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數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法及裝置與流程

文檔序號(hào):12804971閱讀:293來(lái)源:國(guó)知局
數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法及裝置。



背景技術(shù):

無(wú)論數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)或者攝像手機(jī),圖像傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù),均需要依次經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)處理器(analogsignalprocessing,asp)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analogtodigitalconverter,adc)以及圖像信號(hào)處理器(imagesignalprocessor,isp)的處理后,才能最終顯示在上述終端設(shè)備上。

其中,isp主要作用是對(duì)adc輸出的數(shù)字信號(hào)做后期處理,isp的性能決定了攝像機(jī)的成像質(zhì)量。通常情況下,isp可以包括用于執(zhí)行線性糾正、噪聲去除、壞點(diǎn)去除、內(nèi)插、白平衡以及自動(dòng)曝光控制等功能的多個(gè)功能模塊。由于光學(xué)成像的原理,isp獲得的輸入圖像上會(huì)表現(xiàn)出與光學(xué)中心相關(guān)的性質(zhì),因此,isp的部分功能模塊通常需要計(jì)算所述輸入圖像上某個(gè)像素點(diǎn)至光學(xué)中心的距離,來(lái)處理所述輸入圖像所表現(xiàn)出的與光學(xué)中心相關(guān)的性質(zhì)。

目前,在計(jì)算isp的輸入圖像上任一像素點(diǎn)至該圖像上固定參考點(diǎn)的距離(簡(jiǎn)稱(chēng)半徑)時(shí),一種方法通過(guò)執(zhí)行開(kāi)方運(yùn)算得到所述距離,導(dǎo)致數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)代價(jià)較大;另一種方法采用固定的近似模型得到所述距離,雖然可以避免開(kāi)方運(yùn)算,但精度較差。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明實(shí)施例主要用于解決如何以較低的數(shù)字電路代價(jià)精確地估計(jì)isp的輸入圖像上任一像素點(diǎn)至該圖像上固定參考點(diǎn)的距離。

為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),所述方法包括:

獲取半徑r(x-2k,y)的值、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)的平方r_int_sq(x-2k,y),以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y),其中,所述半徑r(x-2k,y)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x-2k,y)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù);

根據(jù)r_int(x-2k,y),分別計(jì)算第一值z(mì)1及第二值z(mì)2,其中,z1=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2k+4k-1,z2=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4k-1;

分別比較r_sq(x,y)與所述第一值z(mì)1及所述第二值z(mì)2的大??;

根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x-2k,y)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y),包括以下至少一種:當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)-2k;當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)+2k;當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)。

可選地,所述方法還包括:根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x-2k,y)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y),包括以下至少一種:

當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1);

當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)

當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)。

可選地,采用如下公式計(jì)算r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x-2k,y)+((x-xc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

可選地,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),所述方法包括:

獲取半徑r(x,y-2k)的值、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)的平方r_int_sq(x,y-2k)以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y),其中,所述半徑r(x,y-2k)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x,y-2k)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù);

根據(jù)r_int(x,y-2k),分別計(jì)算第三值z(mì)3及第四值z(mì)4,其中,z3=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2k+4k-1,z4=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2k+4k-1

分別比較r_sq(x,y)與所述第三值z(mì)3及第四值z(mì)4的大??;

根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x,y-2k)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y),包括以下至少一種:當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)-2k;當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)+2k;當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)。

可選地,所述方法還包括:根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y),包括以下至少一種:

當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1);

當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1)

當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)。

可選地,采用如下公式計(jì)算r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x,y-2k)+((y-yc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

可選地,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),所述裝置包括:

第一獲取單元,適于獲取半徑r(x-2k,y)的值、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)的平方r_int_sq(x-2k,y),以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y),其中,所述半徑r(x-2k,y)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x-2k,y)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù);

第一計(jì)算單元,適于根據(jù)r_int(x-2k,y),分別計(jì)算第一值z(mì)1及第二值z(mì)2,其中,z1=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2k+4k-1,z2=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4k-1;

