JPH1049684A - High-speed moment calculation device - Google Patents

High-speed moment calculation device

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Publication number
JPH1049684A
JPH1049684A JP8201634A JP20163496A JPH1049684A JP H1049684 A JPH1049684 A JP H1049684A JP 8201634 A JP8201634 A JP 8201634A JP 20163496 A JP20163496 A JP 20163496A JP H1049684 A JPH1049684 A JP H1049684A
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JP
Japan
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moment
image
pixel
scanning
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP8201634A
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Japanese (ja)
Inventor
Hausu Jii
ハウス ジー
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH1049684A publication Critical patent/JPH1049684A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to calculate the moment statistics of an object in an image having pixels fast through a simple hardware by calculating and storing the moment along row or to the column of an input image or moment image, and extracting the moment at a key pixel position. SOLUTION: An object pixel set is replaced into a solid shape to form a mask (101). Then, the mask and input image 100 are used to select a key pixel on a solid shape for each object. To hole the statistics of respective objects separate, the moment along the columns of the input image or moment image is calculated by using a mask and stored. Further, to hold the statistics of the respective objects separate, the moment of rows of the input image or moment image is calculated by using the mask. Then, the moment at the key pixel position is extracted (107).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の検出、同
定、又は、追跡の実時間視覚処理に使用される高速モー
メント計算装置に関し、例えば、監視、乗物の自動操
縦、ロボット自動制御、及び、防御システムに使用され
る高速モーメント計算装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed moment calculating apparatus used for real-time visual processing of object detection, identification, or tracking, for example, monitoring, automatic control of vehicles, automatic control of robots, and the like. , A high-speed moment calculation device used in a defense system.

【0002】[0002]

【従来の技術】統計学に基づくモーメントは、画像処理
への適用において、重要性が増加していること知られて
いる。特に、それらは、対象物の単純なモデルとして期
待されている。離散のための標準モーメント方程式は、
カルテシアン (cartesian)座標において、下記のように
なる。
It is known that moments based on statistics are becoming increasingly important in application to image processing. In particular, they are expected as simple models of objects. The standard moment equation for discrete is
In Cartesian coordinates:

【0003】[0003]

【数1】 ここで、f[x,y]は画像、pとqはモーメント次
数、XとYは画像のサイズを示す。標準のCPUはシリ
アルに計算を行うので、下記の座標の方向に沿う1次元
データ走査に関して、式(1)を履行することが都合が
良い。
(Equation 1) Here, f [x, y] is an image, p and q are moment orders, and X and Y are image sizes. Since a standard CPU performs calculations serially, it is convenient to implement equation (1) for one-dimensional data scanning along the following coordinate directions.

【0004】[0004]

【数2】 (Equation 2)

【0005】[0005]

【数3】 シリアルプロセッサは、式(2)において画像の各列の
合計を求め、式(3)において列の合計の総計を求める
ことにより、モーメントを求めることができる。
(Equation 3) The serial processor can determine the moment by determining the sum of each column of the image in equation (2) and the sum of the column sums in equation (3).

【0006】対象物解析の際に重要な考慮すべき事項
は、画像が通常、1つ以上の重要な対象物を含むことで
ある。多数の対象物を囲むウインドウの使用に導かれた
計算は、すべての対象物に対し結合されたモーメントを
生じるだろう。従って、標準的なアプローチは、一般
に、画像中の様々な対象物の分離のためにラベル付けを
行う。モーメントは、対象物に付随した各画素の位置及
び値をリストする表から計算できる。これは、図2に示
され、対象物(109)としての船と飛行機が、それぞ
れ1及び2でラベル付けされている(115)。交互
に、長方形の領域が、その画面から領域分割され、モー
メントが領域分割ウインドウ上で計算される。
[0006] An important consideration in object analysis is that images typically include one or more important objects. Calculations that lead to the use of a window surrounding a large number of objects will result in a combined moment for all objects. Therefore, standard approaches generally perform labeling for the separation of various objects in the image. The moment can be calculated from a table listing the position and value of each pixel associated with the object. This is shown in FIG. 2, where the ship and the plane as objects (109) are labeled 1 and 2 respectively (115). Alternately, a rectangular area is segmented from the screen and moments are calculated on the segmentation window.

【0007】対象物の中央モーメントは、対象物の重心
(COM)に一致する原点を持つ座標システムを使うモ
ーメントの計算に適用する。長円画像、回転半径、歪
み、尖度、その他の、より高い次元の中央モーメントか
ら得られる多数の有用な対象物の寸法がある。中央モー
メントを計算するための真っ直ぐで前向きなアプローチ
は、従って、中央モーメントを求める前に、COMを求
め、座標システムを整える。COMは、代表的には、x
及びy方向で以下のように計算される。
The central moment of the object applies to the calculation of the moment using a coordinate system having an origin coincident with the center of gravity (COM) of the object. There are a number of useful object dimensions derived from elliptical images, radius of gyration, distortion, kurtosis, and other higher-dimensional central moments. A straight forward approach to calculating the central moment, therefore, determines the COM and arranges the coordinate system before determining the central moment. COM is typically x
And in the y-direction are calculated as follows:

【0008】[0008]

【数4】 ここで、M10とM01は、1次投影モーメントであり、M
00は、0次モーメントである。
(Equation 4) Where M 10 and M 01 are the primary projection moments,
00 is the 0th moment.

【0009】最近,画像処理アルゴリズムをリニアプロ
セッシングアレイ(LPA)構造に適応する有効な方法
を見出すための研究が試みられている。代表的なハード
ウェアは、SIMD(Single Instruction Multiple Di
mension:単一命令、複数次元)リニアアレイを含むだろ
う。各要素は、同じ命令セットを制御ユニットから受
け、画像データの1つの列を処理する。明らかな長所
は、データの各列が同時に処理されることである。これ
は、データの各列に対して最初の走査が繰り返される計
算に基づいたモーメントに有用である。
Recently, research has been attempted to find an effective method of adapting an image processing algorithm to a linear processing array (LPA) structure. Typical hardware is SIMD (Single Instruction Multiple Di
mension: single instruction, multi-dimensional) will contain a linear array. Each element receives the same set of instructions from the control unit and processes one column of image data. The obvious advantage is that each column of data is processed simultaneously. This is useful for moments based on calculations where the first scan is repeated for each column of data.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】標準的なモーメント基
礎アプローチにおける最も重要な問題は、その計算コス
トである(長さNの単一走査の加算と、mNの乗算(m
はモーメントの次数))。これは、乗算の実行に関係し
て高いコストとなる単順なシステムにおけるモーメント
計算の性能を制限できる。すべてのシステムにおいて、
計算は、標準ビデオの640×480画素フレームのよ
うな大きな画像のために、集中的に実行できる。さら
に、計算の負荷は、0次、1次、及び2次の組み合わせ
(9順列)が必要とされるとき、3次及び4次モーメン
トの幾つかの組と同様、著しく増加する。
The most important problem in the standard moment-based approach is its computational cost (addition of a single scan of length N and multiplication of mN (mN
Is the order of the moment)). This can limit the performance of moment calculations in a simple system, which is expensive in performing multiplications. In all systems,
Calculations can be performed intensively for large images, such as a 640 × 480 pixel frame of standard video. Furthermore, the computational load increases significantly when a combination of 0th, 1st and 2nd order (9 permutations) is required, as well as some sets of 3rd and 4th moments.

【0011】画像中の多数の対象物の存在が、モーメン
トの計算の実行のコストを著しく大きくする。プロセス
に含まれているラベル付けと領域分割の段階が、特に、
対象物が相当に複雑な形状を持つ場合に、長時間を要す
る。これら対象物の各々について、モーメントの次数の
幾つかの順列を計算することが、さらに負荷を増加させ
るだろう。中央モーメントの導入は、各対象物が、異な
る座標系を使用して計算されなければならないので、単
に、システムの複雑さを増加させる。同様に、重心(C
OM)の必要性が、より単純な、式(4)における困難
な割り算を行うシステムの使用を制限するだろう。
The presence of a large number of objects in an image significantly increases the cost of performing a moment calculation. The labeling and segmentation steps involved in the process,
It takes a long time when the object has a considerably complicated shape. Calculating some permutations of the moment order for each of these objects will further increase the load. The introduction of a central moment simply increases the complexity of the system, since each object has to be calculated using a different coordinate system. Similarly, the center of gravity (C
OM) will limit the use of a simpler, difficult division system in equation (4).

