JP4565122B2 - Image moment sensor, image moment measurement device, image moment sensor calculation method, and image moment measurement method - Google Patents

Image moment sensor, image moment measurement device, image moment sensor calculation method, and image moment measurement method Download PDF

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Description

本発明は、画像モーメントセンサ、画像モーメント計測装置、画像モーメントセンサの演算方法及び画像モーメント計測方法に関するものである。   The present invention relates to an image moment sensor, an image moment measurement device, an image moment sensor calculation method, and an image moment measurement method.

センサ情報を用いた機器の自動制御は一般的に行われているものの、画像情報を利用したものは少ない。画像情報をリアルタイムに分析し、必要な情報を取得しようとすると、イメージセンサの他に膨大な画像情報を処理する強力なプロセッサを必要とする。このことが機器の大型化と高コスト化を招くことになる。   Although automatic control of devices using sensor information is generally performed, few devices use image information. In order to analyze image information in real time and acquire necessary information, a powerful processor for processing a large amount of image information is required in addition to the image sensor. This leads to an increase in equipment size and cost.

一方、半導体位置検出素子(PSD)を用い、画像情報そのものではなく画像の特徴量のみを出力するポジションセンサがある。しかし、このポジションセンサでは、得られる特徴量が単一対象の位置のみであることや、背景画像が分離されないことから、限られた環境下でしか使用することができない。   On the other hand, there is a position sensor that uses a semiconductor position detection element (PSD) and outputs only image feature amounts, not image information itself. However, this position sensor can be used only in a limited environment because the obtained feature amount is only the position of a single target and the background image is not separated.

そこで、このような問題を解決するセンサとして、イメージセンサの画素毎に処理回路を有するビジョンチップがある(例えば、特許文献1参照)。このビジョンチップは、像面上で撮像を行うとともに、各処理回路が画像処理、演算処理を行うことにより、画像の様々な特徴量を出力することができる。
特開2001−195564号公報(第3−5頁、図1)
Therefore, as a sensor for solving such a problem, there is a vision chip having a processing circuit for each pixel of the image sensor (see, for example, Patent Document 1). This vision chip can output various feature amounts of an image by performing imaging on an image plane and each processing circuit performing image processing and arithmetic processing.
JP 2001-195564 A (page 3-5, FIG. 1)

しかし、従来のビジョンチップでは、イメージセンサの画素毎に処理回路を有するため、個々の画素回路が大きくなり、高解像度化、高感度化が難しい。また、このビジョンチップでは、特徴量としてのモーメント量取得に必要な演算を高速に行うことができるものの、さらなる高速化についても改善する余地がある。   However, since the conventional vision chip has a processing circuit for each pixel of the image sensor, each pixel circuit becomes large, and it is difficult to achieve high resolution and high sensitivity. In addition, although this vision chip can perform a calculation necessary for obtaining a moment amount as a feature amount at high speed, there is room for improvement in further speeding up.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、画素回路の構成を簡易にすることである。また、本発明は、モーメント量の演算の高速化が可能な構成とすることである。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and is to simplify the configuration of a pixel circuit. Further, the present invention provides a configuration capable of speeding up the calculation of the moment amount.

この目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る画像センサは、
行数をM(Mは正の整数)、列数をN(Nは正の整数)として、M×N個の処理要素が行列配置され、各処理要素が、画像から受光した光を光強度に対応した信号レベルの光検出信号に変換し、前記光検出信号を2値化して2値データを生成し、数1に示すモーメント量mpqの取得に必要な列を選択するための列選択信号xp iが供給されて、供給された列選択信号xp iに基づいて選択された列の処理要素が行方向に前記2値データを加算演算し、各行の処理要素の演算結果として、それぞれ、数2に示すデータdxを出力するように構成された画像処理部と、
前記モーメント量mpqの取得に必要な行を選択するための行選択信号yq jが供給されて、前記画像処理部の各行から出力されたデータdxのうち、供給された行選択信号yq jに基づいて選択された行から出力されたデータdxを列方向に加算演算して、数3に示すデータdyを出力する列加算部と、
前記数1に示すモーメント量mpqの取得に必要な行と列とを設定して前記列選択信号xp iと前記行選択信号yq jとを生成し、生成した前記列選択信号xp iを前記画像処理部に供給し、前記行選択信号yq jを前記列加算部に供給する信号処理部と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve this object, an image sensor according to the first aspect of the present invention provides:
The number of rows M (M is a positive integer), the number of columns as the N (N is a positive integer), M × N number of processing elements arranged in a matrix, each processing element, the light the light received from images A column for converting the light detection signal to a signal level corresponding to the intensity, binarizing the light detection signal to generate binary data, and selecting a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 1 The selection signal x p i is supplied, and the processing element of the column selected based on the supplied column selection signal x p i adds the binary data in the row direction, and the calculation result of the processing element of each row Respectively, an image processing unit configured to output the data dx shown in Equation 2,
The row selection for selecting the rows needed to obtain moment amount m pq signal y q j is supplied, among the output data dx from each row of the image processing unit, the supplied row selection signal y q a column adder that adds the data dx output from the row selected based on j in the column direction and outputs the data dy shown in Equation 3,
The column selection signal x p i and the row selection signal y q j are generated by setting a row and a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 1, and the generated column selection signal x p a signal processing unit that supplies i to the image processing unit and supplies the row selection signal y q j to the column addition unit.

前記信号処理部は、矩形領域を示す領域情報が供給されて、供給された領域情報に基づいて矩形領域用の列選択信号を生成し、前記矩形領域用に生成した列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算を行い、前記論理積演算の演算値を前記画像処理部に供給するとともに、前記領域情報に基づいて矩形領域用の行選択信号を生成し、前記矩形領域用に生成した行選択信号と前記行選択信号yq jとの論理積演算を行い、前記論理積演算の演算値を前記列加算部に供給するようにしてもよい。 The signal processing unit is supplied with area information indicating a rectangular area, generates a column selection signal for the rectangular area based on the supplied area information, and generates the column selection signal generated for the rectangular area and the column selection. Performs a logical product operation with the signal x p i and supplies a calculated value of the logical product operation to the image processing unit, and generates a row selection signal for the rectangular region based on the region information, Alternatively , a logical product operation may be performed on the row selection signal generated in step ( b) and the row selection signal y q j, and the operation value of the logical product operation may be supplied to the column adder.

前記画像処理部の各処理要素は、
前記画像からの光を受光して、受光した光を光強度に対応する信号レベルの光検出信号に光電変換して出力する光検出部と、
前記光検出部が出力した光検出信号を2値化して2値データを出力する2値化部と、
前記列選択信号xp iが供給され、供給された前記列選択信号xp iに基づいて、前記2値化部が出力した2値データの出力を制御する2値データ出力制御部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された加算データとを加算して新たな加算データを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に供給する行加算部と、を備えるようにしてもよい。
Each processing element of the image processing unit includes:
A light detection unit that receives light from the image, photoelectrically converts the received light into a light detection signal having a signal level corresponding to light intensity, and
A binarization unit that binarizes the light detection signal output by the light detection unit and outputs binary data;
And said column selection signal x p i is supplied, on the basis of the supplied the column selection signal x p i, the binary data output control unit for binarizing unit controls the output of the binary data output,
The binary data output from the binary data output control unit is added to the addition data supplied from the processing element of ((x−1), y) coordinates to generate new addition data, and the generated new data A line addition unit that supplies the addition data to a processing element of ((x + 1), y) coordinates.

前記各処理要素の前記行加算部は、
((x−1),y)座標の処理要素に供給されたクロック信号の立ち下がり時に、生成されたキャリーデータを保持し、保持したキャリーデータを、次の加算時に出力するキャリーデータ保持部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された2値データと前記キャリーデータ保持部から出力されたキャリーデータとを加算して新たな加算データとキャリーデータとを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に出力し、前記生成したキャリーデータを前記キャリーデータ保持部に供給する全加算部と、を備えるようにしてもよい。
The row adder of each processing element is
A carry data holding unit for holding the generated carry data at the fall of the clock signal supplied to the processing element of the ((x-1), y) coordinate and outputting the held carry data at the next addition; ,
The binary data output from the binary data output control unit, the binary data supplied from the processing element of ((x-1), y) coordinates, and the carry data output from the carry data holding unit are added. New addition data and carry data are generated, the generated new addition data is output to the processing element of the ((x + 1), y) coordinate, and the generated carry data is supplied to the carry data holding unit. And an adding unit.

前記信号処理部は、前記画像処理部にクロック信号を供給し、
前記各処理要素の前記行加算部は、供給されたクロック信号に従い、充電、評価を繰り返し、評価期間に加算したデータを、トランジスタの寄生容量を利用して保持するダイナミック回路によって構成され、
前記信号処理部から供給されたクロック信号を、順次、遅延させて、第n(nは、1以上の整数)クロック信号を生成し、生成した第nクロック信号を第n列の各処理要素の行加算部に供給するクロック信号遅延部を備え、
前記ダイナミック回路が多段接続されて前記画像処理部が構成されたたものであってもよい。
The signal processing unit supplies a clock signal to the image processing unit,
The row addition unit of each processing element is configured by a dynamic circuit that repeatedly charges and evaluates according to a supplied clock signal and holds data added during the evaluation period by using a parasitic capacitance of the transistor,
The clock signal supplied from the signal processing unit is sequentially delayed to generate an n-th (n is an integer of 1 or more) clock signal, and the generated n-th clock signal is transmitted to each processing element in the n-th column. A clock signal delay unit for supplying to the row addition unit;
The image processing unit may be configured by connecting the dynamic circuits in multiple stages.

前記信号処理部又は前記クロック信号遅延部から供給されたクロック信号に同期して、前記信号処理部から供給された前記列選択信号xp iを、供給された順に、前記各処理要素に供給する列選択信号供給部を備え、
前記画像処理部が可変長パイプライン構成によって構成されたものであってもよい。
In synchronization with the clock signal supplied from the signal processing unit or the clock signal delay unit, the column selection signal x p i supplied from the signal processing unit is supplied to each processing element in the order of supply. A column selection signal supply unit;
The image processing unit may be configured by a variable length pipeline configuration.

前記画像処理部と前記列加算部と信号処理部とは、集積化された集積回路によって構成されていてもよい。   The image processing unit, the column addition unit, and the signal processing unit may be configured by an integrated circuit.

前記画像処理部の各処理要素は、
前記画像からの光を受光して、受光した光を光強度に対応する信号レベルの光検出信号に光電変換して出力する光検出部と、
前記光検出部が出力した光検出信号を2値化して2値データを出力する2値化部と、
前記領域情報に基づいて生成された列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算の演算値が供給され、供給された演算値に基づいて、前記2値化部が出力した2値データの出力を制御する2値データ出力制御部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された加算データとを加算して新たな加算データを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に供給する行加算部と、を備えるようにしてもよい。
Each processing element of the image processing unit includes:
A light detection unit that receives light from the image, photoelectrically converts the received light into a light detection signal having a signal level corresponding to light intensity, and
A binarization unit that binarizes the light detection signal output by the light detection unit and outputs binary data;
An operation value of a logical product operation of the column selection signal generated based on the region information and the column selection signal x p i is supplied, and the binarization unit outputs 2 based on the supplied operation value A binary data output control unit for controlling output of value data;
The binary data output from the binary data output control unit is added to the addition data supplied from the processing element of ((x−1), y) coordinates to generate new addition data, and the generated new data A line addition unit that supplies the addition data to a processing element of ((x + 1), y) coordinates.

前記各処理要素の前記行加算部は、
((x−1),y)座標の処理要素に供給されたクロック信号の立ち下がり時に、生成されたキャリーデータを保持し、保持したキャリーデータを、次の加算時に出力するキャリーデータ保持部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された2値データと前記キャリーデータ保持部から出力されたキャリーデータとを加算して新たな加算データとキャリーデータとを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に出力し、前記生成したキャリーデータを前記キャリーデータ保持部に供給する全加算部と、を備えるようにしてもよい。
The row adder of each processing element is
A carry data holding unit for holding the generated carry data at the fall of the clock signal supplied to the processing element of the ((x-1), y) coordinate and outputting the held carry data at the next addition; ,
The binary data output from the binary data output control unit, the binary data supplied from the processing element of ((x-1), y) coordinates, and the carry data output from the carry data holding unit are added. New addition data and carry data are generated, the generated new addition data is output to the processing element of the ((x + 1), y) coordinate, and the generated carry data is supplied to the carry data holding unit. And an adding unit.

前記信号処理部は、前記画像処理部にクロック信号を供給し、
前記各処理要素の前記行加算部は、供給されたクロック信号に従い、充電、評価を繰り返し、評価期間に加算したデータを、トランジスタの寄生容量を利用して保持するダイナミック回路によって構成され、
前記信号処理部から供給されたクロック信号を、順次、遅延させて、第n(nは、1以上の整数)クロック信号を生成し、生成した第nクロック信号を第n列の各処理要素の行加算部に供給するクロック信号遅延部を備え、
前記ダイナミック回路が多段接続されて前記画像処理部が構成されたものであってもよい。
The signal processing unit supplies a clock signal to the image processing unit,
The row addition unit of each processing element is configured by a dynamic circuit that repeatedly charges and evaluates according to a supplied clock signal and holds data added during the evaluation period by using a parasitic capacitance of the transistor,
The clock signal supplied from the signal processing unit is sequentially delayed to generate an n-th (n is an integer of 1 or more) clock signal, and the generated n-th clock signal is transmitted to each processing element in the n-th column. A clock signal delay unit for supplying to the row addition unit;
The dynamic circuit may be connected in multiple stages to configure the image processing unit.

前記信号処理部又は前記クロック信号遅延部から供給されたクロック信号に同期して、前記信号処理部から供給された演算値として前記矩形領域用に生成された列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算の演算値を、供給された順に、前記各処理要素に供給する列選択信号供給部を備え、
前記画像処理部が可変長パイプライン構成によって構成されたものであってもよい。
In synchronization with the clock signal supplied from the signal processing unit or the clock signal delay unit, the column selection signal generated for the rectangular area as the operation value supplied from the signal processing unit and the column selection signal x p a column selection signal supply unit that supplies the operation values of the logical product operation with i to each of the processing elements in the order of supply;
The image processing unit may be configured by a variable length pipeline configuration.

前記画像処理部と前記列加算部と信号処理部とは、集積化された集積回路によって構成されてもよい。   The image processing unit, the column addition unit, and the signal processing unit may be configured by an integrated circuit.

本発明の第2の観点に係る画像モーメント計測装置は、
数3に示す前記データdyを出力する上述の画像モーメントセンサと、
前記画像モーメントセンサが出力した前記データdyを数1に代入して演算を行うことにより、前記モーメント量mpqを取得する制御部と、を備えたことを特徴とする。
An image moment measuring apparatus according to a second aspect of the present invention is:
The above-described image moment sensor that outputs the data dy shown in Equation 3,
A control unit that obtains the moment amount m pq by substituting the data dy output from the image moment sensor into Equation 1 and performing an operation.

前記制御部は、供給された画像に対して、複数の矩形領域を設定し、前記各矩形領域の領域を示す領域情報を、順次、前記信号処理部に供給して、前記列加算部から出力された前記データdyを取得し、各領域情報毎に取得した各データdyに基づいて、それぞれ、数1に従い、モーメント量を演算し、前記供給された画像に対応した領域毎に、演算により取得したモーメント量を加算することにより、前記供給された画像のモーメント量をそれぞれ取得するようにしてもよい。   The control unit sets a plurality of rectangular regions for the supplied image, sequentially supplies region information indicating the regions of the rectangular regions to the signal processing unit, and outputs the information from the column addition unit. The obtained data dy is obtained, and based on each data dy obtained for each area information, the moment amount is calculated according to Equation 1, and obtained by calculation for each area corresponding to the supplied image. The moment amounts of the supplied images may be acquired by adding the moment amounts thus obtained.

前記制御部は、前記各矩形領域が未知の場合、全体の領域を所定の大きさのブロックに分割し、各ブロックの総和値を求め、各ブロックの総和値を用いてラベリング処理を行うことにより、各矩形領域の領域情報を取得するようにしてもよい。   When the rectangular area is unknown, the control unit divides the entire area into blocks of a predetermined size, obtains a total value of each block, and performs a labeling process using the total value of each block. The area information of each rectangular area may be acquired.

前記制御部は、前記各処理要素の2値化部に、複数の輝度閾値を供給して各輝度閾値毎にモーメント量を取得し、対象とする画像のモーメント量を、取得した複数のモーメント量の差を求めることにより取得するようにしてもよい。   The control unit supplies a plurality of luminance threshold values to the binarization unit of each processing element, acquires a moment amount for each luminance threshold value, and obtains a moment amount of a target image as a plurality of acquired moment amounts. You may make it acquire by calculating | requiring the difference of these.

前記制御部は、前記光検出部の露光中の異なるタイミングで出力された前記光検出信号に対し、前記2値化部に、順次、2値化を行わせ、前記列加算部からデータdyを取得して前記画像のモーメント量の演算を行うようにしてもよい。   The control unit causes the binarization unit to sequentially binarize the photodetection signals output at different timings during exposure of the photodetection unit, and obtains data dy from the column addition unit. It is also possible to obtain and calculate the moment amount of the image.

光を発する光源部と、
前記光源部が発した光を、モーメント量計測対象物と背景とに投光する投光部と、を備え、
画像モーメントセンサは、前記モーメント量計測対象物と背景とからの光の反射光に基づいて形成された画像についての数3に示す前記データdyを出力し、
前記制御部は、前記光源部に、光を点滅させる点滅信号を供給して光を点滅させ、前記光が点灯しているときと前記光が消灯しているときとで、前記画像モーメントセンサから出力された数3に示す前記データdyを取得し、取得したデータdyに基づいて得られた両モーメント量の差を求めることにより、前記計測対象物の画像と前記背景画像とを分離して、前記計測対象物のモーメント量を取得するようにしてもよい。
A light source that emits light;
A light projecting unit for projecting the light emitted from the light source unit to the moment amount measurement object and the background,
The image moment sensor outputs the data dy shown in Equation 3 for the image formed based on the reflected light of the light from the moment amount measurement object and the background,
The control unit supplies a blinking signal for blinking light to the light source unit to cause the light to blink, and from the image moment sensor when the light is turned on and when the light is turned off. By obtaining the output data dy shown in Equation 3 and obtaining the difference between the two moment amounts obtained based on the obtained data dy, the image of the measurement object and the background image are separated, You may make it acquire the moment amount of the said measurement target object.

