JPS5892070A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般にはグレイ値を含む画像を処理するために
白／黒弁別しきい値をダイナミックに調整するための装
置に関するものである。ここで−像とは対象物から取り
出され、規則的に二次元座標に従って配列されている成
る量の惰軸を意味するものと理解されたい。情報は光学
的手段又は他の手段、例えば走査形電子顕微鏡又は電波
望遠鏡により取り出すことができる。ダイナミックな調
整とはここでは弁別しきい値が一つの画像から他の画像
へ及び同じ画像内で一つの位置から他の位置へ変わり得
る場合の操作を意味するものと理解されたい。

本発明は殊に各々がグレイ値を有し、行列の行と列とに
配置されている画素の行列から成る画像を処理するため
に白／黒弁別しきい値をダイナ電、ツクに調整するため
に、ａ、グレイ値を受は取るための第１の入力端子と、
ｂ、シきい髄発生器であって、これが、　ｂｌ、第１の
局所サブセットの画素の第１の系列のグレイ値を受は取
り、６第１の局所サブセット毎に局所白／黒しきい値を
決定し、第１の出力端子に出力する第１の手段を具える
ものと、Ｃ１園零のグレイ値を関連画素に与えられた局
所白／黒しきい値とを比較することにより第２の出力端
子にその時その時で黒信号又は白信号を出力する弁別器
とを具えるダイナミック調整装置に関するものである。

この形式の装置は殊に担体上の本質的に二値の信号の評
価について米国特許第３５０２９９８号から既知である
。例えば背景が「白」で信号、例えば文字が「黒」であ
る。ダイナミックに変化する弁別しきい値は背景と文字
の信号を平均処理することにより決められる。次に文字
は適当な方法で認識することができる。しかし、画像が
本質的に多値信号から成り、これを処理すべき時はこの
既知の装置の効用は不十分である。例えば三値信、号の
場合は２個の順次の信号変化が同一方向、即ち「白」か
ら「灰色」へ及び「灰色」から「黒」へと起こり、両信
号変化が像に関する１４１数情報を含むことがある（例
えば、白い背景上に一部黒い対象物でカバーされた「灰
色」の対象物がある時など）。成る状況、例えば、産業
状況では所定のｌｌ１ｆ＃、豹変化、例えば対象物の輪
郭を知る必要がある時がある。この対象物は方位が知ら
れ次第ロボットにより把持される。このような場合、予
しめ弁別しきい値の値を選ぶのが不可能なことがしばし
ばある。他方コストの点からグレイ値に直接基づいて形
状を認識するような処理を行なうことが不可能なことが
しばしばある。これは余分な記憶容量を必要とする点で
大いに問題である。ｇｇＩｌｌと他の論理操作は一層俵
雑である。また、多くの場合は画像処理を走査動作と実
時間で行なわねばならない。この時白／黒画像への変換
は単位時間当りのピットで測った必要な処理速度の魅力
的な減少を与えてくれる。弁別しきい値の局所的調整で
白／Ｓ決定ができ、他方弁別結果内でのアーチフ、了タ
ト変化はそのようなものとして表示され、また多くの場
合で雑音が除去でき、これらの処理の全てが実時間処理
でできるために、本発明によれば、しきい値発生器がｂ
ｓ、縁検出器を具え、この像検出器が前記第１の入力端
子に接続された第２の入力端子を具え、第２の局所サブ
セットのｗ４票の第２の系列のグレイ値を受は取り、一
層暗い一葉と一層明るい画素との間の局所縁を検出し、
局所縁がある時は＠８の出力端子に受容信号を形成し、
このような局所縁が存在しない時は第８の出力端子に拒
絶信号を形成するようになっており、更にまた、ｄ、第
１の局所サブセットのＩ１１素に基づいて一葉の白／黒
信号を第２の出力端子に、前記第１の局所サブセットの
画素に関連する第２の局所サブセットの画素に基づいて
既に発生させられている第８の出力端子上の受容／拒絶
信号と一緒に与える時間制御手段を設けたことを特徴と
する。

アーチファクト変化は拒絶信号により無効とされ、先の
画像処理で考慮に入れる必要がなくなる。

アーチファクト変化は２個の順次の飛躍白／灰色・及び
灰色／黒の系列で生ずることがある。これら・の飛躍は
８個の０７１変化（明から暗へ）がアーチ７アクト変化
１１０により区別される時だけ二進像に戻すことができ
る。アーチ７アクト変化Ｉ１０は無効とされ、それ以上
の画像処理の時無視される。

また、時間制御手段は白／黒信号と関連する受容／拒絶
信号の両方に相関する。第１と第２の局所サブセットは
それらが所定の１像区域を共有することにより相関連し
ている。関連サブセットが一葉を有する区域は寸法が異
なることもあり、各サブセットはまた共通区域内の異な
る一葉にも関係することがある。このようにして白／黒
ピントと受容／拒絶ピットが各出力画素につき存在する
。

局所的に決定されるしきい値を第１の局所サブセット内
の最大グレイ値と最小グレイ値の平均値として形成する
と好適である。平均値は算術、勉何その他の方法で形成
することができる。これは多くの場合簡単に実現できる
。

前記第２の局所サブセット内の第１のサブセット内の最
小グレイ値と第２のサブセット内の最大グレイ値との間
の差の制御の下に縁検出器が縁を決定すると好適である
。画像内で著しい段階としてグレイ値の変化が生ずれば
このような決定は十分正確である。このような縁が画素
のサブセットと交わる時はこのサブセットに対し受容信
号が形成される。こうでない時は白／黒信号の変化はア
ーチファクト変化と認められる。しかし、グレイ値内に
小さな変化が生ずるだけで、サブセット内の変化よりも
小さい時は拒絶信号が形成される。

