一种图像滤波装置、系统及方法制造方法及图纸

技术编号:18427486 阅读:10 留言:0更新日期:2018-07-12 02:15
本发明专利技术实施例公开了一种图像滤波装置、系统及方法,实现通过结构简单的硬件实现对图像进行线性滤波的目的。其中,所述装置包括:至少M个电阻元件,用于将图像信号进行加权求和,得到滤波信号;M为图像信号的个数;图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来,局部图像信息包括待处理像素点的原始像素值以及待处理像素点的邻域像素点的像素值,图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配,滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理,至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配,滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。

【技术实现步骤摘要】
一种图像滤波装置、系统及方法
本专利技术涉及图像处理领域,特别是涉及一种图像滤波装置、系统及方法。
技术介绍
图像滤波是图像预处理中非常重要的技术,用于提高图像的质量,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。通过应用图像滤波技术可以实现的目的有很多,例如用于降低图像的噪声、锐化图像、检测图像边缘等。线性滤波是图像滤波最基本的方法,基本原理为:对于二维图像的每一个像素点,计算该像素点的像素值及其邻域像素点的像素值分别与卷积核的对应元素的乘积,然后将这些乘积加起来,作为该像素点的像素值。若要实现不同的图像滤波目的,改变所述卷积核即可。举个例子,参见图1,假设卷积核是一个3*3的矩阵,即原始二维图像f(x,y)中从上到下第二排、从左到右第二列像素点f(2,2)的原始像素值为1,由该像素点以及其邻域像素点构成的3*3矩阵为将该矩阵与卷积核对位相乘相加得到该像素点的处理后的像素值,即f(2,2)=4×0+0×0+0×0+0×0+0×1+0×1+0×0+0×1+(-4)×2=-8。原始二维图像的每个像素点都类似处理,最后得到滤波后的二维图像。由于线性滤波需要对每个像素点都进行对位相乘再求和的计算,当原始二维图像分辨率较高时,运算量较大,效率较低。为了解决这个问题,现有技术采用FIR(FiniteImpulseResponse,有限长单位冲激响应)滤波器来达到对图像进行线性滤波的目的。参见图2,该图为典型的FIR滤波器的结构示意图,所述FIR滤波器包括延迟器、乘法器和加法器。在该图中,X(n)为原始图像的像素输入序列,y(n)为滤波后图像的像素输出序列,h(0)、h(1)、h(2)…h(n)为卷积核的各个数值。为了达到与卷积核对位相乘再求和的目的,所述像素输入序列的各个像素值与卷积核的各个数值对应。现有技术通过延迟器、乘法器和加法器这些硬件来实现图像滤波的目的,相对于采用软件计算的方式,有效提高了滤波效率。
技术实现思路
现有技术采用FIR滤波器虽然能够实现对图像进行线性滤波的目的,且运算速率较高,但硬件结构复杂。为了解决上述技术问题,本专利技术实施例提供了一种图像滤波装置、系统及方法,实现通过结构简单的硬件对图像进行线性滤波的目的。本专利技术实施例提供了一种图像滤波装置,所述装置包括:至少M个电阻元件,用于将图像信号进行加权求和,得到滤波信号;所述M为图像信号的个数;所述图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来,所述局部图像信息包括所述待处理像素点的原始像素值以及所述待处理像素点的邻域像素点的像素值,所述图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配,所述滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理,所述至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配,所述滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。可选的,所述至少M个电阻元件的正极分别用于接收与各自对应的图像信号,所述至少M个电阻元件的负极耦合在一起,以输出所述滤波信号。可选的,所述至少M个电阻元件包括第一电阻元件、第二电阻元件和其他电阻元件,所述第一电阻元件的正极接收的图像信号与所述第二电阻元件的正极接收的图像信号为同一个图像信号;所述装置还包括:减法单元,用于将流经第一电阻元件的图像信号与流经第二电阻元件的图像信号相减。可选的,所述减法单元的第一输入端连接所述第一电阻元件的负极,所述减法单元的第二输入端连接所述第二电阻元件的负极,所述减法单元的输出端与其他电阻元件的负极耦合在一起,以输出所述滤波信号。可选的,所述减法单元的第一输入端连接所述第一电阻元件的负极和所述其他电阻元件的负极,所述减法单元的第二输入端连接所述第二电阻元件的负极,所述减法单元的输出端输出所述滤波信号。可选的,所述装置还包括:电压获取单元,用于获取所述滤波信号的电压。可选的,所述电压获取单元包括:与耦合在一起的所述至少M个电阻元件的负极连接的电阻,所述电阻的阻值根据所述滤波卷积核以及所述至少M个电阻元件的阻值得到。可选的,所述电阻元件包括:固定电阻和/或可变电阻。可选的,所述可变电阻包括:忆阻器、滑动变阻器和/或光敏电阻。本专利技术实施例还提供了一种图像滤波系统,所述系统包括所述图像滤波装置、图像信号生成单元以及图像获取单元;所述图像生成单元与所述图像滤波装置连接,所述图像滤波装置与所述图像获取单元连接;所述图像信号生成单元,用于获取所述待处理图像,并将所述待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息转换为所述图像信号;所述图像获取单元,用于对所述滤波信号进行模数转换,得到所述待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。可选的,若所述至少M个电阻元件包括可变电阻,则所述系统还包括:阻值调节单元,用于根据环境感知结果和/或所述滤波后图像的滤波效果调节所述可变电阻的阻值。可选的,所述系统还包括:光线亮度获取单元,用于获取第一目标对象的周围环境的光线亮度;所述阻值调节单元,具体用于根据所述光线亮度调节所述可变电阻的阻值,以使所述滤波后图像的亮度与所述周围环境的光线亮度相适应。可选的,所述阻值调节单元,具体用于:若所述光线亮度小于或等于阈值,则降低所述可变电阻的阻值。可选的,所述系统还包括:运动状态获取单元,用于获取第二目标对象的运动状态;所述阻值调节单元,具体用于根据所述运动状态调节所述可变电阻的阻值,以使所述滤波后图像适应所述第二目标的运动状态。可选的,所述阻值调节单元,具体用于:调节所述可变电阻的阻值,以降低所述滤波后图像的噪声。可选的,所述阻值调节单元,具体用于:调节所述可变电阻的阻值,以锐化所述滤波后图像的边界。可选的,所述阻值调节单元,具体用于:调节所述可变电阻的阻值,以对所述待处理图像进行高斯滤波或均值滤波。