重复式积分图像方法在仅两个轮次中对图像数据进行滤波，例如第一轮次对水平像素行进行滤波以及第二轮次对垂直像素列进行滤波，或者在单个轮次中对图像数据进行滤波。滤波器对图像数据执行至少一个无限冲激响应（IIR）滤波器和至少一个有限冲激响应（FIR）滤波器。可执行多个IIR滤波器和FIR滤波器以近似高斯滤波器。通过使轮次数目最小化，处理单元与存储单元之间的数据流动相比于常规的重复式积分图像方法被极大地减少，由此改善了计算时间。
Fast repeated integral image
Repeated integral image method for filtering image data in only two rounds in the first round, such as on the level of pixel filtering and second rounds of filtering the vertical column of pixels, or in a single round of image data filtering. The filter performs at least one infinite impulse response (IIR) filter and at least one finite impulse response (FIR) filter for the image data. Multiple IIR filters and FIR filters can be implemented to approximate the Gauss filter. The number of rounds is minimized, compared between the processing unit and the storage unit of the data flow to repeat the conventional integral image method is greatly reduced, thus improving the computing time.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】快速重复式积分图像M-C.蔡P.K.巴赫帝M.R.查理R.克里希纳穆斯本申请要求于2010年11月15日提交的题为“Fast Repeated Integral Images(快速重复式积分图像)”的美国临时申请N0.61/413，814、以及于2011年9月12日提交的题为 “Fast Repeated Integral Images (快速重复式积分图像)”的美国 S/N.13/230，775的优先权，上述两件申请均被转让给本申请受让人并通过援引纳入与此。背景数字图像通常先被处理，然后在各种应用中显示或以其他方式使用这些图像。图像处理是一种形式的信号处理，其中输入是图像(诸如照片或视图帧)并且输出是图像或与该图像有关的参数，该输出随后可被用在各种应用中，诸如计算机显像、计算机图形等。图像处理可被用于增强图像(例如通过移除噪声、改善对比度或锐度等来增强图像)，或者用于从图像提取数据。计算移动平均在包括一维信号处理问题(诸如实时声学回波消除)的许多应用中是常见的。移动平均运算通常是通过在该移动平均计算的分辨率所要求的步长下加上进入窗口一端的新采样并减去从另一端离开的旧采样来执行的简单的矩形或方形滤波。二维(2D)等效通常是通过取积分图像中的目标空间区域(例如，若是矩形的)的四个角之间的2D差分来执行的。存在积分图像的变形以在必要时支持旋转和非矩形区域。对于超过均匀2D滤波器的复杂情形，多个积分图像可被堆叠以模仿期望滤波器形状，其在计算复杂度成本与诸如滤波器近似的准确度之类的度量或取决于应用的其他度量之间存在折衷。对于一些滤波器形状(诸如高斯函数)，通过使用积分图像以获得计算效率的重复式方形滤波(通常称为重复式积分图像方法)，更有效的近似是可能的。然而，不管其准确度如何，因重复式积分图像方法的常规架构引起的数据I/O带宽成本有时使得该方法不适合于许多应用。因此，需要改善的用于重复式积分图像的架构。概述重复式积分图像方法在仅两个轮次中对图像数据进行滤波，例如第一轮次对水平像素行进行滤波以及第二轮次对垂直像素列进行滤波，或者在单个轮次中对图像数据进行滤波。滤波器对图像数据执行至少一个无限冲激响应(IIR)滤波器和至少一个有限冲激响应(FIR)滤波器。可执行多个IIR滤波器和FIR滤波器以近似高斯滤波器。通过使轮次数目最小化，处理单元与存储单元之间的数据流动相比于常规的重复式积分图像方法被极大地减少，由此改善了计算时间。在一种实现中，一种对图像进行滤波的方法包括:接收包括像素阵列的图像数据；对该图像数据中在第一方向上延伸的第一多个像素线执行至少一个无限冲激响应(IIR)滤波器和至少一个有限冲激响应(FIR)滤波器；以及对在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多个像素线执行至少一个IIR滤波器和至少一个FIR滤波器以产生经滤波图像数据。