通过将不可分离的fir滤波器分块的图像模糊的制作方法
【专利摘要】模糊图像的系统和方法可以包括：将不可分离的有限脉冲响应（FIR）滤波器的至少一部分划分为多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器具有矩形孔。另外，所述多个恒定响应子滤波器可以用来模糊图像。在一个示例中，可以将所述不可分离的FIR滤波器任选地划分为一个或多个卫星子滤波器，其中，一个或多个卫星子滤波器也用于模糊图像。
【专利说明】通过将不可分离的FIR滤波器分块的图像模糊
【背景技术】
[0001]图像处理应用可以向视频巾贞数据添加特定效果,例如模糊(blurring),从而模仿(simulate)照相机镜头或与人类视觉系统有关的景深效果的自然模糊处理。图像模糊的一个方式可以包括将可分离的二维(2D)有限脉冲响应(FIR)滤波器应用于待模糊的图像的像素。在可分离的2D FIR滤波中，模糊处理可以实施为级联的两个一维(ID)FIR滤波器，其中，第一 ID滤波器可以应用到输入图像的行，且第二 ID滤波器可以通过第一滤波器应用到图像输出的列。特别地，可以在待处理的每个像素周围限定矩形孔，其中，两个ID滤波器可以应用到落入矩形孔内的行和列。虽然可分离的2D滤波器在某些情况下是可适用的，但是仍然存在很大的改进余地。例如，可分离的2D滤波器的矩形孔可能不足以模拟(model)照相机镜头或人类视觉系统的光学响应，其本质上是更加圆或椭圆的。
【专利附图】
【附图说明】
[0002]通过阅读以下的说明书和附加的权利要求，以及通过参考以下的附图，本发明的实施例的各种益处对于本领域技术人员而言将是显而易见的，在附图中:
[0003]图1A是根据实施例的具有基本上平坦的响应轮廓(profile)的有限脉冲响应(FIR)滤波器模型的示例的二维(2D)顶视图；
[0004]图1B是图1A所示的FIR滤波器模型的三维(3D)透视图；
[0005]图2是根据实施例的多个基本上平坦的滤波器的示例的3D透视图，所述基本上平坦的滤波器模拟具有基本上非平坦响应轮廓的FIR滤波器。
[0006]图3是根据实施例的模糊图像的方法的示例的流程图；
[0007]图4A是根据实施例的任意形状的不可分离的FIR滤波器的示例的2D顶视图，该FIR滤波器被划分成多个矩形子滤波器和一个或多个卫星子滤波器；
[0008]图4B是根据实施例的任意形状的FIR滤波器的示例的2D顶视图，该FIR滤波器被划分成多个矩形子滤波器；以及
[0009]图5是根据实施例的计算系统的示例的框图。
【具体实施方式】
[0010]实施例可以包括具有一组指令的计算机可读存储介质，所述指令如果由处理器执行则使计算机将不可分离的有限脉冲响应(FIR)滤波器的至少一部分划分成多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器将具有矩形孔。指令也可以使计算机使用多个恒定响应子滤波器来模糊图像。
[0011]实施例也可以包括具有处理器和一组指令的计算系统，所述指令如果由处理器执行则使计算系统将不可分离的FIR滤波器的至少一部分划分成多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器将具有矩形形状。指令也可以使计算系统使用多个恒定响应子滤波器来模糊图像。
[0012]其它的实施例可以包括计算机实施的方法，在该方法中，不可分离的FIR滤波器的第一部分被划分成多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器具有矩形孔。不可分离的FIR滤波器的第二部分可以划分成一个或多个卫星子滤波器。另外，可以将不可分离的FIR滤波器的一个或多个样本设置为零以为不可分离的FIR滤波器的孔获得任意形状，其中，任意形状包括圆形形状和椭圆形形状中的至少一种。该方法也可以使用多个恒定响应子滤波器和一个或多个卫星子滤波器来模糊图像。
[0013]图1A和IB示出了任意形状的FIR内核/滤波器的模型10，其中，x轴和y轴表示2D采样点阵像素邻域，且z轴表示滤波器样本的值，所述滤波器样本共同地确定将对图像的像素施加的模糊量。滤波器孔(例如，支撑区域、滤波器轮廓等)的形状可以是圆的、椭圆的、肾形的等。在例示的示例中，FIR滤波器包括用相同值滤波器样本模糊全部像素的恒定值(例如，恒定响应、平坦等)区域12和滤波器样本渐渐减少到零值的非恒定周边带14。因为例示的FIR滤波器具有基本上平坦的响应轮廓，所以其可以视为“平顶(mesa) FIR滤波器”(例如，以平顶山的形状命名)。如将更详细地论述那样，例示的FIR滤波器的圆孔使滤波器能够模仿真实世界可视现象，例如照相机镜头或人类视觉系统的光学响应。
[0014]现在转至图2，示出了具有基本上非平坦轮廓的FIR滤波器的模型16。在例示的示例中，FIR滤波器被模拟为多个基本上平坦的滤波器18(18a-18c)。因此，2D滤波器轮廓形状的例示的类可以用区域恒定的响应来近似。这样的近似可以认为是“稻田”型近似，该近似简化了追踪界面和形状的广为记载的水平集方法(level set method)。特别地，多个平坦过滤器18可以表示为大量的r平顶FIR滤波器响应，其可以近似任意的非平坦轮廓，其中，可以通过控制水平的数目使得近似误差较小。对于许多应用，如果单个平顶FIR滤波器是不充分的，则具有有限数量的水平(例如，低的r)的稻田型滤波器可以提供能够以高速实施的适当的模糊模型。
