JPH10162120A - 動画像処理方法ならびに動画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 演算量が非常に多く、高い演算速度が要求さ
れ、低コスト化、小型化が困難であるという課題があっ
た。 【解決手段】 時刻ｔを一定の時間間隔ずつ進めなが
ら、その時刻ｔにおける２次元入力データを入力し、カ
ーネルＡと２次元出力データとの畳み込み積分、および
カーネルＢと２次元入力データとの畳み込み積分をそれ
ぞれ行なって、それらを加算することによって２次元状
態データを算出し、得られた２次元状態データに所定の
変換を施して２次元出力データの更新を行ない、時刻ｔ
が処理終了時刻となるまで、この更新された２次元出力
データを用いた２次元状態データの計算以降の処理を繰
り返して実行するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像に対する
エッジ検出、平滑化、多値化などを実行する動画像処理
方法ならびに動画像処理装置に関するものであり、特
に、処理画像が最終的に人間の目に対して出力される表
示において有効な画像処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４はたとえば、論文「セルラー ニ
ューラル ネットワーク；理論（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｎ
ｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ；Ｔｈｅｏｒｙ）」およ
び「セルラー ニューラル ネットワーク；応用（Ｃｅ
ｌｌｕｌａｒ ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ；Ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」，（エル・オー・チァー、エル
・ヤン（Ｌ．０．Ｃｈｕａ，Ｌ．Ｙａｎｇ），アイ・イ
ー・イー・イー トランザクションズ オン サーキッ
ツ アンド システムズ（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔ
ｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ），Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１０，Ｏｃｔｏｂｅｒ
１９８８，ｐｐ．１２５７〜１２７２およびｐｐ．１
２７３〜１２９０）に示された、従来の画像処理方法を
デジタル演算で実行する場合の動作の手順を示すフロー
チャートである。

【０００３】図において、ＳＴ１は２次元入力データＵ
（ｉ，ｊ）を入力するデータ入力のステップであり、Ｓ
Ｔ２は２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値を設定す
る初期設定のステップである。ＳＴ３は２次元状態デー
タＸ（ｉ，ｊ）を計算する状態データ演算のステップで
あり、ＳＴ４は２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を計算す
る出力データ演算のステップである。ＳＴ５は演算が収
束したか否かを判定する収束判定のステップであり、Ｓ
Ｔ６は算出した２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を出力す
るデータ出力のステップである。

【０００４】次に動作について説明する。まずステップ
ＳＴ１において、２次元データ上の各ポイント（ｉ，
ｊ）のすべてに対して、２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
を入力する。次にステップＳＴ２に進んで、すべてのポ
イント（ｉ，ｊ）に対して２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）の初期値（たとえば０）を設定する。その後ステッ
プＳＴ３において、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
て、２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）とその時の２次元出
力データＹ（ｉ，ｊ）より、次に示す式（１）を用いて
２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する。

【０００５】 Ｘ（ｉ，ｊ）＝Ａ^**Ｙ（ｉ，ｊ）＋Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ） ・・・ （１）

【０００６】なお、上記式（１）における^**は畳み込み
積分を表す。また、Ａ，Ｂは次の式（２）で示すような
３×３のカーネルである。

【０００７】

【数１】

【０００８】次にステップＳＴ４において、ステップＳ
Ｔ３で算出された２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）より新
たな２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を、次の式（３）を
用いて、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して計算す
る。なお、この式（３）におけるθは図１３に示した入
出力特性に基づく非線形処理である。

【０００９】 Ｙ（ｉ，ｊ）＝θ（Ｘ（ｉ，ｊ）） ・・・ （３）

【００１０】次にステップＳＴ５に進んで、この新たに
算出された２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）について前回
の値からの変化を検出し、それが十分に小さな値となっ
たか否か、すなわち演算が収束したか否かについての判
定を行なう。収束していなければステップＳＴ３に戻
り、このステップＳＴ３とＳＴ４の処理を繰り返し実行
する。一方、収束している場合にはステップＳＴ６に移
り、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して、ステップＳ
Ｔ４で算出された２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を出力
する。

【００１１】図１５に入力画像と演算が収束した後の出
力画像を示す。同図（ａ）に示した入力画像のエッジ部
が検出された画像が、同図（ｂ）に示す出力画像として
得られていることがわかる。なお、ここではエッジ検出
の場合を例示したが、カーネルＡ，Ｂを変えるだけで、
平滑化、コーナー検出などさまざまな画像処理が実現で
きる。

【００１２】また、論文「離散時間型ＣＮＮによる動画
像の多値表現」（池上宗光、田中衛１９９６年電子情報
通信学会春季総合大会Ｄ−３１３）には、従来の動画像
処理方法が記載されている。この場合、入力は動画像Ｕ
（ｉ，ｊ）［ｔ］、各画素データの精度は８ビットであ
る。各フレームにおいて図１４に示したフローチャート
の処理を実行することにより、８ビット（２５６値）の
２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を４値で疑似表現
した２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）が得られる（いわゆ
る中間調処理）。この各フレームに対する処理を処理終
了時刻まで繰り返せば、動画像に対する中間調処理が実
行できる。

【００１３】ここで、たとえば画像サイズを２０００×
２０００、カーネルサイズを３×３とし、１枚の入力画
像に対する収束までの回数を１０回とすると、各演算は
乗算と加算とから成っているので、演算量Ｉは次の式
（４）で与えられる。

【００１４】 Ｉ＝２０００×２０００×３×３×２×１０＝７２０×１０⁶ ・・・ （４）

【００１５】そのため、フレームレート３０Ｈｚの動画
像に適用しようとすると、その演算速度を２１ＧＯＰＳ
（＝Ｇｉｇａ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｐｅｒ Ｓｅｃ
ｏｎｄ）という非常に高速なものにする必要がある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来の動画像処理方法
は以上のように構成されているので、演算量が膨大なも
のとなり、演算速度を非常に高速化することが必要とな
るため、低コスト化・小型化が必要な動画像処理装置に
この従来の動画像処理方法を適用することは困難である
という課題があった。

【００１７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、演算量を削減し、低コスト化・小
型化が可能な動画像処理方法と、それを適用した動画像
処理装置を得ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る動画像処理方法は、時刻ｔを一定の時間間隔ずつ進め
ながら、その時刻ｔにおける２次元入力データを入力
し、カーネルＡと２次元出力データ、およびカーネルＢ
と２次元入力データの畳み込み積分をそれぞれ行なって
２次元状態データを計算し、得られた２次元状態データ
に所定の変換を施したもので２次元出力データの更新を
行ない、時刻ｔが処理終了時刻となるまで、この更新さ
れた２次元出力データを用いて前記２次元入力データの
入力以降の処理を繰り返すようにしたものである。

【００１９】請求項２記載の発明に係る動画像処理方法
は、カーネルＡと２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）、およ
びカーネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］の
畳み込み積分をそれぞれ行なって２次元状態データＸ
（ｉ，ｊ）を計算する処理と、得られた２次元状態デー
タＸ（ｉ，ｊ）に所定の変換を施したもので２次元出力
データを更新する処理とを、２次元データのすべてのポ
イント（ｉ，ｊ）に対して実行するようにしたものであ
る。

【００２０】請求項３記載の発明に係る動画像処理方法
は、時刻ｔにおける演算回数が指定回数だけ実行されて
いない場合に、処理を状態データ演算のステップに戻し
て以降の処理を繰り返し実行するようにしたものであ
る。

【００２１】請求項４記載の発明に係る動画像処理方法
は、時刻ｔにおける１回目の演算においてのみ、カーネ
ルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）、およびカーネル
Ａとその時の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の畳み込み
積分をそれぞれ行なって、すべてのポイント（ｉ，ｊ）
に対する２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を演算し、その
際に求めた畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］
を保持データＢＵ（ｉ，ｊ）としてすべてのポイント
（ｉ，ｊ）について記憶しておき、２回目以降の演算に
おいてはカーネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）の
畳み込み積分は行なわずに、記憶しておいた保持データ
ＢＵ（ｉ，ｊ）を用いて２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）
を簡略的に算出するようにしたものである。

【００２２】請求項５記載の発明に係る動画像処理方法
は、２次元データ上にポイント（Ｉ，Ｊ）を設定し、そ
のポイント（Ｉ，Ｊ）を更新しながらポイント（Ｉ，
Ｊ）近傍における、カーネルＡと２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）、およびカーネルＢと２次元入力データＵ
（ｉ，ｊ）［ｔ］の畳み込み積分をそれぞれ行なって２
次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を計算する処理と、得られ
た２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）に所定の変換を施した
もので２次元出力データを更新する処理とを実行するよ
うにしたものである。

【００２３】請求項６記載の発明に係る動画像処理方法
は、時刻ｔにおける演算回数が指定回数だけ実行されて
いない場合に、処理をポイント設定のステップに戻して
以降の処理を繰り返し実行するようにしたものである。

