JPH0927030A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、カメラ等で物体を撮像して得られ
た多階調画像データからその物体の位置，形状，大きさ
等を計測するのに用いて好適の画像処理装置に関し、ソ
フトウエアの処理量を軽減してリアルタイム性を確保し
ながらメジアンフィルタを実現し、画像の位置精度の向
上をはかることを目的とする。 【解決手段】 計数部５による計数値が所定数になった
場合、または、計数部５による計数値が前記所定数にな
った後に予め設定された追加数だけ増加した場合、フィ
ルタ回路制御部６が、フィルタ回路２を駆動し、ＦＩＦ
Ｏ型記憶部３に記憶された多階調画像データに対するメ
ジアンフィルタ処理をフィルタ回路２に実行させるよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次） 発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１〜図３） 発明の実施の形態（図４〜図１７） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等で物体を
撮像して得られた多階調画像データからその物体の位
置，形状，大きさ等を計測するのに用いて好適の画像処
理装置に関する。近年、カメラの小型化やマイクロプロ
セッサの処理高速化に伴い、ロボット制御等において、
ロボットのカメラ画像を取得して画像処理により位置計
測を行ない、ロボットの位置（姿勢）をフィードバック
制御することが可能になってきている。

【０００３】しかしながら、画像データは情報量が多い
ことから巨大なメモリを必要とし、また位置計測には単
純ではあるが数多くの演算を必要とする。これらの要求
は、組込み型のコンピュータにおいては依然大きな問題
であり、特に、人工衛星等の特殊環境で動作させる装置
に関しては、軽量化，低消費電力化などの要求からソフ
トウエア処理の簡易化とハードウエア量の削減とが強く
求められている。

【０００４】

【従来の技術】一般に、カメラで撮像した画像データを
２値化する際には、撮像した多階調の画像データを閾値
と比較して、各画素毎にオン／オフの２値を決定してい
る。また、場合によっては、２値化処理の前に、ノイズ
成分を取り除くためのフィルタ処理を施している。

【０００５】ノイズ除去用のフィルタ処理に関する手法
としては、ソフトウエアにより取り込んだ多階調の画像
データを順次読み出し目的とする画素を中心としたｎ×
ｎ（ｎは奇数）画素の領域のデータを重みを付けて平均
化するローパスフィルタ処理と、同様のｎ×ｎ画素の領
域のデータをソーティングして中央値を採るメジアンフ
ィルタ処理とが用いられている。

【０００６】２値化処理に際しては、ソフトウエアまた
はハードウエアが各画素毎に閾値と比較してオン／オフ
を判定している。次に、２値化されたデータに基づいて
画像計測を行なう際には、２値化された画像の連続した
グループの１画素毎に同一の識別番号を付与していく。
この識別番号の付与を完了してから、１画素毎に識別番
号を読み出し、同一の識別番号の画素が示す領域の大き
さ，形状，位置を計測していく。

【０００７】このとき、各画素に識別番号を付与するた
めに各画素の記憶ビット幅を十分に確保するか、識別番
号が足りなくなった時点で明らかに不要と分かる画像領
域を削除するか、識別番号が足りなくなった時点で処理
を諦め明るさ等の撮像時のパラメータを変えて画像処理
をやり直すかのいずれかの手法が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

（ａ）フィルタ処理における課題 画像のノイズ成分を除去するために行なうフィルタ処理
では、ローパスフィルタかメジアンフィルタかのいずれ
かが使用されるが、これらの２つのフィルタを比較した
場合、ローパスフィルタは、画像をぼかしてノイズを除
去するものであることから、メジアンフィルタに比較し
て撮像された画像の位置精度が劣っている。しかしなが
ら、ソーティングを必要とするメジアンフィルタでは、
処理量が多く、組込み型の計算機等のように処理速度の
劣るＣＰＵを使用するシステムにおいてリアルタイム性
を確保できない。このため、ソフトウエアの処理量を軽
減しながらメジアンフィルタを実現することが望まれて
いる。

【０００９】（ｂ）２値化処理および識別番号付与処理
における課題 各画素毎に２値化して識別番号を割り振った場合、例え
ば１画素当たりの記憶容量が１バイトであったとする
と、２５５までの番号しか付与できない。このため、各
画素のビット幅を増やすか、または、番号がオーバした
ら不要な画像領域を削除するための余分な処理を実行す
るかしなければならない。このため、メモリ容量を増や
すことなく、識別番号のビット幅を増やすことが望まれ
ている。

【００１０】（ｃ）計測処理における課題 画像計測では、同一識別番号を付与された画素が占める
領域の大きさ，形状による重心計算等を行なうために、
各画素に関する情報を読み出す必要があるが、２次元に
分布する画像では、読み出し回数が非常に多くなる。し
かし、処理量を軽減するためにも、できる限り読み出し
回数や演算回数を削減することが望まれている。特に、
画像メモリは容量が大きいことから、プログラムメモリ
と比較してもアクセスに時間がかかることが多く、アク
セス回数が装置全体の性能に与える影響が大きい。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、ソフトウエアの処理量を軽減してリアルタイ
ム性を確保しながらメジアンフィルタを実現し、画像の
位置精度の向上をはかった画像処理装置を提供すること
を第１の目的とする。また、本発明は、ハードウエア量
やＣＰＵ性能が制限されたシステムにおいて、２値化画
像処理時の画像メモリ容量を削減するとともに、画像計
測処理結果に基づく制御処理速度を向上させリアルタイ
ム性を確保できるようにした、画像処理装置を提供する
ことを第２の目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は第１発明の原理ブ
ロック図で、この図１において、１Ａは第１発明の画像
処理装置で、この画像処理装置１Ａは、フィルタ回路
２，ＦＩＦＯ型記憶部３，データ書込制御部４，計数部
５およびフィルタ回路制御部６から構成されている。

【００１３】ここで、フィルタ回路２は、注目画素を含
む所定数の画素についての多階調画像データの中央値を
当該注目画素の多階調画像データとして採用するメジア
ンフィルタ処理を行なうものである。また、ＦＩＦＯ型
記憶部３は、フィルタ回路２によるメジアンフィルタ処
理の対象となる前記所定数の画素についての多階調画像
データを記憶するものであり、データ書込制御部４は、
フィルタ回路２によるメジアンフィルタ処理の対象とな
る画素についての多階調画像データを所定順序でＦＩＦ
Ｏ型記憶部３に書き込むものである。

【００１４】さらに、計数部５は、データ書込制御部４
によりＦＩＦＯ型記憶部３に書き込まれる多階調画像デ
ータの数を計数するものであり、フィルタ回路制御部６
は、計数部５による計数結果に応じてフィルタ回路２の
動作を制御するものである。そして、第１発明の画像処
理装置１Ａでは、計数部５による計数値が前記所定数に
なった場合、または、計数部５による計数値が前記所定
数になった後に予め設定された追加数だけ増加した場
合、フィルタ回路制御部６が、フィルタ回路２を起動
し、ＦＩＦＯ型記憶部３に記憶された多階調画像データ
に対するメジアンフィルタ処理をフィルタ回路２に実行
させるようになっている。

