JPH07110041B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像入力装置から提供
されたディジタル画像データに対しディスプレイされる
画像の境界成分の画素を強調しまた変化が少ない部分で
ある均一画像領域の画素を平滑化する事で画像の質を改
善する画像処理装置に関する。具体的には、本発明はカ
メラ、スキャナ、ファクシミリ等のような画像入力装置
から提供されたディジタル画像データをディスプレイ又
はプリントする時画像の隣接画素の相互関係を考慮し画
像の鮮明度を改善するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像入力装置から提供されたディ
ジタル画像データを処理してディスプレイ又はプリント
するようにする画像処理装置は図８に図示されている。
図８において、従来の画像処理装置はイメージセンサ
（１）から提供されたアナログ画像信号をディジタル画
像信号（画像データ）に変換するアナログディジタル変
換器（３）と、この画像データを格納するフレームメモ
リ（４）と、このフレームメモリ（４）から出力された
画像データを受けて、ディスプレイモニタ（６）とプリ
ンタ（７）の少なくとも一つに提供する出力選択器
（５）を備えた構成である。尚、符号２はサンプルアン
ドホールドで、上記ＣＣＤイメージセンサ（１）より連
続的に提供されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換器
（３）でディジタル画像信号に変換する過程で先に入力
されたアナログ画像信号を完全に変換する前に次のアナ
ログ画像信号が入力され変換エラーを誘発するのを防止
するための周知の回路である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の画
像処理装置は元の画像を確実に再現する事をその目的に
して開発されたため、画像の境界成分の画素を強調し画
質を改善するところには力を入れず、同じく境界成分の
画素の強調が必要な場合、ソフトウエア的に処理してい
たため、実時間を要求するシステム及びデータの量が多
いシステムでは処理速度が遅いソフトウエア的処理を適
用するのには不適当な点があった。同時に、従来の装置
は画質を改善するための特定回路を採用したとしても電
気的雑音を除去してくれる機能を遂行するか、又は画像
の部分的特性を考慮しない状態で一括的にプロセスを適
用する装置のため、画像の部分的特性に従う効果を阻害
する場合も発生したり、均一画像領域に対する平滑化効
果を低下させ目障りな画像になる問題点を有している。

【０００４】本発明の目的は、上記諸般の問題点を解決
するため、画像の特性に合わせて画像の境界成分の画素
を強調する境界成分強調モードと均一画像領域の画素を
平滑化する平滑化モードと正常モードを択一的に選択し
て画像データを処理し、相対的に画質を改善するように
した画像処理装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る画像処理
装置は、イメージセンサ（１）から受けるアナログ画像
信号をディジタル画像データに変換する変換手段（３）
と、この変換手段（３）から受けるディジタル画像デー
タを格納するフレームメモリ（４）と、出力装置である
モニタ（６）とプリンタ（７）と格納装置（８）のうち
の少なくとも１つに対して上記フレームメモリ（４）の
画像データを出力する出力選択器（５）とを含む画像処
理装置において、

【０００６】上記フレームメモリ（４）から順々に提供
される画像の複数行複数列の画素からなる各ウインドの
画像データを受けて、画像境界成分の画素を協調する境
界成分強調モードと均一画像領域の画素を平滑化する平
滑化モードと正常モードとを判別して各モードに該当す
る制御信号を発生するモード選択手段（１００）と、上
記モード選択手段（１００）から出力された制御信号が
境界成分強調モードである時、各ウインドの画像データ
を用いて各画素の画像データに対して、境界成分強調演
算手段により境界成分強調の演算処理を施す境界画素強
調手段（２００）と、モード選択手段（１００）から出
力された制御信号が平滑化モードである時、各ウインド
の画像データを用いて各画素の画像データに対して、平
滑化演算手段により画像平滑化の演算処理を施す画像平
滑化手段（３００）とを備え、

【０００７】上記モード選択手段（１００）は、画像処
理装置の中央処理装置（１０１）から受けるアドレス信
号とコントール信号とに基づいてフレームメモリ（４）
に対するアドレス指定を行う入出力デコーダ（１０２）
と、上記入出力デコーダ（１０２）から受けるラッチイ
ネーブル信号と、中央処理装置（１０１）からフレーム
メモリ（４）へ出力されるリード／ライト信号とを受け
てラッチイネーブル信号を出力する信号発生手段（１５
０，１５２）と、上記信号発生手段から受けるラッチイ
ネーブル信号でイネーブル制御されて、フレームメモリ
（４）から供給される各ウインドの画像データのうちの
ウインド境界画素の画像データをラッチするラッチ手段
であって、

