JPH0377419A - ディジタルフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、２次元のフィルタリング機能と２種類以上の
１次元のフィルタリング機能とを具えた非巡回型のディ
ジタルフィルタに関するものである。

【従来の技術】

ディジタルの画像データを高速で処理するディジタルフ
ィルタとして、非巡回型のディジタルフィルタが知られ
ている。ディジタルフィルタには、フィルタ演算領域が
１次元領域（多うイン×１タップ）である１次元ディジ
タルフィルタと、フィルタ演算領域が２次元領域（多ラ
イン×多タフプ）である２次元ディジタルフィルタとが
ある。 フィルタ演算領域の各画素位置に対応して、フィルタ演
算時に乗ずべき係数が予め与えられている。対称型非巡
回型ディジタルフィルタにおいては、該係数はフィルタ
演算領域の中央位置に間して対称の画素位置には、同じ
値の係数が与えられる。 第２図に、５ライン×５タツプのフィルタ演算もＩ域の
係数対応表を示す、ａないしｆは係数値であり、中央位
置に対して対称な位置には同じ係数が与えられている。 第３図に５タツプ×５ラインのフィルタ演算領域の画像
データの例を示すが、これらの画像データと第２図の対
応する係数が乗ぜられ（例えば、画像データ１．にはａ
が乗ぜられ、■４にはｂが乗ぜられ）、それらの乗算結
果が加算されてフィルタ出力とされる。 第５図に、対称非巡回型の従来の２次元ディジタルフィ
ルタの例を示す、第５図において、１は入力端子、１工
ないし１４はラインバッファ、１５ないし１９はラッチ
、２０．２１は加算器、３１ないし４５はラッチ、５１
ないし５６は加算器、６１ないし６６はラッチ、６７な
いし７２は乗算器、７３は加算器、７４は出力端子、Ｌ
はラッチ部、Ｍは人力処理部、Ｎ２は２次元フィルタ用
加算部、Ｐは出力処理部である。 今、入力端子１より第３図の画像データが入力されると
する。第１ライン目の’Ｉｚ、ＩＩ□、Ｉ３＋　　１１
４＋　　［＋ｓＪから、ライン毎に順次入力される＃　
ｌライフ分のデータは各ラインバッファに一時蓄えられ
、後のラインのデータが入力される毎に順送りされて行
く。従って、第４ライン目の画像データが入力された時
には、ラインバッファ１１に第１ライン目の画像データ
、ラインバッファ１２に第２ライン目の画像データ、ラ
インバッファ１３に第３ライン目の画像データ、ライン
バッファ１４に第４ライン目の画像データが蓄えられて
いる。 第５ライン目の画像データが入力端子工より人力される
時、各ラインの画像データは一斉にランチ１５〜１９に
送られる。その後、加算器２０゜２１により、フィルタ
演算領域の対称ライン（即ち、対称位置にあるライン、
具体的には、第１ラインと第５ライン、第２ラインと第
４ライン、）の画像データが各タップ毎に加算されて、
順次ラッチ部りに送られる。第３ラインは、これと対称
位置にあるラインがないので、各タップの値がそのまま
ラッチ部りへ順次送られる。 ラッチ３１〜４５は、上記のようにして順次送られて来
た値をラッチする。ラッチ３１〜４５のブロック内に記
したＡ−Ｆは、係数ａ　−ｆと乗ずべき画像データが格
納されていることを示す、以後に出て来る他の図におい
ても同様である。 ２次元フィルタ用加算部Ｎｔは、同じ係数と乗ずべきＮ
偽データを予め加算してしまうためのものである０例え
ば、加算器５１は、係数ａと乗ずべき画像データを加算
するものであり、Ａと記しであるランチ３１．３５の値
を加算するよう配線されている。 出力処理部Ｐは、２次元フィルタ用加算部Ｎ。 での加算結果を一時うフチ６１〜６６に格納した後、乗
算器６７〜７２で対応する係数ａ　−ｒと乗する。それ
らの乗算結果を加算器７３で加算し、それをフィルタ出
力として出力端子７４へ出す。 なお、ディジタルフィルタに関する従来の文献としては
、特願昭６３−５０１０１号、特願昭６３−９５３４５
号がある。

【発明が解決しようとする課題】

（問題点） ２次元のディジタルフィルタを、フィルタ演算領域の異
