JPS6337481A - グレイスケ−ル画像処理において変換を行なうための装置及び方法 - 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） 本発明は画イ象旭堆システム及び方法、特にグレイスケ
ール画像を処理するデジタルシステム及び方法に関する
。

（従来の技術） いろいろな、１１１１類の画遣処堆システムが開発され
、デジタルコンピュータが幽１象を“見たり”′″読ん
だり″することができるよ５になった。これらの画像処
理装置は一般的にビデオカメラと、カメラによって発生
されたビデオ信号をデジタル化するアナログ／デジタル
変換器と、デジタル化された清報を処理するデジタルシ
ステムとで構成されている。画素はマトリクス状もしく
は格子状に形成される画素にデジタル化され、５１２本
のビデオ走査融のそれぞれが５１２画素に分４すされる
。非グレイスケールもしくは２値画像においては、各画
素が１ビツトで符号化されこの１ビツトのキャラクタは
１１ｉ１ｉ素が暗ければゼロに、また画素が明るければ
イチに設定される。

一方グレイスケール１１１ｊ像では、各画素がマルチビ
ットの語に符号化され、このマルチビットの語は画素の
光量に相当する値に設定される。グレイスケール画像の
方が非グレイスケール画像よりも実際に即しており詳し
いといえる。画像処理装置はデジタル画像を走査し、デ
ジタル情報を処理して画像を解読する。

非グレイスケール画象処理妓ばで非常に効率のよいもの
が１９８７年５月１２日付で付与された１デジタル画ｌ
処理において変換を行なうための装置及び方法ｍ（以下
１スタンバーグ２進プロセツサ”という）と称される米
国特許第４．５６５．５５１号に開示されている９（日
本特許出願第２５７７１０／８４号に相当）このプロセ
ッサには非グレイスケール画像を表わす直列化した１ビ
ツトのストリームを拡大もしくは他の方法で変換するデ
ジタル回路が含まれている。すなわち、このプロセッサ
には順次接続された複数の論理装置が含まれ、各論理装
置は直列化されたストリームを遅延する遅延装置と遅延
されたストリームと遅延されないストリームにビット単
位で複数の論理演算のいずれかを行なう機能装置とで構
成されている。しかしながらスタンバークの２進プロセ
ツサは１ビツトもしくは２Ｍのデータストリームのみ処
理することができる。

グレイスケール画像処理装置で非常に効率のよいものが
１９８７年２月３日付で付与された１グレイスケ一ル画
蹟処理装置における拡大及び浸食＆換を行なうための装
置及び方法″（以下１初期のスタンバークグレイスケー
ルプロセッサ１　という）　と称される米国特許第４．
６４１．３５６号に開示されている。（日本特許出願第
１８３１６３／８５号に相当）。このプロセッサにはグ
レイスケール画像を表わす直列化されたマルチビットの
ストリームを拡大したり浸食したりするためのデジタル
回路が含まれている。すなわちこのプロセッサにはＩ１
ｇ久接続されたｎ塊装置が少なくとも１つ賞まれており
、各論理装置が直列化されたストリームを遅延する遅延
装置と、この遅延ストリームの各語に定値を１ｉＪＪす
る加算器と、遅延されたス）　ＩＪ−ムと、Ｉ！！延さ
れないストリームのうち大きい方をワード単位で選択す
る比較装置とで４！Ｉ成されている。

スタンバークの初期のグレイスケールブロセツサを更Ｋ
ＩＪ発するうちＫこのプロセッサには２つの限界がある
ことが認められた。まず、論理装置の演算が制限されて
いないということである。このためグレイスクールの画
像を操作していると時々プロセッサのマルチビットのフ
ォーマットの範囲を超えるデータが作り出きれ【、解読
がむずかしいかもしくは不能の仮想−津が発生してしま
う。第２に１機能装置が遅延されたストリームと遅延さ
れないストリームのうち大きい方をワード単位で選択す
ることができるだけであり、このためこのプロセッサで
は拡大と浸食の変換が可能であるにすぎない。スタンバ
ーブの初期のダレイスケールプロセラｔではいろいろな
種類の＠捷変供を行なうことが不可能である。

上述した２つのスタンバーグズロセッ丈ホトは効率的で
はない別の画１泉処理装置ではブレ・ｆスケールの直列
信号かい（つかの近隣の変換を介して順次処理され、制
限された１潅特徴が検出されている。この種のプロセッ
サは　１パターン認織及び検出の方法及び装置”と称さ
れ、１９８３年７月２６日付でスタンバーブに付与され
た米国特許第４．３９　ｓ、６９９号と、′パターン認
識及び検出の方法及び装置”　と称され、１９８２年３
月３０日付でスタンバーブに付与された米国特許第４．
３２２．７１６号とに開示されている。それぞれの近隣
の変換ステージでは、ある画像におけるある画素を取り
囲む画素の”近隣″が調べられて、新しい画像の対応す
る画素に古いｌ！ｌｊｎの近′１ｉｌｉＦｉＪＪ素の関
数である値が与えられる。ある画像における近隣画素は
１つもしくはそれ以上の固定長のシフトレジスタを通し
てデジタルｍ像を直列的に処理することによって得られ
て処理される。画像がレジスタをシストされる間、適切
なレジスタロケーションが同時にアクセスされ特定の近
隣が処理される。しかしながらこの近隣プロセッサには
下記の欠点がある。ｔｇｌは、新しい画像の対応する画
素にある値を与えるために古いＩｉ！ｊ像の画素の全部
の近隣域を得て調べなければならないということである
。このために近隣画素を同時に得て近隣機能発生器を原
動するため、非常に複雑な回路が貴求される。

