JP2956213B2

JP2956213B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2956213B2
Application number: JP2338345A
Authority: JP
Inventors: 章男大場
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2014-10-04
Also published as: GB2252010B; GB2252010A; DE4139401A1; GB9125518D0; US5241372A; JPH04205573A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば２次元画像処理用のデジタルフィル
タに適用して好適な画像処理装置に関する。

［発明の概要］本発明は、例えば２次元画像処理用のデジタルフィル
タに適用して好適な画像処理装置に関し、入力画像の各
画素毎の処理方法を規定する制御画像データを発生する
画像データ発生手段と、上記制御画像データの動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、上記動きベク
トルに応じて処理対象とする画素及び該画素の周辺の画
素の夫々の重みを示す１組のパラメータを発生するパラ
メータ発生手段と、入力画像の内の１組の画素の夫々の
画像データを上記１組のパラメータで重み付けして加算
することにより上記処理対象とする画素の出力画像デー
タを生成するフィルタ手段とを有し、上記パラメータ発
生手段と上記フィルタ手段とを１組の２次元フィルタ手
段として、上記２次元フィルタ手段を多数段従属接続す
るものである。

［従来の技術］ LSI技術の進展によりデジタルフィルタによる２次元
画像処理が広く行われるようになってきた。２次元画像
処理にはローパスフィルタ処理、ハイパスフィルタ処
理、コンボルーションフィルタ処理等がある。このコン
ボルーションフィルタ処理においては、処理対象とする
画素を中心とするＮ×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の画素
の画像データに夫々所定の重み係数を乗算して、これら
乗算結果を加算することにより、その処理対象とする画
素の画像データが形成される。

また、例えば動画領域と静止画領域とで異なるフィル
タ処理を施すような所謂アダプティブ（適応型）フィル
タもデジタルフィルタにより実現することができる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ローパスフィルタ処理及びハイパスフ
ィルタ処理は処理対象とする画像の全体に一様に施され
るものであるため、原画像の持つ局所的な情報を有効に
利用することができない不都合がある。具体的に例えば
ローパスフィルタを施すと重要なエッジ情報が失われる
ことがあり、ハイパスフィルタを施すと本来輝度変化が
滑らかな領域でもノイズなどが強調されてざらついて見
えたりすることがある。また、従来の単純なコンボルー
ションフィルタ処理では非線形処理等の多様な画像処理
に対応しにくい不都合がある。

更に、従来の適応型フィルタは構成が複雑であると共
に、その制御が画一的であり、例えば局所的に処理の特
性を変更するようなことが容易にはできない不都合があ
る。

本発明は斯かる点に鑑み、比較的簡単な構成で容易に
局所的に画像の特性を変更することができる画像処理装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明の画像処理装置は、入力画像の各画素毎の処
理方法を規定する制御画像データを発生する画像データ
発生手段と、上記制御画像データの動きベクトルを検出
する動きベクトル検出手段と、上記動きベクトルに応じ
て処理対象とする画素及び該画素の周辺の画素の夫々の
重みを示す１組のパラメータを発生するパラメータ発生
手段と、入力画像の内の１組の画素の夫々の画像データ
を上記１組のパラメータで重み付けして加算することに
より上記処理対象とする画素の出力画像データを生成す
るフィルタ手段とを有し、上記パラメータ発生手段と上
記フィルタ手段とを１組の２次元フィルタ手段として、
上記２次元フィルタ手段を多数段従属接続するものであ
る。

［作用］これによれば、２次元フィルタ手段において、動きベ
クトルに対応した画素の画像データの平均値が割り当て
られるので、画像を動きの方向に前後にぶらしたような
（モーションブロー）効果を得ることができ、この２次
元フィルタ手段が多数段従属接続されることにより、最
初の動きベクトルの大きさに略比例してモーションブロ
ーの程度を大きくすることができる。

［実施例］以下、本発明の一実施例につき第１図〜第４図を参照
して説明しよう。本例は画像制御型の２次元フィルタ装
置に本発明を適用したものである。

第１図は本例の２次元フィルタ装置を示し、この第１
図において、（１）は入力画像用のフレームメモリ（内
部の画像は入力画像の一例を示す）、（２）は制御画像
用のフレームメモリ（内部の画像は制御画像の一例を示
す）であり、フレームメモリ（１）には図示省略したVT
R又はビデオカメラ等からアナログ／デジタル変換器を
介して逐次フレーム周期で画像データVIを書き込み、フ
レームメモリ（２）には各画素について夫々８ビット
（値０〜255）の定常的な制御用の画像データVTを書き
込んでおく。ただし、その入力画像用のフレームメモリ
（１）は省くことができると共に、制御画像用のフレー
ムメモリ（２）はリードオンリーメモリ（ROM）等で代
用することができる。

