CN109064424A - 图像滤波数据存取的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了图像滤波数据存取的控制方法及装置，所述方法包括获取图像中当前像素点的行号和列号；按照像素点分配规则，将像素点分开存储，并选取第一轮滤波块；获取当前滤波行号和滤波列号，并根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点，形成下一轮滤波块，重复进行本步骤，至滤波结束。本发明将输入图像的像素点分来存取，通过合理的数据存取转换，快速读取下一轮滤波所需的像素点，迅速获取图像滤波所需的像素块，保证图像或视频的实时滤波，整个滤波过程不需要外部技术的支持，减少成本，且对于高安全性的项目，实现自主可控。

Description

图像滤波数据存取的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及图像滤波技术领域,具体地说是图像滤波数据存取的控制方法及装置。
背景技术
图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
利用硬件实现图像滤波的传统做法是购买滤波IP(intellectual propertycore，全称知识产权核，是指某一方提供的，形式为逻辑单元、芯片设计的可重用模块)或者是专门的滤波芯片，且需要配置外部存储空间，硬件结构复杂，成本较高。
发明内容
本发明实施例中提供了图像滤波数据存取的控制方法及装置，以解决现有技术中图像滤波成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了图像滤波数据存取的控制方法，包括以下步骤：
获取图像中当前像素点的行号和列号；
按照像素点分配规则，将像素点分开存储，并选取第一轮滤波块；
获取当前滤波行号和滤波列号，并根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点，形成下一轮滤波块，重复进行本步骤，至滤波结束。
结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述按照像素点分配规则，将像素点分开存储的具体过程为：
若当前像素点属于前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2个像素点或除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点的任一种情况，将像素点存储在FIFO_NF中；
若当前像素点属于第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点，将像素点存储在FIFO_FN中；
若当前像素点属于所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点，将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中；
若当前像素点属于前N行的前N列，将像素点存储在FILTER中。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中的写入规则为：
对于RAM_P，依次写入第P行及P*N+P所在行的像素点，所述P从1开始，按照从小到大的顺序依次取整数。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述下一轮滤波所需的像素点从FIFO_FN和RAM_0—RAM_N-1中读取，将所述下一轮滤波块写入FILTER中。
结合第一方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点的具体过程为：
若当前滤波行号为cur_line、cur_column，则从FIFO_FN中读取第(cur_line+(N-1)/2+1)行的N个行像素点；
同时读RAM_0—RAM_N-1，获取N个列像素点；
将N个行像素点和N个列像素点写入FILTER，形成下一轮滤波块。
结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，读RAM_0—RAM_N-1的规则为：
ramM_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+((round_cnt
+(round_in_cnt+N–M-1)/N))*LINE_LENGTH_MINUS_N)
式中，ramM_rd_addr表示RAM_M的读地址；round_cnt表示当前滤波轮数；round_in_cnt表示当前滤波轮数中，要滤波的行号；LINE_LENGTH_MINUS_N表示一行像素的总个数减N；M<＝N-1。
本发明第二方面提供了图像滤波数据存取的控制装置，所述装置包括
信息采集模块，用于获取图像中当前像素点的行号和列号；
数据处理模块，用于获取当前滤波行号和滤波列号，并将滤波行号和滤波列号发送给数据存取模块；
数据存取模块，按照分配规则，将当前像素点分开存储，并根据所述滤波行号和滤波列号，按照存取规则，将像素点取出；
图像滤波模块，用于从存取模块和信息采集模块获取像素点，并对N*N像素块进行滤波处理。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述数据存取模块包括
第一存取单元，用于存储前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2各像素点以及除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点；
第二存取单元，用于存储第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点；
第三存取单元，用于存储所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点。
结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述装置还包括