【０００８】ウインドの反対角線方向の１対の画素の画
像データと、垂直方向の１対の画素の画像データと、対
角線方向の１対の画素の画像データと、水平方向の１対
の画素の画像データとを、夫々対にして順序的にラッチ
するラッチ手段（１０３〜１１０）と、ウンイド境界画
素の各対の画像データを夫々減算して絶対値を演算する
第１演算手段と、上記第１演算手段から４つの絶対値を
受けてそれらの最大値を検出する最大値検出手段（１３
０）と、上記最大値検出手段（１３０）から受ける最大
値を境界成分強調演算の基準値Ｔ１と平滑化演算の基準
値Ｔ２と夫々比較して各モードに該当する制御信号を出
力する比較手段とを含むものである。

【０００９】請求項２の画像処理装置は、請求項１の発
明において、上記境界画素強調手段（２００）から出力
された画像データを格納するとともにモード選択手段に
よりイネーブル制御される第１バッファ（９０１）と、
正常モード時にモード選択手段（１００）から直接供給
される画像データを格納するとともにモード選択手段に
よりイネーブル制御される第２バッファ（９０２）と、
画像平滑化手段（３００）から出力された画像データを
格納するとともにモード選択手段によりイネーブル制御
される第３バッファ（９０３）とを備えたものである。

【００１０】請求項３の画像処理装置は、請求項２の発
明において、上記第１演算手段は、上記ラッチ手段から
出力された各ウインド境界画素の各対の画像データを各
々減算する減算器（１１１〜１１４）と、上記減算器の
各出力の絶対値を求める絶対値器（１２１〜１２４）と
を含むものである。

【００１１】請求項４の画像処理装置は、請求項３の発
明において、上記比較手段は、最大値検出手段（１３
０）の出力が、境界成分強調演算の基準値Ｔ１より大き
い時には境界成分強調演算のための制御信号を出力し、
上記基準値Ｔ１より小さな平滑化演算の基準値Ｔ２より
小さい時には平滑化演算のための制御信号を出力し、上
記基準値Ｔ１以下且つ基準値Ｔ２以上の時にはフレーム
メモリ（４）から受ける通常の画像データを直接出力す
るための制御信号を出力するように構成されたものであ
る。

【００１２】請求項５の画像処理装置は、請求項１の発
明において、上記境界画素強調手段（２００）は、上記
モード選択手段（１００）のラッチ手段（１０３〜１１
０）でラッチされたウインド境界画素の画像データを８
で割る第１除算手段と、上記第１除算手段で除算された
ウインド境界画素の画像データを全部加算する第１加算
手段と、上記中央処理装置の制御信号により出力された
ウインドの中央画素の画像データＰ（ｉ，ｊ）を２倍す
る第１乗算手段と、上記第１加算手段の出力と第１乗算
手段の出力を減算してその絶対値を出力する第２演算手
段とを含むものである。

【００１３】請求項６の画像処理装置は、請求項１の発
明において、上記平滑化手段（３００）は、上記モード
選択手段（１００）のラッチ手段（１０３〜１１０）で
ラッチされたウインド境界画素の画像データを全部加算
する第２加算手段と、上記中央処理装置の制御信号によ
り出力されたウインドの中央画素の画像データＰ（ｉ，
ｊ）を２倍する第２乗算手段と、上記第２加算手段の出
力と第２乗算手段の出力を加算する第３加算手段と、上
記第３加算手段の出力を１０で割る第２除算手段とを含
むものである。請求項７の画像処理装置は、請求項６の
発明において、上記平滑化手段（３００）は、上記第２
除算手段の出力が平滑化モード時に同期されラッチされ
るようにするバッファ（９０３）を備えたものである。

【００１４】

【発明の作用及び効果】請求項１に係る画像処理装置に
おいては、モード選択手段（１００）は、フレームメモ
リ（４）から順々に提供される画像の複数行複数列の画
素からなる各ウインドの画像データを受けて、画像境界
成分の画素を強調する境界成分強調モードと均一画像領
域の画素を平滑化する平滑化モードと正常モードとを判
別して各モードに該当する制御信号を発生する。境界画
素強調手段（２００）は、モード選択手段（１００）か
ら出力された制御信号が境界成分強調モードである時、
各ウインドの画像データを用いて各画素の画像データに
対して、境界成分強調演算手段により境界成分強調の演
算処理を施す。画像平滑化手段（３００）は、モード選
択手段（１００）から出力された制御信号が平滑化モー
ドである時、各ウインドの画像データを用いて各画素の
画像データに対して、平滑化演算手段により画像平滑化
の演算処理を施す。

【００１５】上記モード選択手段（１００）は、入出力
デコーダ（１０１）と、信号発生手段（１５０，１５
２）と、ラッチ手段（１０３〜１１０）と、第１演算手
段と、最大値検出手段（１３０）と、比較手段とを備え
ている。入出力デコーダ（１０２）は、画像処理装置の
中央処理装置（１０１）から受けるアドレス信号とコン
トール信号とに基づいてフレームメモリ（４）に対する
アドレス指定を行う。信号発生手段は、入出力デコーダ
（１０２）から受けるラッチイネーブル信号と、中央処
理装置（１０１）からフレームメモリ（４）へ出力され
るリード／ライト信号とを受けてラッチイネーブル信号
を出力する。