本例の画像データVTは制御画像の輝度レベルに対応す
るものであり、制御画像として中央の楕円の内部のみが
低輝度の画像を使用するものとすると、その画像データ
VTは中央の楕円の内部に対応する領域で値が略０とな
り、その他の領域で値が略255となるものである。

（３）は画像制御型の２次元フィルタ、（４）は出力
画像用のフレームメモリ（内部の画像は出力画像の一例
を示す）を示し、フレームメモリ（１）から逐次読み出
された画像データVIをその２次元フィルタ（３）に通し
て得られた画像データVPがそのフレームメモリ（４）に
書き込まれ、このフレームメモリ（４）からフレーム周
期で読み出される画像データが例えばデジタル／アナロ
グ変換器を介して図示省略されたテレビジョン受像機に
供給される。

その２次元フィルタ（３）において、（５）はフレー
ムメモリ（２）の画像データVTが供給されるパラメータ
生成回路、（6A）〜（6I）は夫々ラッチ回路、（７）は
フレームメモリ（１）の画像データVIが供給されるコン
ボルーションフィルタを示し、パラメータ生成回路
（５）はその画像データVTより各画素毎に夫々９個のコ
ンボルーションパラメータP1〜P9を生成し、これらパラ
メータP1〜P9をラッチ回路（6A）〜（6I）を介してコン
ボルーションフィルタ（７）に供給する。なお、それら
ラッチ回路（6A）〜（6I）は省くことができる。

第２図を参照してそのコンボルーションフィルタ
（７）の動作につき説明するに、１フレーム分の画像の
内の処理対象とする画素の画像データをG33として、そ
の画素の周辺の５×５個の画素よりなる長方形の領域を
第２図Ａに示す。それら５×５個の画素の画像データ
を、最上の走査線から下側に向けて、更に同じ走査線上
では左から右方向に向けて夫々G11,‥‥,G15,G21,‥‥,
G25,G31,‥‥,G35,‥‥,G55で表す。また、パラメータ
生成回路（５）で生成される９個のパラメータP1〜P9
を、第２図Ｂに示すように、３×３個の画素に割り当て
る。

この場合、コンボルーションフィルタ（７）では次の
演算により処理対象とする画素に対応する出力画像デー
タg33を生成する。

g33＝G22・P1＋G23・P2＋G24・P3＋ G32・P4＋G33・P5＋‥‥＋G44・P9 ‥‥（１）即ち、この出力画像データg33は、画像データがG33の
画素を中心とする３×３個の画素の画像データを９個の
パラメータで重み付けした値を加算したものである。こ
れらの演算は例えば３原色R,G及びＢのコンポーネント
成分毎に実行するか、又はY/C分離した各成分毎に実行
するようにしてもよい。

同様に処理対象とする画素が同じ走査線上で１個だけ
右側に移動したときには、第２図Ａに示すように新たに
処理対象とする画素の画像データはG34となる。この新
たな画素に対応する出力画像データg34も、その画素を
中心とする３×３個の画素の画像データを９個のパラメ
ータで重み付けして加算することにより得られるので、
その出力画像データg34は式（１）に対応させて次の式
（２）で表すことができる。それら出力画像データg33,
g34,‥‥が最終的に出力される画像データVPになる。

g34＝G23・P1＋G24・P2＋G25・P3＋ G33・P4＋G34・P5＋‥‥＋G45・P9 ‥‥（２）一例としてそのパラメータ生成回路（５）は、フレー
ムメモリ（２）から供給される画像データVTが高輝度の
映像信号に対応するときにはそれら９個のパラメータP1
〜P9の内のP5のみを１に設定して、他のパラメータを０
に設定する。一方、その画像データVTが低輝度の映像信
号に対応するときには、そのパラメータ生成回路（５）
はそれら９個のパラメータP1〜P9の値を全て1/9に設定
する。このように設定することにより、本例の２次元フ
ィルタ（３）においては、フレームメモリ（２）の制御
画像が高輝度の領域（中央の楕円の外部の領域）ではフ
レームメモリ（１）から供給される画像データVIがその
まま画像データVPとしてフレームメモリ（４）に供給さ
れる。そして、その制御画像が低輝度の領域（中央の楕
円の内部の領域）ではその画像データVIを３×３個の画
素で平均化したデータが画像データVPとしてそのフレー
ムメモリ（４）に供給される。

