[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

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的非下采样轮廓波图像变换重构系统及方法。本发明的系统包括：系统初始化模块、子带图像数据接收模块、金字塔滤波器组模块、方向滤波器组模块、滤波器系数存储模块和重构图像输出模块。本发明结合FPGA性能强，可编程资源丰富的特点，在FPGA上实现非下采样轮廓波分解子带图像的重构，不仅具有精度高速度快等特点，同时保证了图像重构的实时性和可扩展性。同时本发明还公开基于系统的图像变换重构方法。本发明在硬件上可以实现对非下采样轮廓波子带图像的方向和尺度重构，且计算精度高，处理延迟较小，可实现图像的实时处理。

主权项

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的输出尺度重构图像；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。