JPH08110940A

JPH08110940A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH08110940A
Application number: JP6246362A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Horinouchi; 真一堀ノ内; Michihisa Dou; 通久堂; Kingo Ozawa; 金吾小沢
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】入力される画像毎に処理を切り換えることが可
能でかつ、外部から与えられた計測指令信号に基づいて
画像を取り込み所定の処理を高速に行える画像処理装置
を提供する。【構成】撮像装置１０、デジタル画像作成部２０、２値
化処理部４０、微分処理部５０Ａ〜Ｄ、ピーク抽出（３
値化画像作成）部７０Ａ〜Ｄ、第１拡張部８０Ａ〜Ｄ、
メモリ９０Ａ〜Ｄ、第２拡張部１００Ａ〜Ｄと、２値画
像作成部１１０Ａ〜Ｄと、統合部１２０と、画像メモリ
１４０、ラベリング前処理部１６０、ラベリング処理部
１７０、ラベル画像メモリ１８０，１９０、特徴情報抽
出処理部２００、計測制御処理部２１０を備え、これら
すべてを複数のブロックに分けて、該ブロックを処理単
位としてパイプライン動作させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人搬送車や各種製品
の形状検査装置等の視覚センサ部等に応用され、対象物
標の画像情報から、対象物標の形状を計測し、認識する
画像処理装置技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像情報から所望の領域を抽出す
る場合、画像情報をあるしきい値で２値化して境界線を
抽出し、この抽出した境界線に基づいて所望の領域の輪
郭を把握し、当該領域を抽出することが、一般に行なわ
れてきた。

【０００３】また、境界抽出手段として、画素間の輝度
差すなわち微分処理を利用して、画像情報から境界線を
抽出することも行なわれている。

【０００４】また、他の従来の技術として、例えば、特
開平５−２２５３３７号公報に開示された「境界抽出方
法および装置」がある。この公報に開示された境界抽出
手段は、対象の画像情報から、縦、横、斜め右上がり、
斜め右下がりの４種類の微分画像を作成し、各微分画像
の微分方向における微分値のピークを示す画素であるピ
ーク画素を抽出し、このピーク画素における微分値の大
きさに基づいて、境界線を構成する境界画素を決定し、
この境界画素から境界画像を作成し、最終的に、４方向
の境界画像を統合することによって、環境に影響されな
い高精度な境界線の抽出処理を行なう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像処理装置の多くは、対象物標と背景との輝度差が十
分大きな場合にしか適用できないものが多く、各種存在
する対象物標に応じて、前記しきい値を適当に設定する
のは容易ではなかった。

【０００６】また、前記特開平５−２２５３３７号公報
に記載の技術は、これらの不具合を解決するのに有望で
あり、各種の対応が試みられているが、以下に示すよう
な課題が存在する。

【０００７】すなわち、第１に、対象物標の画像情報に
基づき、単に、ある閾値を用いて２値化画像を生成する
２値化処理と、デジタル化された画像データを用いて、
つまり多値化された画像情報を用いて境界線の抽出を行
なう処理である境界抽出処理とを、適宜選択して一連の
処理を行なうことができない。画像処理技術において
は、２値化画像と多値化画像を用いて、所望の一連の処
理を行なうことが頻繁に行なわれることを考慮すると、
このことは、各種アプリケーションへの適用を著しく狭
めてしまうことになる。

【０００８】第２に、通常、対象物標の形状把握を行な
う場合等には、画像情報入力手段を複数台設けたシステ
ム構成とするが、このようなシステム構成を想定してい
ないため、複数の画像情報入力手段から得られる画像情
報を利用することが困難である。

【０００９】第３に、ピーク画素の抽出処理や、ピーク
画素における微分値の大きさに基づいて、境界線を構成
する境界画素を決定する処理等の負荷の大きな処理を行
なっているため、対象物標によっては、ユーザが満足で
きない程度の処理時間を要してしまう場合もあった。

【００１０】第４に、ピーク画素の抽出処理の際には、
微分値が同じ値となる画素が連続して存在すると正確に
ピーク画素を抽出することができなかった。

【００１１】第５に境界抽出を行なう際の微分処理の出
力が非常に大きな値となってしまう場合、大きな値をと
るデータの格納や演算処理のため、ハードウエアも大型
化することになり、コストが高く、装置規模も大きなも
のとなるため、各種のアプリケーションへの適用範囲が
限定された。

【００１２】このような問題点に対して、本願出願人
は、先に、特願平６−１５８９９９号「画像処理装置」
を提案した。この装置では、境界抽出を行なう際の微分
出力値を例えば８ビットのデータに抑えて、特殊なピー
ク画素抽出を行なうことにより、境界線を正確に抽出す
る手段を提供している。また、境界抽出処理と２値化処
理を選択でき、画像情報入力装置を複数備えても対処で
きる構成となっている。さらに、所定の位置に２系統の
メモリを設けた構成とし、メモリへのデータの格納、取
りだしを制御することによって、いわゆるパイプライン
処理を利用した、高速な画像処理を行なうことが可能な
画像処理装置を提供している。

【００１３】なお、この先願技術においては、２値画像
作成処理や境界抽出処理は高速で行えるものの、計測・
制御の処理までは、高速に処理を行うことができなかっ
た。また入力する画像のフレーム毎に高速に処理を切り
換えて計測・制御を行うことが困難であり、更に外部か
ら与えられた計測指令信号に基づいて画像を取り込み、
処理を行うことができなかった。

【００１４】また着目するエリアを指定するウィンドウ
処理が組み込まれていなかった。

【００１５】そこで本発明は、入力される画像毎に処理
を切り換えることが可能でかつ、外部から与えられた計
測指令信号に基づいて画像を取り込み所定の処理を高速
に行える画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による画像処理装置は、画像情報を入力する
画像情報入力手段と、この入力画像情報を、必要時に、
指定のしきい値で２値化する２値化手段と、前記入力画
像情報に対して、縦、横、斜め右上がり、斜め右下がり
の４方向に、方向別微分オペレータを作用させ、４方向
の方向別微分画像を作成する微分処理手段と、各方向別
微分画像に対して、その方向における微分値のピークを
示す画素を調べるピーク調査手段と、第１のしきい値
と、第１のしきい値より小さく設定された第２のしきい
値を用いて、当該画素における微分値が、第１のしきい
値より大きなものを境界画素とし、第１のしきい値以下
であるが第２のしきい値よりは大きなものを境界候補画
素とし、さらに、第２のしきい値以下のものを非境界画
素として、３値化された画像を作成する３値化画像作成
手段と、該３値化画像をある方向から走査し、ある境界
候補画素に注目して該境界候補画素の近傍の画素を調
べ、該境界候補画素が境界画素に連結している場合に
は、該境界候補画素を境界画素に変換する拡張処理を行
う第１拡張手段と、第１拡張手段で行う拡張処理を第１
拡張手段とは、逆の方向から行う第２拡張手段と、該第
２拡張手段で作成された画像に基づき、境界画素および
非境界画素の２値からなる境界画像を作成する２値画像
作成手段と、作成された各々の方向の境界画像を統合す
る統合手段と、該統合手段により統合された境界画像に
表われた境界または領域をラベリングするラベリング手
段と、該ラベリング手段により得られたラベリング画像
から各ラベル毎に形状特徴を抽出する特徴情報抽出手段
と、該特徴情報抽出手段により得られた形状特徴と前記
ラベリング画像とに基づいて、各種計測処理を行う計測
制御手段とを備え、前記すべての手段を複数のブロック
に分けて、該ブロックを処理単位としてパイプライン動
作させたことを特徴とする。

【００１７】

【作用】以下、本発明の代表的な構成における作用を説
明する。

【００１８】まず、テレビカメラ等の画像情報入力手段
で、画像情報（例えば、輝度情報）を入力する。この入
力された画像情報をアナログ−デジタル変換し、デジタ
ル輝度画像を得る。このデジタル輝度画像を、画面１フ
レーム毎にＨレベル、Ｌレベルと変化する信号“処理フ
レーム識別信号”に対応したフレームメモリに取り込
む。

【００１９】フレームメモリからの読み出しは、１フレ
ームの開始を示すスタート信号“フレーム同期信号”に
同期して、デジタル輝度情報を順番に読み出し、このデ
ジタル輝度画像を２値化する場合は、１６進数で００と
ＦＦの２値に画像を変換する２値化処理を行い、２値化
しない場合は、多値画像のままとする。

【００２０】デジタル輝度画像に対して縦・横・斜め右
上がり（／）・斜め右下がり（＼）の４方向の方向別微
分オペレータを作用させ４方向の方向別微分画像を作成
する。ここで、入力される画像が２値画像（１６進数で
００とＦＦ）で、その境界抽出処理を行わない場合は、
微分処理を行わず、入力された２値データをそのまま方
向別微分出力とする。

【００２１】次に、この方向別微分画像の各々の微分画
像に対して、例えばＬＵＴ（ルックアップテーブル）を
参照することにより、微分値の絶対値をとり、その微分
値の絶対値が１６進数で００〜ＦＦまでのデータはその
ままにして、ＦＦ以上の値をＦＦにクランプする。尚、
ＬＵＴは、入力データに対して出力するデータを予め対
応づけておく、参照テーブルとして機能する。

【００２２】次に、第１のしきい値と、第１のしきい値
より小さく設定された第２のしきい値を設け、各方向別
微分画像に対して、該方向における微分値がピークを示
す画素を抽出し、該画素における微分値が、第１のしき
い値より大きなものを境界画素とし、また、微分値がＦ
Ｆの場合は、強制的に境界画素とする。更に、第１のし
きい値以下であるが、第２のしきい値よりは大きなピー
ク画素を境界候補画素とし、第２のしきい値以下の画素
及びピークを示さなかった画素を非境界画素とし、３値
化された画像を作成する。

