JP3320767B2 - データ処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図13） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，２） 作用 実施例 （１）第１の実施例の説明（図３〜８） （２）第２の実施例の説明（図９〜12） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、データ処理装置及びそ
の制御方法に関するものであり、更に詳しく言えば、画
像処理方式の１つである奇数個データの中の中央値を演
算する装置及びその演算方法の改善に関するものであ
る。

【０００３】近年、医学・工学を始めとする産業機器の
高性能化が進み、コンピュータの導入は不可欠なもので
ある。かかる分野の画像処理において、単に画像情報の
ディスプレイ表示機能に止まらずデータ解析のニーズが
高まり、同時に取扱いデータ量が膨大なものとなる傾向
にある。

【０００４】これによれば、画像処理方式の高速化，高
効率化を図るため、中央値演算装置において、奇数個の
被演算データの最大値から順次，その最小値に至るデー
タを抽出し、その中央値を求めるバブルソート法やクイ
ックソート法が採用されている。

【０００５】しかし、画像処理や音声処理分野におい
て、ユーザの使用態様により取扱いデータ量が増加をす
ると、かかる方法ではデータ比較回数が多くなったり、
それを構成するハードウエアが増加をする。

【０００６】そこで、被演算データの中央値の演算に係
わりバブルソート法やクイックソート法にのみ依存する
ことなく、その中央値の演算方法を工夫して、データ比
較回数の低減化及びデータ処理の高速化を図ることがで
きる装置及び方法が望まれている。

【０００７】

【従来の技術】図13（ａ），（ｂ）は、従来例に係るデ
ータ処理装置の説明図であり、図13（ａ）は、従来例に
係る第１の中央値演算装置の構成図であり、図13（ｂ）
は、その第２の中央値演算装置の構成図をそれぞれ示し
ている。

【０００８】例えば、雑音除去等の信号処理方式の１つ
である奇数個データの中の中央値を演算する第１の中央
値演算装置（以下単に第１の装置という）は、図13
（ａ）において、９つの被演算データを一時記憶するデ
ータアレイ１と、９つの被演算データの中ら中央値を抽
出する比較・交換器２と、その中央値を出力する出力部
３から成る。

【０００９】なお、比較・交換器２とデータアレイ１と
が９本のデータ転送線により固定配線され、出力部３が
データアレイ１の中央部に接続されている。当該第１の
装置の機能は、９つの被演算データがデータアレイ１の
各メモリ領域に一時記憶されると、その９つの被演算デ
ータの最大値からその最小値に至るデータが比較・交換
器２により並び換えられ、その中央に位置する値が，中
央値として比較・交換器２により抽出され、その中央値
が出力部３から出力される。

【００１０】また、第１の装置のデータ並び換え時の機
能を補充した第２の中央値演算装置（以下単に第２の装
置という）は、図13（ｂ）において、第１の装置に、最
大値からその中央値に至るデータを一時記憶するサブア
レイ４が設けられて成る。

【００１１】なお、サブアレイ４と比較・交換器２とは
セレクタ５を介して接続され、９つの被演算データの最
大値からその最小値に至るデータを順次並び返える際
に、その最大値を抽出する毎に該セレクタ５が切換えら
れる。

【００１２】当該第２の装置の機能は、９つの被演算デ
ータがデータアレイ１の各メモリ領域に一時記憶される
と、その９つの被演算データの最大値からその最小値に
至るデータが比較・交換器２により並び換えられる。こ
の際に、被演算データの最大値が抽出される毎に、セレ
クタ５が切換えられ、その最大値からその中央値に至る
データがサブアレイ４に一時記憶される。

【００１３】これにより、その最後部に記憶された値
が，中央値としてサブアレイ４から読み出され、その中
央値が出力部３から出力される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例の第
１，第２の装置によれば、比較・交換器２とデータアレ
イ１とが奇数本のデータ転送線により固定配線され、そ
の出力部３がデータアレイ１の中央部に接続されてい
る。また、奇数個の被演算データの最大値から順次，そ
の最小値に至るデータを抽出し、その中央値を求めるバ
ブルソート法やクイックソート法が採用されている。

【００１５】このため、画像処理や音声処理分野におい
て、ユーザの使用態様により取扱いデータ量が増加をす
ると、被演算データの中ら順次，最大値を抽出する比較
・交換器２におけるデータ比較回数が多くなったり、そ
れを構成するハードウエアが増加をする。

【００１６】例えば、バブルソート法によれば、被演算
データの個数をｎ〔奇数〕とし、比較回数をｋとする
と、ｋ＝３／８・（ｎ² −１）の関係式に従い、その比
較時間や比較量が増加をする。

【００１７】これにより、中央値演算に係る処理時間の
遅れから画像処理分野等において、高速データ処理の妨
げとなるという問題がある。本発明は、かかる従来例の
問題点に鑑み創作されたものであり、被演算データの中
央値の演算に係わりバブルソート法やクイックソート法
にのみ依存することなく、その中央値の演算方法を工夫
（シフト分割法）して、データ比較回数の低減化及びデ
ータ処理の高速化を図ることが可能となるデータ処理装
置及びその制御方法の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係るデ
ータ処理装置の原理図であり、図２は、本発明に係るデ
ータ処理方法の原理図をそれぞれ示している。

【００１９】本発明の第１のデータ処理装置は図１に示
すように、奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個の被演算デ
ータＤｎを順次記憶する記憶手段１１と、前記被演算デ
ータＤｎの中から中央値を含む被演算データＤｎを抽出
するデータ抽出手段１２と、前記抽出された被演算デー
タＤｎの中央値を出力する中央値出力手段１３とを具備
し、前記データ抽出手段１２が記憶手段１１の読出し領
域を順次変更することを特徴とする。