なる種々の１次元ディジタルフィルタとしても使用でき
るようにしたいという要望があるが、前記した従来のデ
ィジタルフィルタでは、１種類の１次元ディジタルフィ
ルタとしてしか使用出来ないという問題点があった。 （問題点の説明） 第５図の従来の２次元ディジタルフィルタは、１種類の
１次元ディジタルフィルタとしては使用することが出来
る。先ず、それを説明する。 第５図の入力として、第３図に示すような５×５の領域
の画像データを入力するに際し、２〜５ラインの画像デ
ータは全てゼロとして入力する。 すると、事実上、ｌライン×５タップの画像データ’　
Ｉ　Ｉｌ＋　　ｒ　Ｉ□、　　Ｉ　＋ｓ、　　Ｉ　ｒａ
、　　Ｉ　＋ｓＪに対し、第２図の１ライン目の係数ｒ
ａ、ｂ、ｃ、ｂ、ａＪが乗ぜられ、乗算結果が加算され
てフィルタ出力とされるという１次元ディジタルフィル
タの機能を果たす。 しかし、タップ数が上記とは異なるフィルタ演算領域（
例えば、１ラインＸｌｌタツプ）を有する１次元ディジ
タルフィルタとして使いたいという要望があった場合、
その要望に応えることは出来ない、つまり、２次元ディ
ジタルフィルタと同じタップ数の１次元ディジタルフィ
ルタとしては使用出来るが、それと異なるタップ数の１
次元ディジタルフィルタとしては使用することが出来な
かった。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決するため、本発明のディジタルフィルタ
では、２次元ディジタルフィルタのタップ数とは異なる
タップ数のフィルタ演算領域を有する１次元ディジタル
フィルタとしても使用することが出来るようにするため
、次のような手段を講じた。 即ち、本発明のディジタルフィルタでは、２次元フィル
タ演算領域の対称ラインの画像データをタップ毎にラッ
チする複数個のラッチから成る２次元フィルタ用ラッチ
部と、セレクト信号で動作する第１のマルチプレクサと
、この第１のマルチプレクサの作用により前記ラッチの
全てを直列に接続して威る１次元フィルタ用ラッチ部と
、前記２次元フィルタ用ラッチ部からの出力を加算する
２次元フィルタ用加算部と、前記１次元フィルタ用ラッ
チ部からの出力を加算する１次元フィルタ用加算部と、
セレクト信号により動作し前記２次元フィルタ用ラッチ
部からの出力か前記１次元フィルタ用ラッチ部からの出
力かを選択する第２のマルチプレクサと、該第２のマル
チプレクサによって選択された出力にフィルタ演算用の
係数を乗じたのち加算する出力処理部とを具え、前記セ
レクト信号により１次元ディジタルフィルタまたは２次
元ディジタルフィルタとして切り換え使用し得るように
することとした。

【作　　用】

前記のような溝底とされたディジタルフィルタにおいて
は、セレクト信号によって、第１のマルチプレクサに２
次元フィルタ用ラッチ部を選択させ、第２のマルチプレ
クサに２次元フィルタ用加算部を選択させると、２次元
ディジタルフィルタとして使用することが可能である。 また、セレクト信号によって、第１のマルチプレクサに
１次元フィルタ用ラッチ部を選択させ、第２のマルチプ
レクサに１次元フィルタ用ラッチ部を選択させると、■
次元ディジタルフィルタとして使用することが可能であ
る。 １次元フィルタ用ラッチ部および１次元フィルタ用加算
部を、それぞれ複数個設け、それらの対応するもの同士
を第１．第２のマルチプレクサに選択するようにさせれ
ば、使用し得る１次元ディジタルフィルタを、フィルタ
演算領域が異なる複数ｍｍとすることも可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図に、本発明にかかわるディジタルフィルタのブロ
ック構成図を示す、符号は、第５図に対応している。そ
して、ＭＰＸはマルチプレクサ、Ｌ、は１次元フィルタ
用ラッチ部、Ｌ８は２次元フィルタ用ラッチ部、Ｎ１は
１次元フィルタ用加算部、１００はセレクト信号端子で
ある。 セレクト信号端子１００への信号によりマルチプレクサ
ＭＰＸを切り換え、１次元ディジタルフィルタとしたい
