(57)【要約】【課題】データ処理が高速化されたメディアン取得手法を提供する。【解決手段】９個のデータのメディアンを得るデータ処理方法において、前記９個のデータを６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分け、各データの大小比較、UnitＡからUnitＢへの移動、UnitＡおよびUnitＢからのデータの除去の操作によりメディアンを得る。【選択図】図２
2010224860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
９個のデータのメディアンを得るデータ処理方法において、
前記９個のデータを６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分ける分別ステップａと、
前記UnitＡを構成するデータを２個づつの３組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付けステップｂと、
前記各Ｈデータの大きい順に前記３組を第１組、第２組、第３組に設定する順序付けステップｃと、
前記第１組のＨデータをメディアン候補であるUnitＡから除く判断ステップｄと、
UnitＡの第１組ＬデータをUnitＢに移す移動ステップｅと、
UnitＡの前記第２組Ｌデータと第３組Ｈデータとを比較して大きい方のデータを前記処理後のUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータと判断する判断ステップｆと、
前記第１組Ｌデータが加えられたUnitＢの４個のデータを２個づつの２組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付けステップｇと、
前記各Ｈデータの大きい順に前記UnitＢの２組を第１組、第２組に設定する設定ステップｈと、
前記処理されたUnitＢの第１組Ｌデータと第２組Ｈデータを比較し大きい方のデータをUnitＢの２番目に大きいデータと判断する判断ステップｉと、
UnitＡの２番目に大きいデータとUnitＢの２番目に大きいデータとを比較し、小さい方のデータを含むUnitにおける２番目より小さいデータを前記小さい方のデータを含むメディアン候補であるUnitから除く判断ステップｊと、
大きい方のデータを含むメディアン候補であるUnitにおける２番目と２番目より大きいデータを前記Unitから除く判断ステップｋと、
前記判断ステップｊおよび判断ステップｋにより除かれた後に各Unitに残る４個のデータを比較して２番目に大きいデータを前記最初の９個のデータのメディアンと判断する判断ステップｍとによりメディアンを得ることを特徴とするデータ処理方法。
【請求項２】
行列に配置された画像データの処理対象データを行または列に従って隣に移動させつつ、処理対象データと、前記処理対象データに上下および斜めに隣接するデータとの９個のデータから請求項１記載のデータ処理方法で得たメディアンで前記処理対象データに置き換える画像データ処理方法。
【請求項３】
９個のデータのメディアンを得るデータ処理装置において、
前記９個のデータを６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分ける分別手段ａと、
前記UnitＡを構成するデータを２個づつの３組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付け手段ｂと、
前記各Ｈデータの大きい順に前記３組を第１組、第２組、第３組に設定する順序付け手段ｃと、
前記第１組のＨデータをメディアン候補であるUnitＡから除く判断手段ｄと、
UnitＡの第１組ＬデータをUnitＢに移す移動手段ｅと、
UnitＡの前記第２組Ｌデータと第３組Ｈデータとを比較して大きい方のデータを前記処理後のUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータと判断する判断手段ｆと、
前記第１組Ｌデータが加えられたUnitＢの４個のデータを２個づつの２組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付け手段ｇと、
前記各Ｈデータの大きい順に前記UnitＢの２組を第１組、第２組に設定する設定手段ｈと、
前記処理されたUnitＢの第１組Ｌデータと第２組Ｈデータを比較し大きい方のデータをUnitＢの２番目に大きいデータと判断する判断手段ｉと、
UnitＡの２番目に大きいデータとUnitＢの２番目に大きいデータとを比較し、前記小さい方のデータを含むUnitにおける２番目より小さいデータを前記小さい方のデータを含むメディアン候補であるUnitから除く判断手段ｊと、
前記大きい方のデータを含むメディアン候補であるUnitにおける２番目と２番目より大きいデータを前記Unitから除く判断手段ｋと、