【００２０】なお、本発明の第１のデータ処理装置にお
いて、前記データ抽出手段１２が〔ｎ＋１〕／２個の比
較交換手段Ｃｉから成り、前記比較交換手段Ｃｉが最前
部又は最後部からｍ＋１個目までの被演算データＤｎを
比較して、該被演算データＤｎの中の最大値を抽出し、
前記被演算データＤｎの最大値と最前部又は最後部の被
演算データＤｎとを交換することを特徴とする。

【００２１】また、本発明の第２のデータ処理装置は、
前記第１のデータ処理装置において、前記比較交換手段
Ｃｉが最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被演算デ
ータＤｎを比較して、該被演算データＤｎの中の最小値
を抽出し、前記被演算データＤｎの最小値と最前部又は
最後部の被演算データＤｎとを交換するから成ることを
特徴とする。

【００２２】また、本発明の第１，第２のデータ処理装
置において、前記抽出された被演算データＤｎを一次記
憶する補助記憶手段１４が設けられることを特徴とす
る。さらに、本発明の第１，第２のデータ処理装置にお
いて、前記記憶手段１１，データ抽出手段１２，中央値
出力手段１３及び補助記憶手段１４の入出力を制御する
制御手段１５が設けられることを特徴とする。

【００２３】また、本発明の第１のデータ処理方法は、
図２の処理フローチャートに示すように、まず、ステッ
プＰ１で奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個の被演算デー
タＤｎの配列処理をし、次に、ステップＰ２で前記配列
処理された最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被演
算データＤｎの中から最大値の抽出処理をし、さらに、
ステップＰ３で前記被演算データＤｎの最大値と最前部
又は最後部の被演算データＤｎとの交換処理をし、以
後、ステップＰ４で前記被演算データＤｎの読出し領域
を順次変更して、該被演算データＤｎの最大値の抽出処
理をし、次いで、ステップＰ５で前記被演算データＤｎ
の最大値と順次変更された読出し領域の最前部又は最後
部の被演算データＤｎとの交換処理をし、その後、ステ
ップＰ６で前記奇数個の被演算データＤｎに係わり再配
列された最前部又は最後部からｍ＋１個の被演算データ
Ｄｎの中の最小値の出力処理をすることを特徴とする。

【００２４】なお、本発明の第２のデータ処理方法は、
図２の処理フローチャートに示すように、ステップＰ１
の被演算データＤｎの配列処理の後に、ステップP2Ａで
該配列処理された最前部又は最後部からｍ＋１個目まで
の被演算データＤｎに係わり最小値の抽出処理をし、そ
の後、ステップP6Ａで前記抽出処理に基づいて奇数個の
被演算データＤｎに係わり再配列された最前部又は最後
部からｍ＋１個の被演算データＤｎの中の最大値の出力
処理することを特徴とし、上記目的を達成する。

【００２５】

【作 用】本発明の第１のデータ処理装置によれば、図
１に示すように記憶手段１１，データ抽出手段１２，中
央値出力手段１３が具備され、該データ抽出手段１２が
記憶手段１１の読出し領域を順次変更する。

【００２６】例えば、奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個
の被演算データＤｎが制御手段１５を介して記憶手段１
１に順次記憶されると、該被演算データＤｎの中から中
央値を含む被演算データＤｎがデータ抽出手段１２によ
り抽出される。この際に、〔ｎ＋１〕／２個の比較交換
手段Ｃｉから成るデータ抽出手段１２により、最前部又
は最後部からｍ＋１個目までの被演算データＤｎが比較
され、該被演算データＤｎの中の最大値が抽出され、該
被演算データＤｎの最大値が最前部又は最後部の被演算
データＤｎと交換される。

【００２７】また、最前部又は最後部からｍ＋１個目ま
での被演算データＤｎの中の最大値と最前部又は最後部
の被演算データＤｎとが交換されると、データ抽出手段
１２により記憶手段１１の読出し領域が順次変更され、
その変更された読出し領域の最前部又は最後部からｍ＋
１個目までの被演算データＤｎの中の最大値と最前部又
は最後部の被演算データＤｎとが交換される。

【００２８】この際に、例えば、抽出された被演算デー
タＤｎが制御手段１５を介して補助記憶手段１４に一次
記憶される。このため、被演算データＤｎの読出し領域
の変更とその最大値の交換に基づいて抽出された中央値
を中央値出力手段１３から出力するシフト分割法を実施
することが可能となる。

【００２９】これにより、画像処理や音声処理分野にお
いて、ユーザの使用態様により取扱いデータ量が増加し
た場合であっても、被演算データの中ら順次，最大値を
抽出する比較交換手段Ｃｉにおけるデータ比較回数が従
来例に比べて少なくなる。また、それを構成するハード
ウエアの増加を最小限に留めることが可能となる。

【００３０】さらに、本発明の第２のデータ処理装置に
よれば、第１のデータ処理装置において、比較交換手段
Ｃｉが最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被演算デ
ータＤｎを比較して、該被演算データＤｎの中の最小値
を抽出し、被演算データＤｎの最小値を最前部又は最後
部の被演算データＤｎと交換をする。

【００３１】このため、第１のデータ処理装置と同様
に、画像処理や音声処理分野において、ユーザの使用態
様により取扱いデータ量が増加した場合であっても、被
演算データの中ら順次，最小値を抽出する比較交換手段
Ｃｉにおけるデータ比較回数が従来例に比べて少なくな
る。また、それを構成するハードウエアの増加を最小限
に留めることが可能となる。

