JPH02287685A - 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】 〔産業上の利用分分〕 本発明は２値化された画像データから、モーメント値を
演算する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、２値化された画像データから、モーメント値を算
出するためには、以下の２方法が一般的である。

■　原画像データの各画素について、逐次にモーメント
値、あるいはそれを求めるための中間値を算出し積算す
る。

■　原画像データを、−旦、ランレングスコードデータ
に変換し、しかる後、このコードデータからモーメント
値、あるいはそれを求めるための中間値を算出し積算す
る。

〔発明が解決しよ５とする課題〕 これらの従来の技術については、以下の問題点がある。

■　演算対象となる各画素について逐次的に、モーメン
ト値、あるいはそれを求めるための中間値を算出し演算
する方法では、演算量が膨大なものとなる。

■　原画像データから、−旦、ランレングスコードデー
タに変換し、このコードデータからモーメント値、ある
いはそれを求めるための中間値を算算し積算する方法で
は、原画像データからの変換のために特別の演算回路、
及び記憶装置が前提となること。さらに、ランレンゲコ
ード法ではその性格から、画像の複雑度に応じてコード
化データが多くなり処理能率が低下する。又、繰返し数
の多い計算上に現われるデータの数置範囲が広く、最悪
値に対応するための演算回路の負担が増える。

本発明は、この様な課題に鑑みて成されたもので、処理
する演算量を抑え、しかも画像の複雑度にかかわらず一
定の処理量となり、且つ、繰返し数の多い計算に現われ
るデータの数値範囲を抑え、さらに余分の記憶装置の少
なくてもよい、２値画像処理装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の画像処理装置は、２値化された画像データを、
４以上１６以内の一定のピット長のデータを単位として
アクセスし、その単位データ毎にモーメント値を求める
ための中間値をテーブル変換で求める手段と、この中間
値をラスターライン分について累積加算していく手段と
、各ラスターラインについてのこの累積加算値にそのラ
スターラインのラインの座標のベキ乗である係数を乗じ
る手段と、この乗算で得られた値を、対象となる画像全
体のラスターについて累積加算する手段とから構成され
るものである。

〔作用〕

この発明は、画像データを一定ビット長の単位データで
アクセスし、このデータからテーブル変換により中間値
を求め、この中間値を累積加算していき、ひとつのラス
ターライン分の累積加算を行ない、この累積加算値に、
そのラスターラインのラインの座標のベキ乗である係数
を乗じる。ラスターラインの各々についての、この乗算
値を、両津全体にわたって累積加算することにより、最
終的に、所定のモーメント値を演算する様にしたもので
ある。

〔実施例〕

以下、この発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

２値画像データについてのモーメント値Ｍｌｌマは次式
で示される。

ここでｆ（Ｘ、Ｙ）は、画像の座標（ｘ、ｙ）（（於け
る画素強度（０あるいは１）。ｕ、ｖは０１１．２、・
・・・・・の整数。モーメント値Ｍ１１マは１、ｆ（Ｘ
、Ｖ）・ＸｕＹｗを、対象となる画像領域にわたって積
算した値である。

対象物の（投影）面積がＭ。。、重心の座標が（Ｍ　＋
ｏ　／　Ｍ。、、Ｍｏｌ　／　Ｍｏｏ　）、Ｘ軸まわり
の慣性モーメントが、ＭＯ２Ｍｏｌ　／　ＭＯｏである
という様に、各種モーメント値は、対象物の特徴となる
物理量の算出の基本的量である。物理的意味の上、及び
実用の上から、一般に使用されるモーメント値は、Ｍｏ
。、Ｍ、。、Ｍｏｌ、Ｍｌｌ、Ｍ２゜、Ｍ（，２０６種
であり、これらを算出することが、２値画像処理の目的
のひとつとなっている。

