專利名稱：用于快速二維余弦變換濾波的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理，尤其涉及采用快速離散余弦變換對電子圖像信號進行濾波的方法和裝置。發(fā)明背景圖像處理過程，比如變換圖像編碼(transform image coding)和圖像濾波(imagefiltering)，被應(yīng)用于各種應(yīng)用中，包括照相圖像(photographic image)的電子轉(zhuǎn)換、打印操作中圖像信息的再現(xiàn)和通過電子通信系統(tǒng)手段的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的傳輸。在這些應(yīng)用中，圖像處理是針對一原始源圖像進行的，這些原始源圖像作為一系列電像信號提供的，而每一信號與原始源圖像的某一元素或像素的特征對應(yīng)。將電像信號變換成數(shù)字源圖像，數(shù)字源圖像包含一組代表源圖像像素的二維數(shù)字值。通常將這些數(shù)字值構(gòu)筑成一個由圖像數(shù)據(jù)項組成的二維H×V陣列。因此，圖像數(shù)據(jù)陣列中的每一項對應(yīng)于原始源圖像中的某一特定的像素，并在數(shù)量上描述該像素的某個特性。例如，在一個標準顯示格式中，數(shù)字源圖像包含由640列和480行個數(shù)字值組成的圖像數(shù)據(jù)。圖像處理產(chǎn)生一組新的經(jīng)處理的數(shù)字值，這些數(shù)字值表示為重新構(gòu)筑的圖像數(shù)據(jù)項，這些圖像數(shù)據(jù)項是根據(jù)數(shù)字源圖像計算得到的。將經(jīng)處理的數(shù)字值變換成一系列新的電信號，從這些電信號可以產(chǎn)生經(jīng)處理的數(shù)字圖像。
圖像處理采用正交變換，將圖像數(shù)據(jù)變換成頻率系數(shù)項，從而簡化了后續(xù)處理計算。例如，在大多數(shù)圖像編碼過程中，通常采用離散余弦變換(DCT)方法，而在大多數(shù)圖像濾波過程中，通常采用快速付里葉(Fourier)變換(FFT)。本文所揭示的方法和裝置應(yīng)用于DCT方法的圖像濾波過程，通常它比FFT方法更快、更有效。此外，本文揭示的方法可以用與JPEG硬件兼容的裝置來實現(xiàn)。余弦變換圖像編碼余弦變換圖像編碼是一種圖像處理過程，其中，數(shù)字源圖像經(jīng)二維正向(forward)余弦變換(FDCT)、量化，和由如用Huffman編碼的鋸齒序列處理的熵(entropy)編碼。經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)隨后存儲起來或被發(fā)送，通常比若采用原始數(shù)字源圖像項要有效得多。隨后，經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)被譯碼、去量化，并通過采用一逆余弦變換(IDCT)而變換成重新構(gòu)筑的圖像數(shù)據(jù)項。接著，從重新構(gòu)筑的圖像數(shù)據(jù)項獲得一經(jīng)處理的數(shù)字圖像。
變換圖像編碼過程中應(yīng)用的FDCT和IDCT通常是按照聯(lián)合照相專家組(JPEG)建立的工業(yè)標準進行的。JPEG的“ISO草案國際標準(ISO Draft InternationalStandard)”10918-1見William B.Pennebaker和Joan L.Mitchell的“JPEG靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮標準(JPEG Still Image Data Compression Standard)”中參考文獻附錄AA中的描述。按照JPEG標準，提供的數(shù)字化源圖像作為一系列圖像-數(shù)據(jù)矩陣，通常格式為8×8矩陣，而FDCT用來產(chǎn)生一系列頻率系數(shù)矩陣。
通過二維FDCT手段將一圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換成頻率-系數(shù)矩陣可以用簡化的矩陣符號表述成S(ν，μ)＝C×s(j，i)×CT這里，S(ν，μ)是頻率系數(shù)矩陣中的項，s(j，i)是圖像-數(shù)據(jù)矩陣中的項，C是離散余弦變換基礎(chǔ)矩陣，而CT是C的轉(zhuǎn)置。如應(yīng)用于8×8圖像-數(shù)據(jù)矩陣的二維FDCT由下面的等式給出S(ν,μ)=(1/4)CνCμΣi=07Σj=07s(j,i)cos[(2i+1)μπ/16]cos[(2j+1)νπ/16]]]>這里，對于k＝0時，
，而對于k＞0時，Ck＝1。頻率系數(shù)通常經(jīng)量化、被發(fā)送或存儲，隨后再經(jīng)去量化。采用二維IDCT運算可以獲得重新構(gòu)筑的圖像數(shù)據(jù)，它可以用簡化的矩陣符號表述成r(j，i)＝CT×R(ν，μ)×C這里r(j，i)是重新構(gòu)筑的圖像數(shù)據(jù)項，而R(ν，μ)是去量化頻率系數(shù)項。相應(yīng)的二維IDCT由下面的等式給出r(j,i)=(1/4)Σν=07Σμ=07CνCμR(ν,μ)cos[(2i+1)μπ/16]cos[(2j-1)νπ/16]]]>因為DCT具有許多誘人的性能，它適用于各種圖像處理運算，所以，它在許多用于靜止圖像和移動圖像而涌現(xiàn)出來的標準中成為一基本部分。例如，DCT在用于靜止圖像編碼的JPEG標準和用于視頻編碼的MPEG-1和MPEG-2標準中是圖像壓縮部分的重要部分。這種增大的應(yīng)用DCT處理技術(shù)的興趣導(dǎo)致了更加有效的計算方法的發(fā)展。
改進DCT計算效率的一種方法是使用“標稱(scaled)”的FDCT，即在基礎(chǔ)矩陣中引入了比例因子。在該領(lǐng)域中進行的第一個工作見Yukihiro Arai等人的參考技術(shù)論文“用于圖像的快速DCT-SQ方案(A Fast DCT-SQ Scheme for Images)”。Arai的算法規(guī)則是一種一維8-點標稱FDCT算法規(guī)則，它對八個圖像數(shù)據(jù)項的變換只需要進行五次乘法和二十九次加法運算。Arai算法規(guī)則在圖像處理中的應(yīng)用一直局限于編碼運算。
近來，Shirasawa的美國專利5,299,025中揭示了一種方法，它采用二維FDCT，進行兩次線性FDCT計算，并實現(xiàn)了減少對8×8圖像-數(shù)據(jù)矩陣的計算要求，減少到200次乘法和465次加法。Shirasawa算法規(guī)則的使用也一直大部分局限于編碼運算。圖像濾波圖像濾波是一種圖像處理過程，其中，頻率系數(shù)項在進行倒置前被一濾波矩陣進行掩膜(mask)乘。在大多數(shù)普通的圖像濾波過程中，圖像數(shù)據(jù)變換是通過快速富立葉變換(FFT)方法來完成的。使用FFT方法需要對包含以后將被廢除的虛數(shù)項的復(fù)數(shù)進行計算和暫時存儲。另外，相關(guān)領(lǐng)域中的富立葉變換方法通常局限于非標稱變換的使用。這在需要使用FFT方法的裝置的計算和存儲要求上增加了不必要的負擔。
