JPH08223413A - イメージ・マッピングのために腐食ベースのフィルタ対を用いた方法 - Google Patents

イメージ・マッピングのために腐食ベースのフィルタ対を用いた方法

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JPH08223413A
JPH08223413A JP7327175A JP32717595A JPH08223413A JP H08223413 A JPH08223413 A JP H08223413A JP 7327175 A JP7327175 A JP 7327175A JP 32717595 A JP32717595 A JP 32717595A JP H08223413 A JPH08223413 A JP H08223413A
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Robert P Loce
ピー．ロセ ロバート
Ronald E Jodoin
イー．ジョドイン ロナルド
Michael S Cianciosi
エス．シアンシオシ マイケル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 対にされた腐食ベースのフィルタを用いたデ
ィジタル・イメージ・データをマッピングするための方
法を提供する。 【解決手段】 対の一方のフィルタは出力イメージ・デ
ータのスーパーセットを創成し、そして他方は出力イメ
ージ・データのサブセットを創成し、そして組み合わせ
論理は次に、マッピングされたイメージ・データを得る
ためにスーパーセット及びサブセット・データに適用さ
れる。一つの実施の形態において、複数個の腐食ベース
のフィルタが用いられ、それにおいて対の一方のフィル
タは外延的でありそして他方のフィルタは非外延的であ
り、各々の対は高解像度出力イメージのサンプル・フェ
ーズを発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、イメージ
・データをマッピングするための方法に関し、特に、多
数の腐食ベースのフィルターの使用に関し、それにおい
て外延的なフィルタが出力イメージ・データのスーパー
セットを創成し、非外延的なフィルタが出力イメージ・
データのサブセットを創成し、そして組み合わせ論理が
次に、マッピングされたイメージ・データを得るため
に、スーバーセット及びサブセット・データに与えられ
る。
【０００２】
【発明の背景及び発明の概要】本発明はデジタル・イメ
ージ・データをマッピングするための方法である。特
に、腐食ベースのフィルタの対の一方のフィルタは出力
イメージ・データのスーパーセットを創成し、そして他
方は出力イメージ・データのサブセットを創成し、そし
て組み合わせ論理は次に、マッピングされた出力イメー
ジ・データを得るためにスーパーセット及びサブセット
・データに与えられる。特に、多数の対が解像度変換さ
れたイメージ・データを発生する。本発明におけるフィ
ルタは腐食ベースのフィルタである。伝統的なテンプレ
ート・マッチング・フィルタと比較して、腐食ベースの
フィルタは、一層少ないテンプレート・パターン（構造
付け素子）を含む傾向を有し、従って履行するのに一層
安価であるが、腐食ベースのフィルタは概して設計に一
層の努力を必要とする。さらに、種々のイメージ・マッ
ピング動作を行うために、腐食ベースのフィルタは、本
発明において対に分割され、対の一方のフィルタは外延
的フィルタであり、他方のフィルタは非外延的である。
腐食ベースのフィルタのフィルタ対を用いることによっ
て、腐食ベースのフィルタのイメージ品質性能と代表的
に関連した幾つかの欠点が克服され得る。
【０００３】本発明においては、結果のイメージ信号
は、入力イメージ内の空間的感度特徴に否定的な衝撃を
与えることなく、入力解像度から異なった必要とされる
出力解像度において、装置を駆動するために用いられ得
る。例えば、本発明の方法は走査ビームを有するプリン
ティング装置を制御するために用いられ得、ここに、ビ
ームはそれを制御するために用いられるパルスに従って
強度及び期間において変化する。もう一つの例として、
陰極線管もしくはブラウン管は、リンのスクリーン（a
phosphorous screen）を走査するために電子ビームを用
いる。電子ビームはリンのスクリーン上に情報を正確に
表示するよう強度及び期間において変化され得る。両方
の例において、出力イメージ信号に応答するパルス形成
回路は、それぞれのビームの強度及び動作時間を制御す
るためにビデオ・パルスを発生するよう用いられ得る。
【０００４】今までに、いくつかの特許及び公報により
イメージの復元のようなイメージ・マッピング動作の為
の種々のフィルタリング技術が開示されてきた。
【０００５】E.R.Dougherty の「形態学的なイメージ処
理への入門」SPIE OpticalEngineering Press 、Bellin
gham、 WA(1992) は、腐食ベースのフィルタリング及び
テンプレート・マッチング( ヒット−オア−ミス・フィ
ルタリング[hit-or-miss filtering] と称す）を教示し
ている。
【０００６】Robert P. Loce等の「構造付け素子ライブ
ラリ及び設計制約を介する最適バイナリ形態学的フィル
タ設計の簡易化」Optical Engineering 、Vol.31、No.
