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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988003683A1
    申请号:PCT/JP1987/000876
    申请日:1987-11-11
    公开日:1988-05-19
    发明作者:Yutaka Muraoka
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G06T7-00
    专利说明:
    [0001] 明 柳 画像データのモーメ ン ト計算装置 技 術 分 野
    [0002] 本発明は画像データのモーメ ン ト計箕装置に関し、 特に 計箕を簡易な構成で高速に実行するように構成した画像デ 夕のモーメ ン ト計算装置に関する。 背 景 技 術
    [0003] 画像データの処理手段として、 そのモーメ ン トを求めて、 画像データにある情報を検出する方法は広く知られている。 そして、 画像データのモーメ ン ト として、 0次モーメ ン ト、 1次モーメ ン ト、 2次モーメ ン ト等が使用される。
    [0004] 0次モーメ ン トは画像の明るさ、 1次モーメ ン トは 1次元 的な対象物の位置の認識を、 2次モーメ ン トは対象物の 2次 元的な位置情報を認識するこ とができる。 このよう な画像デ ータのモーメ ン トを求めるためには画素数分の演算処理をし なければならず、 その処理データの量は膨大になり、 より高 速の処理装置が要求される。 このために、 単に通常の計算機 でソフ トウェアによって処理していては時間的に実用になら ず、 特別な画像処理用のハー ドウ アとしての画像処理用ェ ンジンが使用されている。
    [0005] しかし、 従来使用されている画像処理エ ンジンは、 汎用的 に画像データを処理するために、 相当複雑な構成となってい るという問題点があつた。 発 明 の 開 示
    [0006] 本発明の目的は上記問題点を解決し、 面像データのモーメ ン ト計算を簡易な構成で高速に実行するように構成した面像 データのモーメ ン ト計算装置を提供することにある。
    [0007] 本発明では上記の問題点を解块するために、
    [0008] 複数の画像フレームメ モリを有する画像データのモーメ ン ト計箕装置において、
    [0009] 原画像データを記億させる画像フレームメモリ と、 処理データを記億する画像フレームメ モリ と、
    [0010] 横方向の重みデータを記億する画像フ レームメ モ リ と、 縦方向の重みデータを記億する画像フ レームメ モ リ と、 重みデータを計算するための定数発生回路と、
    [0011] 前記各画像フレームメ モ リにバスを经由して結合された加 算器と、
    [0012] 前記面像フレームメ モ リにバスを柽由して锫合され、 画像 フ レームメ モ リ間の乗箕を疔う乗算面路と、
    [0013] 前記加算器と前記乗箕面路に他のバスを経由して結合され た演箕結果を一時記億するアキュム レータと、
    [0014] 0次、 1次、 2次の画像データのモーメ ン トを計算する演 箕手段と、
    [0015] を有することを特徴とする画像データのモーメ ン ト計箕装 置が、
    [0016] 提供される。 0次のモ ーメ ン ト計算は原画像を記憶する画像フ レームメ モ リを加算器を使用して順次アキ ュム レータに加え込んでい く ことにより求められる。
    [0017] 1次のモーメ ン ト計算は、 面像フレームメ モリの上端で左 端の場所を 1 として、 これに 1 を加える回路によって、 順次 2、 3、 4 とするデータをそれぞれ作成して順次右どなりに 置いてい く ことによって、 重みデータを作成することができ る。 これを横方向の重みデータを記憶する画像データフ レー ムメ モリ に格納する。 次に原画像データを記憶している画像 フ レームメ モリ と重みデータを乗算器で積を求め、 これをァ キュム レータで積算処理することにより求める。
    [0018] 2次のモーメ ン トは横方向の重みを記憶する画像フ レーム メ モ リ の内部に横方向の重みデータを作成し、 同様に縦方向 の重みを記憶するメ モ リ に縦方向の重みを作成して、 両メ モ リ の対応するピク セルの積を乗算器で求め、 横方向の重みを 記億する画像フ レームメ モ リ に記憶し、 この重みデータ と原 画像データとの各画素毎に積を乗算器で求めて、 これをアキ ュム レータで積算処理するこ とによ り求める。 図 面 の 簡 単 な 説 明 第 1 図は本発明の一実施例のブロ ック図、
    [0019] 第 2図は横方向の重みデータを示す図、
    [0020] 第 3図は縦方向の重みデータを示す図である 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
    [0021] 第 1図に本発明の一実施例のプロ ック図を示す。 図におい て、 1 は装置全体を制御する C P U、 2 は C P U 1の指令に より、 函数計算を行う函数発生器、 3 は C P U 1 によって書 込、 読出される主メ モリであり、 D— R A M (ダイ ナ ミ ック R A M ) で構成されている。 これらは、 バス Aに接続されて おり、 バス Aによって指令及びデーダの授受を行う。
    [0022] 4ばマイ ク ロ シーケンサであり、 5 ばマイ ク ロ R O であ る。 マイ ク ロ シーケンサ 4 はマイ ク ロ R O M 5 のプログラム に従って後述の面像処理ののためのデータ計算処理を制御す る。
