JPH01142990A - 画像処理装置 - 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】

この発明は、画像処理装置に関し、特に画像に対してフ
ィルタ処理を行なう装置に関する。

【従来の技術】

従来のフィルタ処理を行なう装置は第６図のように構成
されている。たとえば第７図のような３×３のテンプレ
ートのフィルタ処理を行なう場合、画像メモリ１にオリ
ジナル像を、画像メモリ２に、オリジナル像を左上に１
ピクセルずらした像をそれぞれ格納させた上で、これら
から各ピクセルの値を順次読み出す。掛算器３に係数ａ
／（ａ＋４ｂ＋４ｃ）を、掛算器４に係数ｃ／　（ａ＋
４ｂ＋４ｃ）をそれぞれ設定して、読み出されたピクセ
ル値にこれらの係数を掛けた上で加減算器５に入力する
。加減算器５は、その入力をｉ、ｊとすると（ｉ＋ｊ＞
に設定されており、これらの入力の加算が行なわれる。 加算された値は画像メモリ１のもとのピクセルに書き込
まれ、画像メモリ１に加算後の画像が形成される。 つぎに画像メモリ２にオリジナル像を真上にｌピクセル
だけずらした像を格納して、この画像メモリ２から各ピ
クセルの値を順次読み出すとともに、上記の画像メモリ
１がらも同様に各ピクセルの値を読み出す。そしてこの
ときは掛算器３．４の係数をそれぞれ’　Ｉ　Ｊ　、ｂ
／　（ａ＋４ｂ＋４ｃ）に設定し、加減算器５は（ｉ＋
ｊ）に設定する。加減算器５から出力される値は再度画
像メモリ１に書き込まれる。 このような処理を８回繰り返すことにより第７図で示し
たような３×３のテンプレートのフィル夕処理を行なう
ことができる。５×５のテンプレートの場合は２４回繰
り返すことが必要であり、一般にｎｘｎのテンプレート
ではｎ２−１回の繰り返しが必要となる。

【発明が解決しようとする問題点】

このように従来のフィルタ処理装置ではテンプレートが
大きくなるにしたがい、テンプレートの１辺のピクセル
数の２乗に比例して処理時間が増大し、そのため、実際
に使用する上ではあまり大きなテンプレートのフィルタ
処理を行なうことができないという問題があった。 この発明は、処理時間を大幅に短縮でき、より大きなテ
ンプレートによるきめ細かな周波数処理を可能とする画
像処理装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

この発明による画像処理装置は、画像に対しその水平及
び垂直方向の補間を行なう補間手段と、少なくとも２画
面分の画像を記憶する画像記憶手段と、２つの画像間で
重み付け加算及び重み付け減算を行なう演算手段とから
なる。

