KR930009161B1 - 이진 화상의 경계(境界)화소 검출회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이진 화상의 경계(境界)화소 검출회로

제 1 도는 종래 기술에 의한 화상 처리시스템의 개략적인 블럭도.

제 2 도는 본 발명에 의한 이진 화상 경계화소 검출부를 채용한 화상처리 시스템의 개략적인 블럭도.

제 3 도는 본 발명에 의한 이진 화상 경계화소 검출부에서 경계화소로 선택되는 예를 나타낸 논리도.

제 4 도는 본 발명에 의한 경계화소 선택의 논리적 구성을 나타낸 진리표와 논리를 도시한 도면.

제 5 도는 제 2 도에 도시된 경계화소 검출부(10)의 상세한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : CCD 이미지 센서 2 : 증포기

3 : 샘플/홀더 4 : 아날로그-디지탈 변환기

5 : 화상처리기 10 : 경계화소 검출부

100 : 제 1 페이지 메모리 200 : 제 2 페이지 메모리

300 : 제 3 라인 메모리 310 : 제 2 라인 메모리

320 : 제 3 라인 메모리 400 : 어드레스 발생부

500 : 제어부 600 : 제 1 페이지 메모리 어드레스 카운터

610 : 라인 메모리 어드레스 카운터

620 : 제 2 페이지 메모리 어드레스 카운터

700 : 제 1 지연수단 710 : 제 2 지연수단

720 : 제 3 지연수단 730 : 제 4 지연수단

800 : 제 1 래치수단 810 : 제 2 래치수단

820 : 제 3 래치수단 900 : 경계화소 검출부

901-904 : 익스클루시브 오어게이트

913-917 : 인버터 932-933 : 오어게이트

950 : 비교기

본 발명은 이진 화상의 경계(境界)화소 검출회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화상처리 시스템에 의해 입력된 물체나 글자의 경계 성분만을 추출해내서 그들의 모양 해석을 통한 특징으로부터 인식과정을 수행함으로써 적은 양의 데이터를 이용하여 효율적으로 대상체의 특징으로 뽑아낼 수 있도록 하고 전기적인 특성에 의해서 발생하는 점잡음(spot noise)들을 제거하는 이진 화상의 경계화소 검출회로에 관한 것이다.

일반적인 문자인식장치, 물체인식장치, 그래픽 장치 등과 같은 화상처리 시스템은 화상의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하여 이를 단순히 저장하는데 그치고 있기 때문에 상기 화상처리 시스템의 디지탈 신호로 문자인식 혹은 패턴인식에 적용하기 위하여 경계 성분을 검출하고자 할 경우에 특별한 하드웨어의 채용없이 소프트 웨어만으로 처리하기 때문에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 화상처리기의 메모리 동작에 의존하게 되어 각종 제한요소가 따른다.

제 1 도에는 일반적인 화상처리 시스템이 도시되어 있는데 각 구성부의 기능을 간략히 설명하면 다음과 같다. CCD 이미지 센서(1)는 피사체의 광학성을 받아들여 전기적인 아날로그 신호로 출력하는데, 이 출력신호는 신호 전하량이 적기 때문에 증폭기(2)를 통하여 증폭시킨 후 미리 결정된 주기를 갖는 클럭에 의해 일정 레벨을 유지하는 전압으로 변환하는 샘플/홀더(Sample and Holder)(3)로 입력된다.

상기 샘플/홀더(3)는 증폭기(2)에서 출력되는 연속적인 아날로그 신호를 이산적 신호로 변환하여 아날로그/디지탈 변환기(4)를 통해서 원하는 용도의 화상처리 기능을 갖는 화상처리기(5)에 입력한다.