【0012】専用のデジタルの光学ハードウェアは、能
率的に対象物のモーメントの計算を実行するために設計
されている。しかしながら、それらは、他の、より高い
次数の関数を実行できない傾向があるので、その様な形
態の使用を正当化することは困難である。一般目的プロ
セッサ、またはリニアプロセッサアレイ(LPA)のよ
うな、画像処理アルゴリズムの分野を実行できる専用の
ハードウェアのための技術を開発したほうが良い。ここ
には、計算に基づくモーメントのためのLPAハードウ
ェアを効率的にするため、本質的に2つの考慮すべき問
題がある。第1に、計算の各ステップの動作は、できる
だけ多く並列処理する必要がある。例えば、計算に基づ
くモーメントのx方向の水平走査は、ただ1度だけ実行
される。第2に、ハードウェアは、各繰り返しにおい
て、最も適切な対象物を処理すべきである。領域分割ま
たはラベル付けを含む多数の対象物のスキームの実行
は、ウインドウサイズが固定なので、LPA上では効率
的でない。
Dedicated digital optical hardware is designed to efficiently perform object moment calculations. However, it is difficult to justify the use of such forms, as they tend to be unable to perform other, higher order functions. It would be better to develop techniques for general purpose processors or dedicated hardware, such as a linear processor array (LPA), capable of performing the field of image processing algorithms. There are essentially two issues to consider here in order to make LPA hardware efficient for computed moments. First, the operation of each step of the calculation needs to be performed in parallel as much as possible. For example, a horizontal scan of the computed moment in the x-direction is performed only once. Second, the hardware should process the most appropriate object at each iteration. Performing multiple object schemes, including region segmentation or labeling, is not efficient on LPA due to the fixed window size.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
れば、ディジタル処理システムに用いられ、複数の画素
を有する画像中の複数の対象物のモーメント統計を計算
するための高速モーメント計算装置において、対象物画
素集合をソリッド形状に置き換えることによりマスクを
形成するための手段と、マスクと入力画像とを用いて、
各対象物に対してソリッド形状上で、キー画素を選択す
る手段と、各対象物の統計間の分離を維持するためにマ
スクを用いて、入力画像またはモーメント画像の列に沿
ったモーメントを計算し蓄積する手段と、各対象物の統
計間の分離を維持するためにマスクを用いて、入力画像
またはモーメント画像の行に対してモーメントを計算し
蓄積する手段と、キー画素位置でのモーメントを抽出す
る手段とを有することを特徴とする高速モーメント計算
装置が得られる。
According to a first aspect of the present invention, a fast moment calculator for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels for use in a digital processing system. In the apparatus, using a means for forming a mask by replacing the object pixel set to a solid shape, using the mask and the input image,
Calculate moments along the input image or moment image columns using a means to select key pixels on a solid shape for each object and a mask to maintain separation between statistics for each object Means for calculating and accumulating moments for a row of the input image or moment image using a mask to maintain a separation between statistics for each object; and calculating moments at key pixel locations. And a means for extracting the moment.

【0014】本発明の第2の態様によれば、ディジタル
処理システムに用いられ、複数の画素を有する画像中の
複数の対象物のモーメント統計を計算するための高速モ
ーメント計算装置において、対象物画素集合をソリッド
形状に置き換えることによりマスクを形成するための手
段と、マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対して
ソリッド形状上で、キー画素を選択する手段と、画像の
下方への走査と画像の上方への走査からモーメントを組
み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維持する
ためにマスクを用いることとによって、入力画像または
モーメント画像の列に対するモーメントを求める手段
と、画像の右方向への走査と画像の左方向への走査から
モーメントを組み合わせることと、各対象物の統計間の
分離を維持するためにマスクを用いることとによって、
入力画像またはモーメント画像の行に対するモーメント
を求める手段と、キー画素位置でのモーメントを抽出す
る手段とを有することを特徴とする高速モーメント計算
装置が得られる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels. Means for forming a mask by replacing the set with a solid shape; means for selecting key pixels on the solid shape for each object using the mask and the input image; and Means for determining the moment for the input image or sequence of moment images by combining the moments from the scan and the upward scan of the image, and using a mask to maintain a separation between the statistics of each object; To combine the moments from scanning the right of the image and scanning the image to the left, and to maintain a separation between the statistics for each object By and the use of the mask,
A high-speed moment calculating device is provided, which has means for obtaining a moment for a row of an input image or moment image and means for extracting a moment at a key pixel position.

【0015】本発明の第3の態様によれば、ディジタル
処理システムに用いられ、複数の画素を有する画像中の
複数の対象物のモーメント統計を計算するための高速モ
ーメント計算装置において、対象物画素集合をソリッド
形状に置き換えることによりマスクを形成するための手
段と、マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対して
ソリッド形状上で、キー画素を選択する手段と、画像の
下方への走査と画像の上方への走査から画素中心モーメ
ントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離を
維持するためにマスクを用いることとによって、入力画
像またはモーメント画像の列に対するモーメントを求め
る手段と、画像の右方向への走査と画像の左方向への走
査から画素中心モーメントを組み合わせることと、各対
象物の統計間の分離を維持するためにマスクを用いるこ
ととによって、入力画像またはモーメント画像の行に対
するモーメントを求める手段と、キー画素位置でのモー
メントを抽出する手段とを有することを特徴とする高速
モーメント計算装置が得られる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a high-speed moment calculating apparatus for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, which is used in a digital processing system. Means for forming a mask by replacing the set with a solid shape; means for selecting key pixels on the solid shape for each object using the mask and the input image; and Means for determining the moments for the input image or sequence of moment images by combining the pixel center moments from the scan and upward scan of the image, and by using a mask to maintain a separation between the statistics of each object. Combining pixel center moments from scanning the image to the right and scanning the image to the left, By using a mask to maintain a moment, a high-speed moment calculating apparatus is obtained, comprising: means for obtaining a moment for a row of an input image or a moment image; and means for extracting a moment at a key pixel position. Can be

【0016】本発明の第4の態様によれば、ディジタル
処理システムに用いられ、複数の画素を有する画像中の
複数の対象物のモーメント統計を計算するための高速モ
ーメント計算装置において、対象物画素集合をソリッド
形状に置き換えることによりマスクを形成するための手
段と、マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対して
ソリッド形状上で、キー画素を選択する手段と、現在の
画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべてのモ
ーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各画素で
の画素中心モーメントを求めることと、画像の下方への
走査と画像の上方への走査から画素中心モーメントを組
み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維持する
ためにマスクを用いることとによって、入力画像または
モーメント画像の列に対するモーメントを求める手段
と、現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素での
すべてのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査
の各画素での画素中心モーメントを求めることと、画像
の右方向への走査と画像の左方向への走査から画素中心
モーメントを組み合わせることと、各対象物の統計間の
分離を維持するためにマスクを用いることとによって、
入力画像またはモーメント画像の行に対するモーメント
を求める手段と、キー画素位置でのモーメントを抽出す
る手段とを有することを特徴とする高速モーメント計算
装置が得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels. Means for forming a mask by replacing the set with a solid shape; means for selecting a key pixel on the solid shape for each object using the mask and the input image; and Finding the pixel center moment at each pixel of the scan as a linear combination of the lower order moments and all the moments at the preceding pixel, and scanning the image down and the image up By combining the moments and using masks to maintain the separation between the statistics for each object, the input or moment image Means for determining the moment relative to the current pixel, determining the pixel center moment at each pixel of the scan as a linear combination of the lower order moment at the current pixel and all moments at the preceding pixel, By combining pixel center moments from scanning to the left and scanning the image to the left, and using masks to maintain separation between statistics for each object.
A high-speed moment calculating device is provided, which has means for obtaining a moment for a row of an input image or moment image and means for extracting a moment at a key pixel position.

【0017】本発明の第5の態様によれば、ディジタル
処理システムに用いられ、複数の画素を有する画像中の
複数の対象物のモーメント統計を計算するための高速モ
ーメント計算装置において、対象物画素集合をソリッド
形状に置き換えることによりマスクを形成するための手
段と、各対象物の統計間の分離を維持するためにマスク
を用いることと、画像の下方への走査と画像の上方への
走査から画素中心モーメントの最大値を求めることと、
垂直モーメント画像の右方向への走査及び左方向への走
査から画素中心モーメントの最大値を求めることと、右
方向、下方、左方向、及び上方向への走査を用いて各対
象物上の最大値を探すことと、対象物をサイズによって
ランキングし、しきい値を下回るサイズの最小対象物を
切捨てることとによって、求められる重心を用いて、ソ
リッド形状上で、キー画素を選択する手段と、現在の画
素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべてのモー
メントとの線状の組み合わせとして、走査の各画素での
画素中心モーメントを求めることと、画像の下方への走
査と画像の上方への走査から画素中心モーメントを組み
合わせることと、各対象物の統計間の分離を維持するた
めにマスクを用いることとによって、入力画像またはモ
ーメント画像の列に対するモーメントを求める手段と、
現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべ
てのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各
画素での画素中心モーメントを求めることと、画像の右
方向への走査と画像の左方向への走査から画素中心モー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、キー画素位置でのモーメントを抽出する手
段とを有することを特徴とする高速モーメント計算装置
が得られる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels. Means for forming the mask by replacing the set with a solid shape, using the mask to maintain a separation between the statistics of each object, and scanning down the image and up the image Determining the maximum value of the pixel center moment;
Finding the maximum value of the pixel center moment from the rightward and leftward scans of the vertical moment image, and using the rightward, downward, leftward, and upward scans to determine the maximum on each object Means for selecting a key pixel on a solid shape using the determined center of gravity by searching for a value and ranking the objects by size and truncating the smallest objects below the threshold. Determining the pixel center moment at each pixel of the scan as a linear combination of the lower order moment at the current pixel and all moments at the previous pixel, scanning down the image and above the image By combining the pixel center moments from scanning to and by using a mask to maintain the separation between the statistics of each object, the sequence of the input or moment images Means for determining the moment against,
Finding the pixel center moment at each pixel in the scan as a linear combination of the lower order moment at the current pixel and all moments at the preceding pixel, scanning the image to the right and Means for determining the moment for a row of the input image or moment image by combining pixel center moments from scanning in the direction and using masks to maintain separation between statistics for each object; key pixel locations And a means for extracting the moment at the moment.

