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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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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-1380107
mit dem Titel „Two-Dimensional
Pyramid Filter Architecture" und
EP-A-1350224 mit dem Titel „Multiplierless
Pyramid Filter" von
Tinku Acharya, die alle auf den Zessionar der vorliegenden Erfindung übertragen
sind.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Pyramidenfilter.
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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.
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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.
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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, wobei (1, 2, 3, 4, 3, 2, 1) den Koeffizienten für einen
FIR-Filter siebter Ordnung entsprechen, wobei (1, 2, 3, 4, 5, 4,
3, 2, 1) den Koeffizienten für
einen FIR-Filter neunter Ordnung entsprechen und so weiter.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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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:
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1 ein
Blockdiagramm eines brutalen Kraftansatzes zur Implementierung einer
mehrfachen Pyramidenfilterarchitektur mit begrenztem Ansprechen
auf einen Impuls (FIR);
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2 ein
Ausführungsbeispiel
eines eindimensionalen, multipliziererfreien Pyramidenfilters;
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3 ein
Ausführungsbeispiel
einer zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur;
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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;
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5 eine
Tabelle/Matrix eines zweidimensionalen Signals, das durch eine zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur
behandelt werden kann;
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6 eine
Tabelle/Matrix eines Beispiels der Anwendung eines eindimensionalen
Pyramidenfilterkernels sowohl zeilen- als auch spaltenweise;
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7 die
Tabelle/Matrix aus 6 für k = 9;
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8 eine
Tabelle/Matrix des Ergebnisses der Anwendung eines eindimensionalen
Pyramidenfilters auf die Zeilen einer zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix;
und
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9 eine
Tabelle/Matrix des Ergebnisses der Anwendung eines eindimensionalen
Pyramidenfilters auf die Spalten einer zweidimensionalen Eingangssignalabtastmatrix.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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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 Verfahren, Prozeduren,
Bauteile und Schaltungen verzichtet, um den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung nicht unnötig
zu verschleiern.
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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.
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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.
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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,
..., xi-2, xi-1,
xi, xi+1, xi+2, ...)
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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
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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)
...
FM = (1, 2, 3, ..., N, ..., 3, 2, 1) (wobei
in diesem Zusammenhang M = 2N – 1
gilt)
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In
Bezug auf die vorstehenden Filter können die gefilterten Ausgangssignale
oder Ausgangssignalströme
wie folgt ausgedrückt
werden:
B3 = X ⊗ F3 =
(b0 3, b1 3, ..., bi-1 3, bi 3,
bi+1 3, ...) Ergebnis des
Eingangssignals X gefiltert durch F3
B5 = X ⊗ F5 = (b0 5,
b1 5, ..., bi-1 5, bi 5, bi+1 5,
...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F5
B7 = X ⊗ F7 = (b0 7,
b1 7, ..., bi-1 7, bi 7, bi+1 7,
...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F7
B9 = X ⊗ F9 = (b0 9,
b1 9, ..., bi-1 9, bi 9, bi+1 9,
...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch F9
...
BM = X ⊗ FM = (b0 M,
b1 M, ..., bi-1 M, bi M, bi+1 M,
...) Ergebnis des Eingangssignals X gefiltert durch FM
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Eine
alternative Möglichkeit
für die
empirische Darstellung der gefilterten Ausgangssignalmuster lautet
wie folgt:
bi 3 =
xi-1 + 2xi + xi+1
bi 5 = xi-2 + 2xi-1 + 3xi + 2xi+1 + xi+2
bi 7 = xi-3 +
2xi-2 + 3xi-1 +
4xi + 3xi+1 + 2xi+2 + xi+3
bi 9 = xi-4 +
2xi-3 + 3xi-2 +
4xi-1 + 5xi + 4xi+1 +3xi+2 + 2xi+3 + xi+4
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Durch
das Hinzufügen
von den in diesem Zusammenhang genannten Zustandsvariablen können die
vorstehenden Ausdrücke
wie folgt anders ausgedrückt
werden:
bi 3 =
xi + si 3,
mit si 3 = xi-1 + xi + xi+1
bi 5 = bi 3 +
si 5, mit si 5 = xi-2 +
xi-1 + xi + xi+1 + xi+2
bi 7 = bi 5 + si 7,
mit si 7 = xi-3 + xi-2 + xi-1 + xi + xi+1 + xi+2 + xi+3
bi 9 = bi 7 +
si 9, mit si 9 = xi-4 +
xi-3 + xi-2 + xi-1 + xi + xi+1 + xi+2 + xi+3 + xi+4
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Der
gewünschte
Pyramidenfilter kann somit wie folgt ausgedrückt werden:
B3 =
X + S3, mit S3 =
(s0 3, s1 3, s2 3,
..., si-1 3, si 3, si+1 3, ...)
