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JPH0740304B2 - Image feature extraction device - Google Patents
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JPH0740304B2 - Image feature extraction device - Google Patents

Image feature extraction device

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JPH0740304B2
JPH0740304B2 JP61231225A JP23122586A JPH0740304B2 JP H0740304 B2 JPH0740304 B2 JP H0740304B2 JP 61231225 A JP61231225 A JP 61231225A JP 23122586 A JP23122586 A JP 23122586A JP H0740304 B2 JPH0740304 B2 JP H0740304B2
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image
coordinate
register
moment
input
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良幸 奥山
小林  芳樹
寛 武長
和佳 浅田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像情報からえられる特徴量に基づいて対象物
体の認識,検査,計測等を行なう視覚認識分野において
画像から特徴量を抽出する画像特徴抽出装置に係り、特
にラスタ走査で読み出される画像のモーメント特徴を演
算するに好適な画像特徴抽出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is an image in which a feature amount is extracted from an image in the visual recognition field of recognizing, inspecting, measuring, etc. a target object based on the feature amount obtained from image information. The present invention relates to a feature extraction device, and more particularly to an image feature extraction device suitable for calculating a moment feature of an image read by raster scanning.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の視覚認識分野において、画像情報からえられる特
徴量のなかに対象物体の形状特徴として重要なモーメン
ト特徴がある。このモーメント特徴については、例えば
木内雄二著「画像認識のはなし」pp.50〜51,日刊工業新
聞社発行や、田村秀行監修「コンピユータ画像処理入
門」pp.86,総研出版発行などに記載されている。このモ
ーメント特徴は諸文献により表現方法や名称が若干異な
るが、画像(x,y)の(p+q)次のモーメント特徴M
pqは次式により定義される。
In the conventional visual recognition field, there is an important moment feature as a shape feature of a target object in the feature amount obtained from image information. This moment feature is described in, for example, Yuji Kiuchi, "The Story of Image Recognition" pp.50-51, published by Nikkan Kogyo Shimbun, and "Introduction to Computer Image Processing", edited by Hideyuki Tamura, pp.86, published by Soken Publishing. There is. Although the expression method and the name of this moment feature are slightly different depending on the literature, the moment feature M of the (p + q) th order of the image (x, y)
pq is defined by the following equation.

ただし、p,q=0,1,2,… である。 However, p, q = 0,1,2, ...

従来の一般的なモーメント特徴を演算する画像特徴抽出
装置の構成図を第11図に例示する。第11図において、10
はべき乗演算器、20は乗算器で、100Aは座標演算器、20
0Aは累積器である。この従来装置は主な構成要素とし
て、x,y座標を入力してxp,yqを求めるべき乗演算器10お
よびxp・yqを求める乗算器20から成る座標演算器100A
と、(x,y)=1のときのxp・yqの総和を求める累積
器200Aとから構成される。
FIG. 11 illustrates a block diagram of a conventional image feature extraction device that calculates a general moment feature. In FIG. 11, 10
Is a power calculator, 20 is a multiplier, 100A is a coordinate calculator, 20
0A is an accumulator. As the conventional apparatus main components, x, type y coordinates x p, exponentiation unit 10, and x p · y q consisting multiplier 20 to obtain the coordinates calculator 100A obtains the y q
And an accumulator 200A that calculates the sum of x p and y q when (x, y) = 1.

このように従来のモーメント特徴を演算する画像特徴抽
出装置では、ハードウエア量が膨大でかつ処理時間が多
大なべき乗演算器および乗算器を必要としていた。
As described above, the conventional image feature extraction apparatus for computing the moment feature requires an exponentiation calculator and a multiplier that require a large amount of hardware and a long processing time.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術はモーメント特徴を演算するのにハードウ
エア量が膨大で多大な処理時間を要するべき乗算器等を
必要としていたため、コンパクトで高速なハードウエア
での画像特徴抽出装置の実現が困難な問題点があつた。
In the above-mentioned conventional technique, it is difficult to realize an image feature extraction device with compact and high-speed hardware, because a hardware amount is huge to calculate the moment feature and a multiplier or the like which requires a great deal of processing time is required. There was a problem.

