專利名稱：二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的制作方法
相關(guān)申請此專利申請涉及于2001年1月3日由Tinku Acharya提交的、序列號為09/754,684，名稱為“Multiplierless Pyramid Filter(無乘法器的錐形過濾器)”的美國專利申請；于2001年3月26日由Tinku Acharya提交的，序列號為09/817,711，名稱為“Two-Dimensional Pyramid Filter Architecture(二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu))”(代理人文檔號為042390.P11275)的美國專利申請；于2001年3月28日由TinkuAcharya提交的，序列號為09/820,108，名稱為“Pyramid Filter(錐形過濾器)”(代理人文檔號為042390.P11211)的美國專利申請；于2001年3月30日由TinkuAcharya提交的，序列號為09/823,212，名稱為“Two Dimensional Pyramid FilterArchitecture(二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu))”(代理人文檔號為042390.P11276)的美國專利申請以及于2001年3月30日由Tinku Acharya提交的、專利申請?zhí)枮?9/823,390，名稱為“Two-Dimensional Pyramid Filter Architecture(二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu))”(代理人文檔號為042390.P11277)的專利申請，所有上述申請轉(zhuǎn)讓給當(dāng)前所要求保護(hù)的主題的受讓人，并且在此引入以供參考。
背景此公開內(nèi)容涉及錐形過濾器(pyramid filter)。
在圖像處理中，經(jīng)常希望能夠?qū)⒅T如已掃描的彩色圖像等圖像分解為兩個或更多個分離的圖像表示。例如，正如有時在典型的復(fù)印機(jī)或掃描設(shè)備中應(yīng)用到的那樣，為諸如放大、壓縮的有效圖像處理操作，可以將彩色或灰度級文檔圖像分解為背景和前景圖像。在這一環(huán)境中，該操作通常稱為分屏操作。該分屏操作有時還應(yīng)用于消除可能存在于原始掃描圖像中的半色調(diào)圖案。例如，如果沒有完全地消除，這些半色調(diào)圖案可以引起令人眼不悅的假象。該分解或分屏操作的傳統(tǒng)方法是適宜地過濾所述彩色圖像以便使其模糊。然后，將這些模糊的結(jié)果用來幫助確定使圖像模糊以及尖銳到什么程度，以便產(chǎn)生分解。通常，該模糊操作可以使用“對稱錐形”過濾器來實(shí)現(xiàn)。對稱錐形有限激勵響應(yīng)(FIR)過濾器是眾所周知的。
然而，對于應(yīng)用如剛才所描述的技術(shù)來說，該圖像處理技術(shù)的一個缺點(diǎn)是當(dāng)將多個不同大小的錐形過濾器并行應(yīng)用以便生成多個模糊圖像時，復(fù)雜度增加許多倍。對該多個錐形過濾方法的平滑方法是并行使用多個FIR過濾器，如

圖1所示。這種方法證明用于從單個源圖像并行生成不同的模糊圖像的快速“對稱錐形過濾”體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)可能是理想的。
在圖1中的每個FIR框的插句中所提供的數(shù)字表示相應(yīng)長度的錐形過濾器。例如，(1，2，1)是階(order)或長度為3的對稱錐形有限激勵響應(yīng)(FIR)過濾器的過濾器系數(shù)。同樣地，(1，2，3，2，1)是階為5的FIR錐形過濾器的系數(shù)，(1，2，3，4，3，2，1)是階為7的FIR錐形過濾器的系數(shù)，(1，2，3，4，5，4，3，2，1)是階為9的FIR錐形過濾器的系數(shù)，(1，2，3，4，5，6，5，4，3，2，1)是階為11的FIR錐形過濾器的系數(shù)等等。
不幸的是，在圖1中所示方法具有缺點(diǎn)。例如，可能由于冗余計算導(dǎo)致低效率。同樣地，F(xiàn)IR實(shí)現(xiàn)方式頻繁使用乘法器電路。雖然存在用于減少或避免使用乘法器的實(shí)現(xiàn)方式，諸如采用移動以及求和電路，但是這可能會造成時鐘增加并由此可能減小電路的吞吐量。因此，存在對改善錐形過濾的實(shí)現(xiàn)方式或體系結(jié)構(gòu)的需要。
附圖簡述在所包括的說明書部分具體指出并清楚地要求了主題。然而，所要求的關(guān)于操作方法和組織這兩者的主題以及其目的、特征以及附屬，當(dāng)依照附圖閱讀時，通過參考隨后的詳細(xì)描述可更好的理解，在所述附圖中圖1是舉例說明實(shí)現(xiàn)有限激勵響應(yīng)(FIR)的多個錐形過濾體系結(jié)構(gòu)的平滑方法的框圖；圖2是一維無乘法器的錐形過濾器的一個實(shí)施例；圖3是二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的一個實(shí)施例；圖4是示出由實(shí)現(xiàn)諸如圖3的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，而產(chǎn)生的矩陣的例子的表/矩陣；圖5是示出由二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)操作的二維信號的例子的表/矩陣；圖6是示出逐行和逐列地應(yīng)用一維錐形過濾器內(nèi)核的例子的表/矩陣；圖7是k＝11的圖6的表/矩陣；圖8是示出將一維錐形過濾器應(yīng)用于二維輸入信號采樣矩陣的行的結(jié)果的表/矩陣；