该经滤波图像数据随后被存储。在另一种实现中，一种装置包括:用于存储图像数据的存储单元；耦合到该存储单元的数据总线；以及通过该数据总线耦合到该存储单元的快速重复式积分图像滤波器，该快速重复式积分图像滤波器包括:至少一个无限冲激响应(IIR)滤波器；以及耦合到该至少一个IIR滤波器的至少一个有限冲激响应(FIR)滤波器。该快速重复式积分图像滤波器适配成:通过该数据总线从该存储单元接收图像数据，并且用该至少一个IIR滤波器和该至少一个FIR滤波器对该图像数据中在第一方向上延伸的多个像素线进行滤波并对在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多个像素线进行滤波以产生经滤波图像数据，以及通过该数据总线将经滤波图像数据输出到该存储单元。在另一种实现中，一种设备包括:用于接收包括像素阵列的图像数据的装置；用于对该图像数据中在第一方向上延伸的第一多个像素线执行至少一个无限冲激响应(IIR)滤波器和至少一个有限冲激响应(FIR)滤波器的装置；用于对在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多个像素线执行至少一个IIR滤波器和至少一个FIR滤波器以产生经滤波图像数据的装置。该设备进一步包括用于存储经滤波图像数据的装置。在又一种实现中，一种包括存储在其上的程序代码的计算机可读介质包括:用于接收包括像素阵列的图像数据的程序代码；用于对图像数据中在第一方向上延伸的第一多个像素线执行至少一个无限冲激响应(IIR)滤波器和至少一个有限冲激响应(FIR)滤波器的程序代码；用于对在第二方向上延伸的第二多个像素线执行至少一个IIR滤波器和至少一个FIR滤波器以产生经滤波图像数据的程序代码，该第二方向不同于第一方向；以及用于存储经滤波图像数据的程序代码。附图简述附图说明图1解说了使用常规的2D方形滤波器的直接滤波实现。图2解说了使用积分图像的常规滤波实现。图3A和3B分别解说了常规的ID堆叠式方形滤波器的俯视图和侧视图。图4解说了 ID方形滤波器的卷积，其解说了随着每次重复，产生了更好的高斯近似。图5是解说用于执行常规的重复式积分图像方法的架构的框图。图6解说了快速重复式积分图像滤波器的一种实现。图7解说了快速重复式积分图像滤波器的另一种实现。图8是解说用于图6中所示的快速重复式积分图像滤波器的架构的框图。图9解说了二维快速重复式积分图像滤波器的实现。图10解说了二维快速重复式积分图像滤波器的另一种实现。图11是解说诸如图10中所示的2D快速重复式积分图像滤波器的架构的框图。图12解说了二维快速重复式积分图像滤波器的另一种实现。图13解说了具有扩展FIR滤波器的二维快速重复式积分图像滤波器的另一种实现。图14解说了划分成多个条带的图像，这多个条带可由二维快速重复式积分图像滤波器分开地处理。图15是解说快速重复式积分图像滤波器的操作的流程图。图16解说了能够执行快速重复式积分图像方法的移动平台的框图。详细描述(例如，用于近似高斯滤波器的)快速重复式积分图像方法的高效实现可用于在诸如计算机显像、计算机图形等应用中对图像进行滤波。相比于诸如方形滤波、堆叠式积分图像、以及重复式积分图像方法等已知技术，所提议的办法使计算复杂度、数据输入/输出(I/O)带宽、以及高速缓存要求最小化，同时维持了对于实现的最大灵活性。图1解说了使用常规2D方形滤波器10的直接滤波实现，其通常被许多应用单独使用或用作更复杂功能的基础。常规2D方形滤波器10提供了图像12的移动平均。该2D方形滤波器10具有η个像素的宽度和m个像素的高度，其例如在栅格扫描中在X和Y方向两者上移动跨越图像12，如由箭头所解说的。随着方形滤波器10移动跨越图像12，生成方形滤波器10内的像素的移动平均。然而，若直接如图1中所示地在给定大量冗余计算以及存储器访问的情况下实现，则2D方形滤波的计算复杂度和存储器访问带宽可能不合理地闻。图2解说了使用积分图像的常规滤波实现。积分图像是2D方形滤波的更高效实现，其使用积分图像的空间区域20的四个角之间的简单差分。空间区域20通常是矩形，但也可以是其他形状。像素值的2D累积仅生成一次。换言之，图像22的像素如三角形24所解说的被水平地累积，并且随后如三角形26所解说的被纵向地累积。如图2中的+和-号所解说的，该方形滤波是作为这4个矩形区域之间的2D差分来产生的，其沿横轴移动并随后沿纵轴移动。多个堆叠的不同尺寸的2D方形滤波器可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：MC·蔡，P·K·巴赫帝，M·R·查理，R·克里希纳穆斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：
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