本発明の目的はハードウエア量が膨大で多大の処理時間
を要するべき乗演算器および乗算器を不要としてコンパ
クトで高速なハードウエアでモーメント特徴が演算でき
る画像特徴抽出装置を提供するにある。
An object of the present invention is to provide a compact image feature extraction apparatus capable of computing a moment feature with high-speed hardware, which does not require a power calculator and a multiplier which require a huge amount of hardware and require a great deal of processing time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、第1に(1)式のモーメント特徴で実際的
に次の3つの2次モーメントが重要であるのと、 第2に対象画像(x,y)が一般にラスタ走査形である
のに着目すると、そのとき次の関係式が成立し、 xi=xi-1+1 (6) yj=yj-1+1 (7) したがつてx2,y2,xyについては次式の演算式が与えら
れ、 ai=xi 2=ai-1+2xi-1+1 (8) bj=yj 2=bj-1+2yj-1+1 (9) cij=xiyj=ci-1,j+yj (10) これらの(8),(9),(10)式により加算器を用い
てx2,y2,xyを演算し、さらに(3),(4),(5)式
により累積器を用いて(x,y)=1に対するx2,y2,xy
の累積値を求めて2次モーメントM20,M02,M11を抽出す
るようにした画像特徴抽出装置により達成される。
The above-mentioned object is, firstly, that the following three secondary moments are practically important in the moment feature of equation (1): Secondly, focusing on the fact that the target image (x, y) is generally of the raster scan type, the following relational expression holds then: x i = x i-1 +1 (6) y j = y j-1 +1 (7) Therefore, for x 2 , y 2 and xy, the following arithmetic expression is given, and a i = x i 2 = a i-1 + 2x i-1 +1 (8) b j = y j 2 = B j-1 + 2y j-1 +1 (9) c ij = x i y j = c i-1 , j + y j (10) These (8), (9), (10) formula It calculates the x 2, y 2, xy used, and (3), (4), (5) using the accumulator by equation (x, y) = x 2 for 1, y 2, xy
This is achieved by the image feature extraction device that is adapted to extract the cumulative moments of the second moments M 20 , M 02 , and M 11 .

〔作用〕[Action]

上記の画像特徴抽出装置では、ラスタ走査で読み出され
る画像(x,y)のx,y座標データによりx,y座標入力等
を選択して、加算器を用いて(8),(9),(10)式
にもとづきx2,y2,xy等を求め、さらに累積器を用いて
(3),(4),(5)式にもとづき(x,y)=1に
対するΣx2,Σy2,Σxyを求めることにより、2次モーメ
ントM20,M02,M11を抽出できるので、べき乗演算および
乗算器等が不要となつて簡単な加算器等だけの構成でハ
ードウエアが実現できる。
In the image feature extraction device, the x, y coordinate input or the like is selected based on the x, y coordinate data of the image (x, y) read by raster scanning, and the adder is used (8), (9), Based on equation (10), x 2 , y 2 , xy, etc. are obtained, and by using an accumulator, Σx 2 , Σy 2 for (x, y) = 1 based on equations (3), (4) and (5). Since the second moments M 20 , M 02 , and M 11 can be extracted by obtaining Σxy, the hardware can be realized with a simple configuration of an adder and the like without the need for a power calculation and a multiplier.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の一実施例を第1図ないし第10図により説
明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10.

まず第7図ないし第9図は本発明による画像特徴抽出装
置の一実施例を示すそれぞれモーメント特徴の基本項の
x2,y3,xyの演算原理の説明図である。第7図ないし第9
図により、ラスタ走査形の画像(x,y)のモーメント
特徴の基本項であるx2,y2,xyの演算を加算器等だけの簡
単な構成で行なう方法について説明する。
First, FIG. 7 to FIG. 9 show an embodiment of an image feature extracting apparatus according to the present invention.
x 2, y 3, an illustration of xy arithmetic principles. 7 to 9
A method for performing the calculation of x 2 , y 2 and xy, which are the basic terms of the moment feature of the raster scan type image (x, y), with a simple configuration such as an adder will be described with reference to the drawings.

第1に、上記(1)式で示されるモーメント特徴で実際
によく用いられるのは2次までである。すなわち、 p+q2 (2) このうちp,qが次の値のときのモーメント特徴が特に重
要である。
First, up to the second order, the moment feature represented by the above equation (1) is often used in practice. That is, p + q2 (2) Of these, the moment feature when p and q are the following values is particularly important.

