DE60202671T2

DE60202671T2 - Zweidimensionale pyramidenfilterarchitektur

Info

Publication number: DE60202671T2
Application number: DE60202671T
Authority: DE
Inventors: Tinku Acharya
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: WO2002078182A2; KR20040028731A; EP1380107A2; CN1511373A; HK1060945A1; DE60202671D1; TWI245236B; EP1380107B1; JP2004526250A; ATE287590T1; WO2002078182A3; US20020174154A1

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft EP-A-1396081 mit dem Titel „Two-Dimensional Pyramid Filter Architecture", EP-A-1390914 mit dem Titel „Two-Dimensional Pyramid Filter Architecture", EP-A-1374400 mit dem Titel „Two-Dimensional Pyramid Filter Architecture" und EP-A-1350224 mit dem Titel „Multiplierless Pyramid Filter" von Tinku Acharya, übertragen auf den Zessionar der vorliegenden Erfindung.
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung betrifft Pyramidenfilter.
Bei der Bildverarbeitung ist es häufig wünschenswert, ein Bild zu zerlegen, wie etwa ein gescanntes Farbbild, das in zwei oder mehr einzelne Bilddarstellungen zerlegt wird. Zum Beispiel kann ein Farb- oder Graustufendokumentenbild in Vordergrund- und Hintergrundbilder für effiziente Bildverarbeitungsoperationen zerlegt werden, wie etwa zur Optimierung, Komprimierung, etc., wobei diese Anwendungen von Zeit zu Zeit in einem typischen Fotokopiergerät oder Scanner angewandt werden. In diesem Zusammenhang wird diese Operation häufig als Entrastern bzw. Descreening bezeichnet. Das Entrastern wird häufig angewandt, um Halbtonmuster zu entfernen, die in einem gescannten Originalbild existieren können. Zum Beispiel können diese Halbtonmuster für das menschliche Auge störende Artefakte verursachen, wenn sie nicht ordnungsgemäß entfernt werden. Der traditionelle Ansatz für diese Zerlegung oder Entrasterung ist das Filtern des Farbbilds, um es unscharf zu gestalten. Die unscharf gestalteten Ergebnisse werden danach unterstützend bei der Bestimmung verwendet, welches Ausmaß der Unschärfe und der Schärfung des Bilds erforderlich ist, um die Zerlegung vorzusehen. Für gewöhnlich wird die Unschärfe bzw. das Blurring unter Verwendung eines „symmetrischen Pyramidenfilters" erreicht. Symmetrische Pyramidenfilter mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls (FIR) sind allgemein bekannt.
Ein Nachteil dieser Bildverarbeitungstechnik ist es jedoch, dass sich die Komplexität um ein Vielfaches erhöht, wenn eine Mehrzahl von Pyramidenfiltern unterschiedlicher Größe parallel eingesetzt wird, um mehrere verschwommene bzw. unscharfe Bilder zu erzeugen, um die vorstehend beschriebenen Techniken einzusetzen. Ein brutaler Ansatz für diesen Ansatz der mehrfachen Pyramidenfilterung umfasst den parallelen Einsatz mehrerer FIR-Filter gemäß der Veranschaulichung in der Abbildung aus 1. Ein derartiger Ansatz zeigt, dass es wünschenswert sein kann, schnelle "symmetrische Pyramidenfilterarchitekturen" zu entwickeln und zu implementieren, um verschiedene unscharfe bzw. verschwommene Bilder zu erzeugen.
Die für den FIR-Block aus 1 in Klammern vorgesehenen Zahlen stellen den Pyramidenfilter mit entsprechender Länger dar. Zum Beispiel sind (1, 2, 1) die Filterkoeffizienten für einen symmetrischen Pyramidenfilter mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls (FIR) der Ordnung bzw. der Länge 3. In ähnlicher Weise entsprechen (1, 2, 3, 2, 1) den Koeffizienten für einen FIR-Pyramidenfilter der Ordnung 5 und so weiter.
