JP2004334545A - フィルタ回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較回路を用いた昇順又は降順の並べ替えや、ヒストグラムデータの作成を必要とすることなく、小規模なデジタル回路で構成することができ、高速処理が可能なフィルタ回路を提供する。
【解決手段】注目画素を含むウィンドウ内にある各画素値を入力データとして入力し極値データを求める極値保持回路１７と、極値データを初期値として検索データを作成する検索データ作成回路１９と、入力データと検索データとを入力し、入力データ中に検索データが存在しているか否かの検索を行い一致カウントデータを出力するデータ検索可能メモリ１２と、一致カウントデータをカウントしてウィンドウのサイズの半分以上になったときメディアン値発見フラグを出力するメディアン値判定カウンタ回路１４とを備え、メディアン値発見フラグ出力時の検索データをメディアン値として出力させるようにフィルタ回路を構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】注目画素を含むウィンドウ内にある各画素値を入力データとして入力し極値データを求める極値保持回路１７と、極値データを初期値として検索データを作成する検索データ作成回路１９と、入力データと検索データとを入力し、入力データ中に検索データが存在しているか否かの検索を行い一致カウントデータを出力するデータ検索可能メモリ１２と、一致カウントデータをカウントしてウィンドウのサイズの半分以上になったときメディアン値発見フラグを出力するメディアン値判定カウンタ回路１４とを備え、メディアン値発見フラグ出力時の検索データをメディアン値として出力させるようにフィルタ回路を構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多値デジタル画像における各画素の値のノイズ成分を除去する手段として用いられるフィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−３３６１９２号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３６８１号公報
【０００３】
一般に、多値デジタル画像における各画素の値のノイズ成分を除去する手段として、メディアンフィルタが知られている。メディアンフィルタは、注目画素とその注目画素を含むウィンドウとして、マトリクス状のウィンドウＭ×Ｎ（Ｍ，Ｎは自然数）を設定し、該ウィンドウ内にある画素の値を取得して、画素の値を昇順又は降順に並べ替えることにより、メディアン値（中央値）を求め、注目画素の値を該メディアン値に置き換えるフィルタである。
【０００４】
このようなメディアンフィルタをデジタル回路で実現する場合、画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うために、値の大小比較を行う比較回路を用いるのが一般的である。特開平７−３３６１９２号公報（特許文献１）に、比較回路を用いてメディアン値を求める回路について開示がなされている。
【０００５】
図７は、上記公報に記載されている中央値回路を示すブロック図である。この中央値回路１００ は、２つの信号の最大値を選択して出力する最大値回路１０１ ，１０２ ，１０３ と、２つの信号の最小値を選択して出力する最小値回路１０４ ，１０５ とで構成されている。なお、図７において、１０６ ，１０７ は入力信号を段階的に遅延させる遅延回路である。
【０００６】
図８は、前記最大値／最小値回路を示すブロック図である。最大値／最小値回路は、２つの入力信号（ａ），（ｂ）のデジタル値を比較する比較回路１１１ と、この比較回路１１１ の比較結果１１２ に基づいて２つの入力信号（ａ），（ｂ）の何れか一方を選択して出力する選択回路１１３ とで構成されている。
【０００７】
最大値回路１０１ ，１０２ ，１０３ は、３つの入力信号ａ，ｂ，ｃから得られる２つずつの信号の組み合わせ（ａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ａ）について、それぞれの最大値を出力する。最小値回路１０４ は、最大値回路１０１ ，１０２ の出力信号の、最小値を選択して出力する。最小値回路１０５ は最小値回路１０４ の出力信号と、最大値回路１０３ の出力信号の、最小値を選択して出力する。
【０００８】
例えば、３つの入力信号ａ，ｂ，ｃの値の大きさがａ≧ｂ≧ｃであった場合、最大値回路１０１ はａ，最大値回路１０２ はｂ，最大値回路１０３ はａを出力する。次に、最小値回路１０４ はａとｂの最小値としてｂを出力し、最小値回路１０５ はｂとａの最小値としてｂを出力する。これにより、入力信号ａ，ｂ，ｃの中から、メディアン値であるｂが出力される。
【０００９】
このように上記公報に記載された手法によれば、比較回路を用いることで、メディアン値を求めるデジタル回路からなるメディアンフィルタを構成することができる。
【００１０】
また、特開２０００−２９３６８１号公報（特許文献２）には、比較回路を用いずにメディアン値を取得するフィルタ回路を構成する手法が開示されている。図９は、上記公報に記載された、比較回路を用いずにメディアン値を求めるフィルタ回路を示すブロック図である。このメディアンフィルタ回路は、ヒストグラム更新回路２０１ と、ヒストグラムメモリ２０２ と、中央値選択加算回路２０３ とで構成されており、ヒストグラム更新回路２０１ はデコーダ２１１ と、ヒストグラムメモリ２１２Ａ〜２１２Ｆと、加算回路２１３ と、減算回路２１４ とで構成されている。
【００１１】
このように構成されているヒストグラム更新回路２０１ においては、メディアンフィルタの処理対象となるウィンドウを移動させることによって、新たにウィンドウに加えられた画素の値のヒストグラムデータを求めて、部分的ヒストグラムメモリ２１２Ａに記憶する。ウィンドウの各列に対応した部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｂ〜２１２Ｆの値を順にシフトすることにより、ウィンドウから除外される画素の値が、部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｆに記憶される。
【００１２】
前記部分的ヒストグラムメモリ２１２Ａに記憶されたヒストグラムデータ、及び前記部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｆに記憶されたヒストグラムデータを、加算及び減算することによって、ヒストグラムメモリ２０２ のデータを更新し、中央値選択加算回路２０３ によって、ヒストグラムデータを大きさの順に累積加算する。累積加算データが、ウィンドウサイズの中央番目となるときのヒストグラムデータが、ウィンドウにおけるメディアン値である。
【００１３】
このように上記公報に記載された手法によれば、比較回路を用いずにメディアン値を取得するメディアンフィルタ回路を構成することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−３３６１９２号公報に開示されているような、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行う手法を用いたメディアンフィルタ回路を実現すると、処理対象となるウィンドウ内にある全ての画素の値を比較して順序を決定するために、ウィンドウのサイズが大きくなると、多数の比較回路が必要となり、デジタル回路で実現することが非常に困難である。
【００１５】
