画像処理の方法および装置
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、超音波イメージング、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴのような医療用イメージングにおいてエッジを検出し強調するとともに、ノイズを低減するための画像処理の方法および装置に関する。具体的には、本発明の方法および装置は、ノイズのある画像におけるエッジの検出および当該エッジの強調に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像における、例えば、臓器のような物体には、ボーダーまたはエッジがあり、画像処理によって、これらのボーダーまたはエッジを検出することが可能である。エッジの検出は、通常、図１ａ〜図１ｃに示したようなフィルタ１１を用いて行われる。しかしながら、ノイズがある（あるいは信号対ノイズ比が悪い）画像においてエッジを検出するのは難しい。例えば、物体または臓器の本当のエッジではなく、ノイズパターンのエッジが、誤って「エッジ」として検出されることがある。従って、ノイズを低減するとともに、本当のエッジを確実に検出するために、通常、エッジ検出の前に画像にローパスフィルタが適用される。ローパスフィルタは、サイズが、３×３、５×５、７×７、あるいはそれよりも大きいことが可能である。そのようなフィルタは、当該技術分野において知られており、具体例が、図２ａ〜図２ｃに図示されている。ローパスフィルタが適用された後、例えば、図１ａに示したフィルタを用いてエッジ検出が行われる。ローパスフィルタによって、画像は平滑化され、ノイズが低減される。但し、図１ａのフィルタが用いられる場合には、ローパスフィルタマスクが互いにオーバーライド（override）しあい、結果として、元の画像の本当のエッジに対して、若干あいまいなエッジと空間的な誤差をもたらす。従って、必要とされているのは、ノイズを含む画像において本当のエッジを検出する方法であって、結果として、あいまいなエッジまたは空間的な誤差を生じさせない方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従って、本発明の１つの目的は、例えば、超音波イメージング、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴのような医療用イメージングにおいてエッジを検出し強調するとともに、ノイズを低減するための画像処理の方法および装置を提供することである。具体的には、本発明の方法および装置は、ノイズのある画像におけるエッジの検出およびそのようなエッジの強調に関する。
【０００４】
本発明によれば、エッジ検出フィルタが、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、を備える。
【０００５】
本発明によれば、画像におけるエッジを検出する方法が、前記画像に水平エッジ検出フィルタを適用し、水平エッジ検出結果を生成するステップと、前記画像に垂直エッジ検出フィルタを適用し、垂直エッジ検出結果を生成するステップと、前記水平エッジ検出結果と前記垂直エッジ検出結果とを組み合わせて、エッジを検出するステップと、を含む。
【０００６】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値の各々を記憶場所に保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、ｇ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトするステップと、ｈ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｉ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｈを繰り返すステップと、ｊ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｈ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｊを繰り返すステップと、を含む。
【０００７】
本発明によれば、エッジ検出フィルタが、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、正の係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、負の係数の第３のセットと、を備える。
【０００８】
本発明によれば、エッジ検出を行う装置が、行および列で構成されている画像と、エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタと、前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算する手段と、前記複数の行値の各々を記憶場所に保存する手段と、前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成する手段と、前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、を備える。
【０００９】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値の各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成するステップと、ｊ． 前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む。
【００１０】
従って、本発明の１つの目的は、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値ＲＸ，Ｊを計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値ＲＸ，Ｊの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＸを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＸを記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値ＲＸ，２Ｎ＋１を生成するステップと、ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む方法を提供することである。
【００１１】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉを計算するステップと、ｅ． 前記複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＹを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＹを記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい列を追加するとともに、古い列を作成するステップと、ｉ． 前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を生成するステップと、ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記フィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
物体または臓器のエッジには方向がある。従って、各方向においてエッジ検出が行われる必要がある。図５ａ〜図５ｈには、本発明の８つの方向におけるエッジ検出フィルタ（それぞれ、−４５度、４５度、６７．５度、２２．５度、−６７．５度、−２２．５度、０度、９０度）が図示されている。各々のフィルタは、各々のフィルタのサイズが大きいので、ローパスフィルタリング作用を生じるように構築されており、従来技術の場合よりも良好な信号対ノイズ比で確実にエッジを検出することが可能である。さらに、従来技術のローパスフィルタリング後のエッジ検出フィルタとは異なり、本発明によれば、互いにオーバーライドしあっていない画像画素に微分演算が適用される。ローパスフィルタの前処理におけるこの問題を説明するために、図１ａのフィルタ１１の一部（または一列）である水平方向の１×３のエッジ検出フィルタ３１を図３ａに示す。３列のフィルタ１１を用いることで、エッジを検出する際の、平均化する作用とより高い信号対ノイズ比が得られる。但し、説明を簡単にするために、図３ａのエッジ検出フィルタ３１を用いて、オーバーライディング問題を説明する。図３ｂに、エッジ検出フィルタ３１の前に画像に適用される５×５のローパスフィルタ３３を示す。図３ｃに、エッジフィルタ３１の係数−１とローパスフィルタ３３の組み合わせを示す一方で、図３ｄに、エッジフィルタ３１の係数１とローパスフィルタ３３の組み合わせを示す。フィルタ３１の係数０には、何の作用もなく、出力もない。図３ｅに、元の画像に対するエッジフィルタ３１およびローパスフィルタ３３の全体的な作用を示す。中央の３行はオーバーライドされ、フィルタ係数は互いに相殺して０になる。中央のゼロの３行は、ゼロの行が一行しかない１×３のフィルタである元のフィルタよりも、ほぼ３倍悪い空間解像度のエッジ検出フィルタのように作用する。従って、検出エッジはあいまいになる。空間解像度（鮮鋭度）およびエッジの位置合わせ（位置）を維持するために、係数０の行は、できるだけ狭くするべきである。３行のゼロは、０の係数にしては２行多すぎる。同一サイズのアレイ（７×５）の場合の改良されたエッジ検出フィルタを図４に示す。この改良されたフィルタ１５は、０の行を取り囲む上方および下方の領域にローパスフィルタリング機能を備えているので、図３ｅの場合よりもエッジの位置を検出する際に、より正確であり、さらに、エッジを検出する際に、より良好な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有する。通常、エッジ検出フィルタが画像に適用されると、そのフィルタ演算の結果は、エッジ検出フィルタの中央に相当する画素に割り当てられる。一般に、エッジ検出フィルタがエッジの中央に置かれた場合、中央画素の値は相対的な大きさが大きくなる。
【００１３】
図５ａ〜図５ｈには、本発明のフィルタの主要な概念を説明するために、本発明の８つのエッジ検出フィルタを示す。図５に示した８つの具体例としてのフィルタで、フィルタまたは方向の数を２０またはそれ以上に拡張することが可能である。方向がほぼ９度単位で、２０個のフィルタを設計することが可能である。図５に示すように、フィルタ５１は、整数値、通常、１、−１、または０の各々の行および列が交差する点に係数を有し、迅速な計算を可能にする。１、−１、または０の係数は、乗算を必要とせず、むしろ、加算および減算のみを用いて画像に適用することが可能である。但し、フィルタ係数は、必ずしも整数に限定されず、小数値（または浮動小数点数）にまで拡張することが可能である。これら全てのフィルタ５１のフィルタ係数は、符号（すなわち、プラスまたはマイナス）を除いて、垂直に、水平に、あるいはフィルタが検出するように設計されているエッジの方向に対称となっている。中央位置は全て０である。例えば、図５ｇに示したような水平エッジ検出フィルタの場合に、中央行のフィルタ係数は全て０である。図５ｈに示したような垂直エッジ検出フィルタの場合に、中央列のフィルタ係数は全て０である。なお、０度、９０度、４５度、および−４５度の方向を除いて、エッジ検出フィルタ３１のゼロ係数は、検出方向５７に整列された行位置および列位置に配置される。
【００１４】
数々の方向を備えるエッジ検出フィルタが、これらの方向について優れた精度および感度でエッジを検出する上で理想的であるが、リアルタイムの実施には若干制約がある。与えられた画像について、各々のフィルタが、数々の計算を必要とし、全体的な計算の数は、フィルタの数とともに増加する。従って、本発明の代替的な実施の形態では、垂直方向および水平方向の２つのフィルタのみを用いる。その他の方向のエッジが、以下のように、フィルタサイズ（２Ｍ＋１）×（２Ｎ＋１）を用いて検出される。
【００１５】
【数１】
【００１６】
ＭおよびＮは、整数であり、互いに等しいことが可能である。Ｚｉ，ｊは、点（ｉ，ｊ）においてフィルタが適用される画像値である。ＲＸおよびＲＹは、フィルタ出力である。エッジの方向は、以下の式によって求められる。
【００１７】
【数２】
【００１８】
エッジの大きさ（絶対値）または強度は、以下の式によって求められる。
【００１９】
【数３】
【００２０】
組み合わせられた水平（ＲＸ）および垂直（ＲＹ）のエッジ検出結果の大きさは、エッジの有無を表す。
【００２１】
これらの２つのエッジフィルタのみを用いることで、２０個のフィルタを用いる場合と比べて、処理速度が１０倍に上がる。さらに、これらの２つのエッジ検出フィルタを用いることで、異なるフィルタ位置において行われる同一の計算の数を減らすことによって、処理速度をさらに上げることが可能となる。約１１×１１のフィルタマスクサイズの場合に、この速度上昇は、以下の段落において述べるように、１０倍にもなることが可能である。従って、フィルタ数の減少と組み合わせると、全体的な速度上昇は、１００倍にもなることが可能である。これによって、画像処理をリアルタイムで行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の１つまたはそれ以上のエッジフィルタを適用するのに必要とされる計算の速度を上げるために本発明において用いられる１つの方法は反復を伴う。エッジフィルタの一般的な形は、以下の式によって表すことが可能である。
【００２３】
【数４】
【００２４】
ここで、ｉは、フィルタマスクにおけるｘ座標であり、ｊは、フィルタマスクにおけるｙ座標であり、Ｍ，Ｎは、整数であり、Ｒは、フィルタ出力であり、ｗｉｊは、（ｉ，ｊ）におけるフィルタ係数であり、ｚｉｊは、（ｉ，ｊ）における画像値である。
【００２５】
図５ｇに示した水平エッジフィルタ（０度またはｘ方向）の場合に、フィルタは、以下のように表すことが可能である。
【００２６】
【数５】
【００２７】
また、これは、さらに、各々の行について、以下のように表すことが可能である。
【００２８】
【数６】
【００２９】
さらに、各行計算の結果は、以下のように合計される。
【００３０】
【数７】
【００３１】
ここで、中央行（ｊ＝Ｎ＋１）の係数は、０である。
【００３２】
図１２に示したような、数々のフィルタ位置１３，１３’の画像領域１０全体についてフィルタ計算の速度を上げるために、一旦、第１の位置におけるフィルタ１５が計算されたら、（フィルタが一行下に移動すると）次の位置におけるフィルタは、メモリの内容を１つ分だけシフトし、最も新しい行のみを計算することによって、効率的に計算される。これは、図１１に概略的に図示されている。メモリ内容は、以下のようにシフトされる。
【００３３】
【数８】
【００３４】
最終的に、最も新しい行は、以下のように計算される。
【００３５】
【数９】
【００３６】
さらに、これらの項（terms）またはメモリの内容は、以下のように合計される。
【００３７】
【数１０】
【００３８】