【００２３】該３値化画像を、ある方向から走査し、あ
る境界候補画素に着目し、該境界候補画素の近傍の画素
を調べ、該境界候補画素が、境界画素に連結している場
合には、境界候補画素を境界画素に変換する拡張処理を
行う。この処理を、全画素に対して行う。

【００２４】処理された画素は、次に反対の方向から拡
張処理を行うため、処理フレーム識別信号に対応したフ
レームメモリに取り込む。

【００２５】このフレームメモリに取り込まれた各方向
における３値画像を、最後に書き込まれた画素から順に
読み出し、ある境界候補画素に着目し、該境界候補画素
の近傍の画素を調べ、該境界候補画素が、境界画素に連
結している場合には、境界候補画素を、境界画素に変換
する拡張処理を行い、境界画素に変換されなかった境界
候補画素を、非境界画素に変換する２値化処理を行う。
この処理を全画素に対して行うことにより、境界画素と
非境界画素とからなる方向別境界２値画像が得られる。

【００２６】この４種の方向別境界２値画像を統合し、
必要に応じて画素数を１／４に圧縮する圧縮処理をほど
こし、処理フレーム識別信号に対応した画像メモリに、
この統合し、圧縮された画素を順次格納することによ
り、入力画像から境界画像が作成される。ここで、２値
化処理が選択された場合の境界抽出処理の出力は、２値
化処理の出力をそのまま保存している。

【００２７】次に、前記画像メモリからフレーム同期信
号に同期してデータの読み出しを開始し、データを読み
出すと共に、ウィンドウメモリからウィンドウデータを
読み出し、ウィンドウデータが対象画素と指定している
部分の画像メモリデータを次のラベリング処理に送る。
このウィンドウメモリは、４画面分用意されていて処理
に応じて切り換えることができる。

【００２８】ラベリング処理では、まず０をラベリング
するか、１をラベリングするかの選択で送られたデータ
を変換し、また４−連結ラベリングか、８−連結ラベリ
ングかの選択から処理方法を設定する。この設定された
処理に従ってラベリング処理を行いラベリング画像を得
る。

【００２９】このラベリング画像の各ラベル値に対し
て、外接矩形情報、面積情報といった各種特徴情報を抽
出し、この特徴情報とラベリング画像を基に計測・制御
部でＣＰＵ等を用い計測・制御等の処理が行われる。

【００３０】これらの処理は、パイプライン構造で構成
されリアルタイム処理を可能とする。

【００３１】そのため外部から計測指令が本画像処理装
置に入力された場合、その時点からフレーム同期信号を
計数し、計数値とパイプラインの段数が一致した信号を
計測・制御部のＣＰＵに入力することにより外部計測指
令に従ったタイミングの画像に対する処理が可能とな
る。

【００３２】また計測・制御部のＣＰＵの処理時間が多
くかかり、パイプライン動作を乱すような場合、特徴情
報の抽出を１フレームおきに行うことによってパイプラ
イン動作を乱すこと無く処理が行える。

【００３３】テレビカメラ等の画像情報入力手段が多数
接続され、これらを切り替えて選択したい場合は、計測
・制御部からカメラ選択信号が出力され、このカメラ選
択信号を画像の画面１フレームのスタート信号を示すフ
レーム同期信号に同期させ、その同期させたカメラ選択
信号に対応するカメラからの画像を、処理フレーム識別
信号に従ったフレームメモリに書き込む処理を行う。

【００３４】複数の入力手段のそれぞれに応じて処理を
切り替える場合や、１つの入力手段でシーン毎に異なっ
た処理を行う場合は、パイプライン構成要素毎に、予め
処理パターンを各処理切り換え手段（内のＬＵＴ）に登
録しておき、各画面毎に計測・制御部から処理パターン
選択信号が出力され、その信号をフレーム同期信号に同
期させ、同期させた処理パターン選択信号でＬＵＴの登
録情報を読み出し、その登録情報を用いて画像を処理す
ることにより、指定したシーンに対して指定した処理パ
ターンによる処理を行わせることができる。

【００３５】この処理パターン選択信号を利用して、外
部からの計測指令が本画像処理装置に入力された場合、
その計測指令に従った新たな処理パターンを計測制御手
段が出力し、その処理パターンが各処理切り換え手段を
巡回して、画像データと共に計測制御手段に戻ってく
る。この戻ってきた画像に対し計測・検査等を行い結果
を出力することにより外部計測指令に従ったタイミング
の画像に対する処理が可能になる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は、本発明の一実施例を示す図である。

【００３７】まず構成を説明する。撮像装置１０は、複
数台のカメラからなり、計測・制御部２１０からのカメ
ラ選択信号２１０Ａによって切り替えられる。選ばれた
カメラすなわち撮像装置によって撮影した画像信号は、
デジタル画像作成部２０でＡ／Ｄ変換され、その内部の
フレームメモリ（図２参照）にデジタル輝度画像として
格納される。なお、本実施例では、Ａ／Ｄ変換を８ｂｉ
ｔのデジタル信号に変換するものとして説明するが、他
のビット数であってもよい。

【００３８】平滑処理部３０は、前記フレームメモリか
ら送られてくる画像情報に対して平滑処理を施す。

【００３９】次にこの平滑化された画像は、２値化処理
部４０に入力される。計測・制御部２１０が出力する処
理パターン選択信号２１０Ｂにより２値化処理が指定さ
れた場合は、計測・制御部２１０が指定したしきい値で
平滑化画像を、００ＨとＦＦＨ（Ｈは、１６進数を示
す。）に２値化し、２値化処理を指定しない場合は、２
値化処理部４０では、何も処理せずに次の処理に進む。

【００４０】２値化処理部４０の出力は、縦・横・斜め
右上がり・斜め右下がりの４方向に対する微分処理部５
０Ａ〜Ｄに入力される。これらの微分処理部は、計測・
制御部２１０が２値化処理を指定しない場合は、各方向
に対して５×５型のソーベルオペレータを作用させ、２
値化を指定した場合は、処理を施さず００ＨとＦＦＨの
まま次の処理に進む。

【００４１】各方向の微分処理部５０Ａ〜Ｄの出力は、
ＬＵＴ（ルックアップテーブル）（６０Ａ〜Ｄ）に入力
される。ＬＵＴ（６０Ａ〜Ｄ）は、その絶対値を取り、
微分値の絶対値が、ＦＦＨ以上の値を持つデータは、Ｆ
ＦＨにクランプする。

【００４２】ピーク抽出部７０Ａ〜Ｄは、各方向に対し
て微分値のピークの下がり始めを抽出し、更に２つのし
きい値ＴＨＡ，ＴＨＢ（＜ＴＨＡ）を用いてピーク画素
を境界画素、境界候補画素及び非境界画素の３値に分類
する。ピーク画素に成らなかった画素は、非境界画素に
する。ここで、入力データがＦＦＨの場合は、強制的に
境界画素にする。

【００４３】次に、第１拡張処理部８０Ａ〜Ｄにより、
境界画素に隣接する境界候補画素を境界画素に変換する
ための拡張処理を各方向に対して施す。各方向に対して
拡張処理された画素は、メモリ９０Ａ〜Ｄに格納され
る。

【００４４】次に、第２拡張処理部１００Ａ〜Ｄによ
り、メモリ９０Ａ〜Ｄの最後に格納した画素から順に、
反対方向の拡張処理を施す。この処理は、第１拡張処理
部８０Ａ〜Ｄと同じ処理であり、処理の方向のみが異な
るのみである。

【００４５】各方向に対して正と逆の２方向から拡張さ
れた画素は、２値画像作成部１１０Ａ〜Ｄで、境界候補
画素を非境界画素に置き換える処理、つまり境界の２値
化処理を行う。

【００４６】各方向の２値になった画像を統合回路１２
０で統合し、次いで、圧縮部１３０で圧縮処理を行い、
画像メモリ１４０に格納し、境界画像を得る。なお、こ
の境界画像は、２値化処理部４０で２値化が選択された
場合、その出力をそのまま保持していることになる。

【００４７】この画像メモリ１４０の２値画像データを
ラベリング前処理部１６０に送ると共に計測・制御部２
１０によって設定された処理パターン選択信号２１０Ｂ
に従ったウィンドウメモリ１５０のウィンドウ画面のウ
ィンドウデータをラベリング前処理部１６０に送り、ラ
ベリング前処理部１６０では処理パターンつまり、ウィ
ンドウを使用するか否か、データの０をラベリングする
か、データの１をラベリングするかによって、２値画像
データの変換を行う。また４−連結、８−連結のどちら
のラベリング処理をほどこすかの設定も行う。

【００４８】ラベリング処理部１７０では、ラベリング
前処理部１６０のデータを基にラベリング処理を行い、
ラベリング処理されたラベル画像をラベル画像メモリ１
８０に書き込む。

【００４９】なお、ラベリング処理とは、入力２値画像
中の、ラベリングの対象となる画素の値として定めた値
を有する画素（領域画素）のかたまり（領域）毎にラベ
ル（番号）をつけていく処理であり、一般に領域を抽出
するために有効な処理である。このラベリング処理の詳
細については、本願出願人が先に提案した特願平５−２
５０７３８号「画像のラベリング方法および画像のラベ
リング装置」に詳細に説明されている。

【００５０】次に、ラベル画像メモリ１８０のラベル画
像をラベル画像メモリ１９０に書き込み、特徴情報抽出
処理部２００では、このラベル画像を用いて各ラベルに
対して外接矩形情報、面積情報といった各種特徴情報を
抽出する。

【００５１】計測・制御部２１０は、ラベル画像メモリ
１９０に格納されたラベル画像及び、抽出された特徴情
報を基に各種処理を施し、計測・検査・制御及び装置全
体の制御を行う。

