君 《电子测量技术》 2017年第2期101-104,共4页
信号的调制识别技术在目前数字通信中应用极为广泛,首先介绍了OQPSK调制信号以及成型滤波器的原理,在此原理基础上给出了一种基于FPGA的OQPSK调制电路的实现方法,并用MATLAB仿真工具得到成型滤波器的仿真模型及滤波性能,在Modelsim仿真... 信号的调制识别技术在目前数字通信中应用极为广泛,首先介绍了OQPSK调制信号以及成型滤波器的原理,在此原理基础上给出了一种基于FPGA的OQPSK调制电路的实现方法,并用MATLAB仿真工具得到成型滤波器的仿真模型及滤波性能,在Modelsim仿真环境下对该调制实现方法进行仿真验证,得到OQPSK调制信号的波形,最后给出仿真结果,证实此OQPSK调制方法的可行性。 展开更多
关键词 OQPSK FPGA MATLAB modelsim 成型滤波器
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基于FPGA的基带码发生器设计 被引量:4
11
作者 周灼荣 聂涛 +1 位作者 靳小超 代忠 《现代电子技术》 2006年第11期53-55,共3页
设计一个基于FPGA的基带信号码发生器。首先简要介绍了单极性非归零码、双极性非归零码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、交替极性码、分相码、传号反转码等8种基带码的基本特点,然后根据码型转换原理设计发生器模块。程序采用VHD... 设计一个基于FPGA的基带信号码发生器。首先简要介绍了单极性非归零码、双极性非归零码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、交替极性码、分相码、传号反转码等8种基带码的基本特点,然后根据码型转换原理设计发生器模块。程序采用VHDL进行描述,并用Modelsim软件仿真实现所有功能,最后将功能集成到FPGA上,产生的基带码稳定、可靠,可满足不同数字基带系统传输需要。 展开更多
关键词 基带码 FPGA VHDL modelsim
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基于FPGA的NAND FLASH控制器 被引量:10
12
作者 刘思平 陈利学 《现代电子技术》 2007年第9期134-135,共2页
主要介绍现场可编程阵列FPGA在NAND FLASH芯片测试仪系统中的应用,由于芯片本身内部结构非常复杂,还可以允许坏块的存在,而且坏块的数目在使用过程中还可以增加,这使得对芯片进行操作变得非常难,而利用FPGA对NAND FLASH进行控制,可以非... 主要介绍现场可编程阵列FPGA在NAND FLASH芯片测试仪系统中的应用,由于芯片本身内部结构非常复杂,还可以允许坏块的存在,而且坏块的数目在使用过程中还可以增加,这使得对芯片进行操作变得非常难,而利用FPGA对NAND FLASH进行控制,可以非常方便地对他进行读写、擦除以及坏块判断等几种重要的操作,从而能快捷、准确、稳定地测试出芯片的好坏,为NAND FLASH厂商和用户提供更为准确的判断依据。 展开更多
关键词 NAND FLASH FPGA VHDL BLOCK PAGE modelsim
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海洋石油地震勘探拖缆模拟系统设计与实现 被引量:2
13
作者 曹桂平 宋克柱 +1 位作者 杨俊峰 王砚方 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期937-941,共5页
大容量数据模拟系统一方面用于对现有系统进行极端性测试,揭露被测试系统存在的问题,从而使得系统更加完善;另一方面为被测试系统应用于更加严格条件下的工作做前导性试验和准备。论文基于海上石油勘探实际应用中的一个拖缆模拟系统,详... 大容量数据模拟系统一方面用于对现有系统进行极端性测试,揭露被测试系统存在的问题,从而使得系统更加完善;另一方面为被测试系统应用于更加严格条件下的工作做前导性试验和准备。论文基于海上石油勘探实际应用中的一个拖缆模拟系统,详细介绍了基于FPGA的大容量数据模拟系统的设计思想和基本实现,可作为此类应用的设计典范,提出的结构框架也可作为数据采集类应用的设计参考模型。 展开更多