圖9是示出將一維錐形過濾器應(yīng)用于二維輸入信號采樣矩陣的列的結(jié)果的表/矩陣。
詳細(xì)說明在隨后的詳細(xì)說明中，提出了許多具體的細(xì)節(jié)，以便提供對所要求主題的徹底理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所要求的主題可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，眾所周知的方法、過程、組件以及電路未給出詳細(xì)的描述，以便不使所要求的主題模糊。
如先前所述，錐形過濾，特別是對稱錐形過濾可以在彩色圖像或彩色圖像處理方面使用，以便將所述圖像分解或分屏為諸如背景圖像和前景圖像的圖像。盡管所要求的主題不限于該方面的范圍，但是在這種環(huán)境中，具體描述了用于減少計算的復(fù)雜性或處理和/或硬件成本的錐形過濾體系結(jié)構(gòu)。同樣地，由于這種實(shí)現(xiàn)方式或?qū)嵤├仁褂没虬ǔ朔ㄆ麟娐返哪切?shí)現(xiàn)方式可更加廉價，故而通常還希望無乘法器的實(shí)現(xiàn)方式，即在所述實(shí)現(xiàn)方式中不特別使用乘法。
雖然所要求的主題在范圍上并不限于這一方面，但圖2舉例說明了一維錐形過濾器的實(shí)施例200，所述一維錐形過濾器是諸如在前述的于2001年1月3日由T.Acharya提交的序列號為09/754,684，名稱為“Multiplierless Pyramid Filter(無乘法器的過濾器)”(代理人文檔號為042390.P10722)的美國專利申請中更詳細(xì)描述的過濾器。實(shí)施例200包括統(tǒng)一的無乘法器的級聯(lián)的對稱錐形過濾體系結(jié)構(gòu)，以便為具有不同階的一系列或一序列錐形過濾器生成多個已過濾的輸出信號流，所述輸出信號流的生成是并行發(fā)生的。此外，在該具體的實(shí)施例中，雖然所要求的主題在范圍上不限于這一方面，但是為正執(zhí)行的不同階的每個錐形過濾器在每個時鐘周期上產(chǎn)生已過濾的輸出信號流。因此，除了計算效率外，該具體的實(shí)施例在吞吐量方面也提供了好的結(jié)果。然而，如先前所述，該具體實(shí)施例實(shí)現(xiàn)一維錐形過濾器。
圖2依照特殊符號的上下文關(guān)系來理解。例如，可以將輸入源信號X指定為以下符號X＝(x0，x1，...，xi-2，xi-1，xi，xi+1，xi+2，....)在數(shù)字或離散信號的處理中，過濾可表示為輸入信號X以及過濾器F的卷積，在這一環(huán)境下，有限長度的數(shù)字過濾器在此稱為有限激勵響應(yīng)(FIR)過濾器。因此，已過濾的輸出信號流表示如下
Y＝XF如先前所述，圖2中的具體實(shí)施例使用了錐形過濾器。這些過濾器通常使用長度或階為奇數(shù)，諸如3、5、7、9的數(shù)字過濾器來加以實(shí)現(xiàn)。在這一環(huán)境下，奇數(shù)數(shù)目或階可以以2N-1的形式來表達(dá)，其中N例如是大于2的正整數(shù)。這種數(shù)字過濾器的一些例子如下所示F3＝(1，2，1)F5＝(1，2，3，2，1)F7＝(1，2，3，4，3，2，1)F9＝(1，2，3，4，5，4，3，2，1)F11＝(1，2，3，4，5，6，5，4，3，2，1)FM＝(1，2，3，...，N，...，3，2，1)(其中，在這一環(huán)境下，M＝2N-1)對于前面的過濾器來說，已過濾的輸出信號或輸出信號流可表示如下B3＝XF3＝(b03，b13，...，bi-13，bi3，bi+13，....)輸入信號X被F3過濾的結(jié)果B5＝XF5＝(b05，b15，...，bi-15，bi5，bi+15，....)輸入信號X被F5過濾的結(jié)果B7＝XF7＝(b07，b17，...，bi-17，bi7，bi+17，....)輸入信號X被F7過濾的結(jié)果B9＝XF9＝(b09，b19，...，bi-19，bi9，bi+19，....)輸入信號X被F9過濾的結(jié)果B11＝XF11＝(b011，b111，...，bi-111bi11，bi+111，....)輸入信號X被F11過濾的結(jié)果BM＝XFM＝(b0M，b1M，...，bi-1M，biM，bi+1M，....)輸入信號X被FM過濾的結(jié)果一種經(jīng)驗性地表示這些已過濾的輸出信號采樣的可供選擇的方式如下bi3＝xi-1+2xi+xi+1bi5＝xi-2+2xi-1+3xi+2xi+1+xi+2bi7＝xi-3+2xi-2+3xi-1+4xi+3xi+1+2xi+2+xi+3bi9＝xi-4+2xi-3+3xi-2+xi-1+5xi+xi+1+3xi+2+2xi+3+xi+4bi11＝xi-5+2xi-4+3xi-3+4xi-2+5xi-1+6xi+5xi+1+4xi+2+3xi+3+2xi+4+xi+5同樣地，在這一環(huán)境下，通過引入被稱為狀態(tài)變量的內(nèi)容，上面的表達(dá)式可以如下重新表示為bi3＝xi+si3，其中xi3＝xi-1+xi+xi+1bi5＝bi3+si5，其中si5＝xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2