【００３２】これにより、第１のデータ処理装置と同様
に、中央値演算に係る処理時間の短縮化から画像処理分
野等において、高速データ処理を図ることが可能とな
る。また、本発明の第１のデータ処理方法によれば、図
２の処理フローチャートに示すように、ステップＰ２で
配列処理された最前部又は最後部からｍ＋１個目までの
被演算データＤｎの中から最大値が抽出処理されると、
ステップＰ３で被演算データＤｎの最大値と最前部又は
最後部の被演算データＤｎとが交換処理され、以後、ス
テップＰ４で被演算データＤｎの読出し領域が順次変更
され、これに基づいてその最大値が抽出処理され、その
最大値と順次変更された読出し領域の最前部又は最後部
の被演算データＤｎとが交換処理されている。

【００３３】このため、ステップＰ６の奇数個の被演算
データＤｎに係わり再配列された最前部又は最後部から
ｍ＋１個の被演算データＤｎの中の最小値の出力処理を
含めて、従来例に比べ、データ比較回数を低減すること
が可能となる。

【００３４】例えば、従来例のバブルソート法によれ
ば、被演算データの個数をｎ〔奇数〕とし、比較回数を
ｋとすると、ｋ＝３／８・（ｎ² −１）の関係式に従う
が、本発明に係るシフト分割法によれば、その比較回数
をｑとすると、ｑ＝（ｎ² ＋２ｎ−３）／４の関係式に
従う。

【００３５】このことで、取扱いデータ量が増加すれば
するほど、従来例に比べて比較回数を約２／３に低減す
ることが可能となり、その比較時間や比較量の低減化を
図ることが可能となる。

【００３６】これにより、被演算データの中央値の演算
に係わりバブルソート法やクイックソート法にのみ依存
することが無くなり、本発明に係るシフト分割法に基づ
いて、その中央値を高速に演算することができ、データ
比較回数の低減化からデータ処理の高速化を図ることが
可能となる。

【００３７】なお、本発明の第２のデータ処理方法によ
れば、図２の処理フローチャートに示すように、ステッ
プP2Ａで該配列処理された最前部又は最後部からｍ＋１
個目までの被演算データＤｎに係わり最小値が抽出処理
され、その後、ステップP6Ａで抽出処理に基づいて奇数
個の被演算データＤｎに係わり再配列された最前部又は
最後部からｍ＋１個の被演算データＤｎの中の最大値が
出力処理される。

【００３８】このため、第１のデータ処理方法と同様
に、従来例に比べ、データ比較回数を低減することが可
能となり、その比較時間や比較量の低減化を図ることが
可能となる。

【００３９】これにより、本発明に係るシフト分割法に
基づいて、その中央値を高速に演算することができ、デ
ータ比較回数の低減化からデータ処理の高速化を図るこ
とが可能となる。

【００４０】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図３〜12は、本発明の実施例に係るデ
ータ処理装置及びデータ処理方法を説明する図をそれぞ
れ示している。

【００４１】（１）第１の実施例の説明 図３は、本発明の第１の実施例に係る中央値演算装置の
構成図であり、図４は、その機能説明図をそれぞれ示し
ている。

【００４２】例えば、雑音除去等の信号処理方式の１つ
である奇数個データの中の中央値を演算する中央値演算
装置は、図３において、データアレイ２１，データ抽出
部２２，最小値出力部２３及びＣＰＵ（中央演算処理装
置）２５から成る。

【００４３】すなわち、データアレイ２１は記憶手段１
１の一実施例であり、奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個
の被演算データＤｎを順次記憶するものである。例え
ば、データアレイ２１には、９つ（ｎ＝９，ｍ＝４）の
任意の数値，２６，９５，１３，３１，５７，１８，２
１，５，９０等の被演算データＤ１〜Ｄ９が順次メモリ
領域〜に配列格納される（図８参照）。

【００４４】データ抽出部２２はデータ抽出手段１２の
一実施例であり、被演算データＤ１〜Ｄ９の中から中央
値を含む被演算データＤｎを抽出するものである。ま
た、従来例と異なり、データ抽出部２２がデータアレイ
２１の読出し領域を順次変更することを特徴とする。

【００４５】例えば、データ抽出部２２は〔ｎ＋１〕／
２，すなわち、〔９＋１〕／２＝５個の比較交換手段Ｃ
ｉの一例となる第１〜第５のデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ
５から成り、各データ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５が第１の実
施例ではメモリ領域〜に順次格納された被演算デー
タＤｎの最前部からｍ＋１個目までの被演算データＤ１
〜Ｄｍ＋１を比較して、該被演算データＤ１〜Ｄｍ＋１
の中の最大値を抽出し、その被演算データＤｎの最大値
Ｄmax と最前部の被演算データＤ１とを交換する機能を
有する。

【００４６】すなわち、図４の機能説明図において、第
１〜第５のデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５は、図４（ａ）
に示すように第１のデータ比較交換器Ｃ１が活性化して
いる場合、他の第２〜第５のデータ比較交換器Ｃ２〜Ｃ
５が不活性化をしている。この際に、メモリ領域〜
に順次格納された被演算データＤｎの最前部から５個目
までの被演算データＤ１〜Ｄ５を比較して、該被演算デ
ータＤ１〜Ｄ５の中の最大値Ｄmax を抽出し、その被演
算データＤｎの最大値Ｄmax と最前部の被演算データＤ
１とを交換する。

【００４７】同様に、図４（ｂ）に示すように第２のデ
ータ比較交換器Ｃ２が活性化している場合、他の第１，
第３〜第５のデータ比較交換器Ｃ１，Ｃ３〜Ｃ５が不活
性化をしている。この際に、メモリ領域〜に順次格
納された被演算データＤｎの最前部から５個目までの被
演算データＤ２〜Ｄ６を比較して、該被演算データＤ２
〜Ｄ６の中の最大値Ｄmax を抽出し、その被演算データ
Ｄｎの最大値Ｄmax と最前部の被演算データＤ２とを交
換する。

