JPH0120469B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する分野］ 本発明は、画像処理装置等において、入力され
た濃淡画像から、任意方向に投影された波形を高
速に生成する投影波形生成回路に関するものであ
る。

［従来技術］ 従来より、画像の特徴を求めるための解析手法
として二次元フーリエ変換法は有効であるとされ
ている。

二次元フーリエ変換は、一般に、第１図イから
ロに示すように一次元フーリエ変換を行数だけ行
い、続いて結果に対して同図ロからハに示すよう
に縦方向に列数だけ再び一次元フーリエ変換を施
すもので、この様な変換には膨大な計算と、大容
量のデータ記憶用のメモリを必要とした。

ところで、二次元フーリエ変換の応用として
は、二次元フーリエ空間上で中心を通る特定のラ
イン上の分布だけを見ればよいという場合が多
い。

しかし、この様な場合でも、従来の例では高速
フーリエ変換FFTを用いることから、全画面に
対して二次元フーリエ変換を行わなければなら
ず、非常に時間とコストがかかり実用的ではない
という欠点があつた。

［発明の目的］ 本発明は、このような点に鑑み、本発明により
得られた投影波形について一次元フーリエ変換を
行うのみで二次元フーリエ空間上で中心を通る特
定のライン上の分布を得ることができるようなそ
の様な投影波形を、入力画像の任意方向において
高速に得ることができる簡単な構成の投影波形生
成回路を提供することにある。

［発明の概要］ この様な目的を達成するための本発明は、画像
処理装置において、画面の任意の座標（ｘ，ｙ）
に対してay−bx−ｄ（ａ，ｂは係数、ｄは定数）
の演算を行う演算器と、この演算器の出力をアド
レス入力とし読出しおよび書込みのできるメモリ
と、前記座標（ｘ，ｙ）が対象図形内にあるとき
はその点の濃度レベルを示す値を前記メモリ出力
に加算する加算手段と、この加算手段からの出力
を前記メモリの同一アドレスに再び書込む書込み
手段とを具備し、任意方向への投影波形がメモリ
より得られるようにしたことを特徴とする。

［実施例］ 以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。二
次元フーリエ変換に関しては「ある画像の投影波
形のフーリエ変換は、その画像の二次元フーリエ
変換のうち投影方向に対した角度で切つた中心線
上の値に等しい」という定理がある。すなわち、
第２図に示すような実空間２１内にある対象物２
２に係る投影波形２３，２４，２５があれば、こ
れの一次元FFTを１回行うだけでフーリエ空間
２６上の中心を通る直線上の波形を得ることがで
きる。この波形分布を見ることによつて、例えば
特定方向の画像構造に関する情報が得られ、パタ
ーン認識等に利用することができる。

ここでは、一次元FFTに関しては公知の方法
を用いるとして、投影波形を高速で得るハードウ
エアの構成について説明する。

まず、本発明の原理を第３図を参照して説明す
る。今、投影しようとする直線（例えば、ｘ，ｙ
軸とか慣性主軸等）を数式で表すと、一般に、 ax＋by＋ｃ＝０ と書ける。これに対して投影波形を得ることは、
図のI₁，I₂，I₃それぞれにおける画像の濃度レベ
ルの累積値を求めることに他ならない。これは、
式(1)と垂直な直線すなわち bx−ay＋ｄ＋p₁＝０ (2) bx−ay＋ｄ＋p₂＝０ (3) bx−ay＋ｄ＋p₃＝０ (4) 等と画像ｆ（ｘ，ｙ）とが重なつている部分の濃
度レベルを求めることである。

ここで、ｆ（ｘ，ｙ）は対象とする画像で、図
形の部分はそれぞれの濃度レベルを呈し、背景の
部分は濃度レベル０の値をとるものとする。式(2)
〜(4)の一般式として、 bx−ay＋ｄ＋pi＝０ を得る。（ただし、piは一定数）。従つて、Ii上で
はay−bx＝piとなるので、piをパラメータと考
え、piと１対１に対応した番地（piそのままを番
地としてもよい）を持つメモリを用意すればラス
タスキヤンされた点がIi上に来たときに対応した
番地をアクセスすることが可能となる。

そこで、その番地の内容を、ay−bx−ｄ＝pi
かつｆ（ｘ，ｙ）における濃度レベルを加算する
ものとすれば、全画面走査後には濃度レベルを累
積して得られるところの投影波形を得ることがで
きる。

第４図はこの様な原理に基づく本発明に係る投
影波形生成回路の一実施例を示す構成図である。
同図において、１は画像の任意の座標（ｘ，ｙ）
に対してay−bx−ｄの演算を行う演算器、２は
マルチプレクサ（以下MPXと略称する）で、演
算器１の出力はMPX２を通してメモリ３のアド
レスに接続され、現座標に対応したメモリ番地の
読出し、書込みができるようになつている。

４はメモリ３のデータ出力を一旦記憶するラツ
チ、５はラツチ４の出力データと入力される濃淡
レベル値を加算する加算器である。加算器５の出
力は再びメモリ３に書込まれるように構成されて
いる。

６と７はバツフアで、これらのバツフアを介し
てメモリ３の出力ないしMPX２の一方の入力が、
図示しないコンピユータ等に授受されるようにな
つている。

この様な構成における動作を第５図のタイムチ
ヤートを参照しつつ次に説明する。メモリ３は計
数走査前に何らかの手段（例えばホストコンピユ
ータ等により）で予めその内容がクリアされてい
るものとする。演算器１では、ラスタスキヤンの
ためのｘクロツク（第５図のイ）およびｙクロツ
ク（垂直方向走査用のクロツク）が与えられるご
とに各クロツク数の累積値ｘ，ｙ（ただし、ｘは
水平同期信号の発生毎に、またｙは垂直同期信号
の発生毎にそれぞれリセツトされる）を求めると
共に演算によりpi＝ay−bx−ｄを求める。piは
MPX２を通して第５図ロに示すようにアドレス
ｎとしてメモリ３に与えられる。