(a)p=2,q=0のときのモーメント特徴M20(y軸回
りの2次モーメント)、 (b)p=0,q=2のときのモーメント特徴M02(x軸回
りの2次モーメント)、 (c)p=1,q=1のときのモーメント特徴M11(原点回
りの共役モーメント)、 第2に、対象画像(x,y)がラスタ走査形であるとす
ると、そのときのx,y座標は必らず次式の関係が成り立
つ。
(A) Moment feature when p = 2 and q = 0 M 20 (second moment around the y-axis), (B) Moment feature when p = 0, q = 2 M 02 (second moment about x axis), (C) Moment feature when p = 1 and q = 1 M 11 (conjugate moment around the origin), Secondly, assuming that the target image (x, y) is of the raster scanning type, the x, y coordinates at that time necessarily satisfy the following equation.

xi=xi-1+1 (6) yj=yj-1+1 (7) したがつて(3),(4),(5)式におけるx2,y2,xy
は(6),(7)式を用いて次のように変形できる。
x i = x i-1 +1 (6) y j = y j-1 +1 (7) Therefore, x 2 , y 2 , xy in equations (3), (4) and (5)
Can be transformed as follows using equations (6) and (7).

(a)x2については(6)式により、 ai=xi 2=(xi-1+1) =x2 i-1+2xi-1+1 =ai-1+2xi-1+1 (8) ただし、i=0〜n,nは画像のx方向の画素の最大値で
ある。この(8)式にもとづくa0〜anは第7図に示され
る。
For (a) x 2 , according to the equation (6), a i = x i 2 = (x i-1 +1) 2 = x 2 i-1 + 2x i-1 +1 = a i-1 + 2x i-1 +1 ( 8) However, i = 0 to n, n is the maximum value of the pixels in the x direction of the image. FIG. 7 shows a 0 to a n based on the equation (8).

(b)y2については(7)式により、 bj=yj 2=(yj-1+1) =y2 j-1+2yj-1+1 =b2 j-1+2y2 j-1+1 (9) ただし、i=0〜m,mは画像のy方向の画素の最大値で
ある。この(9)式にもとづくb0〜bmは第8図に示され
る。
(B) For y 2 , b j = y j 2 = (y j-1 +1) 2 = y 2 j-1 + 2y j-1 +1 = b 2 j-1 + 2y 2 j-1 according to the equation (7). +1 (9) where i = 0 to m, m is the maximum value of pixels in the y direction of the image. B 0 to b m based on the equation (9) are shown in FIG.

(c)xyについては(6)式により、 cxy=xiyj=(xi-1+1)yj =xi-1yj+yj =ci-1,j+yj (10) この(10)式にもとづくc00〜cnmは第9図に示される。For (c) xy, according to equation (6), c xy = x i y j = (x i-1 +1) y j = x i-1 y j + y j = c i-1 , j + y j (10) FIG. 9 shows c 00 to c nm based on the equation (10).

上記の(8),(9),(10)によりラスタ走査形の画
像(x,y)の2次のモーメント特徴M20,M02,M11の基本
項であるx2,y2,xyの演算式にはべき乗および乗算の項が
なくなるので、加算だけの簡単な演算により求めること
が可能となる。なお(8),(9)式の第2項は1ビツ
ト式シフトにより2倍が実現できるため演算が不要であ
る。
By the above (8), (9) and (10), x 2 , y 2 , xy which are the basic terms of the second-order moment feature M 20 , M 02 , M 11 of the raster scan type image (x, y) Since there are no terms for exponentiation and multiplication in the arithmetic expression of, it is possible to obtain it by a simple operation of only addition. Note that the second term of the equations (8) and (9) can be doubled by a 1-bit shift, so that the calculation is unnecessary.