本発明の第3の観点に係る画像モーメントセンサの演算方法は、
行数をM(Mは正の整数)、列数をN(Nは正の整数)として、M×N個の処理要素が行列配置され、各処理要素が、画像から受光した光を光強度に対応した信号レベルの光検出信号に変換し、各処理要素が行方向に2値データを加算演算して、各行毎にデータdxを出力するように構成された画像処理部と、
前記画像処理部の各行から出力されたデータdxを加算演算してデータdyを出力する列加算部と、を備えて画像のモーメント量を取得する画像モーメントセンサの演算方法であって、
に示すモーメント量mpqの取得に必要な行と列とを設定して列選択信号xp i と行選択信号yq jとを生成するステップと、
生成した前記列選択信号xp iを前記画像処理部の各処理要素に供給して、前記処理要素の列を選択して、前記画像処理部に、各行の処理要素の演算結果として、それぞれ、数に示すデータdxを出力させるステップと、
生成した行選択信号yq jを前記列加算部に供給して、前記列加算部に、画像処理部の各行から出力されたデータdxのうち、供給された行選択信号yq jに基づいて選択された行から出力されたデータdxを加算演算して、数に示すデータdyを出力させるステップと、
前記列加算部から出力されたデータdyを取得して、数に従って前記モーメント量mpqの演算を行うステップと、を備えたことを特徴とする。
The calculation method of the image moment sensor according to the third aspect of the present invention is:
The number of rows M (M is a positive integer), the number of columns as the N (N is a positive integer), M × N number of processing elements arranged in a matrix, each processing element, the light the light received from images An image processing unit configured to convert to a light detection signal having a signal level corresponding to the intensity, each processing element adds binary data in the row direction , and outputs data dx for each row;
A column addition unit that adds data dx output from each row of the image processing unit and outputs data dy, and obtains a moment amount of the image, the image moment sensor calculating method comprising:
Setting a row and a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 4 to generate a column selection signal x p i and a row selection signal y q j ;
The generated column selection signal x p i is supplied to each processing element of the image processing unit, the column of the processing element is selected, and the calculation result of the processing element of each row is sent to the image processing unit, respectively. Outputting the data dx shown in Formula 5 ;
The generated row selection signal y q j is supplied to the column addition unit, and the column addition unit is based on the supplied row selection signal y q j among the data dx output from each row of the image processing unit. Adding the data dx output from the selected row and outputting the data dy shown in Equation 6 ;
Obtaining the data dy output from the column adder, and calculating the moment amount m pq according to Equation ( 4 ).

本発明の第4の観点に係る画像モーメント計測方法は、
モーメント量計測対象物と背景とに光を投光するステップと、
上述の画像モーメントセンサの演算方法に従って、前記投光した光の反射光に基づいて形成された画像のモーメント量を演算するステップと、
消灯して、前記モーメント量計測対象物と背景とへの光の投光を停止するステップと、
上述の画像モーメントセンサの演算方法に従って、前記投光した光の反射光に基づいて形成された画像のモーメント量を演算するステップと、
投光しているときに演算したモーメント量と前記投光を停止したときに演算したモーメント量との差を求めることにより、前記計測対象物の画像と前記背景画像とを分離して、前記計測対象物のモーメント量を取得するステップと、を備えた、ことを特徴とする。
An image moment measuring method according to a fourth aspect of the present invention is:
Projecting light on the object of moment measurement and the background;
According to the calculation method of the image moment sensor described above, calculating the moment amount of the image formed based on the reflected light of the projected light;
Turning off the light and stopping the light projection to the moment measurement object and the background;
According to the calculation method of the image moment sensor described above, calculating the moment amount of the image formed based on the reflected light of the projected light;
The measurement object image and the background image are separated by obtaining a difference between the moment amount calculated when the light is projected and the moment amount calculated when the light projection is stopped, and the measurement is performed. Obtaining a moment amount of the object.

本発明によれば、画素回路の構成を簡易にすることができる。また、モーメント量の演算の高速化も可能な構成となる。   According to the present invention, the configuration of the pixel circuit can be simplified. In addition, the moment amount calculation can be speeded up.

以下、本発明の実施形態に係る画像モーメントセンサ、画像モーメント計測装置を図面を参照して説明する。
(実施形態1)
実施形態1に係る画像モーメントセンサの構成を図1に示す。
実施形態1に係る画像モーメントセンサは、被写体からの光を受光して、被写体画像の特徴量として、モーメント量を取得するものである。
Hereinafter, an image moment sensor and an image moment measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
The configuration of the image moment sensor according to the first embodiment is shown in FIG.
The image moment sensor according to the first embodiment receives light from a subject and acquires a moment amount as a feature amount of the subject image.

一般に、モーメント量mpqは、次の数によって表される。
In general, the moment amount m pq is expressed by the following equation ( 7 ).

ここで、整数をdとして2進数で表すと、整数dは、次の数によって表される。
数1に示すモーメント量mpqは、この数を用いて、数によって求められる。
Here, when the integer is represented as a binary number by d, the integer d is represented by the following number 8 .
The moment amount m pq shown in Equation 1 is obtained by Equation 9 using Equation 8 .

この数によれば、図2に示すようなアルゴリズムが成り立つ。このアルゴリズムは、モーメント量の演算に必要な各画像データI(x,y)の列を指定して行方向に加算演算を行い、得られた演算結果を、モーメント量の演算に必要な行を指定して列方向に加算すれば、画像データI(x,y)のモーメント量を求めることができることを示す。 According to Equation 9 , an algorithm as shown in FIG. 2 is established. In this algorithm, the column of each image data I (x, y) necessary for the moment amount calculation is designated, addition operation is performed in the row direction, and the obtained calculation result is added to the row necessary for the moment amount calculation. This indicates that the moment amount of the image data I (x, y) can be obtained by designating and adding in the column direction.

このため、画像データI(x,y)に直接、行を指定するような構成は不要となる。そして、画像データI(x,y)の画素毎に、このような構成を省略できれば、回路構成を大幅に簡略化することができる。   This eliminates the need for a configuration that directly designates a row in the image data I (x, y). If such a configuration can be omitted for each pixel of the image data I (x, y), the circuit configuration can be greatly simplified.

画像モーメントセンサは、この数3に基づいてモーメント量mpqを取得するため、画像処理部1と、列加算部2と、信号処理部3と、からなり、ビジョンチップによって構成される。尚、この画像モーメントセンサは、画像処理部1と、列加算部2と、信号処理部3と、が集積化されて1チップで構成されたものである。 The image moment sensor includes the image processing unit 1, the column addition unit 2, and the signal processing unit 3 in order to obtain the moment amount m pq based on the formula 3, and is configured by a vision chip. In this image moment sensor, the image processing unit 1, the column addition unit 2, and the signal processing unit 3 are integrated into a single chip.

信号処理部3は、画像モーメントセンサの外部回路(図示せず)からCommandが供給されて画像処理部1にクロック信号φ[0]と列選択信号xp i[0]〜xp i[N-1]とを供給し、行選択信号yq jを列加算部2に供給するものである。 The signal processing unit 3 is supplied with a command from an external circuit (not shown) of the image moment sensor, and receives a clock signal φ [0] and column selection signals x p i [0] to x p i [N] to the image processing unit 1. -1] and the row selection signal y q j is supplied to the column adder 2.

列選択信号xp i[0]〜xp i[N-1]は、モーメント量の取得に必要な列を選択するための信号である。行選択信号yq jは、モーメント量の取得に必要な行を選択するための信号である。また、列加算部2から出力された信号SOUTは、数に示すようにモーメント量を2進数で表現した場合の2の各桁の係数を示す。尚、以後、列選択信号xp i[0]〜xp i[N-1]を、それぞれ、xi[0]〜xi[N-1]と記し、行選択信号yq jをyjと記すものとする。 Column select signal x p i [0] ~x p i [N-1] is a signal for selecting a column required to capture the moment amount. The row selection signal y q j is a signal for selecting a row necessary for obtaining the moment amount. Further, the signal SOUT output from the column adder 2 indicates a coefficient of each digit of 2 when the moment amount is expressed by a binary number as shown in Equation 9 . Incidentally, hereinafter, the column selection signal x p i [0] ~x p i [N-1], respectively, marked xi [0] ~xi [N- 1], referred to as yj row selection signal y q j Shall.

画像処理部1は、遅延回路(図中、「delay」と記す。)11_0〜11_(N-2)と、FIFO(First-In First-Out)12_0〜12_(N-1)と、画像処理要素(以後、単に「処理要素」と記す。)13_xy(x=0〜N−1,y=0〜N−1;Nは、正の整数)と、からなる。   The image processing unit 1 includes a delay circuit (denoted as “delay” in the drawing) 11_0 to 11_ (N-2), first-in first-out (FIFO) 12_0 to 12_ (N-1), and image processing. Element (hereinafter, simply referred to as “processing element”) 13_xy (x = 0 to N−1, y = 0 to N−1; N is a positive integer).

遅延回路11_0〜11_(N-2)は、信号処理部3から供給されたクロック信号φ[0]を順次遅延させて、第k(kは、1以上の整数)クロック信号φ[k]を生成するものである。   The delay circuits 11_0 to 11_ (N-2) sequentially delay the clock signal φ [0] supplied from the signal processing unit 3 to generate the k-th (k is an integer of 1 or more) clock signal φ [k]. Is to be generated.

遅延回路11_0は、図3に示すように、信号処理部3から供給されたクロック信号φ[0]を時間tdだけ遅延させてクロック信号φ[1]を生成する。遅延回路11_0は、生成したクロック信号φ[1]を、遅延回路11_1と、FIFO12_1と、処理要素13_10〜13_1(N-1)と、に供給する。   As shown in FIG. 3, the delay circuit 11_0 delays the clock signal φ [0] supplied from the signal processing unit 3 by a time td to generate the clock signal φ [1]. The delay circuit 11_0 supplies the generated clock signal φ [1] to the delay circuit 11_1, the FIFO 12_1, and the processing elements 13_10 to 13_1 (N−1).

遅延回路11_k1(k1=1〜(N-2))は、供給されたクロック信号φ[k1]を時間tdだけ遅延させて、生成したクロック信号φ[k1+1]を、遅延回路11_(k+1)と、FIFO12_(k+1)と、処理要素13_(k+1)1〜13_(k+1)Nと、に供給する。   The delay circuit 11_k1 (k1 = 1 to (N-2)) delays the supplied clock signal φ [k1] by a time td, and generates the generated clock signal φ [k1 + 1] as a delay circuit 11_ (k +1), FIFO 12_ (k + 1), and processing elements 13_ (k + 1) 1 to 13_ (k + 1) N.

FIFO12_0〜12_(N-1)は、可変長パイプラインを構成するために備えられたものである。FIFO12_0〜12_(N-1)は、それぞれ、図3に示す時刻t0において、信号処理部3から供給された列選択信号xi[0]〜xi[N-1]を、図4に示すように、一旦格納する。   FIFOs 12_0 to 12_ (N-1) are provided for configuring a variable-length pipeline. The FIFOs 12_0 to 12_ (N-1) respectively receive the column selection signals xi [0] to xi [N-1] supplied from the signal processing unit 3 at time t0 shown in FIG. , Once stored.

FIFO12_0〜12_(N-1)は、クロック信号φ[0]〜[N-2]のクロックタイミングに合わせて、それぞれ、格納した列選択信号xi[0]〜xi[N-1]を、供給された順に各処理要素13_xyに供給する。図5に示すように、FIFO12_0〜12_(N-1)は、時刻t4になると、残りの列選択信号xi[0]〜xi[N-1]を格納する。   FIFOs 12_0 to 12_ (N-1) supply the stored column selection signals xi [0] to xi [N-1] in accordance with the clock timing of the clock signals φ [0] to [N-2], respectively. It supplies to each processing element 13_xy in the order which was done. As shown in FIG. 5, the FIFOs 12_0 to 12_ (N-1) store the remaining column selection signals xi [0] to xi [N-1] at time t4.

処理要素13_xyは、取得した画像からの反射光を受光して光検出信号に変換し、変換した光検出信号毎に、それぞれ、演算処理を行うものである。   The processing element 13_xy receives reflected light from the acquired image, converts it into a light detection signal, and performs arithmetic processing for each converted light detection signal.

図6に示すように、y行目の処理要素13_xyを処理要素13_ky(0≦k≦N−1)として、各処理要素13_kyは、PD(光検出器)101と、2値化回路102と、AND回路(論理積回路)103と、FA(全加算器)104と、DFF105と、を備える。   As shown in FIG. 6, processing element 13_xy in the y-th row is set as processing element 13_ky (0 ≦ k ≦ N−1), and each processing element 13_ky includes PD (light detector) 101, binarization circuit 102, AND circuit (logical product circuit) 103, FA (full adder) 104, and DFF 105.

PD101は、受光した光を、その光強度に対応する信号レベルの光検出信号に光電変換する光検出器である。   The PD 101 is a photodetector that photoelectrically converts received light into a light detection signal having a signal level corresponding to the light intensity.

2値化回路102は、PD101によって変換された光検出信号の信号レベルを、供給された輝度閾値と比較することにより、光検出信号を2値化して、2値データを出力するものである。   The binarization circuit 102 binarizes the light detection signal by comparing the signal level of the light detection signal converted by the PD 101 with the supplied luminance threshold value, and outputs binary data.

2値化回路102は、光検出信号S2の信号レベルが輝度閾値以上の場合、“1”(Hi)レベルの信号を出力し、輝度閾値未満の場合、“0”(Low)レベルの信号S3を出力する。   The binarization circuit 102 outputs a signal of “1” (Hi) level when the signal level of the light detection signal S2 is equal to or higher than the luminance threshold value, and outputs a signal S3 of “0” (Low) level when it is lower than the luminance threshold value. Is output.

処理要素13_kyのAND回路103は、FIFO12_kから供給された列選択信号xi[k]に基づいて、2値化回路102から出力された2値データの出力を制御するものである。AND回路103は、列選択信号xi[k]と2値データとの論理積を演算することにより、2値化回路102が生成した2値データを出力したり遮断したりする。   The AND circuit 103 of the processing element 13_ky controls the output of the binary data output from the binarization circuit 102 based on the column selection signal xi [k] supplied from the FIFO 12_k. The AND circuit 103 outputs or blocks the binary data generated by the binarization circuit 102 by calculating a logical product of the column selection signal xi [k] and the binary data.

AND回路103は、FIFO12_kから供給された列選択信号xi[k]が“1”の場合に、2値化回路102から出力された2値信号をFA104に出力する。   The AND circuit 103 outputs the binary signal output from the binarization circuit 102 to the FA 104 when the column selection signal xi [k] supplied from the FIFO 12_k is “1”.

また、AND回路103は、FIFO12_kから供給された列選択信号xi[k]が“0”の場合に、2値化回路102から出力された2値データのFA104への出力を遮断して、FA104に“0”を出力する。   In addition, when the column selection signal xi [k] supplied from the FIFO 12_k is “0”, the AND circuit 103 cuts off the output of the binary data output from the binarization circuit 102 to the FA 104 and outputs the FA 104 "0" is output to.

各処理要素13_xyが、それぞれ、このようなAND回路103を備えることにより、画像モーメントセンサは、処理要素13_xyのいずれかを選択して画像の特徴量(モーメント量)を取得することができる。   Since each processing element 13_xy includes such an AND circuit 103, the image moment sensor can select one of the processing elements 13_xy and acquire a feature amount (moment amount) of the image.

FA104は、全加算器であり、行方向左隣の処理要素13_(k-1)yから供給されたデータDk-1と、AND回路103から供給されたデータDkと、DFF105から供給されたキャリーCiと、を加算して、新たな加算データとして、データDk+1を生成する。   The FA 104 is a full adder, and the data Dk-1 supplied from the processing element 13_ (k-1) y on the left in the row direction, the data Dk supplied from the AND circuit 103, and the carry supplied from the DFF 105 Ci is added to generate data Dk + 1 as new addition data.

FA104は、図7に示すように、NMOS回路111,112と、トランジスタQ11〜Q14と、を備える。   As shown in FIG. 7, the FA 104 includes NMOS circuits 111 and 112 and transistors Q11 to Q14.

トランジスタQ11,Q12は、それぞれ、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタである。トランジスタQ11のソースは、電源に接続され、トランジスタQ12のソースは、接地され、トランジスタQ11,Q12のそれぞれのゲートには、クロック信号φ[k]が供給される。   The transistors Q11 and Q12 are a PMOS transistor and an NMOS transistor, respectively. The source of the transistor Q11 is connected to the power supply, the source of the transistor Q12 is grounded, and the clock signal φ [k] is supplied to the gates of the transistors Q11 and Q12.

トランジスタQ13,Q14は、それぞれ、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタである。トランジスタQ13のソースは、電源に接続され、トランジスタQ14のソースは、接地され、トランジスタQ13,Q14のそれぞれのゲートには、クロック信号φ[k+1]が供給される。   The transistors Q13 and Q14 are a PMOS transistor and an NMOS transistor, respectively. The source of the transistor Q13 is connected to the power supply, the source of the transistor Q14 is grounded, and the clock signal φ [k + 1] is supplied to the gates of the transistors Q13 and Q14.

NMOS回路111は、トランジスタQ15〜Q19からなる。トランジスタQ15〜Q19は、NMOSトランジスタである。トランジスタQ15のドレインは、トランジスタQ11のドレインに接続され、ゲートには、キャリーCiが供給される。   The NMOS circuit 111 includes transistors Q15 to Q19. Transistors Q15 to Q19 are NMOS transistors. The drain of the transistor Q15 is connected to the drain of the transistor Q11, and the carry Ci is supplied to the gate.

トランジスタQ16,Q17のそれぞれのドレインは、トランジスタQ15のソースに接続され、それぞれのソースは、トランジスタQ12のドレインに接続される。トランジスタQ16,Q17のゲートには、それぞれ、データDk-1,Dkが供給される。データDk-1は、同じ行において隣の処理要素13_(k-1)yから供給されたものである。データDkは、処理要素13_kyのAND回路103から供給されたものである。   The drains of the transistors Q16 and Q17 are connected to the source of the transistor Q15, and the respective sources are connected to the drain of the transistor Q12. Data Dk-1 and Dk are supplied to the gates of the transistors Q16 and Q17, respectively. Data Dk-1 is supplied from the adjacent processing element 13_ (k-1) y in the same row. The data Dk is supplied from the AND circuit 103 of the processing element 13_ky.