5、1992年5 月、1008頁〜1025頁。
【０００７】「イメージ処理における数学的形態学」pp
43-90 ( Edward R. Dougherty 、編集者 Marcel Dekker
1992 ) 。
【０００８】Robert P. Loce 等の「最適な形態学的復
元：形態学的なフィルタの平均絶対誤差(Mean-Absolute
-Error) 理論」Journal of Visual Communications and
Image Representation、(Academic Press)、VoL.3 、N
o.4、1992年12月、pp.412-432。
【０００９】Edward R. Dougherty 等の「最適な平均絶
対誤差ヒット- オア- ミス・フィルタ：バイナリ条件予
想の形態学的表示及び見積り」Optical Engineering 、
VoL.32、No.4、1993年4 月、pp.815-827。
【００１０】Robert P. Loceの「形態学的フィルタの平
均的絶対誤差表示の理論及び最適な形態学的フィルタ設
計へのそれらの応用」Center for Imaging Science , R
ochester Institute of Technology、(Ph.D. Thesis)、
1993年5 月。この文献は、最適な平均絶対誤差(MAE) の
形態学的なベースの( 腐食ベースの) フィルタのための
設計形態学を開示している。
【００１１】J.Handley 及びE. Doughertyの「数学的形
態学の文脈におけるファックス・イメージのモデル・ベ
ースの最適復元」Journal of Electronic Imaging, Vo
L.3,No.2 (1994年4 月) 、pp.182-189。この文献は、ヒ
ット- オア- ミス・フィルタの使用を教示しており、そ
こでビット二重化及び線反復動作が所望のサンプリング
解像度を達成するために用いられており、そして次に、
解像度変換されたイメージの増進のためにフィルタが用
いられている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、イメー
ジ定義するデータをイメージのバージョンを定義するデ
ータにマッピングするようイメージ・プロセッサで行わ
れる方法であって、サブセット・イメージ・データを生
成するよう、イメージを定義するデータに腐食ベースの
非外延的なフィルタを適用し、スーパーセット・イメー
ジ・データを生成するよう、イメージを定義するデータ
に腐食ベースの外延的なフィルタを適用し、バージョン
のイメージ・データを生成するよう、サブセット・イメ
ージ・データ及びスーパーセット・イメージ・データを
論理的に結合する、ようにした方法が提供される。
【００１３】本発明を実施する上で、第１のイメージの
データを第２のイメージのデータにマッピングするため
のイメージ処理装置であって、サブセット・データを生
成するよう第１のイメージのデータをフィルタリングも
しくはフィルタ処理するための腐食ベースの非外延的フ
ィルタと、スーパーセット・データを生成するよう第１
のイメージ・データのデータをフィルタ処理するための
腐食ベースの外延的フィルタと、第２のイメージのデー
タを生成するようサブセット・データ及びスーパーセッ
ト・データを結合するための論理回路と、を備えたイメ
ージ処理装置が提供されれば好ましい。
【００１４】本発明のもう１つの態様によれば、第１の
解像度におけるイメージを定義するデータを第２の解像
度のイメージを定義するデータにマッピングするようイ
メージ処理システムで行われる方法であって、複数個の
イメージ・サンプル・フェーズのためのサブセット・デ
ータを生成するよう、第１の解像度のイメージ・データ
に複数個の腐食ベースの非外延的なフィルタを適用し、
複数個のイメージ・サンプル・フェーズのためのスーパ
ーセット・データを生成するよう、第１の解像度のイメ
ージ・データに複数個の腐食ベースの外延的なフィルタ
を適用し、そして、第２の解像度のイメージ・データを
生成するよう、イメージ・サンプル・フェーズのための
サブセット及びスーパーセット・データを併合する、よ
うにした方法が提供される。
【００１５】本発明の１つの態様は、異なった装置が種
々の顧客の要求に対する多目的の解決を提供するよう互
いに電子的にリンクされているオープン・システムにお
いて多量のドキュメント及びデータ・フォーマットを取
り扱う際の基本的な問題を処理する。これらのオープン
・システムにおける要件は、異なった出力装置でプリン
トされるバージョン間の何らかの差に顧客が気付かない
ように電子的ドキュメントがプリントされるのを可能と
している。完全な装置独立性を達成するために、イメー
ジの外観を変更することなくイメージ解像度を正確に変