第一比較單元,適于分別比較r_sq(x,y)與第一值z(mì)1及第二值z(mì)2的大??;

第一運(yùn)算單元,適于根據(jù)比較結(jié)果,相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y),包括以下至少一個(gè):

第一運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)-2k;

第二運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)+2k;

第三運(yùn)算子單元,適于當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)。

可選地,所述方法還包括:第二運(yùn)算單元,適于根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y),包括以下至少一個(gè):

第四運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1);

第五運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1);

第六運(yùn)算子單元,適于當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)。

可選地,所述第一獲取單元通過(guò)如下公式獲取到的r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x-2k,y)+((x-xc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

可選地,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),所述裝置包括:

第二獲取單元,適于獲取半徑r(x,y-2k)的值、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)的平方r_int_sq(x,y-2k)以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y),其中,所述半徑r(x,y-2k)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x,y-2k)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù);

第二計(jì)算單元,適于根據(jù)r_int(x,y-2k),分別計(jì)算第三值z(mì)3及第四值z(mì)4,其中,z3=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2k+4k-1,z4=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2k+4k-1;

第二比較單元,適于分別比較r_sq(x,y)與所述第三值z(mì)3及第四值z(mì)4的大??;

第三運(yùn)算單元,適于根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x,y-2k)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y),包括以下至少一個(gè):

第七運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)-2k

第八運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)+2k;

第九運(yùn)算子單元,適于當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)。

可選地,所述裝置還包括:第四運(yùn)算單元,適于根據(jù)所述比較結(jié)果對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y),包括以下至少一個(gè):

第十運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1);

第十一運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1);

第十二運(yùn)算子單元,適于當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)。

可選地,所述第二獲取單元適于通過(guò)如下公式獲取到的r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x,y-2k)+((y-yc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

可選地,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn):

在獲取到r_sq(x,y)后,通過(guò)比較r_sq(x,y)與所述第一值z(mì)1及所述第二值z(mì)2的大小,進(jìn)而可以根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x-2k,y)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,來(lái)獲得半徑r(x,y)的值。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)在行方向上間隔2k個(gè)像素點(diǎn)的兩個(gè)像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,在獲得任一像素點(diǎn)(x-2k,y)至固定參考點(diǎn)的距離r(x-2k,y)時(shí),僅須使用加法器和比較器即可獲得r(x,y),既無(wú)須進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算,有效降低數(shù)字電路代價(jià),并且,相對(duì)于采用固定的數(shù)學(xué)模型來(lái)獲得r_sq(x,y),精確度更高。

在獲取到r_sq(x,y)后,通過(guò)比較r_sq(x,y)與所述第三值z(mì)3及第四值z(mì)4的大小,進(jìn)而可以根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x,y-2k)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,來(lái)獲得半徑r(x,y)的值。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)在列方向上間隔2k個(gè)像素點(diǎn)的兩個(gè)像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,在獲得任一像素點(diǎn)(x,y-2k)至固定參考點(diǎn)的距離r(x,y-2k)時(shí),僅須使用加法器和比較器即可獲得r(x,y),既無(wú)須進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算,有效降低數(shù)字電路代價(jià),并且,相對(duì)于采用固定的數(shù)學(xué)模型來(lái)獲得r_sq(x,y),精確度更高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法流程圖;

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)字圖像上一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑的近似取值區(qū)間示意圖;

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中另一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法流程圖;

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中另一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

目前,在計(jì)算數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至所述數(shù)字圖像光學(xué)中心(xc,yc)的距離即半徑r(x,y)時(shí),一種方法為:先獲得r_sq(x,y)的值,再對(duì)r_sq(x,y)進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算得到半徑r(x,y)。這種方法需要很高的數(shù)字邏輯代價(jià),并且當(dāng)圖像分辨率越來(lái)越高時(shí)或者圖像處理算法需要的半徑精度增加時(shí),數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)代價(jià)就會(huì)越大。另外一種方法為:獲得r_sq(x,y)后,采用固定的數(shù)學(xué)模型來(lái)獲得半徑r(x,y),通過(guò)所述數(shù)學(xué)模型獲得半徑r(x,y)時(shí)可以避免開(kāi)方運(yùn)算但精確度較差。