トランジスタQ18,Q19のそれぞれのドレインは、トランジスタQ11のドレイン,トランジスタQ18のソースにそれぞれ接続され、ゲートには、それぞれ、データDk-1,Dkが供給される。トランジスタQ19のソースは、トランジスタQ12のドレインに接続される。   The drains of the transistors Q18 and Q19 are connected to the drain of the transistor Q11 and the source of the transistor Q18, respectively, and data Dk-1 and Dk are supplied to the gates, respectively. The source of transistor Q19 is connected to the drain of transistor Q12.

NMOS回路111とトランジスタQ11,Q13とによってダイナミックNMOS回路が構成される。即ち、図8に示すように、時刻t12前のクロック信号φ[k]が“0”のとき、トランジスタQ11がオンし、トランジスタQ12がオフする。NMOS回路111は、キャリーCiと、データDk-1,Dkの状態に従って充電される。NMOS回路111は、加算データを保持する。   The NMOS circuit 111 and the transistors Q11 and Q13 constitute a dynamic NMOS circuit. That is, as shown in FIG. 8, when the clock signal φ [k] before time t12 is “0”, the transistor Q11 is turned on and the transistor Q12 is turned off. The NMOS circuit 111 is charged according to the state of the carry Ci and the data Dk-1 and Dk. The NMOS circuit 111 holds the addition data.

時刻t12において、クロック信号φ[k]が“1”になると、トランジスタQ11はオフし、トランジスタQ12がオンする。キャリーCoの値は、キャリーCiと、データDk-1,Dkと、の状態で決定される。   When the clock signal φ [k] becomes “1” at time t12, the transistor Q11 is turned off and the transistor Q12 is turned on. The value of carry Co is determined by the state of carry Ci and data Dk-1, Dk.

NMOS回路112は、トランジスタQ20〜Q26からなる。トランジスタ20〜Q26は、NMOSトランジスタである。トランジスタQ20のドレインは、トランジスタQ13のドレインに接続され、ゲートには、キャリーCoが供給される。   The NMOS circuit 112 includes transistors Q20 to Q26. The transistors 20 to Q26 are NMOS transistors. The drain of the transistor Q20 is connected to the drain of the transistor Q13, and the carry Co is supplied to the gate.

トランジスタQ21、Q22,Q23のそれぞれのドレインは、トランジスタQ20のソースに接続され、それぞれのソースは、トランジスタQ14のドレインに接続される。トランジスタQ21、Q22,Q23のゲートには、それぞれ、データDk-1,Dk,キャリーCoが供給される。   The drains of transistors Q21, Q22, and Q23 are connected to the source of transistor Q20, and the respective sources are connected to the drain of transistor Q14. Data Dk-1, Dk and carry Co are supplied to the gates of the transistors Q21, Q22 and Q23, respectively.

トランジスタQ24のドレインはトランジスタQ13のドレインに接続される。トランジスタQ25のドレインは、トランジスタQ24のソースに接続される。トランジスタQ26のドレインは、トランジスタQ25のソースにそれぞれ接続される。トランジスタQ26のソースは、トランジスタQ14のドレインに接続される。   The drain of transistor Q24 is connected to the drain of transistor Q13. The drain of transistor Q25 is connected to the source of transistor Q24. The drain of transistor Q26 is connected to the source of transistor Q25. The source of transistor Q26 is connected to the drain of transistor Q14.

NMOS回路112とトランジスタQ12,Q14とによってダイナミックNMOS回路が構成される。即ち、図8に示すように、時刻t13前のクロック信号φ[k+1]が“0”のとき、トランジスタQ13がオンし、トランジスタQ14がオフする。NMOS回路111は、キャリーCo,Ciと、データDk-1,Dkの状態に従って充電される。NMOS回路111は、加算データを保持する。   The NMOS circuit 112 and the transistors Q12 and Q14 constitute a dynamic NMOS circuit. That is, as shown in FIG. 8, when the clock signal φ [k + 1] before time t13 is “0”, the transistor Q13 is turned on and the transistor Q14 is turned off. The NMOS circuit 111 is charged according to the states of carry Co and Ci and data Dk-1 and Dk. The NMOS circuit 111 holds the addition data.

時刻t13において、クロック信号φ[k+1]が“1”になると、トランジスタQ13はオフし、トランジスタQ14がオンする。インバータ113の入力端のデータDinvの値は、キャリーCo,Ciと、データDk-1,Dkの状態で決定される。インバータ113は、データDinvの値を反転し、反転したデータDk+1を処理要素13_(k+1)yに供給する。   When the clock signal φ [k + 1] becomes “1” at time t13, the transistor Q13 is turned off and the transistor Q14 is turned on. The value of the data Dinv at the input end of the inverter 113 is determined by the states of carry Co and Ci and data Dk-1 and Dk. The inverter 113 inverts the value of the data Dinv and supplies the inverted data Dk + 1 to the processing element 13_ (k + 1) y.

本実施形態のFA104は、このようなダイナミックNMOS回路を備えて構成されている。   The FA 104 of this embodiment is configured to include such a dynamic NMOS circuit.

DFF105は、クロック信号φ[k]の前の立ち上がり時にFA104からのキャリーCoを取り込んで、キャリーCiをFA104に供給するものである。DFF105は、インバータ121〜123と、トランジスタQ31〜Q36と、からなる。   The DFF 105 takes in the carry Co from the FA 104 at the time of rising before the clock signal φ [k], and supplies the carry Ci to the FA 104. The DFF 105 includes inverters 121 to 123 and transistors Q31 to Q36.

インバータ121,122,123は、それぞれ、2つの制御端を備え、2つの制御端に“1”が供給されたときに、入力端に供給された信号を反転出力するものである。インバータ121の入力端は、FA104のトランジスタQ11のドレインに接続されてキャリーCoが供給される。インバータ121の出力端は、インバータ122の入力端に接続される。インバータ122の出力端は、インバータ123の入力端に接続される。インバータ123の出力端は、NMOS回路111のトランジスタQ15のゲートに接続され、キャリーCiを供給する。   Each of the inverters 121, 122, and 123 has two control terminals, and inverts and outputs the signal supplied to the input terminal when “1” is supplied to the two control terminals. The input terminal of the inverter 121 is connected to the drain of the transistor Q11 of the FA 104 and is supplied with a carry Co. The output terminal of the inverter 121 is connected to the input terminal of the inverter 122. The output terminal of the inverter 122 is connected to the input terminal of the inverter 123. The output terminal of the inverter 123 is connected to the gate of the transistor Q15 of the NMOS circuit 111 and supplies the carry Ci.

トランジスタQ31,Q33,Q35は、PMOSトランジスタである。トランジスタQ31,Q33,Q35のそれぞれのソースは、正電圧の電源に接続される。トランジスタQ31,Q33,Q35のそれぞれのドレインは、インバータ121,122,123の一方の制御端に接続される。トランジスタQ31,Q33,Q35のそれぞれのゲートにクロック信号φ[k-1]の反転信号、クロック信号φ[k]の反転信号、クロック信号φ[k]が供給される。   Transistors Q31, Q33, and Q35 are PMOS transistors. The sources of the transistors Q31, Q33, and Q35 are connected to a positive voltage power source. The drains of the transistors Q31, Q33, and Q35 are connected to one control terminal of the inverters 121, 122, and 123, respectively. An inverted signal of the clock signal φ [k−1], an inverted signal of the clock signal φ [k], and a clock signal φ [k] are supplied to the gates of the transistors Q31, Q33, and Q35.

トランジスタQ32,Q34,Q36は、NMOSトランジスタである。トランジスタQ32,Q34,Q36のそれぞれのソースは、負電圧の電源に接続され、それぞれのドレインは、インバータ121,122,123の他方の制御端に接続され、それぞれのゲートにクロック信号φ[k-1]、φ[k],φ[k]の反転信号が供給される。   Transistors Q32, Q34, and Q36 are NMOS transistors. The sources of the transistors Q32, Q34, and Q36 are connected to a negative voltage power supply, the drains are connected to the other control terminals of the inverters 121, 122, and 123, and the clock signal φ [k− 1], φ [k], and an inverted signal of φ [k] are supplied.

図8に示すように、時刻t14において、クロック信号φ[k-1]が立ち下がると、トランジスタQ31,Q32はオフして、インバータ121は、キャリーCoの値を反転出力する。   As shown in FIG. 8, when the clock signal φ [k−1] falls at time t14, the transistors Q31 and Q32 are turned off, and the inverter 121 inverts and outputs the value of the carry Co.

次に、クロック信号φ[k]が立ち上がったときに、トランジスタQ33,Q34はオンして、インバータ122は、インバータ121の出力値を反転出力する。   Next, when the clock signal φ [k] rises, the transistors Q33 and Q34 are turned on, and the inverter 122 inverts and outputs the output value of the inverter 121.

そして、クロック信号φ[k]が立ち下がったときに、トランジスタQ35,Q36はオンして、インバータ123は、インバータ122の出力値を反転出力する。   When the clock signal φ [k] falls, the transistors Q35 and Q36 are turned on, and the inverter 123 inverts the output value of the inverter 122.

このように、時刻t14〜t15において、DFF105がキャリーデータCoを取り込まないようにしたのは、時刻t14後では、データDk-1が、前段の処理要素13_(k-1)yが加算データとして更新されているためである。このため、DFF105は、前述のように、クロック信号φ[k-1]の前の立ち下がる時刻t14において、FA104からのキャリーCoを取り込むようにしている。   As described above, the DFF 105 is prevented from capturing the carry data Co from time t14 to time t15. After time t14, the data Dk-1 is converted to the previous processing element 13_ (k-1) y as addition data. This is because it has been updated. For this reason, as described above, the DFF 105 takes in the carry Co from the FA 104 at time t14 before the clock signal φ [k−1] falls.

また、本実施形態の画像モーメントセンサでは、ダイナミックNMOS回路が多段接続されたドミノ論理回路によって構成されている。さらに、この画像モーメントセンサは、self-timed domino論理回路によって構成されている。   Further, the image moment sensor of this embodiment is configured by a domino logic circuit in which dynamic NMOS circuits are connected in multiple stages. Further, this image moment sensor is constituted by a self-timed domino logic circuit.

self-timed domino論理回路は、前段の処理要素13_xyに供給されたクロック信号φ[k-1]を遅延して生成されたクロック信号φ[k]が次の処理要素13_xyに供給されるように構成された回路である。   The self-timed domino logic circuit is configured so that the clock signal φ [k] generated by delaying the clock signal φ [k−1] supplied to the previous processing element 13_xy is supplied to the next processing element 13_xy. It is a configured circuit.

self-timed domino論理回路では、ダイナミックNMOS回路の出力信号が“1”から“0”にしか変化せず、出力が安定するまでの間に信号が何度も反転するようなこともないので、低消費電力化が図られる。   In the self-timed domino logic circuit, the output signal of the dynamic NMOS circuit only changes from “1” to “0”, and the signal does not invert many times until the output stabilizes. Low power consumption is achieved.

しかし、ダイナミックNMOS回路は、直接接続されると、正しい論理値を出力することができない。このダイナミックNMOS回路を直接接続した例を図9(a)に示す。   However, a dynamic NMOS circuit cannot output a correct logical value when directly connected. An example in which this dynamic NMOS circuit is directly connected is shown in FIG.

この図9(a)において、トランジスタQ201,Q202と、NMOS論理回路201と、で第1段目のダイナミックNMOS回路が構成されている。トランジスタQ203,Q204と、NMOS論理回路202と、で第2段目のダイナミックNMOS回路が構成されている。NMOS論理回路201には、信号S201が供給され、NMOS論理回路202には、信号S202が供給され、第2段目のダイナミックNMOS回路は、信号S203を出力する。   In FIG. 9A, the transistors Q201 and Q202 and the NMOS logic circuit 201 constitute a first-stage dynamic NMOS circuit. The transistors Q203 and Q204 and the NMOS logic circuit 202 constitute a second-stage dynamic NMOS circuit. The NMOS logic circuit 201 is supplied with a signal S201, the NMOS logic circuit 202 is supplied with a signal S202, and the second-stage dynamic NMOS circuit outputs a signal S203.

図9(b)に示すように信号S202が、“1”→“1”又は、“1”→“0”に変化した場合、信号S203も、“1”→“1”又は、“1”→“0”に変化する。しかし、信号S203は、一旦、“0”に変化すると、“1”に戻ることはできない。このように、ダイナミックNMOS回路が直接多段接続されたself-timed domino論理回路では、各出力段の信号が“1”→“0”にしか、変化しない。   As shown in FIG. 9B, when the signal S202 changes from “1” → “1” or “1” → “0”, the signal S203 also changes from “1” → “1” or “1”. → Changes to “0”. However, once the signal S203 changes to “0”, it cannot return to “1”. Thus, in a self-timed domino logic circuit in which dynamic NMOS circuits are directly connected in multiple stages, the signal of each output stage changes only from “1” to “0”.

これに対して、図10(a)に示す回路は、遅延回路(delay)203を備える。遅延回路(delay)203は、トランジスタQ202のゲートに、クロック信号Φを遅延させて生成したクロック信号Φ’を供給する。   In contrast, the circuit shown in FIG. 10A includes a delay circuit 203. The delay circuit (delay) 203 supplies a clock signal Φ ′ generated by delaying the clock signal Φ to the gate of the transistor Q202.

図10(b)に示すように、信号S203は、一旦、“0”に変化しても“1”に戻ることができる。このため、self-timed domino論理回路は正しい論理値を出力することができる。前述の遅延回路12_1〜12_Nは、self-timed domino論理により、ダイナミックNMOS回路を多段接続するために備えられたものである。   As shown in FIG. 10B, the signal S203 can return to “1” even if it once changes to “0”. For this reason, the self-timed domino logic circuit can output a correct logic value. The delay circuits 12_1 to 12_N are provided for connecting dynamic NMOS circuits in multiple stages by self-timed domino logic.

列加算部2は、画像処理部1の処理要素11_(N-1)0〜11_(N-1)(N-1)から出力された行データのうち、行選択信号yjに基づいて行を選択し、選択された行のデータをさらに列方向に演算するものである。そして、列加算部2は、この演算結果を、モーメント量を示す信号SOUTとして、画像モーメントセンサの外部に出力する。   The column addition unit 2 selects a row based on the row selection signal yj among the row data output from the processing elements 11_ (N-1) 0 to 11_ (N-1) (N-1) of the image processing unit 1. The data of the selected row is further calculated in the column direction. The column adder 2 outputs the calculation result to the outside of the image moment sensor as a signal SOUT indicating the moment amount.

次に実施形態1に係る画像モーメントセンサの動作を説明する。
尚、ここでは、画像処理部1を8×8画素として、1次モーメント量を取得する場合について説明する。
Next, the operation of the image moment sensor according to the first embodiment will be described.
Here, the case where the image processing unit 1 is 8 × 8 pixels and the first moment amount is acquired will be described.

1次モーメント量は、数に従い、次の数10によって表される。
The first moment amount is expressed by the following equation 10 according to equation 9 .

この数10に従い、1次モーメント量を求めるためには、画像処理部1に図11(a)〜(d)に示すようなパターンを生成させればよい。図11(a)に示すパターンは、数10に示すi=0の場合、即ち、2の0乗の係数を求めるためのパターンである。このようなパターンを生成させるための列選択信号x0[0]〜x0[7]は、“01010101”となる。 In order to obtain the first moment amount according to Equation 10 , the image processing unit 1 may generate patterns as shown in FIGS. The pattern shown in FIG. 11A is a pattern for obtaining a coefficient of 2 to the 0th power in the case of i = 0 shown in Equation 10 , that is. The column selection signals x0 [0] to x0 [7] for generating such a pattern are “01010101”.

図11(b)に示すパターンは、数10に示すi=1の場合、即ち、2の1乗の係数を求めるためのパターンである。このようなパターンを生成させるための列選択信号x1[0]〜x1[7]は、“00110011”となる。 The pattern shown in FIG. 11B is a pattern for obtaining a coefficient of the power of 2 in the case of i = 1 shown in Equation 10 , that is. The column selection signals x1 [0] to x1 [7] for generating such a pattern are “00110011”.

図11(c)に示すパターンは、数10に示すi=2の場合、即ち、2の2乗の係数を求めるためのパターンである。このようなパターンを生成させるための列選択信号x2[0]〜x2[7]は、“00001111”となる。 The pattern shown in FIG. 11C is a pattern for obtaining the coefficient of the square of 2 when i = 2 shown in Formula 10 . The column selection signals x2 [0] to x2 [7] for generating such a pattern are “00001111”.

図11(d)に示すパターンは、数10に示すi=3の場合、即ち、2の3乗の係数を求めるためのパターンである。このようなパターンを生成させるための列選択信号x3[0]〜x3[7]は、“00000000”となる。
The pattern shown in FIG. 11D is a pattern for obtaining a coefficient of 2 3 when i = 3 shown in Expression 10 . The column selection signals x3 [0] to x3 [7] for generating such a pattern are “00000000”.

信号処理部3は、図11(a)〜(d)に示すようなパターンを生成させるための列選択信号x0[0]〜x0[7]乃至x3[0]〜x3[7]を画像処理部1に供給する。これらのパターンと画像データI(x、y)との論理積をそれぞれ求め、求められた各パターンについての部分和を加算すれば、1次モーメント量が求められる。   The signal processing unit 3 performs image processing on column selection signals x0 [0] to x0 [7] to x3 [0] to x3 [7] for generating patterns as shown in FIGS. Supply to part 1. By calculating the logical product of these patterns and the image data I (x, y), and adding the partial sums for the obtained patterns, the first moment amount can be obtained.

FIFO12_0〜12_7は、図12に示すように、信号処理部3から供給された列選択信号x0[0]〜x3[7]乃至x0[7]〜x3[7]を、図13に示す時刻t20において、供給された順に格納する。   As shown in FIG. 12, the FIFOs 12_0 to 12_7 receive the column selection signals x0 [0] to x3 [7] to x0 [7] to x3 [7] supplied from the signal processing unit 3 at time t20 shown in FIG. In the order of supply.

図13に示すように、時刻t21において、信号処理部3から供給されたクロック信号φ[0]が立ち上がると、FIFO12_0は、立ち上がりに同期して、処理要素13_00〜13_07に、それぞれ、列選択信号x0[0]を供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [0] supplied from the signal processing unit 3 rises at time t21, the FIFO 12_0 sends the column selection signal to the processing elements 13_00 to 13_07 in synchronization with the rise. x0 [0] is supplied.

