專利名稱：二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的制作方法
相關(guān)申請本專利申請涉及Tinku Acharya的題為“無乘法器階層式(pyramid)濾波器”、2001年1月3日提交的序號(hào)為09/754684的美國專利申請；Tinku Acharya的題為“二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)”、2001年3月26日提交的美國專利申請(代理人檔案號(hào)為042390.P11275)；Tinku Acharya的題為“階層式濾波器”、2001年3月28日提交的美國專利申請(代理人檔案號(hào)為042390.P11211)；以及Tinku Acharya的題為“二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)”、2001年3月提交的美國專利申請(代理人檔案號(hào)為042390.P11276)，所述些專利申請均轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，這里通過引用結(jié)合到本說明書中。
背景本公開涉及階層式濾波器。
在圖像處理中，經(jīng)常希望將例如掃描彩色圖像的圖像分解成兩個(gè)或兩個(gè)以上不同的圖像表示。例如，彩色或灰度文件圖像可以分解成背景和前景圖像，以便進(jìn)行有效的圖像處理操作，如典型復(fù)印機(jī)或掃描儀中有時(shí)采用的增強(qiáng)、壓縮等圖像處理操作。在本說明書中，這種操作常常被稱為去網(wǎng)紋(descreen)操作。這種去網(wǎng)紋有時(shí)也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，如果未正確消除這些半色調(diào)圖案，則可能引起令人眼不舒服的人造圖像(artifact)。用于分解或去網(wǎng)紋操作的傳統(tǒng)方法是對彩色圖像進(jìn)行濾波以便使之模糊。然后將這些模糊化的結(jié)果用于協(xié)助確定使圖像模糊和銳化到何種程度以便得到分解結(jié)果。通常，這種模糊化可以利用“對稱階層式”濾波器來實(shí)現(xiàn)。對稱階層式有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器是眾所周知的。
不過，這種圖像處理技術(shù)的缺點(diǎn)之一是，當(dāng)把許多不同大小的階層式濾波器并行用于生成多個(gè)模糊化的圖像以便應(yīng)用剛才所述的技術(shù)時(shí)，復(fù)雜性會(huì)增加很多倍。實(shí)現(xiàn)這種多階層濾波的一種蠻力方法(brute force approach)是采用多個(gè)并行的FIR濾波器，如

圖1所示。這種方法表明，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)快速“對稱階層式濾波”體系結(jié)構(gòu)以便由一個(gè)源圖像并行產(chǎn)生不同的模糊圖像可能是所期望的。
圖1所示各FIR塊的括號(hào)中給出的數(shù)字表示對應(yīng)長度的階層式濾波器。例如，(1，2，1)是階或長度為3的對稱階層式有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的濾波系數(shù)。同樣地，(1，2，3，2，1)是階為5的FIR階層式濾波器的系數(shù)，(1，2，3，4，3，2，1)是階為7的FIR階層式濾波器的系數(shù)，(1，2，3，4，5，4，3，2，1)是階為9的FIR階層式濾波器的系數(shù)，依此類推。
不幸的是，圖1所示的方法存在一些缺點(diǎn)。例如，冗余計(jì)算可能導(dǎo)致低效率。而且，F(xiàn)IR實(shí)現(xiàn)常常使用乘法器電路。雖然存在減少或避免使用乘法器的實(shí)現(xiàn)方式，例如利用移位和求和電路，但這可能導(dǎo)致增加的定時(shí)，從而降低電路吞吐量。因此存在改進(jìn)階層式濾波實(shí)現(xiàn)方式或體系結(jié)構(gòu)的需要。
附圖簡述本說明書的結(jié)論部分特別指出有關(guān)主題并明確要求對有關(guān)主題的權(quán)利。但是，所要求的主題(有關(guān)其結(jié)構(gòu)和操作方法)及其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可以通過參照如下詳細(xì)說明書，并在閱讀時(shí)參考附圖而獲得最佳的理解，附圖中圖1是說明用于實(shí)現(xiàn)有限脈沖響應(yīng)(FIR)多階層式濾波體系結(jié)構(gòu)的蠻力方法的框圖；圖2是一維無乘法器階層式濾波器的一個(gè)實(shí)施例；
