JP3157833B2 - ２次元画像にたいして画像処理操作を行う方法およびその方法を実行するための装置 - Google Patents
２次元画像にたいして画像処理操作を行う方法およびその方法を実行するための装置Info
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- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
- G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、２次元の画像にたいして、物体の認識や線
形／非線形濾波のような画像処理操作を行う方法に関す
る。この方法は、２次元のマトリックス（行列）の形に
配置された、光の強さに対応する出力信号を発生するよ
うに設けられた光に感応するセンサー素子を用いて実行
される。別の方法によれば、これらのセンサー素子は光
を積分するタイプである。すなわち各センサー素子の出
力信号がその充電状態に対応する。
形／非線形濾波のような画像処理操作を行う方法に関す
る。この方法は、２次元のマトリックス（行列）の形に
配置された、光の強さに対応する出力信号を発生するよ
うに設けられた光に感応するセンサー素子を用いて実行
される。別の方法によれば、これらのセンサー素子は光
を積分するタイプである。すなわち各センサー素子の出
力信号がその充電状態に対応する。
本発明はまた、２次元の画像にたいして、物体の認識
や線形／非線形濾波のような画像処理操作の実行のため
の装置に関する。この装置は、基板上に配置された多数
のセンサー素子を含む。そしてそれらの各々にたいし
て、センサー素子の出力信号を予め調節可能な基準値と
比較するように構成されたコンパレータ（比較回路）
と、サブ（副）プロセッサが、基板上に配置されてい
る。
や線形／非線形濾波のような画像処理操作の実行のため
の装置に関する。この装置は、基板上に配置された多数
のセンサー素子を含む。そしてそれらの各々にたいし
て、センサー素子の出力信号を予め調節可能な基準値と
比較するように構成されたコンパレータ（比較回路）
と、サブ（副）プロセッサが、基板上に配置されてい
る。
「コンピュータによる画像解析」の分野は、1960年代
にTVカメラからの画像信号をコンピュータを使って処理
することが技術的に可能になった時に開発が始められ
た。２つの基本的な問題が解決されなければならなかっ
た。それらの１つは、コンピュータを広帯域の画像信号
を処理できるほど高速にすることであった。もう１つ
は、画像によって生成される多量のデータを格納できる
だけの十分な大きさのメモリに対してアクセス（読出し
書込み）できるようにすることであった。
にTVカメラからの画像信号をコンピュータを使って処理
することが技術的に可能になった時に開発が始められ
た。２つの基本的な問題が解決されなければならなかっ
た。それらの１つは、コンピュータを広帯域の画像信号
を処理できるほど高速にすることであった。もう１つ
は、画像によって生成される多量のデータを格納できる
だけの十分な大きさのメモリに対してアクセス（読出し
書込み）できるようにすることであった。
第１の制約は解決することが非常に困難であった。開
発の研究は、そのため静止画像に集中した。それに伴っ
て、残る要求は、コンピュータの作業メモリに画像を格
納することができなければならないことであった。それ
に対する満足のいく解決は、メモリ技術の発展により19
70年代の初期に見い出された。
発の研究は、そのため静止画像に集中した。それに伴っ
て、残る要求は、コンピュータの作業メモリに画像を格
納することができなければならないことであった。それ
に対する満足のいく解決は、メモリ技術の発展により19
70年代の初期に見い出された。
このようにして到達された解決策としてのTVカメラを
使用するシステム（TVカメラからの信号がアナログ／デ
ジタル（A/D）変換されてコンピュータ内での処理のた
めに画像メモリ中に格納される）は、画像処理の分野に
非常に顕著な効果を及ぼしたので、それは今日において
もまだ実際上ただ１つのシステムの基本構成である。こ
の基本構成は、今日のコンピュータでさえも遅すぎてカ
メラから渡される速度で動画を処理することができない
という事実によって支持されている。
使用するシステム（TVカメラからの信号がアナログ／デ
ジタル（A/D）変換されてコンピュータ内での処理のた
めに画像メモリ中に格納される）は、画像処理の分野に
非常に顕著な効果を及ぼしたので、それは今日において
もまだ実際上ただ１つのシステムの基本構成である。こ
の基本構成は、今日のコンピュータでさえも遅すぎてカ
メラから渡される速度で動画を処理することができない
という事実によって支持されている。
先に米国特許第4684991号明細書によって、マトリッ
クス状に配置されたフォトダイオードの配列にたいする
装置が開示されている。これらは、並行な信号処理を可
能にする、フォトダイオードと同じ半導体の薄片に集積
された画像処理プロセッサに接続されている。また、画
像要求の数値および／または位置などの測定値を生成す
るように構成された組合せまたは順序デジタル回路網