このように、本例によれば第１図に示すように、入力
画像の内でその制御画像の楕円の内側に対応する領域の
みが平均化によりぼかされた画像が出力画像になる。ま
た、そのように平均化してぼかす領域はその制御画像の
低輝度の領域を変更する（即ち、制御用の画像データVT
の値の分布を変更する）だけで容易に変更することがで
きる。従って、本例によれば、入力画像に局所的に周囲
の領域とは異なる画像処理を施すことができると共に、
その局所的な処理を施す領域を容易に変更できる利益が
ある。

本例のパラメータ生成回路（５）及びコンボルーショ
ンフィルタ（７）の具体的な構成例につき説明する。

第３図はそのパラメータ生成回路（５）の構成例を示
し、第３図において、（8A）〜（8I）及び（９）は夫々
ランダムアクセスメモリ（RAM）である。これら10個のR
AMには夫々８ビット（０〜255番地）のアドレスを設
け、各アドレスに対して１個のデータを読み書きできる
ようにする。従って、これらのRAMは256ワードの所謂テ
ーブルRAMとして使用される。それらRAM（8A）〜（8I）
及び（９）のアドレス入力部に共通に制御画像用の８ビ
ットの画像データVTを供給すると、RAM（8A）〜（8I）
から出力されるデータが夫々パラメータP1〜P9になる。

本例の255番地の近傍のアドレスにおいては、RAM（R
E）のみに１を書き込み他のRAM（RAM（９）を除く）に
は０を書き込む。また、０番地の近傍のアドレスにおい
ては、RAM（8A）〜（8I）に共通に1/9を書き込む。これ
により、制御用の画像データVTが255に近い高輝度の領
域ではパラメータP5のみが１になり、その画像データVT
が０に近い低輝度の領域ではパラメータP1〜P9が全て1/
9になる。

また、最後部のRAM（９）の各アドレスにはその画像
データVTに対応させて新たな画像データVT1を書き込
む。新たな画像データVT1としては元の画像データVTを
変形したデータが使用される。例えば第１図例におい
て、その２次元フィルタ（３）とフレームメモリ（４）
との間に２段目の２次元フィルタを接続して、この２段
目の２次元フィルタに新たな画像データVT1及び出力画
像データVPを供給することにより、初段の２次元フィル
タ（３）で得られた画像に対して更に所望の画像処理を
施すことができる。

第４図はコンボルーションフィルタ（７）の構成例を
示し、この第４図において、（10）及び（11）は縦続接
続されたラインメモリであり、フレームメモリ（１）か
ら供給される画像データVIをラインメモリ（10）で１ラ
イン分遅延させ、この遅延した画像データをラインメモ
リ（11）で更に１ライン分遅延させる。これにより水平
方向に平行な３本の走査信号が得られる。また、各画素
のサンプリング周期をＤとすると、（12A）〜（12I）は
夫々例えばシフトレジスタよりなる遅延時間が1Dの遅延
子を示し、遅延子（12A）〜（12C）を縦続接続し先頭の
遅延子（12A）に元の画像データVIを供給することによ
り、元の画像データVIから夫々1D,2D及び3Dだけ遅延し
た水平方向に配列された画像データを形成する。

同様に、１ライン分遅延した画像データから更に遅延
子（12D）〜（12F）を用いて夫々1D,2D及び3Dだけ遅延
した画像データを形成し、２ライン分遅延した画像デー
タから更に遅延子（12G）〜（12I）を用いて夫々1D,2D
及び3Dだけ遅延した画像データを形成する。

また、（13A）〜（13I）は夫々２入力の乗算回路、
（14A）〜（14H）は夫々２入力の加算回路を示し、乗算
回路（13A）〜（13I）の一方の入力部に夫々遅延子（12
A）〜（12I）による遅延信号を供給し、乗算回路（13
A）〜（13I）の他方の入力部に夫々パラメータP1〜P9を
供給する。そしてこれら乗算回路（13A）〜（13I）の乗
算結果を加算器（14A）〜（14H）を用いて全て加算する
ことにより出力用の画像データVPが形成される。この第
４図例ではその２個のラインメモリ（10），（11）を除
く部分が積和演算部を構成している。