【００１５】図１にて上述した第１発明の画像処理装置
１Ａでは、計数部５による計数値がメジアンフィルタ処
理の対象となる所定画素数になった場合、即ち、最初
に、所定画素数分の多階調画像データがデータ書込制御
部４によりＦＩＦＯ型記憶部３に所定順序で書き込まれ
た時点で、フィルタ回路制御部６により、フィルタ回路
２が起動され、ＦＩＦＯ型記憶部３に記憶された多階調
画像データに対する最初のメジアンフィルタ処理が実行
される。

【００１６】この後、計数部５による計数値が予め設定
された追加数だけ増加した場合、即ち、追加画素数分の
多階調画像データがデータ書込制御部４によりＦＩＦＯ
型記憶部３に所定順序で書き込まれる度に、フィルタ回
路制御部６により、フィルタ回路２が起動され、ＦＩＦ
Ｏ型記憶部３に記憶された多階調画像データに対するメ
ジアンフィルタ処理が実行される。

【００１７】これにより、注目画素毎に、所定画素数分
の多階調画像データを一々読み出してフィルタ回路２に
よるメジアンフィルタ処理を行なう必要がなくなり、追
加画素数分の多階調画像データをＦＩＦＯ型記憶部３に
書き込むだけで、連続する注目画素についてメジアンフ
ィルタ処理を連続的に実行でき、多階調画像データの読
出回数を削減することができる（請求項１）。

【００１８】図２は第２発明の原理ブロックで、この図
２において、１Ｂは第２発明の画像処理装置で、この画
像処理装置１Ｂも、図１にて前述したものと同一機能を
有するフィルタ回路２を有して構成されているが、第２
発明の画像処理装置１Ｂでは、このフィルタ回路２が、
１／０計数部２ａおよび中央値決定部２ｂから構成され
ている。

【００１９】ここで、１／０計数部２ａは、フィルタ回
路２によるメジアンフィルタ処理の対象となる所定数の
画素についての多階調画像データ（複数ビットからなる
２進数データ）の、同一ビット位置における２進数デー
タ“１”もしくは“０”の数を、最上位ビットから下位
ビットへ順に計数するものである。また、中央値決定部
２ｂは、１／０計数部２ａによる計数結果に基づいて、
前記所定数の画素についての多階調画像データの中央値
を決定するもので、１／０計数部２ａによる最上位ビッ
ト位置における計数結果に基づいて、中央値になる可能
性の無い多階調画像データを判断して除外し、残された
多階調画像データ群の中から、１／０計数部２ａによる
一つ下位のビット位置における計数結果に基づいて、中
央値になる可能性の無い多階調画像データを判断して除
外する処理を繰り返し行なって、前記中央値を決定す
る。

【００２０】図２にて上述した第２発明の画像処理装置
１Ｂでは、１／０計数部２ａによる計数結果に基づい
て、中央値決定部２ｂにより前述のようにして所定画素
数分の多階調画像データの中央値が決定されるので、従
来のごとく多階調画像データのソーティング処理を行な
う必要がなく、ソフトウエアの処理量を低減しながら中
央値の決定を高速に行なうことができる（請求項２）。

【００２１】図３は第３発明の原理ブロック図で、この
図３において、１Ｃは第３発明の画像処理装置で、この
画像処理装置１Ａは、２値化回路７，記憶部８，形状コ
ード生成部９および識別番号生成部１０から構成されて
いる。ここで、２値化回路７は、画素毎に得られた多階
調画像データを予め設定された閾値と比較して２値化デ
ータを作成するものであり、記憶部８は、２値化回路７
による２値化情報を格納するものである。

【００２２】また、形状コード生成部９は、近接する複
数画素の多階調画素データから２値化回路７により作成
された当該複数画素の２値化データの形状を指定する形
状コードを生成するものであり、識別番号生成部１０
は、当該複数画素の２値化データに対して一つの識別番
号を生成するものである。そして、第３発明の画像処理
装置１Ｃでは、２値化回路７により２値化された当該複
数画素の２値化データが、形状コード生成部９により生
成された形状コードと、識別番号生成部１０により生成
された識別番号とからなる２値化情報として記憶部８に
格納される。

【００２３】図３にて上述した第３発明の画像処理装置
１Ｃでは、２値化回路７により２値化された複数画素の
２値化データが一単位として扱われ、その一単位分の２
値化データに対して一つの形状コードおよび一つの識別
番号が生成され、これらのものが２値化情報として記憶
部８に格納されている。つまり、近隣の複数画素の２値
化情報を一括して形状コードとして記憶するとともに、
一括的にまとめられた２値化情報に一つの識別番号を与
えることにより、各画素毎に識別番号を付与していた従
来技術に比較し、２値化画像処理時のメモリ容量（記憶
部８の容量）を大幅に削減することができる（請求項
３）。

【００２４】なお、第３発明の画像処理装置１Ｃにおい
て、記憶部８に格納された２値化情報に基づいて計測処
理を行なう計測処理部をそなえ、この計測処理部が、前
記複数画素の２値化データを、前記形状コードおよび前
記識別番号からなる２値化情報として記憶部８から読み
出し、前記複数画素の２値化データに対する計測処理
を、記憶部８から読み出された前記形状コードに基づい
て行なうように構成してもよい。この場合、計測処理に
際して記憶部８から２値化情報を読み出す回数を、各画
素毎に２値化情報を読み出す従来技術に比べて大幅に少
なくすることができる（請求項４）。

【００２５】また、計測処理部が、前記複数画素の２値
化データを一つの画素単位として扱って行なう粗い精度
の計測処理と、前記形状コードに基づき前記複数画素の
２値化データを完全に復元して行なう細かい精度の計測
処理とを切り換えるように構成してもよい。この場合、
測定対象の特性に応じて粗い精度の計測処理を選択する
ことにより、画像計測処理を高速化しながら大雑把に実
行できる一方、必要に応じて細かい精度の計測処理を選
択することにより、各画素毎の２値化データに基づく正
確な計測処理を実行することができる（請求項５）。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図４は本発明の一実施形態としての
画像処理装置の構成を示すブロック図で、この図４に示
す本実施形態の画像処理装置は、ＣＰＵ１１，画像メモ
リ１２，フィルタ回路１３，ＦＩＦＯ型記憶部１４，カ
ウンタ１５，２値化回路１６，シフトレジスタ１７およ
び形状コード生成部１８を有して構成されている。

【００２７】ここで、ＣＰＵ１１は、本実施形態の画像
処理装置の全体を統括的に管理するものであるが、後述
するデータ書込制御部１１Ａ，識別番号生成部１１Ｂお
よび計測処理部１１Ｃとしての機能も有している。画像
メモリ（記憶部）１２は、カメラ等によって撮像された
多階調画像データや、フィルタ回路１３によりメジアン
フィルタ処理を施された多階調画像データや、２値化回
路１６により２値化された画像データ（２値化データ）
を格納するもので、これらのデータの読出／書込はＣＰ
Ｕ１１によって制御されるようになっている。