【００４８】以下同様にして、図４（ｃ）に示すように
第５のデータ比較交換器Ｃ５が活性化している場合、他
の第１〜第４のデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ４が不活性化
をしている。この際に、メモリ領域〜に順次格納さ
れた被演算データＤｎの最前部から５個目までの被演算
データＤ５〜Ｄ９を比較して、該被演算データＤ５〜Ｄ
９の中の最大値Ｄmax を抽出し、その被演算データＤｎ
の最大値Ｄmax と最前部の被演算データＤ５とを交換す
る。

【００４９】従って、本発明の実施例では第１〜第５の
データ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５間において、以上のような
リレー制御（シフト分割制御）を行うことが可能とな
る。最小値出力部２３は中央値出力手段１３の一実施例
であり、抽出された被演算データＤ１〜Ｄ５の中ら中央
値を出力するものである。最小値出力部２３はデータア
レイ２１のメモリ領域〜の出力線に接続され、該メ
モリ領域〜に際配列された被演算データＤ１〜Ｄ５
の中ら最小値，すなわち、与えられた９つの被演算デー
タの中の中央値を出力する。なお、本発明の実施例で
は、任意の数値，２６，９５，１３，３１，５７，１
８，２１，５，９０の中ら中央値＝２６を出力すること
ができる。

【００５０】ＣＰＵ（中央演算処理装置）２５は制御手
段１５の一実施例であり、データアレイ２１，データ抽
出部２２及び最小値出力部２３の入出力を制御するもの
である。

【００５１】このようにして、本発明の第１の実施例に
係る中央値演算装置によれば、図１に示すようにデータ
アレイ２１，データ抽出部２２，最小値出力部２３が具
備され、該データ抽出部２２がデータアレイ２１の読出
し領域を順次変更する。

【００５２】例えば、奇数〔ｎ＝９，ｍ＝４〕個の被演
算データＤ１〜Ｄ９がＣＰＵ２５を介してデータアレイ
２１に順次記憶されると、該被演算データＤ１〜Ｄ９の
中から中央値を含む被演算データＤ１〜Ｄ５がデータ抽
出部２２により抽出される。この際に、５個のデータ比
較交換器Ｃ１〜Ｃ５から成るデータ抽出部２２により、
最前部からｍ＋１個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５が
比較され、該被演算データＤ１〜Ｄ５の中の最大値が抽
出され、該被演算データＤ１〜Ｄ５の最大値Ｄmax が最
前部の被演算データＤ１と交換される。

【００５３】また、メモリ領域〜の最前部から５個
目までの被演算データＤ１〜Ｄ５の中の最大値Ｄmax と
最前部の被演算データＤ１とが交換されると、データ抽
出部２２によりデータアレイ２１の読出し領域が順次変
更され、その変更された読出し領域の最前部から５個目
までの被演算データＤ２〜Ｄ６の中の最大値Ｄmax と最
前部の被演算データＤ２とが交換される。

【００５４】このため、被演算データＤ１〜Ｄ９の読出
し領域の変更とその最大値Ｄmax の交換に基づいて抽出
された中央値を最小値出力部２３から出力するシフト分
割法を実施することが可能となる。

【００５５】これにより、画像処理や音声処理分野にお
いて、ユーザの使用態様により取扱いデータ量が増加し
た場合であっても、被演算データの中ら順次，最大値Ｄ
maxを抽出するデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５におけるデ
ータ比較回数が従来例に比べて少なくなる。また、それ
を構成するハードウエアの増加を最小限に留めることが
可能となる。

【００５６】次に、本発明の第１の実施例に係る中央値
演算方法について、当該装置の動作を補足しながら説明
をする。図５は、本発明の第１の実施例に係る中央値演
算の処理フローチャートであり、図６〜８はその補足説
明図（その１〜３）をそれぞれ示している。

【００５７】例えば、９つ（ｎ＝９，ｍ＝４）の任意の
数値，２６，９５，１３，３１，５７，１８，２１，
５，９０から成る被演算データＤ１〜Ｄ９の中から中央
値を演算する場合、まず、図５において、まず、ステッ
プＰ１で奇数〔ｎ＝９＝２ｍ＋１，４＝ｍ≧１〕個の被
演算データＤ１〜Ｄ９の配列処理をする。

【００５８】この際に、例えば、図６（ａ）や図８
（ａ）に示すように、データアレイ２１の第１番目のメ
モリ領域にＤ１＝数値２６，第２番目のメモリ領域にＤ
２＝９５，第３番目のメモリ領域にＤ３＝数値１３，第
４番目のメモリ領域にＤ４＝３１，第５番目のメモリ領
域にＤ５＝数値５７，第６番目のメモリ領域にＤ６＝１
８，第７番目のメモリ領域にＤ７＝数値２１，第８番目
のメモリ領域にＤ８＝５，第９番目のメモリ領域にＤ９
＝数値９０がそれぞれ格納される。

【００５９】次に、ステップＰ２で配列処理された最前
部からｍ＋１＝５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５の
中から最大値Ｄmax の抽出処理をする。ここで、図６
（ｂ）に示すように、最前部から１，２，３，ｍ，ｍ＋
１の５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５，例えば、図
８（ｂ）に示すように、数値２６，９５，１３，３１，
５７の中から最大値Ｄmax ＝９５が第１のデータ比較交
換器Ｃ１により抽出される。

【００６０】さらに、ステップＰ３で被演算データＤ１
〜Ｄ５の最大値Ｄmax と最前部の被演算データＤ１との
交換処理をする。ここで、最大値Ｄmax ＝９５と数値２
６とが第１のデータ比較交換器Ｃ１により交換される。

【００６１】その後、ステップＰ４でデータアレイ２１
に係わり被演算データＤ１〜Ｄ９の読出し領域を１つシ
フトする。この際に、第１のデータ比較交換器Ｃ１から
第２のデータ比較交換器Ｃ２に制御権が移行し、メモリ
領域〜の読出し領域からメモリ領域〜の読出し
領域に遷移する。

