JPH0287089A - 画像のコントラスト像を測定する装置 - Google Patents

画像のコントラスト像を測定する装置

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JPH0287089A
JPH0287089A JP1178181A JP17818189A JPH0287089A JP H0287089 A JPH0287089 A JP H0287089A JP 1178181 A JP1178181 A JP 1178181A JP 17818189 A JP17818189 A JP 17818189A JP H0287089 A JPH0287089 A JP H0287089A
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JP1178181A
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Inventor
Christophe Delange
クリストフ・ドゥランジュ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis

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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

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) 本発明は各々が画像の輝度を表わすと共に発生順序が水
平走査及び垂直走査の組み合わせで与えられるビデオ又
は信号サンプルを受ける入力端子と、各画素に関する背
景値を発生ずる第1出力端子と、画素がコントラスト像
に属する表示値を発生する第2出力端子と、少なくとも
1つの処理ブロックとを具え、この処理ブロックには各
画素に対し背景値の種々の平均値を計算する平均値計算
部と、これら平均値及び画素の輝度間の変位値を発生す
るコントラスト測定部と、種々の変位値及び少なくとも
所定のスレシホルF値を比較して表示値を発生する比較
部と、前記平均値に各画素に対する背景値を割当てる背
景値割当部とを設けて成る画像のコントラスト像を測定
する装置に関するものである。
(従来の技術) この種の装置は、IEBIE CH1336−7/78
10000のNBACON 7i11第1180〜11
85頁に発表された論文゛′オートスレシホルトーオー
トスクリーンナ/已1、IRンステム″に記載されてい
るように、例えば景色の好適なターゲットをS忍識する
たiに極杓て有利に用いることができ、又、プルクン 
ド ラソンアシオン スワス ド エレクトリンアン、
第70巻、第11号、1979年6月、チューリフヒ(
CI−()、第532〜536頁にジェイーエム、ツー
ルンヤが発表した論文゛イクストラクシオン ド コン
トール アン トレドマン エレクトロニク ド イマ
ージュ、■ プロセノザ スペンヤリゼ ポール スイ
ニャル ビデオ゛に記載されているように、形状を認識
するために極めて有利に用いることができる。
更に、本願人のフランス国特許願PR−A2,602、
387号明細書には、この種の用途に特に有効な方法を
実施する装置が記載さている。しかし、この装置は画像
をリアルタ・rムて処理するに好適ではない。
本発明の目的は画像をリアルタイム処理し得るようにし
た上述した種類の装置を提供せんどするにある。
本発明は各々が画像の輝度を表わすと共に発生順序が水
平走査及び垂直走査の組み合わせで与えられるビデオ又
は信号サンプルを受ける入力端子と、各画素に関する背
景値を発生する第1出力端子と、画素がコントラスト像
に属する表示値を発生する第2出力端子と、少なくとも
1つの処理ブロックとを具え、この処理ブロックには各
画素に対し背景値の種々の平均値を計算する平均値計算
部と、これら平均値及び画素の輝度間の変位値を発生す
るコントラスト測定部と、種々の変位値及び少なくとも
所定のスレシホルド値を比較して表示値を発生する比較
部と、前記平均値に各画素に対する背景値を割当てる背
景値割当部とを設けて成る画像のコントラスト像を測定
する装置において、前記平均値計算部には前の画素に対
し計算された平均値の前の値を記憶する第1記憶手段と
、すでに割当てられた背景値を記憶する第2記憶手段と
、前記第1記憶手段に記憶された平均値及び前記第2記
憶手段に記憶された背景値から各画素に対する平均値を
発生ずる加減算手段とを設けたことを特徴とする。
(実施例) 図面につき本発明の詳細な説明する。
第1図に示すようにコントラスト像を再生する装置1は
1つの信号処理ブロック2を具える。この装置1の入力
端子3をアナログ−デジタル変換器5を経てカメラ4に