B5 =
B3 + S5, mit S3 = (s0 5,
s1 5, s2 5, ..., si-1 5, si 5,
si+1 5, ...)
B7 = B5 + S7, mit S7 = (s0 7, s1 7, s2 7,
..., si-1 7, si 7, si+1 7, ...)
B9 =
B7 + S9, mit S9 = (s0 9,
s1 9, s2 9, ..., si-1 9, s9, si+1 9, ...)
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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.
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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 F
k = [ 1
2 3 ...
... 3 2 1] 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.
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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 P1×3,
P3×1 und P3×3 erzeugt
die folgenden Beziehungen:
P 1×3 / i,j = si,j-1 +
2si,j + si,j+1
P 3×1 / i,j =
si-1,j, + 2si,j +
si+1,j
P 3×3 / i,j = si-1,j-1 +
2si-1,j + si-1,j+1 +
2si,j-1+ 4si,j +
2si,j+1 + si+1,j-1 +
2si+1,j + si+1,j+1
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In ähnlicher
Weise erzeugt die Erzeugung der gefilterten Signalabtastausgaben
P1×5,
P5×1 und P5×5 die
folgenden Beziehungen:
P 5×1 / i,j = si-2,j +
2si-1,j + 3si,j +
2si+1,j, + si+2,j
P 1×5 / i,j =
si,j-2 + 2si,j-1 +
3si,j + 2si,j+1 +
si,j+2
P 5×5 / i,j = si-2,j-2 +
2si-2,j-1 + 3si-2,j +
2si-2,j+1 + si-2,j+2)
+ (2si-1,j-2 + 4si-1,j-1 +
6si-1,j + 4si-1,j+1 +
2si-1,j+2) + (3si,j-2 +
6si,j-1 + 9si,j +
6si,j+1 + 3si,j+2)
+ (2si+1,j-2 + 4si+1,j-1 +
6si+1,j + 4si+1,j+1 + 2si+1,j+2) + (si+2,j-2 +
2si+2,j-1 + 3si+2,j +
2si+2,j+1 + si+2,j+2)
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In ähnlicher
Weise erzeugt die Erzeugung der gefilterten Signalabtastausgaben
P7×1,
P1×7 und P7×7 die
folgenden Beziehungen:
P 7×1 / i,j = si-3,j +
2si-2,j + 3si-1,j +
4si,j + 3si+1,j +
2si+2,j + si+3,j
P 1×7 / i,j =
si,j-3 + 2si,j-2 +
3si,j-1 + 4si,j +
3si,j+1 + 2si,j+2 +
si,j+3
P 7×7 / i,j = (si-3,j-3 +
2si-3,j-2 + 3si-3,j-1 +
4si-3,j + 3si-3,j+1 +
2si-3,j+2 + si-3,j+3)
+ (2si-2,j-3 + 4si-2,j-2 +
6si-2,j-1 + 8si-2,j +
6si-2,j+1 + 4si-2,j+2 +
2si-2,j+3) + (3si-1,j-3 +
6si-1,j-2 + 9si-1,j-1 +
12si-1,j + 9si-1,j+1 +
6si-1,j+2 + 3si-1,j+3)
+ (4si,j-3 + 8si,j-2 +
12si,j-1 + 16si,j +
12si,j+1 + 8si,j+2 +
4si,j+3) + (3si+1,j-3 +
6si+1,j-2 + 9si+1,j-1 +
12si+1,j + 9si+1,j+1 +
6si+1,j+2 + 3si+1,j+3)
+ (2si+2,j-3 + 4si+2,j-2 +
6si+2,j-1 + 8si+2,j +
6si+2,j+1 + 4si+2,j+2 +
2si+2,j+3) + (si+3,j-3 +
2si+3,j-2 + 3si+3,j-1 +
4si+3,j + 3si+3,j+1 +
2si+3,j+2 + si+3,j+3)
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Ferner
Weise erzeugt die Erzeugung der gefilterten Signalabtastausgaben
P9×1,
P1×9 und
P9×9 die folgenden
Beziehungen:
P 9×1 / i,j = si-4,j + 2si-3,j + 3si-2,j +