一方、上記特開２０００−２９３６８１号公報に開示されているような、比較回路を用いずにヒストグラムメモリを用いた手法によれば、処理対象となるウィンドウにある画素の値に対応するヒストグラムデータを作成する必要があり、回路規模が大規模且つ複雑なものとなってしまう。また、ヒストグラムメモリ２０２内の各アドレスに記憶されたヒストグラムデータの最小値又は最大値を認識していないので、昇順又は降順でヒストグラムメモリ２０２ 内の各アドレスにアクセスしてヒストグラムデータを累積加算する際に、ヒストグラムデータが０のアドレスに多くアクセスしてしまい、処理速度の大幅な低下が起こる可能性がある。
【００１６】
本発明は、従来のメディアンフィルタ回路における上記問題点に鑑みなされたもので、処理を単純化することで小規模なデジタル回路で構成することができ、高速な処理が可能なフィルタ回路を提供することを目的とする。請求項毎の目的を述べると、請求項１に係る発明は、小規模で高速処理が可能なデジタル化されたフィルタ回路を提供することを目的とし、請求項２〜８に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路を実現するための具体的且つ最適な構成を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、整数によって表現されている入力データとして、注目画素とその注目画素を含むウィンドウ内にある各画素の値を入力して、前記注目画素の値を前記ウィンドウ内における所定の昇順又は降順番目の、画素の値で置き換えるフィルタ回路であって、前記ウィンドウ内にある画素の値の極値を求めて保持する極値保持手段と、該極値保持手段からの極値データと入力データを入力し、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算することで所定の昇順又は降順番目の値を求めるデータ検索判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
このような構成とすることにより、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うことなく、またヒストグラムデータを作成することなく、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算することで、前記所定の昇順又は降順番目の値を求めることが可能となる。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路において、前記データ検索判定手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を記憶し、またデータ検索を行って値が一致したアドレスの個数情報を出力することが可能なデータ検索可能メモリと、該データ検索可能メモリへ検索データを入力する検索データ作成手段と、前記検索データと値が一致したアドレスの個数情報を累積加算するカウンタ手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
このような構成とすることにより、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算するデータ検索判定手段を、デジタル回路で構成することができる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項２に係るフィルタ回路において、前記データ検索可能メモリは、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループ毎にアドレスを決めてデータを記憶しておき、前記注目画素とその前記注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループのデータだけを、前記ウィンドウに新たに加えられたデータに更新することを特徴とするものである。
【００２２】
このような構成とすることにより、常に前記ウィンドウ内に存在している画素の値だけを、前記データ検索可能メモリに記憶しておくことができる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係るフィルタ回路において、前記データ検索可能メモリとして内容アドレスメモリを使用することを特徴とするものである。
【００２４】
このような構成とすることにより、前記データ検索可能メモリをデジタル回路で容易に構成することができる。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか１項に係るフィルタ回路において、前記検索データ作成手段は、前記極値保持手段で保持された前記極値を初期値として前記検索データを作成することを特徴とするものである。
【００２６】
このような構成とすることにより、前記ウィンドウ内に存在しない値を検索データの初期値として作成することがないので、処理を高速に行うことが可能になる。
【００２７】
請求項６に係る発明は、請求項２〜５のいずれか１項に係るフィルタ回路において、前記カウンタ手段は、前記所定の昇順又は降順番目以上のカウントで桁上げ信号を出力し、この桁上げ信号を前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値の発見信号として用いることを特徴とするものである。
【００２８】
このような構成とすることにより、前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値が発見されたことを容易に確認することができる。
【００２９】
請求項７に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路において、前記極値保持手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループでの極値を別々に求めて保持しておき、前記注目画素とその注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループの極値だけを、前記ウィンドウに新たに加えられたグループのデータの極値に更新することを特徴とするものである。
【００３０】
このような構成とすることにより、常に前記ウィンドウ内に存在している画素の値に対する極値を前記極値保持手段で保持することができる。
【００３１】
請求項８に係る発明は、請求項６に係るフィルタ回路において、前記データ検索判定手段は、前記カウンタ手段から前記発見信号が出力されたときの前記検索データを、前記所定の昇順又は降順番目の画素の値として出力することを特徴とするものである。
【００３２】
このような構成とすることにより、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うことなく、またヒストグラムデータを作成することなく、前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値を出力することが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、注目画素を含むウィンドウのサイズを５×５とし、画素の値は８ビットの符号なし整数（０〜２５５ ）で現されており、前記注目画素を含む前記ウィンドウを垂直方向に１画素ずつ移動させて１フレーム分のメディアン値（中央値）を得るものとする。また、極値保持手段で保持する極値として最小値を採用することとする。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態に係るフィルタ回路を示すブロック図である。初めに、図１を用いて本発明の原理について説明する。図１において、１２はデータ検索可能メモリ、１４はメディアン値判定カウンタ回路、１９は検索データ作成回路であり、これらによりデータ検索判定手段が構成されており、このデータ検索判定手段と極値保持回路１７とでフィルタ回路１０を構成している。
