高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器转让专利
申请号 : CN201010138742.2
文献号 : CN101848319B
文献日 : 2012-06-06
发明人 : 蒲亦非
申请人 : 蒲亦非
摘要 :
权利要求 :
1.一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(v)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 (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。
2.根据权利要求1所述的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:当处理数字灰度图像时,其中的RGB到HSI转换器(9)和HSI到RGB转换器(14)不起任何作用,直接输出数字视频图像的灰度值;当处理数字彩色图像时,其中的RGB到HSI转换器(9)将数字视频图像从RGB色彩空间转换到HSI色彩空间之中,HSI到RGB转换器(14)将数字视频图像从HSI色彩空间转换到RGB色彩空间之中。
3.根据权利要求1所述的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:其中的行存储器组(10)由时序控制电路、读写地址发生器以及双端口RAM组构成;
时序控制电路在输入数字视频流的行、场有效信号的触发下产生相应的控制读写地址发生器、双端口RAM组、锁相/移位电路组(11)、分数阶微积分掩模卷积电路(12)与最大值比较器(13)操作所需的时序控制信号;读写地址发生器在时序控制信号的作用下产生双端口RAM的读写地址,并负责处理读写地址初始化和回转的问题;行存储器组(10)根据串行数字视频码流的输入特点,利用当前输入像素,根据处理数字图像的性质不同,行存储器组(10)采用2n个行存储器完成2n+1行数字视频图像的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值的获取。
4.根据权利要求1所述的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:其中的锁相/移位电路组(11)根据串行数字视频码流的输入特点,利用当前输入像2
素,根据处理的数字图像的性质不同,锁相/移位电路组(11)共采用3n+3n个D触发器,通过对数字灰度图像或数字彩色图像的亮度分量I进行点延时产生计算数字图像分数阶微积分所需的(2n+1)×(2n+1)像素阵列;(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第1行采用2n个D触发器,第2行采用2n-1个D触发器,一直到第n行每行采用D触发器的个数都是逐行减一,第n行采用n+1个D触发器;(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第n+1行采用2n个D触发器;
(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第n+2行采用n+1个D触发器,第n+3行采用n+2个D触发器,一直到第2n+1行每行采用D触发器的个数都是逐行加一,第2n+1行采用2n个D触发器。
5.根据权利要求1所述的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:其中的分数阶微积分掩模卷积电路(12)由8个并行计算的 特定的第一算法单元电路(1)至第八算法单元电路(8)构成;第一算法单元电路(1)至第八算法单元电路(8)分别计算数字视频图像各像素的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值在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阶分数阶微积分的近似值;每个算法单元电路由与分数阶微积分掩模尺寸数相同的n+2个第一乘法器至第七乘法器(15~21)与一个加法器(22)构成;这n+2个乘法器的非零权值按顺序分别是: 和 加法
器(22)的输出值馈入最大值比较器(13);分数阶微积分掩模卷积电路(12)由如下8个并行计算的特定的第一算法单元电路(1)至第八算法单元电路(8)构成:第一算法单元电路(1)计算像素Sx(k+n(H+1))在x轴负方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类 推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)H)的 灰 度 值 或 HSI色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(n+1)-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第二算法单元电路(2)计算像素Sx(k+n(H+1))在x轴正方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四乘 法 器(18),相 乘后 馈 入 加 法器(22);以 此类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)H)的 灰 度 值 或 HSI色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第三算法单元电路(3)计算像素Sx(k+n(H+1))在y轴负方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)+1)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-1)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)) 的 灰 度 值 或HSI 色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-(n-1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-n)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第四算法单元电路(4)计算像素Sx(k+n(H+1))在y轴正方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)-1)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+1)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)) 的 灰 度 值 或HSI 色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+(n-1))的灰度值或HSI 色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+n)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第五算法单元电路(5)计算像素Sx(k+n(H+1))在左下对角线方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)+1-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-1+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)+(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sz(k+n(H+1)-(n-1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入 加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-n+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第六算法单元电路(6)计算像素Sx(k+n(H+1))在右上对角线方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)-1+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+1-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)-(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+n-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22);
第七算法单元电路(7)计算像素Sx(k+n(H+1))在左上对角线方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)+1+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-1-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)-(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-(n-1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)-n-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法 器(22);
第八算法单元电路(8)计算像素Sx(k+n(H+1))在右下对角线方向上的v阶分数阶偏微积分的近似值;像素Sx(k+n(H+1)-1-H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第一乘法器(15),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第二乘法器(16),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+1+H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第三乘法器(17),相乘后馈入加法器(22);
