TW211609B - - Google Patents

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211609 Λ 6 13 6 經濟部中央標準局貝工消合作社印製 五、發明説明（1 ) <發明之背景〉 本發明像有關一種影像處理条統，尤指一種使用多態 樣^性臨界_輯&件之一影像處理条統之邊緣撿知方法與 裝置。 在一影像信號處理条統中，其乃是本發明之一最重要 的申諳範圃·偽推薦一種先處理方法,因為其可藉由在 影像中移除不想要的III素（如雜訊）而增進在撿知動作向 量之準確性。預先處理亦可藉由對應一已完金解哲度影像 而降低計算負荷，通常每一像素由§位元（bits)表示，與 每一像眾由少於8位元（bits)表示為不同型式。 以上提及之目的有多種預先處理方式已被提出，例如 ，波段截取代表點（BERP)方法像被Uomori等人在「藉由 完金數位處理信號之自動化影像穗定条統」中被使用過. 在1990^ S月公開的IEEE消费電子學會報（Transactions on Consumer Electronics) 36冊第三期（510〜519頁）， 可被思及一種帶通據波法，雖然BERP法可有效地一起過濾 掉極高地存在頻率（如雜訊）成份與低頻成份（如在電流 強度中平直的範圍），其仍然需要每一像素多於2位元（ ----------- bits)以表示BERP影像，然而，檢知之邊緣資訊可被每一 像素以表示。依照上述，邊綠撿知方法可簡 化硬體，有多種邊緣檢知方式，如：（1)使用影像存在梯 度·（2)使用拉普拉斯（Laplaee)轉換技術，（3)使用平均 的笔異.（4)匹配或調配至一預先指定圖型，與（5)在影 像中藉由高斯（Gaussiam ) LOG蓮算法則之拉普拉斯C ~3 ~ 本紙張尺度遑用中曲國家標準(CNS)甲4規格(210x297公*> (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂- 線< 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 2116°9 A6 _ B6____ 五、發明説明（2 ) Laplace)轉換技術過濾0交叉點之撿知法。（1)〜（4)所 列舉之遙綠檢波器主要二項歷薄在它們只能澍某些影像可 ____ 作較佳的處理，但對邊錄撿知之處理偽顯箸地被惡化，由 於它們檢知影像信號中之高頻成份而使雜訊顯ϋ里來，另 —方面，方式（5)可有效降低雜訊但具有潛在的障礙，即 ，用以除去大置雜訊之計算的數置顯箸地增加。亦即，步 驟（5)需要較堅固的低通過减以檢知邊綠成份，因為雜訊 與遴緣資訊偽設於圏高賴區、域。因此，撿視窗必需變得 < ----------~~..............累大以檢却邊變9 〈發明之總論〉 Ά 因此，本發明之一目的為提供一無需if加轉與莖 萌能減少雜1¾¾二舉綠檢和方法。 本發明其另一目的為辑进一可簡化一硬體設施與作一 及時處理之一邊綠撿知裝置。 為完成第一目的，本發明之邊緣檢知方法包括下列步 * 轉換輸入像素資料成為一組多態樣值； 對前述一組多態樣值與—組預先指定值作内乘；以及 依内乘之結果作一判定。 為完成第二目的，本發明之邊緣檢知裝罝包括： 一轉換機構轉換輸入_像元素（pixel，簡樣像素）資 料成為多態樣值； —匹配機構以對前述多態樣值與預先指定值執行—内 51% ί '4 - 本紙張尺度通用中国國家樣準(CNS)甲4規格(210x297$ ；---— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝< 訂_ 線. 2U6C9 Λ 6 Β6 經濟部中央標準局员Η消费合作社印製 五、發明説明（3) 一判定機構以故前述内乘之結果作一判定。 (圖式簡單説明〉· 第1圖偽砍本發明之影像處理条統之邊線檢知裝置中 之信號流程之流程圖〇 第2圖偽依本發明之遙縐撿知裝罝之方塊圔。 第3圖偽欲本發明之一較佳具龉之邊縐檢知裝罝之方 塊圖。 第4圖偽砍本發明之一邊綠檢知装罝之譯碼電路方塊圖。 第5圖偽故本發明之内乘積預先指定逯緣謹I型。 第SA圖偽依本發明之遴縐撿知装罝執行內乘積W1 · V 之匹配機構電路圖。 第3B圖偽依本發明之综檢知裝;彳了肉乘積W2 * V 之匹配機構電路圖。 第6C圖偽肷本發明之遙緣撿知裝置執行内乘積WS * V 之匹配機構電路圖。 第GD圖傷砍本發明之邊綠撿知裝置執行内乘積W4 · V 之匹配機構電路圖。 '第7圖偽ίϊί：本發明之邊綠撿知裝置中，W與V内乘積輸 出真值表。 第S圖偽砍本發明之邊錄撿知裝s中，獲得内乘積之 一 Karnaugh圖與待性方程式。 第Q圓偽丨衣本發明之造:¾¾檢:ζΠ裝置中之匹配駿構中， 絕對值m路之邏賴m路圓。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度遴用中國8家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 211609 Λ 6 Β6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（4 > •tr/·5* 1 Ο Π^Π £^- ί-y^ —X— Γϊ pt —-i rtsf ^ 4—·^ A· r-y il-l·- tsct r-4-* —^ !.fy t <-fr? ,5^>10[S1 ivv-^ (^c. ^'j ai^ 书容 〇ϊ Γ« ι?^>» rSx? 