【００３５】
次に、動作原理を簡単に説明する。まず、注目画素を含むウィンドウ内にある各画素の値を入力データ１１として、フィルタ回路１０に入力する。入力データ１１は、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２及び極値保持回路１７に入力される。極値保持回路１７は、入力データ１１の極値を求めて極値データ１８として検索データ作成回路１９へ出力する。検索データ作成回路１９は、極値データ１８を初期値として検索データ１６を作成して、データ検索可能メモリへ出力する。検索データ１６は、またフィルタ回路１０から出力されるメディアン値データとして外部へ出力される。
【００３６】
データ検索可能メモリ１２は、入力データ１１の中に検索データ１６が存在しているか検索を行い、検索データ１６と一致した入力データ１１の個数を一致カウントデータ１３として、メディアン値判定カウンタ回路１４へ出力する。メディアン値判定カウンタ回路１４は、一致カウントデータ１３をカウントしていき、カウント値が前記ウィンドウのサイズ５×５の半分以上、すなわち１３以上になったときに桁上げ信号（キャリー）をメディアン値発見フラグ１５として出力する。
【００３７】
このようにして、入力されたデータに対してのメディアン値を容易に求めることが可能になる。ここで、内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）は、格納された全データに対する検索を同時に行うことが可能であるため、データ検索可能メモリ１２として内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いることにより、処理が高速化される。
【００３８】
次に、この実施の形態に係るフィルタ回路を構成する各回路の詳細な回路構成例について説明する。図２は、検索データ作成回路１９の構成例を示すブロック図で、入力された極値データ１８と、内蔵したループカウンタ回路２３が出力するカウント値２２を加算器２１で加算した結果を、検索データ１６として出力するように構成されている。
【００３９】
図３は、極値保持回路１７の構成例を示すブロック図で、選択回路３１は、入力データ１１を同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅに振り分け、同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅは、それぞれ同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅに入力される。同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅは、入力されたデータ３２Ａ〜３２Ｅの極値（本実施の形態の場合、最小値）を同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅとして極値判定回路３５へ出力する。そして、極値判定回路３５は、入力された同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅの中での極値（本実施の形態の場合、最小値）を、入力データ１１に対する極値データ１８として出力するようになっている。
【００４０】
図４は、同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅの構成例を示すブロック図で、比較回路４１は、入力された同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅと、記憶素子４４に記憶された同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅの大小比較を行い、比較結果４２を選択回路４３へ出力する。そして、選択回路４３は、比較結果４２に基づいて同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅと同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅのいずれか一方を選択して、記憶素子４４へ出力し、記憶素子４４は入力したデータを記憶し、同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅとして出力するようになっている。
【００４１】
次に、注目画素を含むウィンドウのサイズを５×５とした場合を例にとって、図１乃至図４に示した各回路の構成例を参照しながら、メディアン値を求める手法について説明する。ここで、図５は、ウィンドウの例を示すものであり、画素マトリクス５１に対して、注目画素５２と該注目画素５２を含むウィンドウとしてウィンドウ５３（本実施の形態の場合、５×５）を設定し、更に同一行画素グループ５４Ａ〜５４Ｆを設定した状態を示す。このときウィンドウの移動方向は、図５に示す通り、垂直方向に１画素ずつ移動させるものとする。また、画素の値は８ビットの符号なし整数（０〜２５５ ）とし、極値保持回路１７で保持する極値として最小値を採用することとする。
【００４２】
初めに、ウィンドウ５３に含まれる画素の値を入力データ１１として、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２及び極値保持回路１７に入力する。その際、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２は、記憶するアドレスを同一行画素グループ５４Ａ〜５４Ｅ毎に予め決めておく。
【００４３】
また、同一行列極値保持回路３３Ａには、同一行画素グループ５４Ａに含まれる画素の値を、同一行列入力データ３２Ａとして入力し、同一行列極値保持回路３３Ｂには、同一行画素グループ５４Ｂに含まれる画素の値を同一行列入力データ３２Ｂとして入力する。以下、同一行列極値保持回路３３Ｃ〜３３Ｅも同様に、同一行画素グループ５４Ｃ〜５４Ｅに含まれる画素の値を、それぞれ同一行列入力データ３２Ｃ〜３２Ｅとして入力する。
【００４４】
ウィンドウ５３に含まれる画素の値を全て入力した段階で、極値データ１８が極値保持回路１７から検索データ作成回路１９へ出力されているので、検索データ作成回路１９は該極値データ１８を初期値として検索データ１６を作成し、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２へ出力する。
【００４５】
検索データ１６を入力したデータ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２は、格納した入力データに対して検索データ１６と同じ値がいくつ存在しているか検索を行い、一致した個数を一致カウントデータ１３として、メディアン値判定カウンタ回路１４へ出力する。メディアン値判定カウンタ回路１４は、一致カウントデータ１３をカウントする。該カウントがウィンドウ５３に含まれる画素数の半分（本実施の形態の場合、５×５／２＝１３個）以上になったときは、メディアン値発見フラグ１５をＬｏｗレベルからＨｉｇｈ レベルにする。
【００４６】