が、同じ半導体の薄片に集積され、プロセッサの薄片に
接続されている。この回路網は、フォトダイオードおよ
び画像処理プロセッサを通して、デジタル条件を満足す
ることが分かった。
クス状に配置されたフォトダイオードの配列にたいする
装置が開示されている。これらは、並行な信号処理を可
能にする、フォトダイオードと同じ半導体の薄片に集積
された画像処理プロセッサに接続されている。また、画
像要求の数値および／または位置などの測定値を生成す
るように構成された組合せまたは順序デジタル回路網
が、同じ半導体の薄片に集積され、プロセッサの薄片に
接続されている。この回路網は、フォトダイオードおよ
び画像処理プロセッサを通して、デジタル条件を満足す
ることが分かった。
先に開示された構成は、物体の表面領域や中心などの
計算の実行を可能にするが、例えば中央値濾波のような
一般的な画像処理操作の実行には適用できない。
計算の実行を可能にするが、例えば中央値濾波のような
一般的な画像処理操作の実行には適用できない。
本発明の１つの目的は、より広範囲の画像処理操作を
可能にする、上記の序説部によって言及された種類の方
法を提供することである。これは、各センサー素子の出
力信号が単調に増大または減小する基準値と比較され、
センサー素子からの出力信号がその基準値よりも大きい
または小さい時間の長さが各センサー素子ごとに連続的
に測定されるこの発明によって達成される。光を積分す
る方式のセエンサー素子を必要とする別の方法は、各セ
ンサー素子からの出力信号が予め調節可能な基準値と比
較されること、センサー素子からの出力信号がその基準
値と一致するまたは一致しない時間長が各センサー素子
ごとに連続的に測定されることに特徴がある。
可能にする、上記の序説部によって言及された種類の方
法を提供することである。これは、各センサー素子の出
力信号が単調に増大または減小する基準値と比較され、
センサー素子からの出力信号がその基準値よりも大きい
または小さい時間の長さが各センサー素子ごとに連続的
に測定されるこの発明によって達成される。光を積分す
る方式のセエンサー素子を必要とする別の方法は、各セ
ンサー素子からの出力信号が予め調節可能な基準値と比
較されること、センサー素子からの出力信号がその基準
値と一致するまたは一致しない時間長が各センサー素子
ごとに連続的に測定されることに特徴がある。
この発明の１つの特徴によれば、前述した基準値を、
光の強度とセンサー素子の出力信号が基準値に到達する
時間との間に予め決められた関係、例えば直線（比例）
関係が成り立つように変化させことができる。
光の強度とセンサー素子の出力信号が基準値に到達する
時間との間に予め決められた関係、例えば直線（比例）
関係が成り立つように変化させことができる。
この発明の第２の特徴によれば、マトリックス中の１
群のセンサー素子が、センサー素子からの出力信号が前
述の基準値を通過する順番にしたがって順序づけられ
る。この処理は、中央値濾波を含む。
群のセンサー素子が、センサー素子からの出力信号が前
述の基準値を通過する順番にしたがって順序づけられ
る。この処理は、中央値濾波を含む。
この発明のさらにもう１つの特徴によれば、本発明に
よる方法は、出力が最初に基準値を越えるセンサー素子
を見つけ出すように使用される。この処理は、画像中の
最も明るい点の検出を含む。
よる方法は、出力が最初に基準値を越えるセンサー素子
を見つけ出すように使用される。この処理は、画像中の
最も明るい点の検出を含む。
この発明による方法のさらなる拡張は、マトリックス
中の１群のセンサー素子に対して、予め決められたセン
サー素子の組合せに対応する出力が、その群の他のセン
サー素子がそうならない間に、基準値に到達する時間を
設定することを含む。これは、形状操作と同義である。
中の１群のセンサー素子に対して、予め決められたセン
サー素子の組合せに対応する出力が、その群の他のセン
サー素子がそうならない間に、基準値に到達する時間を
設定することを含む。これは、形状操作と同義である。
さらにもう１つのさらなる拡張は、その数が、出力信
号が基準値に到達したとき光の強さを示すデジタル値に
なるようなパルスを、各センサー素子ごとに、積層する
ことである。
号が基準値に到達したとき光の強さを示すデジタル値に
なるようなパルスを、各センサー素子ごとに、積層する
ことである。
前記のパルスをこのように可変周波数で発生させるこ
とにより、光の強さとそれに対応するデジタル値の間
に、予め決められた関係、例えば直線関係、を成り立た
せることができる。
とにより、光の強さとそれに対応するデジタル値の間
に、予め決められた関係、例えば直線関係、を成り立た
せることができる。
マトリックス中の１群のセンサー素子にたいして、そ
の群の各要素にフィルタ係数を割り当て、かつ出力信号
が基準値に到達した各センサー素子にたいして、関係す
るフィルタ係数が連続的に加算されるようにしたとき
は、これは線形濾波と同義である。
の群の各要素にフィルタ係数を割り当て、かつ出力信号
が基準値に到達した各センサー素子にたいして、関係す
るフィルタ係数が連続的に加算されるようにしたとき
は、これは線形濾波と同義である。
連続的な加算が適宜に選択された可変周波数で行われ
