JP2001257886A - 画像データ処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データ処理時間を短縮すること。 【解決手段】 フィルターブロック１０３は５個の演算
入力バッファ１０２−１から１０２−５の各々の一番左
側のデータを同時に読み出す。ついで、その隣りのデー
タを同時に読み出すというように順次読み出す。演算開
始時にはこの読み出し動作を連続して５回行うことで２
５個のデータがセットされる。フィルターブロック１０
３では、最初の演算を行い結果をアウトバッファ１０４
−１に格納する。この動作を１ラスターについて連続し
て行う。演算処理において使用するデータを逐次一回の
読み出し動作で使用するのでデータ処理における読み出
し時間を短縮し画像処理を効率よく行うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データに対して
演算等のデータ処理を行うための画像データ処理装置及
び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スキャナー等から読み込まれた画像デー
タをプリントアウトして使用する場合等には、その使用
用途によって特定の効果を持たせたり、読みとり素子の
特性を補う、読みとりに際して混入したノイズデータを
軽減する、などの目的で各種のデータ処理が施される。
たとえば文字データが背景と重なって配置された画像デ
ータでは文字と背景の境界がぼやけていたら文字として
認識しにくい。

【０００３】このように文字境界付近の輪郭が何らかの
理由によりぼやけてしまった画像に対しては、これを修
正する目的でエッジを強調するような画像処理を施すこ
とがある。このような処理を行う際には文字周辺の画素
データからエッジを判断し演算処理によって画像処理が
施される。またエッジ強調のみならず曲線部をよりなめ
らかに表示する際にも周囲のデータから画像の一部を修
正しスムージングを施すような画像処理が施される場合
もある。

【０００４】これらの画像処理はその目的から対象画素
の周囲の状況によって実際の処理結果が異なる、つまり
対象画素に対してその周辺の画素データを用いて演算処
理を行うことが必要となる。

【０００５】上述のように、対象画素について周囲の画
素データにもとづいて処理を行おうとする場合には、そ
れら必要なデータを順次読み出し、すべてのデータがそ
ろった時点で演算処理を行い処理結果を出力する動作を
繰り返す。たとえば演算に必要な画像データのラスター
数をｎ、幅方向の画素数をｍとした場合、ある画素につ
いて対象画素を含む周囲ｎ×ｍ個のデータが必要である
から、処理以前に少なくともｎ×ｍ回の読み出し動作を
行う必要がある。

【０００６】画像の左はじから画像幅方向へ向かって順
次データ処理を行っていく場合を考えてみると、最初に
ｎ×ｍ回のデータ読み出しを行い、そのデータを用いて
最初の１画素に対する演算が行われる。次に右隣の１画
素に対する演算を行うためには、少なくとも新たにｎ個
のデータを読み込む必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】近年のＰＣ（パーソナ
ルコンピュータ）の高速化によりカラー画像を容易に扱
うことが可能となるなど処理しなければならないデータ
とその速度に対する要求は益々大きくなり、よりきれい
な画像表現のために解像度が精細になり、さらにはより
きめ細かい階調表現を行うなど表現し得る画質向上のた
めに同一面積の画像データの容量は加速度的に大きくな
る傾向にある。

【０００８】そのためこれらのデータ処理もデータ容量
に比例して増加し処理時間も増大してしまうという問題
がある。

【０００９】画像データは何らかの記憶媒体上におかれ
ている。そのため、特に前述の様なデータ処理の場合、
処理しようとする画素データは周囲の画素との関係で演
算処理が行われる。目的とする演算処理のためには対象
となる画素データはもちろん処理に必要な周囲のデータ
を読み出すという作業も必要になる。

【００１０】よって、それらの必要な画像データを読み
出した上で演算処理を行い、その処理結果を再び記憶媒
体上に書き込む手順をとる。

【００１１】前述のようにデータ量が大きくなれば画像
データ処理のためのデータ読み出し、演算処理、処理済
みデータの再書き込みの負荷はデータ量に比例して大き
くなる。

【００１２】そのため、これらの処理データを一つずつ
順次読みだす方法では処理時間が膨大になってしまう等
の問題がある。さらに画像処理の多くは処理そのものを
目的として専用の機器において行われるわけではなく、
たとえば印刷記録のために画像記録装置の一部において
行われたりディスプレイヘの表示のために映像装置の一
部などその他の機能と同時に実現する必要があることが
一般的である。

