二维阶层式滤波器体系结构制造技术

说明二维阶层式滤波器体系结构的实施例。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本专利申请涉及Tinku Acharya的题为“无乘法器阶层式(pyramid)滤波器”、2001年1月3日提交的序号为09/754684的美国专利申请；Tinku Acharya的题为“二维阶层式滤波器体系结构”、2001年3月26日提交的美国专利申请(代理人档案号为042390.P11275)；Tinku Acharya的题为“阶层式滤波器”、2001年3月28日提交的美国专利申请(代理人档案号为042390.P11211)；以及Tinku Acharya的题为“二维阶层式滤波器体系结构”、2001年3月提交的美国专利申请(代理人档案号为042390.P11276)，所述些专利申请均转让给本专利技术的受让人，这里通过引用结合到本说明书中。背景本公开涉及阶层式滤波器。在图像处理中，经常希望将例如扫描彩色图像的图像分解成两个或两个以上不同的图像表示。例如，彩色或灰度文件图像可以分解成背景和前景图像，以便进行有效的图像处理操作，如典型复印机或扫描仪中有时采用的增强、压缩等图像处理操作。在本说明书中，这种操作常常被称为去网纹(descreen)操作。这种去网纹有时也用于消除可能存在于原始扫描图像中的半色调图案。例如，如果未正确消除这些半色调图案，则可能引起令人眼不舒服的人造图像(artifact)。用于分解或去网纹操作的传统方法是对彩色图像进行滤波以便使之模糊。然后将这些模糊化的结果用于协助确定使图像模糊和锐化到何种程度以便得到分解结果。通常，这种模糊化可以利用“对称阶层式”滤波器来实现。对称阶层式有限脉冲响应(FIR)滤波器是众所周知的。不过，这种图像处理技术的缺点之一是，当把许多不同大小的阶层式滤波器并行用于生成多个模糊化的图像以便应用刚才所述的技术时，复杂性会增加很多倍。实现这种多阶层滤波的一种蛮力方法(brute force approach)是采用多个并行的FIR滤波器，如附图说明图1所示。这种方法表明，设计和实现快速“对称阶层式滤波”体系结构以便由一个源图像并行产生不同的模糊图像可能是所期望的。图1所示各FIR块的括号中给出的数字表示对应长度的阶层式滤波器。例如，(1，2，1)是阶或长度为3的对称阶层式有限脉冲响应(FIR)滤波器的滤波系数。同样地，(1，2，3，2，1)是阶为5的FIR阶层式滤波器的系数，(1，2，3，4，3，2，1)是阶为7的FIR阶层式滤波器的系数，(1，2，3，4，5，4，3，2，1)是阶为9的FIR阶层式滤波器的系数，依此类推。不幸的是，图1所示的方法存在一些缺点。例如，冗余计算可能导致低效率。而且，FIR实现常常使用乘法器电路。虽然存在减少或避免使用乘法器的实现方式，例如利用移位和求和电路，但这可能导致增加的定时，从而降低电路吞吐量。因此存在改进阶层式滤波实现方式或体系结构的需要。附图简述本说明书的结论部分特别指出有关主题并明确要求对有关主题的权利。但是，所要求的主题(有关其结构和操作方法)及其目的、特征和优点可以通过参照如下详细说明书，并在阅读时参考附图而获得最佳的理解，附图中图1是说明用于实现有限脉冲响应(FIR)多阶层式滤波体系结构的蛮力方法的框图；图2是一维无乘法器阶层式滤波器的一个实施例；图3是二维阶层式滤波器体系结构的一个实施例；图4是表示可通过实现一种二维阶层式滤波器体系结构而得到的矩阵实例的表格/矩阵，所述二维阶层式滤波器体系结构例如可按图3所示实施例来实现；图5是表示可由二维阶层式滤波器体系结构进行处理的二维信号实例的表格/矩阵；图6是表示既按行又按列来应用一维阶层式滤波器核的实例的表格/矩阵；图7是图6所示的表格/矩阵；图8是表示一维阶层式滤波器应用于二维输入信号样本矩阵各行上所得结果的表格/矩阵；以及图9是表示一维阶层式滤波器应用于二维输入信号样本矩阵各列上所得结果的表格/矩阵。详细说明在如下详细说明中，给出了各种具体细节以便提供对所要求主题的彻底理解。