場合には、１次元フィルタ用ラッチ部し１．１次元フィ
ルタ用加算部Ｎ、を選ぶ。 ２次元ディジタルフィルタとしたい場合には、２次元フ
ィルタ用ラッチ部Ｌ２，２次元フィルタ用加算部Ｎｔを
選ぶ。 第１図では、１次元フィルタ用ラッチ部Ｌ＋。 １次元フィルタ用加算部Ｎ、を１個しか膚いてないが、
使用できるＩ次元ディジタルフィルタの種類を複数とし
たい場合には、それぞれの種類に対応したラッチ部、加
算部が設けられ、マルチプレクサＭＰＸにより切り換え
て用いられる。 〔第１の実施例］ 第６図に、本発明の第１の実施例にかかわるディジタル
フィルタの詳細図を示す、これは、５×５の２次元ディ
ジタルフィルタを、１×１１の１次元ディジタルフィル
タとしても使用できるようにしたものである。 符号は、第１図、第５図のものに対応している。 そして、４６．４７はマルチプレクサ、８１ないし８５
は加算器、９１ないし９６はマルチプレクサ、Ｑ、ない
しＱ６は１次元フィルタ用加算部Ｎ、の加算出力である
。 第１０図に、１ライン×１１タツプのフィルタ演算領域
の係数対応表を示す。係数値は、中央に対して左右対称
となるように与えられている。 第６図のラッチ３１〜４５のブロック中には、上下の２
段に分けてＡ−Ｆの文字が記しであるが、これは、それ
ぞれ係数ａ　−ｆを乗ずべき画像データが格納されるラ
ッチであることを示している。 上段は、５×５の２次元ディジタルフィルタの場合、下
段は１×１１の１次元ディジタルフィルタの場合を示し
ている。 （１）２次元ディジタルフィルタとして用いる場合 セレクト信号端子１００に、このディジタルフィルタを
２次元ディジタルフィルタとして用いる旨の信号（例え
ば、「１」の信号）が入力されると、マルチプレクサ４
６は加算器２１からの出力を通過させ、マルチプレクサ
４７はラッチ１７からの出力を通過させるよう動作する
。また、マルチプレクサ９１〜９６は、加算器５１〜５
６からの出力を通過させるよう動作する。 このように動作した時の構成は第５図の構成と同じとな
り、フィルタリング動作も同じとなるので、その説明は
省略する。 （２）１次元ディジタルフィルタとして用いる場合 セレクト信号端子１００に１次元ディジタルフィルタと
して用いる旨の信号（例えば、「０」の信号）が入力さ
れると、マルチプレクサ４６はラッチ３５の出力を通過
させ、マルチプレクサ４７はラッチ４０の出力を通過さ
せるよう動作する。 また、マルチプレクサ９１〜９６は、１次元フィルタ用
加算部ＮＩの加算出力Ｑ、−Ｑ、を通過させるよう動作
する。 入力端子１より入力された先頭の１タップ分の画像デー
タが、後続するタップの画像データが入力される度に順
送りされ、ラッチ３１→３２→３３→３４→３５−（マ
ルチプレクサ４６）→ラッチ３６→３７→３８→３９→
４０→（マルチプレクサ４７）→ラッチ４１まで進んで
来た時、丁度１１タップ分の画像データが入力されたこ
とになる。 次に、それらの画像データを用いて１次元フィルタ用加
算部Ｎ１で加算が行われる。第４図は、１ライン×１１
タツプのフィルタ演算領域を持つ１次元フィルタにおけ
る加算の仕方を説明する図である。ＡとＡとが加算器８
１で加算されＱｌが得られ、ＢとＢとが加算器８２で加
算されＱ８が得られる。同様にしてＱ、〜Ｑ、が得られ
る。Ｆは１個であるからそのまま出力され、Ｑ、とされ
る、こうして、１次元フィルタ用加算部ＮＩの加算出力
Ｑ、〜Ｑ、が得られる。 なお、加算は２次元フィルタ用加算部Ｎ、でも行われる
が、その加算出力は、１次元ディジタルフィルタとして
用いる場合、マルチプレクサ９１〜９６を通過し得ない
ようにされているから、採用されない。 通過させられるのは、１次元フィルタ用加算部ＮＩの加
算出力Ｑ、〜Ｑ、の方であり、これが出力処理部Ｐで処
理される。かくして、出力端子７４には、１次元ディジ
タルフィルタの出力が得られることになる。 なお、従来技術の項で述べたように、第６図のディジタ
ルフィルタを、ＩＸ５の１次元ディジタルフィルタとし