【００１３】これらの機器においては前述の画像処理に
必要なデータの読み出しや書き込みは他の処理に用いる
バスを共用して行われデータ処理だけに処理能力のすべ
てを使用できるわけではない。

【００１４】そのため、画像処理負荷の増大が装置全体
のパフォーマンスに及ぼす影響を考えても特定の処理は
速やかに行う必要がある。

【００１５】そこで本発明の目的は、以上のような問題
を解消した画像データ処理装置および方法を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、画素データを各ライン毎に一時
記憶するｎ個の記憶手段と、前記ｎ個の記憶手段の各々
から各ラインの画素データを並行して読み出し、読み出
したｎ×ｍ（ｍ：各ラインにおける画素数）個のマトリ
ックスデータ毎に演算処理を行う演算手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１７】また請求項２の発明は、請求項１におい
て、前記演算手段における演算出力対象画素は、ｎ×ｍ
のマトリックスの中心の画素であることを特徴とする。

【００１８】さらに請求項３の発明は、請求項１または
２において、ｎ＋１ライン目の画素データを一時記憶す
る記憶手段をさらに有し、前記演算手段は、前記ｎ＋１
個の記憶手段のうちのｎ個の記憶手段の各々から各ライ
ンの画素データを並行して読み出すことを特徴とする。

【００１９】さらに請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、前記画素データは、同一画像位置の
複数の色情報を含むことを特徴とする。

【００２０】さらに請求項５の発明は、請求項１〜４の
いずれかにおいて、前記演算手段の演算出力データを１
ラインずつ順次記憶する２個以上のバッファをさらに有
することを特徴とする。

【００２１】さらに請求項６の発明は、請求項１〜５の
いずれかにおいて、前記演算手段は、演算出力対象画素
データに対してエッジ強調処理を施すことを特徴とす
る。

【００２２】さらに請求項７の発明は、請求項１〜５の
いずれかにおいて、前記演算手段は、演算出力対象画素
データに対してスムージング処理を施すことを特徴とす
る。

【００２３】さらに請求項８の発明は、画素データを各
ライン毎にｎ個の記憶手段の各々に一時記憶し、前記ｎ
個の記憶手段の各々から各ラインの画素データを並行し
て読み出し、読み出したｎ×ｍ（ｍ：各ラインにおける
画素数）個のマトリックスデータ毎に演算処理を行うこ
とを特徴とする。

【００２４】さらに請求項９の発明は、請求項８におい
て、前記演算における演算出力対象画素は、ｎ×ｍのマ
トリックスの中心の画素であることを特徴とする。

【００２５】さらに請求項１０の発明は、請求項８また
は９において、ｎ＋１ライン目の画素データをさらに別
の記憶手段に一時記憶し、前記演算は、前記ｎ＋１個の
記憶手段のうちのｎ個の記憶手段の各々から各ラインの
画素データを並行して読み出して行うことを特徴とす
る。

【００２６】さらに請求項１１の発明は、請求項８〜１
０のいずれかにおいて、前記画素データは、同一画像位
置の複数の色情報を含むことを特徴とする。

【００２７】さらに請求項１２の発明は、請求項８〜１
１のいずれかにおいて、前記演算出力データを１ライン
ずつ２個以上のバッファに順次記憶させることを特徴と
する。

【００２８】さらに請求項１３の発明は、請求項８〜１
２のいずれかにおいて、前記演算は、演算出力対象画素
データに対するエッジ強調処理であることを特徴とす
る。

【００２９】さらに請求項１４の発明は、請求項８〜１
２のいずれかにおいて、前記演算は、演算出力対象画素
データに対するスムージング処理であることを特徴とす
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】（実施例１）以下に図面を参照し
て本考案の実施例の説明を進める。

【００３１】本実施例ではスキャナーから取り込んだ画
像データに対してエッジ強調のためにフイルター処理を
施す回路を例に説明を行う。

【００３２】図２は本実施例における画像データの演算
処理入力データ範囲である。ここに並んだ丸は各々画素
を示す。２０１は演算対象になる画素である。２０２は
本実施例における演算のデータ入力範囲で、図示するよ
うに２５個の画素データを用いて演算処理を行う。