圖3是二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；圖4是表示可通過實(shí)現(xiàn)一種二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)而得到的矩陣實(shí)例的表格/矩陣，所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)例如可按圖3所示實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)；圖5是表示可由二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理的二維信號(hào)實(shí)例的表格/矩陣；圖6是表示既按行又按列來應(yīng)用一維階層式濾波器核的實(shí)例的表格/矩陣；圖7是圖6所示的表格/矩陣；圖8是表示一維階層式濾波器應(yīng)用于二維輸入信號(hào)樣本矩陣各行上所得結(jié)果的表格/矩陣；以及圖9是表示一維階層式濾波器應(yīng)用于二維輸入信號(hào)樣本矩陣各列上所得結(jié)果的表格/矩陣。
詳細(xì)說明在如下詳細(xì)說明中，給出了各種具體細(xì)節(jié)以便提供對所要求主題的徹底理解。但是，本專業(yè)的技術(shù)人員要理解，無需這些具體細(xì)節(jié)就可以實(shí)施所要求的主題。在其它情況下，不詳細(xì)描述熟知的方法、過程、部件和電路以免使所要求的主題模糊。
如前所述，階層式濾波，尤其是對稱階層式濾波可配合彩色圖像或彩色圖像處理使用，以便對圖像進(jìn)行分解(例如分解成背景和前景圖像)或者消除其網(wǎng)紋。盡管所要求的主題范圍上不限于此方面，但在這種情形中，特別需要減少計(jì)算復(fù)雜度或處理和/或硬件成本的階層式濾波體系結(jié)構(gòu)。同樣，無乘法器的實(shí)現(xiàn)方案，即實(shí)現(xiàn)時(shí)不需要專門利用乘法運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方案通常也是理想的，因?yàn)檫@種實(shí)現(xiàn)方案或?qū)嵤┓绞綄?shí)現(xiàn)起來比那些使用或包括乘法電路的實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)。
圖2說明一種一維階層式濾波器的實(shí)施例200(所要求的范圍并不受此限)，這種一維階層式濾波器在上述T.Acharya的題為“無乘法器階層式濾波器”、2001年1月3日提交的序號(hào)為09/754684的美國專利申請(代理人檔案號(hào)為042390.P10722)中詳述。實(shí)施例200包括一種統(tǒng)一的無乘法器級(jí)聯(lián)對稱階層式濾波體系結(jié)構(gòu)，以便產(chǎn)生一序列不同階的階層式濾波器的多個(gè)濾波輸出信號(hào)流，輸出信號(hào)流的產(chǎn)生是并行進(jìn)行的。在此實(shí)施例中，雖然所要求的主題的范圍同樣不限于此，但所要實(shí)現(xiàn)的不同階的每個(gè)階層式濾波器在每個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生濾波輸出信號(hào)(filtered output signal)流。因此，除了計(jì)算效率高，此特定實(shí)施例的吞吐量也很高。但是，如前所述，此特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的是一維階層式濾波器。
在具體符號(hào)體系的上下文中來理解圖2。例如，輸入源信號(hào)X可以如下表示為X＝(x0，x1，...，xi-2，xi-1，xi，xi+1，xi+2，...)在數(shù)字或離散信號(hào)處理中，濾波可以表示為輸入信號(hào)X和濾波器F的卷積，在此上下文中，濾波器F是稱為有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的有限長度數(shù)字濾波器。因此，濾波輸出信號(hào)流可以如下表示為Y＝XF如前所述，圖2中的特定實(shí)施例采用了階層式濾波器。這些濾波器一般用長度或階為奇數(shù)，如3，5，7，9等的數(shù)字濾波器來實(shí)現(xiàn)。奇數(shù)或階在此上下文中可以表示為M＝2N-1，其中，N是大于例如2的正整數(shù)。這種數(shù)字濾波器的一些實(shí)例如下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)...