    [0023] 6 は乗算器であり、 7 は加算器、 8 は計箕結果を一時記憶 するアキュムレータであり、 9 は乗箕した結果がオーバフ口 一しないように乗算の結果を正規化する正規化回路であり、 これらはバス Eによってデータを転送する 尚、 1 0 は定数 「 1 J を常時入力する回路、 1 0 a はセレクタである。 これ らばマイ ク 口シーケンサ 4の制御によって動作し、 画像デ一 タの計箕処理を行う。
    [0024] 1 1 はヮー ド変換器であり、 バス Aとバス Bのヮー ド構成 が異なる場合に両者のデータの変換をおこなう。 例えば、 バ ス Aを 1 6ビッ ト構成、 バス Bを 8 ビッ ト構成とすると両者 間のデータ構成の相違に沿ってデータの変換を行う ものであ る。 1 2、 1 3、 1 4及び 1 5 は画像フレームメ モリであり - D— R A Mで構成されている。 ここでは画像フレームメ モリ 1 2に処 Sすべき原画像を記億する。 これは、 H示されてい ないカメ ラによって撮影されて、 デイ ジイ タル変換された、 デイ ジイ タルデータであり、 各画素はこ こでは 8 ビッ トで記 憶されている。 勿論このビッ ト数は必要に応じて增減するこ とができる。 画素数は横 2 5 6、 縦 2 5 6 の 2 5 6 x 2 5 6 個であり、 結局画像フ レームメ モ リ は
    [0025] 2 5 6 x 2 5 6 x 8 = 5 2 4 2 8 8 ビッ ト
    [0026] のメ モ リが必要となる。
    [0027] 画像フ レームメ モ リ 1 3には画像処理した後の画像データが 記憶される。 画像フ レームメ モ リ 1 4は後述の横方向の重み データを記憶する。 画像フ レームメ モ リ 1 5 には縦方向の重 みデータを記憶する。 画像フ レームメ モ リ 1 2 〜 1 5 はバス Bに結合されており、 バス Aを介してメ モ リ 3及び外部との データの転送を行う ことができる。
    [0028] 画像フ レームメ モ リ 1 2 〜 1 5 はノ フ ファ 2 2 〜 2 9を経 由して、 バス C及びバス Dに接続され、 ルッ ク · マ "ノ ブ ' テ 一ブル 3 1及び 3 2を介して前述のデータ計算処理ュニッ ト に接続される。
    [0029] これらの処理装置で処理されたデータは外部の制御装置か らィ ンターフヱイ ス回路 4 1 を経由して授受される。 又、 画 像フ レームメ モ リ 1 2 〜 1 5 の任意のが画像データは、 C R T用タイ ミ ング作成回路 3 3 により生成されたタイ ミ ングで 画像フ レームメ モ リ 1 6、 オアゲー ト 4 4、 イ ンタフェース 4 2を経由して表示装置 （ C R T) 等に転送される。 又、 画 像フ レームメ モ リ 1 3等のデータをバス C、 オアゲー ト 4 4、 イ ンタフヱース回路 4 2を経由して表示装置 （ C R T) 等に 出力する場合もある。 さらに、 画像処理するための原画像は 外部の力メ ラで撮影され、 図示されていない A D変換器でデ イ ジイ タルデータに変換され、 イ ンターフェイ ス 4 3及びバ ッファ 3 0を経由してバス Dに転送される。
    [0030] 次にこの実施例の動作について述べる。 動作は 0次モーメ ン ト、 1次モーメ ン ト、 2次モーメ ン トの計箕に分けて述べ る
    [0031] C 0次モーメ ン トの計寘〕
    [0032] 画像データの 0次モーメ ン ト Μ 0 は次の式で定義される。
    [0033] Μ 0 =∑ P i, i ( ί , j = 1〜 2 5 6 )
    [0034] 即ち、 全画素データの I 和である。 従って、 以下の計算で 求めることができる。 原画像データの記億されている面像フ レームメ モリ 1 2 の内容を画素ごとに順次バッファ 2 2、 バ ス D、 ルッ ク · ア ツブ · テ一ブル 3 2、 セレクタ 1 0 a、 加 箕器 7、 バス Eを経由してアキュムレータ 8に加算して行け ばよい。 全画素の計算が終了したら、 アキュム レータ 8 の内 容がもとめる 0次モーメ ン トである。 この値ば適宜メ モリ 3 あるいは画像フレームメ モ リ 1 3等に記憶しておく 。 勿論こ れらの計算はマイ クロシ一ケンサ 4がマイ ク ロ R 0 M 5 のプ ログラムによって制御する。
    [0035] 〔 1次モーメ ン ト〕
    [0036] 画像データの 1次モーメ ン ト M 1 は次の式で定義される。 M 1 =∑ P i , i · i / M 0 ■ ( i , j ： 1 ~ 2 5 6 )
    [0037] これは横方向 （ X方向） の 1次モーメ ン トであり、 対象物 の横方向の位置情報を示す。
    [0038] 同様にして縦方向の 1次モーメ ン トは以下の式で求められ る。
    [0039] M l y =∑ P i , j · j / M 0
    [0040] ( i , j : 1 〜 2 5 6 )
    [0041] 横方向の 1次モーメ ン トについて述べる。 まず横方向の重 みデータを作成する。 画像フ レームメ モ リ 1 4の内容を第 2 図に示す。 まず定数発生回路 1 0を有効にし、 これを加算回 路 7 により、 アキュムレータ 8 に加える。 アキュムレータ 8 の内容は 1 になり、 この内容を画像フ レームメ モ リ 1 3 の第 2図に示す上段の左端のビッ トに書込む。 次にアキュム レー タ 8 の内容と定数 1 を加えアキュム レータ 8 に書込むとアキ ュム レータ 8 の内容は 2 となり、 これを第 2図の上段左から 2番目に書込み、 これを順次繰り返すことにより、 上段の列 は 1 〜 2 5 6 の数値が得られる。 次にこの列を 2列目以降に コ ビ—することにより、 第 2 .図の重みデータが完成する。 次に画像フ レームメ モリ 1 2 の原画像の内容と画像フ レー ムメ モリ 1 3 の重みデータの内容を対応する画素ごとに乗算 を行う。 これは乗算器 6 によって行い、 その内容を正規化回 路 9で正規化する。 これは、 .乗箕により数値が大き く なり、 8 ビッ トでは表現できないからである。 正規化した内容を、 アキュムレータ 8 にス トアした後に画像フ レームメ モリ 1 3 の対応する画素の位置に書込む。 このようにして、 画像フレ ームメ モリ 1 3の内部に
