KR900009121B1 - Special data processing system - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1a 및 1b도는 종래의 분류처리의 방법을 설명하기 위한 것으로서 제1a도는 다원 슬라이스 방식을 나타낸 도면이고, 제1b도는 클러스터링 방식을 나타낸 도면.1A and 1B are diagrams for explaining a conventional method of classification processing, in which FIG. 1A is a diagram showing a multi-member slice method, and FIG. 1B is a diagram showing a clustering method.
제2도는 본 발명에 의한 이미지 데이타 처리장치의 제1실시예의 구성을 보이는 블럭도.2 is a block diagram showing the construction of a first embodiment of an image data processing apparatus according to the present invention;
제3도는 분류된 이미지 데이타를 격납하기 위한 제2도에 도시한 메인 메모리의 격납 영역을 상세히 예시한 도면.FIG. 3 illustrates in detail the storage area of the main memory shown in FIG. 2 for storing sorted image data.
제4a도 및 제4b도는 본 발명에 관한 이미지 데이타 처리장치의 제1실시예의 동작을 설명하기 위한 플로우 챠트.4A and 4B are flowcharts for explaining the operation of the first embodiment of the image data processing apparatus according to the present invention.
제5도는 기준 화소에 대한 기준 농도 벡터로부터 카테고리를 결정하기 위한 처리를 설명하는 도면.5 is a diagram for explaining a process for determining a category from a reference density vector for a reference pixel.
제6도는 입력 이미지 데이타의 각 화소의 카테고리에의 소속상태를 나타내는 공간 할당 데이타를 도시한 도면.FIG. 6 is a diagram showing space allocation data indicating the state of belonging to the category of each pixel of the input image data. FIG.
제7도는 화소의 카테고리에의 소속상태를 나타내는 도면.Fig. 7 is a diagram showing a state of belonging to a category of a pixel.
제8도는 제7도에 예시한 소속상태에 있어서의 공간 할당 데이타와 분류 데이타를 나타낸 도면.FIG. 8 is a diagram showing space allocation data and classification data in the belonging state illustrated in FIG.
제9a도 내지 제9c도는 본 발명에 의한 클러스터링 방식의 분류를 설명하기 위한 도면.9A to 9C are diagrams for explaining the classification of the clustering scheme according to the present invention.
제10도는 제2실시예의 동작을 설명하기 위한 도면.10 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment;
제11도는 제3실시예의 구성을 보이는 블럭도.Fig. 11 is a block diagram showing the construction of the third embodiment.
제12도는 제3실시예의 동작을 설명하기 위한 플로우챠트.12 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
12 : 메인 메모리 14 : R 메모리12: main memory 14: R memory
15 : G 메모리 16 : B 메모리15: G memory 16: B memory
17 : 선형 결합 프로세서 18 : 공간 할당 데이타 메모리17: linear combination processor 18: space allocation data memory
19 : 분류 프로세서 20 : 분류 데이타 메모리19: classification processor 20: classification data memory
31 : 기준 농도 벡터 격납 영역31: reference concentration vector storage region
본 발명은 특징 데이타, 예컨대 칼라 이미지 데이타를 클러스터링 방식으로 n개의 카테고리로 분할하는 것에 관한 것으로 특히, 특징 데이타를 고속으로 분류하는 방법과 그 방법을 실현하기 위한 특징 데이타 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to partitioning feature data, such as color image data, into n categories in a clustering manner, and more particularly, to a method for quickly classifying feature data and a feature data processing apparatus for realizing the method.
특징 데이타, 예컨대 ITV 카메라나 드럼 스캐너 등에서 A/D 변환기를 통하여 입력되는 칼라 이미지 데이타를 색깔에 관하여 미리 결정된 카테고리로 분류하는 일은 여러 분야에서 필요하게 되는 기술이다. 입력 칼라 이미지 데이타를 RGB로 정의되는 3차원 특징 공간에 상을 비추어보면, 그 분포 상태에 의하여 결정된 카테고리로 분류할 수 있는 경우가 많다. 이러한 분류를 실행하는 방식으로는 제1a도에 도시한 다원 슬라이스 방식과, 제1b도에 도시한 클러스터링 방식이 알려진바 있다. 또, 제1a 및 제1b도는 편의상 2차 공간에 있어서의 분류 상태를 보이고 있다.Classification of color image data input through an A / D converter in feature data, such as an ITV camera or a drum scanner, into a predetermined category with respect to color is a technology required in various fields. When the input color image data is reflected in a three-dimensional feature space defined by RGB, the image can be classified into a category determined by its distribution state. As a method of performing such classification, the multi-slice slice method shown in FIG. 1A and the clustering method shown in FIG. 1B have been known. 1A and 1B show the state of classification in the secondary space for convenience.
제1a도에 도시된 다원 슬라이스 방식에서는 입력 이미지 데이타의 각 성분마다 간단한 룩 업 테이블(look up table)을 준비하고 이 테이블을 참조하므로써, 색깔의 배합을 분류하는 것이 일반적이다. 이 방식에 의하면 고속처리가 가능하나, 칼라 이미지 데이타의 각 성분은 본래 독립적으로 취급하지 못하므로 이미지 데이타의 입력조건에 좌우되고 분류 오차가 큰 문제가 있었다.In the multiple-way slice method shown in FIG. 1A, it is common to classify color combinations by preparing a simple look up table for each component of the input image data and referring to this table. According to this method, high-speed processing is possible, but each component of the color image data cannot be handled independently. Therefore, there is a problem that the classification error depends on the input condition of the image data.
이에 대하여 제1b도에 도시된 클러스터링 방식에서는 분류 오차를 작게하여 특징 공간에 표시되는 이미지 데이타를 분류할 수 있다. 특히 K 평균 알고리즘을 이용한 방식에 의하면 한층 양호한 클러스터링 결과를 얻을 수 있다.In contrast, in the clustering method illustrated in FIG. 1B, the image data displayed in the feature space can be classified by reducing the classification error. In particular, according to the method using the K averaging algorithm, better clustering results can be obtained.