【0018】本発明の第6の態様によれば、ディジタル
処理システムに用いられ、複数の画素を有する画像中の
複数の対象物のモーメント統計を計算するための高速モ
ーメント計算装置において、対象物画素集合をソリッド
形状に置き換えることによりマスクを形成するための手
段と、各対象物の統計間の分離を維持するためにマスク
を用いることと、画像の下方への走査と画像の上方への
走査から画素中心モーメントの最大値を求めることと、
垂直モーメント画像の右方向への走査及び左方向への走
査から画素中心モーメントの最大値を求めることと、右
方向、下方、左方向、及び上方向への走査を用いて各対
象物上の最大値を探すことと、対象物をサイズによって
ランキングし、しきい値を下回るサイズの最小対象物を
切捨てることとによって、求められる重心を用いて、ソ
リッド形状上で、キー画素を選択する手段と、画像の下
方への走査と画像の上方への走査からモーメントを組み
合わせることと、各対象物の統計間の分離を維持するた
めにマスクを用いることとによって、入力画像またはモ
ーメント画像の列に対するモーメントを求める手段と、
画像の右方向への走査と画像の左方向への走査からモー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、キー画素位置でのモーメントを抽出する手
段とを有することを特徴とする高速モーメント計算装置
が得られる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels. Means for forming the mask by replacing the set with a solid shape, using the mask to maintain a separation between the statistics of each object, and scanning down the image and up the image Determining the maximum value of the pixel center moment;
Finding the maximum value of the pixel center moment from the rightward and leftward scans of the vertical moment image, and using the rightward, downward, leftward, and upward scans to determine the maximum on each object Means for selecting a key pixel on a solid shape using the determined center of gravity by searching for a value and ranking the objects by size and truncating the smallest objects below the threshold. By combining the moments from scanning down the image and scanning up the image, and using masks to maintain the separation between statistics for each object, the moments on the input image or the sequence of moment images Means to determine
By combining the moments from scanning the image to the right and scanning the image to the left, and using masks to maintain separation between the statistics for each object, the input or moment image rows are A high-speed moment calculating device is provided, which has means for calculating moments and means for extracting moments at key pixel positions.

【0019】本発明の第7の態様によれば、上述の第1
乃至第6の態様のいずれかに記載の高速モーメント計算
装置において、各プロセッシングエレメントが走査ライ
ンを順次処理するプロセッシングエレメント(PE)を
持ち、隣接したPEからモーメント合計を受けとるま
で、各PEで各走査ラインの処理を遅延させることによ
って、リニアプロセッサアレイ上で水平走査を実施する
ための手段を更に有することを特徴とする高速モーメン
ト計算装置が得られる。
According to a seventh aspect of the present invention, the above-mentioned first aspect is provided.
In the high-speed moment calculating device according to any one of the sixth to sixth aspects, each processing element has a processing element (PE) for sequentially processing scan lines, and each PE scans each scanning element until a total moment is received from an adjacent PE. By delaying the processing of the line, a high-speed moment calculator is obtained, further comprising means for performing a horizontal scan on the linear processor array.

【0020】本発明の第8の態様によれば、上述の第1
乃至第6の態様のいずれかに記載の高速モーメント計算
装置において、列に沿った走査が対角線の一方向に沿っ
て実行され、行に沿った走査が対角線の逆方向に沿って
実行され、走査が両方向について完了した後、互に隣接
した走査ラインについての走査結果を組合わせる手段を
有することを特徴とする高速モーメント計算装置が得ら
れる。
According to an eighth aspect of the present invention, the above-described first aspect is provided.
The scanning along the columns is performed along one direction of the diagonal, the scanning along the rows is performed along the opposite direction of the diagonal, and the scanning is performed. Is completed in both directions, a high-speed moment calculating device is obtained, comprising means for combining scanning results of scanning lines adjacent to each other.

【0021】なお、上述のソリッド形状は、例えば、多
角形またはその他の形状である。
The above-mentioned solid shape is, for example, a polygon or another shape.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】この発明は、画像中の多数の対象物のモー
メントを能率的に計算するための装置を提供する。図1
において、入力画像(100)が、通常、対象物を区分
するために使用されるウインドウマスクを形成するため
に、フィルタリングされ、しきい値処理される(10
1)。マスク内の対象物に一致する画素の集まりが、1
に等しい値を持つソリッド形状で置き換えられ(10
2)、背景は0にされる。点が、モーメントの情報を抽
出するために、各ソリッド形状の上で求められ(10
3)、これらは、キー画素として指定される(10
4)。入力画像(100)とマスクは、垂直に走査さ
れ、対応するマスクの画素(ビット)が1の値を持つな
らば、モーメント合計は増加し、それ以外は合計は0に
リセットされる(105)。マスクと垂直モーメント画
像は、マスクの値が1に等しい画素の水平モーメントの
計算に使用され、それ以外は、合計は0にリセットされ
る(106)。マスクの値が0のとき、モーメント合計
を0にリセットすることは、情報が対象物の間で伝搬す
ることを防ぐ(105、106)。キー画素を含む水平
ラインのためだけにモーメント値をストアすることが、
必要とされる保存を制限する(105、106)。結果
としてのモーメント画像が、キー画素の位置で、様々な
対象物のモーメント(108)を求めるためのサンプル
にされる(103)。
The present invention provides an apparatus for efficiently calculating moments of a large number of objects in an image. FIG.
The input image (100) is filtered and thresholded (10) to form a window mask that is typically used to segment objects.
1). The set of pixels that match the object in the mask is 1
(10)
2), the background is set to 0; Points are determined on each solid shape to extract moment information (10
3) These are designated as key pixels (10
4). The input image (100) and the mask are scanned vertically, and if the corresponding mask pixel (bit) has a value of 1, the moment total is increased, otherwise the total is reset to 0 (105). . The mask and vertical moment image are used to calculate the horizontal moment of the pixel whose mask value is equal to one, otherwise the sum is reset to zero (106). When the value of the mask is zero, resetting the moment total to zero prevents information from propagating between objects (105, 106). Storing moment values only for horizontal lines containing key pixels,
Limit required storage (105, 106). The resulting moment image is sampled (103) to determine the moments (108) of various objects at key pixel locations.

【0024】本発明で使用される幾つかの用語を図2を
参照して説明する。船と飛行機の対象物(109)が、
マスク(110)においてソリッド形状に置き換えら
れ、各長方形の1つ角が、キー画素(113)として指
定される。マスクは、ソリッド形状の外側(111)で
0の値を、ソリッド形状の内側(112)で1の値を持
つ。さらに、キー画素行(114)は、キー画素(11
3)を含むマスク画像中にある。
Some terms used in the present invention will be explained with reference to FIG. Ship and plane objects (109)
The mask (110) is replaced with a solid shape, and one corner of each rectangle is designated as a key pixel (113). The mask has a value of 0 outside the solid shape (111) and a value of 1 inside the solid shape (112). Further, the key pixel row (114) includes the key pixel (11
It is in the mask image containing 3).

【0025】本発明の最大の貢献は、3つの方法で計算
を単純化することにより、多数の対象物モーメントの計
算の効率を増加させることである。第1に、この技術
は、複雑なラベル付けのルーチンのための必要性を制限
する、モーメントの統計量を分離しておくために、対象
物間の空間の距離を利用する。第2に、2値マスクが、
統計量を、複雑なルックアップテーブルまたは領域分割
を無視して、独立して計算するために調べられる。第3
に、使用されるデータ構造は、対象物よりもむしろ画像
画素の位置に一致し、これは、先の情報と、計算を分散
させること、の必要性を減少させる。その結果、モーメ
ントは、多数対象物のために、より単順な一般のハード
ウェア上で、従来行われていたよりも早く計算される。
The greatest contribution of the present invention is to increase the efficiency of calculating multiple object moments by simplifying the calculation in three ways. First, this technique utilizes the spatial distance between objects to keep moment statistics separate, which limits the need for complex labeling routines. Second, the binary mask is
Statistics are examined for independent calculations, ignoring complex lookup tables or segmentation. Third
In addition, the data structure used matches the location of the image pixels rather than the object, which reduces the need for prior information and distributing the computation. As a result, moments are calculated faster for multiple objects, on simpler general hardware, than previously done.

【0026】本発明の第2の構成要素は、一連の画像走
査におけるモーメントを計算するために使用される技術
にある。明らかなアプローチは、一方向(上または下)
の垂直モーメント走査と、一方向(右または左)の水平
走査により計算を行う。これは、キー画素に伝達する情
報を保証するために、走査線に平行な外形を持つ図1の
マスクウインドウの使用を必要とする。我々は、反対方
向の一対の走査を用いたモーメントの計算を履行するこ
とによって、この問題を解決する(即ち、図1の105
及び106)。情報は、モーメント情報が重心で抽出さ
れることを許す対象物の中心の方へ伝えられる。これ
は、各対象物に対してウインドウを実施するために、不
規則な形状のマスクの使用を可能にする。
A second component of the invention is the technique used to calculate the moment in a series of image scans. The obvious approach is one-way (up or down)
The calculation is performed by vertical moment scanning of (1) and horizontal scanning in one direction (right or left). This requires the use of the mask window of FIG. 1 with an outline parallel to the scan lines to guarantee the information transmitted to the key pixels. We solve this problem by implementing the calculation of the moment using a pair of scans in opposite directions (ie, 105 in FIG. 1).
And 106). Information is conveyed towards the center of the object that allows moment information to be extracted at the center of gravity. This allows the use of irregularly shaped masks to implement windows for each object.

