JPS63113776A - 画像の最大値，最小値変換回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エリアセンサー等の撮像装置から入力力され
たデジタル画像、コンピュータ等により作成させたデジ
タル画像の画像変換を目的とじた回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、多値デジタル画像を保有する画像メモリーと
、この画像メモリー中の画像データを直列データ信号列
に変換する読み出し回路と、直列データ信号列から画像
の水平方向の定められた１行分の画素の値に相当する信
号を抽出出力する水平行抽出回路と、画像の垂直方向の
定められた一列分の画素の値に相当する信号を抽出出力
する垂直列抽出遅延回路と、水平行抽出回路の出力する
信号から、各画素の値に相当する信号同志を比較し、そ
のうちの最大値を選択出力する水平行最大値選択回路と
、垂直列抽出遅延回路の出力する画素値に相当する信号
と水平行最大値選択回路の出力する信号とを比較し、そ
のうちの最大値を選択出力する複数の最大値選択回路と
、最大値選択回路の出力の一部である直列データ信号列
を画像メモリーに書き込む書き込み回路から成る構成に
より、多値デジタル画像内の１つの画素を中心とした近
傍領域において、近傍中央画素値を近傍内の画素値の最
大値又は最小値で置き換えるという変換を画像全体に渡
って行なう回路である。

〔従来の技術〕

多値デジタル画像処理における近傍領域の最大。

最小値変換は、画素値が輝度を表わす例であれば、最小
値変換によって、周囲に比べ明るい特定のｈＴｉ域の消
去が可能である等画像変換の１つの手法として、比較的
有効な技術である。

しかし、従来技術では、遅延回路と３×３等の小規模な
マトリクス状に構成された複数の近傍値保持回路と、こ
の近傍値保持回路の存する値のうち最大値を選択する最
大値選択回路と最大値選択回路の出力する信号によって
、近傍中央値を変更する近傍中央値変更回路からなる変
換ステージを、直列に配置し、各々のステージにおいて
、小規模な近傍領域の変換を行ない、一連のステージ全
体で大きな近傍領域の変換を行なう回路又は、単一ステ
ージで繰り返し変換を行ない同様な変換結果を得るもの
が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし従来の回路では、３×３等の小規模近傍の繰り返
し変換で大きな近傍領域変換を行なうためには、多大な
変換時間を要し、がっ、変換時間短縮のため大きな近傍
領域変換を行なう事ができる回路又は、小規模変換回路
を直列に多段に接続した回路を実現する場合は、大規模
な回路となってしまうという欠点があった。

そこで、本発明はこのような欠点を解決するため、変換
対象範囲を限定した変換を繰り返し行なう事により従来
と同一結果を得、回路を簡単化するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、画像メモリーの垂直方向
の定められた長さの一列分の画素の値に相当する信号を
抽出出力する垂直列抽出遅延回路の出力信号のうち一列
の中央に位置する画素の値に相当する信号を出力する出
力の一部と、前記画像メモリーの水平方向の定められた
長さの１行分の画素の値に相当する信号を抽出出力する
水平行抽出回路の信号のうち１行の中央に位置する画素
の値に相当する信号を出力する出力の一部が、同一タイ
ミングにおいて、前記画像メモリーの同一位置の画素の
値に相当する信号を出力する構成とし、かつ前記水平行
抽出回路の出力する信号から各画素の値に相当する信号
同志を比較し、そのうちの最大値を選択出力する前記水
平行最大値選択回路と、前記垂直列抽出遅延回路の出力
うち画素値に相当する信号と、前記水平行最大値選択回
路の出力信号とを比較し、そのうちの最大値を選択出力
する複数の最大値選択回路とからなる構成とすることに
より、従来のように所定の近傍領域のすべての画素に相
当する信号を保持し、それらの最大値選択と近傍中央へ
の置換を行なう事なしに簡単な構成にて、同一の変換を
可能にした。又、前記読み出し回路よりの直列データ信
号列を反転。

非反転する入力反転、非反転回路と、前記変換回路より
の直列データ信号列を反転、非反転する出力反転、非反
転回路を、前記構成に追加する事により同一変換回路に
て、画像の最大値、最小値変換を可能とした。

