专利名称：一种多阶数的均值数字滤波器及滤波方法
技术领域：
本发明涉及数字信号处理技术领域，特别是涉及一种多阶数的均 值数字滤波器及滤波方法。
背景技术：
图像在采集、获取、编码和传输过程中，均会不同程度地受到各 种噪声的干扰，从而使图像的质量下降。为了抑制噪声，改善图像质 量，需要进行图像去噪处理，以提高图像的信噪比，突出图像的特征。 在图像去噪处理中经常使用均值滤波使得噪声点消融到整幅图像中。
均值滤波是典型的线性滤波算法，该算法是指在图像上对目标像 素给一个模板，该模板包括了其周围的临近像素(以目标象素为中心
的周围8个象素，构成一个滤波模板，即去掉目标象素本身)，再用 模板中的全体像素的平均值来代替原来像素值。
均值滤波釆用的主要方法为领域平均法。其基本原理是用均值代 替原图像中的各个像素值，即对待处理的当前像素点(x, y)，选择 一个模板，该模板由其近邻的若干像素组成，求模板中所有像素的均 值，再把该均值赋予当前像素点(x， y)，作为处理后图像在该点上 的灰度个g(x, y)，即个g(x, y)=l/mi;f(X, y) m为该模板中 包含当前像素在内的像素总个数。
在DVD等光盘RF信号处理系统中，有部分电路是针对读取的 DVD等光盘的交流信号提取其直流分量，它的工作原理为在模拟 电路中是对连续的时间T内的交流电压值进行积分，但在数字电路中 则对连续的离散时间T内的交流电压值求和之后然后除以时间T。这 里不只是在DVD等光盘的交流信号提取其直流分量，在其它的信号 处理运用中都常需要这样处理，例如示波器中具有的这样的 一个功能，这个信号处理方法一般适用的都是模拟电路。
但是，在模拟电路实现的均值滤波器中，对电容电阻等原件参数 的计算与原件的更换比较繁瑣，对于N阶的滤波器而言，其实现需
要N-1个加法器，当N达到千甚至万时，传统的均值滤波器就无法
实现了。
发明内容
本发明要解决的问题是提供 一种多阶数的均值数字滤波器及滤 波方法，以克服现有技术中对于滤波器参数的调整不方便的缺陷。 为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种多阶数的均值数字
滤波器，所述滤波器包括延时模块，用于将输入信号延时滤波器阶 数个时钟后输出；自累加器，用于在每接收到一个时钟信号时，将所 述自累加器的上一个输出信号值与所述延时模块的输入信号值相加，
再减去所述延时模块的输出信号值；除法器，用于将所述自累加器的 输出信号值除以滤波器阶数后输出；时钟信号产生模块，用于产生并 向所述延时模块、自累加器和除法器提供时钟信号。
其中，所述自累加器的初始输出值为o。
本发明的技术方案还提供一种多阶数的均值数字滤波方法，所述
方法包括以下步骤接收输入信号；根据公式Rt-R^+A-B获取在 时钟T时的累加输出值，其中RT为在时钟T时的累加输出值，Rw 为在时钟T-1时的累加输出值，A为在时钟T时的输入信号，B为在 时钟T-N时的输入信号，N为滤波器阶数；根据公式F-RT/N获取滤 波后的信号值，其中F为滤波后的信号值，RT为在时钟T时的累加 输出值，N为滤波器阶数。
其中，在所述根据公式Rt-Rw+A-B获取在时钟T时的累加输 出值的步骤之前，还包括设定初始累加输出值为0。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点 本发明可以实现几千阶、上万阶或者更大阶数的均值数字滤波器，不但实现中的加法器结构简单，而且滤波器可以工作在很高的时 钟频率上。多阶数的数字滤波器程序化实现，不但缩短了研发时间， 对于滤波器参数的调整是极其方便的。
图i为本发明的一种多阶数的均值数字滤波器的结构示意图； 图2为本发明的一种多阶数的均值数字滤波方法的流程图； 图3为本发明实施例的 一种多阶数的均值数字滤波器的信号流向 示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 本发明的一种多阶数的均值数字滤波器的结构如图l所示，包括
延时模块ll、自累加器12、除法器13和时钟信号产生模块14，其 中自累加器12分别与延时模块11和除法器13连接，时钟信号产生 模块14分别与延时模块11、自累加器12和除法器13连接。