【0027】新たな走査のアプローチは、図1におい
て、走査モジュールを置き換える(105、106)こ
とにより実行される。図3に示されるように、入力画像
(200)とマスク(202)は、下向きに走査され、
モーメント合計は、マスク値が1であれば増加し、その
他では、合計は0にリセットされる(203)。これ
は、上向きの走査において繰り返され(204)、奇数
モーメントは、望まれるなら、測定される(205)。
2つの走査の結果は、図1におけるキー画素行(10
5)のための垂直モーメント計算を完全にするために加
算される(206)。垂直モーメント画像(206)と
マスク(208´)は、右方向へ走査され、モーメント
合計は、マスク値が1であれば増加し、その他では、合
計は0にリセットされる(208)。これは、左向きに
おいて繰り返され(209)、奇数モーメントは、望ま
れるなら、測定される(210)。2つの走査の結果
は、図1の(106)で行われたように、キー画素行
(212)のための垂直モーメント計算を完全にするた
めに加算される(211)。図1の(103)において
モーメントをサンプリングするための、キー画素の位置
は、今、図4に示されるように、重心として定義される
(215)。
The new scanning approach is implemented in FIG. 1 by replacing the scanning modules (105, 106). As shown in FIG. 3, the input image (200) and the mask (202) are scanned downward,
The moment total is increased if the mask value is 1, otherwise the total is reset to 0 (203). This is repeated in the upward scan (204), and the odd moment is measured (205), if desired.
The result of the two scans is the key pixel row (10
It is added (206) to complete the vertical moment calculation for 5). The vertical moment image (206) and mask (208 ') are scanned to the right, and the moment total is increased if the mask value is 1, otherwise the total is reset to 0 (208). This is repeated 209 in the left direction, and the odd moment is measured 210 if desired. The results of the two scans are added (211) to complete the vertical moment calculation for the key pixel row (212), as was done at (106) in FIG. The position of the key pixel for sampling the moment at (103) in FIG. 1 is now defined (215) as the center of gravity, as shown in FIG.

【0028】1次元のモーメント計算を実行するため
に、一対の走査を導入することにより、不規則な対象物
ウインドウの使用を許すことは以下に述べる長所があ
る。第1に、不規則な形状のマスクは、形態学のルーチ
ンを使いフィルタリングされた画像から容易に得ること
ができる。第2に、不規則な形状の対象物マスクは、対
象物モーメント情報の重複もなく、もっとぴったりと詰
め込まれることができる。結果として、これは、実行ス
ピードと同様、アルゴリズムの適用の一般性を増加させ
るだろう。
Allowing the use of irregular object windows by introducing a pair of scans to perform a one-dimensional moment calculation has the following advantages. First, irregularly shaped masks can be easily obtained from filtered images using morphological routines. Second, irregularly shaped object masks can be more tightly packed without duplication of object moment information. As a result, this will increase the generality of the application of the algorithm as well as the execution speed.

【0029】本発明の第3の構成要素は、中心に画素を
置く座標を使用し、画素の位置に値を保持して、ただち
にモーメントを計算している。これは、図1のモーメン
ト計算モジュール(105、106)に一致する。線領
域上のそれぞれの点のための中央モーメントは、画素n
に関して、式(2)におけるスカラー量を標準化するこ
とにより以下のように求められる。
The third component of the present invention uses the coordinates to place the pixel at the center, retains the value at the pixel position, and immediately calculates the moment. This corresponds to the moment calculation module (105, 106) in FIG. The central moment for each point on the line area is the pixel n
Is obtained as follows by standardizing the scalar quantity in the equation (2).

【0030】[0030]

【数5】 ここで、1とNとは、最初と最後の画素を示し、mは、
モーメント次数である。モーメントは、また、2つのデ
ータ走査と訂正要素に以下のように分解される。
(Equation 5) Here, 1 and N indicate the first and last pixels, and m is
Moment order. The moment is also decomposed into two data scans and correction elements as follows.

【0031】[0031]

【数6】 ここで、(Equation 6) here,

【0032】[0032]

【数7】 訂正ファクターは、(r−n)m f[n]が、m=0の
ときのみ0でないので、0次にのみ適用する。より高い
次数のモーメントは、単純に、反対方向でない、式
(7)の同一の2つの走査の合計で求められる。
(Equation 7) Correction factor, (r-n) m f [n] is, because non-zero only when m = 0, is applied only to the 0-order. The higher order moment is simply determined by the sum of two identical scans of equation (7), not in opposite directions.

【0033】画素中心モーメントは、図3において、走
査モジュール(203、204、208、209)と測
定モジュール(205、210)を置き換えることによ
り得られる。走査モジュールは、図5に示される、画素
中心モーメントアルゴリズムによって代用される。入力
画像(300)とマスク(301)画素は、メモリから
取り出される(302)。もし、画素のマスク値が0な
らば(303)、画素カウンターnとモーメントMm
は、共に0にリセットされる。さもなければ、画素カウ
ンターnは、インクレメントされ、モーメント合計は、
式(7)を用いて計算される(305)。式(6)の画
素中央モーメントを得るために、第2の走査が、奇数走
査のみを生じさせる(−1)m によって、スケールされ
なければならない。これは、図3の測定モジュール(2
05、210)を図6のモジュール(309)と置き換
えることにより成し遂げられる。
The pixel center moment is obtained by replacing the scanning module (203, 204, 208, 209) and the measurement module (205, 210) in FIG. The scanning module is substituted by the pixel center moment algorithm, shown in FIG. The input image (300) and mask (301) pixels are retrieved from memory (302). If the mask value of the pixel is 0 (303), the pixel counter n and the moment Mm
Are both reset to 0. Otherwise, the pixel counter n is incremented and the moment total is
It is calculated using equation (7) (305). To get the pixel center moment of equation (6), the second scan must be scaled by (-1) m which produces only odd scans. This corresponds to the measurement module (2
05, 210) by replacing the module (309) of FIG.

【0034】画素中心モーメント計算を導入することの
主要な貢献は、多数の対象物のための中央モーメントを
並列に計算することが可能になることである。様々な対
象物のための中央モーメントは、図4に示されるよう
に、各画素(215)の重心をサンプリングすることに
よって、画素中心から容易に抽出できる。これは、シス
テムの計算の複雑さを増加させるような、対象物を領域
分割し、異なる座標の組を使用してモーメントを計算す
る必要性を除去する。
A major contribution of introducing the pixel center moment calculation is that it is possible to calculate the center moment for many objects in parallel. The center moment for various objects can be easily extracted from the pixel center by sampling the centroid of each pixel (215), as shown in FIG. This eliminates the need to segment the object and calculate the moment using different sets of coordinates, which would increase the computational complexity of the system.

【0035】本発明は、対象物上の各画素での、画素中
心モーメントを計算するための有効な技術を促進する。
長さNの線領域のすべての画素のためのゼロより大きい
モーメントを求めるための、式(7)を用いた直接の計
算は、m(N−1)2 の乗算と加算とを必要とする。こ
れは、標準的なモーメント方程式のmNの乗算とNの加
算よりも相当にコストがかかる。与えられた画素のため
のより高い中央モーメントは、すでに計算されたモーメ
ントによって解決される。これは、下記のように、モー
メントを分解することにより行われた。
The present invention facilitates an efficient technique for calculating the pixel center moment at each pixel on the object.
A direct calculation using equation (7) to find a moment greater than zero for all pixels in a line region of length N requires multiplication and addition of m (N-1) 2. . This is considerably more expensive than the standard moment equation multiplication of mN and addition of N. The higher central moment for a given pixel is solved by the already calculated moment. This was done by decomposing the moment as described below.

【0036】[0036]

【数8】 変形すると、(Equation 8) When deformed,

【0037】[0037]

【数9】 図7は、画素中心モーメントを高速計算するための実施
を示す。計算モジュール(400)は、先の画素のデー
タ走査(401)からモーメント値を入力し、現在のモ
ーメント値(402)を出力する。各モーメントが、先
のモーメント値または低次の現在のモーメント値の、重
み付けされた組み合わせとして求められる(403)。
重み構造は、各モーメント次数で異なることに気付かな
ければならない。フィードバック接続(404)は、デ
ータ走査が完了するまで、各繰り返しのためのモーメン
ト値が、次の繰り返しで使用されることを示す。
(Equation 9) FIG. 7 shows an implementation for fast calculation of the pixel center moment. The calculation module (400) receives the moment value from the data scan (401) of the previous pixel and outputs the current moment value (402). Each moment is determined as a weighted combination of a previous moment value or a lower order current moment value (403).
It must be noted that the weight structure is different for each moment order. The feedback connection (404) indicates that the moment value for each iteration will be used in the next iteration until the data scan is complete.

【0038】この高速モーメントアルゴリズムは、2つ
の方法で、発明全体の有益に貢献する。第1に、それ
は、画素中心モーメントを計算することを、標準的なモ
ーメント方程式よりもっと効率的に行うことを可能にす
る。第2に、それは、モーメント計算(重みは固定)に
おける乗算を除去でき、その結果、必要なハードウェア
を簡略化するだろう。これらの点の両方が、性能を、従
来の実施以上にすぐれたものとする。
This fast moment algorithm contributes beneficially to the overall invention in two ways. First, it allows calculating pixel center moments to be performed more efficiently than the standard moment equations. Second, it can eliminate multiplication in the moment calculation (fixed weights), thus simplifying the required hardware. Both of these aspects make performance superior to conventional implementations.