【００６２】次いで、ステップＰ５でシフト後の被演算
データＤ２〜Ｄ６の中ら最大値Ｄmax の抽出処理をす
る。ここでは、図６（ｃ）に示すように、シフト後の最
前部から２，３，ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２の５個目までの被
演算データＤ２〜Ｄ６，例えば、図８（ｂ）に示すよう
に、数値２６，１３，３１，５７，１８の中から最大値
Ｄmax ＝５７が第２のデータ比較交換器Ｃ２により抽出
される。

【００６３】次に、ステップＰ６で被演算データＤ２〜
Ｄ６の中の最大値Ｄmax とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ２との交換処理をする。この際に、最大
値Ｄmax ＝５７と数値２６とが第２のデータ比較交換器
Ｃ２により交換される。

【００６４】その後、ステップＰ７でデータアレイ２１
に係わり残りのメモリ領域〜について全部終了した
か否かを判断する。この際に、それが全部終了していな
い場合（ＮＯ）には、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトする。また、それが全部終了し
た場合（ＹES）には、ステップＰ８に移行する。

【００６５】なお、本発明の実施例では、それが全部終
了していないことからステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ３〜Ｄ７の中ら最大値Ｄmax の抽出処理
をする。ここでは、図８（ｃ）に示すように、数値１
３，３１，２６，１８，２１の中から最大値Ｄmax ＝３
１が第３のデータ比較交換器Ｃ３により抽出される。

【００６６】次に、ステップＰ６で被演算データＤ３〜
Ｄ７の中の最大値Ｄmax とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ３との交換処理をする。この際に、最大
値Ｄmax ＝３１と数値１３とが第３のデータ比較交換器
Ｃ３により交換される。

【００６７】さらに、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ４〜Ｄ８の中ら最大値Ｄmax の抽出処理
をする。ここでは、図８（ｄ）に示すように、数値１
３，２６，１８，２１，５の中から最大値Ｄmax ＝２６
が第４のデータ比較交換器Ｃ４により抽出される。

【００６８】次に、ステップＰ６で被演算データＤ４〜
Ｄ８の中の最大値Ｄmax とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ４との交換処理をする。この際に、最大
値Ｄmax ＝２６と数値１３とが第４のデータ比較交換器
Ｃ４により交換される。

【００６９】さらに、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ５〜Ｄ９の中ら最大値Ｄmax の抽出処理
をする。ここでは、図７（ａ）に示すように、最後のシ
フト後の最前部からｍ＋１，ｍ＋２，ｍ＋３，２ｍ，２
ｍ＋１の５個目までの被演算データＤ５〜Ｄ９，例え
ば、図８（ｅ）に示すように、数値１３，１８，２１，
５，９０の中から最大値Ｄmax ＝９０が第５のデータ比
較交換器Ｃ５により抽出される。

【００７０】次に、ステップＰ６で被演算データＤ５〜
Ｄ９の中の最大値Ｄmax とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ５との交換処理をする。この際に、最大
値Ｄmax ＝９０と数値１３とが第５のデータ比較交換器
Ｃ５により交換される。

【００７１】これにより、全部終了し、ステップＰ８で
９個の被演算データＤ１〜Ｄ９に係わり再配列された最
前部からｍ＋１＝５個の被演算データＤ１〜Ｄ９の中の
最小値Ｄmin の出力処理をする。この際に、図７（ｂ）
に示すように、メモリ領域〜の最前部から１，２，
３…ｍ，ｍ＋１の５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ
５，例えば、図８（ｆ）に示すように、再配置された数
値９５，５７，３１，２６，９０，１８，２１，５，１
３の最前部からｍ＋１＝５個の被演算データＤ１〜Ｄ５
の中の最小値Ｄmin ＝２６を中央値として出力すること
が可能となる。

【００７２】このようにして、本発明の第１の実施例に
係る中央値演算方法によれば、図５の処理フローチャー
トに示すように、ステップＰ１で配列処理された最前部
から５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５の中から最大
値Ｄmax が抽出処理されると、ステップＰ３で被演算デ
ータＤ１〜Ｄ５の最大値Ｄmax と最前部の被演算データ
Ｄ１とが交換処理され、以後、ステップＰ４〜Ｐ７で被
演算データＤ２〜Ｄ９の読出し領域が順次変更され、こ
れに基づいてその最大値Ｄmax が抽出処理され、その最
大値Ｄmax と順次変更された読出し領域の最前部の被演
算データＤｎとが交換処理されている。

【００７３】このため、ステップＰ８の奇数個の被演算
データＤ１〜Ｄ９に係わり再配列された最前部から５個
の被演算データＤ１〜Ｄ５の中の最小値Ｄmin の出力処
理を含めて、従来例に比べ、データ比較回数を低減する
ことが可能となる。

【００７４】例えば、従来例のバブルソート法によれ
ば、被演算データの個数をｎ＝９とし、比較回数をｋと
すると、ｋ＝３／８・（ｎ² −１）＝３０回となるが、
本発明に係るシフト分割法によれば、その比較回数をｑ
とすると、ｑ＝（ｎ² ＋２ｎ−３）／４＝２４回に低減
される。

【００７５】このことで、被演算データの取扱いデータ
量が増加すればするほど、従来例に比べて比較回数を約
２／３に低減することが可能となり、その比較時間や比
較量の低減化を図ることが可能となる。

【００７６】これにより、被演算データの中央値の演算
に係わりバブルソート法やクイックソート法にのみ依存
することが無くなり、本発明に係るシフト分割法に基づ
いて、その中央値を高速に演算することができ、データ
比較回数の低減化からデータ処理の高速化を図ることが
可能となる。