第10図(a),(b)は2次のモーメント特徴M20,M02,
M11の機能例説明図である。第10図(a),(b)にお
いて、第10図(a)に示すような傾いた物体たとえばス
パナSの長さLおよび幅Wを求めるような場合には、一
般的な手順としては第1に物体Sの傾き角θを求め、第
2にアフイン変換の手法を用いて傾いた物体Sの傾き角
θだけ回転することにより、第10図(b)に示されるよ
うに正規化する。第3に第10図(a)の物体Sのxおよ
びy方向の投影S1およびS2をとり、そのときの投影幅を
求めることにより、すなわちy方向の投影幅がスパナS
の長さLであり、x方向の投影幅がスパナSの幅Wとな
る。このような傾いた物体Sに対しては物体の傾き角θ
を検出することが必要であり、この物体の傾き角θは上
記2次のモーメント特徴M20,M02,M11を用いて次式を解
くことにより求められる。
10 (a) and 10 (b) show second-order moment features M 20 , M 02 ,
It is an explanatory view of the example of a function of M 11 . In FIGS. 10 (a) and 10 (b), when the length L and width W of an inclined object such as the spanner S as shown in FIG. First, the tilt angle θ of the object S is obtained, and secondly, by rotating by the tilt angle θ of the tilted object S using the affine transformation method, normalization is performed as shown in FIG. 10 (b). Thirdly, the projections S 1 and S 2 of the object S in FIG. 10 (a) in the x and y directions are taken, and the projection width at that time is obtained, that is, the projection width in the y direction is the spanner S.
Is L, and the projected width in the x direction is the width W of the spanner S. For such a tilted object S, the tilt angle θ of the object
Is required to be detected, and the inclination angle θ of this object can be obtained by solving the following equation using the second-order moment features M 20 , M 02 , and M 11 .

このような場合にモーメント特徴M20,M02,M11は重要性
をもつ。
In such a case, the moment features M 20 , M 02 , M 11 are important.

つぎに第1図は本発明による画像特徴抽出装置の第1の
実施例を示す(3)式のy軸回りの2次モーメントM20
を抽出する画像特徴抽出装置の構成図である。第1図に
おいて、30はシフタ、40は加算器、50はレジスタ、60は
加算器、70はレジスタ、80はANDゲート、100は座標演算
器、200は累積器である。この装置は画像(x,y)のx
座標からモーメント特徴M20の基本項のx2を演算する座
標演算器100と、(x,y)=1のときのx2の総和を求め
て最終的な2次モーメントM20を抽出する累積器200とか
ら構成され、x2を演算する座標演算器100はラスタ走査
に対応して出力される画像(x,y)のx座標を受け取
り1ビツト左シフトして2xを作成するシフタ30と、作成
した2xと1画素前の演算結果x2と1とを加算する加算器
40と、1画素前の演算結果x2を格納しているレジスタ50
とからなり、累積器200は(x,y)=1のときのx2と1
画素前の累積結果Σx2とを加算する加算器60と、1画素
前の累積結果Σx2を格納しているレジスタ70と、格納ク
ロツクを作成するアンドゲート80とから成り、300はシ
ステムバスである。
Next, FIG. 1 shows the first embodiment of the image feature extraction apparatus according to the present invention, and the second moment M 20 about the y-axis of the equation (3).
It is a block diagram of the image feature extraction apparatus which extracts. In FIG. 1, 30 is a shifter, 40 is an adder, 50 is a register, 60 is an adder, 70 is a register, 80 is an AND gate, 100 is a coordinate calculator, and 200 is an accumulator. This device is the x of the image (x, y)
Cumulative calculator 100 that calculates the basic term x 2 of the moment feature M 20 from the coordinates and the sum of x 2 when (x, y) = 1 to obtain the final secondary moment M 20 The coordinate calculator 100 for calculating x 2 receives the x coordinate of the image (x, y) output corresponding to the raster scan and shifts it by 1 bit to the left to create 2x. , An adder that adds the created 2x and the calculation result x 2 and 1 one pixel before
40 and a register 50 that stores the result x 2 of the previous pixel
And the accumulator 200 has x 2 and 1 when (x, y) = 1
An adder 60 for adding the accumulation result? X 2 for the preceding pixel, a register 70 which stores one pixel before the accumulated result? X 2, consists AND gate 80. To create a storage clock, 300 is a system bus is there.