【0039】本発明は、画像中の多数の対象物の重心
(COM)を計算するために、近似技術を導入する。こ
れは、0次または1次の画素中心画像走査を使用するこ
とにより実現される。図8は、図1のキー画素モジュー
ル(103)に相当する、図4の重心モジュール(21
5)の詳細を示す。先に実施されたように、入力画像
(500)は、対象物の統計を分離された状態に保つよ
うに、入力マスク(501)を用いて、下(502)と
上(503)に走査される。最大点のある点が、2つの
データ走査(502、503)から計算される。結果画
像(504)は、各対象物の境界から垂直距離の画素測
定により、画素を生じる。入力として、右(505)と
左(506)の水平走査が使用される。次の最大動作
(507)は、すべての方向における境界からの重み付
けされた距離測定を生み出すだろう。各対象物上の最大
値の位置は、ほぼ対象物の重心である。これは唯一の興
味深い点であるので、対象物の最大値が、4つの方向
(右、下、左、上)の隣接したマスク画素に伝えられ、
最小値を持つ画素は除去される(508)。そして、こ
のアルゴリズムは、別の対象物の重心を表す残りの画素
値(509)をランキングする。しきい値処理工程が、
画像中の小さいまたは誤っている対象物を除去するため
に加えられ(510)、キー画素位置が出力される(5
11)。
The present invention introduces approximation techniques to calculate the centroid (COM) of many objects in an image. This is achieved by using a zero or first order pixel-centered image scan. FIG. 8 shows the center-of-gravity module (21) of FIG. 4 corresponding to the key pixel module (103) of FIG.
The details of 5) will be described. As implemented earlier, the input image (500) is scanned down (502) and up (503) using the input mask (501) to keep the statistics of the object separate. You. The point with the maximum is calculated from the two data scans (502, 503). The resulting image (504) produces pixels by pixel measurement at a vertical distance from the boundaries of each object. As input, right (505) and left (506) horizontal scans are used. The next maximum operation (507) will produce a weighted distance measurement from the boundary in all directions. The position of the maximum value on each object is approximately the center of gravity of the object. Since this is the only interesting point, the maximum value of the object is propagated to adjacent mask pixels in four directions (right, bottom, left, top)
The pixel with the minimum value is removed (508). The algorithm then ranks the remaining pixel values (509) representing the centroid of another object. The threshold processing step
Added to remove small or erroneous objects in the image (510) and key pixel locations are output (5).
11).

【0040】重心近似法は、この発明において、重要な
役割を果たす。重心画素位置は、図1に見られるよう
に、モーメント中心データを抽出する(107)ために
重要である。このアルゴリズムは、ラベル付けや領域分
割を必要とすることなく、重心によって対象物を見極め
る。重心の測定は、また、大きさ(重量)により対象物
を分類するための、早く簡単な測定を供給する。加え
て、それは、分割動作(式(4))を必要とする標準重
心技術よりも有利な重心計算を提供する。分割は、単純
なハードウェア構成における、計算コストを高価にす
る。
The centroid approximation plays an important role in the present invention. The centroid pixel location is important for extracting moment center data (107), as seen in FIG. This algorithm identifies objects by centroid without the need for labeling or segmentation. The measurement of the center of gravity also provides a quick and simple measurement for classifying objects by size (weight). In addition, it provides a more advantageous centroid calculation than the standard centroid technique which requires a splitting operation (Equation (4)). Partitioning adds computational cost to simple hardware configurations.

【0041】本発明は、2つのアプローチを用いて、上
記モーメント計算アプローチを、リニアプロセッサアレ
イ(LPA)構造に、効果的に適合させる。そのアルゴ
リズムの垂直走査は、明らかに、各処理素子が1データ
行(図3の203と204、図8の502と503)を
処理するハードウェア上で並列に導かれ得る。データ
が、隣接したプロセッサ間で移されなければならないの
で、水平走査は、全く異なる問題である。この論議は、
水平走査モジュール(図3の208、209、図8の5
05、506)に当てはまる。図9は、1処理素子時間
遅延という速い連続の水平走査を扱うアプローチの詳細
を示す。第1の処理素子(PE)が、キーライン1上の
画素1を処理した後(602)、合計は、キーライン1
上の画素2を処理する第2のPEに渡される(60
2)。その間、第1のPEは、キーライン2の画素1を
処理する。次の繰り返しにおいて、第1のPEは、キー
ライン3の画素1を処理し(604)、第2のPEは、
キーライン2の画素2を処理し、そして、第3のPE
は、キーライン1の画素3を処理する(607)。この
処理は、すべての走査ラインが、すべてのLPA素子を
横切って伝えられるまで続けられる。
The present invention uses two approaches to effectively adapt the above moment calculation approach to a linear processor array (LPA) structure. The vertical scan of the algorithm can obviously be guided in parallel on hardware where each processing element processes one row of data (203 and 204 in FIG. 3, 502 and 503 in FIG. 8). Horizontal scanning is an entirely different problem because data must be transferred between adjacent processors. This discussion is
Horizontal scanning module (208, 209 in FIG. 3, 5 in FIG. 8)
05, 506). FIG. 9 shows details of the approach to handle fast continuous horizontal scans with one processing element time delay. After the first processing element (PE) has processed pixel 1 on key line 1 (602), the sum is
Is passed to a second PE that processes pixel 2 above (60
2). Meanwhile, the first PE processes pixel 1 of key line 2. In the next iteration, the first PE processes pixel 1 of keyline 3 (604), and the second PE
Process pixel 2 of keyline 2 and add a third PE
Processes pixel 3 of key line 1 (607). This process continues until all scan lines have been propagated across all LPA elements.

【0042】第2のアプローチにおいて、本発明は、対
角方向の走査を用いて、LPA上でモーメント計算を実
行する。これは、画像が下方向/上方向に走査されるよ
うに、データの結果を水平方向に隣接する処理素子に渡
すことによって成し遂げられる。図10はこのスキャン
方向の変更を示している。下と上の走査(700、70
1)は、斜めの下と上の走査に置き換えられる。これ
は、垂直走査モジュール(図3の203、204、図8
の502、503)に影響するだろう。右と左の走査
(702、703)は、逆の下と上の対角走査に置き換
えられる。これは、図2と図5の水平走査モジュールの
変形である。このアプローチに潜在する一つの問題は、
対角走査が、奇数と偶数の走査が独立した合計(和)を
生じるような、チェッカーボードパターンを形成するこ
とである。これは、奇数走査ラインが黒で、奇数走査ラ
インが白で表される、図11に示される。この問題は、
奇数と偶数の対角走査の結果を平均することにより解決
される。図12は、図3の最終合計モジュール(21
1)に対応する変形合計モジュール(704)と、図8
の最終最大モジュールを置き換えるための変形最大モジ
ュール(705)とを示す。
In a second approach, the present invention uses diagonal scanning to perform moment calculations on the LPA. This is accomplished by passing the result of the data to a horizontally adjacent processing element so that the image is scanned down / up. FIG. 10 shows this change in the scan direction. Lower and upper scans (700, 70
1) is replaced by oblique lower and upper scans. This corresponds to the vertical scanning module (203, 204 in FIG. 3, FIG. 8).
502, 503). The right and left scans (702, 703) are replaced by inverted lower and upper diagonal scans. This is a modification of the horizontal scanning module of FIGS. One potential problem with this approach is that
Diagonal scan is to form a checkerboard pattern such that the odd and even scans produce independent sums. This is shown in FIG. 11, where the odd scan lines are black and the odd scan lines are white. This problem,
It is solved by averaging the results of the odd and even diagonal scans. FIG. 12 shows the final sum module (21
FIG. 8 shows a modified total module (704) corresponding to 1).
And a modified maximum module (705) for replacing the final maximum module.

【0043】本発明のこの最終構成要素は、リニアプロ
セッサアレイ構造(LPA)上の中央モーメント基本計
算を能率的に履行することを可能にする。これは、他の
高いレベルの動作を実行できない特殊化されたハードウ
ェアに頼ることなく、モーメント計算を速くすることが
できるだろう。第1の技術は、行のサイズと列のサイズ
と行の数の和の関数に対応するコストがかかる。これに
対し、第2のアプローチの計算時間は、行のサイズと列
のサイズの和に比例する。これら2つとも、行のサイズ
と行の数の積と列のサイズとの和の関数に対応するコス
トがかかる標準実行法よりも良い。
This final component of the present invention allows the efficient implementation of central moment elementary calculations on linear processor array structures (LPAs). This could speed up moment calculations without resorting to specialized hardware that cannot perform other high-level operations. The first technique has a cost corresponding to a function of the sum of the row size, the column size, and the number of rows. In contrast, the computation time of the second approach is proportional to the sum of the row size and the column size. Both of these are better than the costly standard implementation which corresponds to a function of the product of the product of the row size and the number of rows and the column size.

【0044】次に、図13を参照して、画像中の多数の
対象物のモーメントを計算するための方法を第1の例と
して説明する。図13において、入力画像(800)
は、フィルタリングされ、閾値処理され、ウインドウマ
スクが形成される(801)。ラベル付けルーチンが、
画素を、対象物に一纏めにするために使用され、各グル
ープは、それを含む最も小さな長方形に置き換えられる
(802)。キー画素の位置は、長方形の右下の角であ
る(803)。標準垂直モーメント走査が、マスク値1
の画素のために、入力画像(800)モーメント上で行
われ、さもなければ合計を0にリセットする(80
5)。マスクと垂直モーメント画像は、マスク値1の画
素の水平モーメントを計算するために使用され、さもな
ければ合計を0にリセットする(806)。すべての計
算結果は、キー画素を含む水平行に蓄積される(80
3)。結果画像は、キー画素の位置で、様々な対象物の
モーメントを知るためのサンプルにされる。
Next, a method for calculating moments of a large number of objects in an image will be described as a first example with reference to FIG. In FIG. 13, the input image (800)
Are filtered and thresholded to form a window mask (801). The labeling routine is
The pixels are used to group the objects into objects, and each group is replaced with the smallest rectangle containing it (802). The position of the key pixel is the lower right corner of the rectangle (803). Standard vertical moment scan, mask value 1
Is performed on the input image (800) moment for the pixels of, otherwise reset the sum to zero (80
5). The mask and vertical moment image are used to calculate the horizontal moment of the pixel with a mask value of 1; otherwise, reset the sum to 0 (806). All the calculation results are accumulated in the horizontal row including the key pixel (80
3). The resulting image is sampled at key pixel locations to know the moments of various objects.