K 평균 알고리즘에서는 칼라 이미지 데이타를 구성하는 각 화소의 농도 벡터가 n개의 기준 농도 벡터의 어느 것에 가장 가까운가를 거리 계산을 하여 조사하므로써 이미지 데이타의 분류를 행한다. 그러나, 이 K평균 알고리즘에서는 수치 계산량이 방대하게 되므로 고속처리가 곤란하게 되는 문제가 있었다.In the K averaging algorithm, the image data is classified by calculating the distance to find out which density vector of each pixel constituting the color image data is closest to the n reference density vectors. However, this K-average algorithm has a problem in that high-speed processing becomes difficult because the numerical calculation amount is enormous.
본 발명은 상기 사실에 착안하여 연구한 것으로서, 본 발명의 제1목적은 P(P는 정의 정수)차원 특징 공간에, 각각 특징 벡터로 나타낼 수가 있고 U 비트로 특징 표현되는 복수개의 특징 요소로 구성된 특징 데이타를 고속으로 분류하는 방법을 제공하는데 있으며, 그러한 방법은, 미리 지정되어 있는 n개의 기준 특징 요소에 각각 대응하는 기준 특징 벡터군(k=0∼n-1)에서 2개의 기준 특징 벡터를 선택하는 각 조합에 있어서 조합의 2개의 기준 특징 벡터중의 어느 것이 기준 특징 벡터에 가까운가를 나타내는 소속비트 데이타 Lij를 대상 특징 데이타를 구성하는 모든 특징 요소에 대하여 상기 조합의 전부에 걸쳐서 구하므로써, 각 특징 요소에 대한 공간 할당 데이타를 작성하는 단계를 구비하는데, 여기에서 상기 공간 할당 데이타는 각 특징 요소에 있어서의 상기 조합 전부에 대한 소속 비트 데이타로 구성되며, 대응하는 공간 할당 데이타에 의거하여, 상기 미리 지정되고 있는 n개의 기준 특징 요소에 각각 대응하는 어떤 카테고리에 특징 요소가 할당되는가를 표시하는 분류 데이타를 작성하는 단계를 구비한다.The present invention has been studied in view of the above facts, and the first object of the present invention is a feature consisting of a plurality of feature elements that can be represented by feature vectors and represented by U bits in a P (P is a positive integer) dimensional feature space. A method of classifying data at high speed is provided. The method includes a reference feature vector group corresponding to each of n reference feature elements that are predefined. 2 reference feature vectors at (k = 0 to n-1) For each combination to select, the belonging bit data L ij indicating which of the two reference feature vectors of the combination is close to the reference feature vector is obtained for all the feature elements constituting the target feature data over all of the combinations. Creating space allocation data for each feature element, wherein the space allocation data consists of the belonging bit data for all of the combinations in each feature element, based on the corresponding space allocation data. And generating classification data indicating which category corresponds to each of the n reference feature elements specified in advance.
본 발명의 제2목적은 P(P는 정의 정수)차원 특징 공간에, 각각 특징 벡터로 표시할 수가 있고 U 비트로 특징 표현되는 복수의 특징 요소로 구성된 특징 데이타를 계산 결과로부터 직접 고속으로 분류하는 방법을 제공하는 것이며, 그러한 방법은, 기준 특징 요소의 기준 농도 벡터에 대응하는 카테고리를 지정하기 위한 분류 데이타를 클리어하고, 변수 i와 j를 각각 "0"과 "1"로 하는 초기상태 세트화 단계와, 미리 지정되어 있는 n개의 기준 특징 요소에 각각 대응하는 기준 특징 벡터군(k=0∼n-1)으로부터 변수 i와 j(i<j)에 의하여 지정되는 기준 농도 벡터중의 어느 것이 기준 특징 벡터에 가까운가를 구하고, 구해진 결과에서 변수 i와 j의 분류 데이타를 갱신하고, 변수 j가 n-1로 되었을때 분류 데이타에 의하여 당해 화소가 할당되는 카테고리를 결정하는 단계 및, 각 특징 요소에 대하여 상기 초기 상태로 세트하는 단계와 상기 카테고리를 결정하는 일을 반복하여 실행하는 단계를 포함한다.A second object of the present invention is a method of rapidly classifying feature data composed of a plurality of feature elements, each of which can be represented by a feature vector and represented by U bits, in a P (P is positive integer) dimension feature space directly from a calculation result. In such a method, the initial state setting step of clearing the classification data for designating a category corresponding to the reference concentration vector of the reference feature element and setting the variables i and j to "0" and "1", respectively, is provided. And a reference feature vector group respectively corresponding to n reference feature elements specified in advance. From (k = 0 to n-1), which of the reference density vectors designated by the variables i and j (i <j) is close to the reference feature vector, and the classification data of the variables i and j are updated from the obtained result. And determining the category to which the pixel is assigned based on the classification data when the variable j becomes n-1, setting the initial state for each feature element, and determining the category. It includes a step.
본 발명의 제3목적은 P(P는 정의 정수)차원 특징 공간에, 각각 특징 벡터로 표시할 수 있고 U 비트로 특징 표현되는 복수의 특징 요소로 구성된 특징 데이타를 분류하는 특징 데이타 처리장치를 제공하는데 있으며, 그러한 장치는 분류될 복수의 특징 요소의 각각에 대응하는 특징 벡터의 각 성분을 격납하기 위한 제1의 메모리 수단과, 미리 지정되어 있는 n개의 기준 특징 요소에 대응하는 기준 특징 벡터군 dk(k=0∼n-1)의 각 성분을 격납하기 위한 제2의 메모리 수단과, 착목 특징 벡터 x에 관하여 특징 벡터군 dk에서 2개의 기준 특징 벡터 di와 dj를 선택하는 각 조합에 대하여, 착목 기준 농도 벡터가 기준 특징 벡터 dE와 Dj의 어느쪽에 가까운가를 나타내는 소속 비트 데이타 Lij를 구하므로써, 각 특징 요소에 대한 공간 할당 데이타를 작성하기 위한 공간 할당 데이타 작성 수단을 구비하는데, 상기 공간 할당 데이타는 각 특징요소에 있어서의 상기 조합의 전부에 대한 소속 비트 데이타로 구성되며, 대응하는 공간 할당 데이타에 의거하여 상기 미리 지정되어 있는 n개의 기준 특징 요소에 각각 대응하는 카테고리의 어디에 착목 특징 요소가 할당되는가를 나타내는 분류 데이타를 작성하기 위한 분류 수단을 구비한다.A third object of the present invention is to provide a feature data processing apparatus for classifying feature data consisting of a plurality of feature elements, each of which can be represented by a feature vector and represented by U bits, in a P (P is a positive integer) dimensional feature space. Such an apparatus comprises a first memory means for storing each component of a feature vector corresponding to each of a plurality of feature elements to be classified, and a reference feature vector group d k corresponding to n reference feature elements specified in advance. a second memory means for storing each component of (k = 0 to n-1) and each combination of selecting two reference feature vectors d i and d j from the feature vector group d k with respect to the planting feature vector x; , Relative to the planting reference concentration vector Obtaining space allocation data for each feature element by obtaining the belonging bit data L ij indicating which is close to the reference feature vectors d E and D j . It is composed of the bit data belonging to all of the combinations in each feature element, and based on the corresponding space allocation data, where the planting feature element of the category corresponding to each of the predetermined n reference feature elements is assigned. And a classification means for creating classification data indicating.