更する効率的な方法が要求される。特にイメージ解像度
変換を含む種々のイメージ・マッピング動作に適応可能
である本発明は、第２の出力装置上でレンダリング可能
であるように第１の装置上で創成されるイメージをマッ
ピングする際に長所的な使用を発見する。
【００１６】この態様は更に、基本的なデータ・フォー
マット問題を軽減する技術の発見に基づいている。この
技術は、腐食ベースのフィルタを用いており、腐食ベー
スのフィルタは、対で用いられて、イメージ解像度変換
及び関連のイメージ・マッピング動作を達成するために
必要なイメージ・マッピング能力を提供する。腐食ベー
スのフィルタは、与えられたイメージ領域のバイポーラ
調節に関して性能が貧弱なので解像度変換のようなイメ
ージ・マッピング状況には一般には適用されて来なかっ
た。ここで用いられるバイポーラ調製もしくは両極性調
整（bipolaradjustment) とは、バイナリ値化されたピ
クセルに対して、いくつかのピクセルの状態は１〜０に
そして他のピクセルは０〜１にフリップされるもしくは
ひっくり返されなければならないということを意味す
る。現在の腐食ベースのフィルタは、フリップの双方の
型が要求されたときは良好に行わない（正しいフリッピ
ングの全てを達成しない）傾向であるが、しかしフリッ
プのただ一つの型が要求されるときは良好に行う傾向を
有する。換言すれば、腐食ベースのフィルタは、所望の
出力イメージが入力のサブセット(subset)もしくはスー
パーセット(superset)の何れかであるとき良好に行う傾
向を有するが、入力の総括的な変換ではない。グレース
ケール・フィルタリングにとって、バイポーラもしくは
両極性調整は、与えられたイメージ領域内で他を上昇さ
せている間いくつかの値を下降させていることに言及し
ている。本発明は、対における腐食ベースのフィルタを
用いることによってこのような問題を克服しており、そ
れにおいて、対における外延的（スーパーセットへのマ
ップ）及び非外延的（サブセットへのマップ）フィルタ
は各々別様にバイポーラもしくは両極性状況を取り扱う
ように設計されており、そしてフィルタの出力は、次
に、フィルタ処理された出力を生成するように論理的に
結合される。上述した技術は、例えばテンプレートをベ
ースにした（ヒット−オア−ミスをベースにした）フィ
ルタと比較して、腐食ベースのフィルタ対を履行するよ
う大いに簡単化されたハードウェア要件に帰結するので
長所的である。
【００１７】
【発明の実施の形態】用語「データ」はここでは、情報
を指し示すもしくは含み、そして特にバイナリ・イメー
ジ情報を含む物理的信号に言及する。データの項目が幾
つかの可能な代替物の１つを示すとき、データの項目は
幾つかの「値」の１つを有する。
【００１８】「データ記憶媒体」または「記憶媒体」は
データを記憶することができる物理的媒体である。デー
タ記憶媒体の例は、ディスケット、フロッピディスク及
びテープのような磁気媒体や、レーザディスク及びＣＤ
−ＲＯＭのような光学媒体、そして半導体メモリ（例え
ばＲＯＭ及びＲＡＭ）のような半導体媒体を含む。
【００１９】「メモリ回路」もしくは「メモリ」は、デ
ータを記憶することができ、そして局部及び遠隔メモリ
並びに入力／出力装置を含む得る任意の回路である。そ
の例として、半導体ＲＯＭ、ＲＡＭ、並びにそれらがア
クセスすることができるデータ記憶媒体を有した記憶媒
体アクセス装置が含まれる。
【００２０】「データ処理システム」はデータを処理す
る物理的システムである。「イメージ・プロセッサ」も
しくは「イメージ処理システム」は、イメージを表すデ
ータを処理するために主に用いられるデータ処理システ
ムである。例えば、イメージ・プロセッサは、汎用コン
ピュータ・ワークステーションであっても良く、また、
入力もしくはイメージ出力装置内に埋め込まれた専用の
データプロセッサであっても良い。「データ・プロセッ
サ」もしくは「プロセッサ」は、データを処理すること
ができる任意の構成要素もしくはシステムであり、１つ
または２つ以上の中央処理ユニットもしくは他の処理構
成要素を含み得る。
【００２１】「データのアレイ」、「データ・アレイ」
もしくは「アレイ」は、アレイ内にマッピングされ得る
データの項目の組み合わせである。「２次元アレイ」
は、データの項目が、２次元を有するアレイにマッピン
グされ得るデータ・アレイである。
【００２２】「イメージ」は、物理的な光のパターンで
ある。イメージは、キャラクタ、ワード及びテキスト並
びにグラフィックスのような他の特徴を含み得る。イメ
ージは「セグメント」に分割され得、各セグメントはそ
れ自身イメージである。２次元アレイの例は、相対運動
がＬＳＡとドキュメントとの間に与えられたとき、ドキ
ュメントの表面からリニア・センサ・アレイ（ＬＳＡ）
により取得されるイメージ放射照度（irradiance）デー