第１図例の画像制御型の２次元フィルタ（３）には種
々の応用例が考えられるので、以下ではそれら応用例に
ついて説明する。

第５図は２次元フィルタをスイッチャへ応用した例を
示し、この第１図に対応する部分に同一又は類似の符号
を付して示す第５図において、（1A），（1B）及び（1
C）は夫々異なる画像に対応する画像データが書き込ま
れたフレームメモリである。（7A）は第４図例の積和演
算部に対応するコンボルーションフィルタを示し、この
コンボルーションフィルタ（7A）の水平方向に平行な３
本の走査信号として夫々フレームメモリ（1A），（1B）
及び（1C）から読み出された画像データVA,VB及びVCを
供給する。

また、制御画像用のフレームメモリ（２）には図示す
るような３種類の画像（15A），（15B）及び（15C）か
らなる制御画像に対応する画像データVTを書き込む。即
ち、その画像データVTは３種類の画像に対して値が夫々
0,128及び255であるようなデータであり、この画像デー
タVTをパラメータ生成回路（５）に供給し、このパラメ
ータ生成回路（５）はその画像データVTに対応する９個
のパラメータP1〜P9をコンボルーションフィルタ（7A）
に供給する。

その９個のパラメータP1〜P9を第２図Ｂに示すような
３×３個の画素よりなるブロックに割り当てるものとし
て、このブロックを係数マトリクスと呼ぶ。この場合、
そのパラメータ生成回路（５）においては第５図に示す
ように、画像データVTの値が0,128及び255であるときに
夫々係数マトリクス（16A），（16B）及び（16C）を選
択するようにする。係数マトリクス（16A）ではパラメ
ータP2のみが１で他は０であり、係数マトリクス（16
B）ではパラメータP5のみが１で他は０であり、係数マ
トリクス（16C）ではパラメータP8のみが１で他は０で
ある。

従って、このコンボルーションフィルタ（7A）では制
御画像の内の画像（15A），（15B）及び（15C）に対応
して夫々画像データVA,VB及びVCが選択されて出力画像
データVPが形成され、この画像データVPがフレームメモ
リ（４）に供給される。このフレームメモリ（４）に対
応する出力画像は、フレームメモリ（２）に対応する制
御画像の異なる部分を夫々フレームメモリ（1A）〜（1
C）に対応する入力画像で置き換えたものであるため、
この第５図例はスイッチャとして動作している。

第６図は２次元フィルタをスポットライト効果を得る
装置へ応用した例を示し、この第６図において、（18）
及び（21）は夫々第１及び第２のビデオカメラである。
その第１のビデオカメラ（18）で所望の場合（17）を撮
影することにより入力画像用の画像データVIを生成し、
その第２のビデオカメラ（21）で白い背景（19）の上に
黒い円板（20）を配した場面を撮影することにより制御
画像用の画像データVTを生成し、それら画像データVI及
びVTを２次元フィルタ（３）に供給する。

この２次元フィルタ（３）においては、制御画像用の
画像データVTが低輝度又は高輝度の画像に対応するとき
に夫々第１の係数マトリクス（22A）又は第２の係数マ
トリクス（22B）が選択される。第１の係数マトリクス
（22A）は、中央の画素のパラメータ（第２図のパラメ
ータP5に対応する）のみが１で他のパラメータは０であ
り、第２の係数マトリクス（22B）は、中央の画素のパ
ラメータのみが0.5で他のパラメータは０である。

従って、本例ではその所望の場面（17）の内で黒い円
板（20）に対応する部分では、画像データVIがそのまま
出力画像データVPとしてフレームメモリ（４）に供給さ
れる。一方、その所望の場面（17）の内で白い背景（1
9）に対応する部では、画像データVIが減衰されてフレ
ームメモリ（４）に供給されるので、出力される画像は
中央部分にスポットライトが当てられたような画像にな
る。

第７図を参照して第１図例の２次元フィルタ（３）を
適応型フィルタの一種である輪郭強調回路に応用した例
につき説明するに、この第７図において、（23）は遅延
回路、（24）はエッジ抽出フィルタであり、その遅延回
路（23）における遅延時間はそのエッジ抽出フィルタ
（24）における処理時間に等しく設定する。その遅延回
路（23）及びエッジ抽出フィルタ（24）に共通に入力画
像の画像データVIを供給することにより、夫々遅延した
画像データVJ及びエッジ部でレベルが大きい制御用の画
像データVTを得て、これら画像データVJ及びVTを２次元
フィルタ（３）に供給する。

