JPH0488582A

JPH0488582A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0488582A
Application number: JP2204306A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Masaki; 俊道政木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1992-03-23

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】［従来の技術］本発明は、画像を鮮鋭化したり、エツジを抽出する画像
処理装置に関する。

［従来の技術］従来、画像を見易くするため鮮鋭化処理を行うことがあ
るが、その方式として第７図（ａ）に示す原画像信号を
二次微分して第７図（ｂ）に示す二次微分信号（ラプラ
シアン等）を求め、それを原画像信号に加え合わせ第７
図（ｃ）に示す結果を得るものがある。

またエツジを抽出する方式として、第８図（ｂ）に示す
ように、第８図（ａ）の原画像信号の二次微分を求め、
ざらに第８図（Ｃ）に示すように、この二次微分信号の
零クロス点を求め、モの零クロスする部分をエツジと判
定するものがある。

［発明が解決しようとする課題］しかしながらこのような従来の方式は、画像の鮮鋭化を
する場合、変化がある部分はすべて強調されてしまうの
で、第７図（ａ）に点線で示すように雑音が混入すると
第７図（ｃ）に示すようにその部分も強調されてしまう
という課題があった。

また、エツジを求める場合は、第８図（ａ）に点線で示
す雑音が混入すると、第８図（ｄ）に示すように、雑音
もエツジとして抽出してしまうという課題があっｔ：。

本発明はこのような状況に鑑みてなきれなもので、その
目的は雑音の影響を除去する画像処理装置を提供するも
のである。

［課題を解決するための手段］このような課題を解決するために請求項１記載の画像処
理装置は、入力きれた原画像信号を一次微分する一次微
分演算部と、入力された原画像信号を二次微分する二次
微分演算部と、−次微分結果と二次微分結果とを乗算す
る乗算部と、乗算結果と原画像信号とを加算する加算部
とから構成きれるようにしたものである。

請求項２記載の画１象処理装置は、入力された原画像信
号を一次微分する一次微分演算部と、入力きれた原画像
信号を二次微分する二次微分演算部と、−次微分値を第
１のしきい値と比較する第１の比較器と、二次微分値を
第２のしき値と比較する第２の比較器と、第１の比較器
出力と第２の比較器出力の論理を判定する論理判定部と
から構成されるようにしたものである。

［作用］請求項１記載の画像処理装置においては、入力された信
号が、−次微分演算部で一次微分きれるとともに二次微
分演算部で二次微分され、乗算部で一次微分結果と二次
微分結果が乗算され、加算部によって乗算結果と原画像
信号とが加算される。

請求項２記載の画像処理装置においては、入力された信
号が一次微分演算部で一次微分されるとともに二次微分
演算部で二次微分され、第１の比較器から一次微分値が
第１のしきい値以上のとき出力信号が送出され、第２の
比較器から二次微分値が第２のしきい値以上のとき出力
きれ、論理判定部によって第１の比較器出力と第２の比
較器出力の論理が判定され、出力される。

［実施例］第１図しよ本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、第１の発明、第２の発明に共通のものである。図
において１は画像を入力する画像入力装置、２は同期信
号およびサンプリングクロックを発生するタイミング信
号発生器、３はＡ／Ｄ変換器、４はサンプリングクロッ
クに基づいて原画像信号を一次微分する一次微分演算部
、５は同様に原画像信号を２次微分する２次微分演算部
、６は総合演算部である。なお、−次微分演算部４の出
力は後続回路の構成から、絶対値が出力されるようにな
っている。

総合演算部６は、請求項１に対応するものについては、
第２図（ａ）のように、−次微分結果と二次微分結果を
乗算器６１によって乗算した結果を、サンプリングクロ
ックに基づいてとットシフタ６２でビットシフトし、元
の大きざに戻して加算器６３で原画像信号に加算する。

請求項２に対応するものについては、比較器６５で一次
微分値の第１のしきい値以上のレベルを検出し、また、
絶対値演算器６６によって２次微分値の絶対値を求め、
比較器６７でその二次微分値絶対値の第２のしきい値以
上のレベルを検出する。比較器６５の出力と、比較器６
７の出力をアンド回路６８（論理判定部）で乗算するよ
うになっている。この実施例の場合、総合演算部６は原
画像信号を使用していない。

