專利名稱：視覺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于計算圖像中之物體數(shù)量之視覺裝置及其方法，詳言之，系關(guān)于計算攝像機或數(shù)字相機所拍攝之三原色波長、可視光波長、紅外線波長、紫外線波長，及其它所有電磁波中，任意頻帶所構(gòu)成的圖像中之移動物體或靜止物體數(shù)量。
背景技術(shù)：
一直以來，開發(fā)有使用攝像機或數(shù)字相機將復(fù)數(shù)之物體拍攝于一個畫面，使用數(shù)字技術(shù)計算畫面中物體數(shù)量的裝置。作為其代表例而言，有透過顯微鏡計算所拍攝之細胞數(shù)量的裝置。由于將細胞之染色體染成紫色，因此藉切出圖像中一定以上大小的紫色區(qū)域作為一塊，即能計算細胞數(shù)量。然而，當(dāng)細胞之染色有困難或無法染色時，即不易計算細胞數(shù)量。此系因一般來說細胞為透明之故，是以為了將整個細胞作成一塊，顏色信息并不太有效。當(dāng)然，若放大細胞圖像的話，雖能捕捉細胞核及線粒體(mitochondria)之陰影，但這種情形是例外。因此，多數(shù)的情形是利用光之折射、反射所投影出的細胞輪廓來生成邊緣信息。只要使用這種邊緣信息，理論上，雖能將整個細胞作成一塊，但實際上，由于邊緣信息幾乎皆為不完全者，因此須使用細胞之形狀與大小信息來輔助邊緣信息。而且，為了自該邊緣信息將整個細胞作成一塊，必須施以涂黑等計算量較多的圖像處理，當(dāng)然邊緣信息中不可有裂縫。再者，若自細胞中僅選出移動的細胞加以切出的話，勢必要進行光學(xué)流量等之計算，結(jié)果，為提高計算數(shù)之精度必須要有昂貴的裝置，另一方面，若使用便宜的裝置的話，計算時間將會變的非常龐大。
然而，除了細胞等部分例外之外，一般的物體皆有顏色。例如，大致說來，蝌蚪背面是深褐色，蘋果是紅色、黃色、綠色，馬是黑色、灰色，烏鴉是黑色。因此，為計算該物體之?dāng)?shù)量，只要自圖像中挑出物體固有的顏色信息即可，但事實上并非這么簡單。其一，系由于顏色信息會受到陽光或照明的亮度，以及攝像機性能極大的影響。此外，若在攝影環(huán)鏡中有類似顏色的物體的話，即不易區(qū)別對象物體及其以外之物體。因此，一般系使用形狀或大小等信息自背景切割出對象物體后，再計算該物體的數(shù)量，為減少計算量，所使用的顏色信息僅限于針對對象物體的程度。假如，視覺裝置能捕捉顏色信息的變化作為物體之動態(tài)，照明及攝像機的性能雖不至成為太大的問題，但不僅不易從物體的動態(tài)正確再現(xiàn)物體的形狀，又會產(chǎn)生須涂黑被邊緣信息所圍住之區(qū)域以確定物體領(lǐng)域的問題，活用顏色信息變化的視覺裝置之相關(guān)研究，仍舊不足。
考慮上述事情，若能使視覺裝置根據(jù)顏色信息的變化等來捕捉物體的動態(tài)以生成邊緣信息，自該邊緣信息分離出物體以作成一塊的話，即能不依賴物體之特征與攝影環(huán)境而計算物體的數(shù)量。此外，若能使物體本身振動、或使攝像機振動、再不然使所拍攝的圖像振動，據(jù)以根據(jù)顏色信息生成邊緣信息的話，即可期待視覺裝置即使在物體靜止的情況下，亦能計算物體數(shù)量。
此處，假設(shè)有能計算攝像機所拍攝之物體數(shù)量的前述視覺裝置。當(dāng)攝像機所拍攝之物體系靜止的話，視覺裝置就能經(jīng)常計算靜止物體的數(shù)量。但是，當(dāng)物體在移動時，視覺裝置僅能在攝像機拍攝移動物體期間，計算移動物體的數(shù)量。若像培養(yǎng)皿中之細胞般，能預(yù)先特定靜止物體及移動物體之位置的話當(dāng)然沒有問題，但若系計算室內(nèi)或室外空間走動的人或動物時，或由于無法將整個屋內(nèi)或屋外空間全部拍入攝像機之畫角中，或因為與攝像機之距離使得人或動物在圖像中變大或變小，因此若固定攝相機的話，視覺裝置的用途就會受到限制。再者，由于視覺裝置必須將室內(nèi)裝飾與人或動物加以區(qū)別，因此為了辨識物體需要龐大的計算量。
考慮到上述事情，所期待的視覺裝置是這樣的。若移動式攝像機能自室內(nèi)或室外空間中搜索出人或動物等特定之物體并僅拍攝該等物體，且視覺裝置能調(diào)整攝像機之倍率，以使該等物體在圖像中成適當(dāng)之大小，視覺裝置即能容易辨識該等物體，亦能計算人或動物等無法預(yù)先特定其位置之移動物體的數(shù)量。當(dāng)然，當(dāng)人或動物等躺著幾乎不動時，視覺裝置亦能將人或動物與其它靜止物體加以區(qū)別，以計算人與動物等的數(shù)量。
因此，本發(fā)明之目的在于，以選擇性地選擇動態(tài)圖像中之移動物體或所有物體之任一者所生成的邊緣信息為基準(zhǔn)，高速地計算移動物體或所有物體的數(shù)量。此外，其另一目的在于，自動態(tài)圖像中計算移動物體及靜止物體的數(shù)量，以高速地計算動態(tài)圖像中移動物體及靜止物體的比例。本案再一目的在于，藉搜索能以移動式攝像機拍攝之范圍內(nèi)所存在之移動物體及靜止物體，高速地計算移動物體及靜止物體的數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
按照權(quán)利要求1所述的一種視覺裝置，針對動態(tài)圖像中之移動物體，其包含
取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像生成移動物體粗邊緣信息圖像的裝置；使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成移動物體形成邊緣信息圖像的裝置；檢測根據(jù)前述移動物體形成邊緣信息圖像所區(qū)分出之移動物體領(lǐng)域位置及大小的裝置；計算移動物體領(lǐng)域數(shù)量的裝置；以及保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的裝置。
取得前述框圖像的前述裝置，在當(dāng)前述動態(tài)圖像為模擬信號時，系將前述框圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，作為前述數(shù)字圖像。在當(dāng)前述動態(tài)圖像為前述數(shù)字信號時，若已被壓縮的話即解開壓縮，若未被壓縮的話即原封不動地加以輸入，之后，自前述動態(tài)圖像中切割出前述框圖像，作為前述數(shù)字圖像。將前述框圖像作為前述數(shù)字圖像依序存儲的前述裝置，系保持二次元相位關(guān)系，將前述所有框圖像之像素存儲于內(nèi)存中。自前述數(shù)字圖像生成前述移動物體粗邊緣信息圖像的前述裝置，系對前述數(shù)字圖像之各像素生成移動物體的邊緣信息。使用前述數(shù)字圖像，根據(jù)前述移動物體粗邊緣信息圖像，生成前述移動物體形成邊緣信息圖像的前述裝置，系使用前述數(shù)字圖像，將前述移動物體的前述邊緣信息形成為更正確且明了的前述邊緣信息。檢測根據(jù)前述移動物體形成邊緣信息圖像所區(qū)分出之前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，系將位于前述移動物體領(lǐng)域之交界處的前述邊緣信息的重心位置及位于前述移動物體領(lǐng)域之交界處的前述邊緣信息數(shù)用一個像素加以代表。計算前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，系計算代表前述移動物體領(lǐng)域的前述像素的數(shù)量。保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，系將代表前述移動物體領(lǐng)域之前述像素之?dāng)?shù)量，以2之余數(shù)表現(xiàn)或浮動小數(shù)點表現(xiàn)等輸出端所須之形式加以輸出。前述各裝置能分別并列動作，又，生成前述移動物體粗邊緣圖像的前述裝置、生成前述移動物體形成邊緣信息圖像的前述裝置、以及檢測前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，亦能在各自的內(nèi)部，各像素并列動作。此外，該等前述裝置，全部皆系透過局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不至受前述移動物體之形狀或大小的影響，能高速地計算前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述移動物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述移動體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述移動物體計算的各種問題。
按照權(quán)利要求2所述的一種視覺裝置，針對動態(tài)圖像中之移動物體，其包含取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像生成移動物體粗邊緣信息圖像的裝置；使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成移動物體形成邊緣信息圖像的裝置；使用前述移動物體形成邊緣信息圖像自背景分離移動物體領(lǐng)域的裝置；檢測前述移動物體領(lǐng)域位置及大小的裝置；計算移動物體領(lǐng)域數(shù)的裝置；以及保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的裝置。
在按照本發(fā)明權(quán)利要求1所述的視覺裝置中，增加使用前述移動物體形成邊緣信息圖像，自前述背景分離出前述移動物體領(lǐng)域的前述裝置。使用前述移動物體形成邊緣信息圖像，自前述背景分離出前述移動物體領(lǐng)域的前述裝置，系能將前述移動物體的前述邊緣信息作為交界，并將包含于前述背景之像素與包含于前述移動物體領(lǐng)域之前述像素，分類為不同的組。同時，檢測前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，系將前述移動物體領(lǐng)域之前述重心位置及前述移動物體領(lǐng)域所包含的前述像素數(shù)，用一個前述像素加以代表。前述各裝置能分別并列動作，又，生成前述移動物體粗邊緣圖像的前述裝置、生成前述移動物體形成邊緣信息圖像的前述裝置、以及檢測前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，亦能在各自的內(nèi)部，各像素并列動作。此外，該等前述裝置，全部皆系透過局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不至受前述移動物體之形狀或大小的影響，能高速地計算前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述移動物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述移動體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述移動物體計算的各種問題。
權(quán)利要求3的發(fā)明，系如權(quán)利要求1或2所述的視覺裝置，其具有使前述數(shù)字圖像振動的裝置，據(jù)以取代前述移動物體而對所有物體進行所有物體領(lǐng)域數(shù)量的計算。當(dāng)在權(quán)利要求1的視覺裝置中，追加使前述數(shù)字圖像振動的前述裝置時，其作用如下。在當(dāng)前述動態(tài)圖像為模擬信號時，系將前述框圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，作為前述數(shù)字圖像。在當(dāng)前述動態(tài)圖像為前述數(shù)字信號時，若已被壓縮的話即解開壓縮，若未被壓縮的話即原封不動地加以輸入，之后，自前述動態(tài)圖像中切割出前述框圖像，作為前述數(shù)字圖像。將前述框圖像作為前述數(shù)字圖像依序存儲的前述裝置，系保持二次元相位關(guān)系，將前述所有框圖像之像素存儲于內(nèi)存中。自前述振動圖像生成前述所有物體粗邊緣信息圖像的前述裝置，系以圖像單位或像素單位使前述數(shù)字圖像上下左右振動，以生成前述振動圖像。據(jù)此，前述振動圖像中之前述所有物體看起來宛如在移動般。自前述數(shù)字圖像生成前述所有物體粗邊緣信息圖像的前述裝置，系對前述數(shù)字圖像之各像素生成前述所有物體的邊緣信息。使用前述數(shù)字圖像，根據(jù)前述所有物體粗邊緣信息圖像，生成前述所有物體形成邊緣信息圖像的前述裝置，系使用前述數(shù)字圖像，將前述所有物體的前述邊緣信息形成為更正確且明了的前述邊緣信息。檢測根據(jù)前述所有物體形成邊緣信息圖像所區(qū)分出之前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，系將位于前述所有物體領(lǐng)域之交界處的前述邊緣信息的重心位置及位于前述所有物體領(lǐng)域之交界處的前述邊緣信息數(shù)用一個像素加以代表。計算前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，系計算代表前述所有物體領(lǐng)域的前述像素的數(shù)量。保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，系將代表前述所有物體領(lǐng)域之前述像素之?dāng)?shù)量，以2之余數(shù)表現(xiàn)或浮動小數(shù)點表現(xiàn)等輸出端所須之形式加以輸出。前述各裝置能分別并列動作，又，生成前述所有物體粗邊緣圖像的前述裝置、生成前述所有物體形成邊緣信息圖像的前述裝置、以及檢測前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，亦能在各自的內(nèi)部，各像素并列動作。此外，該等前述裝置，全部皆系透過局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不至受前述所有物體之形狀或大小的影響，能高速地計算前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述所有物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述所有物體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述所有物體計算的各種問題。
另一方面，當(dāng)在權(quán)利要求2所述的視覺裝置中，增追加使前述數(shù)字圖像振動的前述裝置時，其作用如下。使用前述所有物體形成邊緣信息圖像，自前述背景分離出前述所有物體領(lǐng)域的前述裝置，系能將前述所有物體之前述邊緣信息作為交界，并將前述背景所包含之前述像素與前述所有物體領(lǐng)域所包含之前述像素加以分類為不同的組。同時，檢測前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，系將前述所有物體領(lǐng)域之重心位置及前述所有物體領(lǐng)域所包含的前述像素數(shù)，以一個前述像素加以代表。前述各裝置能分別并列動作，又，生成前述所有物體粗邊緣圖像的前述裝置、生成前述所有物體形成邊緣信息圖像的前述裝置、以及檢測前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，亦能在各自的內(nèi)部，各像素并列動作。此外，該等前述裝置，全部皆系透過局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不至受前述所有物體之形狀或大小的影響，能高速地計算前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述所有物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述所有物體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述所有物體計算的各種問題。