第１の局所サブセットの画素が毎回第２の局所サブセッ
トの画素と一致すると好適である。これは簡単に実現で
きる。

第１の入力端子の後で別の処理手段の前に、分解能増強
器を設け、受は取られた各画素毎に、受は取られた画素
の区域にｍｘｎサブ行列をなす多数のｍｘｎ二次画素を
形成し、二次のＳ＊の第２のグレイ値を受は取られた画
素のグレイ値と受は取られたｍｌに直接隣接する第８の
局所サブセットの画素のグレイ値に対するｍｘｎ内挿操
作により形成すると好適である。各画素はこのようにし
・て多数の二次画業に変換される。このようにｐ波され
た画像内のグレイ値の変化は一層平滑になる。

この時究局の二進値骨内に一層多くの情報が蓄ゎ見られ
る。また各グレイ値が画像の単位部分を表わすため元の
グレイ値が像の形状も示す。この単位部分が縁により交
わっている時は、究局のグレイ値は縁が画像の関遵奉位
部分と交わる場合により一緒に決まる。このようにして
この情報は一層良く保持され、結果の像は一層平滑にな
る。ｍ−ｎ−ｇとすると好適であるが、これより高い値
も使用できる。ｍ又はｎのいずれかを１に畳しくするこ
ともできる。

しきい値検出器の入力端子に低域フィルタを接続し、第
８の局所サブセットの一葉の形列のグレイ値を受は取り
、これに平均操作を施すと好適である。殊に局所サブセ
ット内の最大グレイ値と最小グレイ値とを考慮に入れる
手法と組み合わせると雑音に感することが減り、従って
、相当な量の雑音が存在する時でも縁検出器が正しく縁
を検出できる。場合によっては低域フィルタで分解能を
・更に高めることもできるが、こうするといくらかの情
報が失なわれる。

前記第１の手段と縁検出器とを２個の入力演算要素から
成る本構造として構成し、毎回木構造内の高位のレベル
の演算要素の２個の出力端子を木４１１１Ｉ＆の下位の
レベルの単一の演算要素の関連入力端子に接続すると好
適である。こうすると安価な標準部品から形成されるモ
ジュラ−構造になる。

前記しきい値発生器がまた、第１の出力端子と第４の出
力端子とに接続された第８の入力端子を具え、局所白／
黒しきい値をバッファするメモリと、第４の入力端子と
第５の入力端子とを具え、第１の出力端子と第４の出力
端子上の局所白／Ｓしきい値を比軟し、これらの両日／
黒しきい値開の予じめ定められた差が越えられた時メモ
リに記憶制御信号を与えて新しい局所白／黒しきい値を
蓄わえ、それを前記弁別器に与えるようにする差決定装
置とを具えるようにすると好適である。このようにする
と局所白／黒しきい値の付加的記憶が魅力的に実現でき
る。そしてグレイ値の小さな及び／又は偶然の変化はこ
の白／黒しきい値の決定で無視できる。

前記差が零ではないが、第２の予じめ定められた差を越
えない時、差決定装置がインクリメント／デクリメント
信号を供給し、蓄わ見られている局所白／黒しきい値が
変化するのと同じ方向にインクリメント／デクリメント
すると好適である。

この状況は一層複雑化することもある。一様でない照明
下で検出された画像を処理する時である。

この時−像の明るく輝いている部分内での白／灰色変化
は機能的に画像の弱く照明されている部分での灰色／黒
変化に相当する。上述した機能によればアーチ７アクト
縁を生ずることなく、画像内の勾配が一層平滑になる。

さもないと例えばＸ方向では平均勾配が高く、Ｙ方向で
は平均勾配が小さい場合に問題が生ずることがある。こ
れは実際の縁と検出された縁との間に方向のずれを生じ
させることもある。

上述した手法は改良を提供する。

、図面につき本発明の詳細な説明する。−次元及び二次
元状態を特に強調して本発明により解すべき問題に注意
を払い、次に本発明に係る装置の好適な実施例の略図に
注意を払い、最后にこのような装置のいくつかの本質的
な検収要素に注意を払う。

本発明により解決すべき問題 ｇｌ＆・・・・・１１図は一次元の場合の本発明により
解決すべき問題を示す。これらの図はシｔニレ−ジョン
に関保する。実線はグレイ値を表わす信号系列を示す。

この簡単な例では４個だけの異なるグレイ値が生じてい
る。振幅は垂直方向にプロットしである。符号８７８を
符したところでは物損が画素の期間を示している。各−
目盛が１個の画素を表わす。符号８８０のところの矢印
は６個の画素の第１の局所的サブセットの寸法を示す。

他の場合は遮断されない画素列内の関連する第１又は第
２の局所的サブセットから１個又は複数個の画素を除去
することにより要素を節約するのが有利なこともある。

水平軸上の符号（８４８・・・・・、８７６　）は曲線
内の特別な点を示し、等間隔ではない。破線は黒と白の
間の弁別しきい値を表わす。

各画素毎にこのしきい値は関連画素が中央Ｉｌ！ｉｉｌ
！である第１の局所的サブセットの最高グレイ値と最低
グレイ値の平均値として決まる。このように、各画素は
５僧の順次の第１の局所的サブセットに属する。弁別し
きい値は所定の範囲、例えば８４８と８５２の間、δ５
２と８５４の間で何時も一定である。符号δ５２！、ａ
’５４．８５８・・・・・の所ではしきい値の１踵があ
る。局所的グレイ値が＃Ｉｌａ図で弁別値より高い時は
究局の結果は「二進黒」である。逆に局所グレイ値が弁
別ＩＩ（黒／白のしきい１）より小さいか等しい時は究
局の結果は「二進白Ｊである。二進化されたグレイ値の
変化は第１ｂ図に示す。この図には二進値間の変化が１
０個示されている。第１ｃ図は弁別値がＶ＃段状に変化
する位置（８５２・８５４・８５８・・・・・）に対応
するパルス状の信号を示す。これらは第１ｂ図の関連す
る信号変化を無効にする。蓋し、第１ｂ図の信号変化は
信号の二進化により生じただ・けのアーチ７アクトに関
するものだからである。