본 발명의 제4목적은 P(P는 정의 정수)차원 특징 공간에, 각각 특징 벡터로 표시할 수 있고 U 비트로 특징 표현되는 복수의 특징 요소로 구성된 특징 데이타를 고속으로 분류하는 특징 데이타 처리장치를 제공하는데 있으며, 그러한 장치는 분류될 복수의 특징 요소의 각각에 대응하는 특징 벡터의 각 성분을 격납하기 위한 제1의 메모리 수단과, 미리 지정되어 있는 n개의 기준 특징 요소에 대응하는 기준 농도 벡터군 dk(k=0∼n-1)의 각 성분을 격납하기 위한 제2의 메모리 수단과, 기준 특징 요소의 기준 농도 벡터에 대응하는 카테고리를 지정하기 위한 분류 데이타를 격납하기 위한 분류 데이타 격납수단과, 상기 분류 데이타 격납수단의 분류 데이타를 클리어하고, 변수 i와 j를 각각 "0"과 "1"로 하는 초기 상태를 세트하기 위한 설정 수단 및, 착목 특징 벡터에 관하여, 상기 제2의 메모리 수단에서의 변수 i와 j(i<j)에 의하여 지정되는 개의 기준 농도 벡터 di와 dj의 어느쪽에 가까운가를 구하고, 구해진 결과에서 변수 i와 j로 분류 데이타를 갱신하고, 변수 i가 n-1로 될때의 분류 데이타에 의하여 당해 화소가 할당되는 카테고리를 결정하기 위한 분류 데이타 갱신 수단을 포함한다.A fourth object of the present invention is to provide a feature data processing apparatus for rapidly classifying feature data consisting of a plurality of feature elements, each of which can be represented by a feature vector and represented by U bits, in a P (P is a positive integer) dimensional feature space. In the present invention, the apparatus includes a first memory means for storing each component of a feature vector corresponding to each of a plurality of feature elements to be classified, and a reference concentration vector group corresponding to n predetermined reference feature elements. second memory means for storing each component of d k (k = 0 to n-1) and classification data storage means for storing classification data for specifying a category corresponding to the reference concentration vector of the reference feature element And setting means for clearing the classification data of the classification data storage means and setting an initial state in which the variables i and j are " 0 " and " 1, " With respect to, obtain the second one side gakkaunga of the memory means variables i and j (i <j) of the standard density vectors d i and d j is specified by the in, sorted from the obtained result to the variable i and j data And classification data updating means for determining the category to which the pixel is assigned based on the classification data when the variable i becomes n-1.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래의 클러스터링 방식의 처리에 비하여 계산량이 현저하게 감소되기 때문에, 특징 데이타에 대한 분류 처리의 고속화를 도모할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the calculation amount is significantly reduced as compared with the conventional clustering method, the classification process for the feature data can be speeded up.
이때에 분류되는 카테고리수는 임의로 선택될 수 있으며, 특징 데이타로서의 칼라 이미지 데이타의 RGB 특징 공간에 있어서의 분포상태에서 분류 처리를 행하고 있기 때문에 칼라 이미지 데이타의 입력 조건에 영향을 주지 않는 양호한 분류 처리가 가능하게 되며, 선형 결합 프로세서, 히스토그램 프로세서, 데이타 변환 프로세서 등은 이미지 데이타 처리장치가 대체로 가지고 있는 통상의 하드웨어 모듈에 의하여 실현될 수 있으므로 특별한 하드웨어를 필요로 하지 않는다.The number of categories to be classified at this time can be arbitrarily selected, and since the classification process is performed in the distribution state in the RGB feature space of the color image data as the feature data, a good classification process that does not affect the input condition of the color image data is obtained. In this case, the linear combination processor, histogram processor, data conversion processor, and the like can be realized by a general hardware module which the image data processing apparatus generally has, and thus does not require special hardware.
이하에 첨부도면을 참조하여 본 발명에 의한 이미지 데이타 처리장치의 제1실시예를 설명한다. 우선, 제2도를 참조하여 그 실시예의 구성을 설명한다.A first embodiment of an image data processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the configuration of the embodiment will be described with reference to FIG.
