JPS63123175A - 画像デ−タのモ−メント計算装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像データのモーメント計算装置に関し、特に
、計算を簡易な構成で高速に実行するように構成した画
像データのモーメント計算装置に関する。

〔従来の技術〕

画像データの処理手段として、そのモーメントを求めて
、画像データにある情報を検出する方法は広く知られて
いる。そして、画像データのモーメントとして、０次モ
ーメント、１次モーメント、２次モーメント等が使用さ
れる。０次モーメントは画像の明るさ、１次モーメント
は１次元的な対象物の位置の認識を、２次モーメントは
対象物の２次元的な位置情報を認識することができる。

このような画像データのモーメントを求めるためには画
素数分の演算処理をしなければならず、その処理データ
の量は膨大になり、より高速の処理装置が要求される。

このために、単に通常の計算機でソフトウェアによって
処理しては時間的に実用にならず、特別な画像処理用の
ハードウェアとしての画像処理用エンジンが使用されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来使用されている画像処理エンジンは、汎用
的に画像データを処理するために、相当複雑な構成とな
っているという問題点があった。

本発明の目的は上記問題点を解決し、画像データのモー
メント計算を簡易な構成で高速に実行するように構成し
た画像データのモーメント計算装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では上記の問題点を解決するために、第１図に示
すように、 複数の画像フレームメモリを有する画像データのモーメ
ント計算装置において、 原画像データを記憶させ画像フレームメモリ（１２）と
、 処理データを記憶する画像フレームメモリ　（１３）と
、 横方向の重みデータを記憶する画像フレームメモリ　（
１４）と、 縦方向の重みデータを記憶する画像フレームメモリ　（
１５）と、 重みデータを計算するための定数発生回路（１０）と、 加算器（７）と、 画像フレームメモリ間の乗算を行う乗算回路（６）と、 演算結果を一時記憶するアキュムレータ（８）とを有し
、 ０次、１次、２次の画像データのモーメントを計算する
ように構成したことを特徴とする画像データのモーメン
ト計算装置が、 提供される。

〔作用〕

０次のモーメント計算は原画像を記憶する画像フレーム
メモリ　（１２）を加算器（７）を使用して順次アキュ
ムレータ（８）に加え込んでいくことにより求められる
。

１次のモーメント計算は、画像フレームメモリ（１３）
の上端で左端の場所を１として、これに１を加える回路
（７，１０）によって、順次２．３．４とするデータを
それぞれ作成して順次布どなりに置いていくことによっ
て、重みデータを作成することができる。次に原画像デ
ータを記憶している画像フレームメモリ　（１２）と画
像フレームメモリ　（１４）内の重みデータを乗算器（
６）で積を求め、これを順次画像フレームメモリ　（１
３）に記憶させる。

２次のモーメントは画像フレームメモリ　（１４）の内
部に横方向に重みを有する重みデータを１を加算する回
路（７，１０）によって作成し、次に画像フレームメモ
リ　（１５）に縦方向に重みを有する重みデータを同様
に作成し、画像フレームメモリ　（１３）と画像フレー
ムメモリ　（１４）の対応するピクセルの積を乗算器（
６）で求め、画像フレームメモリ　（１４）に記憶し、
さらに画像フレームメモリ　（１２）内の原画像データ
と画像フレームメモリ　（１４）内の重みデータとの各
画素毎に積を乗算器（６）で求めて、画像フレームメモ
リ１３に記憶する。

以上により、０次、１次、２次のモーメントを計算する
。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に本発明の一実施例のブロック図を示す。

図において、１は装置全体を制御するＣＰＵ、２はＣＰ
ＵＩの指令により、函数計算を行う函数発生器、３はＣ
ＰＵＩによって書込、読出される主メモリであり、Ｄ−
ＲＡＭ　（ダイナミックＲＡＭ）で構成されている。こ
れらは、バスＡに接続されており、バスＡによって指令
及びデータの授受を行う。

４はマイクロシーケンサであり、５はマイクロＲＯＭで
ある。マイクロシーケンサ４はマイクロＲＯＭ５のプロ
グラムに従って後述の画像処理ののためのデータ計算処
理を制御する。

６は乗算器であり、７は加算器、８は計算結果を一時記
憶するアキュムレータであり、９は乗算した結果がオー
バフローしないように乗算の結果を正規化する正規化回
路であり、これらはバスＥによってデータを転送する。