エッジ抽出フィルタ（24）としては例えば３×３の係
数マトリクス（25）を使用するコンボルーションフィル
タを使用することができる。その係数マトリクス（25）
は中央の画素に対応するパラメータ（第２図Ｂのパラメ
ータP5に対応するもの）のみが８で他の８個のパラメー
タが−１であるようなマトリクスである。例えば入力画
像の画像データVIが、第８図Ａに示すように、エッジ
（27）を境界として左半面での値が０で右半面での値が
１であるものとして、その係数マトリクス（25）を用い
たコンボルーションフィルタを施すと、制御用の画像デ
ータVTは第８図Ｂに示すように、エッジ（27）を挟む境
界領域（28）での値が±３となり他の領域での値は０と
なる。これによりエッジ部だけが抽出される。

第７図例の２次元フィルタ（３）においては、供給さ
れる制御画像の画像データVTの絶対値が例えば１より小
さい領域では係数マトリクス（26A）を使用し、その画
像データVTの絶対値が１以上である領域では係数マトリ
クス（26B）を使用する。前者の係数マトリクス（26A）
は中央の画素のパラメータのみが１で他のパラメータは
０であるスルー出力のマトリクスであり、後者の係数マ
トリクス（26B）は中央の画素のパラメータのみが1.8で
他のパラメータは−0.1であるような輪郭強調用のマト
リクスである。

入力画像の画像デーVI（VJ）及び制御画像の画像デー
タVTが夫々第８図Ａ及びＢに示すような特性である場合
には、出力画像データVPは第８図Ｃに示すように、エッ
ジ（27）を囲む領域（29）では輪郭が強調され、それ以
外の領域では入力画像の画像データVIそのものになる。
従って、本例によれば、エッジ部分に対してのみエッジ
強調処理を施して他の部分には何等処理を施さないよう
にすることができるので、輝度変化の少ない滑らかな部
分のざらつきを抑制することができる。

次に画像制御型の２次元フィルタをモーションブロー
フィルタに応用した例につき説明する。モーションブロ
ーフィルタとは動体の画像にその動きの方向及び大きさ
に合わせて自然な振れを付加するフィルタをいう。

第９図は本例のモーションブローフィルタを示し、こ
の第９図において、（30）及び（32）は夫々遅延時間が
１フレーム期間の遅延回路、（31）は夫々画像制御型の
２次元フィルタであり、本例では２次元フィルタ（31）
を多数カスケード接続する。そして、１フレーム周期で
内容が順次更新されているフレームメモリ（１）から読
み出した画像データVIをその遅延回路（30）を介して画
像データVI1としてその初段の２次元フィルタ（31）に
供給する。また、（33）は動きベクトル検出回路を示
し、その画像データVIを直接に及び遅延回路（32）を介
して夫々動きベクトル検出回路（33）に供給する。

この動きベクトル検出回路（33）は、それら１フレー
ム期間の差のある画像データの差分をとることにより画
素毎に又は画素ブロック毎に動きベクトル〈MV〉を検出
する。例えば前フレームの或る画素の画像データに最も
近い画像データを有する現フレームの画素を目的画素と
すると、その前フレームの画素と目的画素とを結ぶベク
トルがその前フレームの画素の動きベクトル〈MV〉とな
る。この動きベクトル検出回路（33）はその動きベクト
ル〈MV〉を1/2にしてなる動きベクトル〈MV1〉を２次元
フィルタ（31）のパラメータ生成回路（34）に供給す
る。

このパラメータ生成回路（34）はその動きベクトル
〈MV1〉に対応して夫々９個のパラメータをラッチ回路
（35）を介してコンボルーションフィルタ（36）に供給
する。このコンボルーションフィルタ（36）は、その９
個のパラメータよりなる係数マトリクスにより遅延回路
（30）より供給される前フレームの画像データVT1を重
み付けして加算することにより、次段の２次元フィルタ
（31）への画像データVI2を形成する。また、パラメー
タ生成回路（34）にはベクトル減衰回路（37）を付加し
て、このベクトル減衰回路（37）は供給されてきた動き
ベクトル〈MV1〉の大きさを減衰させて動きベクトル〈M
V2〉として次段の２次元フィルタ（31）に供給する。

本例のパラメータ生成回路（34）の動作につき第10図
及び第11図を参照して更に説明するに、供給される動き
ベクトル〈MV1〉には第10図Ａ〜Ｅに示すように種々の
タイプがある。その動きベクトル〈MV1〉が０（第10図
Ａ）である場合には、そのパラメータ生成回路（34）
は、９個のパラメータを３×３個の画素に配列した係数
マトリクス（重み分布テーブル）を第11図Ａに示すよう
に、中心のパラメータ（第２図ＢのパラメータP5に対応
する）のみが１で他は０になるように設定する。