[0015]定义FIR滤波处理的卷积方程可以用以下演示的卷积方程来表示，
【权利要求】
1.一种计算机实施的方法，包括: 将不可分离的有限脉冲响应(FIR)滤波器的第一部分划分为多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器具有矩形孔； 将所述不可分离的FIR滤波器的第二部分划分为一个或多个卫星子滤波器； 将所述不可分离的FIR滤波器的一个或多个样本设置为零，以便为所述不可分离的FIR滤波器的孔获得任意形状，其中，所述任意形状包括圆形形状和椭圆形形状中的至少一种；以及 使用所述多个恒定响应子滤波器和所述一个或多个卫星子滤波器来模糊图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述不可分离的FIR滤波器具有基本上恒定的响应轮廓。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述不可分离的FIR滤波器具有基本上非恒定的响应轮廓，并且所述方法进一步包括: 将所述不可分离的FIR滤波器模拟为多个不可分离的FIR滤波器；以及将所述多个不可分离的FIR滤波器中的每一个不可分离的FIR滤波器划分为多个恒定响应子滤波器。
4.如权利要求1-3中的任意一项所述的方法，其中，所述任意形状模仿照相机镜头和人类视觉系统中的至少一种。
5.一种计算机可读存储介质，包括一组指令，所述指令如果由处理器执行则使计算机进行以下操作: 将不可分离的有限脉冲响应(FIR`)滤波器的至少一部分划分为多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器将具有矩形孔；以及使用所述多个恒定响应子滤波器来模糊图像。
6.如权利要求5所述的介质，其中，所述指令如果被执行则使计算机进行以下操作: 将所述不可分离的FIR滤波器的至少一部分划分为一个或多个卫星子滤波器；以及 使用所述一个或多个卫星子滤波器来模糊所述图像。
7.如权利要求5或6所述的介质，其中，所述不可分离的FIR滤波器将具有基本上恒定的响应轮廓。
8.如权利要求5或6所述的介质，其中，所述不可分离的FIR滤波器将具有基本上非恒定的响应轮廓，并且，所述指令如果被执行则使计算机进行以下操作: 将所述不可分离的FIR滤波器模拟为多个不可分离的FIR滤波器；以及将所述多个不可分离的FIR滤波器中的每一个不可分离的FIR滤波器的至少一部分划分为多个恒定响应子滤波器。
9.如权利要求5-8中的任意一项所述的介质，其中，所述指令如果被执行则使计算机进行以下操作:使用通用比例因子来匹配所述多个恒定响应子滤波器的集体响应与所述不可分离的FIR滤波器的响应。
10.如权利要求5-9中的任意一项所述的介质，其中，所述指令如果被执行则使计算机进行以下操作:将所述不可分离的FIR滤波器的一个或多个样本设置为零，以便为所述不可分离的FIR滤波器的孔获得任意形状。
11.如权利要求10所述的介质，其中，所述任意形状将包括圆形形状和椭圆形形状中的至少一种。
12.如权利要求10或11所述的介质，其中，所述任意形状将模仿照相机镜头和人类视觉系统中的至少一种。
13.一种计算系统，包括: 处理器；以及 包括一组指令的计算机可读存储介质，所述指令如果由所述处理器执行则使所述计算系统进行以下操作: 将不可分离的有限脉冲响应(FIR)滤波器的至少一部分划分为多个恒定响应子滤波器，其中，每个恒定响应子滤波器将具有矩形形状，以及 使用所述多个恒定响应子滤波器来模糊图像。
14.如权利要求13所述的计算系统，其中，所述指令如果被执行则使所述计算系统进行以下操作: 将所述不可分离的FIR滤波器的至少一部分划分为一个或多个卫星子滤波器，以及 使用所述一个或多个卫星子滤波器来模糊所述图像。
15.如权利要求13或14所述的计算系统，其中，所述不可分离的FIR滤波器将具有基本上恒定的响应轮廓。
16.如权利要求13或14所述的计算系统，其中，所述不可分离的FIR滤波器将具有基本上非恒定的响应轮廓，并且，所述指令如果被执行则使所述计算系统进行以下操作: 将所述不可分离的FIR滤波器模拟为多个不可分离的FIR滤波器，以及 将所述多个不可分离的FIR滤波器中的每一个不可分离的FIR滤波器的至少一部分划分为多个恒定响应子滤波器。
17.如权利要求13-16中的任意一项所述的计算系统，其中，所述指令如果被执行则使所述计算系统进行以下操作:使用通用比例因子来匹配所述多个恒定响应子滤波器的集体响应与所述不可分离的FIR滤波器的响应。
18.如权利要求13-17中的任意一项所述的计算系统，其中，所述指令如果被执行则使所述计算系统进行以下操作:将所述不可分离的FIR滤波器的一个或多个样本设置为零，以便为所述不可分离的FIR滤波器的孔获得任意形状。
19.如权利要求18所述的计算系统，其中，所述任意形状将包括圆形形状和椭圆形形状中的至少一种。
20.如权利要求18或19所述的计算系统，其中，所述任意形状将模仿照相机镜头和人类视觉系统中的至少一种。
【文档编号】G06T5/00GK103733221SQ201280038404
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年6月29日 优先权日:2011年7月1日
【发明者】A·戈伦博威斯基 申请人:英特尔公司