前記判断手段ｊおよび判断手段ｋにより除かれた後に各Unitに残る４個のデータを比較して２番目に大きいデータを前記最初の９個のデータのメディアンと判断する判断手段ｍとを具備したことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項４】
行列に配置された画像データの処理対象データを行または列に従って隣に移動させつつ、処理対象データと、前記処理対象データに上下および斜めに隣接するデータとの９個のデータから請求項３記載のデータ処理装置で得たメディアンで前記処理対象データに置き換える画像データ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ処理方法および画像データ処理方法ならびにデータ処理装置および画像データ処理装置に係わり、特に、データ処理の高速化を図る方法ならびに装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像デシタルデータのノイズを除去してノイズによる画像劣化を緩和する手法としてメディアン（中位数）フィルタが知られている。例えば、行３×列３のデータのメディアンフィルタの場合、行列を構成する９個のデータのメディアンで行列の中心位置のデータと置き換える処理が行われる。
【０００３】
このメディアンを得るためには、上記９個のデータを降順または昇順に並べて中位数を得ればよいが、これによると１位のデータを決定するのに８回の大小比較処理（以下比較処理と称する）が必要であり、その後さらに２位〜５位（中位）のデータを決定するのに夫々７〜４回の比較処理が必要となる。すなわち、１個のメディアンを得るために合計３０回の比較処理が必要であり、画素の多い画像データの処理には時間がかかり過ぎてシステムの破綻処理を回避することが困難となるという問題があった。
【０００４】
特開平２００３−２９６７３０号公報に開示された９個のデータのメディアンを得る手法によると、最大比較回数は１６回であり、さらに、比較回数の少ないすなわち、高速化されたメディアン取得手法が要望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２００３−２９６７３０号公報、段落００３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、データ処理が高速化されたデータ処理方法および画像データ処理方法ならびにその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のデータ処理方法は、９個のデータのメディアンを得るデータ処理方法において、前記９個のデータを６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分ける分別ステップａと、前記UnitＡを構成するデータを２個づつの３組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付けステップｂと、前記各Ｈデータの大きい順に前記３組を第１組、第２組、第３組に設定する順序付けステップｃと、前記第１組のＨデータをメディアン候補であるUnitＡから除く判断ステップｄと、UnitＡの第１組ＬデータをUnitＢに移す移動ステップｅと、UnitＡの前記第２組Ｌデータと第３組Ｈデータとを比較して大きい方のデータを前記処理後のUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータと判断する判断ステップｆと、前記第１組Ｌデータが加えられたUnitＢの４個のデータを２個づつの２組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付けステップｇと、前記各Ｈデータの大きい順に前記UnitＢの２組を第１組、第２組に設定する設定ステップｈと、前記処理されたUnitＢの第１組Ｌデータと第２組Ｈデータを比較し大きい方のデータをUnitＢの２番目に大きいデータと判断する判断ステップｉと、UnitＡの２番目に大きいデータとUnitＢの２番目に大きいデータとを比較し、小さい方のデータを含むUnitにおける２番目より小さいデータを前記小さい方のデータを含むメディアン候補であるUnitから除く判断ステップｊと、大きい方のデータを含むメディアン候補であるUnitにおける２番目と２番目より大きいデータを前記Unitから除く判断ステップｋと、前記判断ステップｊおよび判断ステップｋにより除かれた後に各Unitに残る４個のデータを比較して２番目に大きいデータを前記最初の９個のデータのメディアンと判断する判断ステップｍとによりメディアンを得ることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の画像データ処理方法は、行列に配置された画像データの処理対象データを行または列に従って隣に移動させつつ、処理対象データと、前記処理対象データに上下および斜めに隣接するデータとの９個のデータから前記のデータ処理方法で得たメディアンで前記処理対象データに置き換えるものである。