【作　　用】

（２ｎ−１）　Ｘ　（２ｎ−１）の対称型テンブレー１
・を持つフィルタで処理する場合、まずこれを１次元の
対称型テンプレートに変換する。変換された１次元のテ
ンプレートは、 （・・・・・・ｅｄｃｂａｂｃｄｅ・・・・・・）　・
・・（１）と表わされる（これら・・・ｅｄｃｂａｂｃ
ｄｅ・・・においてａが中央の係数であって、これらの
係数の数は２ｎ−１個である）。 補間器が水平方向に（または垂直方向）１：１の補間を
行なうように設定したとき、この補間器を１回通して得
た画像は、オリジナル画像に（＋＋）のテンプレートの
フィルタを作用させた画像となる。同様に２回通したと
きは＜−に−＋　　十）のテンプレートのフィルタを作
用させたと同じである。したがって、０回通したとき（
オリジナル像）のテンプレートをｋｌ・（１）、１回通
したときのテンプレートをに２・（＋＋）、２回通した
ときのテンプレートをに３・（＋　　＋　　＋）と表わ
すことができる。１：１補間器をｎ−１回通したときの
テンプレートは、 ｋｎ”（ｎ−ＩＣｏ／２”−１ｎ−ｘｃｔ／２ｎ−’・
・・・・ｎ−ｔＣ，−ｚ／２ｎ−’−ｔＣ，−ｔ／２”
−’）　　−（２）と表わせる。 そこで、上記（１）と（２）とから次の関係式が成り立
つ。 これを解いてに’ｌ＋に’３＋に’５＋”’＋に’２ｎ
−１の各位を求める。 つぎに１＝１補間器を水平方向（または垂直方向）に設
定して、オリジナル像にに１のテンプレートのフィルタ
を作用させて得た像（つまりオリジナル像）を１１とし
、オリジナル像にに３のテンブレー　＋−のフィルタを
作用させて得た像（つまりオリジナル像を１：１補間器
に２回通して得た像）をＩ３とし、オリジナル像にに５
のテンブレー１・のフィルタを作用させて得た像（つま
りオリジナル像を１＝１補間器に４回通して得た像）を
Ｉ、とし、以下同様にし、最後にオリジナル像にに２ｎ
−１のテンプレートのフィルタを作用させて得た像（つ
まりオリジナル像を１：１補間器に２（ｎ−１）回通し
て得た像）をＩ２ｎ−１とする。これらのＩｌ、　１．
、　Ｉ５＋・・・［２ｎ−１の像に、重み付け加算及び
重み付け減算手段により上記で求めた”１＋に’３＋”
５＋”’＋”’２ｎ−１の各位をそれぞれ掛けて重み付
けしたうえで加算し、加算結果として得られた像をＳＬ
とおく。 その後、この像Ｓ１をオリジナル像とし、１：１補間器
を垂直方向（または水平方向）に設定する。 そして上記と同様にこの補間器を０回、２回、４回、・
・・、２（ｎ−１）回通して得た画像をそれぞれ’１＋
Ｊ３＋’５＋””２ｎ−１とし、これらに”　１＋　”
　３．に’　５＋・・・＋に’２ｎ−１の各位をそれぞ
れ掛けて重み付けしたうえで加算すれば、加算結果とし
て得られた像が、最初のオリジナル像を（２ｎ−１）　
Ｘ　（２ｎ−１＞のテンプレートのフィルタにより処理
した画像となる。