4si-1,j + 5si,j +
4si+1,j + 3si+2,j +
2si+3,j + si+4,j
P 1×9 / i,j =
si,j-4 + 2si,j-3 +
3si,j-2 + 4si,j-1 +
5si,j + 4si,j+1 +
3si,j+2 + 2si,j+3 +
si,j+4
P 9×9 / i,j = (si-4,j-4 +
2si-4,j-3 + 3si-4,j-2 +
4si-4,j-1 + 5si-4,j +
4si-4,j+1 + 3si-4,j+2 +
2si-4,j+3 + si-4,j+4)
+ (2si-3,j-4 + 4si-3,j-3 +
6si-3,j-2 + 8si-3,j-1 +
10si-3,j + 8si-3,j+1 +
6si-3,j+2 + 4si-3,j+3 +
2si-3,j+4) + (3si-2,j-4 +
6si-2,j-3 + 9si-2,j-2 +
12si-2,j-1 + 15si-2,j +
12si-2,j+1 + 9si-2,j+2 +
6si-2,j+3 + 3si-2,j+4)
+ (4si-1,j-4 + 8si-1,j-3 +
12si-1,j-2 + 16si-1,j-1 +
20si-1,j + 16si-1,j+1 +
12si-1,j+2 + 8si-1,j+3 +
4si-1,j+4) + (5si,j-4 +
10si,j-3 + 15si,j-2 +
20si,j-1 + 25si,j +
20si,j+1 + 15si,j+2 +
10si,j+3 + 5si,j+4)
+ (4si+1,j-4 + 8si+1,j-3 +
12si+1,j-2 + 16si+1,j-1 +
20si+1,j + 16si+1,j+1 +
12si+1,j+2 + 8si+1,j+3 + 4si+1,j+4) + (3si+2,j-4 +
6si+2,j-3 + 9si+2,j-2 +
12si+2,j-1 + 15si+2,j +
12si+2,j+1 + 9si+2,j+2 +
6si+2,j+3 + 3si+2,j+4)
+ (2si+3,j-4 + 4si+3,j-3 +
6si+3,j-2 + 8si+3,j-1 +
10si+3,j + 8si+3,j+1 +
6si+3,j+2 + 4si+3,j+3 +
2si+3,j+4) + (si+4,j-4 +
2si+4,j-3 + 3si+4,j-2 +
4si+1,j-1 + 5si+4,j +
4si+4,j+1 + 3si+4,j+2 +
2si+4,j+3 + si+4,j+4)
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Eine
mathematische Manipulation dieser Gleichungen liefert das folgende
Ergebnis: P9×1i,j = (P7×7i-1,j-1 + P7×7i-1,j+1 + P7×7i+1,j-1 + P7×7i+1,j+1 ) – (P9×1i,j-2 + 2P9×1i,j-1 + P9×1i,j +
2P9×1i,j+1 + P9×1i,j+2 )
– (P1×9i-2,j +
2P1×9i-1,j + P1×9i,j + 2P1×9i+1,j + P1×9i+2,j ) – P5×5i,j +
2(P5×1i,j + P1×5i,j ) – 4si,j
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Die
vorstehende Gleichung [1] veranschaulicht, dass eine direkte zweidimensionale
Pyramidenfilterarchitektur der Ordnung 2N – 1, in diesem Fall mit N gleich
fünf, potenziell
implementiert werden kann unter Verwendung von entweder vier zweidimensionalen
Pyramidenfiltern der Ordnung [2(N – 1) – 1], das heißt sieben,
oder eines zweidimensionalen Pyramidenfilters der Ordnung [2(N – 1) – 1] unter
Verwendung von vier Signalabtastmatrizen P 7×7 / i-1,j-1, P 7×7 / i-1,j+1, P 7×7 / i+1,j-1, P 7×7 / i+1,j+1 und vier eindimensionalen
Pyramidenfiltern der Ordnung 2N – 1, in diesem Fall gleich
neun, die in dem vorliegenden Beispiel zeilen- und spaltenweise
angewandt werden. Sie verwendet ferner einen zweidimensionalen Pyramidenfilter
der Ordnung [2(N – 2) – 1], das
heißt
in diesem Fall fünfter
Ordnung, zur Erzeugung von P 5×5 / i,j, und zwei eindimensionale Pyramidenfilter
der Ordnung [2(N – 2) – 1], das heißt in diesem
Fall fünfter
Ordnung, um die zwei Signalabtastmatrizen P 5×1 / i,j + P 1×5 / i,j zu erzeugen. 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 siebten Ordnung mit N gleich fünf, und