军耳 LS^l ο , W^±l. 1Ξ5ΐ [Th ΐΜΙ <UJ35 ui、：各 ^口 ίίδ ί乍 Γ=*5Τ 17^1 )s-\mx〇 (本發明之詳細描述) 本發明偽基於多態樣線性臨界邏賴中•線性之可分離 性，其可藉以下定義與定理解釋之。二進泣輸入之線性可 分離性由 P.M. Lewis二m：與 C.L· Coates ;臨界]SIS由 John Wiiey與Sons於1^37年部己討論過，多雙樣輸入之線 性可分離函數之定叉在此首苯選奥^^^ ..--〆-- 〆-〆. 令P為一組L次元向量，在P中任何向量，之与=：发:囊_ 取一 值，在【J,----- -1,0,1,----k)中，卽為 ，P二{X I XI € Π · · ·, -1，0，1，· · · 1Ό , i :1，♦ · ♦，L] 〇 ，ώι 卩中-ί :同向量,¾¾目®為 M1·，ifjliii們ΐδ-j ίΐί 〇 PGt-ζ-PxP^<l.— j'U-±ii.jiiy « 副集使得P0VJP1 給予力α權向量w，以下式定叉一邏輯函數f, γγ / v ^ 1 I ?1 v h* Q 八； 丄，λ 八== u -0, W1 X < θ 其中Θ為一臨界ίϊί,偽於線性迆可分雜煩別中若且喵 若θχ > #υ , vxepi , 多態樣線性可分離性之分祈通7SS---證雜的工作，然 而，一持別類之MTS涵數特被推MSIJil於遙線檢, 可忒照下711定理説明線tt可分為持!ΐ : (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· .可- 本紙張尺度边用中國8家標準（CNS)f 4規格（210x297公；40 2116C9 Λ 6 Β6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 令X為一 L次元輸入向量，其分置金為極端值，且令 Pl= OG 與U),亦卽，Pl= {X 丨 Xi e , i=l,____,L)且P0=P-P1,其中P、-J與k偽在以上定義中 被給予，則該處存在一線性可分離函數其由其他向童 分離出輸入向量X。 以上定理之證明如下，我們藉由使用以上定義與顯示 該處存在--*加—權向置W滿足 WT X > WTY, v xe piisi VY€ P0 以證明此定理。該我們考慮以下加權向置 Wi =「1，Xi = k i-1.........L _rl, Xi =-J 則以下不等式維持WiXiSWiYi, Vi 藉由將這些不等式以i=l,----,L總和起來，我們可得 W丁 X>WT Y 因為對至少一個i而言，該等式即無法保持。 我們也可考盧一組P-1 =〔-X).其中，X與W偽在以 上等式中被各自地定義，因而我們有一種多態樣輸入之多 種類判別式函數，如wT (-X) < y< wT X, νγ e P0。 為了使用多態樣線性臨界邏輯作為邊縐撿¥,我們必 須盖出一像素之連續強度值至數個不連缠狀態。 讓我們使用一 i X ^局部檢視窗以撿知一已知像素位 置之邊錄.我們假設影像尺寸為Π=η1χη2,令Xi, i=l·.· ......,r,為在辭典編萬地排列影像中第i個像素值，而 Z*J , •為《tAXi為中局部檢視窗内的辭典 (請先閲讀背面之注意事項再璘窝本頁) 裝· 訂· 線. 本紙張尺度边用中國國家揉準（CNS)甲4規格（210x297公龙） A 6 B6 211609 五、發明説明（6 ) 慕地排列像素值中之第個像素值，其中，p 則 ,在對應Xi的局部檢視窗，可藉由對應 ZJ = Xk, *5=1，......，潮得 其中，K + ( L (J_1) _ L乂/ 2」）π2 + { (j-l)modi·!// 2」），該符號Li/ 2」表示依除法 計算答案之整數部份•且i mod』等於i除以h餘數值 〇 在獲得一次元排列Zj以後，對應至第l·像素之局部平 均值偽等於Mi =|：έζ«],因而以第j個輸入多態樣線性臨界 ..........<4 ’ 4*·..... 邏輯狀態Vj偽被定義為 「 -1 ZJ < Mi - e Vj = 0 iMi - e < Zj ^ Mi + ε L 1 ZJ > iMi + ε 其中，e為相對於雜訊資料之安全集數，較大的e應 可壓抑較大的雜訊。 我們定義四對雙向邊線，其方向分別為0與1S0度、 Q0與270度、45與225度、135與315度。 首先，一右邊綠偽藉由在局部檢視窗"内由右向左提升 輸入狀態來定義之。以i =3來說•例如，右邊綠與其雙向 附合部，左邊縐，傜各自被設為： 厂1 X 一1Ί --1 X 1 η 1 X -1 與 -1 X 1 L 1 X 一 1 - L -ί X 1」 其中X表示不特定狀態。 第二對邊綠藉由上與下邊綠表示，偽以同樣方法定義 為 ~8" 本紙張尺度遇用中國8家搮準（CNS)甲4規格（210X297公*) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂_ 線· 經濟部中央標準局员工消f合作杜印製 2U6G9 Λ6 Β6 五、發明説明（7) r -1 -1 -1 * r 1 1 1 η X X X 與 X X X L 1 1 1」 一 -1 -1 -1」 第三對遴緣藉由右上與左下邊綠表示，係被定義為： 「 X -1 _1 — 一 X 1 1 -! 