제2도에 있어서 시스템버스(22)에 접속되어 있는 CPU(11)는 장치 전체를 제어하는 동시에 필요한 연산을 실행한다. 시스템버스(22)에 접속되어 있는 메인 메모리(12)는 후술하는 히스토그램 프로세서(21)의 연산결과를 격납하기 위한 각각 R, G, B 성분에 대응하는 3개의 격납영역(13-0에서 13-2)과, n개의 기준 농도 벡터의 조 dk(k=0∼n-1)의 각 기준 농도 벡터의 R, G, B 성분을 격납하기 위한 기준 농도 벡터 격납영역(31)을 갖는다. 각 격납 영역(13-0 내지 13-2)은 칼라 이미지 데이타를 구성하는 각 화소를 분류하기 위하여, 제3도에 도시한 바와 같이 기준 농도 벡터의 수에 대응하여 블럭 0에서 블럭 n-1까지의 n개의 블럭으로 나뉘어져 있다. 각 블럭의 엔트리수는 28으로서 8비트에서 농도 데이타의 RGB 성분이 표현되는 칼라 이미지 데이타를 취급한다.In FIG. 2, the
R 메모리(14), G 메모리(15), B 메모리(16)는 시스템 버스(22)에 접속되어 있다. 각 메모리(14 내지 16)는 예컨대, A/D 변환기(도시생략)를 통하여 입력되는 특징 요소로서의 칼라 이미지 데이타에 대한 각 화소의 농도 데이타의 R(적)성분, G(녹)성분 및 B(청)성분을 각각 격납한다. 하나의 화소의 각 성분은 전술한 바와 같이 8비트로 표현되어 있고, 메모리(14 내지 16)의 동일 어드레스에 격납되어 있다. 따라서, 그 화소의 각 R, G, B 성분을 동시에 읽어낼 수 있다. 이와 같이 하여 각 화소는 각 농도 데이타의 색성분에 의하여 벡터 표시될 수 있다. 각 메모리(14 내지 16)는 라인(23 내지 25)를 통하여 각각 선형 결합 프로세서(17)와 접속되어 있고, 또, 라인(30)을 통하여 히스토그램 프로세서(21)에 접속되어 있다.The
라인(23)을 통하여 시스템버스(22)에 접속된 선형 결합 프로세서(17)는 메모리(14 내지 16)에서 동시에 해독한 각 화소의 농도 벡터와, 메인 메모리(12)의 기준 농도 벡터 격납 영역(31)에 격납되어 있는 n개의 기준 농도 벡터의 조중 선택된 두 개의 기준 농도 벡터와의 사이에서 선형 결합 연산을 행한다. 선형 결합 연산 결과는 소속 비트 데이타로서, 라인(26)을 통하여 공간 할당 데이타 메모리(18)에 출력된다.The linearly coupled processor 17, connected to the
라인(33)을 통하여 시스템버스(22)에 접속된 공간 할당 데이타 메모리(18)는 선형 결합 프로세서(17)에서의 소속 비트 데이타를 그 화소에 대한 공간 할당 데이타의 두개의 기준 농도 벡터에 의해 결정되는 위치에 격납한다. 따라서, n개의 기준 농도 벡터의 조중 임의로 선택된(다만, i<j)의 등거리 평면에서 RGB 공간을 2분할한 경우에, 해당 화소의 RGB 특징 공간에 있어서의 농도 벡터가축 공간에 속하는가를 나타내는 소속 비트 데이타를 Lij라 하면, 개개의 공간 할당 데이타는 이 Lij를 di, dj의 모든 조합(다만, i<j)에 대하여 일정한 순서로 결합하므로써 생성되는 것이다.The space
라인(34)을 통하여 시스템 버스(22)에 접속된 분류 프로세서(19)는 라인(27)을 통하여 공간 할당 데이타 메모리(18)에서 각 화소에 대한 공간 할당 데이타를 차례로 추출하고, 추출된 공간 할당 데이타에 의거하여, 해당 화소가 n개의 카테고리 dk(k=0, 1, …n-1)의 어디에 속하는가를 나타내는 분류 데이타 k를 생성한다. 생성된 분류 데이타 k는 라인(28)을 통하여 분류 데이타 메모리(20)에 격납된다. 메모리(20)는 라인(35)을 통하여 시스템버스(22)에 접속되어 있다.The
라인(36)에 의하여 시스템버스(22)에 접속되어 있는 히스토그램 프로세서(21)는 메모리(20)에 격납되어 있는 분류 데이타에 따라서 메모리(14 내지 16)에서 해독된 각 화소의 농도 데이타의 각 성분에 대하여 히스토그램 연산을 실행한다. 히스토그램 연산결과는 라인(36)을 통하여 메인 메모리(12)의 격납 영역(13-0 내지 13-2)에 대응하는 영역에 격납된다.The
다음에, 제2도에 도시된 구성을 가지는 실시예의 동작을 대해 제4a 및 제4b도에 도시된 플로우챠트를 참조하여 설명한다. 마우스등의 포인팅 디바이스에 의하여 n개의 기준 농도 벡터의 조 dk(k=0∼n-1)가 미리 설정된 각 기준 농도 벡터의 R, G, B 성분은 기준 농도 벡터 격납 영역(31)에 격납되어 있는 것으로 한다. 이 기준 농도 벡터는 포인팅 디바이스등의 인간 기계(man machine) 인터페이스 이외의 수단, 예컨대 프로그램에 의해서도 가능하다. 이때, 입력되는 칼라 이미지 데이타의 각 화소를 기준 농도 벡터수에 대응하는 n개의 카테고리로 분류하는 처리에 대하여 설명한다.Next, the operation of the embodiment having the configuration shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4A and 4B. The R, G, and B components of each reference concentration vector in which the set d k (k = 0 to n-1) of the n reference concentration vectors are preset by a pointing device such as a mouse are stored in the reference concentration
CPU(11)는 스텝(S2)에서 분류 명령에 따라 n개의 기준 농도 벡터의 조(k=0∼n-1)중에서 임의로 선택된 2개의 기준 농도 벡터(다만 i<j)에 의해 정의되는 등거리 평면에 의하여 분할되는 RGB 특징 공간의 어디에 착목 화소의 농도 벡터가 존재하는가를 즉의 어느 벡터에 가까운가를 결정하기 위한 제어를 행한다. 이 때문에 공간 분할명령이 선형 결합 프로세서(17)에 출력된다. 여기에서, 벡터에 관한 등거리 평면에 나타내는 벡터를로 하면, 벡터는 다음식(1)을 만복시킨다.The
착목 화소의 농도 벡터가 존재하는 부분 공간을 결정하기 위하여 공간 분할 명령에 따라 메모리(14 내지 16)의 동일 어드레스가 리이드 액세스(read acess)되고, 당해 화소의 농도 벡터=(XR, XG, XB)가 해독된다. 해독된 농도 벡터는 라인(23 내지 25)를 통하여 선형 결합 프로세서(17)에 출력된다. 또, 두개의 기준 농도 벡터 di=(ri, gi, bi)와 dj(rj, gj, bj)(다만 i<j)가 메인 메모리(12)의 기준 농도 벡터 격납 영역(31)에서 해독되고, 계수(ri-rj), (gi-gj) 및 (bi-bj)와, 바이어스 (|di|3-|dj|2)가 계산된다. 그 계산 결과는 라인(32)을 통하여 선형 결합 프로세서(17)에 공급된다.Concentration vector The same address of the
선형 결합 프로세서(17)는 (1)식을 이용하여 (2)식의 값 dij를 구한다.The linear combination processor 17 obtains the value d ij of the expression (2) using the expression (1).