auch die Ausgangssignalabtastwerte, die durch den zweidimensionalen
Pyramidenfilter der Ordnung 2(N – 2) – 1, in dem Fall der fünften Ordnung,
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.
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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 vier und in diesem Fall
gleich fünf
darstellt. Diese zweidimensionale Pyramidenfilterarchitektur der
Ordnung 2N – 1,
ist im Betrieb in der Lage bei entsprechenden Taktzyklen zumindest
das Folgende zu erzeugen. Erzeugt werden pyramidengefilterte Ausgangssignale,
die Ausgangssignalen entsprechen, die durch zehn eindimensionale
Pyramidenfilter der Ordnung 2N – 1
erzeugt werden, in diesem Beispiel neunter Ordnung, mit N gleich
fünf, 330, 332, 334, 340, 342, 344, 350, 352, 354 und 360 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 siebter Ordnung erzeugt werden; mit N gleich
fünf, und
zwar unter Verwendung der Signalabtastmatrizen P 7×7 / i-1,j-1, P 7×7 / i-1,j+1, P 7×7 / i+1,j-1, P 7×7 / i+1,j+1. Diese
Ausgangssignale werden durch den Addierer 310 (englisch
Adder) aus 3 addiert. Ferner werden pyramidengefilterte
Ausgangssignale erzeugt, die den Ausgangssignalen entsprechen, die
entweder durch einen zweidimensionalen Pyramidenfilter der Ordnung
[2(N – 2) – 1] oder
in diesem Fall fünfter
Ordnung erzeugt werden, mit N gleich fünf, und zwar unter Verwendung
der Signalabtastmatrix P 5×5 / i,j und eines zweidimensionalen Pyramidenfilters
der Ordnung 2(N – 2) – 1 unter
Verwendung der Signalmatrizen P 5×5 / i,j + P 1×5 / i,j. Diese drei Ausgangssignale
P 5×5 / i,j + P 5×5 / i,j + P 1×5 / i,j und das Eingangssignal sij 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 330, 332, 334, 340, 342, 344, 350, 352, 354 und 360 an
entsprechenden Taktzyklen der zweidimensionalen Pyramidenfilterarchitektur
durch die Addierer 370 und 375 aus 3 summiert.
Der Addierer 380 addiert die Ausgangssignale 310, 370, 375 und 390.
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.
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N
ist zum Beispiel nicht auf fünf
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" oder
in der vorstehend genannten Patentanmeldung EP-A-1415277 mit dem
Titel „Pyramid
Filter", beide 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.
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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.
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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.