1 X -1 與 -1 X 1 -1 1 X J L -1 -1 X」 最後•第四對邊緣藉左上與右下邊緣表示，偽被定義 為： 「-1 -1 X η r 1 1 X Ί -1X1 與 1 X -1 Lx 1 1」 L X -ί -1 」 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 以/=5而言•例如，其右邊緣，在第1行中有1，在 最後一行中有-1,與X (不特定）在其他的中間行。 使用以上所提出之多種類判別式函數（wh-x)< WTY <wTx, vYep0),其右邊綠與左遙綠兩者皆可藉相同加 權向置被檢知，此向量以w_表示，由於其像藉極端值所組 成，且左邊綠右邊綠相等符號相反。以同樣方式.上與下 缝ί,右上與左下邊缝ί及左上右下分別籍由W丨， W/與^\而被撿出。如以上描述之^131示·一個用以檢 知右或左邊綠之可能力[1權向量，例如，以i =3而言，偽等 於 W_ = 〔1X-1 lx-ι 1X-1〕T. 無疑地.基於此等式，其餘的加權向量，即為， 、W /與祕\可藉由適當地排列祕_之元素而獲得。 或亦可由使用LiMS順序法（algor i thill)獲得力π權向量。 基於上述對邊縐之定義，藉由以適當地排列加權向量 -9- t 丁 象 本紙張尺度逍用中國a家標準（CNS) Τ4規格(210x297公釐） 211603 Λ 6 Β6 五、發明説明（8) 將四個多態樣線性臨界邏輯之輸出作邏輯上a OR 〃動作處 理而檢知邊緣，完金的邊綠檢知程序之描述如下列順序法 1.選擇局部檢梘窗之尺寸/。 2·以 i=l,.....,η作 2.1形成Ζ / 2.2計算輸入狀態乂.設定¥0=1 2.3計算四値内積，€乂，祕|乂，0 乂與《^乂 如果其中至少有一値大於或等於輸出臨界值Θ,或小 於或等於-Θ,在該情形下OR間之輸出等於1, 一個在位置 丨i之邊縐被撿知，否則，就沒有邊織。 在實行以上順序，下列之非線性函數g(.)乃被使用 Λϋν VI U Θ U I 10 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝< 訂 線. 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 其中，θ為臨界值，當以上加權向置被使用時，θ被 設定等於6。 關於映像罩尺寸之選擇，以下的論點應該列入考慮。 較大的映像罩由於在以上順痒步驟2. 2之局部平均動作而 有較佳之雜訊控制，然而，在增加映像罩尺寸上有二點障 礙·即為，（1)在異於 0、45、90、135、180、225、270 與315等角度之方向要檢知遴緣變得更困難，（2)因為多態 樣線性臨界邏輯需要更多輸入，所以需要更多的内部連接 與演算。基於檢視窗偽最易受任何方向之遙綠所影塑，故 —1Q - 本紙張尺度逡用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 211609 Λ 6 13 6 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（3) /=3之映像罩尺寸已被顯示偽極有效的，因為其為最小對 稱撿視窗。 , 第1圖傜依本發明之兹織繁滴ρκκ\ / 藕使用第1圖·軟體之執行可直接地被了解，在第一步驟 \中，標記i代表辭典编慕的順序像素位置，在第二步驟中 ，藉一以第i個像素Xi為中心之局部影像圈型•得一鄰近 /位置Zj, >1,.....m。在第三步中驟中，ZJ表示在局部檢 、視窗的一組像素·該局部檢視窗包括第i畫面Xi與在局部 I |檢視窗内之畫面數目m。並且，在第三步驟中，ZJ, >1· I .......m,偽被對應到一相當的多態樣值Vj, ......m f .在第四步驟中，v=〔VI.....Vmf偽分別地與一預先指 f 定邊絲画型Wl· W2. W3· W4比較。在第五步驟中，如果V ! } 匹配於預先指定邊綠圖表Wl, W2. WS與W4中的至少一値， ； 在第六步驟，中，第i像索Xi即被決定為一邊緣，否則.在 \ 第七步驟中，第i像素Xi偽被決定不成為一邊縐。在第八 \步驟中，如果第i像素Xi不是金體像素，在第九步驟中， i偽以1逐漸增加且其過程返回到第二步驟並重複執行一主 迴圈，否則，在第八步驟中，動作停止。 第2圔偽依本發明之一邊緣撿知裝置的一實施方塊圖 ，該裝置之結構與功能如下： 如第2圖所示之邊緣撿知装罝由三方塊組成；一譯碼 方塊，在藉由使用一局部檢視窗使一原始影像資料Xi欣辭 典編萬方式排列以後，以轉換辭典编萬的指令資料Z1____ Zrn成為一多態樣VI----Vm ; —匹配方塊.用以執行一多態 -11- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中困8家標準(CNS)甲4規格(210x297公龙) 2116G9 A 6 13 6 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 五、發明説明（1 〇) 樣資料VI......Vmm及各自對應至W丨，W/與W\之 寧#指令_緣画pwi, J?, JW3I^W4内部乘種.；與一判定方 塊，用以將内積之結果資料與一輸出臨界值相比較，OR 動作比較結果，且判定原始影像資料以是否為一邊縐。 以上三個方塊執行功能如下： 首先，一個檢窗概念偽需要的，以藉由相關聯之一鄰 近像素判定原始影像資料Xi是否一邊緣•此编碼方塊一次 元地排列鄰近像：Z1----Zm ·並得一具有一強度之平均值 且轉變鄰近像素Z1......Zm成為對應的多態樣值VI· · Vm〇 如果Vj，j=l......m·具有Μ態樣（M>2) ,「1〇s2M*| 像被必霈用來代表Vj,符號表示log2M，如果Μ 為一値2的倍數，而且在其他方面，其表示l〇S2 Μ+1的整 數部份，在此，藉由***平均值與一雜訊控制參數e,匹 配方塊分離個別的像素成為三階靥，其各自地具有一大於 平均數+ e的值，一小於平均數—s的值，與一在平均數 + e與平均數—e之間的值。