るならば、光の強さとセンサー素子からの出力信号が基
準値に到達する時点の間に予め決めた関係、例えば線形
関係を成り立たせることができる。
るならば、光の強さとセンサー素子からの出力信号が基
準値に到達する時点の間に予め決めた関係、例えば線形
関係を成り立たせることができる。
露光期間中に、予め決められた周波数で、計算パルス
を各センサー素子のためのデジタルの結果のディレクト
リに含めることにより、画像のA/D変換が行える。
を各センサー素子のためのデジタルの結果のディレクト
リに含めることにより、画像のA/D変換が行える。
本発明を実行することができる装置は、各サブプロセ
ッサが、その出力信号が前記基準値を越えたまたは越え
ないセンサー素子の組合せの発生を検出するように構成
されていることを特徴とする。
ッサが、その出力信号が前記基準値を越えたまたは越え
ないセンサー素子の組合せの発生を検出するように構成
されていることを特徴とする。
本発明の装置のさらに１つの拡張によれば、サブプロ
セッサが、出力信号が基準値に到達した時点においてそ
の数が光の強さを示すパルスを係数するように、または
その実行中に画像処理操作に関係する係数を連続的に積
算するように構成された積算ディレクトリを含む。また
制御可能な伝達回路網が、センサー素子およびサブプロ
セッサと同じ基板に配置されることが好ましい。
セッサが、出力信号が基準値に到達した時点においてそ
の数が光の強さを示すパルスを係数するように、または
その実行中に画像処理操作に関係する係数を連続的に積
算するように構成された積算ディレクトリを含む。また
制御可能な伝達回路網が、センサー素子およびサブプロ
セッサと同じ基板に配置されることが好ましい。
次に、添付の図面を参照しながら、さらに詳しく本発
明を説明する。
明を説明する。
図１は、本発明による装置の説明図である。
図2aは、センサー素子とコンパレータおよびサブプロ
セッサから成る画点の構成の例である。
セッサから成る画点の構成の例である。
図2bは、制御可能な伝達回路網の説明図である。
図2cは、異なる伝播態様を得るための制御情報の例を
説明する。
説明する。
図2dは、入力画像にただ１つの点だけが存在する場合
に、図2cに示したいろいろな設定に対応する、結果とし
て得られる画像を示す。
に、図2cに示したいろいろな設定に対応する、結果とし
て得られる画像を示す。
図３は、センサー素子の充電状態、すなわち時間と基
準値の関数としてのセンサー素子の出力信号を示す。
準値の関数としてのセンサー素子の出力信号を示す。
図４は、２つの隣接するコンパレータの群からの出力
信号と結果として得られる中央値の説明図である。
信号と結果として得られる中央値の説明図である。
図５は、最も明るい点の検出の説明図である。
図6aと図6bは、グレースケール画像（図6b）にたいす
る２つの形状操作、すなわちそれぞれ２つの方向と１つ
の方向への拡大（張り広げ）と縮小（浸食）の効果を示
す。
る２つの形状操作、すなわちそれぞれ２つの方向と１つ
の方向への拡大（張り広げ）と縮小（浸食）の効果を示
す。
図6cは、本発明によって得られたグレースケール画像
を示す。この図は、図6bにおいて１つの方向からの抽出
と見なすことができ、また８つのセンサー素子から成る
ものと見なすことができる。
を示す。この図は、図6bにおいて１つの方向からの抽出
と見なすことができ、また８つのセンサー素子から成る
ものと見なすことができる。
図6dと図6eは、図6cに示した結果にたいする形状濾
波、すなわち拡大（図6d）と縮小（図6e）の効果を示
す。
波、すなわち拡大（図6d）と縮小（図6e）の効果を示
す。
図７は、本発明による線形濾波の説明図である。
図１において、１は、基板上に配置された全部で12個
のマトリックス中のセンサー素子を示す。センサー素子
１の各々にたいして、コンパレータとサブプロセッサ
（両方がまとめて参照符号２で示されている）が基板上
に付設されている。
のマトリックス中のセンサー素子を示す。センサー素子
１の各々にたいして、コンパレータとサブプロセッサ
（両方がまとめて参照符号２で示されている）が基板上
に付設されている。
図2aは、センサー素子、コンパレータ、サブプロセッ
サの間の接続をブロック線図で示す。参照符号４はフォ
トダイオードのような光を積分する種類のセンサー素子
を示す。参照符号３は光の読み出しの前にフォトダイオ
ード４に充電するための充電構成を示す。フォトダイオ
ード４（出力電圧ｕがその充電状態を表す）には、作動
アンプ形式のコンパレータ５が接続されている。コンパ
レータ５からの出力は、サブプロセッサ８への入力に接
続されている。サブプロセッサ８は、この実施例では、
参照符号７によって示されるさらに４つの入力と、参照
符号10によって示される５つの出力を持つ。前記の入力
７は、隣接するフォトダイオードのサブプロセッサの出
力に接続されている。またこのサブプロセッサ８の出力
は、同様に、隣接するフォトダイオードのサブプロセッ
サへの入力に接続されている。サブプロセッサ８は、積
算ディレクトリ（結果の記憶部）8aと伝達回路網8bを含
む。これらの詳しい説明は、後で図2b,図2cおよび図2d