當(dāng)組合權(quán)利要求1的視覺裝置，與在權(quán)利要求1的視覺裝置增加使前述數(shù)字圖像振動之前述裝置的權(quán)利要求3的視覺裝置時，本發(fā)明可在權(quán)利要求1的視覺裝置與權(quán)利要求3的視覺裝置間，共享自前述數(shù)字圖像生成前述移動物體粗邊緣信息圖像的前述裝置，與自前述振動圖像生成前述所有物體粗邊緣信息圖像的前述裝置；亦能共享使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成前述移動物體形成邊緣信息圖像的前述裝置，與使用前述數(shù)字圖像、自前述所有物體粗邊緣信息圖像生成前述所有物體形成邊緣信息圖像的前述裝置；亦能共享使用前述移動物體形成邊緣信息圖像、檢測區(qū)分出之前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，與使用前述所有物體形成邊緣信息圖像、檢測區(qū)分出之前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置；亦能共享計算前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，與計算前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置；亦能共享保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置，與保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量的前述裝置。若有硬件量的限制，亦可共享該等前述裝置。當(dāng)然，若不共享的話，即能縮短計數(shù)時間。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體計算的各種問題。
另一方面，當(dāng)組合權(quán)利要求2的視覺裝置，與在權(quán)利要求2的視覺裝置中增加使前述數(shù)字圖像振動的前述裝置之權(quán)利要求3的視覺裝置時，本發(fā)明可在權(quán)利要求2的視覺裝置與權(quán)利要求3的視覺裝置間，共享自前述數(shù)字圖像、生成前述移動物體粗邊緣信息圖像的前述裝置，與根據(jù)前述振動圖像，生成前述所有物體粗邊緣信息圖像的前述裝置；亦能共享使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成前述移動物體形成邊緣信息圖像的前述裝置，與使用前述數(shù)字圖像、自前述所有物體粗邊緣信息圖像、生成前述所有物體形成邊緣信息圖像的前述裝置；亦能共享使用前述移動物體形成邊緣信息圖像、自前述背景分離出前述移動物體領(lǐng)域的前述裝置，與使用前述所有物體形成邊緣信息圖像，自前述背景分離出前述所有物體領(lǐng)域的前述裝置；亦能共享檢測前述移動物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置，與檢測前述所有物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述裝置；亦能共享計算前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，與計算前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置；亦能共享保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，與保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置。若有硬件量的限制，亦可共享該等前述裝置。當(dāng)然，若不共享的話，即能縮短計數(shù)時間。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體領(lǐng)域之情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，且對透明的前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體亦不進行染色，而利用折射或反射生成前述邊緣信息，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述移動物體領(lǐng)域及前述所有物體計算的各種問題。
進一步的，當(dāng)權(quán)利要求1的視覺裝置，與在權(quán)利要求1的視覺裝置中增追加使前述數(shù)字圖像振動之前述裝置的權(quán)利要求3的視覺裝置的視覺裝置，或組合權(quán)利要求2的視覺裝置，與在權(quán)利要求2的視覺裝置中增追加使前述數(shù)字圖像振動之前述裝置之權(quán)利要求3的視覺裝置的視覺裝置，可具備有保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量、與自前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量減去前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量之靜止物體領(lǐng)域數(shù)量的機能，或保持前述移動物體比例、與自前述所有物體去除前述移動物體之靜止物體比例的機能。為前者時，本發(fā)明之保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，能自前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量減去前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量，以求出前述靜止物體領(lǐng)域數(shù)量。是以，保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，可視需要輸出前述靜止物體領(lǐng)域數(shù)量以取代輸出前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量。若為后者時，本發(fā)明之保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，能將前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量除以前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量，即能求出前述移動物體之比例。是以，保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，可視需要輸出前述移動物體領(lǐng)域的比例以取代輸出前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量。另外，保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，由于可自前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量減去前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量，即能求出前述靜止物體領(lǐng)域數(shù)量，因此將前述靜止物體領(lǐng)域數(shù)量除以前述所有物體領(lǐng)域數(shù)量，即能求出前述靜止物體的比例。是以，保持前述所有物體領(lǐng)域數(shù)的前述裝置，可視需要輸出前述靜止物體領(lǐng)域的比例以取代輸出前述所有物體領(lǐng)域數(shù)。
又，權(quán)利要求1、2及3的視覺裝置中，使用攝像機所拍攝的前述動態(tài)圖像，系使復(fù)數(shù)之前述框圖像連續(xù)，以使前述框圖像中的前述移動物體看起來像是在移動。因此，藉由使數(shù)字相機或掃描儀等、于不同時刻或不同場所作成的前述靜止圖像連續(xù)，即能使前述框圖像中的前述移動物體看起來像是在移動。使用前述數(shù)字相機或前述掃描儀等以取代前述攝像機，即能在計算移動速度慢之前述移動物體的前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量時，容易地調(diào)整前述靜止圖像攝影時刻的間隔。另外，當(dāng)計算在培養(yǎng)皿中細胞之全部數(shù)量等不一定需要前述攝像機之情形時，由于能使用高解像度之前述數(shù)字相機來取代前述攝像機，故能實現(xiàn)便宜且精度高的視覺裝置。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述移動物體及前述所有物體計算的各種問題。
權(quán)利要求4的發(fā)明，系一種視覺裝置，針對使用移動式攝像機所拍攝之動態(tài)圖像中的任意物體，具有取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像、依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像、生成任意物體粗邊緣信息圖像的裝置；檢測以前述任意物體粗邊緣信息圖像所區(qū)分之任意物體領(lǐng)域的位置及大小的裝置；將前述移動式攝像機之方向及倍率轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)位置的裝置；將前述任意物體區(qū)域的前述位置及大小轉(zhuǎn)換為前述環(huán)境坐標(biāo)的前述位置之裝置；自復(fù)數(shù)之前述任意物體領(lǐng)域的前述環(huán)境坐標(biāo)之前述位置中，選擇一個的裝置；輸入來自外部之控制指令的裝置；生成為了使前述移動式攝像機振動之振動指令的裝置；控制前述移動式攝像機至所應(yīng)移動之前述環(huán)境坐標(biāo)之前述位置的裝置；以及生成控制前述移動式攝像機之?dāng)z像指令的裝置。
為了以適當(dāng)大小拍攝前述移動式攝像機所拍攝之前述任意物體，前述視覺裝置調(diào)整移動式攝像機的前述方向及前述倍率。自前述動態(tài)圖像，生成前述任意物體的邊緣信息，使前述邊緣信息退縮之一連串的處理，系全部以局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不受前述任意物體之形狀及大小影響，能高速地以適當(dāng)之大小拍攝前述任意物體。又，與根據(jù)顏色信息的分類等抽出前述任意物體之領(lǐng)域的情形相較，由于前述邊緣信息不易受照明等的影響，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q關(guān)于前述任意移動物體之?dāng)z影時的各種問題。
權(quán)利要求5的發(fā)明，系如權(quán)利要求4所述的視覺裝置，其具有使用前述數(shù)字圖像、自前述任意物體粗邊緣信息圖像，生成前述任意物體形成邊緣信息圖像的裝置；使用前述任意物體形成邊緣信息圖像，自背景分離出前述任意物體領(lǐng)域的裝置；
將前述任意物體領(lǐng)域規(guī)格化的裝置；保持任意物體規(guī)格化圖像的裝置；辨識前述任意物體規(guī)格化圖像的裝置；保持辨識結(jié)果的裝置；生成前述環(huán)境坐標(biāo)所顯示之環(huán)境地圖的裝置；保持前述環(huán)境地圖的裝置；在前述環(huán)境地圖中，推算前述任意物體之前述位置的裝置；計算任意物體數(shù)量的裝置；保持前述任意物體數(shù)的裝置；以及對前述任意物體形成邊緣信息圖像進行幾何解析的裝置。
本發(fā)明之特征如以下所述。第一，自前述動態(tài)圖像生成前述任意物體之前述邊緣信息，使用前述邊緣信息，將自前述背景分離出之前述任意物體領(lǐng)域加以規(guī)格化的一連串處理，系全部利用局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不受前述任意物體之形狀及大小的影響，能高速地生成前述任意物體規(guī)格化圖像，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體之的抽出及規(guī)格化的各種問題。第二，自前述動態(tài)圖像生成前述任意物體的前述邊緣信息，使用前述邊緣信息將自前述背景分離出之前述任意物體領(lǐng)域加以規(guī)格化之一連串的處理，系全部利用局部處理加以實現(xiàn)。因此，前述視覺裝置不受前述任意物體之形狀及大小的影響，能高速地生成前述任意物體規(guī)格化圖像。而且，由于前述任意物體規(guī)格化圖像不包含前述背景，故辨識前述任意物體規(guī)格化圖像的方法，與前述背景所包圍之前述任意物體領(lǐng)域的情形相較，不易受前述背景或前述任意物體領(lǐng)域之前述位置及大小等的影響，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體之辨識上的各種問題。第三，由于系自前述任意物體規(guī)格化圖像之辨識結(jié)果與前述移動式攝像機之前述方向及前述倍率，作成顯示前述任意物體之種類與前述環(huán)境坐標(biāo)中之位置的環(huán)境數(shù)據(jù)，因此前述視覺裝置能作成前述環(huán)境地圖(前述環(huán)境數(shù)據(jù)的集合)。由于前述環(huán)境地圖包含一定期間之前述環(huán)境數(shù)據(jù)，因此能進行前述任意物體之前述各種類的分布與移動狀況之記錄，前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體之記錄的各種問題。第四，若使用前述環(huán)境地圖，即能求出尚未辨識的前述任意物體之前述環(huán)境坐標(biāo)中之前述位置。又，由于前述移動式攝像機能推算在能攝影之范圍中所存在之前述任意物體的實際位置，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體搜索的各種問題。第五，由于自前述環(huán)境地圖所包含之前述環(huán)境數(shù)據(jù)中，抽出顯示特定之前述辨識結(jié)果者加以計算，前述視覺裝置即能計算前述任意物體中屬于特定之前述種類的數(shù)量，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體計算的各種問題。第六，由于能藉解析前述任意物體所生成之前述邊緣信息的大致形狀，推算前述任意物體規(guī)格化圖像中之前述任意物體之前述種類，因此辨識前述任意物體規(guī)格化圖像之前述裝置，能更高速且正確地辨識前述任意物體規(guī)格化圖像。此外，當(dāng)前述任意物體規(guī)格化圖像中之前述任意物體非為辨識對象時，由于辨識前述任意物體規(guī)格化圖像的前述裝置能在生成前述辨識結(jié)果前，生成前述環(huán)境地圖，故前述視覺裝置的應(yīng)用范圍很廣。因此，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q有關(guān)前述任意物體的辨識、搜索及計算上的各種問題。
權(quán)利要求6的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對能使數(shù)字圖像振動的數(shù)據(jù)處理裝置中之各個配置成網(wǎng)格狀的數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；使前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值上下左右振動的裝置；以及輸出振動圖像之各頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了將前述數(shù)組運算單元所提供的前述數(shù)字圖像的振動機能以數(shù)字技術(shù)來加以實現(xiàn)之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行從前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的振動，到前述振動圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。