【００２８】フィルタ回路１３は、注目画素を含む所定
数の画素についての多階調画像データの中央値を当該注
目画素の多階調画像データとして採用するメジアンフィ
ルタ処理を行なうものであり、後述する１／０計数部１
３ａおよび中央値決定部１３ｂから構成されている。Ｆ
ＩＦＯ型記憶部１４は、フィルタ回路１３によるメジア
ンフィルタ処理の対象となる前記所定数（本実施形態で
は３×３画素）の画素についての多階調画像データを記
憶するもので、９段のレジスタ１４−１〜１４−９から
構成されている。このＦＩＦＯ型記憶部１４の各レジス
タ１４−１〜１４−９には、ＣＰＵ１１のデータ書込制
御部１１Ａとしての機能により、フィルタ回路１３によ
るメジアンフィルタ処理の対象となる画素についての多
階調画像データが、画像メモリ１２から所定順序（例え
ば図５参照）で読み出されて書き込まれるようになって
いる。

【００２９】カウンタ１５は、ＣＰＵ１１（データ書込
制御部１１Ａ）により画像メモリ１２からＦＩＦＯ型記
憶部１４に書き込まれる多階調画像データの数を計数す
るものであり、その計数結果に応じてフィルタ回路１３
の動作を制御するフィルタ回路制御部としての機能も果
たしている。つまり、カウンタ１５による計数値が所定
数９になった場合、または、カウンタ１５による計数値
が所定数９になった後に予め設定された追加数３だけ増
加した場合、カウンタ１５は、フィルタ回路１３に対し
て起動命令を出力してこのフィルタ回路１３を起動し、
ＦＩＦＯ型記憶部１４に記憶された多階調画像データに
対するメジアンフィルタ処理を実行させるようになって
いる。

【００３０】カウンタ１５により起動される本実施形態
のフィルタ回路１３は、１／０計数部１３ａおよび中央
値決定部１３ｂから構成されている。本実施形態におい
て、多階調画像データは例えば８ビットの２進数データ
で、１／０計数部１３ａは、ＦＩＦＯ型記憶部１４の各
レジスタ１４−１〜１４−９に格納された８ビットデー
タの同一ビット位置における２進数データ“１”もしく
は“０”の数を、最上位ビットから下位ビットへ順に計
数するものである。

【００３１】また、中央値決定部１３ｂは、１／０計数
部１３ａによる計数結果に基づき、ＦＩＦＯ型記憶部１
４に格納されている９個の多階調画像データの中央値を
決定するもので、１／０計数部１３ａによる最上位ビッ
ト位置における計数結果に基づいて、中央値になる可能
性の無い多階調画像データを判断して除外し、残された
多階調画像データ群の中から、１／０計数部１３ａによ
る一つ下位のビット位置における計数結果に基づいて、
中央値になる可能性の無い多階調画像データを判断して
除外する処理を繰り返し行なって、ＦＩＦＯ型記憶部１
４に格納されている９個の多階調画像データの中央値を
決定する。なお、フィルタ回路１３の具体的な動作につ
いては図６〜図８により後で説明する。

【００３２】一方、２値化回路１６は、フィルタ回路１
３によるメジアンフィルタ処理後の多階調画像データを
予め設定された閾値と比較して各画素毎に２値化データ
を作成するもので、閾値設定部１６ａおよび比較部１６
ｂから構成されている。閾値設定部１６ａは、所定の閾
値を予め設定されるものである。また、比較部１６ｂ
は、閾値設定部１６ａに設定された閾値と、ＣＰＵ１１
により画像メモリ１２から読み出されたフィルタ処理後
の多階調画像データとを比較し、例えば、多階調画像デ
ータが閾値よりも大きい場合には２値化データとして
“１”を出力するのに対し、多階調画像データが閾値以
下の場合には２値化データとして“０”を出力するもの
である。

【００３３】シフトレジスタ１７は、近接する複数画素
（本実施形態では、図９〜図１１等に示すように２×２
画素）についての２値化データ（２値化回路１６からの
出力）を記憶するもので、４段のレジスタ１７−１〜１
７−４から構成されている。形状コード生成部１８は、
シフトレジスタ１７の各レジスタ１７−１〜１７−４に
格納された２値化データ（形状パターン）に応じた形状
コードを生成し出力するものである。この形状コード生
成部１８からの形状コードは、２値化データとして画像
メモリ１２に記憶されるが、このとき、本実施形態で
は、その２×２画素部分の形状コードに、ＣＰＵ１１の
識別番号生成部１１Ｂとしての機能により生成された１
つの識別番号が付与されて、これらの形状コードと識別
番号とが２×２画素部分の２値化情報として画像メモリ
１２に格納される。

【００３４】また、本実施形態のＣＰＵ１１には、上述
のごとく画像メモリ１２に格納された２値化情報に基づ
いて、撮像画像の大きさ（面積），形状，位置，重心等
を計測する計測処理部１１Ｃとしての機能もそなえられ
ている。計測処理部１１Ｃにより画像計測処理を行なう
場合、本実施形態では、２×２画素を一単位とする２値
化データ（形状コードと識別番号とからなる２値化情
報）を画像メモリ１２から読み出し、後述するごとく、
形状コードに基づいて計測処理が実行されるようになっ
ている。このとき、計測処理部１１Ｃは、２×２画素の
２値化データを一つの画素単位として扱って行なう粗い
精度の計測処理と、形状コードに基づき２×２画素の２
値化データを完全に復元して行なう細かい精度の計測処
理とを切り換えて行なう。

【００３５】次に、上述のごとく構成された本実施形態
の画像処理装置の動作を、図５〜図１６を参照しながら
説明する。 （Ａ）本実施形態のメジアンフィルタ処理 まず、３×３画素の多階調画像データに対するメジアン
フィルタ処理について説明する。処理の開始に当たりカ
ウンタ１５の値をクリアしてから、図５に示す画素(5)
を注目画素とし、この注目画素(5) の値（多階調画像デ
ータ）を決定するために、注目画素(5) を中心とした３
×３画素領域(1) 〜(9) の多階調画像データを、画像メ
モリ１２から順に読み出す。ＣＰＵ１１の機能により画
像メモリ１２から読み出された各多階調画像データは、
順次、ＦＩＦＯ型記憶部１４の各レジスタ１４−１〜１
４−９に記憶される。

【００３６】このとき、ＦＩＦＯ型記憶部１４に書き込
まれるデータの数がカウンタ１５により計数されてお
り、その計数値が９になった時点でカウンタ１５により
フィルタ回路１３が起動される。つまり、ＦＩＦＯ型記
憶部１４に画素(1) 〜(9) の多階調画像データが読み出
され、９個のデータが揃った時点でフィルタ回路１３が
起動される。

