The bilateral filter (BF) is widely used in image processing because it can perform denoising while preserving edges. It has disadvantages in that it is nonlinear, and its computational complexity and hardware resources are directly proportional to its window size. Thus far, several approximation methods and hardware implementations have been proposed to solve these problems. However, processing large-scale and high-resolution images in real time under severe hardware resource constraints remains a challenge. This paper proposes a real-time image denoising system that uses an FPGA based on the bilateral grid (BG). In the BG, a 2D image consisting of x- and y-axes is projected onto a 3D space called a "grid," which consists of axes that correlate to the x-component, y-component, and intensity value of the input image. This grid is then blurred using the Gaussian filter, and the output image is generated by interpolating the grid. Although it is possible to change the window size in the BF, it is impossible to change it on the input image in the BG. This makes it difficult to associate the BG with the BF and to obtain the property of suppressing the increase in hardware resources when the window radius is enlarged. This study demonstrates that a BG with a variable-sized window can be realized by introducing the window radius parameter wherein the window radius on the grid is always 1. We then implement this BG on an FPGA in a fully pipelined manner. Further, we verify that our design suppresses the increase in hardware resources even when the window size is enlarged and outperforms the existing designs in terms of computation speed and hardware resources.


翻译:双边过滤器( BF) 被广泛用于图像处理, 因为它可以在保存边缘的同时进行分解。 它的缺点在于它不是线性, 其计算复杂性和硬件资源与窗口大小成正比。 到目前为止, 已经提出了几种近似方法和硬件执行来解决这些问题。 然而, 在硬件资源严重制约下实时处理大型和高分辨率图像仍然是一个挑战。 本文提议了一个实时图像分解系统, 该系统使用基于双边网格的 FPGA 。 在 BG 窗口中, 由 x 和 y 轴组成的 2D 图像被投射到一个 3D 空间, 称为“ 格”, 它由轴组成, 与输入图像的 X 构件、 y 构件和强度值相关。 然而, 这个网格在使用高斯过滤器进行实时处理, 而产出图像则由网络内部网进行调产生。 虽然有可能在 BFG 网格中使用一个窗口的窗口大小, 但它无法在 BG 输入图像中进一步修改它。 这就使得很难将BG 递增速度空间域域域域域域域域域域域域域中的二G 的硬值与B 的硬值与Orearearel 来测试中, 我们的硬值的硬值与Orel化的硬值在测试中可以测试中演示一个硬值 。

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