【0045】次に、図14を参照して、ブロッブ対象物
を持つマスクを使って中心モーメントを計算するための
方法を第2の例として説明する。図14において、入力
画像(900)は、フィルタリングされ、閾値処理さ
れ、ウインドマスクが形成される(901)。2値ウイ
ンドウ操作は、以下のA)〜C)から成る。A)対象物
内の穴を埋める。B)浸食形態学を用いてノイズ画素を
除去する。C)対象物が窪んだ外観を持つまで画像を広
げる。キー画素の位置は、図8に詳述された重心ルーチ
ンによって見つかる(903)。画素中心垂直モーメン
トが、マスク値1の画素に対して計算され、さもなけれ
ば合計を0にする(905)。マスクと垂直モーメント
画像は、マスク値1の画素の画素中心水平モーメントを
計算のために使用され、さもなければ合計を0にリセッ
トする(906)。結果画像は、重心位置(903)
で、様々な対象物のモーメントを見つけるためのサンプ
ルになる(908)。
Next, with reference to FIG. 14, a method for calculating the center moment using a mask having a blob object will be described as a second example. In FIG. 14, an input image (900) is filtered and thresholded to form a window mask (901). The binary window operation consists of the following A) to C). A) Fill holes in the object. B) Eliminate noise pixels using erosion morphology. C) Spread the image until the object has a concave appearance. The location of the key pixel is found (903) by the centroid routine detailed in FIG. The pixel center vertical moment is calculated for pixels with a mask value of 1; otherwise, the sum is zero (905). The mask and vertical moment image are used to calculate the pixel center horizontal moment of the pixel with the mask value of 1; otherwise, reset the sum to 0 (906). The resulting image is the center of gravity position (903)
Is a sample for finding moments of various objects (908).

【0046】次に、図15を参照して、画素中心モーメ
ントを見付けるための1次元走査を実行するための詳細
を第3の例として説明する。図15は、長さ3画素及び
5画素の2つの2値ラインセグメントの単純な場合を図
示する(1000)。この場合のマスクが、入力画像と
同じであると仮定する。下向きの走査において、カウン
ターn(1001)と1次モーメントM´1 は、一般
に、ラインセグメントの各画素で増加する(100
2)。その値は、独立する2つのラインセグメントの計
算が対象物でない画素に達したとき、0にリセットされ
る。このプロセスは、上向きの走査において繰り返され
(1003)、鏡像のような結果が得られる(100
4)。画素中心1次モーメントが、下向きの走査(10
02)から上向きの走査(1004)を減じることによ
って見つかる(1005)。その結果は、各ラインセグ
メントに中央の画素がある場合、1次中心モーメントが
ゼロであると確認できる。
Next, referring to FIG. 15, details for executing one-dimensional scanning for finding a pixel center moment will be described as a third example. FIG. 15 illustrates a simple case of two binary line segments of length 3 and 5 pixels (1000). Assume that the mask in this case is the same as the input image. In the downward scan, the first moment M'1 counter n (1001) generally increases with each pixel of the line segments (100
2). Its value is reset to 0 when the calculation of two independent line segments reaches a non-object pixel. This process is repeated in an upward scan (1003) to obtain a mirror-like result (1003).
4). The pixel center first moment is shifted downward (10
02) is found (1005) by subtracting the upward scan (1004). As a result, when the center pixel is present in each line segment, it can be confirmed that the first central moment is zero.

【0047】初めに述べたように、この発明は、先に計
算された画素によって、各画素で画素中心モーメントを
計算する。このことについて図16を参照して説明す
る。図16は、モーメント(900)を計算するための
幾つかの形態を示す。0次より大きい次元(1101)
に対しては、対象物上の第1画素は0のモーメント値を
持つ(1102)。これは、式(7)によって確認でき
る。残りの画素のモーメントは、以前の、または、現在
のモーメントによって表される(1103)。ラインセ
グメントN画素長の処理に要するコストは、加算(和)
処理として表に示される(1104)。計算の総数は、
m(N−1)の乗算と(N−1)の加算のコストを要す
る単一走査標準モーメント計算に匹敵する。しかしなが
ら、これは、加算よりも乗算に対するより高い計算コス
トをもつ、より単純なシステムに対する性能上の長所へ
と変換するだろう。
As mentioned earlier, the present invention calculates the pixel center moment at each pixel by means of the previously calculated pixels. This will be described with reference to FIG. FIG. 16 shows some forms for calculating the moment (900). Dimension greater than zero order (1101)
, The first pixel on the object has a moment value of 0 (1102). This can be confirmed by equation (7). The remaining pixel moments are represented by the previous or current moments (1103). The cost required for processing the line segment N pixel length is added (sum)
The process is shown in the table (1104). The total number of calculations is
Comparable to a single scan standard moment calculation which requires the cost of multiplying m (N-1) and adding (N-1). However, this will translate into a performance advantage for simpler systems with higher computational costs for multiplication than for addition.

【0048】次に図17を参照して、多数の対象物の重
心(COM)を見付けるために使用される1次元の走査
を、第4の例として説明する。図12は、前述の2つの
2値ラインセグメント(1200)の単純な場合を示
す。この場合も、マスクは、入力画像と同じであると仮
定される。下向きの走査(1201)において、0次モ
ーメントM´0 は、ラインセグメントの各画素で増加す
る(1202)。前述のように、その値は、対象物でな
い画素に達したとき直ちにゼロにリセットされる。この
プロセスは、上向きの走査(1203)において繰り返
され、鏡像のような結果が得られる(1204)。画素
ごとの最大値が、先の2つの走査から計算される(12
05)。結果のピーク値が、1次元の場合で見つかるな
らば、最大値は、各ラインセグメントの中央に存在する
(1205)。この中央値は、長いセグメントほど大き
く、これにより、その量が、サイズによる対象物のラン
キングに使用することができることに気付かなければな
らない(1205)。
Referring now to FIG. 17, a one-dimensional scan used to find the center of gravity (COM) of a number of objects will be described as a fourth example. FIG. 12 shows a simple case of the two binary line segments (1200) described above. Again, the mask is assumed to be the same as the input image. In the downward scan (1201), 0-order moment M'0 increases at each pixel of the line segment (1202). As before, the value is reset to zero as soon as a non-object pixel is reached. This process is repeated in the upward scan (1203) to obtain a mirror image-like result (1204). The maximum per pixel is calculated from the previous two scans (12
05). If the resulting peak value is found in the one-dimensional case, the maximum is at the center of each line segment (1205). It must be noted that this median is larger for longer segments, so that its quantity can be used for ranking objects by size (1205).

【0049】次に図18を参照して、画素中心モーメン
トを計算するための一般的な計算法を説明する。図18
において、4つのブロッブ型対象物(1301)を含む
入力マスクが示される(1300)。黒いブロッブ領域
(1301)は、一画像におけるすべての対象物の位置
と大体の形を表す。最初のモーメントパスにおいて、入
力画像(図示せず)とマスクの各列は、下向き及び上向
きに走査される(1302)。これは、いくつかの平行
で両方向の矢印を持つ垂直ラインで表される(130
3)。次のモーメントパスにおいて、結果画像が、平行
な両方向矢印をもつ水平ライン(1305)で示される
ように、右及び左へ向かって水平方向に走査される(1
304)。この場合、走査は、対象物の重心(COM)
を含むライン上で実行される。本発明は、図1で述べた
ように、COMの位置(107)での中心モーメント情
報を抽出するのみであるので、他の水平走査線は不要で
ある。
Next, a general calculation method for calculating the pixel center moment will be described with reference to FIG. FIG.
In, an input mask including four blob objects (1301) is shown (1300). The black blob area (1301) represents the position and approximate shape of all objects in one image. In the first moment pass, the input image (not shown) and each row of masks are scanned 1302 downward and upward. This is represented by a vertical line with several parallel, two-way arrows (130
3). In the next moment pass, the resulting image is scanned horizontally to the right and left as indicated by the horizontal line (1305) with parallel double arrows (1).
304). In this case, the scan is the center of gravity of the object (COM)
Is executed on the line containing Since the present invention only extracts the center moment information at the position (107) of the COM as described in FIG. 1, another horizontal scanning line is unnecessary.