接続する。信号処理ブロック2の入力端子6をもって装
置1の入力端子3を構成する。
第2図は画像を解析する手段を示す。各画像は垂直矢印
FVで示すように頂部から底部に向けてライン・・・i
−2,j−1,J、、i+L ・・・に分割すると共に
各ラインは水平矢印PH1で示すように左側から右側に
向かって画素・・・、  、1−10.・・・i−3,
、i−2,コー1. 」、  1+t、 j+2゜・・
・、1+7に分割する。各画素】、1の輝度を例えば8
ビツトデジタルサンプルL(i、、i>で表わすように
する。前記フランス国特許願FR−A2、602.38
7号明細書に記載され後に説明する方法を実施するため
には、出力処理フロック2の出力端子14をも構成する
装置の出力端子12に現れる種々の平均背景値を計算す
る必要がある。これがため、この平均背景値は装置1に
よりすでに計算されている。
第2図に円で囲んだ現在の画素l、lに対し、これら平
均値は次に示すものである。
ライン1−1の画素i、  i+1.・・・、1+7を
具えるフィールドDVIの画素に関する前方平均値MV
I、 ・ライン1−1の画素1−3.・・、1.・・・、l+
3を具えるフィールドDCIの画素に関する中央平均値
MCI、 ・ライン1−1の画素1−9.・・、1−2を具えるフ
ィールドDAIの画素に関する後方平均値AL 1つの画素がコントラスト像に属することを示す表示値
はブロック2の端子10をも構成する装置の端子8で得
ることができる。平均値計算部はこれら種々の異なる平
均値を計算するために用いる。
即ち、上流平均値計算部1Gによって上流平均値MA1
を発生し、下流平均値計算部18によって下流平均値M
VIを発生し、中央平均値計算部20によって中央平均
値MCIを発生ずる。第1図には上流平均値計算部16
のみを詳細に示す。コントラスト測定部22によって輝
度L(i、、i)を有する平均値MAI、MVl及びM
CIの値を比較する。
即ちコントラスト測定部22はその絶対値部24.25
及び26によって輝度及び異なる平均値MAL、MV1
及びMCIの差(絶対値)を取り出す。次いで比較部3
0は、これによって発生した値と、輝度と、種々のスレ
シホルド値Kl、に3及びに4との間の種々の比較を行
う。この比較部30によってコントラスト値が含まれる
ことを示す表示値をその出力端子10から発生する。又
、割当て部55と共動するこの比較部30によって画素
(i、、i)  に割り当てるべき背景Fl  (i、
  j) の値をも決めるようにする。
この目的のため、比較部30によってマルチプレクサに
より構成される割当て部55の切り換え符号を処理する
。即ち、このマルチプレクサは、その入力端に、各平均
値MAL、MVI、MCIと、輝度値L (i、  j
)と、各位1/2 〔L(i、 j)+MA1 〕及び
1/2 CL(i、 j>+MCI 〕を処理する計算
部60及び61により発生した更新値RAI、PCIと
を夫々受ける。
本発明によれば、加算レジスタ80により構成され、前
の平均値を記憶する第1記憶手段と、シフトレジスタ8
2により構成されすでに決められた背景値を記憶する第
2記憶手段と、減算器84及び加算器86により構成さ
れ、シフトレジスタ82により得た種々の背景値及びレ
ジスタ80に記憶された前の平均値を代数値で加減算す
る加減算手段とによって上流平均値計算部16を構成す
る。
同様に、下流平均値計算部18は、前の平均値を記憶す
る加算レジスタ90と、このレジスタ90から到来する
種々の値の代数和を得る加減算手段92と、中央平均値
計算部20と共同で用いられる第2記憶手段95とによ
って構成する。この中央平均値計算部20も加減算手段
102 と共動する加算レジスタ100を具える。これ
ら下流平均値計算部13及び中央平均値計算部20は第
3図に詳細に示す。
共同して使用される第2の記憶手段95は、メモリFI
F○110 と、その後段のシフトレジスタ112 と
で構成し、シフトレジスタ112 によって背景値のレ
ジタルサンプルを平均値の計算に対し有効に得るように
する。下流平均値計算部18は上流平均値計算部16と
同様の構成とする。即ち加減算手段は減算器121 と
加算器122とで構成し、この加算器122 によって
アキュムレーションレジスタ90に記憶された前の平均
値にシフトレジスタ112で得た種々の異なる背景値を
代数的に加算する。
中央平均値計算部20は、まず、シフトレジスタ112
から到来する種々の値を代数値で共に加算するように配
列された2個の加算器130及び131を具える。これ
ら加算器の結果である出力をレジスタ133及び135
jご記憶する。他の加算器137によってレジスタ13
3 に記憶された値とメモリ100に記憶された前の平
均値とを加算する。減算器139によって加算器137
の結果からレジスタ135に記1 〇− 憶された値を減算する。この減算器139の減算結果は