이와 같이, 종래의 화상처리 시스템을 문자인식 혹은 패턴인식에 적용하기 위하여 경계 성분을 검출하는데 있어 소프트웨어적인 방법을 적용하기 때문에 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 화상처리기(5)의 메모리 동작에 의존하게 되어 각종 제한 요소가 따르며 실시간 처리를 요구하는 목표물 추적 시스템(Target tracking system)과 같은 장치에는 적용이 불가능하고 전기적 특성에 의한 점잡음(spot noise)등을 미연에 방지할 수 없기 때문에 문자인식, 패턴인식에 효율적으로 적용될 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 화상처리 시스템 등에 아날로그/디지탈 변환된 신호를 특별한 임계값에 의해 혹 또는 백을 갖는 1비트의 이진 화상을 만들어, 이때 발생하는 점잡음(spot noise)들을 제거해 줌과 동시에 화상의 경계 성분만을 추출해 줌으로써 이를 이용하여 문자 및 패턴인식에 적용 가능하게 해주는 이진 화상의 경계(境界) 화소 검출회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이진 화상의 경계화소 검출회로는, 화상처리 시스템에서 A/D 변환된 전체의 화상데이터를 저장하는 제 1 페이지 메모리 수단으로부터 3라인분의 데이터를 제어수단에 의해서 기입 및 독출하는 라인 메모리 수단과, 상기 라인 메모리 수단에서 독출된 데이터를 읽어 중심화소에 대한 수직, 수평으로의 인접화소들과 비교를 위해 상기 데이터를 각각 지연시키는 지연수단과, 상기 지연수단을 통해 입력된 각각 라인에 해당되는 데이터를 조합하여 경계화소와 점잡음을 검출하는 경계화소 검출수단과, 상기 라인 메모리 수단에서 독출된 데이터중 중심 라인에 해당하는 데이터를 지연시키는 지연수단의 출력데이터신호와 기준데이터신호를 비교하는 비교수단과, 상기 비교수단과 경계화소 검출수단에서 출력된 신호에 따라 경계성분 검출신호로 변환된 신호를 제 2 페이지 메모리 수단에 저장하는 변환제어 논리수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출한 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 기술하기로 한다.

제 1~3라인 메모리(300, 310, 320)은 어드레스 발생부(400)의 출력단자(A2)를 통하여 어드레스 신호를 받고, 제어부(500)의 출력단자(01)로부터 기입 및 독출신호를 받아서 A/D 변환된 전체의 화상데이터를 저장하는 제 1 페이지 메모리 수단(100)으로부터 출력되는 1라인분의 데이터 신호를 각각 기입 및 독출하도록 구성한다. 제어부(500)는 제 1 페이지 메모리 어드레스 카운터(600)와 라인 메모리 어드레스 카운터(610) 및 제 2 페이지 메모리 어드레스 카운터(620)를 구동시켜 그 출력을 어드레스 발생수단(400)에 입력되도록 구성한다.

또한, 제 1~3지연수단(700, 710, 720)은 상기 제 1~3 라인 메모리 수단(300, 310, 320)에서 독출된 데이터를 각각 지연시키도록 구성함과 동시에 상기 제 2 지연수단(710)으로부터 지연된 데이터를 제 4 지연수단(730)을 통하여 다시 한번 지연시켜 중심화소에 대한 수직, 수평으로의 인접화소를 비교할 수 있도록 구성한다.

그리고, 경계화소 검출수단(900)은 상기 제 1 지연수단(700)과 제 2 지연수단(710)에서 지연된 데이터를 입력으로 하는 제 1 익스클루시브 오어게이트(901), 상기 제 2 지연수단(710)과 제 4 지연수단(730)에서 지연된 데이터를 입력으로 하는 제 2 익스클루시브 오어게이트(902)와, 상기 제 2 지연수단(710)과 제 2 라인 메모리 수단(310)의 출력데이터를 입력으로 하는 제 3 익스클루시브 오어게이트(903)와, 상기 제 3 지연수단(720)과 제 2 지연수단(710)에서 지연된 데이터를 입력으로 하는 제 4 익스클루시브 오어게이트(904)로 구성하고 또한, 상기 제 1~4 익스클루시브 오어게이트(901~904)의 출력 데이터를 입력으로 하는 제 5 익스클루시브 오어게이트(905)로 구성한다.

한편, 비교수단은 상기 제 2 지연수단(710)의 출력데이터신호와 기준데이터신호(Vref)를 비교하여 변환되어 논리수단으로 입력신호를 제공하는 비교기(950)로 구성한다. 변환제어 논리수단은 상기 제 2 지연수단(710)의 반전된 출력을 입력으로 하는 제 1 래치수단(800)과, 상기 제 2 지연수단(710)의 출력을 입력으로 하는 제 2 래치수단(810)과, 상기 비교수단과 경계화소 검출수단의 출력을 입력으로 하여 상기 래치수단(800, 810)을 인에이블시키고 제 2 페이지 메모리(200)의 기입 및 독출신호를 발생시키는 제 3 래치수단(820) 및 논리게이트로 구성된다. 또한 제 2 페이지 메모리는 사어기 제 1, 2 래치수단으로 부터 출력되는 신호를 저장하게 된다.