この簡単な場合弁別は一層暗し為画素と一層明るし）画
素との間の縁の検出を意味する。即ち、唯２個の画素の
第２の局所的サブセットに基づくことを意味する。１ｃ
図は第２図の残りの有効な信号変化に対応するノ々ルス
状の信号を示す。この簡単な場合アーチファクト阻止信
号即ち拒絶信号（第１ｄ図）は弁別しきい値の信号の微
分から導びかれ、第１ｂ図の微分結果と共に論理回路に
与えられる。

第１ｅ図はアーチファクト縁の形成を検出し、このよう
なアーチファクト縁に対処する別のアルゴリズムの結果
を示す。この第１ｅ図＆ま毎回８個の順次の１１ｉ１紫
から成る各第２の局所的サブセット内の最高のグレイ値
と最低のグレイ値との間の差を示す。第１ｆ図によれば
、この差Ｇ′ｉ（Ｌ、きしＡ値と比較して）二価の信号
に変えられてし）る０１ｓｌｂ印に基づいて検出された
緑信号をま第１ｆ図の信号が高い方の値をとる時だけ有
効となる。注意すべきことは第１図は単に本発明のアイ
デアを説明するのに役立つだけで、本発明４ま第１図に
よる一次・元の用途に限定されるものではなＩ、ｚ。第
８ａ図及び第２ｂ図は二次元の場合に本発明により解決
される課題を示す。この図は２個の対象物により形成さ
れている。正方形６１は低いグレイ値２を有し、正方形
６８は高いグレイ［１４を有する。背景＋１グレイｔＩ
ｉＯである。これらの対象物は一部重なり合っている。

簡単にするため処理されなし）像の情報は別に示してい
ない。弁別しきい値番＝８Ｘ８１］ｉ素（６６で示す寸
法）の第１の局所的サブセット内の最高のグレイ値と最
低のグレイ値の（算術）平均値として決められる。また
、ここでもδＸ８＃１素の各第８の局所的サブセットで
は最高のグレイ値と最低のグレイ値との間の差を求め、
これをしきい値ｌと比較する。差が１より小さし）値＆
ま拒絶即ちアーチファクト阻止信号を形成する。これ４
１クロスハツチングで示した（第ｇａ図）。＝Ｇ別りき
い値も各画素毎に示されている。第２ｂｅ４を受容信号
が存在する画素に対する結果の！＃／白信号を示す。他
の画素に対しては何も示でれてしＡなレー０一般にこの
多価画像では２個の隣接する画素間の・差として全ての
像点が検出できる。矢印は像が検出できない３個のクー
スを示す。このような交差する縁は実際には稀にしか生
ぜず、これにより図形の認識が乱されることがないこと
が判明している。第ｚｂ図では「】」はグレイ値としき
い値が等しい時に形成される。さもなければどこか他の
場所で、縁が検出できないであろう。

好適な実施例の一般的組み立て 第８図は本発明装置の一般的組み立てをブロック図の形
で示したものである。入力端子６ｏは画素のグレイ値を
表わす大刀信号を受は取る。これらの値はアナｐグ形態
のこともあるび、例えば８２（−２”＞ｆａ（ＤＨ次の
グレイレベルに従っテ符号化されたディジタル形態のこ
ともある。この信号は先ず前置フィルタ（図示せず）に
与える。このフィルタは像の凡ゆる欠陥１例えば、所謂
ドロップアウトを補正するのに使用される。これらのド
ロップアウトは全ての周囲の点のグレイ値から完全にず
れたグレイ値が検出された画素である。

本発明はこのような前置フィルタリング自体に関するも
のではない。このように前置フィルタを通った信号は第
１に低域フィルタ７ｏに加える。これは画像内の雑音現
象を減らすのに役立つ。ここではいくつかの隣り合う点
のグレイ値に亘って平均な取る〔例えば、１／１１　ｘ
　（自分自身のグレイ値は２度数え、これに行列に配錠
されている４個の直Ｗ！−り合う画素のグレイ値を加え
る）〕ことにより各−素についての代用グレイ値を形成
する。

このようにして画像上の雑音の悪影響が減る。要素フ２
は局所サブセットの［ｉ葉のグレイ値に対する最大１１
１／ｌ小値決定装置である。零Ｗ造による構成ではこの
装置は毎回印加された２個のグレイ値の高い万のものと
低い方のものとを選び、これらの値を木構造の次のレベ
ルに供給する。そして最后に最大値と最小値とを見つけ
る。次に、次の局所的サブ七ツドの画素を考える。この
ようにして、今の場合は第１の局所サブセットと第３の
局所サブセットとが同一となる。第１図につき前述した
ようにこのようになることは必らずしも必要でない０最
大／最小値決定装置）２は二重線を介して糖果を要素７
鴫、フロに送る。代りに単一線を使って交互に最大グレ
イ値と最小グレイ値とを送ることもできる。要素７４は
しきい値発生器である０実際のしきい値は関連する第１
の局所的サブセット内での最大グレイ値と最小グレイ値
との算術平均値として用められる。この弁別しきい値は
比４１２Ｗ緊６４に加えられる。この比ｓｒ素６４は遅
延要素６Ｂを介して入力端子６０に接続されている。こ
の遅延要素６２は関連画素につきサブセラ）の画素のグ
レイ値が最大／最小□値決定装瞳７ｍで利用できるよう
になる迄の瞬時間に生ずる遅延を補正するのに役立つ。

