專利名稱：快速重復式積分圖像的制作方法
快速重復式積分圖像M-C.蔡P.K.巴赫帝M.R.查理R.克里希納穆斯本申請要求于2010年11月15日提交的題為“Fast Repeated Integral Images(快速重復式積分圖像)”的美國臨時申請N0.61/413，814、以及于2011年9月12日提交的題為 “Fast Repeated Integral Images (快速重復式積分圖像)”的美國 S/N.13/230，775的優(yōu)先權，上述兩件申請均被轉讓給本申請受讓人并通過援引納入與此。背景數字圖像通常先被處理，然后在各種應用中顯示或以其他方式使用這些圖像。圖像處理是一種形式的信號處理，其中輸入是圖像(諸如照片或視圖幀)并且輸出是圖像或與該圖像有關的參數，該輸出隨后可被用在各種應用中，諸如計算機顯像、計算機圖形等。圖像處理可被用于增強圖像(例如通過移除噪聲、改善對比度或銳度等來增強圖像)，或者用于從圖像提取數據。計算移動平均在包括一維信號處理問題(諸如實時聲學回波消除)的許多應用中是常見的。移動平均運算通常是通過在該移動平均計算的分辨率所要求的步長下加上進入窗口一端的新采樣并減去從另一端離開的舊采樣來執(zhí)行的簡單的矩形或方形濾波。二維(2D)等效通常是通過取積分圖像中的目標空間區(qū)域(例如，若是矩形的)的四個角之間的2D差分來執(zhí)行的。存在積分圖像的變形以在必要時支持旋轉和非矩形區(qū)域。對于超過均勻2D濾波器的復雜情形，多個積分圖像可被堆疊以模仿期望濾波器形狀，其在計算復雜度成本與諸如濾波器近似的準確度之類的度量或取決于應用的其他度量之間存在折衷。對于一些濾波器形狀(諸如高斯函數)，通過使用積分圖像以獲得計算效率的重復式方形濾波(通常稱為重復式積分圖像方法)，更有效的近似是可能的。然而，不管其準確度如何，因重復式積分圖像方法的常規(guī)架構引起的數據I/O帶寬成本有時使得該方法不適合于許多應用。因此，需要改善的用于重復式積分圖像的架構。概述重復式積分圖像方法在僅兩個輪次中對圖像數據進行濾波，例如第一輪次對水平像素行進行濾波以及第二輪次對垂直像素列進行濾波，或者在單個輪次中對圖像數據進行濾波。濾波器對圖像數據執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器?？蓤?zhí)行多個IIR濾波器和FIR濾波器以近似高斯濾波器。通過使輪次數目最小化，處理單元與存儲單元之間的數據流動相比于常規(guī)的重復式積分圖像方法被極大地減少，由此改善了計算時間。在一種實現(xiàn)中，一種對圖像進行濾波的方法包括:接收包括像素陣列的圖像數據；對該圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器；以及對在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據。該經濾波圖像數據隨后被存儲。在另一種實現(xiàn)中，一種裝置包括:用于存儲圖像數據的存儲單元；耦合到該存儲單元的數據總線；以及通過該數據總線耦合到該存儲單元的快速重復式積分圖像濾波器，該快速重復式積分圖像濾波器包括:至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器；以及耦合到該至少一個IIR濾波器的至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器。該快速重復式積分圖像濾波器適配成:通過該數據總線從該存儲單元接收圖像數據，并且用該至少一個IIR濾波器和該至少一個FIR濾波器對該圖像數據中在第一方向上延伸的多個像素線進行濾波并對在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線進行濾波以產生經濾波圖像數據，以及通過該數據總線將經濾波圖像數據輸出到該存儲單元。在另一種實現(xiàn)中，一種設備包括:用于接收包括像素陣列的圖像數據的裝置；用于對該圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器的裝置；用于對在不同于第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據的裝置。該設備進一步包括用于存儲經濾波圖像數據的裝置。在又一種實現(xiàn)中，一種包括存儲在其上的程序代碼的計算機可讀介質包括:用于接收包括像素陣列的圖像數據的程序代碼；用于對圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器的程序代碼；用于對在第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據的程序代碼，該第二方向不同于第一方向；以及用于存儲經濾波圖像數據的程序代碼。附圖簡述

圖1解說了使用常規(guī)的2D方形濾波器的直接濾波實現(xiàn)。圖2解說了使用積分圖像的常規(guī)濾波實現(xiàn)。圖3A和3B分別解說了常規(guī)的ID堆疊式方形濾波器的俯視圖和側視圖。圖4解說了 ID方形濾波器的卷積，其解說了隨著每次重復，產生了更好的高斯近似。圖5是解說用于執(zhí)行常規(guī)的重復式積分圖像方法的架構的框圖。圖6解說了快速重復式積分圖像濾波器的一種實現(xiàn)。圖7解說了快速重復式積分圖像濾波器的另一種實現(xiàn)。圖8是解說用于圖6中所示的快速重復式積分圖像濾波器的架構的框圖。圖9解說了二維快速重復式積分圖像濾波器的實現(xiàn)。圖10解說了二維快速重復式積分圖像濾波器的另一種實現(xiàn)。圖11是解說諸如圖10中所示的2D快速重復式積分圖像濾波器的架構的框圖。圖12解說了二維快速重復式積分圖像濾波器的另一種實現(xiàn)。圖13解說了具有擴展FIR濾波器的二維快速重復式積分圖像濾波器的另一種實現(xiàn)。圖14解說了劃分成多個條帶的圖像，這多個條帶可由二維快速重復式積分圖像濾波器分開地處理。圖15是解說快速重復式積分圖像濾波器的操作的流程圖。