權(quán)利要求7的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對能自數(shù)字圖像生成粗邊緣信息圖像的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值加以平滑化，以生成平滑化圖像之各頻帶像素值的裝置；取前述平滑化圖像之前述各頻帶像素值的對數(shù)，以生成對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之各頻帶像素值的裝置；
對前述對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之前述各頻帶像素值進行清晰化，以生成清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；自前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值，減去輸入1個前清晰化圖像之各頻帶像素值，以生成時間差圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值轉(zhuǎn)換為輸入1個前清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；算出前述時間差圖像之各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼(Laplacian)，以生成時間差分拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值的裝置；抓出前述時間差拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值的零點，以生成時間差零點圖像之各頻帶像素值的裝置；求出前述時間差零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值的時間差零點圖像之前述各頻帶像素值的裝置；算出前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼，以生成時間差拉普拉斯運算碼圖像之各頻帶像素值的裝置；抽出拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值之前述零點，以生成零點圖像之各頻帶像素值的裝置；求出前述零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值零點圖像之頻帶像素值的裝置；求出前述最大值零點圖像之前述頻帶像素值與前述最大值時間差零點圖像之前述頻帶像素值中較大者，以生成混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；去除前述混合零點圖像之孔，以生成孔除去混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；去除前述孔除去混合零點圖像之孤立點及孤立孔，以生成噪聲除去混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；反轉(zhuǎn)前述噪聲除去混合零點圖像之前述各頻帶像素值，以生成粗邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；以及輸出前述粗邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了將前述數(shù)組運算單元所提供的前述數(shù)字圖像的振動機能以數(shù)字技術(shù)來加以實現(xiàn)之算法的實際形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行從前述數(shù)字圖像之平化，到前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用本身的前述頻帶像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用本身之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求8的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對能自粗邊緣信息圖像生成形成邊緣信息圖像的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值及前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值及前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值加以分離的裝置；將前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值加以平滑化，以生成平滑化圖像之各頻帶像素值的裝置；取前述平滑化圖像之前述各頻帶像素值的對數(shù)，以生成對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之各頻帶像素值的裝置；對前述對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之前述各頻帶像素值進行清晰化，以生成清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；計算前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼，以生成拉普拉斯運算碼圖像之各頻帶像素值的裝置；抽出前述拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值的零點，以生成零點圖像之各頻帶像素值的裝置的裝置；求出前述零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值零點圖像之頻帶像素值的裝置；反轉(zhuǎn)前述最大值零點圖像之前述頻帶像素值，以生成基礎(chǔ)邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；為趨近基礎(chǔ)邊緣信息圖像之前述頻帶像素值，將前述粗邊緣信息圖像之頻帶像素值加以整形的裝置；內(nèi)插前述粗邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的線寬，以生成形成邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；以及輸出前述形成邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了將前述數(shù)組運算單元所提供的前述形成邊緣信息圖像的生成機能以數(shù)字技術(shù)來加以實現(xiàn)之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行從前述數(shù)字圖像與前述粗邊緣信息圖像之分離，到前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用本身的前述頻帶像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用本身之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求9的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對能檢測物體領(lǐng)域之位置及大小之裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述粗邊緣信息圖像之頻帶像素值轉(zhuǎn)換為重復(fù)信息圖像之頻帶像素值的裝置；將自前述重復(fù)信息圖像所計算的移動量圖像化為移動量圖像之頻帶像素值的裝置；將前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值移動至前述移動量圖像之前述頻帶像素值所示位置的裝置；將前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值更新為前述重復(fù)信息圖像之移動源之前述頻帶像素值之合計的裝置；以及輸出前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了將前述數(shù)組運算單元所提供的前述粗邊緣信息圖像所指之顯示前述物體領(lǐng)域的前述位置及前述大小之前述重復(fù)信息圖像的生成機能以數(shù)字技術(shù)來加以實現(xiàn)之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎耄佬蜻M行從變換為前述重復(fù)信息圖像，到前述重復(fù)信息圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用相當(dāng)于0之像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用相當(dāng)于0之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
本發(fā)明，可輸入形成邊緣信息圖像以取代前述粗邊緣信息圖像。為了生成顯示前述形成邊緣信息圖像所指之前述物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述重復(fù)信息圖像，將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎耄佬蜻M行從變換為前述重復(fù)信息圖像，到前述重復(fù)信息圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用相當(dāng)于0之像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用相當(dāng)于0之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
又，本發(fā)明可輸入前述物體領(lǐng)域圖像以取代前述粗邊緣信息圖像。為了生成顯示前述形成邊緣信息圖像所指之前述物體領(lǐng)域之前述位置及前述大小的前述重復(fù)信息圖像，將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行從變換為前述重復(fù)信息圖像，到前述重復(fù)信息圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述數(shù)字圖像及前述粗邊緣信息圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用相當(dāng)于0之像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用相當(dāng)于0之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求10的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對能檢測物體領(lǐng)域之位置及大小之裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；輸入前述物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值及前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；分離前述物體領(lǐng)域圖像之前述頻帶像素值與前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值，以生成更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值及數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；將自前述更新物體領(lǐng)域圖像所計算之移動量圖像化為移動量圖像之頻帶像素值的裝置；隨前述移動量圖像之前述頻帶像素所指之移動位置的重復(fù)數(shù)，生成能移動圖像之頻帶像素值的裝置；隨前述能移動圖像的判定，將前述更新物體領(lǐng)域圖像之前述頻帶像素值移動到前述移動位置的裝置；配合前述更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值的移動，移動前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值的裝置；用前述物體區(qū)域所包含之附近頻帶像素值之平均值，以內(nèi)插法推出前述物體領(lǐng)域所未包含之前述更新物體領(lǐng)域圖像的前述頻帶像素值的裝置；配合前述更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值的內(nèi)插，以內(nèi)插法推出前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值的裝置；以及輸出內(nèi)插前述數(shù)字圖像后所生成之規(guī)格化圖像之各頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了將前述數(shù)組運算單元所提供的前述規(guī)格化圖像的生成機能以數(shù)字技術(shù)來加以實現(xiàn)之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述物體領(lǐng)域圖像及前述數(shù)字圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行前述物體領(lǐng)域圖像與前述數(shù)字圖像之分離，到前述規(guī)格化圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述物體領(lǐng)域圖像及前述數(shù)字圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用相當(dāng)于0之像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用相當(dāng)于0之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求11的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對辨識規(guī)格化圖像之裝置中實現(xiàn)圖案匹配的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元以網(wǎng)格狀加以配置的裝置；將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；至應(yīng)輸入之模板圖像完全沒有為止，輸入前述模板圖像之頻帶像素值的裝置；若無應(yīng)輸入之前述規(guī)格化圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述規(guī)格化圖像之頻帶像素值的裝置；計算匹配結(jié)果的裝置；更新匹配結(jié)果圖像的裝置；以及輸出前述匹配結(jié)果圖像之頻帶像素數(shù)的裝置。