Der in der Abbildung aus 1 dargestellte Ansatz weist jedoch leider Nachteile auf. Zum Beispiel kann aus redundanten Berechnungen eine gewisse Ineffizienz resultieren. In ähnlicher Weise setzen FIR-Implementierungen häufig Multipliziererschaltungen auf. Es existieren Implementierungen zur Reduzierung oder den Verzicht des Einsatzes von Multiplizierern, wie etwa in Bezug auf Verschiebungs- und Summierungsschaltungen, die in der Folge zu einer erhöhten Taktung führen und somit den Durchsatz der Schaltung reduzieren können. Somit werden Verbesserungen der Implementierungen und Architekturen zur Pyramidenfilterung benötigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in den folgenden Abschnitten der Patentschrift im Detail ausgeführt und genau beansprucht. Der beanspruchte Gegenstand der Erfindung sowohl in Bezug auf den Aufbau als auch auf die Funktionsweise in Verbindung mit den Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen der Erfindung ist in Bezug auf die folgende genaue Beschreibung am besten verständlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines brutalen Kraftansatzes zur Implementierung einer mehrfachen Pyramidenfilterarchitektur mit begrenztem Ansprechen auf einen Impuls (FIR);
2 ein Ausführungsbeispiel eines eindimensionalen, multipliziererfreien Pyramidenfilters;
3 ein Ausführungsbeispiel einer zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur;
4 eine Tabelle/Matrix eines Beispiels für eine Matrix, die aus der Implementierung einer zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur resultieren kann, wie etwa einer Matrix, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel aus 3 implementiert werden kann;
5 eine Tabelle/Matrix eines zweidimensionalen Signals, das durch eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur behandelt werden kann;
6 eine Tabelle/Matrix eines Beispiels der Anwendung eines eindimensionalen Pyramidenfilterkernels sowohl zeilen- als auch spaltenweise;
7 die Tabelle/Matrix aus 6 für k = 9;
8 eine Tabelle/Matrix des Ergebnisses der Anwendung eines eindimensionalen Pyramidenfilters auf die Zeilen einer zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix; und
9 eine Tabelle/Matrix des Ergebnisses der Anwendung eines eindimensionalen Pyramidenfilters auf die Spalten einer zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende genaue Beschreibung führt zahlreiche spezifische Einzelheiten, die dazu dienen, ein umfassendes Verständnis des beanspruchten Gegenstands der Erfindung zu vermitteln. Für den Fachmann auf dem Gebiet ist es jedoch verständlich, dass der beanspruchte Gegenstand der Erfindung auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurde auf die genaue Beschreibung allgemein bekannter Verfahrene, Prozeduren, Bauteile und Schaltungen verzichtet, um den Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, kann das Pyramidenfiltern, im Besonderen das symmetrische Pyramidenfiltern, in Verbindung mit Farbbildern oder der Farbbildverarbeitung eingesetzt werden, um das Bild zu zerlegen oder zu entrastern, wie zum Beispiel in Vordergrund- und Hintergrundbilder. Der beanspruchte Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist im Umfang zwar nicht auf diesen Aspekt beschränkt, wobei in diesem Zusammenhang jedoch Pyramidenfilterarchitekturen besonders wünschenswert sind, welche die Rechenkomplexität oder Verarbeitung und/oder die Hardwarekosten reduzieren. Besonders wünschenswert sind für gewöhnlich ebenso multipliziererfreie Implementierungen, das heißt Implementierungen, die keine speziellen Multiplikationen aufweisen, da sich derartige Implementierungen oder Ausführungsbeispiele kostengünstiger implementieren lassen als Ausführungsbeispiele, die Multipliziererschaltungen verwenden bzw. aufweisen.