を参照しつつ行う。参照符号６は、コンパレータ５にた
いする基準値（図３における参照符号12）の入力を示
す。参照符号９はサブプロセッサ８に送られてくる命令
を示す。
サの間の接続をブロック線図で示す。参照符号４はフォ
トダイオードのような光を積分する種類のセンサー素子
を示す。参照符号３は光の読み出しの前にフォトダイオ
ード４に充電するための充電構成を示す。フォトダイオ
ード４（出力電圧ｕがその充電状態を表す）には、作動
アンプ形式のコンパレータ５が接続されている。コンパ
レータ５からの出力は、サブプロセッサ８への入力に接
続されている。サブプロセッサ８は、この実施例では、
参照符号７によって示されるさらに４つの入力と、参照
符号10によって示される５つの出力を持つ。前記の入力
７は、隣接するフォトダイオードのサブプロセッサの出
力に接続されている。またこのサブプロセッサ８の出力
は、同様に、隣接するフォトダイオードのサブプロセッ
サへの入力に接続されている。サブプロセッサ８は、積
算ディレクトリ（結果の記憶部）8aと伝達回路網8bを含
む。これらの詳しい説明は、後で図2b,図2cおよび図2d
を参照しつつ行う。参照符号６は、コンパレータ５にた
いする基準値（図３における参照符号12）の入力を示
す。参照符号９はサブプロセッサ８に送られてくる命令
を示す。
本発明によるこの構成は、次のように動作する。充電
構成３の助けにより、フォトダイオード４が初期値まで
充電される。図2aにおいてジグザグの矢印として示され
ている光がフォトダイオード４に当ると、フォトダイオ
ード４の充電状態が入射光の強さに比例して時間の経過
につれて変化する。充電状態に対応する電圧ｕ（その変
化の形は図３から分る）は、基準値12と比較される。コ
ンパレータ５からの出力信号は２値で、サブプロセッサ
８の入力７の１つに供給される。このコンパレータ５か
らの２値出力信号は、ｕが基準値12より大きいときに論
理値の１、そうでないときに論理値の０である。サブプ
ロセッサ８は、マトリックス中でフォトダイオード４の
隣にある、そのコンパレータに属する複数のフォトダイ
オードからの出力信号を助けとして、付設のコンパレー
タの出力信号が前記の基準値を越えた、または越えない
フォトダイオードの組合せの発生を検出することができ
るように構成されている。これらの組合せは、行いたい
画像処理を考慮して選択される。これらの組合せについ
ては、後で図４ないし図７を参照しながらもっと詳しく
説明する。
構成３の助けにより、フォトダイオード４が初期値まで
充電される。図2aにおいてジグザグの矢印として示され
ている光がフォトダイオード４に当ると、フォトダイオ
ード４の充電状態が入射光の強さに比例して時間の経過
につれて変化する。充電状態に対応する電圧ｕ（その変
化の形は図３から分る）は、基準値12と比較される。コ
ンパレータ５からの出力信号は２値で、サブプロセッサ
８の入力７の１つに供給される。このコンパレータ５か
らの２値出力信号は、ｕが基準値12より大きいときに論
理値の１、そうでないときに論理値の０である。サブプ
ロセッサ８は、マトリックス中でフォトダイオード４の
隣にある、そのコンパレータに属する複数のフォトダイ
オードからの出力信号を助けとして、付設のコンパレー
タの出力信号が前記の基準値を越えた、または越えない
フォトダイオードの組合せの発生を検出することができ
るように構成されている。これらの組合せは、行いたい
画像処理を考慮して選択される。これらの組合せについ
ては、後で図４ないし図７を参照しながらもっと詳しく
説明する。
図2bにおける伝達回路網8bの役割は、マトリックス全
体に非同期で信号を伝えることである。回路網の入力a
1,a2・・・a4は、最も近い隣の伝達回路網からのｅ出力
に接続されている。入力b1〜b4は、制御情報のための入
力である。ｃ入力は配給を制御するために使用され、配
給を禁止することができる。
体に非同期で信号を伝えることである。回路網の入力a
1,a2・・・a4は、最も近い隣の伝達回路網からのｅ出力
に接続されている。入力b1〜b4は、制御情報のための入
力である。ｃ入力は配給を制御するために使用され、配
給を禁止することができる。
入力画像（図2dに示されている例では単一の点から成
る）は、入力ｄから入力される。結果の画像は、ｅ出力
において得られる。伝播の方向は、制御データの１つの
種目によって決定される。この制御データの種目は、各
サブプロセッサごとに異なってもよいし、すべてのサブ
プロセッサにたいして同じであってもよい。この種目の
制御データは、各サブプロセッサのディレクトリに記憶
させることが好ましい。図2bに示した伝達回路網は、こ
のような回路網の１構成法を示すにすぎない。この分野
に習熟した者は、プール代数を使ってこの構成を様々に
変形することができることを理解するであろう。この伝
達回路網は、例えば、他の画像中の物体と少なくとも部
分的に一致するある画像中の物体を検出するために使う
ことができる。伝播は、物体の各点から１つのパターン
に従った信号の配給が行われることを意味する。図2cの
表は、制御情報を用いて得られる伝播の方向を示す。図
2dは、入力画像中に単一の物体点だけが存在する場合に
経過として得られる画像を示す。例えば、制御情報がb1