【００２４】請求項７記載の発明に係る動画像処理方法
は、時刻ｔにおける１回目の演算においてのみ、カーネ
ルＢと２次元入力データＵ（Ｉ，Ｊ）、およびカーネル
Ａとその時の２次元出力データＹ（Ｉ，Ｊ）の畳み込み
積分をそれぞれ行なって、ポイント（Ｉ，Ｊ）近傍の２
次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を演算し、その際に求めた
畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］を保持デー
タＢＵ（Ｉ，Ｊ）として記憶しておき、２回目以降の演
算においてはカーネルＢと２次元入力データＵ（Ｉ，
Ｊ）の畳み込み積分は行なわずに、記憶しておいた保持
データＢＵ（Ｉ，Ｊ）を用いて、ポイント（Ｉ，Ｊ）近
傍の２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を簡略的に算出する
ようにしたものである。

【００２５】請求項８記載の発明に係る動画像処理方法
は、入力される全体画像より部分領域を選択して、当該
部分領域内のすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して、カ
ーネルＡと２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）、およびカー
ネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］の畳み込
み積分をそれぞれ行なって２次元状態データＸ（ｉ，
ｊ）を計算し、得られた２次元状態データに所定の変換
を施してそれで当該部分領域内のすべてのポイント
（ｉ，ｊ）の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の更新を行
ない、その結果が収束するまでこの演算を繰り返し実行
するようにしたものである。

【００２６】請求項９記載の発明に係る動画像処理装置
は、２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）を複数行分記憶する
第１のメモリ回路、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を複
数行分記憶する第２のメモリ回路、２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の全体を記憶し、それを複数のデータを１つ
の単位として第２のメモリ回路に供給する第３のメモリ
回路、２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）とカーネルとの畳
み込み積分を行なう第１の演算回路、および２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）とカーネルとの畳み込み積分結果
と、前記第１の演算回路からの積分結果とを加算して２
次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を求め、それに非線形処理
を施して２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を計算し、外部
に出力するとともに、当該２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）を複数のデータを１つの単位として第３のメモリ回
路に転送して一時記憶させる第２の演算回路を備えたも
のである。

【００２７】請求項１０記載の発明に係る動画像処理装
置は、入出力端子と、第１および第２の演算回路を１つ
ずつ備えて、１行分ずつ入力される２次元入力データＵ
（ｉ，ｊ）を１行毎に処理して、得られた２次元出力デ
ータＹ（ｉ，ｊ）を外部に出力するようにしたものであ
る。

【００２８】請求項１１記載の発明に係る動画像処理装
置は、入出力端子と、第１および第２の演算回路をｎ個
ずつ備えて、入力される２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
をｎ行単位で並列に処理し、得られた２次元出力データ
Ｙ（ｉ，ｊ）を外部に出力するようにしたものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による動
画像処理方法の動作の手順を示すフローチャートであ
る。図において、ＳＴ１１は２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）の初期値を、２次元データのすべてのポイント
（ｉ，ｊ）に対して設定する初期設定のステップであ
る。ＳＴ１２は時刻ｔを一定の時間間隔Δｔずつ進める
時刻更新のステップであり、ＳＴ１３はすべてのポイン
ト（ｉ，ｊ）に対して、時刻ｔにおける２次元入力デー
タＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を入力するデータ入力のステップ
である。ＳＴ１４はすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
て、時刻ｔにおける２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を計
算する状態データ演算のステップであり、ＳＴ１５はす
べてのポイント（ｉ，ｊ）に対して、２次元出力データ
Ｙ（ｉ，ｊ）を計算し、更新する出力データ演算のステ
ップである。ＳＴ１６は算出した２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）を、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して出
力するデータ出力のステップであり、ＳＴ１７は時刻ｔ
が処理終了時刻に達したか否かを判定する時刻判定のス
テップである。

【００３０】次に動作について説明する。ステップＳＴ
１１において、まず画像上のすべてのポイント（ｉ，
ｊ）に対して、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値
（たとえば０）が設定される。次にステップＳＴ１２に
進んで、時刻ｔを一定の時間間隔Δｔ（たとえば入力画
像のフレームレートが３０Ｈｚの場合には３３ｍｓ）だ
け進め、ステップＳＴ１３で、当該時刻ｔにおける２次
元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を、すべてのポイント
（ｉ，ｊ）について入力する。次にステップＳＴ１４に
おいて、その時の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）（この
場合には、最初の演算処理であるため、ステップＳＴ１
１で初期設定された初期値（たとえば０））と、このス
テップＳＴ１３で時刻ｔに入力された２次元入力データ
Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］より、すべてのポイント（ｉ，ｊ）
に対する２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を、次の式
（５）を用いて計算する。すなわち、すべてのポイント
（ｉ，ｊ）毎に、前述の式（２）に示したカーネルＡと
その時の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積
分、およびカーネルＢと時刻ｔにおける２次元入力デー
タＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］との畳み込み積分をそれぞれ行な
って、その結果を各ポイント（ｉ，ｊ）毎に加算するこ
とによって、それぞれのポイント（ｉ，ｊ）の２次元状
態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する。

【００３１】 Ｘ（ｉ，ｊ）＝Ａ^**Ｙ（ｉ，ｊ）＋Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］ ・・・ （５）

【００３２】次にステップＳＴ１５に進んで、すべての
ポイント（ｉ，ｊ）に対して、ステップＳＴ１４で算出
された２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）に対して、図１４
に示した従来のステップＳＴ４と同様の式（３）を用い
た所定の変換を施し、新たな２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）を計算して、それまでの２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）をその値によって更新する。なお、この式（３）に
おけるθは図１３に示した入出力特性に基づく非線形処
理であり、図１３の例によれば、この入出力特性は、２
次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の所定の範囲で２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）が線形に変化し、それ以上およびそ
れ以下の範囲では飽和して一定値となっている。

【００３３】次にステップＳＴ１６において、すべての
ポイント（ｉ，ｊ）に対して、ステップＳＴ１５で算出
された２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の出力を行なう。
その後ステップＳＴ１７に進み、時刻ｔが処理終了時刻
に到達したか否かを判定して、到達していれば一連の処
理を終了し、未到達の場合にはステップＳＴ１２に戻っ
て、ステップＳＴ１２からＳＴ１６までの処理を繰り返
し実行する。

【００３４】ここで、入力画像が時刻ｔ＝Ｔに変化し、
その後は変化しない場合について考える。ｔ＞Ｔでは２
次元入力データはＵ（ｉ，ｊ）［Ｔ］である。ｔ＝Ｔで
は式（５）に示す演算を１回だけ実行した画像の２次元
出力データＹ（ｉ，ｊ）が出力される。従来例に示した
ように、出力画像は十分に演算を繰り返して収束した画
像が望ましいので、このときの画質は高くないことにな
る。次にｔ＝Ｔ＋Δｔでは、２回演算を実行した結果が
２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）として出力される。同様
に、ｔ＝Ｔ＋（ｎ−１）Δｔでは、ｎ回繰り返した結果
が２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）として出力される。す
なわち変化が生じてすぐは画質が高くないが、一定フレ
ーム時間後には高画質の画像が出力されることになる。
一方、入力画像に変化がない状態が続く場合において
は、演算結果である出力画像は各フレームとも同じであ
り、かつその入力画像に対する収束画像で高画質であ
る。

【００３５】このような出力画像を動画像表示装置で表
示し、その画質を人間が判断する場合を考えると、一般
に人間の目は動画における画質はあまり気にならない。
すなわち、図１に示したこの実施の形態１による画像処
理方法によれば、より少ない演算量で人間の目に対して
十分な動画像の処理が実現できることになる。

【００３６】実施の形態２．上記実施の形態１では、各
フレームにおける演算を１回だけ実行する場合について
示したが、各フレームの演算を指定された回数だけ実行
するようにしてもよい。図２はそのようなこの発明の実
施の形態２による動画像処理方法の動作の手順を示すフ
ローチャートである。図において、ＳＴ１１は初期設定
のステップ、ＳＴ１２は時刻更新のステップ、ＳＴ１３
はデータ入力のステップ、ＳＴ１４は状態データ演算の
ステップ、ＳＴ１５は出力データ演算のステップ、ＳＴ
１６はデータ出力のステップ、ＳＴ１７は時刻判定のス
テップであり、これらは図１に同一の符号を付した実施
の形態１における各ステップと同様のステップである。
また、ＳＴ１８は時刻ｔにおいてステップＳＴ１４とス
テップＳＴ１５とが指定回数だけ実行されたか否かを判
定して、指定回数だけ実行されていない場合には処理を
ステップＳＴ１４に戻し、指定回数だけ実行されるとス
テップＳＴ１６に処理を進める繰り返し完了判定のステ
ップである。実施の形態２はステップＳＴ１５とステッ
プＳＴ１６の間にこのステップＳＴ１８が付加されてい
る点で、上記実施の形態１とは異なっている。

【００３７】次に動作について説明する。まずステップ
ＳＴ１１ですべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して２次元
出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値（たとえば０）を設定
し、ステップＳＴ１２で時刻ｔを一定の時間間隔Δｔだ
け進めて、ステップＳＴ１３にてその時刻ｔにおける各
ポイント（ｉ，ｊ）の２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
［ｔ］を入力する。次にステップＳＴ１４において、す
べてのポイント（ｉ，ｊ）に対して式（５）の計算を行
なって２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を求め、さらにス
テップＳＴ１５で、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
て式（３）の計算を行なって、２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）を求め、その値でこれまでの２次元出力デー
タを更新する。なお、ここまでの動作は図１に示した実
施の形態１の場合と同様である。

