[发明专利]基于拉普拉斯算子的图像锐化系统及图像锐化方法

权利要求书

1.一种基于拉普拉斯算子的图像锐化系统，其特征在于：包括模板生成模块、模板参数叠加模块和输出值计算模块，上述三个模块依次相连接；模板生成模块包含两路先入先出存储器FIFO1、FIFO2和一路数据帧输入Pixel_In，数据帧输入Pixel_In与FIFO2相连接，而FIFO2与FIFO1相连接，由数据帧输入Pixel_In引入的前后连续两帧视频数据分别存入FIFO1和FIFO2，由数据帧输入Pixel_In引入第三帧视频数据；模板参数叠加模块中包括拉普拉斯模板、乘法器和加法器，拉普拉斯模板中储存拉普拉斯算子因数，上述三路帧图像分别通过乘法器与拉普拉斯模板分别相连，所得三个乘积再通过加法器求和得到一列模板数据的和；输出值计算模块包含加法器、列数据存储器、帧数据存储器和除法器，三个列数据存储器分别存储三个列模板数据，三个帧数据存储器与FIFO2相连接，依次存储对应的FIFO2接收到的视频数据，通过加法器进行流水线加和三列模板数据的和，所得的和通过除法器除以常量因数再与由帧数据存储器得到的数据通过加法器依次加和，并将所得数据作为数据帧输出Pixel_Out。

2.一种基于权利要求1所述的基于拉普拉斯算子的图像锐化系统的图像锐化方法，包括以下步骤：

A、由数据帧输入Pixel_In引入第一帧视频图像数据，并将此帧视频图像数据存入FIFO2；由数据帧输入Pixel_In引入第二帧视频图像数据，并将此帧视频图像数据存入FIFO2，原来存储在FIFO2中的第一帧视频图像数据转存至FIFO1，同时第二帧视频图像数据也传输至输出值计算模板中的帧数据存储器Reg6，再由数据帧输入Pixel_In引入第三帧视频图像数据，与FIFO1和FIFO2中存储的前两帧视频图像数据构成3×3邻域模板；

B、上述第一至第三帧视频图像数据所对应的三路数据分别通过乘法器与拉普拉斯模板进行乘法计算；

C、将经B步骤得到的三路数据各自对应的乘积通过加法器加和，得到第一列模板数据的和，将第一列模板数据的和存入输出值计算模块中的列数据存储器Reg3中；

D、由数据帧输入Pixel_In引入第四帧视频图像数据，第三帧视频图像数据存储入FIFO2，而原来存储与FIFO2的第二帧视频图像数据存入FIFO1，同时将第三帧视频图像数据传输至输出值计算模板中的帧数据存储器Reg6，而原存储于Reg6的第二帧视频图像数据传输至与Reg6顺序连接的Reg5，第四帧视频图像数据与FIFO1和FIFO2中存储的第二帧及第三帧视频图像数据构成3×3邻域模板；

E、第二至第四帧视频图像数据所对应的三路数据分别通过乘法器与拉普拉斯模板进行乘法计算；

F、将经过E步骤后得到的三路数据各自对应的乘积通过加法器加和，得到第二列模板数据的和，将第二列模板数据的和存入输出值计算模块中的列数据存储器Reg3中，同时第一列模板数据的和存入与Reg3相互连接的Reg2中；

G、由数据帧输入Pixel_In引入第五帧视频图像数据，第四帧视频图像数据存储入FIFO2，而原存储与FIFO2的第三帧视频图像数据存入FIFO1，同时将第四帧视频图像数据传输至输出值计算模板中的帧数据存储器Reg6，而原存储于Reg6的第三帧视频图像数据传输至与Reg6顺序连接的Reg5，原存储于Reg5的第二帧视频图像数据传输至与Reg5顺序连接的Reg4，第五帧视频图像数据与FIFO1和FIFO2中存储的第三帧及第四帧视频图像数据构成3×3邻域模板；

H、第三至第五帧视频图像数据所对应的三路数据分别通过乘法器与拉普拉斯模板进行乘法计算；

I、将经过H步骤后得到的三路数据各自对应的乘积通过加法器加和，得到第三列模板数据的和，将第三列模板数据的和存入输出值计算模块中的列数据存储器Reg3中，同时第二列模板数据的和存入与Reg3相互连接的Reg2中，而第一列模板数据的和存入与Reg2相互连接的Reg1中；

J、将Reg1、Reg2和Reg3中的三列模板数据的和进行加和，得到3×3模板的9个数据的和，将得到的结果除以常量因数，作为锐化后的图像边缘值，再将上述所得的图像边缘值与Reg4中存储的第二帧视频图像数据进行加和，记得到锐化后的图像值；

K、由数据帧输入Pixel_In持续引入视频图像数据，按照步骤G至步骤J持续顺序执行相应的处理过程。