【０００９】
また、本発明のデータ処理装置は、９個のデータのメディアンを得るデータ処理装置において、前記９個のデータを６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分ける分別手段ａと、前記UnitＡを構成するデータを２個づつの３組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付け手段ｂと、前記各Ｈデータの大きい順に前記３組を第１組、第２組、第３組に設定する順序付け手段ｃと、前記第１組のＨデータをメディアン候補であるUnitＡから除く判断手段ｄと、UnitＡの第１組ＬデータをUnitＢに移す移動手段ｅと、UnitＡの前記第２組Ｌデータと第３組Ｈデータとを比較して大きい方のデータを前記処理後のUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータと判断する判断手段ｆと、前記第１組Ｌデータが加えられたUnitＢの４個のデータを２個づつの２組に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータに設定する順序付け手段ｇと、前記各Ｈデータの大きい順に前記UnitＢの２組を第１組、第２組に設定する設定手段ｈと、前記処理されたUnitＢの第１組Ｌデータと第２組Ｈデータを比較し大きい方のデータをUnitＢの２番目に大きいデータと判断する判断手段ｉと、UnitＡの２番目に大きいデータとUnitＢの２番目に大きいデータとを比較し、前記小さい方のデータを含むUnitにおける２番目より小さいデータを前記小さい方のデータを含むメディアン候補であるUnitから除く判断手段ｊと、前記大きい方のデータを含むメディアン候補であるUnitにおける２番目と２番目より大きいデータを前記Unitから除く判断手段ｋと、前記判断手段ｊおよび判断手段ｋにより除かれた後に各Unitに残る４個のデータを比較して２番目に大きいデータを前記最初の９個のデータのメディアンと判断する判断手段ｍとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像データ処理装置は、行列に配置された画像データの処理対象データを行または列に従って隣に移動させつつ、処理対象データと、前記処理対象データに上下および斜めに隣接するデータとの９個のデータから前記のデータ処理装置で得たメディアンで前記処理対象データを置き換えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のデータ処理方法および画像データ処理方法ならびにその装置によれば、高速のデータ処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１である画像データ処理装置の各機能をブロックとして示すブロック図である。
【図２】前記画像データ処理装置での実行手順の概要を示すフローチャートである。
【図３】前記画像データ処理装置で処理データを一時記憶するメモリの所定位置を示す図である。
【図４】同所定位置に記憶されるデータの配置を示す図である。
【図５】同所定位置に記憶されるデータの配置を示す図である。
【図６】同所定位置に記憶されるデータの配置および処理を示す図である。
【図７】同所定位置に記憶されるデータの配置および処理結果を示す図である。
【図８】同所定位置に記憶されるデータの配置および処理結果を示す図である。
【図９】同所定位置に記憶されるデータの配置および処理結果を示す図である。
【図１０】同所定位置に記憶されるデータの処理を示す図である。
【図１１】前記画像データ処理装置で処理されたデータが記憶されるメモリの所定位置を示す図である。
【図１２】本発明の実施例２である画像データ処理装置が処理するデータの配置を示す図である。
【図１３】同画像データ処理装置で処理する画像データの推移を示す図ある。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明を実施するための最良の形態を実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１である画像データ処理装置の各機能をブロックとして示すブロック図であり、その動作の概要が図２に示されている。図１に示す機能を実現する装置はＣＰＵ、入出力インターフェース、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成されている。
【００１５】
図１に示すメディアン決定部１は、処理するデータを入力インターフェイス２を介して図示していない外部記憶装置の所定番地から取り込んで処理結果記憶部４に書込み、また、処理済みのデータを出力インターフェイス３を介して外部記憶装置の所定番地に書込む。