尚、１０は定数「１」を常時入力する回路、１０ａはセ
レクタである。これらはマイクロシーケンサ４の制御に
よって動作し、画像データの計算処理を行う。

１１はワード変換器であり、バスＡとバスＢのワード構
成が異なる場合に両者のデータの変換をおこなう。例え
ば、バスＡを１６ビツト構成、バスＢを８ビツト構成と
すると両者間のデータ構成の相違に沿ってデータの変換
を行うものである。

１２．１３．１４及び１５は画像フレームメモリであり
、Ｄ−ＲＡＭで構成されている。ここでは画像フレーム
メモリ１２に処理すべき原画像を記憶する。これは、図
示されていないカメラによって撮影されて、ディシイタ
ル変換された、ディシイタルデータであり、各画素はこ
こでは８ビツトで記憶されている。勿論このビット数は
必要に応じて増減される。画素数は横２５６、縦２５６
の２５６Ｘ２５６個であり、結局画像フレームメモリは ２５６ｘ２５６ｘ８＝５２４２８８ビツトのメモリが必
要となる。

画像フレームメモリ１３には画像処理した後の画像デー
タが記憶される。画像フレームメモリ１４は後述の横方
向の重みデータを記憶する。画像フレームメモリ１５に
は縦方向の重みデータを記憶する。画像フレームメモリ
１２〜１５はバスＢに結合されており、バスＡを介して
メモリ３及び外部とのデータの転送を行うことができる
。

画像フレームメモリ１２〜１５はバッファ２２〜２９を
経由して、バスＣ及びバスＤに接続され、ルック・アッ
プ・テーブル３１及び３２を介して前述のデータ計算処
理ユニットに接続される。

これらの処理装置で処理されたデータは外部の制御装置
からインターフェイス回路４１を経由して授受される。

又、画像フレームメモリ１２〜１５の任意のが画像デー
タは、ＣＲＴ用タイミング作成回路３３により生成され
たタイミングで画像フレームメモリ１６、オアゲート４
４、インタフェース４２を経由して表示装置（ＣＲＴ）
等に転送される。又、画像フレームメモリ１３等のデー
タをバスＣ１オアゲート４４、インタフェース回路４２
を経由して表示装置（ＣＲＴ）等に出力する場合もある
。さらに、画像処理するための原画像は外部のカメラで
撮影され、図示されていないＡＤ変換器でディシイタル
データに変換され、インターフェイス４３及びバッファ
３０を経由してバスＤに転送される。

次にこの実施例の動作について述べる。動作は０次モー
メント、１次モーメント、２次モーメントの計算に分け
て述べる。

〔０次モーメントの計算〕 画像データの０次モーメントＭＯは次の式で定義される
。

ＭＯ＝ΣＰｚ、ｊ　　（ｉ、ｊ＝１〜２５６）即ち、全
画素データの総和である。従って、以下の計算で求める
ことができる。原画像データの記憶されている画像フレ
ームメモリ１２の内容を画素ごとに順次バッファ２２、
バスＤ、ラインセレクタ３２、セレクタ１０ａ１加算器
７、バスＥを経由してアキュムレータ８に加算して行け
ばよい。全画素の計算が終了したら、アキュムレータ８
の内容かもとめる０次モーメントである。この値は適宜
メモリ３あるいは画像フレームメモリ１３等に記憶して
おく。勿論これらの計算はマイクロシーケンサ４がマイ
クロＲＯＭ５のプログラムによって制御する。

〔１次モーメント〕 画像データの１次モーメントＭ１は次の式で定義される
。

Ｍ１ｘ＝　　Σ　Ｐ＝、Ｊ　　−ｉ／ＭＯ（ｉ、ｊ：１
〜２５６） これは横方向（Ｘ方向）の１次モーメントであり、対象
物の横方向の位置情報を示す。

同様にして縦方向の１次モーメントは以下の式％式％ 横方向の１次モーメントについて述べる。まず横方向の
重みデータを作成する。画像フレームメモリ１４の内容
を第２図に示す。まず定数発生回路１０を有効にし、こ
れを加算回路７により、アキュムレータ８に加える。ア
キュムレータ８の内容は１になり、この内容を画像フレ
ームメモリ１３の第２図に示す上段の左端のビットに書
込む。