【００３８】その後ステップＳＴ１８に進んで、上記ス
テップＳＴ１４とステップＳＴ１５による演算が、当該
時刻ｔにおいて指定された回数だけ実行されたか否かを
判定する。その結果、指定回数だけ実行されていない場
合には処理をステップＳＴ１４に戻して、ステップＳＴ
１４，ＳＴ１５による演算を繰り返す。一方、指定回数
だけ実行されると、処理をステップＳＴ１６に移行させ
て、以下、実施の形態１の場合と同様に処理を進める。
すなわち、ステップＳＴ１６ではすべてのポイント
（ｉ，ｊ）に対して算出された２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の出力を行ない、ステップＳＴ１７では処理
終了時刻に到達したか否かを判断して、未到達の場合に
は処理をステップＳＴ１２に戻す。

【００３９】このように、この実施の形態２によれば、
各フレームで指定された回数だけ演算を行なっているた
め、実施の形態１の場合と比べて各フレームでの演算量
は増えるが、入力画像が変化したときに高画質な状態に
収束するまでの時間を短縮することができる効果があ
る。

【００４０】実施の形態３．上記実施の形態２では、各
フレームにおける演算の繰り返しに際して、２回目以降
においてもカーネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
［ｔ］との畳み込み積分の計算を行なう場合について示
したが、２回目以降の演算においては当該畳み込み積分
の計算を省略することも可能である。図３はそのような
この発明の実施の形態３による動画像処理方法の動作の
手順を示すフローチャートであり、実施の形態２の各ス
テップに相当するステップには図２と同一の符号を付し
てその説明を省略する。

【００４１】図において、ＳＴ１９は実行する演算が当
該時刻ｔにおける１回目の演算であるか否かを判定する
演算回数判定のステップである。ＳＴ２０はこのステッ
プＳＴ１９において１回目の演算であると判定された場
合に、ステップＳＴ１４で２次元状態データＸ（ｉ，
ｊ）を演算する際に求めたＢ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］を、
保持データＢＵ（ｉ，ｊ）として記憶しておくデータ記
憶のステップである。ＳＴ２１はステップＳＴ１９で１
回目の演算ではないと判定された場合に、畳み込み積分
の結果Ａ^**Ｙ（ｉ，ｊ）に保持データＢＵ（ｉ，ｊ）を
加算して２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を簡略的に算出
する簡略演算のステップである。実施の形態３は実施の
形態２におけるステップＳＴ１４が、これらステップＳ
Ｔ１９〜ＳＴ２１とステップＳＴ１４によって置き換え
られている点で、実施の形態２とは異なっている。

【００４２】次に動作について説明する。ステップＳＴ
１１で２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を初期化し、ステ
ップＳＴ１２で時刻ｔをΔｔだけ進めた後、ステップＳ
Ｔ１３で２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を入力す
る。その後、ステップＳＴ１９において、これから実行
する演算が当該時刻ｔにおける１回目の演算か否かを判
定する。その結果、１回目であった場合にはステップＳ
Ｔ１４に進んで、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して
式（５）による２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の演算を
行なう。次にステップＳＴ２０において、すべてのポイ
ント（ｉ，ｊ）について、上記ステップＳＴ１４で式
（５）による２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を演算する
際に求めたカーネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
［ｔ］との畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］
を、保持データＢＵ（ｉ，ｊ）として記憶してステップ
ＳＴ１５に進む。

【００４３】一方、ステップＳＴ１９において２回目以
降の演算であると判定された場合にはステップＳＴ２１
に分岐する。ステップＳＴ２１ではすべてのポイント
（ｉ，ｊ）に対して、次に示す式（６）により、カーネ
ルＡとその時の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み
込み積分の結果Ａ^**Ｙ（ｉ，ｊ）に、ステップＳＴ２０
で記憶しておいた保持データＢＵ（ｉ，ｊ）を加算する
ことによって、２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を簡略的
に計算した後、ステップＳＴ１５に進む。

【００４４】 Ｘ（ｉ，ｊ）＝Ａ^**Ｙ（ｉ，ｊ）＋ＢＵ（ｉ，ｊ） ・・・ （６）

【００４５】以下、実施の形態２の場合と同様に、ステ
ップＳＴ１５で式（３）による２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の演算、更新を、すべてのポイント（ｉ，
ｊ）について行ない、ステップＳＴ１８で当該時刻ｔに
おける演算回数が指定値に達するまで処理をステップＳ
Ｔ１９に戻して演算処理を繰り返す。演算回数が指定値
に達するとステップＳＴ１６に進んで、すべてのポイン
ト（ｉ，ｊ）に対する２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の
出力を行ない、ステップＳＴ１７にて処理終了時刻にな
ったことが検出されるまで、処理をステップＳＴ１２に
戻して、この一連の処理を繰り返す。

【００４６】このように、この実施の形態３では、各フ
レームにおける演算処理の繰り返しにおいて、２回目以
降は畳み込み積分Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）の計算を省略するこ
とができるので、各フレーム当たりの演算量を実施の形
態２の場合よりも削減できる効果がある。

【００４７】実施の形態４．上記実施の形態１から実施
の形態３において、各時刻ｔにおける演算においては常
にｔ＝Δｔのときの２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を使
用する場合について説明したが、すでに時刻ｔにおける
演算が完了している２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）にお
いては、その新しい値を使用するようにしてもよい。図
４はそのようなこの発明の実施の形態４による動画像処
理方法の動作の手順を示すフローチャートであり、実施
の形態１の各ステップに相当するステップには図１と同
一の符号を付してその説明を省略する。

【００４８】図において、ＳＴ２２は２次元データ上の
ポイント（Ｉ，Ｊ）を設定するポイント設定のステップ
であり、ＳＴ２３はこのステップＳＴ２２で設定された
ポイント（Ｉ，Ｊ）近傍において、時刻ｔにおける２次
元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を計算する状態データ演算の
ステップである。ＳＴ２４はこのステップＳＴ２３にて
算出された２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）より２次元出
力データＹ（Ｉ，Ｊ）を計算し、更新する出力データ演
算のステップであり、ＳＴ２５はポイント（Ｉ，Ｊ）を
更新して、これらステップＳＴ２３およびステップＳＴ
２４の処理を実行すべきか否かを判定し、実行すべきで
ない場合には処理をステップＳＴ１６に進め、実行すべ
きであれば処理をステップＳＴ２２に戻すポイント更新
判定のステップである。

【００４９】次に動作について説明する。まずステップ
ＳＴ１１において、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
て２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を初期化する。次いで
ステップＳＴ１２において、時刻ｔを一定時間間隔Δｔ
だけ進めた後、ステップＳＴ１３において、すべてのポ
イント（ｉ，ｊ）に対して２次元入力データＵ（ｉ，
ｊ）［ｔ］を入力する。そしてステップＳＴ２２に移行
し、２次元データ上のポイント（Ｉ，Ｊ）の設定を行な
う。次にステップＳＴ２３において、その時の２次元出
力データＹ（ｉ，ｊ）（最初の演算では、ステップＳＴ
１１で初期設定された初期値）と、ステップＳＴ１３で
時刻ｔに入力された２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
［ｔ］より、すべての設定されたポイント（Ｉ，Ｊ）に
対する２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を、次の式（７）
を用いて計算する。すなわち、前述の式（２）に示した
カーネルＡとその時のポイント（Ｉ，Ｊ）についての２
次元出力データＹ（Ｉ，Ｊ）との畳み込み積分、および
カーネルＢと時刻ｔにおけるポイント（Ｉ，Ｊ）につい
ての２次元入力データＵ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］との畳み込み
積分をそれぞれ行なって、その結果を加算することによ
って、当該ポイント（Ｉ，Ｊ）についての２次元状態デ
ータＸ（Ｉ，Ｊ）を計算する。

【００５０】 Ｘ（Ｉ，Ｊ）＝Ａ^**Ｙ（Ｉ，Ｊ）＋Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］ ・・・ （７）

【００５１】次にステップＳＴ２４に進んで、このステ
ップＳＴ２３で算出された２次元状態データＸ（Ｉ，
Ｊ）に対して次に示す式（８）を用いた所定の変換を施
し、当該ポイント（Ｉ，Ｊ）についての新たな２次元出
力データＹ（Ｉ，Ｊ）を計算して、それまでの２次元出
力データＹ（Ｉ，Ｊ）を更新する。なお、この式（８）
におけるθも、たとえば図１３に示した入出力特性に基
づく非線形処理である。

【００５２】 Ｙ（Ｉ，Ｊ）＝θ（Ｘ（Ｉ，Ｊ）） ・・・ （８）

【００５３】次にステップＳＴ２５において、ポイント
（Ｉ，Ｊ）を更新してステップＳＴ２３とステップＳＴ
２４による演算を実行すべきか否かを判定する。判定の
結果、演算を実行する必要がある場合には、処理をステ
ップＳＴ２２に戻してステップＳＴ２２からステップＳ
Ｔ２４までの処理を繰り返す。一方、演算の実行が不必
要な場合にはステップＳＴ１６に進んで、すべてのポイ
ント（ｉ，ｊ）に対して２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）
を出力する。次にステップＳＴ１７において、処理終了
時刻に到達したか判断し、未到達であれば処理をステッ
プＳＴ１２に戻して一連の処理を繰り返す。

