[發明專利]一種基于固定方向的圖像處理方法及芯片

在審

• 申請號: 202111167543.9
• 申請日: 2021-10-07
• 公開（公告）號: CN113900805A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 嚴勇顯;賴欽偉
• 申請（專利權）人: 珠海一微半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于固定方向的圖像處理方法及芯片，該圖像處理方法包括：滑動窗口在待處理圖像中開始第一次平移之前、以及每當滑動窗口在待處理圖像中進行一次平移后，從滑動窗口的中心位置當前覆蓋的像素點開始，在該滑動窗口當前框定的圖像區域內沿著一對預設搜索方向搜索鄰域像素點，并獲取對應預設搜索方向上搜索到的鄰域像素點與中心像素點之間的圖像信息相似度；其中，所述待處理圖像內的各個像素點在內存中的存放順序是按行存儲的；滑動窗口的中心位置覆蓋的像素點配置為中心像素點。減少參與計算的像素對的數量。

技術領域

本發明涉及圖像處理的技術領域，具體涉及一種基于固定方向的圖像處理方法及芯片。

背景技術

在現有的計算機內存管理機制中，圖像常用矩陣形式進行儲存；凡談到圖像，一般都是指的是一個二維的矩陣(數組)，其在計算機內存的存放是一個連續的地址空間，該地址空間可以由第一象素和最末一個象素的存儲地址決定，也可由第一個像素和像素的總個數決定。用于表示圖像的二維數組的各元素在內存中的存放順序是按行存儲的，即在此連續地址的內存空間中先存放第一行的所有數據，再存放第二行的內存數據，依次類推，直到圖像的最后一行。

現有技術在對圖像進行濾波處理的過程中，比如對圖像進行sobel濾波、高斯濾波、雙邊濾波等濾波去噪處理的過程中，會具體在計算一個像素與其相鄰的8個像素對應的結果時，其中會涉及到跨行的操作，例如計算當前遍歷的一個像素灰度值與上一行同一列的像素灰度值之間的差值時，就要進行一次跨行讀操作，尤其是在逐個像素地進行運算(涉及到指數運算、平方運算、除法運算)時需要頻繁地跨行讀取圖像數據，由于系統設備的緩存空間(Cache)相對于像素點數量動輒幾百萬的圖像而言還是太小，往往不足以存下一幀完整的圖像，所以，常規內存的行圖像數據將會頻繁出入緩存空間(Cache)，容易引起緩存失效的問題，影響CPU的讀取。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明公開一種基于固定方向的圖像處理方法及芯片，可以有效解決緩存失效和計算量過大的問題。具體的技術方案如下：

一種基于固定方向的圖像處理方法，該圖像處理方法包括：滑動窗口在待處理圖像中開始第一次平移之前、以及每當滑動窗口在待處理圖像中進行一次平移后，從滑動窗口的中心位置當前覆蓋的像素點開始，在該滑動窗口當前框定的圖像區域內沿著一對預設搜索方向搜索鄰域像素點，并獲取對應預設搜索方向上搜索到的鄰域像素點與中心像素點之間的圖像信息相似度；其中，所述待處理圖像內的各個像素點在內存中的存放順序是按行存儲的；滑動窗口的中心位置覆蓋的像素點配置為中心像素點；鄰域像素點是位于中心像素點的鄰域內的像素點。

相對于現有技術，當每次需要計算獲取像素點對之間的圖像信息相似度(空間距離的差距和像素值的差距)時，使用固定的搜索方向上的像素點對來獲取具備代表性的圖像信息相似度，形成對固定的像素位置的遍歷操作，減少滑動窗口在一次平移條件下進行圖像信息相似度計算所需的像素點的數量，減少參與計算的像素對的數量；本技術方案提供的基于固定方向的圖像處理方法能夠在其應用于一次圖像過濾操作時顯著減少過濾操作所需的計算量，進而避免頻繁CPU跨行訪問圖像帶來的cache miss(緩存失效的問題)，增加訪問的圖像數據在緩存空間(Cache)中的概率，則能提高CPU訪問(遍歷)圖像數據的速度，從而提高圖像處理的執行速度。

進一步地，所述圖像處理方法還包括：每當所述滑動窗口覆蓋過該待處理圖像內所有像素點，則確定該滑動窗口對所述待處理圖像完成一輪循環遍歷；當所述滑動窗口對所述待處理圖像進行所述預設數量輪循環遍歷時，獲取到預設數量對各不相同的預設搜索方向上的鄰域像素點與相匹配的中心像素點的圖像信息相似度，其中，不同輪循環遍歷對所述待處理圖像所沿的一對預設搜索方向是不同的，同一輪循環遍歷對所述待處理圖像所沿的一對預設搜索方向是保持相同的，同一輪循環遍歷對所述待處理圖像所沿的一對預設搜索方向是兩個不同的預設搜索方向。