JPH01303579A - デジタル画像処理装置 - 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、デジタル画像処理装置に係り、特にデジタ
ル画像のコンボリューション（重畳積分）処理を行って
、特定の周波数帯域の成分を強調又は抑制して、鮮明な
画像を形成する場合のフィルタ関数を２次元マトリック
スに構成する手段の改良に関する。

（従来の技術） デジタル画像処理技術の１つである濃淡画像処理手法に
コンボリューション（重畳積分）処理がある。これは演
算処理対象となる中心画素とその近傍領域の画素データ
を使って同時並列に積和演算を行う方法で、重み付は係
数を変えることにより、微分、平均化、強調などの処理
に利用され、線分抽出、雑音除去、エツジ強調などに有
効である。このようなコンボリューション処理を行うた
めのデジタル画像処理装置は、前置処理部、コンボリュ
ーション処理部、表示部、制御部、画像表示ＴＶモニタ
より構成され、前置処理部とコンボリューション処理部
および表示部は、ビデオバスで画像データの送受信を行
い、かつ制御部のパソコンとＧＰ　Ｉ　Ｂ　（Ｇｅｎｅ
ｒａｌ　Ｐｕｒｐｏｓｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｂｕｓ
：汎用インタフェースバス）で接続されている。

画像データとして送られてきたアナログ映像信号は、前
置処理部において、デジタル映像信号に変換されて、画
像処理が行われ、表示部へ送られる。デジタル映像信号
はコンボリューション処理部において、制御部からの信
号により、２次元マトリックスで構成されたフィルタ関
数を用いてマトリックス演算を行い、特定の周波数帯域
の成分を強調又は抑制した後、デジタル映像信号をアナ
ログ映像信号に変換して、画像表示ＴＶモニタに送り、
鮮明な画像として映し出される。

このような装置において従来の２次元マトリックスで構
成されたフィルタ関数の作成は、まず、制御部のキーボ
ードを操作し、制御部の制御ＴＶモニタに、予め設定し
ておいたマトリックスサイズを選定して映し出す、この
マトリックスサイズは通常３×３〜１５Ｘ１５のマトリ
ックス中から奇数の数値を選定する。制御ＴＶモニタに
映し出されたマトリックスの中にコンボリューション処
理を行うため、フィルタ関数として、制御部のキーボー
ドの数字キーにより数値を入力することによって行われ
ている１以上の操作を行うことにより、画像表示ＴＶモ
ニタの画像が強調又は抑制されて映し出される。この処
理は、マトリックスサイズにおける中心画素が１画面を
走査することにより完了する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような方法でコンボリューション処
理を行うことは、マトリックス中の各要素１つずつにフ
ィルタ関数を入力する操作を行うことになるのでマトリ
ックスサイズが最小の場合でも３×３で合計９箇所に入
力が必要となり、マトリックスサイズが大きくなればそ
れだけ入力するのに時間が掛り、マトリックスサイズを
余り大きく選定できない。

又、所望する画像が得られない場合は、試行錯誤的に何
回もフィルタ関数の入力操作を繰り返すことになるがこ
れには益々入力時間が掛ることになるという問題点があ
った。

本発明の目的は、上記従来の技術における問題点に鑑み
て、フィルタ関数をマトリックスの各要素全部に対して
−々入力操作を行うのではなくマトリックスの全要素の
一部分に予め定められた適切なパターンでフィルタ関数
を入力し、この入力された要素の１ブロツク（最も小さ
い場合は要素が１個）を予め定められたルールに従って
他の未入力要素の部分へそっくり複写することにより、
また、場合によっては最初に入力した部分と１回目の複
写部分とを合わせて他の部分へ複写するようにすること
により、フィルタ関数をマトリックスへ入力する手数と
時間を節減することのできるデジタル画像処理装置を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために次の手段構成を
有する。

即ち、本発明のデジタル画像処理装置は、デジタル画像
データの１画素ごとに２次元マトリックスで構成された
フィルタ関数とのコンボリューション処理を行って特定
の像成分を強調あるいは抑制するデジタル画像処理装置
において、複数のマトリックスサイズを発生させる手段
と前記マトリックス中に任意の関数を設定する手段と、
前記設定された関数の１つ乃至はブロックを予め設定し
た複写モードに従って当該マトリックス中に複写する手
段とを備えたことを特徴とするものである。

（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明のデジタル画像処理
装置の作用を説明する。

本発明装置では複数のマトリックスサイズを発生させる
手段を有しており、操作により所望のサイズのマトリッ
クスを設定することができる。

こうして設定されたマトリックスの各要素に対して、関
数を設定する手段によりフィルタ関数を人力することが
できる。このフィルタ関数入力はマトリックスの全要素
の適切な一部分に対して行うことができる。こうして、
マトリックスの一部分にフィルタ関数が入力されると、
複写する手段によって、マトリックス中の未入力部分へ
複写することができる。

