[發明專利]應用于圖像處理中的分數計算方法及硬件電路

在審

• 申請號: 202310583238.0
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116630167A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 余寧梅;田典;謝名輝;馮壯;唐家豪
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T3/60
• 分類號: G06T3/60;G06T1/20;G06F7/552
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

本發明公開了用于圖像處理中的分數計算方法，利用分數分子分母等比例縮放對分子和分母數值進行迭代，當分母為平方根時，分子分母的縮放比例為s:ssupgt;2/supgt;，迭代的過程中利用四分法進行每次的縮放，通過這種方法將分母趨近于1，此時分子的值即為最終解，本發明減少了以平方根為分母的分數計算過程中的迭代次數。本發明還公開了用于圖像處理中的分數計算方法的硬件電路，包括多個數據選擇器、右移移位器、加法器、數據比較器、判斷迭代次數模塊，小數擴充模塊等，本發明用于實現用于圖像處理中的分數計算方法。

技術領域

本發明屬于計算電路技術領域，涉及應用于圖像處理中的分數計算方法，還涉及應用于圖像處理中的分數計算方法的硬件電路。

背景技術

圖像處理中的歸一化和標準化計算，可以描述為求解N維向量的歸一化問題，其主要由分數計算和平方根計算組成。分數計算一般采用除法器或Cordic算法計算。當分母為平方根時，則需要先通過Cordic算法計算平方根，再采用Cordic算法或除法器計算分數。Cordic算法的迭代次數一般小于16次，迭代次數越小，精度越低。因此該方法高精度計算時延遲較長，所需硬件資源較大。

發明內容

本發明的目的是提供用于圖像處理中的分數計算方法，利用四分法迭代逼近來求解以平方根為分母的分數計算，減少了圖像處理中分數計算過程的迭代次數。

本發明的另一目的是提供用于圖像處理中的分數計算方法的硬件電路，用于實現用于圖像處理中的分數計算方法。

本發明采用的技術方案是，用于圖像處理中的分數計算方法，利用分數分子分母等比例縮放對分子和分母數值進行迭代，當分母為平方根時，分子分母的縮放比例為s:s²，迭代的過程中利用四分法進行每次的縮放，通過這種方法將分母趨近于1，此時分子的值即為最終解。

本發明的特點還在于，

令為計算的分數，迭代約束條件為z_i→α²(i為迭代次數)，令則

以為z′_i迭代步長stepz′_i，以為x_i迭代步長stepx_i；

首先將(z′_i±stepz′_i)分為四段，分別為以及判斷當前點z′_i和約束條件之間的距離dz′_i與中間點的關系，dz′_i小于時，則將當前點z′_i迭代到的位置，x_i迭代到的位置；dz′_i大于時，迭代到的位置，x_i迭代到的位置；dz′_i等于時，迭代到的位置并結束迭代，x_i迭代到的位置；其中正負號取決于當前點z′_i和約束條件的大小關系，大于為負號，小于為正號，即迭代主體為

其中

c_i＝a_ib_i,

在迭代主體中，z_i仍以的方式存在，如下推導為z_i的迭代：

令則將式(2)帶入得：

令則p₀＝z₀，令帶入(3)得：