[发明专利]一种基于FPGA的非下采样轮廓波图像变换重构系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的非下采样轮廓波分解的子带图像变换重构系统，其特征在于，包括系统初始化模块，子带图像数据接收模块，多级方向滤波器组模块和金字塔滤波器组模块，滤波器系数存储模块和重构图像输出模块；

其中，系统初始化模块，用于上电后对系统进行初始化，并为FPGA提供统一的全局时钟信号和复位信号,系统初始化模块的输出端与子带图像数据接收模块、方向滤波器组模块、金字塔滤波器组模块、滤波器系数存储模块和重构图像输出模块的输入端相连；

子带图像数据接收模块，用于接收输入FPGA的多子带图像，以及接收重构参数信号，并基于所述重构参数信号生成非下采样轮廓波的尺度重构数目M和方向重构数目N；其输出端分别与各级方向滤波器组模块、金字塔滤波器组模块的输入端相连；

按照预设匹配方式，子带图像数据接收模块将每次输入的N幅待进行方向滤波的子带图像送入对应的方向滤波器组模块，以及将输入的低频子带图像送入第一级金字塔滤波器组模块；

方向滤波器组模块，用于对输入的N幅子带图像进行多级方向滤波以得到一幅方向重构图像，每级方向滤波器组模块的输出端分别与对应级的金字塔滤波器组模块的输入端相连，用于向金字塔滤波器组模块输出方向重构图像，即尺度重构所需的高频子带图像；

金字塔滤波器组模块，用于对输入高频子带图像和低频子带图像进行金字塔滤波，得到尺度重构图像；每级金字塔滤波器组模块的输出端与后一级金字塔滤波器组模块的输入端相连，用于向后一级金字塔滤波器组模块输出重构图像，即尺度重构所需的低频子带图像；且金字塔滤波器组模块的输出端还与重构图像输出模块的输入端相连，并基于尺度重构数目启动第M级金字塔滤波器组模块向重构图像输出模块输出尺度重构图像；

滤波器系数存储模块，用于在FPGA内部存储所有方向重构滤波器和金字塔重构滤波器的滤波系数，其分别与各级金字塔滤波器组模块、方向滤波器组模块的输入端相连；所述金字塔重构滤波器包括重构低通滤波器和重构高通滤波器；

重构图像输出模块，用于接收和缓存来自金字塔重构滤波器的尺度重构图像，并按照预设格式输出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述子带图像数据接收模块还对输入的子带图像进行时序校准处理，以便于准确的将N幅待进行方向滤波的子带图像送入对应的方向滤波器组模块。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统初始化模块包含3个子模块，分别是时钟分频子模块、工作时钟选择子模块和复位信号产生子模块；其中工作时钟子模块与时钟分频子模块的输出端相连，同时工作时钟选择子模块与滤波器系数存储模块的输出端相连。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方向滤波器组模块包括多级方向重构滤波器和图像数据缓存模块，其中，每级图像数据缓存模块的输入端与子带图像数据接收模块的输出端相连，输出端与同级的方向重构滤波器的输入端相连；并将同级的每两个方向重构滤波器的滤波结果相加后输入到后一级的图像数据缓存模块，且将最后一级的两个方向重构滤波器的滤波结果的相加结果作为每级方向滤波器组模块经多级方向滤波得到的高频子带图像，并将所述高频子带图像发送至对应的金字塔滤波器组模块。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述金字塔滤波器组模块包含图像数据缓存模块和金字塔重构滤波器，所述图像数据缓存模块的输入端与对应级的方向滤波器组模块的输出端相连，用于输入方向滤波器组模块经多级方向滤波得到的高频子带图像；图像数据缓存模块的输出端与金字塔重构滤波器的输入端相连，且当前级的金字塔滤波器组模块的金字塔重构滤波器的输出端与后一级的金字塔滤波器组模块的图像数据缓存模块的输入端相连，同时还与重构图像输出模块相连，用于输出与尺度重构数目M相匹配的多尺度重构图像。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滤波器系数存储模块包含2个子模块，分别是金字塔重构滤波器系数存储子模块和方向重构滤波器系数存储子模块；其中，方向重构滤波器系数存储子模块和金字塔重构滤波器系数分别与方向滤波器组模块和金字塔滤波器组模块的输入端相连。