この複写は予め定められたモード、例えば、マトリック
スの中心を通る行方向の軸をＸ軸、列方向の軸をＹ軸と
したとき、Ｘ軸に関して対称に複写するモード（Ｘ軸対
称モード）、Ｙ軸に関して対称に複写するモード（Ｙ軸
対称モード）、或いはＸ軸とＹ軸の両方に関して対称に
複写するモード（ＸＹ軸対称モード）その他の各モード
によって複写される。

このように、所望のサイズのマトリックスの一部分に適
切なパターンでフィルタ関数を入力すると、後はこれを
各種の複写モードでマトリックスの未入力部分への複写
を繰り返すことによりマトリックスの全要素にフィルタ
関数が入力されることになる。また、複写に当っては、
最初の入力部分を他の異なる部分へ繰り返し入力するだ
けでなく、最初の入力部分と１回目に複写された部分を
合わせて他の部分へ複写することも行われ同様のことを
繰り返すことにより一層の時間や手数の節減が行われる
。

（実　施　例） 以下、本発明のデジタル画像処理装置の実施例を図面を
参照して説明する。

第１図は本発明のデジタル画像処理装置の実施例の構成
を示すブロック図である。

本装置は、前置処理部１、コンボリューション処理部６
、表示部２、画像表示ＴＶモニタ３および制御部４から
構成されている。制御部４は更にマトリックスサイズ設
定手段８、フィルタ関数入力手段９、複写手段１０、キ
ーボード７および制御用ＴＶモニタ５を有する。

画像データとして送られてきたアナログ映像信号は前置
処理部１において、デジタル映像信号に変換されて各種
の画像処理が行われる。

しかしながらこの画像においても、輪郭などの縁の処理
が不完全である。そこで表示部２の前にコンボリューシ
ョン処理部６を入れ、コンボリューション処理を行い、
ぼけ像をシャープな像に処理する。そのために制御用Ｔ
Ｖモニタ５上に、マトリックスサイズを表示し、複写モ
ードを選択して、マトリックス関数を入力する。

まずマトリックスサイズを制御部４のキーボード７によ
り入力し、マトリックスサイズ設定手段８により所望サ
イズのマトリックスを定めこれを制御用ＴＶモニタ５に
表示する。

次に、キーボード７により複写モードの１つを選択する
。制御用ＴＶモニタ５に表示された２次元マトリックス
中の所定の領域にマトリックス関数をキーボード７の数
字キーの操作によりフィルタ関数入力手段９で入力する
０次いで、前記において選択された複写モードに従って
、複写手段１０でマトリックス関数がマトリックス中の
他の未入力部分へ複写されマトリックス関数が完成する
。

このマトリックス関数がコンボリューション処理部６へ
送られ、そのマトリックス関数を使い、コンボリューシ
ョン処理部６がコンボリューション処理を行い、輪郭の
補正された画像が表示部２を経由して、画像表示ＴＶモ
ニタ３に映し出される。この場合、所望する画像の輪郭
の補正が得られないときは、前述手順を繰り返して所望
する輪郭の補正を行う。

次に本装置のコンボリューション処理において予め選択
された複写モードに従って、マトリックス関数の数文字
を入力して、マトリックス関数を複写する方法について
説明する。まず、第２図（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、
予めｘ、ｙ同数でかつ奇数個に区切ったマトリックスサ
イズを作成し記憶させておき、この内から処理する画像
の状悪に応じたサイズのマＩ・リックスを選択する。

そして、複写モードを指定して、当該複写モードにおい
て複写される（被複写〉関数をキーボード７から、前記
選択したマトリックス中の所定位置に入力する。

本発明における複写モードの実施例は次のとおりである
。

（１）ＸＹ軸対称モード（第３図（ａ））左上１／４の
部分がその池の部分に対称に複写される。第４図（ａ）
にマトリックスサイズ５×５の具体例を示す。マトリッ
クスの左上角部を０番地とすると、キーボード７により
（０゜０）、（０，１）、（０，２＞、＜１．Ｏ）、（
１，１）、（１，２）、（２，０）、＜２．１）および
（２゜２〉の９番地にそれぞれ任意のフィルタ関数を入
力する。そして（０，２）、（１，２）および（２，２
）のＸ軸を対称軸にして（０，Ｏ）を（０，４）に、（
０，１＞を（０，３）に、（１，Ｏ）を（１，４）に、
Ｃ１，１）を（１゜３）に、（２，０＞を（２，４）に
、（２，１＞を（２，３＞に複写し、次いで（２，Ｏ）
、（２゜１）、（２，２）、（２，３）および（２，４
）のＹ軸を対称軸にして（０，Ｏ）を（４，Ｏ）に、（
１，Ｏ）を（３，０）に、（０，１＞を（４゜１）に、
（１，１）を（３，１）に、（０，２）を（４，２）に
、（１，２）を（３，２）に、（０，３）を（４，３）
に、（１，３）を（３゜３）に、（０，４）を（４，４
）に、（１，４）を（３，４）にそれぞれ複写すること
により、マトリックス中へのフィルタ関数の数値入力が
終了する。第５図にＸＹ軸対称モードの複写動作のフロ
ーチャートを示す。

