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消费类电子论文
高斯随机噪声实时生成实现方法研究
摘要：提出了一种面向硬件的均值、方差的高斯随机噪声生成方法。改进了传统的采用
蒙特卡洛方法实现均匀分布噪声到同分布噪声的快速转化，利用映射函数方法实现个转
为，最大随度地降低运算量。实验证明本方法具有快速、高精度等优点。
关键词：高斯随机噪声 实时 图像
高斯随机噪声在信号分析和处理中具有重要的价值。本文具体讨论了一种面向硬件的
高斯噪声快速生成算法。算法原理为通过映射表法将均匀噪声转化生成高斯随机噪声。
本方法占有内存小、运算速度快、精度高。实验证明该方法能够为视频图像实时添加高
斯噪声。
图1
原理框图如图1所示。图1左半部分为均匀噪声生成部分，采用模数取余法，依靠已有的
K个随机数种子，不断生成新的随机数，并将之向外输出。图1右半部分采用左半部分的
输出值生成映射表地址，将查表后得到的结果输出，即为所要求的高斯噪声值结果。
1 生成均匀分布噪声
设x(1)，…，x(k)是给定的k个随机数，在(-
X，X)内均匀分布，相互独立。第k+1个随机数由x(1)和x(k)按照模X相加得到：
即x(k+1)仍然是(-
X，X)之间的随机数。在下一次运算时，将x(k+1)移到x(k)的位置，xk)移到x(k-
1)，……，x(2)移到x{1}，然后再做模X运算，相加得到x(k+2)，如此循环，产生序列{xn
}。
首先讨论上面的模X运算。对于采用补码运算的处理器而言，只要取X为处理器字长，
则在不考虑进位的情况下，通常的加法就是模加运算。
然后采用数据结构实现上面的循环机制。设两个指针：头指针head和尾指针tail。每
计算完一次噪声值后，两个指针都要向下移动一个位置。已到序列尾部，则重新指到序
列的头部，即按照加1模K运算：
为了计算方便，选K为256。若用head和lnil指针做相
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