て用いることは可能である。 〔第２の実施例〕 第７図に、本発明の第２の実施例にかかわるディジタル
フィルタの詳細図を示す、これは、５×５の２次元ディ
ジタルフィルタを、ＩＸ７．ＩＸ９、ＩＸＩＩの３種類
の１次元ディジタルフィルタとしても使用できるように
したものである。 符号は、第６図のものに対応している。そして、１０１
はアンド回路、３１０ないし４５０はラッチ出力端子で
あるｅＲｌないしＲ６は２次元フィルタ用加算部Ｎ２の
加算出力である。Ｏの中に十が記されている記号は、加
算器を表している。 第８図に１ライン×７タツプのフィルタ演算領域の係数
対応表を示し、第９図に１ライン×９タツプのフィルタ
演算領域の係数対応表を示す、１ラインＸｌｌタツプの
フィルタ演算領域の係数対応表は、第１Ｏ図に示されて
いる。係数値は、全て中央に対して左右対称となるよう
に与えられている。 第７図のラッチ３１〜４５のブロック中には、上中下の
３段に分けてＡ−Ｆの文字が記しであるが、これらは、
それぞれ係数ａ〜ｆを乗ずべき画像データが格納される
ラッチであることを示している。上段は１×７の１次元
ディジタルフィルタの場合、中段はＩＸ９の１次元ディ
ジタルフィルタの場合、下段はｌ×１１の１次元ディジ
タルフィルタの場合を示している。 セレクト信号端子１００へは２ビツトの信号が入力され
、２次元ディジタルフィルタとして使用するか、ＩＸ７
．ＩＸ９．ＩＸＩＩの何れの１次元ディジタルフィルタ
として使用するかの区別をする（２ビツトで４種類の区
別）。 （１）２次元ディジタルフィルタとして用いる場合 セレクト信号端子１００へは（１，１）の信号が入力さ
れる。この時、マルチプレクサ４６．マルチプレクサ４
７は、入力処理部Ｍからの出力を通過させるよう動作す
る。また、マルチプレクサ９１〜９６は、２次元フィル
タ用加算部Ｎ、からの出力Ｒ１〜Ｒ６を通過させる。２
次元フィルタ用加算部Ｎ、の詳細な構成は、第６図のも
のと同じである。 フィルタ動作は、第５図の場合と同様であるので、説明
は省略する。 （２）ＩＸ７の１次元ディジタルフィルタとして用いる
場合 セレクト信号端子１００へ、（１，１）以外の信号例え
ば、（０，Ｏ）の信号を入力する。この時、マルチプレ
クサ４６．４７は、入力処理部Ｍの出力は通過させず、
ラッチ３５．４０の出力を通過させるよう動作する。ま
た、マルチプレクサ９１〜９６は、ラッチ３１〜３７ま
での７タツプ分の画像データの内、対応する画像データ
（Ａ同士、Ｂ同士等）を加算する加算器の出力（マルチ
プレクサ９１〜９６に入っている入力の内、最左端のも
の）を通過させるよう動作する。 従って、出力端子７４からは、１×７の１次元ディジタ
ルフィルタ出力が得られる。 （３）ＩＸ９の１次元ディジタルフィルタとして用いる
場合 セレクト信号端子１００へ、（，１，１）以外の信号例
えば、（０，１）の信号を入力する。この時、マルチプ
レクサ４６．４７は、入力処理部Ｍの出力は通過させず
、ラッチ３５．４０の出力を通過させるよう動作する。 また、マルチプレクサ９１〜９６は、ラッチ３１〜３９
までの９タップ分の画像データの内、対応する画像デー
タ（Ａ同士、Ｂ同士等）を加算する加算器の出力（マル
チプレクサ９，１〜９６に入っている入力の内、左から
２番目のもの）を通過させるよう動作する。 従って、出力端子７４からは、ＩＸ９の１次元ディジタ
ルフィルタ出力が得られる。 （４）ＩＸＩＩの１次元ディジタルフィルタとして用い
る場合 セレクト信号端子１００へ、（１，１）以外の信号例え
ば、（１，０）の信号を入力する。この時、マルチプレ
クサ４６．４７は、入力処理部Ｍの出力は通過させず、
ラッチ３５．４０の出力を通過させるよう動作する。ま
た、マルチプレクサ９１〜９６は、ラッチ３１〜４１ま
での１１タップ分の画像データの内、対応する画像デー
タ（Ａ同士、Ｂ同士等）を加算する加算器の出力（マル
チプレクサ９１〜９６に入っている入力の内、左から３
番目のもの）を通過させるよう動作する。 従って、出力端子７４からは、１×１１の１次元ディジ