入力された画像データI(x,y)を図14(a)に示すような画像データとして、処理要素13_04〜13_74における加算動作を、図15(a)〜(h)に示す。尚、図中、D04〜D74は、処理要素13_04〜13_74のそれぞれの値を示し、C14〜C74は、処理要素13_04〜13_74のそれぞれのキャリーを示す。 The input image data I (x, y) is converted into image data as shown in FIG. 14A, and the addition operation in the processing elements 13_04 to 13_74 is shown in FIGS. In the figure, D 04 to D 74 indicate the values of the processing elements 13_04 to 13_74, and C 14 to C 74 indicate the carry of each of the processing elements 13_04 to 13_74.

処理要素13_04では、PD101が画像データI(1,1)の光強度に対応する信号レベルの光検出信号に変換する。2値化回路102は、PD101によって変換された光検出信号の信号レベルを、供給された輝度閾値と比較することにより、光検出信号を2値データ“0”に変換する。   In the processing element 13_04, the PD 101 converts it into a light detection signal having a signal level corresponding to the light intensity of the image data I (1,1). The binarization circuit 102 converts the light detection signal into binary data “0” by comparing the signal level of the light detection signal converted by the PD 101 with the supplied luminance threshold.

処理要素13_04のAND回路103は、列選択信号x0[0]=0であるため、2値化回路102が変換した2値データ“0”のFA104への出力を遮断し、処理要素13_04のFA104にデータ“0”を出力する。   The AND circuit 103 of the processing element 13_04 blocks the output of the binary data “0” converted by the binarization circuit 102 to the FA 104 because the column selection signal x0 [0] = 0, and the FA 104 of the processing element 13_04. The data “0” is output to.

処理要素13_04のFA104は、AND回路103から出力されたデータ“0”と、キャリーCi=0と、を加算して、データD04=0とキャリーC04=0とを取得する。そして、処理要素13_04のFA104は、図15(a)に示すように、取得したデータD04=0を処理要素13_14に供給し、取得したキャリーC14=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_04 adds the data “0” output from the AND circuit 103 and carry Ci = 0, and obtains data D 04 = 0 and carry C 04 = 0. Then, as shown in FIG. 15A, the FA 104 of the processing element 13_04 supplies the acquired data D 04 = 0 to the processing element 13_14, and supplies the acquired carry C 14 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_00〜13_03,13_05〜13_07においても同様である。従って、処理要素13_00〜13_07のFA104は、それぞれ、処理要素13_10〜13_17に、D00〜D07=“00000000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_00 to 13_03 and 13_05 to 13_07. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_00 to 13_07 supplies D 00 to D 07 = “00000000” to the processing elements 13_10 to 13_17, respectively.

図13に示すように、遅延時間td後の時刻t22になって、遅延回路11_0が生成したクロックφ[1]が立ち上がると、FIFO12_1は、クロックφ[1]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[1]=1を処理要素13_10〜13_17に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock φ [1] generated by the delay circuit 11_0 rises at the time t22 after the delay time td, the FIFO 12_1 selects the column in synchronization with the rise of the clock φ [1]. The signal x0 [1] = 1 is supplied to the processing elements 13_10 to 13_17.

処理要素13_14では、画像データI(1,4)の光強度が、ほぼ“0”となるため、PD101が変換した光検出信号の信号レベルもほぼ“0”になる。2値化回路102は、この光検出信号を2値データ“0”に変換する。   In the processing element 13_14, the light intensity of the image data I (1,4) is substantially “0”, so that the signal level of the light detection signal converted by the PD 101 is also substantially “0”. The binarization circuit 102 converts this photodetection signal into binary data “0”.

AND回路103は、列選択信号x0[1]=1であるため、2値化回路102が変換した2値データ“0”をFA104に出力する。   The AND circuit 103 outputs the binary data “0” converted by the binarization circuit 102 to the FA 104 because the column selection signal x0 [1] = 1.

処理要素13_14のFA104は、既に、処理要素13_04からデータD04=0が供給されている。このため、処理要素13_14のFA104は、このデータD04=0と、AND回路103から出力されたデータD14=0と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD14=0とキャリーC14=0とを取得する。そして、処理要素13_14のFA104は、図15(b)に示すように、取得したデータD14=0を処理要素13_24に供給し、取得したキャリーC14=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_14 has already been supplied with data D 04 = 0 from the processing element 13_04. Therefore, the FA 104 of the processing element 13_14 adds the data D 04 = 0, the data D 14 = 0 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105, and adds the data D Get 14 = 0 and carry C 14 = 0. Then, as shown in FIG. 15B, the FA 104 of the processing element 13_14 supplies the acquired data D 14 = 0 to the processing element 13_24, and supplies the acquired carry C 14 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_10〜13_13,13_15〜13_17においても同様である。従って、処理要素13_10〜13_17のFA104は、それぞれ、処理要素13_20〜13_27に、D10〜D17=“00000000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_10 to 13_13 and 13_15 to 13_17. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_10 to 13_17 supplies D 10 to D 17 = “00000000” to the processing elements 13_20 to 13_27, respectively.

図13に示すように、時刻t23において、遅延回路11_1が生成したクロック信号φ[2]が立ち上がると、FIFO12_2は、クロック信号φ[2]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[2]=0を処理要素13_20〜13_27に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [2] generated by the delay circuit 11_1 rises at time t23, the FIFO 12_2 synchronizes with the rise of the clock signal φ [2] and the column selection signal x0 [2]. = 0 is supplied to the processing elements 13_20 to 13_27.

処理要素13_24のFA104は、処理要素13_14から供給されたデータD14=0と、AND回路103から出力されたデータD24=0と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD24=0とキャリーC24=0とを取得する。そして、処理要素13_24のFA104は、図15(c)に示すように、取得したデータD24=0を処理要素13_34に供給し、取得したキャリーC24=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_24 adds the data D 14 = 0 supplied from the processing element 13_14, the data D 24 = 0 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. Data D 24 = 0 and carry C 24 = 0 are acquired. Then, as shown in FIG. 15C, the FA 104 of the processing element 13_24 supplies the acquired data D 24 = 0 to the processing element 13_34, and supplies the acquired carry C 24 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_20〜13_23,13_25〜13_27においても同様である。従って、処理要素13_20〜13_27のFA104は、それぞれ、処理要素13_30〜13_37に、D20〜D27=“00000000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_20 to 13_23 and 13_25 to 13_27. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_20 to 13_27 supplies D 20 to D 27 = “00000000” to the processing elements 13_30 to 13_37, respectively.

図13に示すように、時刻t24において、遅延回路11_2が生成したクロック信号φ[3]が立ち上がると、FIFO12_3は、クロック信号φ[3]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[3]=1を処理要素13_30〜13_37に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [3] generated by the delay circuit 11_2 rises at time t24, the FIFO 12_3 synchronizes with the rise of the clock signal φ [3], and the column selection signal x0 [3] = 1 is supplied to the processing elements 13_30 to 13_37.

処理要素13_34のFA104は、処理要素13_24から供給されたこのデータD24=0と、AND回路103から出力されたデータD34=1と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD34=1とキャリーC34=0とを取得する。そして、処理要素13_34のFA104は、図15(d)に示すように、取得したデータD34=1を処理要素13_44に供給し、取得したキャリーC34=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_34 adds the data D 24 = 0 supplied from the processing element 13_24, the data D 34 = 1 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. Data D 34 = 1 and carry C 34 = 0 are acquired. Then, as shown in FIG. 15D, the FA 104 of the processing element 13_34 supplies the acquired data D 34 = 1 to the processing element 13_44, and supplies the acquired carry C 34 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_30〜13_33,13_35〜13_37においても同様である。従って、処理要素13_30〜13_37のFA104は、それぞれ、処理要素13_40〜13_47に、D30〜D37=“00001100”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_30 to 13_33 and 13_35 to 13_37. Therefore, the FA 104 of the processing elements 13_30 to 13_37 supplies D 30 to D37 = “00001100” to the processing elements 13_40 to 13_47, respectively.

図13に示すように、時刻t25において、遅延回路11_3が生成したクロック信号φ[4]が立ち上がると、FIFO12_4は、クロック信号φ[4]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[4]=0を処理要素13_40〜13_47に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [4] generated by the delay circuit 11_3 rises at time t25, the FIFO 12_4 synchronizes with the rising edge of the clock signal φ [4] and the column selection signal x0 [4]. = 0 is supplied to the processing elements 13_40 to 13_47.

処理要素13_44のFA104は、処理要素13_34から供給されたデータD34=1と、AND回路103から出力されたデータD44=0と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD44=1とキャリーC44とを取得する。そして、処理要素13_44のFA104は、図15(e)に示すように、取得したデータD44=1を処理要素13_54に供給し、取得したキャリーC44=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_44 adds the data D 34 = 1 supplied from the processing element 13_34, the data D 44 = 0 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. , Data D 44 = 1 and carry C 44 are acquired. Then, as shown in FIG. 15E, the FA 104 of the processing element 13_44 supplies the acquired data D 44 = 1 to the processing element 13_54, and supplies the acquired carry C 44 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_40〜13_43,13_45〜13_47においても同様である。従って、処理要素13_40〜13_47のFA104は、それぞれ、処理要素13_50〜13_57に、D40〜D47=“00001100”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_40 to 13_43 and 13_45 to 13_47. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_40 to 13_47 supplies D 40 to D 47 = “00001100” to the processing elements 13_50 to 13_57, respectively.

図13に示すように、時刻t26において、遅延回路11_4が生成したクロック信号φ[5]が立ち上がると、FIFO12_5は、クロック信号φ[5]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[5]=1を処理要素13_50〜13_57に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [5] generated by the delay circuit 11_4 rises at time t26, the FIFO 12_5 synchronizes with the rise of the clock signal φ [5] and the column selection signal x0 [5]. = 1 is supplied to the processing elements 13_50 to 13_57.

処理要素13_54のFA104は、処理要素13_44から供給されたデータD44=1と、AND回路103から出力されたデータD54=1と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD54=0とキャリーC54=1とを取得する。そして、処理要素13_54のFA104は、図15(f)に示すように、取得したデータD54=0を処理要素13_64に供給し、取得したキャリーC54=1をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_54 adds the data D 44 = 1 supplied from the processing element 13_44, the data D 54 = 1 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. , Data D 54 = 0 and carry C 54 = 1 are acquired. Then, as shown in FIG. 15F, the FA 104 of the processing element 13_54 supplies the acquired data D 54 = 0 to the processing element 13_64, and supplies the acquired carry C 54 = 1 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_50〜13_53,13_55〜13_57においても同様である。従って、処理要素13_50〜13_57のFA104は、それぞれ、処理要素13_60〜13_67に、D50〜D57=“00110000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_50 to 13_53 and 13_55 to 13_57. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_50 to 13_57 supplies D 50 to D 57 = “00110000” to the processing elements 13_60 to 13_67, respectively.

図13に示すように、時刻t27において、遅延回路11_5が生成したクロック信号φ[6]が立ち上がると、FIFO12_6は、クロック信号φ[6]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[6]=0を処理要素13_60〜13_67に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [6] generated by the delay circuit 11_5 rises at time t27, the FIFO 12_6 synchronizes with the rise of the clock signal φ [6] and the column selection signal x0 [6]. = 0 is supplied to the processing elements 13_60 to 13_67.

処理要素13_64のFA104は、処理要素13_45から供給されたデータD54=0と、AND回路103から出力されたデータD64=0と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD64=0とキャリーC64=0とを取得する。そして、処理要素13_64のFA104は、図15(g)に示すように、取得したデータD64=0を処理要素13_74に供給し、取得したキャリーC64=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_64 adds the data D 54 = 0 supplied from the processing element 13_45, the data D 64 = 0 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. Data D 64 = 0 and carry C 64 = 0 are acquired. Then, as shown in FIG. 15G, the FA 104 of the processing element 13_64 supplies the acquired data D 64 = 0 to the processing element 13_74, and supplies the acquired carry C 64 = 0 as the carry Co to the DFF 105. .

処理要素13_60〜13_63,13_65〜13_67においても同様である。従って、処理要素13_60〜13_67のFA104は、それぞれ、処理要素13_70〜13_77に、D60〜D67=“00110000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_60 to 13_63 and 13_65 to 13_67. Accordingly, the FA 104 of the processing elements 13_60 to 13_67 supplies D 60 to D 67 = “00110000” to the processing elements 13_70 to 13_77, respectively.

図13に示すように、時刻t28において、遅延回路11_6が生成したクロック信号φ[7]が立ち上がると、FIFO12_7は、クロック信号φ[7]の立ち上がりに同期して、列選択信号x0[7]=1を処理要素13_70〜13_77に供給する。   As shown in FIG. 13, when the clock signal φ [7] generated by the delay circuit 11_6 rises at time t28, the FIFO 12_7 synchronizes with the rise of the clock signal φ [7] and the column selection signal x0 [7]. = 1 is supplied to the processing elements 13_70 to 13_77.

処理要素13_74のFA104は、処理要素13_64から供給されたデータD64=0と、AND回路103から出力されたデータD74=0と、DFF105から供給されたキャリーCi=0と、を加算して、データD74=0とキャリーC74=0とを取得する。そして、処理要素13_74のFA104は、図15(h)に示すように、取得したデータD74=0を列加算部2に供給し、取得したキャリーC74=0をキャリーCoとして、DFF105に供給する。 The FA 104 of the processing element 13_74 adds the data D 64 = 0 supplied from the processing element 13_64, the data D 74 = 0 output from the AND circuit 103, and the carry Ci = 0 supplied from the DFF 105. , Data D 74 = 0 and carry C 74 = 0 are acquired. Then, as shown in FIG. 15 (h), the FA 104 of the processing element 13_74 supplies the acquired data D 74 = 0 to the column adder 2, and supplies the acquired carry C 74 = 0 as the carry Co to the DFF 105. To do.

処理要素13_70〜13_73,13_75〜13_77においても同様である。従って、処理要素13_70〜13_77のFA104は、図14(b−3)に示すように、列加算部2に、D70〜D77=“00110000”を供給する。 The same applies to the processing elements 13_70 to 13_73 and 13_75 to 13_77. Therefore, the FA 104 of the processing elements 13_70 to 13_77 supplies D 70 to D 77 = “00110000” to the column adder 2 as shown in FIG.

画像処理部1は、このようにして、列選択信号x0[0]〜x0[7]が供給された場合、図14(b−1)に示すような画像データの部分和を演算する。   In this way, when the column selection signals x0 [0] to x0 [7] are supplied, the image processing unit 1 calculates the partial sum of the image data as shown in FIG.

そして、画像処理部1は、図14(b−3)に示すような演算結果を行毎に列加算部2に供給する。列加算部2は、信号処理部3から供給された行選択信号yjに基づいて行を選択し、選択した行から出力された部分和を、順次、加算する。そして、列加算部2は、加算結果として、2の0乗の係数を示すデータを出力する。   Then, the image processing unit 1 supplies a calculation result as shown in FIG. 14B-3 to the column addition unit 2 for each row. The column addition unit 2 selects a row based on the row selection signal yj supplied from the signal processing unit 3, and sequentially adds the partial sums output from the selected row. Then, the column addition unit 2 outputs data indicating a coefficient of 2 to the 0th power as the addition result.

また、図13に示すように、時刻t25では、信号処理部3から供給されたクロック信号φ[0]が立ち上がり、FIFO12_0は、立ち上がりに同期して、処理要素13_00〜13_07に、それぞれ、列選択信号x1[0]=0を供給する。   Further, as shown in FIG. 13, at time t25, the clock signal φ [0] supplied from the signal processing unit 3 rises, and the FIFO 12_0 selects column selections for the processing elements 13_00 to 13_07, respectively, in synchronization with the rise. The signal x1 [0] = 0 is supplied.

図13に示すように、時刻t26になると、遅延回路11_1から供給されたクロック信号φ[1]が立ち上がり、FIFO12_1は、立ち上がりに同期して、処理要素13_10〜13_17に、それぞれ、列選択信号x1[1]=0を供給する。   As shown in FIG. 13, at time t26, the clock signal φ [1] supplied from the delay circuit 11_1 rises, and the FIFO 12_1 synchronizes with the rise to the processing elements 13_10 to 13_17, respectively, to the column selection signal x1. [1] = 0 is supplied.

同様に、FIFO12_2も、時刻t27になると、処理要素13_20〜13_27に、それぞれ、列選択信号x1[2]=1を供給する。FIFO12_3も、時刻t28になると、処理要素13_30〜13_37に、それぞれ、列選択信号x1[3]=1を供給する。   Similarly, the FIFO 12_2 supplies the column selection signal x1 [2] = 1 to the processing elements 13_20 to 13_27, respectively, at time t27. The FIFO 12_3 also supplies the column selection signal x1 [3] = 1 to the processing elements 13_30 to 13_37, respectively, at time t28.

FIFO12_3〜12_7も、それぞれ、x0[3]=1を処理要素13_30〜13_37に、x0[4]=0を処理要素13_40〜13_47に、x0[5]=0を処理要素13_50〜13_57に、x0[6]=1を処理要素13_60〜13_67に、x0[7]=1を処理要素13_70〜13_77に、時間の経過に伴って、順次、供給する。   FIFOs 12_3 to 12_7 also have x0 [3] = 1 as processing elements 13_30 to 13_37, x0 [4] = 0 as processing elements 13_40 to 13_47, and x0 [5] = 0 as processing elements 13_50 to 13_57, x0, respectively. [6] = 1 is sequentially supplied to the processing elements 13_60 to 13_67, and x0 [7] = 1 is sequentially supplied to the processing elements 13_70 to 13_77 as time passes.

従って、図16(c−1)に示すように、信号処理部3から供給された列選択信号x1に基づいて、第3列目の処理要素13_20〜13_27と、第4列目の処理要素13_30〜13_37と、第6列目の処理要素13_50〜13_57と、第8列目の処理要素13_70〜13_77と、が選択される。   Accordingly, as shown in FIG. 16C-1, based on the column selection signal x1 supplied from the signal processing unit 3, the processing elements 13_20 to 13_27 in the third column and the processing elements 13_30 in the fourth column To 13_37, the sixth column processing elements 13_50 to 13_57, and the eighth column processing elements 13_70 to 13_77 are selected.