この効率的なフィルタ計算は、図９ｂのフローチャートに図示されている。この計算は、例えば、図５ｇに示したような、水平エッジ検出フィルタを用いて図示されている。図示のとおり、係数−１、０、および１で構成されている水平エッジフィルタを用いてエッジ検出を行う方法は、画像の開始列１、開始行１から開始する。まず、エッジ検出フィルタにおける列に対応する画像における列の全てを加算し、その結果をメモリ♯１に保存することによって、第１の行が計算されている。さらに、エッジ検出フィルタにおける全ての対応する列を加算し、その結果をメモリ♯ｊに保存することによって、次の行ｊが計算される。これは、（２Ｎ＋１）番目の行が計算されるまで繰り返される。一旦、ｊ＝２Ｎ＋１となったら、メモリ内容は、フィルタ係数の符号に従って必要に応じて加算または減算され、その結果は、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１から合計される。この計算の結果が、フィルタ出力として出力される。次に、図示および図１１を参照して説明したように、メモリがシフトされる。図９ｂに戻ると、エッジ検出フィルタは、さらに、画像上を一行分だけ下向きに移動させられる。さらに、エッジ検出フィルタが画像の画像行範囲から外れていないことを確認する。外れている場合には、フィルタを一列分だけ移動させて、新しい列および行１から処理を再度開始する。加えて、エッジ検出フィルタが画像列から外れていないことを確認する。外れている場合には、処理が終了する。エッジ検出フィルタが画像行から外れていない場合には、最も新しい行２Ｎ＋１を計算し、その結果をメモリ♯２Ｎ＋１に保存する。再度、メモリ♯１〜２Ｎ＋１のメモリ内容は、フィルタ係数の記号により加算または減算され、フィルタ出力結果を得る。図１５に示した電子回路によって、この水平エッジフィルタが効率的に計算される。画像画素データが、画像メモリから読み出され、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。同一行における画像を形成する全ての画素データが合計器１５０１において合計され、合計器１５０１の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、♯Ｎ＋２，．．．♯１にシフトされる。フィルタ出力を計算するために、合計器（summer）において、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯Ｎ＋２の内容が加算される一方で、メモリ♯Ｎ〜♯１の内容が減算される。エッジ検出フィルタを画像の上から下に垂直に１つずつ進め、さらに、左から右に一度に１つずつ進めて、この処理を繰り返す場合について説明してきたが、本発明はこれに限定されない。むしろ、本発明は、２つの直交する方向に、望ましくは、上から下にと、左から右に、移動することに広く利用される。
【００３９】
これは、図６ａ〜図６ｂに示したような係数のエッジフィルタのより一般的な形に拡張することが可能である。「ａ」は、正または負の値の整数または浮動小数点であることが可能である。同様の効率的なフィルタ演算について、以下の段落において説明する。
【００４０】
水平エッジ方向の場合に、全ての係数が１であるものとして行を計算した後で、その行結果に、係数ａを乗算する。各々の行結果に乗算する方が、各々の画素データに乗算するよりも効率的である。
【００４１】
【数１１】
【００４２】
一旦、第１の位置についてフィルタが計算されたら、メモリの内容が１つ分だけシフトされ、フィルタが一行下に移動すると、最も新しい行のみが計算される。
【００４３】
【数１２】
【００４４】
以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００４５】
【数１３】
【００４６】
さらに、以下のように、これらの項を合計する。
【００４７】
【数１４】
【００４８】
ここで、ａは、１、−１、またはその他の値であることが可能である。
【００４９】
この効率的な計算は、図１０ａに示したフローチャートによって図示されている。
【００５０】
同様の反復技術を用いて、ａｊを用いるより一般的なフィルタについて、効率的にＲを計算することが可能である。
【００５１】
【数１５】
【００５２】
これは、以下のように、効率的に計算することが可能である。
【００５３】
【数１６】
【００５４】
一旦、第１の位置におけるフィルタが計算されたら、単に、メモリの内容を１つ分だけシフトし、フィルタが一行下に移動すると、最も新しい行を計算することが可能である。
【００５５】
【数１７】
【００５６】
以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００５７】
【数１８】
【００５８】
さらに、これらの項を合計する。
【数１９】
【００５９】
フィルタは、下に移動し、フィルタ位置が画像行または画像境界から外れるまで計算が続く。フィルタ位置は、さらに、次の列位置の第１の行に移動し、同一の演算を続ける。
【００６０】
垂直エッジの場合に、図５ｈのフィルタを以下の式によって表すことが可能である。
【００６１】
【数２０】
【００６２】
この計算は、前述したような反復技術によって、効率的に実行することが可能である。
【００６３】
【数２１】
【００６４】
一旦、第１の位置におけるフィルタが計算されると、以下のように、単に、メモリの内容をシフトし、最も新しい行のみを計算することによって、次の位置におけるフィルタを計算することが可能である。
【００６５】
【数２２】
【００６６】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００６７】
【数２３】
【００６８】
この演算は、図１１に図示されている。さらに、図９ａのフローチャートは、画像領域全体のなかの数々の位置における反復方法について説明したものである。図９ａに図示された方法は、図９ｂを参照して上述したものと極めて似ている。主要な相違点は、垂直エッジフィルタ係数−１、０、１の配置に関するわずかに異なる計算から生じる。ここで強調すべきことは、本発明は、例えば、図５ｇおよび図５ｈを参照して例示されているような係数の配置を有する任意のサイズの水平および垂直エッジフィルタの使用を対象としているということである。本明細書において概説された同一の手法を用いて本発明に定義されたもののように構成された任意の水平または垂直エッジフィルタの用途を広げることは当業者であれば明らかなことであろう。図９ａに戻ると、垂直エッジフィルタは、画像に対して列１、行１において適用される。さらに、第１の行は、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、さらに、その合計結果をメモリ♯１に保存することによって計算されている。次に、行ｊは、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、さらに、その結果をメモリｊに保存することによって計算されている。さらに、図９ｂを参照して前述したように、（２Ｎ＋１）番目の行がすでに計算されているかどうかの確認が行われている。計算されていない場合には、次の行ｊが、計算され、（２Ｎ＋１）番目の行が計算されるまでインタラクティブに計算される。ｊ＝２Ｎ＋１となったとき、メモリ♯１からメモリ♯２Ｎ＋１までメモリの全てが合計される。結果として行われる合計により、フィルタ出力が得られる。さらに、メモリは、水平エッジフィルタを参照して上述したようにシフトされる。フィルタは、一行分だけ移動させられ、フィルタが画像行から外れているかどうかの確認が行われ、外れていない場合には、最も新しい行２Ｎ＋１が、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、その結果をメモリ♯２Ｎ＋１に保存することによって計算される。図１３には、この垂直エッジフィルタを効率的に計算するための電子回路が図示されている。同一行における全ての画素（画像）データが、画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給されて、メモリ♯２Ｍ，．．．♯１にシフトされる。同一行における画素データは、合計器において合計または減算される。次の行の全ての画素データが、同様に、読み出されて合計器において合計される。この演算は、１つのフィルタ位置についてフィルタの最終行まで続く。合計器の出力（結果）は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯１にシフトされる。メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容が合計されて、フィルタ出力が計算される。
【００６９】
フィルタは、一行位置分だけ下に移動させられ、フィルタ計算は、フィルタが画像行または境界から外れるまで続く。
【００７０】
フィルタは、−１、０、１の係数に限定されず、以下のように、ａまたはａｊを用いる一般的な形をとることが可能である。
【００７１】
【数２４】
【００７２】
ａは、１または−１またはその他の値であることも可能である。これは、前述のように、反復技術を用いて効率的に計算することが可能である。フィルタマスクにおける第１の行〜２Ｎ＋１行が、以下のように計算される。
【００７３】
【数２５】
【００７４】
フィルタが一行分だけ下に移動させられると、以下のように、反復演算を用いることが可能である。
【００７５】
【数２６】
【００７６】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００７７】
【数２７】
【００７８】
ａｉを用いると、以下のとおりである。
【００７９】
【数２８】
【００８０】
フィルタが一行分だけ下に移動させられると、以下のように、反復演算を用いることが可能である。
【００８１】
【数２９】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００８２】
【数３０】
【００８３】
その他の形の反復を用いて、画像領域全体におけるフィルタ計算の速度を上げることも可能である。例えば、垂直エッジの場合に、第１の位置におけるフィルタ結果を計算した後で、第１の位置の結果に新しい行を加算し、第１の位置における最終行を減算することによって、次の行位置を計算することが可能である。垂直エッジフィルタは、以下のように計算される。
【００８４】
【数３１】
【００８５】
この結果ＲＹは、メモリに保存される。以下に示す各々の行の計算結果もメモリ♯１〜♯２Ｎ＋１に保存される。
【００８６】
【数３２】
【００８７】
次に、フィルタが、一行分だけ下に移動し、後述のように、新しい位置のフィルタを計算することが可能である。まず、以下のように、メモリの内容がシフトされる。
【００８８】
【数３３】
【００８９】
ここで、矢印記号は、右側の項を左側の項に保存することを示し、また、ＲＹ，０は、前回の位置における第１の行結果を示す。最後の演算におけるＲＹ，２Ｎ＋１は、最も新しい行についての最も新しい計算結果を示す。最も新しい行ＲＹ，２Ｎ＋１のこの計算は実際に行われる。但し、合計演算においては、前回の反復法の２Ｎ＋１回の加算ではなく、行結果の加算一回および減算一回のみが必要とされるにすぎない。前回の位置からの、メモリに保存されたＲＹ値が、用いられ、合計演算によって更新され、再度、メモリに保存される。この反復技術は、前述と同様に、ａまたはａｊのフィルタ係数に拡張することが可能である。最も新しい行を加算し、最も古い行を減算するこの演算については、図１１に最もよく示されている。
【００９０】
図１４には、この垂直エッジフィルタを効率的に計算するための、記憶場所、累算器、合計器などを備える電子回路が図示されている。そのような物理的な回路素子について図示されているが、本発明の演算は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ: Digital Signal Processor）によって全体的または部分的に行うことが可能である。同一行における全ての画素（画像）データが、画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給されて、メモリ♯２Ｍ，．．．♯１にシフトされる。同一行における画素データは、合計器１４１において合計または減算される。次の行の全ての画素データが、同様に、読み出されて合計器において合計される。この演算は、１つのフィルタ位置についてフィルタの最終行まで続く。合計器の出力（結果）は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１のスイッチが全て閉じているが、メモリ♯０のスイッチが開いており、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容が合計されて、フィルタ出力が計算される。次のフィルタ位置の場合に、メモリ♯０および♯２Ｎ＋１のスイッチが閉じている一方で、メモリ♯１〜♯２Ｎのスイッチが開いており、最も新しい行データ（メモリ♯２Ｎ＋１）を加算し、最も古い行（メモリ♯０）を前回のフィルタ結果（出力）または合計器の内容から減算することによって、新しいフィルタ出力が計算される。
【００９１】
同様に、以下のように、水平エッジフィルタを効率的に計算することが可能である。
【００９２】
【数３４】
【００９３】
第１の位置のフィルタ出力がメモリに保存される。また、各行の計算結果がメモリ♯１〜♯２Ｎ＋１に保存される。さらに、フィルタが一行分だけ下に移動させられて、新しい位置におけるフィルタ出力が、以下のように、効率的に計算される。まず、以下のように、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１の内容がシフトされる。
【００９４】
【数３５】
【００９５】
新しい位置におけるＲＸ，２Ｎ＋１のみが実際に計算され、メモリ♯２Ｎ＋１に保存される一方で、右側のその他の項は全て、各メモリのなかにある。前回の位置からの、メモリに保存されたＲＸ値が、用いられ、合計演算によって更新され、再度、メモリに保存される。図１６に示した電子回路によって、この水平エッジフィルタが効率的に計算される。画像画素データが画像メモリから読み出され、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。同一行における全ての画素データが、合計器において合計され、その合計器の出力が、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、♯Ｎ＋２，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、フィルタ出力を計算するために、合計器において、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯Ｎ＋２の内容が加算される一方で、メモリ♯Ｎ〜♯１の内容が減算される。メモリにおけるスイッチが、この演算を実現する役割を果たす。第１のフィルタ位置の場合には、メモリ♯Ｎ＋１および♯０を除く全てのスイッチが閉じている。一旦、フィルタ出力が計算されると、次の行における新しい画素データがメモリ♯２Ｍ＋１〜♯１に入力され、合計器において合計され、この出力あるいは次のフィルタ位置からの最も新しい合計行データがメモリ♯２Ｎ＋１に入力される。一方、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯０の内容が全てメモリ１つ分だけ右にシフトされる。フィルタ結果（出力）あるいは前回のフィルタ位置からの合計器の内容がさらに新しい位置について、メモリ♯２Ｎ＋１および♯０の内容を加算し、メモリ♯Ｎ＋１および♯Ｎの内容を減算することによって更新される。スイッチが、この演算を実現する役割を果たす。メモリ♯２Ｎ＋１，♯Ｎ＋１，♯Ｎ，♯０におけるスイッチが閉じている一方で、その他のスイッチが全て開いている。