第１図は、画像データが取込まれるまでの処理ブロック
を示している。対象物を撮像して得られたアナログ画像
信号１は、アナログコンパレータ、アルいは、ＡＤ変換
器とデジタルコンパレータの組合せによる２値化回路２
により、２値化され、さらに、２値化データ６をシリア
ル・パラレル変換回路４により、４〜１６ビツト程度の
語長のパラレル画像データ５に変換され画はデータメモ
リ６に蓄えられる。

同期分離クロック発生回路８は、ビデオ信号を２値化す
る際に、水平同期信号、及び垂直同期信号を分離し、フ
レーム信号及びドツトクロック信号を発生する。アドレ
ス発生回路９は、この水平同期信号、垂直同期信号、フ
レーム信号、ドツトクロック信号から、画像データメモ
リのアドレスを発生する回路である。Ｘ　ｗｏ＊ｏ　ｓ
即ち、画像のＸ方向（画像の水平方向）の各ＷＯＲＤの
先頭の座標値、及び、Ｙ即ち、画像のＸ方向（画像の垂
直方向）の座標値即ちＸ　ＷＯ＠Ｄ及びＹのデータ１ｏ
は、前記のアドレス発生回路９から出力されるものであ
る。ＷＯＲＤ単位の画像データｆ　（Ｘ　ｗｏ几Ｄりｉ
、Ｙ）７は、画像データメモリから出力される。

画像データメモリ６は、画像データを一時保管するもの
であり、画像データを取込むための処理ブロック以降の
、本発明による処理を実時間で処理するならば、この−
時保管の画像データメモリは省くことができる。

第２図は、この様にして得られた画像データと、画面の
座標の関係を示している。１１は画面の座標関係を示し
ている。１２は、それに対応する画像データを示してい
る。Ｘ、Ｙは座標方向。図中の０．１．２５５．ｍはパ
ラレルに変換されたデータの番号であり、画像データの
アドレスに対応する。画像のＸ座標は、画像データのア
ドレス及びビット位置によって指示される。

Ｘ方向は、即ち、画像のラスタ一方向である、この様に
一旦蓄積された画像データメモリ６かも読出されるデー
タは、「語」を単位としている。

本発明では以下に説明する段階を経て演算されてい（。

この段階をモーメントの定式の変形の形で先ず示してお
く。算出すべきモーメント値はＭＯｖ、Ｍｌｙ、Ｍ、ｖ
とすると Ｍｌ、、＝ΣＹ’ ・（Σｆ（Ｘ、Ｙ）） ＝ΣＹｖ・ （Σ　（Σｆ　（ＸＷＯＲＤ＋　ｉ　、　Ｙ　））　）
ＷＱＲＤ　　　　１ Ｍ１ｖ＝ΣＹ’・（Σ、ｆ（Ｘ、Ｙ）−Ｘｌ！　　　　
　　　　　　Ｘ ＝ΣＹ’−ＣΣ　（Ｘｗｏｘｏ・（Σｆ（ＸｗｏＲｐ＋
　ｊ　、　Ｙ　）　）丁ｗｏａ。

＋（Σｆ　　（Ｘｗｏａｏ＋ｉ　　、Ｙ）　　・　ｉ　
　）　　）　　〕Ｍ！ｖ＝ΣＹ’−（Σｆ（Ｘ、Ｙ）−
Ｘ　　）Ｙ　　　　　　　　　　　Ｘ ＝ΣＹｖ・〔Σ（ｘｗｏａｏ・（Σｆ　（Ｘｗｏａｏ＋
　ｉ　、　Ｙ　））Ｙ　　　　　　　　ＷＯＲＤ　　　
　　　　　　　　　　ｉ＋２ＸｗｏＩＩＤ・（Σｆ　（
ＸｗｏＲｏ＋ｉ　、Ｙ）・ｉ）＋（Σｆ　（Ｘｗｏｎ、
）＋ｉ　、Ｙ）　・ｈ　　）　）’）ここで、ＸＷＯＩ
Ｄ　は、各「語」、即ち、ＷＯＲＤの先頭のＸ座標値を
示す。ｉは、このＷＯＲＤの中のビット位置を示し、Σ
は、ＷＯＩＤ内での所定の積算を指す。Σｆ　（Ｘ　Ｗ
ＯＲＤ＋　ｉ　ｐ　Ｙ　）、Σｆ　（Ｘｗｏｉ＋ｏ＋ｆ
　、Ｙ）　ａ　ｉ、Σｊ’　（Ｘ　ｗｏｉ＋ｎ　＋　ｉ
、　Ｙ）　＊　ｌ　は、Ｉ ＷＯＲＤのパターン、即ちＷＯＲＤデータの数値に対応
して一意的て定まるものであり、ｒｔＯＭに格納して参
照する形で演算できる。この３種の積算を、それぞれ、
Ｑ、　、ＱいＱ２と表記する。この表記を用いてＭ。ｖ
　ＳＭ＋　ｖ　ｓ　Ｍ２　ｖ　　を表記すると以下の通
りになる。

