[发明专利]一种低成本的非极大值抑制电路结构

说明书

本发明公开一种低成本的非极大值抑制电路，涉及图像处理和集成电路设计领域，包括预处理模块、方向区间选择模块和极大值比较模块；预处理模块根据中心点和邻域内参考点梯度，计算中心点和邻域内参考点的梯度幅值和梯度符号；方向区间选择模块根据输入的中心点梯度幅值和梯度符号，确定输入中心点所属的方向区间；极大值比较模块根据输入的方向区间结果，从所有邻域内参考点中，选择出中心点所属梯度区间的参考点，通过梯度幅值比较，确定中心点被保留或被抑制。本发明将中心点梯度方向划分为六个区域，借助简单的逻辑电路将中心点的梯度方向定位至上述六个梯度区域之一，通过与相应区域参考点进行极大值比较，实现了低成本的非极大值抑制运算。

技术领域

本发明涉及图像处理和集成电路设计领域，具体涉及一种非极大值抑制电路结构。

背景技术

非极大值抑制算法是图像处理领域的重要算法，广泛应用于目标跟踪、目标识别、纹理分析等。其原理是对图像中以某像素点为中心的邻域进行最大值搜索，如果中心点像素的梯度强度与邻域内具有相同方向的其他像素相比是最大的，则该中心点被保留，否则，该中心点将被抑制。

实际应用中，邻域内各像素点的方向是离散分布的，以3×3的邻域为例，仅在水平、垂直和两个对角线共四个方向(简称为标准方向)上有对应的像素点。而对于梯度方向不在水平、垂直和对角线方向上的像素点，需要计算其梯度方向角的斜率，并以相邻标准方向上的像素点为参考，通过线性内插的方法获得。但在集成电路实现时，梯度方向角、斜率和线性内插的计算需要除法器、三角函数、乘法器和加法器等运算单元，特别是除法器和三角函数是集成电路中较为复杂的运算单元，因此，精确实现非极大值抑制的功能需占用大量电路逻辑资源。为了简化非极大值抑制的运算量，使其易于集成电路实现，常用的方法是将中心像素点的梯度方向离散化为四个标准方向，即将中心像素点的梯度方向近似为最接近的四个标准方向之一，但这种离散化近似会影响非极大值抑制算法的精度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种低成本的非极大值抑制电路，以较少的运算逻辑资源实现了较为精确的非极大值抑制运算。

本发明具体采用如下技术方案：

一种低成本的非极大值抑制电路，其特征在于包括预处理模块、方向区间选择模块和极大值比较模块；

所述预处理模块，根据输入的中心点梯度和邻域内参考点梯度，计算中心点和邻域内参考点的梯度幅值、水平方向梯度幅值、垂直方向梯度幅值、水平方向梯度符号和垂直方向梯度符号，并将预处理的结果输出至方向区间选择模块和极大值比较模块；

所述方向区间选择模块与预处理模块相连，根据输入的中心点水平方向梯度幅值、垂直方向梯度幅值、水平方向梯度符号和垂直方向梯度符号，确定输入中心点梯度方向所属的方向区间，并将方向区间结果输出至极大值比较模块；

所述极大值比较模块与预处理模块和方向区间选择模块相连，根据输入的方向区间结果，从所有邻域内参考点中，选择出中心点梯度方向所属方向区间的参考点，将输入的中心点梯度幅值与选取的参考点梯度幅值比较，判断中心点梯度幅值是否是其梯度方向区间上的最大值，如果中心点的梯度幅值大于所属方向区间内所有参考点的梯度幅值，则该中心点将被保留，否则，该中心点将被抑制。

优选地，所述预处理模块包括绝对值计算模块一、绝对值计算模块二、梯度幅值计算模块一、梯度幅值计算模块二、梯度幅值计算模块三、梯度幅值计算模块四、梯度幅值计算模块五、梯度幅值计算模块六、梯度幅值计算模块七、梯度幅值计算模块八、梯度幅值计算模块九；其中，绝对值计算模块一用于计算中心点水平方向梯度幅值，绝对值计算模块二用于计算中心点垂直方向梯度幅值，梯度幅值计算模块一用于计算中心点梯度幅值，梯度幅值计算模块二至梯度幅值计算模块九分别用于计算八个邻域点的梯度幅值。