Die Abbildung aus 2 veranschaulicht einen eindimensionalen Pyramidenfilter gemäß der detaillierten Beschreibung in der vorstehend genannten Patentanmeldung EP-A-1350224 mit dem Titel „Multiplierless Pyramid Filter" an T. Acharya, wobei der beanspruchte Umfang der Erfindung jedoch nicht auf diesen Umfang beschränkt ist. Das Ausführungsbeispiel 200 umfasst eine kombinierte multipliziererfreie, kaskadierte, symmetrische Pyramidenfilterarchitektur zur Erzeugung einer Mehrzahl gefilterter Ausgangssignalströme für eine Reihe oder eine Sequenz von Pyramidenfiltern verschiedener Ordnungen, wobei die Erzeugung der Ausgangssignalströme parallel erfolgt. In dem speziellen Ausführungsbeispiel wird ein gefiltert Ausgangssignalstrom bei jedem Taktzyklus für jeden Pyramidenfilter einer anderen zu implementierenden Ordnung erzeugt, wobei hier erneut darauf verwiesen wird, dass der beanspruchte Gegenstand der Erfindung im Umfang diesbezüglich nicht beschränkt ist. Dieses spezielle Ausführungsbeispiel ist nicht nur effizient in Bezug auf die Berechnungen, vielmehr liefert es auch gute Ergebnisse in Bezug auf den Durchsatz. Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, implementiert dieses spezielle Ausführungsbeispiel jedoch einen eindimensionalen Pyramidenfilter.
Die Abbildung aus 2 ist in Verbindung mit der speziellen Bezeichnung verständlich. Zum Beispiel kann ein Eingangsquellensignal X wie folgt bezeichnet sein:
X = (x₀, x₁, ..., x_i-2, x_i-1, x_i, x_i+1, x_i+2, ...)
Bei der digitalen oder diskreten Signalverarbeitung kann das Filtern als eine Faltung ⊗ des Eingangssignals X ausgedrückt werden, und mit einem Filter F, bei dem es sich in diesem Zusammenhang um einen digitalen Filter mit begrenzter Länge handelt, der hierin als Filter mit begrenztem Ansprechverhalten bezeichnet wird (FIR). Der gefilterte Ausgangssignalstrom ist somit wie folgt gegeben: Y = X ⊗ F
Wie dies vorstehend im Text beschrieben worden ist, verwendet das spezielle Ausführungsbeispiel aus 2 Pyramidenfilter. Diese Filter werden für gewöhnlich unter Verwendung digitaler Filter mit Längen ungerader Ordnungen implementiert, wie zum Beispiel 3, 5, 7, 9, etc. Ungerade Ordnungen können in diesem Zusammenhang in der Form 2N – 1 ausgedrückt werden, wobei N zum Beispiel eine positive ganze Zahl größer zwei ist. Einige Beispiele derartiger digitaler Filter lauten wie folgt:
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)
F_M = (1, 2, 3, ..., N, ..., 3, 2, 1) (wobei in diesem Zusammenhang M = 2N – 1 gilt)
In Bezug auf die vorstehenden Filter können die gefilterten Ausgangssignale oder Ausgangssignalströme wie folgt ausgedrückt werden:
B³ = X ⊗ F₃ = (b₀ ³, b₁ ³, ..., b_i-1 ³, b_i ³, b_i+1 ³, ...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F₃
B⁵ = X ⊗ F₅ = (b₀ ⁵, b₁ ⁵, ..., b_i-1 ⁵, b_i ⁵, b_i+1 ⁵, ...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F₅
B⁷ = X ⊗ F₇ = (b₀ ⁷, b₁ ⁷, ..., b_i-1 ⁷, b_i ⁷, b_i+1 ⁷, ...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F₇
B⁹ = X ⊗ F₉ = (b₀ ⁹, b₁ ⁹, ..., b_i-1 ⁹, b_i ⁹, b_i+1 ⁹, ...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F₉
...
