JP3046093B2 - 画像処理装置におけるヒストグラム加算装置 - Google Patents

画像処理装置におけるヒストグラム加算装置

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JP3046093B2 JP3135727A JP13572791A JP3046093B2 JP 3046093 B2 JP3046093 B2 JP 3046093B2 JP 3135727 A JP3135727 A JP 3135727A JP 13572791 A JP13572791 A JP 13572791A JP 3046093 B2 JP3046093 B2 JP 3046093B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置における
ヒストグラム処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】画像処理におけるヒストグラム処理で
は、特定の明るさの画素がいくつあるかカウントする処
理がある。このカウント処理は従来図4に示す構成によ
って行われている。図4において、30は画像を記憶す
るフレームメモリ、31はカウントデータ記録用メモ
リ、32は加算器である。フレームメモリ30の各画素
を走査し、各画素のデータ、すなわち画素が記憶する明
るさの度合いのデータをカウントデータ記録用メモリ3
1のアドレス値として出力する。例えば、各画素を8ビ
ットで構成した場合256階調データが得られ、カウン
トデータ記録用メモリ31は256のアドレスを有して
いる。そして、画素データがアドレスとしてカウントデ
ータ記録用メモリ31に入力されると、そのアドレスに
記憶するデータを読みだし、加算器32はこの読み出し
た値にインクリメント値、例えば「1」を加算し、加算
結果をアドレスに書き込む。この処理を順次各画素に対
して行なうことにより、カウントデータ記録用メモリ3
1には同一データ(階調)の画素数が各データ(階調)
毎に集計されることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のヒスト
グラム処理では、1画素処理のために、カウントデータ
記録用メモリ31からのデータの読みだし、読み出した
データに対してインクリメント値の加算、加算結果のカ
ウントデータ記録用メモリ31への書き込み、を1サイ
クルとして行なう。そのため1サイクルの処理に対して
時間がかかり、ヒストグラム処理に時間を要するという
欠点がある。また、この処理を高速で行なうとすると、
高速なメモリ、高速な加算器を必要とし、高価なものに
なってしまう。
【0004】そこで本発明の目的は、安価でヒストグラ
ム処理のデータカウント処理を短時間で行なうヒストグ
ラム加算装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アドレス比較
器により、順次読み出される画素データを一つ前のデー
タと比較し連続して同一の場合には「2」を記憶し、他
の場合には「1」を順次記憶し、演算結果記憶メモリの
各画素データに対応するアドレスからデータを読みだ
し、読み出した値に上記記憶した値を加算し、その結果
を演算結果記憶メモリの上記アドレスに書き込み、該デ
ータの読みだしと書き込みの間に、一つ前の画素に対す
る加算結果を書き込み、かつ、一つ後の画素に対するデ
ータを読み出すようにした。
【0006】
【作用】読み出した画素データが一つ前のデータと同一
であれば「2」を記憶し、異なれば「1」を順次記憶す
る。一方読みだし画素データをアドレスとして演算結果
記憶メモリから、そのデータと同一データの発生回数を
記憶するデータを読みだし、上記記憶した「1」若しく
は「2」を加算し、加算結果をそのアドレスに記憶させ
る。
【0007】また、演算結果記憶メモリからデータを読
み出し、加算結果を書き込む間に1前の画素データに対
する加算結果を書き込み、一つ後の画素データに対する
データを読み出す。以下この処理を繰り返すことによっ
て画素の各明るさのデータの発生個数を演算結果記憶メ
モリに記憶する。この場合、一つ前の画素に対する加算
結果が演算結果記憶メモリに書き込まれる前に次の画素
に対するデータが読み出されるので、画素データが同一
であるときには、加算結果が書き込まれた後のデータを
読みだし、次にまた加算されるべにもかかわらず、加算
結果が書き込まれる前に読み出されるから、一つ加算さ
れなくなるので、本発明では、画素データが同一のもの
が連続したとき「2」を加算してその結果を演算結果記
憶メモリに書き込むようにする。
【0008】