針對(duì)上述問(wèn)題,本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種數(shù)字圖像上半徑的計(jì)算方法,所述方法在獲取到r_sq(x,y)后,通過(guò)比較r_sq(x,y)與所述第一值z(mì)1及所述第二值z(mì)2的大小,進(jìn)而可以根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x-2k,y)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,來(lái)獲得半徑r(x,y)的值。所述方法通過(guò)在像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,在獲得任一像素點(diǎn)(x-2k,y)至固定參考點(diǎn)的距離r(x-2k,y)時(shí),僅須使用加法器和比較器即可獲得r(x,y),既無(wú)須進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算,有效降低數(shù)字電路代價(jià),并且,相對(duì)于采用固定的數(shù)學(xué)模型來(lái)獲得r_sq(x,y),精確度更高。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法。下面參照?qǐng)D1對(duì)所述方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

步驟11:獲取半徑r(x-2k,y)的值、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)的平方r_int_sq(x-2k,y),以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y)。

在具體實(shí)施中,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),(x-2k,y)為所述像素點(diǎn)(x,y)的前2k行y列的像素點(diǎn)。所述半徑r(x-2k,y)為所述數(shù) 字圖像上像素點(diǎn)(x-2k,y)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù),比如,當(dāng)k=0時(shí),(x-2k,y)即(x-1,y),像素點(diǎn)(x-1,y)與像素點(diǎn)(x,y)為相鄰兩行的兩個(gè)像素點(diǎn)。r_int_sq(x-2k,y)=(r_int(x-2k,y))2,r_sq(x,y)=(r(x,y))2。

需要說(shuō)明的是,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)可以是所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn),也可以是所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

需要說(shuō)明的是,r(x-2k,y)、r_int(x-2k,y)、r_int_sq(x-2k,y)以及r_sq(x,y)可以是用戶(hù)輸入的,也可以是通過(guò)相關(guān)計(jì)算獲取到的,具體獲取方式不作限制。

為了進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià),在具體實(shí)施中,可以通過(guò)公式(1)獲取r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x-2k,y)+((x-xc)<<(k+1))-(1<<(k<<1));(1)

通過(guò)公式(1)可知,對(duì)(x-xc)的差值以及k執(zhí)行移位運(yùn)算后,再與r_sq(x-2k,y)求和,僅需使用加法器及移位器即可獲得r_sq(x,y),因此可以進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià)。

步驟12,根據(jù)r_int(x-2k,y),分別計(jì)算第一值z(mì)1及第二值z(mì)2。

在具體實(shí)施中,z1=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2k+4k-1,z2=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4k-1。將r_int(x-2k,y)及r_int_sq(x-2k,y)的值分別代入第一值z(mì)1及第二值z(mì)2,得到相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果。

步驟13,分別比較r_sq(x,y)與所述第一值z(mì)1及所述第二值z(mì)2的大小。

步驟14,根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x-2k,y)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y)。

在具體實(shí)施中,當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)-2k,當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)+2k。在此兩種情況下,僅需使用加法器對(duì)r_int(x-2k,y)與2k執(zhí)行加法運(yùn)算即可獲得r_int(x,y)。

當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y),此時(shí)直接將r_int(x-2k,y)作為r_int(x,y)的值即可,無(wú)須加法器,更無(wú)須開(kāi)方運(yùn)算,數(shù)字邏輯代價(jià)更 小。

在具體實(shí)施中,為了進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià),所述方法還可以包括如下步驟:根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x-2k,y)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y)。具體運(yùn)算過(guò)程可以包括以下至少一種:

當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)。當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)。在此兩種情況下,獲得r_int_sq(x,y)時(shí),僅需使用加法器對(duì)執(zhí)行相應(yīng)的加法運(yùn)算,即可獲得r_int_sq(x,y)。

當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y),此時(shí)無(wú)須使用加法器即可獲得r_int_sq(x,y)的值。

