高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器

摘要

本发明所提出的高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器是一种对数字图像复杂纹理细节特征进行高精度分数阶增强或平滑的电路装置。该滤波器是采用RGB到HSI转换器、行存储器组、锁相/移位电路组、分数阶微积分掩模卷积电路、最大值比较器与HSI到RGB转换器以级联方式构成的。分数阶微积分掩模卷积电路中的第一算法单元电路至第八算法单元电路采用特有的分数阶微积分掩模卷积算法来实现分数阶微积分的高精度计算。本发明所提出的高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器特别适用于对高清晰数字电视、生物医学图像、银行票据、卫星遥感图像和生物特征图像等的复杂纹理细节特征进行高精度分数阶增强或平滑的应用场合。

主权项

一种高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器，其特征在于：它是由RGB到HSI转换器(9)、行存储器组(10)、锁相/移位电路组(11)、分数阶微积分掩模卷积电路(12)、最大值比较器(13)与HSI到RGB转换器(14)级联而成；串行数字视频码流Sx(k)输入高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器后，经过RGB到HSI转换器(9)处理后将灰度值或亮度I分量分成三路：第一路顺序经过行存储器组(10)、锁相/移位电路组(11)、分数阶微积分掩模卷积电路(12)处理后，分别输出像素Sx(k+n(H+1))在x轴负方向、x轴正方向、y轴负方向、y轴正方向、左下对角线、右上对角线、左上对角线和右下对角线8个方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值，再经过最大值比较器(13)处理后，输出上述8个近似值中的模值最大的值作为像素Sx(k+n(H+1))的v阶分数阶微积分值近似值Sx(v)(k+n(H+1))；第二路触发时序控制电路产生相应的时序控制信号；第三路与行存储器组(10)的输出一起馈入锁相/移位电路组(11)生成(2n+1)×(2n+1)的像素阵列。其中，k的取值由L×H-1逐次减一，直至为零；L的取值等于待进行分数阶微积分的数字图像行数的正整数；H的取值等于待进行分数阶微积分的数字图像列数的正整数；n取[3，min(L，H)-2]之间的任意奇数，min(L，H)取L和H中的最小值；v取[-m，m]之间的任意分数或有理小数值，m取任意正整数。