第２は、近隣処ａｉ！ＩＩ論は多くのＩＬ！］ｉマ変換
を行な５のに非能率的なやっかいな方法である。ｊＫ３
は・近隣の大きさや広さが限られているため、この近隣
理論では実行できる演算がかなり限られてしまう。

（発明の要約） 上記の問題を解決するため、本発明は簡単な回路網を使
ってより速く、正確にかつ効率よくグレイスケール画像
をいろいろに画は変保するグレイスケール！ｌｌ１画像
処理装置及び方法を設けることを目的とする。すなわち
、この画像錫埋装はには少なくとも１つの入力画像を受
けかつ少なくとも１つの出力自律を出力する幾何崩埋装
［（ＧＬＵ）が含まれる。このＧＩ、Ｕは少なくとも１
つのＧＬＵステージを含み、このＧＬＵステージは遅延
素子と、機能装置とを含む。機能装置は演算！［（ＡＬ
Ｕ）　と、ＡＬＵコン）ｏ−ラを含む。受信した画像の
１つをマルチプレクサ手段で選択し、直列信号を遅延す
る遅延素子に入力する。ＧＬＵステージの機能装置がそ
の後遅延されない直列のストリームと遅延すれた直列の
ストリームをワード単位で演算する。まず、遅延された
データに所足の定値が加算されて直列の１強問″データ
ストリームが作り出され、ＡＬＵ：１ントローラがこの
ｍ４時；オーバフローが発生したかど５かを表わすｍｌ
のフラグを設定する。

次に、強調されたデータが遅延されないデータから減算
され、ＡＬＵ　　コントローラがこの減算時にアンダー
７日−が発生したかどうかを表わす第２のフラグを設定
する。第３に、これらの加算及び／もしくは減算のとき
にオーバフロー及び／もしくはアンダーフローがそれぞ
れ発生したかどうかに応じてワード単位で ｌ）　リミット値と、２）遅延されないデータ語と、　
　３）強、１４されたデータ語を選択することによつ？
　ＡＬＵ　　の出力が形成される。

上述の機能装置は迅速に、正確に、かつ効率よく動作す
ることができる。機能装置は出力データを　１クリツプ
”　して、オーバフローしたデータが出力ストリームに
出力されないようにする。言い換えると、機能装置の演
算結果がマルチビットのフォーマットで表わすのに大き
過ぎる場合、この機能装置がフォーマットで表わし得る
最大値でこの情報をクリップする。これにより画壇解読
をはるかに簡単に行なうことができる。第２に、上記の
システムでは従来のＡＬＵと、特定のＡＬＵコントロー
ラを使ってＧＬＵを実行することができる。これにより
システムのコストを減少し、信頼性を高めることができ
る。

本発明の他の目的、利点及び％徴は添付の図面と好適な
実施例の詳述によりより完全に理解し認識されるであろ
う。

（実施例） 埋装置の概要 本発明の好適な実施例によるグレイスケール画像処理装
置１０を第１図に示す。第１図においては実線がデータ
ラインを示し、点綴が制御ラインを示している。画像処
理装置１０には処理装置１２と、カメラ１４と、モニタ
１６と、制御用コンピュータ１８とが含まれる。

カメラ１４は実際のＩＩＪＩＩ鷹を処理装置１２と、モ
ニタ１６との両方に供給することができる。処理装置１
２はカメラ１４によって入力された実際の画像を操作し
て、冥際の画像を分析するのに使われる各種の仮想画像
を作り出す、すなわち画像変換を行なうことができる。

モニタ１６はカメラ１４が見た実際のｌ１Ｉｌｉ像か、
処理装！１１２が作り出した仮想画像のどちらかを選択
的に表示することができる。制御用コンピュータ１８は
グレイスケール１１１ｉＩ像をアルゴリズムに応じて操
作すなわち変換し、特徴抽出、もしくは他の１儂情報に
使うための所望の仮想画像を作り出すため、制御信号を
処理装［１２の櫨々の素子に供給する。

カメラ１４は憚準ｇＡ工Ｒ８１７０信号を出カライン田
に送り出す。この合成アナログビデオ信号はライン２０
上を１フレームにつキ４８０　モしくは５１２水平走査
線のフレームが１秒につき（資）フレームの速さで転送
される。アナログ１デジタル変換器ｎはライン（至）で
受けた直列アナログ信号を直列のデジタル膚号に変換し
、ノ（ススにより処理装置１２に出力する。変＆Ｌ器２
２はバスあで処理装置１２から受けたデジタル１１号を
ライン四を介してモニタ１６に表示するためのアナログ
信号に変換することもできる。カメラ１４によりフィン
田土に出力されたアナログ信号はライン四を通りモニタ
１６に直接送られることもできる。