但是，本专业的技术人员要理解，无需这些具体细节就可以实施所要求的主题。在其它情况下，不详细描述熟知的方法、过程、部件和电路以免使所要求的主题模糊。如前所述，阶层式滤波，尤其是对称阶层式滤波可配合彩色图像或彩色图像处理使用，以便对图像进行分解(例如分解成背景和前景图像)或者消除其网纹。尽管所要求的主题范围上不限于此方面，但在这种情形中，特别需要减少计算复杂度或处理和/或硬件成本的阶层式滤波体系结构。同样，无乘法器的实现方案，即实现时不需要专门利用乘法运算的实现方案通常也是理想的，因为这种实现方案或实施方式实现起来比那些使用或包括乘法电路的实现更经济。图2说明一种一维阶层式滤波器的实施例200(所要求的范围并不受此限)，这种一维阶层式滤波器在上述T.Acharya的题为“无乘法器阶层式滤波器”、2001年1月3日提交的序号为09/754684的美国专利申请(代理人档案号为042390.P10722)中详述。实施例200包括一种统一的无乘法器级联对称阶层式滤波体系结构，以便产生一序列不同阶的阶层式滤波器的多个滤波输出信号流，输出信号流的产生是并行进行的。在此实施例中，虽然所要求的主题的范围同样不限于此，但所要实现的不同阶的每个阶层式滤波器在每个时钟周期产生滤波输出信号(filtered output signal)流。因此，除了计算效率高，此特定实施例的吞吐量也很高。但是，如前所述，此特定实施例实现的是一维阶层式滤波器。在具体符号体系的上下文中来理解图2。例如，输入源信号X可以如下表示为X＝(x0，x1，...，xi-2，xi-1，xi，xi+1，xi+2，...)在数字或离散信号处理中，滤波可以表示为输入信号X和滤波器F的卷积，在此上下文中，滤波器F是称为有限脉冲响应(FIR)滤波器的有限长度数字滤波器。因此，滤波输出信号流可以如下表示为Y＝XF如前所述，图2中的特定实施例采用了阶层式滤波器。这些滤波器一般用长度或阶为奇数，如3，5，7，9等的数字滤波器来实现。奇数或阶在此上下文中可以表示为M＝2N-1，其中，N是大于例如2的正整数。这种数字滤波器的一些实例如下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)(在此上下文中，M＝2N-1)对于前述滤波器，滤波输出信号或输出信号流可以如下表示为B3＝XF3＝(b03，b13，...，bi-13，bi3，bi+13，...)，即输入信号X被F3滤波之后的结果；B5＝XF5＝(b05，b15，...，bi-15，bi5，bi+15，...)，即输入信号X被F5滤波之后的结果；B7＝XF7＝(b07，b17，...，bi-17，bi7，bi+17，...)，即输入信号X被F7滤波之后的结果；B9＝XF9＝(b09，b19，...，bi-19，bi9，bi+19，...)，即输入信号X被F9滤波之后的结果；BM＝XFM＝(b0M，b1M，...，bi-1M，biM，bi+1M，...)，即输入信号X被FM滤波之后的结果。表示这些滤波输出信号样本的另一种经验性方法如下所示bi3＝xi-1+2x本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路，包括：阶为２Ｎ－１的二维阶层式滤波器体系结构，其中Ｎ是大于３的正整数；　阶为２Ｎ－１的所述二维阶层式滤波器体系结构工作时能够在各个时钟周期产生至少如下这些信号：对应于由阶为２Ｎ－１的十个一维阶层式滤波器 产生的输出信号的阶层式滤波输出信号；以及对应于由阶为［２（Ｎ－１）－１］的四个二维阶层式滤波器或一个二维阶层式滤波器所产生、并用阶为［２（Ｎ－１）－１］的信号样本矩阵来表示的输出信号的阶层式滤波输出信号；其中，在所述二维阶层 式滤波器体系结构的各个时钟周期对所述二维阶层式滤波器体系结构中的各个输出信号求和。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：T阿查亚，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]