【００３７】そして、これ以後、フィルタ回路１３が起
動されるタイミングは、本実施形態では、カウンタ１５
による計数値が３だけ増加する時点となる。例えば図５
に示すように、ＣＰＵ１１のデータ書込制御部１１Ａの
機能により画素(10)〜(12)の多階調画像データをＦＩＦ
Ｏ型記憶部１４に書き込んだ時点でＦＩＦＯ型記憶部１
４には画素(4) 〜(12)の多階調画像データが格納されて
いるので、これらの多階調画像データに対してフィルタ
回路１３を起動することにより、画素(8) を注目画素と
するメジアンフィルタ処理が行なわれることになる。以
下、同様に、画素(13)〜(15)の多階調画像データをＦＩ
ＦＯ型記憶部１４に書き込みフィルタ回路１３を起動す
ることにより、画素(11)を注目画素とするメジアンフィ
ルタ処理が行なわれる。

【００３８】このように、画像メモリ１２から３つの多
階調画像データを読み出してＦＩＦＯ型記憶部１４に後
から書き込みフィルタ回路１３を起動するだけで、注目
画素の値として、この注目画素を中心とする９画素分の
多階調画像データの中央値を得ることができる。この処
理を続けて行くことで各画素の多階調画像データをメジ
アンフィルタに通すことが可能になる。

【００３９】さて次に、フィルタ回路１３が起動された
場合に、本実施形態のフィルタ回路１３により行なわれ
るメジアンフィルタ処理について詳細に説明する。メジ
アンフィルタ処理に際して、従来はソートしてから中央
のデータを決定する手法が採られていたが、本実施形態
では、ソートを行なわない中央値選択を行なう。ＦＩＦ
Ｏ型記憶部１４に９個の多階調画像データが揃った時点
で、フィルタ回路１３が起動されると、フィルタ回路１
３は、図６に示すフローチャート（ステップＳ１〜Ｓ
９）に従って、レジスタ１４−１〜１４−９に格納され
た９個の多階調画像データについて最上位ビットから比
較を開始し、９個のデータの中央値を抽出する。なお、
前述した通り、本実施形態では、各多階調画像データ
は、Ｄ０〜Ｄ７の８ビット構成のものとする。

【００４０】即ち、図６に示すように、まず、対象ビッ
トを最上位ビットＤ７に設定し（ステップＳ１）、その
対象ビットＤ７位置における“１”または“０”の個数
を１／０計数部１３ａによりカウントする（ステップＳ
２）。ステップＳ３で、中央値よりも小側で中央値の対
象側外となった多階調画像データの数（小側対象外数）
と“０”の個数との和が５以上であるか否かを判定す
る。最初に最上位ビットＤ７に対する処理を開始した時
点では、未だ小側対象外数は０であるので、最上位ビッ
トＤ７における９個の２進数データ中の“０”の個数が
５以上であるか否かを判定することになる。

【００４１】ステップＳ３で５未満であると判定された
場合（ステップＳ３でＮＯ判定の場合）、そのビット位
置が“０”である多階調画像データを、中央値になる可
能性の無いものと判断して対象外にする一方（ステップ
Ｓ４）、ステップＳ３で５以上であると判定された場合
（ステップＳ３でＹＥＳ判定の場合）、そのビット位置
が“１”である多階調画像データを、中央値になる可能
性の無いものと判断して対象外にする（ステップＳ
５）。

【００４２】この後、残っている多階調画像データの個
数（対象内数）が１か否かを判定し（ステップＳ６）、
１であれば（ＹＥＳ判定の場合）、その唯一残っている
多階調画像データが、中央値決定部１３ｂにより中央値
として決定される（ステップＳ９）。また、残っている
多階調画像データの個数（対象内数）が１でなければ
（ステップＳ６でＮＯ判定の場合）、現在の対象ビット
が最下位ビットＤ０であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ７）。このステップＳ７で、現在の対象ビットが最下
位ビットＤ０であると判定された場合（ＹＥＳ判定の場
合）は、同一の値をもつ多階調画像データが複数残って
いる場合であり、この場合は、その同一の値をもつ多階
調画像データが、中央値決定部１３ｂにより中央値とし
て決定される（ステップＳ９）。

【００４３】ステップＳ７で現在の対象ビットが最下位
ビットＤ０でないと判定された場合（ＮＯ判定の場合）
には、対象ビットを一つ下位のビットに変更し（ステッ
プＳ８）、ステップＳ２に戻って上述と同様の処理を繰
り返し行なう。より具体的な例を図７に示す。この図７
に示す例では、９個のデータ(1) 〜(9) に対してメジア
ンフィルタ処理を行なっている。つまり、９個のデータ
(1) 〜(9) から５番目の大きさのもの（中央値）を選択
すべく、本実施形態では、図６に示す手順に従って、最
上位ビットＤ７からデータを比較してゆき、５番目のデ
ータが、注目画素(5) の多階調画像データとして残るよ
うにテーブルからデータを削除していく例が示されてい
る。

【００４４】図７に示すような多階調画像データ(1) 〜
(9) が取得されＦＩＦＯ型記憶部１４に格納されている
場合、最上位ビットＤ７には５個の“１”が存在するた
め、最上位ビットＤ７が“０”であるデータ(3) ，(5)
，(7) ，(8) をエントリから外す。この処理を下位の
ビットＤ６，Ｄ５と進め、５番目に大きいデータを探
す。このようにして計算された中央値は、ＣＰＵ１１に
送られ、注目画素(5) の多階調画像データとして画像メ
モリ１２に格納される。

【００４５】なお、図７に示す例では、ビットＤ６での
比較により、データ(9) が中央値として選択される場合
が示されている。また、本実施形態の中央値の選択手法
をより判りやすく図８で説明する。この図８では、９個
の多階調画像データが、左右方向へ小さいものから大き
いものへ順番に並べられ、上から順にビットＤ７，Ｄ
６，Ｄ５，Ｄ４のデータが並べられている。

【００４６】図８に示す例では、最上位ビットＤ７の位
置では、“０”が１個、“１”が８個で、最上位ビット
Ｄ７で“０”をもつ多階調画像データが中央値にはなり
えないものとして除外される。次に、ビットＤ６では、
“０”が６個、“１”が２個であり、この時点で小側対
象外数が１であるので、図６のステップＳ３の判定〔１
＋６≧５〕により“１”をもつ多階調画像データが中央
値にはなりえないものとして除外される。

【００４７】同様に、ビットＤ５では、“０”が３個、
“１”が３個であり、この時点で小側対象外数が１であ
るので、図６のステップＳ３の判定〔１＋３＜５〕によ
り“０”をもつ多階調画像データが中央値にはなりえな
いものとして除外される。さらに、ビットＤ４では、
“０”が１個、“１”が２個であり、この時点で小側対
象外数が４であるので、図６のステップＳ３の判定〔４
＋１≧５〕により“１”をもつ多階調画像データが中央
値にはなりえないものとして除外される。図８に示す例
では、ビットＤ４に対する処理を終えた時点で、多階調
画像データの残り数が１個となるので、この残った多階
調画像データが、中央値として決定されるこのになる。