B^M = X ⊗ F_M = (b₀ ^M, b₁ ^M, ..., b_i-1 ^M, b_i ^M, b_i+1 ^M, ...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F_M
Eine alternative Möglichkeit für die empirische Darstellung der gefilterten Ausgangssignalmuster lautet wie folgt:
b_i ³ = x_i-1 + 2x_i + x_i+1
b_i ⁵ = x_i-2 + 2x_i-1 + 3x_i + 2x_i+1 + x_i+2
b_i ⁷ = x_i-3 + 2x_i-2 + 3x_i-1 + 4x_i + 3x_i+1 + 2x_i+2 + x_i+3
b_i ⁹ = x_i-4 + 2x_i-3 + 3x_i-2 + 4x_i-1 + 5x_i + 4x_i+1 + 3x_i+2 + 2x_i+3 + x_i+4
Durch das Hinzufügen von den in diesem Zusammenhang genannten Zustandsvariablen können die vorstehenden Ausdrücke wie folgt anders ausgedrückt werden:
b_i ³ = X_i + S_i ³, mit S_i ³ = x_i-1 + x_i + x_i+1
b_i ⁵ = b_i ³ + S_i ⁵, mit S_i ⁵ = x_i-2 + x_i-1 + x_i + x_i+1 + x_i+2
b_i ⁷ = b_i ⁵ + S_i ⁷, mit S_i ⁷ = x_i-3 + x_i-2 + x_i-1 + x_i + x_i+1 + x_i+2 + x_i+3
b_i ⁹ = b_i ⁷ + S_i ⁹, mit S_i ⁹ = x_i-4 + x_i-3 + x_i-2 + x_i-1 + x_i + x_i+1 + x_i+2 + x_i+3 + x_i+4
Der gewünschte Pyramidenfilter kann somit wie folgt ausgedrückt werden:
B³ = X + S₃, mit S₃ = (S₀ ³, S₁ ³, S₂ ³, ..., S_i-1 ³, S_i ³, S_i+1 ³, ...)
B⁵ = B³ + S₅, mit S₃ = (S₀ ⁵, S₁ ⁵, S₂ ⁵, ..., S_i-1 ⁵, S_i ⁵, S_i+1 ⁵, ...)
B⁷ = B⁵ + S₇, mit S₇ = (S₀ ⁷, S₁ ⁷, S₂ ⁷, ..., S_i-1 ⁷, S_i ⁷, S_i+1 ⁷, ...)
B⁹ = B⁷ + S₉, mit S₉ = (S₀ ⁹, S₁ ⁹, S₂ ⁹, ..., S_i-1 ⁹, S⁹, S_i+1 ⁹, ...)
Eine Studie der Abbildung aus 2 veranschaulicht, dass die berechneten Ausgangssignalströme B₃, B₅, B₇, B₉, etc. der Pyramidenfilter aus 2 durch das veranschaulichte Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
Die vorstehende Beschreibung der Pyramidenfilter erfolgt im Zusammenhang mit dem eindimensionalen Filtern; zumindest teilweise aufgrund der symmetrischen Beschaffenheit dieser Filter ist es jedoch möglich, das zweidimensionale Pyramidenfiltern zu implementieren, an Stelle der eindimensionalen zeilen- und spaltenweisen Vorgehensweise, welche zusätzliche Berechnungsschritte einsetzt. Bei einer eindimensionalen Darstellung des k-Tap-Pyramidenfilters mit
kann der entsprechende zweidimensionale Pyramidenfilter F_k×k gemäß der Abbildung aus 6 abgeleitet werden. Die Abbildung aus 7 zeigt den zweidimensionalen Pyramidenfilterkernel für k = 9. In der Annahme eines zweidimensionalen Eingangssignals, wie z.B. von Signalabtastwerten, der in der Abbildung aus 5 dargestellten Form, zeigt die Abbildung aus 4 eine Tabelle, die eine Matrix veranschaulicht, die resultieren kann, wobei es sich hierbei um eine zweidimensional gefilterte Signalabtastausgangsmatrix P^k×k handelt, wobei die zweidimensionale Eingangssignalabtastmatrix unter Verwendung des zweidimensionalen Pyramidenfilterkernels F^k×k' gefiltert wird.