これらの処理要素が選択されると、選択された各処理要素は、図16(c−2)に示すような画像データI(x,y)の部分和を求め、図16(c−3)に示すように、求めた部分和を列加算部2に供給する。   When these processing elements are selected, each selected processing element obtains a partial sum of the image data I (x, y) as shown in FIG. 16 (c-2), and FIG. 16 (c-3). As shown, the obtained partial sum is supplied to the column adder 2.

列加算部2は、信号処理部3から供給された行選択信号y1に基づいて行を選択し、選択した行から出力された部分和を、順次、加算する。そして、列加算部2は、加算結果として、2の1乗の係数を示すデータを出力する。   The column addition unit 2 selects a row based on the row selection signal y1 supplied from the signal processing unit 3, and sequentially adds the partial sums output from the selected row. Then, the column addition unit 2 outputs data indicating a coefficient of the power of 2 as the addition result.

次に、図16(d−1)に示すように、信号処理部3から供給された列選択信号x2に基づいて、第5列目の処理要素13_40〜13_47と、第6列目の処理要素13_50〜13_57と、第7列目の処理要素13_60〜13_67と、第8列目の処理要素13_70〜13_77と、が選択される。   Next, as shown in FIG. 16 (d-1), based on the column selection signal x2 supplied from the signal processing unit 3, the processing elements 13_40 to 13_47 in the fifth column and the processing elements in the sixth column 13_50 to 13_57, the seventh column processing elements 13_60 to 13_67, and the eighth column processing elements 13_70 to 13_77 are selected.

これらの処理要素が選択されると、選択された各処理要素13_40〜13_47,13_50〜13_57,13_60〜13_67,13_70〜13_77は、図16(d−2)に示すような画像データI(x,y)の部分和を求め、図16(d−3)に示すように、求めた部分和を列加算部2に供給する。   When these processing elements are selected, the selected processing elements 13_40 to 13_47, 13_50 to 13_57, 13_60 to 13_67, and 13_70 to 13_77 are converted into image data I (x, The partial sum of y) is obtained, and the obtained partial sum is supplied to the column adder 2 as shown in FIG.

列加算部2は、信号処理部3から供給された行選択信号y2に基づいて行を選択し、選択した行から出力された部分和を、順次、加算する。そして、列加算部2は、加算結果として、2の2乗の係数を示すデータを出力する。   The column adder 2 selects a row based on the row selection signal y2 supplied from the signal processor 3, and sequentially adds the partial sums output from the selected row. Then, the column addition unit 2 outputs data indicating the coefficient of the square of 2 as the addition result.

次に、図16(e−1)に示すように、FIFO12_0〜12_7は、信号処理部3から供給された列選択信号x3[0]〜x3[7]=“00000000”を各処理要素13_xy(x=0〜7,y=0〜7)に供給する。各処理要素13_xyのAND回路103は、2値化回路102が出力した2値データのFA104への供給を遮断して、“0”をFA104に供給する。   Next, as shown in FIG. 16 (e-1), the FIFOs 12_0 to 12_7 convert the column selection signals x3 [0] to x3 [7] = “00000000” supplied from the signal processing unit 3 into the respective processing elements 13_xy ( x = 0 to 7, y = 0 to 7). The AND circuit 103 of each processing element 13_xy cuts off the supply of the binary data output from the binarization circuit 102 to the FA 104 and supplies “0” to the FA 104.

各処理要素13_xyは、図16(e−2)に示すように左隣の処理要素から供給された値とキャリーCoとの加算を行い、加算した値を右隣の処理要素に供給する。そして、処理要素13_70〜13_77は、図16(e−3)に示すように、それぞれ、加算結果を列加算部2に供給する。   As shown in FIG. 16E-2, each processing element 13_xy adds the value supplied from the processing element on the left and the carry Co, and supplies the added value to the processing element on the right. Then, each of the processing elements 13_70 to 13_77 supplies the addition result to the column addition unit 2 as illustrated in FIG.

列加算部2は、信号処理部3から供給された行選択信号y3に基づいて行を選択し、選択した行から出力された部分和を、順次、加算する。そして、列加算部2は、加算結果として、2の3乗の係数を示すデータを出力する。   The column addition unit 2 selects a row based on the row selection signal y3 supplied from the signal processing unit 3, and sequentially adds the partial sums output from the selected row. Then, the column addition unit 2 outputs data indicating a coefficient of 2 to the cube as the addition result.

このようにして、各処理要素13_xyのデータは、図16(f−1)〜(f−3)に示すようにクリアされる。   In this way, the data of each processing element 13_xy is cleared as shown in FIGS. 16 (f-1) to (f-3).

尚、図13に示すように、時刻t25では、FIFO12_4が処理要素40_13_47に列選択信号x0[0]=0を供給して、加算演算を実行するものの、処理要素13_00〜13_07では、加算演算は終了しており、列選択信号x1[0]=0が供給されても、処理要素13_00〜13_07では、加算演算の実行が可能になっている。このように、画像処理部1が可変パイプラインによって構成されるため、画像処理部1は、複数の加算演算を並列して行うことができ、より高速にモーメント量の演算を行うことができる。   As shown in FIG. 13, at time t25, the FIFO 12_4 supplies the column selection signal x0 [0] = 0 to the processing element 40_13_47 and executes the addition operation. However, in the processing elements 13_00 to 13_07, the addition operation is Even when the column selection signal x1 [0] = 0 is supplied, the processing elements 13_00 to 13_07 can execute the addition operation. Thus, since the image processing unit 1 is configured by a variable pipeline, the image processing unit 1 can perform a plurality of addition operations in parallel, and can calculate a moment amount at a higher speed.

ここで、画像モーメントセンサが可変長パイプラインによって構成された場合の動作速度と構成されなかった場合の動作速度とを比較する。各処理要素13_xy1段あたりの遅延時間が0.5nsとして、段数(列数)が240とした場合、可変長パイプラインを備えなければ、動作周波数は8.3MHzとなる。一方、外部制御信号が100MHzの場合、12段の可変長パイプラインドミノ回路を備えることにより、動作速度は、備えない場合と比較して12倍になる。   Here, the operation speed when the image moment sensor is configured by the variable-length pipeline is compared with the operation speed when the image moment sensor is not configured. If the delay time per stage of each processing element 13_xy is 0.5 ns and the number of stages (number of columns) is 240, the operating frequency is 8.3 MHz without a variable-length pipeline. On the other hand, when the external control signal is 100 MHz, the operation speed becomes 12 times as compared with the case without the provision of the 12-stage variable-length pipeline domino circuit.

また、画像モーメントセンサが可変長パイプラインドミノ回路を備えることにより、外部制御信号の周波数が変わったり、割込等によって周期が安定しなかったりした場合でも、ハードウェアを変更することなしに、常に最適な動作速度が得られる。   In addition, since the image moment sensor is equipped with a variable-length pipeline domino circuit, even if the frequency of the external control signal changes or the period is not stabilized due to an interrupt, etc., it is always possible to change the hardware without changing the hardware. Optimal operating speed can be obtained.

以上説明したように、本実施形態1によれば、画像モーメントセンサは、各画像データI(x,y)に列選択信号xiを乗算して行方向に演算結果を加算し、得られた演算結果に行選択信号yjを乗算して、列方向に加算して、画像データI(x,y)のモーメント量を求めるようにした。 As described above, according to the first embodiment, the image moment sensor is obtained by multiplying each image data I (x, y) by the column selection signal x i and adding the calculation result in the row direction. The calculation result is multiplied by the row selection signal yj and added in the column direction to obtain the moment amount of the image data I (x, y).

従って、画像データI(x,y)に直接行選択信号yjを供給するような構成が不要となり、画素回路の構成を簡易にすることができる。また、すべてのi,jの組み合わせについて部分和の計算を行う必要がなくなることから、演算処理も少なくなり、演算時間を短縮することもできる。即ち、モーメント量の演算の高速化も可能な構成となる。   Therefore, a configuration for supplying the row selection signal yj directly to the image data I (x, y) is not necessary, and the configuration of the pixel circuit can be simplified. In addition, since it is not necessary to calculate partial sums for all combinations of i and j, the calculation processing is reduced and the calculation time can be shortened. That is, the moment amount calculation can be speeded up.

また、各処理要素13_xyのFA104は、ダイナミックNMOS回路によって構成され、各ダイナミックNMOS回路は、ドミノ論理(self-timed domino)回路によって多段接続される。従って、低面積化、省電力化を実現することができる。   The FA 104 of each processing element 13_xy is configured by a dynamic NMOS circuit, and each dynamic NMOS circuit is connected in multiple stages by a domino logic (self-timed domino) circuit. Accordingly, a reduction in area and power saving can be realized.

特に、画素毎に、演算機能を有する各処理要素を低面積化することにより、各処理要素13_xyを小さくすることができ、各処理要素13_xyが小さくなれば、解像度を高めることができ、感度を向上させることもできる。   In particular, by reducing the area of each processing element having a calculation function for each pixel, each processing element 13_xy can be reduced, and if each processing element 13_xy is reduced, the resolution can be increased and the sensitivity can be increased. It can also be improved.

また、ドミノ論理回路のクロックタイミングに対応させて列選択信号xiを各処理要素13_xyに供給し、画像処理部1を可変長パイプラインによって構成するようにしたので、モーメント量の演算を高速に行えるようになる。そして、画像処理部1の各処理要素13_xyは、外部回路から供給される外部制御信号のタイミングに対して常に最適の動作速度で演算を行うことができる。   Further, the column selection signal xi is supplied to each processing element 13_xy in accordance with the clock timing of the domino logic circuit, and the image processing unit 1 is configured by a variable-length pipeline, so that the moment amount can be calculated at high speed. It becomes like this. Each processing element 13_xy of the image processing unit 1 can always perform an operation at an optimum operation speed with respect to the timing of the external control signal supplied from the external circuit.

(実施形態2)
実施形態2〜5は、実施形態1に係る画像モーメントセンサを用いて、対象画像のモーメント量を計測する画像モーメント計測装置に関するものである。
(Embodiment 2)
The second to fifth embodiments relate to an image moment measuring apparatus that measures the moment amount of a target image using the image moment sensor according to the first embodiment.

まず、実施形態2に係る画像モーメント計測装置は、モーメント量を求める対象画像が複数存在する場合に、対象画像毎にモーメント量を取得するようにしたものである。   First, the image moment measuring apparatus according to the second embodiment is configured to acquire the moment amount for each target image when there are a plurality of target images for which the moment amount is obtained.

モーメント量を求める対象画像として、図17(a)に示すように、複数の対象画像g11,g12が存在する場合、図17(b)に示すように、複数の矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13に分割して、モーメント量を示すデータを求める。そして、求めたデータを実施形態1に係る画像モーメントセンサの外部で加算演算すれば、対象画像g11,g12のそれぞれのモーメント量が得られる。   When there are a plurality of target images g11 and g12 as target images for obtaining the moment amount, as shown in FIG. 17B, a plurality of rectangular regions Sp_11, Sp_12, and Sp_13 are displayed as shown in FIG. Divide the data to show the moment amount. Then, if the obtained data is added and calculated outside the image moment sensor according to the first embodiment, the respective moment amounts of the target images g11 and g12 can be obtained.

実施形態2に係る画像モーメント計測装置は、このようにモーメント量を取得するように構成されたものである。   The image moment measuring apparatus according to the second embodiment is configured to acquire the moment amount in this way.

図18に示すように、実施形態2に係る画像モーメント計測装置20は、画像モーメントセンサ21と制御部22とからなる。   As shown in FIG. 18, the image moment measuring apparatus 20 according to the second embodiment includes an image moment sensor 21 and a control unit 22.

制御部22は、画像モーメントセンサ21に、処理に必要な情報を供給して画像モーメントセンサ21を制御し、画像モーメントセンサ21からモーメント量に関するデータを取得するものである。対象画像g11,g12のそれぞれの矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13が既知の場合、制御部22は、この各領域情報を、順次、画像モーメントセンサ21に供給する。   The control unit 22 supplies information necessary for processing to the image moment sensor 21 to control the image moment sensor 21, and acquires data related to the moment amount from the image moment sensor 21. When the respective rectangular areas Sp_11, Sp_12, and Sp_13 of the target images g11 and g12 are known, the control unit 22 sequentially supplies the area information to the image moment sensor 21.

画像モーメントセンサ21は、実施形態1のものと同様のものである。画像モーメントセンサ21の信号処理部3は、図17(a)に示すように、矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13の領域情報が既知の場合、供給された領域情報に基づいて矩形領域用の列選択信号を生成し、生成した列選択信号と列選択信号xi[0]〜[N-1]との論理積を演算して、その演算値を画像処理部1に供給する。   The image moment sensor 21 is the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 17A, the signal processing unit 3 of the image moment sensor 21 selects a column for a rectangular area based on the supplied area information when the area information of the rectangular areas Sp_11, Sp_12, and Sp_13 is known. A signal is generated, a logical product of the generated column selection signal and the column selection signals xi [0] to [N-1] is calculated, and the calculated value is supplied to the image processing unit 1.

また、信号処理部3は、供給された領域情報に基づいて矩形領域用の行選択信号を生成し、生成した行選択信号と行選択信号yjとの論理積を演算して、その演算値を列加算部2に供給する。   Further, the signal processing unit 3 generates a row selection signal for the rectangular region based on the supplied region information, calculates a logical product of the generated row selection signal and the row selection signal yj, and calculates the calculated value. This is supplied to the column adder 2.

制御部22は、領域情報を供給する毎に、列加算部2から出力された行列データdyを取得して、数1に従ってモーメント量mpqの演算を行い、演算したモーメント量mpqを加算する。 Control unit 22, for each supplies area information, acquires the matrix data dy output from the column adder unit 2 performs calculation of the moment amount m pq according to Equation 1, adds the computed moment amount m pq .

対象画像g11,g12のそれぞれの矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13の領域が未知の場合、制御部22は、図19(a)に示すように、全体の領域を所定の大きさのブロックに分割し、各ブロックの総和値を求める。   When the regions of the respective rectangular regions Sp_11, Sp_12, Sp_13 of the target images g11, g12 are unknown, the control unit 22 divides the entire region into blocks of a predetermined size as shown in FIG. The total value of each block is obtained.

制御部22は、図19(b)に示すように、各ブロックの総和値からラベリング処理により、矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13の領域情報を取得する。   As illustrated in FIG. 19B, the control unit 22 acquires region information of the rectangular regions Sp_11, Sp_12, and Sp_13 from the total value of each block by labeling processing.

制御部22は、ラベリング処理を以下のようにして行う。制御部22は、まず、各ブロックを左上よりラスタ走査し,ラベルが付加されてない総和が一定値以上のブロックを判別した場合、左と上のブロックを調べ、ラベルが付されているならばそのラベルと同じ値のラベルを付する。ラベルが付されていない場合、制御部22は、新しいラベルを付する。   The control unit 22 performs the labeling process as follows. The control unit 22 first raster scans each block from the upper left, and if the sum of the labels not added is determined to be a certain value or more, the left and upper blocks are examined. Add a label with the same value as that label. When the label is not attached, the control unit 22 attaches a new label.

制御部22は、あるブロックに着目し、左ブロックと上ブロックと着目ブロックが連結している場合、その各ブロックのラベルの値を調べる。制御部22は、3ブロックとも同じラベルである場合、次の総和が一定値以上のブロックを判別するまでラスタ走査を行う。   The control unit 22 pays attention to a certain block. When the left block, the upper block, and the target block are connected, the control unit 22 checks the label value of each block. When all the three blocks have the same label, the control unit 22 performs raster scanning until the next sum is determined to be a block having a certain value or more.

着目ブロックと左ブロックか上ブロックのうちいずれかに、異なるラベルが付されている場合、制御部22は、左ブロックと上ブロックのラベルの値を比較し、小さい値のラベルを着目ブロックに付する。   When a different label is attached to either the target block and the left block or the upper block, the control unit 22 compares the label values of the left block and the upper block and attaches a label with a smaller value to the target block. To do.

制御部22は、付されなかったラベルを有するブロックを新たに注目ブロックとして同様の操作を行い、各対象ブロック毎に、各ブロックの連結性を調べる。尚、総和が一定値を越えなければ、制御部22は、そのブロックを対象領域とはしないようにする。   The control unit 22 performs the same operation with a block having a label that has not been assigned as a new block of interest, and checks the connectivity of each block for each target block. If the total does not exceed a certain value, the control unit 22 does not set the block as a target area.

例えば、ブロックの総和が予め設定された値未満の小さなものである場合、そのブロックはノイズによるものである可能性がある。このような場合、制御部22は、そのブロックを、モーメント量取得の対象領域から除外する。   For example, if the total sum of blocks is a small value less than a preset value, the block may be due to noise. In such a case, the control unit 22 excludes the block from the target area for acquiring the moment amount.

以上説明したように、本実施形態2によれば、複数の対象画像が存在する場合に、複数の矩形領域Sp_11,Sp_12,Sp_13に分割して、モーメント量を示すデータを求め、制御部22がこのデータを加算演算するようにした。   As described above, according to the second embodiment, when there are a plurality of target images, the control unit 22 obtains data indicating the moment amount by dividing into a plurality of rectangular regions Sp_11, Sp_12, and Sp_13. This data is added and calculated.

従って、各対象画像のそれぞれのモーメント量を取得することができる。また、対象領域の領域情報が未知の場合、制御部22が、ブロック総和を求めてラベリング処理を行うようにしたので、領域情報を取得することができ、また、ノイズによる誤処理を防ぐことができる。   Therefore, the respective moment amounts of the respective target images can be acquired. In addition, when the region information of the target region is unknown, the control unit 22 obtains the block sum and performs the labeling process, so that the region information can be acquired and erroneous processing due to noise can be prevented. it can.

また、複数の領域に分けてモーメント量を取得することにより、モーメント量を取得する回数が増えた場合でも、実施形態1に係る画像モーメントセンサを用いることにより、短時間で対象画像のモーメント量を取得することができる。   Further, even when the number of times of acquiring the moment amount is increased by acquiring the moment amount in a plurality of regions, the moment amount of the target image can be obtained in a short time by using the image moment sensor according to the first embodiment. Can be acquired.

(実施形態3)
実施形態3に係る画像モーメント計測装置は、明るさが異なる複数の画像の中から、特定の画像を対象画像として、そのモーメント量を取得するようにしたものである。
(Embodiment 3)
The image moment measuring apparatus according to the third embodiment is configured to acquire a moment amount of a specific image as a target image from a plurality of images having different brightnesses.