【００５４】このように、この実施の形態４によれば、
実施の形態１から実施の形態３においては、各時刻ｔに
おける演算において、常にｔ−Δｔのときの２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）が使用されているのに対して、すで
に時刻ｔにおける演算が完了している２次元出力データ
Ｙ（ｉ，ｊ）については、その新しい値が使用されるこ
とになるため、入力画像が変化した場合の演算の収束を
より速めることができる効果がある。

【００５５】実施の形態５．上記実施の形態４では、各
フレームにおける演算を１回だけ実行する場合について
示したが、各フレームの演算を指定された回数だけ実行
するようにしてもよい。図５はそのようなこの発明の実
施の形態５による動画像処理方法の動作の手順を示すフ
ローチャートであり、実施の形態４のステップに相当す
る部分には図４と同一符号を付してその説明を省略す
る。図において、ＳＴ１８は時刻ｔにおいてステップＳ
Ｔ２２〜ステップＳＴ２５の処理が指定回数だけ実行さ
れたか否かを判定して、指定回数だけ実行されていない
場合には処理をステップＳＴ２２に戻し、指定回数だけ
実行されるとステップＳＴ１６に処理を進める繰り返し
完了判定のステップである。実施の形態５はステップＳ
Ｔ２５とステップＳＴ１６の間にこのステップＳＴ１８
が付加されている点で、上記実施の形態４とは異なって
いる。

【００５６】次に動作について説明する。まずステップ
ＳＴ１１にてすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して２次
元出力データＹ（ｉ，ｊ）を初期化する。次いでステッ
プＳＴ１２で時刻ｔを一定の時間間隔Δｔだけ進めた
後、ステップＳＴ１３にてすべてのポイント（ｉ，ｊ）
に対して２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を入力す
る。そしてステップＳＴ２２においてポイント（Ｉ，
Ｊ）の設定を行ない、ステップＳＴ２３にて当該ポイン
ト（Ｉ，Ｊ）に対して式（７）の計算を行なって２次元
状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を求める。次にステップＳＴ２
４において、ポイント（Ｉ，Ｊ）に対して式（８）の計
算を行なって、２次元出力データＹ（Ｉ，Ｊ）を更新
し、さらにステップＳＴ２５で、ポイント（Ｉ，Ｊ）を
更新してステップＳＴ２３、ステップＳＴ２４の処理を
行なうべきか否か判定する。その結果、処理を行なう必
要がある場合には、処理をステップＳＴ２２に戻してそ
れらの処理を繰り返す。なお、ここまでの動作は図４に
示した実施の形態４の場合と同様である。

【００５７】一方、処理が不必要な場合にはステップＳ
Ｔ１８に進んで、上記ステップＳＴ２３とステップＳＴ
２４とによる演算が、当該時刻ｔにおいて指定された回
数だけ実行されたか否かを判定する。その結果、指定回
数だけ実行されていない場合には処理をステップＳＴ２
２に戻して、ステップＳＴ２２〜ＳＴ２５による処理を
繰り返す。一方、指定回数だけ実行されると、処理をス
テップＳＴ１６に移行させて、以下、実施の形態４の場
合と同様に処理を進める。すなわち、ステップＳＴ１６
ではすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して算出された２
次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の出力を行ない、ステップ
ＳＴ１７では処理終了時刻に到達したか否かを判断し
て、未到達の場合には処理をステップＳＴ１２に戻す。

【００５８】このように、この実施の形態５によれば、
各フレームで指定された回数だけ演算を行なっているた
め、実施の形態４の場合と比べて各フレームでの演算量
は増えるが、入力画像が変化したときに高画質な状態に
収束するまでの時間を短縮することができる効果があ
る。

【００５９】実施の形態６．上記実施の形態５では、各
フレームにおける演算の繰り返しに際して、２回目以降
においてもカーネルＢと２次元入力データＵ（Ｉ，Ｊ）
［ｔ］との畳み込み積分の計算を行なう場合について示
したが、２回目以降の演算においては当該畳み込み積分
の計算を省略することも可能である。図６はそのような
この発明の実施の形態６による動画像処理方法の動作の
手順を示すフローチャートであり、実施の形態５の各ス
テップに相当するステップには図５と同一の符号を付し
てその説明を省略する。

【００６０】図において、ＳＴ２６は実行する演算が当
該時刻ｔにおける１回目の演算であるか否かを判定する
演算回数判定のステップである。ＳＴ２７はこのステッ
プＳＴ２６において１回目の演算であると判定された場
合に、ステップＳＴ２３で２次元状態データＸ（Ｉ，
Ｊ）を演算する際に求めたＢ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］を、
保持データＢＵ（Ｉ，Ｊ）として記憶しておくデータ記
憶のステップである。ＳＴ２８はステップＳＴ２６で１
回目の演算ではないと判定された場合に、畳み込み積分
の結果Ａ^**Ｙ（Ｉ，Ｊ）に保持データＢＵ（Ｉ，Ｊ）を
加算して２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を簡略的に算出
する簡略演算のステップである。実施の形態６は実施の
形態５におけるステップＳＴ２３が、これらステップＳ
Ｔ２６〜ＳＴ２８とステップＳＴ２３によって置き換え
られている点で、実施の形態５とは異なっている。

【００６１】次に動作について説明する。ステップＳＴ
１１にて２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を初期化し、ス
テップＳＴ１２で時刻ｔをΔｔだけ進める。次にステッ
プＳＴ１３にて２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］を
入力し、ステップＳＴ２２でポイント（Ｉ，Ｊ）の設定
を行なう。その後、ステップＳＴ２６において、これか
ら実行する演算が当該時刻ｔにおける１回目の演算か否
かを判定する。その結果、１回目であった場合にはステ
ップＳＴ２３に進んで、ポイント（Ｉ，Ｊ）について式
（７）による２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）の演算を行
なう。次にステップＳＴ２７において、そのポイント
（Ｉ，Ｊ）について、上記ステップＳＴ２３で式（７）
による２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を演算する際に求
めた、カーネルＢと２次元入力データＵ（Ｉ，Ｊ）
［ｔ］との畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］
を、保持データＢＵ（Ｉ，Ｊ）として記憶してステップ
ＳＴ２４に進む。

【００６２】一方、ステップＳＴ２６において２回目以
降の演算であると判定された場合にはステップＳＴ２８
に分岐する。ステップＳＴ２８ではポイント（Ｉ，Ｊ）
に対して、次に示す式（９）により、カーネルＡとその
時の２次元出力データＹ（Ｉ，Ｊ）との畳み込み積分の
結果Ａ^**Ｙ（Ｉ，Ｊ）に、ステップＳＴ２７で記憶して
おいた保持データＢＵ（Ｉ，Ｊ）を加算することによっ
て、２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を簡略的に計算した
後、ステップＳＴ２４に進む。

【００６３】 Ｘ（Ｉ，Ｊ）＝Ａ^**Ｙ（Ｉ，Ｊ）＋ＢＵ（Ｉ，Ｊ） ・・・ （９）

【００６４】以下、実施の形態５の場合と同様に、ステ
ップＳＴ２４で式（８）による２次元出力データＹ
（Ｉ，Ｊ）の演算を行ない、ステップＳＴ１８で当該時
刻ｔにおける演算回数が指定値に達するまで処理をステ
ップＳＴ２２に戻して演算処理を繰り返す。演算回数が
指定値に達するとステップＳＴ１６に進んで、すべての
ポイント（ｉ，ｊ）に対する２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）の出力を行ない、ステップＳＴ１７にて処理終了時
刻になったことが検出されるまで、処理をステップＳＴ
１２に戻して、この一連の処理を繰り返す。

【００６５】このように、この実施の形態６では、各フ
レームにおける演算処理の繰り返しにおいて、２回目以
降は畳み込み積分Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）の計算を省略するこ
とができるので、各フレーム当たりの演算量を実施の形
態５の場合よりも削減できる効果がある。

【００６６】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７による動画像処理方法の動作の手順を示すフローチ
ャートである。図において、ＳＴ１１は初期設定のステ
ップ、ＳＴ１２は時刻更新のステップ、ＳＴ１３はデー
タ入力のステップ、ＳＴ１６はデータ出力のステップ、
ＳＴ１７は時刻判定のステップであり、これらは図１に
同一符号を付した示した実施の形態１の各ステップと同
等のものである。また、ＳＴ２９は全体画像の一部を構
成する部分画像を表す領域の領域パラメータｎの初期値
を設定する領域パラメータ初期設定のステップ、ＳＴ３
０はその領域パラメータｎの値を更新して部分領域の選
択を行なう領域パラメータ更新のステップであり、これ
らは部分領域を選択して設定する領域設定のステップと
なっている。ＳＴ３１はステップＳＴ３０で選ばれた部
分領域の２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する状態
データ演算のステップであり、ＳＴ３２は２次元出力デ
ータのうちのステップＳＴ３０で選ばれた部分領域の２
次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を算出して更新する出力デ
ータ演算のステップである。ＳＴ３３は時刻ｔにおける
演算が収束したか否かを判定する収束判定のステップで
ある。