【００５２】デジタル画像作成部２０のフレームメモリ
を２系統持たせ、メモリ９０Ａ〜Ｄを各２系統持たせ、
かつ、画像メモリ１４０を２系統持たせ、さらに、ラベ
ル画像メモリを１８０と１９０の２系統持たせることに
より、これらのメモリに書き込まれる迄の各処理を１つ
の処理ブロックとして、画面１フレームのスタート信号
に同期させて各処理ブロックを動作させることにより、
パイプライン構造を構成している。このパイプライン構
造を利用して、外部からの計測指令が本画像処理装置に
入力された場合、計測・処理部２１０で、その時点から
フレーム同期信号を計数し、計数値とパイプラインの段
数が一致した信号を計測・制御部２１０のＣＰＵに入力
することにより外部計測指令に従ったタイミングの画像
に対する処理が可能となる。

【００５３】更に、計測・制御部２１０のＣＰＵの処理
時間が長くかかり、パイプライン動作を乱すような場
合、ラベル画像メモリ１９０、特徴情報抽出処理部２０
０のデータを１フレーム分だけ保持することにより、処
理は、１フレーム飛びにはなるが、パイプライン動作を
乱すこと無く、画像処理が行える。

【００５４】また、計測・制御部２１０が出力する処理
パターン選択信号２１０Ｂは、処理パターンを選択する
信号であり、処理切り換え部２２０Ａから２値化処理部
４０とピーク抽出部７０Ａ〜Ｄに制御信号が与えられ、
処理切り換え部２２０Ｂ、処理切り換え部２２０Ｃから
ウィンドウメモリ１５０とラベリング前処理部１６０に
制御信号が与えられる。更に処理切り換え部２２０Ｄか
ら計測・制御部２１０に戻る、という構成になってい
る。それぞれの処理切り換え部では、内部にＬＵＴを持
ち、指定された処理に従った処理選択やパラメータ設定
を行う。

【００５５】この処理パターン選択信号２１０を利用し
て、外部からの計測指令が本画像処理装置に入力された
場合、その計測指令に従った新たな処理パターンを計測
・制御部２１０が出力し、その処理パターンが画像デー
タと共に計測・制御部２１０に戻ってくる。この戻って
きた画像に対し計測・検査等を行い結果を出力すること
により外部計測指令に従ったタイミングの画像に対する
処理が可能になる。

【００５６】次に、上記の実施例の作用を説明する。

【００５７】以下説明する例は、前述のように撮像装置
１０をカメラ等の輝度信号を出力する装置とし、輝度画
像は、５１２×４８４画素とし、処理のシステムクロッ
クを１０ＭＨｚとして説明する。

【００５８】撮像装置１０としては、図２に示すように
複数台の撮像装置（カメラ）１１Ａ〜１１Ｎおよびカメ
ラ同期信号作成部１３を有し、いずれかの撮像装置の選
択が可能である。各撮像装置は、カメラ同期信号作成部
１３で生成される同期信号１３Ｃによって外部同期がか
けられる。また、カメラ同期信号作成部１３は、図１２
に示すような信号を生成する。すなわち、外部同期をか
けるときに用いられる、画面１フレーム毎に出力される
垂直同期信号を基に、この垂直同期信号のスタートを示
す“フレーム同期信号”１３Ａと、各フレーム毎に、
Ｈ，Ｌと交互に切り替わる“処理フレーム識別信号”１
３Ｂが生成される。垂直同期信号自体は、カメラ同期信
号作成部１３内で発生するか、外部から入力する。

【００５９】各撮像装置１１Ａ〜１１Ｎからの出力信号
は、カメラ切り換え部１２内で、計測・制御部２１０か
ら与えられるカメラ選択信号２１０Ａをフレーム同期信
号１３Ａに同期させた信号１３Ｄによって切り換える。
カメラ切り換え部１２は、この新たなカメラ選択信号２
１０Ａによって選択された撮像装置の出力である画像情
報を、デジタル画像作成部２０に送る。

【００６０】デジタル画像作成部２０は、Ａ／Ｄ変換器
２１、データ切り換え部２３Ａ、フレームメモリ２２
Ａ，２２Ｂ、データ切り換え部２３Ｂを有する。送られ
た画像の輝度信号部分のみをＡ／Ｄ変換器２１によりア
ナログデジタル変換し、データ切り換え部２３Ａに出力
する。データ切り換え部２３Ａは、カメラ同期信号作成
部１３で生成された処理フレーム識別信号１３Ｂに従っ
て、フレームメモリ２２Ａ，Ｂにフレームごとに交互に
Ａ／Ｄ変換されたデータを格納する。

【００６１】このフレームメモリ２２Ａ，Ｂは、輝度信
号以外を削除し、更に送られた信号がインターレース信
号の場合は、それを整列するために用いることができ
る。２つのフレームメモリ２２Ａ，Ｂを設けたのは、送
られた各フレームを取こぼすことなく全て処理するため
である。そのため、データ切り換え部２３Ａが行う切り
換え処理は、以下のように行う。すなわち、一方のフレ
ームメモリにＡ／Ｄ変換部からの信号が書き込まれてい
るときは、他方のフレームメモリからデータを読み出
し、その読み出されたデータは、平滑処理部３０に入力
される。この切り換えは、データ切り換え部２３がフレ
ーム毎にＨ，Ｌと変化する処理フレーム識別信号１３Ｂ
に従って行う。

【００６２】平滑処理部３０は、図３（ａ）に示すよう
に、遅延要素３１Ａ，Ｂ，３２Ａ〜Ｆおよび演算部３３
から構成される。ここで、例えば、Ｚ^-Lは、５１２バイ
トのＦＩＦＯメモリ等で構成し、Ｚ^-1は、Ｄ型フリップ
フロップで構成される（以降に出現する遅延要素につい
ても同様である）。この例では局所並列型のパイプライ
ン構造をなし、入力された画像の一部分が、遅延要素Ｚ
^-L（３１Ａ，Ｂ）（５１２クロック（１ライン）遅
延）、Ｚ^-1（３２Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）（１クロッ
ク（１画素）遅延）によって、３ライン×３画素の２次
元マトリックス状に配置され、演算部３３で積和演算及
び割り算を行う。このとき着目画素をＰ点としたときの
画面上の重み係数マトリックスを、図３（ｂ）に示す。
但し、Ｐ点における重み係数は０である。この重み係数
を対応する画素の輝度値にかけ、その総和をとり、８で
割った値が着目画素Ｐの平滑出力となる。

【００６３】平滑処理部３０の図３（ｂ）に示したＺ領
域における伝達関数Ｈ（ｚ）は、

【００６４】

【数１】

【００６５】但し、Ｌ＝５１２である。

【００６６】平滑出力は、２値化処理部４０に入力され
る。２値化処理部４０は、図４に示した構造を成す。入
力される信号は、処理切り換え部２２０Ａからの２値・
境界切り換え信号４２Ａ、２値化条件信号４３Ａ、２値
化のしきい値（ＴＨ２）及び、平滑処理部３０からの平
滑出力である。処理切り換え部２２０Ａの詳細について
は後述する。入力された平滑画像は、２値・境界切り換
え信号４２Ａに応じてスイッチ４２により切り替えられ
る。すなわち、２値・境界切り換え信号４２Ａが２値化
を指定していない場合は平滑出力をそのまま出力し、２
値化を指定している場合は、比較器４１によって平滑出
力と、２値化のしきい値（ＴＨ２）を比較し、比較結果
を２値化制御部４３に入力する。２値化制御部４３で
は、２値化条件信号４３Ａ（しきい値より大きい値を有
効とするか、しきい値より小さい値を有効とするか）の
条件に当てはまる方を１６進数でＦＦＨ、当てはまらな
い方を００Ｈとし，出力する。

【００６７】このような構成によれば、比較器を２つ以
上設け、２値化条件信号の条件を増やすことができ、更
に細かい２値化処理を行うことができる。

【００６８】２値化処理部４０の出力は、４つの微分処
理部５０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入力される。

【００６９】微分処理部５０Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各々は、
図５（ａ）（この図では５０Ａを代表して示す）のよう
な局所並列型のパイプライン構造を成し、Ｚ^-2L（５１
Ａ，Ｂ）（１０２４クロック遅延）、Ｚ^-1（５２Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ）（１ク
ロック遅延）の画素遅延要素を持ち、Ｚ^-2Lは、２ライ
ン分の遅延であるため、疑似的に５ライン×５画素の２
次元の画素に対して、演算部５３で積和演算を行う。こ
のとき着目画素は、図５の点Ｐである。各微分処理部
は、２値化処理部４０と同様に、処理切り換え部２２０
Ａからの２値・境界切り換え信号４２Ａによって、処理
パターン選択信号２１０Ｂが２値化処理を指定しない場
合は、次に示す伝達関数の拡張ソーベルオペレータを入
力画像に作用させ微分処理を行う。

【００７０】微分処理を行う場合の各微分処理部のＺ領
域における伝達関数Ｈ縦（ｚ）、Ｈ横（ｚ）、Ｈ斜上
（ｚ）、Ｈ斜下（ｚ）は、それぞれ次のようになる。

【００７１】

【数２】

【００７２】但し、Ｌ＝５１２この伝達関数の重み係数をマトリックスで表したのが、
図５（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）である。図におい
て、着目点をＰとし、Ｐ点を含め空欄は係数０である。