读地址计算模块，根据所述滤波行号和滤波列号，计算第三存储单元中像素点的读取地址。
结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述装置还包括图像选择模块，根据所述滤波行号和滤波列号，选择输出第一存取单元或图像滤波模块的数据。
本发明第二方面的所述图像滤波数据存取的控制装置能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、将输入图像的像素点分来存取，通过合理的数据存取转换，快速读取下一轮滤波所需的像素点，迅速获取图像滤波所需的像素块，保证图像或视频的实时滤波，整个滤波过程不需要外部技术的支持，减少成本，且对于高安全性的项目，实现自主可控。
2、滤波尺寸N可调，且RAM的个数根据配置的滤波尺寸自适应调制，同时采用N个RAN，实现一次读出N个像素值，满足FILTER流水线处理和事事处理的要求，加快滤波速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述方法实施例的流程示意图；
图2是本发明实施例中对输入像素点的分配示意图；
图3是本发明所述装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明图像滤波数据存取的控制方法包括以下步骤：
S1,获取图像中当前像素点的行号和列号；
S2,按照像素点分配规则，将像素点分开存储，并选取第一轮滤波块；
像素点的分配规则为：
若当前像素点属于前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2个像素点或除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点的任一种情况，将像素点存储在FIFO_NF中；
若当前像素点属于第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点，将像素点存储在FIFO_FN中；
若当前像素点属于所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点，将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中；
若当前像素点属于前N行的前N列，将像素点存储在FILTER中，作为第一轮滤波块。
按照上述分配规则的分配结果如图2所示。
将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中的写入规则为：对于RAM_P，依次写入第P行及P*N+P所在行的像素点，所述P从1开始，按照从小到大的顺序依次取整数。具体如下：
第0行、N行、2N行、3N行、……写进RAM_0；
第1行、N+1行、2N+1行、3N+1行……写进RAM_1；
第2行、N+2行、N+2行、3N+2行……写进RAM_2；
第3行、N+3行、2N+3行、3N+3行……写进RAM_3；
………………………………………………
第N-1行、2N-1行、3N-1行、4N-1行……写进RAM_N-1。
S3,获取当前滤波行号和滤波列号，并根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点，形成下一轮滤波块，重复进行本步骤，至滤波结束。
下一轮滤波所需的像素点从FIFO_FN和RAM_0—RAM_N-1中读取，并下一轮滤波块写入FILTER中。
滤波行号和滤波列号分别用cur_line、cur_column表示。
从FIFO_FN中读取第(cur_line+(N-1)/2+1)行的N个行像素点；
同时读RAM_0—RAM_N-1，获取N个列像素点；将N个行像素点和N个列像素点写入FILTER，形成下一轮滤波块。
读RAM_0—RAM_N-1的规则为：
ramM_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+((round_cnt
+(round_in_cnt+N–M-1)/N))*LINE_LENGTH_MINUS_N)
式中，ramM_rd_addr表示RAM_M的读地址；round_cnt表示当前滤波轮数；round_in_cnt表示当前滤波轮数中，要滤波的行号；LINE_LENGTH_MINUS_N表示一行像素的总个数减N；M<＝N-1。
具体来说，RAM_0的读地址：
ram0_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+
((round_cnt+(round_in_cnt+N-1)/N)*LINE_LENGTH_MINUS_N)。
RAM_1的读地址：
ram1_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+((round_cnt+(round_in_cnt+N-2)/N)*LINE_LENGTH_MINUS_N)。
………………………………………………………………
RAM_M的读地址：(其中M<N-1)
ramM_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+((round_cnt+(round_in_cnt+N–M-1)/N))*LINE_LENGTH_MINUS_N)。
RAM_N-1的读地址：
RamN-1_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+(round_cnt*LINE_LENGTH_MINUS_N)。
其中，round_cnt＝(cur_line–(N-1)/2)/N，/表示取整操作；round_in_cnt＝(cur_line–(N-1)/2)％N，％表示取余操作。
如图3所示，本发明的图像滤波数据存取的控制装置包括信息采集模块1、数据存储模块2、数据处理模块3、图像滤波磨块4、读地址计算模块5和图像选择模块6。