この遅延は画素だけでなく（イメージラインにもよるも
のである必要がある。例えば直列に接続したイメージラ
イン遅延要素と例えば第６図（１０２，１０４）に示し
たような画像遅延要素とによる。比較装置（弁別装置）
６４は受は取られたグレイ値がしきい値発生器６８から
受は取られた弁別しきい値より高いか低いかにより黒又
は白の出力信号を出力端子６６に出す。要素７６は実際
の第２の局所的サブセットの画素の最大灰色値と最小灰
色値との間の差を求める差決定装置である。この愛機は
局所的コントラストの目安となるが、例えばグレイ値が
５ビツトから成る時ならば５ビツト変数値として出力端
子フンから出力される。要素７８は予じめ定められたコ
ントラスト値を発生する可調整値発生器である。グレイ
値が５ピントで符号化されている時はこのフントラスト
値は例えばＱＯｌｏｏである。要素８０は要素６４と同
じように比４１！２要素であって、局所フントラストが
可調整値発生―７８により与えられるフントラスト値よ
り高いか低いかを示す。出力端子８２に信号「より高い
」が現われる場合はこれは受容信号として働らき、出力
端子６６の信号が関係していることを示す。

出力端子６６の信号が無関係な場合は（例えば第１図の
８５８）、局所的白／黒変化を考慮に入れて像の認識及
び／又は他の処理を行なわない。第１図で要素６ｓによ
り導入される遅延は第２の局所サブセットのｗＪ素の遅
延時間のほぼ半分に対応するであろう。２次元の場合の
状況はもつと複雑・で、入力端子６０に与えられる鱗時
間の差を考慮に入れるために後に一層詳細な図につき説
明する０第１図は第８図に示したブロック図と類似した
もう一つのブロック図である。対応する部分６２６４．
６６．７０．７２．７４には同一符号を付しである。し
かしこの場合は端子８４がグレイ値を受は取る。要素８
６は１個の画素の各グレイ値をｎｘｍサブマトリックス
の第２の画素群のｎ×ｍグレイ値に変換する分解能増強
器を表わしている。簡単な場合はｎ−ｍ−２である。グ
レイ値はまた補間規則、例えば、二乗補間法に従ってＰ
波する。即ち、先ずｎｘｍ個の第２の画素の全部に元の
１個の画素と同一グレイ値を当てる。次にそれらを二次
の補間法で近似するっこのようにすると一層滑らかな二
進値像が得られると共に、情報がなお同じように簡単に
処理できる。しきい値発生器８８は縁検出ｌ１９０も具
える。この縁検出器９０は毎時路２の局所的サブセット
の画素に基づき、縁が存在するか否かを局所的に決める
。この目的でこれらの画素は種々の操作即ち条件づけを
受け□る。Ｗ！緊９２は要素６８と類似の遅延要素であ
り。

出力端子６６と９６の信号が画像内の同じ位置に関係す
るよう略する。遅延要素９２は量が変化する信号を比ｅ
ｖ素９４に供給する。この比較要素９４は縁の存在の程
度を示す。この変化量は比較要素９４内で値発生器９８
により作られた基準値と比＃Ｒされる。この場合グレイ
値の次元を有する必要はない□出力端子９６上の信号は
出力端子６６に現われる信号が関係するものであるか否
かを表わす。

第Ｈａ図は第４図に示したブロック図に類似する第８の
ブロック図を示す。対応する部分は対応する符号で示し
である。要素２０は第１の局所サブセットの画素のグレ
イ値を受は取り、これから平均グレイ値を求めて、ライ
ン４Ｂに出力する０例えば、要素ｇｏの動作は完全にア
ナロググレイ値で行なうことができる。本例では、像が
テレビジ日ン又は―似の走査線に従って走査されるもの
とみなすことができる。左から右へ、また上から下へ走
査線が互に続く。信号１ム”は動作を後述・する処理費
［１に加える。結果のＥはしきい値として用いられ、弁
別器３８に加えるＯこれは遅延要素６Ｂと直列に接続さ
れている。要素ｚ３は平均グレイ値のメモリであって、
シフトレジスタとして動作する。遅延時間はテレビジョ
ンラインの長さに対応する。要素８４は要素２ｆＡに対
応するが、遅延時間が画素の走査期間に対応するもので
ある。信号＠　Ｃ″と＠Ｄ″にｌ！＠達する画素の状態
は実際の画素（Ｘ）につき第５ｂ図に示す０要素４８は
加算器であり、要素５０は十分周器である。斯くして信
号”Ｂ“　−〇＋Ｄも処理要素４６に印加される。信号
１人”と＠Ｂ”とは処理要素４６で比軟される。ここに
はいく通りかの可能性がある。

１）１人−８１≦α・Ｂ ここでαは小さな比率、例えば５％とし、この場合は処
理要素４６で値Ｂをライン４４に送り出し、後の使用に
供するつ １）α・Ｂくム−Ｂ≦β・Ｂ ここでβはαより大きな比率、例えば１０％とし、この
場合は値１．０５　Ｂを処理要素４６で計算し、ライン
４４に送り出す。

