[发明专利]图像处理设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及采用积分图方法的图像处理设备和图像处理方法。

背景技术

随着视频监控、人工智能、计算机视觉等应用的不断普及，对图像处理技术的性能提出了更高的要求。在图像处理过程中，经常需要对规则区域(矩形或旋转矩形)内像素的灰度值进行运算。例如在对象检测和识别应用中，用一个大小固定的窗口在图像上扫描，根据窗口内像素的灰度值提取特征(例如Harr类特征)，并且将提取的特征输入训练好的分类器以检测或识别窗口内的对象。

这种基于规则区域内像素的灰度值进行的运算通常用到积分图方法。积分图的思想可参见Paul Viola和Michael Jones的文章“RobustReal-time Object Detection”，Second International Workshop OnStatistical And Computational Theories Of Vision-Modeling，Learning，Computing，And Sampling，Vancouver，Canada，July 13，2001。其被应用到实时的对象检测框架中，显示出其在规则区域内像素集的灰度值加和运算上的优势。

积分图方法需要预先计算图像的像素的积分图，因而也对图像处理的性能带来影响。在图像尺寸较大的情况下，图像中各个像素的积分图的计算量更高，积分图的存储需要更多的存储空间。

发明内容

本发明旨在提供一种图像处理设备和图像处理方法，其通过改进生成积分图的方式来提高图像处理的性能。

本发明的一个实施例是一种图像处理设备，包括计算装置、存储装置、控制装置和处理装置。计算装置可以计算由控制装置指示的像素块的积分图。存储装置可以存储所计算的积分图。控制装置可以按顺序确定图像中相同尺寸的多个像素块中的每个像素块并向计算装置指示该像素块。根据这样的顺序，图像高度和宽度方向之一，即第一方向上位置相同的像素块按其中另一，即第二方向上的位置排列为序列。各序列按在第一方向上位置值的升序排列。同一序列中相邻像素块彼此相接或交叠，并且相邻序列在第一方向上的位置范围彼此相接或交叠。处理装置分别根据每个像素块的积分图来执行图像处理。计算装置可以包括写单元、读单元和计算单元。写单元可以将所计算的积分图存储到存储装置。读单元可以针对当前指示的像素块中积分图未知的每个像素，在图像的像素值和存储装置中该像素的相邻像素的积分图与该像素的积分图存在积分图关系的情况下，读取像素值和相邻像素的积分图。计算单元可以根据该积分图关系和所读取的积分图和像素值计算该像素的积分图。

在上述图像处理设备的进一步的实施例中，存储装置的容量可以不足以存储所有像素块的像素的积分图。写单元还可以针对计算单元所计算的每个积分图，将该积分图写入存储装置中满足下述条件的位置处：在该位置处未存储当前指示的像素块的积分图，或者如果在该位置处存储有不属于当前指示的像素块的积分图，则该积分图的相应像素不与当前指示的像素块中尚未计算积分图的像素相邻。

在上述图像处理设备的进一步的实施例中，还可以包括缓冲装置，其容量不足以存储比图像中沿第二方向排列的像素更多的像素的积分图。写单元还可以针对当前计算的序列的各个像素块中在第一方向上位置相同且与下一序列的像素块相接或位于下一序列的像素块中的每个像素，即下一序列的缓冲像素，将所计算的缓冲像素的积分图写入所述缓冲装置中满足下述条件的位置处：在所述位置处未存储所述缓冲像素的积分图，或者如果在所述位置处存储有积分图并且所述积分图不属于所述缓冲像素，则所述位置处的积分图的相应像素不与当前序列的像素块中尚未计算积分图的像素相邻。读单元还可以在当前指示的像素块与缓冲装置存储的积分图的相应像素交叠的情况下，从缓冲装置读取当前指示的像素块中积分图未在存储装置中的像素的积分图，并且对于当前指示的像素块中积分图未在所述存储装置中的像素，在图像的像素值、该像素的积分图和所述缓冲装置存储的与该像素相邻的像素的积分图间，或者在图像的像素值、该像素的积分图、所述缓冲装置存储的与该像素相邻的像素的积分图和所述存储装置中与该像素相邻的像素的积分图间存在积分图关系的情况下，读取像素值和相邻像素的积分图。计算单元还可以在当前指示的像素块与缓冲装置存储的积分图的相应像素交叠的情况下，将从缓冲装置读取的积分图作为相应像素的所计算的积分图，并且针对当前指示的像素块中与缓冲装置存储的积分图的相应像素相邻、积分图未在存储装置中的像素，根据上述积分图关系和所读取的积分图和像素值计算该像素的积分图。