【実施例】図3は本発明を実施する画像処理装置の一実
施例のブロック図である。図中、1はホストプロセッサ
でROM4に記憶されたプログラムにしたがってこの画
像処理装置を制御するものである。2はこの画像処理装
置が取り付けられたロボット等に接続され、通信を行な
う通信インターフェイス、3はプロセッサ1が行なう各
種演算や各種データを記憶するRAM、5は検出対象物
を撮影するカメラ8で撮影した画像を記憶するフレーム
メモリ、6はヒストグラム処理で画素データの頻度を記
憶する演算結果記憶用RAM、7はヒストグラム処理用
のヒストグラム処理器である。また、9はCRT表示装
置である。上記画像処理装置の構成は従来の画像処理装
置の構成とほぼ同一であり、相違する点は、構成7のヒ
ストグラム処理器の構成である。
【0009】図1は上記ヒストグラム処理器7の具体的
構成のブロック図で、該ヒストグラム処理器7はアドレ
ス比較器11、加算器12、クロック発生器13および
ラッチR1〜R5で構成されている。また、アドレス比
較器11はラッチR0、イクスクルシブノアEXN0〜
EXN7、ナンド回路14、インバータ15等で構成さ
れている。また、5はフレームメモリで6は演算結果記
憶用のRAMである。
【0010】カメラ8で撮影され、得られた画像はフレ
ームメモリ5に記憶され、該フレームメモリ5に設けら
れた各画素は、本実施例においては8ビットで構成さ
れ、画像の明るさを各画素256階調で記憶するように
なっている。このフレームメモリ5からの各画素のデー
タ出力はラッチR0,R2,R3に入力されるようにな
っており、ラッチR2,R3の出力は演算結果記憶用R
AM6のアドレスとして利用される。ラッチR0の各ビ
ット(0〜7)の出力はそれぞれイクスクルシブノアE
XN0〜EXN7に出力され、フレームメモリ5からの
出力の対応する各ビット出力と比較されるようになって
いる。イクスクルシブノアEXN0〜EXN7の出力は
ナンド回路14に入力され、該ナンド回路14の出力は
ラッチR1の「0」ビット目に出力されると共に、イン
バータ15を介して「1」ビット目に出力されている。
また、ラッチR1の他のビット「2」〜「7」には
「0」が入力されている。ラッチR4は演算結果記憶用
RAM6から出力されるデータをラッチし加算器12に
出力し、加算器12はラッチR1からのデータとラッチ
R4からのデータを加算し、ラッチR5に出力し、ラッ
チR5の出力は演算結果記憶用RAM6に格納されるよ
うになっている。
【0011】次に、このヒストグラム処理器7の動作を
図2に示すタイミングチャートと共に説明する。クロッ
ク発生器13は図2a〜gに示すように基本クロックC
1と、この基本クロックC1を反転したクロックC2、
基本クロック1周期毎反転するクロックC3、該クロッ
クC3を反転したクロックC4、クロックC4より基本
クロック半周期送れたクロックC5、該クロックC5を
反転したクロックC6を出力し、基本クロックC1はラ
ッチR0,R1,R4,R5のクロック端子Cに入力さ
れ、クロックC2はラッチR5のアウトプット・イネー
ブル端子Eに入力されている。また、クロックC3はラ
ッチR2のアウトプット・イネーブル端子Eに、クロッ
クC4はラッチR3のアウトプット・イネーブル端子E
に入力され、クロックC5はラッチR2のクロック端子
Cに、クロックC6はラッチR3のクロック端子Cに入
力されている。また、ラッチR0,R1,R4のアウト
プット・イネーブル端子Eには、ローレベルの信号が入
力されている。そして、各ラッチR0〜R7は入力され
る各クロックの立ち上がりで入力されているデータをラ
ッチし、アウトプット・イネーブル端子Eにローレベル
の信号が入力されている時に出力を出すようになってい
る。
【0012】まず、アドレス比較器11の動作から説明
する。フレームメモリ5からは基本クロックC1周期毎
各画素が順次走査され、画素データを出力する。今、第
n番目の画素のデータを出力しているとする。ラッチR
0にラッチされているn−1番目の画素データの0ビッ
ト〜7ビットとフレームメモリから出力されている対応
する各ビットの値がイクスクルシブノアEXN0〜EX
N7でそれぞれ比較され、各イクスクルシブノアEXN
0〜EXN7は入力された二つの値が異なる時ローレベ
ル(以下ローレベルをL、ハイレベルをHと記す)の信
号を出力する。すなわち、入力が「1,1」若しくは
「0,0」のときには「H」、「1,0」若しくは
「0,1」のときには「L」の信号を出力する。その結
果、ナンド回路14からは、ラッチR0に記憶する1基
本クロック前の画素データ(画素n−1のデータ)と当
該周期のフレームメモリの出力(画素nのデータ)の各