このように構成された装置において、画像を鮮鋭化する
場合の画像処理装置の動作から説明する。

画像入力装置１にタイミング信号発生器２から同期信号
が供給されることによって、第３図（ａ）に示すような
原画像信号が画像入力装置１によって取り込まれる。取
り込まれた信号はタイミング信号発生器２から供給され
るサンプリングクロックに基づいてＡ／Ｄ変換器３によ
ってデジタル化きれ、ざらに、−次微分演算部４に供給
きれて一次微分きれ、第３図（ｂ）に示す信号（絶対値
）が出力される。Ａ／Ｄ変換器３の出力は二次微分演算
部６にも供給きれ、二次微分されて第２図（ｃ）に示す
信号として出力される。

一次微分演算部４と二次微分演算部５の出力信号は、第
２図（ａ）に示すように、乗算器６１で乗算され、その
結果エツジ部分と雑音部分を比較すると、−次微分値も
二次微分値も前者の方が後者に比べ犬とくなっている。

すなわち、エツジ部分ては大きい値のデータ同志が乗算
され、雑音部分では小ざい値のデータ同志が乗算される
ことになる。

したかってエツジ成分と雑音成分の差は乗算することに
よってより大きくなる。乗算後、ビットシフタ６２てビ
ットシフトを行い、乗算結果を加算器６３で加算するの
に適したレベルに戻す。

次に、加算器６３によって原画像信号ととットシフタ６
２の出力が加算されるので、第３図（ｄ）に丁ずように
エツジが鮮鋭化された信号が得られる。

雑音については前述のように、エツジ成分に比へて十分
に小さな値に抑圧されている。

エツジ抽出を行う場合の画像処理装置については、総合
演算部６までは第１の実施例と同一であるから、総合演
算部６の動作についてだけ説明する。この例では第４図
（ａ）の原画（！ｌ　（８号に基づいて発生した一次微
分値の絶対値は第４図（ｂ）に示すように、比較器６５
において第１のしきい値Ｌ１と比較される。比較器６５
は一次微分値がしぎい値Ｌ１より大きいとき論理Ｈを出
力する。一方、二次微分値については絶対値演算器６６
によって絶対値化された後、第４図（ｃ）示すように、
比較器６７において第２のしきい値Ｌ２と比較される。

比較器６７は二次微分値の絶対値かしきい値Ｌ２より大
きいとき論理Ｈを出力する。雑音部分においては、比較
器６５．６７の一方が論理Ｈになる。

従って、アンド回路６８の出力は、第４図（ｄ）に示す
ように、エツジ部分のタイミング時においてのみ論理Ｈ
が出力される。

次に一次微分と二次微分の例について説明する。

第５図は一画像のうち、あるタイミングにおいて微分対
象となる部分の画素範囲を示している。今、図のａ乃至
ｉの画素からなるブロックが微分対象になっているとす
ると、−次微分（ソーベルのオペレータ）は次のように
なる。

ａ＋２ｂ＋ｃ−（ｇ＋２ｈ＋ｉ）　ｌ　＋ｌ　ａ＋２ｄ
＋ｇ−（ｃ＋２「＋ｉ）・　・　・　・　・　・　・　
・（１）また、二次微分（ラプラシアンのオペレータ）
は次のようになる。

８ｅ−（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｒ＋ｇ＋ｈ＋ｉ）　６　＊　
Ｉ　＠　＊　＊　Ｉ　＊　＋　（２）ここで、−次微分
を演算するオペレータはノイズの影響を受けにくいよう
に、１つの行、列をとばした縦または慢の差分の絶対値
を足し合わせる様にしている。このようにすると、例え
ば、もし画素ｅにスパイクノイズがあったとしても、−
次微分値には影響しない。

前述の（１）、（２）の演算式を実現する回路を第６図
に示す。第６図（ａ）は−次微分演算部４てあり、４０
１から４０９はシフトレジスタであり、ザンプリングク
ロツクに同期して入力された画体データを順次左から右
にシフトする。４１０，４１１はＩＨ遅延回路であり、
それぞれ１８分（Ｈは水平走査周期）の遅延を行う。４
１２から４１５は、データを１ビツトだけＭＳＢ側にシ
フトして２倍するビットシフタ、４１６から４１９およ
び４２２は加算器、４２０と４２１は減算器、４２３と
４２４は絶りＪ信器である。