（２）Ｘ軸対称モード（第３図（ｂ））上半分が下側に
複写される。第４図（ｂ）にマトリックスサイズ３×３
の具体例を示す。

キーボード７により（０，０）、（０，１）、（１゜０
）、（１，１）、（２，Ｏ）および（２，１）の６番地
にそれぞれ任意のフィルタ関数を入力する。そして（０
，１）、（１，１）および（２゜１）のＸ軸を対称軸に
して（０，Ｏ）を（０゜２）に、（１，Ｏ）を（１，２
＞に、（２，０）を（２，２）にそれぞれ複写すること
により、マトリックス中へのフィルタ関数の数値入力が
終了する。第６図にＸ軸対称モードの複写動作のフロー
チャートを示す。

（３）Ｙ軸対称モード（第３図（Ｃ））左半分が右側に
複写される。第４図（Ｃ）にマトリックスサイズ３Ｘ３
の具体例を示す。

キーボード７により（０，Ｏ）、（０，１＞、（０゜２
）、（１，０）、（１，１＞および（１，２）の６番地
にそれぞれ任意のフィルタ関数を入力する。そして（１
，０）、（１，１＞および（１゜２）のＹ軸を対称軸に
して（０，Ｏ）を（２゜０）に、（０，１）を（２，１
）に、（０，２）を（２，２）にそれぞれ複写すること
により、マトリックス中へのフィルタ関数の数値入力が
終了する。第７図にＹ軸対称モードの複写動作のフロー
チャートを示す。

（４）サーキット・モード（第３図（ｄ））マトリック
ス中央に位置するＹ軸上の上半分のデータがぐるりと１
周複写される。第４図（ｄ）にマトリックスサイズ５×
５の具体例を示す、キーボード７により（２，Ｏ）、（
２゜１）および（２，２）の３番地にそれぞれ任意のフ
ィルタ関数を入力する。そして（２，０）を（０，０）
で始まるＸ、Ｙの２方向と（４゜４）で終るＸ、Ｙの２
方向に、即ちマトリックスの最外縁が総て（２，Ｏ）に
入力したデータになるように複写し、同様に（２，１）
のデータも第２周回目に複写する。（２，２＞のデータ
は中心であるからそのままのデータがフィルタ関数とな
る。第８図にサーキットモードの複写動作のフローチャ
ートを示す。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明装置では、マトリックス内
の一部の領域に入力したフィルタ関数を他の未入力領域
へ複写することによりマトリックス全体にフィルタ関数
が入力されるようにしたので、マトリックスの各要素全
部に対して一々キーボード操作による入力操作を行う必
要がなくなり、コンボリューション処理データ入力に要
する時間が大幅に短縮できるという利点がある。

これはマトリックスサイズが大きい程この効果が顕著に
なる。また従来において、マトリックスに関数を設定す
る場合、マトリックス内総てに入力して、いた為、時間
が掛り余り大きなマトリックスが作れなかったが、本装
置では、入力の時間も短縮でき、従ってマトリックスサ
イズも大きくできるようになるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の構成を示すブロック図、
第２図はマトリックスサイズの例を示す図で、図（ａ）
は３×３、図（ｂ）は５×５、図（ｃ）は１１×１１の
各サイズを示す図、第３図はマトリックスの複写モード
の模式図であって、図（ａ）はＸＹ軸対称モード、図（
ｂ）はＸ軸対称モード、図（Ｃ）はＹ軸対称モード、図
（ｄ）はサーキットモードを示す図、第４図は複写モー
ドの具体例を示すマトリックスであって、図（ａ＞はＸ
Ｘ軸対称モード図、図（ｂ）はＸ軸対称モード、図（ｃ
）はＸ軸対称モード、図（ｄ）はサーキットモードによ
るマトリックスを示す図、第５図はＸＸ軸対称モードの
複写動作を示すフローチャート、第６図はＸ軸対称モー
ドの複写動作を示すフローチャート、第７図はＸ軸対称
モードの複写動作を示すフローチャート、第８図はサー
キットモードの複写動作を示すフローチャートである。 １・・・・・・前置処理部、　２・・・・・・表示部、
　３・・・・・・画像表示ＴＶモニタ、　４・・・・・
・制御部、　５・・・・・・制御用ＴＶモニタ、　６・
・・・・・コンボリューション処理部、　　７・・・・
・・キーボード、　　８・・・・・・マトリックスサイ
ズ設定手段、　９・・・・・・フィルタ関数入力手段、
　１０・・・・・・複写手段。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 第　　／　　圏 卑　２　閃 ＋１ＸＩ＋ 第　３　目 承　４　図 （ａ）　　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（Ｃ
）第　、５　図 第　６　図 亭　７　図 第　８　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デジタル画像データの１画素ごとに２次元マトリックス
   で構成されたフィルタ関数とのコンボリューション処理
   を行って特定の像成分を強調あるいは抑制するデジタル
   画像処理装置において、複数のマトリックスサイズを発
   生させる手段と前記マトリックス中に任意の関数を設定
   する手段と、前記設定された関数の１つ乃至はブロック
   を予め設定した複写モードに従って当該マトリックス中
   に複写する手段とを備えたことを特徴とするデジタル画
   像処理装置。