【００６７】次に動作について説明する。まずステップ
ＳＴ１１において、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初
期値（たとえば０）の設定をすべてのポイント（ｉ，
ｊ）に対して行ない、次いでステップＳＴ２９におい
て、領域パラメータｎの初期値を−１に設定する。次に
ステップＳＴ１２において時刻ｔを一定の時間間隔Δｔ
だけ進めた後、すべてのポイント（ｉ，ｊ）について、
２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］の入力をステップ
ＳＴ１３において行なう。次にステップＳＴ３０におい
て、領域パラメータｎの値を１だけ大きくする。

【００６８】ここで、図８は当該動画像処理方法におけ
る部分画像の分割を示す説明図である。その後、処理は
ステップＳＴ１３からステップＳＴ３１に進み、この図
８に示された８個の部分画像のうちの部分領域（ｎ ｍ
ｏｄ ８）に対して、前述の式（５）に従って、カーネ
ルＡと２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積
分、およびカーネルＢと２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
［ｔ］との畳み込み積分をそれぞれ計算し、それらの結
果を各ポイント（ｉ，ｊ）毎に加算することによって、
２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を算出する。なお、この
場合においても、カーネルＡおよびＢは前述の式（２）
に示した３×３のカーネルである。次にステップＳＴ３
２において、このステップＳＴ３１で算出された部分領
域（ｎ ｍｏｄ ８）の２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）
の各データに対して、前述の式（３）に示した所定の変
換を施すことによって、当該部分領域内のすべてのポイ
ント（ｉ，ｊ）についての２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）を計算し、それをそれまでの２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）に代入してその更新を行なう。なお、この場
合も、上記式（３）におけるθは図１３に示した非線形
処理である。

【００６９】その後ステップＳＴ３３に進み、ステップ
ＳＴ３２において算出された部分領域（ｎ ｍｏｄ
８）の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の前回の値からの
変化が十分小さいか否か、すなわち演算が収束したか否
かについての判定を行なう。その結果、収束していない
場合には処理をステップＳＴ３１に戻して、演算が収束
するまでステップＳＴ３１とステップＳＴ３２の処理を
再実行する。なお、部分領域（ｎ ｍｏｄ ８）の２次
元出力データＹ（ｉ，ｊ）が収束するとステップＳＴ１
６に進んで、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して２次
元出力データＹ（ｉ，ｊ）の出力を行なう。その後ステ
ップＳＴ１７において、時刻ｔが処理終了時刻に到達し
たか否かについての判定を行ない、到達していれば一連
の処理を終了する。一方、到達していない場合にはステ
ップＳＴ１２に戻って、処理終了時刻に到達するまで、
ステップＳＴ１２からステップＳＴ１６までの処理を繰
り返して実行する。

【００７０】ここで、入力画像が時刻ｔ＝Ｔに変化し、
その後は変化しない場合について考える。その場合、８
フレームの間にすべての部分領域は１度ずつ処理され
る。すなわち時刻ｔ＝Ｔ＋７△ｔのときに、高画質の収
束画像が得られる。一方、入力画像に変化がない状態が
続く場合には、各部分領域の収束値が演算の初期値とし
て与えられるので、演算により各領域の出力画像は変化
しない。すなわち所望の高画質画像が連続して出力され
る。

【００７１】このように、この実施の形態７によれば、
複数フレームの期間で画像全体が収束するようにしたの
で、各フレームで扱う画素数は従来の動画像処理方法に
比べて８分の１になり、したがって、各フレームにおけ
る演算量も８分の１に削減できる効果がある。

【００７２】実施の形態８．図９はこの発明の実施の形
態８による動画像処理装置の構成を示すブロック図であ
る。図において、１は当該動画像処理装置の入力端子で
あり、２は当該動画像処理装置の出力端子である。３は
入力端子１から入力される２次元入力データＵ（ｉ，
ｊ）の複数行のデータが記憶できる第１のメモリ回路、
４は出力端子２から出力される２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の複数行のデータが記憶できる第２のメモリ
回路であり、５は出力端子２から出力される２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）の全体が記憶できる第３のメモリ回
路である。６は第１のメモリ回路３からｂ個ずつ供給さ
れる２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）と、それ自身があら
かじめ内部に記憶しているサイズｂ×ｂのカーネルとの
畳み込み積分を計算する第１の演算回路であり、７は第
２のメモリ回路４からａ個ずつ供給される２次元出力デ
ータＹ（ｉ，ｊ）と、それ自身が内部にあらかじめ記憶
しているサイズａ×ａのカーネルとの畳み込み積分を行
なうとともに、その積分結果に第１の演算回路６から供
給される積分結果を加算して２次元状態データＸ（ｉ，
ｊ）を計算した後、当該２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）
に非線形処理を施すことによって２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）を算出する第２の演算回路である。

【００７３】なお、第２の演算回路７で計算された２次
元出力データＹ（ｉ，ｊ）は出力端子２より外部に出力
されるとともに、第３のメモリ回路５に転送されてそこ
に一時記憶された後、第２のメモリ回路４に供給され
る。また、第２の演算回路７から第３のメモリ回路５へ
のデータの転送、ならびに第３のメモリ回路５から第２
のメモリ回路４へのデータの転送は、２次元出力データ
Ｙ（ｉ，ｊ）の複数のデータを１つの単位として行われ
るものである。

【００７４】また、図１０は第１のメモリ回路３ならび
に第２のメモリ回路４の内部構成を示すブロック図であ
る。図において、１１は入力されたデータを順番に蓄積
して最初に入力されたデータから順番に出力してゆくフ
ァーストイン・ファーストアウト形メモリ（以下、ＦＩ
ＦＯという）による第１のメモリセルであり、１２は同
じくＦＩＦＯによる第２のメモリセル、１３は同じくＦ
ＩＦＯによる第３のメモリセルである。１４は入力デー
タを第１のメモリセル１１に入力する当該メモリ回路の
メモリ入力端子であり、１５は第１のメモリセル１１の
内容を出力する当該メモリ回路の第１のメモリ出力端
子、１６は第２のメモリセル１２の内容を出力する当該
メモリ回路の第２のメモリ出力端子、１７は第３のメモ
リセル１３の内容を出力する当該メモリ回路の第３のメ
モリ出力端子である。なお、第１〜第３のメモリセル１
１〜１３の長さは画像の横幅に等しく設定されている。

【００７５】次に図９に示した各ブロックの動作につい
て説明する。まず、ラスタースキャンによる２次元入力
データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］の各画素データが入力端子１
に供給される。第１のメモリ回路３はその２次元入力デ
ータＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］に対して、Ｕ（ｉ，ｊ）
［ｔ］、Ｕ（ｉ，ｊ＋１）［ｔ］、Ｕ（ｉ，ｊ＋２）
［ｔ］を、それぞれ第１〜第３のメモリ出力端子１５〜
１７から出力する。第１の演算回路６はそれ自身があら
かじめ記憶している、前述の式（２）で示すカーネルＢ
と、第１のメモリ回路３から順次供給される２次元入力
データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］との畳み込み積分を計算し、
その積分結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］を第２の演算回路
７に出力する。

【００７６】また、第２のメモリ回路４は第３のメモリ
回路５から転送されてくる２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）に対して、Ｙ（ｉ，ｊ）、Ｙ（ｉ，ｊ＋１）、Ｙ
（ｉ，ｊ＋２）をそれぞれ第１〜第３のメモリ出力端子
１５〜１７から出力する。第２の演算回路７はそれ自身
があらかじめ記憶している式（２）に示したカーネルＡ
と、第２のメモリ回路４から順次供給される２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積分の結果Ａ^**Ｙ
（ｉ，ｊ）、ならびに第１の演算回路６から供給される
前述の畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］の値
を用いて、２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を前述の式
（５）を用いて計算する。第２の演算回路７は次に、式
（３）を用いた非線形処理により、その２次元状態デー
タＸ（ｉ，ｊ）から２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を計
算して出力端子２より外部に出力するとともに、第３の
メモリ回路５にもそれを出力する。

【００７７】第３のメモリ回路５は、この第２の演算回
路７から出力される２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の１
フレーム分を記憶するとともに、次フレームの演算時に
それを順次第２のメモリ回路４に供給する。ただし、第
２の演算回路７から第３のメモリ回路５へのデータ転
送、ならびに第３のメモリ回路５から第２のメモリ回路
４へのデータ転送は、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の
複数のデータを１つの単位として行なう。

【００７８】以上の各ブロックの動作を組み合わせるこ
とにより、図１のフローチャートに示した動画像処理が
実現できる。すなわち入力端子１から各フレームの入力
画像を順次入力すると、出力端子２からエッジ検出され
た各フレームの出力画像が順次出力される。この動作は
装置全体を停止しない限り継続する。