【００７７】なお、本発明の第１の実施例では、メモリ
領域〜の最前部から被演算データＤｎの最大値Ｄma
x を抽出する場合について説明をしたが、メモリ領域
〜の最後部から被演算データＤｎの最大値Ｄmax を抽
出しても同様な効果が得られる。

【００７８】（２）第２の実施例の説明 図９は、本発明の第２の実施例に係る中央値演算装置の
構成図であり、図10は、その機能説明図をそれぞれ示し
ている。

【００７９】なお、第１の実施例と異なるのは第２の実
施例では、データ抽出部２２に代わりデータ抽出分配器
３２が設けられ、さらに、サブアレイ２４や比較器２６
が設けられるものである。

【００８０】すなわち、データ抽出分配器３２はデータ
抽出手段１２の他の実施例であり、第１の実施例と同様
にデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５から成る（図３参照）。
また、各データ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５の機能は、最前部
からｍ＋１個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５を比較し
て、第１の実施例と異なり該被演算データＤ１〜Ｄ５の
中の最小値Ｄmin を抽出し、その最小値と最前部の被演
算データＤ１とを交換し、その交換した最小値Ｄmin を
切換え部を介してサブアレイ２４に分配出力するもので
ある。

【００８１】また、図10の機能説明図において、第２の
データ比較交換器Ｃ２は、図10（ａ）に示すように第２
のデータ比較交換器Ｃ２が活性化している場合、図３に
示すような他の第１，第３〜第５のデータ比較交換器Ｃ
１，Ｃ３〜Ｃ５が不活性化をしている。この際に、メモ
リ領域〜に順次格納された被演算データＤｎの最前
部から５個目までの被演算データＤ２〜Ｄ６を比較し
て、該被演算データＤ２〜Ｄ６の中の最小値Ｄmin を抽
出し、その被演算データＤｎの最小値Ｄmin と最前部の
被演算データＤ２とを交換し、その交換した最小値Ｄmi
n をサブアレイ２４に出力する。

【００８２】以下同様にして、図10（ｂ）に示すように
第５のデータ比較交換器Ｃ５が活性化している場合、図
３に示すような他の第１〜第４のデータ比較交換器Ｃ１
〜Ｃ４が不活性化をしている。この際に、メモリ領域
〜に順次格納された被演算データＤｎの最前部から５
個目までの被演算データＤ５〜Ｄ９を比較して、該被演
算データＤ５〜Ｄ９の中の最小値Ｄmin を抽出し、その
最小値Ｄmin と最前部の被演算データＤ５とを交換し、
その交換した最小値Ｄmin をサブアレイ２４に出力す
る。

【００８３】従って、本発明の第２の実施例では第１〜
第５のデータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５間において、第１の
実施例のようなリレー制御に加えて、その最小値Ｄmin
を外部に出力することが可能となる。

【００８４】サブアレイ２４は補助記憶手段１４の一実
施例であり、抽出された５つの被演算データＤ１〜Ｄ５
を一次記憶するものである。なお、比較器２６は５つの
被演算データＤ１〜Ｄ５の中ら最大値Ｄmax を中央値と
して出力するものである。

【００８５】このようにして、本発明の第２の実施例に
係る中央値演算装置によれば、第１の実施例の中央値演
算装置において、データ比較交換器Ｃ１〜Ｃが最前部か
ら５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５を比較して、該
被演算データＤ１〜Ｄ５の中の最小値Ｄmin を抽出し、
その最小値Ｄmin を最前部の被演算データＤｎと交換
し、それを切換え部を介してサブアレイ２６に出力す
る。

【００８６】このため、第１の実施例に係る中央値演算
装置と同様に、画像処理や音声処理分野において、ユー
ザの使用態様により取扱いデータ量が増加した場合であ
っても、被演算データの中ら順次，最小値を抽出するデ
ータ比較交換器Ｃ１〜Ｃ５におけるデータ比較回数が従
来例に比べて少なくなる。また、それを構成するハード
ウエアの増加を最小限に留めることが可能となる。

【００８７】これにより、第１の実施例と同様に、中央
値演算に係る処理時間の短縮化から画像処理分野等にお
いて、高速データ処理を図ることが可能となる。次に、
本発明の第２の実施例に係る中央値演算方法について、
当該装置の動作を補足しながら説明をする。

【００８８】図11は、本発明の第２の実施例に係る中央
値演算の処理フローチャートであり、図12はその補足説
明図をそれぞれ示している。例えば、９つの任意の数
値，２６，９５，１３，３１，５７，１８，２１，５，
９０から成る被演算データＤ１〜Ｄ９の中から中央値を
演算する場合、まず、図11において、まず、ステップＰ
１で奇数〔ｎ＝９＝２ｍ＋１，４＝ｍ≧１〕個の被演算
データＤ１〜Ｄ９の配列処理をする。

【００８９】この際に、例えば、図12に示すように、デ
ータアレイ２１の第１〜第９番目のメモリ領域に被演算
データＤ１〜Ｄ９として数値２６，９５，１３，３１，
５７，１８，２１，５，９０がそれぞれ格納される。

【００９０】次に、ステップＰ２で配列処理された最前
部からｍ＋１＝５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５の
中から最小値Ｄmin の抽出処理をする。ここで、図８
（ｂ）に示すように、数値２６，９５，１３，３１，５
７の中から最小値＝１３が第１のデータ比較交換器Ｃ１
により抽出される。

【００９１】さらに、ステップＰ３で被演算データＤ１
〜Ｄ５の最小値Ｄmin と最前部の被演算データＤ１との
交換処理をする。ここで、最小値Ｄmin ＝１３と数値２
６とが第１のデータ比較交換器Ｃ１により交換され、ま
た、そのデータが切換え部を介してサアレイ２４に転送
される。