在此，雜訊依參數e頴箸地 呈現有效的降低。 一匹配方塊乃値別地輸出影像轉換資料的匹配角度與 預先指定四個邊縐圖型。那就是，匹配方塊執行轉換影像 資料VI----Vm ; V與各別的四値預先指定邊綠圖型Wl, W2 ,W3與W4之内部乘積，而値別的邊緣圖型偽被要求考慮水 平、垂直與二正交方向。在此，wl · V表示轉換影像資 料 VI、V2.......Vm ; V之内積，而預先指定邊緣圖型W1 傈k期待與水平方向有關。 ~12^ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 装. 訂- 本紙張尺度ϋ用中8 S家標準(CNS)甲4規格(210x297公:¢) Λ 6 13 6 經濟部中央橾準局员工消t合作社印製 五、發明説明Ο Ο 一及時處理可藉由同時執行四個内部乘積而基於影像 處理条統而被實現。 一判別方塊執行一内積迈.V· wj . ν, . V, wi · V之一輸出值各別地與一定值比較之功能，而且，如 果至少有一輸出值大於已知定值，則判決為一邊緣。而用 來與内積輸出值比較之已知定值可由使用者藉使用一微電 腦來控制。 第3圖你侬本發明之一較佳具匾邊綠撿知裝置，該裝 置結構與功能如下： 一编碼裝置，包括：一第一延遲裝置10以輸出一輸入 了的影像資料的水平掃描線延遲信號，一第二延遲裝置20 ，像串聯至第一延遲裝置10,以輸出二水平掃描線延遲信 號，一3視窗電路30,其偽連接至缠碼機構之輸入端 ,第一延遲裝置10之輸出端與第二延遲裝置20之輸出端· 以儲存九値像素資料在3X 3局部檢視窗電路内，一平均計 算窜路40,用以得到一除了在3X3局部檢視窗內中央像素 資料以外之個像素資料之平均值，以及，一三態樣编碼 器50,其偽用以藉由使用平均值與己知臨界值ε分別的分 離八嫡像素資料成為三階靥，並且轉換該八値像素資料成 為對應三階曆之碼。 —匹配機構包括内部乘積電路60、61、62、63以分別 執行預先指定遴綠圖型Wl、W2、W3、Μ ,與三態樣编碼 器50之輸出的内乘。 一判定機構包括比較器70、71、72、73以各別的將内 -13- 本紙張尺度遑用中a β家«準(CNS)甲4規格(210x297公龙) (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 裝· 訂< 線- 13 6 五、發明説明◦ 2) 經濟部中央標準局貝工消#合作社印製 部乘積：路60、61、62、63之輸出與已知定值比較，並輸 出匹配信號，與OR閘80,以邏輯地總和比較器70、71、 72、73之輸出。 第4圖表示出一較佳具體之编碼機構，該3X3檢視窗 電路30包括：三個記錄器90、91、92,其個各別地包念一 組八個並聯箸的D型跳擺器且串聯至一輸入端以輸入一由 八位元所代表之連鑛掃描數值位視頻訊號，與三個記錄器 100、101、102,分別地包括一組八個平行連接跳擺器 並串聯至一第一延遲裝罝10之輸出端，以輸入第一延遲裝 置10之輸出信號，而三個記錄器110、111、112分別地包 括一組八個平行連接I®跳擺器，並串聯至第二延遲裝置 20之輸出端，以輸入第二延遲裝置20之輸出信號，因此九 個像素資料偽儲存在3X3撿視窗：路30之内，一實際平均 計算：路120包括：加算計121、122、123、124以將八偭 記錄器 90、91、92、100、102、110、111、112^：二輸出 相加，除了一記錄器101之輸出以外，以及，加算器130 、：L31,以將由加算器121、122、123、124輸出信號中除 去最小位元LSB之後剩餘二信號相加•與一力π算器140, 其偽用將由加算器130、131輸出信號除去一最小位元LSB 後之剩餘信號相加.且用以輸出一將其輸出信號之一最小 位元LSB除去後之剩餘信號。 八個記錄器 90、91、92、100、102、110、111、112 之輸出信號與力Π算器140輸出信號偽暫時地儲存在記錄器 (未盖出）内，以輸入以下階態，那即是，平均計算電路 -14- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙5艮尺度遑用中國Η家楳準(CNS) T 4規格(210父297公货) 211603 Λ 6 13 6 五、發明説明Ο3) 120計算一平均值如下。 令Zl、Ζ2、ZS、Ζ4、ZS、Ζ7、Z8IS3Z9像記錄器 90、91 、92、100、102、110、111、112^：輸出.令A、B、C與 D 為從記錄器輸出選擇二資料之和，A、B、C與D以Α=Ζ1+Ζ2 ,B=ZS+Z4, ΟΖ6+Ζ7與D=Z8+Z9代表。在此，令E、F、G與 Η為在除去A、B、C、D—USB位元值後之剩餘值，因此，E 、F、G與Η在此偽以下式表之： A Z1+Z2 B ZS+Z4 E= —......- — -- 1 , F= .......... = ............. 