圖16解說了能夠執(zhí)行快速重復式積分圖像方法的移動平臺的框圖。詳細描述(例如，用于近似高斯濾波器的)快速重復式積分圖像方法的高效實現(xiàn)可用于在諸如計算機顯像、計算機圖形等應用中對圖像進行濾波。相比于諸如方形濾波、堆疊式積分圖像、以及重復式積分圖像方法等已知技術，所提議的辦法使計算復雜度、數據輸入/輸出(I/O)帶寬、以及高速緩存要求最小化，同時維持了對于實現(xiàn)的最大靈活性。圖1解說了使用常規(guī)2D方形濾波器10的直接濾波實現(xiàn)，其通常被許多應用單獨使用或用作更復雜功能的基礎。常規(guī)2D方形濾波器10提供了圖像12的移動平均。該2D方形濾波器10具有η個像素的寬度和m個像素的高度，其例如在柵格掃描中在X和Y方向兩者上移動跨越圖像12，如由箭頭所解說的。隨著方形濾波器10移動跨越圖像12，生成方形濾波器10內的像素的移動平均。然而，若直接如圖1中所示地在給定大量冗余計算以及存儲器訪問的情況下實現(xiàn)，則2D方形濾波的計算復雜度和存儲器訪問帶寬可能不合理地聞。圖2解說了使用積分圖像的常規(guī)濾波實現(xiàn)。積分圖像是2D方形濾波的更高效實現(xiàn)，其使用積分圖像的空間區(qū)域20的四個角之間的簡單差分?？臻g區(qū)域20通常是矩形，但也可以是其他形狀。像素值的2D累積僅生成一次。換言之，圖像22的像素如三角形24所解說的被水平地累積，并且隨后如三角形26所解說的被縱向地累積。如圖2中的+和-號所解說的，該方形濾波是作為這4個矩形區(qū)域之間的2D差分來產生的，其沿橫軸移動并隨后沿縱軸移動。多個堆疊的不同尺寸的2D方形濾波器可用于實現(xiàn)非均勻濾波器，諸如樓梯形函數，或者甚至用于近似更復雜的濾波器。為了改善效率，堆疊式方形濾波可使用多組四個角、每組對應一個方形濾波器被擴展到圖2中所示的積分圖像方法，其被稱為堆疊式積分圖像。圖3A和3B分別解說了常規(guī)2D堆疊式方形濾波器的俯視圖和側視圖，其中有堆疊的
1、2、3、4、和5個方形濾波器，并且其可與堆疊式積分圖像聯(lián)用以近似高斯濾波器。變形是可能的，諸如方形濾波器的堆疊的空間旋轉(例如，旋轉45° )以在濾波器寬度上獲得高于像素格子的更精細粒度，或者個體方形濾波器的旋轉與縮放的組合以獲得取決于應用要求的期望優(yōu)化。期望濾波器的近似可使用充分大量的方形濾波器來改善。對于非均勻濾波器函數(諸如高斯函數)，通過重復地卷積(而非堆疊)方形濾波器可以更高效地達成更準確的近似，如來自概率理論的大數定律所建議的。圖4解說了 ID方形濾波器的卷積，其中可以看出，隨著每次重復，產生了更好的高斯近似。該重復卷積辦法還可用于改善積分圖像方法的效率，其常被稱為重復式積分圖像方法。重復式積分圖像方法與堆疊式積分圖像方法的不同之處在于，重復式積分圖像方法每次方形濾波需要一次圖像積分。圖5是解說用于針對高斯近似執(zhí)行重復式積分圖像方法的架構40的框圖。如可以看出的，架構40包括處理單元42和存儲單元44、以及數據總線
46。處理單元42順序地多次執(zhí)行如圖2中描述的2D圖像積分48繼之以2D圖像差分50，如由多個2D圖像積分48和2D圖像差分50之間的虛箭頭所解說的。每次執(zhí)行2D圖像積分48和每次執(zhí)行2D圖像差分50的輸入(in)和輸出(out)是通過數據總線46從存儲單元44檢索以及被提供給存儲單元44的。使用高斯函數近似作為共同和實踐用例來比較直接方形濾波、堆疊式積分圖像和重復式積分圖像，這些方法的復雜度在下表I中示出，包括以每像素的累積次數計的計算、以整個所得圖像必須被寫出到存儲器以供后續(xù)處理的輪次數目計的數據I/o帶寬、以及以為了完全支持在任何特定輪次內生成單個輸出像素所必須保持的像素數目計的高速緩存需求。
權利要求
1.一種對圖像進行濾波的方法，包括: 接收包括像素陣列的圖像數據； 對所述圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器； 對在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據；以及存儲所述經濾波圖像數據。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述經濾波圖像數據近似高斯經濾波圖像數據。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述圖像數據中的所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和 所述至少一個FIR濾波器產生經部分濾波的圖像數據，所述方法進一步包括存儲所述經部分濾波的圖像數據，并且其中對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器是對所述經部分濾波的圖像數據執(zhí)行的。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于: 對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器包括:在存儲所述經部分濾波的圖像數據之前對所述圖像數據中在所述第一方向上延伸的所有像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器；以及 對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器包括:在存儲所述經濾波圖像數據之前對所述經濾波圖像數據中在所述第二方向上延伸的所有像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于: 對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器包括對所述第一多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器；以及 對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器包括對所述第二多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包括在本地存儲單元中本地存儲所述多個IIR濾波器中的每一個以及所述多個FIR濾波器中的每一個的輸出，所述本地存儲單元不同于用于存儲所述經濾波圖像數據的存儲單元。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于: 對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括執(zhí)行相等數目的IIR濾波器和FIR濾波器；以及 對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括執(zhí)行第二相等數目的IIR濾波器和FIR濾波器。