８ラインのバスムに出力されるデジタル信号はビデオ画
像の１画素が８ビツトで成り立つ語である。アナログ信
号は４８０もしくは５１２の走ｆ＃Ｉｊのそれぞれにつ
いて、１ラインあたり５１２の画素にデジタル化される
。このため処理された画像はマトリクス状、もしくは格
子状の点、もしくは画素ででき上がっている。１画素に
相当する８ビツトの語にはＬｉ！ｉｉ：Ａのアナログ信
号の強度（光量）に応じて、ゼロと２５５も含めゼロか
ら２５５までの値が与えられる。ゼロは光強度が全くな
い場合（すなわち真暗）に相当し、２５５という値は最
大の光強度に相当する。

処理装置１２には演算装置（ＡＬＵ）３０と、幾何論理
装置（ＧＬＵ）３２と、カウント／ロケート装置（ＣＬ
Ｕ）３４と、フレームバファ記憶装置３６とが含まれる
。処理装置１２の各要素を接続しているバスは全部が少
なくとも８ビツトの巾をもち、どのデータバス上でもグ
レイスケールの直列信号を転送することができる。−組
の８ビツトバスおと４０がＡＬＵとＧＬＵとを接続し、
−組の８ビツトバス４２と４４がＧＬＵ３２とＣＬＵ３
４とを接続し、２４ビツトバス４６がＣＬＵ３４と７レ
ームバソフア３６とを接続し、　２４ビツトバス４８が
フレームバッファ３６をＡＬＵ３０と、ＧＬＵ３２とに
それぞれ接続している。フレームバッファあの中のデジ
タル化された画像が少なくとも１つ処理されるときは、
直列イぎ号のストリームはそれぞれバス４８上をＡＬＵ
３０か、ＧＬＵ３２のどちらかに出力される。一度に処
理される直列信号ストリームが１つ以上の場合は、それ
らの信号ストリームはバス４８上を並列に転送される。

ＡＬＵ田からは信号は順次ＧＬＵ　３２とＣＬＵ３４と
を通りフレームバッファあにもどる。ＧＬＵからは、信
号はＣＬＵＢ４を通って、フレームバッファあにもどる
。

フレームバッファメモリ３６は１つが５１２Ｘ５１２ｘ
８ビツトの記憶装置が３つ集まってできた記憶装置であ
り、３つのデジタルのグレイスケール画像を別々にかつ
同時に記１意することができる。本実施クリはこのフレ
ームバッファあトじ【はマサチューセラツウオルバーン
のイメージングテクノロジー社製 ＦＥ５１２型記憶装置を採用している。フレームバッフ
ァあに記憶された少なくとも１つの画像の内容は制御用
コンピュータ１８のｆｆ１ｌＪ　１１の下バス化上に出
力される。

演算装置（ＡＬＵ）３０は、入力された１つもしくは２
つの画像について画素単位で演算を行なうとい５意味で
点もしくは画素プロセッサである。ＡＬＵ３０にはデー
タバス４８によりフレーム／＜　ツ７アあから１つもし
くは２つの処理用デジタル画像が送られてくる。ＡＬＵ
３０で作られた１つもしくはそれ以上のデジタル画像は
バス関か４０のどちらかにより、もしくは両バス上をＣ
ＬＵ冨に出力される。

本実施例においては、ＡＬＵ３２はマチ≧−セッツ、ウ
オルバ−７のイメージングテクノロジー社製のＡＬＵ５
１２］演算装置である。ＡＬＵ３０にはその正面端に適
当なマルチプレクサ手段が設けられ、ＡＬＵにより逃理
されかつバス関もしくは４０、もしくはバスあと切上に
出される１つもしくはそれ以上の画像をバス４８からセ
レクトしている。ＡＬＵ３Ｑが行なうことができる算術
機能としては、画像バス、２つの画像の加算、２つの画
像の減算、２つの画像の掛は算、２つの画像の論理積演
算、２つの画像の論理和演算と画像の補数演算が含まれ
る。

幾何輪理装＠（ＧＬｕ）３２はＡＬｔＪ３０にはバスあ
と４０で、ＣＬＵ３４にはバス４２と４４で、かつフレ
ームバッファあにはバス４８に、よって接続されている
。ＧＬＵ３２は下記に記載される第２図及び乃至第４図
において詳しく述べられる。この時点では、Ｃ）ＬＵ３
２はＡＬＵ　３０及び／もしくはフレームバッファ３６
かも１つもしくはそれ以上の処理用直列デジタル信号を
受は取ると述べるだけで十分であろう。Ｇ　Ｌ　Ｕ　３
２により作り出された１つもしくはそれ以上のデジタル
画像はバス４２と４４上で、ＣＬＵ３４に出力される。