信息采集模块1用于获取图像中当前像素点的行号和列号；数据处理模块3用于获取当前滤波行号和滤波列号，并将滤波行号和滤波列号发送给数据存取模块；数据存取模块2按照分配规则，将当前像素点分开存储，并根据所述滤波行号和滤波列号，按照存取规则，将像素点取出；图像滤波模块4用于从存取模块和信息采集模块获取像素点，并对N*N像素块进行滤波处理。
数据存取模块包括第一存取单元21、第二存取单元22和第三存取单元23。第一存取单元21为FIFO_NF,用于存储前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2各像素点以及除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点；第二存取单元22为FIFO_FN,用于存储第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点；第三存取单元23包括N个RAM，分别用RAM_0-RAM_N-1表示，用于存储所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点。
读地址计算模块5根据滤波行号和滤波列号，计算第三存储单元23中RAM_0-RAM_N-1像素点的读取地址。
图像选择模块6根据滤波行号和滤波列号，选择输出第一存取单元21或图像滤波模块4的数据。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，包括以下步骤：
获取图像中当前像素点的行号和列号；
按照像素点分配规则，将像素点分开存储，并选取第一轮滤波块；
获取当前滤波行号和滤波列号，并根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点，形成下一轮滤波块，重复进行本步骤，至滤波结束。
2.根据权利要求1所述的图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，所述按照像素点分配规则，将像素点分开存储的具体过程为：
若当前像素点属于前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2个像素点或除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点的任一种情况，将像素点存储在FIFO_NF中；
若当前像素点属于第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点，将像素点存储在FIFO_FN中；
若当前像素点属于所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点，将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中；
若当前像素点属于前N行的前N列，将像素点存储在FILTER中。
3.根据权利要求2所述的图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，将像素点存储在RAM_0—RAM_N-1中的写入规则为：
对于RAM_P，依次写入第P行及P*N+P所在行的像素点，所述P从1开始，按照从小到大的顺序依次取整数。
4.根据权利要求2所述的图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，所述下一轮滤波所需的像素点从FIFO_FN和RAM_0—RAM_N-1中读取，将所述下一轮滤波块写入FILTER中。
5.根据权利要求4所述的图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，根据当前滤波行号和滤波列号读取下一轮滤波所需的像素点的具体过程为：
若当前滤波行号为cur_line、cur_column，则从FIFO_FN中读取第(cur_line+(N-1)/2+1)行的N个行像素点；
同时读RAM_0—RAM_N-1，获取N个列像素点；
将N个行像素点和N个列像素点写入FILTER，形成下一轮滤波块。
6.根据权利要求5所述的图像滤波数据存取的控制方法，其特征是，读RAM_0—RAM_N-1的规则为：
ramM_rd_addr＝(cur_column–(N-1)/2)+((round_cnt+(round_in_cnt+N–M-1)/N))*LINE_LENGTH_MINUS_N)
式中，ramM_rd_addr表示RAM_M的读地址；round_cnt表示当前滤波轮数；round_in_cnt表示当前滤波轮数中，要滤波的行号；LINE_LENGTH_MINUS_N表示一行像素的总个数减N；M<＝N-1。
7.图像滤波数据存取的控制装置，其特征是，所述装置包括
信息采集模块，用于获取图像中当前像素点的行号和列号；
数据处理模块，用于获取当前滤波行号和滤波列号，并将滤波行号和滤波列号发送给数据存取模块；
数据存取模块，按照分配规则，将当前像素点分开存储，并根据所述滤波行号和滤波列号，按照存取规则，将像素点取出；
图像滤波模块，用于从存取模块和信息采集模块获取像素点，并对N*N像素块进行滤波处理。
8.根据权利要求7所述的图像滤波数据存取的控制装置，其特征是，所述数据存取模块包括
第一存取单元，用于存储前(N-1)/2行、后(N-1)/2行、除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的前(N-1)/2各像素点以及除前(N-1)/2行和后(N-1)/2行外其他行的后(N-1)/2个像素点；
第二存取单元，用于存储第N+1行的前N个像素点到最后一行的前N个像素点；
第三存取单元，用于存储所有行的第N+1个像素点到最后一个像素点。
9.根据权利要求8所述的图像滤波数据存取的控制装置，其特征是，所述装置还包括
读地址计算模块，根据所述滤波行号和滤波列号，计算第三存储单元中像素点的读取地址。
10.根据权利要求8或9所述的图像滤波数据存取的控制装置，其特征是，所述装置还包括图像选择模块，根据所述滤波行号和滤波列号，选择输出第一存取单元或图像滤波模块的数据。
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