【００３３】２０３は演算処理対象画素、２０４は処理
済みの画素データの出力範囲を示す。この図面からわか
るように出力データ範囲に対して入力データは上下左右
方向に２ドットづつ余分に与えられている。

【００３４】すなわち演算に必要な画素データがｎ×ｍ
個で、ｎ= ｍでかつｎ，ｍが奇数である場合、 ａ= （ｎ−１）／２ で表されるａ個の入力画素を出力画素数に対して上下左
右に余分に与える。

【００３５】図３は図２の２０２で囲った範囲の画素、
つまり演算処理に用いる画素にそれぞれ名称をつけたも
のである。ここに示す各画素ａ１１からａ５５は図４に
示す様にＲ，Ｇ，Ｂの各色の濃度が８ビットで表された
２４ビットの画素データである。

【００３６】先の説明から明らかなようにこの図３にお
いては、ａ３３が演算対象になる画素である。

【００３７】次に画素に対する演算処理の内容について
例をあげて説明する。本実施例における演算回路は注目
画素すなわち処理対象画素に対して、周囲画素のデータ
の状況から各々画素の濃度を加減する。

【００３８】画像全体に対して順次同様の処理を施すこ
とでたとえばエッジ強調効果を得る。演算処理によって
エッジ強調効果を得る原理については数学的手法によっ
て説明されるが本発明の主題とは直接関係ないのでここ
では省略し、処理手順についてのみ説明を行う。

【００３９】演算処理はたとえば以下の式で表され、処
理対象画素に対して周囲画素の状況が反映された出力を
得る。

【００４０】出力画素の値をＸとすると Ｘ＝ａ３３×Ａ＋（ａ２２＋ａ２３＋ａ２４＋ａ３２＋
ａ３４＋ａ４２＋ａ４３＋ａ４４）×Ｂ＋（ａ１１＋ａ
１２＋ａ１３＋ａ１４＋ａ１５＋ａ２５＋ａ３５＋ａ４
５）×Ｃ＋（ａ２１＋ａ３１＋ａ４１＋ａ５１＋ａ５２
＋ａ５３＋ａ５４＋ａ５５）×Ｄ （ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは正負の係数である。）で、
処理内容によって、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を変えて、期待
する画像処理効果を得る。

【００４１】図１は本実施例における画像処理演算回路
周辺のブロック図である。１０１は人力マスクブロッ
ク、１０２は演算に必要な画像データを蓄える演算入力
バッファであって、本実施例では１０２- １から１０２
- ５の５個の演算入力バッファをもつ。

【００４２】１０３はフィルターブロックであって、演
算入力バッファ１０２に蓄えられたデータを順次読み出
した上で演算処理を行い、出力バッファ１０４に処理結
果を格納する。１０３−２は演算回路、１０３−１は演
算回路１０３−２へ演算入力バッファ１０２−１から１
０２−５のデータを入力する際に、それぞれのデータを
どのラスターとして扱うかを選択するセレクターであ
る。

【００４３】１０４は前述のように演算処理結果を格納
する為の出力バッファであるが、次段の処理回路１０５
において２ラスター分のデータを用いることができるよ
うに、２個準備している。処理回路１０５は、リニア変
倍処理を行うものである。

【００４４】１０６は演算に際して使用する係数Ａ〜Ｄ
を与えるレジスタである。

【００４５】スキャナーから入力される画像データは、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色８ビットで送られてくる。入力マスクブ
ロック１０１は各色８ビットのデータを画素単位の２４
ビットにまとめた上で、演算入力バッファ１０２に格納
する。

【００４６】図２における横１列のデータ列（すなわ
ち、画像データの１ラインのデータ列）をラスターと呼
ぶ。スキャナーからの画像データは、ラスター単位で横
１列分のデータが左から右に順次転送されてくる。

【００４７】演算入力バッファは図１に示すように１０
２−１から１０２−５の５個が用意されている。それぞ
れの演算入力バッファは１ラスター、つまり横１列分の
画素データを格納できる容量を持ち、実際にそれぞれの
演算入力バッファは各々１ラスターのデータを格納す
る。

【００４８】５本のラスター分のデータ入力が行われる
と、演算入力バッファ１０２−１から１０２−５には全
てデータが格納された状態となる。本実施例において演
算入力バッファが５個用意されているのは５×５個のデ
ータが演算に必要なためである。５ラスターのデータが
各々演算入力バッファにセットされるとフィルターブロ
ック１０３は画像処理演算を開始することが可能とな
る。