제 2 도는 본 발명에 의한 경계화소 검출부(10)를 채용한 화상처리 시스템의 개략적인 블럭도를 나타내고 있다.

제 3 도는 본 발명에 따른 이진 화상의 경계화소 검출원리를 설명하기 위하여 나타내는 논리도이고, 제 4 도는 본 발명에 의한 경계화소 선택의 논리적 구성을 나타내는 진리표와 논리를 도시한 도면이다.

제 3 도에서, 먼저 입력되어 한 프레임(Frame)으로 저장된 화상메모리내에서 소정화소의 위치 좌표를 (i, j)라 하고 (i, j)에서의 화소값을 P(i, j)라 할때 그의 4개의 이웃화소는 P(i-1, j),P(i, j-1),P(i, j+1),P(i+1, j)가 되는 논리도를 (a)~(d)를 통해서 나타내고 있으며 "X"는 도운트 캐어(don't care)를 나타낸다. 이때 P(i, j)가 "1"인 화소(흑레벨 화소)에 대해 그의 4개의 이웃화소와의 비교를 통해서 P(i, j)가 물체의 경계화소(boundary pixedl)인지 아닌지를 결정하게 되는데 P(i, j)에 대해 P(i-1, j),P(i, j-1),P(i, j+1),P(i+1, j)중 하나라도 "0"인 화소(백레벨 화소)를 갖게 되면 P(i, j)를 경계화소라고 한다.

따라서 경계화소 검출신호에 있어서 그 출력신호가 경계화소일 경우에만 그 값이 "1"이 된다. 그리고 P(i, j)가 "1"인 경우에 대해서 4개의 이웃화소가 모두 "0"인 값을 갖게 되면 P(i, j)는 고립화소 즉, 점잡음(spot noise)을 의미하므로 P(i, j)로 바꾸어 주고 4개의 이웃화소가 모두 "1"인 값을 가지면 물체의 내부화소를 의미하므로 역시 P(i, j)로 바꾸어 준다.

제 4a 도에서는 물체의 내부화소와 경계화소 및 점잡음의 진리표를 도시하고 (b)는 상기 (a)진리표의 A, B, C, D출력(E)의 논리도를 나타내는데,

로 표시된다. 이때 A, B, C, D는 각각 출력화소의 이웃화소를 의미한다.

제 5 도는, 본 발명에 의한 이진 화상 경계화소 검출회로를 나타낸 상세한 도면이다.

제 5 도에서 CCD 이미지 센서에 의해 스캐닝되어 아날로그/디지탈 변환된 화상데이터는 제 1 페이지 메모리(100)에 저장된다. 제 1 페이지 메모리(100)에 한 페이지분의 데이터 저장이 끝나면 제어부(500)는 제 1 페이지 메모리 어드레스 카운터(600)와 라인 메모리 어드레스 카운터(610)를 구동시켜 어드레스 발생부(400)로부터 제 1 페이지 메모리(100)내의 3라인 데이타를 읽어 제 1 라인 데이터는 제 1 라인 메모리(300)에, 제 2 라인 데이터는 제 2 라인 메모리(310)에, 제 3 라인 데이터는 제 3 라인 메모리(320)에 각각 저장한다. 이때 제어부(500)는 제 1-제 3 라인 메모리(300, 310, 320)의

단을 "0"으로 리세트시켜 기입모드로 만든다.

상기의 과정이 끝나면 4개의 이웃화소의 비교를 위해 지연소자를 사용하는데, 제 1 지연소자(700)를 통과한 신호는 P(i-1, j)가 되고, 제 2 지연소자(710)의 전단신호는 P(i,j+1)이고, 통과후의 신호는 P(i, j)이며, 제 3 지연소자(720)를 통과한 신호는 P(i+1, j)이고, 제 4 지연소자(730)를 통과한 신호는 P(i, j-1)이다.

이들 중 제 2 지연소자(710)를 통과한 신호인 P(i,j)와 나머지 4개의 이웃화소들을 각각 익스클루시브 오어게이트(901-904)를 통과시켜 그들의 유사도를 판명한 신호가 익스클루시브 오어게이트(905)로 들어가게 된다.