dij=(ri-rj)ㆍXR+(gi-gj)ㆍxG+(bi-bj)ㆍX-(|di|2-|dj|2)…………… (2)dij = (r i -r j ) · X R + (g i -g j ) · x G + (b i -b j ) · X- (| d i | 2- | d j | 2 ). … … … … (2)
(2)식의 선형 결합 연산 결과 dij가 구해지면, 선형 결합 프로세서(17)는 연산 결과가 정(正)인지 또는 "0"인지 또는 부(否)인지를 조사한다. 연산 결과가 정 또는 "0"이면, 해당 화소의 농도 벡터는측의 공간에 속하는 것으로 판정하고, 논리 "1"의 소속 비트 데이타 Lij를 생성한다. 연산 결과가 부이면, 농도 벡터는측 공간에 속한다고 판정되고, 논리 "0"의 소속 비트 데이타 Lij가 생성된다.When the linear combination operation result d ij of the formula (2) is obtained, the linear combination processor 17 checks whether the operation result is positive, "0" or negative. If the result of the operation is positive or "0", the density vector of the pixel Is It determines with belonging to the space of the side, and produces | generates belonging bit data L ij of logic "1". If the result of the operation is negative, the concentration vector Is It is determined to belong to the side space, and the belonging bit data L ij of logic "0" is generated.
스텝(S4)에서 선형 결합 프로세서(17)는 생성된 소속 비트 데이타 Lij를 라인(26)를 통하여, 공간 할당 데이타 메모리(18)의 당해 화소 x에 대한 공간 할당 데이타의 제e비트에 제6도에 도시된 것과 같이 기입한다. 또한, e는 다음식(3)으로 표시되며, dij의 (i, j)가 (0, 1)(0, 2)…(0, n)(1, 2)(1, 3)…(n-1, n)과 병렬로 된 열의 몇번째에 있는가를 계산한다.In step S4, the linear combination processor 17 transfers the generated bit data L ij through the
i-1까지의 향수 i에 있어서의 j까지의 향수Perfume to j to i-1 Perfume to j to i-1
=ni-i(i+1)/2+(j-i-1)= ni-i (i + 1) / 2 + (j-i-1)
=i(n-i-1)2+j-i-1= i (n-i-1) 2 + j-i-1
여기에서, n은 기준 농도 벡터 수이다.Where n is the reference concentration vector number.
따라서, 제6도에 도시된 바와 같이로 하여을 채용한 경우에는 제0비트에 소속 비트 데이타 L1이 세트되고 ,을 채용한 경우에는 제1비트에 소속 비트 데이타 L2가 세트된다.Thus, as shown in FIG. By Is adopted, the bit data L 1 belonging to the 0th bit is set. Is adopted, the bit data L 2 belonging to the first bit is set.
스텝들(S2, S4)의 동작이 종료하면, 스텝(S6)에서 상기 연산처리와 판정처리가의 모든 조합(다만 i<j)에 대하여 종료되었는지의 여부가 조사된다.When the operation of the steps S2 and S4 ends, the calculation process and the determination process are performed in step S6. It is checked whether or not all combinations of (but i <j) are finished.
n개의 기준 농도 벡터의 조중 임의의의 조합(다만 i<k)은, n(n-1)/2와 같다. 따라서, 스텝(S6)에서 "아니오"로 판정되면, 선형 결합 프로세서(17)는 스텝들(S2, S4)의 동작을 반복하게 된다. 이로 인해 선형 결합 프로세서(17)가 제작동되기 때문에 공간 분할 명령이 재차 출력된다.any set of n reference concentration vectors Is a combination of n (n-1) / 2. Thus, if determined "NO" in step S6, the linear combination processor 17 repeats the operations of steps S2 and S4. As a result, since the linear combination processor 17 is manufactured, the spatial division instruction is output again.
스텝(S6)에서 "예"로 판정되면, 프로그램은 스텝(S7)으로 진행된다. 스텝(S7)에서 메모리(14 내지 16)에 격납된 모든 화소에 대하여 상기 연산처리와 판정처리가 종료되었는지의 여부가 조사된다. 만약 "아니오"이면 스텝(S2)에서 스텝(S6)까지가 반복된다. 만약 "예"이면, 스텝(S8)이 실행된다. 스텝(S7)에서 "예"라고 판정된 시점에서는 공간 할당 데이타 메모리(18)의 각 화소에 대한 각 공간 할당 데이타에는 n(n-1)/2개의 소속 비트 데이타 Lij가 기입되어 있는 셈이 된다.If "Yes" is determined in step S6, the program proceeds to step S7. In step S7, all the pixels stored in the
스텝(S8)에서는 분류 프로세서(19)에 각 화소가 속하는 카테고리를 결정하기 위하여 데이타 변환 명령이 분류프로세서(19)에 출력된다. 이 명령에 따라 분류프로세서(19)는 공간 할당 데이타 메모리(18)에서 각 공간 할당 데이타를 라인(27)을 통하여 해독하고, 해독된 공간 할당 데이타에 의거하여 해당 화소가 n개의 카테고리 s의 어디에 속해 있는가를 표시하는 분류데이타 s를 생성한다. 생성된 분류데이타는 라인(28)을 통하여 분류데이타 메모리(20)에 격납된다. 이상의 처리가 공간 할당 데이타 메모리(18)에 격납되어 있는 모든 공간 할당 데이타에 대하여 실행된다.In step S8, a data conversion instruction is output to the
여기에서, 분류프로세서(19)에 의한 분류데이타 생성에 대하여, n=3의 경우 즉 RGB 특징 공간을 제7도에 도시한 바와 같이 카테고리 0 내지 카테고리 2로 3분할할 경우를 예를 들어 설명한다. n=3의 경우, 공간 할당 데이타에 있어서의 소속 비트 데이타 수는 3ㆍ2/2=3이고, 제0비트에서 차례로 L1, L2, L12의 비트 데이타로 구성된다. 상기의 비트상태는 제8도에 도시한 바와 같이 23=8과 같고, 해당 화소가 카테고리 0, 카테고리 1, 카테고리 2를 지정하는 기준 농도 벡터의 어느 쪽의 공간에 속하는 가를 나타낸다. 클래스(class) "0"에 속하는 데이타는 L1ㆍL2=1이고, 클래스 "1"에 속하는 데이타는ㆍL12=1이고, 클래스 "2"에 속하는 데이타는=1이다. 그러나 이와 같이 하면, (0, 1, 0)과 (1, 0, 1)의 경우는 이해하기가 곤란하게 된다. 알기 어려운 화소는 버려도 좋다. 본 실시예에서는 L1에서 차례로 데이타를 판단하고, (1, 0, 1)은 클래스 "0"에, (0, 1, 0)은 클래스 "1"에 소속시키고 있다. 이상의 설명으로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 분류프로세서(19)에 의한 스텝(S8)의 동작이 모두 종료한 시점에서 분류데이타 메모리(20)에는 칼라 이미지 데이타의 분류결과가 화소 단위로 격납되어 있는 셈이 된다.Here, the case of classifying data generation by the