Die in der Abbildung aus 8 dargestellte Matrix kann das Ergebnis der Anwendung eines eindimensionalen k-Tap-Pyramidenfilters in jeder Zeile der zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix sein, und die in der Abbildung aus 9 dargestellte Matrix kann das Ergebnis der Anwendung eines eindimensionalen k-Tap-Pyramidenfilters in jeder Spalte der zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix sein. Die Matrix aus 4 kann das Ergebnis der Anwendung des zweidimensionalen Tap-Filters (k × k) auf die zweidimensionale Eingangssignalabtastmatrix sein, oder alternativ das Ergebnis der zeilenweisen Anwendung des eindimensionalen k-Tap-Pyramidenfilters gefolgt durch die spaltenweise Anwendung. Die Anwendung dieses Ansatzes für die Erzeugung gefilterter Signalabtastausgaben P^1×3, P^3×1 und P^3×3 erzeugt die folgenden Beziehungen:
P 1×3 / i,j = s_i-1,j + 2s_i,j + s_i,j+1
P 3×1 / i,j = s_i-1,j + 2s_i,j + s_i+1,j
P 3×3 / i,j = s_i-1,j-1 + 2s_i-1,j + s_i-1,j+1 + 2s_i,j-1 + 4s_i,j + 2s_i,j+1 + s_i+1,j-1 + 2s_i+1,j + s_i+1,j+1
In ähnlicher Weise erzeugt die Erzeugung der gefilterten Signalabtastausgaben P^1×5, P^5×1 und P^5×5 die folgenden Beziehungen:
P 5×1 / i,j = s_i-2,j + 2s_i-1,j + 3s_i,j + 2s_i+1,j + s_i+2,j
P 1×5 / i,j = s_i,j-2 + 2s_i,j-1 + 3s_i,j + 2s_i,j+1 + s_i,j+2
P 5×5 / i,j = (s_i-2,j-2 + 2s_i-2,j-1 + 3s_i-2,j + 2s_i-2,j+1 + s_i-2,j+2) + (2s_i-1,j-2 + 4s_i-1,j-1 + 6s_i-1,j + 4s_i-1,j+1 + 2s_i-1,j+2) + (3s_i,j-2 + 6s_i,j-1 + 9s_i,j + 6s_i,j+1 + 3s_i,j+2) + (2s_i+1,j-2 + 4s_i+1,j-1 + 6s_i+1,j + 4s_i+1,j+1 + 2s_i+1,j+2) + (s_i+2,j-2 + 2s_i+2,j-1 + 3s_i+2,j + 2s_i+2,j+1 + s_i+2,j+2)
Eine mathematische Manipulation dieser Gleichungen liefert das folgende Ergebnis: P5×5i,j = (P5×1i,j + P1×5i,j ) + (P3×3i-1,j-1 + P3×3i-1,j+1 + P3×3i+1,j-1 + P3×3i+1,j+1 ) – si,j
Die vorstehende Gleichung [1] veranschaulicht, dass eine direkte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der Ordnung 2N – 1, in diesem Fall mit N gleich drei, potenziell implementiert werden kann unter Verwendung von entweder vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern der Ordnung [2(N – 1) – 1] oder eines zweidimensionalen Pyramidenfilters der Ordnung [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 und zwei eindimensionalen Pyramidenfiltern der Ordnung 2N – 1, die in dem vorliegenden Beispiel zeilen- und spaltenweise angewandt werden. Die Abbildung aus 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels, wobei der beanspruchte Gegenstand der Erfindung natürlich nicht auf diese spezielle Implementierung bzw. dieses spezielle Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Zum Beispiel müssen die Ausgangssignalabtastwerte, die denen entsprechen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der Ordnung 2(N – 1) – 1 erzeugt werden, in diesem Fall der Dritten Ordnung mit N gleich drei, nicht unbedingt durch zweidimensionale Pyramidenfilter erzeugt werden. In nur einem Beispiel können die Ausgangssignale unter Verwendung eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden. Ein derartiger Filter ist in der Abbildung aus 2 dargestellt, wobei auch hier wiederum zusätzliche Ansätze eingesetzt werden können, um die Ausgangsignale für die in der Abbildung aus 3 dargestellte Architektur zu erzeugen.