次にアキュムレータ８の内容と定数１を加えアキュムレ
ータ８に書込むとアキュムレータ８の内容は２となり、
これを第２図の上段左から２番目に書込み、これを順次
繰り返すことにより、上段の列は１〜２５６の数値が得
られる。次にこの列を２列目以降にコピーすることによ
り、第２図の重みデータが完成する。

次に画像フレームメモリ１２の原画像の内容と画像フレ
ームメモリ１３の重みデータの内容を対応する画素ごと
に乗算を行う。これは乗算器６によって行い、その内容
を正規化回路９で正規化する。これは、乗算により数値
が大きくなり、８ビツトでは表現できないからである。

正規化した内容を、アキュムレータ８にストアした後に
画像フレームメモリ１３の対応する画素の位置に書込む
。

このようにして、画像フレームメモリ１３の内部に Ｐ８．」　・　ｉ が得られる。これを、０次モーメントを求めたのと同様
の方法でアキュムレータに加算すれば、ΣＰｉ、ｊ” が得られ、これを、さきにもとめた０次モーメントＭＯ
で割れば、１次モーメント Ｍｉｘ−Σｐ、、ｊ　−ｉ／ＭＯ （ｉ、ｊ：１〜２５６） が得られる。

同様にして、第３図に示すように縦方向の重みデータを
作成して縦方向の重みデータを求め、これから縦方向の
１次モーメント Ｍｌ　ｙ＝ΣＰｉ、ｊ　−ｊ／ＭＯ （ｉ、ｊ：１〜２５６） を求めることができる。

〔２次モーメント〕 画像データの２次モーメントは次式で定義される。

Ｍ２＝ΣＰｉ＋ｊ　　−ｉ　−ｊ／　（Ｍｌｘ−Ｍｌｙ
）（ｉ、ｊ：１〜２５６） これは、１次モーメントを求めるのと同様に、第２図に
示す横方向の重みデータを求め、次に第３図に示す縦方
向の重みデータを作成し、両者を乗算回路９で積を求め
て画像フレームメモリ１４にストアする。次に画像フレ
ームメモリ１２の内容と画像フレームメモリ１４の対応
する画素の積を求め、これを全部加えてから、（Ｍｉｘ
−Ｍｌｙ）で割算すれば、２次モーメントが求められる
。

このようにして、簡単な構成で高速の画像データの０次
、１次、２次のモーメント計算を行うことができる。

上記の実施例では、データの計算処理はマイクロシーケ
ンサによるマイクロプログラム方式で述べたが、他のハ
ードウェアの構成で実現することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、定数加算回路、乗算回
路、アキュムレータ等によってモーメント計算に必要な
回路を構成したので、簡易な回路で画像データの０次、
１次、２次のモーメントを高速に計算することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は横方
向の重みデータを示す図、第３図は縦方向の重みデータ
を示す図である。 ４・・・・−・・・・・・・・・・−マイクロシーケン
サ５−・・・−・・・−・−・−マイクロＲＯＭ６−−
−−−−−−−−・−乗算器 ７−・−・・・・・・−・−・−・加算器８・−・・・
・・・−・アキュムレータ１０・・・・・−・・・−一
−−−−一定数発生器１２−・・・・・−・−−−−−
−−一画像フレームメモリ（原画像）１３−・・−・・
−−−−−−−・−・画像フレームメモリ（処理画像）
１４・・−・・・・・−・−・−・画像フレームメモリ
（横方向重みデータ） １５−・・・−・−・・・・画像フレームメモリ（縦方
向重みデータ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の画像フレームメモリを有する画像データの
   モーメント計算装置において、 原画像データを記憶させる画像フレームメモリと、 処理データを記憶する画像フレームメモリと、横方向の
   重みデータを記憶する画像フレームメモリと、 縦方向の重みデータを記憶する画像フレームメモリと、 重みデータを計算するための定数発生回路と、加算器と
   、 画像フレームメモリ間の乗算を行う乗算回路と、演算結
   果を一時記憶するアキュムレータとを有し、 ０次、１次、２次の画像データのモーメントを計算する
   ように構成したことを特徴とする画像データのモーメン
   ト計算装置。
2. （２）前記加算及び乗算をマイクロプログラム制御で行
   うように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の画像データのモーメント計算装置。