Reisch等人的美國專利5,168,375揭示了一種處理圖像數(shù)據(jù)取樣的方法，用以提供十中取一(decimation)、插入和尖銳(sharpening)中的一個或多個功能。尖銳是通過濾波操作完成的，它包含在頻率域中的數(shù)據(jù)和濾波核(kernel)的余弦變換，隨后進行逆變換，以產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)取樣，取樣中的某些取樣被廢棄。Reisch等人揭示的方法使用的是非標稱DCT運算。
因此，普通的圖像濾波和裝置沒有實現(xiàn)可以用標稱正交變換獲取的計算改進。所以，本發(fā)明的目的是提供一種用于濾波二維圖像數(shù)據(jù)而采用更快和更有效的正交變換方法的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種方法和裝置，該方法和裝置采用標稱的和削減的正交變換運算來實現(xiàn)更大的計算效率。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種可以用一般用途的計算裝置來設(shè)施的方法。發(fā)明概述本發(fā)明是觀察到更快、更有效的圖像濾波裝置可以通過在濾波過程中組合標稱正向和標稱逆向圖像數(shù)據(jù)正交變換、標稱濾波矩陣和有效重疊(overlap)過程來實現(xiàn)。本發(fā)明提供的方法和裝置，用來將圖像實現(xiàn)應(yīng)用到圖像信號上，從而通過重疊運算和標稱正向變換來轉(zhuǎn)換與圖像信號對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)項，形成頻率系數(shù)矩陣，并且通過去標稱變換來轉(zhuǎn)換圖像濾波，形成去標稱頻率濾波矩陣。頻率系數(shù)矩陣被去標稱頻率濾波矩陣乘，形成經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣，經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣是通過標稱削減的逆變換過程來轉(zhuǎn)換的，形成經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，從該經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣得到一經(jīng)濾波的圖像信號。附圖簡述下面來描述本發(fā)明的新特性和特征。當結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作了下述描述以后，讀者將會更好地理解本發(fā)明的機構(gòu)和操作方法以及其他目的和優(yōu)點。其中，

圖1是普通圖像處理方法的示意圖，其中，示出了來自一源圖像而通過一圖像處理器并通向一輸出圖像的數(shù)據(jù)流；圖2是介于按照本發(fā)明的源圖像、圖像濾波裝置和輸出濾波圖像之間的關(guān)系方框圖；圖3是由圖2所示圖像濾波裝置執(zhí)行的運算圖；圖4是普通標稱8點FDCT流程圖；圖5是描述按照本發(fā)明，在FDCT應(yīng)用中實現(xiàn)的減少計算步驟的圖；圖6是按照本發(fā)明的標稱削減8點IDCT的流程圖；圖7是應(yīng)用圖6所示IDCT中實現(xiàn)的減少計算步驟的圖；圖8是在應(yīng)用普通IDCT中廢棄計算的數(shù)字數(shù)據(jù)的圖；圖9A至9C是按照本發(fā)明的標稱16點FDCT的流程圖；圖10A至10C是按照本發(fā)明的標稱16點IDCT的流程圖。本發(fā)明的詳細描述圖1是用來進行圖像濾波或卷積(convolution)的典型的圖像處理系統(tǒng)。獲取一原始源圖像，作為一系列電信號，并用一圖像數(shù)字讀出器(digitizer)，如光學掃描器4或攝像機5變換成一數(shù)字圖像。將該數(shù)字圖像提供給一圖像濾波裝置3，該圖像濾波裝置3接收并濾波數(shù)字圖像，產(chǎn)生經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項。數(shù)字圖像在被提供到圖像濾波裝置3之前，也可以存儲在一軟盤6或另一種存儲介質(zhì)中。由圖像濾波裝置3產(chǎn)生的經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)可以存儲、顯示或傳送到某一兼容系統(tǒng)上。例如，數(shù)據(jù)存儲可以由一輸出軟盤8或類似的介質(zhì)提供，而圖像顯示能力可以由監(jiān)視器7或打印裝置9提供。
由圖像濾波裝置3執(zhí)行的濾波功能也可以由這樣一種裝置來完成，比如，放置在光學掃描器4、攝像機5、監(jiān)視器7或打印裝置內(nèi)的電子模塊。圖2是描述圖像數(shù)字讀出器10、數(shù)字濾波圖像18和插入圖像濾波模塊20之間的功能關(guān)系方框圖。代表圖像濾波模塊20的方框所示出的是一般化的運算，這些運算是由執(zhí)行圖像濾波中的圖像濾波模塊20來執(zhí)行的。
數(shù)字源圖像是由圖像數(shù)字讀出器10從原始源圖像產(chǎn)生的，圖像數(shù)字讀出器可以是如攝像機、數(shù)字靜止照相機或光學掃描機之類的裝置。將包含數(shù)字源圖像的圖像數(shù)據(jù)項提供給圖像濾波模塊20，進行濾波，以產(chǎn)生經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項，根據(jù)這些經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項可以重新構(gòu)筑經(jīng)數(shù)字濾波的圖像18。經(jīng)數(shù)字濾波的圖像18可以被轉(zhuǎn)換到由面板(panel)或CRT提供的顯示器內(nèi)，或通過一打印裝置重現(xiàn)為一硬件復(fù)制品。如果需要，經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項可以在重新構(gòu)筑到經(jīng)數(shù)字濾波的圖像18中之前傳送到一輸出存儲/發(fā)送裝置16。
對原始源圖像進行的濾波類型是由與圖像濾波模塊20一起使用的k×k濾波矩陣14的特征決定的。濾波矩陣14可以如圖所示在外部提供，或存儲在圖像濾波模塊20中在需要時使用。也可以將數(shù)字源圖像從一輸入存儲/發(fā)送裝置12提供給圖像濾波模塊。例如，輸入存儲/發(fā)送裝置12可以包含一固態(tài)存儲器、一存儲介質(zhì)(如軟盤)，或一電子發(fā)送裝置(如傳真機或調(diào)制解調(diào)器)。
圖像濾波模塊20采用正向正交變換手段(比如FDCT)，在操作22處，通過將圖像數(shù)字讀出器10提供的圖像數(shù)據(jù)變換成頻率系數(shù)項而運行。在操作24處，頻率系數(shù)項用從濾波矩陣14產(chǎn)生的頻率濾波項掩膜(mask)乘，產(chǎn)生經(jīng)濾波的頻率系數(shù)項。在操作28處，通過逆正交變換，將經(jīng)濾波的頻率系數(shù)項變換成經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項。也可以在應(yīng)用IDCT之前，經(jīng)濾波的頻率系數(shù)項由存儲/發(fā)送裝置26來提供。