8.如權利要求5所述的方法，其特征在于: 對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器；以及 對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器。
9.如權利要求5所述的方法，其特征在于: 對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括:將多個并行IIR濾波器組合成單個高階IIR濾波器以及將多個并行FIR濾波器組合成單個高階FIR濾波器并順序地執(zhí)行所述單個高階IIR濾波器和所述單個高階FIR濾波器。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述單個高階IIR濾波器是在所述單個高階FIR濾波器之前執(zhí)行的。
11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器包括在執(zhí)行所述至少一個FIR濾波器之前執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器。
12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述圖像數據中的所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器是在單個輪次中執(zhí)行的。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述圖像數據包括第一數目個像素行以及第二數目個像素列，所述方法進一步包括: 將所述圖像數據劃分成多個條帶，每個條帶包括所述第一數目個像素行以及小于所述第二數目個列的第三數目個像素列，其中對所述圖像數據中的所述第一多個像素線的所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線的所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器是對所述多個條帶中的每個條帶順序地執(zhí)行的。
14.如權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器包括:先在公共IIR級對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器，然后對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器。
15.如權利要求14所述的方法，其特征在于，對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器發(fā)生在對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器之前。
16.如權利要求14所述的方法，其特征在于，進一步包括:在所述公共IIR級之后對所述第一多個像素線執(zhí)行第二多個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行第二多個FIR濾波器。
17.一種裝置，包括: 用于存儲圖像數據的存儲單元； 耦合到所述存儲單元的數據總線； 通過所述數據總線耦合到所述存儲單元的快速重復式積分圖像濾波器，所述快速重復式積分圖像濾波器包括: 至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器；以及 耦合到所述至少一個IIR濾波器的至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器； 其中所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:通過所述數據總線從所述存儲單元接收所述圖像數據，并且用所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器對所述圖像數據中在第一方向上延伸的多個像素線進行濾波并對在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線進行濾波以產生經濾波圖像數據，以及通過所述數據總線將所述經濾波圖像數據輸出到所述存儲單元。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述經濾波圖像數據近似高斯經濾波圖像數據。
19.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:用所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器對所述圖像數據中在所述第一方向上延伸的所述多個像素線進行濾波以產生經部分濾波的圖像數據并通過所述數據總線將所述經部分濾波的圖像數據輸出到所述存儲單元，并且其中所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:從所述存儲單元接收所述經部分濾波的圖像數據并對所述經部分濾波的圖像數據中在所述第二方向上延伸的所述第二多個像素線進行濾波。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在于，所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:對所述圖像數據中在所述第一方向上延伸的所有所述多個像素線進行濾波以產生所述經部分濾波的圖像數據以及對所述經部分濾波的圖像數據中在所述第二方向上延伸的所有所述多個像素線進行濾波以產生所述經濾波圖像數據。
21.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述快速重復式積分圖像濾波器包括: 多個IIR濾波器；以及 耦合到所述多個IIR濾波器的多個FIR濾波器。
22.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，進一步包括本地存儲單元，其中所述多個IIR濾波器直接耦合到所述本地存儲單元，并且所述多個FIR濾波器直接耦合到所述本地存儲單元。
23.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器中存在相等數目的IIR濾 波器和FIR濾波器。