需要說(shuō)明的是,本領(lǐng)域人員可以參照上述方法獲得r_int_sq(x-2k,y),由此可以進(jìn)一步降低計(jì)算r(x,y)整個(gè)過(guò)程的數(shù)字邏輯代價(jià)。

需要說(shuō)明的是,本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)在行方向上間隔2k個(gè)像素點(diǎn)的兩像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,當(dāng)k取值不同時(shí),在已知其中一個(gè)像素點(diǎn)的情況下,可以并行對(duì)2k個(gè)像素點(diǎn)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離進(jìn)行計(jì)算,也就是可以并行獲得2k個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑,在需要應(yīng)用多個(gè)半徑的場(chǎng)合,運(yùn)算效率更高。

由以上內(nèi)容可知,本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,在獲得任一像素點(diǎn)(x-2k,y)至固定參考點(diǎn)的距離r(x-2k,y)時(shí),僅須使用加法器和比較器即可獲得r(x,y),可以有效降低數(shù)字電路代價(jià),并且處理方式更加靈活。

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解,下面結(jié)合圖2,對(duì)上述數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法的原理進(jìn)行介紹:

在以下描述中,r_sq(x,y)=(x-xc)2+(y-yc)2=r(x,y)2;r_int(x,y)=floor(r(x,y)/2k+0.5)*2k,floor()為向下取整函數(shù);r_int_sq(x,y)=r_int(x,y)2。

已知:r(x-2k,y)點(diǎn)的信息r_int(x-2k,y),r_sq(x-2k,y)及r_int_sq(x-2k,y),(x,y)點(diǎn)的相關(guān)信息r_int(x,y),r(x,y)以及r_int_sq(x,y)可以通過(guò)下面的遞推方 法獲得:

首先,利用三角形兩邊之差小于第三邊的關(guān)系,即|a-b|<c,其中a、b及c分別為三角形的三邊的長(zhǎng)度,當(dāng)三個(gè)頂點(diǎn)共線時(shí),|a-b|=c。

因此,將(x-2k,y)、(x,y)以及(xc,yc)作為三角形的三個(gè)頂點(diǎn),則|r(x-2k,y)–r(x,y)|≤2k。

由于r_int=floor(r/2k+0.5)*2k,因此得出:|r_int–r|≤2(k-1)

故:|r_int(x,y)–r_int(x-2k,y)|/2k

=|r_int(x,y)–r(x,y)+r(x,y)–r_int(x-2k,y)+r(x-2k,y)–r(x-2k,y)|/2k

≤(|r_int(x,y)-r(x,y)|+|r_int(x-2k,y)–r(x-2k,y)|+|r(x,y)-r(x-2k,y)|)/2k

≤2(1)

在式(1)中,當(dāng)同時(shí)滿(mǎn)足式(2)、(3)、(4)時(shí),|r_int(x,y)–r_int(x-2k,y)|/2k=2:

|r_int(x,y)-r(x,y)|/2k=0.5(2)

|r_int(x-2k,y)–r(x-2k,y)|/2k=0.5(3)

|r(x,y)-r(x-2k,y)|/2k=1(4)

由式(4)可知,r(x,y)=r(x-2k,y)+2k(5)

或者,r(x,y)=r(x-2k,y)-2k(6)

由式(5)可以得出:

r_int(x,y)=floor(r(x,y)/2k+0.5)*2k=floor(r(x-2k,y)/2k+1+0.5)*2k=r_int(x-2k,y)+2k;

由式(6)可以得出:

r_int(x,y)=floor(r(x,y)/2k+0.5)*2k=floor(r(x-2k,y)/2k-1+0.5)*2k=r_int(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)–2k

因此,|r_int(x,y)–r_int(x-2k,y)|/2k=2無(wú)法成立,

因此,|r_int(x,y)–r_int(x-2k,y)|/2k≤1,即r_int(x,y)-r_int(x-2k,y)=-2k, 2k或者0。也就是說(shuō),如圖2所示,r_int(x,y)的取值在r_int(x-2k),y)-2k附近,或者在r_int(x-2k),y)附近,或者在r_int(x-2k),y)+2k附近。