【００７３】処理パターン選択信号２１０Ｂが２値化処
理を指定した場合は、入力の画像をそのまま出力する次
の伝達関数Ｈ（ｚ）を入力画像に対して作用させる。

【００７４】

【数３】

【００７５】但し、Ｌ＝５１２この処理は、着目画素Ｐの値のみをそのまま出力する処
理であり、図５（ｆ）で示す重み係数マトリックスとな
る。

【００７６】このように２つの処理とも着目画素を同じ
点にとることにより，Ｈ／Ｗ構造を変化させることな
く、２値化処理と境界抽出処理を行うことができる。

【００７７】各方向に対する微分処理の出力は、ＬＵＴ
（６０Ａ〜Ｄ）に入力される。ＬＵＴ（６０Ａ〜Ｄ）
は、入力されるデータの絶対値を取り、その値がＦＦＨ
以上の場合ＦＦＨにクランプする。このとき、２値化処
理が選択された場合の出力は、ＦＦＨまたは、００Ｈで
あるため、その値が保存される。

【００７８】ＬＵＴ（６０Ａ〜Ｄ）から出力された００
Ｈ〜ＦＦＨのデータは、ピーク抽出処理部７０Ａ〜Ｄに
入力される。

【００７９】ピーク抽出処理部７０Ａ〜Ｄの各々は、各
方向における微分値の傾きおよび微分値の大きさを求め
るための比較を行なう前処理部（図６（ａ）〜（ｅ））
と、実際に微分値が最大になる点を抽出し、その微分値
の大きさから境界画素、境界候補画素、及び非境界画素
を決定する３値化処理部（図７（ａ）〜（ｄ））から構
成される。

【００８０】まず前処理部は、方向別に４つの回路から
構成される。

【００８１】縦方向について示したのが図６（ａ）で、
着目画素Ｐは、参照画素Ｐ１に対して、Ｚ^-1（６１Ａ）
された画素つまり１クロック遅延した画素であり、この
２つの画素は、処理部Ａ（６３Ａ）に入力される。この
処理部Ａ（６３Ａ）を詳細に図示したのが図６（ｅ）で
あり、着目画素Ｐと参照画素Ｐ１を比較器６４で比較
し、比較結果をコード化部Ａ（６７）に入力する。コー
ド化部Ａには、着目画素Ｐの微分値も入力される。コー
ド化部Ａ（６７）は、比較結果と着目画素Ｐの微分値か
ら勾配を求め、次のようにコードＡを定める。

【００８２】

【表１】

【００８３】また処理切り換え部２２０Ａから出力され
る２つのしきい値（ＴＨＡ，ＴＨＢ（＜ＴＨＡ））と、
着目画素Ｐの値とを比較器６５，６６でそれぞれ比較
し、コード化部Ｂ（６８）で次のようにコードＢを定め
る。

【００８４】

【表２】

【００８５】処理部Ａ（６３Ａ）でコード化されたデー
タ（コードＡ，コードＢ）は、各方向とのタイミングを
合わすためにＺ^-L（６２Ｄ）で遅延される。

【００８６】横方向について示したのが図６（ｂ）で、
着目画素Ｐは、参照画素Ｐ１に対して、Ｚ^-L（６１Ｂ）
遅延された画素つまり１ライン遅延した画素であり、こ
の２つの画素は、処理部Ｂ（６３Ｂ）に入力される。こ
の処理部Ｂ（６３Ｂ）も処理部Ａ（６３Ａ）と同様、図
６（ｅ）の構造を持ち、同様の処理を行う。処理部Ｂ
（６３Ｂ）でコード化されたデータも、各方向とのタイ
ミング合わせのためにＺ^-1（６１Ｄ）で遅延される。

【００８７】斜め右下がり方向について示したのが図６
（ｃ）で、着目画素Ｐは、参照画素Ｐ１に対して、Ｚ^-L
（６２Ｂ）及びＺ^-1（６１Ｂ）遅延された画素つまり１
ラインと１画素、遅延した画素であり、この２つの画素
は、処理部Ｃ（６３Ｃ）に入力される。この処理部Ｃ
（６３Ｃ）も処理部Ａ（６３Ａ）と同様、図６Ｅの構造
を持ち、同様の処理を行う。処理部Ｃ（６３Ｃ）でコー
ド化されたデータは、一番遅れたデータになるため、各
方向とのタイミング合わせのための基準となる。

【００８８】斜め右上がり方向について示したのが図６
（ｄ）で、着目画素ＰはＺ^-L（６２Ｃ）遅延され、参照
画素Ｐ１はＺ^-1（６１Ｃ）遅延されるので、着目画素Ｐ
は参照画素Ｐ１に対して、５１１画素、つまり１ライン
に１画素足りない分遅延した画素となり、この２つの画
素は、処理部Ｄ（６３Ｄ）に入力される。この処理部Ｄ
（６３Ｄ）も処理部Ａ（６３Ａ）と同様、図６（ｅ）の
構造を持ち、同様の処理を行う。処理部Ｄ（６３Ｄ）で
コード化されたデータも、各方向とのタイミング合わせ
のためにＺ^-1（６１Ｅ）で遅延される。

【００８９】次に各方向毎に生成されたコードＡ、コー
ドＢは、図７に示す３値化処理部（図７（ａ）〜
（ｄ））に入力される。この３値化処理部は、前処理部
の出力コードＡから微分値が最大になる点つまりピーク
を抽出し、更にコードＢから、その微分値の大きさによ
り境界画素、境界候補画素、及び非境界画素を決定する
という３値化処理を行う。この３値化処理部は、方向別
に４つの回路から構成され、処理は各方向共に、入力コ
ードを局所並列型のパイプライン構造を用いて３×３の
マトリックス状に画素を並べ、各方向毎に着目画素Ｐ、
参照画素Ｐ１，Ｐ２を取り出し、３値化制御部７３Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄに入力し、３値化処理を行う。

【００９０】まず、縦方向について示したのが図７
（ａ）で、着目画素Ｐは、入力コードをＺ^-(2L+2)遅延
したコードで、参照画素Ｐ１は、Ｚ^-(2L+1)、Ｐ２は、
Ｚ^-2L遅延したコードである。この画素の並びを示した
のが図８（ａ）である。

【００９１】３値化処理部７３Ａは、次の処理を行う。

【００９２】まずピークを抽出するためにコードＡから
傾きを知る。ピークは、微分値がだんだん増加し、ある
ときは値が一定になり、その後減少していくときの下が
り始めを指す。そのため図８で示したＦ（フラグ）を設
けて立ち上がり中を検出する。Ｆ（フラグ）は、コード
Ａが１１で１になり、コードＡが００のとき値を保持
し、その他のコードのときは、値が０になるフラグで、
縦の境界を抽出する３値化処理部７３Ａでは、Ｚ^-1（７
１Ｏ）を用いてタイミング合わせを行う。

【００９３】つまり、Ｆ（フラグ）が１で、立ち下がり
（コードＡが１０）を検出したときをピークとする。ピ
ークの条件は、コードＡからＦ＝１かつ点ＰのコードＡが１０または、Ｆ＝１かつ点ＰのコードＡが００かつ点Ｐ１の
コードＡが１０または、Ｆ＝１かつ点ＰのコードＡが００かつ点Ｐ１の
コードＡが００かつ点Ｐ２のコードＡが１０である。

【００９４】次に、コードＡ（＝０１）及びコードＢか
ら、境界画素、境界候補画素、非境界画素をコードＣを
用いて分類する。

【００９５】境界画素（コードＣ＝１１）は、点Ｐのコ
ードＡが０１または、点ＰのコードＢが１１かつピーク
条件が当てはまる場合を指し、コードＣを１１とする。
ここで、点ＰのコードＡが０１というのは、例えば２値
化処理を行った場合や、微分値がＦＦＨを越えた場合を
指す。

【００９６】境界候補画素（コードＣ＝１０）は、点Ｐ
のコードＢが１０かつピーク条件が当てはまる場合を指
し、コードＣを１０とする。

【００９７】境界画素にも境界候補画素にも当てはまら
ない場合は、非境界画素となり、コードＣを００とす
る。

【００９８】以上が３値化処理部７３Ａの基本的な処理
である。

【００９９】次に、横方向について示したのが図７
（ｂ）で、着目画素Ｐは、入力コードをＺ^-(2L+2)遅延
したコードで、参照画素Ｐ１は、Ｚ^-(L+2)、Ｐ２は、Ｚ
^-2遅延したコードである。この画素の並びを示したのが
図８（ｂ）である。３値化処理部７３Ｂは、３値化処理
部７３Ａと同様の処理を行うが、横方向の境界を抽出す
る３値化処理部７３Ｂでは、図８（ｂ）に示したＦ（フ
ラグ）のタイミング合わせをＺ^-L（７２Ｉ）を用いて行
う。

【０１００】次に、斜め右下がり方向について示したの
が図７（ｃ）で、着目画素Ｐは、入力コードをＺ
^-(2L+2)遅延したコードで、参照画素Ｐ１はＺ^-(L+1)、
Ｐ２は遅延を行わないコードである。この画素の並びを
示したのが図８（ｃ）である。３値化処理部７３Ｃは、
３値化処理部７３Ａと同様の処理を行うが、斜め右下が
り方向の境界を抽出する３値化処理部７３Ｃでは、図８
（ｃ）に示したＦ（フラグ）のタイミング合わせをＺ^-1
（７１Ｐ）及びＺ^-L（７２Ｉ）を用いて行う。

【０１０１】最後に、斜め右上がり方向について示した
のが図７（ｄ）で、着目画素Ｐは、局所並列型のパイプ
ライン構造だけでは、Ｚ^-2Lだけの遅延になるため他の
方向とタイミングが合わないことから、最初にＺ^-1（７
１Ｑ）とＺ^-1（７１Ｒ）を入れている。そのため、着目
画素Ｐは、入力コードをＺ^-(2L+2) 遅延したコードとな
り、参照画素Ｐ１はＺ^-(L+3)、Ｐ２はＺ^-4遅延したコー
ドとなる。この画素の並びを示したのが図８（ｄ）であ
る。３値化処理部７３Ｄは、３値化処理部７３Ａと同様
の処理を行うが、斜め右上がり方向の境界を抽出する３
値化処理部７３Ｄでは、図８（ｄ）に示したＦ（フラ
グ）のタイミング合わせをＺ^-M（７４）を用いて行う。
ここではＺ^-Mは、５１１画素遅延する素子で、５１１バ
イトのＦＩＦＯメモリ等を用いて構成される。