【００９６】
この反復法によって、加算の回数が減る。垂直および水平エッジのこれらの演算を展開して、前述のように、ａ，−ａ，０、またはａｊの係数を有するようにすることが可能である。これらの係数によれば、反復法によって、加算ばかりではなく乗算の回数も減るので、フィルタの速度が上昇する。
【００９７】
エッジ検出フィルタの最も一般的な形は、以下のとおりである。
【００９８】
【数３６】
【００９９】
但し、フィルタは、以下のように、対称形であることが可能である。水平エッジフィルタの場合に、
【数３７】
かつ、
【数３８】
ここで、ｉ＝１〜２Ｍ＋１であって、ｊ＝１〜Ｎであり、かつ、
【数３９】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであって、ｊ＝１〜２Ｎ＋１である。この水平エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図７ａに図示されている。
【０１００】
さらに、ａｉ，ｊは、水平エッジフィルタの場合に、以下のように、ｘ成分およびｙ成分に分解される。
【０１０１】
【数４０】
【０１０２】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであり、また、
【数４１】
ここで、ｊ＝１〜Ｎである。最終的に、水平エッジフィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１０３】
【数４２】
【０１０４】
このフィルタにおいて、より高速の計算を行うために反復技術を用いることが可能である。
【０１０５】
また、垂直エッジフィルタの場合に、フィルタ係数ａｉ，ｊが、符号（プラスまたはマイナス）以外は対称である。
【０１０６】
【数４３】
かつ、
【数４４】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであって、ｊ＝１〜２Ｎ＋１であり、また、
【数４５】
ここで、ｉ＝１〜２Ｍ＋１であって、ｊ＝１〜Ｎである。この垂直エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図７ｂに図示されている。さらに、ａｉ，ｊは、垂直エッジフィルタの場合に、以下のように、ｘ成分およびｙ成分に分解される。
【０１０７】
【数４６】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであり、
【数４７】
ここで、ｊ＝１〜Ｎである。最終的に、垂直方向フィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１０８】
【数４８】
【０１０９】
さらに、このフィルタにおいて、より高速の計算を行うために反復技術を用いることが可能である。
【０１１０】
正方形のマスクすなわちＭ＝Ｎのフィルタの場合には、２方向のエッジフィルタを、それらの方向において、等しく重み付けする必要があり、従って、水平エッジフィルタの中央行および垂直エッジフィルタの中央列を除いて、以下のとおりである。
【０１１１】
【数４９】
【０１１２】
また、前述した同一の対称特性が、これらの係数にも当てはまる。従って、エッジフィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１１３】
【数５０】
【０１１４】
この水平エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図８ａに図示されている。この水平エッジフィルタは、図１７に示した電子回路を用いて効率的に計算することが可能である。画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。これらのメモリの内容は、係数ｂ１，．．．，ｂ２Ｍ＋１を乗算し、合計器において合計される。合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、♯Ｎ＋１を除くメモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容は、各係数を乗算し、合計器において合計され、フィルタ出力が計算される。次のフィルタ位置の場合に、最も新しい行の新しい画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、シフトされ、メモリ♯２Ｍ＋１〜♯１の内容は、各係数を乗算し、合計器において合計され、合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給される。一方、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯０の内容は、メモリ１つ分だけ右にシフトされる。フィルタ出力すなわち合計器の内容は、前回の位置のフィルタ出力（すなわち合計器の内容）に対して、メモリ♯２Ｎ＋１の値に係数ｂ１を乗算したものを加算し、メモリ♯Ｎ＋１および♯Ｎの値にｂＮを乗算したものを減算し、メモリ♯０の値に係数ｂ１を乗算したものを加算することによって更新される。なお、Ｍ＝Ｎである。
【０１１５】
【数５１】
【０１１６】
この垂直エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図８ｂに図示されている。図１８に示した電子回路によって、この垂直エッジフィルタを効率的に計算することが可能である。画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、♯２Ｍ〜♯１にシフトされる。同一行におけるこれらの列画素データは、図１８に示したように、各係数を乗算し、合計器において合計（すなわち、加算または減算）される。合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、ある行における更なる合計データがメモリ♯２Ｎ＋１に供給されると、メモリ１つ分だけ右にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容は、乗算され、合計器において合計され、フィルタ出力が計算される。次の位置の場合に、第１のフィルタ位置の結果を用いることで、次の結果が効率的に計算される。新しいフィルタ位置についての最も新しい行の新しい合計データがメモリ♯２Ｎ＋１に供給されると、メモリ内容が全て右にシフトされ、新しいフィルタ出力は、前回のフィルタ結果あるいは合計器の内容から、メモリ♯２Ｎ＋１の内容に係数ｂ１を乗算したものを加算し、メモリ♯０の内容にｂ１を乗算したものを減算することによって計算される。
【０１１７】
もう１つの実施の形態では、各フィルタは、最終行から開始して上向きに移動することが可能である。もう１つの実施の形態では、フィルタは、例えば、左端の列から開始して右に向かって横方向に移動することが可能である。もう１つの実施の形態では、フィルタは、右端の列から開始して左に向かって横方向に移動することが可能である。
【０１１８】
本発明の１つまたはそれ以上の実施の形態について説明してきた。しかしながら、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更を加えることができるということは言うまでもない。従って、その他の実施の形態が以下の各請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１ａ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図１ｂ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図１ｃ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図２ａ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図２ｂ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図２ｃ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図３ａ】当該技術分野において一般的な１×３のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図３ｂ】当該技術分野において知られている５×５のローパスフィルタを示す図である。
【図３ｃ】−１のエッジフィルタ係数を５×５のローパスフィルタと組み合わせた結果を示す図である。
【図３ｄ】１のエッジフィルタ係数を５×５のローパスフィルタと組み合わせた結果を示す図である。
【図３ｅ】図３ｃおよび図３ｄの結果から、結果として得られる組み合わせを示す図である。
【図４】本発明の改良されたエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ａ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｂ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｃ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｄ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｅ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｆ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｇ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｈ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図６ａ】係数「ａ」を用いた、より一般的な形を示す水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図６ｂ】係数「ａ」を用いた、より一般的な形を示す水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図７ａ】ａｉｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図７ｂ】ａｉｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図８ａ】ｂｉｂｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図８ｂ】ｂｉｂｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図９ａ】（−１，０，１）を用いる垂直エッジ検出を示すフローチャートである。
【図９ｂ】（−１，０，１）を用いる水平エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１０ａ】−ａ，０，ａを用いる水平エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１０ｂ】−ａ，０，ａを用いる垂直エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１１】古いフィルタ位置と新しいフィルタ位置との関係を示す図である。
【図１２】本発明のフィルタの動きを示す図である。
【図１３】本発明の垂直エッジフィルタハードウェアを示すブロック図である。
【図１４】効率的な垂直エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１５】本発明の水平エッジフィルタハードウェアを示す図である。
【図１６】効率的な水平エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１７】フィルタ係数ｂｉによる水平エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１８】フィルタ係数ｂｉによる垂直エッジ検出フィルタを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、超音波イメージング、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴのような医療用イメージングにおいてエッジを検出し強調するとともに、ノイズを低減するための画像処理の方法および装置に関する。具体的には、本発明の方法および装置は、ノイズのある画像におけるエッジの検出および当該エッジの強調に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像における、例えば、臓器のような物体には、ボーダーまたはエッジがあり、画像処理によって、これらのボーダーまたはエッジを検出することが可能である。エッジの検出は、通常、図１ａ〜図１ｃに示したようなフィルタ１１を用いて行われる。しかしながら、ノイズがある（あるいは信号対ノイズ比が悪い）画像においてエッジを検出するのは難しい。例えば、物体または臓器の本当のエッジではなく、ノイズパターンのエッジが、誤って「エッジ」として検出されることがある。従って、ノイズを低減するとともに、本当のエッジを確実に検出するために、通常、エッジ検出の前に画像にローパスフィルタが適用される。ローパスフィルタは、サイズが、３×３、５×５、７×７、あるいはそれよりも大きいことが可能である。そのようなフィルタは、当該技術分野において知られており、具体例が、図２ａ〜図２ｃに図示されている。ローパスフィルタが適用された後、例えば、図１ａに示したフィルタを用いてエッジ検出が行われる。ローパスフィルタによって、画像は平滑化され、ノイズが低減される。但し、図１ａのフィルタが用いられる場合には、ローパスフィルタマスクが互いにオーバーライド（override）しあい、結果として、元の画像の本当のエッジに対して、若干あいまいなエッジと空間的な誤差をもたらす。従って、必要とされているのは、ノイズを含む画像において本当のエッジを検出する方法であって、結果として、あいまいなエッジまたは空間的な誤差を生じさせない方法である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従って、本発明の１つの目的は、例えば、超音波イメージング、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴのような医療用イメージングにおいてエッジを検出し強調するとともに、ノイズを低減するための画像処理の方法および装置を提供することである。具体的には、本発明の方法および装置は、ノイズのある画像におけるエッジの検出およびそのようなエッジの強調に関する。
【０００４】