カウント／ローゲイト装置（ＣＬＵ）３４は（）ＬＵ３
２　Ｋ　ババス４２と４４により、またフレームバッフ
ァ３６にはバス４６によって接＠されている・直列信号
のストリームがＣＬＵ３４を通るときＣ’ＬＵの２つの
機能のうち１つが夷行される。どちらの機能を行な５場
合でもＣＬＵ３４は直列信号ストリームの（ｉｌには影
響を与えることがない。第１は、ＣＬＵ３４はマルチパ
ス（資）上に所定のグレイスケール範囲内の画素の座標
を出力することができる。第２には、ＣＬＵ３４はマル
チパス父上に所定のグレイスケール範囲内の１．１ｊ索
の周波数カウント、もしくはヒスドグジムを出力するこ
とができる。出力された座標及びヒストグラム清報は処
理袋ａｆ１２を制御するためにコンピュータ１８によっ
て使用される。ＣＬＵ３４からバス４Ｇ上に出て（る１
つもしくはそれ以上のデジタルＮ像は、バス４２と４４
上でＣＬＵ３４に入−ってくる１つもしくはそｎ以上の
画像と同一である。

全体のシステム？ｔｉ制御は、変換器ａと、ＡＬＵ（資
）と、Ｃ）ＬＵ３２と、ＣＬＵ３４と、フレームバッフ
ァあとにマルチパス父で接貌している制御用コンピュー
タ１８によってとり行われている。制御信号はカメラ１
４の各垂直１線期間中にコンピュータ１８によりマルチ
パス父上に出力され゛〔、欠のカメラフレーム勘１ｒＪ
の画像化作業に対してプロセッサ１２を準備させる。デ
ジタル画像が地塊されるときは、直列信号は １）　　ＡＬＵ３０と、ＧＬＵ３２と、ＣＬＵ３４のル
ートか２）　　ＧＬＵ３２と、ＣＬＵ３４　Ｕ）ルート
のどちらかを通って須次処坦′されてフレームバッファ
あにモトされる。処理Ａ眩１２内の谷ループ、もしくは
各処畑パスは各フレーム期ｔＱｊに１にだけ実行されて
、フレームバッファ２６にａ己１．櫨される１つもしく
はそれ以上のデジタル画像が作り出される。

（２５０，０００）の画素を含んでいる。ＡＬＵ３０と
、Ｇ　Ｌ　Ｕ３２と、ＣＬＵ３４　とは約１０メガヘル
ク（”’２）の速度で動作してだいたい１つのフレーム
サイクルに１つのデジタル画像を処理するので、制御用
コンピュータ１８が次のフレームサイクルの動作に備え
てプロセッサ１２を再プログラムする時間を十分残すこ
とができる。本実施例においては、コンピュータ１８は
最低でも５１２キロバイク（２）の記憶装置を有するＩ
Ｎ置　８０２８６マイク党コンピュータである。

コンピュータの２次的記憶装置として従来通りディスク
５２がバス８を通してコンピュータ１８に接続されてい
る。キーボードを含む端末間が＋ｉｌｌ　１１Ｌｕ用コ
ンピユータにコマンド信号を通信する手段として、従来
通りコンピュータ１８にパス羽が接続されている。

以上述べてきた処理システム１ｏは、′グレイスケール
画像処理における拡張及び浸食変換な行なう装置及び方
法”と称し、１９８７年２月３日付で付与され、かつ日
本特許出願第１８３１６３／８５号に対応する米国籍許
第４．ｆ５４１．３５６号開示されている画像処理シス
テムに多少似たものである。

ここでは参考のため特許その出願発明の記載を行なった
。本出龜のシステムは主ＫＧＬＵ３２の構成において参
照したシステムと異なるものである。

幾何論理装置 幾何輪理装置心は第２図に８いて詳しく図示されている
。基本的にはＧＬＵには入力マルチプレクサ手段印と、
順次接続された複数のステージ６２とが含まれる。入力
には、マルチプレクサ手段ωがバスあ、４０．４８に接
続されている（第１図も参照）。入力マルチプレクサ手
段印と、Ｍｌステージ困とは２つの出力バス４、圀によ
つ’１：ｍｆｉされている。入力マルチプレクサ手段ω
はバス−もしくは圀に出力される画像を５つの入力画像
から選択することができる。本実施例においては、常に
２つの出力画像がバス礪と６６上に出力され−〔ステー
ジ心へ運ばれる。

入力マルチプレクサ手段ωの制御は制御用コンピュータ
］８によりマルチパス圓を通して選択される（第１図も
参照せよ）。マルチプレクサωは参照用テーブル（Ｌ　
Ｕ　Ｔ９　）とし・て実行されるのが迩ましい。

本実施例においては、ＧＬＵ３２には８個のステージ６
２が順次接続されて含まれている（第２図）。

オプションで１つ以上のＧＬＵをプロセッサ１２に遅就
して挿入して、８個で−まとまりのステージを俵数個に
することができる（例えば１６．２４．３２等々）。そ
の場合、すべてのＧＬＵはＡＬＵ　３０とＣＬ　Ｕ　３
４との間に接続される。