Die Abbildung aus 3 veranschaulicht eine integrierte Schaltung (IC als englische Abkürzung von Integrated Circuit) 300, wobei alternative Ausführungsbeispiele natürlich nicht unbedingt auf einem einzigen integrierten Schaltungschip implementiert werden müssen. Die IC 300 weist eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur einer Ordnung 2N – 1 auf, wobei N eine positive ganze Zahl größer zwei und in diesem Fall gleich drei darstellt. Diese zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der Ordnung 2N – 1, in diesem Fall der fünften Ordnung, ist im Betrieb in der Lage bei entsprechenden Taktzyklen zumindest das Folgende zu erzeugen. Erzeugt werden pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zwei eindimensionale Pyramidenfilter der Ordnung 2N – 1 erzeugt werden, in diesem Beispiel erneut fünfter Ordnung, mit N gleich drei, 330 und 340 aus 3. Ferner werden pyramidengefilterte Ausgangssignale erzeugt, die den Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der Ordnung [2(N – 1) – 1] oder in diesem Fall dritter Ordnung erzeugt werden, mit N gleich drei, und zwar unter Verwendung der Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1. Diese Ausgangssignale werden durch den Addierer 310 (englisch Adder) aus 3 addiert. In ähnlicher Weise werden die entsprechenden Ausgangsignale dieser zweidimensionalen Implementierung der Pyramidenfilterarchitektur in der Implementierung aus 3, zum Beispiel die Ausgangssignale 310, 330 und 340 an entsprechenden Taktzyklen der zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur durch den Addierer 320 aus 3 summiert. Natürlich zeigt die Abbildung aus 3 nur ein mögliches Beispiel einer Implementierung, und der beanspruchte Gegenstand der Erfindung ist nicht auf den Umfang oder eine andere spezielle Implementierung beschränkt.
N ist zum Beispiel nicht auf drei beschränkt. In ähnlicher Weise sind die pyramidengefilterten Ausgangssignale, die den durch einen zweidimensionalen Pyramidenfilter erzeugten Ausgangssignalen entsprechen, nicht auf die Implementierung durch eindimensionale Pyramidenfilter oder zweidimensionale Pyramidenfilter beschränkt.
Wenn gemäß den vorstehenden Ausführungen eindimensionale Filter eingesetzt werden, so sind die Filter in ähnlicher Weise nicht auf den Implementierungsansatz beschränkt, der in der vorstehend genannten Patentanmeldung EP-A-1350224 mit dem Titel "Multiplierless Pyramid Filter" an Tinku Acharya beschrieben ist. Zum Beispiel können auch andere eindimensionale Pyramidenfilter als multipliziererfreie Pyramidenfilter eingesetzt werden. Abhängig von der Implementierung können derartige Pyramidenfilter ferner auch in einer anderen Anzahl eingesetzt werden, und wobei auch andere Ordnungen dieser Pyramidenfilter eingesetzt werden können. Zum Beispiel können die Ausgangssignale auf eine Art und Weise verknüpft bzw. kombiniert oder verarbeitet werden, so dass pyramidengefilterte Ausgangssignale erzeugt werden die Pyramidenfiltern einer anderen Anzahl, Größe oder Ordnung entsprechen.