【００９２】その後、ステップＰ４でデータアレイ２１
に係わり被演算データＤ１〜Ｄ９の読出し領域を１つシ
フトする。この際に、第１のデータ比較交換器Ｃ１から
第２のデータ比較交換器Ｃ２に制御権が移行し、メモリ
領域〜の読出し領域からメモリ領域〜の読出し
領域に遷移される。

【００９３】次いで、ステップＰ５でシフト後の被演算
データＤ２〜Ｄ６の中ら最小値Ｄmin の抽出処理をす
る。ここでは、図12（ｂ）に示すように、数値９５，２
６，３１，５７，１８の中から最小値＝１８が第２のデ
ータ比較交換器Ｃ２により抽出される。

【００９４】次に、ステップＰ６で被演算データＤ２〜
Ｄ６の中の最小値Ｄmin とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ２との交換処理をする。この際に、最小
値Ｄmin ＝１８と数値９５とが第２のデータ比較交換器
Ｃ２により交換され、また、そのデータが切換え部を介
してサアレイ２４に転送される。

【００９５】その後、ステップＰ７でデータアレイ２１
に係わり残りのメモリ領域〜について全部終了した
か否かを判断する。この際に、それが全部終了していな
い場合（ＮＯ）には、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトする。また、それが全部終了し
た場合（ＹES）には、ステップＰ８に移行する。

【００９６】なお、本発明の実施例では、それが全部終
了していないことからステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ３〜Ｄ７の中ら最小値Ｄmin の抽出処理
をする。ここでは、図12（ｃ）に示すように、数値２
６，３１，５７，９５，２１の中から最小値Ｄmin ＝２
１が第３のデータ比較交換器Ｃ３により抽出される。

【００９７】次に、ステップＰ６で被演算データＤ３〜
Ｄ７の中の最小値Ｄmin とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ３との交換処理をする。この際に、最小
値Ｄmin ＝２１と数値２６とが第３のデータ比較交換器
Ｃ３により交換され、また、そのデータが切換え部を介
してサアレイ２４に転送される。

【００９８】さらに、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ４〜Ｄ８の中ら最小値Ｄmin の抽出処理
をする。ここでは、図12（ｄ）に示すように、数値３
１，５７，９５，２６，５の中から最小値Ｄmin ＝５が
第４のデータ比較交換器Ｃ４により抽出される。

【００９９】次に、ステップＰ６で被演算データＤ４〜
Ｄ８の中の最小値Ｄmin とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ４との交換処理をする。この際に、最小
値Ｄmin ＝５と数値３１とが第４のデータ比較交換器Ｃ
４により交換される。

【０１００】さらに、ステップＰ４に戻って、その読出
し領域を更に１つシフトし、ステップＰ５でシフト後の
被演算データＤ５〜Ｄ９の中ら最小値Ｄmin の抽出処理
をする。ここでは、図12（ｅ）に示すように、数値５
７，９５，２６，３１，９０の中から最小値Ｄmin ＝２
６が第５のデータ比較交換器Ｃ５により抽出される。

【０１０１】次に、ステップＰ６で被演算データＤ５〜
Ｄ９の中の最小値Ｄmin とメモリ領域〜の最前部の
被演算データＤ５との交換処理をする。この際に、最小
値Ｄmin ＝２６と数値５７とが第５のデータ比較交換器
Ｃ５により交換され、また、そのデータが切換え部を介
してサアレイ２４に転送される。

【０１０２】これにより、全部終了し、ステップＰ８で
９個の被演算データＤ１〜Ｄ９に係わり再配列された最
前部からｍ＋１＝５個の被演算データＤ１〜Ｄ９の中の
最小値Ｄmin の出力処理をする。この際に、図12（ｆ）
に示すように、再配置された数値１３，１８，２１，
５，２６，９５，５７，３１，９０がサブアレイ２４か
ら読み出され、比較器２６によりその最前部からｍ＋１
＝５個の被演算データＤ１〜Ｄ５の中の最大値Ｄmax ＝
２６が抽出され、それを中央値として出力することが可
能となる。

【０１０３】このようにして、本発明の第２の実施例に
係る中央値演算方法によれば、図11の処理フローチャー
トに示すように、ステップＰ１で配列処理された最前部
から５個目までの被演算データＤ１〜Ｄ５に係わり最小
値Ｄmin が抽出処理され、その後、ステップＰ７で抽出
処理に基づいて９個の被演算データＤ１〜Ｄ９に係わり
再配列された最前部から５個の被演算データＤ１〜Ｄ５
の中の最大値Ｄmax が出力処理される。

【０１０４】このため、第１の実施例と同様に、従来例
に比べ、データ比較回数を低減することが可能となり、
その比較時間や比較量の低減化を図ることが可能とな
る。これにより、本発明に係るシフト分割法に基づい
て、その中央値を高速に演算することができ、データ比
較回数の低減化からデータ処理の高速化を図ることが可
能となる。

【０１０５】なお、本発明の第２の実施例では、メモリ
領域〜の最前部から被演算データＤｎの最小値Ｄmi
n を抽出する場合について説明をしたが、メモリ領域
〜の最後部から被演算データＤｎの最大値Ｄmin を抽
出しても同様な効果が得られる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ処
理装置によれば、記憶手段，データ抽出手段，中央値出
力手段，補助記憶手段及び制御手段が具備され、該デー
タ抽出手段により記憶手段の読出し領域が順次変更され
る。

【０１０７】このため、被演算データの読出し領域の変
更とその最大値や最小値の交換に基づいて抽出された中
央値を中央値出力手段から出力するシフト分割法を実施
することが可能となる。このことで、画像処理や音声処
理分野において、ユーザの使用態様により取扱いデータ
量が増加した場合であっても、被演算データの中ら順
次，最大値や最小値を抽出する比較交換手段におけるデ
ータ比較回数が従来例に比べて少なくなる。また、それ
を構成するハードウエアの増加を最小限に留めることが
可能となる。

