一维信号抽取的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种沿着投影线从二维数字图像中抽取一维数字信号的方法和装置。公开的实施例提供了其中存储有数字图象的图像存储器、工作内存、直接存储器存取控制器、保存多个转移模板的表格存储器以及处理器。所述处理器响应于投影线的取向从表格存储器中选择转移模板，从选择的转移模板和投影线参数中计算自定义的转移参数的集合，将所述转移参数传送至直接存储器存取控制器，控制所述直接存储器存取控制器将来自图像存储器的数据转移到由所述转移参数指定的工作内存中，并且使用至少一部分由直接存储器存取控制器转移至工作内存中的数据计算一维数字信号。中的数据计算一维数字信号。中的数据计算一维数字信号。

【技术实现步骤摘要】
一维信号抽取的方法和装置
[0001]本申请是申请号为201810596557.4，申请日为2012年12月20日，案件名称为“一维信号抽取的方法和装置”的分案申请。该案是是申请号为201280063432.6，申请日为2012年12月20日，案件名称为“一维信号抽取的方法和装置”的分案申请。


[0002]本专利技术总的来说涉及包括计算机程序产品的用于从二维数字图像中抽取一维数字信号的数字电子方法，系统和装置。

技术介绍

[0003]在数字图像处理应用中，人们期望能够沿着二维(2D)数字图像中的一条线抽取一维(1D)信号。这样的应用可包括，例如，检查，测量，电子、半导体的导向，一般制造业，以及条形码和其他符号读取。
[0004]术语投影有时用来指在二维图像中沿着一条本文称为投影线的线抽取一维信号的行为。此术语有时也用于1D信号本身，有时其在数字图象处理领域中具有其他含义。
[0005]在一些系统和方法或系统中，所述投影线被限定为沿着数字图像的行、列或对角线。在这种情况下，可从精确地从位于投影线上的像素值中抽取1D信号。所述1D信号可具有距离行和列一个像素的，并距离对角线像素(假设正方形像素)的样本。
[0006]在投影线沿着数字图像的行、列或对角线的其它系统和方法或系统中，可通过对垂直于所述投影线的像素值求和或求平均来抽取1D信号。例如，如果投影线沿着数字图像的行20，沿着所述线的1D信号的每个样本可以是沿着包括行18，19，20，21和22的列的一部分的像素值的总和或平均。
[0007]当投影线不沿着行、列或对角线时，精确地位于所述线上或在垂直于所述线的方向上的像素一般稀疏分布或几乎不存在。因此，在一些投影线并不限于沿着行、列或对角线定位的方法或系统中，可从大约遵循投影线的像素的集合中抽取1D信号。这种方法的一个示例是所谓的Bresenham画直线方法，其典型地沿着行、列或对角线进行单像素步骤，通过此方式使得所访问的像素大约沿着投影线分布。
[0008]在与此被称为线性卷积的另一系统和方法中，在由Bresenham画直线方法选定的位置上通过将数字图像和2D滤波器内核进行卷积来抽取1D信号。所述滤波器内核的设计目的是提供大致垂直于投影线的求和或求平均。所述滤波器内核可具有均匀权重，或随着像素距离投影线越远，权重越小。
[0009]在于此被称为倾斜投影的另一种方法中，使用平行四边形图案中的像素来抽取1D信号。平行四边形具有沿着图像的行的两边，而另外两边具有某个角度的偏斜角，一般不沿着列。因此，平行四边形是由来自一定数量的连续行中每一行的一定数量的连续像素组成，其中所述行的像素的起始列大约遵循其偏斜角偏移。1D信号通过在倾斜方向求和或求平均而形成。
[0010]在于此被称为最近邻投影的另一个方法中，需选定网格点，所述网格点在某些间
隔上沿着投影线分布，所述间隔典型地为1个像素，以及在某些间隔上垂直于所述投影线，所述间隔典型地也为1个像素。那些点的图像坐标取整为最接近的整数，使得它们落在像素坐标上，以及如此指定的像素用于通过大约(在最近邻的意义上)垂直于投影线的求和或求平均，抽取所述1D信号。
[0011]在于此被称为双线性插值和双三次插值其他方法中，以类似于最近邻投影所使用的方式选择网格点。代替将点坐标取整为整数，然而，所述坐标用于计算内插像素值。这些内插值用于通过垂直于所述投影线的求和或求平均，抽取所述1D信号。双线性插值和双三次插值的公式是众所周知的现有技术。
[0012]最近邻投影和所述内插的系统和方法获得了如同旋转数字图像的等效结果，以便投影线沿着(旋转)图像的行或列分布，然后垂直于所述投影线求和或求平均。这里的“等效”是指所获得的1D信号，而不必须是用来获得它的时间。旋转数字图像是一种通常被称为数字重采样的图像处理操作。
[0013]在另一种系统和方法中，需构成垂直于投影线的等距线。沿着所述垂直线通过像素的加权和来抽取1D信号，其中所述权重与线和像素交集的长度成比例。