【００４９】演算処理の起動管理は入力マスクブロック
１０１がおこなう。入力マスクブロック１０１は前述の
ごとく入力データのセットが終了すると、フィルターブ
ロック１０３に対して起動信号を送り演算をスタートさ
せる。

【００５０】再度図２を用いて、画像データに対する演
算の手順について説明する。５個の演算入力バッファに
データがそろった状態は図２の２０５で示す５ラスター
のデータが入力バッファに格納された状態である。

【００５１】フィルターブロック１０３は５個の演算入
力バッファ１０２−１から１０２−５の各々の中の画面
上の一番左側のデータを同時に読み出す。すなわち、画
面上で縦１列のデータを同時に読み出す。ついで、その
隣りのデータを同時に読み出すというように順次読み出
していく。スタート時つまり各ラスターの演算開始時に
はこの読み出し動作を連続して５回行うことで２５個の
データがセットされる。すなわち、図２の２０２で囲ん
だ画素データがセットされる。２０３は一度に読み出す
縦５個のデータを示す。

【００５２】５回の読み出し動作の後、フィルターブロ
ック１０３では、最初の演算を行い結果をアウトバッフ
ァ１０４−１に格納すると、順次２０３で示す５個（縦
１列）のデータを読み出しては演算処理を行い処理結果
をアウトバッファ１０４−１に格納する。この動作を１
ラスターについて連続して行う。

【００５３】この様にして１ラスターについての処理を
おえると、アウトバッファ１０４−１には２０４で囲わ
れた範囲１ラインの出力データがそろう。１ラスターで
の処理が終了すると処理を停止する。

【００５４】ついで、１ラスター下のデータから５ラス
ターを用いて、同様にデータ処理を行い、結果をアウト
バッファ１０４−２に格納するが、この処理に際して、
一番上のラスターのデータは演算入力バッファ１０２−
１に格納されており、そのラスターのデータは使用済み
であるため不要であるから、このバッファに次のラスタ
ー（すなわち、図２で上から６番目のラスター）のデー
タをセットして上記処理を行う。

【００５５】このようにして演算入力バッファ１０２−
１から１０２−５は順に未処理のラスターデータが収め
られる。フィルターブロックのセレクター１０３−１は
演算回路１０３−２に対してラスターの処理に従って繰
り返し

【００５６】

【表１】

【００５７】の様にデータを入力していく。ａの次の数
字は縦方向の位置を示す。例えば、ａ５は５番目すなわ
ち、５×５個のデータの１番下のラスターを示す。また
演算結果は、１ラスター処理毎に２つのアウトバッファ
に交互に格納する。この様にして画像処理を画像全体に
対して行い、最終的に２０４で囲われた範囲の、処理済
み出力データを得る。

【００５８】（実施例１特有の効果）このような構成に
よってｎ×ｍのマトリックスデータが必要な演算処理に
おいて使用するデータを逐次一回の読み出し動作で使用
することが可能となりデータ処理における読み出し時間
を短縮し画像処理を効率よく行うことが出来る。

【００５９】（実施例２）実施例１では必要なマトリッ
クスデータがｎ×ｍの場合にｎ個の独立に読み出し可能
な入力バッファを構成していた。その為に、演算処理中
はフィルターブロック１０３がデータの読み出し動作を
行っているために、１ラスター分のデータ処理が終わら
ないと、次の入力データのセットが出来ない。

【００６０】実施例２ではこのバッファをｎ＋１個用意
する構成とした。余分に１個の入力バッファを用意する
ことで演算処理の為にフィルターブロック１０３が読み
出し動作を行っている最中にも次の１ラスターのデータ
を余分の１個の入力バッファにセットすることが可能と
なる。

【００６１】その結果データ処理と入力の並列処理を行
うことが出来る様になり、演算処理中に入力を停止する
必要はなく、処理時間が短縮できる。

【００６２】図５は実施例２のブロック図である。入力
バッファ５０２にセットされたデータの利用方法や演算
については実施例と全く同様である。演算入力バッファ
５０２−１〜５０２−６が６個用意されているため、バ
ッファの管理法方及び、フィルターブロックヘのデータ
入力セレクターが異なる。