根據(jù)這個(gè)結(jié)論,可以得到如下遞推關(guān)系:

r_sq(x,y)=(x-xc)2+(y-yc)2

=(x-2k-xc+2k)2+(y-yc)2

=(x-2k-xc)2+2*(x-2k-xc)*2k+2(2*k)+(y-yc)2

=r_sq(x-2k,y)+((x-xc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

此時(shí),若r_sq(x,y)<r_int_sq(x-2k,y)–r_int(x-2k,y)*2k+4(k-1),則可以得出:

r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)–2k;

r_int_sq(x,y)=r_int(x,y)2=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)=r_int_sq(x-2k,y)-(r_int(x-2k,y)<<(k+1))+(1<<(k+1));

若r_sq(x,y)≥r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4(k-1),則可以得出:

r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)+2k

r_int_sq(x,y)=r_int(x,y)2=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+1)+2(k+1)=r_int_sq(x-2k,y)+(r_int(x-2k,y)<<(k+1))+(1<<(k+1));

若r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4(k-1)>r_sq(x,y)≥r_int_sq(x-2k,y)–r_int(x-2k,y)*2k+4(k-1),則可以得出:

r_int(x,y)=r_int(x-2k,y);

r_int_sq(x,y)=r_int(x,y)^2=r_int_sq(x-2k,y)。

由上述原理描述內(nèi)容可知,本發(fā)明實(shí)施例中所述半徑的計(jì)算誤差范圍是2(k-1),通過(guò)適當(dāng)降低計(jì)算精度,可以有效提高計(jì)算速度。

本發(fā)明實(shí)施例提供了另一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法。下面參照?qǐng)D3對(duì)所述方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

步驟31:獲取半徑r(x,y-2k)的值、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)的平方r_int_sq(x,y-2k) 以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y)。

在具體實(shí)施中,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn),(x,y-2k)為所述像素點(diǎn)(x,y)的前2k列x行的像素點(diǎn)。所述半徑r(x,y-2k)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x,y-2k)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù),比如,當(dāng)k=0時(shí),(x,y-2k)即(x,y-1),像素點(diǎn)(x,y-1)與像素點(diǎn)(x,y)為相鄰兩列的兩個(gè)像素點(diǎn)。r_int_sq(x,y-2k)=(r_int(x,y-2k))2,r_sq(x,y)=(r(x,y))2。

需要說(shuō)明的是,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)可以是所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn),也可以是所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

需要說(shuō)明的是,r(x,y-2k)、r_int(x,y-2k)、r_int_sq(x,y-2k)以及r_sq(x,y)可以是用戶(hù)輸入的,也可以是通過(guò)相關(guān)計(jì)算獲取到的,具體獲取方式不作限制。

為了進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià),在具體實(shí)施中,可以通過(guò)公式(2)獲取r_sq(x,y):

r_sq(x,y)=r_sq(x,y-2k)+((y-yc)<<(k+1))-(1<<(k<<1));(2)

通過(guò)公式(2)可知,對(duì)(y-yc)的差值以及k執(zhí)行移位運(yùn)算后,再與r_sq(x,y-2k)求和,僅需使用加法器及移位器即可獲得r_sq(x,y),因此可以進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià)。

步驟32,根據(jù)r_int(x,y-2k),分別計(jì)算第三值z(mì)3及第四值z(mì)4。

在具體實(shí)施中,z3=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2k+4k-1,z4=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2k+4k-1。將r_int(x,y-2k)及r_int_sq(x,y-2k)的值分別代入第三值z(mì)3及第四值z(mì)4,得到相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果。

步驟33,分別比較r_sq(x,y)與所述第三值z(mì)3及所述第四值z(mì)4的大小。

步驟34,根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x,y-2k)進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y)。

在具體實(shí)施中,當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)-2k,當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)+2k。在此兩種情況下,僅需使用加法器對(duì)r_int(x,y-2k)與2k執(zhí)行加法運(yùn)算即可獲得r_int(x,y)。