第2図は第1図の各部信号の動作タイミングを示す動作
説明図である。第2図により第1図の動作を説明する。
いま第2図に示すようなラスタ走査による横方向6の画
素のうち4画素が有効である画像(x,y)を対象とし
た場合には、画像(x,y)の有効画素領域のみ“1"と
なるラインイネーブル信号aおよびクロツクCLK信号b
をもとに、x座標信号cが第1図の座標演算器100に入
力され、シフタ30で1ビツト左シフトにより2倍された
のち、2xが加算器40のA入力に入力される。一方の加算
器40のB入力にはレジスタ950に格納されている1画素
前の演算結果のx2が入力され、かつキヤリC入力には常
に1が入力され、これらの入力により(8)式に対応す
るY=A+B+Cが演算される。この演算結果Yがクロ
ツクCLK信号bにより動作するレジスタ50に格納される
と同時に、座標演算器100の出力のx2信号eとして累積
器200に送出される。このときレジスタ50は画像(x,
y)の有効画素領域のみ“1"となるラインイネーブル信
号aをCLK信号bにより半画素ぶん遅延させたラインク
リアLN1信号dにより、ラインごとに常にクリアされ
る。
FIG. 2 is an operation explanatory diagram showing operation timings of signals of respective parts in FIG. The operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
Now, when an image (x, y) in which 4 pixels out of 6 pixels in the horizontal direction by raster scanning as shown in FIG. 2 are effective, only the effective pixel area of the image (x, y) is “ 1 "line enable signal a and clock CLK signal b
Based on the above, the x coordinate signal c is input to the coordinate calculator 100 of FIG. 1, doubled by 1 bit left shift in the shifter 30, and then 2x is input to the A input of the adder 40. On the other hand, the B input of one of the adders 40 receives x 2 of the operation result of one pixel before stored in the register 950, and the carry C input always receives 1; Y = A + B + C corresponding to is calculated. The calculation result Y is stored in the register 50 operated by the clock CLK signal b, and at the same time, it is sent to the accumulator 200 as the x 2 signal e output from the coordinate calculator 100. At this time, the register 50 stores the image (x,
The line enable signal a, which is “1” only in the effective pixel area of y), is always cleared line by line by the line clear LN1 signal d which is delayed by half a pixel by the CLK signal b.

つぎの累積器200では、座標演算器100から送出されたx2
信号eを加算器60のA入力に入力し、一方のB入力には
レジスタ60に格納されている1画素前までの累積結果Σ
x2が入力され、これらの入力により(3)式に対応する
Y=A+Bが演算され、この演算結果YがANDゲート80
の出力の格納クロツク信号hにより動作するレジスタ70
にΣx2信号gとして送られ格納される。このとき格納条
件はANDゲート80の出力の格納クロツク信号hにより制
御される。すなわちANDゲート80に入力する3信号のCLK
信号bが“1"で、上記のラインクリアLN1信号dが“1"
で、かつ画像(x,y)をCLK信号bにより半画素遅延さ
せた画像′(x,y)信号が“1"のときに、格納クロ
ツク信号hが“1"となつてレジスタ70への演算結果Σx2
の格納が許可される。このような動作がラスタ走査の終
了まで画像(x,y)の1面分について実行され、最終
的に(3)式のy軸回りの2次モーメントM20がレジス
タ70に格納される。このレジスタ70はラスタ走査の開始
時に1回だけイニシヤル信号iにより零にイニシヤライ
ズされる。こうしてえられた2次モーメントM20は累積
器200のレジスタ70によりシステムバス300を介して図示
しないCPUから読み出すことができる。
In the next accumulator 200, x 2 transmitted from the coordinate calculator 100
The signal e is input to the A input of the adder 60, and the accumulated result up to one pixel before stored in the register 60 is input to one of the B inputs.
x 2 is input, Y = A + B corresponding to the equation (3) is calculated by these inputs, and the calculation result Y is AND gate 80
Register 70 operated by the stored clock signal h of the output of
To be stored as a Σx 2 signal g. At this time, the storage condition is controlled by the storage clock signal h output from the AND gate 80. That is, CLK of three signals input to the AND gate 80
The signal b is "1" and the line clear LN1 signal d is "1".
And when the image '(x, y) signal obtained by delaying the image (x, y) by half a pixel by the CLK signal b is "1", the stored clock signal h becomes "1" and the value is sent to the register 70. Calculation result Σ x 2
Is allowed to be stored. Such an operation is executed for one plane of the image (x, y) until the end of the raster scanning, and finally the secondary moment M 20 about the y axis in the equation (3) is stored in the register 70. The register 70 is initialized to zero by the initial signal i only once at the start of raster scanning. The second moment M 20 thus obtained can be read from a CPU (not shown) via the system bus 300 by the register 70 of the accumulator 200.

