[發(fā)明專利]用于圖像的差分測(cè)量的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110034237.8
• 申請(qǐng)日: 2011-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN102158659A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.吉爾格;U.韋弗;周雅赟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H04N5/357
• 分類號(hào): H04N5/357;H04N5/378
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王小衡;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于圖像的差分測(cè)量和用于檢測(cè)圖像數(shù)據(jù)的方法和裝置。本發(fā)明特別地涉及基于小波過(guò)采樣的小波圖像測(cè)量。

背景技術(shù)

現(xiàn)在，數(shù)字圖像傳感器在幾乎每個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中都發(fā)現(xiàn)其使用。圖像傳感器的應(yīng)用可以從高帶寬激光通信到顯微成像變化。大多數(shù)商用圖像傳感器被制造為電荷耦合器件（CCD）或使用CMOS傳感器陣列。

小波變換是許多信號(hào)圖像處理應(yīng)用中的已知工具。小波圖像測(cè)量方案允許對(duì)時(shí)間和頻率兩者進(jìn)行局部化并提供圖像的多分辨率表示。常規(guī)的基于軟件的小波變換要求廣泛的計(jì)算資源以用于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)處理器DSP的使用要求相當(dāng)大的面積和功率資源。采用小波圖像測(cè)量方案的大多數(shù)圖像傳感器是基于Haar小波變換，因?yàn)镠aar小波變換僅要求適合于硬件實(shí)現(xiàn)的移位和加法運(yùn)算。此固定電路設(shè)計(jì)由于預(yù)定水平的小波分解而僅具有有限的可縮放性。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于圖像的差分測(cè)量的方法和裝置，其即使在實(shí)現(xiàn)了較高的小波變換時(shí)也允許簡(jiǎn)單的硬件實(shí)現(xiàn)。

由包括權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。

本發(fā)明提供了一種用于圖像的差分測(cè)量的方法，

所述方法包括以下步驟：

由具有（N×N）個(gè)傳感器元件的圖像傳感器陣列來(lái)檢測(cè)所述圖像，其中，N＝2ⁿ，n≥2，并且n是整數(shù)；

根據(jù)由圖案控制單元提供的至少一個(gè)符號(hào)控制圖案，讀取每個(gè)所檢測(cè)的采樣值作為正的或負(fù)的采樣值，以及

由計(jì)算單元生成用于所述圖像傳感器陣列的測(cè)量模板塊的測(cè)量值，所述計(jì)算單元根據(jù)預(yù)定測(cè)量模板針對(duì)每個(gè)測(cè)量模板塊來(lái)計(jì)算各測(cè)量模板傳感器元件的所讀取的采樣值的加權(quán)和。

在可能的實(shí)施例中，為所述圖像傳感器陣列的至少四個(gè)相鄰傳感器元件提供所述測(cè)量模板中的每個(gè)測(cè)量模板塊。

根據(jù)本發(fā)明的方法執(zhí)行獨(dú)立于照明條件的相鄰像素或傳感器元件的差分測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量方法真實(shí)地捕捉目標(biāo)的各種特征之間的比。差值通常比原始像素值小得多，因此在量化之后要求較少的位。可以容易地將根據(jù)本發(fā)明的圖像測(cè)量方法的結(jié)果變換成二進(jìn)（dyadic）Haar小波系數(shù)以用于進(jìn)一步的處理。根據(jù)本發(fā)明的方法允許在采用過(guò)采樣的情況下用簡(jiǎn)單的差分測(cè)量來(lái)確定高階小波（例如緊支集小波（daubachies）?4）。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實(shí)施例中，所生成的測(cè)量值被變換成所述圖像的小波系數(shù)。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實(shí)施例中，由所述圖案控制單元向所述圖像傳感器陣列提供三個(gè)符號(hào)控制圖案。

在可能的實(shí)施例中，第一符號(hào)控制圖案以交替方式將由所述圖像傳感器陣列針對(duì)所述圖像傳感器陣列的每列所檢測(cè)的采樣值的符號(hào)設(shè)置為正負(fù)號(hào)和負(fù)符號(hào)。

在可能的實(shí)施例中，第二符號(hào)控制圖案以交替方式將由所述圖像傳感器陣列針對(duì)所述圖像傳感器陣列的每行所檢測(cè)的采樣值的符號(hào)設(shè)置為正負(fù)號(hào)和負(fù)符號(hào)。

在可能的實(shí)施例中，由棋盤狀圖案來(lái)形成第三符號(hào)控制圖案，其以交替方式將由所述圖像傳感器陣列針對(duì)所有傳感器元件所檢測(cè)的采樣值的所有符號(hào)設(shè)置為正負(fù)號(hào)和負(fù)符號(hào)。

在可能的實(shí)施例中，連續(xù)地向所述圖像傳感器陣列提供三個(gè)符號(hào)控制圖案。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的替換實(shí)施例中，并行地向所述圖像傳感器陣列提供三個(gè)符號(hào)控制圖案。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實(shí)施例中，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC對(duì)所生成的測(cè)量值進(jìn)行量化。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的可能實(shí)施例中，由執(zhí)行圖像壓縮、圖像降噪、圖像重構(gòu)或圖像變焦（zooming）的處理單元來(lái)處理所述圖像的已變換小波系數(shù)。

本發(fā)明還提供一種包括權(quán)利要求7的特征的用于圖像的差分測(cè)量的裝置。

本發(fā)明提供一種用于圖像的差分測(cè)量的裝置，包括：

圖像傳感器陣列，其具有用于檢測(cè)所述圖像的（N×N）個(gè)傳感器元件，

其中，N＝2ⁿ，n≥2，并且n是整數(shù)，

其中，根據(jù)由圖案控制單元提供的至少一個(gè)符號(hào)控制圖案來(lái)讀取每個(gè)檢測(cè)的采樣值作為正的或負(fù)的采樣值，以及

計(jì)算單元，其通過(guò)根據(jù)預(yù)定測(cè)量模板塊針對(duì)每個(gè)測(cè)量模板塊來(lái)計(jì)算各測(cè)量模板傳感器元件的所讀取的采樣值的加權(quán)和來(lái)生成用于所述圖像傳感器陣列的測(cè)量模板塊的測(cè)量值。

在可能的實(shí)施例中，為所述圖像傳感器陣列的至少四個(gè)相鄰傳感器元件提供所述測(cè)量模板的每個(gè)測(cè)量模板塊。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置的實(shí)施例中，提供了將所生成的測(cè)量值變換成所述圖像的小波系數(shù)的變換單元。