例えば、図20に示すように、全体画像g20に、画像g21,g22,g23が存在し、その輝度値が、それぞれ、v1,v2,v3(v1<v2<v3)であるとする。この場合、この対象画像g21,g22,g23の輝度に対して、輝度閾値を設定して2値化すれば、輝度毎に画像を選択して2値画像を取得することができ、また、特定の画像を対象画像として、そのモーメント量を取得することもできる。   For example, as shown in FIG. 20, it is assumed that images g21, g22, and g23 exist in the entire image g20, and the luminance values thereof are v1, v2, and v3 (v1 <v2 <v3), respectively. In this case, if a luminance threshold value is set and binarized with respect to the luminance of the target images g21, g22, and g23, a binary image can be acquired by selecting an image for each luminance. It is also possible to acquire the amount of moment using the image of No. 1 as the target image.

このため、実施形態3に係る画像モーメント計測装置20は、実施形態1の構成を備えるとともに、制御部22はメモリ(図示せず)を備え、輝度閾値Vth1,Vth2(v1<Vth1<v2<Vth2<v3)と取得したモーメント量とを記憶するように構成される。この輝度閾値Vth1,Vth2は、各輝度値v1,v2,v3が既知であれば、予め設定されたものであってもよく、また、未知であれば、可変のものであってもよい。   For this reason, the image moment measuring apparatus 20 according to the third embodiment has the configuration of the first embodiment, and the control unit 22 includes a memory (not shown), and luminance thresholds Vth1, Vth2 (v1 <Vth1 <v2 <Vth2). <V3) and the acquired moment amount are stored. The brightness threshold values Vth1 and Vth2 may be set in advance if the brightness values v1, v2, and v3 are known, and may be variable if they are unknown.

また、実施形態3に係る画像モーメント計測装置20は、制御部22がこの輝度閾値Vth1,Vth2を各処理要素13_xyの2値化回路102に供給するように構成されている。   Further, the image moment measuring apparatus 20 according to the third embodiment is configured such that the control unit 22 supplies the luminance threshold values Vth1 and Vth2 to the binarization circuit 102 of each processing element 13_xy.

対象画像をg22として、対象画像g22のモーメント量を取得する場合、制御部22は、輝度閾値Vth1をメモリから読み出して、各処理要素13_xyの2値化回路102に供給する。v1<Vth1<v2<v3であるため、画像処理部1は、図21(a)に示すような2値画像(G22+G23)を取得する。   When the target image is g22 and the moment amount of the target image g22 is acquired, the control unit 22 reads the luminance threshold value Vth1 from the memory and supplies it to the binarization circuit 102 of each processing element 13_xy. Since v1 <Vth1 <v2 <v3, the image processing unit 1 acquires a binary image (G22 + G23) as shown in FIG.

信号処理部3は、実施形態1と同様、画像処理部1に、モーメント量を取得するための列選択信号を供給する。画像処理部1の各処理要素13_xyは、この画像に対して行方向に演算処理を行う。信号処理部3は、列加算部2に行選択信号yjを供給する。制御部22は、列加算部2から、モーメント量を示す信号SOUTを取得する。制御部22は、取得した信号SOUTに基づいて画像(g22+g23)のモーメント量m(g22+g23)を演算する。   As in the first embodiment, the signal processing unit 3 supplies the image processing unit 1 with a column selection signal for acquiring the moment amount. Each processing element 13_xy of the image processing unit 1 performs arithmetic processing on the image in the row direction. The signal processing unit 3 supplies the row selection signal yj to the column addition unit 2. The control unit 22 acquires a signal SOUT indicating the moment amount from the column addition unit 2. The control unit 22 calculates the moment amount m (g22 + g23) of the image (g22 + g23) based on the acquired signal SOUT.

次に、制御部22は、輝度閾値Vth2をメモリから読み出して、各処理要素13_xyの2値化回路102に供給する。v1<v2<Vth2<v3であるため、画像処理部1は、図21(b)に示すような2値画像G23を取得する。   Next, the control unit 22 reads the luminance threshold value Vth2 from the memory and supplies it to the binarization circuit 102 of each processing element 13_xy. Since v1 <v2 <Vth2 <v3, the image processing unit 1 acquires a binary image G23 as shown in FIG.

信号処理部3は、実施形態1と同様、画像処理部1に、モーメント量を取得するための列選択信号を供給し、列加算部2に行選択信号yjを供給する。制御部22は、列加算部2から、モーメント量を示す信号SOUTを取得し、取得した信号SOUTに基づいて画像g23のモーメント量m(g23)を演算する。   As in the first embodiment, the signal processing unit 3 supplies the image processing unit 1 with a column selection signal for obtaining the moment amount, and supplies the column addition unit 2 with a row selection signal yj. The control unit 22 acquires the signal SOUT indicating the moment amount from the column addition unit 2, and calculates the moment amount m (g23) of the image g23 based on the acquired signal SOUT.

制御部22は、取得したモーメント量m(g22+g23)とm(g23)との差を求める。モーメント量m(g22+g23)とm(g23)との差は、画像g22のモーメント量m(g22)となる。従って、制御部22は、図21(c)に示すような対象画像g22の仮想的な2値画像G22を取得して、この2値画像G22に基づいて対象画像g22のモーメント量m(g22)を取得するのと同じ結果を得ることになる。   The control unit 22 obtains the difference between the acquired moment amounts m (g22 + g23) and m (g23). The difference between the moment amount m (g22 + g23) and m (g23) is the moment amount m (g22) of the image g22. Therefore, the control unit 22 acquires a virtual binary image G22 of the target image g22 as shown in FIG. 21C, and based on the binary image G22, the moment amount m (g22) of the target image g22. You will get the same results as you get.

尚、対象画像をg21として、対象画像g21のモーメント量m(g21)を取得する場合、制御部22は、図20に示す画像g20のモーメント量m(g21+g22+g23)を取得し、取得したモーメント量m(g21+g22+g23)とm(g22+g23)との差を求める。このようにすれば、対象画像g21のモーメント量m(g21)を取得することができる。即ち、制御部22は、図20に示す画像g20から、すべての画像g21、g22,g23のモーメント量を個別に取得することができる。   When the target image is g21 and the moment amount m (g21) of the target image g21 is acquired, the control unit 22 acquires and acquires the moment amount m (g21 + g22 + g23) of the image g20 shown in FIG. The difference between the calculated moment amount m (g21 + g22 + g23) and m (g22 + g23) is obtained. In this way, the moment amount m (g21) of the target image g21 can be acquired. That is, the control unit 22 can individually acquire the moment amounts of all the images g21, g22, and g23 from the image g20 shown in FIG.

以上説明したように、本実施形態3によれば、制御部22は、輝度閾値を画像モーメントセンサ21に供給し、明るさが異なる複数の画像に対して、輝度閾値を設定して得られた複数の2値画像に基づいて、特定の画像のモーメント量を演算するようにした。   As described above, according to the third embodiment, the control unit 22 is obtained by supplying the luminance threshold to the image moment sensor 21 and setting the luminance threshold for a plurality of images having different brightness. The moment amount of a specific image is calculated based on a plurality of binary images.

従って、明るさが異なる複数の画像の中から、対象画像のモーメント量を取得することができる。また、このような処理を行うことにより、モーメント量を取得する回数が増えた場合でも、実施形態1に係る画像モーメントセンサを用いることにより、短時間で対象画像のモーメント量を取得することができる。   Therefore, the moment amount of the target image can be acquired from a plurality of images with different brightness. Further, by performing such a process, even when the number of times of acquiring the moment amount is increased, the moment amount of the target image can be acquired in a short time by using the image moment sensor according to the first embodiment. .

(実施形態4)
実施形態4に係る画像モーメント計測装置は、輝度閾値を一定にしたまま、PD(光検出器)の露光中の異なるタイミングで2値化を行い、モーメント量を演算するようにしたものである。
(Embodiment 4)
The image moment measuring apparatus according to the fourth embodiment performs binarization at different timings during exposure of a PD (photodetector) while keeping the luminance threshold constant, and calculates a moment amount.

実施形態3のように輝度閾値を可変しなくても、PD101の露光中の異なるタイミングで2値化を行うことにより、異なる明るさの画像を取得することができる。   Even if the luminance threshold is not changed as in the third embodiment, images with different brightness can be acquired by performing binarization at different timings during exposure of the PD 101.

そして、PD101の光検出信号の出力タイミング毎に、これらの画像のモーメント量を、それぞれ、取得することができる。   The moment amounts of these images can be acquired for each output timing of the light detection signal of the PD 101.

また、このような処理を行うことによりダイナミックレンジを広くすることができるといった利点がある。但し、露光中に、モーメント量の演算を行うため、グレースケールの階調を大きくしようとすると、高速でモーメント量の演算を行う必要がある。   Moreover, there is an advantage that the dynamic range can be widened by performing such processing. However, since the moment amount is calculated during exposure, it is necessary to calculate the moment amount at a high speed in order to increase the gray scale gradation.

実施形態4に係る画像モーメントセンサの各処理要素13_xyは、実施形態1の構成を備えるとともに、図22に示すような構成を有する2値化回路102を備える。この2値化回路102は、トランジスタQ41,Q42と、コンデンサC11と、コンパレータ131と、を備える。   Each processing element 13_xy of the image moment sensor according to the fourth embodiment includes the binarization circuit 102 having the configuration shown in FIG. 22 as well as the configuration of the first embodiment. The binarization circuit 102 includes transistors Q41 and Q42, a capacitor C11, and a comparator 131.

PD101は、フォトダイオードからなるものであり、光を受光すると、受光した光の光強度に対応する電流量の光電流Ipdが流れる。フォトダイオードのカソードは、電源に接続され、アノードは接地される。   The PD 101 is composed of a photodiode. When light is received, a photocurrent Ipd having a current amount corresponding to the light intensity of the received light flows. The cathode of the photodiode is connected to a power source, and the anode is grounded.

コンパレータ131は、PD101の光検出信号Vpdを2値化信号に変換するものであり、−端子(反転入力端子)に基準電圧Vrefが印加される。コンパレータ131は、PD101の光検出信号Vpdの信号レベルが基準電圧Vrefよりも高いときに、“1”のレベルの信号を出力する。   The comparator 131 converts the photodetection signal Vpd of the PD 101 into a binarized signal, and a reference voltage Vref is applied to the − terminal (inverting input terminal). The comparator 131 outputs a signal of “1” level when the signal level of the photodetection signal Vpd of the PD 101 is higher than the reference voltage Vref.

トランジスタQ41は、コンパレータ131の+端子とフォトダイオード(PD101)のカソードとを接続するためのトランジスタであり、NMOSトランジスタからなる。   The transistor Q41 is a transistor for connecting the + terminal of the comparator 131 and the cathode of the photodiode (PD101), and is an NMOS transistor.

トランジスタQ41のドレインは、コンパレータ131の+端子(非反転入力端子)に接続され、ソースはフォトダイオード(PD101)のカソードに接続される。   The drain of the transistor Q41 is connected to the + terminal (non-inverting input terminal) of the comparator 131, and the source is connected to the cathode of the photodiode (PD101).

トランジスタQ41のゲートには、信号samが供給される。この信号samのレベルが“1”になると、トランジスタQ41は、オンして、コンパレータ131の+端子とフォトダイオード(PD101)のカソードとを接続する。   A signal sam is supplied to the gate of the transistor Q41. When the level of the signal sam becomes “1”, the transistor Q41 is turned on to connect the + terminal of the comparator 131 and the cathode of the photodiode (PD101).

トランジスタQ42は、コンパレータ131の+端子に電源の電圧を印加するためのトランジスタであり、NMOSトランジスタからなる。トランジスタQ42のドレインは、電源に接続され、ソースはコンパレータ131の+端子に接続される。   The transistor Q42 is a transistor for applying a power supply voltage to the + terminal of the comparator 131, and is composed of an NMOS transistor. The drain of the transistor Q42 is connected to the power supply, and the source is connected to the + terminal of the comparator 131.

トランジスタQ42のゲートには、信号resが供給される。この信号resのレベルが“1”になると、トランジスタQ42は、オンして、コンパレータ131の+端子に電圧を印加する。   A signal res is supplied to the gate of the transistor Q42. When the level of the signal res becomes “1”, the transistor Q42 is turned on and a voltage is applied to the + terminal of the comparator 131.

コンデンサC11は、コンパレータ131の+端子の電圧を保持(サンプルホールド)するためのものである。   The capacitor C11 is for holding the voltage at the + terminal of the comparator 131 (sample hold).

次に実施形態4に係る画像モーメント計測装置20の動作を説明する。
図23に示すように、時刻t40前において、トランジスタQ41は、ゲートに“0”のレベルの信号samが供給されてオフし、コンパレータ131の+端子とフォトダイオードのカソードとの間を切断する。
Next, the operation of the image moment measuring apparatus 20 according to the fourth embodiment will be described.
As shown in FIG. 23, before the time t40, the transistor Q41 is turned off when the gate is supplied with the signal sam of “0”, and disconnects between the positive terminal of the comparator 131 and the cathode of the photodiode.

また、トランジスタQ42は、ゲートに“1”のレベルの信号resが供給されてオンし、コンパレータ131の+端子に電圧を印加する。   Further, the transistor Q42 is turned on when the gate is supplied with the signal res of “1” level, and applies a voltage to the + terminal of the comparator 131.

時刻t40になって、信号samの信号レベルが“1”になると、トランジスタQ41は、オンして、コンパレータ131の+端子とフォトダイオード(PD101)のカソードとを接続する。   When the signal level of the signal sam becomes “1” at time t40, the transistor Q41 is turned on to connect the + terminal of the comparator 131 and the cathode of the photodiode (PD101).

時刻t41において、トランジスタQ42のゲートに供給される信号resの信号レベルが“1”になると、トランジスタQ42はオフして、コンパレータ131の+端子への電圧の印加を停止する。   At time t41, when the signal level of the signal res supplied to the gate of the transistor Q42 becomes “1”, the transistor Q42 is turned off and the application of the voltage to the + terminal of the comparator 131 is stopped.

PD101が光を受光すると、PD101に光電流Ipdが流れる。光電流Ipdが流れることによって、PD101の光検出信号Vpdの信号レベルは低下する。PD101に流れる光電流Ipdの電流量は、PD101が受光する光の光強度によって決定され、PD101の光検出信号Vpdの信号レベルは低下する割合は、PD101に流れる光電流Ipdの電流量に基づいて決定される。   When the PD 101 receives light, a photocurrent Ipd flows through the PD 101. When the photocurrent Ipd flows, the signal level of the photodetection signal Vpd of the PD 101 is lowered. The amount of photocurrent Ipd flowing through the PD 101 is determined by the light intensity of light received by the PD 101, and the rate at which the signal level of the photodetection signal Vpd of the PD 101 decreases is based on the amount of photocurrent Ipd flowing through the PD 101. It is determined.

入力画像g(t40)が、図23に示すように、位置によって階調が異なるようなグレースケール画像の場合、PD101が受光する光の光強度は、処理要素13_xyの位置によって変わってくる。   If the input image g (t40) is a grayscale image with different gradations depending on the position as shown in FIG. 23, the light intensity of the light received by the PD 101 varies depending on the position of the processing element 13_xy.

中央の処理要素13_44の場合、図23の特性線L13_44で示すように、PD101が受光する光の光強度は大きく、光電流Ipdの電流量も大きくなる。従って、光検出信号Vpdは、最も早く低下する。   In the case of the central processing element 13_44, as indicated by the characteristic line L13_44 in FIG. 23, the light intensity of the light received by the PD 101 is large, and the current amount of the photocurrent Ipd is also large. Therefore, the photodetection signal Vpd decreases most quickly.

図23の特性線L13_33で示すように、処理要素13_33の場合、PD101が受光する光の光強度は、処理要素13_44のPD101よりも小さく、光電流Ipdの電流量も小さくなる。従って、光検出信号Vpdは、処理要素13_44よりも遅く低下する。   As indicated by the characteristic line L13_33 in FIG. 23, in the case of the processing element 13_33, the light intensity of the light received by the PD 101 is smaller than that of the PD 101 of the processing element 13_44, and the amount of photocurrent Ipd is also small. Therefore, the light detection signal Vpd falls later than the processing element 13_44.

図23の特性線L13_22で示すように、処理要素13_22の場合、このPD101が受光する光の光強度は、最も小さく、光電流Ipdの電流量も最も小さくなる。従って、光検出信号Vpdは、最も遅く低下する。   As indicated by the characteristic line L13_22 in FIG. 23, in the case of the processing element 13_22, the light intensity of the light received by the PD 101 is the smallest and the current amount of the photocurrent Ipd is also the smallest. Therefore, the photodetection signal Vpd decreases most slowly.

時刻t42になったときに得られる2値画像は、図23に示すような2値画像G(t42)になるものとする。このとき、制御部22は画像モーメントセンサ21にコマンドを送り、信号処理部3が列選択信号を画像処理部1に供給し、モーメント量を取得するための行選択信号yjを列加算部2に供給すると、制御部22は、2値画像G(t42)のモーメント量を示す信号SOUTを列加算部2から取得する。制御部22は、取得した信号SOUTに基づいて2値画像G(t42)を再構成する。   Assume that the binary image obtained at time t42 is a binary image G (t42) as shown in FIG. At this time, the control unit 22 sends a command to the image moment sensor 21, the signal processing unit 3 supplies a column selection signal to the image processing unit 1, and a row selection signal yj for acquiring the moment amount is sent to the column addition unit 2. When supplied, the control unit 22 acquires a signal SOUT indicating the moment amount of the binary image G (t42) from the column addition unit 2. The control unit 22 reconstructs the binary image G (t42) based on the acquired signal SOUT.

同様に、時刻t43になったときに得られる2値画像は、図23に示すような2値画像G(t43)になるものとする。このとき、制御部22は画像モーメントセンサ21にコマンドを送り、信号処理部3が列選択信号を画像処理部1に供給し、モーメント量を取得するための行選択信号yjを列加算部2に供給する。制御部22は、2値画像G(t43)のモーメント量を示す信号SOUTを列加算部2から取得する。制御部22は、取得した信号SOUTに基づいて2値画像G(t43)を再構成する。   Similarly, it is assumed that the binary image obtained at time t43 is a binary image G (t43) as shown in FIG. At this time, the control unit 22 sends a command to the image moment sensor 21, the signal processing unit 3 supplies a column selection signal to the image processing unit 1, and a row selection signal yj for acquiring the moment amount is sent to the column addition unit 2. Supply. The control unit 22 acquires a signal SOUT indicating the moment amount of the binary image G (t43) from the column addition unit 2. The control unit 22 reconstructs the binary image G (t43) based on the acquired signal SOUT.