メディアン値判定カウンタ回路１４からメディアン値発見フラグ１５をＨｉｇｈ レベルとする出力がなされると、図示しない外部回路が、その時点で出力されている検索データをメディアン値として判定し、フィルタ回路１０から出力するようになっている。
【００４７】
次に、注目画素５２及びウィンドウ５３を垂直方向に１行移動し、新たに注目画素５２となった画素の値と入れ替えるメディアン値を求める際には、新たにウィンドウ５３に加わる同一行画素グループ５４Ｆの画素の値を入力データ１１として、データ検索可能メモリ１２及び極値保持回路１７に入力する。その際、データ検索可能メモリ１２に記憶されている、ウィンドウ５３から外れる同一行画素グループ５４Ａの画素の値を、同一行画素グループ５４Ｆの画素の値で上書きして更新する。
【００４８】
また、極値保持回路１７の選択回路３１により、入力データ１１を同一行列入力データ３２Ａへ振り分け、同一行列極値保持回路３３Ａが保持していた、同一行画素グループ５４Ａの同一行列極値データ３４Ａを、同一行画素グループ５４Ｆの極値に更新する。
【００４９】
その後、同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅを極値判定回路３５へ入力して極値データ１８を更新し、検索データ作成回路１９を介して再度検索データ１６を更新して、データ検索可能メモリ１２に格納されたデータの検索を開始する。
【００５０】
ここまでの動作を、画素マトリクス５１の最終行まで、処理ウィンドウ５２を１行づつ移動しながら繰り返すことで、１フレーム分のメディアン値を得ることができる。
【００５１】
以上説明した本実施の形態に係るフィルタ回路のフィルタリング処理を、簡単にまとめて図６のフローチャートに示す。初めに、ステップＳ１で、処理ウィンドウ内の画素の値をデータ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納すると共に、極値保持回路１７で極値データ（本実施の形態の場合、最小値）を保持する。ステップＳ２で、検索データ作成回路１９において極値データ（本実施の形態の場合、最小値）を検索データの初期値に設定する。ステップＳ３で、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納した入力データに対して検索を行い、検索データと一致した入力データの個数を、メディアン値判定カウンタ回路１４で累積カウントする。
【００５２】
ステップＳ４で、メディアン値判定カウンタ回路１４によるメディアン値発見フラグを確認し、ＬｏｗであればステップＳ５へ進み、検索データ作成回路１９からの検索データをインクリメントして、再度ステップＳ３からの処理を実行する。メディアン値発見フラグがＨｉｇｈ であればステップＳ６へ進み、検索データをメディアン値データとして出力する。次いで、ステップＳ７で、画素マトリスクの最終行まで処理が終了していれば、メディアンフィルタリング処理を終了する。まだ最終行でない場合は、ステップＳ８へ進み、処理ウィンドウを移動すると共に、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納したデータ及び極値保持回路１７の極値データを更新して、再度ステップＳ２からの処理を実行する。
【００５３】
以上のような構成及び手法により、小規模なデジタル回路からなるフィルタ回路で、１フレーム分のメディアン値を得ることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、ウィンドウサイズを５×５，画素の値を８ビットの符号なし整数としたが、これらに限定されることなく、ウィンドウサイズも画素値も自由に設定できることは言うまでもない。また、ウィンドウの移動方向についても限定されないことは勿論である。更に、極値保持回路で保持する極値として最小値を用いたが、最大値を用いてもよい。更に、データ検索可能メモリとして内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いたが、これには限定されず、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを用いてもよいことは言うまでもない。但し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を用いた場合には、内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いたときのように、小規模なデジタル回路で構成することは難しくなる。また、上記実施の形態では、メディアン値を求めるようにしたものを示したが、同様にして所定の昇順又は降順番目の画素の値を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、ウィンドウ内における所定の昇順又は降順番目の画素の値を求めるために、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行う必要がなく、またヒストグラムデータを作成する必要がないので、処理が単純化され、小規模なデジタル回路でフィルタ回路を構成することができる。また、処理ウィンドウにある画素の値の極値を検索データの初期値とすることで、処理ウィンドウに存在しない値を検索データとしてしまう可能性を低くすることができるので、高速なフィルタリング処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルタ回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施の形態における検索データ作成回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した実施の形態における極値保持回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示した極値保持回路における同一行列極値保持回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図５】画素マトリクスに対して処理ウィンドウ、同一行画素グループ、及び注目画素を設定した状態を示す説明図である。
【図６】本実施の形態に係るフィルタ回路によるフィルタリング処理動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の中央値回路を示すブロック図である。
【図８】図７に示した中央値回路における最大値回路及び最小値回路を示すブロック図である。
【図９】従来のメディアンフィルタ回路の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ フィルタ回路
１１ 入力データ
１２ データ検索可能メモリ
１３ 一致カウントデータ
１４ メディアン値判定カウンタ回路
１５ メディアン値発見フラグ
１６ 検索データ
１７ 極値保持回路
１８ 極値データ
１９ 検索データ作成回路
２１ 加算器
２２ カウント値
２３ ループカウンタ回路
３１ 選択回路
３２Ａ〜３２Ｅ 同一行列入力データ
３３Ａ〜３３Ｅ 同一行列極値保持回路
３４Ａ〜３４Ｅ 同一行列極値データ
３５ 極値判定回路
４１ 比較回路
４２ 比較結果
４３ 選択回路
４４ 記憶素子
５１ 画素マトリクス
５２ 注目画素
５３ ウィンドウ
５４Ａ〜５４Ｆ 同一行画素グループ
【発明の属する技術分野】
この発明は、多値デジタル画像における各画素の値のノイズ成分を除去する手段として用いられるフィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−３３６１９２号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３６８１号公報