タのアレイである。データの項目がイメージを生成する
ための充分な情報を含むとき、データの項目は、イメー
ジを「定義」する。例えば、２次元アレイは、イメージ
のすべてもしくは任意の部分を定義することができ、ア
レイ内のデータの各項目は、カラー、放射照度レベル、
もしくはイメージのそれぞれの領域のマーキング状態を
示す値を提供する。
【００２３】「ピクセル」は、与えられたシステムにお
いてイメージが分割される最も小さいセグメントもしく
は領域である。データの各項目がバイナリ値を提供する
イメージを限定するアレイにおいて、領域のマーキング
状態を示す各値は、「ピクセル値」と呼ばれ得る。各ピ
クセル値は、ディジタル・イメージの「バイナリ形態」
においてはビット、ディジタル・イメージの「グレイ・
スケール形態」においてはグレイ・スケール値、もしく
はディジタル・イメージの「カラー座標形態」において
はカラー空間座標のセットであり、バイナリ形態、グレ
イ・スケール形態、及びカラー座標形態は、各々、イメ
ージを限定する２次元アレイである。用語、イメージ信
号、ビデオ・データ、及びピクセルは、ここでは、バイ
ナリ・イメージのようなディジタル・イメージ内のセグ
メントの活動（オン）もしくは非活動（オフ）状態を表
す個々のディジタル信号を記載するように用いられる。
さらに、ここで示されるイメージ・ビットマップの影も
しくは陰影部分は、ビットマップ内の黒もしくは活動ピ
クセル（１のバイナリ値を有する）を表すよう意図され
ている。このような表示は、バイナリ・イメージに本発
明を制限することを意図するものではなく、その記述を
簡単化することを意図するものである。従って、本発明
は、黒ピクセルが示されるところはどこでも、白ピクセ
ル状態に置き換えることにより同じ態様で動作され得、
また逆も真である。
【００２４】動作は、それがイメージのすべてもしくは
部分に関連するデータの項目上で動作するとき、「イメ
ージ処理」を行う。「イメージ特性」もしくは「特性」
はイメージの測定可能な属性である。動作は、イメージ
を限定するデータを用いて特性を示すデータを生成する
ことにより特性を「測定」することができる。
【００２５】「イメージからイメージへのマッピング」
動作は、イメージのバージョンを創成もしくは生成する
ためにイメージに適用され得る。イメージからイメージ
へのもしくはイメージ対イメージ・マッピング動作は、
イメージ解像度変換、イメージの復元、中間調処理（ha
lftoning）、カラー修正、及び階調（tone）調整のよう
な動作を含んでいる。しかしながら、ディジタル・イメ
ージのバージョンに対しディジタル・イメージをマッピ
ングすることに向けられた実施の形態、特に、イメージ
の高められたもしくは解像度変換されたバージョンに対
して本発明をここで説明する。
【００２６】「イメージ入力装置」(IIT) は、イメージ
を受信してイメージのバージョンを限定するデータの項
目を提供することのできる装置である。「スキャナ」
は、ドキュメントを走査するもしくはラスタライジング
(rasterizing) することによるようなラスタスキャン動
作によりイメージを受信するイメージ入力装置である。
イメージ入力装置の例は、それに制限するものではない
が、Xerox R 7650 Prolmagerのようなディジタル・スキ
ャナ、Xerox R DocuTech Production Publisherのよう
なディジタル・リプログラフィック装置及び XeroxR 70
XX Telecopier Rファミリのようなファクシミリ・マシ
ンを含む。
【００２７】「イメージ出力装置」(IOT) は、イメージ
を限定するデータの項目を受信して出力としてイメージ
を提供することができる装置である。「ディスプレイ」
は、人間の観察可能な形態で出力イメージを提供するイ
メージ出力装置である。ディスプレイにより提起される
可視パターンは、「ディスプレイされるイメージ」もし
くは単に「イメージ」である。
【００２８】「腐食を基にした（erosion-based)フィル
タ」は、数学的形態学（mathematical morphology)の分
野により定義されるように、形態学上の腐食（morpholo
gical erosions) のユニオン（union)(OR 若しくはMAX)
として表され得るブール論理演算のセットである。或る
与えられたピクセル場所において、各腐食の出力は、与
えられた構造付け素子のための(for the given structu
ring element) サブセット「フィット」規準(a subset
"fit" criterion)によって決定される。もし構造付け
素子が観察されたイメージ・パターンのサブセットなら
ば、出力は１であり、そうでない場合は、出力はゼロで
ある。用語「サブセット」は、構造付け素子における１