本発明によれば、エッジ検出フィルタが、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、を備える。
【０００５】
本発明によれば、画像におけるエッジを検出する方法が、前記画像に水平エッジ検出フィルタを適用し、水平エッジ検出結果を生成するステップと、前記画像に垂直エッジ検出フィルタを適用し、垂直エッジ検出結果を生成するステップと、前記水平エッジ検出結果と前記垂直エッジ検出結果とを組み合わせて、エッジを検出するステップと、を含む。
【０００６】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値の各々を記憶場所に保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、ｇ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトするステップと、ｈ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｉ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｈを繰り返すステップと、ｊ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｈ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｊを繰り返すステップと、を含む。
【０００７】
本発明によれば、エッジ検出フィルタが、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、正の係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、負の係数の第３のセットと、を備える。
【０００８】
本発明によれば、エッジ検出を行う装置が、行および列で構成されている画像と、エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタと、前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算する手段と、前記複数の行値の各々を記憶場所に保存する手段と、前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成する手段と、前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、を備える。
【０００９】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値の各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成するステップと、ｊ． 前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む。
【００１０】
従って、本発明の１つの目的は、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値ＲＸ，Ｊを計算するステップと、ｅ． 前記複数の行値ＲＸ，Ｊの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＸを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＸを記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値ＲＸ，２Ｎ＋１を生成するステップと、ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む方法を提供することである。
【００１１】
本発明によれば、画像にエッジ検出フィルタを適用する方法が、ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、ｂ． エッジ検出フィルタであって、奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉを計算するステップと、ｅ． 前記複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＹを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＹを記憶格納装置に保存するステップと、ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい列を追加するとともに、古い列を作成するステップと、ｉ． 前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を生成するステップと、ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、ｋ． 前記フィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
物体または臓器のエッジには方向がある。従って、各方向においてエッジ検出が行われる必要がある。図５ａ〜図５ｈには、本発明の８つの方向におけるエッジ検出フィルタ（それぞれ、−４５度、４５度、６７．５度、２２．５度、−６７．５度、−２２．５度、０度、９０度）が図示されている。各々のフィルタは、各々のフィルタのサイズが大きいので、ローパスフィルタリング作用を生じるように構築されており、従来技術の場合よりも良好な信号対ノイズ比で確実にエッジを検出することが可能である。さらに、従来技術のローパスフィルタリング後のエッジ検出フィルタとは異なり、本発明によれば、互いにオーバーライドしあっていない画像画素に微分演算が適用される。ローパスフィルタの前処理におけるこの問題を説明するために、図１ａのフィルタ１１の一部（または一列）である水平方向の１×３のエッジ検出フィルタ３１を図３ａに示す。３列のフィルタ１１を用いることで、エッジを検出する際の、平均化する作用とより高い信号対ノイズ比が得られる。但し、説明を簡単にするために、図３ａのエッジ検出フィルタ３１を用いて、オーバーライディング問題を説明する。図３ｂに、エッジ検出フィルタ３１の前に画像に適用される５×５のローパスフィルタ３３を示す。図３ｃに、エッジフィルタ３１の係数−１とローパスフィルタ３３の組み合わせを示す一方で、図３ｄに、エッジフィルタ３１の係数１とローパスフィルタ３３の組み合わせを示す。フィルタ３１の係数０には、何の作用もなく、出力もない。図３ｅに、元の画像に対するエッジフィルタ３１およびローパスフィルタ３３の全体的な作用を示す。中央の３行はオーバーライドされ、フィルタ係数は互いに相殺して０になる。中央のゼロの３行は、ゼロの行が一行しかない１×３のフィルタである元のフィルタよりも、ほぼ３倍悪い空間解像度のエッジ検出フィルタのように作用する。従って、検出エッジはあいまいになる。空間解像度（鮮鋭度）およびエッジの位置合わせ（位置）を維持するために、係数０の行は、できるだけ狭くするべきである。３行のゼロは、０の係数にしては２行多すぎる。同一サイズのアレイ（７×５）の場合の改良されたエッジ検出フィルタを図４に示す。この改良されたフィルタ１５は、０の行を取り囲む上方および下方の領域にローパスフィルタリング機能を備えているので、図３ｅの場合よりもエッジの位置を検出する際に、より正確であり、さらに、エッジを検出する際に、より良好な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有する。通常、エッジ検出フィルタが画像に適用されると、そのフィルタ演算の結果は、エッジ検出フィルタの中央に相当する画素に割り当てられる。一般に、エッジ検出フィルタがエッジの中央に置かれた場合、中央画素の値は相対的な大きさが大きくなる。
【００１３】
図５ａ〜図５ｈには、本発明のフィルタの主要な概念を説明するために、本発明の８つのエッジ検出フィルタを示す。図５に示した８つの具体例としてのフィルタで、フィルタまたは方向の数を２０またはそれ以上に拡張することが可能である。方向がほぼ９度単位で、２０個のフィルタを設計することが可能である。図５に示すように、フィルタ５１は、整数値、通常、１、−１、または０の各々の行および列が交差する点に係数を有し、迅速な計算を可能にする。１、−１、または０の係数は、乗算を必要とせず、むしろ、加算および減算のみを用いて画像に適用することが可能である。但し、フィルタ係数は、必ずしも整数に限定されず、小数値（または浮動小数点数）にまで拡張することが可能である。これら全てのフィルタ５１のフィルタ係数は、符号（すなわち、プラスまたはマイナス）を除いて、垂直に、水平に、あるいはフィルタが検出するように設計されているエッジの方向に対称となっている。中央位置は全て０である。例えば、図５ｇに示したような水平エッジ検出フィルタの場合に、中央行のフィルタ係数は全て０である。図５ｈに示したような垂直エッジ検出フィルタの場合に、中央列のフィルタ係数は全て０である。なお、０度、９０度、４５度、および−４５度の方向を除いて、エッジ検出フィルタ３１のゼロ係数は、検出方向５７に整列された行位置および列位置に配置される。
【００１４】
数々の方向を備えるエッジ検出フィルタが、これらの方向について優れた精度および感度でエッジを検出する上で理想的であるが、リアルタイムの実施には若干制約がある。与えられた画像について、各々のフィルタが、数々の計算を必要とし、全体的な計算の数は、フィルタの数とともに増加する。従って、本発明の代替的な実施の形態では、垂直方向および水平方向の２つのフィルタのみを用いる。その他の方向のエッジが、以下のように、フィルタサイズ（２Ｍ＋１）×（２Ｎ＋１）を用いて検出される。
【００１５】
【数１】
【００１６】
ＭおよびＮは、整数であり、互いに等しいことが可能である。Ｚｉ，ｊは、点（ｉ，ｊ）においてフィルタが適用される画像値である。ＲＸおよびＲＹは、フィルタ出力である。エッジの方向は、以下の式によって求められる。
【００１７】
【数２】
【００１８】
エッジの大きさ（絶対値）または強度は、以下の式によって求められる。
【００１９】
【数３】
【００２０】
組み合わせられた水平（ＲＸ）および垂直（ＲＹ）のエッジ検出結果の大きさは、エッジの有無を表す。
【００２１】
これらの２つのエッジフィルタのみを用いることで、２０個のフィルタを用いる場合と比べて、処理速度が１０倍に上がる。さらに、これらの２つのエッジ検出フィルタを用いることで、異なるフィルタ位置において行われる同一の計算の数を減らすことによって、処理速度をさらに上げることが可能となる。約１１×１１のフィルタマスクサイズの場合に、この速度上昇は、以下の段落において述べるように、１０倍にもなることが可能である。従って、フィルタ数の減少と組み合わせると、全体的な速度上昇は、１００倍にもなることが可能である。これによって、画像処理をリアルタイムで行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の１つまたはそれ以上のエッジフィルタを適用するのに必要とされる計算の速度を上げるために本発明において用いられる１つの方法は反復を伴う。エッジフィルタの一般的な形は、以下の式によって表すことが可能である。
【００２３】
【数４】
【００２４】
ここで、ｉは、フィルタマスクにおけるｘ座標であり、ｊは、フィルタマスクにおけるｙ座標であり、Ｍ，Ｎは、整数であり、Ｒは、フィルタ出力であり、ｗｉｊは、（ｉ，ｊ）におけるフィルタ係数であり、ｚｉｊは、（ｉ，ｊ）における画像値である。
【００２５】
図５ｇに示した水平エッジフィルタ（０度またはｘ方向）の場合に、フィルタは、以下のように表すことが可能である。
【００２６】
【数５】
【００２７】
また、これは、さらに、各々の行について、以下のように表すことが可能である。
【００２８】
【数６】
【００２９】
さらに、各行計算の結果は、以下のように合計される。
【００３０】
【数７】
【００３１】
ここで、中央行（ｊ＝Ｎ＋１）の係数は、０である。
【００３２】
図１２に示したような、数々のフィルタ位置１３，１３’の画像領域１０全体についてフィルタ計算の速度を上げるために、一旦、第１の位置におけるフィルタ１５が計算されたら、（フィルタが一行下に移動すると）次の位置におけるフィルタは、メモリの内容を１つ分だけシフトし、最も新しい行のみを計算することによって、効率的に計算される。これは、図１１に概略的に図示されている。メモリ内容は、以下のようにシフトされる。
【００３３】
【数８】
【００３４】
最終的に、最も新しい行は、以下のように計算される。
【００３５】
【数９】
【００３６】
さらに、これらの項（terms）またはメモリの内容は、以下のように合計される。
【００３７】
【数１０】
【００３８】
この効率的なフィルタ計算は、図９ｂのフローチャートに図示されている。この計算は、例えば、図５ｇに示したような、水平エッジ検出フィルタを用いて図示されている。図示のとおり、係数−１、０、および１で構成されている水平エッジフィルタを用いてエッジ検出を行う方法は、画像の開始列１、開始行１から開始する。まず、エッジ検出フィルタにおける列に対応する画像における列の全てを加算し、その結果をメモリ♯１に保存することによって、第１の行が計算されている。さらに、エッジ検出フィルタにおける全ての対応する列を加算し、その結果をメモリ♯ｊに保存することによって、次の行ｊが計算される。これは、（２Ｎ＋１）番目の行が計算されるまで繰り返される。一旦、ｊ＝２Ｎ＋１となったら、メモリ内容は、フィルタ係数の符号に従って必要に応じて加算または減算され、その結果は、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１から合計される。この計算の結果が、フィルタ出力として出力される。次に、図示および図１１を参照して説明したように、メモリがシフトされる。図９ｂに戻ると、エッジ検出フィルタは、さらに、画像上を一行分だけ下向きに移動させられる。さらに、エッジ検出フィルタが画像の画像行範囲から外れていないことを確認する。外れている場合には、フィルタを一列分だけ移動させて、新しい列および行１から処理を再度開始する。加えて、エッジ検出フィルタが画像列から外れていないことを確認する。外れている場合には、処理が終了する。エッジ検出フィルタが画像行から外れていない場合には、最も新しい行２Ｎ＋１を計算し、その結果をメモリ♯２Ｎ＋１に保存する。再度、メモリ♯１〜２Ｎ＋１のメモリ内容は、フィルタ係数の記号により加算または減算され、フィルタ出力結果を得る。図１５に示した電子回路によって、この水平エッジフィルタが効率的に計算される。画像画素データが、画像メモリから読み出され、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。同一行における画像を形成する全ての画素データが合計器１５０１において合計され、合計器１５０１の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、♯Ｎ＋２，．．．♯１にシフトされる。フィルタ出力を計算するために、合計器（summer）において、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯Ｎ＋２の内容が加算される一方で、メモリ♯Ｎ〜♯１の内容が減算される。エッジ検出フィルタを画像の上から下に垂直に１つずつ進め、さらに、左から右に一度に１つずつ進めて、この処理を繰り返す場合について説明してきたが、本発明はこれに限定されない。むしろ、本発明は、２つの直交する方向に、望ましくは、上から下にと、左から右に、移動することに広く利用される。