−Ｖ的にステージ６２リステージはそれぞれ互いに同一
であり、各ステージには２つの８ビツト入力ポートと、
次のステージに通じる２つの８ビツト出力ポートとを含
まれている。最後のステージ７０の出力は、本実施例に
おいてはＧＬＵ父に接モタするバス・ム２．４４の出力
として作用する。

プロセッサ１２に第２０ＧＬＵ　が含まれる場合は、バ
ス４２、Ｉは次のＧＬＵ（図示せず）に接続される。

各ステージ６２は制御用コンピュータ１８からマルチパ
ス（資）を通して制御信号を受け、１ＩＩＩ像処理パス
として記載されるように形成される。

幾何論理装置ステージ 幾何論理装置（ＧＬＵ）ステージ絽（第３図）はｉ、ｇ
２図に示した８個のステージ６２のいずれとも同一であ
る。記載の都合上、第３図に示したステージ絽を第１の
ステージと仮定する。基本的にはステージ田にはプログ
ラム可能なデジタル可変遅延器７２と、機能装置アセン
ブリ７４とが含まれる。可変遅延器７２はバス４０上に
受は取られる８ピット信号を時間的に遅延させ、後の機
能装置アセンブリ７４の使用に供する。可変遅延器はシ
フトレジスタとして実行されてもよいしまたは　゛デジ
タル画像処理における変換を行なうための装置及び方法
”と称し、日本特許用ｌ１１第２５７７１０／８４号に
相半し、かつ１９８７年５月１２日付で付与された米国
苔許第４．６６５．５５１号において開示されている２
値の遅延器を論理的にマルチビットに延長したものとし
て実行されてもよく、この米国！許を参考のためここに
記載した。それぞれの画像バスに対して、遅延器７２は
制御用コンピュータ１８　（第１１Ｑも参照）によりマ
ルチパス（資）を通してダイナミックにプログラムする
ことができ、所定の数の画素分の遅延（向えば５１１画
素）を行な５ことができる。

機能装置アセンブリ７４は第３図において概念的に示さ
れており、実際的には帛４図において示されている。第
３図を参照するに、機能装置アセンブリ７４は加算器７
６と、論理装ｆｔ７８とで構成されている。加算器７６
はバス７５から８ピツドの直列信号ストリームを受は取
り、この直列ストリームの中の各８ビツト語に定値を加
える。

加３’Ｅ　器７６から８ビツトバス（資）上に出力され
る信号を１強調１もしくは＠強調遅延”信号とする。

論理装置７８は８ビツトバス３８を介して受は取られる
連部されない信号と、バス（資）を通して受は取られる
強調゛された信号とに対して演算を行なう。論理装置は
２つの８ビツト直列信号をバス８２とＵ上に出力し、上
述したように第２のステージである直列に接続された次
のステージ軸に出力する０第３図に概念的に示した機能
装置アセンブリ７４の動作は、米国特許第４．６４１．
３５６号に記載されているスタンベルブの初期のグレイ
スケールプロセッサのそれと同じである。

機能装置アセンブリ７４を実際に実行したものを第４図
に示す。基本的に、機能装置アセ／プリ７４は従来の８
ビツトの演算装置（ＡＬＵ）アセンブリ８６と、ＡＬＵ
　　のコントローラ圀とで構成される。ＡＬＵアセンブ
リ８６は第１図のＡｎ、Ｕ３０と混同されてはならない
・上記したように、ＡＬ　Ｕ３０はマナチューセクク、
ウオルパーンのイメージングテクノロジー社製の、１儂
処理用に特別に採用された精巧なＡＬＵである。第４図
のＡＬＵ８６は従来の８ピクトＡＬυであり、本実施例
ではカリフォルニア、サニーペールのアドバンストマイ
クロデバイス社によりＡＭ　２９５０１聾として市販さ
れているものを採用している。

ＡＬＵ８６　Ｋは入力マルチプレフナ美と、レジメｐｔ
ｎと、ＡＬＵ　マｋ　ｆ　７’　Ｖ　／　ｔ　９４　ト
、ＡＬＵ９６ト、出力マルチプレクサ郭とが含まれてい
る。入力マルチプレクサ美は３つの８ビツト入力をバス
あと７５と１００を通して受は取る。マルチプレクサ（
イ）はこれらの３つの入力のうちどれか１つを／＜ス１
０２を通してレジスタ９２のどれか１つに出力すること
ができる。レジスタ９２はＡＬυマルチプレクサ９４と
、バス１０４を通してマルチプレクサ９８の出力に接続
されている。ＡＬＵマルチプレクナー貧は２つの８ピク
トバス１０６と１０８を介してＡＬＵ９６に付与するど
れか１つもしくは２つのレジスタを、レジスタ９２のな
かから選択することができる。ＡＬＵ９６は種々の演算
を行なうことができる。本実施例では、ＡＬＵ９６が行
なえる演算としては加算と、減算と、ＡＮＤ演算と・Ｏ
Ｒ演算と、排他的論理和演算と、補数演算とがある。Ａ
Ｌ０９Ｇの８ビツトの出力は出力マルチプレクｔ９Ｂと
、バス１０Ｇを介して入力マルチプレクｔ９０との両方
に出力される。出力マルチブレクｆ９８は入力としてレ
ジスタ９２の全部と、ＡＬＵ出力バス１０６と１０８と
を受は取る。