【０１０２】各方向別にピーク抽出された画素は、第１
拡張部８０Ａ〜Ｄに入力される。この第１拡張部８０Ａ
〜Ｄを示したのが、図９（ａ）〜（ｄ）である。第１拡
張部８０Ａ〜Ｄは、境界画素と接続される境界候補画素
を境界画素に置き換える処理を方向別に行う。

【０１０３】まず縦方向の第１拡張部は、図９（ａ）に
示す構造を持ち、着目画素Ｐに対する参照画素の並びを
図１０（ａ）に示す。ここでいう参照画素とは、着目画
素Ｐが境界候補画素であるとき、参照画素Ａ０，Ａ１，
Ａ２のように、これらの１つでも境界画素ならば、着目
画素Ｐを境界候補画素から境界画素に置き換えるという
処理を行うために参照する画素である。

【０１０４】図１０（ａ）に示すように、縦方向の境界
を拡張するために参照画素を図のＡ０，Ａ１，Ａ２の位
置に取る。図９（ａ）では、それを実際に行うために局
所並列型のパイプライン構造を取り、着目画素Ｐを入力
コードに対してＺ^-(L+1)遅延し、参照画素Ａ０を、Ｚ^-2
遅延し、参照画素Ａ１をＺ^-1遅延し、参照画素Ａ２は、
遅延を行わないものとし、拡張部Ａ（８４Ａ）に入力す
る。拡張部Ａ（８４Ａ）は、着目画素Ｐが境界画素の場
合は、何も処理をせず境界画素として出力し、また着目
画素Ｐが非境界画素の場合も何も処理せずに非境界画素
として出力する。着目画素が境界候補画素の場合のみ、
この境界候補画素を境界画素に変換できるか判断し、変
換条件に当てはまる場合に境界画素に変換する処理を行
う。

【０１０５】拡張部Ａに入力される信号は、着目画素
Ｐ、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２、及び、拡張部Ａの出力
が境界画素となる場合のみＨになる信号をＺ^-M（８３
Ａ）遅延したＢ０、Ｚ^-L（８２Ｆ）遅延したＢ１、Ｚ
^-(L+1)（８２Ｅ，８１Ｏ）遅延したＢ２（図１０（ａ）
参照）である。拡張部Ａの処理は、着目画素Ｐが境界候
補画素の場合、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２のいずれかが
境界画素か、またはＢ０，Ｂ１，Ｂ２のいずれかがＨの
場合、着目画素Ｐを境界画素に変換する処理である。

【０１０６】次に、横方向の第１拡張部は、図９（ｂ）
に示す構造を持ち、着目画素Ｐに対する参照画素の並び
を図１０（ｂ）に示す。

【０１０７】図１０（ｂ）に示すように、横方向の境界
を拡張するために参照画素をＡ０，Ａ１，Ａ２の位置に
取る。図９（ｂ）では、それを実際に行うために局所並
列型のパイプライン構造を取り、着目画素Ｐを入力コー
ドに対してＺ^-(L+1)遅延し、参照画素Ａ０をＺ^-2遅延
し、参照画素Ａ１をＺ^-(L+2)遅延し、参照画素Ａ２は、
遅延を行わないものとし、拡張部Ｂ（８４Ｂ）に入力す
る。

【０１０８】拡張部Ｂ（８４Ｂ）に入力される信号は、
着目画素Ｐ、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２及び、拡張部Ｂ
（８４Ｂ）の出力が境界画素となる場合のみＨになる信
号をＺ^-M（８３Ｂ）遅延したＢ０、Ｚ^-1（８１Ｑ）遅延
したＢ１、Ｚ^-(L+1)（８２Ｇ，８１Ｐ）遅延したＢ２
（図１０（ｂ）参照）である。

【０１０９】拡張部Ｂ（８４Ｂ）の処理は、拡張部Ａ
（８４Ａ）と同じ処理を行い、着目画素Ｐが境界候補画
素の場合、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２のいずれかが境界
画素か、またはＢ０，Ｂ１，Ｂ２のいずれかがＨの場
合、着目画素Ｐを境界画素に変換する処理である。

【０１１０】次に、斜め右下がり方向の第１拡張部は、
図９（ｃ）に示す構造を持ち、着目画素Ｐに対する参照
画素の並びを図１０（ｃ）に示す。

【０１１１】図１０（ｃ）に示すように、斜め右下がり
方向の境界を拡張するために参照画素をＡ０，Ａ１，Ａ
２の位置に取る。図９（ｃ）では、それを実際に行うた
めに局所並列型のパイプライン構造を取り、着目画素Ｐ
を入力コードに対してＺ^-(L+1)（８２Ｃ，８１Ｉ）遅延
し、参照画素Ａ０を、Ｚ^-1（８１Ｈ）遅延し、参照画素
Ａ１は遅延を行わず、参照画素Ａ２は、Ｚ^-(L+2)（８２
Ｃ，８１Ｉ，８１Ｊ）遅延した画素とし、拡張部Ｃ（８
４Ｃ）に入力する。

【０１１２】拡張部Ｃ（８４Ｃ）に入力される信号は、
着目画素Ｐ、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２及び、拡張部Ｃ
（８４Ｃ）の出力が境界画素となる場合のみＨになる信
号をＺ^-L（８２Ｈ）遅延したＢ０、Ｚ^-M（８３Ｃ）遅延
したＢ１、Ｚ^-1（８１Ｒ）遅延したＢ２（図１０（ｃ）
参照）である。

【０１１３】拡張部Ｃ（８４Ｃ）の処理は、拡張部Ａ
（８４Ａ）と同じ処理を行い、着目画素Ｐが境界候補画
素の場合、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２のいずれかが境界
画素か、またはＢ０，Ｂ１，Ｂ２のいずれかがＨの場
合、着目画素Ｐを境界画素に変換する処理である。

【０１１４】次に、斜め右上がり方向の第１拡張部は、
図９（ｄ）に示す構造を持ち、着目画素Ｐに対する参照
画素の並びを図１０（ｄ）に示す。

【０１１５】図１０（ｄ）に示すように、斜め右上がり
方向の境界を拡張するために参照画素をＡ０，Ａ１，Ａ
２の位置に取る。図９（ｄ）では、それを実際に行うた
めに局所並列型のパイプライン構造を取り、着目画素Ｐ
を入力コードに対してＺ^-(L+1)（８２Ｄ，８１Ｍ）遅延
し、参照画素Ａ０をＺ^-2（８１Ｋ，８１Ｌ）遅延し、参
照画素Ａ１をＺ^-1（８１Ｋ）遅延し、参照画素Ａ２は、
Ｚ^-(L+2)（８２Ｄ，８１Ｍ，８１Ｎ）遅延した画素と
し、拡張部Ｄ（８４Ｄ）に入力する。

【０１１６】拡張部Ｄ（８４Ｄ）に入力される信号は、
着目画素Ｐ、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２及び、拡張部Ｃ
（８４Ｃ）の出力が境界画素となる場合のみＨになる信
号をＺ^-(L+1)（８１Ｓ，８２Ｊ）遅延したＢ０、Ｚ
^-L（８２Ｋ）遅延したＢ１、Ｚ^-1（８１Ｔ）遅延したＢ
２（図１０（ｄ）参照）である。

【０１１７】拡張部Ｄ（８４Ｄ）の処理は、拡張部Ａ
（８４Ａ）と同じ処理を行い、着目画素Ｐが境界候補画
素の場合、参照画素Ａ０，Ａ１，Ａ２のいずれかが境界
画素か、またはＢ０，Ｂ１，Ｂ２のいずれかがＨの場
合、着目画素Ｐを境界画素に変換する処理である。

【０１１８】第１拡張部の各方向の出力コードＣは、メ
モリ９０Ａ〜Ｄに入力される。メモリ９０Ａ〜Ｄは、各
方向に対して２つのメモリから構成されていて、それら
の２つのメモリの選択は、前述のフレーム毎にＨ，Ｌと
変化する処理フレーム識別信号１３Ｂによって行う。１
画面の全ての画素がメモリ９０Ａ〜Ｄに入力されると、
次に処理フレーム識別信号１３Ｂが変化した後に、最後
に入力された画素から順にコードＣを読み出し、第２拡
張部１００Ａ〜Ｄに入力する。これは、まず正方向から
コードＣの拡張を行い、次に逆方向からコードＣの拡張
を行うことを意味する。

【０１１９】ここで、メモリは２系統用意されているた
めに、片方のメモリにコードを書き込んでいるとき、他
方のメモリは、最後に入力された画素から順にコードを
読み出すという処理を行っている。

【０１２０】第２拡張部１００Ａ〜Ｄは、第１拡張部８
０Ａ〜Ｄと全く同じ動作を行うので説明を省略するが、
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の参照画素Ａ
０，Ａ１，Ａ２とＢ０，Ｂ１，Ｂ２の役割だけが逆にな
る。第２拡張部１００Ａ〜Ｄの各方向における出力コー
ドは、２値画像作成部１１０Ａ〜Ｄに入力される。

【０１２１】２値画像作成部１１０Ａ〜Ｄは、境界画素
にならなかった境界候補画素を非境界画素に変化させ、
境界画素と非境界画素の２値にする処理を行う。２値画
像作成部１１０Ａ〜Ｄの各方向における出力コードは、
統合回路１２０に入力される。

