图像处理设备和方法技术

图像处理设备和方法识别在图像帧中感兴趣的区域２２ａ，例如一个线段。优选地，感兴趣的区域被定义在路程限制块２１ａ内，它被使用来规定“最佳拟合的”边界块２３ａ。最佳拟合的边界块２３ａ然后被重新扫描到正交网格２５ａ。因此线段２２ａ由二维阵列表示，并且该线段２２ａ的整个长度在第一维内，在线段２２ａ左面和右面的像素数据在第二维内。正交网格２５然后由ＳＩＭＤ处理器２６处理，用于进行像素并行处理，例如线数据的边缘寻找、增强、内插。由于线段２２ａ被重新扫描以使得它的整个长度在一个维内求得，所以图像数据更适合于由ＳＩＭＤ处理器２６进行基于线区域的处理。优选地，第一维相应于图像中的行，以及第二维相应于图像中的列。一旦像素数据被ＳＩＭＤ处理器处理，在重新扫描操作期间存储的扫描信息就被用来把图像数据扫描回原始图像帧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别涉及使用单指令多数据(SIMD)的，其中像素被重新扫描，以便更好地利用SIMD处理器的并行处理能力。SIMD处理是对具有大规模并行性(parallelism)的应用的强有力的计算范例。采取使用SIMD处理的一个这样的应用是图像处理。SIMD处理器，例如Xetal，对于每个数据项执行它们的操作(例如，对Xetal在一行中的每个像素)，不管它们是否需要。换句话说，对整个行执行处理操作，而不管是否需要处理操作。取决于数据分布或稀疏性，使用这种技术因此会浪费许多计算能力。越来越多的图像处理算法开始作对图像的一些部分起作用。例如，在电视处理，工业视觉或医疗成像中，对图像边缘进行处理(即，线处理)是已知的。另外，在诸如图像通信或3D呈现那样的应用中，对图像内分开的对象进行处理(即，对象处理)是已知的，由此减小不必要的处理操作量。在其它应用中，处理的是整个帧，以及为此可能要使用非常强大和有效的SIMD处理器。然而，对于对象或线处理，由于对象的分散性或在图像中对象的布局，SIMD不提供有效的处理方法。这意味着，SIMD对于处理这样的处理技术是不经济的，因为它处理了大部分不感兴趣的数据。对于有效使用SIMD计算资源，存在几个解决方案。例如，一个方法是在多个SIMD处理器上的负荷平衡。另一个方法是提供使用专门的数据结构来有效地作用在稀疏结构的算法中。例如，这样的技术在“Massive parallelism for sparse images”(用于稀疏图像的大规模并行性)，Shankar等人，IEEE International Conference on Decision Aiding forComplex Systems，1991中描述。然而，上述的方法要遭受硬件附加开销，并且它们具有这样的缺点处理图像数据的方式不能完全与SIMD处理相兼容。本专利技术的目的是提供不会遭受上述的缺点的。按照本专利技术的一个方面，提供了一种图像处理设备，包括用于识别图像信号中感兴趣的区域的装置；用于把相应于感兴趣的区域的图像数据限制在一个具有第一维和第二维的正交区域中；以及处理器阵列，用于处理该正交区域中的图像数据。通过把一个区域重新扫描到正交网格中，本专利技术通过聚集线上的数据块而使得处理器阵列能够有效地执行高效的基于线或基于矩形的处理。按照本专利技术的另一方面，提供了在具有并行处理单元的阵列的处理器中处理图像信号的方法，该方法包括以下步骤识别图像信号中感兴趣的区域；把感兴趣的区域限制在一个具有第一维和第二维的正交区域中；以及在该处理器中处理该正交区域的图像数据。为了更好地了解本专利技术，和为了更清晰地显示可以如何实施本专利技术，现在作为例子来参考附图，其中附图说明图1显示已知的智能照相机的基本部件；图2显示按照本专利技术具有重新扫描处理的用于边缘或线的图像处理方法；图3显示按照本专利技术具有重新扫描处理的用于对象的图像处理方法；图4是详细描述本专利技术的步骤的流程图；图5显示如何把对象线创建到存储器；以及图6显示图像数据如何存储到图5的存储器。图1显示已知的智能照相机1的主要部件的框图。智能照相机1包括芯片3，它具有传感器阵列4，例如CMOS传感器阵列，该传感器阵列接收要获取的图像。一个芯片上SIMD处理阵列就像传感器阵列4那样被集成在同一芯片3上，并包括SIMD处理单元阵列(PE)5和分布的存储器7。在芯片上的SIMD处理阵列利用芯片外的通用处理器8而被扩充。