３）α・ＢＩＢ−ム≦β・Ｂ この場合は値０．９６　Ｂを処理費ｌ！ｊ４６で計算し
、ライン４４に送り出す。

４）ＩＢ−ム１〉β・Ｂ この場合は処理要素４６でライン４４に値ムを出す。

処理要素４６は簡単なマイクロプロ七すとして構成する
ことができる。またαやβ及び０．９５とか１．０５と
いう値以外の値を選ぶことができる。

簡単な構成ではα−βとし、場合３）と８）を雀〈。

場合３）と３）ではインクリメント／デクリメント信号
が与えられるが、これらは像の内容に関係しないグレイ
値で像のゆっくりとした勾配が生じるからである現象に
関係する。このような勾配は例えば対象物を不均一に照
明することにより生ずる。

Ｘ方向の勾配はＹ方向又は他の方向の明暗の変化と組み
合わされることもある０それでもインクリメンティング
／デクリメンテイングにより正しい変化の方向を見つけ
ることができる。

要素ｓ８は比較要素であり、出力端子８０に二進化白／
黒変化が現われつる。要素８２と８４は第４図の要素９
０及び８２に対応する。要素２６は第４図の要素９８に
対応する。斯くして出力端子δ８には出力端子８０の信
号が関係するものか否かを示す二進信号が現われる。

上述した説明はグレイ値の情報の直列的な受は取り方に
関係している。情報が並列に提示される場合は、装置の
関連部分を通常のＳ嘩で多重に構成することができる。

また、上述した説明では同期をとるクロック信号には触
れなかった。また、場合によっては「新しい像のスター
ト」、「像の終了」、「ラインの終了」といった信号が
必要となることもあり得る。

＠８図の各部の説明 以下第８図の各部の実ＷＩ！Ａ例を詳述する。いくつか
の場合は数個の機能が一装置で具体化されている。ここ
では例えばテレビジョンカメラのように二次元の像がラ
インの系列で走査されるものと看做す。

ｆｓ６図は８×８画素の局所サブセット内の最高グレイ
値と最低グレイ値を求めるための要素７ｓの一実梅例で
ある。ｅ禦ｘｏｇ＜Ｌと印しである）のよりな要素は遅
延時間が−テレビジョンラインの長さに対応する遅延要
素である。要素１０４（丁と印しである）のような要素
は遅延時間が一画素の走査時間に対応する遅延要素であ
る。２４Ｎの要素り及び６個の要素Ｔを用いると何時も
８に８Ｉ＃素のサブセットの情報が回路の残りの部分に
与えられる。この情報は人力漕子１００で受は取られる
。要素１０６及び１０８のようなＣという符号をつけた
要素は何時も２個の受は取られたグレイ値を比較する比
較要素である。ｆ［素１０６が受は取られた最后の１ｉ
ｉｉ素のグレイ値が遅延要素、１１０の出力端子に得ら
れるもの（ｌテレビジョンライン早い）よりも高いこと
を検出した時は要素１０６がデマルチプレクサ１１ｇを
制卿して前者のグレイ値を通す。その他の場合は後者の
グレイ値が通される。図面の上側半分は８個のこのよう
な組み合わせを示し、最終的には９つのグレイ値のうち
の最高のものが出力端子１１４に現われる。同様に下半
分では比較要素とセレクタの８個の組み合せにより９つ
のグレイ値のうちの最低値のものが出力端子１ｊ６に現
われる。池の数の画素を一緒に取り扱うべき時は、対応
する装置が構成できる。

第７ａ図は所定のセット（サブセット）のＩＩ！ｊＩ内
に暗い１像と明かるい画像の間の縁が存在するか否かを
決める第８図の要素７６と８０の一実施例を示す。同時
に考察する画素の数は第７ｂ図に示すように６×６に達
する。入力端子１１４は何時もｐ個の画素の群の最高グ
レイ値を受は取り（第６図）、入力端子１１６は同じ群
の最低のグレイ値を受は取る。６個の遅延要素りと１１
個の、遅延要素とを用いて第７ｂ図に示す４（１のセク
ション内、Ｂ、Ｏ，Ｄの各々の最高グレイ値と最低グレ
イ値とを差決定装置２０６・・・９２０に与える。８×
８画素のセクション内の最低グレイ値が少なくとも予じ
め定められた量だけもう一つの８×８ｍ素の最高グレイ
値を越える時勾配が存在するものと看做す。このように
して下記のような差が求まる。

要素　　　　　二番の間の差 ２０６　　　Ｄ低　　　　　　ム高 ２０８　　０低　　　　　　ム高 ｇｌＯＢｊ　　　　　　　　Ａ＃ ！１２　　　　Ｂｊ　　　　　　　　ＣＦ３ＨＱ　ｔ　
　　　３３　＃ ２１６　　　　ムｌ　　　　　　　Ｂ１１１８　　　　
ムｙ　　　　　　　　ＱｙＳＳＯＡ＃　　　　、　　　
　Ｄ＃ 要素２０ｇのように文字“Ｃ″を付した要素は比較要素
であって、上紀差（これは正のこともあり、穢のことも
ある）を端子１８８上の標準差（これは例えば第８図の
要素７８から供給される。）と比較する。そして差が正
の標準差よりも大きい時だけ関連比１２ｇ！！素は論理
”１″を出力する。これらの出力信号はＯＲゲート２０
４で組みきわされる。前述したように（第１図及び第２
図）比較要素１ｏｚ等の一つが論理ｒｌＪをとる時だけ
受容信号が出力される。像が雑音現象を呈する時第フＩ
ＬＩＩ！Ｉに示す回路を付加することは魅力的である。

雑音が殆んどない時は差決定装置３０ｚ（この時は唯１
個の装置で十分である）を直接端子１１４と１１６に接
続することができる。

成る画像では所謂漸進影、即ち区域間に小ざいが一様な
グレイ値の勾配が生ずる。このような区域は受容信号を
発生することができない０これは次のように行なわれる
。第６図に示した回路の出力信号を用いる。第１にこれ
らの信号の差の絶対値を求める。この絶増差は第７ａ図
の最大グレイ値と最小グレイ値と同じように扱われる。