＝0,b2＝0,b3＝3,b4＝１であるNo.1は、物体点から西へ
の配給を与える。No.5は、南と西の両方向に配給される
場合を示す。
る）は、入力ｄから入力される。結果の画像は、ｅ出力
において得られる。伝播の方向は、制御データの１つの
種目によって決定される。この制御データの種目は、各
サブプロセッサごとに異なってもよいし、すべてのサブ
プロセッサにたいして同じであってもよい。この種目の
制御データは、各サブプロセッサのディレクトリに記憶
させることが好ましい。図2bに示した伝達回路網は、こ
のような回路網の１構成法を示すにすぎない。この分野
に習熟した者は、プール代数を使ってこの構成を様々に
変形することができることを理解するであろう。この伝
達回路網は、例えば、他の画像中の物体と少なくとも部
分的に一致するある画像中の物体を検出するために使う
ことができる。伝播は、物体の各点から１つのパターン
に従った信号の配給が行われることを意味する。図2cの
表は、制御情報を用いて得られる伝播の方向を示す。図
2dは、入力画像中に単一の物体点だけが存在する場合に
経過として得られる画像を示す。例えば、制御情報がb1
＝0,b2＝0,b3＝3,b4＝１であるNo.1は、物体点から西へ
の配給を与える。No.5は、南と西の両方向に配給される
場合を示す。
図３中の点13と14は、２つの異なる放電曲線が基準値
12を通過する時点を示す。参照符号11は、充電構成３
（図１）によって発生せしめられる初期値を示す。この
後の説明から理解されるであろうように、本発明の大き
な部分が、この事実に基づいている。
12を通過する時点を示す。参照符号11は、充電構成３
（図１）によって発生せしめられる初期値を示す。この
後の説明から理解されるであろうように、本発明の大き
な部分が、この事実に基づいている。
図４は、中央値の計算に本発明がどのように使用され
るかを示す。３つの隣接するフォトダイオードに属する
コンパレータからの時間の関数としての出力信号が、図
４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されている。この分野に
習熟した者は、中央値という語が中間のグレースケール
値を表すために使用されていることを理解するであろ
う。この中央値は、本発明に従い、サブプロセッサを用
いてフォトダイオードからの出力信号が基準値を通過す
る時間を順序づけることによって得られる。そのため中
央値ｄはここでは図４（ｃ）の信号を出す要素の明るさ
に対応し、図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれそれより
も明るい点および暗い点に対応する。
るかを示す。３つの隣接するフォトダイオードに属する
コンパレータからの時間の関数としての出力信号が、図
４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されている。この分野に
習熟した者は、中央値という語が中間のグレースケール
値を表すために使用されていることを理解するであろ
う。この中央値は、本発明に従い、サブプロセッサを用
いてフォトダイオードからの出力信号が基準値を通過す
る時間を順序づけることによって得られる。そのため中
央値ｄはここでは図４（ｃ）の信号を出す要素の明るさ
に対応し、図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれそれより
も明るい点および暗い点に対応する。
図５において、ラスタ走査で表示された縦棒は、１つ
の行中に配列された多数のフォトダイオードからの放電
を順番に並べたものを示す。各縦棒の下端は協働してあ
る一瞬のフォトダイオードの充電状態の像を与え、した
がってそのダイオード行に沿った光の強さに対応する。
最も明るい点の決定は、本発明によれば、基準レベル15
を入力し、縦棒の下端が最初にその基準値に一致したフ
ォトダイオード16を検出することにより行うことができ
る。最も明るい点は、従来は、順列中のすべての値を互
いに比較することにより決定されていた。この分野に習
熟した者は、本発明により成し遂げられる簡単化と高速
化を理解するであろう。この分野に習熟した者は、この
操作が２次元でも行えることを理解するであろう。
の行中に配列された多数のフォトダイオードからの放電
を順番に並べたものを示す。各縦棒の下端は協働してあ
る一瞬のフォトダイオードの充電状態の像を与え、した
がってそのダイオード行に沿った光の強さに対応する。
最も明るい点の決定は、本発明によれば、基準レベル15
を入力し、縦棒の下端が最初にその基準値に一致したフ
ォトダイオード16を検出することにより行うことができ
る。最も明るい点は、従来は、順列中のすべての値を互
いに比較することにより決定されていた。この分野に習
熟した者は、本発明により成し遂げられる簡単化と高速
化を理解するであろう。この分野に習熟した者は、この
操作が２次元でも行えることを理解するであろう。
縮小画像処理操作は、物体の最外層を剥ぎ取ることを
含む。同様に、拡大は物体に外層を付け加えることを含
む。これは、２次元の２値物体18の場合について、図6a