24.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器是串聯(lián)的。
25.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述多個IIR濾波器包括組合成單個高階IIR濾波器的多個并行IIR濾波器，并且所述多個FIR濾波器包括組合成單個高階FIR濾波器的多個并行FIR濾波器，其中所述單個高階IIR濾波器與所述單個高階FIR濾波器串聯(lián)。
26.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，所述單個高階IIR濾波器被耦合成通過所述數據總線接收存儲在所述存儲單元中的所述圖像數據，并且所述單個高階FIR濾波器被耦合成通過所述數據總線向所述存儲單元輸出經部分濾波的圖像數據。
27.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，所述至少一個IIR濾波器被耦合成通過所述數據總線接收存儲在所述存儲單元中的所述圖像數據，并且所述至少一個FIR濾波器被耦合成通過所述數據總線向所述存儲單元輸出經部分濾波的圖像數據。
28.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:在單個輪次中用所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器對在所述第一方向上延伸的所述多個像素線進行濾波以及對在所述第二方向上延伸的所述第二多個像素線進行濾波。
29.如權利要求28所述的裝置，其特征在于，所述圖像數據包括第一數目個像素行以及第二數目個像素列，所述圖像數據被劃分成多個條帶，每個條帶包括所述第一數目個像素行以及小于所述第二數目個列的第三數目個像素列，其中所述快速重復式積分圖像濾波器適配成:順序地對所述多個條帶中的每個條帶中在所述第一方向上延伸的所述多個像素線進行濾波以及在所述第二方向上延伸的所述第二多個像素線進行濾波。
30.如權利要求21所述的裝置，其特征在于，所述多個IIR濾波器被編組在所述多個FIR濾波器之前的公共IIR級中。
31.如權利要求30所述的裝置，其特征在于，進一步包括垂直FIR級和水平FIR級，所述垂直FIR級包括適配成對在所述第二方向上延伸的所述第二多個像素線進行濾波的所述至少一個FIR濾波器，并且所述水平FIR級包括適配成對在所述第一方向上延伸的所述多個像素線進行濾波的所述至少一個FIR濾波器，其中所述垂直FIR級在所述水平FIR級之前。
32.如權利要求30所述的裝置，其特征在于，所述多個FIR濾波器被耦合成接收來自所述公共IIR級的輸出，所述快速重復式積分圖像濾波器進一步包括耦合成接收來自所述公共IIR級的所述輸出的第二多個FIR濾波器。
33.一種設備,包括: 用于接收包括像素陣列的圖像數據的裝置； 用于對所述圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器的裝置； 用于對在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據的裝置；以及 用于存儲所述經濾波圖像數據的裝置。
34.如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述用于對所述圖像數據中的所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個 IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置產生經部分濾波的圖像數據，所述設備進一步包括用于存儲所述經部分濾波的圖像數據的裝置，并且其中所述第二多個像素線來自所述經部分濾波的圖像數據。
35.如權利要求33所述的設備，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置包括用于對所述第一多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器的裝置；以及 所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置包括用于對所述第二多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器的裝置。
36.如權利要求35所述的設備，其特征在于，進一步包括用于在本地存儲所述多個IIR濾波器中的每一個以及所述多個FIR濾波器中的每一個的輸出的裝置，所述用于在本地存儲的裝置不同于所述用于存儲所述經濾波圖像數據的裝置。
37.如權利要求35所述的設備，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的裝置順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器；以及 所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的裝置順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器。
38.如權利要求35所述的設備，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的裝置包括組合成單個高階IIR濾波器的多個并行IIR濾波器以及組合成單個高階FIR濾波器的多個并行FIR濾波器，其中所述單個高階IIR濾波器是與所述單個高階FIR濾波器順序地執(zhí)行的。
39.如權利要求33所述的設備，其特征在于，所述用于對所述圖像數據中的所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置以及所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置對所述圖像數據使用單個輪次。
40.如權利要求39所述的設備，其特征在于，所述圖像數據包括第一數目個像素行以及第二數目個像素列，所述設備進一步包括用于將所述圖像數據劃分成多個條帶的裝置，每個條帶包括所述第一數目個像素行以及小于所述第二數目個列的第三數目個像素列，其中所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置以及所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的裝置順序地對所述多個條帶中的每個條帶進行操作。
