发明名称 影像分段方法、影像分段装置、影像处理方法、及影像处理装置
摘要 将对应于像素之单元i初设至未激发状态中,以计算相邻于单元 i之八个单元k之间的耦合权数Wik,因此根据计算结果决定领导单元 pi=1。其次,选择待激发之领导单元作为可自行激发单元。将所选择单元置入激发状态中,此可激发单元是根据相邻单元之间耦合权数而选择,且将所选择单元置入激发状态中。将此等操作重覆一直到不再侦测到任何可激发单元为止,如果不再侦测到任何可激发单元,则实施停止处理,因此完成一区域之影像分段。将此等操作重覆,一直到不再有任何未激发与未停止领导单元为止。因此,指定来自输入影像属于相同种类之区域,并且将其辨识为影像分段区域。
申请公布号 TWI226193 申请公布日期 2005.01.01
申请号 TW092114142 申请日期 2003.05.26
申请人 广岛大学 发明人 小出哲士;汉斯J. 马特修;森本高志;原田洋明
分类号 H04N5/225 主分类号 H04N5/225
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼;陈文郎 台北市松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1.一种影像分段方法,其从属于相同种类之输入影像指定此等区域之一,并且辨识此区域作为影像分段区域,其特征为包括以下步骤:准备步骤,包括:启始步骤,将对应于输入影像之像素之个别影像分段单位之单元置入未激发状态中,取得步骤,以取得对应此单元之像素之像素値,并且计算多个相邻单元之间之各耦合权数,以及决定步骤,根据各计算结果决定领导单元(自行可激发单元候选者);自行可激发单元侦测步骤,藉由决定步骤决定而选择一领导单元,以侦测此单元作为可自行激发单元;自行激发步骤,将在可自行激发单元侦测步骤中所侦测之可自行激发单元,置入激发状态中;可激发单元侦测步骤,根据在激发状态中单元(包括领导单元)与相邻单元之间之耦合权数,从相邻单元侦测可激发单元;激发步骤,将在可激发单元侦测步骤中所侦测之单元,置入激发状态中;以及停止步骤,如果在可激发单元侦测步骤中未侦测到单元,则将在激发状态中之单元置于停止状态中;其中藉由重覆激发步骤,一直到在可激发单元侦测步骤中不再侦测到任何单元为止,以完成一区域之影像分段;以及藉由重覆各步骤,一直到在自行可激发单元侦测步骤中,不再侦测到任何在未激发状态中之领导单元为止,而完成所有区域之影像分段。2.如申请专利范围第1项之影像分段方法,其中:Ii为单元i之像素値(i代表单元号码),其为对应于输入影像之像素之个别影像分段单位,xi为变数其显示单元i是在激发或在未激发状态中,pi为变数其显示是否允许自行激发,Wik为介于相邻单元i与k之间之耦合权数,p为临界値其决定是否允许自行激发,z为临界値其决定是否允许自行激发,zi为变数其显示单元i之状态是否改变,以及z为整体抑制器之变数,其根据所有单元之zi値之逻辑和决定此等单元是否已经改变至激发状态;在准备状态中,将影像分段单元i之变数xi设定为0(xi=0;未激发),采用对应于单元i之像素値Ii,以计算相邻多个单元i与k之间的耦合权数Wik,以致于如果计算结果之总和大于临界値p,则设定Pi=1(自行可激发状态),且如果此总和小于或等于临界値p,则设定Pi=0(非自行可激发状态)用于启始,以及z=0,设定此整体抑制器变数z用于启始;在各自行可激发单元侦测步骤中,从决定步骤中所决定之Pi=1之领导单元中选择至少一未激发领导单元,以侦测所选择的单元作为自行可激发单元;在各自行激发步骤中,将在自行可激发单元侦测步骤中所侦测之自行可激发单元i之变数xi与z0各设定为1(xi=1:自行激发,zi=1:经改变状态);在可激发单元侦测步骤中,如果相邻于在未激发状态中单元i之经激发单元k(xk=1)之间耦合权数Wik之总和大于临界値z,则将单元i侦测为可激发单元;在各附属激发步骤中,将可激发单元侦测步骤中所侦测所有单元i之变数xi与zi各设定为1(xi=1:激发状态,zi=1:改变状态),且将已经在激发状态(xi=1与zi=1)中单元i之变数zi设定为0(zi=0未改变状态);以及在各停止步骤中,如果在可激发单元侦测步骤中未侦测到单元,则将xi=1(激发状态)之单元设定为xi=0(未激发状态)与zi=0(未改变状态),并且如果pi=1,则将此单元设定至pi=0(停止状态)。3.如申请专利范围第1项之影像分段方法,其中:当此输入影像为灰阶影像时,使用亮度値作为像素値。4.如申请专利范围第1项之影像分段方法,其中:当此输入影像为彩色影像时,使用彩色资讯作为像素値。5.