也就是說，此系在辨識前述圖像辨識裝置中，為了用數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)前述數(shù)組運算單元所提供之圖形匹配之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述模板圖像及前述規(guī)格化圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行自前述匹配結(jié)果之計算，到前述匹配結(jié)果圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述規(guī)格化圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用本身之前述頻帶像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用本身之前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求12的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對使用形成邊緣信息圖像以分離物體領(lǐng)域裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元以網(wǎng)格狀加以配置的裝置；將前述數(shù)組運算單元中的非線性振蕩器與位于前述非線性振蕩器附近之前述非線性振蕩器，以結(jié)合值加以連接的裝置；將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述形成邊緣信息圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述形成邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；計算干擾的裝置；計算前述非線性振蕩器附近輸入合計的裝置；計算前述非線性振蕩器參數(shù)的裝置；計算前述非線性振蕩器輸出的裝置；計算輪廓參數(shù)的裝置計算交界參數(shù)的裝置；以及輸出包含有以前述非線性振蕩器所分離出之前述物體領(lǐng)域的物體領(lǐng)域圖像的頻帶像素值的裝置。
也就是說，此系為了以數(shù)字技術(shù)來實現(xiàn)前述數(shù)組運算單元所提供之前述物體領(lǐng)域圖像的生成機能之算法的組裝形態(tài)。將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀，使鄰近之前述數(shù)組運算單元相互結(jié)合，待設(shè)定前述數(shù)組運算單元的各參數(shù)的初始值后，將前述形成邊緣信息圖像以像素單位適當(dāng)?shù)丶右暂斎?，依序進行自前述干擾之計算，到前述物體領(lǐng)域圖像之各頻帶像素值的輸出，反復(fù)進行至前述形成邊緣信息圖像不再輸入為止。據(jù)此，能利用一般的處理器，容易地進行前述參數(shù)之修正。又，前述數(shù)組運算單元，未必需要嚴密進行等待位于附近之前述排列裝置所傳送來的各種前述圖像之附近圖像的接收。此系因為無法接收自位于附近之前述數(shù)組運算單元之各種前述圖像的前述附近像素時，等待接收之前述數(shù)組運算單元能使用本身之參數(shù)值或像素值加以取代的關(guān)系。此時，雖然前述數(shù)組運算單元所生成之各種前述圖像的像素中可能有若干的噪聲，但在本發(fā)明中，幾乎所有的噪聲都被前述各種裝置加以吸收。藉使用本身之前述參數(shù)值或前述頻帶像素值加以取代的裝置，能同時且簡單地實現(xiàn)邊緣處理與超時處理。
權(quán)利要求13的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于，針對具有數(shù)據(jù)輸入裝置、依序存儲前述數(shù)據(jù)的裝置、于數(shù)組運算單元間傳送前述數(shù)據(jù)的裝置、使用前述數(shù)據(jù)進行計算的裝置、以及輸出前述數(shù)據(jù)的裝置之?dāng)?shù)組運算單元，系具備將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀的裝置；根據(jù)前述數(shù)組運算單元之各自的位置關(guān)系，使附近數(shù)組運算單元相互結(jié)合的裝置；于相鄰之前述數(shù)組運算單元間，進行數(shù)據(jù)通信的裝置；以及使前述各數(shù)組運算單元獨立動作的裝置。
針對輸入前述數(shù)據(jù)的前述裝置，依序存儲前述數(shù)據(jù)的前述裝置，于前述數(shù)組運算單元間傳送前述數(shù)據(jù)的前述裝置，使用前述數(shù)據(jù)進行計算的前述裝置，以及輸出前述數(shù)據(jù)的前述裝置，前述各個數(shù)組運算單元與其網(wǎng)格狀排列之位置無關(guān)的，具有相同的動作步驟。因此，當(dāng)使用硬件進行前述數(shù)組運算單元之組裝時，能將實現(xiàn)前述數(shù)組運算單元的相同電路，以正確之規(guī)則配置于平面上，由于該等電路僅需連接相鄰者即可，故配線量亦較少，只要配合處理之圖像的尺寸增減電路之?dāng)?shù)量即可，且能使各個電路并列動作。又，當(dāng)利用軟件進行前述數(shù)組運算單元之組裝時，可使用并列性高的程序，執(zhí)行將前述數(shù)組運算單元網(wǎng)格狀并列的視覺裝置。
權(quán)利要求14的發(fā)明，系一種視覺裝置，其特征在于數(shù)組運算單元系具備具有輸入數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，用來存儲前述數(shù)據(jù)之處理程序與變量的內(nèi)存，以及用來與相鄰之?dāng)?shù)組運算單元進行通信的控制器；前述控制器系具備將輸入之前述數(shù)據(jù)存儲在前述內(nèi)存中的裝置，將前述內(nèi)存中之前述變量傳送到前述數(shù)組運算單元的裝置，以及將相鄰之前述數(shù)組運算單元所傳送的前述變量存儲在前述內(nèi)存的裝置。
也就是說，系以硬件組裝前述數(shù)組運算單元的電路。前述數(shù)組運算單元，可使用用來處理輸入之前述數(shù)據(jù)的一般處理器，與用來存儲處理前述數(shù)據(jù)之程序與變量的一般內(nèi)存。前述控制器，于前述數(shù)組運算單元為與最大4附近者相互結(jié)合時，只要對相鄰之前述數(shù)組運算單元傳送變量即可，但當(dāng)前述數(shù)組運算單元必須與8附近以上者相互結(jié)合時，由于不包含在4附近者之前述數(shù)組運算單元的前述變量，暫時傳送至相鄰之前述數(shù)組運算單元，因此將前述前述變量再傳送給自己，即就能加以接收。又，利用將前述內(nèi)存中之前述各變量傳送至相鄰之前述數(shù)組運算單元的前述裝置，亦能將自己的前述變量傳送至到未包含于4附近者的前述數(shù)組運算單元。據(jù)此，前述數(shù)組運算單元，就硬件裝置而言，雖僅與相鄰之前述數(shù)組運算單元接線，亦能與8附近以上之前述數(shù)組運算單元適當(dāng)?shù)倪M行前述數(shù)據(jù)之通信。又，能適當(dāng)?shù)亟鉀Q前述課題中，有關(guān)硬件組裝及即實處理的各種問題。
附圖簡述第1圖系自框圖像計算移動物體數(shù)量之視覺裝置的方塊圖。
第2圖系使用物體/背景分離裝置，自框圖像計算移動物體數(shù)量之視覺裝置的方塊圖。
第3圖系自框圖像計算所有物體數(shù)量之視覺裝置的方塊圖。
第4圖系使用物體/背景分離裝置，自框圖像計算所有物體數(shù)量之視覺裝置的方塊圖。
第5圖系用來求出移動物體與靜止物體比例之視覺裝置的方塊圖。
第6圖系用來控制移動式攝像機之視覺裝置的方塊圖。
第7圖系生成物體規(guī)格化圖像之視覺裝置的方塊圖。
第8圖系輸出物體辨識結(jié)果之視覺裝置的方塊圖。
第9圖系生成環(huán)境地圖之視覺裝置的方塊圖。
第10圖系使用環(huán)境地圖，控制移動式攝像機之視覺裝置的方塊圖。
第11圖系計算任意物體數(shù)量之視覺裝置的方塊圖。
第12圖系利用幾何解析，進行高速化之視覺裝置的方塊圖。
第13圖系將數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀的方塊圖。
第14圖系顯示本實施形態(tài)之圖像存儲裝置之算法的流程圖。
第15圖系顯示本實施形態(tài)之圖像振動裝置之算法的流程圖。
第16圖系顯示本實施形態(tài)之邊緣信息生成裝置之算法的流程圖。
第17圖系使用數(shù)字圖像，將粗邊緣信息形成為形成邊緣信息時之說明圖。
第18圖系顯示本實施形態(tài)之邊緣信息形成裝置之算法的流程圖。
第19圖系將自低解像度數(shù)字圖像所生成之低解像度粗邊緣信息形成為形成邊緣信息時之說明圖。
第20圖系將自低解像度數(shù)字圖像所生成的低解像度粗邊緣信息領(lǐng)域切出后，形成為形成邊緣信息時的說明圖。
第21圖系檢測邊緣信息圖像中之物體位置及大小時的說明圖。
第22圖系顯示本實施形態(tài)之位置/大小檢測裝置之算法的流程圖。
第23圖系檢測物體領(lǐng)域圖像中之物體位置及大小時的說明圖。
第24圖系將數(shù)字圖像之切出領(lǐng)域加以規(guī)格化時的說明圖。
第25圖系顯示本實施形態(tài)之領(lǐng)域規(guī)格化裝置之算法的流程圖。
第26圖系顯示本實施形態(tài)之規(guī)格化圖像保持裝置之算法的流程圖。
第27圖系相對規(guī)格化圖像，自模板圖像中進行圖形匹配時的說明圖。
第28圖系顯示本實施形態(tài)之圖像辨識裝置中圖形匹配之算法的流程圖。
第29圖系顯示三角形之邊緣信息分離為三角形內(nèi)側(cè)領(lǐng)域與外測領(lǐng)域之狀態(tài)的說明圖。
第30圖系顯示本實施形態(tài)之物體/背景分離裝置之算法的流程圖。
第31圖系顯示虛線狀態(tài)之三角形之邊緣信息分離為虛線三角形內(nèi)側(cè)領(lǐng)域與外測領(lǐng)域之狀態(tài)的說明圖。
第32圖系顯示重疊兩個三角形之邊緣信息分離為兩個三角形領(lǐng)域與背景領(lǐng)域之狀態(tài)的說明圖。
第33圖系顯示重疊兩個圓形虛線狀態(tài)之邊緣信息分離為兩個圓形領(lǐng)域與背景領(lǐng)域之狀態(tài)的說明圖。
第34圖系數(shù)組運算單元之內(nèi)部構(gòu)造的方塊圖。
第35圖系控制器的方塊圖。
第36圖系顯示標(biāo)記譯碼器之輸入輸出信號的說明圖。
第37圖系顯示標(biāo)記編碼器之輸入輸出信號的說明圖。
第38圖系顯示處理器透過控制器，將數(shù)據(jù)傳送至相鄰之的數(shù)組運算單元之算法的流程圖。
第39圖系顯示控制器自相鄰之?dāng)?shù)組運算單元接收數(shù)據(jù)之算法的流程圖。
第40圖系顯示處理器自上輸入緩存器接收數(shù)據(jù)之算法的流程圖。
實施發(fā)明的較佳方式以下，對顯示于第1～12圖之12個視覺裝置的實施形態(tài)加以說明。該等實施形態(tài)系利用圖像取得裝置11(參照第1圖)、圖像存儲裝置12(參照第1圖)、圖像振動裝置13(參照第3圖)、邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第3圖)、邊緣信息形成裝置15(參照第1圖)、物體/背景分離裝置16(參照第2圖)、位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第2圖)、像素計數(shù)裝置18(參照第1圖)、像素保持裝置19(參照第1圖及第5圖)等。圖像取得裝置11，是接收攝像機的攝像信號(框圖像1)，將之轉(zhuǎn)換為適當(dāng)格式與大小的數(shù)字圖像111；圖像存儲裝置12是將數(shù)字圖像111存儲一定期間；圖像振動裝置13是使用數(shù)字電路，使數(shù)字圖像111振動；邊緣信息生成裝置14是根據(jù)兩種數(shù)字圖像111，生成移動物體2或靜止物體3的粗邊緣信息112；邊緣信息形成裝置15是將粗邊緣信息112形成為更明確的形成邊緣信息114；物體/背景分離裝置16是將形成邊緣信息114所區(qū)分的區(qū)域加以分離；位置/大小檢測裝置17是檢測形成邊緣信息114所區(qū)分或分離出之各區(qū)域的位置及大?。幌袼赜嫈?shù)裝置18是自具有適當(dāng)大小區(qū)域的位置，計算出區(qū)域數(shù)量；像素保持裝置19是輸出區(qū)域數(shù)量或區(qū)域數(shù)量的比例。
如第1圖所示，移動物體計數(shù)部101將攝像機所拍攝之動態(tài)圖像的框圖像1，輸入圖像取得裝置11，依照圖像存儲裝置12、邊緣信息生成裝置14、邊緣信息形成裝置15、位置/大小檢測裝置17、像素計數(shù)裝置18、像素保持裝置19的順序進行輸出入，輸出映在框圖像1之移動物體2的數(shù)量。又，框圖像1亦可是用數(shù)字相機連續(xù)拍攝的靜止圖像。
圖像取得裝置11從攝像機輸入動態(tài)圖像的框圖像1時，若動態(tài)圖像為模擬信號時，系使用一般的畫像框獲取板對框圖像1進行A/D轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，形成數(shù)字圖像111。此外，特別是若能直接輸入CCD攝像組件等之電壓，亦可利用A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換為適當(dāng)位數(shù)的數(shù)字信號。當(dāng)動態(tài)圖像為數(shù)字信號時，若有被壓縮時，即加以展開，若未被壓縮，即原封不動地加以輸入。利用這種方法，因能切出動態(tài)圖像中任意的框圖像1，故切出該框圖像1形成數(shù)字圖像111。由于轉(zhuǎn)換后之?dāng)?shù)字圖像111會根據(jù)適當(dāng)?shù)母袷蕉哂腥我獾膱D像尺寸，故圖像取得裝置11能用像素單位，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為能參照的格式，于移動物體計數(shù)部101切出所需之圖像尺寸，作為數(shù)字圖像111加以輸出。若圖像取得裝置11能并行輸出數(shù)字圖像111的所有像素的話，自圖像取得裝置11至圖像存儲裝置12之通信，即能以各像素并行進行。
當(dāng)圖像存儲裝置12從圖像取得裝置11輸入數(shù)字圖像111時，即配合移動物體計數(shù)部101的時間分辨能力或各裝置的計算能力，將數(shù)字圖像111存儲一定時間。也就是說，由于在此一定時間中，即使輸入數(shù)字圖像111，圖像存儲裝置12也不變更存儲圖像，因此后續(xù)各裝置能在不同的時點輸入相同的數(shù)字圖像111。而且，圖像存儲裝置12對數(shù)字圖像111并不施以圖像處理，故對數(shù)字圖像111的所有像素，系在保持二次元之相位關(guān)系下加以存儲。若圖像存儲裝置12能并行輸出數(shù)字圖像111之所有像素，自圖像存儲裝置12至邊緣信息生成裝置14之通信，即能以各像素并行進行。
當(dāng)邊緣信息生成裝置14從圖像存儲裝置12輸入數(shù)字圖像111時，藉比較先前所輸入之?dāng)?shù)字圖像111，生成移動物體2之粗邊緣信息圖像113。由于邊緣信息生成裝置14能僅在各像素的附近處理時生成粗邊緣信息圖像113，因此適合并行化。若邊緣信息生成裝置14能并行輸出粗邊緣信息圖像113之所有像素，自邊緣信息生成裝置14至邊緣信息形成裝置15之通信，即能各像素并列進行。