由圖像濾波模塊20進行的操作可參見圖3更詳細地描述。將數(shù)字源圖像提供給圖像濾波模塊20，作為源圖像-數(shù)據(jù)組30。源圖像-數(shù)據(jù)30通常被構(gòu)筑成用d(s，r)表示的圖像數(shù)據(jù)項的H×V矩陣，這里，0≤r≤H-1，并且0≤s≤V-1。源圖像-數(shù)據(jù)組30也可以劃分成以及格式成一N×N圖像-數(shù)據(jù)塊的二維陣列。不管是哪一種格式，在操作51處，采用標稱FDCT，將源圖像-數(shù)據(jù)組30重疊變換成一組N×N的頻率-系數(shù)矩陣。采用重疊參數(shù)13的操作51見下面“重疊和正向變換”部分中更為詳細的描述。
在操作52處，用N×N去標稱頻率濾波矩陣34對每一頻率-系數(shù)矩陣33進行掩碼乘產(chǎn)生一個N×N濾波系數(shù)據(jù)陣。通過將在下面的“去標稱頻率濾波矩陣推演”中描述的過程，從濾波矩陣14得到去標稱頻率濾波矩陣34。在操作53處，將削減的標稱IDCT應(yīng)用于經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣35，產(chǎn)生包含一N’×N’經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37的經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項，其中N’＜N。在所揭示的方法和裝置中，削減標稱IDCT的使用消除了由操作51的重疊過程引入的冗余項，并且因而減少了產(chǎn)生經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37所需的計算源。削減標稱IDCT的應(yīng)用見下面“削減標稱IDCT”部分中的描述。重疊和正向變換通過產(chǎn)生重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣以及將標稱正向正交變換應(yīng)用到每一個重疊的圖像-數(shù)據(jù)矩陣這一過程，圖像濾波模塊20將源圖像-數(shù)據(jù)組30變換成一系列的頻率-系數(shù)矩陣33。在一種較佳實施例中，產(chǎn)生8×8重疊的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，并且將由Arai得到的8點標稱FDCT用作將重疊的圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換為頻率-系數(shù)矩陣。用于8點標稱Arai變換的流程圖見突所示。Arai變換中使用的乘法參數(shù)α1至α5的值見表I。
表I8點FDCT乘法參數(shù)α10.707106718α20.541196100α30.707106718α41.306562963α50.382683432作為描述的例子，產(chǎn)生重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣以及應(yīng)用FDCT的過程中采用的步驟是用8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣、四個圖像數(shù)據(jù)項的重疊參數(shù)13和具有用d(s，r)表示的圖像數(shù)據(jù)的640個像素乘以480個像素的數(shù)字源圖像來說明的，這里，0≤r≤639，并且0≤s≤479。
步驟1 按照下述關(guān)系，從640×480數(shù)字源圖像獲得一第一8×8重疊-數(shù)據(jù)矩陣OIM0，0OIM0,0=d(0,0)d(0,1)...d(0,7)d(1,0)d(1,1)...d(1,7)::::d(7,0)d(7,1)...d(7,7)]]>步驟2 重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM0，0用8點標稱FDCT變換成8×8頻率-系數(shù)矩陣FCM0，0。
步驟3 按照下面的關(guān)系，通過從相同的八行取得圖像數(shù)據(jù)項作為矩陣OIM0，0，但將四列移到右邊，而從640×480數(shù)字源圖像獲得一第二8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM0，0OIM0,1=d(0,4)d(0,5)...d(0,11)d(1,4)d(1,5)...d(1,11):::d(7,4)d(7,5)...d(7,11)]]>步驟4 重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM0，1用8點標稱FDCT變換成8×8頻率-系數(shù)矩陣FCM0，1。
步驟5 對640×480數(shù)字源圖像的0行至7行中的剩余項重復(fù)步驟3和4。
步驟6 用4行至7行，重復(fù)步驟1至5，按照下述關(guān)系產(chǎn)生以8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM1，0開頭的一系列矩陣OIM1,0=d(4,0)d(4,1)...d(4,7)d(5,0)d(5,1)...d(5,7):::d(11,0)d(11,1)...d(11,7)]]>并按照下述關(guān)系繼續(xù)到一8×8重疊圖像矩陣0IM1，158，OIM1,158=d(4,632)d(4,633)...d(4,639)d(5,632)d(5,633)...d(5,639):::d(11,632)d(11,633)...d(11,639)]]>步驟7 對640×480數(shù)字源圖像的剩余行重復(fù)步驟6。按照下述關(guān)系，重疊過程產(chǎn)生一最終8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM118，158OIM118,158=d(472,632)d(472,633)...d(472,639)d(473,632)d(473,633)...d(473,639):::d(479,632)d(479,633)...d(479,639)]]>在上述實施例中，在對數(shù)字源圖像中位于四行之下的相鄰八行部分進行運算之前，沿640×480數(shù)字源圖像的整個八行部分進行重疊運算。在另一個實施例中，在進入(accessing)相鄰八列部分之前，沿640×480數(shù)字源圖像的整個八列部分進行重疊運算。在該實施例中，執(zhí)行如下所述的步驟3至7替換步驟3 按照下面的關(guān)系，通過從相同的八列取得圖像數(shù)據(jù)項作為矩陣OIM0，0，但替換向下的四行，而從640×480數(shù)字源圖像獲得一第二8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM1，0OIM1,0=d(4,0)d(4,1)...d(4,7)d(5,0)d(5,1)...d(5,7):::d(11,0)d(11,1)...d(11,7)]]>替換步驟4 采用8點標稱FDCT，將重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM1，0變換成一8×8頻率-系數(shù)矩陣FCM1，0。