一种影像分段装置,其从属于相同种类之输入影像指定此等区域之一,并且辨识此区域为影像分段区域,以选择性地输出任意影像分段区域之影像,其特征为包括:输入影像记忆体,其储存输入影像之像素値;耦合权数计算电路,其从输入影像记忆体读取像素値,藉由管道处理以计算对应于各像素之各影像分段单元与相邻单元之间之耦合权数;领导单元决定电路,其根据由耦合权数计算电路所计算之耦合权数以决定领导单元,此单元其中与相邻单元之耦合权数之总和超过参考値;影像分段单元网路具有决定装置,其中将影像分散单元交替配置成阵列状态,此单元根据输入影像之各像素与耦合权数暂存器,在未激发状态,可自行激发状态,以及激发状态之间转换,此等暂存器保存由耦合权数计算电路所获得之单元间耦合权数,此决定装置根据在耦合权数暂存器中所保存之値以决定各单元是否可激发,其中此等单元配置成彼此相邻,此决定装置将由领导单元决定电路所决定之领导单元置入于激发状态中,并且从相邻单元选择可激发单元而置入激发状态中以扩张激发区域,因此决定影像分段区域;分段区域储存电路,其储存由影像分段单元网路所决定影像分段区域中所有单元之资讯,以及输出影像记忆体,其根据在分段区域储存电路中所储存之内容,储存对应于任意影像分段区域中各单元之像素値。6.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:此耦合权数计算电路取用对应于来自输入影像记忆体之单元之像素値,藉由平行处理计算在行方向中相邻单元之间之耦合权数,以及藉由管道处理计算在列方向中相邻单元之间的耦合权数。7.如申请专利范围第6项之影像分段装置,其中:耦合权数计算电路设有编码器,其减少耦合权数计算结果之位元数目。8.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:此领导单元决定电路取用对应于来自耦合权数计算电路之单元之耦合权数,藉由行一平行管道处理依序决定领导单元。9.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路之各列设有位移暂存器,其将资料传送至所有单元与耦合权数暂存器。10.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路之各列设有滙流排,其将资料传送至所有单元与耦合权数暂存器。11.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路设有作为耦合权数暂存器之:垂直耦合权数暂存器,其储存在垂直与对角线单元之间的耦合权数;以及水平耦合权数暂存器,其储存介于水平与对角线单元之间之耦合权数;其中,垂直耦合权数暂存器与水平耦合权数暂存器是在此等单元之间交替配置,以致于可以在相邻单元之间共用相同的耦合权数。12.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:耦合权数暂存器将来自耦合权数计算电路之耦合权数资料之位元数目、减少至所允许之位元数目,且储存此经减少的资料。13.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路之单元执行在决定可激发状态中所须之加法与减法,其彼此并联而作为相邻单元数目相同多之加法器(其个别设置用于各单元)与一减法器。14.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路之单元,以串联方式在加法器/减法器以及相对应之暂存器,实施决定可激发状态所须之加法与减法,此所设加法器/减法器之数目可多至k个(k为小于相邻单元数目之整数)。15.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:影像分段单元网路包括:自行激发装置,用于将由领导单元决定电路所决定之领导单元置入激发状态中;可激发单元侦测装置,用于根据介于在激发状态中之单元以及与此在激发状态中之单元相邻此等单元之间的耦合权数,从相邻单元侦测可激发单元;激发装置,用于将由可激发单元侦测装置所侦测到之单元,置入激发状态中;以及停止装置,用于在由可激发单元侦测装置侦测不到单元的情形中,将在激发状态中之单元置入停止状态中;其中一区域之影像分段是由以下方式完成:在由可激发单元侦测装置所侦测到之此等单元上同时重覆实施激发装置之处理,一直到可激发单元侦测装置不再侦测到任何单元为止;以致于所有区域之影像分段是由以下方式完成:在此等单元上依序实施各别的自行激发装置,可激发单元侦测装置、激发装置以及停止装置之处理,以及领导单元是在未激发状态中且不在停止状态中。16.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:如果输入影像为灰阶影像,则使用亮度値作为像素値。17.如申请专利范围第5项之影像分段装置,其中:如果输入影像为彩色影像,则使用彩色资讯作为像素値。18.