出力マルチプレクサ郭は８ビツトバス８２と潟に出力す
る８ビツト語を１つ選択することができる。

ＡＬＵコントローラ困は制御用コンピュータ１８　（第
１図参照）からｉルチバス父を介し【制御信号を受は取
り、入力マルチプレクｔ９０と、レジスタ４と、ＡＬＵ
　マルチプレクサ９４と、ＡＬＵ９６と、出力マルチプ
レクサ９８とを制御する。本発明のＡＬＵ：Ｍ／）ロー
ラ困の実現のしかたは当業者には明らかであろう。

この時点で、ＧＬＵステージ６８（ｍ３図）内の種々の
位置における程々のデータに名前をつけるのが便利であ
ろう。バス関を介して受は取られるデータを入力固定デ
ータ、もしくはＦ’−Ｉ　Ｎトスる。バス４０を介して
受は取られるデータを入力遅遮データ、もしくはＤ−４
Ｎとする。

町変遅延器７２のバス７５上への出力を遅延データ、も
しくはＤとする。加算器７６の出力を強調データ、もし
くはＥとする。

バス圏への出力を出力固定データ、もしくはＦ−ＯＵＴ
とするし、ｄｆｆｌに出力バス編へのデータ出力遅延デ
ータ、もしくはＤ−ＯＵＴとする。

種々のデータを記載するのに使用した１固定″と”遅ｆ
、＃といつ語は、プロセッサの発達の歴史に基づいた術
語であり、技術的に遅延したデータと遅延していないデ
ータをそれぞれ常に表わしているとは限らない。事実、
ある場合にはバスあと４０上のデータは同一であり、あ
る場合はバス８２と編上のデータが同一である。

機能装置アセンブリ７４の動作を第５図のフローチャー
トに示す。ＡＬＵコントローラ羽にはバスあと７５にデ
ータが来る前に、マルチパス（支）を介しである情報が
用意されていなければならない。ブロック１１０に示し
たように、画像処理バス上にデータを受けとる前にＡＬ
Ｕコントローラ羽にはＥ値と、最大値と、ゼロが記憶さ
れる。Ｅ値は遅延値としての各８ビツト語に加えられる
定値である。概念的にはＥ値は加算器７６（第３図）で
使用される定数に等しい。本実施例における最大値は８
ビツトのフォーマットで記憶される最大値に等しい。本
実施例においては、これは１０進法の２５５、もしくは
１６進法ＯＦＦである。最後に、ゼロはオーバフローの
特定の型であるところのアンダーフローを防ぐのに使用
される。

ブロックＩＩＱに示したようにＡＬＵコントローラが準
備されたら、第１のデータ語がパス圀と７５からそれぞ
れ受取られる。上述したようにバス北上のデータがＦ−
ＩＮであり、バス７５上のデータがＤである。バスあと
７５を介してそれぞれ受取られるＦ−ＩＮとＤはレジス
タ９２に記憶される。バスあと７５を介して受取られる
入力語の各ペアはブロック１１２に示したように処理さ
れる。まず、ＤデータとＥ値を加算することによって強
調データＥが作り出される。この加算によってＣ−１で
表わされかつ加算時にオーバフローが起こり最大値２５
５を超えることがあったかどうかを示すキャリが発生す
る。本実施例においては、オーバフローが起こらなかっ
たらＣ−１はゼロであり、オーバフローが起ったらＣ−
１はイチである。そしてＥ値と、ステータスもしくはオ
ーバフローフラグＣ−１との両方がレジスタ９２に格納
される。次に、ＡＬＵ９６　においてＦ−ＩＮ値をＥ値
から引くことによって“無関係”ＤＣ値が発生される。

この減算によりｆＰ−ＩＮがＥより大きいかどうかを示
すステータスもしくはオーバフローフラッグＣ−２が発
生する。本実施例においては、もしＦ−ＩＮがＥより小
さければＣ−２はゼロであり、もしＦ’−ＩＮがＥより
大きければＣ−２はイチである。この減算の結果、ステ
ータスフラグＣ−２のみがレジスタ９２に格納される。

これらの加算と減算が実行された後、出力マルチプレク
サ９８がステータスフラグＣ−１とＣ−２に応じてバス
８２とあの両方への出力を決定する。この出力決定を、
４つの基本的な形態上の動作、すなわち１クロン暑と、
′コラプス１と、′エクスブロードと、“イムブロード
″とに対する出力を示す論理表である第６図においてよ
り詳細に示す。これらの機能の意味及び記載は当業者に
は公知であり、２直の場合が米国特許出願第５５９．４
３８号に詳細に記載されている。グレイスケールの場合
のクローン励咋は、参照した米国特許第４．６４１．３
５６号に記載されている。