bi7＝bi5+si7，其中si7＝xi-3+xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2+xi+3bi9＝bi7+si9，其中si9＝xi-4+xi-3+xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2+xi+3+xi+4bi11＝bi9+si11，其中si11＝xi-5+xi-4+xi-3+xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2+xi+3+xi+4+xi+5因此，所希望的錐形過濾器可表示如下B3＝X+S3，其中S3＝(s03，s13，s23，...，si-13，si3，si+13，...)B5＝B3+S5，其中S3＝(s05，s15，s25，...，si-15，si5，si+15，...)B7＝B5+S7，其中S7＝(s07，s17，s27，...，si-17，si7，si+17，...)B9＝B7+S9，其中S9＝(s09，s19，s29，...，si-19，si9，si+19，...)B11＝B9+S11，其中S11＝(s011，s111，s211，...，si-111，si11，si+111，...)圖2的學(xué)習(xí)舉例說明了通過所示的實(shí)施例產(chǎn)生的圖2中所示錐形過濾器的已計算的輸出信號流B3，B5，B7，B9，B11等。
前面討論的錐形過濾器發(fā)生在一維過濾的環(huán)境中；然而，至少部分因為這種過濾器的對稱性質(zhì)，故而其能夠?qū)崿F(xiàn)錐形二維過濾，而不以使用額外計算步驟的逐行和逐列的一維方式來計算。如果我們將一維k-抽頭錐形過濾器表示為Fk=[123···k+12···321],]]>對應(yīng)的二維錐形過濾器Fk×k可如圖6所示導(dǎo)出。在圖7中，我們已示出了k＝11的二維錐形過濾器內(nèi)核。假設(shè)二維輸入信號、例如信號采樣具有如圖5中所示的形式，圖4是舉例說明了可得到矩陣的表，在此為二維已過濾的信號采樣輸出矩陣Pk×k，其中二維輸入信號采樣矩陣使用二維錐形過濾器內(nèi)核Fk×k來進(jìn)行過濾。
圖8中所示矩陣可通過在二維輸入信號采樣矩陣的每行中應(yīng)用一維k-抽頭錐形過濾器來產(chǎn)生，并且圖9中所示矩陣可通過在二維輸入信號采樣矩陣的每列中應(yīng)用一維k-抽頭錐形過濾器來產(chǎn)生。圖4中的矩陣可通過將二維(k×k)抽頭的過濾器應(yīng)用到二維輸入信號采樣矩陣來產(chǎn)生，或者作為選擇，可通過逐行地然后接著逐列地應(yīng)用一維k-抽頭錐形過濾器來產(chǎn)生。應(yīng)用該方法產(chǎn)生已過濾的信號采樣輸出P1×3、P3×1以及P3×3，產(chǎn)生以下關(guān)系式
Pi，j1×3＝si，j-1+2si，j+si，j+1Pi，j3×1＝si-1，j+2si，j+si+1，jPi，j3×3＝si-1，j-1+2si-1，j+si-1，j+1+2si，j-1+4si，j+2si，j+1+si+1，j-1+2si+1，j+si+1，j+1生成已過濾的信號采樣輸出P5×1、P1×5以及P5×5，產(chǎn)生以下關(guān)系式Pi，j5×1＝si-2，j+2si-1，j+3si，j+2si+1，j+si+2，jPi，j1×5＝si，j-2+2si，j-1+3si，j+2si，j+1+si，j+2Pi，j5×5＝(si-2，j-2+2si-2，j-1+3si-2，j+2si-2，j+1+si-2，j+2)+(2si-1，j-2+4si-1，j-1+6si-1，j+4si-1，j+1+2si-1，j+2)+(3si，j-2+6si，j-1+9si，j+6si，j+1+3si，j+2)+(2si+1，j-2+4si+1，j-1+6si+1，j+4si+1，j+1+2si-1，j+2)+(Si+2，j-2+2si+2，j-1+3si+2j+2si+2，j+1+si+2，j+2)同樣地，生成已過濾的信號采樣輸出R7×1、P1×7以及R7×7，產(chǎn)生以下關(guān)系式Ri，j7×1＝si-3，j+2Si-2，j+3si-1，j+4Si，j+3si+1，j+2si+2，j+Si+3，jRi，j1×7＝si，j-3+2si，j-2+3si，j-1+4si，j+3si，j+1+2si，j+2+Si，j+3Pi，j7×7＝(si-3，j-3+2si-3，j-2+3si-3，j-1+4si-3，j+3si-3，j+1+2si-3，j+2+Si-3，j+3)+(2si-2，j-3+4si-2，j-2+6si-2，j-1+8Si-2j+6si-2，j+1+4si-2j，j+2+2Si-2，j