一种包括影像分段之影像处理方法,其从属于相同种类之输入影像指定此等区域之一,并且辨识此区域作为影像分段区域,其特征为包括以下步骤:启始步骤,将对应于输入影像之像素之个别影像分段单位之单元置入未激发状态中,取得步骤,以取得对应于此单元之像素之像素値,并且计算多个相邻单元之间之各耦合权数,以及决定步骤,根据各计算结果决定领导单元(自行可激发单元候选者);自行可激发单元侦测步骤,藉由决定步骤决定而选择一领导单元,以侦测此单元作为可自行激发单元;自行激发步骤,将在可自行激发单元侦测步骤中所侦测之可自行激发单元,置入激发状态中;可激发单元侦测步骤,根据在激发状态中单元(包括领导单元)与相邻单元之间之耦合权数,从相邻单元侦测可激发单元;激发步骤,将在可激发单元侦测步骤中所侦测之单元,置入激发状态中;以及停止步骤,如果在可激发单元侦测步骤中未侦测到单元,则将在激发状态中之单元置于停止状态中;其中藉由重覆激发步骤,一直到在可激发单元侦测步骤中不再侦测到任何单元为止,以完成一区域之影像分段;以及藉由重覆各步骤,一直到在自行可激发单元侦测步骤中,不再侦测到任何未激发状态中之领导单元为止,而完成所有区域之影像分段。19.一种包括影像分段之影像处理装置,其从属于相同种类之输入影像指定此等区域之一,并辨识此区域为影像分段区域,以选择性地输出任意影像分段区域之影像,其特征为包括:输入影像记忆体,其储存输入影像之像素値;耦合权数计算电路,其从输入影像记忆体读取像素値,藉由管道处理以计算对应于各像素之各影像分段单元与相邻单元之间之耦合权数;领导单元决定电路,其根据由耦合权数计算电路所计算之耦合权数以决定领导单元,此单元其中与相邻单元之耦合权数之总和超过参考値;影像分段单元网路具有决定装置,其中将影像分段单元交替配置成阵列状态,此单元根据输入影像之各像素与耦合权数暂存器,在未激发状态,可自行激发状态,以及激发状态之间转换,此等暂存器保存由耦合权数计算电路所获得之单元耦合权数,此决定装置根据在耦合权数暂存器中所保存之値以决定各单元是否可激发,其中此等单元配置成彼此相邻,此决定装置将由领导单元决定电路所决定之领导单元置入于激发状态中,并且从相邻单元选择可激发单元而置入激发状态中以扩张激发区域,因此决定影像分段区域;分段区域储存电路,其储存由影像分段单元网路所决定影像分段区域中所有单元之资讯;以及输出影像记忆体,其根据在分段区域储存电路中所储存之内容,储存对应于任意影像分段区域中各单元之像素値。20.如申请专利范围第19项之影像处理装置,其中:藉由数位电路结构,将至少一耦合权数计算电路,领导单元决定电路、影像分段单元网路,以及分段区域保存电路安装于积体电路中。图式简单说明:第1A与1B图为本发明实施例输入影像与单元间耦合权数之说明图式,第1A图显示输入影像,以及第1B图显示单元间耦合权数;第2图为流程图,其显示在相同实施例中影像分段算法之处理流程;第3图为图表,其显示在相同实施例中单元状态之转变;第4图为方块图,其显示在相同实施例中影像分段装置之硬体结构例子;第5A、5B、5C以及5D图为在第4图中所示耦合权数计算电路之说明图式,第5A图显示其基本结构,第5B图显示灰阶影像权数计算电路之结构,第5C图显示彩色影像权数计算电路之结构,以及第5D图显示编码器之输入/输出之例。第6A、6B图,以及6C图为第4图中所示领导单元决定电路之说明图式,第6A图计算标的单元,第6B图显示耦合权数资料转换顺序,以及第6C图显示领导单元决定电路之例之基本结构例;第7图为方块图,其显示结构例,在此情形中单元网路之输入/输出操作是使用在第4图中所示之影像分段单元网路中之位移暂存器实施;第8图为方块图,其显示结构例,在此情形中单元网路之输入/输出操作是使用在第4图中所示之影像分段单元网路中之流排而实施;第9A与9B图为说明,其显示在第7或8图中而使用单元与耦合权数暂存器之间之连接例,第9A图显示具有水平耦合权数暂存器之连接例,以及第9B图显示具有垂直耦合权数暂存器之连接例;第10图为方块图,其显示在相同实施例中,介于任意单元与四个相邻耦合一权数一暂存器块之间之连接例;第11图为方块图,其显示在相同实施例中,包括四个耦合一权数一暂存器之耦合一权数一暂存器块之结构例;第12A与12B图为图式说明,其显示在相同实施例中影像分段单元之结构例;第12A图为方块图其显示结构,在此情形中加法与减法彼此平行同时实施,以及第12B图为方块图其显示结构,其中加法与减法彼此串联依序实施;第13图为方块图,其显示在相同实施例中整体抑制器之连接例;第14图为概念图,其显示自行激发允许信号如何依序搜寻未激发领导单元,以及在相同实施例中从领导单元中侦测出可自行激发单元;第15A至15I图为在相同实施例中影像分段算法之操作之说明图式,其参考在33灰阶影像上之执行例;第16A至16D图为在相同实施例中影像分段结构之操作之说明图式,其参考在77影像上之执行例;第17图为计时图,其显示第16A至16D图之77影像上影像分段模拟之结果;第18图为说明图,其显示当相同实施例之影像分段算法以JAVA软体程式实现以执行影像分段时之显示萤幕之例;第19图为特性图,其显示影像分段时间之实施结果,在此例中此相同实施例之影像分散算法是以软体实现;第20A至20D图为图式说明,各显示在相同实施例中灰阶影像上影像分段之应用例,第21A至21D图为图式说明,各显示在相同实施例中彩色影像上影像分段之应用例;以及第22图为特性图,其显示影像分段时间之模拟结果,在此情形中相同实施例之影像分段算法是以硬体实现。
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