シフトレジスタ４０１，４０２．４０３に、画素ａ、　
　ｂ、　　ｃのデータかそれぞれラッチきれるとき、１
Ｈ前の画素ｄ、　　ｅ、　　ｆがシフトレジスタ４０７
．４０８．４０９にラッチされる。従って、各加算器と
減算器は、下記の演算を行っている。

加算器４１６・・・・ａ　＋　２　ｂ　十ｃ加算器４１
７・・・・ｃ＋２ｆ＋ｉ加算器４１８・・・・ｉ　＋　２　ｈ　＋　ｇ加算器４
１９・・・・ａ＋２ｄ＋ｇ減算器４２０：　ａ＋２ｂ＋ｃ−（ｉ＋２ｈ＋ｇ）：減
算器４２１：　　ａ＋２ｄ＋ｇ−（ｃ＋２ｆ＋ｉ）従っ
て絶対値器４２３によって減算器４２０の出力の絶対値
を求め、絶対値演算器４２４て減算器４２１の絶対値を
求め、それを加算器４２２で加算することによって、（
１）式の演算が行われる。

第６図（ｂ）は二次微分演算部５であり、５０１から５
０９はシフトレジスタ、５１０と５１１は１Ｈ分の遅延
回路、５１２は加算器、５１３は３ビツトのシフトレジ
スタ、５１４はＭ算器である。

この回路は３ビツトのシフトレジスタ５１３でｅの成分
を８倍する演算が行われ、加算器５１２でａからｉまで
の加算が行われる。そして、減算器５１４において３ビ
ツトシフトレジスタ５１３の出力である８Ｘｅから、加
算１５１２の出力が減算され、（２）式の演算が行われ
る。

し発明の効果］以上説明したように請求項１に記載の画像処理装置によ
れば、−次微分の絶対値と２次微分値を乗算して原画像
に加算しているので、−次微分値が大きいエツジ部分で
は２次微分によるエツジ強調効果が大ぎく、ノイズ部分
ては一次黴分値が小さいので、強調効果は小さくなる。

従ってノイズの影響を受けずに画像鮮鋭化が実現できる
という効果を有する。

請求項２に記載の画像処理装置によれば、−次微分の絶
対値が十分に大きい部分と、二次微分値も十分に大きい
部分のアンド条件で零クロスポイントを取っているので
、ノイズ部分の影響を受けずにエツジを検出することが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理装置の一実施例の構成を示す
ブロック図、第２図（ａ）、　　（ｂ）は第１図におけ
る総合演算部の詳細を示すブロック図、第３図は第２図
（ａ）に対応する実施例の動作を説明する波形図、第４
図は第２図（ｂ）に対応する実施例の動作を説明する波
形図、第５図は一次微分および二次微分を行う画素の対
象範囲を示す図、第６図（ａ）、　　（ｂ）は−次微分
および二次微分を行う回路の詳細を示すブロック図、第
７図は従来の画像鮮鋭化の問題点を説明するための波形
図、第８図は従来のエツジ検出の問題点を説明するため
の波形図である。１・・・画像入力装置、２・・・タイミング信号発生器
、３・・・Ａ／Ｄ変換器、４・・・−次黴分演葬部、Ｓ
・・・二次微分演算部、６・・・総合演算部、６１．６
８・・・乗算器、６２・・・ビットシフタ、６３・・・
加算器、６５゜６７・・・比較器、６６・・・絶対値器
。特許出願人　　オムロン株式会社代　理　人　　弁理士　稲本義雄第１図第２図第７図廚工・７シでｊ唖３ニー、″７′？パあ３第８因

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力された原画像信号を一次微分する一次微分演
算部と、入力された原画像信号を二次微分する二次微分演算部と
、一次微分結果と二次微分結果とを乗算する乗算部と、乗算結果と原画像信号とを加算する加算部とから構成さ
れる画像処理装置。
（２）入力された原画像信号を一次微分する一次微分演
算部と、入力された原画像信号を二次微分する二次微分演算部と
、一次微分値を第１のしきい値と比較する第１の比較器と
、一次微分値を第２のしき値と比較する第２の比較器と、第１の比較器出力と第２の比較器出力の論理を判定する
論理判定部とから構成される画像処理装置。