當(dāng)邊緣信息形成裝置15自邊緣信息生成裝置14輸入粗邊緣信息圖像113，即參照圖像存儲裝置12所存儲的數(shù)字圖像111，生成比數(shù)字圖像113更明確且明了的移動物體2之形成邊緣信息圖像115。由于邊緣信息形成裝置15能僅在各像素的附近處理生成形成邊緣信息圖像115，因此適合并列化。若邊緣信息形成裝置15能并列輸出形成邊緣信息圖像115的所有像素，自邊緣信息形成裝置15至位置/大小檢知裝置17之通信，即能各像素并列進行。
當(dāng)位置/大小檢測裝置17自邊緣信息形成裝置15輸入形成邊緣信息圖像115時，即檢測形成邊緣信息114所指示之移動物體2的領(lǐng)域位置及大小。由于位置/大小檢知裝置17僅用各像素附近處理，即能生成顯示移動物體2之領(lǐng)域位置及大小之檢測結(jié)果的重復(fù)信息圖像132，因此適合并列化。若位置/大小檢知裝置17能并列輸出重復(fù)信息圖像132的所有像素，自位置/大小檢知裝置17至像素計數(shù)裝置18之通信，即能各像素并列進行。
當(dāng)像素計數(shù)裝置18自位置/大小檢知裝置17輸入重復(fù)信息圖像132時，即能計算顯示適當(dāng)大小之移動物體2之領(lǐng)域位置的像素數(shù)量。該處理，與其使用并列處理，不如使用逐次處理來進行較為方便。因此，重復(fù)信息圖像132的各像素系存儲于線性內(nèi)存中。顯示移動物體2之領(lǐng)域位置的像素數(shù)量，系自像素計數(shù)裝置18輸出至像素數(shù)保持裝置19。
當(dāng)像素數(shù)量保持裝置19自像素計數(shù)裝置18輸入像素數(shù)量時，即將像素數(shù)量轉(zhuǎn)換為2的補碼表現(xiàn)或浮動小數(shù)點表現(xiàn)等輸出端所需的形式，進行必要期間之輸出。也就是說，移動物體計數(shù)部101能輸出移動物體數(shù)量。
前述各裝置，若能用獨立的硬件組裝的話，即能實施并行計算，故移動物體計數(shù)部101能具有實時性。因此，適用于計算移動速度快的物體數(shù)時，或以短時間處理大量的動態(tài)圖像時。另外，若幾個裝置能利用軟件組裝于一個處理器上的話，則計算速度雖然變慢但卻能價廉地加以制造。因此，非常適合即使輸出計數(shù)結(jié)果要花費數(shù)分鐘以上也無所謂的應(yīng)用例。
當(dāng)位置/大小檢測裝置17使用邊緣信息形成裝置15所生成的形成邊緣信息圖像115，檢測移動物體2的領(lǐng)域位置及大小時，有可能因移動物體2之密度，使顯示移動物體2之領(lǐng)域位置的像素數(shù)量與移動物體2之?dāng)?shù)量不同。主要原因是，形成邊緣信息114不一定是正確地抓出移動物體2之邊緣，以及位置/大小檢測裝置17無法從形成邊緣信息114辨別移動物體2的形狀。因此，若移動物體2的密度較高，就會組合不同移動物體2所生成的形成邊緣信息114，有時會與不存在的物體邊緣信息混在一起。為了解決這種問題，雖能根據(jù)形成邊緣信息114來辨別移動物體2之形狀，但以往的幾何解析方法由于系進行大區(qū)域處理，因此計算量變多，若欲提高辨別結(jié)果之精密度，計算時間即就會以指數(shù)函數(shù)變長。因此，利用附近處理，可使用物體/背景分離裝置16(參照第2圖)作為解決該問題的裝置。
當(dāng)物體/背景分離裝置16自邊緣信息形成裝置15輸入形成邊緣信息圖像115時，即能將物體領(lǐng)域141所包含的像素與背景所包含的像素，分離成不同的組，將分離結(jié)果以組單位依序輸出。又，當(dāng)物體領(lǐng)域141即使相鄰而能以形成邊緣信息114明確加以區(qū)別時，物體/背景分離裝置16，能將該等物體領(lǐng)域分離成不同的組。因此，組數(shù)也達到3以上。由于物體/背景分離裝置16能僅以附近處理分離出各像素中之物體領(lǐng)域141與背景，因此適合并列化。若物體/背景分離裝置16能并列輸出物體領(lǐng)域圖像142的所有像素，自物體/背景分離裝置16至位置/大小檢測裝置17之通信，即能各像素并列進行。
因此，如第2圖所示，藉使用物體/背景分離裝置16，即能僅以附近處理一面補足形成邊緣信息114，一面分離移動物體2的領(lǐng)域與其它的背景領(lǐng)域。此時，若移動物體2的領(lǐng)域類似圓形的話，換句話說，若移動物體2的領(lǐng)域中凹凸較少的話，位置/大小檢測裝置17就能抓出一定大小的領(lǐng)域，以特定位置。因此，若能事前知道移動物體2系類似圓形的話，像素計數(shù)裝置18即能藉使用物體/背景分離裝置16，能計算顯示特定大小之移動物體2之領(lǐng)域位置的像素數(shù)。也就是說，移動物體計數(shù)部101能輸出精度更高的移動物體數(shù)量。
以上，說明了計算動態(tài)圖像之二個以上的框圖像1中的移動物體2之?dāng)?shù)量時，移動物體計數(shù)部101是如何動作。接著，說明動態(tài)圖像之一個框圖像1中的移動物體2與靜止物體3的總數(shù)，也就是說，計算所有物體數(shù)量時之情形。
首先，基本動作與使用前述動態(tài)圖像之框圖像1計算移動物體2之?dāng)?shù)量的情形相同。也就是說，用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒖驁D像1中之靜止物體3看起來是替換為框圖像1中的移動物體2即可。如此，由于會生成靜止物體3之粗邊緣信息112，因此移動物體計數(shù)部101亦能計算靜止物體3的數(shù)量。將靜止物體3視為移動物體2之最簡單的方法，即系使用振動臺等使攝像機(數(shù)字相機)或靜止物體3本身進行微細振動。但是，因該方法必須要有物理性裝置，故移動物體計數(shù)部101將會變的昂貴或復(fù)雜。另一方面，作為不使用物理性裝置的裝置，有圖像振動裝置13(參照第3圖)。
當(dāng)圖像振動裝置13自圖像存儲裝置11輸入數(shù)字圖像111時，靜止物體3即在數(shù)字圖像111中，以圖像單位一起或像素單位個別之方式，在3像素前后的范圍上下左右地振動。若圖像振動裝置13能并列輸出數(shù)字圖像111的所有像素，自圖像振動裝置13至邊緣信息生成裝置14之通信，即能各像素并列進行。
因此，如第3圖所示，圖像振動裝置13，即使圖像取得裝置11所生成之?dāng)?shù)字圖像111中的靜止物體3，在3像素前后范圍上下左右地振動。據(jù)此，由于邊緣信息生成裝置14，就能將靜止物體3視為移動物體2，以生成靜止物體3的粗邊緣信息112，故所有物體計數(shù)部102，即能計算移動物體2與靜止物體3的總數(shù)，也就是說，能計算所有物體數(shù)量。
再者，與移動物體2及靜止物體3無關(guān)地，物體/背景分離裝置16僅利用形成邊緣信息114分離物體領(lǐng)域141與背景領(lǐng)域。因此，若能預(yù)先知道移動物體2及靜止物體3系類似于圓形的話，則如第4圖所示，將邊緣信息形成裝置15所生成的形成邊緣信息圖像115輸入物體/背景分離裝置16，將物體/背景分離裝置16所生成的物體領(lǐng)域圖像142輸入位置/大小檢測裝置17，據(jù)此，位置/大小檢測裝置17即能計算顯示特定大小的移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域位置的像素數(shù)量。也就是說，所有物體計數(shù)部102能輸出更高精度的所有物體數(shù)量。
另外，如上所述，視覺裝置使用計算動態(tài)圖像的框圖像1中的移動物體2之?dāng)?shù)量的移動物體計數(shù)部101，與大致具備相同裝置的所有物體計數(shù)部102，即能計算動態(tài)圖像1中的移動物體2及靜止物體3的總數(shù)。因此，考慮使用一個視覺裝置，同時計算移動物體2及靜止物體3的方法。此時，若能求出移動物體2及靜止物體3之?dāng)?shù)量的話，即能對所有物體容易地計算出移動物體2的比例，或靜止物體3的比例。以下，亦對用以求出移動物體2及靜止物體3之比例的視覺裝置加以說明。
求出移動物體2與所有物體的數(shù)量，且求出移動物體2及靜止物體3之比例之視覺裝置的整體構(gòu)成，如第5圖所示，大致劃分為移動物體計數(shù)部101與所有物體計數(shù)部102所組成。移動物體計數(shù)部101與所有物體計數(shù)部102，是由前述各個裝置所構(gòu)成。又，移動物體計數(shù)部101與所有物體計數(shù)部102的圖像取得裝置11及圖像存儲裝置12，由于系進行完全相同的動作，故在第5圖中，系共享圖像取得裝置11及圖像存儲裝置12。因此，重要的是移動物體計數(shù)部101的像素數(shù)保持裝置19，是從所有物體計數(shù)部102的像素計數(shù)裝置18輸入所有物體數(shù)，所有物體計數(shù)部102的像素數(shù)保持裝置19，是從移動物體計數(shù)部101的像素計數(shù)裝置18輸入移動物體數(shù)，利用比例切換信號等來自外部的信號，計算移動物體2及靜止物體3的比例進行切換以變換為浮動小數(shù)點表記等。當(dāng)然，若不需計算移動物體2及靜止物體3的比例，或能利用別的裝置來實現(xiàn)的話，就不必將此機能加于像素數(shù)保持裝置19。相反的，當(dāng)同時求移動物體數(shù)及靜止物體數(shù)時，只要在像素數(shù)保持裝置19追加對應(yīng)之機能即可。藉在像素數(shù)保持裝置19中使用一般處理器，視覺裝置即能視用途自由地進行此種變更。
又，如上述之說明般，從權(quán)利要求1～3的視覺裝置(由移動物體計數(shù)部101及所有物體計數(shù)部102所構(gòu)成)，是用來計算攝像機所拍攝之框圖像1中之移動物體2及靜止物體3之?dāng)?shù)量的裝置。因此，若移動物體2及靜止物體3是包含在框圖像1中的話，該等視覺裝置就能計算移動物體2及靜止物體3的數(shù)。但是，移動物體2及靜止物體3一旦偏離框圖像1的話，該等視覺裝置就無法計算移動物體2及靜止物體3的數(shù)量。因此，以下，就使用移動式攝像機10(參照第6圖)，一面常時搜索移動物體2及靜止物體3，一面計算其數(shù)量之權(quán)利要求4和5的視覺裝置加以說明。
首先，移動式攝像機10備有向水平方向及垂直方向移動的裝置，藉輸入來自外部之控制移動角度的指令，能進行各個搖動鏡頭及傾斜。又，移動式攝像機10備有變更拍攝圖像倍率的裝置，藉輸入來自外部之控制倍率的指令，能進行變焦。因此，移動式攝像機10，能根據(jù)來自外部的指令，使攝像機進行微細的振動。據(jù)此，移動式攝像機10所拍攝之動態(tài)圖像的框圖像1產(chǎn)生晃動，框圖像1中的物體被拍攝得宛如振動。也就是說，若使用移動式攝像機10的話，即不需使用所有物體計數(shù)部102的圖像振動裝置13，僅用移動物體計數(shù)部101即能計算所有物體的領(lǐng)域。這種方法為了使用移動式攝像機10之物理性裝置，在處理速度與計數(shù)精度等方面雖有問題，但由于僅用移動物體計數(shù)部101即能計算移動物體2與所有物體兩者的領(lǐng)域，故適合計算位于無法包含于框圖像1中之寬敞地方的移動物體2及靜止物體3。
此處，移動式攝像機10系能將根據(jù)搖動鏡頭、傾斜及變焦等移動指令之所移動之現(xiàn)在位置，視需要加以輸出，且亦能視需要將現(xiàn)在是移動中或是停止中等移動式攝像機10的狀態(tài)加以輸出者。此時，若視覺裝置能控制移動式攝像機10的搖動鏡頭、傾斜及變焦的話，該視覺裝置即能變更移動式攝像機10的方向及倍率，以使移動式攝像機10能常時用適當(dāng)?shù)拇笮∨臄z移動物體2及靜止物體3。
因此，第6圖系顯示移動式攝像機10具備有能常時用適當(dāng)?shù)拇笮砼臄z移動物體2及靜止物體3的基本裝置之權(quán)利要求4的視覺裝置。此時，視覺裝置系根據(jù)機能，使用三種坐標(biāo)系統(tǒng)，亦即使用攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)、圖像坐標(biāo)系統(tǒng)及環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)。第一，攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)，如其字義，系移動式攝像機為了用各個最小控制單位控制移動鏡頭、傾斜及變焦所使用之?dāng)z像機內(nèi)部的三次元球坐標(biāo)系統(tǒng)。一般說來，攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)的原點，系稱為原點(home position)之移動式攝像機的固有位置。攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)是能顯示移動物體2及靜止物體3之物理位置的唯一坐標(biāo)系統(tǒng)。即使如此，攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)，由于在每種移動式攝像機10中皆不同，故無一般性。因此，視覺裝置須對其他的裝置隱匿攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)。第二，圖像坐標(biāo)系統(tǒng)系將移動式攝像機10所拍攝之框圖像1的中央作為原點、以像素為單位的二次元坐標(biāo)系統(tǒng)。此系用來顯示移動物體2及靜止物體3究竟是位于框圖像1中的那一像素上。因此，圖像坐標(biāo)系統(tǒng)，雖適合區(qū)別位于框圖像1中復(fù)數(shù)物體之微細的位置，但僅藉圖像坐標(biāo)系統(tǒng)是無法顯示移動物體2及靜止物體3的物理位置。第三，環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)，是視覺裝置用來在內(nèi)部邏輯上統(tǒng)一顯示移動物體2及靜止物體3之位置所使用的三次元球坐標(biāo)系統(tǒng)。環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)在水平方向及垂直方向使用以弧度(radian)為單位的角度，為了顯示物體大小與離物體距離的積，在距離方向系使用以1.0為單位的實數(shù)。一般說來，由于物體的大小不會極端地變化，故可將到物體之距離與移動式攝像機10的倍率視為正比。環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)的原點為任意。亦即，原則上，環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)是用來顯示環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上之任意2點的相對坐標(biāo)。視覺裝置利用移動式攝像機10，藉將可攝影環(huán)境中的物體投影于環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)中，即能區(qū)別復(fù)數(shù)的物體。