また、その動きベクトル〈MV1〉が第１象限のベクト
ルV1又は第３象限のベクトV2（第10図Ｂ）である場合に
は、その係数マトリクスを第11図Ｂに示すように、ベク
トルV1（V2）に平行な対角線に沿う３個のパラメータの
みが1/3で他は０になるように設定する。同様に、その
動きベクトル〈MV1〉が第２象限のベクトルV3又は第４
象限のベクトルV4（第10図Ｃ）である場合には、その係
数マトリクスを第11図Ｃに示すように、ベクトルV3（V
4）に平行な対角線に沿う３個のパラメータのみが1/3で
他は０になるように設定する。

そして、その動きベクトル〈MV1〉が水平軸（Ｘ軸）
に平行な正のベクトルV5又は負のベクトルV6（第10図
Ｄ）である場合には、その係数マトリクスを第11図Ｄに
示すように、中央の水平ラインに沿う３個のパラメータ
のみが1/3で他は０であるように設定し、その動きベク
トル〈MV1〉が垂直軸（Ｙ軸）に平行な正のベクトルV7
又は負のベクトルV8（第10図Ｅ）である場合には、その
係数マトリクスを第11図Ｅに示すように、中央の垂直ラ
インに沿う３個のパラメータのみが1/3で他は０である
ように設定する。

例えば係数マトリクスが第11図Ｂのような場合には、
コンボルーションフィルタ（36）では前フレームの処理
対象とする画素に対応する出力画像データVI2として、
その画素を含む斜め方向に３個の画素の画像データの平
均値が割り当てられる。一般に、そのコンボルーション
フィルタ（36）では処理対象とする画素の出力画像デー
タVI2として、動きベクトル〈MV1〉に略平行な前後３個
の画素の画像データの平均値が夫々割り当てられる。

また、本例のベクトル減衰回路（37）においては、動
きベクトル〈MV1〉を原点の方向に向かって略長さ１だ
け（１は画素１個分の長さを示す）減衰させる。具体的
に、例えば原点からＸ方向及びＹ方向に夫々１画素分だ
け離れたベクトルを〈1,1〉で表すようにすると、その
動きベクトル減衰回路（37）ではその元の動きベクトル
〈MV1〉が第10図のベクトルV1〜V8であるのに対応し
て、次のように次段への動きベクトル〈MV2〉を設定す
る。

〈MV2〉＝〈MV1〉−〈1,1〉，（〈MV1〉＝V1）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈−1,−１〉，（〈MV1〉＝V2）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈−1,1〉，（〈MV1〉＝V3）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈1,1〉，（〈MV1〉＝V4）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈1,0〉，（〈MV1〉＝V5）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈−1,0〉，（〈MV1〉＝V6）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈0,1〉，（〈MV1〉＝V7）〈MV2〉＝〈MV1〉−〈0,−１〉，（〈MV1〉＝V8）また、本例では初段の２次元フィルタ（31）に接続さ
れた２段目の２次元フィルタ（31）においても、前段よ
り供給される画像データVI2に対して前段より供給され
る動きベクトル〈MV2〉に対応したフィルタ処理を施す
ことにより新たな画像データVI3を形成し、その動きベ
クトル〈MV2〉を減衰させた新たな動きベクトル〈MV3〉
を形成する。これら画像データVI3及び動きベクトル〈M
V3〉を更に３段目の２次元フィルタ（31）に供給し、こ
の３段目の２次元フィルタ（31）に続いて複数段の２次
元フィルタ（31）を接続する。そして、最終段の２次元
フィルタ（31）から出力される画像データVPを出力画像
用のフレームメモリ（４）に供給する。

上述のように第９図例の２次元フィルタ（31）では、
前フレームの処理対象とする画素に対応する出力画像デ
ータとして、供給される動きベクトル〈MV1〉に略平行
な前後３個の画素の画像データの平均値が割り当てられ
る。従って、画像を動きの方向に前後にぶらしたような
効果（モーションブロー）を得ることができる。また、
その２次元フィルタ（31）が多数段縦属接続されている
ので、最初の動きベクトル〈MV〉の大きさに略比例して
モーションローの程度を大きくすることができる。

なお、本例では第11図に示すように３×３個の画素の
ブロックよりなる係数マトリクスを使用しているが、例
えば10×10個の画素のブロックよりなる係数マトリクス
を使用すれば１段の２次元フィルタ（31）だけでもより
大きなモーションブローを得ることができる。しかしな
がら、このように係数マトリクスを大きくすると、メモ
リ容量が大規模になり回路が複雑且つ大型化する。