【００３９】
これは、図６ａ〜図６ｂに示したような係数のエッジフィルタのより一般的な形に拡張することが可能である。「ａ」は、正または負の値の整数または浮動小数点であることが可能である。同様の効率的なフィルタ演算について、以下の段落において説明する。
【００４０】
水平エッジ方向の場合に、全ての係数が１であるものとして行を計算した後で、その行結果に、係数ａを乗算する。各々の行結果に乗算する方が、各々の画素データに乗算するよりも効率的である。
【００４１】
【数１１】
【００４２】
一旦、第１の位置についてフィルタが計算されたら、メモリの内容が１つ分だけシフトされ、フィルタが一行下に移動すると、最も新しい行のみが計算される。
【００４３】
【数１２】
【００４４】
以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００４５】
【数１３】
【００４６】
さらに、以下のように、これらの項を合計する。
【００４７】
【数１４】
【００４８】
ここで、ａは、１、−１、またはその他の値であることが可能である。
【００４９】
この効率的な計算は、図１０ａに示したフローチャートによって図示されている。
【００５０】
同様の反復技術を用いて、ａｊを用いるより一般的なフィルタについて、効率的にＲを計算することが可能である。
【００５１】
【数１５】
【００５２】
これは、以下のように、効率的に計算することが可能である。
【００５３】
【数１６】
【００５４】
一旦、第１の位置におけるフィルタが計算されたら、単に、メモリの内容を１つ分だけシフトし、フィルタが一行下に移動すると、最も新しい行を計算することが可能である。
【００５５】
【数１７】
【００５６】
以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００５７】
【数１８】
【００５８】
さらに、これらの項を合計する。
【数１９】
【００５９】
フィルタは、下に移動し、フィルタ位置が画像行または画像境界から外れるまで計算が続く。フィルタ位置は、さらに、次の列位置の第１の行に移動し、同一の演算を続ける。
【００６０】
垂直エッジの場合に、図５ｈのフィルタを以下の式によって表すことが可能である。
【００６１】
【数２０】
【００６２】
この計算は、前述したような反復技術によって、効率的に実行することが可能である。
【００６３】
【数２１】
【００６４】
一旦、第１の位置におけるフィルタが計算されると、以下のように、単に、メモリの内容をシフトし、最も新しい行のみを計算することによって、次の位置におけるフィルタを計算することが可能である。
【００６５】
【数２２】
【００６６】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００６７】
【数２３】
【００６８】
この演算は、図１１に図示されている。さらに、図９ａのフローチャートは、画像領域全体のなかの数々の位置における反復方法について説明したものである。図９ａに図示された方法は、図９ｂを参照して上述したものと極めて似ている。主要な相違点は、垂直エッジフィルタ係数−１、０、１の配置に関するわずかに異なる計算から生じる。ここで強調すべきことは、本発明は、例えば、図５ｇおよび図５ｈを参照して例示されているような係数の配置を有する任意のサイズの水平および垂直エッジフィルタの使用を対象としているということである。本明細書において概説された同一の手法を用いて本発明に定義されたもののように構成された任意の水平または垂直エッジフィルタの用途を広げることは当業者であれば明らかなことであろう。図９ａに戻ると、垂直エッジフィルタは、画像に対して列１、行１において適用される。さらに、第１の行は、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、さらに、その合計結果をメモリ♯１に保存することによって計算されている。次に、行ｊは、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、さらに、その結果をメモリｊに保存することによって計算されている。さらに、図９ｂを参照して前述したように、（２Ｎ＋１）番目の行がすでに計算されているかどうかの確認が行われている。計算されていない場合には、次の行ｊが、計算され、（２Ｎ＋１）番目の行が計算されるまでインタラクティブに計算される。ｊ＝２Ｎ＋１となったとき、メモリ♯１からメモリ♯２Ｎ＋１までメモリの全てが合計される。結果として行われる合計により、フィルタ出力が得られる。さらに、メモリは、水平エッジフィルタを参照して上述したようにシフトされる。フィルタは、一行分だけ移動させられ、フィルタが画像行から外れているかどうかの確認が行われ、外れていない場合には、最も新しい行２Ｎ＋１が、フィルタ係数値、すなわち、−１、０、または１に応じて、画像画素値を加算または減算することにより合計され、その結果をメモリ♯２Ｎ＋１に保存することによって計算される。図１３には、この垂直エッジフィルタを効率的に計算するための電子回路が図示されている。同一行における全ての画素（画像）データが、画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給されて、メモリ♯２Ｍ，．．．♯１にシフトされる。同一行における画素データは、合計器において合計または減算される。次の行の全ての画素データが、同様に、読み出されて合計器において合計される。この演算は、１つのフィルタ位置についてフィルタの最終行まで続く。合計器の出力（結果）は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯１にシフトされる。メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容が合計されて、フィルタ出力が計算される。
【００６９】
フィルタは、一行位置分だけ下に移動させられ、フィルタ計算は、フィルタが画像行または境界から外れるまで続く。
【００７０】
フィルタは、−１、０、１の係数に限定されず、以下のように、ａまたはａｊを用いる一般的な形をとることが可能である。
【００７１】
【数２４】
【００７２】
ａは、１または−１またはその他の値であることも可能である。これは、前述のように、反復技術を用いて効率的に計算することが可能である。フィルタマスクにおける第１の行〜２Ｎ＋１行が、以下のように計算される。
【００７３】
【数２５】
【００７４】
フィルタが一行分だけ下に移動させられると、以下のように、反復演算を用いることが可能である。
【００７５】
【数２６】
【００７６】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００７７】
【数２７】
【００７８】
ａｉを用いると、以下のとおりである。
【００７９】
【数２８】
【００８０】
フィルタが一行分だけ下に移動させられると、以下のように、反復演算を用いることが可能である。
【００８１】
【数２９】
また、以下のように、最も新しい行のみが計算される。
【００８２】
【数３０】
【００８３】
その他の形の反復を用いて、画像領域全体におけるフィルタ計算の速度を上げることも可能である。例えば、垂直エッジの場合に、第１の位置におけるフィルタ結果を計算した後で、第１の位置の結果に新しい行を加算し、第１の位置における最終行を減算することによって、次の行位置を計算することが可能である。垂直エッジフィルタは、以下のように計算される。
【００８４】
【数３１】
【００８５】
この結果ＲＹは、メモリに保存される。以下に示す各々の行の計算結果もメモリ♯１〜♯２Ｎ＋１に保存される。
【００８６】
【数３２】
【００８７】
次に、フィルタが、一行分だけ下に移動し、後述のように、新しい位置のフィルタを計算することが可能である。まず、以下のように、メモリの内容がシフトされる。
【００８８】
【数３３】
【００８９】
ここで、矢印記号は、右側の項を左側の項に保存することを示し、また、ＲＹ，０は、前回の位置における第１の行結果を示す。最後の演算におけるＲＹ，２Ｎ＋１は、最も新しい行についての最も新しい計算結果を示す。最も新しい行ＲＹ，２Ｎ＋１のこの計算は実際に行われる。但し、合計演算においては、前回の反復法の２Ｎ＋１回の加算ではなく、行結果の加算一回および減算一回のみが必要とされるにすぎない。前回の位置からの、メモリに保存されたＲＹ値が、用いられ、合計演算によって更新され、再度、メモリに保存される。この反復技術は、前述と同様に、ａまたはａｊのフィルタ係数に拡張することが可能である。最も新しい行を加算し、最も古い行を減算するこの演算については、図１１に最もよく示されている。
【００９０】
図１４には、この垂直エッジフィルタを効率的に計算するための、記憶場所、累算器、合計器などを備える電子回路が図示されている。そのような物理的な回路素子について図示されているが、本発明の演算は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ: Digital Signal Processor）によって全体的または部分的に行うことが可能である。同一行における全ての画素（画像）データが、画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給されて、メモリ♯２Ｍ，．．．♯１にシフトされる。同一行における画素データは、合計器１４１において合計または減算される。次の行の全ての画素データが、同様に、読み出されて合計器において合計される。この演算は、１つのフィルタ位置についてフィルタの最終行まで続く。合計器の出力（結果）は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１のスイッチが全て閉じているが、メモリ♯０のスイッチが開いており、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容が合計されて、フィルタ出力が計算される。次のフィルタ位置の場合に、メモリ♯０および♯２Ｎ＋１のスイッチが閉じている一方で、メモリ♯１〜♯２Ｎのスイッチが開いており、最も新しい行データ（メモリ♯２Ｎ＋１）を加算し、最も古い行（メモリ♯０）を前回のフィルタ結果（出力）または合計器の内容から減算することによって、新しいフィルタ出力が計算される。
【００９１】
同様に、以下のように、水平エッジフィルタを効率的に計算することが可能である。
【００９２】
【数３４】
【００９３】
第１の位置のフィルタ出力がメモリに保存される。また、各行の計算結果がメモリ♯１〜♯２Ｎ＋１に保存される。さらに、フィルタが一行分だけ下に移動させられて、新しい位置におけるフィルタ出力が、以下のように、効率的に計算される。まず、以下のように、メモリ♯１〜♯２Ｎ＋１の内容がシフトされる。
【００９４】
【数３５】
【００９５】
新しい位置におけるＲＸ，２Ｎ＋１のみが実際に計算され、メモリ♯２Ｎ＋１に保存される一方で、右側のその他の項は全て、各メモリのなかにある。前回の位置からの、メモリに保存されたＲＸ値が、用いられ、合計演算によって更新され、再度、メモリに保存される。図１６に示した電子回路によって、この水平エッジフィルタが効率的に計算される。画像画素データが画像メモリから読み出され、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。同一行における全ての画素データが、合計器において合計され、その合計器の出力が、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、♯Ｎ＋２，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、フィルタ出力を計算するために、合計器において、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯Ｎ＋２の内容が加算される一方で、メモリ♯Ｎ〜♯１の内容が減算される。メモリにおけるスイッチが、この演算を実現する役割を果たす。第１のフィルタ位置の場合には、メモリ♯Ｎ＋１および♯０を除く全てのスイッチが閉じている。一旦、フィルタ出力が計算されると、次の行における新しい画素データがメモリ♯２Ｍ＋１〜♯１に入力され、合計器において合計され、この出力あるいは次のフィルタ位置からの最も新しい合計行データがメモリ♯２Ｎ＋１に入力される。一方、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯０の内容が全てメモリ１つ分だけ右にシフトされる。フィルタ結果（出力）あるいは前回のフィルタ位置からの合計器の内容がさらに新しい位置について、メモリ♯２Ｎ＋１および♯０の内容を加算し、メモリ♯Ｎ＋１および♯Ｎの内容を減算することによって更新される。スイッチが、この演算を実現する役割を果たす。メモリ♯２Ｎ＋１，♯Ｎ＋１，♯Ｎ，♯０におけるスイッチが閉じている一方で、その他のスイッチが全て開いている。
【００９６】
この反復法によって、加算の回数が減る。垂直および水平エッジのこれらの演算を展開して、前述のように、ａ，−ａ，０、またはａｊの係数を有するようにすることが可能である。これらの係数によれば、反復法によって、加算ばかりではなく乗算の回数も減るので、フィルタの速度が上昇する。
【００９７】
エッジ検出フィルタの最も一般的な形は、以下のとおりである。
【００９８】
【数３６】
【００９９】
但し、フィルタは、以下のように、対称形であることが可能である。水平エッジフィルタの場合に、
【数３７】
かつ、
【数３８】
ここで、ｉ＝１〜２Ｍ＋１であって、ｊ＝１〜Ｎであり、かつ、
【数３９】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであって、ｊ＝１〜２Ｎ＋１である。この水平エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図７ａに図示されている。
【０１００】
さらに、ａｉ，ｊは、水平エッジフィルタの場合に、以下のように、ｘ成分およびｙ成分に分解される。
【０１０１】
【数４０】
【０１０２】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであり、また、
【数４１】
ここで、ｊ＝１〜Ｎである。最終的に、水平エッジフィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１０３】
【数４２】
【０１０４】
このフィルタにおいて、より高速の計算を行うために反復技術を用いることが可能である。
【０１０５】
また、垂直エッジフィルタの場合に、フィルタ係数ａｉ，ｊが、符号（プラスまたはマイナス）以外は対称である。
【０１０６】
【数４３】
かつ、
【数４４】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであって、ｊ＝１〜２Ｎ＋１であり、また、
【数４５】
ここで、ｉ＝１〜２Ｍ＋１であって、ｊ＝１〜Ｎである。この垂直エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図７ｂに図示されている。さらに、ａｉ，ｊは、垂直エッジフィルタの場合に、以下のように、ｘ成分およびｙ成分に分解される。