【０００３】
一般に、多値デジタル画像における各画素の値のノイズ成分を除去する手段として、メディアンフィルタが知られている。メディアンフィルタは、注目画素とその注目画素を含むウィンドウとして、マトリクス状のウィンドウＭ×Ｎ（Ｍ，Ｎは自然数）を設定し、該ウィンドウ内にある画素の値を取得して、画素の値を昇順又は降順に並べ替えることにより、メディアン値（中央値）を求め、注目画素の値を該メディアン値に置き換えるフィルタである。
【０００４】
このようなメディアンフィルタをデジタル回路で実現する場合、画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うために、値の大小比較を行う比較回路を用いるのが一般的である。特開平７−３３６１９２号公報（特許文献１）に、比較回路を用いてメディアン値を求める回路について開示がなされている。
【０００５】
図７は、上記公報に記載されている中央値回路を示すブロック図である。この中央値回路１００ は、２つの信号の最大値を選択して出力する最大値回路１０１ ，１０２ ，１０３ と、２つの信号の最小値を選択して出力する最小値回路１０４ ，１０５ とで構成されている。なお、図７において、１０６ ，１０７ は入力信号を段階的に遅延させる遅延回路である。
【０００６】
図８は、前記最大値／最小値回路を示すブロック図である。最大値／最小値回路は、２つの入力信号（ａ），（ｂ）のデジタル値を比較する比較回路１１１ と、この比較回路１１１ の比較結果１１２ に基づいて２つの入力信号（ａ），（ｂ）の何れか一方を選択して出力する選択回路１１３ とで構成されている。
【０００７】
最大値回路１０１ ，１０２ ，１０３ は、３つの入力信号ａ，ｂ，ｃから得られる２つずつの信号の組み合わせ（ａ−ｂ，ｂ−ｃ，ｃ−ａ）について、それぞれの最大値を出力する。最小値回路１０４ は、最大値回路１０１ ，１０２ の出力信号の、最小値を選択して出力する。最小値回路１０５ は最小値回路１０４ の出力信号と、最大値回路１０３ の出力信号の、最小値を選択して出力する。
【０００８】
例えば、３つの入力信号ａ，ｂ，ｃの値の大きさがａ≧ｂ≧ｃであった場合、最大値回路１０１ はａ，最大値回路１０２ はｂ，最大値回路１０３ はａを出力する。次に、最小値回路１０４ はａとｂの最小値としてｂを出力し、最小値回路１０５ はｂとａの最小値としてｂを出力する。これにより、入力信号ａ，ｂ，ｃの中から、メディアン値であるｂが出力される。
【０００９】
このように上記公報に記載された手法によれば、比較回路を用いることで、メディアン値を求めるデジタル回路からなるメディアンフィルタを構成することができる。
【００１０】
また、特開２０００−２９３６８１号公報（特許文献２）には、比較回路を用いずにメディアン値を取得するフィルタ回路を構成する手法が開示されている。図９は、上記公報に記載された、比較回路を用いずにメディアン値を求めるフィルタ回路を示すブロック図である。このメディアンフィルタ回路は、ヒストグラム更新回路２０１ と、ヒストグラムメモリ２０２ と、中央値選択加算回路２０３ とで構成されており、ヒストグラム更新回路２０１ はデコーダ２１１ と、ヒストグラムメモリ２１２Ａ〜２１２Ｆと、加算回路２１３ と、減算回路２１４ とで構成されている。
【００１１】
このように構成されているヒストグラム更新回路２０１ においては、メディアンフィルタの処理対象となるウィンドウを移動させることによって、新たにウィンドウに加えられた画素の値のヒストグラムデータを求めて、部分的ヒストグラムメモリ２１２Ａに記憶する。ウィンドウの各列に対応した部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｂ〜２１２Ｆの値を順にシフトすることにより、ウィンドウから除外される画素の値が、部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｆに記憶される。
【００１２】
前記部分的ヒストグラムメモリ２１２Ａに記憶されたヒストグラムデータ、及び前記部分的ヒストグラムメモリ２１２Ｆに記憶されたヒストグラムデータを、加算及び減算することによって、ヒストグラムメモリ２０２ のデータを更新し、中央値選択加算回路２０３ によって、ヒストグラムデータを大きさの順に累積加算する。累積加算データが、ウィンドウサイズの中央番目となるときのヒストグラムデータが、ウィンドウにおけるメディアン値である。
【００１３】
このように上記公報に記載された手法によれば、比較回路を用いずにメディアン値を取得するメディアンフィルタ回路を構成することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−３３６１９２号公報に開示されているような、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行う手法を用いたメディアンフィルタ回路を実現すると、処理対象となるウィンドウ内にある全ての画素の値を比較して順序を決定するために、ウィンドウのサイズが大きくなると、多数の比較回路が必要となり、デジタル回路で実現することが非常に困難である。
【００１５】
一方、上記特開２０００−２９３６８１号公報に開示されているような、比較回路を用いずにヒストグラムメモリを用いた手法によれば、処理対象となるウィンドウにある画素の値に対応するヒストグラムデータを作成する必要があり、回路規模が大規模且つ複雑なものとなってしまう。また、ヒストグラムメモリ２０２内の各アドレスに記憶されたヒストグラムデータの最小値又は最大値を認識していないので、昇順又は降順でヒストグラムメモリ２０２ 内の各アドレスにアクセスしてヒストグラムデータを累積加算する際に、ヒストグラムデータが０のアドレスに多くアクセスしてしまい、処理速度の大幅な低下が起こる可能性がある。
【００１６】
本発明は、従来のメディアンフィルタ回路における上記問題点に鑑みなされたもので、処理を単純化することで小規模なデジタル回路で構成することができ、高速な処理が可能なフィルタ回路を提供することを目的とする。請求項毎の目的を述べると、請求項１に係る発明は、小規模で高速処理が可能なデジタル化されたフィルタ回路を提供することを目的とし、請求項２〜８に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路を実現するための具体的且つ最適な構成を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、整数によって表現されている入力データとして、注目画素とその注目画素を含むウィンドウ内にある各画素の値を入力して、前記注目画素の値を前記ウィンドウ内における所定の昇順又は降順番目の、画素の値で置き換えるフィルタ回路であって、前記ウィンドウ内にある画素の値の極値を求めて保持する極値保持手段と、該極値保持手段からの極値データと入力データを入力し、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算することで所定の昇順又は降順番目の値を求めるデータ検索判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