【００１６】
メディアン決定部１は、さらに処理結果記憶部４に記憶されているデータの比較や記憶場所の移動を行い、また、データ除去部５に指令して、処理結果記憶部４で処理が終了したデータを図１１に示す処理済データ記憶場所（処理結果記憶部４に設けられている）に移動させる。
【００１７】
次に、図２に概略が示されている動作について詳しく説明する。先ず、本願明細書での用語または記号について説明しておく。説明を簡単とするために本願明細書および図では用語『大きい』『小さい』と記号『＜』『＞』が用いられているが、これらで説明する内容は『等しい』場合も含まれるものとする。また、明細書と図とに記載したデータ名称について説明すると、明細書でＡ１Ｈ、Ａ１Ｌ…として記載したデータ名称には図において下付きバーが加入されている。
【００１８】
先ず、外部記憶装置に記憶された所定番地データが処理データとして決定すると、処理データを中心とする９個のデータが取り込まれる。この９個のデータは分別部（ａ）により６個のデータのUnitＡと３個のデータのUnitＢに分けて、処理結果記憶部４に図３に示すように記憶される。なお、以下の説明および図４以下の記号について、UnitＡの第Ｎ組の大きいデータをＡＮＨ、UnitＡの第Ｎ組の小さいデータをＡＮＬのように記載する。
【００１９】
次に上記９個のデータは図４に示すように、UnitＡを構成するデータを２個づつの３組Unit  Ａ1,Unit  Ａ２，Unit  Ａ３（以下、Unit  Ａの第１組、第２組、第３組とする）に分け、各組における大きい方のデータをＨデータ、小さい方のデータをＬデータとして図４に示すように順序付け部（ｂ）により設定する。
【００２０】
前記UnitＡの各データは、図５に示すように、順序付け部（ｃ）によりＨデータの大きい順にUnit  Ａの第１組、第２組、第３組に設定され、判断部（ｄ）によりUnit  Ａの第１組のＨデータがメディアン候補であるUnitＡから除かれる。Unit  Ａの第１組のＨデータにはそれより小さいデータが少なくとも５個あるためUnit  Ａの第１組のＨデータはメディアンでないことが確定するからである。除かれたデータは図１１に示すTop ４の場所に移される。
【００２１】
そして、図６に示すように、移動部（ｅ）によりUnitＡの第１組のＬデータがUnitＢに移される。これまでの処理が終った時点でのUnitＡおよびUnitＢが図７に示されている。このとき、UnitＡで１番大きいデータはＡ２Ｈであり、２番目に大きいデータはＡ３ＨとＡ２Ｌの大きい方である。
【００２２】
そこで、判断部（ｆ）によりＡ３ＨとＡ２Ｌが比較され大きい方のデータがUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータと判断される。この例では、図７および図８に示すＡ３ＨがUnitＡのデータにおける２番目に大きいデータとなっている。
【００２３】
次に、図７に示す大小関係不明のUnitＢの４個のデータ（最初の３個のデータにUnitＡの第１組のＬデータが加えられたもの）が順序付け部（ｇ）により２個づつの２組に分けられ、各組における大きい方のデータがＨデータ、小さい方のデータがＬデータに設定される。
【００２４】
さらに、図８に示すように設定部（ｈ）によりＨデータの大きい順にUnitＢの２組を第１組、第２組に設定する。この時点では、Ｂ１ＨはＢ２Ｈより大きく、Ｂ２ＨはＢ２Ｌより大きいことが判明しているが、Ｂ２ＨとＢ１Ｌの大小関係は不明である。
【００２５】
そこで、判断部（ｉ）によりUnitＢの第１組のＬデータと第２組のＨデータが比較され大きい方のデータをUnitＢの２番目に大きいデータと判断する。この例では、図８に示すようにＢ２ＨがUnitＢの２番目に大きいデータと判断されている。
【００２６】
次に、図９に示すように、判断部（ｊ）により、UnitＡの２番目に大きいデータＡ３ＨとUnitＢの２番目に大きいデータＢ２Ｈとが比較され、小さい方のデータを含むUnit（この場合UnitＢと判断されている）における２番目より小さいデータがメディアン候補であるUnit（この場合UnitＢと判断されている）から除かれて図１１に示すBtm ４の場所に移される。
【００２７】
また、判断部（k)により、大きい方のデータを含むメディアン候補であるUnit（この場合UnitＡと判断されている）における１番目に大きいデータと２番目に大きいデータとがUnit（この場合UnitＡと判断されている）から除かれて図１１に示すTop ４の場所に移される。
【００２８】
次に、図１０に示すように、判断部（ｊ）および判断部（ｋ）により除かれた後に各Unitに残る４個のデータが判断部（ｍ）により比較されて２番目に大きいデータ（この例ではＢ１Ｈとされた）が前記最初の９個のデータのメディアンと判断されて図１１に示すメディアンの場所に移される。
【００２９】