FM＝(1，2，3，...，N，...，3，2，1)(在此上下文中，M＝2N-1)對于前述濾波器，濾波輸出信號(hào)或輸出信號(hào)流可以如下表示為B3＝XF3＝(b03，b13，...，bi-13，bi3，bi+13，...)，即輸入信號(hào)X被F3濾波之后的結(jié)果；B5＝XF5＝(b05，b15，...，bi-15，bi5，bi+15，...)，即輸入信號(hào)X被F5濾波之后的結(jié)果；B7＝XF7＝(b07，b17，...，bi-17，bi7，bi+17，...)，即輸入信號(hào)X被F7濾波之后的結(jié)果；B9＝XF9＝(b09，b19，...，bi-19，bi9，bi+19，...)，即輸入信號(hào)X被F9濾波之后的結(jié)果；BM＝XFM＝(b0M，b1M，...，bi-1M，biM，bi+1M，...)，即輸入信號(hào)X被FM濾波之后的結(jié)果。
表示這些濾波輸出信號(hào)樣本的另一種經(jīng)驗(yàn)性方法如下所示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+4xi-1+5xi+4xi+1+3xi+2+2xi+3+xi+4同樣，通過引入在此上下文中稱為狀態(tài)變量的變量，上述表達(dá)式可以重新表示如下
bi3＝xi+si3，其中，si3＝xi-1+xi+xi+1bi5＝bi3+si5，其中，si5＝xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2bi7＝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+4所以，期望的階層式濾波器可以如下表示為B3＝X+S3，其中，S3＝(s03，s13，s23，...si-13，si3，si+13，...)B5＝B3+S5，其中，S5＝(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，...)對圖2的研究表明，圖2所示階層式濾波器的計(jì)算得到的輸出信號(hào)流B3、B5、B7、B9等由所述實(shí)施例來產(chǎn)生。
前述有關(guān)階層式濾波器的討論是針對一維濾波來進(jìn)行的；然而，至少部分因?yàn)檫@種濾波器的對稱性，有可能實(shí)現(xiàn)階層式二維濾波，而不是采用按行(row-wise)和按列(column-wise)濾波的一維方式，這種一維方式要采用額外的計(jì)算步驟。如果我們將k個(gè)抽頭的一維階層式濾波器表示為Fk=123...k-12...321,]]>則可以得到如圖6所示的對應(yīng)的二維階層式濾波器Fk×k。在圖7顯示了k＝9的二維階層式濾波器核。假定二維輸入信號(hào)如信號(hào)樣本具有圖5所示的形式，則圖4表示可得到的對應(yīng)矩陣，這里為二維濾波信號(hào)樣本輸出矩陣Pk×k，其中，用二維階層式濾波器核Fk×k對二維輸入信號(hào)樣本矩陣進(jìn)行濾波。
圖8所示的矩陣可通過將k個(gè)抽頭的一維階層式濾波器應(yīng)用于二維輸入信號(hào)樣本矩陣的每一行而得到，圖9所示的矩陣可通過將k個(gè)抽頭的一維階層式濾波器應(yīng)用于二維輸入信號(hào)樣本矩陣的每一列而得到。圖4中的矩陣可通過將二維(k×k)個(gè)抽頭的濾波器應(yīng)用于二維輸入信號(hào)樣本矩陣而得到，或者，它可以通過先按行然后再按列應(yīng)用k個(gè)抽頭的一維階層式濾波器而得到。利用這種方法產(chǎn)生濾波信號(hào)樣本輸出P1×3、P3×1和P3×3，得到如下關(guān)系Pi,j1×3=si,j-1+2si,j+si,j+1]]>Pi,j3×1=si-1,j+2si,j+si+1,j]]>Pi,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]]>產(chǎn)生濾波信號(hào)樣本輸出P1×5、P5×1和P5×5，得到如下關(guān)系Pi,j5×1=si-2,j+2si-1,j+3si,j+2si+1,j+si+2,j]]>Pi,j1×5=si,j-2+2si,j-1+3si,j+2si,j+1+si,j+2]]>Pi,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+2,j+2si+2,j+1+si+2,j+2)]]>同樣，產(chǎn)生濾波信號(hào)樣本輸出P7×1、P1×7和P7×7，得到如下關(guān)系Pi,j7×1=si-3,j+2si-2,j+3si-1,j+4si,j+3si+1,j+2si+2,j+si+3,j]]>Pi,j1×7=si,j-3+2si,j-2+3si,j-1+4si,j+3si,j+1+2si,j+2+si,j+3]]>Pi,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-2,j+6si-2,j+1+4si-2,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)+]]>(4si,j-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+2,j-1+12si+1,j+9si+1,j+1+6si+1,j+2+3si+1,j+3)+]]>(2si+2,j-3+4si+2,j-2+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+3,j+3si+3,j+1+2si+3,j+2+1si+3,j+3)]]>