본 실시예에서는, n개의 기준 농도 벡터 dk(k=0Nn-1)의 조중 임의로 선택된 2개의 기준 농도 벡터(다만 i<j)의 조합에 대한 등거리 평면에서, RGB 특징 공간상의 각 화소를 분류하고, 각 화소가 기준 농도 벡터의 어느 쪽의 부분 공간에 속하는 가를 검출하는 동작을의 모든 조합, 즉 n(n-1)/2 방식에 대하여 실행한다. 또한 이 검출동작이 종래에 있어서의 모든 기준 농도 벡터까지의 거리를 계산하는 것과는 달리, 상기 (2)식에 보이는 선형 결합 연산의 결과에 따라 한번에 행할 수 있으므로, 카테고리 분류를 고속으로 행할 수 있다.In the present embodiment, two reference concentration vectors arbitrarily selected among the set of n reference concentration vectors d k (k = 0 N n-1) In the equidistant plane for the combination of i <j), each pixel in the RGB feature space is classified, and each pixel is a reference density vector. To detect which subspace of For all combinations of n, n (n-1) / 2. Unlike the calculation of the distances to all the reference density vectors in the related art, the detection operation can be performed at once according to the result of the linear combination operation shown in Equation (2), so that the category classification can be performed at high speed.
그런데, 분류프로세서(19)는 스텝(S8)의 동작을 종료하면 그것이 시스템버스(22)를 거쳐 CPU(11)에 통보된다.However, when the
CPU(11)는 히스토그램 연산 프로세서(21)를 시스템버스(22) 경우로 기동시킨다. 이에 의하여 히스토그램 프로세서(21)는 스텝(S10)에 표시되는 히스토그램 연산을 행한다.The
즉, 히스토그램 프로세서(21)는 우선 R 메모리(14) 및 분류 데이타 메모리(20)를 각 화소 단위로 동시에 액세스 하고, 분류 데이타 메모리(20)로부터의 분류데이타와 R 메모리(14)로부터의 R 성분의 농도와의 연결데이타를 대상으로 하여 히스토그램 연산을 행한다. 이것에 의하여, 카테고리 k(k=0, 1…, n-1)에 속하는 화소군 중에서 R 성분의 농도가 m(m=0, 1…, 255)이 되는 화소수를 나타내는 히스토그램 hrk(m)가 구해진다. 이 히스토그램 hrk(m)는 시스템버스(22)를 개통하여 메인 메모리(12)에 전송되고, 3개의 격납영역(13-0 내지 13-2)중 한 영역(130-2)의 제k카테고리의 제m엔트리에 격납된다. 히스토그램 프로세서(21)는 R 메모리(14) 및 분류 데이타 메모리(20)를 대상으로 하는 히스토그램 연산을 종료한 후 G 메모리(15) 및 B 메모리(16)를 대상으로 하는 히스토그램 연산을 R 메모리(14)와 동일하게 행한다. 이것에 의하여, 화소의 G, B 성분에 대한 히스토그램 hgk(m), hbk(m)도 얻을 수 있다.That is, the
CPU(11)는 히스토그램 프로세서(21)의 히스토그램 연산이 모두 종료하면, 카테고리 K 마다의 평균 농도 벡터를 구하기 위하여, 메인 메모리(12)의 3개의 격납영역(13-0 내지 13-2)에 격납되어 있는 hrk(m), hgk(m), hbk(m)를 사용하여 다음 식을 계산한다.When all the histogram calculations of the
여기서, n은 카테고리 k에 속하는 화소수를 나타낸다.Here, n represents the number of pixels belonging to category k.
CPU(11)는 스텝(S12)의 처리에 의하여 카테고리 k 마다의 평균 농도 벡터를 구하면, 스텝(S16)에서 이가 미리 설정되어 있는 오차의 범위내에서와 같은가 여부를 모든 카테고리 k에 걸쳐서 체크한다. 만약, 하나라도 같지 않은 것이 있으면, CPU(11)는를 스텝(S12)에서 구한로 바꿔놓고, 선형 결합 프로세서(17)를 재기동시킨다. 그리고, 상기의 동작이 반복되고 모든 k에 대하여가의 미리 설정되어 있는 오차 범위 이내가 되면, 영역분할 처리는 종료하게 된다.The
이상의 상태는 제9a 내지 제9c도에 걸쳐 도시되어 있다. 제9a도에는 두개의 영역을 지정하기 위하여 기호 +로 표시되는 두개의 기준 농도 벡터가 임의로 주어지고, 이 두개의 기준 농도 벡터의 등거리 평면에서 화상을 2분할한 상태가 제시되고 있다. 제9b도에는 제9a도에 도시되는 등거리 평면에서 2분할된 두개의 영역의 각 평균 농도 벡터의 등거리 평면에서 화상을 재차 2분할한 상태가 도시되고 있다. 그리고 제9c도에는, 제9b도에 도시되는 등거리 평면에서 2분할된 2개의 영역의 각 평균 농도 벡터(기호 ▲로 도시되고 있다)와, 이 2개의 벡터의 등거리 평면에서 화상을 재차 2분할하여 얻어지는 2개의 영역의 각 평균 농도 벡터가 일치되고 있는 최종적 클러스터의 상태가 도시되어 있다.The above state is shown over FIGS. 9A-9C. In Fig. 9A, two reference density vectors denoted by the symbol + are arbitrarily given to designate two regions, and a state obtained by dividing an image into two in the equidistant plane of the two reference density vectors is shown. FIG. 9B shows a state where the image is divided twice again in the equidistant plane of each average density vector of the two regions divided into two in the equidistant plane shown in FIG. 9A. In FIG. 9C, each average density vector of two regions divided by two in the equidistant plane shown in FIG. 9B (shown by the symbol ▲) and the image are further divided in two equidistant planes of the two vectors. The state of the final cluster in which each average concentration vector of the two regions obtained is matched is shown.