この実施例によれば、y軸回りの2次モーメントM20
演算するに必要な基本項であるx2の発生を乗算器なしの
簡単な加算器等の構成で実現でき、かつ、第2図のよう
に1マシンサイクル内で各画素の演算が終了するので処
理速度が高速となる。
According to this embodiment, generation of x 2 which is a basic term necessary for calculating the second moment M 20 about the y-axis can be realized by a simple adder configuration without a multiplier, and the second As shown in the figure, since the calculation of each pixel is completed within one machine cycle, the processing speed becomes high.

第3図は本発明による画像特徴抽出装置の第2の実施例
を示す(4)式のx軸回りの2次モーメントM02を抽出
する画像特徴抽出装置の構成図である。また第4図は第
3図の各部信号の動作タイミングを示す動作説明図であ
る。第3図および第4図において、第1図および第2図
と同一符号または記号は同一または相当部分を示す。
FIG. 3 is a block diagram of an image feature extracting device for extracting a second moment M 02 about the x axis in the equation (4) showing a second embodiment of the image feature extracting device according to the present invention. Further, FIG. 4 is an operation explanatory diagram showing operation timings of signals of respective parts in FIG. In FIGS. 3 and 4, the same reference numerals or symbols as in FIGS. 1 and 2 indicate the same or corresponding portions.

第3図および第4図の第1図および第2図と異なるとこ
ろは、第1に画像(x,y)のx座標のかわりにy座標
信号jが座標演算器100のシフタ30に入力されているの
と、第2に座標演算器100のレジスタ50の動作クロツク
信号がラインイネーブル信号aであるのと、同じくレジ
スタ50のクリア信号がイニシヤル信号iであることであ
る。これらの座標入力信号および制御信号の変更のみに
より、同一構成の座標演算器100のレジスタ50の出力か
らは(9)式に対応する演算結果y2のy2信号kが発生
し、累積器200のレジスタ70には(4)式に対応する累
積結果Σy2のΣy2信号lの最終的な累積結果としてのx
軸回りの2次モーメントM02が格納され、システムバス3
00を介して読み出し可能である。
1 and 2 in FIGS. 3 and 4, the y-coordinate signal j is input to the shifter 30 of the coordinate calculator 100 instead of the x-coordinate of the image (x, y). Secondly, the operation clock signal of the register 50 of the coordinate calculator 100 is the line enable signal a, and the clear signal of the register 50 is also the initial signal i. Only by changing the coordinate input signal and the control signal, the y 2 signal k of the calculation result y 2 corresponding to the equation (9) is generated from the output of the register 50 of the coordinate calculator 100 having the same configuration, and the accumulator 200 In the register 70 of x, x as the final accumulation result of the Σy 2 signal l of the accumulation result Σy 2 corresponding to the equation (4)
The second moment M 02 about the axis is stored, and the system bus 3
It can be read via 00.

この実施例によれば、第1図と同様にx軸回りの2次モ
ーメントM02を演算するに必要な基本項であるy2の発生
に乗算器等を不要にしてコンパクトでかつ高速なハード
ウエアにより実現できるうえ、第1図と同一のアーキテ
クチヤをもつているためハードウエアの共有化ができ更
にコンパクト化が可能となる。
According to this embodiment, as in FIG. 1, a multiplier and the like are not required to generate y 2 which is a basic term necessary for calculating the second moment M 02 about the x-axis, and a compact and high-speed hardware is provided. In addition to being realized by software, it has the same architecture as that shown in FIG. 1, so hardware can be shared and further compactification is possible.

第5図は本発明による画像特徴抽出装置の第3の実施例
を示す(5)式の原点回りの共役モーメントM11を抽出
する画像特徴抽出装置の構成図である。また第6図は第
5図の各部信号の動作タイミングを示す動作説明図であ
る。第5図および第6図において、第1図ないし第4図
と同一符号または信号は同一または相当部分を示す。
FIG. 5 is a block diagram of an image feature extraction device for extracting the conjugate moment M 11 about the origin of the equation (5) showing the third embodiment of the image feature extraction device according to the present invention. Further, FIG. 6 is an operation explanatory diagram showing operation timings of signals of respective parts in FIG. 5 and 6, the same reference numerals or signals as in FIGS. 1 to 4 indicate the same or corresponding portions.