【００６３】

【表２】

【００６４】また、後段に対しても同様な理由でアウト
バッファ５０４−１〜５０４−３も１本増設し、演算結
果を３個のアウトバッファに順次格納していくようにし
た。

【００６５】（実施例２特有の効果）この構成により、
データのセットと処理が同時に可能となる。実施例１に
おいては演算処理実行中は次のデータセットが行えない
が、この構成をとることで、演算処理実行中にも次のデ
ータセットが可能となりより効率的なデータ処理が可能
となる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像データ処理時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のブロック図である。

【図２】画素データ配列と処理手順を示す図である。

【図３】演算入力画素配置を示す図である。

【図４】画素データにおける各色のデータ配置を示す図
である。

【図５】実施例２のブロック図である。

【符号の説明】

１０２ 演算入力バッファ １０３ フィルターブロック １０４ アウトバッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/21 Ｂ４１Ｊ 3/12 Ｇ ５Ｃ０８２ 9/68 １０３ Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０Ｃ ９Ａ００１ Ｆターム(参考） 2C062 AA24 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC02 CE03 CE05 CH01 CH09 CH11 5C066 AA11 BA13 CA05 EC02 GA01 GB01 HA02 KE01 KE09 KE11 KE16 5C073 AA01 BB07 BB09 CA02 CE06 5C077 LL05 LL18 PP03 PP68 PQ12 PQ24 5C082 AA27 BA20 CA22 CB01 DA51 MM02 MM07 MM10 9A001 HH23 JJ35 KK42

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素データを各ライン毎に一時記憶する
   ｎ個の記憶手段と、 前記ｎ個の記憶手段の各々から各ラインの画素データを
   並行して読み出し、読み出したｎ×ｍ（ｍ：各ラインに
   おける画素数）個のマトリックスデータ毎に演算処理を
   行う演算手段とを備えたことを特徴とする画像データ処
   理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記演算手段における演算出力対象画素は、ｎ×ｍのマ
   トリックスの中心の画素であることを特徴とする画像デ
   ータ処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 ｎ＋１ライン目の画素データを一時記憶する記憶手段を
   さらに有し、 前記演算手段は、前記ｎ＋１個の記憶手段のうちのｎ個
   の記憶手段の各々から各ラインの画素データを並行して
   読み出すことを特徴とする画像データ処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記画素データは、同一画像位置の複数の色情報を含む
   ことを特徴とする画像データ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記演算手段の演算出力データを１ラインずつ順次記憶
   する２個以上のバッファをさらに有することを特徴とす
   る画像データ処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記演算手段は、演算出力対象画素データに対してエッ
   ジ強調処理を施すことを特徴とする画像データ処理装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記演算手段は、演算出力対象画素データに対してスム
   ージング処理を施すことを特徴とする画像データ処理装
   置。
8. 【請求項８】 画素データを各ライン毎にｎ個の記憶手
   段の各々に一時記憶し、 前記ｎ個の記憶手段の各々から各ラインの画素データを
   並行して読み出し、 読み出したｎ×ｍ（ｍ：各ラインにおける画素数）個の
   マトリックスデータ毎に演算処理を行うことを特徴とす
   る画像データ処理方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記演算における演算出力対象画素は、ｎ×ｍのマトリ
   ックスの中心の画素であることを特徴とする画像データ
   処理方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、 ｎ＋１ライン目の画素データをさらに別の記憶手段に一
    時記憶し、 前記演算は、前記ｎ＋１個の記憶手段のうちのｎ個の記
    憶手段の各々から各ラインの画素データを並行して読み
    出して行うことを特徴とする画像データ処理方法。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれかにおいて、 前記画素データは、同一画像位置の複数の色情報を含む
    ことを特徴とする画像データ処理方法。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれかにおいて、 前記演算出力データを１ラインずつ２個以上のバッファ
    に順次記憶させることを特徴とする画像データ処理方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項８〜１２のいずれかにおいて、 前記演算は、演算出力対象画素データに対するエッジ強
    調処理であることを特徴とする画像データ処理方法。
14. 【請求項１４】 請求項８〜１２のいずれかにおいて、 前記演算は、演算出力対象画素データに対するスムージ
    ング処理であることを特徴とする画像データ処理方法。