同様に、時刻t44になったときに得られる2値画像は、図23に示すような2値画像G(t44)になるものとする。このとき、制御部22は画像モーメントセンサ21にコマンドを送り、信号処理部3が列選択信号を画像処理部1に供給し、モーメント量を取得するための行選択信号yjを列加算部2に供給する。制御部22は、2値画像G(t44)のモーメント量を示す信号SOUTを列加算部2から取得する。制御部22は、取得した信号SOUTに基づいて2値画像G(t44)を再構成する。   Similarly, the binary image obtained at time t44 is assumed to be a binary image G (t44) as shown in FIG. At this time, the control unit 22 sends a command to the image moment sensor 21, the signal processing unit 3 supplies a column selection signal to the image processing unit 1, and a row selection signal yj for acquiring the moment amount is sent to the column addition unit 2. Supply. The control unit 22 acquires a signal SOUT indicating the moment amount of the binary image G (t44) from the column addition unit 2. The control unit 22 reconstructs the binary image G (t44) based on the acquired signal SOUT.

そして、制御部22は、2値画像G(t42)とG(t43)とG(t44)とを合成することにより、再構成画像G(t40)を形成する。   Then, the control unit 22 combines the binary images G (t42), G (t43), and G (t44) to form a reconstructed image G (t40).

以上説明したように、本実施形態4によれば、制御部22は、輝度閾値を一定にしたまま、PD(光検出器)の露光中の異なるタイミングで画像モーメントセンサ21にコマンドを送り、画像モーメントセンサ21は、コマンドに従って光検出信号の2値化を行い、モーメント量を演算するようにした。   As described above, according to the fourth embodiment, the control unit 22 sends a command to the image moment sensor 21 at different timings during exposure of the PD (photodetector) while keeping the luminance threshold value constant. The moment sensor 21 binarizes the light detection signal in accordance with the command, and calculates the moment amount.

従って、グレースケールの画像の場合であっても、画像のモーメント量を取得することができ、ダイナミックレンジを広くすることもできる。そして、各2値画像に基づいて再構成画像を形成することもできる。   Therefore, even in the case of a gray scale image, the moment amount of the image can be acquired and the dynamic range can be widened. A reconstructed image can also be formed based on each binary image.

また、実施形態1に係る画像モーメントセンサを用いることにより、短時間で対象画像のモーメント量を取得することができるので、2値画像が時間の経過に伴って変化しても、このような処理を行うことが可能となる。   In addition, since the moment amount of the target image can be acquired in a short time by using the image moment sensor according to the first embodiment, even if the binary image changes over time, such processing is performed. Can be performed.

(実施形態5)
実施形態5は、画像モーメント計測装置に関するものであり、この画像モーメント計測装置は、モーメント量の計測対象物が背景と重なっている場合に、点滅光を投光することにより、背景画像と対象物画像とを分離するようにしたものである。
(Embodiment 5)
Embodiment 5 relates to an image moment measuring device, and this image moment measuring device projects a background image and an object by projecting flashing light when the object of measurement of the moment amount overlaps the background. The image is separated.

図24(a)に示すように、計測対象物mが背景b1,b2と重なり、しかも、計測対象物mの輝度と背景b1,b2の輝度とがほとんど同じである場合、画像モーメントセンサ21は、図24(b)に示すような2値画像G31を形成する。図24(b)に示すように、形成した2値画像G31においては、計測対象物mの画像と背景画像とが重なってしまい、これらの画像を分離することが難しくなる。また、計測対象物mの画像と背景b1,b2の画像とを分離することができなければ、計測対象物mのモーメント量を取得することも困難になる。   As shown in FIG. 24A, when the measurement object m overlaps the backgrounds b1 and b2, and the luminance of the measurement object m and the luminances of the backgrounds b1 and b2 are almost the same, the image moment sensor 21 is Then, a binary image G31 as shown in FIG. 24B is formed. As shown in FIG. 24B, in the formed binary image G31, the image of the measurement object m and the background image overlap, and it is difficult to separate these images. If the image of the measurement object m and the images of the backgrounds b1 and b2 cannot be separated, it is difficult to obtain the moment amount of the measurement object m.

この場合、図24(c)に示すように、光源装置23が点滅光を投光することにより、図24(d)に示すような画像G32が得られれば、画像G31,G32の両画像の差により、計測対象物mの画像と背景b1,b2の画像とを分離することが可能となる。実施形態5に係る画像モーメント計測装置は、このような考え方に基づいて構成される。   In this case, as shown in FIG. 24 (c), if the image G32 as shown in FIG. 24 (d) is obtained by projecting the blinking light from the light source device 23, both of the images G31 and G32 are obtained. Due to the difference, the image of the measurement object m and the images of the backgrounds b1 and b2 can be separated. The image moment measuring apparatus according to the fifth embodiment is configured based on such a concept.

実施形態5に係る画像モーメント計測装置の構成を図25に示す。
実施形態5に係る画像モーメント計測装置20は、画像モーメントセンサ21と、制御部22と、光源装置23と、ビームスプリッタ24と、レンズ25と、を備える。
FIG. 25 shows the configuration of the image moment measuring apparatus according to the fifth embodiment.
The image moment measuring device 20 according to the fifth embodiment includes an image moment sensor 21, a control unit 22, a light source device 23, a beam splitter 24, and a lens 25.

画像モーメントセンサ21は、実施形態1の構成を有するものである。光源装置23は、制御部22から供給された制御信号S21に基づいて、点滅光を発するものである。制御信号S21は、信号レベルが“1”と“0”とに一定周期で切り替わるパルス信号である。光源装置23は、供給された制御信号S21の信号レベルが“1”のときに点灯し、制御信号S21の信号レベルが“0”のときに消灯する。   The image moment sensor 21 has the configuration of the first embodiment. The light source device 23 emits blinking light based on the control signal S21 supplied from the control unit 22. The control signal S21 is a pulse signal whose signal level is switched between “1” and “0” at a constant cycle. The light source device 23 is turned on when the signal level of the supplied control signal S21 is “1”, and is turned off when the signal level of the control signal S21 is “0”.

ビームスプリッタ24は、出射光と入射光とを分離するためのものである。ビームスプリッタ24は、光源装置23が発した点滅光を出射するように導き、入射した光を画像モーメントセンサ21へと導く。レンズ25は、投光する光を拡散するためのものである。   The beam splitter 24 is for separating outgoing light and incident light. The beam splitter 24 guides the flashing light emitted from the light source device 23 to be emitted, and guides the incident light to the image moment sensor 21. The lens 25 is for diffusing the light to be projected.

制御部22は、光源装置23に制御信号S21を供給し、画像モーメントセンサ21に対して、受光した光による画像のモーメント量を取得するように制御するものである。制御部22は、供給した制御信号S21の信号レベルが“1”のときと“0”のときとで、モーメント量を取得するように画像モーメントセンサ21を制御する。   The control unit 22 supplies a control signal S21 to the light source device 23, and controls the image moment sensor 21 to acquire the moment amount of the image by the received light. The control unit 22 controls the image moment sensor 21 to acquire the moment amount when the signal level of the supplied control signal S21 is “1” and “0”.

次に実施形態5に係る画像モーメント計測装置20の動作を説明する。
制御部22は、光源装置23に、図26(a)に示すような制御信号S21を供給する。光源装置23は、供給された制御信号S21の信号レベルが“1”のとき、点灯する。
Next, the operation of the image moment measuring apparatus 20 according to the fifth embodiment will be described.
The controller 22 supplies the control signal S21 as shown in FIG. The light source device 23 is lit when the signal level of the supplied control signal S21 is “1”.

光源装置23が発した光は、ビームスプリッタ24、レンズ25を介して出射し、計測対象物m、背景b1,b2に投光される。   The light emitted from the light source device 23 is emitted through the beam splitter 24 and the lens 25, and is projected onto the measurement object m and the backgrounds b1 and b2.

計測対象物m、背景b1,b2に投光された光は反射して、反射光がレンズ25、ビームスプリッタ24を介して画像モーメントセンサ21に入射する。   The light projected on the measurement object m and the backgrounds b1 and b2 is reflected, and the reflected light enters the image moment sensor 21 via the lens 25 and the beam splitter 24.

図26(b)に示すように、光源装置23が点灯しているとき、画像モーメントセンサ21は、受光した光により、2値画像G31を形成する。この図26(b)に示すように、この2値画像G31は、計測対象物画像mの2値画像と背景b1,b2の2値画像とを含んでいる。画像モーメントセンサ21は、この2値画像G31のモーメント量を演算し、演算したモーメント量を制御部22に供給する。   As shown in FIG. 26B, when the light source device 23 is turned on, the image moment sensor 21 forms a binary image G31 with the received light. As shown in FIG. 26B, this binary image G31 includes a binary image of the measurement object image m and a binary image of the backgrounds b1 and b2. The image moment sensor 21 calculates the moment amount of the binary image G31 and supplies the calculated moment amount to the control unit 22.

光源装置23は、供給された制御信号S21の信号レベルが“0”になると、消灯する。   The light source device 23 is turned off when the signal level of the supplied control signal S21 becomes “0”.

画像モーメントセンサ21は、入射光により、図26(b)に示すような2値画像G32を形成する。この2値画像G32は、背景b1,b2の画像だけを含み、計測対象物mの画像は含まない。   The image moment sensor 21 forms a binary image G32 as shown in FIG. This binary image G32 includes only the images of the backgrounds b1 and b2, and does not include the image of the measurement object m.

画像モーメントセンサ21は、この2値画像G32のモーメント量を取得して、制御部22に供給する。制御部22は、供給された2値画像G31のモーメント量と2値画像G32のモーメント量との差を求め、2値画像G31,G32の差分画像である2値画像G33のモーメント量を取得する。このモーメント量は、計測対象物mのモーメント量になる。   The image moment sensor 21 acquires the moment amount of the binary image G32 and supplies it to the control unit 22. The control unit 22 calculates the difference between the moment amount of the supplied binary image G31 and the moment amount of the binary image G32, and acquires the moment amount of the binary image G33, which is a difference image between the binary images G31 and G32. . This moment amount is the moment amount of the measuring object m.

以上説明したように、本実施形態5によれば、画像モーメント計測装置20は、点滅光を投光し、画像モーメントセンサ21は、供給した制御信号の信号レベルが“1”のときと、“0”のときと、で2値画像G31,G32のモーメント量を取得する。制御部22は、2つの2値画像G31,G32のモーメント量の差を求めて、計測対象物mのモーメント量を取得するようにした。   As described above, according to the fifth embodiment, the image moment measuring device 20 projects the flashing light, and the image moment sensor 21 determines that the signal level of the supplied control signal is “1” and “ When 0 ", the moment amounts of the binary images G31 and G32 are acquired. The control unit 22 obtains the moment amount of the measurement object m by obtaining the difference between the moment amounts of the two binary images G31 and G32.

従って、計測対象物mの画像と背景b1,b2の画像とが重なって、直接、計測対象物mのモーメント量を取得できないような場合でも、計測対象物mのモーメント量を取得することができる。   Accordingly, even when the image of the measurement object m and the images of the backgrounds b1 and b2 overlap and the moment amount of the measurement object m cannot be directly acquired, the moment amount of the measurement object m can be acquired. .

尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施の形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態2〜5では、画像モーメント計測装置として説明した。このうち、実施形態2〜4は、画像モーメントセンサに制御部を含めて、画像モーメントセンサが上記処理を実行するように構成されてもよい。
In carrying out the present invention, various forms are conceivable and the present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the second to fifth embodiments, the image moment measuring device has been described. Among these, Embodiments 2 to 4 may include a control unit in the image moment sensor so that the image moment sensor executes the above-described processing.

本発明の実施形態1に係る画像モーメントセンサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image moment sensor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示す画像モーメントセンサのアルゴリズムを示す図である。It is a figure which shows the algorithm of the image moment sensor shown in FIG. 図1に示す各遅延回路が生成するクロック信号を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing clock signals generated by each delay circuit shown in FIG. 1. 図1に示す信号処理部が列選択信号を供給したときに、各FIFOが格納した列選択信号を示す図である。It is a figure which shows the column selection signal which each FIFO stored, when the signal processing part shown in FIG. 1 supplied the column selection signal. 時間が経過したときに図1に示す各FIFOが格納した残りに列選択信号を示す図である。It is a figure which shows a column selection signal in the remainder which each FIFO shown in FIG. 1 stored when time passed. 図1に示す各処理要素の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of each processing element shown in FIG. 図6に示すFAとDFFとの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of FA and DFF shown in FIG. 図7に示すFAとDFFとの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of FA and DFF shown in FIG. ダイナミックNMOS回路を直接接続した例を示す図とその動作を示すタイミングチャートである。It is the figure which shows the example which connected the dynamic NMOS circuit directly, and the timing chart which shows the operation | movement. 遅延回路を備えてダイナミックNMOS回路を接続した例を示す図とその動作を示すタイミングチャートである。2 is a diagram showing an example in which a dynamic NMOS circuit is provided with a delay circuit, and a timing chart showing the operation thereof. FIG. 1次モーメント量を取得するためのパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern for acquiring the amount of primary moments. 8×8画素として、信号処理部から列選択信号が供給されたときに、各FIFOが格納した列選択信号を示す図である。It is a figure which shows the column selection signal which each FIFO stored, when a column selection signal is supplied from a signal processing part as 8x8 pixel. 各FIFOが図12に示す列選択信号を格納した場合の可変パイプラインの動作を示すタイミングチャートである。13 is a timing chart showing the operation of the variable pipeline when each FIFO stores the column selection signal shown in FIG. 入力画像の1次モーメント量を取得する場合の動作(1)を具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely operation (1) in the case of acquiring the amount of primary moments of an input picture. 加算動作を具体的に示す図である。It is a figure which shows an addition operation concretely. 入力画像の1次モーメント量を取得する場合の動作(2)を具体的に示す図である。It is a figure which shows concretely operation (2) in the case of acquiring the amount of primary moments of an input picture. 本発明の実施形態2に係る画像モーメント計測装置の処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a process of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2に係る画像モーメント計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 領域情報が未知の場合の画像モーメント計測装置の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the image moment measuring device in case area | region information is unknown. 本発明の実施形態3に係る画像モーメント計測装置の処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a process of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施形態3に係る画像モーメント計測装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 3. FIG. 本発明の実施形態4に係る画像モーメント計測装置が備える2値化回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the binarization circuit with which the image moment measuring device which concerns on Embodiment 4 of this invention is provided. 実施形態4に係る画像モーメント計測装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 4. FIG. 本発明の実施形態5に係る画像モーメント計測装置の処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a process of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態5に係る画像モーメント計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image moment measuring device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図25に示す画像モーメント計測装置の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the image moment measuring device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像処理部
2 列加算部
3 信号処理部
11_0〜11_(N-2) 遅延回路
12_0〜12_(N-1) FIFO
13_xy(x=0〜N−1,y=0〜N−1) 処理要素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image processing part 2 Column addition part 3 Signal processing part
11_0 to 11_ (N-2) delay circuit
12_0 ~ 12_ (N-1) FIFO
13_xy (x = 0 to N−1, y = 0 to N−1) processing element

Claims (21)