に示されている。参照符号19は縮小された物体を示し、
参照符号17は拡大された物体を示す。図6bは、グレース
ケール値（Ｉ）の場合の対応する操作を示す。ただし簡
明にするために１次元にしてある。図6cに示したグレー
スケール画像は、８個のフォトダイオードの充電状態が
基準値に到達した時間を表す。本発明によれば、拡大
は、例えば３つの隣接したフォトダイオードから成る群
のたいして群のどれかのフォトダイオードの充電状態が
基準値に到達した時間が順に読み出されること、そして
そのダイオードがそのダイオードの群にたいする中心の
ダイオードの働きをし、その群のすべてのダイオードが
基準値に達したと見なされることにより行われる。拡大
操作の結果は、図6dから知ることができる。同様の説明
が縮小にも当てはまる。ただし、群のすべてのダイオー
ドが基準値に達することが必要である。縮小操作の結果
は、図6eから理解されるであろう。
含む。同様に、拡大は物体に外層を付け加えることを含
む。これは、２次元の２値物体18の場合について、図6a
に示されている。参照符号19は縮小された物体を示し、
参照符号17は拡大された物体を示す。図6bは、グレース
ケール値（Ｉ）の場合の対応する操作を示す。ただし簡
明にするために１次元にしてある。図6cに示したグレー
スケール画像は、８個のフォトダイオードの充電状態が
基準値に到達した時間を表す。本発明によれば、拡大
は、例えば３つの隣接したフォトダイオードから成る群
のたいして群のどれかのフォトダイオードの充電状態が
基準値に到達した時間が順に読み出されること、そして
そのダイオードがそのダイオードの群にたいする中心の
ダイオードの働きをし、その群のすべてのダイオードが
基準値に達したと見なされることにより行われる。拡大
操作の結果は、図6dから知ることができる。同様の説明
が縮小にも当てはまる。ただし、群のすべてのダイオー
ドが基準値に達することが必要である。縮小操作の結果
は、図6eから理解されるであろう。
線形濾波操作は、ある点のグレースケール値をその点
とその周りの点の付重和で置き換えることを含む。ある
点とその右および左隣の例が、図７に示されている。図
７（ａ）から分るように1,−2,1の重みが用いられてい
る。付設のコンパレータからの出力信号が、図７
（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示されている。線形濾波操作
は、本発明によれば、基準値に達した充電状態にある各
フォトダイオードにたいして、固定または可変周波数に
おける関連するフィルタ係数が加算されることにより行
われる。図７（ｅ）は積算器8aに加算されるべき値を示
し、図７（ｆ）は加算後の積算器の内容を示す。この説
明のための例では、濾波された値は−１であり、右側の
フォトダイオードの充電状態が基準値に達した後に得ら
れた。
とその周りの点の付重和で置き換えることを含む。ある
点とその右および左隣の例が、図７に示されている。図
７（ａ）から分るように1,−2,1の重みが用いられてい
る。付設のコンパレータからの出力信号が、図７
（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示されている。線形濾波操作
は、本発明によれば、基準値に達した充電状態にある各
フォトダイオードにたいして、固定または可変周波数に
おける関連するフィルタ係数が加算されることにより行
われる。図７（ｅ）は積算器8aに加算されるべき値を示
し、図７（ｆ）は加算後の積算器の内容を示す。この説
明のための例では、濾波された値は−１であり、右側の
フォトダイオードの充電状態が基準値に達した後に得ら
れた。
本発明は、発明の思想の範囲内で多様な変形や変更が
可能であることは明らかである。センサー素子および付
属のサブプロセッサは、異なる平面に配置することがで
いる。サブプロセッサは、もちろん、数値の計算、位置
の決定、物体の中心の計算などを行うための回路を含む
ことができる。
可能であることは明らかである。センサー素子および付
属のサブプロセッサは、異なる平面に配置することがで
いる。サブプロセッサは、もちろん、数値の計算、位置
の決定、物体の中心の計算などを行うための回路を含む
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−192164（ＪＰ，Ａ) 特表 昭60−500887（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 1/00 460 G06T 1/20
Claims (13)
- 【請求項１】２次元のマトリックス状に配置された光に
感応するセンサー素子（1;4）を使って行われる２次元
の画像にたいする物体認識または線形／非線形濾波のよ
うな画像処理操作を実行するための方法であって、 センサー素子（1;4）が光の強さに対応した出力信号
（ｕ）を発生するように構成されていること、 各センサー素子（1;4）の出力信号（ｕ）が単調に増大
または減少する基準値と比較されること、そして センサー素子からの出力信号が基準値よりも大きいまた
は小さい時間長が各センサー素子について連続的に測定
されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】２次元のマトリックス状に配置された光を
積分するタイプ、すなわちその出力信号がその充電状態
に対応するタイプの光に感応するセンサー素子（1;4）
を使って行われる２次元の画像にたいする物体認識また
は線形／非線形濾波のような画像処理操作を実行するた
めの方法であって、 そのセンサー素子に入射する光の強さに対応する各セン
サー素子の充電状態が調節可能な基準値（12）と比較さ
れること、および センサー素子（1;4）からの出力信号が基準値（12）を
満たすまたは満たさない時間長が各センサー素子につい
て連続的に測定されることを特徴とする方法。 - 【請求項３】前記基準値（12）が、光の強さとセンサー
素子の出力信号が基準値に到達する時間との間に所定の
関係、例えば直線関係が成り立つように変化させること
ができることを特徴とする請求項１または２に記載の方
法。 - 【請求項４】マトリックス中のある群のセンサー素子
が、センサー素子からの出力信号が前記基準値を通過す
る順番に対応するように順序付けられ、中央値濾波（図
４）を含むことを特徴とする請求項１、２または３に記
載の方法。 - 【請求項５】その出力信号が第１番目に基準値を通過す
るセンサー素子が検出され、画像中の最も明るい点の検
出（図５）を含むことを特徴とする請求項１、２または
３に記載の方法。 - 【請求項６】マトリックス中のある群のセンサー素子に
たいして、予め決められたセンサー素子の組合わせから
の出力信号が基準値に到達し、その群の他のセンサー素
子はまだ基準値に到達しない時間長が測定されることに
より、形状操作（図6a、6b）を行うことを特徴とする請
求項１、２または３に記載の方法。 - 【請求項７】出力信号が基準値に到達したときにその数
が光の強さを表わすデジタル値である各センサー素子の
パルスが積算されることを特徴とする請求項１、２また
は３に記載の方法。 - 【請求項８】前記パルスが、光の強さとその対応するデ
ジタル値との間に予め決められた関係、例えば直線関
係、が成立するように、可変周波数で発生されることを
特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】マトリックス中のある群のセンサー素子の
中で、その群の各素子にたいして１つのフィルタ係数が
割り当てられ、出力信号が基準値に到達した各センサー
素子にたいして、関係するフィルタ係数が連続的に加算
されることにより、線形濾波操作（図７）を行うことを
特徴とする請求項１、２または３に記載の方法。 - 【請求項１０】光の強さとセンサー素子の充電状態が基
準値に到達する時間との間に予め決められた関係、例え
ば直線関係、が成り立つように、可変周波数で連続的に
加算が行われることを特徴とする請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１１】基板上に配置された多数のセンサー素子
（1;4）を含み、各センサー素子にたいして同じ基板上
にそのセンサー素子からの出力信号を予め調節可能な基
準値（12）と比較するように構成されたコンパレータ
（５）とサブプロセッサ（2;8）が付設されており、 各サブプロセッサ（2;8）が、出力信号が前記基準値（1
2）を越えた、または越えないセンサー素子（1;4）の組
合せの発生を検出するように構成されていることを特徴
とする、請求項１または２による方法を実行するための
装置。 - 【請求項１２】サブプロセッサが、出力信号が基準値
（12）に到達した時点においてその数が光の強さを示す
パルスを計数するように、またはその実行中に画像処理
に関係する計数を連続的に積算するように構成された積
算ディレクトリ（8a）を含むことを特徴とする請求項11
に記載の装置。 - 【請求項１３】マトリックス全体に非同期で信号を伝え
る役割をそれぞれ有し、その入力は、最も近い隣の伝達
回路網からのｅ出力に接続された複数の伝達回路網は、
同じ基板上に構成されていることを特徴とする請求項11
に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9200726A SE500632C2 (sv) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | Metod att utföra bildbehandling och anordning för utförande av metoden |
| SE9200726-9 | 1992-03-10 | ||
| PCT/SE1993/000182 WO1993018481A1 (en) | 1992-03-10 | 1993-03-03 | A method of carrying out picture processing operations upon a two dimensional picture and a device for carrying out said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07504525A JPH07504525A (ja) | 1995-05-18 |