+3)+(3si-1，j-3+6si-1，j-2+9si-1，j-1+12si-1，j+9si-1，j+1+6si-1，j+2+3si-1，j+3)+(4sij-3+8si，j-2+12si，j-1+16si，j+12si，j+1+8si，j+2+4si，j+3)+(3si+1，j-3+6si+1，j-2+9si+1，j-1+12si+1，j+9si+1，j+1+6si+1，j+2+3si+1，j+3)+(2si+2，j-3+4si+2，j-1+6si+2，j-1+8si+2，j+6si+2，j+1+4si+2，j+2+2si+2，j+3)+(si+3，j-3+2si+3，j-2+3si+3，j-1+4si+3j+3si+3，j+1+2si+3，j+2+si+3，j+3)同樣地，生成已過濾的信號采樣輸出P9×1、P1×9以及P9×9，產(chǎn)生以下關(guān)系式Pi,j9×1=si-4,j+2si-3,j+3si-2,j+4si-1,j+5si,j+4si+1,j+3si+2,j+2si+3,j+si+4,j]]>Pi,j1×9=si,j-4+2si,j-3+3si,j-2+4si,j-1+5si,j+4si,j+1+3si,j+2+2si,j+3+si,j+4]]>
Pi,j9×9=(si-4,j-4+2si-4,j-3+3si-4,j-1+4si-4,j-1+5si-4,j+4si-4,j+1+3si-4,j+2+2si-4,j+3+si-4,j+4)+]]>(2si-3，j-4+4si-3，j-3+6si-3，j-2+8si-3，j-1+10si-3，j+8si-3，j+1+6si-3，j+2+4si-3，j+3+2si-3，j+4)+(3si-2，j-4+6si-2，j-3+9si-2，j-2+12si-2，j-1+15si-2，j+12si-2，j+1+9si-2，j+2+6si-2，j+3+3si-2，j+4)+(4si-1，j-4+8si-1，j-3+12si-1，j-2+16si-1，j-1+20si-1，j+16si-1，j+1+12si-1，j+2+8si-1，j+3+4si-1，j+4)+(5si，j-4+10si，j-3+15si，j-2+20si，j-1+25si，j+20si，j+1+15si，j+2+10si，j+3+5si，j+4)+(4si+1，j-4+8si+1，j-3+12s1+1，j-2+16si+1，j-1+20si+1，j+16si+1，j+1+12si+1，j+2+8si+1，j+3+4si+1，j+4)+(3si+2，j-4+6si+2，j-3+9si+2，j-2+12si+2，j-1+15si+2，j+12si+2，j+1+9si+2，j+2+6si+2，j+3+3si+2，j+4)+(2si+3，j-4+4si+3，j-3+6si+3，j-2+8si+3，j-1+10si+3，j+8si+3，j+1+6si+3，j+2+4si+3，j+3+2si+3，j-4)+(si+4，j-4+2si+4，j-3+3si+4，j-2+4si+4，j-1+5si+4，j+4si+4，j+1+3si+4，j+2+2si+4，j+3+si+4，j+4)此外，生成已過濾的信號采樣輸出P11×1，P1×11以及P11×11，產(chǎn)生如下關(guān)系式Pi,j11×1=si-5,j+2si-4,j+3si-3,j+4si-2,j+5si+1,j+6si,j+4si+2,j+3si+3,j+2si+4,j+si+5,j]]>Pi,j1×11=si,j-5+2si,j-4+3si,j-3+4si,j-2+5si,j-1+6si,j+5si,j+1+4si,j+2+3si,j+3+2si,j+4+si,j+5]]>
Pi,j11×11=(si-5,j-5+2si-5,j-4+3si-5,j-3+4si-5,j-2+5si-5,j-1+6si-5,j+]]>5si-5，j+1+4si-5，j+2+3si-5，j+3+2si-5，j+4+si-5，j+5)+(2si-4，j-5+4si-4，j-4+6si-4，j-3+8si-4，j-2+10si-4，j-1+12si-4，j+10si-4，j+1+8si-4，j+2+6si-4，j+3+4si-4，j+4+2si-4，j+5)+(3si-3，j-5+6si-3，j-4+9si-3，j-3+12si-3，j-2+15si-3，j-1+18si-3，j+15si-3，j+1+12si-3，j+2+9si-3，j+3+6si-3，j+4+si-3，j+5)+(4si-2，j-5+8si-2，j-4+12si-2，j-3+16si-2，j-2+20si-2，j-1+24si-2，j+20si-2，j+1+16si-2，j+2+12si-2，j+3+8si-2，j+4+4si-2，j+5)+(5si-1，j-5+10si-1，j-4+15si-1，j-3+20si-1，j-2+25si-1，j-1+30si-1，j+25si-1，j+1+20si-1，j+2+15si-1，j+3+10si-1，j+4+5si-1，j+5)+(6si，j-5+12si，j-4+18si，j-3+24si，j-2+30si，j-1+36si，j+30si，j+i+24si，j+2+18si，j+3+12si，j+4+6si，j+5)+(5si+1，j-5+10si+1，j-4+15si+1，j-3+20si