本专利技术实施例还提供了一种图像滤波方法,所述方法包括:获取待处理图像,并将所述待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息进行数模转换,得到图像信号;所述局部图像信息包括所述待处理像素点的原始像素值以及所述待处理像素点的邻域像素点的像素值,所述图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配,所述滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理;将所述图像信号分别输入到对应的至少M个电阻元件中,以对所述图像信号进行加权求和,得到滤波信号,所述M为图像信号的个数,所述至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配;对所述滤波信号进行模数转换,得到所述待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。可选的,所述将所述图像信号分别输入到至少M个电阻元件中,以对所述图像信号进行加权求和包括:将所述图像信号分别输入到所述至少M个电阻元件的正极,并将所述至少M个电阻元件的负极输出的信号合并,以实现对所述图像信号进行加权求和。可选的,所述至少M个电阻元件包括第一电阻元件、第二电阻元件和其他电阻元件;所述图像信号包括第一图像信号和其他图像信号;所述将所述图像信号分别输入到至少M个电阻元件中包括:将所述第一图像信号分别输入到所述第一电阻元件的正极和所述第二电阻元件的正极,并将所述第一电阻元件的负极输出的信号与所述第二电阻元件的负极输出的信号作差,以实现对所述第一图像信号进行加权;将其他图像信号分别对应输本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种图像滤波装置,其特征在于,所述装置包括:至少M个电阻元件,用于将图像信号进行加权求和,得到滤波信号;所述M为图像信号的个数;所述图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来,所述局部图像信息包括所述待处理像素点的原始像素值以及所述待处理像素点的邻域像素点的像素值,所述图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配,所述滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理,所述至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配,所述滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像滤波装置,其特征在于,所述装置包括:至少M个电阻元件,用于将图像信号进行加权求和,得到滤波信号;所述M为图像信号的个数;所述图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来,所述局部图像信息包括所述待处理像素点的原始像素值以及所述待处理像素点的邻域像素点的像素值,所述图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配,所述滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理,所述至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配,所述滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述至少M个电阻元件的正极分别用于接收与各自对应的图像信号,所述至少M个电阻元件的负极耦合在一起,以输出所述滤波信号。3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述至少M个电阻元件包括第一电阻元件、第二电阻元件和其他电阻元件,所述第一电阻元件的正极接收的图像信号与所述第二电阻元件的正极接收的图像信号为同一个图像信号;所述装置还包括:减法单元,用于将流经第一电阻元件的图像信号与流经第二电阻元件的图像信号相减。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述减法单元的第一输入端连接所述第一电阻元件的负极,所述减法单元的第二输入端连接所述第二电阻元件的负极,所述减法单元的输出端与其他电阻元件的负极耦合在一起,以输出所述滤波信号。5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述减法单元的第一输入端连接所述第一电阻元件的负极和所述其他电阻元件的负极,所述减法单元的第二输入端连接所述第二电阻元件的负极,所述减法单元的输出端输出所述滤波信号。6.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:电压获取单元,用于获取所述滤波信号的电压。7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述电压获取单元包括:与耦合在一起的所述至少M个电阻元件的负极连接的电阻,所述电阻的阻值根据所述滤波卷积核以及所述至少M个电阻元件的阻值得到。8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电阻元件包括:固定电阻和/或可变电阻。9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述可变电阻包括:忆阻器、滑动变阻器和/或光敏电阻。10.一种图像滤波系统,其特征在于,所述系统包括如权利要求1至9任意一项所述的图像滤波装置、图像信号生成单元以及图像获取单元;所述图像生成单元与所述图像滤波装置连接,所述图像滤波装置与所述图像获取单元连接;所述图像信号生成单元,用于获取所述待处理图像,并将所述待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息转换为所述图像信号;所述图像获取单元,用于对所述滤波信号进行模数转换,得到所述待处理像素点的处理后像素值,从而得到滤波后图像。11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,若所述至少M个电阻元件包括可变电阻,则所述系统还包括:阻值调节单元,用于根据环境感知结果和/或所述滤波后图像的滤波效果调节所述可变电阻的阻值。12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:光线亮度获取单元,用于获取第一目标对象的周围环境的光线亮度;所述阻值调节单元,具体用于根据所述光线亮度调节所述可变电阻的阻值,以使所述滤波后图像的亮度与所述周围环境的光线亮度相适应。13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述阻值调节单元,具体用于:若所述光线亮度小于或等于阈值,则降低所述可变电阻的阻值。14.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:运动状态获取单元,用于获取第二目标对象的运动状态;所述阻值调节单元,具体用于根据所述运动状态调节所述可变电阻的阻值,以使所述滤波后图像适应所述第二目标的...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚春凤王明李德丰
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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