【００４８】次に、画素(8) の値（多階調画像データ）
を決定するために、画素(4) 〜(12)の多階調画像データ
を必要とするが、本実施形態では、画素(1) 〜(9) のデ
ータはＦＩＦＯ型記憶部１４のレジスタ１４−１〜１４
−９に格納されているので、ＣＰＵ１１のデータ書込制
御部１１Ａ（ソフトウエア）が画素(10)〜(12)における
多階調画像データを画像メモリ１２から読み出してＦＩ
ＦＯ型記憶部１４に書き込むことにより、画素(1) 〜
(3) のデータが順次シフトアウトされ、ＦＩＦＯ型記憶
部１４のレジスタ１４−１〜１４−９に画素(4) 〜(12)
の多階調画像データが格納されることになる。

【００４９】従って、本実施形態では、カウンタ１５に
よるカウント値が３だけ増えたことを検知すると、画素
(10)〜(12)の多階調画像データがＦＩＦＯ型記憶部１４
に書き込まれたものと判断して、フィルタ回路１３を起
動し、ＦＩＦＯ型記憶部１４に格納された９個の多階調
画像データに対して、図６〜図８にて前述したメジアン
フィルタ処理を実行する。このような処理を繰り返すこ
とにより、連続する注目画素についてメジアンフィルタ
処理を連続的に実行することができる。

【００５０】このように、本実施形態では、フィルタ回
路１３において、上位ビットから順に“１”，“０”の
個数を計数し中央値になりえないデータを中央値の対象
から除外し、値の大きい側または小さい側からの対象外
のデータ数を計数しながら、中央値が残るようにデータ
を除外して、中央値を決定している。これにより、ソフ
トウエアは、目的とする画素周辺の多階調画像データを
読み出すのみで中央値を得ることができる。例えば、３
×３画素の領域に対しソフトウエアでソーティングを行
ない５番目の値を算出する場合、単純なソーティングで
は３６回（８＋７＋６＋…＋１）の比較を必要とする
が、本実施形態のハードウエアによれば、９画素の画像
メモリ１２からの読出とＦＩＦＯ型記憶部１４からの読
出とを行なうだけで、フィルタ回路１３で中央値を決定
することが可能になる。また、注目画素に隣接する画素
についての中央値を得る際には、隣接する３画素につい
ての多階調画像データを画像メモリ１２から読み出すだ
けでよい。

【００５１】上述のようにメジアンフィルタ処理を行な
うことにより、本実施形態の画像処理装置では、多階調
画像データの読出回数を削減でき、また、多階調画像デ
ータのソーティングを行なう必要もないので、ソフトウ
エアの処理量を低減しながら中央値を極めて高速に決定
でき、リアルタイム性を確保しながらメジアンフィルタ
を実現することができ、画像の位置精度を大幅に向上さ
せることができる。

【００５２】（Ｂ）本実施形態の２値化処理 ところで、上述のごとくメジアンフィルタ処理を施され
た多階調画像データは、一旦、画像メモリ１２に格納さ
れた後、再度、画像メモリ１２から読み出されて２値化
回路１６により２値化処理を施される。つまり、本実施
形態では、例えば図９に示すような順序(1),(2),…で、
各画素の多階調画像データが画像メモリ１２から読み出
され２値化回路１６に入力される。

【００５３】２値化回路１６では、入力された多階調画
像データと閾値設定部１６ａに設定された閾値とが比較
部１６ｂにより比較され、多階調画像データが閾値より
も大きい場合には２値化データとして“１”が出力さ
れ、多階調画像データが閾値以下の場合には２値化デー
タとして“０”が出力される。そして、２値化回路１６
による２値化データは、順次、シフトレジスタ１７に格
納される。シフトレジスタ１７の４つのレジスタ１７−
１〜１７−４に、４つの画素(1) 〜(4) についての２値
化データが格納されると、これらのレジスタ１７−１〜
１７−４における２値化データから、１，０の形状パタ
ーン（２×２画素の場合、図１０に示す１６個の形状パ
ターンがある）を得ることができ、その形状パターンに
応じた形状コードが、形状コード生成部１８により生成
されて２値化情報として画像メモリ１２に格納される。

【００５４】次に、画像計測処理を行なうに当たり、図
１１に示すように、二値画像の連続したオン（“１”）
の部分に一つの識別番号を付与する作業を行なうが、こ
のとき、本実施形態では、２×２画素部分の形状コード
に、ＣＰＵ１１の識別番号生成部１１Ｂとしての機能に
より生成された１つの識別番号が付与され、これらの形
状コードと識別番号とが２×２画素部分の２値化情報と
して画像メモリ１２に格納される。

【００５５】画像メモリ１２に格納された２値化情報の
フォーマットは、例えば図１２に示すようになってい
る。つまり、２×２画素を一単位とし、１つの画素につ
いて１バイト（８ビット）分のメモリ領域が用意されて
いる場合、４バイトの最上位アドレスの１バイトうちの
下位４ビットを形状コードのために用い、残りの３バイ
ト（２４ビット）分を識別番号のために用いる。この場
合、２¹²×２¹²個の異なる識別番号を付与することが可
能であるが、現実には、これだけの個数の識別番号は不
要であることから、画像メモリ１２の容量の削減が可能
になる。１画素に対して１つの識別番号を付与する従来
手法では、少なくとも〔識別番号のビット数〕×〔画素
数〕分のメモリ容量が必要であったのに対して、ｎ画素
を一単位して識別番号を付与する手法では、〔（識別番
号のビット数）＋ｎ〕×〔（画素数）÷ｎ〕分のメモリ
容量で十分になる。本実施形態では、ｎ＝２×２＝４の
場合について説明している。例えば、画素数を１００
０、識別番号のビット数を８とした場合、従来手法では
少なくとも８０００ビット分のメモリ容量が必要である
が、本実施形態を適用すると、〔８＋４〕×〔１０００
／４〕＝３０００ビット分のメモリ容量で済み、メモリ
容量を大幅に削減することができる。このようにメモリ
容量が削減されても、形状コードにより２×２画素内の
２値化データは全て残されている。

【００５６】上述のようにして、２×２画素分の２値化
データに対して形状コードおよび識別番号を付与し、こ
れらの形状コードおよび識別番号を２値化情報として画
像メモリ１２に格納すると、次の４画素分〔図９の画素
(5) 〜(8); (9)〜(12)；…〕の多階調画像データが、順
次、２値化回路１６により２値化されてシフトレジスタ
１７へ入力され、レジスタ１７−１〜１７−４に順次シ
フトされて格納される。そして、新たな４画素分の２値
化データがシフトレジスタ１７へ読み込まれた時点で、
前述と同様に、形状コードおよび識別番号の付与が行な
われる。

【００５７】なお、カメラ等から入力される画像データ
を格納するメモリ領域と計測処理を行なうための画像デ
ータを格納するメモリ領域とが同一の場合、次のような
処理も可能になる。カメラ等から入力される画像データ
が１６階調（４ビット）であった場合、これを展開する
画像メモリ１２も１画素当たり４ビットで足りる。しか
しながら、その場合、識別番号は１５までしか付与でき
ず、現実には１画素当たり少なくとも８ビットを用意す
る必要がある。そこで、本実施形態のように、４画素を
一つにまとめ、４画素を一単位として形状コードと識別
番号とを付与した場合、１画素当たり４ビットのメモリ
領域しかなくても、４画素合わせれば１６ビット分のメ
モリ領域を確保できる。従って、１６ビット分のメモリ
領域のうち４ビットを形状コードのために１２ビットを
識別番号のために使用でき、現実的な処理が可能とな
り、画像メモリ１２は１６階調に合わせた最小構成のも
のとすることができる。