因此，攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)及圖像坐標(biāo)系統(tǒng)必須與各個環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)相互地進行轉(zhuǎn)換。擔(dān)負此角色的裝置即系攝像機/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置20、圖像/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置21及運動控制裝置23。該等裝置系自移動式攝像機10及圖像取得裝置11的規(guī)格，求出攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)及圖像坐標(biāo)系統(tǒng)的各單位，以計算用以轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)之矩陣。又，亦可藉計算自攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)到環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)之轉(zhuǎn)換矩陣的逆矩陣，求出自環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)到攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換矩陣。不過，由于攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)的原點是移動式攝像機10的原點位置，因此自攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換而來之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)之位置，系環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上移動式攝像機10之原點位置的相對位置。另一方面，自環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換而來之?dāng)z像機坐標(biāo)系統(tǒng)的位置，系攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)上自移動式攝像機10現(xiàn)在位置的相對位置。再者，由于圖像坐標(biāo)系統(tǒng)是二次元坐標(biāo)系統(tǒng)，故僅用圖像坐標(biāo)系統(tǒng)是無法轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，圖像/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置21，是使用環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)所顯示之移動式攝像機10的方向及倍率，與框圖像1中移動物體2及靜止物體3的領(lǐng)域大小，藉隨時計算隨時轉(zhuǎn)換矩陣，以自圖像坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)。此外，自圖像坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換而來之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)的位置，成為自圖像中心的相對位置。
因此，權(quán)利要求4的視覺裝置的其它裝置，可視為為了常時以適當(dāng)之大小拍攝移動物體2及靜止物體3，用來生成及轉(zhuǎn)換該三個坐標(biāo)系統(tǒng)所顯示之移動物體2及靜止物體3位置的裝置。因此，以坐標(biāo)系統(tǒng)攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)、圖像坐標(biāo)系統(tǒng)及環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，說明第6圖。
首先，圖像取得裝置11、邊緣信息生成裝置14及位置/大小檢測裝置14及大小檢測裝置17，系與移動物體計數(shù)部101及所有物體計數(shù)部102所構(gòu)成之權(quán)利要求1～3的視覺裝置中所說明者相同。不過，權(quán)利要求1～3的視覺裝置中，系將生成邊緣信息形成裝置15所生成之形成邊緣信息圖像115輸入位置/大小檢測裝置17，至于權(quán)利要求4的視覺裝置中，則系將生成邊緣信息生成裝置14所生成之粗邊緣信息圖像113輸入位置/大小檢測裝置17。當(dāng)然，在這種視覺裝置中，雖能藉使用邊緣信息形成裝置15，將形成邊緣信息圖像115輸入位置/大小檢測裝置17，但因下述之理由，該視覺裝置之性能，即使不使用邊緣信息形成裝置15亦已足夠。第一，該視覺裝置中，不需要如權(quán)利要求1～3的視覺裝置般，計算移動物體2及靜止物體3的領(lǐng)域數(shù)量。反而該視覺裝置中較重要的是，搜索移動物體2及靜止物體3，并將移動式攝像機10的方向與倍率對準(zhǔn)于該方向。且，位置/大小檢測裝置17亦能自粗邊緣信息112，求出移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域數(shù)量的概略大小。第二，邊緣信息形成裝置15系使用邊緣信息生成裝置14所生成之粗邊緣信息圖像113，來生成形成邊緣信息圖像115。亦即，在邊緣信息形成裝置15生成形成邊緣信息圖像115之期間，移動物體2會產(chǎn)生移動。一般說來，由于移動式攝像機10具有物理性裝置，因此移動式攝像機10的移動速度不會太快。因此，當(dāng)該視覺裝置使移動式攝像機10移動時，由于移動物體2的移動速度，而有來不及控制移動式攝像機10的可能。由于上述原因，權(quán)利要求4的視覺裝置，未必需要移動物體2及靜止物體3之明確且明了的形成邊緣信息114。
其次，攝像機/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置20及圖像/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置21，將用位置/大小檢測裝置17所生成之重復(fù)信息圖像132所顯示之移動物體2及靜止物體3的領(lǐng)域位置，轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)的位置。此時，若框圖像1中移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域位置的總數(shù)是2以上的話，環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上亦存在兩個以上的位置。因此，為了控制移動式攝像機10之移動鏡頭、傾斜及變焦中任一項以使移動式攝像機10的方向及倍率對準(zhǔn)一個物體，必須從環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置中選擇一個。位置選擇裝置22根據(jù)一定的判斷基準(zhǔn)，選擇環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的一個位置。此處所使用之判斷基準(zhǔn)主要如下。第一，選擇環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上物體最近(或最大的)者。此系因物體較遠(或較小時)時，邊緣信息生成裝置14有可能生成噪聲，故盡量選擇環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上之位置有物體之概率較高者。第二，當(dāng)環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上之一定范圍內(nèi)，復(fù)數(shù)之位置集中時，選擇其中之一。這有兩種可能性。一是邊緣信息生成裝置14對一個物體生成分散的粗邊緣信息112的可能性，另一個是實際上存在復(fù)數(shù)個物體的可能性。第三，環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上多數(shù)字置系大致相同距離(或大致相同大小)時，選擇離原點最近的位置，亦即，選擇離移動式攝像機10方向最近的位置。視用途與狀況適當(dāng)組合上述事項，位置選擇裝置22即能選擇環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的一個位置。
又，權(quán)利要求4的視覺裝置，除了以位置選擇裝置22所選擇的位置外，亦能在下述位置求出搖動鏡頭、傾斜及變焦移動式攝像機10。首先，該視覺裝置必須使移動式攝像機10振動。因此，為了使移動式攝像機10振動，振動指令生成裝置25，將移動式攝像機10移動之位置指定為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置。振動指令生成裝置25所指定之位置，系移動式攝像機10絕對不振動的范圍，而由擬似隨機數(shù)等加以決定。再者，權(quán)利要求4的視覺裝置，系藉輸入來自外部之控制指令以求出對移動式攝像機10進行搖動鏡頭、傾斜及變焦。至于一般的用途，由于系對移動式攝像機10現(xiàn)在面向的方向與倍率，進行移動鏡頭、傾斜及變焦，故使用控制指令輸入裝置24暫時存儲控制指令后，即算出將移動式攝像機10之現(xiàn)在位置作為原點之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置。又，藉改良控制指令輸入裝置24，能容易地使移動式攝像機10移動至特定的位置。
因此，為了控制移動式攝像機10的移動鏡頭、傾斜及變焦，運動控制裝置23自前述環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的三個位置中選擇一個位置。運動控制裝置23自前述環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的三個位置中選擇一個位置時，以控制指令輸入裝置24、位置選擇裝置22、振動指令生成裝置25的順序，自有輸入位置之裝置加以選擇。所選擇的位置從環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)。之后，利用攝像機指令生成裝置26，轉(zhuǎn)換為移動式攝像機10能辨識的指令，以傳送至移動式攝像機10。據(jù)此，權(quán)利要求4的視覺裝置，即能控制移動式攝像機10的移動鏡頭、傾斜及變焦。
又，視移動式攝像機10之機種，若不傳送特定指令給移動式攝像機10的話，就無法得到移動式攝像機10的狀態(tài)，亦即，無法得到移動式攝像機10之方向及倍率、與移動式攝像機10是在移動中還是停止中的信息。因此，運動控制裝置23自三個位置中選擇一個并輸出至在攝像機指令生成裝置26后，指示攝像機指令生成裝置26，以將詢問移動式攝像機10是否移動中的信息指令傳送給移動式攝像機10，從移動式攝像機10透過攝像機/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置20，待機到接收該信息為止。若所接收的信息系顯示在移動中，即再一次指示攝像機指令生成裝置26，以將詢問移動式攝像機10是否移動中的信息指令傳送給移動式攝像機10。若所接收的信息系顯示停止中，即指示攝像機指令生成裝置26，以將詢問移動式攝像機10現(xiàn)在位置及倍率之指令傳送給移動式攝像機10。在此期間，運動控制裝置23不選擇三個位置。攝像機指令生成裝置26根據(jù)來自運動控制裝置23的指令，將對應(yīng)的指令傳送給移動式攝像機10。攝像機/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置20原封不動地將移動式攝像機10是否移動中的信息傳送給運動控制裝置23，另外，將移動式攝像機10的現(xiàn)在位置及倍率，自攝像機坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)的位置。據(jù)此，權(quán)利要求4的視覺裝置，即能一面逐次調(diào)查移動式攝像機10的狀態(tài)，一面控制移動式攝像機10的移動鏡頭、傾斜及變焦。
到現(xiàn)在為止，已就具備有移動式攝像機10為常時以適當(dāng)?shù)拇笮∨臄z框圖像1中之移動物體2及靜止物體3之基本裝置的權(quán)利要求4的視覺裝置，進行了說明。然而，并不表示移動物體2及靜止物體3是經(jīng)常存在于移動式攝像機10所拍攝的范圍中，且移動物體2不久后即會自移動式攝像機10所拍攝的范圍移動到其它的位置。當(dāng)然，若移動物體2移動，從移動式攝像機10所見之移動物體2的形狀及顏色當(dāng)然變化。因此，以下所說明之權(quán)利要求5的視覺裝置，可視為在權(quán)利要求4的視覺裝置中，增加用來更正確地辨識框圖像1中之移動物體2及靜止物體3的形狀及顏色的若干裝置，與用來更正確地計算移動式攝像機10在一定時間內(nèi)所拍攝之移動物體2及靜止物體3之?dāng)?shù)量的若干裝置，與更正確地使移動式攝像機10移動，以朝向在移動式攝像機10能拍攝之范圍內(nèi)的移動物體2及靜止物體3之位置的裝置。
第7圖之視覺裝置，系在權(quán)利要求4的視覺裝置中追加邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27及規(guī)格化圖像保持裝置28，以生成規(guī)格化圖像145者。邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16，與由移動物體部101及所有物體計數(shù)部102所構(gòu)成之權(quán)利要求1～3的視覺裝置的邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16相同者。
當(dāng)領(lǐng)域規(guī)格化裝置27分別輸入來自物體/背景分離裝置16及圖像取得裝置11之物體領(lǐng)域圖像142及數(shù)字圖像111時，即從數(shù)字圖像111切出分離物體領(lǐng)域143，一面使分離物體領(lǐng)域143變形，一面配合數(shù)字圖像111的圖像尺寸，盡可能利用內(nèi)插及放大生成規(guī)格化圖像145。由于領(lǐng)域規(guī)格化裝置27僅用各像素之附近處理，即能將分離物體領(lǐng)域143進行規(guī)格化，因此適合并列化。若領(lǐng)域規(guī)格化裝置27能并列輸出規(guī)格化圖像145的全部像素，自領(lǐng)域規(guī)格化裝置27至規(guī)格化圖像保持裝置28之通信，即能各像素并列進行。
當(dāng)規(guī)格化圖像保持裝置28自領(lǐng)域規(guī)格化裝置27輸入規(guī)格化圖像145時，若規(guī)格化圖像145之輸出端要求適當(dāng)格式之規(guī)格化圖像145的話，即能將規(guī)格化圖像145轉(zhuǎn)換為規(guī)格化圖像145輸出端所要求的格式。之后，規(guī)格化圖像保持裝置28在將規(guī)格化圖像145確實地傳送至規(guī)格化圖像145的輸出端前，存儲規(guī)格化圖像145一定期間。規(guī)格化圖像保持裝置28若限定轉(zhuǎn)換格式的話，由于僅藉各像素附近處理即能轉(zhuǎn)換規(guī)格化圖像145，因此適合并列化。若規(guī)格化圖像保持裝置28能并列輸出規(guī)格化圖像145的全部像素，自規(guī)格化圖像保持裝置28至規(guī)格化圖像145之輸出端的通信，集能各像素并列進行。
因此，藉使用邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16、領(lǐng)域規(guī)格化27及規(guī)格化圖像保持裝置28，即使權(quán)利要求4的視覺裝置所拍攝的移動物體2及靜止物體3，在框圖像1中的任意位置以任意的大小存在，第7圖之視覺裝置亦能盡量生成類似之移動物體2及靜止物體3的規(guī)格化圖像145。據(jù)此，當(dāng)規(guī)格化圖像145之輸出端須辨識移動物體2及靜止物體3時，規(guī)格化圖像145的輸出端即不需考慮框圖像1中的移動物體2及靜止物體3的位置及大小，而能使用適當(dāng)之辨識方法。