次に画像制御型の２次元フィルタを太線化（細線化）
フィルタに応用した例につき第12図を参照して説明す
る。この第12図において、（38）は２値化回路、（39）
は画像制御型の２次元フィルタを示し、フレームメモリ
（１）から読み出された画像データVIをその２値化回路
（38）を介して２値の画像データVI1としてその２次元
フィルタ（39）に供給する。

この２次元フィルタ（39）において、（40）は第１の
コンボルーションフィルタ、（41）は９個のパラメータ
をそのコンボルーションフィルタ（40）に供給するラッ
チ回路を示す。その９個のパラメータは３×３個の画素
に対応する係数マトリクスを構成し、本例ではこの係数
マトリクスの中央のパラメータは０となり、この中央の
パラメータを囲む８個のパラメータの値が順次1,2,2²,2
³,2⁴,2⁵,2⁶及び2⁷になるように設定する。この係数マト
リクスを用いて２値化された画像データVI1にコンボル
ーションフィルタを施すと、各画素について夫々８ビッ
トのパターンデータが得られる。

一般に処理対象とする画素の周囲の８個の画素の“1"
又は“0"のパターンの組み合わせ（８連結隣接パター
ン）は2⁸通り存在するが、そのコンボルーションフィル
タ（40）から出力される８ビットのパターンデータがそ
の８連結隣接パターンに対応する。この８ビットのパタ
ーンデータをパラメータ用のRAM（42）に供給し、この
パラメータ用のRAM（42）はラッチ回路（43）を介して
９個のパラメータを第２のコンボルーションフィルタ
（44）に供給する。このコンボルーションフィルタ（4
4）では、２値化された画像データVI1をその９個のパラ
メータを用いて重み付けして加算することにより、次段
への出力画像データVI2を形成する。

そのパラメータ用のRAM（42）は、処理対象とする画
素が“1"の線に接しているときには（これは８連結隣接
パターンより認識することができる）、その処理対象と
する画素の出力画像データも“1"になるように９個のパ
ラメータの値を設定する。具体的に処理対象とする画素
が、例えば第13図Ａに示すように高輝度の線に接する画
素PIである場合には、そのパラメータ用RAM（42）から
は第13図Ｂに示すように左側の垂直ラインに沿う３個の
パラメータの値が夫々1/3であるような係数マトリクス
が出力される。この係数マトリクスを使用することによ
り、その第２のコンボルーションフィルタ（44）からは
その処理対象とする画素PIの出力画像データVI2として
“1"が出力される。従って、その画像データVI2に対応
する画像は原画像の高輝度の線を１画素分だけ太くした
ものになる。

本例ではその初段の２次元フィルタ（39）に続けて２
段目及び３段目等の２次元フィルタ（39）を縦属接続す
る。例えば２段目の２次元フィルタ（39）から出力され
る画像データVI3は原画像の高輝度の線を２画素分だけ
太くした画像に対応する。そして、最終段の２次元フィ
ルタから出力用のフレームメモリ（４）に供給される画
像データVPに対応する画像は、原画像の高輝度の線をか
なり太くした画像になる。このように本例によれば、容
易に原画像の高輝度の線を所望の程度まで太くすること
ができる。

なお、上述の例は太線化フィルタであるが、そのパラ
メータ用のRAM（42）から出力される９個のパラメータ
の値を変更することにより、その太線化フィルタは容易
に細線化フィルタに変更することができる。例えば高輝
度の線を細くする細線化フィルタの場合には、その高輝
度の線の縁部の画素を低輝度に変換するように係数マト
リクスを定めればよい。

次に、画像制御型の２次元フィルタをレンズ収差補正
フィルタへ応用した例につき第14図を参照して説明す
る。この第14図において、（1R），（1G）及び（1B）は
入力画像データの夫々赤成分R,緑成分Ｇ及び青成分Ｂの
コンポーネント成分が書き込まれたフレームメモリ、
（45R），（45G）及び（45B）は夫々赤成分R,緑成分Ｇ
及び青成分Ｂの収差補正ベクトルのデータが書き込まれ
たリードオンリーメモリ（ROM）を示し、その収差補正
ベクトルはレンズの空間座標に応じて予め求めておくも
のである。本例では３種類のコンポーネント成分につい
て夫々独立に収差補正が実行されるが、青成分Ｂの収差
補正についてのみ説明する。