【００５８】（Ｃ）本実施形態の画像計測処理 次に、本実施形態では、ＣＰＵ１１（計測処理部１１
Ｃ）が、複数画素（４画素）をまとめて一つの単位とし
た２値化情報（形状コードおよび識別番号）を画像メモ
リ１２から読み出し、形状コードに対応した数値を予め
設定されたテーブルを参照することにより、同一識別番
号の画素領域の画素数〔測定対象の大きさ（面積）〕
や、測定対象の形状，位置，重心等の計測を行なってい
る。

【００５９】画像計測では、同一識別番号の画素数や形
状により測定対象の面積，重心，位置計測等を行なう。
図１１に示す形状で識別番号が付与されている時に同一
識別番号が占める画素数を数えることを例にして説明す
る。従来、画素毎に識別番号が付与されたデータに基づ
いて、各識別番号をもつ画素の数を数える際には、６０
画素分の２値化データを順次読み出し、識別番号が存在
すれば識別番号毎のカウンタを１つずつインクリメント
している。

【００６０】これに対し、本実施形態では、図１１に示
すように実線で区切られた２×２の画素を一つの単位と
し、形状コードおよび識別番号を２値化情報として付与
しているので、その２値化情報を読み出した時に識別番
号が付与されていれば、形状コードに応じた画素数１，
２，３，４のいずれかの値をカウント値に加算していく
ことで、各識別番号毎の画素数（面積）を計測すること
ができる。従って、画像メモリ１２に対する読出回数は
４分の１に削減される。なお、形状コードと画素数との
関係（図１６参照）は予めテーブルに設定されている。

【００６１】また、位置計測を行なう場合、全ての識別
番号に対する細かな情報が必要なわけではないため、こ
の４画素単位の情報を使用して細かな精度を必要とする
領域か否かを識別して処理を切り換えることによる高速
化が可能である。つまり、４画素単位で大雑把な計算を
行なった後、詳細な情報が必要な領域であれば、１画素
単位までの解像度で位置を形状コードから読み取る。本
実施形態の２値化データの格納手法では、１画素単位の
情報まで残されているため、計測対象が必要とする精度
によりデータを使い分けることが可能である。

【００６２】なお、上述の処理では、２×２画素を一つ
の単位として２値化処理や画像計測処理を行なっている
が、例えば図１３に示すように、画像の処理単位を３×
３の９画素とした場合、オン（２値化データが“１”）
の領域が、複数の領域に分かれるスプリットパターンが
発生する。このような場合、計測処理において高い精度
を要求されなければ、９画素のうちに占めるオン画素の
数の割合で、その９画素を一単位とする領域のオンまた
はオフを判定し、その領域に一つの識別番号を与えて高
速処理することが可能になる。一方、計測処理において
高い精度を要求される場合には、形状コードを読み出
し、隣接する領域の形状コードを参照することにより１
画素単位の精度を確保することができる。

【００６３】ここで、図１４〜図１７を参照しながら、
２×２画素を一つの単位として画像計測処理（面積測定
および重心測定）を行なう場合について、より詳細に説
明する。例えば図１４に示すように２０×２０画素の画
像データの中に網かけ部分で示す領域（画素）がオン
（２値化結果が“１”）であった場合の、面積と重心の
測定手法について、具体的なプログラムを参照しながら
説明する。

【００６４】（Ｃ１）面積測定 面積測定では、図１４に示す２０×２０画素の領域のう
ち、同一の識別番号をもつ画素数を数える作業を行な
う。従来の手法では、１画素毎に一つの識別番号を付け
ているので、単純に面積測定を行なった場合、下記プロ
グラムのように、画素数分（４００回）の判定動作とイ
ンクリメント動作とが行なわれることになる。なお、下
記プログラム記述中で、/* */内の記載は、その行のプ
ログラム内容を説明するものである。 「extern unsigned char image〔〕〔20〕；/* 20 ×20画素の画像メモリ */ pixels=0； /* 画素数のカウンタ */ for(y=0;y<20;y++) for(x=0;x<20;x++) if(image(y)(x)==id) /* 目的とする識別番号(id)に一致か？*/ pixels++ ； /* 一致したら１インクリメント*/ 」 これに対して、本実施形態のごとく、２×２画素を一単
位とした場合について以下に説明する。ここでは、例え
ば図１５に示すような順序０，１，２，…，40,41,42,
…で各画素の多階調画素データの２値化を行ない、図１
２に示すようなフォーマットの２値化情報を得ているも
のとする。また、図１６に示すような、２×２画素の形
状コード（１６の形状パターン）とその領域内を示す画
素数との関係が、予めプログラムのテーブルとして保持
されている。このような場合には、下記プログラムによ
って、面積の測定が行なわれる。 「static int table()= ｛0,1,1,2,1,2,2,3,1,2,2,3,2,3,3,4 ｝； extern unsigned long image4()(10) ；/* 4byte単位の10×10 */ extern unsigned char image1()(10)(4)； /* 4byte単位をbyte単位でアクセスしやすくする*/ pixels=0； for(y=0;y<10;y++) for(x=0;x<10;x++) if((image4(y)(x)&0x00ffffff)==id)) /* 目的とする識別番号(id)に一致か？*/ pixels+=table(img1(y)(x)(3)); /*形状による画素数を加算*/」 このプログラムによると、１００回の判定とビットのマ
スクおよび加算とが行なわれる。前述した従来の手法に
よるループが４００回であることから、本実施形態のご
とく２×２画素を一単位として面積測定を行なった場
合、処理回数が大幅に削減されることが分かる。