智能照相机1还包括其它用于处理图像信号的功能性单元，诸如数据RAM 9、指令RAM 11、ILP(指令级并行性)处理器13、和输入输出联网单元15。通用处理器8提供高级别图像处理功能，诸如特征提取、对象检测和跟踪。本专利技术根据由诸如图1描述那样的智能照相机1提供的对象检测功能提供增强的图像处理能力。图2显示按照本专利技术的处理图像的边缘和或线的方法。图像帧20具有在其中被识别的一些感兴趣的区域，例如线段22a到22c。每个线段22a到22c被规定是在正交区域内，即路程限制块(bounding block)内。例如，图2显示为线段22a规定的路程限制块21a。接着，路程限制块21a被用来规定“最佳拟合的”边界块(boundary block)23a。优选地，最佳拟合的边界块23a垂直于线段22a的边缘，并具有例如5个像素的跨距。最佳拟合的边界块23a然后被重新扫描到正交网格25a中。这牵涉到把网格施加到最佳拟合的限制块23a，如24a所示。然后，通过使用内插技术根据24a中的正交网格计算正交网格25a的各个像素值。结果，线段22a因而被“弯曲”，从而使它要由二维阵列来表示，线段22a的整个长度是在第一维中，在线段22a的左面和右面的像素数据是在第二维中。在重新扫描操作期间，图像处理设备把扫描信息保持在存储器供以后使用，正如下面描述的。然后由SIMD处理器26处理正交网格25a以进行像素并行处理，例如线数据的边缘寻找、增强、内插。由于线段22a被重新扫描使得它的整个长度是在一个维上求得的，因此图像数据更加适合于由SIMD处理器26进行基于线区域的处理。优选地，第一维相应于图像中的行，以及第二维相应于图像中的列。提供正交网格具有这样的优点，即保证每个处理器对像素执行类似的指令从而是SIMD兼容的。因此，按照本专利技术，用于线算法的指令流典型地在线上是正交的。一旦像素数据被SIMD处理器处理，在重新扫描操作期间所存储的扫描信息就用来把图像数据重新扫描到原先的网格27中。原先的网格27然后通过把线段从第一维再弯曲回到它的原先的形式而被变换成正常的线段22a。如果需要的话，线段然后可由SIMD处理器作了处理之后被重新插入到图像帧20。在这一阶段，执行逆扫描，以把处理过的线放置回到原先的图像。替换地，如果不需要图像(例如因为只需要测量值)，则最后阶段可以省略。图3显示按照本专利技术的处理图像中的对象或斑点的方法。对象32a到32c在图像帧30中被识别。每个对象32a到32c具有正交的区域，即以与它的关系规定的路程限制块。例如，图3显示对于对象32a规定的路程限制块31a，接着，按照一个实施例，路程限制块31a被用来规定最佳拟合的限制块33a。虽然图3只显示了一个最佳拟合的限制块33a，但一个或多个最佳拟合的限制块33a可被用来根据对象32a的特征来规定对象。最佳拟合的限制块33a使用已知的算法来确定，或通过确定对象在不同的旋转下何时最佳拟合而确定。然后，在重新扫描到二维正交网格36a中之前，把网格施加到最佳拟合的限制块33a，如35a所示。在重新扫描操作期间，图像处理设备保存扫描信息供以后使用，正如下面描述的。然后SIMD处理器处理正交网格36a，以便进行像素并行处理，例如滤波、识别等等。图像数据得到更有效地处理，因为对象数据被变换成二维网格，因而使得它更适合于由SIMD处理器处理。由于上述的操作的结果，对象在由SIMD处理器处理之前被有效地重新映射，使得对象处在比以前更少的行中，由此避免必须处理整个帧的需要。一旦像素数据被SIMD处理器处理，在重新扫描操作期间存储的扫描信息就被用于把SIMD处理器38a的输出重新扫描成图像39a，如果需要，它被重新插入已由SIMD处理器处理过的图像帧30。替换地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有并行处理单元的阵列的处理器中处理图像信号的方法，该方法包括以下步骤：识别图像信号中感兴趣的区域；把感兴趣的区域限制在具有第一维和第二维的正交区域；以及在处理器中处理该正交区域的图像数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RP克雷霍斯特，AJ宾克，H布罗尔斯，W卡尔斯，SH法特米，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]