マスクローン動作においては（第６図）、バス８２と８
、すなわちＦ−ＯＵＴとＤ−ＯＵＴとへの出力はＥと、
Ｆ　−ＩＮと、リミット値のうちのどれかである。もし
Ｃ−１が強調のための加算時にオーバフローが発生した
ことを示すイチならば、バス８２とあの両方にはリミッ
ト値が出力されてデータが最大値に１チヨン切られる”
このようにデータを最大値で切ることによってこれから
の処理を聞手にすることができ、簡単に回復することか
できるようＫなる。もしｃ　−１カ強調のためのＪｘＪ
算時にオーバフローが発生しなかったことを示すゼロな
らば、数字はすべ【範囲内であるということになる。こ
の場合、バス８２と８４への出力はＥと？−Δのどちら
が大きいかを示すＣ−２値に基づいて決定され、Ｅと？
−ＩＮのうち大きい方がバス８２と８４へＦ−ＯＵＴと
Ｄ−ＯＵＴとして出力される。

エクスブロード動作（第６図）は常にｐ　−ＩＮデータ
がＦ−ＯＵＴデータとして出力されることを除いては上
述したクローン動作と同一でありＤ−ＯＵＴデータはク
ローン動作のそれと同一である。

コラプス動作（第６図）はクローン動作の反対になる。

クローンで強調値が加えられて最大値が選択されたのに
対して、コラプス動作においては強調直が引かれて最小
値が選択される。

このため、コラプス動作においてはＤデータとＥ値の組
合せに対してもしＣ−１がイチならばバス８２とあには
Ｆ−ＯＵＴとＤ−ＯＵＴとしてゼロが出力される。これ
Ｋよってアンダフローにおいて８ビツトフオーマツトの
範囲内に数字が維持されることがなくなる。もしＣ−１
がゼロならば、出力はＣ−２に基づいて決定され、１ｌ
−ＩＮとＥのうち小さい方が選択される。

最後に、インブロード動作（第６図）はバス８２上には
常にＰＰ−ＩＮデータがＦ−ＯＵＴデータとして出力さ
れることを除いてはコラプス動作と同じであり、Ｄ−Ｏ
ＵＴデータはコラプス動作に等しい。

他の真理値表を作り出して他の演算を行なうこともでき
るのは百然である。さらに、加算及び／もしくは減算に
おいて別々のステータスフラグを作り出して、出力決定
を行なうために使用することもできる。第６図の真理値
表は上下限のある符号化された状況を実行しているが、
この方法は論理的に上下限のない符号化された状況に延
長することができる。これらすべての変更は特許請求の
範囲内に入るものとする。