〔作用〕

前記のような回路の作用を示すために、前記水平行抽出
回路の出力する前記画像メモリーに相当する１行の画素
数を２ｎ十Ｏｎ＞・０）又、前記垂直列抽出遅延回路の
出力する前記画像メモリーに相当する一列の画素数を２
ｎ＋１　（ｎ＞・０）とし、あるタイミングで前記水平
行抽出回路の出力する画素値をＨＩ＋Ｈ！＋・・・Ｈｇ
Ｉ２．１＋又前記垂直列抽出遅延回路の出力する画素値
をＶ、、　Ｖ、、　・・・Ｖ！＋＋＋１　とすれば、前
記最大値選択回路の出力０１，０□、・・・０□７．１
　は０１＝ＭＡＸ（Ｖ＋、ＭＡＸ（Ｈ＋、　Ｈｚ”・、
１ｈ１１．＋））０２＝ＭＡＸ（Ｖｚ、ＭＡＸ（）Ｉｔ
、　Ｈｚ・・・、Ｈｚ−＋））Ｏｚ−−＋＝ＭＡＸ（Ｖ
ｚｌｌ、＋１ＭＡＸ（ＨＩＨｇ・・・、Ｈｚ−＋）とな
る。

更に 画像の水平方向画素数ｘ　（ｘ＞・１）、垂直方向画素
数ｙ　＜ｙ＞・ｌ）からなる多値デジタル画像の水平方
向の座標をｉ（ｉ＞＝ロ、ｘ−ｎ−１＞・ｉ）、垂直方
向の座標をｊ（ｊ＞・ｎ、ｙ−ｎ−Ｄ・ｊ）の画素のも
つ値をＰ（ｉ、ｊ）とし、前記直列データ列を Ｐ（００）　、Ｐ（１，０）　、　Ｐ（２，０）　、−
・・Ｐ（ｘ−１，０）　、Ｐ（０，１）　、Ｐ（１，１
）・・・、Ｐ（ｘ−１，ｙ−１）と表わし、前記入力反
転、非反転回路及び出力反転、非厚転回路とも非反転動
作とすれば、前記変換が画像全体に渡って行なわれたと
き、前記画像メモリー中の任意の画素値Ｐ（ｉ＋ｊｌは
以下のように変換される。

ｔ＋ＪＡＸ（Ｐ　（ｉ＋　ｊｌ　ＩＭＡＸ（Ｐ　ｕ−ｎ
ｈ　；−ｎｈ　＋Ｐ　（ｉ−ａ、１４　Ｊ−ｎｈ　＋・
　・・、Ｐ　山　Ｊ−１１１・　・・・・Ｐ　（五・ｎ
・　Ｊ−れ））ｔｚ＝ＭＡＸ（ｔ＋　ＩＭＡＸ（Ｐ　＋
＝−ｎ＋　ｊ−＊＊Ｉｌ　、Ｐ　（１−１１中１＋　ｊ
−ｎｈ　ｎ−−Ｐｌｉ＋ｊ−ａ＊１１＋’・・、Ｐｔ＋
＊＊＋ｊ−ｎｅｏ）ｔｘｎ＋　＋ＪＡＸ（ｔｉｎ　ＭＡ
Ｘ（Ｐ　（ｉ−＋＋＋　ｊ＋＊ｌ　Ｉ　Ｐ　（ｒ−ｎｈ
　＋−ｉ＊ｎ＋　、　・・・＋Ｐ　＋１＋　ｊｌ１ｌ）
１　”’ＩＰ　（ｉ’ＲＩ　Ｊ＊ｌｌ＋）ここで、ｔｋ
　（１≦に≦２ｎ＋１）は、前記最大値選択回路中で、
ｈｉ＋ｊ）が−時的に変換される値を示す。

Ｆｎ＋＋７！ｌ＜変換後のＰ山ｊ、に相当する値となり
、これをＰ　ＬＬ　ｊ）′とし、前変換結果をまとめる
と、Ｐ　（Ｌ　ｊｌ　’　”ＭＡＸ（Ｐ　（ｉ＋　ｊｌ
　＋　Ｐ　（ｉ−１１＋　ｊ−ｎｌ　＋　Ｐ　（ｉ−＋
＋＊Ｉ＋　ｊ−ｎｌ　＋・・・、Ｐ＝、ｊ−ｎｒ、・・
・＋Ｐｉム＋ｎｒ　ｊ−ｎｌ　＋　Ｐ　（ｉ−ｎｈ　ｊ
−ｎや１）。

Ｐ　ｊｉ−＋＋＋Ｉ＋　ｊ−ａ＊１１　＋・・・＋Ｐ　
（ｉ＋　ｊ−、ｌ＊ｌ＋＋・・・＋Ｐ　（ｉ＊＋＋＋　
ｊ−ｅｅ１１＋Ｐ（東−１・ｊ−れ）・Ｐ　ＩＬ−ｎ・
１・ｊ−霞）・・・・、Ｐ顛ｊ＋ｎ＋＋”’＋Ｐ（ｊｏ
ｎ＋ｊ＋＋＋１） となる。