このような構成とすることにより、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うことなく、またヒストグラムデータを作成することなく、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算することで、前記所定の昇順又は降順番目の値を求めることが可能となる。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路において、前記データ検索判定手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を記憶し、またデータ検索を行って値が一致したアドレスの個数情報を出力することが可能なデータ検索可能メモリと、該データ検索可能メモリへ検索データを入力する検索データ作成手段と、前記検索データと値が一致したアドレスの個数情報を累積加算するカウンタ手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
このような構成とすることにより、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算するデータ検索判定手段を、デジタル回路で構成することができる。
【００２１】
請求項３に係る発明は、請求項２に係るフィルタ回路において、前記データ検索可能メモリは、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループ毎にアドレスを決めてデータを記憶しておき、前記注目画素とその前記注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループのデータだけを、前記ウィンドウに新たに加えられたデータに更新することを特徴とするものである。
【００２２】
このような構成とすることにより、常に前記ウィンドウ内に存在している画素の値だけを、前記データ検索可能メモリに記憶しておくことができる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に係るフィルタ回路において、前記データ検索可能メモリとして内容アドレスメモリを使用することを特徴とするものである。
【００２４】
このような構成とすることにより、前記データ検索可能メモリをデジタル回路で容易に構成することができる。
【００２５】
請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか１項に係るフィルタ回路において、前記検索データ作成手段は、前記極値保持手段で保持された前記極値を初期値として前記検索データを作成することを特徴とするものである。
【００２６】
このような構成とすることにより、前記ウィンドウ内に存在しない値を検索データの初期値として作成することがないので、処理を高速に行うことが可能になる。
【００２７】
請求項６に係る発明は、請求項２〜５のいずれか１項に係るフィルタ回路において、前記カウンタ手段は、前記所定の昇順又は降順番目以上のカウントで桁上げ信号を出力し、この桁上げ信号を前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値の発見信号として用いることを特徴とするものである。
【００２８】
このような構成とすることにより、前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値が発見されたことを容易に確認することができる。
【００２９】
請求項７に係る発明は、請求項１に係るフィルタ回路において、前記極値保持手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループでの極値を別々に求めて保持しておき、前記注目画素とその注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループの極値だけを、前記ウィンドウに新たに加えられたグループのデータの極値に更新することを特徴とするものである。
【００３０】
このような構成とすることにより、常に前記ウィンドウ内に存在している画素の値に対する極値を前記極値保持手段で保持することができる。
【００３１】
請求項８に係る発明は、請求項６に係るフィルタ回路において、前記データ検索判定手段は、前記カウンタ手段から前記発見信号が出力されたときの前記検索データを、前記所定の昇順又は降順番目の画素の値として出力することを特徴とするものである。
【００３２】
このような構成とすることにより、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行うことなく、またヒストグラムデータを作成することなく、前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値を出力することが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。なお、ここでは説明の便宜上、注目画素を含むウィンドウのサイズを５×５とし、画素の値は８ビットの符号なし整数（０〜２５５ ）で現されており、前記注目画素を含む前記ウィンドウを垂直方向に１画素ずつ移動させて１フレーム分のメディアン値（中央値）を得るものとする。また、極値保持手段で保持する極値として最小値を採用することとする。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態に係るフィルタ回路を示すブロック図である。初めに、図１を用いて本発明の原理について説明する。図１において、１２はデータ検索可能メモリ、１４はメディアン値判定カウンタ回路、１９は検索データ作成回路であり、これらによりデータ検索判定手段が構成されており、このデータ検索判定手段と極値保持回路１７とでフィルタ回路１０を構成している。
【００３５】
次に、動作原理を簡単に説明する。まず、注目画素を含むウィンドウ内にある各画素の値を入力データ１１として、フィルタ回路１０に入力する。入力データ１１は、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２及び極値保持回路１７に入力される。極値保持回路１７は、入力データ１１の極値を求めて極値データ１８として検索データ作成回路１９へ出力する。検索データ作成回路１９は、極値データ１８を初期値として検索データ１６を作成して、データ検索可能メモリへ出力する。検索データ１６は、またフィルタ回路１０から出力されるメディアン値データとして外部へ出力される。
【００３６】
データ検索可能メモリ１２は、入力データ１１の中に検索データ１６が存在しているか検索を行い、検索データ１６と一致した入力データ１１の個数を一致カウントデータ１３として、メディアン値判定カウンタ回路１４へ出力する。メディアン値判定カウンタ回路１４は、一致カウントデータ１３をカウントしていき、カウント値が前記ウィンドウのサイズ５×５の半分以上、すなわち１３以上になったときに桁上げ信号（キャリー）をメディアン値発見フラグ１５として出力する。
【００３７】
このようにして、入力されたデータに対してのメディアン値を容易に求めることが可能になる。ここで、内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）は、格納された全データに対する検索を同時に行うことが可能であるため、データ検索可能メモリ１２として内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いることにより、処理が高速化される。
【００３８】
次に、この実施の形態に係るフィルタ回路を構成する各回路の詳細な回路構成例について説明する。図２は、検索データ作成回路１９の構成例を示すブロック図で、入力された極値データ１８と、内蔵したループカウンタ回路２３が出力するカウント値２２を加算器２１で加算した結果を、検索データ１６として出力するように構成されている。