丨丨· 2 2 2 2 C Z6+Z7 D Z8+Z9 G= 2 2 -與H= 2 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部中央標準局貝工消t合作社印製 且，令I及J分別為EI3JF,及G與和，因此I及J由 Z1+Z2+ZS+Z4 I=E + F --------- 2 26-Ζ7-Ζ8+Ζ9 _ Πτϊ J=G + H = ο 2 在此，令Κ與L分別為由I與J除去一 LSB後之剩餘值， 因此K與L由 E+F Z1+Z2+ZS+Z4 K ------------- 2 4 G+H Z6+Z7+Z8+Z9 曰 I.二:--———~ — ^ 0 2 4 而且，假設藉相加K與LM除去其結果值一 LSB位元所獲得 之值為一平均值M,則Μ偽由 -15- 本紙張尺度逍用中國S家榲準(CNS)甲4規格(210x297公龙) 訂· 線. 211603 Λ 6 Β6 經濟部中央標準局貝工消#合作社印製 五、發明説明（14·) K+L Z1+Z2+ZS+Z4+Z6+Z7+Z3+Z9 Μ =----------------- 2 3 該所獾得平均值Μ並非一精確值。但在精確平均值與所得 平均值之間的差異並不會使結果的邊錄品質惡化，因為所 得平均值被用作下列階態之三態樣编碼。 而且，該三態樣编碼罨路150包括：加算器160,以 將平均值Μ與一具有降低雜訊效力之參數e並産生一Μ+ e 值；加算器161,以相加平均值Μ與參數-s並以産生一 Μ- e值；一比較器170,用以將Μ+ e值分別比較除了中央 像素資料Z5以外之像素資料Z1......Z3 ;比較器171,用 以將Μ - e值分別比較除了中央像念資料Z5以外之像素資料 Z1......Z9 ; —反相器1S0,用以輸出一比較器170中最 大位元MSB信號VII、V21.....V91 ;以及，OR蘭190,作 OR動作，亦卽，分別邏輯地將三態樣信號之最小位元LSB 信號V18、V20.....VS0與比較器171之輸出相加，即是· 三態樣編碼器150,如果當各自像素資料傜小於M值時 ,輸出一11值；如果各自像素資料大於M+s時，則輸出一 01值，而其他情形有一80值。此處，假設最大位元MSB為 一符號位元且最小位元LSB為一數量泣元，則11, 00, Θ1值 分別地對應至三狀態-1, 0,1。 第5圖表示出四値預先指定遵緣圔型Wl、W2、W3及W4 〇 第SA、SB、6C、SD圖偽表示本發明匹配機構執行内部 乘積之電路圖。 -16- (請先閲讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 本紙张尺度遑用中S S家楳準(CNS)肀4規格(2丨0x297公釐) 2116G9 lie6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明05) 該匹配機構執行在各自四ί固預先指定邊综圖型Wl、W2 、W3及W4之元件中二ί固成份與轉換值VII、m vu、V2Q ........V91、V90之間的内乘。 第7圖表^Γί —•内乘之真實表。 第S圖表示一Karnaugh圖以簡化内乘電路。 由第8圖簡化之邏輯等式為： Ujl (MSB) = VJ1 Vjo Wjl + Vjl Wji wjo Ujo (LSB) =VJo WJo 這些邏輯等式可藉使用四値預先指定遴綠圔型之性質而更 進一步簡化： 首先，在Wjl = Wjo = 1之情形， UJ1 (MSB； = "vjT Vjo Ujo (LSB) = Vjo 第二，在WJHj〇=0之情形， Ujl (MSB) - UJo (LSB) - 8 那就是，不論影像資料如何•該内部輸出經常為、、8 ",如此·使得其結果遙緣上沒有影當。 第三，在Wji= 0, Wjo = 1之情形， Ujl (WSB) = Vjl, Ujo (LSB) = Vjo 結果，在一硬體工程中，四痼預先指定造綠圓型絕辑 地存在，且只有三態樣值看似封肉積之_出具有一影_, 並且，所獲得内乘輸出像藉兩丨固位元表示，具只有除了九 個_袁中加權值為0以外的六膣馐衷在硬體化工程中被使 钼。 一使周以上還輯等式之哽體化工程乃表示抝下： -I Τ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙张尺度边用中a Β家標準（CNS)甲4規格(210x297公龙) 211G09 Λ 6 13 6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（1句 首先· W1. V的匹配電路輸出0711· V10)V10，（V31) VS0, (V4T,V40)V40, V61V60, (Ψ71' V70)V70, V91V90, 第二，W2· V的匹配電路輸出（Ϋΐΐ, V10)V10, V71V70 ,(VS, V20)V20, V81V80, (VSl* V30)VS0, V91V90, 第三，W3. V的匹配電路輸出(·ΫΙΪ· V10)V10, V61V60 .(V21. V20)V20. V31V80, CV4i. V40)V40, V91V90, 第四.W4· V的匹酉己電路輸山(丽· V20) V20, V41V40 .CVSl, VS0)VS0, V71V70, CV61* V60)V60, V81V80, 這些邏輯等式藉由反相器 200與AND閘210而被實行 .(如第SA、6B、SC及6D圖所示）。 再者，在對應的匹配電路中，及（AND)闊210之輸出 與反相器200之輸出以内積被相加。 在此，該加算偽藉使甩加算器220並藉加上一絕對值 電路230而被實行，絕對值電路230之加入偽使兩在因為 及（AND)閑210之輸出偽由二的餘數表示而使相加的最終 值為一負值之情形下而獲得相同的邊縐結杲。