上記の記載は本発明の好適な実施例についてのものであ
る０特許請求の範囲は同等切の原則を含む特許法の原塩
に応じて解釈されるべきであるが、この特許請求の範囲
に記載の本発明の精神及びより広い局面ρ１ら逸脱する
ことな（種々の変更及び修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置を示す概略図第２図は幾
何輪埋装Ｒ（ＧＬＵ）の概略図；第３図は機能装置を概
念的に示したＧＬＵの１ステージの概略図； 第４図はＧＬＵステージの機能装置の概略図第５図はＧ
Ｉ、Ｕステージの機能装置の演算を示したフローチャー
ト；　そして 第６図は種々の演算におけるＧＬＵステージ機能装置の
出力を示す論理テーブル。 代理人弁理士　斎　　藤　　　　侑 外１名 ビクリ ＦＩＧ、　５ Ｑ　　口　　　　　　Ｌ　　七−一　　　　トーートー
−００Ｅ　　　　　　Ｅ　　　　　　　Ｆ−Ｆ−Ｑ　　
　　Ｉ　　　　　　　　Ｆ−Ｆ−Ｅ　　　　　　Ｅｌ　
　　０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
０　　　　０１　　　ｌ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　０　　　　０ＦＩＧ、　６ Ｌ　　ＩＬ　　　　た−一　　トー− Ｆ−Ｅ　　　　　　　　Ｆ−Ｆ− Ｆ−Ｆ−Ｆ−Ｅ Ｆ−Ｆ−Ｏ Ｆ−Ｆ−０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　マトリクス状の点が集まつてできたグレイスケール
   画像を表わしかつ１つのマルチビツト語が画像の１つの
   点に対応している複数の直列マルチビット語であるデジ
   タル信号を処理し、前記デジタル信号が通過する１つの
   論理装置を含んでいる画像処理装置において、この論理
   装置に、 前記デジタル信号を受ける入力ポート手段 と； 前記デジタル信号を遅延して遅延信号を作 り出す遅延手段と； 強調値と、リミット値とを格納する記憶手 段と； 前記デジタル信号の各語に強調語を加算、 もしくは各語から強調語を減算して強調信号をつくり出
   す手段を含んだ演算装置（ＡＬＵ）手段であつて、前記
   ＡＬＵ手段には前記加算及び減算の結果としてオーバフ
   ローが発生したかどうかを示す第１のステータスフラグ
   が更に含まれ、前記ＡＬＵ手段には前記デジタル強調信
   号の１方の各語を前記デジタル強調信号の他方の対応す
   る語から減算する手段が更に含まれ、前記ＡＬＵ手段に
   は前記減算の結果としてオーバフローが発生したかどう
   かを示す第２のステータスフラグが更に含まれるＡＬＵ
   手段と；そして 出力信号を出力する出力手段であつて、前 記出力手段には前記第１と第２のステータスプラグに応
   じて前記出力信号の各語を少なくとも前記リミット値と
   、前記デジタル強調信号の対応する語の１方とのどちら
   かから選択するセレクタ手段が含まれる出力手段とを設
   けたことを特徴とする画像処理装置。 ２　前記第１と第２のステータスフラグのそれぞれが２
   値の信号であり、前記出力セレクタ手段が前記第１と第
   ２のステータスフラグを含む制御信号によつて駆動され
   るマルチプレクサであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の画像処理装置。 ３　前記マルチプレクサが前記第１のステータスフラグ
   が設定されているときには前記リミット値を出力するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の画像処理
   装置。 ４　前記マルチプレクサが前記第１のステータスフラグ
   が設定されていないときには入力信号語と強調信号語の
   うち大きい方を出力することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の画像処理装置。 ５　前記マルチプレクサが前記第１のステータスフラグ
   が設定されていないときには入力信号語と強調信号語の
   うち小さい方を出力することを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の画像処理装置。 ６　前期リミツト値がマルチビツト語１語で表わされ得
   る最大値であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の画像処理装置。 ７　前記リミツト値がゼロであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の画像処理装置。 ８　前記ＡＬＵ手段が単一の演算装置であることを特徴
   とする画像処理装置。 ９　マトリクス状に点が集まつてできているグレイスケ
   ール画像を表わしかつ１つのマルチビツト語が画像の１
   つの点に対応している複数の直列マルチビット語である
   信号を処理する方法において、この方法は、 入力信号を遅延させて遅延信号を作り出し オーバフローが発生するかどうかを注意し ながら遅延信号の各語に定数値を加算もしくは遅延信号
   の各語から定数値を減算し； オーバフローが発生するかどうか注意しな がら入力された強調信号の１方の各語を入力された強調
   信号の他方の対応語から減算し；前記加算と減算の段階
   のどちらか一方もし くは両方においてオーバフローが発生したかどうかに応
   じて、リミット値と、強調信号語と、入力信号語のいず
   れかを選択し；そして選択した値を直列出力信号として
   出力する ことを特徴とする処理方法。 １０　前記選択段階が前記加算及び減算段階で発生され
   るオーバフローステータスフラグを選択用信号として使
   用してリミット値と、強調信号語と、入力信号語とをマ
   ルチプレクスすることであることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項に記載の処理方法。 １１　前記マルチプレクス段階が、前記第１の加算もし
   くは減算においてオーバフローが発生したときにリミッ
   ト値を選択することであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項に記載の処理方法。 １２　前記マルチプレクス段階が、前記第１の加算と減
   算段階においてオーバフローが発生しなかつたときに入
   力信号語と、強調信号語とのうち大きい方を選択するこ
   とであることを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記
   載の処理方法。 １３　前記リミット値がマルチビツト語１語で表わし得
   る最大値であることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   に記載の処理方法。 １４　前記リミット値がゼロであることを特徴とする特
   許請求の範囲第９項に記載の処理方法。 １５　マトリクス状の点が集まつてできているグレイス
   ケール画像を表わし、かつ一つのマルチビット語が画像
   の１つの点にそれぞれ対応するマルチビット語の直列ス
   トリームであるデジタル入力信号を処理し、この入力信
   号が通過する論理装置を含んでいる画像処理装置におい
   て、前記論理装置には、 入力信号を受ける入力ポート手段と； 入力信号を遅延して遅延信号をつくり出す 遅延手段と； リミット値と、強調値とを格納する記憶手 段と； 強調値と遅延信号の各語を組合わせて強調 信号をつくり出す一方、この組合せの結果を示す第１の
   ステータス手段を各組合せ毎に発生する手段と、強調信
   号の各語を入力信号の対応する語と組合せてこの組合せ
   の結果を示す第２のステータス手段を各組合せ毎に発生
   する手段とを含んでいる機能装置と；そして出力信号を
   出力する出力手段であり、この 出力手段には前記第１と第２のステータス手段に応じて
   出力信号の各語をリミット値と、入力信号と、強調信号
   のなかの一つから選択するときにこの各語に関連してい
   る第１と第２のステータス手段によつて各語を選択する
   セレクタ手段によつて各語を選択するセレクタ手段を含
   む出力手段とを設けたことを特徴とする画像処理装置。