レジスタ100に記憶すべき新たな値を構成する。この
中央平均値計算部20は、他の平均値計算部16及び1
8と比較し、余分のパイプライン段(レジスタ133及
び135)と共に作動することは明らかである。
比較部30は第4図に詳細に示す。即ち、この比較部は
第1組の比較器150及び151を具え、これにより輝
度値L(i、、i)  と2つのスレシホルF値に3及
びに4とを比較する。ORゲート152によってこれら
の比較器の結果を組み合わせて、輝度信号L (i、 
 j>がこれら2つの比較値の間にあるか否かの際に論
理値” 1 ”を発生ずる。比較器160.161及び
162により形成する第2組の比較器によって差発生部
24.25及び26により発生した結果と、スレシホル
F値に1とを比較する。第3組の比較器170.171
及び172によってこれら差発生部24.25及び26
の結果を2つ宛比較する。即ぢ、比較器170によって
差発生部24及び26の結果を比較し、比較器171に
よって差発生部25及び26の結果を比較し、比較器1
72によって差発生部24及び25の結果を比較する。
これら比較器の全部からの結果を受ける論理手段175
によってこれらが出力端子10に現れるか否かを示す表
示値を発生すると共に割当て部55に刻する切り換え符
号をも処理する。
第1図の装置の作動モードを以下に説明する。
上流平均値計算部1Gによって上記の例に従って各画素
(i、、i)に対し次式で示す計算を行う。
下流平均値計算部18によって次式で示す計算を行う。
中央平均値計算部20によって次式が示す計算を行う。
MCl (i、、i) −−[Σ  Fl (i十n、
j−1)+2.Fl(1,j−1)8   n=−3 + Σ FHi+n、j−1)  ]     (3)
n=1 式(3)は中央画素が2倍の重みを与えられていること
を示す。
過度に長い計算項を排除するために、本発明によれば、
計算に対し充分長い時間を必要とする加算器及び減算器
の連続加算演算を回避し得るようにする。式(1)は上
流平均値計算部16により次のように実行する。
減算器84によって次式で示す演算を行う。
8、Mへ1 (i−L j)−Fl (i−10,、i
)加算器86によって値F1 (1〜2.])をこの結
果に加算して式(1)を次式のように書き換える。
MAL (i、 、i) −1/8 [8,MAL (
i−L j)−PI (i−10,j)+F1(i−2
,j>   ]                (4
)8倍及び1/8倍の乗算は配線により簡単に行うこと
ができ、計算時間を左程必要としない。
同様に式(2)の計算を減算器121によって次式で示
すように行う。
8、 MVI(i−1,j)−Fl (i−1,j−1
)加算器122によって値十F (i + 7.j −
1)をこの結果に加算して式(2)を次式で示すように
書き換える。
MVI (i、 、i) −1/8 [8,MVI (
i−L j)−PI (i−L j−1)+ PI(i
+7.j−1)  ]      (5)追加のパイプ
ライン段のため、中央平均値計算部20の演算モードは
多少複雑となる。
平均値MCI  (i、  、i)を計算するた必に、
アキュムレーション レジスタ100によって値MC(
i、、i)を記憶し、レジスタ133及び135によっ
て次式で示すように値QP 輸)及びQM(i)を記憶
する。
QP(i)  −PI(i+3..1−1)  十 F
l(i、、i−1)1−1)Q −Fl(i−4,,1
−1) + Fl(i−L、1−1)これがため、式(
3)は次式で示すように書き換えることができる。
MCI (i、、i)  −1/8  [8,MCI 
(i−L j)十叶(i)−QM (i)]値QP (
i、  j)及びQM(i、j)を計算するに必要な次
式で示される値を加算器130及び131の入力端に得
ることができる。
叶(i+1) −Fl (i+4. j−1)+F1 
(i+l、 j−1)QM(i+1)  −Fl (i
−3,j−1)+F1 (i、j〜1)論理手段175
を実行するに必要な画素による本発明装置の機能を次表
■及び■に示す。
表1 表2 上表中、数値” l ”は比較器160.161及び1
62に対し、K1が他の入力端に供給される値以上とな
ることを示す。比較器170.171及び172に対し
、数値” 1 ”は次に示す絶対値を示す。
MAI−L(i、i、、i)  l  >MCI−L(
i、、i)MVI−L(i、i、、i)  l  >t
、IcI−L(i、、i)MVI−L(i、 i、 、
i) l >MAI−L(i、 、i)出力端子10に
関連する列中の数値” 1 ”は、現在の画素がコント
ラスト像に属することを示す。
表■において、割当て部55に関する列は実行される切
り換え作動を示す。
第5図は本発明装置lの好適な例を示す。この装置によ
って、第2図に矢印FH1で示されるカメラの走査方向