    [0042] P i, i ♦ i
    [0043] が得られる。 これを、 0次モーメ ン トを求めたのと同様の 方法でァキュム レータに加箕すれば、
    [0044] ∑ P i, i · i
    [0045] が得られ、 これを、 さきにもとめた 0次モーメ ン ト M 0で 割れば、 1次モーメ ン ト
    [0046] M l X =∑ P i, j · i /M 0 ( i , j : l〜 2 5 6》 が得られる。
    [0047] 同様にして、 第 3図に示すように縦方向の重みデータを作 成して縦方向の重みデータを求め、 これから縦方向の 1次モ —メ ン ト
    [0048] M 1 y -∑ P i, i · jノ M 0
    [0049] ( i , j : 1〜 2 5 6 )
    [0050] を求めることができる。
    [0051] C 2次モーメ ン ト〕
    [0052] 画像データの 2次モーメ ン トは次式で定義される。
    [0053] M 2 =∑ P i, j - i - / (M l x - M l y )
    [0054] ( i , j : l〜 2 5 6 ) これは、 1次モーメ ン トを求めるのと同様に、 第 2図に示す横方向の重みデータ を求め、 次に第 3図に示す縦方向の重みデータを作成し、 両 者を乗箕回路 9で積を求めて画像フレームメ モリ 1 4にス ト ァする。 次に画像フ レームメモリ 1 2の内容と画像フ レーム メ モリ 1 4の対応する面素の積を求め、 これを全部加えてか ら、 （M l x . M l y ) で割算すれば、 2次モ ーメ ン ト が求 められる。
    [0055] このようにして、 簡単な構成で高速の画像データの 0次、 1次、 2次のモーメ ン ト計算を行う ことができる。
    [0056] 上記の実施例では、 データの計算処理はマイ ク ロシーケン サによるマイ ク 口プログラム方式で述べたが、 他のハー ドウ ヱァの構成で実現することも可能である。
    [0057] 以上説明したように本発明では、 定数加算回路、 乗算回路， アキュムレータ等によってモーメ ン ト計算に必要な回路を構 成したので、 簡易な回路で画像データの 0次、 1次、 2次の モーメ ン トを高速に計算することができる。
    权利要求:
    Claimso 請 求 の 範 囲
    1 . 複数の画像フレームメモリを有する西像データのモー メ ン ト計箕装置において、
    原画像データを記憶させる画像フレームメ モリ と、 処理データを記億する画像フレームメモリ と、
    模方向の重みデータを記億する画像フレームメ モリ と、 縦方向の重みデータを記憶する面像フレームメ モリ と、 重みデータを計算するための定数発生回路と、
    前記各面像フレームメ モひにバスを柽由して結合された加 寘器と、
    前記画像フ レームメ モリ にバスを柽由して結合され、 画像 フ レームメ モリ簡の乗！:を行う乗箕回路と、
    前記加箕器と前記乗算西路に他のバスを経由して結合され た演箕結果を一時記億するアキュムレータと、
    5 0次、 1次、 2次の画像データのモーメ ン トを計算する演 箕手段と、
    を有することを特徴とする画像データのモーメ ン ト計箕装
    2 . 前記加箕及び乗算の制御をマイ ク 口プログラムで行う0 ように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第 1項記載 の画像データのモーメ ン ト計算装置。 、
    5
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0290619B1|1994-01-12|
    JPS63123175A|1988-05-26|
    US4949282A|1990-08-14|
    EP0290619A4|1991-03-13|
    EP0290619A1|1988-11-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-05-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1988-05-19| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1988-07-01| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987907524 Country of ref document: EP |
    1988-11-17| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987907524 Country of ref document: EP |
    1993-12-16| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987907524 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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