この結果は、Ｐ　（ｉ＋　ｊｌｏは、Ｐ（ｉ＋ｊ＋を中
心とした（２ｎ＋１）　　Ｘ　（２ｎ＋１）の範囲の画
素の画素値のうちの最大値へ変換される事を示している
。

前記入力反転、非反転回路で、前記画像メモリーの各画
素値からなる直列データ列を論理反転する事により、各
画素値の２値デジタル値表現の１の補数形式に変換され
た場合、１の補数形式でのデジタル値の最大値選択は、
元の値の最小値選択に等価な事から、前記入力反転、非
反転回路により、入力直列データ信号列を論理反転し、
前記変換を行ない、更に前記出力反転、非反転回路によ
り、変換結果の直列データ信号列を論理反転する事によ
り、同一回路にて最小値変換が可能となる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図において、制御回路１は、コンピュータ１００か
ら画像メモリー２や入力反転、非反転回路５．出力反転
、非反転回路６の反転、非反転の制御、変換中の画像メ
モリー２のアドレス発生、各部のクロックの発生制御等
回路全体の制御及びコンピュータ１００とのインターフ
ェースを行なう。

画像メモリー２は、変換前と変換後の多値デジタル画像
を、格納するメモリーである。本実施例では、画像は各
画素が８ビツトで表わされる値をもち、水平方向５１２
画素、垂直方向５１２Ｔｕ素のマトリクスから成る２６
２１４４画素を存するメモリーである。

読み出し回路３は、制御回路１により発生するアドレス
により画像メモリー２の画像データをワード単位で読み
出し、１画素８ビツト単位の直列データ信号列に変換し
出力する。

書き込み回路４は、変換後の８ビツト単位の直列データ
信号列を入力し、ワード単位にまとめ、制御回路１の発
生するアドレスによって画像メモリー２を書き込む。

入力反転、非反転回路５は、第２図１２のようにその反
転、非反転制御入力が制御回路１に接続され、又、前記
読み出し回路３からの直列データ信号列を入力し、反転
、非反転制御信号によって、この直列データ信号列を反
転、非反転し出力する。

出力反転、非反転回路６は、第２図１３のように同様に
反転、非反転制御入力が制御回路ｌに接続され、変換後
の直列データ信号列を入力し、反転。

非反転制御信号によってこの直列データ信号列を反転、
非反転し出力する。

前記反転、非反転制御信号によって、最大値変換又は、
最小値変換の切り換えが可能となる。

垂直列抽出遅延回路７は、前記入力反転、非反転回路５
よりの直列データ信号列を入力とし、画像の定められた
長さの一列に対応する画素値を抽出する。本実施例では
、第３図１４のようにシフトレジスタ３組から成り、そ
のシフト段数は、第１図における画像メモリー２の有す
る水平方向の画素数に等しく又画像メモリー列の３画素
に相当する値を連続的に出力する。

水平行抽出回路９は、画像の定められた長さの１行に対
応する画素値を抽出する。本実施例では、第４　［ｍ１
６のように、３段のラッチから成り画像メモリーの３画
素に相当する値を連続的に出力する。

水平行補正遅延回路８は、前記入力反転、非反転回路５
からの直列データ信号列を入力とし、前記垂直列抽出遅
延回路７の出力する定められた長さの一列の画素の値に
相当する信号のうち、−列の中央に位置する画素の値に
相当する信号を出力する出力の一部と前記水平抽出回路
９の出力する定められた長さの１行の画素の値に相当す
る信号のうち１行の中央に位置する画素の値に相当する
信号を出力する出力の一部が、同一タイミングにおいて
、同一画素の値に相当する信号を保持するよう入力直列
データ信号列を遅延する。本実施例では、第５図１８の
ように２ｍのシフトレジスタからなる。

水平行最大値選択口ｇｉｏは、前記水平行抽出回路９の
出力を入力とし、前記水平行抽出回路９の出力する画素
に相当する信号の表わす値のうち算術的に最も大きな値
をもつ信号のみを選択する。

本実施例では、第４図１７のように、デジタルコンパレ
ーターと、マルチプレクサから成る。

最大値選択回路１１は、前記垂直列抽出遅延回路７の出
力の一部と、前記水平行最大値選択回路の出力を入力と
し、前記垂直列抽出遅延回路７の出力する画素に対応す
る信号の示す値と、前記水平行最大値選択回路１０の出
力する信号の示す値とを比較し、算術的に大きな値をも
つ信号をぶ訳出力する。本実施例では、第３図１５のよ
うにデジタルコンパレーターとマルチプレクサから成る
。