替換步驟5 對640×480數(shù)字源圖像的0列至7列中的剩余項重復(fù)替換步驟3和4。
替換步驟6 用列4至7重復(fù)替換步驟3至5，按照下述步驟產(chǎn)生以一第一8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM0，1開頭的一系列矩陣OIM0,1=d(0,4)d(0,5)...d(0,11)d(1,4)d(1,5)...d(1,11):::d(7,4)d(7,5)...d(7,11)]]>并按照下述關(guān)系繼續(xù)到一8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM118，1OIM118,1=d(472,4)d(472,5)...d(472,11)d(473,4)d(473,5)...d(473,11):::d(479,4)d(479,5)...d(479,11)]]>替換步驟7 對640×480數(shù)字源圖像的剩余列重復(fù)替換步驟6。按照下述關(guān)系，重疊過程產(chǎn)生一最終8×8重疊的圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIM118，158OIM118,158=d(472,632)d(472,633)...d(472,639)d(473,632)d(473,633)...d(473,639):::d(479,632)d(479,633)...d(479,639)]]>可以看出，上述兩種重疊方法產(chǎn)生相同的合成重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣。還可以看出，因為每一順序產(chǎn)生的矩陣包含出現(xiàn)在至少另一個先前產(chǎn)生的矩陣中的圖像數(shù)據(jù)項，所以任一重疊方法引入冗余圖像數(shù)據(jù)項。這些冗余項在后續(xù)運算中被消除，見下文中的“削減標稱IDCT的應(yīng)用”中的描述。
上述任一中過程產(chǎn)生的8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIMq，p可以用簡化的記號表述為OIMq,p=d(0+qω,0+pω)···d(0+qω,7+pω)::d(7+qω,0+pω)···d(7+qω,7+pω)]]>
如果用Sq，p(j，i)來表示矩陣OIMq，p中的圖像數(shù)據(jù)項s(j，I)，那么上述表述式可以簡化成Sq，p(j，i)＝d(j+qω，i+pω)這里，0≤i+pω≤H-1，0≤j+qω≤V-1，而ω為重疊參數(shù)13。在一個較佳實施例中，ω是由濾波矩陣14確定的，見下文中的“去標稱頻率濾波矩陣導(dǎo)出”。
8×8重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣OIMq，p的正向變換可以很好地示于圖5中，圖中，示出了重疊圖像-數(shù)據(jù)31a和31b，它們代表按照上述重疊方法的第一實施例而產(chǎn)生的兩個順序產(chǎn)生的矩陣。矩陣31a包含64個圖像數(shù)據(jù)項s31b(j，i)，矩陣31b包含64個圖像數(shù)據(jù)項s31b(j，i)，這里0≤i，j≤7。兩個矩陣相互間具有公共的四列圖像的重疊。包含重復(fù)圖像-數(shù)據(jù)矩陣31b(用x表示)最左邊列的圖像數(shù)據(jù)項是包含矩陣31a四個最右邊列的相同項。即，對于0≤i≤3和0≤j≤7，s31b(j，i)＝s31a(j，i+4)。
通過作為二8點余弦變換序列執(zhí)行的二維8×8FDCT，將圖像-數(shù)據(jù)矩陣31a變換成頻率-系數(shù)矩陣。在操作61a處，將第一8點FDCT應(yīng)用于圖像-數(shù)據(jù)矩陣31a的列，產(chǎn)生按照下面的等式的中間頻率-系數(shù)矩陣32aS~(ν)=28Σj=07Cνs(j,i)cos[(2j+1)νπ16]]]>這里，
(ν)是中間頻率-系數(shù)矩陣32a的第ν列的中間項。該表述式可以用簡化的記號寫成[FCM32a]＝C×[FCM31a]這里，[FCM32a]是中間系數(shù)矩陣32a，[FCM31a]是圖像-數(shù)據(jù)矩陣31a，而C是上面定義的基礎(chǔ)矩陣。在上面的例子中，包含由空心代表的矩陣31a最左面的列經(jīng)變換變成包含用空心菱形表示的項的矩陣32a的最左面列。包含用X代表的項的矩陣31a的四個最右面的列經(jīng)變換，變成包含用星號代表的項的矩陣32a的四個最右面的列。
在操作63a處，將8點FDCT轉(zhuǎn)置應(yīng)用到中間頻率-系數(shù)矩陣32a的行，產(chǎn)生頻率-系數(shù)矩陣33a。這種變換操作可以用簡化的符號表述為＝[FCM32a]×CT這里，如上述定義的那樣，[FCM33a]是頻率-系數(shù)矩陣33a，而CT是基礎(chǔ)矩陣的轉(zhuǎn)置。
在普通的變換中間頻率系數(shù)矩陣方法中，用與上述獲取矩陣32a的方法相同的方法，將逐個產(chǎn)生的矩陣31b變換成中間矩陣32b。在操作61b處，將第一FDCT應(yīng)用于重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣31b的列，產(chǎn)生重疊的中間頻率-系數(shù)矩陣32b。包含用X代表的項的矩陣31b的四個最左面的列經(jīng)變換，變成包含用星號代表的項的矩陣32b的四個最左面的項。矩陣31b的四個最右面的列經(jīng)變換變成包含用實心菱形代表的項的四個最右面的列。在操作63b處，將8點FDCT的轉(zhuǎn)置應(yīng)用于矩陣32b的行，產(chǎn)生重疊的頻率-系數(shù)矩陣33b。
在所揭示的變換中間頻率-系數(shù)矩陣方法中，通過識別矩陣32b的0到3列中的項與矩陣32a的4到7列中的項相同而使變換過程更為有效。即，對于0≤ν≤3，S32b(ν)＝S32a(ν+4)，這里，S32b(ν)是矩陣32b的第i列的中間項。因此，可以理解，在產(chǎn)生包含矩陣32a的4到7列的項以后，它們無需再重算，但在產(chǎn)生矩陣33n時，可以在操作65處存儲在存儲器內(nèi)并被檢索出來。對于順序重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣，重復(fù)該存儲和檢索過程。在將重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣31b變換成重疊頻率-系數(shù)矩陣33b時，與所有的中間矩陣項都必須計算的普通方法相比，該過程減少了所必須的計算量約25％。
也可以是，矩陣31a和31b留在相同的列中，并具有四行公共的項。即，對于0≤μ≤3，