【００１６】上記信号発生手段から受けるラッチイネー
ブル信号でイネーブル制御されて、フレームメモリ
（４）から供給される各ウインドの画像データのうちの
ウインド境界画素の画像データをラッチするラッチ手段
（１０３〜１１０）は、ウインドの反対角線方向の１対
の画素の画像データと、垂直方向の１対の画素の画像デ
ータと、対角線方向の１対の画素の画像データと、水平
方向の１対の画素の画像データとを、夫々対にして順序
的にラッチする。第１演算手段は、ウンイド境界画素の
各対の画像データを夫々減算して絶対値を演算する。最
大値検出手段（１３０）は、第１演算手段から４つの絶
対値を受けてそれらの最大値を検出する。比較手段は、
最大値検出手段（１３０）から受ける最大値を境界成分
強調演算の基準値Ｔ１と平滑化演算の基準値Ｔ２と夫々
比較して各モードに該当する制御信号を出力する。

【００１７】以上説明したように、フレームメモリから
供給される各ウインドの画像データに基づいて、境界成
分強調モードか、平滑化モードか、正常モードかを判別
して夫々のモードに対応する制御信号を発生させ、境界
成分強調モードのときには境界画素強調手段により各画
素の画像データに対して境界成分強調の演算処理を施
し、また、平滑化モードのときには、画像平滑化手段に
より各画素の画像データに対して画像平滑化の演算処理
を施し、また、正常モードのときには、各画素の画像デ
ータをそのまま出力するので、画像の特性を損なうこと
なく、画像境界成分の画素を強調するとともに均一画像
領域の画素を一層平滑化するので、画像の鮮明度を格段
に高めることが出来る。更に、上記演算処理を介して通
常の雑音成分を除去できるうえ、画像データ処理の大部
分をハードウエアで行うことができるため実時間処理に
適合し、また、システム構成が大部分論理ゲートで構成
されるためＡＳＩＣ画が可能である。

【００１８】しかも、ラッチ手段が、ウインドの反対角
線方向の１対の画素の画像データと、垂直方向の１対の
画素の画像データと、対角線方向の１対の画素の画像デ
ータと、水平方向の１対の画素の画像データとを、夫々
対にして順序的にラッチするように構成されているた
め、境界成分強調の演算処理と、画像平滑化の演算処理
とを効果的に実行することができる。

【００１９】請求項２に係る画像処理装置においては、
請求項１と同様の作用・効果を奏するが、第１バッファ
（９０１）は、境界画素強調手段（２００）から出力さ
れた画像データを格納するとともにモード選択手段によ
りイネーブル制御され、また、第２バッファ（９０２）
は、正常モード時にモード選択手段（１００）から直接
供給される画像データを格納するとともにモード選択手
段によりイネーブル制御され、また、第３バッファ（９
０３）は、画像平滑化手段（３００）から出力された画
像データを格納するとともにモード選択手段によりイネ
ーブル制御される。このように、第１〜第３バッファを
設けたことで、実時間処理が確実に可能になる。

【００２０】請求項３の画像処理装置においては、請求
項２と同様の作用・効果を奏するが、第１演算手段は、
上記ラッチ手段から出力された各ウインド境界画素の各
対の画像データを各々減算する減算器（１１１〜１１
４）と、上記減算器の各出力の絶対値を求める絶対値器
（１２１〜１２４）とを含むため、第１演算手段の構成
が簡単化する。

【００２１】請求項４の画像処理装置においては、請求
項３と同様の作用・効果を奏するが、比較手段は、最大
値検出手段（１３０）の出力が、境界成分強調演算の基
準値Ｔ１より大きい時には境界成分強調演算のための制
御信号を出力し、上記基準値Ｔ１より小さな平滑化演算
の基準値Ｔ２より小さい時には平滑化演算のための制御
信号を出力し、上記基準値Ｔ１以下且つ基準値Ｔ２以上
の時にはフレームメモリ（４）から受ける通常の画像デ
ータを直接出力するための制御信号を出力する。従っ
て、画像境界成分の画素を確実に強調でき、また、均一
画像領域の画素を確実に平滑化でき、画像境界成分の画
素でもなく均一画像領域の画素でもない画素については
何ら処理することなくそのまま出力することができる。

