[发明专利]数字图像的0～1阶黎曼-刘维尔分数阶微分增强电路

摘要

本发明所提出的数字图像的0～1阶黎曼-刘维尔分数阶微分增强电路是一种实时增强数字图像或视频流纹理特征的电路装置。本发明涉及的分数阶微分的阶次是0≤v＜1；由数字图像或视频流行存储器组9、时序控制电路15、锁相或移位电路组10、Riemann-Liouville分数阶微分卷积电路11、最大值比较器12、RGB到HSI转换器13与HSI到RGB转换器14级联而成的。它的Riemann-Liouville分数阶微分卷积电路11中的第一微分单元电路1至第八微分单元电路8的运算规则都是采用Riemann-Liouville分数阶微分卷积模板的方法来实现数字图像空域的分数阶微分纹理特征增强。本发明所提出的Riemann-Liouville分数阶数字图像微分电路特别适用于CT、MRI等医学图像处理、卫星遥感图像、高清晰数字电视、天网监视、刑侦图像分析等领域。

主权项

1.一种数字图像的0～1阶黎曼-刘维尔分数阶微分增强电路，其特征在于：它是由数字图像或视频流行存储器组(9)、时序控制电路(15)、锁相/移位电路组(10)、Riemann-Liouville分数阶微分卷积电路(11)、最大值比较器(12)、RGB到HSI转换器(13)、HSI到RGB转换器(14)级联而成；串行数字图像或视频流S_x(k)输入Riemann-Liouville数字图像分数阶微分电路后首先进入RGB到HSI转换器(13)，根据图像性质分别进行处理，如果是灰度图像则不做处理，直接输出进行下一步处理；如果是RGB彩色图像则进行RGB空间到HSI空间的转换，将得到的HSI空间I分量进行下一步处理；之后分三路进行处理：第一路顺序经过数字图像或视频流行存储器组(9)、锁相/移位电路组(10)、Riemann-Liouville分数阶微分卷积电路(11)处理后，分别输出像素S_x(k+(n-1)(H+1))在x轴负方向左上对角线W_左上角、右上对角线W_右上角、y轴负方向y轴正方向x轴正方向左下对角线W_左下角和右下对角线W_右下角8个方向上的HSI空间I分量的v阶Riemann-Liouville分数阶偏微分的近似值；再经过最大值比较器(12)处理后，输出上述8个方向I分量微分近似值中的最大值；最大值比较器(12)的输出馈入HSI到RGB转换器(14)，根据图像性质不同分别进行处理，如果是灰度图像则不做处理，直接输出得到分数阶微分结果，如果是RGB彩色图像则进行HSI空间到RGB空间的转换，将转换后的彩色图像信号输出得到像素S_x(k+(n-1)(H+1))的v阶分数阶微分的近似值第二路触发时序控制电路(15)产生相应的时序控制信号，便于Riemann-Liouville分数阶微分卷积电路(11)对数字图像或视频流行存储器(9)中的数据进行v阶Riemann-Liouville分数阶微分处理；第三路与数字图像或视频流行存储器组(9)的输出一起馈入锁相/移位电路组(10)生成(2n-1)×(2n-1)的像素阵列。其中，k的取值由W×H-1逐次减一，直到k＝0；W的取值等于待进行分数阶微分的数字图像的行数；H的取值等于待进行分数阶微分的数字图像的列数；n取[3，min(W，H)]之间的任意奇数；v取0到1之间的任意分数或有理小数或无理数的近似小数。