這樣，通過首先一維FDCT應(yīng)用于每一圖像-數(shù)據(jù)矩陣的行，然后應(yīng)用于合成中間矩陣的列，來進行有效的變換過程。隨后，將恰當?shù)闹虚g系數(shù)矩陣的四個公共行中的項存儲起來，并在產(chǎn)生恰當?shù)念l率-系數(shù)矩陣時檢索出來。去標稱頻率濾波矩陣推演如圖3所示，去標稱頻率濾波矩陣34是通過下述運算，從k×k濾波矩陣14推得的1.波矩陣14下方k’×k’像限(quadrant)格式成一過渡矩陣(interimmatrix)，這里，k’＝int|(k+1)/2|。用下述過程之一，將該過渡矩陣格式成具有項f(n，m)的N×N空間域的濾波矩陣i)如果該像限小于N×N，則用右側(cè)(N-k’)個列和(N-k’)個下面行的零來填充該過渡矩陣，ii)如果該像限大于N×N，那么就刪除過渡矩陣右側(cè)(k’-N)個行和(k’-N)下面的列，或者iii)如果像限是N×N，則既不填充又不刪除，并將過渡矩陣用作空間域濾波矩陣；2.在操作55處，用離散奇余弦變換(DOCT)，將N×N矩陣中的空間域濾波濾波項變換成頻率域濾波項；
3.在操作56處，對頻率域濾波項去標稱，產(chǎn)生去標稱的頻率濾波陣34。在操作51處，選擇去標稱參數(shù)15，補償FDCT標稱(scaling)，并在操作53處補償IDCT標稱。
8×8離散-奇余弦(discrete-odd cosine)變換由下式給出Fd(ν,μ)=4Σj=07Σi=07didjf(j,i)cos[νiπ8]cos[μjπ8]]]>這里，F(xiàn)d(ν，μ)是頻率域濾波矩陣，對于i，j＝0時，didj＝1，而對于i，j＞0時，didj＝2。用簡化的符號，上述表達式可以表述為[Fd(ν，μ)]＝Do×[f(j，i)]×DoT這里，Do是由1.02.02.02.02.02.02.02.01.01.81.40.70.0-0.7-1.4-1.81.01.40.0-1.4-2.0-1.40.01.41.00.7-1.4-1.80.01.81.4-0.71.00.0-2.00.02.00.0-2.00.01.0-0.7-1.41.80.0-1.81.40.71.0-1.40.01.4-2.01.40.0-1.41.0-1.81.4-0.70.00.7-1.41.8]]>給出的基礎(chǔ)矩陣。
在操作54處，在操作51處用作進行圖像-數(shù)據(jù)矩陣重疊的重疊參數(shù)是根據(jù)下式關(guān)系來確定的ω＝k-1這里，ω是重疊參數(shù)，而k是濾波矩陣14的大小。例如，給定5×5濾波矩陣14和8×8圖像-數(shù)據(jù)矩陣，較佳的重疊是四個圖像數(shù)據(jù)項，或50％的重疊。削減的標稱IDCT應(yīng)用在操作53，通過將有效的削減標稱IDCT應(yīng)用到經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣35，獲取經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37。如圖6所示為用作8×8圖像數(shù)據(jù)矩陣的8點IDCT的流程圖，8×8圖像數(shù)據(jù)矩陣中僅需要六次乘法和十六次加法。乘法參數(shù)β1至β5的值見表II所示
表II8點IDCT乘法參數(shù)β12.8477590β20.4142136β30.5664545β44.2619724β50.8477691F(0)到F(7)代表圖像-數(shù)據(jù)矩陣35的同一行或同一列中出現(xiàn)的八個頻率系數(shù)項。削減標稱IDCT的應(yīng)用產(chǎn)生用s(0)、s(1)、s(2)和s(3)表示的四個圖像數(shù)據(jù)項。
在操作53a處，將削減的標稱IDCT應(yīng)用于經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣35的每一列，產(chǎn)生如圖7所示4×8的中間濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣36。對于矩陣36的每一列，只計算用星號代表的四個中間濾波項。在操作53b處，將削減的標稱IDCT轉(zhuǎn)置應(yīng)用于矩陣36四行中每一行中的八個中間濾波項，產(chǎn)生包含用X表示的十六個經(jīng)濾波的圖像數(shù)據(jù)項的4×4經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37。在另一種過程中，可以首先將IDCT應(yīng)用于經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣35的行，IDCT轉(zhuǎn)置到經(jīng)中間處理的圖像-數(shù)據(jù)矩陣的列，以獲取經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37。
通過比較，一等效的普通方法(如“重疊-存儲”方法)，需要更大量的計算。在重疊-存儲方法，在操作42，將IDCT應(yīng)用于頻率系數(shù)矩陣41，產(chǎn)生包含如圖8所示六十四項的普通中間矩陣43。在操作44，將IDCT的轉(zhuǎn)置接著應(yīng)用于六十四個中間項，產(chǎn)生包含六十四個圖像數(shù)據(jù)項的普通經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，其中用影像(phantom)X代表的四十八個項被廢棄。包含經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣45的圖像數(shù)據(jù)項SV45(j，i)與包含用表達式SV45(j，i)＝JsT×Fc41(ν，μ)×Js表示的經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣41相關(guān)，這里Js為IDCT。保留包含用實心X表示的十六項的經(jīng)處理的圖像-數(shù)據(jù)子矩陣47。包含經(jīng)處理的圖像-數(shù)據(jù)子矩陣的項sf47(z，y)與包含用表達式sf47(z，y)＝SV45(j+2，i+2)表示的經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣45的項SV45(j，i)相關(guān)，這里，0≤y，z≤3?？梢岳斫?，在圖7所示的較佳方法中是不使用計算廢棄項中使用的計算源的。16點DCT變換對于使用16×16圖像-數(shù)據(jù)矩陣的圖像-濾波應(yīng)用，在操作51處，使用具有圖9A到9C的流程圖的16點標稱變換，以產(chǎn)生16×16頻率-系數(shù)矩陣33。乘法參數(shù)α1到α5的值列于表I中，而乘法參數(shù)α6到α20的值列于表III中。
表III16點FDCT乘法參數(shù)α60.5024193α70.5224986α80.5669440α90.6468217α100.7881546α111.0606777α121.7224471α135.1011486α145.1011486α150.6013449α162.5629154α170.8999762α180.5411961α191.3065630α200.7071068所揭示的16點標稱變換是根據(jù)B.G.Lee的技術(shù)論文“計算離散余弦變換的新算法”中首次給出的原理得到的，并由Arai得到的8點變換，經(jīng)修改，產(chǎn)生了偶指數(shù)(even-index)的頻率項。