Ｍｏ、＝ΣＹ’−（Σ　Ｑ、） Ｙ　　　　　　　　　ＷＯＲＤ Ｍ、ｖ−’ΣＹ９・（Σ　（ＸＷＯＲＤ−Ｑｏ　＋　Ｑ
＋　）　）ＷＯＩＤ Ｍ！ｖ＝ΣＹ’−（Σ　（Ｘ　ｗｏａｏ　・Ｑｏ　＋２
・Ｘｗｏｓ＋ｐ−Ｑ＋　＋Ｑｚ　）　）０ｊＩＤ ここで、Ｑ　Ｏ＋　（Ｘ　ＷＯＩＤ−Ｑｏ　＋　Ｑ＋　
）、及び（ＸＷＯＲＤ　”　Ｑｏ＋２　、ｓ　Ｘｗｏｉ
ｏ−Ｑ＋　＋Ｑｚ　）の各々は、ＷＯＲＤデータである
Ｊ’　（Ｘｗｏａｏ＋ｉ　、Ｙ）及びＸ　ｗｏａｏの値
の関数であり、両者の数値範囲は太き（はないので、実
用上ＲＯＭに格納したデータを参照する形で演算できる
。各ＷＯＲＤデータ毎に、上記の３要素を算出し、Ｘ方
向のＷ　ＯＲＤ数の分だけこれを加算し、上記式の中の
項である、Σ　Ｑｏ ＷＯＩＤ Σ　（Ｘ　ｗｏｍｏ　　０ＱＯ＋Ｑ１　　）ｖｏａ。

Σ　（Ｘｗｏｍｏ−Ｑｏ　＋２Ｘｗｏｍｏ　−Ｑｌ　＋
Ｑ２　　）０ＩＩＤ の積算を実行する。

Ｘ方向のＷＯＩＤ数の分だけの加算値が得られ？：　ｌ
り、七ｈ％に対しχ２スグーフ１７のフイ７座椋の係数
であるＹ’の係数を乗じ、乗じて得られた数値なＸ方向
にわたって積算することにより所定のＭｔｈ、、、Ｍｌ
、、Ｍｏ　を最終的に算出する。

第３図は、この算出の流れを示したものである。

ＸｗｏａｏとＷＯＲＤ単位のｆ　（Ｘ　ｗｏａｏ　＋　
ｉ　、　Ｙ　）の数は、ＲＯＭテーブルＬυＴ１〜ＬＵ
Ｔ３に入力され、Ｑｏ　、　（Ｘｗｏｎ・Ｑｏ＋Ｑ＋　
）、（Ｘｗｏａｏ　”　Ｑｏ　＋２Ｘｗｏｉｎ−Ｑ、　
＋Ｑ２）が出力される。