ビットの値が同一のとき、すなわち、データが同一のと
きには各イクスクルシブノアEXN0〜EXN7から
「H」信号が出力され、ナンド回路14からは「L」信
号が出力され、インバータ15を介してラッチR1の
「1」ビット目に「1」が記憶される。すなわち、ラッ
チR1には10進法で「2」が記憶されることになる。
また、画素n−1のデータと画素nのデータが一致せ
ず、イクスクルシブノアEXN0〜EXN7の一つから
でも「L」信号が出力されると、ナンド回路14からは
「H」信号が出力されてラッチR1の「0」ビット目に
「1」が記憶され10進法で「1」が記憶されることに
なる。
【0013】そして、基本クロックC1が立ち上がる
と、ラッチR0には画素nのデータが格納され、フレー
ムメモリ5からは次の画素n+1のデータが出力され、
画素nと画素n+1のデータが比較され、データが同一
であれば、ラッチR1に「2」、同一でなければ「1」
が記憶されることになる。以下順次アドレス比較器11
は上記処理を繰り返し行なう。
【0014】次に、データ加算処理について説明する。
前述同様にフレームメモリ5からは図2gに示すように
画素nのデータが出力されているとする。クロックC5
が立ち上がると(C5−1)、このデータはラッチR2
にラッチされ、クロックC3が「L」の間、図2jに示
すように演算結果記憶用RAM6のアドレスとされアド
レスバス16に出力される。その結果、演算結果記憶用
RAM6からデータバス17に画素nのデータに対応す
るアドレスに記憶するデータが図2L に示すように出力
され、基本クロックC1の次の立ち上がり(C1−2)
でラッチR4にラッチされ図2mに示すように該ラッチ
R4から画素nのデータに対応するアドレスのデータが
出力される。
【0015】そして、加算器12でこのデータとラッチ
R1の出力データ(「1」若しくは「2」)が加算さ
れ、次の基本クロックC1の立ち上がり(C1−3)で
ラッチR5に図2nに示すようにラッチされデータバス
17に出力される。また、ラッチR2はクロックC5の
先の立ち上がりC5−1から基本クロックC1が立ち上
がるC1−3までは、まだ立ち上がりがないので、先に
記憶した画素nのデータを記憶している。このデータの
アドレスをクロックC3が「L」のとき出力しているか
ら、図2L に示すようにラッチR5の出力は画素nのデ
ータによるアドレスに記憶されることになる。
【0016】すなわち、演算結果記憶RAM6は画素n
のデータがアドレスとされそのアドレスに記憶される値
に「1」若しくは「2」を加算して、そのアドレスに記
憶されることになり、演算結果記憶RAM6の各アドレ
スには、画素の出力データが同じのものの数が記憶され
ることになる。なお、「2」を加算する理由は後述す
る。
【0017】上述のようにして、画素nのデータはその
データと同一のデータをカウントする演算結果記憶RA
M6のアドレスにカウントアップされ記憶されることに
なるが、基本クロックC1の1周期が経過し、フレーム
メモリ5から次の画素n+1のデータが出力され、クロ
ックC6が立ち上がると(C6−1)、このデータn+
1をラッチR3にラッチし、クロックC4が「L」のと
き、図2j,L に示すように出力する。そして、次の基
本クロックC1の立ち上がり(C1−3)で、この画素
n+1のデータをアドレスとした演算結果記憶用RAM
6のアドレスよりデータを読みだしラッチR4にラッチ
し、該ラッチR4は図2mに示すように画素n+1のデ
ータと同一データの発生個数を加算器12に出力し、加
算器12はこのデータとラッチR1に記憶する「1」若
しくは「2」を加算し次の基本クロックの立ち上がりC
1−4でラッチR5にラッチされ、クロックC2が
「L」のとき出力され、その間クロックC4が「L」で
ラッチR3はラッチした画素n+1のデータを出力して
いるから、このデータに示されるアドレスに加算結果が
加算される(図2L 参照)。
【0018】以上のように、ラッチR2,R3は基本周
期毎交互にフレームメモリ5から出力されるデータをラ
ッチし出力する。そして、ラッチR4は基本クロックC
1の立ち上がりで演算結果記憶RAM6の出力データを
読み加算器に出力し、また、ラッチR5は基本クロック
C1の立ち上がりで加算器12の出力をラッチしその後
のクロックC2の「L」のとき出力し、演算結果記憶用
RAM6に記憶させる。そのため、基本クロックC1の
立ち上がりの前後でラッチR2,R3でアドレスされる
アドレス値は切り替わることになり、基本クロックC1
の立ち上がり直前は新しい画素データをアドレスとし、
立ち上がった直後では、2周期前の画素データをアドレ
スとしている。
【0019】その結果、例えば、画素n+1のデータを