對于產(chǎn)生16×16經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣的圖像濾波應(yīng)用，在操作53處，應(yīng)用具有流程圖10A到10C的16點標稱削減的IDCT，以獲取16×16的經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣37。乘法參數(shù)β11到β26的值列于表IV中。
表IV16點IDCT乘法參數(shù)β11.4142136β122.6131259β131.4142136β141.0823922β150.7653669β160.7071068β170.5411961β181.3065630β195.1011486β200.6013449β212.5629154β220.8999762β235.1011486β241.7224471β250.7881546β261.0606777與已有普通的圖像處理裝置相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于提供了一種以更快、更有效的方法完成電像信號濾波的裝置。并且，對于上文中對本發(fā)明特定實施例的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚，還可以在不偏離的情況下，對這些實施例進行各種變更和修改，并且，后文的權(quán)利要求中試圖在敘述上將這些包含本發(fā)明的精神和范圍的變異和修改包含在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種對圖像信號進行圖像濾波的方法，所述提供的圖像信號作為一系列電信號，每一電信號與一二維圖像的元素的特征對應(yīng)，所述圖像元素構(gòu)筑成一二維H×V陣列，并且提供的所述圖像濾波作為一組構(gòu)筑成k×k矩陣的濾波項，其特征在于，所述方法包含下述步驟將一系列電信號變換成一組數(shù)字值，每一所述數(shù)字值在數(shù)量上描述相應(yīng)圖像元的性能特征，所述數(shù)字值進一步用d(s，r)表示，其中，0≤r≤H-1，而0≤s≤V-1；將所述一組數(shù)字值格式成多個用指數(shù)‘p’和‘q’標識的N×N重疊圖像數(shù)據(jù)矩陣，每一所述重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣包含用sq，p(j，i)表示的圖像-數(shù)據(jù)項，每一所述圖像-數(shù)據(jù)項由按照下述關(guān)系確定的數(shù)字值組成sq，p(j，i)＝d(j+qω，i+p ω)其中，0≤i，j≤N-1，并且ω是滿足條件1≤ω≤N-1的整數(shù)常數(shù)；將每一所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換成一包含用Sq，p(ν，μ)表示的標稱頻率-系數(shù)項的N×N頻率-系數(shù)矩陣，所述變換每一所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣的步驟是通過按照下述表述式的標稱正交變換Gs來完成的Sq，p(ν，μ)＝Gs×sq，p(j，i)×GsT；將所述k×k濾波矩陣變換成包含用f(j，i)表示的項的N×N空間域濾波矩陣；將所述空間域濾波矩陣變換成包含用Fd(ν，μ)表示的去標稱頻率濾波項的N×N去標稱頻率濾波矩陣，變換所述空間域濾波矩陣的所述步驟是用按照下述表述式的去標稱正交變換Hs來完成的Fd(ν，μ)＝Hs×f(j，i)×HsT；用每一所述頻率-系數(shù)矩陣乘所述去標稱頻率濾波矩陣，以產(chǎn)生至少一個包含用Fc(μ，μ)表示的項的N×N經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣，所述相乘的步驟是按照下述表達式來完成的Fcq，p(ν，μ)＝Fd(ν，μ)×Sq，p(ν，μ)；將每一所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣逆變換成包含經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)項的N’×N’經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣，這里，N’＜N，所述逆變換的步驟是借助于逆向標稱正交變換Js來完成的；將所述經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)項變換成一系列經(jīng)濾波的電信號，從而所述經(jīng)濾波的電信號可以構(gòu)筑成二維H×V陣列的經(jīng)濾波圖像元，每一所述經(jīng)濾波的電信號與一個所述經(jīng)濾波的圖像元的特征對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述k×k濾波矩陣變換成N×N空間域濾波矩陣的所述步驟包含下述矩陣由所述濾波矩陣的右下側(cè)像限形成一k’×k’過渡濾波矩陣，其中k’＝int|(k+1)/2|；以及由下述三種方法之一，由所述k’×k’過渡濾波矩陣形成所述N×N空間域濾波矩陣如果k’＝N，則將所述過渡濾波矩陣用作所述空間域矩陣，如果k’＞N，則從所述過渡濾波矩陣，消去(k’-N)個右側(cè)的列和(k’-N)個底部的行，或者如果k’＜N，則在所述過渡濾波矩陣中加入(N-k’)個為0的右側(cè)列和(N-k’)個為0的底部行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將每一所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣逆變換成N’×N’經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣包含下述步驟通過按照下述表述式的所述標稱逆正交變換，將每一所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣逆變換成N×N重疊的經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣，所述N×N重疊的經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣具有用SVq，p(j，i)＝JsT×Fcq，p(ν，μ)×Js；以及去重疊每一所述重疊經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，形成包含用sf(z，y)的所述經(jīng)濾波圖像數(shù)據(jù)項的N’×N’經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣，其中0≤y，z≤N’-1，所述去重疊步驟是通過將N’2個所述經(jīng)去重疊的圖像數(shù)據(jù)項從每一所述去重疊的經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，按照下述表述式映射成相應(yīng)的所述經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣sfq，p(z，y)＝SVq，p(j+δ，i+δ)式中，δ＝(N-N’)/2。