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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

信号处理技术广泛应用于现代通信和工程应用等许多领域，滤波技术可以有效的防止干扰和鉴别有用信号，在信号处理中占有重要地位。其中高斯滤波器是一种时频带宽积最小的理想滤波器，有优良的特性，广泛应用于信号处理、信号检测以及通信等领域。然而，在实时系统特别是快速实时系统中，高斯滤波器结果复杂，相对其他低通滤波器其计算速度较慢，影响了其在实时系统中的应用。当数据量较大时，如高清晰彩色图像实时传输的预处理中，传统的dsp芯片及单片机计算速度仍然难以达到实时传输。针对高斯滤波器的结构特性，提出采用设计点二维高斯滤波器的方法，利用fpga技术在硬件上实现。这种方法充分利用fpga的并行运算特点，克服了普通高斯滤波器结构复杂、速度较慢的缺点，提高了响应速度，扩展了高斯滤波器的使用范围，可应用于实时数据采集、实时图像处理的预处理。

国内外研究现状

fpga器件是当今运用极为广泛的可编程逻辑器件。fpga有很强的灵活性，可以根据需要进行重构配置，有较强的通用性，适于模块化设计;同时其开发周期短，系统易于维护和扩展，适合实时的信号处理，能够大大提高图像数据的处理速度，满足系统的实时性要求。与此同时，fpga自身也在迅速发展，其集成度、工作速度不断提高，包含的资源越来越丰富，可实现的功能也越来越强。随着eda技术的不断发展，fpga依靠其真正的硬件并行性和极大的灵活性，以及能够迅速占领市场的巨大优势，已经得到了广泛的应用。尤其在视频图像处理中，需要对大量的高速、并行的视频流数据进行实时处理，fpga更能发挥其独有的优势。

近年来，随着集成芯片制造技术的发展，fpga在速度和集成度两方面得到了飞速提高。由于它具有功耗低、体积小、集成度高、速度快、开发周期短、费用低、用户可定义功能及可重复编程和擦写等许多优点，应用领域不断扩大，越来越多的电子系统开始采用可编程逻辑器件来实现数字信号处理，fpga在数字信号处理中得到越来越广泛的应用。但在具体的实际应用过程中会存在一些实际问题，如有限字长的影响、并行和串行结构的选择和fpga内部结构对设计的影响等。

2. 研究的基本内容

为了降低高斯滤波器的结构复杂性，提高计算速度，提出设计基于FPGA的点二维滤波器快速逼近高斯滤波器的方法，然后在此基础上利用新一代高性能FPGA芯片研究算法的FPGA实现，最后进行实验验证。本课题提出基于FPGA的点二维高斯滤波器的图像处理方案，研究点二维高斯滤波器在算法上的优化，最终采用FPGA进行硬件实现。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）2018年1月1日—2018年2月28日：查阅资料、学习和研究相关资料，熟悉软件仿真平台，填写任务书及开题报告；

（2）2018年3月1日—2018年5月11日：完成系统逻辑设计，编写软件代码，实验验证，提交中期检查，完成文献翻译和论文初稿；

（3）2018年5月12日—2018年5月18日：完成对图像的综合处理，撰写论文，论文查重等工作；

4. 参考文献

[1] 张贤达.现代信号处理（第三版）.清华大学出版社.2015:163-209

[2] 付昱强.基于fpga的图像处理算法的研究与硬件设计.南昌大学硕士学位论文.2006:1-22

[3] 王广军，柳建，黄鹰.高斯滤波器在实时系统中的快速实现.电子技术应用.2000,26(3):15-16