【００７９】このように、この実施の形態８によれば、
比較的汎用性が高い部品の組み合わせで動画像処理装置
を実現することができ、また、第３のメモリ回路５への
２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の入出力を、複数のデー
タを１つの単位として行なっているため、転送レートを
比較的低くすることが可能となり、低速の入出力レート
にしか対応できないが安価である大容量のメモリ（たと
えばダイナミックＲＡＭなど）を第３のメモリ回路５と
して利用できるなどの効果がある。

【００８０】実施の形態９．上記実施の形態８では、画
像の処理を１行毎に行なうものについて示したが、複数
行単位で画像の処理を並列に行なうようにしてもよい。
図１１はそのようなこの発明の実施の形態９による動画
像処理装置の、２行単位で並列処理を行なう場合の構成
を示すブロック図である。図において、１ａ，１ｂは入
力端子、２ａ，２ｂは出力端子、３は第１のメモリ回
路、４は第２のメモリ回路、５は第３のメモリ回路、６
ａ，６ｂは第１の演算回路、７ａ，７ｂは第２の演算回
路であり、これらは図９に示した実施の形態８のそれら
に相当するものである。なお、この実施の形態９は、第
１の演算回路と第２の演算回路とを２つずつ備えている
点で、上記実施の形態８とは異なっている。

【００８１】また、図１２は第１のメモリ回路３ならび
に第２のメモリ回路４の内部構成を示すブロック図であ
る。図において、２１はＦＩＦＯによる第１のメモリセ
ルであり、２２は同じく第２のメモリセル、２３は同じ
く第３のメモリセル、２４は同じく第４のメモリセルで
ある。２５は第１のメモリセル２１への入力が行なわれ
る当該メモリ回路の第１のメモリ入力端子であり、２６
は第２のメモリセル２２への入力が行なわれる当該メモ
リ回路の第２のメモリ入力端子である。２７は第１のメ
モリセル２１の内容が出力される当該メモリ回路の第１
のメモリ出力端子であり、２８は第２のメモリセル２２
の内容が出力される当該メモリ回路の第２のメモリ出力
端子、２９は第３のメモリセル２３の内容が出力される
当該メモリ回路の第３のメモリ出力端子、３０は第４の
メモリセル２４の内容が出力される当該メモリ回路の第
４のメモリ出力端子である。この実施の形態９における
第１のメモリ回路３および第２のメモリ回路４は、２つ
のメモリ入力端子と４つのメモリ出力端子を有し、４つ
のメモリセルにて構成されている点で、実施の形態８の
それとは異なっている。なお、第１〜第４のメモリセル
２１〜２４の長さは画像の横幅に等しく設定されてい
る。

【００８２】次に図１１中の各ブロックの動作について
説明する。まず、ラスタースキャンによる２次元入力デ
ータＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］の奇数行の画素データが入力端
子１ａに、偶数行の画素データが入力端子１ｂにそれぞ
れ供給される。第１のメモリ回路３はその２次元入力デ
ータＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］およびＵ（ｉ，ｊ＋１）［ｔ］
に対して、Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］、Ｕ（ｉ，ｊ＋１）
［ｔ］、Ｕ（ｉ，ｊ＋２）［ｔ］、Ｕ（ｉ，ｊ＋３）
［ｔ］をそれぞれ各メモリ出力端子２７〜３０から出力
する。第１の演算回路６ａはそれ自身があらかじめ記憶
している式（２）で示すカーネルＢと、第１のメモリ回
路３から順次供給される２次元入力データの奇数行との
畳み込み積分を行ない、積分結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）
［ｔ］の奇数行分を求めて第２の演算回路７ａに出力す
る。第１の演算回路６ｂも同様にして、畳み込み積分結
果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］の偶数行分を求めて第２の演
算回路７ｂに出力する。

【００８３】また、第２のメモリ回路４は入力される２
次元出力データＹ（ｉ，ｊ）に対して、Ｙ（ｉ，ｊ）、
Ｙ（ｉ，ｊ＋１）、Ｙ（ｉ，ｊ＋２）、Ｙ（ｉ，ｊ＋
３）をそれぞれ第１〜第４のメモリ出力端子２７〜３０
から出力する。第２の演算回路７ａはそれ自身があらか
じめ記憶している式（２）に示すカーネルＡと、第２の
メモリ回路４から順次供給される２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の奇数行との畳み込み積分の結果Ａ^**Ｙ
（ｉ，ｊ）、ならびに第１の演算回路６ａから供給され
る前述の畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］の
奇数行の値を用いて、２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の
奇数行分を前述の式（５）を用いて計算する。第２の演
算回路７ａは次に、式（３）を用いた非線形処理によ
り、その奇数行の２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）から２
次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の奇数行分を計算して出力
端子２ａより外部に出力するとともに、第３のメモリ回
路５にもそれを出力する。第２の演算回路７ｂも同様に
して、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の偶数行分を計算
して出力端子２ａより外部に出力するとともに、第３の
メモリ回路５にもそれを出力する。

【００８４】第３のメモリ回路５は、この第２の演算回
路７ａおよび７ｂから出力される２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の１フレーム分を記憶するとともに、次フレ
ームの演算時にそれらを順次第２のメモリ回路４に供給
する。ただし、第２の演算回路７ａ、７ｂから第３のメ
モリ回路５へのデータ転送、ならびに第３のメモリ回路
５から第２のメモリ回路４へのデータ転送は、２次元出
力データＹ（ｉ，ｊ）の複数のデータを１つの単位とし
て行なう。

【００８５】以上の各ブロックの動作を組み合わせるこ
とにより、図１のフローチャートに示した動画像処理が
実現できる。ただし、実施の形態８では画像の１行毎に
処理を行なう構成であったが、この実施の形態９では２
行単位で並列に画像の処理が行われる。したがって、そ
の演算速度は実施の形態８に比べて２倍となる。

【００８６】なお、上記説明では、画像の処理を２行単
位で並列に行なう場合について示したが、畳み込み積分
を行なう第１および第２の演算回路の数、ならびに第１
のメモリ回路と第２のメモリ回路のＦＩＦＯによるメモ
リセルの数を増やしてやれば、並列度を増加させること
ができる。すなわち、この実施の形態９による動画像処
理装置は、演算速度がより大きい装置に容易に拡張する
ことができるという利点がある。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、時刻ｔを一定の時間間隔ずつ進めながらその時刻
ｔにおける２次元入力データを入力し、カーネルＡと２
次元出力データ、およびカーネルＢと２次元入力データ
の各畳み込み積分によって得られた２次元状態データ
に、所定の変換を施して２次元出力データの更新を行な
い、この更新された２次元出力データを用いた２次元入
力データの入力以降の処理を繰り返すように構成したの
で、画像全体の収束については複数のフレーム期間内に
行われるようになり、その結果、各フレームにおける繰
り返し演算の回数を少ない回数に制限することが可能と
なって、演算量を大幅に削減でき、これを用いた画像処
理装置の低コスト化、小型化に有効である効果がある。

【００８８】請求項２記載の発明によれば、２次元状態
データＸ（ｉ，ｊ）を計算する処理と、２次元出力デー
タを更新する処理とを、２次元データのすべてのポイン
ト（ｉ，ｊ）に対して実行するように構成したので、入
力画像が時刻ｔ＝Ｔに変化してその後は変化しない場合
には、最初の演算で得られた出力画像の画質は高くない
が、一定の時間間隔Δｔ毎に実行される演算で得られる
出力画像の画質は順次高くなり、一定フレーム時間後に
は高画質の画像が出力されることになり、また、入力画
像に変化がない状態が続く場合においては、演算結果で
ある出力画像は各フレームとも同じであり、かつその入
力画像に対する収束画像であって高画質であるため、こ
のような出力画像を動画像表示装置で表示し、その画質
を人間が判断することを考えた場合、一般に人間の目は
動画における画質はあまり気にならず、より少ない演算
量で人間の目に対して十分な動画像の処理が実現できる
動画像処理方法が得られる効果がある。

【００８９】請求項３記載の発明によれば、時刻ｔにお
ける演算回数が指定回数だけ実行されていない場合に、
処理を状態データ演算のステップに戻して以降の処理を
繰り返し実行するように構成したので、各フレームにお
いて指定された回数だけ演算が行なわれ、請求項２記載
の発明に比べて各フレームでの演算量は増えるが、入力
画像が変化したときに高画質な状態に収束するまでの時
間を短縮することができる効果がある。

【００９０】請求項４記載の発明によれば、時刻ｔにお
ける１回目の演算においてのみ、すべてのポイント
（ｉ，ｊ）に対する２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の演
算を行ない、そのとき求めた畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ
（ｉ，ｊ）［ｔ］を、保持データＢＵ（ｉ，ｊ）として
すべてのポイント（ｉ，ｊ）について記憶しておき、２
回目以降の演算においては、それを用いて２次元状態デ
ータＸ（ｉ，ｊ）の演算を行なうように構成したので、
各フレームにおける演算処理の繰り返しにおいて、２回
目以降は畳み込み積分Ｂ^**Ｕ（ｉ，ｊ）の計算を省略す
ることができるようになるため、各フレーム当たりの演
算量をさらに削減することができる効果がある。