【００２２】請求項５の画像処理装置においては、請求
項１と同様の作用・効果を奏するが、境界画素強調手段
（２００）は、モード選択手段（１００）のラッチ手段
（１０３〜１１０）でラッチされたウインド境界画素の
画像データを８で割る第１除算手段と、第１除算手段で
除算されたウインド境界画素の画像データを全部加算す
る第１加算手段と、中央処理装置の制御信号により出力
されたウインドの中央画素の画像データＰ（ｉ，ｊ）を
２倍する第１乗算手段と、第１加算手段の出力と第１乗
算手段の出力を減算してその絶対値を出力する第２演算
手段とを含むため、境界画素強調手段の構成を簡単化
し、実時間処理に適した構成にすることができる。

【００２３】請求項６の画像処理装置においては、請求
項１と同様の作用・効果を奏するが、平滑化手段（３０
０）は、モード選択手段（１００）のラッチ手段（１０
３〜１１０）でラッチされたウインド境界画素の画像デ
ータを全部加算する第２加算手段と、中央処理装置の制
御信号により出力されたウインドの中央画素の画像デー
タＰ（ｉ，ｊ）を２倍する第２乗算手段と、第２加算手
段の出力と第２乗算手段の出力を加算する第３加算手段
と、第３加算手段の出力を１０で割る第２除算手段とを
含むため、平滑化手段の構成を簡単化し、実時間処理に
適した構成にすることができる。

【００２４】請求項７の画像処理装置においては、請求
項６と同様の作用・効果を奏するが、平滑化手段（３０
０）は、上記第２除算手段の出力が平滑化モード時に同
期されラッチされるようにするバッファ（９０３）を備
えているため、平滑化手段が実時間処理に適したものに
なる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
詳細に説明する。図３は本発明特有の画像データ境界成
分強調回路を含む画像処理装置の全体構成を示すブロッ
ク図であり、図示のように、点線内にある回路構成以外
は図８に示した従来の画像処理装置の構成と同様であ
る。即ち、本発明の画像処理装置は、フレームメモリ
（４）から提供された画像の複数行複数列の画素からな
る各ウインドのディジタル画像データを入力して画像の
境界成分の画素を強調する境界成分強調モードと均一画
像領域の画素を平滑化する平滑化モードと正常モードを
判別して各モードに該当する制御信号を発生するモード
選択器（１００）と、上記モード選択器（１００）から
出力された制御信号が境界成分強調モードであるとき各
ウインドの画像データを用いて各画素の画像データに対
して境界成分強調演算手段により境界成分強調の演算処
理を実行する境界画素強調器（２００）と、上記モード
選択器（１００）から出力された制御信号が平滑化モー
ドであるとき各ウインドの画像データを用いて各画素の
画像データに対して平滑化演算手段により均一画像領域
の画素を平滑化する演算処理を実行する画像平滑化器
（３００）と、上記境界画素強調器（２００）からの画
像データと画像平滑化器（３００）らの画像データ及び
正常モード時にモード選択器（１００）から直接提供さ
れる画像データとを夫々格納するとともに上記モード選
択器（１００）によりイネーブル制御されるバッファ
（９０１，９０３，９０２）とを備えている。

【００２６】先に、本発明の理論的背景について図１と
図２を参照して説明する。図１（ａ）と（ｂ）は本発明
に適用される画像の５行５列の画素からなる５×５ウイ
ンドの各画素の座標と、これに該当する５行５列の画素
（５行５列の画像データ）とを例示しており、図２
（ａ）、（ｂ）は本発明に適用されるウインドの境界画
素の座標及びウインドの中央画素の座標と、この中央画
素からの垂直、水平、対角線及び反対角線の演算方向を
示す図であり、画像の５×５ブロックメモリの画像デー
タに対する座標は図１（ａ）に図示されている。各ウイ
ンドの画像データは、フレームメモリ（４）から所定の
順序で順々に読み込まれるが、上記各ウインドの中央画
素をＰ（ｉ，ｊ）とする時、図２に図示のように隣接画
素との差を、垂直（ｙ）、水平（ｈ）、対角線（ｚ）及
び反対角線（ｘ）の画素成分について順次求めてそのう
ちの最大値を求める。つまり、画素Ｐ（ｉ，ｊ）に対し
て反対角線（ｘ）、垂直（ｙ）、対角線（ｚ）及び水平
（ｈ）方向に隣接する１対の画素の差の絶対値を、夫々
Ｓｕｂ（１）、Ｓｕｂ（２）、Ｓｕｂ（３）、Ｓｕｂ
（４）とし、これらの最大値をＳｅｌとすると、 Ｓｕｂ（１）＝｜Ｐ（ｉ−２，ｊ−２）−Ｐ（ｉ＋２，ｊ＋２）｜、 Ｓｕｂ（２）＝｜Ｐ（ｉ−２， ｊ）−Ｐ（ｉ＋２， ｊ）｜、 Ｓｕｂ（３）＝｜Ｐ（ｉ−２，ｊ＋２）−Ｐ（ｉ＋２，ｊ−２）｜、 Ｓｕｂ（４）＝｜Ｐ（ｉ ，ｊ−２）−Ｐ（ｉ ，ｊ＋２）｜、 Ｓｅｌ ＝Ｍａｘ｛Ｓｕｂ（１），Ｓｕｂ（２），Ｓｕｂ（３），Ｓｕｂ（４ ）｝。 尚、Ｐ（ｍ，ｎ）（ｍ＝ｉ−２〜ｉ＋２、ｎ＝ｊ−２〜
ｊ＋２）は、座標（ｍ，ｎ）の画素と、その画素の画像
データとを意味するものである。