| JP3157833B2 true JP3157833B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=20385567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51558693A Expired - Lifetime JP3157833B2 (ja) | 1992-03-10 | 1993-03-03 | ２次元画像にたいして画像処理操作を行う方法およびその方法を実行するための装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0631680B1 (ja) |
| JP (1) | JP3157833B2 (ja) |
| KR (1) | KR100286822B1 (ja) |
| AT (1) | ATE194239T1 (ja) |
| BR (1) | BR9306056A (ja) |
| CA (1) | CA2131807C (ja) |
| DE (1) | DE69328926T2 (ja) |
| SE (1) | SE500632C2 (ja) |
| WO (1) | WO1993018481A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2637400A3 (de) | 2012-03-09 | 2014-06-18 | Sick Ag | Bildsensor und Verfahren zur Aufnahme eines Bildes |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157378A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Hitachi Ltd | Setting method of binary-coded threshold level |
-
1992
- 1992-03-10 SE SE9200726A patent/SE500632C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-03-03 BR BR9306056A patent/BR9306056A/pt not_active Application Discontinuation
- 1993-03-03 WO PCT/SE1993/000182 patent/WO1993018481A1/en active IP Right Grant
- 1993-03-03 CA CA002131807A patent/CA2131807C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-03 AT AT93906922T patent/ATE194239T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-03-03 JP JP51558693A patent/JP3157833B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-03 DE DE69328926T patent/DE69328926T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-03 KR KR1019940703113A patent/KR100286822B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-03-03 EP EP93906922A patent/EP0631680B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993018481A1 (en) | 1993-09-16 |
| EP0631680B1 (en) | 2000-06-28 |
| ATE194239T1 (de) | 2000-07-15 |
| KR950700577A (ko) | 1995-01-16 |
| CA2131807C (en) | 2004-05-04 |
| DE69328926D1 (de) | 2000-08-03 |
| SE9200726L (sv) | 1993-09-11 |
| BR9306056A (pt) | 1997-11-18 |
| EP0631680A1 (en) | 1995-01-04 |
| KR100286822B1 (ko) | 2001-04-16 |
| CA2131807A1 (en) | 1993-09-16 |
| SE9200726D0 (sv) | 1992-03-10 |
| DE69328926T2 (de) | 2000-12-07 |
| JPH07504525A (ja) | 1995-05-18 |
| SE500632C2 (sv) | 1994-08-01 |
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