【０１０７】
【数４６】
ここで、ｉ＝１〜Ｍであり、
【数４７】
ここで、ｊ＝１〜Ｎである。最終的に、垂直方向フィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１０８】
【数４８】
【０１０９】
さらに、このフィルタにおいて、より高速の計算を行うために反復技術を用いることが可能である。
【０１１０】
正方形のマスクすなわちＭ＝Ｎのフィルタの場合には、２方向のエッジフィルタを、それらの方向において、等しく重み付けする必要があり、従って、水平エッジフィルタの中央行および垂直エッジフィルタの中央列を除いて、以下のとおりである。
【０１１１】
【数４９】
【０１１２】
また、前述した同一の対称特性が、これらの係数にも当てはまる。従って、エッジフィルタは、以下のように表すことが可能である。
【０１１３】
【数５０】
【０１１４】
この水平エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図８ａに図示されている。この水平エッジフィルタは、図１７に示した電子回路を用いて効率的に計算することが可能である。画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、メモリ♯２Ｍ，．．♯１にシフトされる。これらのメモリの内容は、係数ｂ１，．．．，ｂ２Ｍ＋１を乗算し、合計器において合計される。合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、メモリ♯２Ｎ，．．．♯０にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、♯Ｎ＋１を除くメモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容は、各係数を乗算し、合計器において合計され、フィルタ出力が計算される。次のフィルタ位置の場合に、最も新しい行の新しい画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、シフトされ、メモリ♯２Ｍ＋１〜♯１の内容は、各係数を乗算し、合計器において合計され、合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給される。一方、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯０の内容は、メモリ１つ分だけ右にシフトされる。フィルタ出力すなわち合計器の内容は、前回の位置のフィルタ出力（すなわち合計器の内容）に対して、メモリ♯２Ｎ＋１の値に係数ｂ１を乗算したものを加算し、メモリ♯Ｎ＋１および♯Ｎの値にｂＮを乗算したものを減算し、メモリ♯０の値に係数ｂ１を乗算したものを加算することによって更新される。なお、Ｍ＝Ｎである。
【０１１５】
【数５１】
【０１１６】
この垂直エッジフィルタは、９×９フィルタの具体例として図８ｂに図示されている。図１８に示した電子回路によって、この垂直エッジフィルタを効率的に計算することが可能である。画像データが画像メモリから読み出されて、メモリ♯２Ｍ＋１に供給され、♯２Ｍ〜♯１にシフトされる。同一行におけるこれらの列画素データは、図１８に示したように、各係数を乗算し、合計器において合計（すなわち、加算または減算）される。合計器の出力は、メモリ♯２Ｎ＋１に供給され、ある行における更なる合計データがメモリ♯２Ｎ＋１に供給されると、メモリ１つ分だけ右にシフトされる。第１のフィルタ位置の場合に、メモリ♯２Ｎ＋１〜♯１の内容は、乗算され、合計器において合計され、フィルタ出力が計算される。次の位置の場合に、第１のフィルタ位置の結果を用いることで、次の結果が効率的に計算される。新しいフィルタ位置についての最も新しい行の新しい合計データがメモリ♯２Ｎ＋１に供給されると、メモリ内容が全て右にシフトされ、新しいフィルタ出力は、前回のフィルタ結果あるいは合計器の内容から、メモリ♯２Ｎ＋１の内容に係数ｂ１を乗算したものを加算し、メモリ♯０の内容にｂ１を乗算したものを減算することによって計算される。
【０１１７】
もう１つの実施の形態では、各フィルタは、最終行から開始して上向きに移動することが可能である。もう１つの実施の形態では、フィルタは、例えば、左端の列から開始して右に向かって横方向に移動することが可能である。もう１つの実施の形態では、フィルタは、右端の列から開始して左に向かって横方向に移動することが可能である。
【０１１８】
本発明の１つまたはそれ以上の実施の形態について説明してきた。しかしながら、本発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更を加えることができるということは言うまでもない。従って、その他の実施の形態が以下の各請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１ａ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図１ｂ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図１ｃ】従来技術のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図２ａ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図２ｂ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図２ｃ】従来技術の平滑化フィルタを示す図である。
【図３ａ】当該技術分野において一般的な１×３のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図３ｂ】当該技術分野において知られている５×５のローパスフィルタを示す図である。
【図３ｃ】−１のエッジフィルタ係数を５×５のローパスフィルタと組み合わせた結果を示す図である。
【図３ｄ】１のエッジフィルタ係数を５×５のローパスフィルタと組み合わせた結果を示す図である。
【図３ｅ】図３ｃおよび図３ｄの結果から、結果として得られる組み合わせを示す図である。
【図４】本発明の改良されたエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ａ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｂ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｃ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｄ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｅ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｆ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｇ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図５ｈ】本発明の様々な方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図６ａ】係数「ａ」を用いた、より一般的な形を示す水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図６ｂ】係数「ａ」を用いた、より一般的な形を示す水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図７ａ】ａｉｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図７ｂ】ａｉｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図８ａ】ｂｉｂｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図８ｂ】ｂｉｂｊを用いる、より一般的な形を用いる水平方向および垂直方向のエッジ検出フィルタを示す図である。
【図９ａ】（−１，０，１）を用いる垂直エッジ検出を示すフローチャートである。
【図９ｂ】（−１，０，１）を用いる水平エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１０ａ】−ａ，０，ａを用いる水平エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１０ｂ】−ａ，０，ａを用いる垂直エッジ検出を示すフローチャートである。
【図１１】古いフィルタ位置と新しいフィルタ位置との関係を示す図である。
【図１２】本発明のフィルタの動きを示す図である。
【図１３】本発明の垂直エッジフィルタハードウェアを示すブロック図である。
【図１４】効率的な垂直エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１５】本発明の水平エッジフィルタハードウェアを示す図である。
【図１６】効率的な水平エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１７】フィルタ係数ｂｉによる水平エッジ検出フィルタを示す図である。
【図１８】フィルタ係数ｂｉによる垂直エッジ検出フィルタを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の係数の第２のセットの各々が、＋１に等しいエッジ検出フィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記負の係数の第３のセットの各々が、−１に等しいエッジ検出フィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の係数の第２のセットの各々および前記負の係数の第３のセットの各々が、同一の絶対値を有するエッジ検出フィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載のエッジ検出フィルタであって、前記絶対値が、浮動小数点数および整数からなる群から選択されるエッジ検出フィルタ。
【請求項６】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記方向が、前記アレイを横切って水平に延在するエッジ検出フィルタ。
【請求項７】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記方向が、前記アレイを横切って垂直に延在するエッジ検出フィルタ。
【請求項８】
画像におけるエッジを検出する方法であって、
前記画像に水平エッジ検出フィルタを適用し、水平エッジ検出結果を生成するステップと、
前記画像に垂直エッジ検出フィルタを適用し、垂直エッジ検出結果を生成するステップと、
前記水平エッジ検出結果と前記垂直エッジ検出結果とを組み合わせて、エッジを検出するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記水平エッジ検出フィルタを適用することが、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを水平方向に横断して延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備える前記水平エッジ検出フィルタを適用することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、前記垂直エッジ検出フィルタを適用することが、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを垂直方向に横断して延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備える前記垂直エッジ検出フィルタを適用することを含む、方法。
【請求項１１】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値の各々を記憶場所に保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、
ｇ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトするステップと、
ｈ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｉ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｈを繰り返すステップと、
ｊ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｈ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｊを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタを第１および第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを、前記第１の方向が前記第２の方向に直交する前記第１および第２の方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタを第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向および水平方向からなるセットから選択される方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項１４】
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、負の係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタ。
【請求項１５】
エッジ検出を行う装置であって、
行および列で構成されている画像と、
エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタと、
前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、前記行値を選択的に加算または減算するための複数のスイッチをさらに備える装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の装置であって、前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、および前記シフトする手段が、デジタル信号プロセッサおよび記憶ユニットを含む群から選択される装置。
【請求項１８】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値の各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成するステップと、