並且，AND 間210之輸出與反相器200$命出之加算偽使周信號擴充法 〇 如第(3A、GB、SC與㈤圖所示之思以獲得絕對值的絕對 值電路230偽於第9圓育更詳細之解釋。 在第9圖中，假設一値四位元輸入資料為A3、A2.、Λ1 、A0,且輸出資料為B2、Bl、B3,絕對值電路230由以下 所組成：或（OR)鬧240,以對輸入資料A1及A0作OR動作 ;與非及（NAND)鬧250以在當OR閑240與輸入資料A3皆 -18 - (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝< 訂_ 線- 矣紙張尺度边用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公*) Λ 6 13 6 經濟部中央標準局员工消費合作社印製 五、發明説明（1 7) 為、、1 "時供應0 〃 ； 蘭2(30,以在當輸入資料AS與 A0皆為、、1 〃時供應、、0 〃 ； 一EXNOK間 270,以在當輸入 資料A2與NAND閘250之輸出為不冏值時輸出'、1 "; 一 EXNOR間 2S0,以在當輸入資料Λ1與NAND間2S0輸出不同 值時輸出'' 1 如此· EXNOR間270、230之輸出值與一 輸出值與一輸入資料A3,分別變成絕對值電路230之輸出 Β2Β1ΒΘ〇 第10圖表示本發明之遴綠撿知裝置較佳具體之判定機 構，此判定機構由以下組成：四値比較器2S0,以輸入由 絕對值電路230輸出信號01/11、GUT2、0UT3與0UT4以及一 臨界值a 110 〃來表示一邊緣；與二値OR閘300，以分別 對由四個比較器290輸出信號選出二個作〇R動作；與GR蘭 310，周以對二値IOR閙300之輸出信號作叹動作。並且，若 至少有一由輸出信號QUT1、0UT2、0UT3與ϋϋΤ4選出之信號 大於或等於'"e ",則GR閩310之輸出變成a i 〃，旦被判 定為~*邊緣。 第11圖彳备本發明邊緣撿知電路動作之時序圖。 假設輸入影像資料如第11圓所示，偽湓存在3 X S檢視 窗電路 90、91、92、100、101、102、110、111 與 112。此 處，e設定為10,旦三態樣值V1、V2、V3、V4、V6、V7、 vs、νοεπ如第11圖所示。此處二値以虛線圍繞的方形面積 之:輸入圓型偽等於對應預先指定邊綠圖型。亦即，第一個 虛線圔繞方形面積偽等於W1且第二値虛線圍繞方形面積 偽等於W2。因此，當至少有一出信號〇jTl與0UT2為 -1Q- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度逍用中HS家標準(CNS)甲4規格(210x297公龙) 2U6G9 五、發明説明（18) 、1 "時，輸出信號EDGE變成1 ' 依本發明之遙綠檢知裝置具有下列優點： 首先.藉虫在多態樣編碼方法中使周雜訊降ί®参數· $無需使用增加低通濾波器丽能大大有效的降低雜訊。 第二，其可大大地簡化硬體並藉由使闱3 X 3局部撿視 _使操作時間減至最少（因其為最小為二次元對稱檢視窗 )〇 第三，藉由同時使用複數値I線性臨界邏輯，其可利用 $壩線性臨界邏輯旋轉不變之特性。 (請先閲讀背面之注意事項再蜞窝本頁) 裝. 訂_ 線· 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 2Θ- 本紙张尺度遑用中ffl Β家樣準(CNS)甲4規格(210x297公龙）

Claims (1)

1. #80107171號「影像處理糸統之邊綠檢知方法及其‘ 裝置」專利栗申請專利範園1修正本 121Λ 队 9 ; 修正 補充

   六、申請專利範圍 1·—種影像處理糸統之邊緣檢知方法，包括下列步驟： —轉換步驟，用以在—η X ri檢視窗内獲得一像素資料 的平均值，而且使用所述平均值以及一預定的臨界值£ ，將所述η X η檢視窗中之像素資料Ζ.轉換成三態樣值 1 V 0

   Μ · + e ι €： ε *濟部中喪棋毕房Λ工消费合作社印$ j = 1, 2, . 一比較步驟，用較Vj,其偽為表示於三態樣值中的 所述像素資料，其並有四個預先的邊緣圖型^^, w2, w3 與奴4，四偭預先規定的邊綠圖型定義如下： T Wi= [-1 0-101 -101] T W2= [-1 -1 -1 0 0 0 1 1 1] τ W3== [-1 -10-10101 1] w4 = C0 -1 -1 1 0 -1 1 1 0]T 其中，標準T代表矩陣的轉置；以及 —決定步驟，如果Vj等於所述四個預先規定的邊緣圖型 時，用以決定所述輸入像素資料為一邊緣，否則就不是 ~個邊緣。 2.—種影像處理糸統之邊緣檢知裝置，包括： 一轉換機構，以轉換輸入像素資料成為多態樣值； 一匹配機構，以對所述多態樣值與預先指定值執行内乘 ;與 _1 - 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） -----------------1 -----'--- 裝 i — i---訂 ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中*襟準房員工消费合作社印S . A7 B7 C7 〇na〇9_Ξ_ 六、申請專利範園 一判定機構，以依所述内乘結果作一判定。 3. 如申請專利範圍第2項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知装置，其中所述轉換機構更包括一儲存機構30以儲存 所述像素資料J 4. 