Es ist offensichtlich, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele und Implementierungen beschränkt ist. Zum Beispiel kann ein Ausführungsbeispiel in Hardware ausgeführt sein, während ein anderes Ausführungsbeispiel eine Softwareausführung aufweist. Ebenso kann es sich bei einem Ausführungsbeispiel um eine Firmwareausführung handeln sowie um jede Kombination aus Hardware, Software bzw. Firmware. Ein Ausführungsbeispiel kann ferner einen Gegenstand umfassen, wie etwa ein Speichermedium, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung diesbezüglich beschränkt ist. Auf einem derartigen Speichermedium, wie zum Beispiel einer CD-ROM oder einer Diskette bzw. Disk, können Anweisungen gespeichert sein, die bei einer Ausführung durch ein System, wie etwa ein Computersystem oder eine Plattform oder ein Bildverarbeitungssystem, zum Beispiel zu der Ausführung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens führen, wie etwa eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Filtern oder Verarbeiten eines Bilds oder von Videoinformationen, wie dies etwa vorstehend im Text beschrieben worden ist. Eine Bildverarbeitungsplattform oder ein Bildverarbeitungssystem kann zum Beispiel eine Bildverarbeitungseinheit, eine Video- oder Bildeingabe-Ausgabevorrichtung und/oder einen Speicher aufweisen.
Vorstehend wurden bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und beschrieben, wobei für den Fachmann zahlreiche Modifikationen, Ersetzungen, Abänderungen und Äquivalente ersichtlich sind. Beabsichtigt ist somit die Abdeckung all dieser Modifikationen und Abänderungen durch die anhängigen Ansprüche.

Claims

Integrierte Schaltung, die folgendes umfasst: eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur einer Ordnung 2N – 1, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer ist als zwei; wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur einer Ordnung 2N – 1 im Betrieb in der Lage ist, bei entsprechenden Taktzyklen zumindest folgendes zu erzeugen: pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zwei eindimensionale Pyramidenfilter einer Ordnung 2N – 1 erzeugt werden; und pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden; wobei die entsprechenden Ausgangssignale in der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur an entsprechenden Taktzyklen der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur summiert werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei N gleich drei ist; und wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb an entsprechenden Taktzyklen die pyramidengefilterten Ausgangssignale erzeugen kann, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der dritten Ordnung unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 erzeugt werden, wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, wobei die genannten eindimensionalen Pyramidenfilter eine Sequenz skalierbarer, kaskadierter, multipliziererfreier Operationseinheiten umfassen, wobei jede der genannten Operationseinheiten in der Lage ist, einen pyramidengefilterten Ausgangssignalabtaststrom einer anderen Ordnung zu erzeugen.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, wobei die genannten eindimensionalen Pyramidenfilter andere als eindimensionale multipliziererfreie Pyramidenfilter umfassen.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb an entsprechenden Taktzyklen die pyramidengefilterten Ausgangssignale erzeugen kann, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der dritten Ordnung unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 erzeugt werden, wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden, die durch acht eindimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, wobei von den acht eindimensionalen Pyramidenfilter der dritten Ordnung vier zeilenweise und vier spaltenweise eingesetzt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb an entsprechenden Taktzyklen die pyramidengefilterten Ausgangssignale erzeugen kann; die Ausgangssignalen entsprechen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden, wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden, die durch acht eindimensionale, multipliziererfreie Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 7, wobei von den acht eindimensionalen Pyramidenfilter der dritten Ordnung vier zeilenweise und vier spaltenweise eingesetzt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 2, wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb an entsprechenden Taktzyklen die pyramidengefilterten Ausgangssignale erzeugen kann, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden, wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden, die durch andere als eindimensionale, multipliziererfreie Pyramidenfilter erzeugt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei N gleich drei ist; wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb in der Lage ist, an entsprechenden Taktzyklen mindestens folgendes zu erzeugen: Ausgangssignale, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden.
Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der fünften Ordnung im Betrieb an entsprechenden Taktzyklen die pyramidengefilterten Ausgangssignale erzeugen kann, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden, wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale durch andere zweidimensionale Pyramidenfilter als vier zweidimensionale Pyramidenfilter erzeugt werden.