次に、本回路の動作を図に基づいて説明する。

第６図は、変換前の画像メモリー２の状態を模式的に示
すものである。図中の各画素のもつ値は、Ｐ（ｉ、ｊ、
で示し、ｌｉ＋ｊｌは座標を示す。

第７図は、第１図３の読み出し回路の出力する直列デー
タ列を示すものである。図中の１９は直列データ列の最
初のデータ、２０は最後のデータを示す。

第８図は、第６図の画像メモリーの任意の小領域に対し
て、第３図１４の垂直列抽出遅延回路の出力と、第４図
１６の水平行抽出回路の出力が保持する対応画素範囲の
遷移状態を示すものである。図中の２１．２２．２３は
垂直列抽出遅延回路１４の出力するｆＩ！￥域の遷移を
２４．２５．２６は、水平行抽出回路１６の出力する領
域の遷移を示し、２１．２４及び２２．２５及び２３゜
２６は、同一タイミングで、各々垂直抽出遅延回路１４
と水平行抽出回路１６の保持する領域であり、最初に２
１．２４が、次に２２．２５．更に２３．２６と遷移し
ていく。

第９図から第１２図は、第６図面像メモリー中の任意の
１画素Ｐ　（ｉ＋　ｊｌの変換過程を示す図である。

第９図は、変換前の状態を示す。第１Ｏ図は、最初にＰ
　（ｉ＋　ｊｌに相当する画素値が第３図１４の垂直列
抽出遅延回路の出力に出力され変換されＰ　ＴＬ　ｊｌ
ｏとなる事を示している。ここで、２７は垂直列抽出遅
延回路の抽出している又は２８は、水平行抽出回路１６
の抽出している画像の領域を示す。

Ｐ　（Ｌ　ｊｌｏはＰ　＋ｉ＋　ｊｌ　’　＝ＭＡＸ（
Ｐ　ｔｔ、Ｊ＋１ＭＡＸ（Ｐ　ｔｔ−＋、＝−＋＋−Ｐ
（ｉ＋ｊ−１１＋ｈｉｏｌ＋ｊ−１１）となる。

第１１図は、第１θ図以降に行なわれる同領域の状態を
示す。同様に、Ｐｌｉ’＋ｊ）はＰ３．′″１１．に変
換され、図中の２９は垂直列抽出遅延回路１４の抽出し
ている又３０は、水平行抽出回路１６の抽出している領
域を示す。

Ｐｌｉ、＝）”＝ＭＡＸ（Ｐｌｉ、＝＋　’　＋ＭＡＸ
（Ｐｌｉ−ｔ、＝＋・ｐ（五＋ｊ）＋Ｐｌｉ＊ｌ＋Ｊ、
）となる。

第１２図は、第１１図以降に行なわれる同領域の状態を
示す。同様にＰ　（ｉ＋　ｊｌ″′はＰ　（ｉ、ｊ）　
　に変換され、図中の３１は、垂直列抽出遅延回路１４
の抽出しているまた３２は、水平行抽出回路１６の抽出
している領域を示す。

Ｐ（＋、Ｊ＋　　＝ＭＡＸ（Ｐｌｉ、Ｊ＋”＋ＭＡＸ（
Ｐｌｉ−＋＋ｊ、＋＋、Ｐ（＋、＝＋＋＋＋Ｐ　ｆｉ＊
Ｉ＋　ｊ＋ｌ＋）となる。

第１２図に示す変換以降Ｐ。＋ｊ＋に相当する唄素の変
換は行なわれない。従ってＰ＋ｉ＋ｊ）の変換後の値は ＭＡＸ（Ｐ（＋・Ｊ）・Ｐ　（ｉ−１＋　ｊ−１１・Ｐ
（ｉ・ｊ−１）・Ｐｌｉ・１・−一■）。