41.如權利要求35所述的設備，其特征在于，所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的裝置以及所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的裝置包括:用于在公共IIR級對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器的裝置，所述公共IIR級在所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器的裝置以及所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器的裝置之前。
42.如權利要求41所述的設備，其特征在于，所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器的裝置在所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器的裝置之前。
43.如權利要求41所述的設備，其特征在于，進一步包括:在所述公共IIR級之后的用于對所述第一多個像素線執(zhí)行第二多個FIR濾波器的裝置以及用于對所述第二多個像素線執(zhí)行第二多個FIR濾波器的裝置。
44.一種包括存儲在其上的程序代碼的計算機可讀介質，包括: 用于接收包括像素陣列的圖像數據的程序代碼； 用于對圖像數據中在第一方向上延伸的第一多個像素線執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器的程序代碼； 用于對在第二方向上延伸的第二多個像素線執(zhí)行至少一個IIR濾波器和至少一個FIR濾波器以產生經濾波圖像數據的程序代碼，所述第二方向不同于所述第一方向；以及 用于存儲所述經濾波圖像數據的程序代碼。
45.如權利要求44所述的計算機可讀介質，其特征在于，所述經濾波圖像數據近似高斯經濾波圖像數據。
46.如權利要求44所述的計算機可讀介質，其特征在于，所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的程序代碼產生經部分濾波的圖像數據，所述計算機可讀介質進一步包括用于將所述經部分濾波的圖像數據輸出到存儲單元的程序代碼，并且其中所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器是對來自所述經部分濾波的圖像數據的所述第二多個像素線執(zhí)行的。
47.如權利要求44所述的計算機可讀介質，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的程序代碼包括 用于對所述第一多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器的程序代碼；以及 所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的程序代碼包括用于對所述第二多個像素線執(zhí)行多個IIR濾波器和多個FIR濾波器的程序代碼。
48.如權利要求47所述的計算機可讀介質，其特征在于，進一步包括用于在本地存儲所述多個IIR濾波器中的每一個以及所述多個FIR濾波器中的每一個的輸出的程序代碼。
49.如權利要求47所述的計算機可讀介質，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼包括用于順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼；以及 所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼包括用于順序地執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼。
50.如權利要求47所述的計算機可讀介質，其特征在于: 所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼包括:用于將多個并行IIR濾波器組合成單個高階IIR濾波器以及將多個并行FIR濾波器組合成單個高階FIR濾波器并順序地執(zhí)行所述單個高階IIR濾波器和所述單個高階FIR濾波器的程序代碼。
51.如權利要求44所述的計算機可讀介質，其特征在于，進一步包括用于在單個輪次中對所述第一多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述至少一個IIR濾波器和所述至少一個FIR濾波器的程序代碼。
52.如權利要求47所述的計算機可讀介質，其特征在于，所述用于對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼以及所述用于對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器和所述多個FIR濾波器的程序代碼包括:用于在公共IIR級對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器以及對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個IIR濾波器、并在對所述第一多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器之前對所述第二多個像素線執(zhí)行所述多個FIR濾波器的程序代碼。
全文摘要
重復式積分圖像方法在僅兩個輪次中對圖像數據進行濾波，例如第一輪次對水平像素行進行濾波以及第二輪次對垂直像素列進行濾波，或者在單個輪次中對圖像數據進行濾波。濾波器對圖像數據執(zhí)行至少一個無限沖激響應(IIR)濾波器和至少一個有限沖激響應(FIR)濾波器。可執(zhí)行多個IIR濾波器和FIR濾波器以近似高斯濾波器。通過使輪次數目最小化，處理單元與存儲單元之間的數據流動相比于常規(guī)的重復式積分圖像方法被極大地減少，由此改善了計算時間。
文檔編號G06T5/20GK103210419SQ201180054783
公開日2013年7月17日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權日2010年11月15日
發(fā)明者M-c·蔡, P·K·巴赫帝, M·R·查理, R·克里希納穆斯 申請人:高通股份有限公司