すなわち、Ｂ１Ｈのデータより大きいデータは４個あり、Ｂ１Ｈのデータより小さいデータは４個あることが判明したからＢ１Ｈがメディアンであることが明らかとなった。このように決定されたメディアンはメディアン決定部１により出力インターフェイス３を介して前記した外部記憶装置の処理データの番地データに書込まれる。
【００３０】
先に、データの比較処理の回数が多いと、画素の多い画像データの処理に時間がかかると説明したが、それに付いて詳しく説明する。２個のデジタルデータの比較は１ビットずつの減算とキャリー処理が必要であり、画素の多い画像データは１つの画素データが多くのビットで構成されている。従って、比較処理の回数が１枚の画像データに必要な時間に大きく影響することが明らかである。
【００３１】
上記実施例の順序付け部（ｂ）の比較処理は３回であり、以下の順序付け部（ｃ）、判断部（ｆ）、順序付け部（ｇ）、設定部（ｈ）、判断部（ｉ）、判断部（ｊ）、判断部（ｍ）の夫々の比較処理回数は夫々３回、１回、２回、１回、１回、１回、３回であり合計の最大比較回数は１５回となる。この比較回数は先に説明した特開平２００３−２９６７３０号公報に開示された９個のデータのメディアンを得る手法に比べて少なくなっている。
【実施例２】
【００３２】
図１２は本発明の実施例２である画像データ処理装置が処理するデータの配置を示す図である。画像データは行列に配置されており、図１２では今回処理するデータがｊ行、ｉ列にあり、このデータが実線で囲まれた９個のデータのメディアンで置き換えることにより処理される。
【００３３】
前回処理されたデータはｊ行、ｉ−１列にあり、このデータが点線で囲まれた９個のデータのメディアンで置き換えることにより処理されている。このようにｊ行のデータの列が一つづつ大きくなるようにして各データが順次処理され、ｊ行のデータの処理が完了した後にｊ＋１行のデータの処理が行われる。このようにして最外周を除く全てのデータが処理される。そして、各データの処理は実施例１のデータ処理装置で処理される。
【００３４】
なお、今回処理するデータとその周囲のデータとの合計９個のデータは実施例１に記載されたデータ処理装置で処理されるが、今回処理するデータは前回処理した夫々のデータの右となり（列番号が１増えたもの）のデータであり、データをUnitＡおよびUnitＢに設定するときの配列は変わらず、UnitＡは２行のデータが選ばれ、UnitＢは１行のデータが選ばれる。そして、前回のメディアンを求めたときの大小関係で必要なものは今回のメディアンが得られるまで保存されている。
【００３５】
今回（ＮＥＷ）の処理は図１２の実線枠内に示すｉ−１列、ｉ列、ｉ＋１列のデータが対象となり、前回（ＯＬＤ）は点線枠内に示すｉ−２列、ｉ−１列、ｉ列のデータが対象となっていた。すなわち、図１３で点線で囲まれた前回のデータが除かれて新しく図１２のｉ＋１列のデータが加えられることにより今回の対象データとなっている。なお、図１３は図１２を９０°回転させて図示している。そのため、図１２の行、列が図１３では夫々列、行となるように図示されている。
【００３６】
このように、３つの各行で３個ずつのデータが処理対象となるが、実施例１の方法でメディアンを得るときに、例えば、図１２で示すｊ行とｊ＋１行のデータ６個をUnitＡに設定し、ｊ−１行の３個のデータをUnitＢに設定すれば、今回処理でのUnitＡの２組のデータは前回の処理で比較されており、大小関係が判明している。そして、実施例１の順序付け部（ｂ）での比較は１回で済む。なお、UnitＡに設定する行は３つの行の内の任意の２行でよく、一番上の行と一番下の行であってもかまわない。
【００３７】
すなわち、実施例１で説明した順序付け部（ｂ）の比較処理は１回となり、順序付け部（ｂ）で実施例１よりも２回削減される。また、順序付け部（ｃ）での比較も３組の内の１組の大小関係は判明しており、順序付け部（ｃ）でさらに比較処理は１回削減される。この例では１個のメディアンを得るために必要な比較処理は最大１２回となる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
近年、デジタル画像の画素数が多くなる傾向にあり、画像データ処理の高速化が要望されていた。本発明は、この要望を満たすために有効な手法を提供する。
【符号の説明】
【００３９】
１  メディアン決定部
２  入力インターフェイス
３  出力インターフェイス
４  処理結果記憶部
５  データ除去部
【図１】
2010224860.tif 000003
【図２】
2010224860.tif 000004
【図３】
2010224860.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010224860.tif 000013
【図１２】
2010224860.tif 000014
【図１３】
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