JP3010272B2 - 空間フィルタ処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像に対して空間フィ
ルタ処理を行う空間フィルタ処理装置であって、特に高
解像度の画像に対する輪郭強調などの空間フィルタ処理
を行う空間フィルタ処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空間フィルタ処理は、図４に示す
ように、処理対象画像のｎ×ｎ画素（例えば３×３画
素）の近傍領域とフィルタリング係数とのビット対応の
積和演算を施した結果を処理結果画像の画素とすること
を繰り返して実現している。このような空間フィルタ処
理をハード的に実現するための構成として、（ｎ−１）
ライン分のバッファメモリとｎ×ｎ個分の乗算器および
特定数の加算器などが必要となる。以下図４の構成を簡
単に説明する。

【０００３】図４の（イ）は、空間フィルタ処理の動作
説明図を示す。図４の（イ）において、処理対象画像
は、空間フィルタ処理を行う対象の画像である。処理結
果画像は、空間フィルタ処理を行った後の画像である。
ここで、図中の１画素は、処理対象画像にフィルタリン
グ係数をビット対応で積和演算した結果を反映する画素
である。

【０００４】フィルタリング係数は、近傍領域とビット
対応で積和演算するフィルタリング用の係数である。図
４の（ロ）は、空間フィルタ例を示す。図４の（ロ）の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、郭抽出用のフィルタリング
係数、輪郭強調用のフィルタリング係数、平滑用のフィ
ルタリング係数をそれぞれ示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、対象となる画像
として、メモリの集積度の向上や高分解能ＣＣＤセンサ
の普及などにより高解像・高精細なものへのニーズが増
えてきた。この高解像度の画像に対する空間フィルタ処
理では、図５に示すように、フィルタリングの対象とな
る近傍領域のサイズを大きくしなければ、輪郭強調や平
滑化の効果が現れにくくなるという問題があった。一
方、上述したハード的には、空間フィルタサイズを大き
くすると、バッファメモリ、乗算器、加算器などの量が
増え、物量が大幅に増大してしまうという問題があっ
た。以下図５の動作を簡単に説明する。

【０００６】図５の（イ）は、処理対象画像の例を示
す。図５の（ロ）は、図５の（イ）の円の参照ライン上
のアナログの濃度分布を示す。図５の（ハ）は、図５の
（ロ）の画像を低解像度のディジタルの濃度分布にした
様子を示す。

【０００７】図５の（ニ）は、図５の（ハ）の低解像度
のディジタルの濃度分布に空間フィルタ処理（積和演
算）によって強調処理を行った後の濃度分布を示す。図
５の（ホ）は、図５の（ロ）の画像を高解像度のディジ
タルの濃度分布にした様子を示す。図５の（ヘ）は、図
５の（ホ）の高解像度のディジタルの濃度分布に空間フ
ィルタ処理（積和演算）によって強調処理を行った後の
濃度分布を示す。ここで、強調後の図５の（ニ）の画像
と、図５の（ヘ）の画像とを比較した場合、図５の
（ヘ）よりも図５の（ニ）の方が強調度が大きい。この
ため、高解像度の図５の（ヘ）の画像について強調度を
大きくするには、近傍領域のサイズを大きく（画素数を
多く）する必要がある。画像数を多くすると、上述した
ように、ハード量が増大してしまう。

【０００８】本発明は、処理対象画像からサンプリング
間隔で画素を取り出した各ブロックに空間フィルタ処理
（積和演算）を行った後、逆変換して処理結果画像を生
成し、高解像度の画像に対するフィルタリング効果を高
めると共に空間フィルタ処理時の参照画素数を削減して
ハード的な物量を低減することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、座標変換
処理部３は、処理対象画像からサンプリング間隔で画素
を取り出してブロックに分割したり、各ブロック毎の画
素をサンプリング間隔で元の位置に戻して処理結果画像
を生成したりするものである。

【００１０】空間フィルタ処理部４は、各ブロック毎に
空間フィルタ処理（積和演算）を行うものである。

【００１１】

【作用】本発明は、図１に示すように、座標変換処理部
３が処理対象画像からサンプリング間隔で画素を取り出
してブロックに分割し、空間フィルタ処理部４がこれら
ブロック毎に空間フィルタ処理をそれぞれ行い、座標変
換処理部３がこの空間フィルタ処理後の画像についてサ
ンプリング間隔で元の位置に戻して処理結果画像を生成
するようにしている。