【実　施　例］ 第１図において、画像メモリ１には最初オリジナル像が
格納されている。この画像メモリ１から読み出された画
像が１＝１補間器６を通って画像メモリ２に書き込まれ
る。この画像メモリ２の画像は再度１：１補間器６を経
て再び画像メモリ２に書き込まれたり、あるいは掛算器
３を通って所定の係数が各ピクセルの値に掛算された上
で加減算器５の一方の入力ｉに送られる。画像メモリ１
に格納されていた画像は読み出されて掛算器４を通って
加減算器５の他方の入力ｊに送られる。加減算器５の出
力画像は画像メモリ１に書き込まれる。 この構成において、１：１補間器６を１回通して画像メ
モリ２上に得た画像は、オリジナル画像に（＋＋）のテ
ンプレートのフィルタを作用させた画像となる。同様に
２回通したときは（＋＋＋）のテンブレー１・のフィル
タを作用させたと同じである。したがって、第２図に示
すように、０回通したとき（オリジナル像）のテンブレ
ー１・をに１・（１）、１回通したときのテンブレー！
・を１（２＝（＋＋）、２回通したときのテンプレート
をに３−（＋　＋　　＋）　、・・・、と表わすことが
できる。 この実施例ではたとえば１次元の形としては第３図のよ
うになっている２次元フィルタで処理するものとすると
、１次元のテンブレーｊ−として第４図のようなものを
想定した場合、ａ＝７．ｂ−−４，ｃ＝１となる。この
第４図のテンブレーＩ・の１次元フィルタで水平方向と
垂直方向に処理するため、結果として、第５図のような
５×５の対称型テンプレートの２次元フィルタ処理を行
なうことになる。 この第２図から、テンプレートに１で得たｆｉをに′１
倍した像と、テンプレートに３で得た像をに３倍した像
と、テンプレートに５で得た像をｋ１５倍した像とを加
算したことを考えると、 ａ＝に’　１＋（２／４）ｋ’　３＋（６／１６）ｋ’
　ｓｂ・　　＋（１／４）ｋ’　３”（４／１６）ｋ’
　ＩＣ・　　　　　　　　　（１／１６）ｋ’　ｑの関
係が成立するなら、上記の加算によって得た像は、オリ
ジナル像に対し第４図の１次元テンプレートのフィルタ
処理を行なって得た像と同じになることが分かる。 上記式から、 ｋ’　１　＝ａ−２ｂ＋２ｃ ｋ’　３＝４　（ｂ−４ｃ） ｋ’　５＝１６ｃ が求められるので、上記のａ、ｂ、ｃの値を代入して、 ｋ′１・１７．　ｋ’３・−３２，ｋ’ｓ”１６を得る
。 そこで、まず１：１補間器６をオリジナル画像の水平方
向に補間するよう設定し、この１：１補間器６を２回通
して画像メモリ２に得た画像を、係数３２に設定された
掛算器３を経て加減算器５の入力ｉに送る。また、掛算
器４の係数は１７に設定し、画像メモリ１に格納されて
いたオリジナル像をこの掛算器４を経て加減算器５の入
力ｊに送る。加減算器５はこのときｊ−１に設定されて
おり、この加減算器５の出力画像は画像メモリ１に書き
込まれる。 つぎに上記の画像メモリ２に格納されていた画像をさら
に２回１：１補間器６を通し、その結果得られた画像を
画像メモリ２に格納する。このとき、掛算器３．４の係
数をそれぞれ１６．１に設定するとともに、加減算器５
をｉ＋ｊに設定する。 そして、この画像メモリ２に格納された画像と、画像メ
モリ１に格納された画像とを、それぞれ掛算器３．４を
通して加減算器５に導く。すると、テンプレートに！で
得た像を１７倍した像とテンプレートに３で得た像を一
３２倍した像とを加算して得た像に、テンプレートに５
で得た像を１６倍した像を加算したことになる。 この加算結果たる像を画像メモリ１に書き込み、つぎに
１：１補間器６を垂直方向に設定して、この画像メモリ
１に書き込まれた像をオリジナル像として垂直方向の処
理を上記の水平方向の処理と全く同じに行なう。こうし
て処理されて得た像は、第５図のような５×５の対称型
テンブレーＩ・でフィルタ処理した像となる。 この５×５の対称型テンブレー１・の場合、処理回数は
１０回となる。また、３×３のテンプレートの場合は６
回、ｎＸｎのテンプレートの場合は２ｎ回となる。つま
り、テンプレートの１辺のビクセル数に比例した時間で
処理できるため、テンプレートが大きくなっても処理時
間があまり増加しない利点がある。 Ｉ発明の効果】 この発明の画像処理装置によれば、画像のフィルタ処理
をテンプレートの１辺のビクセル数に比例した時間で行
なうことができ、そのため実際の処理にあたってテンプ
レートを大きくすることができる。また、ハードウェア
で構成でき、この点でも高速化が容易である。さらにテ
ンプレートの中心部に置けるビット落ちを小さくでき、
ビット落ちによる演算誤差を最小に抑えることもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は１
：１補間器を通した回数によって実現されるテンプレー
トを表わす図、第３図は１次元フィルタの形を示すグラ
フ、第４図は１次元テンプレートを表わす図、第５図は
う×５の対称型２次元テンプレートを示す図、第６図は
従来例のブロック図、第７図は３×３の対称型２次元テ
ンプレートを示す図である。 １．２・・・画像メモリ、３．４・・・掛算器、５・・
・加減算器、６・・・１；１補間器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像に対しその水平及び垂直方向の補間を行なう
   補間手段と、少なくとも２画面分の画像を記憶する画像
   記憶手段と、２つの画像間で重み付け加算及び重み付け
   減算を行なう演算手段とからなる画像処理装置。