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分 别 馈 入 第 四 乘 法 器(18),相 乘 后 馈 入 加 法 器(22);以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)+(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第五乘法器(19),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器(20),相乘后馈入加法器(22);像素Sx(k+n(H+1)+n+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器(21),相乘后馈入加法器(22)。
6.根据权利要求1所述的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:其中的最大值比较器(13)将分数阶微积分掩模卷积电路(12)的第一算法单元电路(1)至第八算法单元电路(8)输出值中模值最大的值作为像素Sx(k+n(H+1))的v阶分数阶微积分的近似值。最大值比较器(13)有8路输入,1路输出,分别馈入第一算法单元电路(1)至第八算法单元电路(8)的输出值,输出上述8个馈入值中的模值最大的值。
说明书 :
高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器
背景技术
Ⅲ.由于当分数阶微分的阶次较大时容易破坏数字彩色图像R、G、B三个色彩分量之间的相关性,所以当分数阶微分阶次较大时,该滤波器对数字彩色图像的处理结果容易产生色彩失真。
发明内容
型(占4个字节内存,计算长度32bit,有效数字6~7位,计算数值范围10 ~10 );第
2种类型,双精度型(占8个字节内存,计算长度64bit,有效数字15~16位,计算数值范-307 308
围10 ~10 );第3种类型,长双精度型(占16个字节内存,计算长度128bit,有效数字-4931 4932
18~19位,计算数值范围10 ~10 )。本发明提出的高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器包括下列电路部件,其具体构造如下:
HSI到RGB转换器14将数字视频图像从HSI色彩空间转换到RGB色彩空间之中。
像素,根据处理的数字图像的性质不同,锁相/移位电路组11共采用3n+3n个D触发器,通过对数字灰度图像或数字彩色图像的亮度分量I进行点延时产生计算数字图像分数阶微积分所需的(2n+1)×(2n+1)像素阵列;(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第1行采用2n个D触发器,第2行采用2n-1个D触发器,一直到第n行每行采用D触发器的个数都是逐行减一,第n行采用n+1个D触发器;(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第n+1行采用2n个D触发器;
(2n+1)×(2n+1)像素阵列的第n+2行采用n+1个D触发器,第n+3行采用n+2个D触发器,一直到第2n+1行每行采用D触发器的个数都是逐行加一,第2n+1行采用2n个D触发器。
信号s(x)的持续期为x∈[a,x]。v可为任意复数,本发明取v为任意实数(包括分数)。
表示基于Grümwald-Letnikov定义的分数阶微分算子。当v为负实数时, 为分数阶积分算子;当v为零时, 是全通滤波算子,既不微分也不积分;当v为正实数时,为分数阶微分算子。分数阶微积分的Grümwald-Letnikov定义在欧氏测度下将整数阶微积分的整数步长推广到分数步长,从而将微积分的整数阶推广到分数阶。分数阶微积分的Grümwald-Letnikov定义的计算简便易行,它仅仅需要与信号s(x)自身相关的的离散采样值,而不需要信号s(x)的导数与积分值。
和收 敛精 度,本发 明将 改 进 为
于是,除了v=0,±2,±4,…
之 外, 中 还 引 入 了 信 号 s(x)
在非节点处的信号值。本发明取信号s(x)的三个相邻节点值
应用拉格朗日三点插值公式,于是可以推导得:
是一个近似公式,
它将信号s(x)的分数阶微积分归结为简单的乘法和加法运算,它同时还放宽了分数阶微积分Grümwald-Letnikov定义中N→∞的条件限制。
2m-1时,本发明可以构造出(n+2)×(n+2)=(2m+1)×(2m+1)的分数阶微积分掩模,其中n取奇数,m取自然数。本发明的分数阶微积分掩模系数值分别为:
它的掩模系数是n+2个非零值,它们都是分数阶微分阶次v的函数。可以证明上述n+2个分数阶微积分掩模系数之和不等于零,这是图像分数阶微积分掩模与图像整数阶微积分掩模在特性上的显著区别之一。
加法器22的输出值馈入最大值比较器13。
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)H)的 灰 度 值 或 HSI色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器20,
相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)H)的 灰 度 值 或 HSI色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器20,
相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)) 的 灰 度 值 或HSI 色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-(n-1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器20,
相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-n)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
以此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)) 的 灰 度 值 或HSI 色 彩 空 间 中 的 亮 度 分 量I值 与 权 值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+(n-1))的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘法器20,
相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+n)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)+(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-(n-1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘
法器20,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-n+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)-(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘
法器20,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+n-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)-i-iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)-(n-2)-(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-(n-1)-(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘
法器20,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)-n-nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
此类推,若1≤i≤n+2,像素Sx(k+n(H+1)+i+iH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分 量 I 值 与 权 值
分 别 馈 入 第 四 乘 法 器 18,相 乘 后 馈 入 加 法 器 22;以 此 类 推,像 素Sx(k+n(H+1)+(n-2)+(n-2)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值分别馈入第五乘
法器19,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+(n-1)+(n-1)H)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第六乘
法器20,相乘后馈入加法器22;像素Sx(k+n(H+1)+n+nH)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值与权值 分别馈入第七乘法器21,相乘后馈入加法器22。
附图说明
的输入点;C点是权值 的输入点;E点是权值
的输入点;F点是权值 的输入点;G点是权值 的输
入点;H点是像素Sx(k+3H+3)的灰度值或HSI色彩空间中的亮度分量I值的输出点。上述第一算法单元电路至第八算法单元电路分别输出像素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。
具体实施方式
和 其
中行存储器组10采用2n|n=3=6个行存储器完成2n+1|n=3=7行数字视频图像的灰度值或亮度分量I值的获取;其中锁相/移位电路组11共采用3n2+3n|n=3=36个D触发器,通过对数字灰度图像或数字彩色图像的亮度分量I进行点延时产生计算数字图像分数阶微积分所需的(2n+1)×(2n+1)|n=3=7×7像素阵列;其中第一算法单元电路1至第八算法单元电路8共有8×(n+2)-7|n=3=33个乘法器,每个算法单元电路中(n+2)|n=3=
5个乘法器的非零权值按顺序分别是:
和 于是,如图11所示,按
照本说明书的发明内容中所详细说明的本发明的高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器的级联电路结构及其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和HSI到RGB转换器14的具体电路结构和电路参数,就可以方便地构造出该高精度计算的数字图像的分数阶微积分滤波器的具体电路。在不影响准确表述的前提下,为了更加清晰明了地描述其中的第一算法单元电路1至第八算法单元电路8的具体电路,图11未画出其中的时序控制电路及其被触发产生的时序控制信号。