の値と共にすべてのピクセルが、観察されたイメージ・
パターンにおける１の値をも有するということを意味す
る。同様の定義は関連のグレイ・スケール形態学演算と
して既知であり、SPIE Optical Engineering Press, Be
llingham, WA(1992)の「形態学イメージ処理への入門」
という名称のE.R.Doughertyによる刊行物に見られ得
る。
【００２９】「構造付け素子」も構造の素子として既知
である。バイナリ・イメージ形態学に対して、「構造付
け素子」は、１の値を所有するピクセルのグループであ
る。用語「腐食テンプレート（template)]」は、定義し
ているテンプレート・パターン内のピクセルのグループ
に言及しており、ここに、1 の値を所有するそれらのピ
クセルだけが引き続く計算に関連しており、他のピクセ
ルは「関心を持たない("don't care")」状態にあるもの
として特徴付けられ得る。ここで再び、同様の定義は、
関連のグレイ−スケール構造付け素子に適用可能であ
り、そして上述のDougherty の本に見られ得る。
【００３０】「構造付け素子の対」は、テンプレートで
あり、ここで、対の１つのメンバーは、イメージ内の１
のものに関する腐食演算において用いられ、他方のメン
バーは、イメージ内の０の補数（compliment) に関する
腐食演算において用いられる。ヒット−オア−ミス変換
(hit-or-miss transform) は、構造付け素子の対を用
い、そして双方のメンバーがフィット規準に適うと、出
力は１であり、そうでない場合は、出力は０である。デ
ィジタル・ドキュメント処理の分野において、構造付け
素子の対は、普通、漠然と「テンプレート（template
s)」と称され、そしてテンプレート・マッチング(templ
ate-matching) は、代表的には、形態学上のヒット−オ
ア−ミス変換と称される。テンプレート・マッチング・
フィルタは普通、ヒット−オア−ミス変換のユニオン(O
R またはMAX)と称される。
【００３１】図１は、本発明のイメージ処理の実施の形
態を示すディジタル・プリンタのブロック図である。示
されているように、低解像度入力イメージ２０は、ディ
ジタル・イメージ処理システム２２に与えられて、プリ
ントされ、表示され、もしくは、他の場合には、出力装
置２６の１つにより観察可能な形態にレンダリングされ
得る出力イメージ２４を生成する。低解像度イメージ
は、イメージ入力ターミナルから生じ得、そして記憶媒
体に一時的に記憶されてしまっていることができる。デ
ィジタル・イメージ・プロセッサ２２は、好ましくは、
本発明の素子、特に、入力ビットマップを対にされた出
力データに変換する腐食ベースのフィルタ３４と、出力
イメージ２４を生成するために対にされた出力データに
演算を行う組み合わせ論理３６とを含んでいる。１つの
実施の形態において、入力イメージ２０は、入力イメー
ジ２０のものとは異なった解像度において出力イメージ
２４を生成するよう高められ得る。ここに記載された実
施の形態はディジタル・プリンティングもしくはディス
プレイ・システムと関連したイメージ・プロセッサであ
るけれども、本発明は、イメージ解像度変換（それに制
限されるものではない）を含む種々のイメージ・マッピ
ング動作が要求される他のシステムに適用され得る。
【００３２】図２を参照すると、イメージ・プロセッサ
２２内で達成されるイメージ処理動作の総括的なブロッ
ク図が示されている。概して、外延的な(extensive) 及
び非外延的な(antiextensive) フィルタ対により入力イ
メージＡに行われるマッピング演算、及び関連のブール
論理は、以下のように特徴付けられる： Ψ（Ａ）＝［Ａ△Ψ1 （Ａ）］ｃ∩Ψ2 （Ａ）、 （１） ここで、イメージＡの全体のマッピングは、Ψ（Ａ）に
よって示され、フィルタ対Ψ1 及びΨ2 は、それぞれ非
外延的な及び外延的なマッピングであり、△は、対称差
（ＸＯＲに対する取り決められた表記法）を表すために
用いられ、ｃは補数（compliment) (INVERT)であり、そ
して∩は、共通部分（ＡＮＤ）である。解像度変換動作
（演算）に対し、多数のフィルタ対が、多数のサンプル
もしくは位相（phases) を創成するように用いられ得、
それらは次に、より高い解像度出力イメージを形成する
ようにインターリーブされ得る。論理的に等価なブール
演算も、以下のような外延的な及び非外延的なフィルタ
の出力を結合するために用いられ得ることに注意された
い： Ψ（Ａ）＝［Ａ△Ψ2 （Ａ）］∪Ψ1 （Ａ）、 （２） ここで、∪は、２つのセットのユニオン（論理ＯＲ）を
表すために用いられる。さらに、ここではバイナリ形態
で示されかつ説明されたけれども、E.R.Dougherty によ