다음에 제2의 실시예에 대하여 설명한다. 구성은 제2도에 도시된 바와 같지만, 분류프로세서(19)에 의한 분류데이타의 작성방법이 제1의 실시예와 상이하다.Next, a second embodiment will be described. The configuration is as shown in FIG. 2, but the method of creating the classification data by the
제2의 실시예에 있어서 분류는 제10도의 데이타를 사용하여 행해진다. 이 예에서는 기준 농도 데이타가 5개이고, 상부 부분에 Lij가 "1"인 경우, 하부 부분에 Lij가 "0"인 경우의 클래스가 도시되어 있다. 우선, 기준 농도 벡터의 조에 대한 소속 비트 데이타 L1이 조사된다. 그 결과에 따라 L1이 "1"이면 횡측상에서 "0"이 선택되고 L1이 "0"이면 횡측상에서 "1"이 선택된다. L1이 "1"이면 다음에 L2가 조사된다. L1이 "0"이면 다음에 L12가 조사되고, 횡측 "1"과 종축 L12의 교점의 난에 표시되는 클래스가 된다.In the second embodiment, the classification is performed using the data in FIG. In this example, when the reference concentration data is five, and L ij is " 1 " in the upper portion, a class is shown when L ij is " 0 " in the lower portion. First, the reference concentration vector The belonging bit data L 1 for the set of is examined. As a result, when L 1 is "1", "0" is selected on the lateral side, and when L 1 is "0", "1" is selected on the lateral side. If L 1 is "1", then L 2 is irradiated. If L 1 is "0", L 12 is irradiated next, and it becomes the class displayed in the column of the intersection of the horizontal "1" and the longitudinal axis L 12 .
이때, L12가 "0"이면 클래스는 "2"가 되고, 다음에는 L23이 조사되게 된다. 분류프로세서(19)에는 상술한 바와 같은 고려에 따른 룩업 테이블이 준비되어 있고, 고속으로 공간 할당 데이타가 분류된다. 그 이외의 제2의 실시예의 동작은 제1의 실시예와 같다.At this time, if L 12 is "0", the class is "2", and then L 23 is examined. In the sorting
다음에 제3의 실시예에 대하여 설명한다.Next, a third embodiment will be described.
제3의 실시예의 구성은 제11도에 도시되어 있다.The configuration of the third embodiment is shown in FIG.
메인 메모리(12')는 메인 메모리(12)와 같으나, i 레지스터(42)와 j 레지스터(43)을 더 가지고 있다. 선형 결합 프로세서(17')는 선형 결합 프로세서(17)와 같으나, 값 dij를 구한 후 공간 할당 데이타에 소속 비트 데이타를 기입하는 것은 아니고, 그 값 dij이 정인지 부인지를 CPU(11')에 통보한다. 분류 데이타 메모리(20')내의 분류 데이타는 선형 결합 프로세서(17')에 의한 연산 결과에 따라 CPU(11')에 의하여 갱싱된다. 따라서 제1의 실시예와 비교하면, 공간 할당 데이타 메모리(8)와, 분류프로세서(19)가 생략된 구성으로 되어 있다.The main memory 12 'is the same as the
이하에 제12도를 참조하여 동작을 설명한다. 여기서 기준 농도 벡터의 수 n은 5개로 한다.The operation will be described below with reference to FIG. Here, the number n of reference concentration vectors is five.
최초에 분류 명령이 입력되면, 스텝(S22)에 분류 데이타 메모리(20')의 분류데이타가 클리어 된다. 또한 메인 메모리(12')의 i 레지스터(32)의 값 i가 "0"으로 j 레지스터(33)의 값 j가 "1"로 세트된다. 선형 결합 프로세서(17')에 라인(32)를 통하여 선형 결합 명령이 출력된다.If a sort command is inputted first, the sort data of the sort data memory 20 'is cleared in step S22. Further, the value i of the i register 32 of the main memory 12 'is set to "0" and the value j of the
그 명령에 응답하여, 선형 결합 프로세서(17')에 의하여 스텝(S24)에서는, 분류될 최초의 화소에 대한 농도 벡터의 데이타가 R, G 및 B 메모리(14, 15 및 16)에서 라인(23, 24 및 25)를 통하여 해독된다. 또한 값 i와 j에 의하여 지정되는 기준 농도 벡터가 메인 메모리(12')의 기준 농도 벡터 격납영역(31)에서 해독된다. 대상 화소의 농도 벡터 x와 기준 농도 벡터로부터, 제1의 실시예의 스텝(S2)과 같이하여 값 dij를 계산하기 위한 선형 결합연산이 실행된다.In response to the command, in step S24, by the linear combination processor 17 ', the density vector for the first pixel to be classified. Is decoded via
연산결과 dij가 정인지 부인지의 여부가 판정된다. 여기에서는 dij는 정이 었다고 가정한다. 판정 결과는 라인(23)을 통하여 CPU(11')에 통보된다.The result of the operation determines whether d ij is positive or negative. It is assumed here that d ij is positive. The determination result is notified to the CPU 11 'via the
스텝(S26)에서, 값 j가 n-1과 동일한지의 여부가 조사된다. 만약 "예"이면 스텝(S36)이 실행된다. 만약 "아니오"이면 스텝(S28)이 실행된다. 기준 농도 벡터 수는 5이므로, "아니오"로 판정되고, 이어서 스텝(S28)이 실행된다. 스텝(S28)에서는 선형 결합 프로세서(17')에서의 값 dij가 정인지 부인지의 여부가 조사된다. 값 dij가 정이면, 스텝(S30)이 실행되고, 부이면 스텝(S32)가 실행된다. 이 경우에 있어서, 값 dij는 정이므로, 스텝(S30)이 실행되고, j 레지스터(43)의 값이 1만큼 감소된다. 따라서 값 i는 "0", 값 j는 "2"가 된다.In step S26, it is checked whether the value j is equal to n-1. If YES, step S36 is executed. If no, step S28 is executed. Since the reference density vector number is 5, it is determined as "no", and then step S28 is executed. In step S28, it is checked whether the value d ij in the linear combination processor 17 'is positive or negative. If the value d ij is positive, step S30 is executed; if negative, step S32 is executed. In this case, since the value d ij is positive, step S30 is executed and the value of the j register 43 is decreased by one. Therefore, the value i becomes "0" and the value j becomes "2".