當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k),此時(shí)直接將r_int(x,y-2k)作為r_int(x,y)的值即可,無(wú)須加法器,更無(wú)須開(kāi)方運(yùn)算,數(shù)字邏輯代價(jià)更小。

在具體實(shí)施中,為了進(jìn)一步降低數(shù)字邏輯代價(jià),所述方法還可以包括如下步驟:根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y)。具體運(yùn)算過(guò)程可以包括以下至少一種:

當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1)。當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1)。在此兩種情況下,獲得r_int_sq(x,y)時(shí),僅需使用加法器對(duì)執(zhí)行相應(yīng)的加法運(yùn)算,即可獲得r_int_sq(x,y)。

當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k),此時(shí)無(wú)須使用加法器即可獲得r_int_sq(x,y)的值。

需要說(shuō)明的是,本領(lǐng)域人員可以參照上述方法獲得r_int_sq(x,y-2k),由此可以進(jìn)一步降低計(jì)算r(x,y)整個(gè)過(guò)程的數(shù)字邏輯代價(jià)。

需要說(shuō)明的是,本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)在列方向上間隔2k個(gè)像素點(diǎn)的兩像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,當(dāng)k取值不同時(shí),在已知其中一個(gè)像素點(diǎn)的情況下,可以并行對(duì)2k個(gè)像素點(diǎn)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離進(jìn)行計(jì)算,也就是可以并行獲得2k個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的半徑,在需要應(yīng)用多個(gè)半徑的場(chǎng)合,運(yùn)算效率更高。

由以上內(nèi)容可知,本發(fā)明實(shí)施例中的數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法,通過(guò)在像素點(diǎn)之間建立遞推關(guān)系,在獲得任一像素點(diǎn)(x-2k,y)至固定參考點(diǎn)的距離r(x-2k,y)時(shí),僅須使用加法器和比較器即可獲得r(x,y),可以有效降低數(shù)字電路代價(jià),并且處理方式更加靈活。

需要說(shuō)明的是,本領(lǐng)域人員可以參照上述對(duì)圖1中示出的數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)方法原理的描述,理解本實(shí)施例中的估計(jì)方法,此處不再贅述。

為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明,以下分別對(duì)上述方法對(duì)應(yīng)的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn)。下面參照?qǐng)D4對(duì)所述裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:

如圖4所示,所述裝置可以包括:第一獲取單元41,第一計(jì)算單元42,第一比較單元43以及第一運(yùn)算單元44。其中:

所述第一獲取單元41,適于獲取半徑r(x-2k,y)的值、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)、所述半徑r(x-2k,y)的整數(shù)近似值r_int(x-2k,y)的平方r_int_sq(x-2k,y),以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y)。所述半徑r(x-2k,y)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x-2k,y)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù)。

所述第一計(jì)算單元42,適于根據(jù)r_int(x-2k,y),分別計(jì)算第一值z(mì)1及第二值z(mì)2,其中,z1=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2k+4k-1,z2=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2k+4k-1。

所述第一比較單元43,適于分別比較r_sq(x,y)與第一值z(mì)1及第二值z(mì)2的大小。

所述第一運(yùn)算單元44,適于根據(jù)比較結(jié)果,相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r(x,y)。

所述第一運(yùn)算單元44包括以下至少一個(gè):第一運(yùn)算子單元441,第二運(yùn)算子單元442以及第三運(yùn)算子單元443。所述第一運(yùn)算子單元441,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)-2k。所述第二運(yùn)算子單元442,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)+2k,所述第三運(yùn)算子單元443,適于當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int(x,y)=r_int(x-2k,y)。

在具體實(shí)施中,所述裝置還包括:第二運(yùn)算單元45。所述第二運(yùn)算單元45適于根據(jù)所述比較結(jié)果,對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y)。