アドレスとして演算結果記憶用RAM6からデータを読
み出し、このアドレスに加算結果を書き込む間に、一つ
前の画素nの加算結果が演算結果記憶用RAM6に書き
込まれることになる。加算器12が単に「1」しか加算
しないものであるとすると、画素nのデータと画素n+
1のデータが同一であるとき、画素nとn+1は同一ア
ドレスを指定することになるので、画素nに対して当該
画素nのデータのアドレスに対して「1」加算された結
果を演算結果記憶用RAM6に書き込まれた後、そのア
ドレスよりデータを読みだし加算しなければならない。
しかし、上述したように、同一アドレスからデータを読
みだした後に加算結果が書き込まれることになるので、
画素データが連続して同一である場合には、加算されな
いことになる。そこで、本発明では、前述したアドレス
比較器11により画素データが連続して同一である場合
には、ラッチR1に「2」を記憶させてこの値を加算器
12で加算することにより、上記加算不足を補ってい
る。
【0020】以上の処理によって、演算結果記憶用RA
M6には、基本クロック周期毎画素データの同一データ
の発生個数がそれぞれ加算され記憶されることになる。
【0021】要約すると、一つの画素データに対し演算
結果記憶用RAM6からデータを読みだし加算処理し、
演算結果記憶用RAM6に書き込む間に、一つ前の画素
データに対する加算結果を書き込み、一つ後の画素デー
タに対するアドレスからの読みだしを行なうことによっ
て結果的に1基本クロック間に一画素に対するヒストグ
ラム加算処理を終了するようにして処理時間の短縮を図
っている。
【0022】
【発明の効果】本発明は、ヒストグラム処理を行なう装
置にアドレス比較器を追加し、処理タイミングを制御す
ることによって短い時間に画像の各画素に記憶する各明
るさの発生個数をカウントできるようにしたので、ヒス
トグラム処理を高速で安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を実施するのヒストグラム処
理器のブロック図である。
【図2】同実施例のタイミングチャートである。
【図3】同実施例を適用した画像処理装置のブロック図
である。
【図4】従来のヒストグラム処理のカウント処理のブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 ホストプロセッサ 2 通信インターフェイス 3 RAM 4 ROM 5 フレームメモリ 6 演算結果記憶用RAM 7 ヒストグラム処理器 8 カメラ 9 CRT装置 11 アドレス比較器 12 加算器 13 クロック発生器 14 ナンド回路 15 インバータ R0〜R5 ラッチ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/00 G06T 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像処理装置における各明るさの画素数
    をカウントするヒストグラム加算装置において、順次読
    み出される画素データが連続して同一の場合には「2」
    を記憶し、他の場合には「1」を順次記憶し、演算結果
    記憶メモリの各画素データに対応するアドレスからデー
    タを読みだし、読み出した値に上記記憶した値を加算
    し、その結果を演算結果記憶メモリの上記アドレスに書
    き込み、該データの読みだしと書き込みの間に、一つ前
    の画素に対する加算結果を書き込み、かつ、一つ後の画
    素に対するデータを読み出すようにした画像処理装置に
    おけるヒストグラム加算装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9165209B2 (en) 2012-07-24 2015-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for calculating cumulative histogram of image

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JPH0799545B2 (ja) * 1986-01-24 1995-10-25 富士通株式会社 パイプラインヒストグラム算出回路

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EP0540749A1 (en) 1993-05-12
KR930701780A (ko) 1993-06-12
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