これを累積加算器１６．１４．１５に入力し、Ｘ方向の
ＷＯＩＤ数の分だけ加算される。

ここまでの演算は、繰返し数が多（、高速性も要求され
ることもあり、ＲＯＭによる参照テーブル（Ｌｏｏｋ　
Ｕｐ　Ｔａｂ４＋ｅ　：　ＬＵＴ）及び累積加算器によ
り演算されるとしても、Ｙｖ　との乗算以降の演算は、
Ｙ方向画像ライン毎の処理なので、処理時間が確保され
るならば、乗算器を備えたマイクロプロセッサ−による
処理も可能である。第３図に於いては、乗算器１６．１
７．１８によりＹｖを乗じ、累積加算器１９〜２１によ
りＹ方向画像ライン毎の加算を行なって結果な得ている
。これらの演算を行なう実施例を第４図に示す。高速の
演算を必！とするＷＯＲＤ毎の演算等の処理ブロック２
２以降のＹ方向ライン毎の、Ｙｖの乗算及び積算は、乗
算器２６ど加算器２８で総て処理される。これは、乗算
器等の回路要素を減らすためであり、そのため、各デー
タを一時保管して運用するために、ラクチ２７．２９，
３０及びラッチ付のデータセレクタ２３．２５を介して
乗算器及び加算器に接続している。

Ｙ方向画像ライン毎の演算処理以降を、乗算器付のマイ
クロプロセッサ−で行なった例を第５図に示す。Ｘ方向
のＷＯＲＤ数の分だけ積算が終了したら、プロセッサー
６２は、データゲート６３．３４．３５および６６を順
次アクセスし、ΣＱ０、　Σ　（ＸＩＭＯＲＤ　＠Ｑｏ
　＋　Ｑｌ　　）　−ＷＯＲＤ　　　　　　　　　　Ｗ
ＯＲＤ算値及びＹの値をデータバス６７を介Ｉ−て読出
して行く。次のＹ方向ラインについての、Ｘ方向のＷＯ
ＲＤ数の分の積算が進む間に、上記プロセッサーの計算
処理として、Ｙ’　　との乗算及びＹ方向ライン全体に
わたる積算を行なう。

〔発明の効果〕

本発明の画像処理装置は、モーメント値を算出するに際
して、画家の複雑度にかかわらず一定の処理量となる。

又、繰返し数の多い計算に現われるデータの数値範囲が
抑えられるため、高速を要する計算処理の回路部分を簡
易化することができ、さらに、原画像データ以外の大量
のデータを蓄える必要がないため、安価な装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像データが取込まれるまでの処
理ブロック図を示し、第２図は本発明に係る画面の座標
と画像データの関係を示す説明図、第３図は本発明の演
算の流れを示すブロック図、第４図及び第５図は本発明
の実施例を細かく説明したブロック図である。 １・・・・・・アナログ画像信号、 ２・・・・・・２値化回路、 ６・・・・・・２値化された画像信号、４・・・・・・
シリアルΦパラレル変換回路、５・・・・・・パラレル
画ｆ象データ、６・・・・・・画ｆ象データメモリ、 ７＝−＝−ＷＯＲＤ単位の画像データｆ　（Ｘ　ＷＯＲ
Ｄ＋　ｉ　、Ｙ）、８・・・・・・同期分離クロック発
生回路、９・・・・・・アドレス発生回路、 １０・・・・・・Ｘ　ｗｏａｎ及びＹのデータ、１６．
１４．１５・・・・・・累積加算器、１６．１７．１８
・・・・・・乗算器、１９．２０，２１・・・・・・累
積加算器。 第１図 １に２図 〉〉〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２値化された画像データから、モーメント値を演算す
   る画像処理装置において、画像データを、４以上１６以
   内の一定のビット長を単位とするデータについて、その
   単位データ毎にテーブル変換によって中間値を算出する
   手段と、前記中間値をラスターライン分について累積加
   算する手段と、この累積加算値に、前記ラスターライン
   のライン座標のベキ乗の係数値を乗算する手段と、各ラ
   スターライン毎の前記乗算値を、対象となる全ラスター
   ラインに渡って累積加算する手段とを具備することを特
   徴とする画像処理装置。