るもののような形態学的なイメージ処理の教本に記載さ
れているような形態学的なアンブラもしくは影（umbra)
を用いて、これらのブール演算（Booleanoperations）
をディジタル、グレイ−スケール・イメージ処理に拡張
することは容易である。
【００３３】図２は、フィルタ・ブロック３４内の複数
の対にされたフィルタ部分（Ｅ−Ｈ）に並列に通され
る、１インチ当たり３００スポット（３００spi ）の入
力ドキュメント２０を示す。フィルタ部分は、非外延的
なフィルタ４０及び外延的なフィルタ４２の対を含む。
図７及び図８に関して一層詳細に説明するように、対Ｅ
〜Ｈにおけるフィルタの各々は、通常用いられるテンプ
レートと対照してみると、腐食テンプレート（もしくは
構造付け素子）として特徴付けられ得るところのものか
ら成る腐食ベースのフィルタである（すなわち、構造付
け素子の対−１のもの及び０のものは、それぞれイメー
ジ１のもの及び０のもののサブセットでなければならな
い）。１対のフィルタを考慮すると、ここではサブセッ
ト・データと称される非外延的なフィルタ４０の出力
は、入力イメージの関連のデータとサブセット・データ
との排他的論理和を行う（ＸＯＲｓ）ＸＯＲ（排他的論
理和）ブロック４４への出力として提供される。ＸＯＲ
ブロック４４の出力は、次に、反転もしくはＩＮＶＥＲ
Ｔブロック４６で反転され、そしてＡＮＤブロック４８
に通され、そこで、処理されたサブセット・データは、
外延的なフィルタ４２によって出力されたスーパーセッ
ト（superset) データとアンドを取られる。続いて、論
理的に結合されたサブセット及びスーパーセット・デー
タは、出力データの１つのサンプル・フェーズ(sample
phase)としてインターリーブ・ブロック５０に通され
る。
【００３４】インターリーブ・ブロック５０は、２ｘの
解像度増加の場合において、複数の（本例の場合におい
ては４）フィルター部分、対にされたフィルター及び論
理部分Ｅ〜Ｈからのサンプルフェーズされた出力を再結
合するために概して適合された電子回路である。より詳
細には、各部分Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨは、６００ｓｐｉ出力
イメージの４つのフェーズの１つのための出力ピクセル
を生成するよう設計されている。例えば、３００ｓｐｉ
入力イメージの各ピクセルは６００ｓｐｉ出力イメージ
における４つのピクセルを「生成」する。それぞれ入力
及び出力イメージの部分を示す図３及び図４に示される
ように、入力ウインドウＷinの中央において入力ターゲ
ットピクセルＩT は、図４における出力ウインドウＷ
out の４つの出力ピクセルｅT 、ｆT 、ｇT 及びｈT を
生成するように用いられる。出力ピクセルの空間的な関
係から明白であるように、２ｘ出力イメージにおける４
つのフェーズがある、。このように、インターリーブ・
ブロック５０は、より高い解像度出力ビップマップ２４
における適切な位置に、４つのフェーズ部分により出力
されるデータを並べるように働く。図５及び図６に関し
て説明されるようなマルチプレクサを含む、インターリ
ーブ動作を達成するための多くの回路が得られるという
ことが理解されるであろう。
【００３５】重要なことは、非外延的な及び外延的なマ
ッピングからなるよう本発明は既知の出力フェーズの各
々毎にフィルタリング動作を分解することであり、それ
らマッピングは、次に、バイナリ・イメージ・フィルタ
リングの場合においてはブール論理演算と結合され、も
しくはグレースケール・イメージ・フィルタリングに対
しては最大／最小演算もしくは動作と結合される。更
に、マッピングはこの形態において非常にコンパクトで
あり、代表的には多くとも４つ又は５つの必要とされる
論理比較を有し、それ故、安価な腐食ベースのフィルタ
が、高品質出力をもたらしつつ変換を行うよう用いられ
得る。腐食ベースのフィルタの設計は、イメージのトレ
ーニング・セットが、対にされたフィルタを発生するよ
う用いられるという態様で達成され得る。再度、フィル
タ対は、上述した出力解像度（もしくは、より適切に
は、変換比）によって必要とされる各サンプリング・フ
ェーズに対して創設される。
【００３６】図示例として、３００ｓｐｉから６００ｓ
ｐｉの解像度変換のようなマッピング動作を行うよう設
計されたフィルタのセットは表１に要約されたように２
６腐食テンプレート（構造付け素子）の合計を含んだ腐
食ベースのフィルタの４つの対からなることができる。
表におけるエントリは、各フィルタにおける腐食テンプ
レケートの数と、各テンプレートにおける活動ピクセル
の数とを示す。同様の変換のために通常に用いられるテ
ンプレート−マッチング・プロセス（ヒット−オア−ミ
ス・オペレータ[hit-or-miss operators] ）は、同様の