行数をM(Mは正の整数)、列数をN(Nは正の整数)として、M×N個の処理要素が行列配置され、各処理要素が、画像から受光した光を光強度に対応した信号レベルの光検出信号に変換し、前記光検出信号を2値化して2値データを生成し、数1に示すモーメント量mpqの取得に必要な列を選択するための列選択信号xp iが供給されて、供給された列選択信号xp iに基づいて選択された列の処理要素が行方向に前記2値データを加算演算し、各行の処理要素の演算結果として、それぞれ、数2に示すデータdxを出力するように構成された画像処理部と、
前記モーメント量mpqの取得に必要な行を選択するための行選択信号yq jが供給されて、前記画像処理部の各行から出力されたデータdxのうち、供給された行選択信号yq jに基づいて選択された行から出力されたデータdxを列方向に加算演算して、数3に示すデータdyを出力する列加算部と、
前記数1に示すモーメント量mpqの取得に必要な行と列とを設定して前記列選択信号xp iと前記行選択信号yq jとを生成し、生成した前記列選択信号xp iを前記画像処理部に供給し、前記行選択信号yq jを前記列加算部に供給する信号処理部と、を備えた、
ことを特徴とする画像モーメントセンサ。
The number of rows M (M is a positive integer), the number of columns as the N (N is a positive integer), M × N number of processing elements arranged in a matrix, each processing element, the light the light received from images A column for converting the light detection signal to a signal level corresponding to the intensity, binarizing the light detection signal to generate binary data, and selecting a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 1 The selection signal x p i is supplied, and the processing element of the column selected based on the supplied column selection signal x p i adds the binary data in the row direction, and the calculation result of the processing element of each row Respectively, an image processing unit configured to output the data dx shown in Equation 2,
The row selection for selecting the rows needed to obtain moment amount m pq signal y q j is supplied, among the output data dx from each row of the image processing unit, the supplied row selection signal y q a column adder that adds the data dx output from the row selected based on j in the column direction and outputs the data dy shown in Equation 3,
The column selection signal x p i and the row selection signal y q j are generated by setting a row and a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 1, and the generated column selection signal x p a signal processing unit that supplies i to the image processing unit and supplies the row selection signal y q j to the column addition unit,
An image moment sensor.
前記信号処理部は、矩形領域を示す領域情報が供給されて、供給された領域情報に基づいて矩形領域用の列選択信号を生成し、前記矩形領域用に生成した列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算を行い、前記論理積演算の演算値を前記画像処理部に供給するとともに、前記領域情報に基づいて矩形領域用の行選択信号を生成し、前記矩形領域用に生成した行選択信号と前記行選択信号yq jとの論理積演算を行い、前記論理積演算の演算値を前記列加算部に供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像モーメントセンサ。
The signal processing unit is supplied with area information indicating a rectangular area, generates a column selection signal for the rectangular area based on the supplied area information, and generates the column selection signal generated for the rectangular area and the column selection. Performs a logical product operation with the signal x p i and supplies a calculated value of the logical product operation to the image processing unit, and generates a row selection signal for the rectangular region based on the region information, Performing a logical product operation on the generated row selection signal and the row selection signal y q j, and supplying an operation value of the logical product operation to the column adder.
The image moment sensor according to claim 1.
前記画像処理部の各処理要素は、
前記画像からの光を受光して、受光した光を光強度に対応する信号レベルの光検出信号に光電変換して出力する光検出部と、
前記光検出部が出力した光検出信号を2値化して2値データを出力する2値化部と、
前記列選択信号xp iが供給され、供給された前記列選択信号xp iに基づいて、前記2値化部が出力した2値データの出力を制御する2値データ出力制御部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された加算データとを加算して新たな加算データを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に供給する行加算部と、を備えた、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像モーメントセンサ。
Each processing element of the image processing unit includes:
A light detection unit that receives light from the image, photoelectrically converts the received light into a light detection signal having a signal level corresponding to light intensity, and
A binarization unit that binarizes the light detection signal output by the light detection unit and outputs binary data;
And said column selection signal x p i is supplied, on the basis of the supplied the column selection signal x p i, the binary data output control unit for binarizing unit controls the output of the binary data output,
The binary data output from the binary data output control unit is added to the addition data supplied from the processing element of ((x−1), y) coordinates to generate new addition data, and the generated new data A line addition unit that supplies the addition data to a processing element of ((x + 1), y) coordinates,
The image moment sensor according to claim 1.
前記各処理要素の前記行加算部は、
((x−1),y)座標の処理要素に供給されたクロック信号の立ち下がり時に、生成されたキャリーデータを保持し、保持したキャリーデータを、次の加算時に出力するキャリーデータ保持部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された2値データと前記キャリーデータ保持部から出力されたキャリーデータとを加算して新たな加算データとキャリーデータとを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に出力し、前記生成したキャリーデータを前記キャリーデータ保持部に供給する全加算部と、を備えた、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像モーメントセンサ。
The row adder of each processing element is
A carry data holding unit for holding the generated carry data at the fall of the clock signal supplied to the processing element of the ((x-1), y) coordinate and outputting the held carry data at the next addition; ,
The binary data output from the binary data output control unit, the binary data supplied from the processing element of ((x-1), y) coordinates, and the carry data output from the carry data holding unit are added. New addition data and carry data are generated, the generated new addition data is output to the processing element of the ((x + 1), y) coordinate, and the generated carry data is supplied to the carry data holding unit. An adder, and
The image moment sensor according to claim 3.
前記信号処理部は、前記画像処理部にクロック信号を供給し、
前記各処理要素の前記行加算部は、供給されたクロック信号に従い、充電、評価を繰り返し、評価期間に加算したデータを、トランジスタの寄生容量を利用して保持するダイナミック回路によって構成され、
前記信号処理部から供給されたクロック信号を、順次、遅延させて、第n(nは、1以上の整数)クロック信号を生成し、生成した第nクロック信号を第n列の各処理要素の行加算部に供給するクロック信号遅延部を備え、
前記ダイナミック回路が多段接続されて前記画像処理部が構成された、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像モーメントセンサ。
The signal processing unit supplies a clock signal to the image processing unit,
The row addition unit of each processing element is configured by a dynamic circuit that repeatedly charges and evaluates according to a supplied clock signal and holds data added during the evaluation period by using a parasitic capacitance of the transistor,
The clock signal supplied from the signal processing unit is sequentially delayed to generate an n-th (n is an integer of 1 or more) clock signal, and the generated n-th clock signal is transmitted to each processing element in the n-th column. A clock signal delay unit for supplying to the row addition unit;
The dynamic circuit is connected in multiple stages to form the image processing unit.
The image moment sensor according to claim 4.
前記信号処理部又は前記クロック信号遅延部から供給されたクロック信号に同期して、前記信号処理部から供給された前記列選択信号xp iを、供給された順に、前記各処理要素に供給する列選択信号供給部を備え、
前記画像処理部が可変長パイプライン構成によって構成された、
ことを特徴とする請求項5に記載の画像モーメントセンサ。
In synchronization with the clock signal supplied from the signal processing unit or the clock signal delay unit, the column selection signal x p i supplied from the signal processing unit is supplied to each processing element in the order of supply. A column selection signal supply unit;
The image processing unit is configured by a variable length pipeline configuration,
The image moment sensor according to claim 5.
前記画像処理部と前記列加算部と信号処理部とは、集積化された集積回路によって構成されている、ことを特徴とする請求項1、3乃至6のいずれか1項に記載の画像モーメントセンサ。   The image moment according to claim 1, wherein the image processing unit, the column addition unit, and the signal processing unit are configured by integrated integrated circuits. Sensor. 前記画像処理部の各処理要素は、
前記画像からの光を受光して、受光した光を光強度に対応する信号レベルの光検出信号に光電変換して出力する光検出部と、
前記光検出部が出力した光検出信号を2値化して2値データを出力する2値化部と、
前記領域情報に基づいて生成された列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算の演算値が供給され、供給された演算値に基づいて、前記2値化部が出力した2値データの出力を制御する2値データ出力制御部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された加算データとを加算して新たな加算データを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に供給する行加算部と、を備えた、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像モーメントセンサ。
Each processing element of the image processing unit includes:
A light detection unit that receives light from the image, photoelectrically converts the received light into a light detection signal having a signal level corresponding to light intensity, and
A binarization unit that binarizes the light detection signal output by the light detection unit and outputs binary data;
An operation value of a logical product operation of the column selection signal generated based on the region information and the column selection signal x p i is supplied, and the binarization unit outputs 2 based on the supplied operation value A binary data output control unit for controlling output of value data;
The binary data output from the binary data output control unit is added to the addition data supplied from the processing element of ((x−1), y) coordinates to generate new addition data, and the generated new data A line addition unit that supplies the addition data to a processing element of ((x + 1), y) coordinates,
The image moment sensor according to claim 2.
前記各処理要素の前記行加算部は、
((x−1),y)座標の処理要素に供給されたクロック信号の立ち下がり時に、生成されたキャリーデータを保持し、保持したキャリーデータを、次の加算時に出力するキャリーデータ保持部と、
前記2値データ出力制御部が出力した2値データと((x−1),y)座標の処理要素から供給された2値データと前記キャリーデータ保持部から出力されたキャリーデータとを加算して新たな加算データとキャリーデータとを生成し、生成した新たな加算データを((x+1),y)座標の処理要素に出力し、前記生成したキャリーデータを前記キャリーデータ保持部に供給する全加算部と、を備えた、
ことを特徴とする請求項8に記載の画像モーメントセンサ。
The row adder of each processing element is
A carry data holding unit for holding the generated carry data at the fall of the clock signal supplied to the processing element of the ((x-1), y) coordinate and outputting the held carry data at the next addition; ,
The binary data output from the binary data output control unit, the binary data supplied from the processing element of ((x-1), y) coordinates, and the carry data output from the carry data holding unit are added. New addition data and carry data are generated, the generated new addition data is output to the processing element of the ((x + 1), y) coordinate, and the generated carry data is supplied to the carry data holding unit. An adder, and
The image moment sensor according to claim 8.
前記信号処理部は、前記画像処理部にクロック信号を供給し、
前記各処理要素の前記行加算部は、供給されたクロック信号に従い、充電、評価を繰り返し、評価期間に加算したデータを、トランジスタの寄生容量を利用して保持するダイナミック回路によって構成され、
前記信号処理部から供給されたクロック信号を、順次、遅延させて、第n(nは、1以上の整数)クロック信号を生成し、生成した第nクロック信号を第n列の各処理要素の行加算部に供給するクロック信号遅延部を備え、
前記ダイナミック回路が多段接続されて前記画像処理部が構成された、
ことを特徴とする請求項9に記載の画像モーメントセンサ。
The signal processing unit supplies a clock signal to the image processing unit,
The row addition unit of each processing element is configured by a dynamic circuit that repeatedly charges and evaluates according to a supplied clock signal and holds data added during the evaluation period by using a parasitic capacitance of the transistor,
The clock signal supplied from the signal processing unit is sequentially delayed to generate an n-th (n is an integer of 1 or more) clock signal, and the generated n-th clock signal is transmitted to each processing element in the n-th column. A clock signal delay unit for supplying to the row addition unit;
The dynamic circuit is connected in multiple stages to form the image processing unit.
The image moment sensor according to claim 9.
前記信号処理部又は前記クロック信号遅延部から供給されたクロック信号に同期して、前記信号処理部から供給された演算値として前記矩形領域用に生成された列選択信号と前記列選択信号xp iとの論理積演算の演算値を、供給された順に、前記各処理要素に供給する列選択信号供給部を備え、
前記画像処理部が可変長パイプライン構成によって構成された、
ことを特徴とする請求項10に記載の画像モーメントセンサ。
In synchronization with the clock signal supplied from the signal processing unit or the clock signal delay unit, the column selection signal generated for the rectangular area as the operation value supplied from the signal processing unit and the column selection signal x p a column selection signal supply unit that supplies the operation values of the logical product operation with i to each of the processing elements in the order of supply;
The image processing unit is configured by a variable length pipeline configuration,
The image moment sensor according to claim 10.
前記画像処理部と前記列加算部と信号処理部とは、集積化された集積回路によって構成されている、ことを特徴とする請求項2,8乃至11のいずれか1項に記載の画像モーメントセンサ。   The image moment according to any one of claims 2, 8 to 11, wherein the image processing unit, the column addition unit, and the signal processing unit are configured by an integrated circuit. Sensor. 数3に示す前記データdyを出力する請求項1,3乃至7のいずれか1項に記載の画像モーメントセンサと、
前記画像モーメントセンサが出力した前記データdyを数1に代入して演算を行うことにより、前記モーメント量mpqを取得する制御部と、を備えた、
ことを特徴とする画像モーメント計測装置。
The image moment sensor according to any one of claims 1, 3 to 7, which outputs the data dy represented by Equation (3),
A controller that obtains the moment amount m pq by substituting the data dy output by the image moment sensor into Equation 1 and performing an operation.
An image moment measuring apparatus characterized by that.
数3に示す前記データdyを出力する請求項2,8乃至12のいずれか1項に記載の画像モーメントセンサと、
前記画像モーメントセンサが出力した前記データdyを数1に代入して演算を行うことにより、前記モーメント量mpqを取得する制御部と、を備えた、
ことを特徴とする画像モーメント計測装置。
The image moment sensor according to any one of claims 2, 8 to 12, which outputs the data dy represented by Equation (3),
A controller that obtains the moment amount m pq by substituting the data dy output by the image moment sensor into Equation 1 and performing an operation.
An image moment measuring apparatus characterized by that.
前記制御部は、供給された画像に対して、複数の矩形領域を設定し、前記各矩形領域を示す領域情報を、順次、前記信号処理部に供給して、前記列加算部から出力された前記データdyを取得し、各領域情報毎に取得した各データdyに基づいて、それぞれ、数1に従い、モーメント量を演算し、前記供給された画像に対応した領域毎に、演算により取得したモーメント量を加算することにより、前記供給された画像のモーメント量をそれぞれ取得する、
ことを特徴とする請求項14に記載の画像モーメント計測装置。
The control unit sets a plurality of rectangular regions for the supplied image, sequentially supplies region information indicating the rectangular regions to the signal processing unit, and is output from the column addition unit. The data dy is acquired, and based on each data dy acquired for each area information, the moment amount is calculated according to Equation 1, and the moment acquired by calculation is calculated for each area corresponding to the supplied image. Obtaining the moment amount of the supplied image by adding the amount,
The image moment measuring apparatus according to claim 14, wherein:
前記制御部は、前記各矩形領域が未知の場合、全体の領域を所定の大きさのブロックに分割し、各ブロックの総和値を求め、各ブロックの総和値を用いてラベリング処理を行うことにより、各矩形領域の領域情報を取得する、
ことを特徴とする請求項15に記載の画像モーメント計測装置。
When the rectangular area is unknown, the control unit divides the entire area into blocks of a predetermined size, obtains a total value of each block, and performs a labeling process using the total value of each block. , Get the area information of each rectangular area,
The image moment measuring apparatus according to claim 15, wherein:
前記制御部は、前記各処理要素の2値化部に、複数の輝度閾値を供給して各輝度閾値毎にモーメント量を取得し、対象とする画像のモーメント量を、取得した複数のモーメント量の差を求めることにより取得する、
ことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記載の画像モーメント計測装置。
The control unit supplies a plurality of luminance threshold values to the binarization unit of each processing element, acquires a moment amount for each luminance threshold value, and obtains a moment amount of a target image as a plurality of acquired moment amounts. Get by calculating the difference between
The image moment measuring device according to any one of claims 13 to 16, wherein
前記制御部は、前記光検出部の露光中の異なるタイミングで出力された前記光検出信号に対し、前記2値化部に、順次、2値化を行わせ、前記列加算部からデータdyを取得して前記画像のモーメント量の演算を行う、
ことを特徴とする請求項13乃至17のいずれか1項に記載の画像モーメント計測装置。
The control unit causes the binarization unit to sequentially binarize the photodetection signals output at different timings during exposure of the photodetection unit, and obtains data dy from the column addition unit. To obtain and calculate the moment amount of the image,
The image moment measuring device according to any one of claims 13 to 17, wherein
光を発する光源部と、
前記光源部が発した光を、モーメント量計測対象物と背景とに投光する投光部と、を備え、
画像モーメントセンサは、前記モーメント量計測対象物と背景とからの光の反射光に基づいて形成された画像についての数3に示す前記データdyを出力し、
前記制御部は、前記光源部に、光を点滅させる点滅信号を供給して光を点滅させ、前記光が点灯しているときと前記光が消灯しているときとで、前記画像モーメントセンサから出力された数3に示す前記データdyを取得し、取得したデータdyに基づいて得られた両モーメント量の差を求めることにより、前記計測対象物の画像と前記背景画像とを分離して、前記計測対象物のモーメント量を取得する、
ことを特徴とする13乃至18のいずれか1項に記載の画像モーメント計測装置。
A light source that emits light;
A light projecting unit for projecting the light emitted from the light source unit to the moment amount measurement object and the background,
The image moment sensor outputs the data dy shown in Equation 3 for the image formed based on the reflected light of the light from the moment amount measurement object and the background,
The control unit supplies a blinking signal for blinking light to the light source unit to cause the light to blink, and from the image moment sensor when the light is turned on and when the light is turned off. By obtaining the output data dy shown in Equation 3 and obtaining the difference between the two moment amounts obtained based on the obtained data dy, the image of the measurement object and the background image are separated, Obtaining the amount of moment of the measurement object;
19. The image moment measuring apparatus according to any one of 13 to 18, wherein the apparatus is an image moment measuring apparatus.
行数をM(Mは正の整数)、列数をN(Nは正の整数)として、M×N個の処理要素が行列配置され、各処理要素が、画像から受光した光を光強度に対応した信号レベルの光検出信号に変換し、各処理要素が行方向に2値データを加算演算して、各行毎にデータdxを出力するように構成された画像処理部と、
前記画像処理部の各行から出力されたデータdxを加算演算してデータdyを出力する列加算部と、を備えて画像のモーメント量を取得する画像モーメントセンサの演算方法であって、
に示すモーメント量mpqの取得に必要な行と列とを設定して列選択信号xp i と行選択信号yq jとを生成するステップと、
生成した前記列選択信号xp iを前記画像処理部の各処理要素に供給して、前記処理要素の列を選択して、前記画像処理部に、各行の処理要素の演算結果として、それぞれ、数に示すデータdxを出力させるステップと、
生成した行選択信号yq jを前記列加算部に供給して、前記列加算部に、画像処理部の各行から出力されたデータdxのうち、供給された行選択信号yq jに基づいて選択された行から出力されたデータdxを加算演算して、数に示すデータdyを出力させるステップと、
前記列加算部から出力されたデータdyを取得して、数に従って前記モーメント量mpqの演算を行うステップと、を備えた、
ことを特徴とする画像モーメントセンサの演算方法。
The number of rows M (M is a positive integer), the number of columns as the N (N is a positive integer), M × N number of processing elements arranged in a matrix, each processing element, the light the light received from images An image processing unit configured to convert to a light detection signal having a signal level corresponding to the intensity, add each binary data in the row direction , and output data dx for each row;
A column addition unit that adds data dx output from each row of the image processing unit and outputs data dy, and obtains the amount of moment of the image, the image moment sensor calculating method comprising:
Setting a row and a column necessary for obtaining the moment amount m pq shown in Equation 4 to generate a column selection signal x p i and a row selection signal y q j ;
The generated column selection signal x p i is supplied to each processing element of the image processing unit, the column of the processing element is selected, and the calculation result of the processing element of each row is sent to the image processing unit, respectively. Outputting the data dx shown in Formula 5 ;
The generated row selection signal y q j is supplied to the column adder, and the column adder is supplied to the column adder based on the supplied row selection signal y q j out of the data dx output from each row of the image processing unit. Adding data dx output from the selected row to output data dy shown in Equation 6 ;
Obtaining the data dy output from the column adder, and calculating the moment amount m pq according to Equation 4 ;
An image moment sensor calculation method characterized by the above.
モーメント量計測対象物と背景とに光を投光するステップと、
請求項20に記載の画像モーメントセンサの演算方法に従って、前記投光した光の反射光に基づいて形成された画像のモーメント量を演算するステップと、
消灯して、前記モーメント量計測対象物と背景とへの光の投光を停止するステップと、
請求項20に記載の画像モーメントセンサの演算方法に従って、前記投光した光の反射光に基づいて形成された画像のモーメント量を演算するステップと、
投光しているときに演算したモーメント量と前記投光を停止したときに演算したモーメント量との差を求めることにより、前記計測対象物の画像と前記背景画像とを分離して、前記計測対象物のモーメント量を取得するステップと、を備えた、
ことを特徴とする画像モーメント計測方法。
Projecting light on the object of moment measurement and the background;
A step of calculating a moment amount of an image formed based on reflected light of the projected light according to the calculation method of the image moment sensor according to claim 20;
Turning off the light and stopping the light projection to the moment measurement object and the background;
A step of calculating a moment amount of an image formed based on reflected light of the projected light according to the calculation method of the image moment sensor according to claim 20;
The measurement object image and the background image are separated by obtaining a difference between the moment amount calculated when the light is projected and the moment amount calculated when the light projection is stopped, and the measurement is performed. Obtaining a moment amount of the object,
An image moment measuring method characterized by that.
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