又，第7圖之視覺裝置中，在邊緣信息生成裝置14、邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16、領(lǐng)域規(guī)格化27及規(guī)格化圖像保持裝置28間，各裝置所輸入之圖像分辨率或影像大小并不一定要一致。例如，第7圖之視覺裝置，于邊緣信息生成裝置14中輸入降低數(shù)字圖像111之解像度的低解像度數(shù)字圖像116，另一方面，于邊緣信息形成裝置15中，輸入以適當(dāng)之方法將邊緣信息生成裝置14所生成的低解像度粗邊緣信息圖像117之圖像尺寸放大為數(shù)字圖像111之圖像尺寸的粗邊緣信息圖像113，于物體/背景分離裝置16及領(lǐng)域規(guī)格化裝置27中輸入數(shù)字圖像111，即能減低邊緣信息生成裝置14的負載。亦即，幾乎不需改變邊緣信息形成裝置15以后所生成之規(guī)格化圖像145的品質(zhì)，即能更高速地控制位置/大小檢測裝置17以后之移動式攝像機10的移動鏡頭、傾斜及變焦的控制。若進一步進行該方法，于邊緣信息形成裝置15中，輸入邊緣信息生成裝置14所生成之粗邊緣信息圖像117的圖像中切出存在粗邊緣信息112之領(lǐng)域的切出粗邊緣信息圖像119，于物體/背景分離裝置16及領(lǐng)域規(guī)格化27中，輸入自數(shù)字圖像111中切出與切出粗邊緣信息圖像119相同位置領(lǐng)域的數(shù)字圖像120，即能減低邊緣信息形成裝置15以后之規(guī)格化圖像145所生成的負載。此處，若能利用權(quán)利要求4的視覺裝置，使移動式攝像機10在框圖像1之中央以適當(dāng)?shù)拇笮∨臄z移動物體2及靜止物體3的話，即能預(yù)先決定對數(shù)字圖像111的切出粗邊緣信息圖像119及切出數(shù)字圖像120的切出領(lǐng)域。據(jù)此，第7圖之視覺裝置，即能利用1臺移動式攝像機10，達成與使用廣角攝像機與高解像度攝像機的物體搜索裝置同樣的性能。
第8圖之視覺裝置，系在第7圖之視覺裝置中追加圖像辨識裝置29及辨識裝置保持裝置30，以生成辨識結(jié)果者。
當(dāng)圖像辨識裝置29自領(lǐng)域規(guī)格化裝置輸入規(guī)格化圖像145時，使用適當(dāng)之圖像辨識方法辨識規(guī)格化圖像145之移動物體2及靜止物體3的規(guī)格領(lǐng)域144，并輸出辨識結(jié)果。由于輸入圖像辨識裝置29之規(guī)格化圖像145，系利用領(lǐng)域規(guī)格化裝置27使移動物體2及靜止物體3變形，因此圖像辨識裝置29，與其使用行程抽出法、傅立葉轉(zhuǎn)換及哈佛轉(zhuǎn)換等對位置偏離較佳之方法進行幾何解析，倒不如進行輸入圖像與模板圖像之比較的圖像匹配方法較為合適。作為圖像匹配方法，可使用以誤差反傳播法(back propagation)而能學(xué)習(xí)模板圖像之傳播等的中性網(wǎng)絡(luò)。又，當(dāng)使用中性網(wǎng)絡(luò)時，藉使用中性網(wǎng)絡(luò)的加速器，也能進行并列化及高速化。規(guī)格化圖像145的辨識結(jié)果，系自圖像辨識裝置29輸出到辨識結(jié)果保持裝置30。
當(dāng)辨識結(jié)果保持裝置30自圖像辨識裝置29輸入規(guī)格化圖像145之辨識結(jié)果時，若辨識結(jié)果之輸出端要求適當(dāng)格式之信號的話，即將辨識結(jié)果轉(zhuǎn)換為辨識結(jié)果輸出端所要求的格式。之后，辨識結(jié)果保持裝置30在能確實傳送辨識結(jié)果至辨識結(jié)果輸出端前，存儲辨識結(jié)果一定期間。
因此，藉使用圖像辨識裝置29及辨識結(jié)果保持裝置30，第8圖之視覺裝置能生成移動式攝像機10以適當(dāng)之大小拍攝之移動物體2及靜止物體3的辨識結(jié)果。據(jù)此，辨識結(jié)果之輸出端，能利用第8圖之視覺裝置，作為移動式攝像機10所拍攝之移動物體2及靜止物體3的辨識裝置。
第9圖之視覺裝置，系在第8圖之視覺裝置增加環(huán)境理解裝置31、計時裝置32及環(huán)境地圖裝置保持33，以生成環(huán)境地圖。
計時裝置32系利用定時器電路以1厘米(mm)秒單位輸出現(xiàn)在時刻。現(xiàn)在時刻不斷地從計時裝置32輸出至環(huán)境理解裝置31。
當(dāng)環(huán)境理解裝置31自圖像辨識裝置29輸入移動物體2及靜止物體3的辨識結(jié)果時，即作成由辨識結(jié)果、移動式攝像機10在環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置及現(xiàn)在時刻所構(gòu)成的環(huán)境數(shù)據(jù)。又，當(dāng)環(huán)境理解裝置31自圖像/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置21，輸入框圖像1中全部之移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域在環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上之位置時，即僅作成移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域數(shù)量的環(huán)境數(shù)據(jù)，該環(huán)境數(shù)據(jù)系由無效數(shù)據(jù)所構(gòu)成的辨識結(jié)果、移動式攝像機10在環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置加上框圖像1中之一個移動物體2及靜止物體3之領(lǐng)域在環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上之位置的位置，以及現(xiàn)在時刻所構(gòu)成。此時，環(huán)境地圖系較現(xiàn)在時刻一定時間前所作成之環(huán)境數(shù)據(jù)的集合，環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置系以將移動式攝像機10之原點作為原點的環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)來表示。環(huán)境理解裝置31，系隨時間之經(jīng)過于對環(huán)境地圖追加及削除環(huán)境數(shù)據(jù)。此外，環(huán)境理解裝置31，在削除重復(fù)之內(nèi)容的環(huán)境數(shù)據(jù)的同時，當(dāng)辨識結(jié)果是無效數(shù)據(jù)的環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置在辨識結(jié)果不是無效數(shù)據(jù)的其它環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置附近時，削除辨識結(jié)果為無效數(shù)據(jù)的環(huán)境數(shù)據(jù)。再者，當(dāng)辨識結(jié)果不是無效數(shù)據(jù)之環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置，系在辨識結(jié)果不是無效數(shù)據(jù)之其它環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置附近時，若該等環(huán)境數(shù)據(jù)中的辨識結(jié)果一致的話，即削除前者的環(huán)境數(shù)據(jù)，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)之記錄時間與環(huán)境數(shù)據(jù)中位置附近的范圍，決定環(huán)境地圖的精度。環(huán)境地圖系從環(huán)境理解裝置31輸出到環(huán)境地圖保持裝置33。
當(dāng)環(huán)境地圖保持裝置33從環(huán)境理解裝置31輸入環(huán)境地圖時，若環(huán)境地圖之輸出端要求適當(dāng)格式之信號的話，即將環(huán)境地圖轉(zhuǎn)換為環(huán)境地圖之輸出端所要求的格式。然后，環(huán)境地圖保持裝置33，在將環(huán)境地圖確實地傳送至環(huán)境地圖之輸出端前，存儲環(huán)境地圖一定時間。
因此，藉使用環(huán)境理解裝置31、計時裝置32及環(huán)境地圖保持裝置33，第9圖之視覺裝置，能特定移動式攝像機10所拍攝之移動物體2及靜止物體3的位置。據(jù)此，環(huán)境地圖之輸出端，能利用第9圖之視覺裝置，作為移動式攝像機10所能拍攝之移動物體2及靜止物體3之位置的特定裝置。
第10圖之視覺裝置，系在第9圖之視覺裝置中增加物體位置推算裝置，以將移動式攝像機10控制于物體之推算位置。
當(dāng)物體位置推算裝置34從環(huán)境理解裝置31輸入環(huán)境地圖時，即選擇一個辨識結(jié)果為無效數(shù)據(jù)的環(huán)境數(shù)據(jù)，抽出該環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置。從該位置減去利用攝像機/環(huán)境坐標(biāo)轉(zhuǎn)換裝置20所計算之移動式攝像機10的環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的現(xiàn)在位置，物體位置推算裝置34，即能求出將移動式攝像機10之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的現(xiàn)在位置作為原點，即使過去已生成粗邊緣信息112，但辨識結(jié)果尚未出現(xiàn)之移動物體2及靜止物體3在環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的相對位置。但是，于移動物體2之情形中，于現(xiàn)在該位置上不一定存在移動物體2。因此，該位置系有可能存在移動物體2及靜止物體3之移動物體2及靜止物體3的推算位置。另一方面，若環(huán)境地圖中沒有辨識結(jié)果為無效數(shù)據(jù)之環(huán)境數(shù)據(jù)的話，即在移動式攝像機10能移動之范圍內(nèi)生成適當(dāng)之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置。此時，作為生成適當(dāng)位置的基準(zhǔn)，考率如下項目。第一，利用擬似隨機數(shù)，生成任意的位置。第二，計算環(huán)境地圖中之環(huán)境數(shù)據(jù)中的位置密度低的位置。第三，以適當(dāng)之順序依序生成移動式攝像機10能移動之范圍內(nèi)的位置。例如，于移動式攝像機10可移動之范圍內(nèi)，從左上端的位置向右依序生成位置，到達右端后向下降一段，之后，向左依序生成位置，到達左端后向下降一段，之后，向右依序生成位置，反復(fù)此種動作。視用途與狀況組合該等基準(zhǔn)，即能有效地推算移動式攝像機10未拍攝之移動物體2及靜止物體3的推算位置。物體推算位置系從物體位置推算裝置34，輸出到運動控制裝置23。
此處，運動控制裝置23是以權(quán)利要求4的視覺裝置的運動控制裝置23為基準(zhǔn)，作如下之變更。亦即，為了控制移動式攝像機10的移動鏡頭、傾斜及變焦，運動控制裝置23是用控制指令輸入裝置24、物體位置推算裝置34、位置選擇裝置22及振動指令生成裝置25的順序，從有輸入位置之裝置加以選擇。但是，運動控制裝置23必須不連續(xù)選擇來自物體位置推算裝置34的輸入位置。
因此，藉使用物體位置推算裝置34，第10圖之視覺裝置，即能搜索存在于移動式攝像機10能拍攝范圍的移動物體2及靜止物體3。據(jù)此，環(huán)境地圖之輸出端，能利用第10圖之視覺裝置，作為移動式攝像機10所能拍攝之移動物體2及靜止物體3之位置的特定裝置。
第11圖之視覺裝置，系在第10圖之視覺裝置中增加物體計數(shù)裝置35及物體數(shù)保持裝置36，以生成任意物體數(shù)。
當(dāng)物體計數(shù)裝置35從環(huán)境理解裝置31輸入環(huán)境地圖時，即能在環(huán)境地圖中計算具有特定物體意義之辨識結(jié)果的環(huán)境數(shù)據(jù)數(shù)，以生成任意物體數(shù)。環(huán)境數(shù)據(jù)中之辨識結(jié)果，可從圖像辨識裝置29所辨識的物體種類中選擇任意數(shù)量。任意物體數(shù)是從物體計數(shù)裝置35輸出到物體數(shù)保持裝置36。又，若視用途而有需要時，藉變更物體計數(shù)裝置35，就能容易指定應(yīng)從外部計數(shù)的物體種類。
當(dāng)物體數(shù)保持裝置36從物體數(shù)裝置35輸入任意物體數(shù)時，在將任意物體數(shù)確實地傳送至任意物體數(shù)之輸出端前，存儲任意物體數(shù)一定時間。
因此，藉使用物體計數(shù)裝置35及物體數(shù)保持裝置36，第11圖之視覺裝置，能計算存在于移動式攝像機10能拍攝范圍內(nèi)之特定移動物體2及靜止物體3的數(shù)量。據(jù)此，任意物體數(shù)輸出端，能利用第11圖之視覺裝置，作為移動式攝像機10所能拍攝之移動物體2及靜止物體3之位置的特定裝置。
如第12圖所示，權(quán)利要求5的視覺裝置，系在第11圖之視覺裝置中增加幾何解析裝置37，以正確且高速作成環(huán)境地圖。
當(dāng)幾何解析裝置37從邊緣信息形成裝置15輸入形成邊緣信息圖像115時，即藉進行行程抽出法、傅立葉轉(zhuǎn)換及哈佛轉(zhuǎn)換等幾何解析，推算框圖像1中的移動物體2及靜止物體3的形狀，以生成幾何解析結(jié)果。而以往的圖像辨識，系從圖像本身直接抽出線部分，或使用不影響位置與大小等的各種轉(zhuǎn)換，進行辨識圖像中的物體。因此，雖然處理非常單純，但組合的數(shù)量龐大，其結(jié)果需要龐大的計算量，在得到所希望的結(jié)果前花費長的時間，或只能得到低品質(zhì)的辨識結(jié)果。然而，權(quán)利要求5的視覺裝置，是對框圖像1中之移動物體2及靜止物體3的圖形辨識，由物體/背景分離裝置16、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27及圖像辨識裝置29加以進行。因此，幾何解析裝置37使用形成邊緣信息圖像115，近對物體/背景分離裝置16、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27及圖像認識裝置29所難以應(yīng)付的移動物體2及靜止物體3的輪廓等圖形，以用簡單的方法大致進行解析，即能以圖像辨識裝置29省略不必要的圖形匹配，以環(huán)境理解裝置31正確且高速作成環(huán)境地圖，同時也能減低幾何解析裝置37本身的負載。幾何解析結(jié)果是從幾何解析裝置37，輸出到圖像辨識裝置29及環(huán)境理解裝置31。因此，圖像辨識裝置29及環(huán)境理解裝置31，分別進行如下的動作。
當(dāng)圖像辨識裝置29從幾何解析裝置37輸入幾何解析結(jié)果時，首先，判斷是否為圖像辨識裝置29所辨識之對象的圖形。若幾何解析結(jié)果是對象外圖形的話，圖像辨識裝置29即不動作。若幾何解析結(jié)果是對象圖形的話，圖像辨識裝置29即使用對象圖形用的模板圖像，進行圖形匹配。例如，為以誤差逆?zhèn)鞑シㄟM行學(xué)習(xí)之視感控制器(perceptron)時，對每一對象圖形進行視感控制器之學(xué)習(xí)，以作成學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，然后利用幾何解析結(jié)果，選擇學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，針對對象圖形有效地進行圖形匹配。亦即，若幾何解析結(jié)果是圓形的話，即僅利用人臉與球等圓形物體之學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，若幾何解析結(jié)果是三角形的話，即僅利用鐵路標(biāo)志與類似山等三角形物體之學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。如此，不僅能利用小型的視感控制器辨識多數(shù)物體之圖形，視感控制器本身也能有效地學(xué)習(xí)。