フィルタリング動作を達成するために、数百のヒット−
オア−ミス・テンプレート（構造付け素子の対）を用い
るということに注意するのが重要なことである。
【００３７】
【表１】
【００３８】図５及び図６は一緒になって、本発明の為
の好適なハードウェア・インプリメンテーションのブロ
ック図を示す。図５及び図６を参照すると、入力イメー
ジ・データが線１００上に与えられ、そして整列論理ブ
ロック１０２、フィルタ・ブロック３４、組み合わせ論
理ブロック３６及び、出力インターリーブ・ブロック５
０における処理の結果として、より高い解像度イメージ
・データ（図１の参照数字２４）が線１１０上に得られ
る。また、図５及び図６に示される回路には、高解像度
ピクセル及び線同期信号が入力される。これら２つの信
号から、低い方の解像度タイミング信号及びアドレス・
データが、それぞれカウンタ１２４及び１２６を用いて
導出される。例えば、３００ｓｐｉから６００ｓｐｉマ
ッピング動作における低解像度ピクセル・クロックを得
るために、線１２０上の高解像度ピクセル・クロック
が、２で割るカウンタ１２４を通され、同じことは高解
像度線同期信号についても同様である。好ましくは、示
されたハードウェア回路において用いられるカウンタ
は、種々の変換比において解像度マッピング動作を可能
とするように、プログラム可能なカウンタであるであろ
う。
【００３９】示された種々のクロック、同期及びアドレ
ス信号の制御下で、ビットマップ入力(bitmap input)イ
メージもしくはビデオ・データは、整列論理ブロック１
０２内の複数個の並列走査線バッファ１３０に記憶され
る。走査線バッファ１３０は、入力ウインドウ（ＷI ）
のためのコンテキストもしくは文脈を提供するように数
において十分なメモリ回路であり、ウインドウ内のイメ
ージ・データは、フィルタが動作するであろうデータで
ある。走査線バッファに記憶されると、イメージ・デー
タは、低解像度マルチプレクサ１３２を介して、複数個
の並列シフト・レジスタ１３４に選択的に進められる。
シフト・レジスタ１３４は本質的に、図３に示されるよ
うなターゲット及び周囲のピクセルのバイナリ・イメー
ジ状態（０又は１）を記憶する。このように整列論理ブ
ロックからの出力は、図３に示されるような入力ウイン
ドウＷI の各素子若しくはピクセル場所毎に一つの、複
数個の並列の入力信号である。
【００４０】整列論理ブロック１０２によって発生され
た並列入力信号は、次に、フィルタ・ブロック３４に通
され、そこでそれらは、図２に関して先に説明されたフ
ェーズ処理された（ｐｈａｓｅｄ）腐食ベースのフィル
タ対によって、再度並列に、演算される。好ましくは、
本発明の腐食ベースのフィルタは、組み合わせ論理で履
行されるに十分に論理的にコンパクトである。このよう
に、フェーズ処理されたフィルタ関数（Ψ1 及びΨ2 ）
は、比較的安価なプログラム可能な論理アレイ（ＰＬＡ
ｓ）、フィールド・プログラム可能なゲート・アレイ
（ＦＰＧＡｓ）又はアプリケーション・スペシフィック
集積回路（ＡＳＩＣｓ）に収容されるのに十分小さい。
【００４１】図７及び図８はそれぞれ、非外延的な及び
外延的なフィルタ対のための例示的な腐食フィルタ・テ
ンプレート（構造付け素子）を示す。各図において、丸
で囲ったイメージ・ピクセルはフィルタ・ウインドウの
中央（例えば、変換されるべきターゲット・ピクセルＩ
T ）を示し、陰影のある四角はバイナリ値１を所有する
ピクセルを示し、そして白又は空白の四角は「構わない
（don't-care) 」ピクセルを示す。最も重要なことは、
ドントケア・ピクセルもしくは「構わない」ピクセルは
論理ゲートを必要とせず、各ウインドウ毎の整然とした
表示を提起するために、そして両者間の相対的比較のた
めだけに示されている。示されたフィルタ・テンプレー
トの各々におけるドントケア・ピクセル場所の大きい数
から明白であるように、特殊化された腐食ベースのフィ
ルタリングの動作を行うために非常に少ない論理ゲート
が必要とされる。
【００４２】再度図５及び図６を参照すると、図におい
て文字Ｔによって総括的に参照される個々の腐食ベース
のフィルタのバイナリ出力は、組み合わせ論理および整
列回路を用いて引き続いて併合される。バイナリ出力
（Ｔ）の併合は、式（１）及び（２）で表されたような
先に説明されたＸＯＲ、ＯＲ、ＡＮＤ及びＩＮＶＥＲＴ
演算を用いて論理処理のための組み合わせ論理部分３６
に出力を最初に発送することによって達成される。引き
続いて、組み合わせ論理部分の出力は、高解像度マルチ
プレクサ１４０を介して結合され、それ故、それらは、
高解像度走査線バッファ１４２に記憶され得る。該バッ
ファ１４２もまた、良く知られたメモリ回路からなる。
そこに記憶された一層高い解像度データは、次に、出力
マルチプレクサ１４４に送られ、そして最終出力のため