【００９１】請求項５記載の発明によれば、２次元デー
タ上にポイント（Ｉ，Ｊ）を設定し、そのポイント
（Ｉ，Ｊ）を更新しながらポイント（Ｉ，Ｊ）近傍にお
ける２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する処理と、
２次元出力データを更新する処理とを実行するように構
成したので、各時刻ｔにおける演算において、常にｔ−
Δｔのときの２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を使用する
ことなく、すでに時刻ｔにおける演算が完了している２
次元出力データＹ（ｉ，ｊ）については、その新しい値
を使用することになるため、入力画像が変化した場合の
演算の収束より高速化することができる効果がある。

【００９２】請求項６記載の発明によれば、時刻ｔにお
ける演算回数が指定回数だけ実行されていない場合に、
処理をポイント設定のステップに戻して、以降の処理を
繰り返し実行するように構成したので、各フレームにお
いて指定された回数だけ演算が行なわれ、請求項５記載
の発明に比べて各フレームでの演算量は増えるが、入力
画像が変化したときに高画質な状態に収束するまでの時
間を短縮することができる効果がある。

【００９３】請求項７記載の発明によれば、時刻ｔにお
ける１回目の演算においてのみ、ポイント（Ｉ，Ｊ）近
傍の２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を演算し、そのとき
求めた畳み込み積分結果Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］を保持
データＢＵ（ｉ，ｊ）として記憶しておき、２回目以降
の演算においては、それを用いてポイント（Ｉ，Ｊ）近
傍の２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）の演算を行なうよう
に構成したので、各フレームにおける演算処理の繰り返
しにおいて、２回目以降は畳み込み積分Ｂ^**Ｕ（Ｉ，
Ｊ）の計算を省略することができるようになるため、各
フレーム当たりの演算量をさらに削減することができる
効果がある。

【００９４】請求項８記載の発明によれば、入力される
全体画像より選択した部分領域内のすべてのポイント
（ｉ，ｊ）に対して、２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の
計算を行なって得られた２次元状態データに所定の変換
を施し、それで当該部分領域内のすべてのポイント
（ｉ，ｊ）の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を更新し、
その結果が収束するまでこの演算を繰り返し実行するよ
うに構成したので、複数フレームの期間で画像全体が収
束するようになり、全体画像をｎ個の部分領域に分割し
た場合には、各フレームで扱う画素数は従来の動画像処
理方法に比べてｎ分の１になり、したがって、各フレー
ムにおける演算量もｎ分の１に削減することができる効
果がある。

【００９５】請求項９記載の発明によれば、２次元入力
データＵ（ｉ，ｊ）を複数行分記憶する第１のメモリ回
路、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を複数行分記憶する
第２のメモリ回路、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の全
体を記憶する第３のメモリ回路、２次元入力データＵ
（ｉ，ｊ）とカーネルとの畳み込み積分を行なう第１の
演算回路、２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）とカーネルと
の畳み込み積分結果と第１の演算回路からの積分結果と
を加算して２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を算出し、そ
れに非線形処理を施して得られた２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）を外部に出力するとともに、その２次元出力
データＹ（ｉ，ｊ）を第３のメモリ回路に転送して一時
記憶させる第２の演算回路を備え、２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）の第２の演算回路から第３のメモリ回路への
転送、ならびに第３のメモリ回路から第２のメモリ回路
への転送を複数のデータを単位として行なうように構成
したので、比較的汎用性が高い部品の組み合わせで動画
像処理装置を実現することができ、また、２次元出力デ
ータＹ（ｉ，ｊ）の入出力を複数のデータを１つの単位
として行なっているので、転送レートを比較的低くする
ことが可能となるため、たとえばダイナミックＲＡＭの
ような、安価ではあるが低速の入出力レートにしか対応
できない大容量メモリを、第３のメモリ回路として利用
することが可能になる効果がある。

【００９６】請求項１０記載の発明によれば、それぞれ
１つずつ備えられた第１および第２の演算回路によっ
て、１行分ずつ入力される２次元入力データＵ（ｉ，
ｊ）を１行毎に処理し、得られた２次元出力データＹ
（ｉ，ｊ）を外部に出力するように構成したので、比較
的汎用性が高い部品の組み合わせによるシンプルな構成
の動画像処理装置を実現することができる効果がある。

【００９７】請求項１１記載の発明によれば、それぞれ
ｎ個ずつ備えられた第１および第２の演算回路によっ
て、入力される２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）をｎ行単
位で並列に処理し、得られた２次元出力データＹ（ｉ，
ｊ）を外部に出力するように構成したので、入力された
画像を１行毎に処理する場合に比べて、その演算速度を
ｎ倍とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図２】 この発明の実施の形態２における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態３における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態４における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態５における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態６における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態７における動画像処理
方法の動作の手順を示すフローチャートである。

【図８】 この発明の実施の形態７における部分画像の
分割を示す説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態８における動画像処理
装置の構成を示すブロック図である。

【図１０】 この発明の実施の形態８における第１のメ
モリ回路および第２のメモリ回路の内部構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態９における動画像処
理装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】 この発明の実施の形態９における第１のメ
モリ回路および第２のメモリ回路の内部構成を示すブロ
ック図である。