【００２７】上記最大値をＳｅｌとした時、Ｓｅｌ値が
予め設定されたしきい値Ｔ１より大きいときにはＰ
（ｉ，ｊ）は画像境界成分の画素と判断して境界成分強
調演算を実行するようにし、若しＳｅｌ値がしきい値Ｔ
２より小さいときにはＰ（ｉ，ｊ）は均一画像領域に属
する画素と判断して平滑化を実行するようにし、また、
上記Ｓｅｌ値が上記しきい値Ｔ１、Ｔ２の間にあるある
ときには上記Ｐ（ｉ，ｊ）は何等の追加的演算を施され
ることなく直接出力側に供給される。これを簡単に説明
すると次のようになる。 Ｓｅｌ＞Ｔ１ → Ｐ（ｉ，ｊ）の境界成分強調演算遂行 Ｓｅｌ＜Ｔ２ → Ｐ（ｉ，ｊ）の平滑化演算遂行 Ｔ２≦ Ｓｅｌ≦Ｔ１→ Ｐ（ｉ，ｊ）を直接出力 一旦、上記Ｐ（ｉ，ｊ）が画像境界成分の画素と判断さ
れたら、図７（ａ）で図示された演算ウインドを使用し
てウインド境界成分画素おウインド中央画素に該当する
各加重値を元の画像データと掛けて全部を加えた後、そ
の結果を出力する。但し、この時、オーバフローが発生
する場合最大値を持つようにして画質の損傷を未然に防
ぐ。

【００２８】しかし、上記Ｐ（ｉ，ｊ）が均一画像領域
の画素に該当すると判断されたら、図７（ｂ）に図示さ
れたようにウインド中央画素の加重値が２であり、ウイ
ンド境界画素の加重値が１である値を有する演算ウイン
ドを使用して、各加重値を元の画像データと掛けて全部
加えた後１０で割った値を出力する。このようにして、
画像境界領域の画素を更に強調し、また、均一画像領域
の画素はその均一性を更に高めた特性を有するようにし
画質の鮮明度を改善することができる。

【００２９】先ず、画像の特性に応じてモードを決定す
るモード選択器（１００）について図４を参照して説明
する。図４において、画像フレームメモリ（４）にある
画像データのうち各ウインドの画像データは中央処理装
置であるＣＰＵ（１０１）のアドレスカウンタ及び入出
力デコーダ（１０２）によりラッチ（１０３〜１１０）
に順々に出力される。この時、出力される順序は５×５
ウインド座標に対し計算を容易に出来るようにＰ（ｉ＋
２，ｊ＋２）、Ｐ（ｉ−２，ｊ−２）、Ｐ（ｉ＋２，
ｊ）、Ｐ（ｉ−２，ｊ）Ｐ（ｉ＋２，ｊ−２）、Ｐ（ｉ
−２，ｊ＋２）、Ｐ（ｉ，ｊ＋２）、Ｐ（ｉ，ｊ−２）
の順にアドレッシングしてラッチされる。

【００３０】一方、入出力デコーダ（１０２）から出力
される制御信号（ラッチイネーブル信号）は，画像フレ
ームメモリ（４）から出力されるＲ／Ｗ信号がインバー
タ（１５２）を介して反転された信号と共にアンドゲー
ト（１５０）に入力される。この時、上記アンドゲート
（１５０）から出力されるラッチイネーブル信号により
上記ラッチ（１０３〜１１０）は順次的に上記画像デー
タをラッチする。この場合、フレームメモリ（４）は、
ＣＰＵ（１０１）からのリード信号と、入出力デコーダ
（１０２）からのアドレス指定信号とに基づいて、各ウ
インドの画像データを読み出してラッチ（１０３〜１１
０）へ出力する。すると、各ラッチ（１０３〜１１０）
は、予め設定された座標の画像データを読み込んで図示
のように減算器（１１１〜１１４）へ出力する。