【００１２】従って、処理対象画像を分割したブロック
毎に空間フィルタ処理を行った後、元の位置の処理結果
画像に戻すことにより、高解像度の画像に対する空間フ
ィルタリング効果を高めることが可能となると共に、空
間フィルタ処理時の参照画素数を削減してハード的な物
量を低減することが可能となる。

【００１３】

【実施例】次に、図１ないし図３を用いて本発明の実施
例の構成および動作を順次詳細に説明する。図１におい
て、画像メモリ１は、処理対象画像および処理結果画像
などを格納するものである。

【００１４】画像メモリアクセス制御部２は、画像メモ
リ１へのアクセス制御を行うものである。シーケンシャ
ルアドレスのリード／ライト時は、自身でアドレスを生
成して画像メモリ１をリード／ライトする。一方、ラン
ダムアクセス時は、座標変換処理部３からアドレスの供
給を受けて、画像メモリ１をアクセスするようにしてい
る。

【００１５】座標変換処理部３は、画像メモリ１からサ
ンプリング間隔で画素をリードするためのアドレスを生
成したり（座標変換１）、各ブロックに空間フィルタ処
理を施した後の画像をサンプリング間隔で元の位置に戻
すアドレスを生成したり（座標変換２）などするもので
ある。ここで、図１の（イ）はランダムリード／ライト
の両者が可能なシステムであり、図１の（ロ）はランダ
ムリードのみが可能なシステムである。

【００１６】空間フィルタ処理部４は、各ブロック毎に
空間フィルタ処理（積和演算）を行うものである。ここ
で、本実施例は、 （１） 処理対象画像からサンプリング間隔で画素を取
り出してブロックに分割する座標変換機能（座標変換
１） （２） （１）で取り出してブロックに分割した画像に
対する空間フィルタ処理 （３） （２）の空間フィルタ処理した後の画像を、元
の座標位置に戻す座標変換機能（座標変換２） が必要である。図１の（イ）のランダム・リード／ライ
トできるシステムの場合には、上記（１）ないし（３）
を一括して処理できる。一方、図１の（ロ）のランダム
・リードのみのシステムの場合には、上記（１）、
（２）を同時に行った結果を一旦作業用メモリに格納
し、ｄ×ｄブロック分の空間フィルタ処理が完了した
後、上記（３）の処理をランダム・リードにより行う。

【００１７】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図３を用いて図１の構成の動作を詳細に説明す
る。図２において、Ｓ１は、初期設定する。初期設定と
して、 ・処理対象領域（開始点／サイズ） ・サンプリング間隔（例えば２） ・サンプリング点数（例えば９） ・空間フィルタ係数 を設定する。ここで、処理対象領域の開始点は例えば図
３の（イ）の原点（０、０）、サイズはＤＸ、ＤＹであ
る。サンプリング間隔は、図３の（イ）の場合には２で
ある。サンプリング点数は、図４の（ロ）の場合、９で
ある。空間フィルタ係数は、例えば図４の（ロ）に示す
値である。

【００１８】Ｓ２は、サンプリング間隔で対応する画素
のみを抽出してブロック分割する。これは、例えば図３
の（イ）の処理対象画像の原点（０、０）からサンプリ
ング間隔２で対応する画素のみを抽出し、図３の（ロ）
の第１ブロックを生成する。数式で表すと下式の座標変
換１を行う。 第１ブロック：ｘ＝２×Ｘ、ｙ＝２×Ｙ 第２ブロック：ｘ＝２×Ｘ＋１、ｙ＝２×Ｙ 第３ブロック：ｘ＝２×Ｘ、ｙ＝２×Ｙ＋１ 第４ブロック：ｘ＝２×Ｘ＋１、ｙ＝２×Ｙ＋１ ここで、ｘ、ｙはソースアドレス（図３の（イ）の処理
対象画像のアドレス）を表し、Ｘ、Ｙはディスティネー
ションアドレス（図３の（ロ）のブロックのアドレス）
を表す。２は、サンプリング間隔に対応している。例え
ば図３の（ロ）の第１ブロックのアドレス Ｘ＝０、１、２、３・・・のときの図３の（イ）の処理
対象画像のアドレス ｘ＝０、２、４、６・・・となり、図３の（イ）の処理
対象画像の、、、・・・をサンプリング間隔で
取り出して図３の（ロ）の第１ブロックの、、、
・・・の順に並べる。同様に、第２ブロック、第３ブ
ロック、第４ブロックについて図示のように取り出して
並べる。