【００３９】
図３は、極値保持回路１７の構成例を示すブロック図で、選択回路３１は、入力データ１１を同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅに振り分け、同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅは、それぞれ同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅに入力される。同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅは、入力されたデータ３２Ａ〜３２Ｅの極値（本実施の形態の場合、最小値）を同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅとして極値判定回路３５へ出力する。そして、極値判定回路３５は、入力された同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅの中での極値（本実施の形態の場合、最小値）を、入力データ１１に対する極値データ１８として出力するようになっている。
【００４０】
図４は、同一行列極値保持回路３３Ａ〜３３Ｅの構成例を示すブロック図で、比較回路４１は、入力された同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅと、記憶素子４４に記憶された同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅの大小比較を行い、比較結果４２を選択回路４３へ出力する。そして、選択回路４３は、比較結果４２に基づいて同一行列入力データ３２Ａ〜３２Ｅと同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅのいずれか一方を選択して、記憶素子４４へ出力し、記憶素子４４は入力したデータを記憶し、同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅとして出力するようになっている。
【００４１】
次に、注目画素を含むウィンドウのサイズを５×５とした場合を例にとって、図１乃至図４に示した各回路の構成例を参照しながら、メディアン値を求める手法について説明する。ここで、図５は、ウィンドウの例を示すものであり、画素マトリクス５１に対して、注目画素５２と該注目画素５２を含むウィンドウとしてウィンドウ５３（本実施の形態の場合、５×５）を設定し、更に同一行画素グループ５４Ａ〜５４Ｆを設定した状態を示す。このときウィンドウの移動方向は、図５に示す通り、垂直方向に１画素ずつ移動させるものとする。また、画素の値は８ビットの符号なし整数（０〜２５５ ）とし、極値保持回路１７で保持する極値として最小値を採用することとする。
【００４２】
初めに、ウィンドウ５３に含まれる画素の値を入力データ１１として、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２及び極値保持回路１７に入力する。その際、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２は、記憶するアドレスを同一行画素グループ５４Ａ〜５４Ｅ毎に予め決めておく。
【００４３】
また、同一行列極値保持回路３３Ａには、同一行画素グループ５４Ａに含まれる画素の値を、同一行列入力データ３２Ａとして入力し、同一行列極値保持回路３３Ｂには、同一行画素グループ５４Ｂに含まれる画素の値を同一行列入力データ３２Ｂとして入力する。以下、同一行列極値保持回路３３Ｃ〜３３Ｅも同様に、同一行画素グループ５４Ｃ〜５４Ｅに含まれる画素の値を、それぞれ同一行列入力データ３２Ｃ〜３２Ｅとして入力する。
【００４４】
ウィンドウ５３に含まれる画素の値を全て入力した段階で、極値データ１８が極値保持回路１７から検索データ作成回路１９へ出力されているので、検索データ作成回路１９は該極値データ１８を初期値として検索データ１６を作成し、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２へ出力する。
【００４５】
検索データ１６を入力したデータ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２は、格納した入力データに対して検索データ１６と同じ値がいくつ存在しているか検索を行い、一致した個数を一致カウントデータ１３として、メディアン値判定カウンタ回路１４へ出力する。メディアン値判定カウンタ回路１４は、一致カウントデータ１３をカウントする。該カウントがウィンドウ５３に含まれる画素数の半分（本実施の形態の場合、５×５／２＝１３個）以上になったときは、メディアン値発見フラグ１５をＬｏｗレベルからＨｉｇｈ レベルにする。
【００４６】
メディアン値判定カウンタ回路１４からメディアン値発見フラグ１５をＨｉｇｈ レベルとする出力がなされると、図示しない外部回路が、その時点で出力されている検索データをメディアン値として判定し、フィルタ回路１０から出力するようになっている。
【００４７】
次に、注目画素５２及びウィンドウ５３を垂直方向に１行移動し、新たに注目画素５２となった画素の値と入れ替えるメディアン値を求める際には、新たにウィンドウ５３に加わる同一行画素グループ５４Ｆの画素の値を入力データ１１として、データ検索可能メモリ１２及び極値保持回路１７に入力する。その際、データ検索可能メモリ１２に記憶されている、ウィンドウ５３から外れる同一行画素グループ５４Ａの画素の値を、同一行画素グループ５４Ｆの画素の値で上書きして更新する。
【００４８】
また、極値保持回路１７の選択回路３１により、入力データ１１を同一行列入力データ３２Ａへ振り分け、同一行列極値保持回路３３Ａが保持していた、同一行画素グループ５４Ａの同一行列極値データ３４Ａを、同一行画素グループ５４Ｆの極値に更新する。
【００４９】
その後、同一行列極値データ３４Ａ〜３４Ｅを極値判定回路３５へ入力して極値データ１８を更新し、検索データ作成回路１９を介して再度検索データ１６を更新して、データ検索可能メモリ１２に格納されたデータの検索を開始する。
【００５０】
ここまでの動作を、画素マトリクス５１の最終行まで、処理ウィンドウ５２を１行づつ移動しながら繰り返すことで、１フレーム分のメディアン値を得ることができる。
【００５１】
以上説明した本実施の形態に係るフィルタ回路のフィルタリング処理を、簡単にまとめて図６のフローチャートに示す。初めに、ステップＳ１で、処理ウィンドウ内の画素の値をデータ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納すると共に、極値保持回路１７で極値データ（本実施の形態の場合、最小値）を保持する。ステップＳ２で、検索データ作成回路１９において極値データ（本実施の形態の場合、最小値）を検索データの初期値に設定する。ステップＳ３で、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納した入力データに対して検索を行い、検索データと一致した入力データの個数を、メディアン値判定カウンタ回路１４で累積カウントする。
【００５２】
