[发明专利]基于并行灰度线性拉伸和差值导向滤波的融合去雾电路

权利要求书

1.一种基于并行灰度线性拉伸和差值导向滤波的融合去雾电路，其特征包括：输入RAM模块、差值模块、移位寄存器阵列、缓存器、差值导向滤波模块、高升压滤波模块、并行灰度线性拉伸模块、融合模块和输出RAM模块；

所述输入RAM模块中存储有长×宽为X×Y、位宽为W的RGB图像数据I，并分别传输给差值模块、移位寄存器阵列和并行灰度线性拉伸模块；其中，X、Y和W为正整数；

所述差值模块按照箱式滤波窗口对所述RGB图像数据I中处于窗口内的像素点进行最大值和最小值的滤波处理，分别得到每个窗口内在R、G、B三通道中的最大值和最小值，对每个窗口内在R、G、B三通道中的最大值与最小值分别求差，得到每个窗口的图像块差值并组成通道差值图像数据P后传给所述移位寄存器阵列和缓存器；

所述移位寄存器阵列包含两个由n-1个移位寄存器串联构成的寄存器组，n为箱式滤波窗口的边长，两个寄存器组分别按照箱式滤波窗口对RGB图像数据I和通道差图像数据P进行移位寄存操作并传输给差值导向滤波模块；其中n为正整数；

所述差值导向滤波模块按照箱式滤波窗口接收所述RGB图像数据I和差值图像数据P并进行平滑噪声和保护边缘处理，得到平缓图像数据Q后传输给高升压滤波模块；

所述缓存器按照箱式滤波窗口对所接收的差值图像数据P进行缓存，并与所述平缓图像数据Q对齐后传输给高升压滤波模块；

所述高升压滤波模块按照箱式滤波窗口对所接收的差值图像数据P进行缓存，并与所述平缓图像数据Q进行锐化增强后，得到锐化图像数据G并传输给所述融合模块；

所述并行灰度线性拉伸模块对所接收的RGB图像数据I拆分为对称的两部分图像数据，并分别进行灰度融合转换，得到相应的两个单通道灰度图像数据；对两个单通道灰度数据进行比较并筛选出每个通道灰度数据的最大值与最小值；根据最大值与最小值，对两个灰度图像数据进行线性拉伸处理后，得到高对比度图像数据并传输给融合模块；

所述融合模块对所接收的锐化图像数据G和高对比度图像数据L按比例权重进行融合得到最终的去雾图像并传输给输出RAM模块。

2.根据权利要求1所述的基于并行灰度线性拉伸和差值导向滤波的融合去雾电路，其特征是，所述并行灰度线性拉伸模块包括：两个灰度转换模块、两个灰度RAM模块、比较筛选模块、两个除法模块和缓冲器组成，并按如下过程进行数据处理：

第一灰度转换模块和第二转换灰度模块分别从输入RAM中读取一半的RGB图像数据I，并分别将一半的RGB图像数据I中R、G、B三通道的像素值分别进行移位、加法或减法计算，再将计算后的R、G、B三通道的值进行相加后得到两个灰度图像数据I_gray1和I_gray2并相应存入第一灰度RAM模块和第二灰度RAM模块；

比较筛选模块从第一灰度RAM模块和第二灰度RAM模块中分别读取第一灰度图像数据I_gray1和第二灰度图像数据I_gray2并相应筛选出第一最大值I_max1与第一最小值I_min1以及第二最大值I_max2与第二最小值I_min2，同时，所述比较筛选模块分别给第一灰度RAM模和第二灰度RAM模块一个读使能信号和地址，从而按周期读取第一灰度图像数据I_gray1和第二灰度图像数据I_gray2，用于计算被除数数集B₁和B₂和除数数集C；

第一除法模块和第二除法模块分别按周期读取被除数B₁和除数C以及被除数B₂和除数C并进行除法操作，相应得到第一高对比度数据L₁和第二高对比度数据L₂；

缓存器通过第二缓存高对比度数据L₂使得第二高对比度数据L₂的起始数据在第一高对比度数据L₁的末尾。

3.根据权利要求2所述的基于并行灰度线性拉伸和差值导向滤波的融合去雾电路，其特征是，所述比较筛选模块包括两个比较子模块和分数模块；

第一比较子模块从第一灰度转换模块中按周期读取第i个像素点的第一灰度图像数据I_{gray1_i}并作为当前最大值，将当前最大值与下一周期读取的第i+1个像素点的第一灰度图像数据I_{gray1_i+1}通过比较器进行比较，并选取较大值作为当前最大值，从而对第一灰度图像数据I_gray1中的每个像素点进行比较，并得到最终的第一最大值I_max1；

同时，第一比较子模块将第i个像素点的灰度图像数据I_{gray1_i}作为当前最小值，将当前最小值与与下一周期读取的第i+1个像素点的灰度图像数据I_{gray1_i+1}通过比较器进行比较，并选取较小值作为当前最小值，从而对第一灰度图像数据I_gray1中的每个像素点进行比较，并得到第一最小值I_min1；

同理，第二比较模块从第二灰度转换模块中按周期读取第i个像素点的第二灰度图像数据I_{gray2_i}并执行相同的最大值和最小值的比较操作，并得到第二最大值I_max2和第二最小值I_min2；

所述分数模块接收两个最大值I_max1、I_max2和两个最小值I_min1、I_min2，并将两个最大值I_max1、I_max2进行比较得到最终的最大值I_max；将两个最小值I_min1、I_min2进行比较得到最终的最小值I_min；

同时，所述分数模块分别给第一灰度RAM模块和第二灰度RAM模块一个读使能信号和地址，从而相应读取第一灰度图像数据I_gray1和第二灰度图像数据I_gray2，并将第一灰度图像数据I_gray1与最终的最小值I_min进行求差处理，得到被除数集B₁，将第二灰度图像数据I_gray2与最终的最小值I_min进行求差处理，得到被除数集B₂，将最终的最大值I_max与最小值I_min进行求差处理，并得到除数集C。