【００１９】Ｓ３は、各ブロック毎に空間フィルタ処理
を行い、保持する。これは、例えば図３の（ロ）の第１
ブロック、第２ブロック、第３ブロック、第４ブロック
毎に、Ｓ１で初期設定されたサンプリング点数９（３×
３）の近傍領域について、初期設定された例えば図４の
（ロ）の（ｂ）輪郭強調用フィルタリング係数を画素対
応で空間フィルタ処理（積和演算）を行い、図３の
（ハ）の第１ブロック、第２ブロック、第３ブロック、
第４ブロックを得る。ここで、’、’・・・は、空
間フィルタ処理を施した後の画素の値である。

【００２０】Ｓ４は、逆変換により元の座標位置に戻す
（並び変える）。これは、Ｓ３で空間フィルタ処理して
保持した例えば図３の（ハ）の第１ブロックの’、
’、’・・・について、図３の（ニ）の処理結果画
像中の’、’、’・・・に示すように元の座標位
置に戻す。数式で表すと下式の座標変換２を行う。 第１ブロック：Ｘ＝２×ｘ、Ｙ＝２×ｙ 第２ブロック：Ｘ＝２×ｘ＋１、Ｙ＝２×ｙ 第３ブロック：Ｘ＝２×ｘ、Ｙ＝２×ｙ＋１ 第４ブロック：Ｘ＝２×ｘ＋１、Ｙ＝２×ｙ＋１ ここで、ｘ、ｙはソースアドレス（図３の（ハ）のブロ
ックのアドレス）を表し、Ｘ、Ｙはディスティネーショ
ンアドレス（図３の（ニ）の処理結果画像のアドレス）
を表す。２は、サンプリング間隔に対応している。例え
ば図３の（ハ）の第１ブロックのアドレス ｘ＝０、１、２、３・・・のときの図３の（ニ）の処理
結果画像のアドレス Ｘ＝０、２、４、６・・・となり、図３の（ハ）の第１
ブロックの’、’、’、’・・・を図３の
（ニ）の処理結果画像の’、’、’、’・・・
の座標位置に並べる。同様に、第２ブロック、第３ブロ
ック、第４ブロックについて図示のように並べる。

【００２１】以上のように、図３の（イ）処理対象画像
からサンプリング間隔で画素を取り出してブロックに分
割して各ブロック毎に空間フィルタ処理を行った後、逆
変換（座標変換２）して元の座標位置に戻して処理結果
画像を生成することにより、実効的に大きな近傍領域の
もとで空間フィルタ処理を行い、充分な輪郭強調などを
施すことが可能となると共に、空間フィルタ処理におけ
る積和演算のための乗算器などの数を少なくすることが
可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
処理対象画像からサンプリング間隔で画素を取り出して
ブロックに分割してこれらブロック毎に空間フィルタ処
理を行った後、元の位置の処理結果画像に戻す構成を採
用しているため、高解像度の画像に対する空間フィルタ
リング効果を高めることができると共に、空間フィルタ
処理時の参照画素数を削減してハード的な物量を低減す
ることができる。また、処理対象画像が持つ解像度に応
じてサンプリング幅を最適に変更するこもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャートである。

【図３】本発明の具体例説明図である。

【図４】従来技術の説明図である。

【図５】従来技術の問題説明図である。

【符号の説明】

１：画像メモリ ２：画像メモリアクセス制御部 ３：座標変換処理部 ４：空間フィルタ処理部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像に対して空間フィルタ処理を行う空間
   フィルタ処理装置において、 処理対象画像から指定された任意のサンプリング間隔で
   画像を取り出して当該指定された任意のサンプリング間
   隔に対応した所定数のブロックに分割する手段と、 これら分割されたブロック毎に指定された任意のサンプ
   リング点数で空間フィルタ処理をそれぞれ行う手段と、 これら空間フィルタ処理をそれぞれ行った後の画像を上
   記指定された任意のサンプリング間隔で逆変換して元の
   画素位置に戻した処理結果画像を生成する手段とを備え
   たことを特徴とする空間フィルタ処理装置。