（46B）は青成分用の画像制御型の２次元フィルタを
示し、この２次元フィルタ（46B）を所定段縦続接続す
る。初段の２次元フィルタ（46B）において、フレーム
メモリ（1B）から読み出した画像データVI1をコンボル
ーションフィルタ（49）に供給し、ROM（45B）から読み
出した収差補正ベクトル〈AV1〉をパラメータ用のRAM
（47）に供給する。このパラメータ用のRAM（47）は、
その収差補正ベクトル〈AV1〉に対応する９個のパラメ
ータよりなる係数マトリクスをラッチ回路（48）を介し
てそのコンボルーションフィルタ（49）に供給すると共
に、その収差補正ベクトル〈AV1〉をベクトル変換回路
（50）に供給する。

コンボルーションフィルタ（49）はその係数マトリク
スと画像データVI1とを演算することにより出力画像デ
ータVI2を求め、この画像データVI2を次段の２次元フィ
ルタ（46B）に供給する。ベクトル変換回路（50）はそ
の収差補正ベクトル〈AV1〉を所定量だけ減衰させて収
差補正ベクトル〈AV2〉を形成し、このベクトル〈AV2〉
を次段の２次元フイルタ（46B）に供給する。次段以後
の２次元フィルタ（46B）においても同様の処理が実行
され、最終段の２次元フィルタから出力される画像デー
タVPが出力用のフレームメモリ（4B）に供給される。

また、２次元フィルタ（46B）と並列に赤成分Ｒ用の
２次元フィルタ（46R）及び緑成分Ｇ用の２次元フィル
タ（46G）が設けられ、その青成分Ｂの処理と並行に夫
々赤成分Ｒ及び緑成分Ｇの処理が実行される。本例では
画像制御型の２次元フィルタ（46B）等がカスケード接
続されているので、収差量が多い場合でも正確に収差補
正を行うことができる。

なお、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨
を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論で
ある。

［発明の効果］この発明によれば、動きベクトルに応じて１組のパラ
メータを発生し、入力画像の画像データを１組のパラメ
ータで重み付けして加算する２次元フィルタ手段を設け
ることにより、動きベクトルに対応した画素の画像デー
タの平均値が割り当てられるので、画像を動きの方向に
前後にぶらしたような（モーションブロー）効果を得る
ことができ、この２次元フィルタ手段が多数段従属接続
されることにより、最初の動きベクトルの大きさに略比
例してモーションブローの程度を大きくすることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像制御型の２次元フィル
タ装置の構成を示すブロック図、第２図はその実施例の
コンボルーションフィルタの動作の説明に供する線図、
第３図はパラメータ生成回路の一例を示す構成図、第４
図はコンボルーションフィルタの一例を示す構成図、第
５図は画像制御型の２次元フィルタを応用したスイッチ
ャの構成を示すブロック図、第６図は画像制御型の２次
元フィルタを応用してスポットライト効果を得る装置を
示すブロック図、第７図は画像制御型の２次元フィルタ
を応用した適応型フィルタを示すブロック図、第８図は
その適応型フィルタの動作の説明に供する線図、第９図
は画像制御型の２次元フィルタを応用したモーションブ
ローフィルタを示すブロック図、第10図は動きベクトル
の種類を示す線図、第11図はそのモーションブローフィ
ルタにおける係数マトリクス（重み分布テーブル）の種
類を示す線図、第12図は画像制御型の２次元フィルタを
応用した太線化（細線化）フィルタを示すブロック図、
第13図は太線化動作の説明に供する線図、第14図は画像
制御型の２次元フィルタを応用したレンズ収差補正フィ
ルタの構成を示すブロック図である。（１），（２），（４）は夫々フレームメモリ、（３）
は画像制御型の２次元フィルタ、（５）はパラメータ生
成回路、（７）はコンボルーションフィルタである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像の各画素毎の処理方法を規定する
制御画像データを発生する画像データ発生手段と、上記制御画像データの動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、上記動きベクトルに応じて処理対象とする画素及び該画
素の周辺の画素の夫々の重みを示す１組のパラメータを
発生するパラメータ発生手段と、入力画像の内の１組の画素の夫々の画像データを上記１
組のパラメータで重み付けして加算することにより上記
処理対象とする画素の出力画像データを生成するフィル
タ手段とを有し、上記パラメータ発生手段と上記フィルタ手段とを１組の
２次元フィルタ手段として、上記２次元フィルタ手段を
多数段従属接続する画像処理装置。