に従って画素の逐次処理を実行すると共に第6図の矢印
FH2で示される反対方向の処理をも実行する。この2
重処理は前記フランス国特許願F R−A 2.602
.387号明細書に記載されている。
第5図の装置は第1につきすでに説明した第1予測ブロ
ック200と、同様の構成の第2予測プロツク250 
とを具える。予測ブロック200によって方向FHIに
おける処理を実行し得るようにし、この目的のためにそ
の入力端子を入力端子3に直接接続する。又、予測ブロ
ック250によって方向FH2に従う反対方向の処理を
実行し得るようにし、この目的のためにその入力端子を
LIFO型のメモリにより構成される画素反転回路27
0の出力端子に接続し、この画素反転回路を入力端子3
に接続して1ラインの画素の方向を反転せしめるように
する。
出力ブロック300によって出力端子12から最も好適
な背景値を発生させると共に第2出力端子8a及び8b
から処理された画素がターゲットである(出力端子8a
)か否かを示す表示値を発生し、更にターゲットの特性
くこれが背景値として明るいか左程明るくないか、或い
は暖色であるか左程暖色でないか)の表示値を発生し得
るようにする。
又、出力ブロックを作動させて画素をコヒーレントに処
理し得るようにするために第1予測ブロック200の出
力側と出力ブロック300の関連する人カ側との間に他
の画素反転回路305を設ける。更に他の遅延素子31
0及び312を画素反転回路270の入力端及び他の画
素反転回路305の出力側に夫々設けて他の処理時間を
も導入し得るようにする。
第1背景値F1は遅延素子312の出力側に設けると共
に第2背景値F2を第2予測ブロック250の出力側に
得、これら両背景値を遅延素子322の出力側に得た輝
度値L (i、  j)  と共に出力ブロック300
の入力側に供給する。第5図の装置は更にその出力端子
330を遅延線322を経て画素反転回路270の出力
端子に接続する。
第7図は出力ブロック300の構成を詳細に示す。
この出力ブロックは先ず、2個の差発生部400及び4
02を具え、これにより、第1差発生部に対しては第1
背景値Fl  (i、  j)及び輝度信号間の差の絶
対値、第2差発生部に対しては第2背景値F2 い、l
)及び同−輝度信号間の差の絶対値を夫々得るようにす
る。差発生部402の出力端子403にはこの差の符号
を発生させるようにする。
各差発生部400及び402により形成されたこれら差
の絶対値を比較器410及び412によって予定スレシ
ホルド値に2と夫々比較する。又、第3比較器415に
よって差発生部400及び402の出力値を比較する。
比較器415からの信号を受ける第1論理回路420 
によってマルチプレクサ425の制御信号を発生して背
景値F1及びF2のいずれか1方が出力側に保持される
ようにする。又、第2論理回路430 によって出力端
子403からの信号並びに、比較器410及び412か
らの信号から、ターゲットを示すと共に背景におけるコ
ントラストの符号を示す出力を夫々発生せしめるように
する。
論理回路420の機能モードを次表■に示し、論理回路
430の機能モードを次表■に示ず。
表3 表  4 出力端子8aの数値” 1 ”は画素が周囲よりも強い
コントラストを有する像に属することを示す。
出力端子8bの数値” 1 ”は画素が周囲よりも明る
い像に属することを示す。
出力端子8bの数値” o ”は画素が周囲に比較して
暗い像に属することを示す。
比較器415からの符号” l ”は次式で表わすこと
ができる。
Fl (i、 j)−L(i、 、+) l < l 
F2(i、 j)−L(i、 、i)出力端子403の
符号パ1″′は次式で表わされる。
L(i、 j)−Fl (i、 j)  >[1比較器
410の出力側の符号” 1 ”は次式で示される。
F2(i、j)−直i、、i) l >K2比較器41
2の出力側の符号” 1 ”は次式で表わされる。
Pi(i、j>−L(i、、i) l >K2第8図は
画素反転回路270−305の構成を詳細に示す。この
回路はランダムアクセスメモリ500を具え、これを第
8図に示すように2つのアクセスポート501及び50
2を有する型のものとすることができる。しかし、単一
のアクセスポートを有するメモリを用い、このメモリに
出入するデータのアクセスをマルチプレクシング処理す
ることもできる。即ち、第1アクセスポー) 501は
書き込むべきデータを受け、第2アクセスポー) 50
2はメモリから取り出したデータを出力する。このメモ
リは、OからM−1までを加算計数すると共にM−1か
らOまでを減算計数するアップ/ダウン計数器505に
よりアドレス指定する。ここにMはライン当りの画素の
数である。この計数器には2個のデコーダ510及び5
12を接続する。デコーダ510によって、アンプ/タ
ウン計数器の内容が零値を通過して計数器を計数位置に