所述第二運(yùn)算單元45包括以下至少一個(gè):第四運(yùn)算子單元451,第五運(yùn)算子單元452以及第六運(yùn)算子單元453。其中,所述第四運(yùn)算子單元451,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)-r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)。所述第五運(yùn)算子單元,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z2時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)+r_int(x-2k,y)*2(k+1)+2(k+1)。所述第六運(yùn)算子單元,適于當(dāng)z2>r_sq(x,y)≥z1時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x-2k,y)。

所述第一獲取單元41通過(guò)如下公式獲取到的r_sq(x,y):r_sq(x,y)=r_sq(x-2k,y)+((x-xc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

在具體實(shí)施中,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)可以為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了另一種數(shù)字圖像上半徑的估計(jì)裝置,所述數(shù)字圖像包括多行多列個(gè)像素點(diǎn),所述半徑r(x,y)為所述數(shù)字圖像上任一像素點(diǎn)(x,y)至固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)為所述數(shù)字圖像上第xc行yc列的像素點(diǎn)。下面參照?qǐng)D5,對(duì)所述裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:

如圖5所示,所述裝置可以包括:第二獲取單元51,第二計(jì)算單元52,第二比較單元53以及第三運(yùn)算單元54。其中:

所述第二獲取單元51,適于獲取半徑r(x,y-2k)的值、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)、所述半徑r(x,y-2k)的整數(shù)近似值r_int(x,y-2k)的平方r_int_sq(x,y-2k)以及所述半徑r(x,y)的平方r_sq(x,y)。所述半徑r(x,y-2k)為所述數(shù)字圖像上像素點(diǎn)(x,y-2k)至所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)的距離,k≥0且k為整數(shù)。

所述第二計(jì)算單元52,適于根據(jù)r_int(x,y-2k),分別計(jì)算第三值z(mì)3及第四值z(mì)4,其中,z3=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2k+4k-1,z4=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2k+4k-1

所述第二比較單元53,適于分別比較r_sq(x,y)與所述第三值z(mì)3及第四值z(mì)4的大小。

所述第三運(yùn)算單元54,適于根據(jù)比較結(jié)果,對(duì)r_int(x,y-2k)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算,將運(yùn)算得到的所述半徑r(x,y)的整數(shù)近似值r_int(x,y)作為半徑r (x,y)。

所述第三運(yùn)算單元54包括以下至少一個(gè):第七運(yùn)算子單元541,第八運(yùn)算子單元542以及第九運(yùn)算子單元543。其中,所述第七運(yùn)算子單元541,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)-2k。所述第八運(yùn)算子單元542,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)+2k。所述第九運(yùn)算子單元543,適于當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int(x,y)=r_int(x,y-2k)。

在具體實(shí)施中,所述裝置還包括:第四運(yùn)算單元55。所述第四運(yùn)算單元55適于根據(jù)所述比較結(jié)果對(duì)r_int_sq(x,y-2k)執(zhí)行加法及移位運(yùn)算,獲得r_int_sq(x,y)。

所述第四運(yùn)算單元55可以包括以下至少一個(gè):第十運(yùn)算子單元551,第十一運(yùn)算子單元552以及第十二運(yùn)算子單元553。其中,所述第十運(yùn)算子單元551,適于當(dāng)r_sq(x,y)<z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)-r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1)。所述第十一運(yùn)算子單元552,適于當(dāng)r_sq(x,y)≥z4時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)+r_int(x,y-2k)*2(k+1)+2(k+1)。所述第十二運(yùn)算子單元553,適于當(dāng)z4>r_sq(x,y)≥z3時(shí),r_int_sq(x,y)=r_int_sq(x,y-2k)。

在具體實(shí)施中,所述第二獲取單元51適于通過(guò)如下公式獲取到的r_sq(x,y):r_sq(x,y)=r_sq(x,y-2k)+((y-yc)<<(k+1))-(1<<(k<<1))。

在具體實(shí)施中,所述固定參考點(diǎn)(xc,yc)可以為所述數(shù)字圖像的光學(xué)中心。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成,該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中,存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括:rom、ram、磁盤(pán)或光盤(pán)等。

雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。

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