進(jìn)而，產(chǎn)生濾波信號(hào)樣本輸出P9×1、P1×9和P9×9，得到如下關(guān)系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+2,j]]>Pi,j1×9=si,j-1+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-2+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+20s-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+12si+1,j-2+16i+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)]]>可以采用數(shù)學(xué)處理來得到如下關(guān)系Pi,j9×9=(Pi-1,j-17×7+Pi-1,j+17×7+Pi+1,j-17×7+Pi+1,j+17×7)]]>-(Pi-2,j1×9+2Pi-1,j1×9+Pi,j1×9+2Pi+1,j1×9+---[1]]]>等式[1]說明一種階為2N-1的直接二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)(此例中N為5)可采用利用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來代表的階為[2(N-1)-1](這里為7)的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器，以及階為2N-1(這里為9)的十個(gè)一維階層式濾波器來實(shí)現(xiàn)，在此實(shí)例中所述一維階層式濾波器分別是按行濾波和按列濾波的。本實(shí)例還采用一個(gè)階為[2(N-2)-1](這里為5)的二維階層式濾波器來產(chǎn)生Pi，j5×5以及采用兩個(gè)階為[2(N-2)-1](這里為5)的一維階層式濾波器來產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi，j5×1、Pi，j1×5。圖3是說明這種實(shí)施例的示意圖，當(dāng)然，所要求的主題范圍并不限于此特定實(shí)現(xiàn)方式或?qū)嵤├＠?，對?yīng)于四個(gè)階為2(N-1)-1(這里N為5，故階為7)的二維階層式濾波器所產(chǎn)生的那些信號(hào)的輸出信號(hào)樣本以及階為2(N-2)-1(這里階為5)二維階層式濾波器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)樣本可能不一定是由二維階層式濾波器產(chǎn)生的。僅作為一個(gè)示例，可以采用一維階層式濾波器來產(chǎn)生這些輸出信號(hào)。圖2顯示了一個(gè)這樣的濾波器，當(dāng)然，也可以采用產(chǎn)生圖3所示體系結(jié)構(gòu)的輸出信號(hào)的其他方法。
圖3說明集成電路(IC)300，當(dāng)然，備選實(shí)施例可能不一定實(shí)現(xiàn)于單片集成電路芯片上。IC 300包括階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)，其中，N是大于4的正整數(shù)，這里為5，此二維階層式濾波器在工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生至少以下信號(hào)。階層式濾波輸出信號(hào)的產(chǎn)生對應(yīng)于十個(gè)階為2N-1(同樣，在此示例中N為5，故階為9)的一維階層式濾波器，即圖3所示的330、332、334、340、342、344、350、352、354和360所產(chǎn)生的輸出信號(hào)。階層式濾波輸出信號(hào)的產(chǎn)生還對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1](這里N為5，故階為7)的四個(gè)二維階層式濾波器或者一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)。這些輸出信號(hào)由圖3中的加法器310求和。階層式濾波輸出信號(hào)的產(chǎn)生還對應(yīng)于由階為[2(N-2)-1](這里N為5，故階為5)的一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用信號(hào)樣本矩陣Pi，j5×5來表示的輸出信號(hào)以及由階為2(N-2)-1的兩個(gè)一維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用信號(hào)樣本矩陣Pi，j5×1、Pi，j1×5來表示的的輸出信號(hào)。這三個(gè)輸出信號(hào)Pi，j5×5、Pi，j5×1、Pi，j1×5和輸入信號(hào)si，j由圖3中的加法器310求和。同樣，在此二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案中，例如在圖3所示的實(shí)現(xiàn)方案中，在該二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)時(shí)鐘周期由圖3中的加法器370和375對330、332、334、340、342、344、350、352、354和360的輸出信號(hào)求和。加法器380對310、370、375和390的輸出信號(hào)求和。當(dāng)然，圖3只是可能的實(shí)施方案示例，所要求的主題范圍并不局限這種實(shí)現(xiàn)方式或者另一特定實(shí)現(xiàn)方式例如，N不限于5。同樣，對應(yīng)于由二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)也不局限于用一維階層式濾波器或二維階層式濾波器來實(shí)現(xiàn)。同樣，如前所述，如果采用一維濾波器，則所述濾波器不限于前述的Tinku Acharya的題為“無乘法器階層式濾波器”、2001年1月3日提交的序號(hào)為09/754684的美國專利申請或Tinku Acharya的題為“階層式濾波器”、2001年3月28日提交的美國專利申請(代理人檔案號(hào)為042390.P11211)中所述的實(shí)現(xiàn)方法。例如，可以采用不同于無乘法器階層式濾波器的一維階層式濾波器。同樣地，根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)方案，可以采用不同數(shù)量的所述階層式濾波器和不同階的所述階層式濾波器。例如，輸出信號(hào)可以某種方式加以組合或處理，以產(chǎn)生對應(yīng)于不同數(shù)量、維數(shù)或階的階層式濾波器的階層式濾波輸出信號(hào)。