文字ム・・・Ｄを第７ｂ図に示す位置の記号としてこの
差の記号をＶム、ＶＢ、Ｔｏ、ＶＤとする。今度は、端
子１１４と１１６を相互に接続する。これは簡単のため
遅延要素り、Ｔを二重に使用できることを意味する。こ
の時はなだらかな変化が生じた時ＯＲゲートの出力端子
から信号が得られる。人力要素２０６の比較変数は平均
勾配で形成される。

第８図は縁信号の検出をいくつかの画素（事例では６Ｘ
６画素のサブ行列）に拡大する回路を示す。例えば第７
ａ図のＯＲゲート１０４により発生させられた縁信号は
１個の像ラインの長さを有する５個の遅延線と、６個の
枝路点とを介してＯＲゲート３８８に送られる。各々が
１個の画素の期間に等しい遅延を導入する６個の遅延要
素を介してＯＲゲート８８４に対し同じことが行なわれ
る。第８図ではこのような回路は弁別器８０の前又は後
に置くことができる。蓄わえられている情報の幅は後者
の場合一層狭くなる。

第８図の要素６２でのＸｌｌ砥は回路の残りの部分で蒙
る遅延から決まる。第６図の最大遅延は３事のラインと
３１ｍの画素の和に達する。第７ａ図の最大遅延は８個
のラインと８個の画素の和に遣Ｔる。第６図のマルチプ
レクサの比Ｉ２要素の構成を僅かに異ならせると２Ｘ２
局所サブセットの画素の最大／最小グレイ値の情報も回
路の中間点に得られる。この時要素フ噛は十分ｍｉｓ付
きの加算器により簡単に作ることができる。

［６図で必要とされる要素の数を減らすため。

設計を儀かに変更することができる。第１に最大グレイ
値と最小グレイ値の決定は２×２サブ行列の画素につき
行なう。即ち毎回この種のサブ行列を互に排除してゆく
。これは例えば画像ライン上の各偶数番の画素の後偶数
番画像ライン中だけ残りに対して行なう。次にこのよう
にして形成された最大グレイ値と最小グレイ値を０・２
−令及びａｗＪ像ラインに亘って遅延させ、これにより
提供されるグレイ値を処理するために一つの要素に与え
、最大値と最小値とを決定する。これは８ラインに亘っ
て分布するｇｘｓｉｉｉ素の区域に適用できる。この決
定は例えば奇数番の画像ラインが提供されている時排他
的に行なうこともできる。この時はなお１ラインの付加
的遅延装置を必要とする・が、時間！ルチプレクシング
を介して同じ最大／最小値決定装置を使用することがで
きる０このようにして形成された結果は次に０．２電慟
、ｅｌｉｌ緊に亘って遅延させ、その後で再度最大グレ
イ値と最小グレイ値とを求める。これは］画素の付加的
遅延と時間マルチプレクシングとを用いて前者の決定と
交互に行なうことができるＯこのようにして見出された
値は５ｘｓｓ素のセクションに使用することができる。

このようにして毎回交互の画像につき垂直方向と水平方
向の関連局所サブセットの画像に対し最大／最小グレイ
値が求まる。これらは上述した態様で更に処理できる（
第１Ｏ図も参照）。

第９図は分解能増強器を示す。グレイ値を含む画像を二
進画像に変換する時は規整の粗さのため、滑らかな縁が
階段状になるように思われる。粗さのため、縁の形状に
あたかも雑音現象が生じたかのようになる。分解能を増
強すると、この粗さが減り、二進画像の縁が一層清らか
になる。図示した分解能増強器はライン様に走査される
６個の画・像の幅を有する画像に対し働らきかける。分
解能増強器は両座標方向に２倍にするが、それでも惰−
の損失がない。情報は入力端子８００に達し、順次にシ
フトレジスタ８０２に蓄わ見られる。このシフトレジス
タ８０ｇの各段８０４％はグレイ値に対する適当な記憶
容量（例えば並列に５ピツ））を有する。これらのシフ
トレジスタに対するシフトパルスは第９ｄ図に示すが、
これはクロック（図示せず）から送られてくる。第９ｄ
ｌｌで６個のり四ツクパルスがあった後毎回第９０図に
示したシリーズの転送制御パルスが現われる。この結果
シフトレジスタδｏ２の情報は並列にシフトレジスタ８
１ｇに転送される。シフトレジスタ段８０４の惰−は２
段８０８．８１０に送られる◎シフトレジスタ段８０６
の情報は並列にＲｓ　１４・８１６等に送られる。

第９ｂ図はシフトレジスタ３１２用のシフト制御パルス
を示す。これらのパルスの周波数は第９ｄ図のものの２
倍高い。このシフトレジスタの上半部の右側は図示した
ように下半部の左側と結合されている。グレイ値は出力
端子８１８に現われる。このようにして分解能は行方向
に２倍増強される。出力端子８１８は出力シフトレジス
タδ２２に結合される。第９ｅ図はこの出力シフトレジ
スタ８２３のクロックパルスを示す。出力端子８１Ｂ上
の情報は毎回２度とられ、出力端子８２０に提供される
。このようにして分解能は列方向にも１倍増強される。

装置の残りは（第９ｅ図に示すような）高いクロックパ
ルス周波数で制御される。

最后に（図示してはいないが）Ｐ波操作を行なう。

簡単な例では毎回２Ｘ２ｍ素のサブ行列の平均グレイ値
を求め゛、サブ行列の位置に対応する二次の画素を形成
する。それ故平均をとるべきこのような２×２行列の画
素はそれ故何時も同一の元の画素から由来するとは限ら
ない（二次−素の全数の１７　（ｍｘｎ　）でだけ）。