如申請專利範圍第3項所述之一種影像處理条統邊緣檢 知裝置，其中所述儲存機構30儲存1 X 1資料以儲存中 央像素周圍之鄰近像素。 5·如申請專利範圍第4項所述之一種影像處理条統邊綠檢 知裝置，其中所述轉換機構包括：一平均值計算電路40 ，以計算所述1 X 1資料之一平均值；與一對應電路50 藉由使用所述平均值與一任意的常數以轉換所述1X1 資料成為所述多態樣值。 6. 如申請專利範圍第5項所述之一種影像處理条統邊緣檢 知裝置，其中所述任意常數偽一雜訊降低參數。 7. 如申請專利範圍第6項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述1為3。 &如申請專利範圍第7項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述儲存機構30包括： 一第一延遲裝置10以藉一水平掃描線延遲所述輸入像素 資料； 一第二延遲裝置20,其俗串聯至所述第一延遲裝置，以 藉由二條水平掃描線延遲所述輸入像素資料； 第一組三個記錄器90、91、92，其係串聯至一輸入端， 以輸入所述輸入像素資料； ~ 2 * 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4現格（210 X 297公釐） I ί I ^^1 I - -- I - — · , -- I - . I ^^1 · I -I - - 11 : . n 41 iu. ^^1 1 -- n^i (請先閱讀背面之注舟？事項再塡寫本頁) A7 B7 C7 D7 211609 六、申請專利範園 第二組三個記錄器100、101、102,其偽串聯至第一延 遲裝置，以輸入所述一水平掃描線被延遲之信號； 第三組三個記錄器110、111、112，其偽串聯至所述第 二延遲裝置，以輸入所述二水平掃描線被延遲之信號。 9.如申請專利範圍第8項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述第一、第二、第三90、91、92、100 、101、102、110、111、112各自分別由一多數D型跳 擺器所組成。 10.如申請專利範圍第9項所述之一種影^處理糸統邊緣檢 知裝置，其中，所述平均值計算電路括： 第一組四値加算器121、122、123、124，以加算由所述 第一、第二與第三記錄器中除了所述第二記錄所具有一 中央像素資料之外的四對輸出信號； 第二組二個加算器130、131,以加算在由所述第一組四 個加算器輸出中除去小位元之後由剩餘之輸出信號選出 之二値信號； —第三加算器140以加算在由所述第二組二個加算器之 輸出除去最小位元之後所剩餘之輸出信號，並輸出一在 除去相加信號的最小位元之後所剩餘之信號。 11♦如申請專利範圍第10項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述對應電路150轉換前述輸入像素資料 成為三態樣值。 12·如申請專利範圍第11項所述之一種影像處理条統邊緣檢 知裝置，其中所述三態樣值分別為以2餘數二進位數字 -3- 本紙張尺度適用中國围家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） <請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) •裝. 訂. Λ 經濟部中央標率局貝工消费合作社印製 A7 211609 C7 ____D7_ 六、申請專利範園 11、01與00表示。 13·如申請專利範圍第12項所述之一種影像處理糸統遴緣檢 知裝置，其中，所述對應電路150包括： 一第四加算器160，以加算所述第三加算器之輸出信號 與所述任意常數； 一第五加算器161以加算所述第三加算器之輸出信號與 所述任意常數之負值； 第一組八個比較器170，以分別比較由所述第四加算器 出信號與除***像素資料之八値像素資料； 第二組八個比較器171,以分別比較所述第五加算器輸 出之一個信號與所述八個像素資料； 八値反相器180以分別地變換前述第一比較器之輸出信 號並各別地輸出前述三態樣值中最小位元信號；與、 一組八個OR鬧190，以將所述八個反相輸出信號與所述 第二組八個比較器輸出信號作一〇R 〃動作並分別輸出 所述三態樣值中最小位元信號。 14. 如申請專利範圍第13項所述之一種影像處理条統邊緣檢 知裝置，其中所述匹配機構執行所述三態樣值與所述四 個預先指定邊緣圖型之内乘。 15. 如申請專利範圍第]4項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述四値預先指定邊緣圖型偽由對應的3 X 3矩陣所組成。 16*如申請專利範圍第15項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中每一所述四個預先指定邊緣圖型包括—第 — 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 x 297公货） -----------------/ —Jllii,---訂------與- ~ - {請先閱讀背面之注意事項再蜞寫本頁) A7 B7 C7 D7 21160^ π、申請專利範圍 —圖型（wp,具有在第一行的-1,在第二行的0，在第 三行的1 ; 一第二圖型（W2)具有在第一列的'1，在第二 列的0，在第三列的1 ; 一第三圖型（w3)具有在第一列 的、1、-1、0,在第二列的-1、0、1,在第三列的0、 1、1;與一第四圖型（W4)，具有在第一列的（0、-1、-1 )在第二列的1、0、1,在第三列的1、1、0。 