Ｐ＋；−＋＋Ｊ＋＋Ｐ＋＋＋＋＋ｊ＋＋Ｐ＋＋−＋ｙ＋
＋＋＋Ｐ＋ｔ＋Ｊ＋１）＋Ｐ　＋ｉ＊Ｉ＋　ｊ＊１１）
となる。

これは、Ｐ　（ｉ＋　ｊ＋を中心とした３×３近傍６１
域内の最大値を変換後のＰ　＋ｉ＋　ｊ）とする事を意
味する。

前記のような変換が、第７図に示す入力直列データ列に
施され、変換結果の直列データ列は、第１図４の書き込
み回路によって画像メモリー２に書き込まれる。

次に、第１図５の入力反転、非反転回路と、第１図６の
反転、非反転回路を制御し、反転動作とした時の動作を
図によって説明する。

第１３図は、第６図のような画像メモリーの有する、任
意の４行５列の小領域のもつ画素値の一例を示す。

第１４図は、第１３図のような領域が、第２図１２の入
力反転、非反転回路によって反転された時の直列データ
列値を対応する画像メモリーの領域として表わしたもの
である。

第１５図は、前記最大値変換後の直列データ列値を対応
する画像メモリーの領域として表わしたものである。

第１６図は、第２図１３の出力反転、非反転回路によっ
て変換後の直列データが反転され、画像メモリーに書き
込まれた状態を示す。

第１５図、第１６図の×は、本領域外の周囲値によって
決定されるため不定を表わす。

第１６図は、第２図１２の入力反転、非反転回路での入
力直列データ列の論理反転及び、第２図１３の出力反転
９非反転回路での最大値変換後の直列データ列の論理反
転によって、結果的に３×３近傍領域内の最小値をその
中央画素にセットする最小値変換が行なえる事を示して
いる。

〔発明の効累〕

本発明は、以上説明したように画像の最大値。

最小値変換を簡単な回路構成で実現でき、従って従来に
比べ同一規模では、大きな近傍領域の変換回路が構成で
き、又同一回路で最大値、最小値変換が可能となるとい
う効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示すブロック図、第２図は
、本発明の実施例を示す入力反転、非反転、出力反転、
非反転回路図、第３図は、本発明の実施例を示す垂直列
抽出遅延、最大値選択回路図、第４図は、本発明の実施
例を示す水平行抽出。 水平行最大値選択回路図、第５図は、本発明の実施例を
示す水平行補正遅延回路図、第６図は、本発明の実施例
中の画像メモリーの状態を示す画像メモリー概念図、第
７図は、本発明の実施例中の直列データ信号列を示す概
念図、第８図は、本発明の実施例中の水平行抽出回路の
出力と、垂直列抽出遅延回路の出力を示す画像対応図、
第９図から第１２図は、本発明の実施例中の変換過程を
示す変換過程図１〜４、第１３図から第１６図は、大発
明の実施例中の最小値変換過程を示す最小値変換過程図
１〜４である。 １・・・制御回路 ２・・・画像メモリー ３・・・読み出し回路 ４・・・書き込み回路 ５・・・入力反転、非反転回路 ６・・・出力反転、非反転回路 ７・・・垂直列抽出遅延回路 ８・・・水平行補正遅延回路 ９・・・水平行抽出回路 １０・・・水平行最大値選択回路 １１・・・最大値選択回路 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 第１図 第５図 、ミ　　　八　　　・っ　　、も　　　で第１５図 第１６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像メモリーと、前記画像メモリーの内容を順次
   読み出し直列データ列に変換するための読み出し回路と
   、前記読み出された直列データ信号列から前記画像メモ
   リーに格納されている画素の保有する値（以下画素値と
   略す）を抽出する抽出回路と、前記抽出された画素値を
   所定の画素値に変換する変換回路と、前記変換回路で変
   換された直列データ信号列を前記画像メモリーへ順次書
   き込む、書き込み回路から構成される画像の最大値、最
   小値変換回路において、前記抽出回路は前記直列データ
   信号列から所定の長さの１行の信号列を抽出するための
   水平行抽出回路と、前記水平行抽出回路により抽出され
   た信号列を入力し、その最大値を選択出力する水平行最
   大値選択回路とから構成され更に、前記変換回路は、前
   記直列データ信号列から垂直方向の所定の長さの一列に
   相当する信号を連続的に抽出するための垂直列抽出遅延
   回路と、前記垂直列抽出遅延回路の出力信号と前記水平
   行最大値選択回路の出力信号とを比較し、その大なる信
   号を選択出力する複数の最大値選択回路からなる事を特
   徴とする画像の最大値、最小値変換回路。
2. （２）前記読み出し回路より読み出された直列データ信
   号列を反転、非反転する反転、非反転の制御が可能な入
   力反転、非反転回路と、 前記変換回路で変換された直列データ信号列を反転、非
   反転する反転、非反転の制御が可能な出力反転、非反転
   回路を含む特許請求の範囲第１項記載の画像の最大値、
   最小値変換回路。