数据处理方法和设备技术

一种数据处理方法和设备，可以在对图像的滤波过程中提高处理效率。方法用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，待处理矩阵的子矩阵包括H组数据，每组数据包括W个滑窗，每个滑窗具有N个数据，系数矩阵包括H组系数，每组系数包括W个系数；方法包括：读取并寄存子矩阵中的第i组数据；读取并寄存系数矩阵中的第i组系数；将第i组数据包括的W个滑窗中的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数包括的W个系数中的第j个系数分别进行相乘处理，至少第j个滑窗中的N个数据与第j个系数的N次相乘处理是并行处理的；将子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理。

Data processing methods and equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】数据处理方法和设备版权申明本专利文件披露的内容包含受版权保护的材料。该版权为版权所有人所有。版权所有人不反对任何人复制专利与商标局的官方记录和档案中所存在的该专利文件或者该专利披露。
本申请涉及数据处理领域，并且更具体地，涉及一种数据处理方法和设备。
技术介绍
在图像处理中，可以对图像数据进行滤波处理，从而可以实现例如对图像的噪声的抑制。在对图像进行滤波处理时，可以采用滤波器对图像进行处理，如何在对图像的滤波过程中提高处理效率是一项亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种数据处理方法和设备，可以在对图像的滤波过程中提高处理效率。第一方面，提供了一种数据处理方法，所述方法用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，所述待处理矩阵包括至少一个子矩阵，所述子矩阵包括H组数据，每组数据包括W个滑窗，每个滑窗具有N个数据，所述系数矩阵包括H组系数，每组系数包括W个系数，其中，所述N、所述H、所述W为正整数；所述方法包括：读取并在第一寄存器寄存所述子矩阵中的第i组数据，其中，i为取值从1到H的整数；读取并在第二寄存器寄存所述系数矩阵中的第i组系数；将所述第i组数据包括的W个滑窗中的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数包括的W个系数中的第j个系数分别进行相乘处理，其中，j为取值从1到W的整数，至少第j个滑窗中的N个数据与第j个系数的N次相乘处理是并行处理的；将所述子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理，以得到N个输出数据。>第二方面，提供了一种数据处理设备，所述设备用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，所述待处理矩阵包括至少一个子矩阵，所述子矩阵包括H组数据，每组数据包括W个滑窗，每个滑窗具有N个数据，所述系数矩阵包括H组系数，每组系数包括W个系数，其中，所述N、所述H、所述W为正整数；所述设备包括控制电路、乘法电路、加法电路、第一寄存器和第二寄存器；控制电路，用于：读取并在第一寄存器中寄存所述子矩阵中的第i组数据，其中，i为取值从1到H的整数；读取并在第二寄存器中寄存所述系数矩阵中的第i组系数；乘法电路，用于：将所述第i组数据包括的W个滑窗中的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数包括的W个系数中的第j个系数分别进行相乘处理，其中，j为取值从1到W的整数，至少第j个滑窗中的N个数据与第j个系数的N次相乘处理是并行处理的；加法电路，用于：将所述子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理，以得到N个输出数据。因此，在本申请实施例中，利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，至少子矩阵的第i组数据的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数中的第j个系数的N次相乘处理是并行处理的，以及将子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理，以得到N个输出数据，从而可以在实现滤波处理的同时，由于多次相乘处理是并行的，可以提高硬件的利用率，并且可以进一步提高数据处理效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本申请实施例的滑窗操作的一种示意性图。图2是本申请实施例的滑窗操作的另一种示意性图。图3是本申请实施例的滑窗操作的另一种示意性图。图4是本申请实施例的滑窗操作的另一种示意性图。图5是本申请实施例的子矩阵与系数矩阵相乘的一种示意性图。图6是本申请实施例的子矩阵与系数矩阵相乘的另一种示意性图。图7是本申请实施例的子矩阵与系数矩阵相乘的另一种示意性图。图8是本申请实施例的滑窗与系数矩阵相乘的另一种示意性图。图9是本申请实施例的滑的一行与系数矩阵的一行相乘的一种示意性图。图10是本申请实施例的数据处理方法的示意性流程图。图11是本申请实施例的待处理矩阵中数据读取方式的一种示意性图。图12是本申请实施例的寄存器及复用器的一种示意性图。图13是本申请实施例的寄存器及复用器的另一种示意性图。图14是本申请实施例的滑的一行与系数矩阵的一行相乘的另一种示意性图。图15是本申请实施例的各个周期的操作的一种示意性图。图16是本申请实施例的各个周期的操作的另一种示意性图。图17是本申请实施例的一种硬件组件的示意性图。图18是本申请实施例的一种数据读取方式的另一种示意性图。图19是本申请实施例的一种数据处理设备的示意性框图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。在图像处理中，可以对图像数据进行滤波处理，从而可以实现例如对图像的噪声的抑制。在对图像进行滤波处理时，可以采用滤波器对图像进行处理，本申请实施例提到的滤波器可以由系数矩阵来实现，可以将滤波器在图像数据的待处理矩阵上进行滑窗操作来实现滤波操作，该滑窗操作可以应用在各类图像处理算法中。具体地，可以将该系数矩阵在待处理矩阵上进行滑动，每次滑动之后，可以将待处理矩阵上被系数矩阵所覆盖的部分与系数矩阵进行相乘处理，并可以输出一个值。在系数矩阵在待处理矩阵上进行滑动时，可以以先行后列的方式进行滑动，也可以先列后行的方式进行滑动。以下将结合图1描述滑窗操作所要实现的功能。图1中是以大小为3x3的系数矩阵为例进行说明。在本申请实施例中，每次滑动所覆盖的窗口可以称为滑窗。