具有边缘选择功能的图像处理器的制造方法_2

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例来说,可将计算机或移动电话配置成结合图像处 理器102和可能的给定图像源。图像源105因此可包括与计算机、移动电话或其他处理设 备相关联的照相机或其他成像器。如先前所指示的,可至少部分地将图像处理器102与公 共处理设备上的一个或多个图像源或图像目的地组合。
[0027] 本实施例中的图像处理器102假设是使用至少一个处理设备实现的,并包括被耦 合到存储器122的处理器120。处理器120执行存储在存储器122中的软件代码以便控制 图像处理操作的性能。图像处理器102还包括支持通过网络104的通信的网络接口 124。
[0028] 处理器1可以任何组合方式包括例如微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编 程门阵列(FPGA)、中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器(DSP)或其他 类似处理设备部件以及其他类型和布置的图像处理电路。
[0029] 存储器122存储用于由处理器120在实现图像处理器的功能的各部分、诸如模块 110、112和114的各部分时执行的代码。存储软件代码以供相应的处理器执行的给定此类 存储器是在本文中更一般地称为计算机可读介质或具有在其中体现的计算机程序代码的 其他类型的计算机程序产品的示例,并且可以任何组合方式包括例如电子存储器,诸如随 机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)、磁存储器、光学存储器或其他类型的存储设备。 如上文所指示的,处理器可包括微处理器、ASIC、FPGA、CPU、ALU、DSP或其他图像处理电路 的各部分或组合。
[0030] 还应认识到的是可以集成电路的形式来实现本发明的实施例。在给定此类集成电 路实施方式中,通常在半导体晶片的表面上以重复图案来形成相同的管芯。每个管芯包括 如本文所述的图像处理器或其他图像处理电路,并且可包括其他结构或电路。单独管芯被 从晶片切割或分割,然后封装为集成电路。本领域的技术人员将知晓如何分割晶片并封装 管芯以产生集成电路。这样制造的集成电路被视为本发明的实施例。
[0031] 如图1中所示的图像处理系统100的特定配置仅仅是示例性的,并且其他实施例 中的系统100可除具体地示出的那些之外或作为其替代而包括其他元件,包括一般地在此 类系统的常规实施方式中发现的类型的一个或多个元件。
[0032] 例如,在某些实施例中,图像处理系统100被实现为视频游戏系统或其他类型的 基于姿势的系统,其处理图像流以便识别用户姿势。公开的技术能够同样地适合于在要求 基于姿势的人机接口的多种其他系统中使用,并且还能够应用于除姿势识别之外的应用, 诸如机器人及其他工业应用中的机器视觉系统。
[0033] 现在参考图2,示出了用于标识图1的图像处理系统中的边缘图像中的可靠边缘 的示例性过程。假设图2过程由图像处理器102使用其边缘选择模块114实现。本实施例 中的过程包括步骤200至212。在本实施例中假设在图像处理器102中从图像源105接收 到的输入图像是失真图像,诸如来自深度成像器的深度图或其他深度图像。
[0034] 在步骤200中,对输入图像应用预处理以便生成灰度图像G。预处理可涉及到诸如 去噪声、均衡化等操作。本实施例中的灰度图像G是在本文中更一般地称为"第一图像"的 示例。
[0035] 在步骤202中,对灰度图像G执行边缘检测操作以便获得边缘图像E。本实施例中 的边缘图像E是在本文中更一般地称为"第二图像"的示例。可应用多种已知边缘检测技 术中的任何一个以在步骤202中生成边缘图像E。例如在J.Canny在IEEETransactions onPatternAnalysisandMachineIntelligence,Vol.PAMI-8,Issue6,pp.679-698,N ovemberl986 中的"Acomputationalapproachtoedgedetection" 中;R.Kimmel和 A.M.Bruckstein在InternationalJournalofComputerVision, 53(3) :225_243, 2003 中 的"OnregularizedLaplacianzerocrossingsandotheroptimaledgeintegrators" 中;以及W.K.Pratt的3riEdition,JohnWiley&Sons, 2001中公开了此类边缘检测技术的 示例,其被通过引用结合到本文中。在步骤202中应用给定边缘检测操作时,应将任何关联 边缘检测阈值设置为足够低,从而确保重要边缘的保持,因为将描述的后续处理将确保不 可靠边缘的拒绝。
[0036] 应注意的是如本文所使用的术语"图像"意图被宽泛地理解,并且在边缘图像E的 语境下可包括例如边缘图或表征所检测边缘的其他像素信息组。术语"边缘"也意图被宽 泛地理解,从而涵盖例如在与被成像对象的周界的一部分与该图像的其他部分之间的过渡 相关联的给定图像中的一组像素。
[0037] 在步骤204中,可将边缘图像E中的某些边缘由于具有不足尺寸而可选地排斥。
[0038] 在步骤206中,在步骤304中的任何尺寸不足边缘的可选拒绝之后,对边缘图像E 应用边缘分段操作。该边缘分段操作标识表示为ESn的多个不同边缘段,n=l,...,N。在 图3和4中示出了在边缘图像的各部分中标识的边缘段的示例。在这些示例中,给定边缘 段的每个框对应于边缘图像E的特定像素,并且假设所有边缘为一个像素厚。并且,与边缘 段相关联的像素被说明性地示为白色,并且所示边缘图像的各部分中的所有其他像素被说 明性地示为黑色,虽然在其他实施例中可以其他方式来表征边缘和非边缘像素。例如,在本 文中用来表征各边缘和非边缘像素的术语"白色"和"黑色"可另外或替换地使用分别地诸 如" 1"和"0"之类的二进制值来表示。
[0039] 图3中所示的两个示例性边缘段ESI和ES2具有起始像素Si和结束像素ep其中, i= 1或2。在左侧的第一边缘段ESi包括已填充拐角位置,而在右侧的第二边缘段ES2包 括未填充拐角位置。图4A和4B每个同样地示出具有起始像素Si和结束像素e^勺两个附 加示例性边缘段,其中,i= 1或2。在步骤206中可生成许多其他类型的边缘段。例如,其 他实施例中的边缘段在厚度方面可超过不止一个像素。
[0040] 如下面将更详细地描述的,可将边缘分段操作表征为将分叉边缘图分离成单元曲 线段,使得每个元素段不包括分叉。
[0041] 更特别地,将步骤206的边缘分段操作中的边缘图像E分离成局部化不交叉但可 能邻近单元曲线段ESn的有限集,n= 1,...N。用每个段的起始像素sn、结束像素en和起始 像素与结束像素之间的相邻像素(如果有的话)的数目来表征每个段,使得在 811与%之间 不存在间隙,在811与^之间不存在分叉,并且曲线段的长度大于或等于两个像素,但是不具 有除图像分辨率所暗示的之外的上界。
[0042] 作为一个示例,可使用以下步骤来实现此类边缘分段操作:
[0043] 1.将任意边缘像素定位于边缘图像E中并确定其是否是单个隔离像素。如果是这 样,则擦除该边缘像素并重复步骤1直至找到非隔离边缘像素或所有边缘像素都被擦除, 在该点处边缘分段操作终止。针对本实施例的描述和本文中的其他地方将假设边缘像素是 白色的且非边缘像素是黑色的,如在图3和4的示例中。因此,对任意边缘像素进行定位涉 及到对白色像素进行定位,并且擦除边缘像素涉及到将像素设置成黑色。
[0044] 2.如果被定位边缘像素具有精确地一个直接相邻白色像素,则将被定位边缘像素 标记为起始像素sn并在唯一可能方向上沿着边缘移动,访
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