【0050】次に図19及び図20を参照して、計算に
基づくモーメントをリニアプロセッサアレー(LPA)
ハードウェアに適合させるための2つの計算法を最後の
例として説明する。図19は、上述のように、4つの対
象物を含む入力マスク上で実行するための第1の技術を
示す。最初のモーメントパスにおいて、入力画像(図示
せず)とマスクの各列が下向き及び上向きに走査される
(1400)。これらの走査は、LPAによって並列に
実行できる(1401)。次のモーメントパスにおいて
(1402)、結果画像が、右及び左へ水平に走査され
る。この走査は、不規則な水平線(これは走査線間での
1処理エレメント処理遅れを示す)で示される(140
3)。図20は、同じマスク画像に対する斜め走査線技
術を示す。使用される走査方向(1405、1407)
は、画像マスクに対していずれも45°をなし、互いに
90°の角度を成す。最初と最後のいずれの走査もLP
A上で並列に完全に実行できる(1404、140
6)。これは、モーメントアルゴリズムを高速実行させ
る結果となる。
Next, referring to FIG. 19 and FIG. 20, the calculated moment is converted to a linear processor array (LPA).
Two calculation methods for adapting to hardware will be described as a final example. FIG. 19 shows a first technique for performing on an input mask containing four objects, as described above. In the first moment pass, the input image (not shown) and each row of masks are scanned downward and upward (1400). These scans can be performed in parallel by the LPA (1401). In the next moment pass (1402), the resulting image is scanned horizontally to the right and left. This scan is indicated by an irregular horizontal line (indicating one processing element processing delay between scan lines) (140
3). FIG. 20 shows the oblique scan line technique for the same mask image. Scanning direction used (1405, 1407)
Make 45 ° to the image mask and form an angle of 90 ° with each other. LP for both first and last scan
A can be completely executed in parallel on A (1404, 140
6). This results in a fast execution of the moment algorithm.

【0051】本発明は、以上に、画像中の多数の対象物
のモーメントを計算するための能率的な方法を提案し
た。即ち、入力画像は、通常、対象物の領域分割に使用
されるウインドウマスクを形成するためにフィルタリン
グされ、閾値処理される。マスク内の対象物に対応する
画素の集まりは、ソリッド形状で置き換えられる。各対
象物上のキー画素位置がマスク及び入力画像から決定さ
れる。マスク及び入力画像は垂直に走査され、モーメン
ト合計は、マスク画素(ビット)が1の値を有するなら
ば増加し、さもなければその合計は0にリセットされ
る。マスクと垂直モーメント画像は、マスク値が1の画
素の水平モーメントの計算のために使用され、さもなけ
れば合計は0にリセットされる。マスク値が0のときモ
ーメント合計を0にリセットすることは、対象物間の情
報の伝搬を防止する。キー画素を有する水平方向のライ
ンに対してのみモーメント値をストアすることは、必要
とされる記憶容量を少なくする。結果としてのモーメン
ト画像は、キー画素の位置で、様々な対象物のモーメン
トを見付けるためのサンプルとされる。
The present invention has thus proposed an efficient method for calculating the moments of a large number of objects in an image. That is, the input image is typically filtered and thresholded to form a window mask used to segment the object. The collection of pixels corresponding to the object in the mask is replaced with a solid shape. Key pixel positions on each object are determined from the mask and the input image. The mask and the input image are scanned vertically and the moment sum is increased if the mask pixel (bit) has a value of one, otherwise the sum is reset to zero. The mask and vertical moment images are used for the calculation of the horizontal moment of a pixel with a mask value of 1, otherwise the sum is reset to zero. Resetting the moment total to 0 when the mask value is 0 prevents the propagation of information between objects. Storing moment values only for horizontal lines with key pixels reduces storage requirements. The resulting moment image is sampled to find the moments of various objects at the key pixel locations.

【0052】この発明の最大の貢献は、3つの方法によ
る計算の簡略化により、多数の対象物モーメントの計算
の効率を向上させたことである。第1に、この技術は、
複雑なラベル付けルーチンの必要性を抑制し、モーメン
ト統計を分離された状態に保つために、対象物間の空間
的な距離を利用する。第2に、2値マスクが、複雑なル
ックアップテーブルまたは領域分割を用いることなく、
統計を独立して計算するために調べられる。第3に、使
用されるデータ構造は、対象物よりもむしろ画像画素位
置に対応し、これは、以前の情報の必要性を減少させ、
計算を分散する。その結果、モーメントは、多数の対象
物に対して、より単純な一般のハードウェアで、以前行
われていたよりも高速で計算できる。
The greatest contribution of the present invention is that the calculation efficiency of a large number of object moments is improved by simplifying the calculation by three methods. First, this technology
It exploits the spatial distance between objects to reduce the need for complex labeling routines and keep moment statistics separate. Second, the binary mask can be used without complex lookup tables or segmentation,
The statistics are consulted to calculate independently. Third, the data structure used corresponds to image pixel locations rather than objects, which reduces the need for previous information,
Distribute the calculations. As a result, moments can be calculated for a large number of objects with simpler general hardware and faster than previously done.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単なハードウェアで高速に対象物のモーメント統計を計
算できるという効果がある。
As described above, according to the present invention, there is an effect that moment statistics of an object can be calculated at high speed with simple hardware.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】単一画像中の多数の対象物のモーメント統計を
計算するための本発明の方法を説明するための図であ
る。
FIG. 1 illustrates a method according to the invention for calculating moment statistics of a large number of objects in a single image.

【図2】本発明及び従来の方法を説明するために使用す
る図である。
FIG. 2 is a diagram used to explain the present invention and a conventional method.

【図3】各対象物の重心(COM)が対象物統計をサン
プルに使用できるように、モーメントの走査を分解する
本発明の方法を説明するための図である。
FIG. 3 illustrates a method of the invention for decomposing a scan of moments so that the center of gravity (COM) of each object can use object statistics for the sample.

【図4】図3において分解されたモーメント走査に対す
るキー画素サンプリングスキームを説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating a key pixel sampling scheme for a moment scan decomposed in FIG. 3;

【図5】単一走査における各画素に対する画素中心モー
メントを計算するための本発明の方法を説明するための
図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of the present invention for calculating a pixel center moment for each pixel in a single scan.

【図6】図5において2つの走査に分解されたとき、奇
数モーメントに適用される走査ファクターを説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a scan factor applied to an odd moment when the scan is divided into two scans in FIG. 5;

【図7】以前に計算された画素中心モーメントを参照し
て、画素中心モーメントを計算するための本発明による
高速アルゴリズムを説明するための図である。
FIG. 7 illustrates a fast algorithm according to the present invention for calculating a pixel center moment with reference to a previously calculated pixel center moment.

【図8】多数の対象物のCOM(重心)を同時に計算す
るための本発明による技術を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a technique according to the present invention for simultaneously calculating COMs (centroids) of many objects.

【図9】リニアプロセッサアレー(LPA)ハードウェ
アに水平モーメント走査を適合させるための本発明によ
るアプローチを説明するための図である。
FIG. 9 illustrates an approach according to the invention for adapting horizontal moment scanning to linear processor array (LPA) hardware.

【図10】走査方向を変更することにより、LPAハー
ドウェアにモーメント走査を適合させるための本発明に
よるアプローチを説明するための図である。
FIG. 10 illustrates an approach according to the invention for adapting a moment scan to LPA hardware by changing the scan direction.

【図11】本発明による対角線走査から得られるチェッ
カーボードパターンを説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a checkerboard pattern obtained from diagonal scanning according to the present invention.

【図12】対角線走査におけるチェッカーボードパター
ンの影響を矯正するための本発明の方法を説明するため
の。
FIG. 12 illustrates a method of the present invention for correcting the effect of a checkerboard pattern on diagonal scanning.

【図13】単一画像中の多数の対象物のモーメント統計
を計算するための本発明の方法による例を説明するため
の図である。
FIG. 13 illustrates an example according to the method of the present invention for calculating moment statistics of multiple objects in a single image.

【図14】単一画像中の多数の対象物の中心モーメント
を計算するための本発明の方法による例を説明するため
の図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example according to the method of the present invention for calculating the central moment of a large number of objects in a single image.

【図15】反対方向の2つの走査を用いて1次モーメン
トを求める詳細な例を説明するための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a detailed example of obtaining a first moment using two scans in opposite directions.

【図16】本発明に従って、以前に計算された画素中心
モーメントを参照して画素中心モーメントを計算した際
の詳細なコスト分析を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a detailed cost analysis when calculating a pixel center moment with reference to a previously calculated pixel center moment according to the present invention.

【図17】1次元データ走査を用いたCOM(重心)計
算を本発明に従って実施する際の詳細な例を説明するた
めの図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a detailed example when performing COM (centroid) calculation using one-dimensional data scanning according to the present invention.

【図18】標準ハードウェアでの画素中心モーメント計
算のための本発明の方法を説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a method of the present invention for calculating a pixel center moment on standard hardware.

【図19】本発明に従ってLPAハードウェアに画素中
心モーメント計算を適合させるための最初のアプローチ
を説明するための図である。
FIG. 19 illustrates a first approach for adapting pixel center moment calculations to LPA hardware according to the present invention.