그 후, 스텝(S24)가 동일하게 반복한다.Thereafter, step S24 is repeated in the same manner.
이번에는 연산결과 dij가 부였다고 가정한다. 그러면, 스텝(S26)에 이어지는 스텝(S28)에서 "아니오"로 판정되고, 스텝(S32)가 실행된다. 스텝(S32)에서는 i 레지스터(42)에는 j 레지스터(43)의 값이 세트되고, 또 j 레지스터(43)의 값은 1만큼 증가된다. 즉, 값 i는 "2"이고, 값 j는 "3"이 된다. 분류 데이타 메모리(20')의 당해 화소에 대한 분류 데이타가 라인(33)을 통하여 CPU(11')에 의해 값 i에 따라 갱신된다. 따라서, 분류 데이타는 "2"로 갱신된다.This time, it is assumed that d ij is negative. Then, it is determined as "no" in step S28 following step S26, and step S32 is performed. In step S32, the value of the j register 43 is set in the i register 42, and the value of the j register 43 is increased by one. That is, the value i is "2" and the value j is "3". The classification data for this pixel in the classification data memory 20 'is updated by the CPU 11' via the
그 후, 스텝(S34)에서 분류데이타의 값이 n-1과 동일한지의 여부가 판정된다. "예"이면, 당해 화소에 대한 분류처리는 종료된 것으로, 스텝(S38)이 실행된다. 현재의 경우 분류데이타는 "2"이고 "아니오"로 판정된다.After that, in step S34, it is determined whether or not the value of the classification data is equal to n-1. If YES, the classification processing for the pixel is finished, and step S38 is executed. In the present case, the classification data is "2" and "no" is determined.
이어서 값 i 및 j에 따라 스텝(S24)이 실행된다. 이 결과 값 dij가 가정이라 한다면 스텝(S26, S28, S30)이 실행된다. 값 i와 j는 각각 "2", "4"로 된다. 그 후 스텝(S24)이 실행된다. 이 결과 dij는 부인 것으로 된다.Subsequently, step S24 is executed in accordance with the values i and j. If this result value d ij is assumed, steps S26, S28 and S30 are executed. The values i and j become "2" and "4", respectively. Thereafter, step S24 is executed. As a result, d ij becomes denial.
값 j는 "4"이므로, 스텝(S26)에서 "예"로 판정되고, 이어서 스텝(S36)이 실행된다. 만약 "아니오"이면 스텝(S28)이 실행된다. 스텝(S36)에서는, 값 dij가 정이면, 스텝(S38)이 실행된다. 값 dij가 부이면, 분류 데이타는 값 j에 따라 갱신된다. 즉, 분류 데이타의 값은 "4"가 된다. 그 후 스텝(S38)이 실행된다.Since the value j is "4", it is determined as "Yes" in step S26, and then step S36 is executed. If no, step S28 is executed. In step S36, if the value d ij is positive, step S38 is executed. If the value d ij is negative, the classification data is updated according to the value j. That is, the value of the classification data is "4". Thereafter, step S38 is executed.
스텝(S38)에서는, 처리 대상의 이미지 데이타를 구성하는 모든 화소에 대한 분류처리가 종료하였는지의 여부가 조사된다. "아니오"이면 다음의 화소에 대한 농도 벡터를 처리하기 위하여 프로그램은 스텝(S22)으로 복귀한다. "예"이면 제4b도의 스텝(S10) 이후가 실행된다. 제4b도의 스텝(S14)을 실행한 후, 프로그램은 다시 스텝(S22)으로 복귀한다.In step S38, it is checked whether or not the classification process for all the pixels constituting the image data to be processed is completed. If no, the program returns to step S22 to process the density vector for the next pixel. If YES, the process after step S10 in FIG. 4B is executed. After executing step S14 of FIG. 4B, the program returns to step S22 again.
이상 기술한 바와 같이 d1, d2, d23, d24의 4개 값으로, 즉 4회의 계산으로 화소를 분류한 셈이 된다.As described above, the pixel is classified into four values of d 1 , d 2 , d 23 , and d 24 , that is, four calculations.
제1 혹은 제2의 실시예인 경우에는 i, j에 관한 모든 조합을 생각하기 때문에, 기준 농도 벡터의 수가 5이므로, 5(5-1)/2=10회의 계산이 필요하였다. 따라서, 더욱 고속으로 농도 데이타의 분류를 실현할 수가 있다. 또 본 실시예에서는 공간 할당 데이타 메모리와 분류 프로세서를 생략할 수 있다.In the first or second embodiment, since all combinations of i and j are considered, the number of reference concentration vectors is 5, so 5 (5-1) / 2 = 10 calculations were required. Therefore, classification of concentration data can be realized at a higher speed. In this embodiment, the space allocation data memory and the classification processor can be omitted.
또한, 상기 실시예에서는 칼라 화상의 영역 분할에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 리모트센싱(remote sensing) 화상, 특성 x선 화상 등의 다중 스펙터 정보에 대한 클러스터링 처리에도 응용할 수 있으며, 또한 본 발명은 이미지 데이타에 관하여 설명하겠으나, 전술한 바와 같이 본 발명은 특징 벡터 전반에 걸쳐 적용할 수 있다.In addition, in the above embodiment, the division of the color image has been described, but the present invention can be applied to clustering processing for multi-spector information such as a remote sensing image, a characteristic x-ray image, and the present invention. As will be described with respect to the data, the invention can be applied throughout the feature vector as described above.
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