メモリ３はＸクロツクが“Ｈ”のとき読出しモ
ードとなるのでアドレスｎの内容Ｄ（ｎ）（第５図
のハ）がラツチ４に送出される。続いて、加算器
５において、このＤ（ｎ）とライン８を通して与
えられる濃淡画像の濃度レベルの値との加算が行
われる（第５図ホ）。加算結果は、ｘクロツクが
“Ｌ”から“Ｈ”に切り変り、メモリ３が読み出
しモードに切り変る時点で再びｎ番地に書込まれ
る。

次に、ｘクロツクが与えられると、演算器１で
は新たなアドレスn′が求められメモリ３をアクセ
スする（第５図ロ）。続いて、上述と同様な動作
によりＤ（n′）と濃度レベルとの加算およびその
加算結果の書込みが実行される。

以降同様の動作が一画面全体に亙つて繰返さ
れ、結果としてメモリ３には投影波形が記憶され
る。

第６図は演算器１の他の実施例を示すブロツク
図である。同図において、ａレジスタ６１，ｂレ
ジスタ６２およびｄレジスタ６３には図示しない
コンピユータなどからそれぞれ係数ａ，−ｂと定
数−ｄがセツトされる。データセレクタ６４は第
１の走査ラインのｘ同期信号時および各ラインの
ｘ同期信号時の次のクロツク時に加算器６６に０
を出力し、その他のタイミングではｂレジスタ６
２の値−ｂを出力する。

他方のデータセレクタ６５は第１ラインのｘ同
期信号時に０を出力し、その他のタイミングでは
Ｆレジスタ６８の値Ｆ（ｘ−１）を出力する。Ｆ
レジスタ６８はｘクロツクに同期してそのときの
加算器６６の出力値を保持する。他方Ｇレジスタ
６７はｘ同期信号に同期してそのときの加算器６
６の出力値を保持する。加算器６６ではデータセ
レクタ６４および６５の出力を加算し、座標
（ｘ，ｙ）に対応してＦ（ｘ）＝ay−bx−ｄすなわ
ち前述のpiを得る。

第６図の構成によれば、高価な係数乗算器を使
用することなく、安価で手軽にリアルタイムで座
標変換を行うことができるという利点がある。

なお、演算器は第６図の構成に限定されるもの
ではなく、例えばクロツクではなく座標の値ｘ，
ｙそのものが入力されてay−bx−ｄが求められ
るという構成のものであつても良い。

また、メモリ３のアドレスには、演算器１の出
力に併せて図形の番号も入力できるようにすれ
ば、複数個の図形に対して同一フレームで処理す
ることができ、高速化に寄与できる。この場合、
メモリ３を各図形毎に分割して割当てるように
し、各分割領域でそれぞれの図形の投影波形を求
める。

また、MPX２としては、３ステート素子を用
いてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、次のよ
うな効果がある。

任意方向における対象図形の投影波形を容易
に得ることができる投影波形生成回路を実現す
ることができる。

演算器として画像処理装置でよく使用される
ハードウエア（アフイン変換器、ヒストグラム
累算器等）が利用できる構成なので、安価な構
成でありながらも高速に投影波形を得ることが
できる。

二次元フーリエ空間上の特定の直線下の波形
が一度のFFTで得られるので、高速の特徴抽
出が可能である。

どのような方向の投影像も得られるので、例
えばCT等のシユミレーシヨンデータ等が容易
に得られる。

投影方向の角度を順次変え、０〜180゜の方向
の投影波形のFFTを行うことにより、極座標
形式の二次元フーリエ変換が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二次元FFTの方法を説明するための
図、第２図はフーリエ空間と投影波形の関係を示
す図、第３図は本発明の原理を説明するための
図、第４図は本発明に係る投影波形生成回路の一
実施例を示すブロツク構成図、第５図は動作説明
のためのタイム・チヤート、第６図は演算器の実
施例図である。 １……演算器、２……マルチプレクサ、３……
メモリ、４……ラツチ、５，６６……加算器、６
１，６２，６３……レジスタ、６４，６５……デ
ータセレクタ、６７……Ｇレジスタ、６８……Ｆ
レジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像処理装置において、画面の任意の座標
   （ｘ，ｙ）に対してay−bx−ｄ（ａ，ｂは係数、
   ｄは定数）の演算を行う演算器と、この演算器の
   出力をアドレス入力とし読出しおよび書込みので
   きるメモリと、前記座標（ｘ，ｙ）が対象図形内
   にあるときはその点の濃度レベルを示す値を前記
   メモリ出力に加算する加算手段と、この加算手段
   からの出力を前記メモリの同一アドレスに再び書
   込む書込み手段とを具備し、任意方向への投影波
   形がメモリより得られるようにしたことを特徴と
   する投影波形生成回路。 ２ 前記演算器は、ラスタ・スキヤン型画像装置
   からの同期信号に対応して、係数ａ，ｂのデータ
   入力およびＦ，Ｇ両レジスタの出力の内いずれか
   ２つを選択出力する選択手段と、この選択手段か
   らの前記２つの出力を加算する加算器と、この加
   算器からの出力を保持する前記Ｆ，Ｇ両レジスタ
   とを備えたものであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の投影波形生成回路。