【００６５】（Ｃ２）重心測定 重心測定は、図１４に示す２０×２０画素の領域のう
ち、同一の識別番号をもつ画素が存在するｘ，ｙの座標
を、ｘ，ｙ方向の各々について加算することで算出する
ことができる。従来の手法では、１画素毎に一つの識別
番号を付けているので、重心測定に際しても、下記プロ
グラムのように、画素数分（４００回）の判定動作とイ
ンクリメント動作とが行なわれることになる。 「extern unsigned char image〔〕〔20〕；/* 20 ×20画素の画像メモリ */ gx=0； /* ｘ座標重心 */ gy=0； /* ｙ座標重心 */ for(y=0;y<20;y++) for(x=0;x<20;x++) if(image(y)(x)==id) /* 目的とする識別番号(id)に一致か？*/ ｛ gx+=x ； gy+=y ； ｝」 これに対して、本実施形態のごとく、２×２画素を一単
位とした場合について以下に説明する。ここでも、例え
ば図１５に示すような順序０，１，２，…，40,41,42,
…で各画素の多階調画素データの２値化を行ない、図１
２に示すようなフォーマットの２値化情報を得ているも
のとする。また、図１７に示すような、２×２画素の形
状コード（１６の形状パターン）とｘ，ｙ方向の重心の
変数に加算する値との関係が、予めテーブル化されてい
る。このような場合には、下記プログラムによって、重
心の測定が行なわれる。 「extern unsigned long image4()(10) ；/* 4byte単位の10×10 */ extern unsigned char image1()(10)(4)； /* 4byte単位をbyte単位でアクセスしやすくする*/ struct TABLE ｛ unsigned char mx ; /* xの積 */ unsigned char ax ; /* xの和 */ unsigned char my ; /* yの積 */ unsigned char ay ; /* yの和 */ ｝； static struct TABLE table()=｛ ｛0,0,0,0 ｝，｛1,0,1,0 ｝，｛1,0,1,1 ｝，｛2,0,2,1 ｝， ｛1,1,1,0 ｝，｛2,1,2,0 ｝，｛2,1,2,1 ｝，｛3,1,3,1 ｝， ｛1,1,1,1 ｝，｛2,1,2,1 ｝，｛2,1,2,2 ｝，｛3,1,3,2 ｝， ｛2,2,2,1 ｝，｛3,2,3,1 ｝，｛3,2,3,2 ｝，｛4,2,4,2 ｝ ｝； gx=0； gy=0； for(x=0;x<10;x++) for(y=0;y<10;y++) if((image4(y)(x)&0x00ffffff)==id)) /* 目的とする識別番号(id)に一致か？*/ ｛ n=img1(y)(x)(3) ； gx+=table(n).mx*(2*x)+table(n).ax ； gy+=table(n).my*(2*y)+table(n).ay ； ｝；」 このプログラムから判るように、本実施形態によるプロ
グラムでは、ループの回数が従来の４００回から１００
回に減少している。

【００６６】また、あまり高い解像度を要求されないシ
ステムにおいては、全く同じ画像データを使用して、下
記プログラムを用いることにより、重心測定処理の大幅
な高速化をはかることができる。 「extern unsigned long image4()(10) ；/* 4byte単位の10×10 */ extern unsigned char image1()(10)(4)； /* 4byte単位をbyte単位でアクセスしやすくする*/ gx=0； gy=0； for(y=0;y<10;y++) for(x=0;x<10;x++) if((image4(y)(x)&0x00ffffff)==id)) /* 目的とする識別番号(id)に一致か？*/ ｛ gx+=2*x ； gy+=2*y ； ｝；」 ２×２画素を一単位として上記プログラムを用いること
で、解像度は低下するが形状に関する処理を行なわない
ため、従来の重心測定手法に比較して約４倍の高速化を
はかることが可能になる。

【００６７】このように、同じ画像データ（２値化デー
タ）に基づいて、解像度の高い（精度の粗い）計測処理
と解像度の低い（精度の細かい）計測処理とのいずれも
実行することができるので、被測定対象の条件や、ソフ
トウエアの都合に応じて、ダイナミックに解像度を切り
換えながら、重心等の測定を行なうことも可能になる。

【００６８】以上のように、本実施形態の画像計測処理
によれば、複数画素をまとめて一単位として処理するこ
とで、計測処理を大幅に高速化することができる。上述
した本実施形態のように４画素を１つの単位として処理
する場合には、画像処理を行なうために画像メモリ１２
に対して読出を行なうが、４画素を１つの単位としてそ
の２値化情報を格納しているため、読出回数が１／４で
済む。一般的に画像メモリ１２のような大容量のメモリ
領域は、プログラム領域に比較しアクセスに時間がかか
る。このため、画像メモリ１２に対するアクセス回数が
減ることは全体の処理速度を上げる上で極めて効果的で
ある。

【００６９】また、画像処理では、全ての処理に細かな
画素の精度が必要な訳ではない。例えば、識別番号が付
与された画像から、ある程度の大きさに達しない領域を
削除する場合、通常、細かな精度は必要としないため、
本実施形態では、重心測定処理について上述したよう
に、１／４の処理量で済むことになる。なお、１画素単
位までの画像情報は形状コードによって全て保持されて
いるので、高い精度を必要とする場合には、その形状コ
ードに基づいて全ての画像情報を復元すればよい。従っ
て、本実施形態の画像処理装置では、粗い精度の計測処
理と細かい精度の計測処理との使い分けを行なうこと
で、画像計測処理を大幅に高速化することも、計測対象
が精度を必要とする場合には１画素単位の精度を保持す
ることも可能になる。

【００７０】このように、本発明の一実施形態によれ
ば、多階調画像データのメジアンフィルタ処理，２値化
処理，画像計測処理のソフトウエアに対する処理量が軽
減されるほか、２値化画像処理時の画像メモリ１２の容
量を大幅に削減できる効果もあるため、ハードウエア量
やＣＰＵ性能が制限されたシステムにおいても、画像計
測処理結果に基づく位置制御の処理速度を向上させリア
ルタイム性を確保することができる。

【００７１】特に、人工衛星等の特殊環境下で、カメラ
画像を取得して画像処理により位置計測を行ないロボッ
トの位置（姿勢）をフィードバック制御するシステムを
動作させる場合、軽量化や低消費電力化などを強く要求
されるが、本発明の画像処理装置を適用することによっ
て、ソフトウエア処理の簡易化とハードウエア量の削減
とを実現できるので、人工衛星等の特殊環境下における
コンピュータ組込み型システムへの応用が期待できる。

【００７２】なお、上述した実施形態では、３×３画素
の多階調画像データに対してメジアンフィルタ処理を施
す場合について説明しているが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。また、上述した実施形態では、２値
化処理に際して一つの単位を２×２画素とした場合につ
いて説明しているが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【００７３】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明の画像処
理装置によれば、注目画素毎に、所定画素数分の多階調
画像データを一々読み出してメジアンフィルタ処理を行
なう必要がなくなり、追加画素数分の多階調画像データ
を読み出すだけで、連続する注目画素についてメジアン
フィルタ処理を連続的に実行でき、多階調画像データの
読出回数を削減できるので、ソフトウエアの処理量を軽
減してリアルタイム性を確保しながらメジアンフィルタ
を実現することができ、画像の位置精度が大幅に向上す
るという効果がある（請求項１）。

【００７４】また、第２発明の画像処理装置によれば、
多階調画像データのソーティングを行なうことなく、ソ
フトウエアの処理量を低減しながら中央値を極めて高速
に決定できるので、リアルタイム性を確保しながらメジ
アンフィルタを実現することができ、画像の位置精度が
大幅に向上するという効果がある（請求項２）。さら
に、第３発明の画像処理装置によれば、近隣の複数画素
の２値化情報を一括して形状コードとして記憶するとと
もに、一括された複数画素の２値化情報に一つの識別番
号を与えることにより、２値化画像処理時のメモリ容量
が大幅に削減される（請求項３）。