【図１３】 非線形処理における入出力特性を示す説明
図である。

【図１４】 従来の画像処理方法における動作の手順を
示すフローチャートである。

【図１５】 従来の画像処理方法の実行例を示す説明図
である。

【符号の説明】

ＳＴ１１ 初期設定のステップ、ＳＴ１２ 時刻更新の
ステップ、ＳＴ１３データ入力のステップ、ＳＴ１４，
ＳＴ２３，ＳＴ３１ 状態データ演算のステップ、ＳＴ
１５，ＳＴ２４，ＳＴ３２ 出力データ演算のステッ
プ、ＳＴ１６データ出力のステップ、ＳＴ１８ 繰り返
し完了判定のステップ、ＳＴ１９，ＳＴ２６ 演算回数
判定のステップ、ＳＴ２０，ＳＴ２７ データ記憶のス
テップ、ＳＴ２１，ＳＴ２８ 簡略演算のステップ、Ｓ
Ｔ２２ ポイント設定のステップ、ＳＴ２５ ポイント
更新判定のステップ、ＳＴ２９ 領域パラメータ初期設
定のステップ（領域設定のステップ）、ＳＴ３０ 領域
パラメータ更新のステップ（領域設定のステップ）、Ｓ
Ｔ３３ 収束判定のステップ、１，１ａ，１ｂ入力端
子、２，２ａ，２ｂ 出力端子、３ 第１のメモリ回
路、４ 第２のメモリ回路、５ 第３のメモリ回路、
６，６ａ，６ｂ 第１の演算回路、７，７ａ，７ｂ 第
２の演算回路。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動画像を処理して、動画像に対するエッ
   ジ検出、平滑化、多値化などを実行する動画像処理方法
   において、 ２次元出力データの初期設定を行ない、 時刻ｔを一定の時間間隔ずつ進めて、その時刻ｔにおけ
   る２次元入力データを入力し、 カーネルＡと前記２次元出力データとの畳み込み積分、
   およびカーネルＢと前記２次元入力データとの畳み込み
   積分をそれぞれ行ない、その結果を加算することによっ
   て２次元状態データを計算し、 この２次元状態データに対して所定の変換を施し、その
   変換結果で前記２次元出力データを更新してその２次元
   出力データを出力するとともに、この更新された２次元
   出力データを用いて、前記２次元入力データの入力以降
   の処理を繰り返すことを特徴とする動画像処理方法。
2. 【請求項２】 ２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値
   を、２次元データのすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
   て設定する初期設定のステップと、 時刻ｔを一定の時間間隔Δｔずつ進める時刻更新のステ
   ップと、 前記時刻ｔにおける２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
   ［ｔ］を、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して入力す
   るデータ入力のステップと、 カーネルＡと前記２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳
   み込み積分、およびカーネルＢと前記２次元入力データ
   Ｕ（ｉ，ｊ）［ｔ］との畳み込み積分をそれぞれ行な
   い、その結果を各ポイント（ｉ，ｊ）毎に加算すること
   により、すべてのポイント（ｉ，ｊ）について２次元状
   態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する状態データ演算のステ
   ップと、 前記２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の各データに対して
   所定の変換を施し、その変換結果ですべてのポイント
   （ｉ，ｊ）の２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を更新する
   出力データ演算のステップと、 更新された前記２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）をすべて
   のポイント（ｉ，ｊ）について出力するデータ出力のス
   テップと、 処理を前記時刻更新のステップに戻る繰り返し制御のス
   テップからなる動画像処理方法。
3. 【請求項３】 時刻ｔにおいて状態データ演算のステッ
   プと出力データ演算のステップとが指定回数だけ実行さ
   れたか否かを判定し、指定回数だけ実行されていない場
   合には、処理を前記状態データ演算のステップに戻す繰
   り返し完了判定のステップを付加したことを特徴とする
   請求項２記載の動画像処理方法。
4. 【請求項４】 実行する演算が当該時刻ｔにおける１回
   目の演算であるか否かを判定する演算回数判定のステッ
   プと、 前記演算回数判定のステップにおいて、１回目の演算で
   あると判定された場合に、状態データ演算のステップが
   すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して２次元状態データ
   Ｘ（ｉ，ｊ）を演算する際に求めたカーネルＢと２次元
   入力データＵ（ｉ，ｊ）との畳み込み積分の結果Ｂ^**Ｕ
   （ｉ，ｊ）［ｔ］を、保持データＢＵ（ｉ，ｊ）として
   すべてのポイント（ｉ，ｊ）について記憶しておくデー
   タ記憶のステップと、 前記演算回数判定のステップにおいて、１回目の演算で
   はないと判定された場合に、カーネルＡとその時の２次
   元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積分の結果Ａ^**
   Ｙ（ｉ，ｊ）に、前記データ記憶のステップで記憶して
   おいた保持データＢＵ（ｉ，ｊ）を加算することによ
   り、２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）を算出する簡略演算
   のステップとを付加したことを特徴とする請求項３記載
   の動画像処理方法。
5. 【請求項５】 ２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値
   を、２次元データのすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
   て設定する初期設定のステップと、 時刻ｔを一定の時間間隔Δｔずつ進める時刻更新のステ
   ップと、 前記時刻ｔにおける２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
   ［ｔ］を、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して入力す
   るデータ入力のステップと、 ２次元データ上のポイント（Ｉ，Ｊ）の設定を行なうポ
   イント設定のステップと、 前記ポイント（Ｉ，Ｊ）近傍における、カーネルＡと前
   記２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積分、お
   よびカーネルＢと前記２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
   ［ｔ］との畳み込み積分をそれぞれ行ない、その結果を
   加算することにより状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を計算する
   状態データ演算のステップと、 前記２次元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）に対して所定の変換
   を施し、その変換結果でポイント（Ｉ，Ｊ）における出
   力データＹ（Ｉ，Ｊ）を更新する出力データ演算のステ
   ップと、 前記状態データ演算のステップと出力データ演算のステ
   ップとが、所定のポイント（Ｉ，Ｊ）のすべてに対して
   実行されたか否かを判定し、実行されていない場合には
   処理を前記ポイント設定のステップに戻すポイント更新
   判定のステップと、 前記状態データ演算のステップと出力データ演算のステ
   ップとを所定のポイント（Ｉ，Ｊ）のすべてに対して実
   行することによって得られた２次元出力データＹ（ｉ，
   ｊ）を、すべてのポイント（ｉ，ｊ）について出力する
   データ出力のステップと、 処理を前記時刻更新のステップに戻る繰り返し制御のス
   テップからなる動画像処理方法。
6. 【請求項６】 時刻ｔにおいてポイント設定のステップ
   からポイント更新判定のステップまでの処理が指定回数
   だけ実行されたか否かを判定し、指定回数だけ実行され
   ていない場合には、処理を前記ポイント設定のステップ
   に戻す繰り返し完了判定のステップを付加したことを特
   徴とする請求項５記載の動画像処理方法。
7. 【請求項７】 実行する演算が当該時刻ｔにおける１回
   目の演算であるか否かを判定する演算回数判定のステッ
   プと、 前記演算回数判定のステップにおいて、１回目の演算で
   あると判定された場合に、状態データ演算のステップが
   ポイント（Ｉ，Ｊ）近傍の畳み込み積分を行なって２次
   元状態データＸ（Ｉ，Ｊ）を演算する際に求めた、カー
   ネルＢと２次元入力データＵ（Ｉ，Ｊ）との畳み込み積
   分の結果Ｂ^**Ｕ（Ｉ，Ｊ）［ｔ］を、保持データＢＵ
   （Ｉ，Ｊ）として記憶しておくデータ記憶のステップ
   と、 前記演算回数判定のステップにおいて、１回目の演算で
   はないと判定された場合に、カーネルＡとその時の２次
   元出力データＹ（ｉ，ｊ）とのポイント（Ｉ，Ｊ）近傍
   の畳み込み積分の結果Ａ^**Ｙ（Ｉ，Ｊ）に、前記データ
   記憶のステップで記憶しておいた保持データＢＵ（Ｉ，
   Ｊ）を加算することにより、２次元状態データＸ（Ｉ，
   Ｊ）を算出する簡略演算のステップとを付加したことを
   特徴とする請求項６記載の動画像処理方法。
8. 【請求項８】 ２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）の初期値
   を、２次元データのすべてのポイント（ｉ，ｊ）に対し
   て設定する初期設定のステップと、 時刻ｔを一定の時間間隔Δｔずつ進める時刻更新のステ
   ップと、 前記時刻ｔにおける２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）
   ［ｔ］を、すべてのポイント（ｉ，ｊ）に対して入力す
   るデータ入力のステップと、 前記２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］によって入力
   される全体画像の部分領域を選択する領域設定のステッ
   プと、 前記領域設定のステップで選ばれた部分領域のすべての
   ポイント（ｉ，ｊ）に対して、カーネルＡと前記２次元
   出力データＹ（ｉ，ｊ）との畳み込み積分、およびカー
   ネルＢと前記２次元入力データＵ（ｉ，ｊ）［ｔ］との
   畳み込み積分をそれぞれ行ない、その結果を各ポイント
   （ｉ，ｊ）毎に加算することにより、前記選ばれた部分
   領域内のすべてのポイント（ｉ，ｊ）について２次元状
   態データＸ（ｉ，ｊ）を計算する状態データ演算のステ
   ップと、 前記２次元状態データＸ（ｉ，ｊ）の各データに対して
   所定の変換を施し、その変換結果で前記選ばれた部分領
   域内のすべてのポイント（ｉ，ｊ）の２次元出力データ
   Ｙ（ｉ，ｊ）を更新する出力データ演算のステップと、 前記時刻ｔにおける演算が収束したか否かを判定して、
   収束していない場合には、処理を前記状態データ演算の
   ステップに戻す収束判定のステップと、 部分的に更新することにより算出された前記２次元出力
   データＹ（ｉ，ｊ）をすべてのポイント（ｉ，ｊ）につ
   いて出力するデータ出力のステップと、 処理を前記時刻更新のステップに戻る繰り返し制御のス
   テップからなる動画像処理方法。
9. 【請求項９】 動画像を処理して、動画像に対するエッ
   ジ検出、平滑化、多値化などを実行する動画像処理装置
   において、 当該動画像処理装置の入力端子から入力される２次元入
   力データＵ（ｉ，ｊ）の複数行分のデータを記憶する第
   １のメモリ回路と、 当該動画像処理装置の出力端子から出力される２次元出
   力データＹ（ｉ，ｊ）の複数行分のデータを記憶する第
   ２のメモリ回路と、 前記出力端子から出力される２次元出力データＹ（ｉ，
   ｊ）の全体を記憶する第３のメモリ回路と、 前記第１のメモリ回路からｂ個ずつ供給される２次元入
   力データＵ（ｉ，ｊ）と、それ自身があらかじめ内部に
   記憶しているサイズｂ×ｂのカーネルとの畳み込み積分
   を計算する第１の演算回路と、 前記第２のメモリ回路からａ個ずつ供給される２次元出
   力データＹ（ｉ，ｊ）と、それ自身があらかじめ内部に
   記憶しているサイズａ×ａのカーネルと積分の畳み込み
   積分を行なうとともに、その積分結果に前記第１の演算
   回路から供給される積分結果を加算して２次元状態デー
   タＸ（ｉ，ｊ）を計算した後、その２次元状態データＸ
   （ｉ，ｊ）を非線形処理することによって２次元出力デ
   ータＹ（ｉ，ｊ）を計算する第２の演算回路を備え、 前記第２の演算回路で計算された２次元出力データＹ
   （ｉ，ｊ）を、前記出力端子より外部に出力するととも
   に、前記第３のメモリ回路に転送して一時記憶した後、
   前記第２のメモリ回路に供給し、 前記第２の演算回路から第３のメモリ回路へのデータの
   転送、ならびに前記第３のメモリ回路から第２のメモリ
   回路へのデータの転送を、前記２次元出力データＹ
   （ｉ，ｊ）の複数のデータを１つの単位として行うこと
   を特徴とする動画像処理装置。
10. 【請求項１０】 入力端子と出力端子、および第１の演
    算回路と第２の演算回路をそれぞれ１つずつ備え、 前記入力端子から１行分ずつ入力される２次元入力デー
    タＵ（ｉ，ｊ）を、前記第１の演算回路および第２の演
    算回路によって１行毎に処理し、 得られた２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を前記出力端子
    より外部に出力することを特徴とする請求項９記載の動
    画像処理装置。
11. 【請求項１１】 入力端子と出力端子、および第１の演
    算回路と第２の演算回路をそれぞれｎ個ずつ備え、 前記各入力端子のそれぞれから１行分ずつ入力される２
    次元入力データＵ（ｉ，ｊ）を、前記各第１の演算回路
    と各第２の演算回路とによってｎ行単位で並列に処理
    し、 得られた２次元出力データＹ（ｉ，ｊ）を前記各出力端
    子より外部に出力することを特徴とする請求項９記載の
    動画像処理装置。