闲庭信步使用图像验证平台加速FPGA的开发：第十八课——图像高斯滤波金字塔的实现

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上篇我们讲解了图像的高斯滤波，那本篇我们就来做一件很有意思的事情，实现图像的金字塔。

那什么是图像的高斯金字塔呢？我们看看百科的解释，高斯金字塔本质上为信号的多尺度表示法，亦即将同一信号或图片多次的进行高斯模糊，并且向下取样，藉以产生不同尺度下的多组信号或图片以进行后续的处理，例如在影像辨识上，可以借由比对不同尺度下的图片，以防止要寻找的内容可能在图片上有不同的大小。高斯金字塔的理论基础为尺度空间理论，而后续也衍生出了多分辨率分析。

说白了就是对图像先进行高斯滤波，然后抽取，再进行高斯滤波，再进行抽取......每次抽取后图像的大小缩放到原来的四分之一，如下所示。

图像的高斯金字塔可以用FPGA来实现，但是涉及到控制信号的重新生成，比如每次缩放就要将场同步信号，行同步信号，数据有效信号缩短一倍，实现比较麻烦。所以本章我们就用图像测试平台直接实现图像的高斯金字塔。

首先在img_process_pkt包中新建pyramid_down task，用来实现图像的下采样。

同时修改gaussian_fpga，增加scale参数，方便不同尺寸图像的高斯滤波。

最后为了比对，我们可以把下采样前后的图像合成一副图像，那就增加几个task。pyramid2_data将两幅图像数据合成一幅图像。

pyramid3_data将三幅图像数据合成一幅图像。

pyramid4_data将四幅图像数据合成一幅图像。

仿真文件tb_image_sim中，对灰度图像分别进行三次高斯滤波和下采样，最后将下采样的图像和原始图像合并成一副图像画图，本篇为了更好的展示效果，将图片换成了1920x1080大小的图片。

双击sim文件夹下的top_tb.bat文件，完成系统的自动化仿真。

打开img文件夹，可以看到高斯金字塔相关的图像。如下是灰度图像和一次高斯滤波一次下采样后合成的图片，下采样后图像的清晰度还可以。

如下是两次高斯滤波和两次下采样合成的图片。

最后是三次高斯滤波和三次下采样合成的图片，下采样到一定程度，图像细节丢失过多，总会模糊失真的。