延时模块11用于将输入信号延时滤波器阶数个时钟后输出；自 累加器12用于在每接收到一个时钟信号时，将所述自累加器的上一 个输出信号值与所述延时模块的输入信号值相加，再减去所述延时模 块的输出信号值，所述自累加器的初始输出值为0;除法器13用于 将所述自累加器的输出信号值除以滤波器阶数后输出；时钟信号产生 模块14用于产生并向延时模块11、自累加器12和除法器13提供时
钟信号。
本发明的一种多阶数的均值数字滤波方法如图2所示，包括以下 步骤s201，接收输入信号；
步骤s202,根据公式Rt-R^+A-B获取在时钟T时的累加输出 值，其中rt为在时钟T时的累加输出值，R^为在时钟T-1时的累加输出值，A为在时钟T时的输入信号，B为在时钟T-N时的输入信号， N为滤波器阶数；在所述根据公式Rt^Rt.,+A-B获取在时钟T时的 累加输出值的步骤之前，还包括设定初始累加输出值为0。
步骤s203，根据公式F-RT/N获取滤波后的信号值，其中F为 滤波后的信号值，rt为在时钟T时的累加输出值，N为滤波器阶数。
下面结合实施例，对本发明进行详细说明
本发明实施例的一种多阶数的均值数字滤波器的信号流向如图3 所示，假设均值数字滤波器的阶数N为5000，即延时模块的输入端 值要等待5000个clk时钟后才能从延时模块的输出端输出。假设延 时模块的输入端数字信号值为A，输出端数字信号值为B。
自累加器R是具有时钟的累加器，每个时钟都会进行 i =*"-5计算，等号左边的及为此刻时钟后累加器输出值，右边的
及为上个时刻的时钟后累加器输出值。
除法器输出结果,=及+ 5000,即为阶数为5000的均值数字滤波 器的输出结果。
本发明可以实现几千阶、上万阶或者更大阶数的均值数字滤波 器，不但实现中的加法器结构简单，而且滤波器可以工作在很高的时 钟频率上。多阶数的数字滤波器程序化实现，不但缩短了研发时间， 对于滤波器参数的调整是极其方便的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种多阶数的均值数字滤波器，其特征在于，所述滤波器包括延时模块，用于将输入信号延时滤波器阶数个时钟后输出；自累加器，用于在每接收到一个时钟信号时，将所述自累加器的上一个输出信号值与所述延时模块的输入信号值相加，再减去所述延时模块的输出信号值；除法器，用于将所述自累加器的输出信号值除以滤波器阶数后输出；时钟信号产生模块，用于产生并向所述延时模块、自累加器和除法器提供时钟信号。
2、 如权利要求l所述的多阶数的均值数字滤波器，其特征在于， 所述自累加器的初始输出值为o。
3、 一种多阶数的均值数字滤波方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤接收输入信号；根据公式RT-Rw+A-B获取在时钟T时的累加输出值，其中RT 为在时钟T时的累加输出值，Rw为在时钟T-l时的累加输出值，A 为在时钟T时的输入信号，B为在时钟T-N时的输入信号，N为滤波 器阶数；根据公式F = RT/N获取滤波后的信号值，其中F为滤波后的信号 值，RT为在时钟T时的累加输出值，N为滤波器阶数。
4、 如权利要求3所述的多阶数的均值数字滤波方法，其特征在 于，在所述根据公式Rt-Rt.!+A-B获取在时钟T时的累加输出值的 步骤之前，还包括设定初始累加输出值为0。
全文摘要
本发明公开了一种多阶数的均值数字滤波器，包括延时模块，用于将输入信号延时滤波器阶数个时钟后输出；自累加器，用于在每接收到一个时钟信号时，将自累加器的上一个输出信号值与延时模块的输入信号值相加，再减去延时模块的输出信号值；除法器，用于将自累加器的输出信号值除以滤波器阶数后输出；时钟信号产生模块，用于产生并向延时模块、自累加器和除法器提供时钟信号。本发明还公开了一种多阶数的均值数字滤波方法。本发明可以实现几千阶、上万阶或者更大阶数的均值数字滤波器，不但实现中的加法器结构简单，而且滤波器可以工作在很高的时钟频率上。多阶数的数字滤波器程序化实现，不但缩短了研发时间，对于滤波器参数的调整是极其方便的。
文档编号H03H17/02GK101540595SQ20091008233
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月14日 优先权日2009年4月14日
发明者屹 倪, 徐海峥, 波 杨, 潘龙法, 京 裴, 达 陆 申请人:清华大学