[發明專利]基于數據復用導向濾波和對比度拉伸的融合去霧電路

有效

• 申請號: 202010031281.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111242834B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 杜高明;曹紅芳;吳繼婷;張多利;宋宇鯤;李楨旻
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T1/60;G06T5/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種基于數據復用導向濾波和對比度拉伸的融合去霧電路，其特征包括：輸入RAM模塊、去霧模塊和輸出RAM模塊；其中，所述去霧模塊包括：緩沖器、移位寄存器陣列、導向濾波模塊、升壓濾波模塊、線性拉伸模塊、圖像融合模塊；所述移位寄存器陣列由K-1個移位寄存器構成，且每個移位寄存器采用串聯方式組合，其中，K為濾波窗口大??；

所述輸入RAM模塊包含三個通道，并將所存儲的大小為M×N的圖片數據分別通過第一通道傳遞給所述緩沖器、通過第二通道傳遞給所述導向濾波模、通過第三通道傳遞給所述線性拉伸模塊；其中M和N為正整數；

所述導向濾波模塊對所接收到的圖片數據進行導向濾波處理后，得到平滑圖片數據I后傳給所述升壓濾波模塊，同時給所述緩沖器一個使能信號；

所述緩沖器在接收到所述導向濾波模塊的使能信號后，將所接收的圖片數據傳遞給所述升壓濾波模塊；

所述升壓濾波模塊對所接收的平滑圖片數據I'和所述緩沖器傳輸的圖片數據進行升壓濾波處理，得到銳化圖片數據Q后傳給輸出RAM模塊；

所述線性拉伸模塊對所接收的圖片數據的RGB三通道值進行灰度融合，得到灰度圖片；再對所述灰度圖片中的灰度值進行篩選，得到最大灰度值和最小灰度值后，用于計算得到對比度拉伸后的圖片數據并傳給所述圖像融合模塊，同時給所述圖像融合模塊一個使能信號；

所述圖像融合模塊接收所述對比度拉伸后的圖片數據及相應的使能信號，從輸出RAM模塊中讀取所述銳化圖片數據Q，并與對比度拉伸后的圖片數據進行移位相加融合處理，得到去霧后的圖片數據送回所述輸出RAM模塊中。

2.根據權利要求1所述的基于數據復用導向濾波和對比度拉伸的融合去霧電路，其特征是，所述導向濾波模塊包括：三個移位寄存器陣列、兩個先入先出隊列FIFO、移位寄存器陣列、平方模塊、方差歸一化單元、四個均值模塊、三個加法器和三個乘法器；

第一移位寄存器陣列和第一先入先出隊列FIFO分別周期性接收所述圖片數據并進行存儲；

所述平方模塊和第一均值模塊分別周期性的接收所述移位寄存器陣列傳來的一列圖片數據并進行處理，相應得到平方值和第一均值；由第二先入先出隊列FIFO對所述第一均值進行存儲；

第二均值模塊對所述平方值進行處理，得到第二均值；

第一乘法器對所述第一均值進行計算，得到第一乘法結果；

第一加法器對所述第一乘法結果和第二均值進行處理，得到第一加法結果并傳遞給所述方差歸一化單元；由所述方差歸一化單元計算得到系數a，并存儲至第二移位寄存器陣列；

第二加法器對所述系數a和整數“1”進行計算，得到第二加法結果；

第二乘法器對所述第二加法結果和所述第一均值進行計算，得到系數b后存儲至第三移位寄存器陣列；

第三均值模塊對所述系數b進行處理，得到平均值；

第四均值模塊對所述系數a進行處理，得到平均值；

第三乘法器對所述平均值和所述圖片數據進行計算，得到第三乘法結果；

第三加法器對所述平均值和第三乘法結果進行計算，從而得到平滑圖片數據I。

3.根據權利要求2所述的基于數據復用導向濾波和對比度拉伸的融合去霧電路，其特征是，所述導向濾波模塊中的均值模塊包括：加法樹、行計數器、列計數器、系數查找表、數據復用單元、結果存儲單元、列和存儲陣列、陣列控制器、兩個加法器和乘法器；

令均值濾波窗口大小為K×K；

所述加法樹從移位寄存器陣列依次讀出K個像素值，并將K個像素值相加后得到當前列和Si，再分別傳遞給第四加法器以及列和存儲陣列；

所述列和存儲陣列接收所述陣列控制器發送的寫地址信號后，將當前列和Si存儲到相應的存儲單元中；

所述第四加法器將當前列和Si和上一個加法結果SUM_i-1進行計算，得到當前加法結果SUM_i，并在求和控制器的控制下，發送給所述數據復用單元或結果存儲單元；當i＝1時，令SUM_i-1為“0”；若加法樹讀取的行數小于K，則求和控制器產生低電平信號，使得所述當前加法結果SUM_i傳輸至所述數據復用單元；若加法樹讀取的行數大于等于K，則求和控制器產生高電平信號，使得所述當前加法結果SUM_i傳輸至結果存儲單元；

在求和控制器的控制下，所述第四加法器接收所述結果存儲單元或所述數據復用單元的上一個加法結果SUM_i-1；若加法樹讀取的行數小于K，則求和控制器產生低電平信號，使得所述數據復用單元將所存儲的上一個加法結果SUM_i-1傳遞給所述第四加法器；若加法樹讀取的行數大于等于K，則求和控制器產生高電平信號，使得所述結果存儲單元將所存儲的上一個加法結果SUM_i-1傳遞給所述第四加法器；

所述列和存儲陣列接收所述陣列控制器發送的讀地址信號后，第五加法器從列和存儲陣列中讀取當前列和Si并與所述結果存儲單元中的當前加法結果SUM_i進行計算，得到當前第五加法結果SUM5_i；

行計數器用于對所述加法樹讀取移位寄存器陣列中的數據次數進行計數，當行計數值達到M-1時，則所述行計數器清零；所述列計數器累加“1”；

當列計數值達到N-1時，則所述列計數器清零；表示均值模塊完成M×N個數據處理；

所述解碼器對所述行計數器和列計數器中傳來的行數和列數所對應的地址進行解碼并傳遞給所述系數查找表；由所述系數查找表獲取相應位置上的系數后傳遞給第四乘法器，用于與當前第五加法結果SUM5_i進行計算，得到均值。