もつと入念な場合は分解能増強器の後で４×４画票に基
づいて各二次画素を形成する。重み付は係数はこの場合
噂しくけない０４個の中央ＩＥｌ＊に対しては重み付は
係数を８とし、他の１ｉｉｉ１票に対しては重み付は係
数を１とすると有利であることが判っている。場合によ
っては℃駄上述した装置は画素周波数が高すぎるという
欠点を有している。注意すべきことは情報がいくらか損
失するが、低域フィルタにより分解能増強器の利点を所
定の程度迄伸ばすことができることである０第１ｍ＆・
・・・・ｅ図は本発明の装置の一部の別のプシツク図で
あり、その動作もいくらか示している・これは要素を節
約することに力点をおいている。第１０　ｂｖ！Ｊはこ
のような節約を考えずに構成したらこうなるであろうと
いう装置を示す。情報は例えば８ビツトビデオデータと
して入力端子１１１０に到達する。セクションエのライ
ン遅延装置１ＩＩＬと画素遅延装置Ｔとは２×２画素行
列の情報を最大／最小値決定装置に送る。これらの画素
の相互の位置は第２ｄ図の左上部に示しである。８Ｘ８
ｗＪ素の行列の場合は、毎回図示した１６個のサブ行列
の一つを取り扱って最大及び最小信号値を求める。最大
／最小値決定装置１２４の動作は第１０ＣＷＪにシンボ
ライズされている。ここでは４個の信号がハツチングを
異ならせることにより区別されている。この最大／ｆ！
小値決定装置は第。

６図による２×８データ用の内部構造を具える。

最大／最小値決定装置１３１！は十画素周波数で交互の
フィン上の決定を行なう。遅延を用いることにより、装
置１ｚｚからの関連最大／最小値は遅延されて最大／最
小値決定装＠１２４に与えられる。この最大／最小値決
定装置】！番は第１ｏｄ図の右側にした１６個の画素に
ついての関連する値（４個の最大値と４個の最小値）を
受は取る。

これから絶対最大／最小値が求められる。セクション′
■■は最大／最小値決定Ｗ！素１２２に対して用いたの
と同じく＋画素周波数で駆動される。実効遅延時間は２
個の画像ラインに等しい。これは２通りの方法で実現で
きる。各活性化前に最大値及び最子値を入力し、レジス
タ内で全クロック周波数を再度働らかせる。次に交番ラ
インの時シフト動作を完全に停止させる。もう一つの解
決法は並列動作（図示せず）により提供されるもので、
□ここでは最大値と最小値をリードし、並列にシフトさ
せる。最大・最小値決定装置１２４は交互の、＃像うイ
ンに対し交互の画素に作用する。二二ツ）璽で、再び２
個の画素に亘る遅延を用いて、８×８画素の行列につい
ての関連情報を最大／最小値決定装’１１１２Ｂに提供
する。関連行列は第】０ｅ図の八ツチングで示しである
。遅延ユニットＩＴにあてはまったことと同じことが遅
延ユニット層にもあてはまる。最大／最小値決定装置１
２会ζＩＳａは交番ラインと交番画素とに働らきかける
だけである。第１０ａ図は実際のハードウェア構成を示
す。ユニット１．層及びＩＴは＠１０ｂ図にも示しであ
る。ユニツ）Ｉｔは最大／最小値決定装置１２２．１ｍ
４．１２６の４１能を果たす。蓋し、後者は単一のサブ
システムにより動作させられる（時間マルチプレクスで
も）からである。ブロックＶは８Ｘ８１ｉ！素行列の最
大／最小値情報を取り扱ってフントラストを決める。こ
のフントラストは！紫電に与えられる。平均値は要素■
に与えられる。要素■は適当な遅延を導入するためのバ
ッファである。弁別すべき画素の信号値は要素工から要
素■−に４見られる。要素■では弁別すべき画素の信号
値を要素Ｖで決められた平均値と比較し、二値信号に変
換される。また、コントラストは入力端子１２８から入
ってくるフントラストしきい値と比軟し、アーチファク
ト阻止信号即ち拒絶信号を形成するが又はしない。！Ｉ
！１票■はまた内挿器を具え、平均値が直接求められな
い画素に対する内挿平均値を形成する。第１０ｂ図は要
素Ｖ−■＆：１４１する限り回路の仮の表示にすぎない
。