技术实现思路

[0014]本专利技术针对沿着投影线从二维(2D)数字图像中抽取一维(1D)信号的数字电子方法、系统和装置。
[0015]在一些实施例中，使用位于数字图像中的相对位置的序列中的像素权重模板的重复序列来抽取1D信号。像素权重模板为在网格上布置成图案的多个权重，所述网格的几何形状对应于数字图像的像素网格。在重复序列中存在至少两个不同的(不完全相同的)像素权重模板。通过使用应用在相对位置的序列中的像素权重模板的重复序列，来计算像素的加权和的序列，进而实现1D信号的抽取。
[0016]在一些实施例中，对应于投影线的取向，选择像素权重模板的重复序列和相对位置的序列。对于任何特定的取向，可以选择所述序列的多种属性，例如序列中模板的数目，权重的图案和值，以及序列的模板重叠的程度。在一些实施例中，这些属性可以进一步包括总权重，质心和/或模板的模糊。在一些实施例中，做出这些选择以获得1D信号的某些期望特性，例如测光精度、几何精度、分辨率和降噪。
[0017]在一些实施例中，像素权重模板的序列的选择依赖于投影线的取向是否平行于像素网格坐标轴之一或者接近平行于像素网格坐标轴之一，或是像素网格的对角线，或者接近像素网格的对角线。
[0018]本文公开了沿着投影线从二维(2D)数字图像中抽取1D信号的各种装置。一些实施例使用在例如微处理器的可编程设备上运行的计算机软件。一些实施例使用例如现场可编程门阵列的并不根本上依赖软件的计算设备。
[0019]在一些实施例中，K个寄存器的集合用来保存部分和，其中K至少为2。本专利技术从图像存储器中提取像素，并且从表格存储器中提取权重。一个或多个乘法累加器或任何计算等效物用于将K个权重乘以每个像素并将乘积加入到K个寄存器的集合中。可对寄存器的集合进行线性移位，便于在所述集合的一端移入零值并从另一端移出1D信号的样本。在一些使用例如微处理器的可编程设备的实施例中，点积指令用于控制一个或多个乘法累加器。
[0020]在一些实施例中，本专利技术使用直接存储器存取(DMA)控制器将数字图像的一部分从图像存储器中转移到工作内存中。对应于投影线的取向选择转移图案。对于任意特定的取向，当与图像存储器中的位置以及投影线的长度的相关信息相结合时，转移模板被选出，以产生供控制器使用来转移像素的DMA参数的集合。
[0021]如本文进一步所述，使用DMA可获得期望的属性，例如合理顺序的存储器存取，提取和处理像素的重叠，以及在没有图像的行间距和投影线长度的预先知识的情况下对像素使用地址偏移的能力。
[0022]结合附图，本专利技术的其它特征和优点通过下面的详细描述将会变得显而易见，下文仅以示例的方式示出了数字电子方法、系统和装置的原理。
附图说明
[0023]在结合附图阅读下文对各种实施例进行的描述时，本专利技术提出的数字电子方法、系统和装置的前述和其它特性、特征和优点，以及数字电子方法和装置本身，将会被更全面地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沿着投影线从二维数字图像中抽取一维数字信号的数字电子装置，包括：其中存储有数字图像的图像存储器；从所述图像存储器中接收数字图像的一部分的工作内存；配置为接收转移参数的集合以从所述图像存储器中将数据转移至由所述转移参数集合所指定的工作内存中的直接存储器存取控制器；保存了多个转移模板的表格存储器，其中多个转移模板中的一个对应于与二维数字图像的像素网格相关的取向，并且能够从转移模板中获取转移参数的集合，其中所述转移参数的集合：针对投影线自定义；可以用来获得与具有所述取向的投影线相对应的像素；包括多个计数值和至少一个间距值；和其中所述取向是允许取向的集合中的一个，所述允许取向的集合包括多个不平行于所述像素网格并且不是所述像素网格的对角线的取向；以及其中多个转移模板包括信息，所述信息能够用于获取多个允许取向中的任一个的转移参数；与所述工作内存、直接存储器存取控制器和表格存储器相连接的处理器，其进行运算以便于：响应于与所述取向从表格存储器中选择所述多个转移模板中的一个；响应于选择的转移模板和投影线的参数计算自定义的转移参数的集合，其中自定义的转移参数的集合定义所述二维数字图像中的、与具有所述取向的投影线相对应的像素的集合；将自定义的转移参数的集合传送到所述直接存储器存取控制器；控制所述直接存储器存取控制器将数据从所述图像存储器中转移到由所述自定义的转移参数的集合所指定的工作内存中，其中所述数据包括与所述投影线相对应的像素的集合；以及使用至少一部分由所述直接存储器存取控制器转移到所述工作内存中的数据计算一维数字信号。2.权利要求1所述的装置，其中所述处理器通过以与从图像存储器转移像素到工作内存中的顺序不同的顺序从工作内存中提取像素来计算一维信号。3.权利要求1所述的装置，其中转移参数的集合描述了三维转移。4.权利要求1所述的装置，其中，所述图像存储器为动态随机存取存储器，以及所述工作内存为所述处理器的静态随机存取存储器。5.权利要求1所述的装置，其中所述处理器从先前转移到工作内存的数据中进一步计算第二一维信号，并且其中从所述图像存储器到工作内存的数据转移与处理器对所述第二一维信号的计算重叠。6.如权利要求1所述的装置，其中选择所述多个转移模板中的一个使得不需要的像素被最小化。7.如权利要求1所述的装置，其中所述投影线的参数包括所述投影线的起始点和所述投影线的长度。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个转移模板中的一个包含对...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：康耐视公司，
类型：发明
国别省市：