【０１２２】統合回路１２０では、４方向の画素の内１
つでも境界画素がある場合は境界画素を出力し、４方向
全てが非境界画素の場合は、非境界画素を出力する。つ
まり、入力される各方向の境界画素をＨとし、非境界画
素をＬとした場合、統合回路１２０では、４方向の論理
ＯＲを取る処理を行う。統合された画素は、圧縮部１３
０に入力される。

【０１２３】圧縮部１３０は、今までの処理単位である
１画面５１２×４８４画素を、１画面２５６×２４２画
素に圧縮する処理を行う。圧縮部１３０の動作を図１３
に基づいて説明する。

【０１２４】統合された画素は、境界画素をＨとし非境
界画素をＬとすると、その画素そのものと、１画素遅延
された画素と、１行分遅延された画素と、１行と１画素
分遅延された画素の４画素の論理ＯＲをＯＲ（１３３）
でとり、ＦＩＦＯ（１３４）に入力する。ＦＩＦＯ（１
３４）は、今までのシステムロック（ＣＫ）の半分のク
ロック（１／２ＣＫ）でデータを取り込む。更にＦＩＦ
Ｏ（１３４）からの読み出しクロックをシステムクロッ
ク（ＣＫ）の１／４のクロック（１／４ＣＫ）で行うこ
とにより画面を１／４に圧縮できる。つまり、まず書き
込み時に１／２ＣＫを用いることにより１画素飛びにデ
ータをＦＩＦＯに取り込み、更に読み出しクロックを書
き込みクロックの半分にすることにより、２行分書き込
んだデータの内１行分だけを読み出すことになり、１行
飛びのデータをＦＩＦＯが出力することになる。

【０１２５】この圧縮処理を施すことにより画面の分解
能は落ちるが、処理速度が速くなる。分解能を落とした
くない場合は、圧縮処理を施さなくても良い。

【０１２６】圧縮処理された画素は、画像メモリ１４０
に入力される。この画像メモリ１４０も２系統用意さ
れ、処理フレーム識別信号１３Ｂによって切り換え使用
する。つまり、一方のメモリに統合回路の出力が入力さ
れているとき、他方のメモリは、ラベリング前処理部１
６０に画像データを出力している。

【０１２７】ラベリング前処理部１６０には、画像メモ
リ１４０からの画像データとウィンドウメモリ１５０か
らのウィンドウデータが入力され、処理切り換え部２２
０Ｃからのウィンドウ使用信号、対象画素選択信号に基
づいて、例えば、ラベリングされる画素を（１）とし、
ラベリングされない画素を（０）とするデータ変換を行
い、ラベリング処理部１７０に出力するデータを作成す
る。

【０１２８】ウィンドウメモリ１５０は、４画面分用意
され処理切り換え部２２０Ｃからのウィンドウ使用信号
によって１つ選ばれ、選ばれたウィンドウデータが１画
素ずつ、画像メモリ１３０の画素に対応してラベリング
前処理部１６０に送られる。

【０１２９】ラベリング前処理部１６０の動作は、ま
ず、ウィンドウ使用信号がウィンドウを選択しないと指
定している場合、対象画素選択信号と画像データから出
力が決定され、対象画素選択信号が１の場合、画像デー
タが１の画素をラベリングされる画素１とし、画像デー
タが０の画素をラベリングされない画素０とする。対象
画素選択信号が０の場合は、画像データが０の画素をラ
ベリングされる画素１とし、画像データが１の画素をラ
ベリングされない画素０とする。

【０１３０】

【表３】

【０１３１】次にウィンドウ使用信号がウィンドウを使
用すると指定している場合は、ウィンドウデータを０と
１の２値とし、１をラベリング対象領域とし、０をラベ
リング対象領域とすると、ウィンドウデータが０の場合
は、ラベリングされない画素０となり、ウィンドウデー
タが１の場合は、前記ウィンドウ使用信号がウィンドウ
を選択しないとしている場合と同じ動作を行う。

【０１３２】

【表４】

【０１３３】ラベリング前処理部１６０でラベリングさ
れる画素を１、ラベリングされない画素を０と２値にさ
れたデータを、ラベリング処理部１７０に出力する。

【０１３４】ラベリング処理部１７０は、例えば前述し
た先行出願である特願平５−２５０７３８号で先に提案
したラベリング処理を行なう。この先行出願の実施例
は、主として圧縮処理をしないものとして書かれてい
る。ここでは、主として、その相違点のみ示す。詳細に
ついては、先行出願を参照されたい。

【０１３５】ここで、本実施例のラベリング前処理部１
６０は、先行出願の入力・全体制御部１６０１の一部に
対応する。

【０１３６】１．１画面５１２×４８４画素から２
５６×２５２画素（圧縮処理）２．システムクロックは、１０ＭＨｚで同じ。

【０１３７】３．処理時間は、２フレーム期間から
１フレーム期間４．各ステージの処理時間（１画面の圧縮による）Ｓ０初期化処理：同じＳ１ブロックナンバ付け：約１／５フレーム期間Ｓ２仮ラベル付け：Ｓ１とほぼ同時Ｓ３結合テーブルの結合情報統合処理：約１／２フレ
ーム期間Ｓ４結合テーブルのラベル飛びを無くす処理：同じＳ５本ラベル付け：約１／５フレーム期間Ｓ６データ出力：約１／５フレーム期間ラベリングの処理結果は、ラベル画像メモリ１８０に格
納される。このラベル画像メモリ１８０は、前記先行出
願のＬＲＡＭ（１５２８）に当たる。ラベル画像メモリ
１８０は、Ｓ６のタイミングつまり、１フレームのスタ
ート信号に同期して、ラベル画像メモリ１９０に出力さ
れる。このラベル画像メモリ１８０と、ラベル画像メモ
リ１９０の関係は、処理フレーム識別信号１３Ｂによっ
て切り換えるのではなくて、ラベリングのステージＳ６
のタイミングでラベル画像メモリ１８０からラベル画像
メモリ１９０にデータを送る。つまり、ここでは書き込
みと読み出しは、交互に切り替わらない。ラベル画像メ
モリ１９０にラベル画像が転送され終わったら、特徴情
報抽出処理部２００において、そのラベル画像の各ラベ
ルに対する特徴情報として、外接矩形座標及び、面積値
の抽出を行う。

【０１３８】特徴情報抽出処理部２００の外接矩形座標
の抽出の説明を図１４を用いて行う。

【０１３９】外接矩形情報は、各ラベル毎に、ラベルの
左上の座標として（ＸＳ，ＹＳ）、右下の座標として
（ＸＥ，ＹＥ）を抽出し、それらの座標をそれぞれ、Ｘ
ＳＲＡＭ１９１，ＹＳＲＡＭ１９３，ＸＥＲＡＭ１９
２，ＹＥＲＡＭ１９４に保持する。面積情報は、面積Ｒ
ＡＭ２０１に各ラベルの面積値を出力する。

【０１４０】それぞれの動作は、まずＸカウンタ（１９
５）の出力ＸＣＮＴを、アドレスの下位、Ｙカウンタ
（１９６）の出力ＹＣＮＴをアドレスの上位としてラベ
ル画像メモリ１９０からラベル値を読み出す。

【０１４１】次に、読み出されたラベル値をＸＳＲＡＭ
１９１，ＹＳＲＡＭ１９３，ＸＥＲＡＭ１９２，ＸＥＲ
ＡＭ１９４及び面積ＲＡＭ２０１のアドレスとする。尚
これらのＲＡＭは、ラベル画像メモリ１９０にラベル画
像を転送する際に、０にクリアされている。

【０１４２】外接矩形情報のＸＳ座標は、指定されたラ
ベル値に対する座標データをＸＳＲＡＭ１９１から読み
出し、読み出された座標データとＸカウンタ１９５のカ
ウント値ＸＣＮＴ（Ｘ座標値）を比較器１９７Ａで比較
し、Ｘカウンタ１９５のカウント値ＸＣＮＴの方が小さ
い場合に、スイッチ１９８Ａを切り換え、Ｘカウンタ１
９５のカウント値ＸＣＮＴをＸＳＲＡＭ１９１に書き込
むことにより求められる。

【０１４３】外接矩形情報のＹＳ座標は、指定されたラ
ベリング値が初めて現れた場合のみＹカウンタ１９６の
カウント値ＹＣＮＴ（Ｙ座標値）をＹＳＲＡＭ１９３に
書き込むことにより求められる。

【０１４４】外接矩形情報のＸＥ座標は、指定されたラ
ベル値に対する座標データをＸＥＲＡＭ１９２から読み
出し、読み出された座標データとＸカウンタ１９５のカ
ウント値ＸＣＮＴ（Ｘ座標値）を比較器１９７Ｂで比較
し、Ｘカウンタ１９５のカウント値ＸＣＮＴの方が大き
い場合に、スイッチ１９８Ｂを切り換え、Ｘカウンタ１
９５のカウント値ＸＣＮＴをＸＥＲＡＭ１９２に書き込
むことにより求められる。

【０１４５】外接矩形情報のＹＥ座標は、指定されたラ
ベル値に対して、Ｙカウンタ１９６のカウント値ＹＣＮ
Ｔ（Ｙ座標値）を毎回書き込むことにより求められる。

【０１４６】また各ラベル値に対する面積情報は、指定
されたラベル値のデータ（面積値）を面積ＲＡＭから読
み出し、そのデータにインクリメント部２０３で１加え
たデータをスイッチ２０２を切り換え、面積ＲＡＭに書
き込むことにより求められる。