+1，j-2+25si+1，j-1+30si+1，j+25si+1，j+1+20si+1，j+2+15si+1，j+3+10si+1，j+4+5si+1，j+5)+(4si+2，j-5+8si+2，j-4+12si+2，j-3+16si+2，j-2+20si+2，j-1+24si+2，j+20si+2，j+1+16si+2，j+2+12si+2，j+3+8si+2，j+4+4si+2，j+5)+(3si+3，j-5+6si+3，j-4+9si+3，j-3+12si+3，j-2+15si+3，j-1+18si+3，j+15si+3，j+1+12si+3，j+2+9si+3，j+3+6si+3，j+4+3si+3，j+5)+(2i+4，j-5+4si+4，j-4+6si+4，j-3+8si+4，j-2+10si+4，j-1+12si+4，j+10si+4，j+1+8s1+4，j+2+6si+4，j+3+4si+4，j+4+2s1+4，j+5)+(si+5，j-5+2si+5，j-4+3si+5，j-3+4si+5，j-2+5si+5，j-1+6si+5，j+5si+5，j+1+4si+5，j+2+3si+5，j+3+2si+5，j+4+si+5，j+5)可以使用數(shù)學(xué)操縱以產(chǎn)生以下各項Pi,j11×11=(Pi-1,j-19×9+Pi-1,j+19×9+Pi+1,j-19×9+Pi+1,j+19×9)]]>-(Pi,j-311×1+2Pi,j-211×1+3Pi,j-111×1+2Pi,j11×1+3Pi,j+111×1+2Pi,j+211×1+Pi,j+311×1)---[1]]]>-(Pi-3,j1×11+2Pi-2,j1×11+3Pi-1,j1×11+2Pi,j1×11+3Pi+1,j1×11+2Pi+2,j1×11+Pi+3,j1×11)]]>-Pi,j7×7+2(Pi,j7×1+Pi,j1×7)-4si,j]]>
上面的等式(1)舉例說明了2N-1階的、在N是6的情況下的直接二維錐形過濾器的體系結(jié)構(gòu)，可利用4個[2(N-1)-1]階、即9的二維錐形過濾器，或者利用使用了4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9，Pi-1，j+19×9，Pi+1，j-19×9，Pi+1，j+19×9的1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器和14個2N-1階、在此為11的一維錐形過濾器來潛在地實(shí)現(xiàn)，在該例子中，所述過濾器是逐行和逐列的。在該例子中，其也使用1個[2(N-2)-1]階、在此為7的二維錐形過濾器來產(chǎn)生Pi,j7×7，以及2個[2(N-2)-1]階、在此為7的一維錐形過濾器來產(chǎn)生兩個信號采樣矩陣Pi，j7×1，Pi，j1×7。圖3是舉例說明這種實(shí)施例的示意圖，不過，當(dāng)然，所要求的主題在范圍上不限于這一特定實(shí)現(xiàn)方式或?qū)嵤├?。例如，與由4個2(N-1)-1階、在此為9階且N為6的二維錐形過濾器所產(chǎn)生的那些相對應(yīng)的輸出信號采樣，以及與由2(N-2)-1階、在此為7階的二維錐形過濾器所產(chǎn)生的那些相對應(yīng)的輸出信號采樣，可不必由二維錐形過濾器來產(chǎn)生。正好作為一個例子，這些輸出信號可使用一維錐形過濾器產(chǎn)生。在圖21中示出了這樣的一種過濾器，不過還可以使用其他方法來為圖3中所示的體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生輸出信號。
圖3舉例說明了集成電路(IC)300，不過，當(dāng)然，可供選擇的實(shí)施例可不必在單個的集成電路芯片上實(shí)現(xiàn)。IC 300包括2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，其中N是大于5的正整數(shù)、在此為6，在操作過程中，在相應(yīng)的時鐘周期上能夠產(chǎn)生至少下列各項。錐形過濾的輸出信號被產(chǎn)生，對應(yīng)于由圖3中的14個2N-1階的、在這一例子中還是11，其中N是6的一維錐形過濾器330、332、334、340、342、344、350、352、354、360、362、364、366以及368產(chǎn)生的輸出信號。錐形過濾的輸出信號還被產(chǎn)生，對應(yīng)于由4個二維錐形過濾器或1個[2(N-1)-1]階或在此為9其中N為6的二維錐形使用信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9，Pi-1，j+19×9，Pi+1，j-19×9，Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號。這些輸出信號由圖3中的加法器310來求和。錐形過濾的輸出信號還被產(chǎn)生，對應(yīng)于由1個[2(N-2)-1]階或在此為7，其中N為6的二維錐形過濾器使用信號采樣矩陣Pi，j7×7所產(chǎn)生的輸出信號，以及對應(yīng)于由2個2(N-2)-1階的一維錐形過濾器使用信號采樣矩陣Pi，j7×1、Pi，j1×7所產(chǎn)生的輸出信號。