當(dāng)然，應(yīng)理解，盡管已經(jīng)對具體實(shí)施例作了說明，但所要求的主題范圍并不限于具體的實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式。例如，一個(gè)實(shí)施例可能采用硬件，而另一個(gè)實(shí)施例則可能采用軟件。同樣，實(shí)施例還可以采取例如固件、或硬件、軟件或固件的任意組合形式。類似地，一個(gè)實(shí)施例可以包括產(chǎn)品，例如存儲(chǔ)媒體，當(dāng)然所要求的主題范圍并不受此限制。諸如CD-ROM或盤之類的所述存儲(chǔ)媒體中可以存儲(chǔ)指令，這些指令在由諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或平臺(tái)或成像系統(tǒng)之類的系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述方法的實(shí)施例，例如實(shí)現(xiàn)前述的對圖像或視頻濾波或處理的方法的實(shí)施例。例如，圖像處理平臺(tái)或成像處理系統(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(chǔ)器。
雖然已對本發(fā)明的某些特征作了圖示和說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)想到許多修改、替代、變化和等效方案。因此，應(yīng)理解，所附權(quán)利要求書旨在涵蓋屬于所要求主題的真實(shí)精神范圍內(nèi)的所有這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)，其中N是大于3的正整數(shù)；階為2N-1的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生至少如下這些信號(hào)對應(yīng)于由階為2N-1的十個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；以及對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；其中，在所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)時(shí)鐘周期對所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)中的各個(gè)輸出信號(hào)求和。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，所述一維階層式濾波器包括可擴(kuò)展的級(jí)聯(lián)無乘法器運(yùn)算單元序列，每個(gè)所述運(yùn)算單元能夠產(chǎn)生不同階的階層式濾波輸出信號(hào)樣本流。
4.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，所述一維階層式濾波器包括不同于一維無乘法器階層式濾波器的其他一維階層式濾波器。
5.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；由階為7的八個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的所述由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其特征在于，所述階為7的八個(gè)一維階層式濾波器中有四個(gè)按行進(jìn)行濾波，而其余四個(gè)按列進(jìn)行濾波。
7.如權(quán)利要求5所述的集成電路，其特征在于，階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；由階為7的八個(gè)一維無乘法器階層式濾波器產(chǎn)生的所述由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的集成電路，其特征在于，在所述階為7的八個(gè)一維階層式濾波器中有四個(gè)按行進(jìn)行濾波，而其余四個(gè)按列進(jìn)行濾波。
9.如權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在于，階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；由不同于一維無乘法器階層式濾波器的其他一維階層式濾波器來產(chǎn)生的所述由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于N為5；階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生至少如下信號(hào)由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的集成電路，其特征在于，階為9的所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；由一個(gè)或多個(gè)二維階層式濾波器而不是四個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