关键词 现场可编程门陈列 数据模拟 modelsim仿真
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基于Altera FPGA的部分串行FIR滤波器 被引量:2
14
作者 郭雨梅 陈曦 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2009年第5期577-581,共5页
为了设计资源消耗少、性能优良、通用性强的FIR滤波器,提出一种利用Altera CYCLONEIII系列FPGA内部M9KRAM、硬件乘法器和逻辑单元构建部分串行FIR滤波器的设计思想.与完全串行结构相比,成倍提高了运算速度,减少了运算延迟;与完全并行结... 为了设计资源消耗少、性能优良、通用性强的FIR滤波器,提出一种利用Altera CYCLONEIII系列FPGA内部M9KRAM、硬件乘法器和逻辑单元构建部分串行FIR滤波器的设计思想.与完全串行结构相比,成倍提高了运算速度,减少了运算延迟;与完全并行结构相比,减少了逻辑单元的消耗.利用MATLAB中的fdatool工具设计FIR滤波器,并对系数进行量化;利用Quartus软件编译,并通过Modelsim软件仿真testbench中响应的输入、输出量.仿真结果验证了该设计方法的正确性,所设计的部分串行FIR滤波器具有资源消耗少、运算速度快等特点. 展开更多
关键词 现场可编程逻辑阵列 FIR滤波器 部分串行 fdatool工具 M9KRAM模块 硬件乘法器 modelsim仿真 低延迟
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多抽样率Gabor变换并行算法的FPGA仿真和设计 被引量:2
15
作者 李锐 陶亮 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第13期50-51,102,共3页
Gabor变换在信号处理领域被公认为十分有效的时频分析方法,然而却因为Gabor变换算法具有较高的计算复杂性而限制了其实时应用,最近提出的基于多抽样率滤波实现离散Gabor变换的并行算法可很好地解决实时应用问题。讨论用FPGA来实现多抽样... Gabor变换在信号处理领域被公认为十分有效的时频分析方法,然而却因为Gabor变换算法具有较高的计算复杂性而限制了其实时应用,最近提出的基于多抽样率滤波实现离散Gabor变换的并行算法可很好地解决实时应用问题。讨论用FPGA来实现多抽样率Gabor变换并行算法的仿真,并运用QuartusII9.0和modelsim等软件以及Verilog硬件描述语言来辅助设计。 展开更多
关键词 离散GABOR变换 现场可编程门阵列(FPGA) 多抽样率 modelsim VERILOG
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基于FPGA的DDR3控制器设计 被引量:18
16
作者 宗凯 《电子测量技术》 2017年第1期118-122,共5页
作为SDRAM的第3代动态同步存储器,DDR3以其高速率存储、大容量、低功耗以及良好的兼容性得到广泛应用。基于目前高速信号存储领域对存储性能要求越来越高,利用Virtex-7系列FPGA实现了DDR3控制器,自行设计用户接口模块有效控制数据读写。... 作为SDRAM的第3代动态同步存储器,DDR3以其高速率存储、大容量、低功耗以及良好的兼容性得到广泛应用。基于目前高速信号存储领域对存储性能要求越来越高,利用Virtex-7系列FPGA实现了DDR3控制器,自行设计用户接口模块有效控制数据读写。该DDR3控制器有效解决了目前存储器速率有限、功耗较大、带宽较低的问题。最终通过Modelsim仿真平台进行功能仿真验证,并且在硬件平台测试,验证了该控制器稳定性好,占用资源少以及可移植性强。 展开更多
关键词 DDR3 SDRAM FPGA modelsim
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井下核磁共振测井数据压缩的实现 被引量:3
17
作者 张岩 于海龙 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期70-77,共8页