タルフィルタ出力が得られる。 なお、従来技術の項で述べたように、第７図のディジタ
ルフィルタを、ＩＸ５の１次元ディジタルフィルタとし
て用いることは可能である。 なお、以上の例では、２次元ディジタルフィルタのフィ
ルタ演算領域としては、５ライン×５タツプのものを示
したが、これに限られるものではな（，７×７のもの等
でもよい。 また、２次元ディジタルフィルタのフィルタ演Ｘ領域を
ＮＸＮとした場合、最高タップ数ＮＸＮまでの１次元デ
ィジタルフィルタを構成することが出来る。 【発明の効果１ 以上述べた如く、本発明によれば、１つのディジタルフ
ィルタを、２次元ディジタルフィルタとしても使用する
ことが出来ると共に、種々のタップ数の１次元ディジタ
ルフィルタとしても使用することが出来るようになり、
汎用性を向上させることが出来る。 従って、本発明のディジタルフィルタをＬＳＩの１つの
チップとして製作した場合、そのチップは、例えば、通
信装置で必要とされる１次元の帯域フィルタとか１次元
の低域フィルタとして使用することも出来るし、ディジ
タル複写機等の画像処理で必要とされる２次元ディジタ
ルフィルタとしても使用することも出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明にかかわるディジタルフィルタのブ
ロック構成図 第２図・・・５ライン×５タツプのフィルタ演算領域の
係数対応表 第３図・・・５ライン×５タツプのフィルタ演算領域の
画像データ 第４図・・・ｌラインＸｌｌタップのフィルタ演算領域
を持つ１次元フィルタにおける加算の仕方を説明する図 第５図・・・従来の２次元ディジタルフィルタ第６図・
・・本発明の第１の実施例にかかわるディジタルフィル
タの詳細図 第７図・・・本発明の第２の実施例にかかわるディジタ
ルフィルタの詳細図 第８図・・・１ライン×７タツプのフィルタ演算領域の
係数対応表 第９図・・・１ライン×９夕７ブのフィルタ演算領域の
係数対応表 第１０図・・・ｌラインＸｌｌタップのフィルタ演算領
域の係数対応表 図において、１は入力端子、１１ないし１４はラインバ
ッファ、１５ないし１９はラッチ、２０゜２１は加算器
、３１ないし４５はラッチ、４６゜４７はマルチプレク
サ、５１ないし５６は加算器、６１ないし６６はラッチ
、６７ないし７２は乗算器、７３は加算器、７４は出力
端子、８１ないし８５は加算器、９１ないし９Ｇはマル
チプレクサ、１００はセレクト信号端子、１０１はアン
ド回路、３１０ないし４５０はラッチ出力端子、Ｌはラ
ッチ部、Ｌ、は１次元フィルタ用ラッチ部、Ｌ８は２次
元フィルタ用ラッチ部、Ｍは入力処理部、Ｎ、は１次元
フィルタ用加算部、Ｎ２は２次元フィルタ用加算部、Ｐ
は出力処理部、Ｑ、ないしＱ。 は１次元フィルタ用加算部Ｎ１の加算出力、Ｒ。 ないしＲ１は２次元フィルタ用加算部Ｎ、の加算出力で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２次元フィルタ演算領域の対称ラインの画像データをタ
   ップ毎にラッチする複数個のラッチから成る２次元フィ
   ルタ用ラッチ部と、セレクト信号で動作する第１のマル
   チプレクサと、この第１のマルチプレクサの作用により
   前記ラッチの全てを直列に接続して成る１次元フィルタ
   用ラッチ部と、前記２次元フィルタ用ラッチ部からの出
   力を加算する２次元フィルタ用加算部と、前記１次元フ
   ィルタ用ラッチ部からの出力を加算する１次元フィルタ
   用加算部と、セレクト信号により動作し前記２次元フィ
   ルタ用ラッチ部からの出力か前記１次元フィルタ用ラッ
   チ部からの出力かを選択する第２のマルチプレクサと、
   該第２のマルチプレクサによって選択された出力にフィ
   ルタ演算用の係数を乗じたのち加算する出力処理部とを
   具え、前記セレクト信号により１次元ディジタルフィル
   タまたは２次元ディジタルフィルタとして切り換え使用
   し得るようにしたことを特徴とするディジタルフィルタ
   。