【００３１】次にラッチ（１０３）とラッチ（１０４）
の出力を減算器（１１１）を介して減算演算した後絶対
値器（１２１）で絶対値を取り、この演算の結果がＳｕ
ｂ（４）＝｜Ｐ（ｉ，ｊ−２）−Ｐ（ｉ，ｊ＋２）｜、
に該当する。上記ラッチ（１０３、１０４）の出力を減
算した後絶対値を取る方式と同様に、絶対値器（１２
２）を通過した信号はＳｕｂ（３）に該当し、絶対値器
（１２３）を通過した信号はＳｕｂ（２）に該当し、絶
対値器（１２４）を通過した信号はｓｕｂ（１）に該当
する値につくられて出力される。この各々の絶対値器
（１２１〜１２４）を通過した信号は最大値検出器（１
３０）へ入力され、この時最大値検出器（１３０）は上
記入出力デコーダ（１０２）の制御を受けイネーブルさ
れる。

【００３２】上記最大値検出器（１３０）から最大値と
して検出された値は比較器（１４１）と比較器（１４
２）へ同時に入力され、各々のしきい値Ｔ１、Ｔ２と比
較され、この時Ｔ１は画像の境界成分画素を検出するた
めの基準値であり、Ｔ２は均一画像領域の画素を検出す
るための基準値である。最大値検出器（１３０）の出力
がＴ１より大きい場合は比較器（１４１）の出力は
「０」にセットされ、Ｔ１より小さいか又は等しい場合
は「１」にセットされデータセレクタ１６０に入力され
る。同様に、最大値検出器（１３０）の出力がＴ２より
小さい場合は比較器（１４２）の出力は「０」にセット
され、Ｔ２より大きいか又は等しい場合は「１」にセッ
トされデータセレクタ（１６０）へ入力される。

【００３３】これと同時に、比較器（１４１）と比較器
（１４２）の出力はナンドゲート（１４５）へ入力さ
れ、ナンドゲート（１４５）の出力がデータセレクタ
（１６０）に入力される。上記ナンドゲート（１４５）
の出力は、比較器（１４１、１４２）の出力が全部
「１」にセットされた時だけデータセレクタ（１６０）
に入る値が「０」にセットされ、１つでも「０」値を有
する場合には「１」にセットされるため必要である。こ
の時、「０」値が出力され比較器（１４１）の出力が
「０」になれば、結局画像の境界成分の画素と判断され
境界画素強調器（２００）をイネーブルさせるＳ−ｅｄ
ｇｅ信号が「０」にセットされる。同様に、比較器（１
４２）の出力が「０」になれば、均一領域の画素と判断
して画像平滑器（３００）をイネーブルさせるＳ−ｓｍ
ｔｈ信号が「０」にセットされる。

【００３４】上記２つの比較器（１４１、１４２）の出
力が全部「１」である場合にはＳ−ｎｏ信号が「０」に
セットされ、図３に示された第２バッファ（９０２）を
イネーブルさせて、画像データＰ（ｉ，ｊ）をそのまま
出力選択器（５）で出力させる。この時、Ｓ−ｅｄｇ
ｅ、Ｓ−ｎｏ、Ｓ−ｓｍｔｈ信号はアンドゲート（１５
１）の入力として入ってアンドゲート（１５１）の出力
がＣＰＵ（１０１）のＩＮＴ端子に入力される。上記Ｃ
ＰＵのＩＮＴがイネーブルされたらＣＰＵ（１０１）は
画像フレームメモリをアドレッシングしてＰ（ｉ，ｊ）
をデータバスの上に置く。

【００３５】次に、Ｓ−ｅｄｇｅ信号でＣＰＵが「０」
にイネーブルされた時の境界画素強調器（２００）の動
作について図５を参照して説明する。上記図４のラッチ
（１０３〜１１０）からラッチされた画像データは各々
Ｄ７〜Ｄ３の上位５ビットがＤ４−Ｄ０の下位５ビット
に置換され、上位３ビットは接地され「０」にセットさ
れる。これはラッチされた画像データを８で割ってくれ
る効果を持つようにする。即ち、ラッチ（２０１〜２０
８）を介してラッチされた画像データはラッチ（１０３
〜１１０）を介した画像データの１／８の値を有する。

【００３６】次に、これらは２つずつ対を成し加算器
（２２０〜２２３）に入力され加算された後その結果が
再び加算器（２２４、２２５）で加算演算により加算さ
れ、その結果が再び加算器（２２６）の入力端に入り加
算演算の後、最終的に加算器（２２６）から出力される
画像データはラッチ（２０１〜２０８）から出力された
８個の画像データを全部合計した値を持つ。同じくＣＰ
Ｕ（１０１）のＩＮＴ信号により出力された画像データ
Ｐ（ｉ，ｊ）はバッファ（２１０）のＬＳＢ（Ｌｅａｓ
ｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）にはＤ７が入力
され、バッファ（２１１）の上位７ビットにはＤ６−Ｄ
０が入力され、最後のビットは接地し「０」にして２倍
の値にした後、ラッチ（２１２、２１３）にラッチさせ
る。こうしてラッチされた１６ビット信号は減算器（２
３０）に入力され、上記加算器（２２６）から出力され
た値との減算演算を経て絶対値器（２４０）の入力とし
てはいる。この絶対値器（２４０）で計算された絶対値
は第１バッファ（９０１）を経て出力選択器（５）へ出
力され、この時第１バッファ（９０１）はＳ−ｅｄｇｅ
のイネーブル信号により出力される画像データのタイミ
ングを同期させる。