第5図および第6図の第1図ないし第4図と異なるとこ
ろは、第1に画像(x,y)のy座標信号jを入力する
座標演算器100にシフタ30が不要となるのと、第2に座
標演算器100の加算器40のキヤリC入力に零が接続され
るのと、第3に同じくレジスタ50のクリア信号mが第6
図に示すようにフアーストラインおよび次からのライン
ごとに“0"となりこの時にクリアされることである。こ
れらの一部構成および制御信号の変更のみにより、座標
演算器100のレジスタ50の出力からは(10)式に対応す
る演算結果xyのxy信号nが発生し、累積器200のレジス
タ70には(5)式に対応する累積結果ΣxyのΣxy信号Q
の最終的な累積結果としての原点回りの共役モーメント
M11が格納され、システムバス300を介して読み出し可能
である。
The difference from FIGS. 1 to 4 in FIGS. 5 and 6 is that the shifter 30 is not required in the coordinate calculator 100 for inputting the y coordinate signal j of the image (x, y). Secondly, zero is connected to the carry C input of the adder 40 of the coordinate calculator 100, and thirdly, the clear signal m of the register 50 is the sixth signal.
As shown in the figure, it becomes "0" for each of the first line and the next line, and is cleared at this time. Only by changing some of these configurations and control signals, the xy signal n of the operation result xy corresponding to the expression (10) is generated from the output of the register 50 of the coordinate calculator 100, and the register 70 of the accumulator 200 is generated. Σxy signal Q of cumulative result Σxy corresponding to equation (5)
Conjugate moment around the origin as the final cumulative result of
M 11 is stored and can be read out via the system bus 300.

この実施例によれば、第1図および第3図と同様に原点
回りの共役モーメントM11を演算するに必要な基本項で
あるxyの発明に乗算器等を不要にしてコンパクトでかつ
高速なハードウエアにより実現できる。
According to this embodiment, as in FIGS. 1 and 3, the invention of xy, which is a basic term required to calculate the conjugate moment M 11 about the origin, does not require a multiplier or the like and is compact and high-speed. It can be realized by hardware.

上記した第1図ないし第6図の実施例では、座標演算器
100のx,y座標入力および加算器40の入力データ2x,2y,y
と、同じくレジスタ50の制御クロツクおよびクリア信号
等を異にするのみであるから、これをプログラマブルに
変更できる構成にすることにより、ハードウエアを共有
化して少ないハードウエアで共通的に2次モーメントM
20,M02,M11の演算を行なうことも可能となる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the coordinate calculator is used.
100 x, y coordinate input and adder 40 input data 2x, 2y, y
Similarly, only the control clock and the clear signal of the register 50 are made different. Therefore, by making it possible to change these programmableally, the hardware can be shared and the secondary moment M can be commonly used with a small amount of hardware.
It is also possible to perform calculations of 20 , M 02 , and M 11 .

また上記した2次モーメントM20,M02,M11演算用のハー
ドウエアをそれぞれ設けることにより、3つの2次モー
メントM20,M02,M11が同時に抽出できて認識処理のより
高速化が実現できることも言うまでもない。
Further, by providing the above-mentioned hardware for calculating the second moments M 20 , M 02 , M 11 respectively, the three second moments M 20 , M 02 , M 11 can be extracted at the same time, and the recognition processing can be speeded up. It goes without saying that it can be realized.

このような場合に、ラスタ走査で読み出される画像
(x,y)のx,y座標データにより、x,y座標および2x,2y座
標の4つの座標値のうちの1つを任意に選択できる図示
しないマルチプレクサを設け、このマルチプレクサによ
り選択された座標値を座標演算器100の加算器40のA入
力に接続することができる。
In such a case, one of four coordinate values of x, y coordinates and 2x, 2y coordinates can be arbitrarily selected by the x, y coordinate data of the image (x, y) read by raster scanning. A multiplexer that does not exist can be provided, and the coordinate value selected by this multiplexer can be connected to the A input of the adder 40 of the coordinate calculator 100.

