Hardware Acceleration of Image Filtering

Obsahem tohoto diplomového projektu je seznámení se s problematikou filtrace obrazu, zejména s teoretickými východisky jejichž původ náleží do teorie lineárních systémů a matematické analýzy funkcí více proměnných. Jsou zde vysvětleny některé přístupy a metody používané při vyhlazování obrazu a při detekci hran v obraze. Pozornost je zaměřena především na mediánový filtr, Sobelův operátor a Laplaceův operátor. Hlavní náplní projektu je diskuze různých přístupů k hardwarové akceleraci filtrace obrazu a návrh časově efektivně pracujících softwarových i hardwarových realizací filtrů v podobě programových funkcí a kombinačních obvodů s využitím teoretických znalostí o časové složitosti algoritmů. Také byly provedeny hardwarová i softwarová implementace jmenovaných filtrů na výukovém přípravku FITkit. Byl změřen čas filtrace všech implementovaných filtrů a výsledky porovnány a analyzovány.This master's thesis contains introduction to image filtration problems, especially to theoretical outlets, whose origin lies in linear systems theory and mathematical function analysis. There are described some approaches and methods which are used to image smoothing and for edge detection in an image. Mainly Sobel operator, Laplace operator and median filter are covered. The main contents of this project is discussion of some approaches of hardware acceleration of image filtering and design of time effective software and hardware implementations of filters in a form of program functions and combinational circuits using theoretical knowledges about time complexity of algorithms. Hardware and software implementation of named filters was done too. For every filter, time of filtration was measured and results were compared and analyzed.