경계화소 검출부(900)는 제 4a 도에서 보는 바와 같이 A, B, C, D중 전부 "0"이면 P(i, j)가 고립화소이고 전부 "1"이면 내부화소이므로 상기의 경우를 제외한 A-D의 조건은 모두 경계화소를 의미한다. 이러한 조건을 만족시키는 논리식을 구해보면 제 4b 도와 같이 된다. 이를 익스클루시브 오어게이트(905)이다. 이때 경계화소 검출부(900)으로 입력되기 전에 화소데이터 값이 "0"인 부분 즉, 물체가 아닌 부분은 변환과정을 거칠 필요가 없기 때문에 비교기(905)를 통해서 P(i, j)가 "0"이면 인버터(916)의 출력이 "1"이 되므로 제 3 래치수단(802)이 디스에이블되어 제 2 래치수단(810)를 통한 변화하지 않은 데이터가 그대로 제 2 페이지 메모리(200)에 저장된다.

또한, P(i, j)가 다시 "1"일때는 비교기(950)의 출력이 "1"이 되므로 제 3 래치수단(820)이 인에이블되어 경계화소 검출부(900)를 거쳐 오어게이트(932)에 들어오는 신호(E)의 상태에 따라 제 1 래치수단(800) 혹은 제 2 래치수단(810)이 인에이블된다. 즉, 신호(E)가 "0"이면 고립 또는 내부화소를 의미하므로 P(i, j)는 인버터(914)를 통과해서 그 값이 "0"으로 변화되고, 경계화소 검출부(900)에서 출력되는 E가 "1"이면 경계화소를 의미하므로 P(i, j)는 그 값을 "1"로 유지한 채 각각 제 1 래치수단(800)과 제 2 래치수단(810)에 들어간다. 이때 제 1 래치수단(800)과 제 2 래치수단(810)의 인에이블(EN)단으로 들어가는 제어신호는 동시에 오어게이트(933)와 인버터(917)를 거쳐서 제 2 페이지 메모리(200)의

단으로 들어가 제 2 페이지 메모리(200)를 기입모드로 만들어 준다.

상기의 동작상태와 같이 P(i, j)가 경계화소로 판명된 경우에는 제 2 래치수단(810)의 출력이, 또한 고립 또는 내부 화소일 경우에는 제 1 래치수단(800)의 출력이 제 2 페이지 메모리(200)로 들어가 저장된다.

상기와 같이 1화소에 대한 과정을 끝내면 제어부(500)는 라인 메모리 어드레스 카운터(610)를 제어하여 1 라인분에 대한 상기의 과정이 끝날때까지 반복한다. 그래서 1라인에 대한 과정이 끝나면 제어부(500)는 각 어드레스 카운터(600-620)를 제어하여 다음의 3라인인 제 2 라인, 제 3 라인, 제 4 라인을 각각의 라인 메모리(300-320)에 저장하여 상기의 과정을 반복하면서 마지막 라인까지의 동작이 끝나게 되면 본 과정이 완료된다.

상기와 같이 본 발명에서는 디지탈화된 화소데이터를 서로 비교하여 경계성분을 찾음과 동시에 잡음제거를 수행하고 페이지 메모리를 두개 사용하여 원화상도 보존하고 백색모드 데이터는 처리하지 않고 넘어가므로 회로의 동작시간이 줄어들고 메모리와 논리게이트만으로 구성할 수 있으므로 실시간 처리가 가능한 이점이 있다.

Claims (1)

1. 화상처리 시스템에서 A/D변환된 이진 화상 데이터를 저장하는 제 1 페이지 메모리 수단 ; 상기 제 1 페이지 메모리 수단으로 부터 출력되는 3라인분의 데이터를 저장하는 라인 메모리 수단 ; 상기 라인 메모리 수단에서 독출된 데이터를 읽어 중심화소에 대한 수직, 수평으로의 인접화소들과 비교를 위해 상기 데이터를 각각 지연시키는 지연수단 ; 상기 지연수단을 통해 입력된 각각 라인에 해당되는 데이터를 조합해서 경계화소와 점잡음을 검출하는 경계화소 검출수단 ; 상기 라인 메모리 수단에서 독출된 데이터중 중심라인에 해당하는 데이터를 지연시키는 지연수단의 중심화소에 대한 출력신호와 기준데이터신호를 비교하는 비교수단 ; 상기 비교수단과 경계화소 검출수단에서 출력된 신호에 따라 입력되는 내부화소 및 고립화소신호를 변환시키기 위한 변환제어 논리수단 ; 상기 변환제어 논리수단에 의하여 변환된 내부화소 및 고립화소신호를 저장하기 위한 제 2 페이지 메모리 수단 ; 및 상기 제 1 페이지 메모리 수단의 입출력 제어 및 어드레스 발생을 위한 시스템 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이진 화상의 경계화소 검출회로.

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