調整する際に能動信号を発生し、デコーダ512によっ
て、その内容(M−1)が最大値で計数器を減算計数位
置に調整する際に能動信号を発生し得るようにする。
このランダムアクセスメモリ500が、第1予測ブロッ
ク200からの情報成分及びビデオ情報成分を反転する
に充分な入出カラインを有することは明らかである。
第9図は反転回路がその入力端に供給されるデータを時
間と共に反転する状態を示す。ラインaは計数位置にお
いてOからM−1までのアンプ/ダウン計数器の内容の
展開を示す。ラインbはライン]の画素に関する0から
M−1までのデータ1(n)を示す。従ってランタムア
クセスメモリ500は瞬時Wで○からM−1までのアッ
プ/ダウン計数器の内容に対するデータ1 (O)〜1
(M−1)が記憶されるようになる。
次いでアップ/ダウン計数器505の内容は次のライン
で逆方向に、即ちM−1からOまで展開されるようにな
る(ラインd)。
次のライン1+1のデータi’  (m)は常時同一方
向に○からM−1まで展開しくラインe)、従ってデー
タi′ (0)は瞬時WにアドレスM1に書き込まれる
ようになる。しかし、これらの瞬時Wは読み取り時Rの
前であるため、出力端子502にはデータi(M−1)
が再生されるようになる。これがため、ライン1に関す
るデータが順序i (M−1) 、 i (M−2) 
、・・・、i′(Ml)に現れ、従って反転順序INV
(ラインf)で現れるが、ライン〕+2からのデータは
通常の順序i’  (0)、  i’  (1)、・・
・、i′ (M−1)で記憶されるようになる。これら
のデータの全部が記憶されると、アップ/ダウン計数器
505 は計数位置にリセットされる(ラインb〉が、
ラインj+2に関するデータは入力端子501 に現れ
て記憶されるようになる(ライン〕)。出力端子502
には、ライン1+1に関するデータが反転順序INVi
’  (M−1>、i’  (M−2)、・(0)で現
れるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による画像のコントラスト像を測定する
装置の構成を示すフロック図、第2図は種々の平均値を
計算する画素の分布を示す説明図、 第3図は平均値計算部の構成を示すブロック図、第4図
は比較部の構成を示すフロック図、第5図は本発明装置
の他の例を示すブロック図、第6図は種々の平均値を計
算する画素の分布を示ず説明図、 第7図は出力ブロックの構成を示すフロック図、第3図
は反転回路の構成を示ずブD 7り図、第9図はこの反
転回路の作動モートの説明図である。 2・処理フロック   3,6・・入力端子8.10・
・・第1出力端子  12.14・・第2出力端子16
、18.20  平均値計算部 22・・コントラスト測定部 30・・・比較器      55・・・背景値割当て
部80、90.100・・・第2記憶部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各々が画像の輝度を表わすと共に発生順序が水平走
    査及び垂直走査の組み合わせで与えられるビデオ又は信
    号サンプルを受ける入力端子と、各画素に関する背景値
    を発生する第1出力端子と、画素がコントラスト像に属
    する表示値を発生する第2出力端子と、少なくとも1つ
    の処理ブロックとを具え、この処理ブロックには各画素
    に対し背景値の種々の平均値を計算する平均値計算部と
    、これら平均値及び画素の輝度間の変位値を発生するコ
    ントラスト測定部と、種々の変位値及び少なくとも所定
    のスレシホルド値を比較して表示値を発生する比較部と
    、前記平均値に各画素に対する背景値を割当てる背景値
    割当部とを設けて成る画像のコントラスト像を測定する
    装置において、前記平均値計算部には前の画素に対し計
    算された平均値の前の値を記憶する第1記憶手段と、す
    でに割当てられた背景値を記憶する第2記憶手段と、前
    記第1記憶手段に記憶された平均値及び前記第2記憶手
    段に記憶された背景値から各画素に対する平均値を発生
    する加減算手段とを設けたことを特徴とする画像のコン
    トラスト像を測定する装置。 2、前記発生順序に現れるサンプルを処理すると共に第
    1背景値を発生する第1処理ブロックと、前記発生順序
    を反転する反転回路と、この発生順序反転回路の出力側
    のサンプルを処理する第2処理ブロックと、前記表示値
    を発生し、且つ第1又は第2背景値の何れか一方をも発
    生する出力ブロックとを具えることを特徴とする請求項
    1に記載の画像のコントラスト像を測定する装置。
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