12.一種采用階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)來對圖像濾波的方法，其中N是大于4的正整數(shù)，所述方法包括在所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)時(shí)鐘周期對如下信號(hào)求和對應(yīng)于由階為2N-1的十個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；以及對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于N為5；對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于N為5；以及對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述一維階層式濾波器包括一序列可擴(kuò)展的級(jí)聯(lián)無乘法器運(yùn)算單元，每個(gè)所述運(yùn)算單元能夠產(chǎn)生不同階的階層式濾波輸出信號(hào)樣本流。
16.一種包括存儲(chǔ)媒體的制品，所述存儲(chǔ)媒體上存有指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)，利用階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)通過下述步驟對圖像濾波，其中N是大于4的正整數(shù)，所述步驟如下在所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)時(shí)鐘周期對如下信號(hào)求和對應(yīng)于由十個(gè)階為2N-1的一維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；以及對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于N為5；對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)。
18.如權(quán)利要求16所述的制品，其特征在于N為5；以及對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的制品，其特征在于，所述一維階層式濾波器包括一序列可擴(kuò)展的級(jí)聯(lián)無乘法器運(yùn)算單元，每個(gè)所述運(yùn)算單元能夠產(chǎn)生不同階的階層式濾波輸出信號(hào)樣本流。
20.一種圖像處理系統(tǒng)，包括用于對掃描彩色圖像濾波的圖像處理單元；所述圖像處理單元包括至少一個(gè)二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)；所述至少一個(gè)二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)包括階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)，其中N為大于4的正整數(shù)；所述階為2N-1的二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)工作時(shí)能夠在各個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生至少如下信號(hào)對應(yīng)于由階為2N-1的十個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；以及對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)；其中，在所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)時(shí)鐘周期對所述二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)中的各個(gè)輸出信號(hào)求和。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于N為5；對應(yīng)于由階為[2(N-1)-1]的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用階為[2(N-1)-1]的信號(hào)樣本矩陣來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器產(chǎn)生的輸出信號(hào)。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于N為5；以及對應(yīng)于由階為7的四個(gè)二維階層式濾波器或一個(gè)二維階層式濾波器所產(chǎn)生、并用四個(gè)信號(hào)樣本矩陣Pi-1，j-17×7、Pi-1，j+17×7、Pi+1，j-17×7、Pi+1，j+17×7來表示的輸出信號(hào)的階層式濾波輸出信號(hào)包括由多個(gè)一維階層式濾波器產(chǎn)生的階層式濾波輸出信號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一維階層式濾波器包括一序列可擴(kuò)展的級(jí)聯(lián)無乘法器運(yùn)算單元，每個(gè)所述運(yùn)算單元能夠產(chǎn)生不同階的階層式濾波輸出信號(hào)樣本流。
全文摘要
說明二維階層式濾波器體系結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
文檔編號(hào)G06T1/20GK1511374SQ02810645
公開日2004年7月7日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者T·阿查亞, T 阿查亞 申請人:英特爾公司