17♦如申請專利範圍第16項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中，所述三態樣值與所述第一圖型之内乘電 路60包括： 三値反相器200,以分別轉換所述三態樣值中第一，第 四與第t值之最大位元；. 三個AND閘210,以分別對所述三個反相器之輸出信號 與所述三態樣值中第一、第四及第七值中最小位元作邏 輯地相乘； 第八組五個加算器220,以藉使用信號延伸將前述三態 樣值中之第三、第六、第九值，與所述三個AND鬧之三 個輸出信號，相加；以及 一絕對值電路230以在當所述第八組五個加算器最後輸 出信號為負值時獲得一纟_#值。 18♦如申請專利範圍第17項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述三態樣值之内乘電路61與所述第二圖 型包括： 三個反相器200,用以分別轉換所述三態樣值之第一、 第二與第三值中的最大位元； -5- 本纸張又度適用中國國家標準（Cls’S)甲4規格（210 X 297公货） (請先閲讀背面之注*事項再域寫本頁) 丨裝. 訂. 211609 A7 B7 C7 D7 六、申請專利範圍 三個AND鬧210,用以分別對所述三個反相器之輸出信 號與所述三狀態值中第一、第二與第三值中最小位元作 邏輯相乘； 第九組五個加算器220，用以藉使用信號延伸將前述三 態樣值中第七、第八、第九值三個AND閘輸出信號相加 ;以及 一絕對值電路230,以於當所述第九組五値加算器最後 輸出信號為負值時，獲得一絕對值。 19.如申請專利範圍第18項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述三態樣值之内乘電路61與所述第三圖 型包括： 三個反相器200，用以分別地轉換所述三態樣值之第一 、第二與第四值中的最大位元； 三値AND蘭210，用以分別對所述三値反相器之輸出信 號與所述三狀態值中第一、第二與第四值中最小位元作 邏輯相乘； 第十組五個加算器220,用以藉使用信號延伸將前述三 態樣值中第六、第八、第九值三値AND鬧輸出信號相加 ;以及 一絕對值電路230,以於當所述第十組五個加算器最後 輸出信號為負值時，獲得一絕對值。 20·如申請專利範圍第19項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述三態樣值之内乘電路63與所述第四圖 型包括： -6- 衣紙張；〇t適用t國國家標準（CNS)甲4祕（210 X 297公货)一 ' -----------------4 ί !裝—-----，玎------線 • t (請先閲讀背面之注意事喟再填寫本頁) 經濟部中央櫺準扃貝工消费合作社印$ A7 B7211609 〇 經濟部中夬標準房员工消费合作社印製 六、申請專利範圍 三個反相器200,用以分別轉換所述三態樣值之第二、 第三與第六值中的最大位元； 三個AND閘210,用以分別對所述三値反相器之輸出信 號與所述三狀態值中第二、\第三與第六值中最小位元作 滋I輯相; 第-f 組五個加算器220，用以藉使用信號延伸將前述 三態樣值中第四、第七、第八值三個AND間輸出信號相 力Π ;以及 一絕對值電路230,以於當所述第Η組五値加算器最 後輸出信號為負值時，獲得一絕對值。 21.如申請專利範圍第20項所述之一種影像處理糸統邊綠檢 知裝置，其中，所述絕對值電路230包括： 一OR鬧240,以對輸入四位元中二最小位元件作動作 > '一第一NAND閘250,以輸入所述OR鬧之一輸出信號與所 述輸入四位元中的最大位元； 一第二NAND蘭260,以輸入所述輸入四位元中的最大位 元與最小位元； 一第一EXN0R鬧 270，以輸入所述第一NAND問輸出之信 號與所述輸入四位元之第二最大位元；與 一第二EXN0R間280，以輸入所述第二NAND鬧輸出之信號 與所述輸入四位元中之第二最小位元， 藉此，一所述第一 EXN0R閘之一輸出為所述絕對值中之 最大位元，所述第八組加算器之最小位元為絕對值中的 7- {锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝1' 訂 M 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公:$ ) Α7 Β7 C7 D7 六、申請專利範团 最小位元，所述第二EXNQR鬧之一輸出為絕對值之中間 位元。 22·如申請專利範圍第21項所述之一種影像處理糸統邊緣檢 知裝置，其中所述判定機構包括： 第三組四値比較器270，以分別輸入四個絕對值電路之 輸出信號與一設定臨界值； 二個OR鬧300，以對從所述第三組四個比較器輸出之信 號中選出二値信號作OR動作；以及 一OR閘310,以對前述二個閘輸出信號作0R動作。A ------------------{-------裝 ------訂 m - (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 缦濟部中央標準扃员工消費合作社印製 8- 本紙張又度適用中國固家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公货）