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換成N×N去標稱頻率-系數(shù)矩陣的所述步驟包含下述步驟對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣的一行或一列進行所述去標稱正交變換Gs，產(chǎn)生一N×N中間矩陣；存儲所述中間矩陣的至少一行的項或一列的項；以及對所述中間矩陣進行所述去標稱正交變換的轉(zhuǎn)置，產(chǎn)生所述N×N去標稱頻率-系數(shù)矩陣。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，進行所述標稱正交變換的所述步驟包含從存儲器內(nèi)檢索中間矩陣項的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標稱正交變換Gs是一標稱正向離散余弦變換，而所述標稱逆正交變換Js是一標稱逆離散余弦變換。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去標稱正交變換Hs是由下述表述式給出的去標稱離散奇余弦變換Fd(ν,μ)=4Σj=07Σi=07didjf(j,i)cos[νiπ8]cos[μjπ8]]]>
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述N×N重疊圖像數(shù)據(jù)矩陣是8×8矩陣。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述N×N重疊圖像數(shù)據(jù)矩陣是16×16矩陣。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述整數(shù)常數(shù)ω等于k-1。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述逆標稱正交變換Js包含削減標稱逆正交變換，而每一所述經(jīng)濾波系數(shù)矩陣的所述逆變換步驟包含下述步驟對所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣進行所述削減的標稱逆正交變換，形成一N×N’中間經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣；以及對所述中間經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行所述削減變換的轉(zhuǎn)置，形成所述N’×N’經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述逆標稱正交變換Js包含一削減標稱逆正交變換，而每一所述經(jīng)濾波系數(shù)矩陣的所述逆變換步驟包含下述步驟對所述經(jīng)變換系數(shù)矩陣進行所述削減標稱逆正交變換，形成一N’×N’中間經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣；以及對所述中間經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行所述削減變換的轉(zhuǎn)置，形成所述N’×N’經(jīng)濾波圖像-數(shù)據(jù)矩陣。
13.一種通過構(gòu)筑成一矩陣的圖像濾波而濾波一電像信號的圖像處理方法，所述圖像信號提供為一系列電信號，其中，每一電信號對應(yīng)于一個二維圖像的元素的特征，其特征在于，所述方法包含下述步驟將一系列電信號變換成一組數(shù)字值，每一所述數(shù)字值在數(shù)量上描述相應(yīng)圖像元的一個性能特征；將所述數(shù)字值組格式成多個重疊的圖像-數(shù)據(jù)矩陣，從而每一所述重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣包含至少一個出現(xiàn)在另一重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的圖像-數(shù)據(jù)項；對每一所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行標稱離散余弦變換，從而形成一頻率-系數(shù)矩陣；將所述圖像濾波矩陣變換成一去標稱頻率濾波矩陣；用至少一個所述頻率-系數(shù)矩陣掩膜乘所述去標稱頻率濾波矩陣，產(chǎn)生至少一個經(jīng)濾波系數(shù)矩陣；以及將所述至少一個經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣變換成一系列經(jīng)濾波的電信號，從而所述經(jīng)濾波的電信號可以構(gòu)筑成一二維經(jīng)濾波圖像元陣列，每一所述經(jīng)濾波的電信號對應(yīng)于一個所述經(jīng)濾波的圖像元的一個特征。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，每一所述重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣還包含出現(xiàn)在另一重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的至少一列圖像-數(shù)據(jù)項。
15.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，每一所述重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣還包含出現(xiàn)在所述另一重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的至少一行圖像-數(shù)據(jù)項。
16.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，對圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行標稱離散余弦變換的步驟包含下述步驟對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行所述標稱離散余弦變換，產(chǎn)生一中間矩陣；存儲所述中間矩陣的至少一項；以及對所述中間矩陣進行所述標稱離散余弦變換的轉(zhuǎn)置，產(chǎn)生所述頻率-系數(shù)矩陣。