【図20】本発明に従ってLPAハードウェアに画素中
心モーメント計算を適合させるための2番目のアプロー
チを説明するための図である。
FIG. 20 illustrates a second approach for adapting pixel center moment calculations to LPA hardware according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

109 対象物(船と飛行機) 110 マスク 113 キー画素 109 Object (ship and airplane) 110 Mask 113 Key pixel

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対してソリッ
ド形状上で、キー画素を選択する手段と、 各対象物の統計間の分離を維持するためにマスクを用い
て、入力画像またはモーメント画像の列に沿ったモーメ
ントを計算し蓄積する手段と、 各対象物の統計間の分離を維持するためにマスクを用い
て、入力画像またはモーメント画像の行に対してモーメ
ントを計算し蓄積する手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
1. A high-speed moment calculator for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, which is used in a digital processing system, wherein a mask is obtained by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for selecting key pixels on a solid shape for each object using the mask and the input image; and a mask for maintaining separation between statistics for each object. Means for calculating and accumulating moments along columns of the input image or moment image, and using a mask to maintain a separation between statistics for each object, using a mask for the rows of the input image or moment image. A high-speed moment calculating apparatus, comprising: means for calculating and accumulating moments by means of a key; and means for extracting moments at key pixel positions.
【請求項2】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対してソリッ
ド形状上で、キー画素を選択する手段と、 画像の下方への走査と画像の上方への走査からモーメン
トを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維
持するためにマスクを用いることとによって、入力画像
またはモーメント画像の列に対するモーメントを求める
手段と、 画像の右方向への走査と画像の左方向への走査からモー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
2. A high-speed moment calculating apparatus for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, used in a digital processing system, wherein a mask is formed by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for selecting a key pixel on a solid shape for each object using a mask and an input image; and means for scanning the image downward and the image upward. Means for determining the moment for the input image or sequence of moment images by combining the moments and using masks to maintain a separation between the statistics of each object; scanning the image to the right and Combining moments from leftward scans and using masks to maintain separation between statistics for each object , Fast moment calculation apparatus characterized by comprising means for determining the moment for the row of the input image or moment images, and means for extracting a moment at the key pixel position.
【請求項3】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対してソリッ
ド形状上で、キー画素を選択する手段と、 画像の下方への走査と画像の上方への走査から画素中心
モーメントを組み合わせることと、各対象物の統計間の
分離を維持するためにマスクを用いることとによって、
入力画像またはモーメント画像の列に対するモーメント
を求める手段と、 画像の右方向への走査と画像の左方向への走査から画素
中心モーメントを組み合わせることと、各対象物の統計
間の分離を維持するためにマスクを用いることとによっ
て、入力画像またはモーメント画像の行に対するモーメ
ントを求める手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
3. A high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, wherein a mask is obtained by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for selecting a key pixel on a solid shape for each object using a mask and an input image; and means for scanning the image downward and the image upward. By combining pixel center moments and using masks to maintain separation between statistics for each object,
Means for determining moments for a sequence of input images or moment images; combining pixel center moments from scanning the image to the right and scanning the image to the left; and maintaining a separation between statistics for each object. A high-speed moment calculating apparatus, comprising: means for obtaining a moment for a row of an input image or a moment image by using a mask, and means for extracting a moment at a key pixel position.
【請求項4】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 マスクと入力画像とを用いて、各対象物に対してソリッ
ド形状上で、キー画素を選択する手段と、 現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべ
てのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各
画素での画素中心モーメントを求めることと、画像の下
方への走査と画像の上方への走査から画素中心モーメン
トを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維
持するためにマスクを用いることとによって、入力画像
またはモーメント画像の列に対するモーメントを求める
手段と、 現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべ
てのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各
画素での画素中心モーメントを求めることと、画像の右
方向への走査と画像の左方向への走査から画素中心モー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
4. A high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, wherein a mask is obtained by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for selecting a key pixel on a solid shape for each object using a mask and an input image; and means for selecting a lower-order moment at the current pixel and a preceding pixel. As a linear combination of all moments, finding the pixel center moment at each pixel in the scan, combining the pixel center moment from scanning down the image and scanning up the image, The moment for the input image or sequence of moment images by using a mask to maintain the separation between the statistics of Determining the pixel center moment at each pixel of the scan as a linear combination of the lower order moment at the current pixel and all moments at the preceding pixel, and scanning the image to the right. Means for determining the moment for a row of the input image or moment image by combining pixel center moments from scanning the image to the left and using a mask to maintain a separation between statistics for each object. Means for extracting a moment at a key pixel position.
【請求項5】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 各対象物の統計間の分離を維持するためにマスクを用い
ることと、画像の下方への走査と画像の上方への走査か
ら画素中心モーメントの最大値を求めることと、垂直モ
ーメント画像の右方向への走査及び左方向への走査から
画素中心モーメントの最大値を求めることと、右方向、
下方、左方向、及び上方向への走査を用いて各対象物上
の最大値を探すことと、対象物をサイズによってランキ
ングし、しきい値を下回るサイズの最小対象物を切捨て
ることとによって、求められる重心を用いて、ソリッド
形状上で、キー画素を選択する手段と、 現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべ
てのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各
画素での画素中心モーメントを求めることと、画像の下
方への走査と画像の上方への走査から画素中心モーメン
トを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維
持するためにマスクを用いることとによって、入力画像
またはモーメント画像の列に対するモーメントを求める
手段と、 現在の画素での低次のモーメントと先立つ画素でのすべ
てのモーメントとの線状の組み合わせとして、走査の各
画素での画素中心モーメントを求めることと、画像の右
方向への走査と画像の左方向への走査から画素中心モー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
5. A high-speed moment calculating device for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, which is used in a digital processing system, wherein a mask is formed by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for forming the image, using a mask to maintain the separation between statistics for each object, and determining the maximum of the pixel center moment from scanning down the image and scanning up the image. And finding the maximum value of the pixel center moment from the rightward scanning and leftward scanning of the vertical moment image;
By looking for the maximum value on each object using scans down, left and up, and ranking the objects by size and truncating the smallest objects below the threshold Means for selecting key pixels on the solid shape using the determined center of gravity, and each pixel of the scan as a linear combination of the lower order moment at the current pixel and all moments at the preceding pixel. Determining the pixel center moment at, combining the pixel center moment from scanning down the image and scanning up the image, and using a mask to maintain the separation between statistics for each object. Means to determine the moment for the input image or column of the moment image, and the line between the lower order moment at the current pixel and all moments at the preceding pixel As a combination of determining the pixel center moment at each pixel of the scan, combining the pixel center moment from scanning the image to the right and scanning the image to the left, and separating between statistics for each object. A high-speed moment calculating apparatus comprising: means for obtaining a moment for a row of an input image or a moment image by using a mask to maintain the moment; and means for extracting a moment at a key pixel position.
【請求項6】 ディジタル処理システムに用いられ、複
数の画素を有する画像中の複数の対象物のモーメント統
計を計算するための高速モーメント計算装置において、 対象物画素集合をソリッド形状に置き換えることにより
マスクを形成するための手段と、 各対象物の統計間の分離を維持するためにマスクを用い
ることと、画像の下方への走査と画像の上方への走査か
ら画素中心モーメントの最大値を求めることと、垂直モ
ーメント画像の右方向への走査及び左方向への走査から
画素中心モーメントの最大値を求めることと、右方向、
下方、左方向、及び上方向への走査を用いて各対象物上
の最大値を探すことと、対象物をサイズによってランキ
ングし、しきい値を下回るサイズの最小対象物を切捨て
ることとによって、求められる重心を用いて、ソリッド
形状上で、キー画素を選択する手段と、 画像の下方への走査と画像の上方への走査からモーメン
トを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離を維
持するためにマスクを用いることとによって、入力画像
またはモーメント画像の列に対するモーメントを求める
手段と、 画像の右方向への走査と画像の左方向への走査からモー
メントを組み合わせることと、各対象物の統計間の分離
を維持するためにマスクを用いることとによって、入力
画像またはモーメント画像の行に対するモーメントを求
める手段と、 キー画素位置でのモーメントを抽出する手段とを有する
ことを特徴とする高速モーメント計算装置。
6. A high-speed moment calculating apparatus used in a digital processing system for calculating moment statistics of a plurality of objects in an image having a plurality of pixels, wherein a mask is obtained by replacing a set of object pixels with a solid shape. Means for forming the image, using a mask to maintain the separation between statistics for each object, and determining the maximum of the pixel center moment from scanning down the image and scanning up the image. And finding the maximum value of the pixel center moment from the rightward scanning and leftward scanning of the vertical moment image;
By looking for the maximum value on each object using scans down, left and up, and ranking the objects by size and truncating the smallest objects below the threshold Means for selecting key pixels on a solid shape using the determined center of gravity, combining moments from scanning down the image and scanning up the image, and separating the statistics between each object. Means for determining moments for the input image or sequence of moment images by using a mask to maintain; combining the moments from scanning the image to the right and scanning the image to the left; Means for determining a moment for a row of the input image or moment image by using a mask to maintain a separation between the statistics of the key pixels; Fast moment calculation apparatus characterized by having a means for extracting moment at the location.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の高速モ
ーメント計算装置において、 各プロセッシングエレメントが走査ラインを順次処理す
るプロセッシングエレメント(PE)を持ち、隣接した
PEからモーメント合計を受けとるまで、各PEで各走
査ラインの処理を遅延させることによって、リニアプロ
セッサアレイ上で水平走査を実施するための手段を更に
有することを特徴とする高速モーメント計算装置。
7. The high-speed moment calculating device according to claim 1, wherein each processing element has a processing element (PE) for sequentially processing a scan line, and receives a moment total from an adjacent PE. A high-speed moment calculating apparatus further comprising means for performing horizontal scanning on a linear processor array by delaying processing of each scan line in each PE.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかに記載の高速モ
ーメント計算装置において、 列に沿った走査が対角線の一方向に沿って実行され、 行に沿った走査が対角線の逆方向に沿って実行され、 走査が両方向について完了した後、互に隣接した走査ラ
インについての走査結果を組合わせる手段を有すること
を特徴とする高速モーメント計算装置。
8. The high-speed moment calculating apparatus according to claim 1, wherein scanning along a column is performed along one direction of a diagonal, and scanning along a row is performed along a direction opposite to the diagonal. A high-speed moment calculating device comprising means for combining the scan results of adjacent scan lines after the scan is completed in both directions.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006293419A (en) * 2005-04-05 2006-10-26 Univ Of Tokyo Image moment sensor, image moment measurement device, computation method for image moment sensor, and image moment measurement method
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JP2008181124A (en) * 2007-01-10 2008-08-07 Applied Materials Israel Ltd Method and system for evaluating evaluated pattern of mask
JP2017182480A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 キヤノン株式会社 Image processing device and image processing method

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