[发明专利]一种图像滤波装置、系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种图像滤波装置、系统及方法，实现通过结构简单的硬件实现对图像进行线性滤波的目的。其中，所述装置包括：至少M个电阻元件，用于将图像信号进行加权求和，得到滤波信号；M为图像信号的个数；图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来，局部图像信息包括待处理像素点的原始像素值以及待处理像素点的邻域像素点的像素值，图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配，滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理，至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配，滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值，从而得到滤波后图像。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种图像滤波装置、系统及方法。

背景技术

图像滤波是图像预处理中非常重要的技术，用于提高图像的质量，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。通过应用图像滤波技术可以实现的目的有很多，例如用于降低图像的噪声、锐化图像、检测图像边缘等。

线性滤波是图像滤波最基本的方法，基本原理为：对于二维图像的每一个像素点，计算该像素点的像素值及其邻域像素点的像素值分别与卷积核的对应元素的乘积，然后将这些乘积加起来，作为该像素点的像素值。若要实现不同的图像滤波目的，改变所述卷积核即可。

举个例子，参见图1，假设卷积核是一个3*3的矩阵，即原始二维图像f(x,y)中从上到下第二排、从左到右第二列像素点f(2,2)的原始像素值为1，由该像素点以及其邻域像素点构成的3*3矩阵为将该矩阵与卷积核对位相乘相加得到该像素点的处理后的像素值，即f(2,2)＝4×0+0×0+0×0+0×0+0×1+0×1+0×0+0×1+(-4)×2＝-8。原始二维图像的每个像素点都类似处理，最后得到滤波后的二维图像。

由于线性滤波需要对每个像素点都进行对位相乘再求和的计算，当原始二维图像分辨率较高时，运算量较大，效率较低。

为了解决这个问题，现有技术采用FIR(Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应)滤波器来达到对图像进行线性滤波的目的。参见图2，该图为典型的FIR滤波器的结构示意图，所述FIR滤波器包括延迟器、乘法器和加法器。在该图中，X(n)为原始图像的像素输入序列，y(n)为滤波后图像的像素输出序列，h(0)、h(1)、h(2)…h(n)为卷积核的各个数值。为了达到与卷积核对位相乘再求和的目的，所述像素输入序列的各个像素值与卷积核的各个数值对应。

现有技术通过延迟器、乘法器和加法器这些硬件来实现图像滤波的目的，相对于采用软件计算的方式，有效提高了滤波效率。

发明内容

现有技术采用FIR滤波器虽然能够实现对图像进行线性滤波的目的，且运算速率较高，但硬件结构复杂。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种图像滤波装置、系统及方法，实现通过结构简单的硬件对图像进行线性滤波的目的。

本发明实施例提供了一种图像滤波装置，所述装置包括：

至少M个电阻元件，用于将图像信号进行加权求和，得到滤波信号；

所述M为图像信号的个数；

所述图像信号由对待处理图像中与待处理像素点对应的局部图像信息经过数模转换而来，所述局部图像信息包括所述待处理像素点的原始像素值以及所述待处理像素点的邻域像素点的像素值，所述图像信号的个数与滤波卷积核中有效元素的个数匹配，所述滤波卷积核用于对所述待处理图像进行滤波处理，所述至少M个电阻元件的阻值与所述滤波卷积核中的有效元素相匹配，所述滤波信号被用于进行模数转换得到待处理像素点的处理后像素值，从而得到滤波后图像。

可选的，所述至少M个电阻元件的正极分别用于接收与各自对应的图像信号，所述至少M个电阻元件的负极耦合在一起，以输出所述滤波信号。