這三個輸出信號Pi，j7×7，Pi，j7×1，Pi，j1×7以及輸入信號Si，j由圖3中的加法器390來求和。同樣地，在這一二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式中各自的輸出信號，例如在圖3的實(shí)現(xiàn)方式中，330、332、334、340、342、344、350、352、354、360、362、364、366以及368的輸出信號，在二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的時鐘周期上由圖3中的加法器370以及375進(jìn)行求和。加法器380將310、370、375以及390的輸出信號相加。當(dāng)然，圖3僅僅是實(shí)現(xiàn)方式的一個可能的例子，而所要求的主題在范圍上并不限于此或者另一個特定實(shí)現(xiàn)方式。
例如，N不限于6。同樣地，與二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，不限于由一維錐形過濾器或二維錐形過濾器來實(shí)現(xiàn)。同樣地，如先前所述，如果使用一維過濾器，那么所述過濾器不限于前述的于2001年1月3日由Tinku Acharya提交的、名稱為“Multiplierless Pyramid Filter”，序列號為09/754,684的美國專利申請，或于2001年3月28日由Tinku Acharya提交的、名稱為“Pyramid Filter”(代理人文檔號為042390.P11211)，序列號美國專利申請中所描述的實(shí)現(xiàn)方法。例如，可以使用不同于無乘法器的錐形過濾器的一維錐形過濾器。同樣的，根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式，可以使用不同數(shù)量的這種錐形過濾器以及不同階的這種錐形過濾器。例如，輸出信號可以采用一種方式被組合或處理，以產(chǎn)生對應(yīng)于不同數(shù)目、維數(shù)或階的錐形過濾器的錐形過濾的輸信號。
當(dāng)然，應(yīng)該理解的是，雖然剛剛已經(jīng)描述了特定的實(shí)施例，但是所要求的主題在范圍上不限于特定實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式。例如，一個實(shí)施例可以采用硬件，而另一個實(shí)施例可以采用軟件。同樣地，實(shí)施例可以采用固件，或者例如采用硬件、軟件或固件的任意組合。同樣地，雖然所要求的主題在范圍上不限于這一方面，但是一個實(shí)施例可包括諸如存儲介質(zhì)之類的物品。這種存儲介質(zhì)，例如像CD-ROM或盤，可以在其上存儲指令，當(dāng)諸如計算機(jī)系統(tǒng)或平臺、或者成像系統(tǒng)之類的系統(tǒng)執(zhí)行所述指令時，可導(dǎo)致依照所要求的主題的方法的實(shí)施例被執(zhí)行，如先前所述，所述方法的實(shí)施例例如是諸如過濾或處理圖像或視頻的方法的實(shí)施例。例如，圖像處理平臺或圖像處理系統(tǒng)可包括圖像處理單元、視頻或圖像輸入/輸出設(shè)備和/或存儲器。
雖然已經(jīng)在此舉例說明以及描述了所要求的主題的特定特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠想到許多修改、代替、變化以及等價。因此，應(yīng)該理解的是，所述權(quán)利要求書意在涵蓋所有這種落在所要求的主題的真實(shí)精神內(nèi)的修改以及變化。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，其中N是大于5的正整數(shù)；所述2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生至少以下各項與由14個2N-1階的一維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；以及與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；其中在所述二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)中的各個輸出信號在所述二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的相應(yīng)時鐘周期上被求和。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于N為6；并且其中所述11階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生與由4個二維錐形過濾器或者1個9階的二維錐形過濾器使用4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9、Pi-1，j+19×9、Pi+1，j-19×9、Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，錐形過濾的輸出信號由多個一維錐形過濾器產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于所述一維錐形過濾器包括一序列可擴(kuò)展的級聯(lián)的無乘法器的操作單元，每個所述的操作單元能夠產(chǎn)生不同階的錐形過濾的輸出信號采樣流。