Verfahren zum Filtern eines Bildes unter Verwendung einer zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur der Ordnung 2N – 1, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer ist als zwei, wobei das genannte Verfahren folgendes umfasst: Summieren des Folgenden an entsprechenden Taktzyklen der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur: pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zwei eindimensionale Pyramidenfilter einer Ordnung 2N – 1 erzeugt werden; und pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei N gleich drei ist: wobei pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden, Ausgangssignale umfassen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei N gleich drei ist; und wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der dritten Ordnung unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 erzeugt werden, pyramidengefilterte Ausgangssignale umfassen, die durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden.
Speichermedium mit darauf gespeicherten Anweisungen, die, wenn sie ausgeführt werden, zum Filtern eines Bilds unter Verwendung einer zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur der Ordnung 2N – 1 führen, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer ist als zwei, gekennzeichnet durch: Summieren des Folgenden an entsprechenden Taktzyklen der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur: pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zwei eindimensionale Pyramidenfilter einer Ordnung 2N – 1 erzeugt werden; und pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden.
Speichermedium nach Anspruch 15, wobei N gleich drei ist; und wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der dritten Ordnung unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 erzeugt werden, pyramidengefilterte Ausgangssignale umfassen, die durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden.
Speichermedium nach Anspruch 16, wobei die genannten eindimensionalen Pyramidenfilter eine Sequenz skalierbarer, kaskadierter, multipliziererfreier Operationseinheiten umfassen, wobei jede der genannten Operationseinheiten in der Lage ist, einen pyramidengefilterten Ausgangssignalabtaststrom einer anderen Ordnung zu erzeugen.
Bildverarbeitungssystem, das folgendes umfasst: eine Bildverarbeitungseinheit zum Filtern gescannter Farbbilder; wobei die genannte Bildverarbeitungseinheit mindestens eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur aufweist; wobei die genannte mindestens eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur folgendes umfasst: eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur einer Ordnung 2N – 1, wobei N eine positive ganze Zahl darstellt, die größer ist als zwei; wobei die genannte zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur einer Ordnung 2N – 1 im Betrieb in der Lage ist, bei entsprechenden Taktzyklen zumindest folgendes zu erzeugen: pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zwei eindimensionale Pyramidenfilter einer Ordnung 2N – 1 erzeugt werden; und pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden; wobei die entsprechenden Ausgangssignale in der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur an entsprechenden Taktzyklen der genannten zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur summiert werden.
System nach Anspruch 18, wobei N gleich drei ist: wobei pyramidengefilterte Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder von vier zweidimensionalen Pyramidenfiltern oder einem zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnungen [2(N – 1) – 1] unter Verwendung von Signalabtastmatrizen der Ordnung [2(N – 1) – 1] erzeugt werden, Ausgangssignale umfassen, die durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter der dritten Ordnung erzeugt werden.
System nach Anspruch 18, wobei N gleich drei ist; und wobei die pyramidengefilterten Ausgangssignale, die Ausgangssignalen entsprechen, die entweder durch vier zweidimensionale Pyramidenfilter oder eine zweidimensionale Pyramide der dritten Ordnung unter Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 3×3 / i-1,j-1 + P 3×3 / i-1,j+1 + P 3×3 / i+1,j-1 + P 3×3 / i+1,j+1 erzeugt werden, pyramidengefilterte Ausgangssignale umfassen, die durch eine Mehrzahl eindimensionaler Pyramidenfilter erzeugt werden.
System nach Anspruch 20, wobei die genannten eindimensionalen Pyramidenfilter eine Sequenz skalierbarer, kaskadierter, multipliziererfreier Operationseinheiten umfassen, wobei jede der genannten Operationseinheiten in der Lage ist, einen pyramidengefilterten Ausgangssignalabtaststrom einer anderen Ordnung zu erzeugen.