【００７５】このとき、２値化情報を読み出す回数を、
従来技術に比べて大幅に少なくしながら、画像計測処理
を行なうことができるほか（請求項４）、粗い精度の計
測処理と細かい精度の計測処理とを切り換えて行なうこ
とで、画像計測処理を大幅に高速化することも、計測対
象が精度を必要とする場合には１画素単位の精度を保持
することも可能になる（請求項５）。

【００７６】従って、本発明の画像処理装置によれば、
多階調画像データのメジアンフィルタ処理，２値化処
理，画像計測処理のソフトウエアに対する処理量が軽減
されるほか、２値化画像処理時の画像メモリ容量を削減
できる効果もあるため、ハードウエア量やＣＰＵ性能が
制限されたシステムにおいても、画像計測処理結果に基
づく位置制御の処理速度を向上させリアルタイム性を確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の原理ブロック図である。

【図２】第２発明の原理ブロック図である。

【図３】第３発明の原理ブロック図である。

【図４】本発明の一実施形態としての画像処理装置を構
成を示すブロック図である。

【図５】本実施形態のメジアンフィルタ処理（多階調画
像データの書込順序）を説明するための図である。

【図６】本実施形態のメジアンフィルタ処理（中央値選
択手法）を説明するためのフローチャートである。

【図７】本実施形態のメジアンフィルタ処理（中央値選
択手法）を説明するための図である。

【図８】本実施形態の２値化処理（多階調画像データの
読出順序）を説明するための図である。

【図９】本実施形態の２値化処理（多階調画像データの
読出順序）を説明するための図である。

【図１０】２×２画素の２値画像パターン（形状パター
ン）を示す図である。

【図１１】２×２画素を処理単位として識別番号を付与
した２値画像データ例を示す図である。

【図１２】本実施形態の２値化情報のフォーマットを示
す図である。

【図１３】３×３画素を処理単位とした場合の２値画像
データ例を示す図である。

【図１４】２値画像データの一例を示す図である。

【図１５】本実施形態の２値化処理（多階調画像データ
の読出順序）を説明するための図である。

【図１６】本実施形態の形状パターンと画素数との関係
を示す図である。

【図１７】本実施形態の形状パターンとｘ，ｙ方向の重
心変数に加算する値との関係を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｃ 画像処理装置 ２ フィルタ回路 ２ａ １／０計数部 ２ｂ 中央値決定部 ３ ＦＩＦＯ型記憶部 ４ データ書込制御部 ５ 計数部 ６ フィルタ回路制御部 ７ ２値化回路 ８ 記憶部 ９ 形状コード生成部 １０ 認識番号生成部 １１ ＣＰＵ １１Ａ データ書込制御部 １１Ｂ 識別番号生成部 １１Ｃ 計測処理部 １２ 画像メモリ（記憶部） １３ フィルタ回路 １３ａ １／０計数部 １３ｂ 中央値決定部 １４ ＦＩＦＯ型記憶部 １４−１〜１４−９ レジスタ １５ カウンタ（計数部，フィルタ回路制御部） １６ ２値化回路 １６ａ 閾値設定部 １６ｂ 比較部 １７ シフトレジスタ １７−１〜１７−４ レジスタ １８ 形状コード生成部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注目画素を含む所定数の画素についての
   多階調画像データの中央値を当該注目画素の多階調画像
   データとして採用するメジアンフィルタ処理を行なうフ
   ィルタ回路を有する画像処理装置において、 該フィルタ回路によるメジアンフィルタ処理の対象とな
   る前記所定数の画素についての多階調画像データを記憶
   するＦＩＦＯ型記憶部と、 該フィルタ回路によるメジアンフィルタ処理の対象とな
   る画素についての多階調画像データを所定順序で該ＦＩ
   ＦＯ型記憶部に書き込むデータ書込制御部と、 該データ書込制御部により該ＦＩＦＯ型記憶部に書き込
   まれる多階調画像データの数を計数する計数部と、 該計数部による計数結果に応じて該フィルタ回路の動作
   を制御するフィルタ回路制御部とをそなえ、 該計数部による計数値が前記所定数になった場合、もし
   くは、該計数部による計数値が前記所定数になった後に
   予め設定された追加数だけ増加した場合、該フィルタ回
   路制御部が、該フィルタ回路を起動し、該ＦＩＦＯ型記
   憶部に記憶された多階調画像データに対するメジアンフ
   ィルタ処理を該フィルタ回路に実行させることを特徴と
   する、画像処理装置。
2. 【請求項２】 注目画素を含む所定数の画素についての
   多階調画像データの中央値を当該注目画素の多階調画像
   データとして採用するメジアンフィルタ処理を行なうフ
   ィルタ回路を有する画像処理装置において、 該フィルタ回路が、 該フィルタ回路によるメジアンフィルタ処理の対象とな
   る前記所定数の画素についての多階調画像データ（複数
   ビットからなる２進数データ）の、同一ビット位置にお
   ける２進数データ“１”もしくは“０”の数を、最上位
   ビットから下位ビットへ順に計数する１／０計数部と、 該１／０計数部による計数結果に基づいて、前記所定数
   の画素についての多階調画像データの中央値を決定する
   中央値決定部とから構成され、 該中央値決定部が、 該１／０計数部による最上位ビット位置における計数結
   果に基づいて、中央値になる可能性の無い多階調画像デ
   ータを判断して除外し、 残された多階調画像データ群の中から、該１／０計数部
   による一つ下位のビット位置における計数結果に基づい
   て、中央値になる可能性の無い多階調画像データを判断
   して除外する処理を繰り返し行なって、前記中央値を決
   定することを特徴とする、画像処理装置。
3. 【請求項３】 画素毎に得られた多階調画像データを予
   め設定された閾値と比較して２値化データを作成する２
   値化回路と、該２値化回路による２値化情報を格納する
   記憶部とを有する画像処理装置において、 近接する複数画素の多階調画素データから該２値化回路
   により作成された当該複数画素の２値化データの形状を
   指定する形状コードを生成する形状コード生成部と、 当該複数画素の２値化データに対して一つの識別番号を
   生成する識別番号生成部とをそなえ、 該２値化回路により２値化された当該複数画素の２値化
   データが、該形状コード生成部により生成された形状コ
   ードと、該識別番号生成部により生成された識別番号と
   からなる２値化情報として該記憶部に格納されることを
   特徴とする、画像処理装置。
4. 【請求項４】 該記憶部に格納された２値化情報に基づ
   いて計測処理を行なう計測処理部をそなえ、 該計測処理部が、前記複数画素の２値化データを、前記
   形状コードおよび前記識別番号からなる２値化情報とし
   て該記憶部から読み出し、前記複数画素の２値化データ
   に対する計測処理を、該記憶部から読み出された前記形
   状コードに基づいて行なうことを特徴とする、請求項３
   記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 該計測処理部が、前記複数画素の２値化
   データを一つの画素単位として扱って行なう粗い精度の
   計測処理と、前記形状コードに基づき前記複数画素の２
   値化データを完全に復元して行なう細かい精度の計測処
   理とを切り換えることを特徴とする、請求項４記載の画
   像処理装置。