4.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于所述一維錐形過濾器包括不同于一維無乘法器的錐形過濾器的過濾器。
5.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于所述11階的二維錐形過濾器，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生與由4個二維錐形過濾器或1個7階的二維錐形過濾器使用4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9、Pi-1，j+19×9、Pi+1，j-19×9、Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，由多個一維錐形過濾器產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號由8個9階的一維錐形過濾器產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其特征在于8個9階的一維錐形過濾器中的4個被逐行地應(yīng)用，而另外4個被逐列地應(yīng)用。
7.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其特征在于所述11階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生與由4個9階的二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，由多個一維錐形過濾器產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號由8個9階的一維無乘法器的錐形過濾器產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路，其特征在于8個9階的一維錐形過濾器中的4個被逐行地應(yīng)用，而另外4個被逐列地應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于所述11階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生與由4個9階的二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，由多個一維錐形過濾器產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號由不同于一維無乘法器的錐形過濾器的過濾器產(chǎn)生
10.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于N為6；所述11階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相關(guān)的時鐘周期上產(chǎn)生至少下項由4個9階二維錐形過濾器產(chǎn)生的輸出信號。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于所述11階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生與由4個9階的二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，錐形過濾的輸出信號由不同于4個二維錐形過濾器的一個或多個二維錐形過濾器產(chǎn)生。
12.一種使用2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)過濾圖像的方法，其中N是大于5的正整數(shù)，所述方法包括在所述二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的相應(yīng)時鐘周期上，對以下各項求和與由14個2N-1階的一維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；以及與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于N是6；與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由4個9階二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于N是6；以及其中與由4個二維錐形過濾器或者1個9階的二維錐形過濾器使用4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9、Pi-1，j+19×9、Pi+1，j-19×9、Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由多個一維錐形過濾器所產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述一維錐形過濾器包括一序列可擴(kuò)展的級聯(lián)的無乘法器的操作單元，每個所述的操作單元能夠產(chǎn)生不同階的錐形過濾的輸出信號采樣流。