【０１４７】この特徴情報抽出処理は、ラベル画像メモ
リ１９０に保持されているラベル画像全体に対して施
す。

【０１４８】またこれらの各ラベル毎の外接矩形座標保
持用ＲＡＭ（ＸＳＲＡＭ１９１，ＸＥＲＡＭ１９２，Ｙ
ＳＲＡＭ１９３，ＹＥＲＡＭ１９４）及び、各ラベル毎
の面積値を保持する面積ＲＡＭ２０１は、それぞれの情
報が作られた後、各種計測検査を行うために計測・制御
部２１０のＣＰＵでアクセスできる構造になっている。

【０１４９】ここ迄の処理、すなわちラベル画像メモリ
１８０からラベル画像メモリ１９０にデータをロードす
る期間、外接矩形抽出処理及び面積情報抽出処理の特徴
情報抽出期間は、次に示すタイミンングで行われる。

【０１５０】

【表５】

【０１５１】つまり、データをロードする期間を１フレ
ームの約１／５、特徴情報抽出期間を１フレームの約１
／５の期間、ＣＰＵ処理を１フレーム残りの部分として
約３／５の期間で処理を行う。

【０１５２】ここで、処理切り換え部２２０Ａ〜２２０
Ｄについて説明する。

【０１５３】処理切り換え部２２０Ａ〜２２０Ｄのそれ
ぞれは、計測・制御部２１０のＣＰＵによって、処理方
法や各種パラメータ値が、処理パターンとして、予め各
処理切り換え部内のＬＵＴに格納されていて、計測・制
御部２１０のＣＰＵが、１画面毎に処理パターン選択信
号２１０Ｂを出力することによって、処理したいパター
ンを指示し、指定した画像に対して所望の処理を施すこ
とができる。

【０１５４】また、本実施例の画像処理装置は、パイプ
ラインで構成されているため、パイプラインの構成要素
毎に処理切り換え部を設け、指定した画像に対し１連の
処理パターンで処理を施すことを可能としている。

【０１５５】ここでは、まず各処理切り換え部の構成を
示し、その後に処理パターン例を示す。

【０１５６】まず、処理切り換え部２２０Ａの動作を図
１１を用いて説明する。

【０１５７】処理切り換え部２２０Ａには、計測・制御
部２１０のＣＰＵから出力される処理パターン選択信号
２１０Ｂと、フレーム同期信号１３Ａが入力される。処
理選択パターン選択信号２１０Ｂは、フレーム同期信号
１３Ａに従ってＤＦＦ２１１（Ｄ型フリップフロップ）
に保持され、更にこのＤＦＦ２１１に保持された処理パ
ターン選択信号２１０Ｂは、次のフレーム同期信号１３
ＡによってＤＦＦ２１２に保持される。ここで、２段の
ＤＦＦが存在するのは、この処理切り換え部２２０Ａが
対象とするパイプライン構成要素が２番目に位置づけら
れるため、撮像された画像と処理される画像を対応づけ
るためである。このため、ＤＦＦ２１１に保持された処
理パターン選択信号の一部をカメラ選択信号として使用
することができ、そのようにすると、カメラ選択信号２
１０Ａが必要なくなり、装置の小型化が図れる。

【０１５８】フレーム同期信号１３Ａは、カウンタ２１
３のＣＬＲ（クリア）端子にも入力されカウンタ２１３
をクリアする。なお、カウンタ２１３には、図示してい
ないが、システムクロックが入力されている。

【０１５９】ＤＦＦ２１２の出力は、処理切り換え部２
２０Ｂへ出力されると共に、ＬＵＴ２１４のアドレスの
上位を表す信号となる。またカウンタ２１３の出力は、
ＬＵＴ２１４のアドレスの下位を表す信号となって、Ｌ
ＵＴ２１４に格納されているデータを読み出す。ＬＵＴ
２１４アドレスに応じて読み出されたデ−タは、カウン
タ２１３の出力をデコーダ２１５でデコードした出力を
ＤＦＦ２１６〜２１９のクロックとして用い、対応する
ＤＦＦ２１６，２１７，２１８，２１９に、次のフレー
ム同期信号１３Ａが来るまで保持される。

【０１６０】なお、ＬＵＴ２１４は、アドレスが与えら
れると、当該アドレスに対応して予め定められているデ
ータを出力する手段であり、たとえばＥＥＰＲＯＭによ
って実現される。

【０１６１】また、図示していないが、各フレームで最
初に１回だけこの処理を行えばいいため、カウンタ２１
３のキャリー信号が出力されると、カウンタ２１３がス
トップする処理も行われている。

【０１６２】このＤＦＦ２１６〜２１９の出力が、この
パイプライン構成要素における処理方式及び、パラメー
タを決定することになる。すなわち、この実施例におい
ては、２値化のしきい値（ＴＨ２）、２値・境界切り換
え信号と２値化条件信号、境界抽出のパラメータ（ＴＨ
Ａ，ＴＨＢ）が、設定、出力されることになる。

【０１６３】次に、処理切り換え部２２０Ｂについて図
１５を用いて説明する。

【０１６４】処理切り換え部２２０Ｂには、処理切り換
え部２２０Ａから出力される処理パターン選択信号１
と、フレーム同期信号１３Ａが入力される。処理選択パ
ターン選択信号１は、フレーム同期信号に従ってＤＦＦ
２２１に保持され、このＤＦＦ２２１に保持された処理
パターン選択信号２は、次の処理切り換え部２２０Ｃに
出力される。

【０１６５】この実施例では、この処理切り換え部２２
０Ｂに、対応するパイプライン構成要素において、設定
する処理方式、パラメータ等が無いため、処理切り換え
部２２０Ｂは、単に処理パターン選択信号を対象画面に
同期して送る動作のみを行う。なお、設定する処理方式
や、パラメータが生じたならば、図１１の処理切り換え
部２２０Ａのような、構成にすれば対応できる。

【０１６６】処理切り換え部２２０Ｃ（図１６）には、
処理切り換え部２２０Ｂから出力された処理パターン選
択信号２と、フレーム同期信号が入力される。処理切り
換え信号２は、フレーム同期信号１３Ａに従ってＤＦＦ
２２２に保持され、処理切り換え部２２０Ｄに出力され
ると共に、ＬＵＴ２２４のアドレスの上位を表す信号と
なる。また、フレーム同期信号１３Ａは、カウンタ２２
３のＣＬＲ（クリア）端子に入力され、カウンタ２２３
をクリアする。なお、カウンタ２２３には、図示してい
ないが、システムクロックが入力されている。このカウ
ンタ２２３の出力は、ＬＵＴ２２４のアドレスの下位を
表す信号となって、ＬＵＴ２２４に格納されているデー
タを読み出す。ＬＵＴ２２４アドレスに応じて読み出さ
れたデ−タは、カウンタ２２３の出力をデコーダ２２５
でデコードした出力をＤＦＦ２２６，２２７のクロック
として用い、対応するＤＦＦ２２６，２２７に、次のフ
レーム同期信号１３Ａが来るまで保持される。

【０１６７】なお、ＬＵＴ２２４は、ＬＵＴ２１４と同
様に、アドレスが与えられると、当該アドレスに対応し
て予め定められているデータを出力する手段であり、た
とえばＥＥＰＲＯＭによって実現される。

【０１６８】また、図示していないが、各フレームで最
初に１回だけこの処理を行えばいいため、カウンタ２２
３のキャリー信号が出力されると、カウンタ２２３がス
トップする処理も行われている。

【０１６９】このＤＦＦ２２６，２２７の出力が、この
パイプライン構成要素における処理方式及び、パラメー
タを決定することになる。

【０１７０】すなわち、この実施例においては、ウィン
ドウ選択信号とウィンドウ使用信号、４・８連結選択信
号と、対象画素選択信号が、設定、出力されることにな
る。

【０１７１】処理切り換え部２２０Ｄは、対応するパイ
プライン構成要素において、設定する処理方式、パラメ
ータ等が無いため、処理切り換え部２２０Ｂと同じ構造
を有し、そのため図示しない。

【０１７２】動作は、処理切り換え部２２０Ｃから出力
される処理パターン選択信号３と、フレーム同期信号１
３Ａが入力され、処理選択パターン選択信号３は、フレ
ーム同期信号に従ってＤＦＦに保持され、このＤＦＦに
保持された処理パターン選択信号４は、計測・制御部２
１０のＣＰＵに出力される。

【０１７３】次に処理パターン例を下の表に示す。

【０１７４】

【表６】

【０１７５】は、境界・２値切り換え信号とする。

【０１７６】は、境界の場合はＴＨＡ、２値の場合は
ＴＨ２とし、設定されるパラメータとしての値が入る。

【０１７７】は、境界の場合はＴＨＢとし、設定され
るパラメータとしての値が入り、２値の場合は２値化条
件信号とし、ＴＨ２より上か以下が有効かを示す。

【０１７８】は、ウィンドウ使用信号を示す。

【０１７９】は、ウィンドウ選択信号を示し、ウィン
ドウナンバが入る。

【０１８０】は、４・８連結選択信号つまりラベリン
グの連結条件として、４−連結か８−連結が入る。

【０１８１】は、対象画素選択信号つまり０をラベリ
ングするか、１をラベリングするかを指定する。

【０１８２】この処理パターンに対応したデータを処理
切り換え部２２０Ａ〜２２０Ｄ内のＬＵＴに設定してお
くことにより処理パターン選択信号に従った処理を各画
像に対して施すことができる。この処理パターン例は、
一例を示しただけであり、同じ処理方式で、違ったパラ
メータの設定等いろいろな構成が考えられる。

【０１８３】この処理パターン選択信号を利用して、外
部からの計測指令が本画像処理装置に入力された場合、
その計測指令に従った新たな処理パターンを計測・制御
部２１０が出力し、その処理パターンが画像データと共
に計測・制御部２１０に戻ってきた画像に対し計測、検
査等を行い結果を出力することにより、外部計測指令に
従ったタイミングの画像に対する処理が可能になる。