基于随钻核磁共振测井仪器井下带宽有限、传输速率较慢的问题,设计适用于井下仪器的压缩解压缩算法,利用联合编码的方法在FPGA(现场可编程门阵列)硬件的基础上对井下数据进行压缩。对所设计的压缩解压缩算法进行试验验证,在验证压缩解... 基于随钻核磁共振测井仪器井下带宽有限、传输速率较慢的问题,设计适用于井下仪器的压缩解压缩算法,利用联合编码的方法在FPGA(现场可编程门阵列)硬件的基础上对井下数据进行压缩。对所设计的压缩解压缩算法进行试验验证,在验证压缩解压缩算法各个模块的准确性的基础上,对整个压缩解压缩系统进行测试。结果表明,基于FPGA设计的数据压缩解压缩算法可行。该算法需要消耗的硬件逻辑资源相对较少、规律性较强,更有利于FPGA的开发设计,并且在保证失真率较小的条件下可以有相对较高的压缩比,保证了经过压缩的数据满足实时传输的需求。 展开更多
关键词 离散余弦变换 熵编码 现场可编程门阵列(FPGA) modelsim仿真 随钻核磁共振测井
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基于FPGA的FM解调/位同步系统设计与实现 被引量:1
18
作者 柴俊栓 王辉 《科学技术与工程》 2009年第22期6655-6659,6686,共6页
介绍了一种基于FPGA的FM解调/位同步系统的设计与实现。首先给出了系统的设计方案;然后,介绍了系统的仿真模型及利用Simulink和ModelSim实现对系统HDL代码的联合仿真验证;最后利用Altera公司Stratix Ⅱ系列FPGA与Analog Device Inc.公司... 介绍了一种基于FPGA的FM解调/位同步系统的设计与实现。首先给出了系统的设计方案;然后,介绍了系统的仿真模型及利用Simulink和ModelSim实现对系统HDL代码的联合仿真验证;最后利用Altera公司Stratix Ⅱ系列FPGA与Analog Device Inc.公司的ADC芯片等完成该FM解调/位同步器系统的硬件实现。 展开更多
关键词 FM解调 位同步器 Simulink与modelsim联合仿真 FPGA设计
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基于FPGA的位同步器设计、仿真与实现 被引量:1
19
作者 柴俊栓 晏勇 《科学技术与工程》 2008年第12期3145-3148,共4页
介绍了一种基于FPGA的位同步器的设计、仿真与实现方案。首先利用Matlab Simulink进行系统的仿真;然后,利用Simulink和ModelSim实现对位同步器HDL代码的联合仿真验证;最后利用Altera公司Stratix II系列FPGA与Analog Device公司的AD芯片... 介绍了一种基于FPGA的位同步器的设计、仿真与实现方案。首先利用Matlab Simulink进行系统的仿真;然后,利用Simulink和ModelSim实现对位同步器HDL代码的联合仿真验证;最后利用Altera公司Stratix II系列FPGA与Analog Device公司的AD芯片完成该位同步器的硬件实现。 展开更多
关键词 位同步器 Simulink与modelsim联合仿真 FPGA设计
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一种适于FPGA实现的中值滤波及软硬件协同仿真 被引量:1
20
作者 陈燕 李亚萍 杨永双 《华北水利水电学院学报》 2010年第1期79-81,共3页
针对中值滤波处理图像时存在的缺陷,提出了一种基于简单椒盐噪声滤波算法的极值中值滤波算法,通过对256×256×8 bits的Lena图像和Link for ModelSim仿真验证了该算法的处理效果.结果表明,该算法能很好地滤除椒盐噪声和保护图... 针对中值滤波处理图像时存在的缺陷,提出了一种基于简单椒盐噪声滤波算法的极值中值滤波算法,通过对256×256×8 bits的Lena图像和Link for ModelSim仿真验证了该算法的处理效果.结果表明,该算法能很好地滤除椒盐噪声和保护图像细节,易在FPGA上实现,提高了图像的处理速度.另外,为了加快系统的功能验证,在系统仿真中使用Link for ModelSim组件,打破了软硬件间的屏蔽,节省了仿真时间. 展开更多
关键词 中值滤波 椒盐噪声 FPGA LINK for modelsim
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