【００３７】次に、Ｓ−ｓｍｔｈ信号が「０」にイネー
ブルされた時の画像平滑化器（３００）の動作について
図６を参照して説明する。上記図４のラッチ（１０３〜
１１０）からラッチされた信号は各々対をなして加算器
（３０１〜３０４）の入力としてはいり加算演算を経て
出力され、出力は結局ラッチ（１０３〜１１０）の出力
値を全部合計した値になる。これと同時に、ＣＰＵ（１
０１）のＩＮＴ信号により出力されたＰ（ｉ，ｊ）は乗
算器（３３０）において２倍の乗算が施されたその出力
と、加算器（３０７）の出力とが加算器（３０８）で加
算演算され、その出力が除算器（３４０）の入力として
供給され、１０で割る除算演算を経て図３の第３バッフ
ァ（９０３）の入力として入り出力選択器（５）へ出力
される。この時第３バッファ（９０３）はＳ−ｓｍｔｈ
のイネーブル信号により出力される画像データのタイミ
ングを同期させるようになる。

【００３８】上記のような手順により各ウインドの中央
画素の画像データＰ（ｉ，ｊ）に対する境界成分強調又
は平滑化演算が終了するとＣＰＵ（１０８）はＩＮＴ信
号に同期を合わせ次の手順に該当するアドレスを発生さ
せ画像全体に対する動作を反復させて鮮明なイメージの
画像を得る事が出来る。以上説明したように、本発明に
係る画像処理装置によれば、境界成分強調モードと平滑
化モードと正常モードに応じて画像データを処理するた
め画像の特性を損なうことなく、画像境界成分の画素を
強調するとともに均一画像領域の画素を一層均一につく
ってくれるため画像の鮮明度を高めることが出来る。更
に、本発明の画像処理装置は通常の雑音成分を除去する
ばかりではなく、上記画像データ処理の大部分をハード
ウエア的に行えるため実時間処理に適合し、また、シス
テム構成の大部分を論理ゲート等で構成できるためＡＳ
ＩＣ画が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例に適用される５×５ウ
ィンドの画素の座標を示す図表であり、（ｂ）は上記ウ
ィンドの画素の画像データ（画素値）を座標と関連づけ
て示した図表である。

【図２】（ａ）は本発明の実施例に適用されるウインド
境界画素の座標を示す図表であり、（ｂ）は上記ウイン
ドにおけるウインド中央画素からの垂直、水平、対角
線、反対角線の演算方向を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る画像データ境界成分強調
回路図を含む画像処理装置の全体構成を示すブロック図
である。

【図４】図３におけるモード選択器の詳細回路図であ
る。

【図５】図３における境界画素強調器の詳細回路図であ
る。

【図６】図３における画像平滑化器の詳細回路図であ
る。

【図７】（ａ）は図５の画素の境界強調の画像データ演
算に適用される演算ウィンドの図表であり、（ｂ）は図
６の画素の平滑化の画像データ演算に適用される演算ウ
ィンドの図表である。