【０１８４】これまで述べてきた実施例では、次の処理
ブロック単位で、以下のようなパイプライン処理を行う
ことが可能となる。

【０１８５】撮像装置部１０からデジタル画像作成部
２０のフレームメモリまでで行われる処理デジタル画像作成部２０のフレームメモリからメモリ
９０Ａ〜Ｄ迄で行われる処理メモリ９０Ａ〜Ｄから画像メモリ１４０迄で行われる
処理画像メモリ１４０からラベル画像メモリ１８０迄で行
われる処理ラベル画像メモリ１９０から計測・制御部２１０迄で
行われる処理

【０１８６】

【表７】

【０１８７】このようなパイプライン処理が行えるの
は、前述のように、デジタル画像作成部２０、メモリ９
０Ａ〜Ｄ、画像メモリ１４０において２系統のメモリを
備え、メモリへのデータの入出力処理を前記処理フレー
ム識別信号１３Ｂに同期して行い、またラベル画像メモ
リ１８０とラベル画像メモリ１９０の間をフレーム同期
信号１３Ａに同期してデータ転送を行うからである。

【０１８８】このように装置をパイプライン構造で構成
しているため計測・制御部２１０に外部から検査スター
ト指令がきた場合、検査スタート指令からのパイプライ
ンの段数分（この実施例では、５段分）をカウントし、
カウントし終わった時点のデータに対して計測・検査等
を施すようにすれば、外部からの検査スタート指令時の
画像と計測・検査等をほどこす画像とを一致させること
ができる。

【０１８９】具体的に述べると、計測・制御部２１０に
おいて、外部からの検査スタート指令が来てからのフレ
ーム同期信号がＬレベルになった数をカウントし、パイ
プラインの段数分（この実施例では、５段分）になった
画像に対して検査を行う。

【０１９０】また計測・制御部２１０のＣＰＵの処理量
が増えて前記の１フレームの約３／５の期間で処理が終
了しない場合は、処理フレーム識別信号がＬレベルの期
間だけ、ラベル画像メモリ１８０からラベル像メモリ１
９０にデータをロードし、ロードし終わった時点でのみ
特徴抽出処理を行うことにより、計測・制御部２１０の
処理時間が１フレーム＋約３／５フレームとなり、ＣＰ
Ｕの処理量の増大に対処できる。

【０１９１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、高速でかつリアルタイム性を有し、より小規模で廉
価な画像処理装置を提供すると共に、パイプライン構造
を乱すことなく２値化処理に対応できる画像処理装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。

【図２】図１に示した撮像装置の構成を示すブロック
図。

【図３】図１に示した平滑処理部の構成を示すブロック
図。

【図４】図１に示した２値化処理部の構成を示すブロッ
ク図。

【図５】図１に示した微分処理部の構成を説明するため
の説明図。

【図６】図１に示したピーク抽出部の前処理部の構成を
示すブロック図。

【図７】図１に示したピーク抽出部の３値化処理部の構
成を示すブロック図。

【図８】図７の３値化処理部の動作を説明するための説
明図。

【図９】図１に示した第１拡張部の構成を示すブロック
図。

【図１０】図９の第１拡張部の動作を説明するための説
明図。

【図１１】図１に示した処理切り換え部２２０Ａの構成
を示すブロック図。

【図１２】実施例の動作に用いる信号の波形図。

【図１３】図１に示した圧縮部の構成を示すブロック
図。

【図１４】図１に示した特徴情報抽出処理部の構成を示
すブロック図。

【図１５】図１に示した処理切り換え部２２０Ｂの構成
を示すブロック図。

【図１６】図１に示した処理切り換え部２２０Ｃの構成
を示すブロック図。

【符号の説明】

１０…撮像装置、２０…デジタル画像作成部、３０…平
滑処理部、４０…２値化処理部、５０Ａ〜５０Ｄ…微分
処理部、６０Ａ〜６０Ｄ…ＬＵＴ、７０Ａ〜７０Ｄ、ピ
ーク抽出部、８０Ａ〜８０Ｄ…第１拡張部、９０Ａ〜９
０Ｄ…メモリ、１００Ａ〜１００Ｂ…第２拡張部、１１
０Ａ〜１１０Ｄ…２値画像作成部、１２０…統合部、１
３０…圧縮部、１４０画像メモリ、１５０…ウィンドウ
メモリ、１６０…ラベリング前処理部、１７０…ラベリ
ング処理部、１８０，１９０…ラベル画像メモリ、２０
０…特徴情報抽出部、２１０…計測制御部、２１０Ａ…
カメラ選択信号、２１０Ｂ…処理パターン選択信号、２
２０Ａ〜２２０Ｄ…処理切り換え部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報を入力する画像情報入力手段と、この入力画像情報を、必要時に、指定のしきい値で２値
化する２値化手段と、前記入力画像情報に対して、縦、横、斜め右上がり、斜
め右下がりの４方向に、方向別微分オペレータを作用さ
せ、４方向の方向別微分画像を作成する微分処理手段
と、各方向別微分画像に対して、その方向における微分値の
ピークを示す画素を検出するピーク検出手段と、第１のしきい値と、第１のしきい値より小さく設定され
た第２のしきい値を用いて、当該画素における微分値
が、第１のしきい値より大きなものを境界画素とし、第
１のしきい値以下であるが第２のしきい値よりは大きな
ものを境界候補画素とし、さらに、第２のしきい値以下
のものを非境界画素として、３値化された画像を作成す
る３値化画像作成手段と、該３値化画像をある方向から走査し、ある境界候補画素
に注目して該境界候補画素の近傍の画素を調べ、該境界
候補画素が境界画素に連結している場合には、該境界候
補画素を境界画素に変換する拡張処理を行う第１拡張手
段と、第１拡張手段で行う拡張処理を第１拡張手段とは、逆の
方向から行う第２拡張手段と、該第２拡張手段で作成された画像に基づき、境界画素お
よび非境界画素の２値からなる境界画像を作成する２値
画像作成手段と、作成された各々の方向の境界画像を統合する統合手段
と、該統合手段により統合された境界画像に表われた境界ま
たは領域をラベリングするラベリング手段と、該ラベリング手段により得られたラベリング画像から各
ラベル毎に形状特徴を抽出する特徴情報抽出手段と、該特徴情報抽出手段により得られた形状特徴と前記ラベ
リング画像とに基づいて、各種計測処理を行う計測制御
手段とを備え、前記すべての手段を複数のブロックに分けて、該ブロッ
クを処理単位としてパイプライン動作させたことを特徴
とする画像処理装置。
【請求項２】請求項１の画像処理装置において、前記ブ
ロックは、前記画像情報入力手段のブロックと、前記２
値化手段及び微分処理手段及びピーク検出手段及び３値
化画像作成手段及び第１拡張手段のブロックと、前記第
２拡張手段及び統合手段のブロックと、前記ラベリング
手段のブロックと、前記特徴情報抽出手段及び計測制御
手段のブロックとを含み、フレーム同期信号に同期して
パイプライン動作を行なうことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項３】請求項２の画像処理装置において、入力画
像を２値化するか否かの選択と、２値化する場合のしき
い値と、ピーク画素を検出するときの２つのしきい値
と、ラベリングする際の２値画像のどちらをラベリング
するかの選択と、４連結、８連結のどちらの条件でラベ
リングするかの選択とを、指定した処理パターンによっ
て選択または設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】請求項１、２または３の画像処理装置にお
いて外部からの計測指令に対して、内部のカウンタによ
ってパイプラインの段数分に対応する処理時間をカウン
ト後に出力された画像に対して計測処理を行うことを特
徴とする画像処理装置。
【請求項５】請求項３の画像処理装置において、外部か
らの計測指令に対して、前記計測制御手段から、新たな
処理パターンを指定して前記ブロックを順次巡回させ、
その処理パターンが前記計測制御手段に戻ってきたとき
の画像に対して計測処理を行うことを特徴とする画像処
理装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかの画像処理装置に
おいて、前記計測制御手段による計測処理の時間がパイ
プライン１段分を越えパイプライン動作を乱す場合に計
測処理に２つ分のパイプラインの段数を持たせることを
特徴とした画像処理装置。
【請求項７】請求項１の画像処理装置において、前記ラ
ベリング手段は、ラベリング処理の前に、ラベリングの
対象領域を定めるウィンドウ処理を行い、対象物のみを
ラベリングする機能を有することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項８】請求項７の画像処理装置において、選択可
能なウィンドウを複数有し、入力画像を２値化するか否
かの選択と、２値化する場合のしきい値と、ピーク画素
を調べるときの２つのしきい値と、ウィンドウ処理をす
るか否かの選択と、ウィンドウ画面の選択と、ラベリン
グする際の２値画像のどちらをラベリングするかの選択
と、４連結、８連結のどちらの条件でラベリングするか
の選択とを、指定した処理パターンによって選択または
設定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】請求項３、５または８のいずれかの画像処
理装置において、前記複数のブロックのうちの少なくと
も２つのブロックの各々について、前記処理パターンに
応答して前記当該ブロックを制御するための制御信号を
生成する複数の処理切り換え手段を備えたことを特徴と
する画像処理装置。
【請求項１０】請求項９記載の画像処理装置において、
前記処理パターンは、前記計測制御手段から発生され、
前記複数の処理切り換え手段を巡回して前記計測制御手
段に戻ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかの画像処理装
置において、前記画像情報入力手段により入力された画
像を格納するフレームメモリと、前記第１の拡張手段の
出力を格納するメモリと、前記統合手段の出力が格納さ
れる画像メモリと、前記ラベリング処理手段の出力が格
納されるラベル画像メモリとを備え、これら各メモリは
それぞれ２系統設けられたことを特徴とする画像処理装
置。