如图1所示，滑窗与系数矩阵相乘可以得到一个值O(1,1)，然后按照步长1在行的方向上滑动，滑动之后得到的滑窗为如图2所示的将该滑窗与系数矩阵相乘得到数据O(1,2)，并以此类推，直到在行的方向上滑动完毕，在列的方向上按照步长1进行一次滑动，并继续按照步长1在行的方向上滑动以及进行相乘处理，直到在对应行上滑动完毕，可以如图3和如图4所示得到系数O(2,1)，O(2,2)，…以此类推，直到在待处理矩阵上全部滑动完毕。待处理矩阵上的滑窗与系数矩阵的相乘处理可以是相同位置上的数据进行相乘，以及相乘得到的数据进行相加操作，即得到一个输出值。例如，以输出值O(1,1)为例，该输出值的计算公式可以如下式1)所示：以输出值O(1,2)为例，该输出值的计算公式可以如下式2)所示：本申请实施例提供了一种滑窗操作的处理方式，可以同时实现滑窗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，所述待处理矩阵包括至少一个子矩阵，所述子矩阵包括H组数据，每组数据包括W个滑窗，每个滑窗具有N个数据，所述系数矩阵包括H组系数，每组系数包括W个系数，其中，所述N、所述H、所述W为正整数；/n所述方法包括：/n读取并在第一寄存器寄存所述子矩阵中的第i组数据，其中，i为取值从1到H的整数；/n读取并在第二寄存器寄存所述系数矩阵中的第i组系数；/n将所述第i组数据包括的W个滑窗中的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数包括的W个系数中的第j个系数分别进行相乘处理，其中，j为取值从1到W的整数，至少第j个滑窗中的N个数据与第j个系数的N次相乘处理是并行处理的；/n将所述子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理，以得到N个输出数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理中，所述待处理矩阵包括至少一个子矩阵，所述子矩阵包括H组数据，每组数据包括W个滑窗，每个滑窗具有N个数据，所述系数矩阵包括H组系数，每组系数包括W个系数，其中，所述N、所述H、所述W为正整数；
所述方法包括：
读取并在第一寄存器寄存所述子矩阵中的第i组数据，其中，i为取值从1到H的整数；
读取并在第二寄存器寄存所述系数矩阵中的第i组系数；
将所述第i组数据包括的W个滑窗中的第j个滑窗中的N个数据与第i组系数包括的W个系数中的第j个系数分别进行相乘处理，其中，j为取值从1到W的整数，至少第j个滑窗中的N个数据与第j个系数的N次相乘处理是并行处理的；
将所述子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘处理结果进行相加处理，以得到N个输出数据。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i组数据由多个周期读取，每个周期读取N个数据；
在读取所述第i组数据的多个周期的第一个周期内，所述第i组系数中的至少一个系数被读取。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一个周期内，所述第i组系数中的W个系数被读取。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述第一个周期读取且寄存数据之后以及第二个周期读取的数据寄存之前，第一个滑窗中的N个数据与第一个系数的N次相乘处理是并行处理的，以得到第一个滑窗对应的N个第一处理结果。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第一个滑窗对应的所述N个第一处理结果输出到第三寄存器，用于结合W*H个滑窗中除所述第一个滑窗之外的其他滑窗得到的处理结果，以得到所述N个输出数据。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，在第二个周期读取并寄存数据之后，s个滑窗对应的s*N个相乘处理是并行处理的，其中，s为大于或等于2且小于等于W-1的整数。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述s的取值是基于可用乘法器的数量确定的。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，将所述子矩阵包括的W*H个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘结果进行相加处理，以输出N个数据，包括：
将所述s个滑窗中在滑窗内具有相同位置的数据对应的相乘结果进行相加处理，以得到N个第二处理结果；
将所述N个第二处理结果存储到所述第三寄存器，用于结合W*H个滑窗中除所述s个滑窗之外的其他滑窗得到的处理结果，以得到所述N个输出数据。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述W小于或等于N。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述N的取值是基于用于寄存所述第一寄存器的容量和/或用于相乘处理的乘法器的数量确定的。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第i组数据中任一数据从所述第一寄存器被读取用于相乘处理后，将所述任一数据从所述第一寄存器中删除。


12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述任一数据被从所述第一寄存器中删除之后，移动所述第i组数据中剩余的数据，使得所述任一数据占用的存储位置被占用。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述H组数据中每组数据为所述子矩阵的一行数据，所述H组系数中每组系数为所述系数矩阵的一行系数。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在行的方向上，相邻两个所述子矩阵相差N列数据。


15.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述H组数据中每组数据为所述子矩阵的一列数据，所述H组系数中每组系数为所述系数矩阵的一列系数。


16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在行的方向上，相邻两个所述子矩阵相差N行数据。


17.一种数据处理设备，其特征在于，所述设备用于利用系数矩阵对待处理矩阵的滤波处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：任子木，陆正杰，吴穹蔗，仇晓颖，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44