17.如權(quán)利要求16所述的圖像處理方法，其特征在于，它還包含從存儲器檢索矩陣項的步驟。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行標稱離散余弦變換的所述步驟包含下述步驟對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣的至少一行進行所述標稱離散余弦變換，產(chǎn)生第一組中間矩陣項；從存儲器檢索第二組中間矩陣項；根據(jù)所述第一組中間矩陣項和第二組中間矩陣項形成一中間矩陣；對所述中間矩陣的列進行所述標稱離散余弦變換的轉(zhuǎn)置，以產(chǎn)生所述頻率-系數(shù)矩陣；在存儲器內(nèi)存儲所述第一組中間矩陣項。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，變換所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣的所述步驟包含下述步驟對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣的至少一個列進行所述標稱離散余弦變換，以產(chǎn)生第一組中間矩陣項；從存儲檢索第二組中間矩陣項；根據(jù)所述第一組中間矩陣項和所述第二組中間矩陣項形成一中間矩陣；對所述中間矩陣的行進行所述標稱離散余弦變換的轉(zhuǎn)置，以產(chǎn)生所述頻率-系數(shù)矩陣；以及在存儲器內(nèi)存儲所述第一組中間矩陣項。
20.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，變換所述圖像濾波矩陣的所述步驟包含根據(jù)一部分所述圖像濾波矩陣形成一過渡矩陣的步驟和對所述過渡矩陣進行離散奇余弦變換的步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的圖像處理方法，其特征在于，所述過渡矩陣包含所述圖像濾波矩陣的右下側(cè)像限。
22.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，對所述至少一個經(jīng)濾波系數(shù)矩陣進行變換的所述步驟包含對所述至少一個經(jīng)變換的系數(shù)矩陣進行削減標稱逆向離散余弦變換、以形成至少一個經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣的步驟，所述經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣比起所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣，包含更少的項，所述至少一個經(jīng)濾波系數(shù)矩陣進行變換的所述步驟還包含將所述至少一個經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換成所述經(jīng)濾波電信號系列的步驟。
23.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，所述重疊圖像數(shù)據(jù)矩陣包含8×8矩陣。
24.如權(quán)利要求13所述的圖像處理方法，其特征在于，所述重疊圖像數(shù)據(jù)矩陣包含16×16矩陣。
25.一種通過構(gòu)筑為矩陣的圖像濾波而濾波一電圖像信號的裝置，所述圖像信號提供作為一系列電信號，其中，每一電信號對應(yīng)于二維圖像的元素的特征，其特征在于，所述裝置包含將所述系列的電信號變換成一組數(shù)字值的裝置，每一所述數(shù)字值在數(shù)量上描述一相應(yīng)圖像元素的性能特征；將所述數(shù)字值組格式成多個重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣的裝置，從而每一所述重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣包含出現(xiàn)在另一重疊圖像-數(shù)據(jù)矩陣內(nèi)的至少一個圖像-數(shù)據(jù)項；對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行標稱離散余弦變換從而形成頻率-系數(shù)矩陣的裝置；將所述圖像濾波矩陣變換成去標稱頻率濾波矩陣的裝置；用所述頻率-系數(shù)矩陣掩膜乘所述去標稱頻率濾波矩陣、以產(chǎn)生經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣的裝置；以及將所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣變換成一系列經(jīng)濾波的電信號、從而所述經(jīng)濾波的電信號每一構(gòu)筑成二維陣列的經(jīng)濾波的圖像元素的裝置，每一所述經(jīng)濾波的電信號對應(yīng)于一個所述經(jīng)濾波圖像元。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行標稱離散余弦變換的所述裝置包含對所述圖像-數(shù)據(jù)矩陣進行所述標稱離散余弦變換、以產(chǎn)生中間矩陣的裝置；存儲部分所述中間矩陣的存儲裝置；以及對所述中間矩陣進行所述標稱離散余弦變換的逆變換、以產(chǎn)生所述頻率-系數(shù)矩陣的裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，它還包含從所述存儲裝置檢索所述部分的所述中間矩陣的裝置，和組合所述部分的所述中間矩陣、從而形成所述中間矩陣的裝置。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，變換所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣的所述裝置包含對所述經(jīng)濾波系數(shù)矩陣進行削減標稱逆向離散余弦變換的裝置，從而所述經(jīng)濾波的圖像-濾波矩陣比所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣包含更少的項，變換所述經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣的所述裝置還包含將所述經(jīng)濾波的圖像-數(shù)據(jù)矩陣變換為所述系列的經(jīng)濾波電信號的裝置。
全文摘要
圖像濾波模塊(20)提供了一種對圖像數(shù)字讀出器產(chǎn)生的源圖像-數(shù)據(jù)組(30)施加濾波矩陣(14)的方法，以產(chǎn)生經(jīng)數(shù)字濾波的圖像(18)。濾波方法是這樣進行的(I)通過重疊操作和標稱正向正交變換，將源圖像-數(shù)據(jù)組(30)變換成頻率-系數(shù)矩陣(33)，(ii)通過去標稱正交變換，將濾波矩陣(14)變換成去標稱頻率濾波矩陣(34)，(iii)用去標稱頻率濾波矩陣(34)乘以頻率系數(shù)矩陣，以形成經(jīng)濾波的系數(shù)矩陣，用來通過逆向正交變換過程，變換為經(jīng)數(shù)字濾波的圖像(18)。
文檔編號G06T5/20GK1154168SQ96190492
公開日1997年7月9日 申請日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月15日
發(fā)明者易卜拉欣·哈賈麥德, 穆尼卜·沃伯 申請人:寶麗來公司