また座標演算器100のレジスタ50の出力を画像バスと接
続することにより、図示しない画像メモリにも直接転送
が可能である。
Further, by connecting the output of the register 50 of the coordinate calculator 100 to the image bus, it is possible to directly transfer to an image memory (not shown).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、視覚認識において物体の形状特徴の重
要な位置付けにあるモーメント特徴とくにラスタ走査形
の画像の2次モーメント特徴M20,M02,M11の抽出を第1
に乗算器を不要とした加算器等のみの簡単な構成でコン
パクト化されたハードウエアにより実現でき、第2にラ
スタ走査(テレビ走査)と同じ速度のリアルタイムで高
速に演算でき、第3に3つの2次モーメント特徴M20,M
02,M11の抽出を共通のアーキテクチヤで設計の容易化を
はかり実現できる等の効果がある。
According to the present invention, the first extraction of the moment features, particularly the second-order moment features M 20 , M 02 , M 11 of the raster scan type image, which are important positions of the shape features of the object in visual recognition, is performed.
It can be realized by compact hardware with a simple configuration such as an adder that does not require a multiplier. Second, it can perform high-speed calculation in real time at the same speed as raster scanning (TV scanning). Second moment feature M 20 , M
02 , M 11 can be extracted with a common architecture to facilitate the design and achieve the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による画像特徴抽出装置の第1の実施例
を示す構成図、第2図は第1図の動作説明図、第3図は
本発明による第2の実施例を示す構成図、第4図は第3
図の動作説明図、第5図は本発明による第3の実施例を
示す構成図、第6図は第5図の動作説明図、第7図,第
8図,第9図は本発明による一実施例を示すそれぞれ
x2,y2,xyの演算原理説明図、第10図(a),(b)は2
次モーメント特徴M20,M02,M11の機能例説明図、第11図
は従来の画像特徴抽出装置を例示する構成図である。 40……加算器、50……レジスタ、60……加算器、70……
レジスタ、100……座標演算器、200……累積器。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an image feature extraction device according to the present invention, FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. , Fig. 4 is the third
FIG. 5 is an operation explanatory diagram, FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment according to the present invention, FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 5, and FIGS. 7, 8, and 9 are according to the present invention. Each showing an example
x 2, y 2, xy operational principle illustration, FIG. 10 (a), (b) is 2
FIG. 11 is an explanatory diagram of a function example of the next moment features M 20 , M 02 , and M 11 , and FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a conventional image feature extraction device. 40 …… adder, 50 …… register, 60 …… adder, 70 ……
Register, 100 ... coordinate calculator, 200 ... accumulator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ラスタ走査で読み出される画像f(x,y)
のx,y座標データによりx,y座標および2x,2y座標の4つ
の座標値のうち1つを任意に選択できるマルチプレクサ
等の手段と、選択された座標値を一方の入力に接続する
とともに注目画素の1つの前の位置の画素に対する加算
演算結果を格納しているレジスタの出力を他方の入力に
接続したうえキャリ入力に1または0を選択し接続して
加算演算を行なう加算器とその加算演算結果を格納する
上記レジスタから成る座標演算器と、上記レジスタの出
力値を入力して上記画像f(x,y)の処理対象物体画像
領域で累積演算を行ない画像f(x,y)のモーメント特
徴を抽出する累積器とを備えた画像特徴抽出装置。
1. An image f (x, y) read by raster scanning
Connect the selected coordinate value to one input and the means such as a multiplexer that can arbitrarily select one of the four coordinate values of x, y coordinate and 2x, 2y coordinate by the x, y coordinate data of An adder for performing an addition operation by connecting the output of the register storing the addition operation result for the pixel at the position one before the pixel to the other input and selecting 1 or 0 for the carry input to perform the addition operation and the addition A coordinate calculator including the above-mentioned register for storing the calculation result, and the output value of the above-mentioned register are input, and cumulative calculation is performed in the processing object image area of the above-mentioned image f (x, y) to obtain the image f (x, y). An image feature extraction device comprising: an accumulator that extracts moment features.
【請求項2】上記座標演算器のレジスタの出力を画像バ
スと接続して直接に画像メモリにも転送できるようにし
た特許請求の範囲第1項記載の画像特徴抽出装置。
2. The image feature extraction apparatus according to claim 1, wherein the output of the register of the coordinate calculator is connected to an image bus and can be directly transferred to an image memory.
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