JPH0743769B2 - デジタル画像処理装置 - Google Patents

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、重み付け係
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、エッジ強調などに有
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GPIB（General Purpose In
terface 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３×３〜15×15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。
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
一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ブロック（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段と
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入力することが
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筋減が行われ
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、輪郭などの緑の処理
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、
ぼけ像をシュープな像に処理する。そのために制御用TV
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。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
状態に応じたサイズのマト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の部分がその他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）、（1,0）、
（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（0,0）を（0,4）に、（0,1）を（0,3）に、（1,0）
を（1,4）に、（1,1）を（1,3）に、（2,0）を（2,4）
に、（2,1）を（2,3）に複写し、次いで（2,0）、（2,
1）、（2,2）、（2,3）および（2,4）のＹ軸を対称軸に
して（0,0）を（4,0）に、（1,0）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）、（2,2）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（0,0）を（0,2）に、（1,0）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３×３の具体例を示す。キーボード７により
（0,0）、（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（0,0）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,
0）、（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緑が総て（2,0）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XY軸対称
モード図、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によるマトリ
ックスを示す図、第５図はXY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Ｙ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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。