【０１０８】また、本発明のデータ処理方法によれば、
配列処理された最前部又は最後部からｍ＋１個目までの
被演算データの中から最大値又は最小値が抽出処理され
ると、その最大値又は最小値と最前部又は最後部の被演
算データとが交換処理され、以後、被演算データの読出
し領域が順次変更され、これに基づいてその最大値又は
最小値が抽出処理され、その最大値又は最小値と順次変
更された読出し領域の最前部又は最後部の被演算データ
とが交換処理されている。

【０１０９】このため、奇数個の被演算データに係わり
再配列された最前部又は最後部からｍ＋１個の被演算デ
ータの中の最小値又は最大値の出力処理を含めて、従来
例に比べ、データ比較回数を低減することが可能とな
る。このことで、取扱いデータ量が増加した場合であっ
ても、従来例に比べて比較回数を約２／３に低減するこ
とが可能となり、その比較時間や比較量の低減化を図る
ことが可能となる。

【０１１０】これにより、本発明に係るシフト分割法に
基づいて、その中央値を高速に演算することができ、演
算処理の高効率化が図られ、データ処理の高速化に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデータ処理装置の原理図である。

【図２】本発明に係るデータ処理方法の原理図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る中央値演算装置の
構成図である。

【図４】本発明の第１の実施例に係る中央値演算装置の
機能説明図である。

【図５】本発明の第１の実施例に係る中央値演算の処理
フローチャートである。

【図６】本発明の第１の実施例に係る中央値演算処理の
補足説明図（その１）である。

【図７】本発明の第１の実施例に係る中央値演算処理の
補足説明図（その２）である。

【図８】本発明の第１の実施例に係る中央値演算処理の
補足説明図（その３）である。

【図９】本発明の第２の実施例に係る中央値演算装置の
構成図である。

【図10】本発明の第２の実施例に係る中央値演算装置の
機能説明図である。

【図11】本発明の第２の実施例に係る中央値演算の処理
フローチャートである。

【図12】本発明の第２の実施例に係る中央値演算処理の
補足説明図である。

【図13】従来例に係る中央値演算装置の説明図である。

【符号の説明】

１１…記憶手段、 １２…データ抽出手段、 １３…中央値出力手段、 １４…補助記憶手段、 １５…制御手段、 Ｃｉ…比較交換手段、 Ｄｎ〔ｎ＝２ｍ＋１〕…被演算データ。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個の被演
   算データ（Ｄｎ）を順次記憶する記憶手段（１１）と、
   前記被演算データ（Ｄｎ）の中から中央値を含む被演算
   データ（Ｄｎ）を抽出するデータ抽出手段（１２）と、
   前記抽出された被演算データ（Ｄｎ）の中央値を出力す
   る中央値出力手段（１３）とを具備し、前記データ抽出
   手段（１２）が記憶手段（１１）の読出し領域を順次変
   更することを特徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のデータ処理装置におい
   て、前記データ抽出手段（１２）が〔ｎ＋１〕／２個の
   比較交換手段（Ｃｉ）から成り、前記比較交換手段（Ｃ
   ｉ）が最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被演算デ
   ータ（Ｄｎ）を比較して、該被演算データ（Ｄｎ）の中
   の最大値を抽出し、前記被演算データ（Ｄｎ）の最大値
   と最前部又は最後部の被演算データ（Ｄｎ）とを交換す
   ることを特徴とするデータ処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のデータ処理装置におい
   て、前記比較交換手段（Ｃｉ）が最前部又は最後部から
   ｍ＋１個目までの被演算データ（Ｄｎ）を比較して、該
   被演算データ（Ｄｎ）の中の最小値を抽出し、前記被演
   算データ（Ｄｎ）の最小値と最前部又は最後部の被演算
   データ（Ｄｎ）とを交換することを特徴とするデータ処
   理装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２及び３記載のデータ処理装
   置において、前記抽出された被演算データ（Ｄｎ）を一
   次記憶する補助記憶手段（１４）が設けられることを特
   徴とするデータ処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１，２，３及び４記載のデータ処
   理装置において、前記記憶手段（１１），データ抽出手
   段（１２），中央値出力手段（１３）及び補助記憶手段
   （１４）の入出力を制御する制御手段（１５）が設けら
   れることを特徴とするデータ処理装置。
6. 【請求項６】 奇数〔ｎ＝２ｍ＋１，ｍ≧１〕個の被演
   算データ（Ｄｎ）の配列処理をし、前記配列処理された
   最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被演算データ
   （Ｄｎ）の中から最大値の抽出処理をし、前記被演算デ
   ータ（Ｄｎ）の最大値と最前部又は最後部の被演算デー
   タ（Ｄｎ）との交換処理をし、以後、前記被演算データ
   （Ｄｎ）の読出し領域を順次変更して、該被演算データ
   （Ｄｎ）の最大値の抽出処理をし、前記被演算データ
   （Ｄｎ）の最大値と順次変更された読出し領域の最前部
   又は最後部の被演算データ（Ｄｎ）との交換処理をし、
   前記奇数個の被演算データ（Ｄｎ）に係わり再配列され
   た最前部又は最後部からｍ＋１個の被演算データ（Ｄ
   ｎ）の中の最小値の出力処理をすることを特徴とするデ
   ータ処理方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載のデータ処理方法におい
   て、前記被演算データ（Ｄｎ）の配列処理の後に、該配
   列処理された最前部又は最後部からｍ＋１個目までの被
   演算データ（Ｄｎ）に係わり最小値の抽出処理をし、前
   記抽出処理に基づいて奇数個の被演算データ（Ｄｎ）に
   係わり再配列された最前部又は最後部からｍ＋１個の被
   演算データ（Ｄｎ）の中の最大値の出力処理することを
   特徴とするデータ処理方法。