ステップＳ４で、メディアン値判定カウンタ回路１４によるメディアン値発見フラグを確認し、ＬｏｗであればステップＳ５へ進み、検索データ作成回路１９からの検索データをインクリメントして、再度ステップＳ３からの処理を実行する。メディアン値発見フラグがＨｉｇｈ であればステップＳ６へ進み、検索データをメディアン値データとして出力する。次いで、ステップＳ７で、画素マトリスクの最終行まで処理が終了していれば、メディアンフィルタリング処理を終了する。まだ最終行でない場合は、ステップＳ８へ進み、処理ウィンドウを移動すると共に、データ検索可能メモリ（ＣＡＭ）１２に格納したデータ及び極値保持回路１７の極値データを更新して、再度ステップＳ２からの処理を実行する。
【００５３】
以上のような構成及び手法により、小規模なデジタル回路からなるフィルタ回路で、１フレーム分のメディアン値を得ることが可能となる。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、ウィンドウサイズを５×５，画素の値を８ビットの符号なし整数としたが、これらに限定されることなく、ウィンドウサイズも画素値も自由に設定できることは言うまでもない。また、ウィンドウの移動方向についても限定されないことは勿論である。更に、極値保持回路で保持する極値として最小値を用いたが、最大値を用いてもよい。更に、データ検索可能メモリとして内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いたが、これには限定されず、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを用いてもよいことは言うまでもない。但し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を用いた場合には、内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）を用いたときのように、小規模なデジタル回路で構成することは難しくなる。また、上記実施の形態では、メディアン値を求めるようにしたものを示したが、同様にして所定の昇順又は降順番目の画素の値を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、ウィンドウ内における所定の昇順又は降順番目の画素の値を求めるために、比較回路を用いて画素の値を昇順又は降順に並べ替えを行う必要がなく、またヒストグラムデータを作成する必要がないので、処理が単純化され、小規模なデジタル回路でフィルタ回路を構成することができる。また、処理ウィンドウにある画素の値の極値を検索データの初期値とすることで、処理ウィンドウに存在しない値を検索データとしてしまう可能性を低くすることができるので、高速なフィルタリング処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルタ回路の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施の形態における検索データ作成回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示した実施の形態における極値保持回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示した極値保持回路における同一行列極値保持回路の詳細な回路構成例を示すブロック図である。
【図５】画素マトリクスに対して処理ウィンドウ、同一行画素グループ、及び注目画素を設定した状態を示す説明図である。
【図６】本実施の形態に係るフィルタ回路によるフィルタリング処理動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の中央値回路を示すブロック図である。
【図８】図７に示した中央値回路における最大値回路及び最小値回路を示すブロック図である。
【図９】従来のメディアンフィルタ回路の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ フィルタ回路
１１ 入力データ
１２ データ検索可能メモリ
１３ 一致カウントデータ
１４ メディアン値判定カウンタ回路
１５ メディアン値発見フラグ
１６ 検索データ
１７ 極値保持回路
１８ 極値データ
１９ 検索データ作成回路
２１ 加算器
２２ カウント値
２３ ループカウンタ回路
３１ 選択回路
３２Ａ〜３２Ｅ 同一行列入力データ
３３Ａ〜３３Ｅ 同一行列極値保持回路
３４Ａ〜３４Ｅ 同一行列極値データ
３５ 極値判定回路
４１ 比較回路
４２ 比較結果
４３ 選択回路
４４ 記憶素子
５１ 画素マトリクス
５２ 注目画素
５３ ウィンドウ
５４Ａ〜５４Ｆ 同一行画素グループ
Claims (8)
- 整数によって表現されている入力データとして、注目画素とその注目画素を含むウィンドウ内にある各画素の値を入力して、前記注目画素の値を前記ウィンドウ内における所定の昇順又は降順番目の、画素の値で置き換えるフィルタ回路であって、前記ウィンドウ内にある画素の値の極値を求めて保持する極値保持手段と、該極値保持手段からの極値データと入力データを入力し、前記ウィンドウ内にある画素の値の出現頻度を累積加算することで所定の昇順又は降順番目の値を求めるデータ検索判定手段とを備えたことを特徴とするフィルタ回路。
- 前記データ検索判定手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を記憶し、またデータ検索を行って値が一致したアドレスの個数情報を出力することが可能なデータ検索可能メモリと、該データ検索可能メモリへ検索データを入力する検索データ作成手段と、前記検索データと値が一致したアドレスの個数情報を累積加算するカウンタ手段とを備えたことを特徴とする請求項１に係るフィルタ回路。
- 前記データ検索可能メモリは、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループ毎にアドレスを決めてデータを記憶しておき、前記注目画素とその前記注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループのデータだけを、前記ウィンドウに新たに加えられたデータに更新することを特徴とする請求項２に係るフィルタ回路。
- 前記データ検索可能メモリとして内容アドレスメモリを使用することを特徴とする請求項２又は３に係るフィルタ回路。
- 前記検索データ作成手段は、前記極値保持手段で保持された前記極値を初期値として前記検索データを作成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に係るフィルタ回路。
- 前記カウンタ手段は、前記所定の昇順又は降順番目以上のカウントで桁上げ信号を出力し、この桁上げ信号を前記所定の昇順又は降順番目の、画素の値の発見信号として用いることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に係るフィルタ回路。
- 前記極値保持手段は、前記ウィンドウ内にある各画素の値を同一行又は同一列でグループ化して、それぞれのグループでの極値を別々に求めて保持しておき、前記注目画素とその注目画素を含む前記ウィンドウを所定方向に移動させて１フレーム分の所定の昇順又は降順番目の画素の値を得る際に、前記ウィンドウから除外された同一行又は同一列のグループの極値だけを、前記ウィンドウに新たに加えられたグループのデータの極値に更新することを特徴とする請求項１に係るフィルタ回路。
- 前記データ検索判定手段は、前記カウンタ手段から前記発見信号が出力されたときの前記検索データを、前記所定の昇順又は降順番目の画素の値として出力することを特徴とする請求項６に係るフィルタ回路。
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