ｊ． 前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記新しいフィルタ出力を記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値ＲＸ，Ｊを計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値ＲＸ，Ｊの各々を複数の記憶場所のうちの１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＸを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＸを記憶格納装置に保存するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値ＲＸ，２Ｎ＋１を生成するステップと、
ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉを計算するステップと、
ｅ． 前記複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＹを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＹを記憶格納装置に保存するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい列を追加するとともに、古い列を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を生成するステップと、
ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記フィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２５】
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記隣接するフィルタ係数セルを占める前記ゼロフィルタ係数が方向をなす、エッジ検出フィルタ。
【請求項２７】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの単一行に水平に整列されている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２８】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの単一列に垂直に整列されている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２９】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が整列されていない、エッジ検出フィルタ。
【請求項３０】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの第１の最も外側におけるフィルタ係数セルから前記アレイの第２の最も外側におけるフィルタ係数セルまで延在する、エッジ検出フィルタ。
【請求項３１】
請求項３０に記載のエッジ検出フィルタであって、前記第１の最も外側が、前記第２の最も外側の反対側にある、エッジ検出フィルタ。
【請求項３２】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の数値および前記負の数値が、小数、浮動小数点数、または整数である、エッジ検出フィルタ。
【請求項３３】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を計算する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、スイッチを作動させ、前記複数の記憶場所の内容を用いて前記フィルタ出力を計算する手段をさらに備える装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段を含む、装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についての前記フィルタ出力を計算する手段を含む、装置。
【請求項３７】
請求項３３に記載の装置であって、前記計算する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項３８】
請求項３３に記載の装置であって、前記保存する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項３９】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を計算する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置であって、スイッチを作動させ、前記複数の記憶場所の内容を用いて前記フィルタ出力を計算する手段をさらに備える装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段を含む、装置。
【請求項４２】
請求項４０に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についての前記フィルタ出力を計算する手段を含む、装置。
【請求項４３】
請求項３９に記載の装置であって、前記計算する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項４４】
請求項３９に記載の装置であって、前記保存する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項４５】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置において前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントする手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成する手段と、
前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算する手段と、
前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存する手段と、
前記画像の境界エッジに到達するまで前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、および前記シフトする手段を順次繰り返す手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットする手段と、
前記画像の境界エッジに到達するまで前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、前記シフトする手段、前記インクリメントする手段、前記順次繰り返す手段、および前記インクリメントする手段を順次繰り返す手段と、
を備える装置。
【請求項４６】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
前記アレイの単一行において水平に整列されたフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段と、
前記複数の記憶場所の内容を用いて、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算する手段と、
を備える装置。
【請求項４７】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置において前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントする手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値を生成する手段と、
前記フィルタ出力から、前記新しい列値を加算し、古い列値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算する手段と、
前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存する手段と、
前記画像の境界に到達するまで前記インクリメントする手段、前記シフトする手段、前記合計する手段、前記計算する手段、および前記保存する手段を順次繰り返す手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットする手段と、
前記画像の境界に到達するまで前記計算する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、前記インクリメントする手段、前記シフトする手段、前記合計する手段、前記計算する手段、前記保存する手段、前記順次繰り返す手段、および前記インクリメントする手段を順次繰り返す手段と、
を備える装置。
【請求項４８】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
単一列において垂直に整列されたフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を格納記憶装置に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段と、
前記複数の記憶場所の内容を用いて、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算する手段と、
を備える装置。
【請求項１】
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の係数の第２のセットの各々が、＋１に等しいエッジ検出フィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記負の係数の第３のセットの各々が、−１に等しいエッジ検出フィルタ。
【請求項４】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の係数の第２のセットの各々および前記負の係数の第３のセットの各々が、同一の絶対値を有するエッジ検出フィルタ。
【請求項５】
請求項４に記載のエッジ検出フィルタであって、前記絶対値が、浮動小数点数および整数からなる群から選択されるエッジ検出フィルタ。
【請求項６】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記方向が、前記アレイを横切って水平に延在するエッジ検出フィルタ。
【請求項７】
請求項１に記載のエッジ検出フィルタであって、前記方向が、前記アレイを横切って垂直に延在するエッジ検出フィルタ。
【請求項８】
画像におけるエッジを検出する方法であって、
前記画像に水平エッジ検出フィルタを適用し、水平エッジ検出結果を生成するステップと、
前記画像に垂直エッジ検出フィルタを適用し、垂直エッジ検出結果を生成するステップと、
前記水平エッジ検出結果と前記垂直エッジ検出結果とを組み合わせて、エッジを検出するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、前記水平エッジ検出フィルタを適用することが、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを水平方向に横断して延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備える前記水平エッジ検出フィルタを適用することを含む、方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、前記垂直エッジ検出フィルタを適用することが、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを垂直方向に横断して延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットと、
を備える前記垂直エッジ検出フィルタを適用することを含む、方法。
【請求項１１】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値の各々を記憶場所に保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、
ｇ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトするステップと、
ｈ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｉ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｈを繰り返すステップと、
ｊ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｈ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｊを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタを第１および第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを、前記第１の方向が前記第２の方向に直交する前記第１および第２の方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタを第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向および水平方向からなるセットから選択される方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項１４】
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、正の係数の第２のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、正の係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、負の係数の第３のセットであって、その各々が、２つの予め定められた係数の積である、負の係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタ。
【請求項１５】
エッジ検出を行う装置であって、
行および列で構成されている画像と、
エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタと、
前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置であって、前記行値を選択的に加算または減算するための複数のスイッチをさらに備える装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の装置であって、前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、および前記シフトする手段が、デジタル信号プロセッサおよび記憶ユニットを含む群から選択される装置。