16.一種包括存儲介質(zhì)的物品，所述存儲介質(zhì)具有存儲在其上的指令，當(dāng)執(zhí)行所述指令時引起使用2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)通過如下方式過濾圖像，其中N是大于5的正整數(shù)，所述方式是在所述二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的相應(yīng)時鐘周期上，對以下各項求和與由14個2N-1階的一維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；以及與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號
17.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于N是6；與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由4個9階二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號。
18.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于N是6；以及其中與由4個二維錐形過濾器或者1個9階的二維錐形過濾器使用4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9、Pi-1，j+19×9、Pi+1，j-19×9、Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由多個一維錐形過濾器所產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號。
19.如權(quán)利要求18所述的物品，其特征在于所述一維錐形過濾器包括一序列可擴(kuò)展的、級聯(lián)的、無乘法器的操作單元，每個所述的操作單元能夠產(chǎn)生不同階的錐形過濾的輸出信號采樣流。
20.一種圖像處理系統(tǒng)，包括圖像處理單元，用于過濾已掃描的彩色圖像；所述圖像處理單元包括至少一個二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)；所述至少一個二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)包括2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，其中N是大于5的正整數(shù)；所述2N-1階的二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)，在操作中能夠在相應(yīng)的時鐘周期上產(chǎn)生至少以下各項與由14個2N-1階的一維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；以及與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號；其中在所述二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)中的各個輸出信號在所述二維錐形過濾器的相應(yīng)時鐘周期上被求和。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于N是6；與由4個二維錐形過濾器或者1個[2(N-1)-1]階的二維錐形過濾器使用[2(N-1)-1]階的信號采樣矩陣所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由4個9階二維錐形過濾器所產(chǎn)生的輸出信號。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于N是6；以及其中與由4個二維錐形過濾器或者1個9階的二維錐形過濾器使用4個信號采樣矩陣Pi-1，j-19×9、Pi-1，j+19×9、Pi+1，j-19×9、Pi+1，j+19×9所產(chǎn)生的輸出信號相對應(yīng)的錐形過濾的輸出信號，包括由多個一維錐形過濾器所產(chǎn)生的錐形過濾的輸出信號。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述一維錐形過濾器包括一序列可擴(kuò)展的級聯(lián)的無乘法器的操作單元，每個所述的操作單元能夠產(chǎn)生不同階的錐形過濾的輸出信號采樣流。
全文摘要
描述了二維錐形過濾器體系結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
文檔編號H04N1/409GK1505866SQ02809119
公開日2004年6月16日 申請日期2002年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月30日
發(fā)明者T·阿查亞, T 阿查亞 申請人:英特爾公司