【図８】従来の画像処理装置の構成例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１００ モード選択器 １０１ ＣＰＵ １０２ 入出力デコーダ １０３〜１１０ ラッチ １１１〜１１４ 減算器 １２１〜１２４ 絶対値器 １３０ 最大値検出器 １４１，１４２ 比較器 １４５ ナンドゲート １５０ アンドゲート １５２ インバータ １６０ データセレクター ２００ 境界画素強調器 ３００ 画像平滑化器 ９０１〜９０３ バッファ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ｄ Ｇ０６Ｆ 15/68 ４００ Ａ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージセンサ（１）から受けるアナロ
   グ画像信号をディジタル画像データに変換する変換手段
   （３）と、この変換手段（３）から受けるディジタル画
   像データを格納するフレームメモリ（４）と、出力装置
   であるモニタ（６）とプリンタ（７）と格納装置（８）
   のうちの少なくとも１つに対して上記フレームメモリ
   （４）の画像データを出力する出力選択器（５）とを含
   む画像処理装置において、上記フレームメモリ（４）から順々に提供される画像の
   複数行複数列の画素からなる各ウインドの画像データを
   受けて、画像境界成分の画素を強調する境界成分強調モ
   ードと均一画像領域の画素を平滑化する平滑化モードと
   正常モードとを判別して各モードに該当する制御信号を
   発生するモード選択手段（１００）と、 上記モード選択手段（１００）から出力された制御信号
   が境界成分強調モードである時、各ウインドの画像デー
   タを用いて各画素の画像データに対して、境界成分強調
   演算手段により境界成分強調の演算処理を施す境界画素
   強調手段（２００）と、 上記モード選択手段（１００）から出力された制御信号
   が平滑化モードである時、各ウインドの画像データを用
   いて各画素の画像データに対して、平滑化演算手段によ
   り画像平滑化の演算処理を施す画像平滑化手段（３０
   ０）とを備え、 上記モード選択手段（１００）は、 画像処理装置の中央処理装置（１０１）から受けるアド
   レス信号とコントール信号とに基づいてフレームメモリ
   （４）に対するアドレス指定を行う入出力デコーダ（１
   ０２）と、 上記入出力デコーダ（１０２）から受けるラッチイネー
   ブル信号と、中央処理装置（１０１）からフレームメモ
   リ（４）へ出力されるリード／ライト信号とを受けてラ
   ッチイネーブル信号を出力する信号発生手段（１５０，
   １５２）と、 上記信号発生手段から受けるラッチイネーブル信号でイ
   ネーブル制御されて、フレームメモリ（４）から供給さ
   れる各ウインドの画像データのうちのウインド 境界画素
   の画像データをラッチするラッチ手段であって、ウイン
   ドの反対角線方向の１対の画素の画像データと、垂直方
   向の１対の画素の画像データと、対角線方向の１対の画
   素の画像データと、水平方向の１対の画素の画像データ
   とを、夫々対にして順序的にラッチするラッチ手段（１
   ０３〜１１０）と、 ウンイド境界画素の各対の画像データを夫々減算して絶
   対値を演算する第１演算手段と、 上記第１演算手段から４つの絶対値を受けてそれらの最
   大値を検出する最大値検出手段（１３０）と、 上記最大検出手段（１３０）から受ける最大値を境界成
   分強調演算の基準値Ｔ１と平滑化演算の基準値Ｔ２と夫
   々比較して各モードに該当する制御信号を出力する比較
   手段とを含む、 ことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 上記境界画素強調手段（２００）から出
   力された画像データを格納するとともにモード選択手段
   によりイネーブル制御される第１バッファ（９０１）
   と、正常モード時にモード選択手段（１００）から直接
   供給される画像データを格納するとともにモード選択手
   段によりイネーブル制御される第２バッファ（９０２）
   と、画像平滑化手段（３００）から出力された画像デー
   タを格納するとともにモード選択手段によりイネーブル
   制御される第３バッファ（９０３）とを備えたことを特
   徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 上記第１演算手段は、上記ラッチ手段か
   ら出力された各ウインド境界画素の各対の画像データを
   各々減算する減算器（１１１〜１１４）と、上記減算器
   の各出力の絶対値を求める絶対値器（１２１〜１２４）
   とを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装
   置。
4. 【請求項４】 上記比較手段は、最大値検出手段（１３
   ０）の出力が、境界成分強調演算の基準値Ｔ１より大き
   い時には境界成分強調演算のための制御信号を出力し、
   上記基準値Ｔ１より小さな平滑化演算の基準値Ｔ２より
   小さい時には平滑化演算のための制御信号を出力し、上
   記基準値Ｔ１以下且つ基準値Ｔ２以上の時にはフレーム
   メモリ（４）から受ける通常の画像データを直接出力す
   るための制御信号を出力するように構成されたことを特
   徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 上記境界画素強調手段（２００）は、 上記モード選択手段（１００）のラッチ手段（１０３〜
   １１０）でラッチされたウインド境界画素の画像データ
   を８で割る第１除算手段と、 上記第１除算手段で除算されたウインド境界画素の画像
   データを全部加算する第１加算手段と、 上記中央処理装置の制御信号により出力されたウインド
   の中央画素の画像データＰ（ｉ，ｊ）を２倍する第１乗
   算手段と、 上記第１加算手段の出力と第１乗算手段の出力を減算し
   てその絶対値を出力する第２演算手段とを 含むことを特
   徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 上記平滑化手段（３００）は、 上記モード選択手段（１００）のラッチ手段（１０３〜
   １１０）でラッチされたウインド境界画素の画像データ
   を全部加算する第２加算手段と、 上記中央処理装置の制御信号により出力されたウインド
   の中央画素の画像データＰ（ｉ，ｊ）を２倍する第２乗
   算手段と、 上記第２加算手段の出力と第２乗算手段の出力を加算す
   る第３加算手段と、 上記第３加算手段の出力を１０で割る第２除算手段と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。
7. 【請求項７】 上記平滑化手段（３００）は、上記第２
   除算手段の出力が平滑化モード時に同期されラッチされ
   るようにするバッファ（９０３）を備えたことを特徴と
   する請求項６に記載の画像処理装置。