【請求項１８】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値を計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値の各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成するステップと、
ｊ． 前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記新しいフィルタ出力を記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項１９】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の行値ＲＸ，Ｊを計算するステップと、
ｅ． 前記複数の行値ＲＸ，Ｊの各々を複数の記憶場所のうちの１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＸを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＸを記憶格納装置に保存するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい行を追加するとともに、古い行を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値ＲＸ，２Ｎ＋１を生成するステップと、
ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
画像にエッジ検出フィルタを適用する方法であって、
ａ． 行および列で構成されている画像を提供するステップと、
ｂ． エッジ検出フィルタであって、
奇数の行および列を有するフィルタ係数のアレイと、
中央位置を通って前記アレイを横断する方向に沿って延在し、第１および第２の側を形成する、ゼロ係数の第１のセットと、
前記第１の側に、前記方向から離れるように延在する、１に等しい係数の第２のセットと、
前記第２の側に、前記方向から離れるように延在する、−１に等しい係数の第３のセットと、
を備えるエッジ検出フィルタを提供するステップと、
ｃ． 前記画像の第１の方向の原点および第２の方向の原点に対応した位置に前記エッジ検出フィルタを配置するステップと、
ｄ． 前記画像に前記エッジ検出フィルタを適用し、複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉを計算するステップと、
ｅ． 前記複数の列値Ｒ’Ｙ，ｉの各々を複数の記憶場所の１つに保存するステップと、
ｆ． 前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力ＲＹを生成するとともに、前記フィルタ出力ＲＹを記憶格納装置に保存するステップと、
ｇ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントするステップと、
ｈ． 前記複数の記憶場所の内容をシフトし、新しい列を追加するとともに、古い列を作成するステップと、
ｉ． 前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を生成するステップと、
ｊ． 前回のフィルタ位置からのフィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算するステップと、
ｋ． 前記フィルタ出力を前記記憶格納装置に保存するステップと、
ｌ． 前記画像の境界に到達するまでステップｇからｋを繰り返すステップと、
ｍ． 前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットするステップと、
ｎ． 前記画像の境界に到達するまでステップｄからｍを繰り返すステップと、
を含む方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載の方法であって、前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントすることが、前記エッジ検出フィルタを垂直方向または水平方向にインクリメントすることを含む、方法。
【請求項２５】
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記隣接するフィルタ係数セルを占める前記ゼロフィルタ係数が方向をなす、エッジ検出フィルタ。
【請求項２７】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの単一行に水平に整列されている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２８】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの単一列に垂直に整列されている、エッジ検出フィルタ。
【請求項２９】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が整列されていない、エッジ検出フィルタ。
【請求項３０】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記ゼロフィルタ係数が、前記アレイの第１の最も外側におけるフィルタ係数セルから前記アレイの第２の最も外側におけるフィルタ係数セルまで延在する、エッジ検出フィルタ。
【請求項３１】
請求項３０に記載のエッジ検出フィルタであって、前記第１の最も外側が、前記第２の最も外側の反対側にある、エッジ検出フィルタ。
【請求項３２】
請求項２５に記載のエッジ検出フィルタであって、前記正の数値および前記負の数値が、小数、浮動小数点数、または整数である、エッジ検出フィルタ。
【請求項３３】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を計算する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、スイッチを作動させ、前記複数の記憶場所の内容を用いて前記フィルタ出力を計算する手段をさらに備える装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段を含む、装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についての前記フィルタ出力を計算する手段を含む、装置。
【請求項３７】
請求項３３に記載の装置であって、前記計算する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項３８】
請求項３３に記載の装置であって、前記保存する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項３９】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を計算する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
を備える装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置であって、スイッチを作動させ、前記複数の記憶場所の内容を用いて前記フィルタ出力を計算する手段をさらに備える装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段を含む、装置。
【請求項４２】
請求項４０に記載の装置であって、前記スイッチを作動させる手段が、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についての前記フィルタ出力を計算する手段を含む、装置。
【請求項４３】
請求項３９に記載の装置であって、前記計算する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項４４】
請求項３９に記載の装置であって、前記保存する手段が、デジタル信号プロセッサ、記憶保持装置、乗算器、合計器、および加算器からなる群から選択される、装置。
【請求項４５】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置において前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントする手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記新しい行を含む複数の値を合計し、新しい行値を生成する手段と、
前記フィルタ出力から、前記新しい行値を加算し、古い行値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算する手段と、
前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存する手段と、
前記画像の境界エッジに到達するまで前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、および前記シフトする手段を順次繰り返す手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットする手段と、
前記画像の境界エッジに到達するまで前記適用する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、前記シフトする手段、前記インクリメントする手段、前記順次繰り返す手段、および前記インクリメントする手段を順次繰り返す手段と、
を備える装置。
【請求項４６】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
前記アレイの単一行において水平に整列されたフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の行値を計算する手段と、
前記複数の行値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段と、
前記複数の記憶場所の内容を用いて、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＸと値ＲＸ，０を合算し、値ＲＸ，Ｎおよび値ＲＸ，Ｎ＋１を減算し、値ＲＸ，２Ｎ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算する手段と、
を備える装置。
【請求項４７】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
隣接するフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に第１の方向の原点および第２の方向の原点における位置において前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を記憶格納装置に保存する手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第１の方向にインクリメントする手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記新しい列を含む複数の値を合計し、新しい列値を生成する手段と、
前記フィルタ出力から、前記新しい列値を加算し、古い列値を減算することによって、新しいフィルタ出力を計算する手段と、
前記新しいフィルタ出力を前記記憶格納装置に保存する手段と、
前記画像の境界に到達するまで前記インクリメントする手段、前記シフトする手段、前記合計する手段、前記計算する手段、および前記保存する手段を順次繰り返す手段と、
前記エッジ検出フィルタの前記位置を第２の方向にインクリメントし、前記位置を前記画像の前記第１の方向の原点にリセットする手段と、
前記画像の境界に到達するまで前記計算する手段、前記保存する手段、前記合計する手段、前記インクリメントする手段、前記シフトする手段、前記合計する手段、前記計算する手段、前記保存する手段、前記順次繰り返す手段、および前記インクリメントする手段を順次繰り返す手段と、
を備える装置。
【請求項４８】
超音波画像におけるエッジを検出する装置であって、
Ｂ行の行およびＣ列の列の複数の画像画素を含む超音波画像と、
エッジ検出フィルタであって、
Ｘ行の行およびＹ列の列の複数のフィルタ係数セルを備えるアレイであって、ＸおよびＹが両方とも奇数であるアレイと、
単一列において垂直に整列されたフィルタ係数セルを占める値ゼロを含む複数のフィルタ係数であって、前記ゼロフィルタ係数の少なくとも１つが、前記アレイの中央フィルタ係数セルを占める、フィルタ係数と、
を備え、
前記残りの複数のフィルタ係数セルについては、前記複数のゼロフィルタ係数に隣接するフィルタ係数セルを占める複数の正の数値、および前記複数のゼロフィルタ係数に隣接し、前記複数のゼロフィルタ係数をはさんで前記複数の正の数値の反対側にあるフィルタ係数セルを占める複数の負の数値によって占められている、エッジ検出フィルタと、
前記複数の画像画素に前記エッジ検出フィルタを適用することによって、複数の列値を計算する手段と、
前記複数の列値の各々を複数の記憶場所に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の各々を合計し、フィルタ出力を生成するとともに、前記フィルタ出力を格納記憶装置に保存する手段と、
前記複数の記憶場所の内容をシフトする手段と、
前記複数の記憶場所の１つまたは複数についての１つまたは複数のスイッチを開き、前記スイッチの残りを閉じる手段と、
前記複数の記憶場所の内容を用いて、前回のフィルタ位置からの前記フィルタ出力ＲＹと値Ｒ’Ｙ，０を合算し、値Ｒ’Ｙ，Ｍおよび値Ｒ’Ｙ，Ｍ＋１を減算し、値Ｒ’Ｙ，２Ｍ＋１を加算することによって、新しいフィルタ位置についてのフィルタ出力を計算する手段と、
を備える装置。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図５ｆ】
【図５ｇ】
【図５ｈ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図３ｅ】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図５ｆ】
【図５ｇ】
【図５ｈ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公表番号】特表２００８−５０４０９８（Ｐ２００８−５０４０９８Ａ）
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１８７４１（Ｐ２００７−５１８７４１）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／００３９６６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４６１５４
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００５／００３９６６
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４６１５４
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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