に出力ラッチ１４６によってラッチされる。それ故、結
果のイメージ・データもしくはイメージの解像度変換さ
れたバージョンは適切に「クロック・アウト」される(c
locked out) もしくは「インターリーブ」される(inter
leaved) 。代替的には、高解像度イメージ・データは、
追加のイメージ処理回路（図示せず）に送られ得る。説
明したようなインターリーブを行うブロック回路は、好
ましくは、フィルタ機能と共にゲート・アレイ内に組み
込まれるであろう。
【００４３】要点を繰り返して述べれば、本発明は、対
にされた腐食ベースのフィルタを用いてデジタル・イメ
ージ対イメージ・マッピングを行うための方法である。
対の一方のフィルタは出力イメージ・データのスーパー
セットを創成し、そして、他方は出力イメージ・データ
のサブセットを創成し、そして組み合わせ論理は次に、
マッピングされたイメージ・データを得るために、スー
パーセット(superset)及びサブセット(subset)・データ
に与えられる。１つの実施の形態において、複数個の腐
食ベースのフィルタが用いられ、その場合、対の一方の
フィルタは外延的であり、他方のフィルタは非外延的で
あり、各対は高解像度出力イメージのサンプル・フェー
ズ(a sample phase)を発生する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が特定の使用を発見するイメージ処理シ
ステムのブロック図である。
【図２】本発明の主な構成要素を示す簡単化されたブロ
ック図である。
【図３】その上に重畳された図２の腐食ベースのフィル
タに従って定義されたイメージ・ウインドウと共にイメ
ージの例示的部分を示す図である。
【図４】例示的なイメージ解像度変換の実施の形態にお
いて本発明によって導出され得る出力イメージ・データ
の種々のサンプル・フェーズを示す図である。
【図５】図６と一緒になって、図２の構成要素の種々の
素子を示す詳細なブロック図である。
【図６】図５と一緒になって、図２の構成要素の種々の
素子を示す詳細なブロック図である。
【図７】本発明による例示的な非外延的腐食ベースのフ
ィルタを表す図である。
【図８】本発明による例示的な外延的腐食ベースのフィ
ルタを表す図である。
【符号の説明】
２０ 入力イメージ ２２ イメージ・プロセッサ ２４ 出力イメージ ２６ 出力装置 ３４ 腐食ベースのフィルタ ３６ 組合せ論理
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド イー．ジョドイン アメリカ合衆国 14534 ニューヨーク州 ピッツフォード パーク エイカー ロ ード 56 (72)発明者 マイケル エス．シアンシオシ アメリカ合衆国 14622 ニューヨーク州 ロチェスター ラッセル アヴェニュー 39

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 イメージ定義するデータをイメージのバ
    ージョンを定義するデータにマッピングするようイメー
    ジ・プロセッサで行われる方法であって、 サブセット・イメージ・データを生成するよう、イメー
    ジを定義するデータに腐食ベースの非外延的なフィルタ
    を適用し、 スーパーセット・イメージ・データを生成するよう、イ
    メージを定義するデータに腐食ベースの外延的なフィル
    タを適用し、 バージョンのイメージ・データを生成するよう、サブセ
    ット・イメージ・データ及びスーパーセット・イメージ
    ・データを論理的に結合する、ようにした方法。
  2. 【請求項２】 第１の解像度におけるイメージを定義す
    るデータを第２の解像度のイメージを定義するデータに
    マッピングするようイメージ処理システムで行われる方
    法であって、 複数個のイメージ・サンプル・フェーズのためのサブセ
    ット・データを生成するよう、第１の解像度のイメージ
    ・データに複数個の腐食ベースの非外延的なフィルタを
    適用し、 複数個のイメージ・サンプル・フェーズのためのスーパ
    ーセット・データを生成するよう、第１の解像度のイメ
    ージ・データに複数個の腐食ベースの外延的なフィルタ
    を適用し、そして、 第２の解像度のイメージ・データを生成するよう、イメ
    ージ・サンプル・フェーズのためのサブセット及びスー
    パーセット・データを併合する、ようにした方法。
JP7327175A 1994-12-19 1995-12-15 イメージ・マッピングのために腐食ベースのフィルタ対を用いた方法 Withdrawn JPH08223413A (ja)

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