【図面の簡単な説明】

１４１図は一次元の場合の本発明により解決すべき間層
を示す説明図、 第３図は二次元の場合の同様な説明図、第８図は本発明
装置の全体のプルツク図１第番図は第８の実施例のブロ
ック図、 第す図は第８の実施例のブロック図（第６ａ図）と説明
図（第ｓｂ図）、 第６図は最大／最小グレイ値を決める要素のブロック図
、 第７図は縁検出器のブロック図（第７ａ図）と説明図（
＄７ｂ図）、 第８図は緑信号の検出を拡大する回路のブロック図、 第９図は分解能増強器のブロック図（第９ａ図）と゛説
明図（第９ｂ図）、 第１０図は本発明装置の一部のブロック図（第１０＆図
）と説明図（第１０　ｂ−−−第１０ｅ図）である。 ２０・・・平均グレイ値を求める要素 ２１１・・・シフトレジスタとして働らくメモリ（遅延
時間がテレビジョンラインの長さ） ２４・・・シフトレジスタとして働らくメモリ（遅延時
間が画素の走査期間） ２６・・・値発生器　　　　　２Ｂ・・・比較要素８０
・・・出力端子　　　　　８２・・・縁検出器８４・・
・遅延要素　　　　　８６・・・比較要素８８・・・出
力端子　　　　　４ｊｉ、４４・・・ライン４６・・・
処理要素　　　　　４８・・・加算器５０・・・−分周
器　　　　　６ｏ・・・入力端子６ｓ・・・遅延要素　
　　　６４・・・比較要素６６・・・出力端子　　　　
　８８・・・しきい値発生器７０・・・低域フィルタ ７２・・・最大／最小値決定装置 ７４・・・しきい値発生器　　７６・・・差決定装置フ
７・・・出力端子　　　　　　７８・・・可調整値発生
器８０・・・比較要素　　　　　８２・・・出力端子８
４・・・入力端子　　　　　８６・・・分解能増強器８
８・・・しきい値発生＠　　　９０・・・縁検出器９！
・・・遅延要素　　　　　９４・・・比較要素、９６・
・・出力端子　　　　　９８・・・値発生器Ｆ１６１ Ｆ１６．２ａ　　　　　　　　ＦＩ６２ｂＪ６３ ［。 Ｆ１６．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　各々がグレイ値を有し、行列の行と列とに配瞳され
   ている画素の行列から成る画像を処理するために白／黒
   弁別しきい諌をダイナミックに調整するために、 ａ・　グレイ値を受は取るための第１の入力端子（６０
   ）と、 ｂ、シきい値発生器（６８）であって、これが、 ｂｌ、第１の局所サブセットの画素の第１の系列のグレ
   イ値を受は取り、６第１の局所サブセット毎に局所白／
   黒しきい値を決定し、第１の出力端子に出力する第１の
   手段 （７２，７４）を具えるものと、 Ｃ，＠素のグレイ値を関連画素に与えられた局所白／Ｍ
   Ｌきい値とを比軟することにより第２の出力端子（６６
   ）にその時その時モ黒信号又は白信号を出力する弁別器
   （６４）とを具えるダイナミック調整装置において、し
   きい値発生器が ｂｓ、縁検出器（７６）を具え、この縁検出器が前記第
   １の入力端子に接続された第８の入力端子を具え、第２
   の局所サブセットの画素の第２の系列のグレイ値を受は
   取り、一層暗い画素と一層明るいＩｎとの間の局所縁を
   検出し、局所縁がある時は第８の出力端子（８２）に受
   容信号を形成し、このような局所縁が存在しない時は第
   ８の出力端子に拒絶信号を形成するようになっており、 更にまた ｄ、第１の局所サブセットの１素に基づいて画素の白／
   黒信号を第２の出力端子に、前記第１の局所サブセット
   のｌｉ！！ｌ素に関連する第２の局所サブセットの１紫
   に基づいて既、　に発生させられている第８の出力端子
   上の受容／拒絶信号と一緒に与える時間制御手段（６２
   ）を設けたことを特徴とする特許ナミツク調整装置。 １　局所的に決定されるしきい値を第１の局所サブセッ
   ト内の最大グレイ値と最小グレイ値の平均値として形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のダイ
   ナミック調整装置。 龜　前記第２の局所サブセット内の第１のサブセット内
   の最小グレイ値と第２のサブセット内の最大グレイ値と
   の間の差の制御の下に縁検出器が縁を決定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のダイナ
   ミック調整装置。 也　第１の局所サブセットの画素が毎回第２の局所サブ
   セットの画素と一致することを特徴とする特許請求の範
   囲＃！２項又は第８項記載のダイナミック調整装置。 ４　第１の入力端子の後で別の処理手段の前に、分解能
   増強器（８６）を設け、受は取られた各画素毎に、受は
   取られた画素の区域にｍ×ｎサブ行列をなす多数のｍｘ
   ｎ二次園素を形成し、二次のｊ１票の第２のグレイ値を
   受は取られた画素のグレイ値と受は取られたｉｉｉ＊に
   直接騎接する第８の局所サブセットのＨ票のグレイ値に
   対するｍｘｎ内挿操作により形成することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の
   ダイナミック調整装置。 ａ　しきい値検出器の入力端子に低域フィルタ（８０）
   を接ｆｆし、第８の局所サブセットのｌ１１３１にの形
   列のグレイ値を受は取り、これに平均操作を施すことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
   かに記載のダイナミック調選装置。 家　前記第１の手段と縁検出器とを２個の入力演算Ｗ！
   葉から成る木構造として構成し、毎回木構造内の高位の
   レベルの演算要素の２個の出力端子を木構造の下位のレ
   ベルの単一の演算要素の関連入力端子に接続することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項、第８項又は第４項記
   載のダイナミック調整装置。 １　前記木構造が関連局所サブセットの最大グレイ値と
   最小グレイ値とを決めることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載のダイナミック調整装置。 黴　前記しきい値発生器がまた、 第１の出力端子と第４の出力端子とに接続された第８の
   入力端子を具え、局所白／黒しきい値をバッフ了するメ
   モリ（２ｚ）と、第４の入力端子と第５の入力端子とを
   具え、第１の出力端子と第４の出力端子上の局所白／黒
   しきい値を比較し、これらの両白／黒しきい値開の予じ
   め定められた差が越えられた時メモリに記憶制御信号を
   与えて新しい局所白／黒しきい値を蓄わえ、それを前記
   弁別器に与えるようにする差決定装置（４６）とを具え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記戦のダイナ
   ミック調整装置。 １０、　　前記差が零ではないが、第２の予じめ定め　
   。 られた差を越えない時、差決定装置がインクリメント／
   デクリメント信号を供給し、蓄わ見られている局所白／
   黒しきい値なグレイ値が変化するのと同じ方向にインク
   リメント／デクリメントすることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載のダイナミック調整装置。