當(dāng)環(huán)境理解裝置31從幾何解析裝置37輸入幾何解析結(jié)果時，首先，判斷是否為圖像辨識裝置29所辨識之對象的圖形。若幾何解析結(jié)果是對象外圖形的話，環(huán)境理解裝置31即立刻從環(huán)境地圖中削除環(huán)境數(shù)據(jù)(系位于移動式攝像機10之環(huán)境坐標(biāo)系統(tǒng)上的位置附近，辨識結(jié)果為無效數(shù)據(jù)的環(huán)境資金)。據(jù)此，能從環(huán)境地圖中削除不必要的環(huán)境數(shù)據(jù)，即使不輸出物體位置推算裝置34等不必要的物體推算位置亦可。當(dāng)幾何解析結(jié)果是對象圖形時，即待機到從圖像辨識裝置29輸入辨識結(jié)果。
因此，藉使用幾何解析裝置37，權(quán)利要求5的視覺裝置，能正確且高速計算存在于移動式攝像機10能拍攝范圍內(nèi)之特定移動物體2及靜止物體3的數(shù)量。據(jù)此，任意物體數(shù)的輸出端，即能利用權(quán)利要求5的視覺裝置，作為高速計算移動式攝像機10能拍攝之特定移動物體2及靜止物體3之?dāng)?shù)量的裝置。
另外，從權(quán)利要求1～5的視覺裝置，所使用的圖像存儲裝置12、圖像振動裝置13、邊緣信息生成裝置14、邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16、位置/大小檢測裝置17、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27、規(guī)格化圖像保持裝置28及圖像辨識裝置29能使用由數(shù)組運算單元40(Array Operation Unit)所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，進行組裝。因此，以下以利用數(shù)組運算單元40之?dāng)?shù)據(jù)處理裝置110的實施形態(tài)為例，參照圖面說明從權(quán)利要求6～12的視覺裝置。
首先，數(shù)組運算單元40，使用輸入圖像的一個像素與其附近像素，生成輸出圖像的一個像素。因此，如第13圖所示，使數(shù)組運算單元40配合輸入圖像的大小，使用網(wǎng)格狀排列的數(shù)據(jù)處理裝置110，數(shù)據(jù)處理裝置110即能從輸入圖像生成輸出圖像。又，第13圖中，將數(shù)組運算單元40簡寫為AOU。其次，數(shù)組運算單元40可利用專用硬件來進行組裝，亦可在一般計算機上利用軟件來進行組裝。亦即，若能從輸入圖像生成輸出圖像的話，組裝裝置不受限制。因此，藉顯示數(shù)組運算單元40的算法，能顯示數(shù)據(jù)處理裝置110的圖像處理。因此，為了顯示數(shù)組運算單元40的算法，就圖像存儲裝置12(參照第1圖及第6圖)、圖像振動裝置13(參照第3圖、第4圖及第5圖)、邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第6圖)、邊緣信息形成裝置15(參照第1～5圖、第7～12圖)、物體/背景分離裝置16(參照第2、4、5、7～12圖)、位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第6圖)、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27(參照第7圖)、規(guī)格化圖像保持裝置28(參照第7圖)及圖像辨識裝置29(參照第8圖)所使用的式，加以說明。
設(shè)寬度w、高度h、頻帶數(shù)b的任意2n色調(diào)為x、y、w,x、y、w是使用各個位置P(i、j、k)的頻帶像素值xijk、yijk、wijk，如式1、式2、式3所顯示。還有，粗體字是顯示向量。另外，n為非負的整數(shù)，w、h、b、i、j、k為自然數(shù)。
x={xijk｜xijkis value at p(i,j,k),l≤i≤w,1≤j≤h,1≤k≤b}(1)y={yijk｜yijkis value at p(i,j,k),l≤i≤w,l≤j≤h,1≤k≤b}(2)w={wijk｜wijkis value at p(i,j,k),1≤i≤w,1≤j≤h,1≤k≤b}(3)
首先，對前述圖像的各頻帶像素值，就有關(guān)點處理的函數(shù)，說明如下。
當(dāng)圖像x轉(zhuǎn)換為二值圖像時，根據(jù)式4，將頻帶像素值加以二值化。Φijk(x)={0otherwise1ifxijk>0,---(4)]]>當(dāng)將圖像x轉(zhuǎn)換為頻帶最大值圖像時，根據(jù)式5，從i行j列像素的各頻帶值中，選擇最大值。又，由于前述頻帶最大值圖像為單頻帶圖像，故為了方便，將之作為頻帶數(shù)1之前述圖像加以處理。因此，函數(shù)Bijl(x)的第3附加字為1。Bijl(x)=maxk{xijk}---(5)]]>圖像x為二值圖像，當(dāng)反轉(zhuǎn)圖像x時，根據(jù)式6加以計算。
Iijk(x)=1-xijk(6)圖像x的位置P(i、j、k)中的對數(shù)轉(zhuǎn)換是根據(jù)式7進行。在此式中，e為偏置，系為了使自然對數(shù)函數(shù)的輸出值在有效范圍而加以使用，一般說來，e=1即可。利用此對數(shù)化即能將頻帶像素彼此相除變?yōu)橄鄿p。另外，設(shè)圖像x為2n色調(diào)的數(shù)字圖像時，與頻帶數(shù)無關(guān)的，在內(nèi)存上若具有包含2n個要素的一覽表的話，即不需每次計算自然對數(shù)函數(shù)，亦不需具有標(biāo)準(zhǔn)的對數(shù)表。
Lijk(x)=ln(xlmk+e)(7)另外，圖像的位置P(i、j、k)的q附近位置的集合Pijk(q)是以式8來顯示。但是，8q是4、8、24、48、80、120、(2r+1)2-1的連續(xù)序列，r是自然數(shù)。又，當(dāng)超出圖像尺寸的位置包含于集合pijk(q)中時，即以無特別限定的位置p(i、j、k)加以取代。又，除此之外時，即根據(jù)指定，易像素值相當(dāng)于0、且圖像所不包含的架空位置加以取代。據(jù)此，能自動地進行邊緣處理。因此，集合Pijk(q)的要素數(shù)Nijk經(jīng)常為q。 接下來，就有關(guān)對圖像的各頻帶圖像值之最大8附近的附近處理的函數(shù)及運算子，說明如下。
圖像x的位置P(i、j、k)的振動是根據(jù)式9來進行。因此，從位置p(i、j、k)的q附近中，藉只選擇一個位置的方法，即能決定用圖像單位加以振動或用像素單位加以振動。若在圖像x的所有位置，以完全相同的方法從q附近中選擇一個的話，圖像x即以圖像單位振動。另一方面，若使用擬似隨機數(shù)等，隨機地從q附近中選擇一個的話，圖像x即以像素單位振動。
Ξijk(x)=xlmkfor only one of p(l,m,k)∈Pijk(q)(9)圖像x的位置p(i、j、k)的平滑化是根據(jù)式10來進行。但是，int(v)系舍去實數(shù)v的小數(shù)點以下之意。若圖像x的頻帶像素值是整數(shù)值的話，在組裝硬件時，藉變更電路以使Nijk=4時對x1mk的總和執(zhí)行2次右偏移指令，Nijk=8時對x1mk的總和執(zhí)行3次右偏移指令，即能省略執(zhí)行相除的電路。Sijk(x)=int(1NijkΣp(l,m,k)∈Pijk(q)xlmk)---(10)]]>雖是拉普拉斯運算碼的計算，但這是如式11所示，僅系2階差分運算子。在8的附近，捕捉噪聲的微妙變化零點及零交叉變多，故適合本發(fā)明。但，由于Nijk是4或8，因此若組裝硬件時，變更電路，以使Nijk=4時對xijk執(zhí)行2次左偏移指令，Nijk=8時對xijK執(zhí)行3次左偏移指令，即能省略實數(shù)之乘算的電路。▿ijk2x=Σp(l,m,k)∈Pijk(q)xlmk-Nijkxijk---(11)]]>根據(jù)利用拉普拉斯運算碼所求得的值，就尋找零點的方法而言，以往系尋找從正變化到負的像素，但本發(fā)明是根據(jù)式12，除了從負到正進行零交叉外的像素外，亦尋找從負到零或從零到正等經(jīng)由零點、或持續(xù)零的像素。本發(fā)明，式12所尋找到的零點，并非在有邊緣的位置，而是在有噪聲的位置，亦即位于沒有邊緣的位置。又，亦同時根據(jù)式12進行實數(shù)值的二值化。Zijk(x)={0otherwise1ifxijk≤0andximk≥0for3p(l,m,k)∈Pijk(q),---(12)]]>就圖像x是任意的二值圖像而言，當(dāng)彌補在圖像x中空孔的像素時，系根據(jù)式13進行計算。此處，f是顯示應(yīng)彌補孔大小的參數(shù)，一般說來，f=1即可。又，4附近時，由于無法檢測其性質(zhì)上的對角線，故盡量在8附近較佳。Fijk(x)={xijkotherwise1ifΣp(l,m,k)∈Pijk(q)xlmk+f≥Nijk,---(13)]]>就圖像x是任意的二值圖像而言，當(dāng)削除圖像x中孤立點或孤立孔時，系根據(jù)式14進行計算。又，4附近時，由于無法檢測其性質(zhì)上的對角線，故盡量在8附近較佳。 就圖像x是任意的二值圖像而言，為了檢測圖像x中線寬為1的像素，系使用4附近像素，根據(jù)式15進行計算。Jijk(x)={0otherwisexijkifxi-ljk+xi+ljk=0orxij-lk+xij+lk=0,---(15)]]>若兩個圖像x、y是任意的二值圖像，圖像y系檢測圖像x中線寬為1之像素的話，為了擴充圖像x中線寬為1的像素線寬，系使用4附近像素，根據(jù)式16進行計算。Kijk(x,y)={xijkotherwise1ifyi-ljk+yi+ljk+yij-lk+yij+lk>0,---(16)]]>因此，若使用式15的線寬檢知與式16的線寬擴充的話，根據(jù)式17，即能簡單地記述二值圖像的線寬內(nèi)插。
Cijk(x)=Kijk(x,J(x))(17)其次，就有關(guān)對圖像之各頻帶像素值之附近處理的函數(shù)及運算子，說明如下。當(dāng)有兩個圖像x、y時，該等圖像的最大值圖像是根據(jù)式18來計算。Mijk(x,y)={yijkotherwise.xijkifxijk≥yijk,---(18)]]>當(dāng)有兩個圖像x、y時，這些圖像的差分是根據(jù)式19來計算。
Dijk(x,y)=xijk-yijk(19)此處，若使用式11的算法與式19的差分的話，即能根據(jù)式20，簡單地記述圖像的清晰化。
Eijk(x)=Dijk(x,2ijkx)(20)當(dāng)有兩個圖像x、y，圖像y是單頻帶二值圖像時，即能根據(jù)式21，使用圖像y的頻帶像素值函蓋圖像x各頻帶像素值。
Oijk(x,y)=xijkyijl(21)當(dāng)有兩個圖像x、y，圖像x與圖像y是二值圖像時，即能根據(jù)式22，以圖像x為基準(zhǔn)對圖像y進行整形。Qijk(x,y)={0otherwise.xijkifyijk+Σp(l,m,k)∈Pijk(q)ylmk>0,---(22)]]>當(dāng)有兩個圖像x、y，圖像y是二值圖像時，根據(jù)式23，在圖像x的頻帶像素值附近中，用圖像y所指定圖像x的頻帶像素值的平均值，內(nèi)插圖像y所未指定的圖像x的頻帶像素值。但是，int(v)系舍去實數(shù)v的小數(shù)點以下之意。Vijk(x,y)={xijkotherwise.int(Σp(l,m,l)∈Pijk(q)xlmkylmlΣp(l,m,l)∈Pijk(q)ylml)ifyijl=0andΣp(l,m,l)∈Pijl(q)ylml>0,---(23)]]>又，本發(fā)明中，像素位置與移動量等亦像圖像數(shù)據(jù)般單純地加以處理。這種處理叫做位置的圖像化。以下，就有關(guān)圖像化的幾個函數(shù)及運算子，加以說明。
首先，將位置p(l、m、o)的l、m、o各值作為圖像數(shù)據(jù)，將轉(zhuǎn)換為頻帶像素值的運算子作為#，將轉(zhuǎn)換的頻帶像素值作為#p(l、m、o)。其次，考慮頻帶像素值從位置P(i、j、k)移動到位置p(i+l、j+m、k+o)的情形。此時，頻帶像素值的移動量系以p(l、m、o)加以表示。亦即，可將移動量視為來自某位置的向量。最后，將從頻帶像素值取出位置的運算子作為#-1。因此，#-1#p(l、m、o)=p(l、m、o)。
此處，根據(jù)式24，可在以寬度方向與高度方向所顯示的平面內(nèi)，將移動量p(i、j、k)朝向180度相反方向。
Υ(p(i,j, k))=p(-i,-j,k)(24)當(dāng)有圖像x，圖像x是單頻帶二值圖像時，圖像x之位置p(i、j、k)的重心位置移動量是根據(jù)式25來計算。又，當(dāng)計算本來重心時雖須進行除算，但由于計算有關(guān)8附近內(nèi)的移動量時，除算被抵消，故式25省略了除算。Gijl(x)=p(Σp(l,m,l)∈Pijl(q)(l-i)xlml,Σp(l,m,l)∈Pijl(q)(m-j)xlml,0)---(25)]]>
從移動量P(i、j、k)，根據(jù)式26及27，計算有關(guān)至8附近內(nèi)的移動量，即能使移動量圖像圖像化。又，式27，僅系利用在使用圖像的離散化用式26無法對應(yīng)時。
因此，若使用式25、26及27的話，根據(jù)式28及29，能簡單地記述有關(guān)單頻帶二值圖像x之向重心方向的移動量圖像的頻帶像素值。又，移動量圖像的頻帶數(shù)為1。
Δ＇ijl(x)=θ(Gijl(x)) (28)Δ＇ijl(x)=θ′(Gijl(x))(29)另一方面，由于使用式24能求出重心位置的相反位置，故根據(jù)式30，能簡單地記述有關(guān)單頻帶二值圖像x之重心與向相反方向的移動量圖像的頻帶像素值。又，移動量圖像的頻帶數(shù)為1。
Rijl(x)=θ(γ(Gijl(x))) (30)當(dāng)有兩個圖像x、y，圖像y是移動量圖像時，根據(jù)式31，將圖像x的頻帶像素值移動至圖像y所指示的移動位置后，能將移動至相同頻帶像素之頻帶像素值的總和作為為濃淡圖像。
Гijk(x,y)=∑xlmkfor p(l,m,1)∈Pijl(g)and#-1yiml=p(i-l,j-m,0)。 (31)此處，使用式4、28、29及31，根據(jù)式32或33，將單頻帶濃淡圖像x移動到附近的重心方向后，即能簡單地記述移動至相同頻帶像素之頻帶像素值的總和。
∧＇ijl(x)=Γij1(x,Δ(φ(x))) (32)∧＇ijl(x)=Γijl(x,Δ′(φ(x))) (33)當(dāng)有兩個圖像x、y，圖像x為二值圖像，圖像y為移動量圖像時，由于能求出圖像x之各頻帶像素值之移動端的位置，故能找出移動端重復(fù)的頻帶像素值。因此，圖像x之各頻帶像素值的移動端不至重復(fù)，且，能顯示移動之各頻帶像素值存在之能移動圖像的頻帶像素值，是根據(jù)式34生成。又，能移動圖像的頻帶數(shù)為1。 當(dāng)有三個圖像x、y、w，圖像x為能移動圖像，圖像w為移動量圖像時，能根據(jù)式35，移動圖像x的頻帶像素值。 此處，若使用式30、34及35的話，根據(jù)式36，在與二值圖像y所計算的重心位置相反方向，能移動圖像x的頻帶像素，簡單地記述所得到的圖像的頻帶像素值。
Uijk(x,y)=Τijk(x,H(y, R(y)),R(y)) (36)使用式1到式36，能記述組裝圖像存儲裝置12(參照

圖1及圖6)、圖像振動裝置13(參照第3圖、第4圖及第5圖)、邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第6圖)、邊緣信息形成裝置15(參照第1～5圖、第7～12圖)、物體/背景分離裝置16(參照第2、4、5、7～12圖)、位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第6圖)、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27(參照第7圖)、及規(guī)格化圖像保持裝置28(參照第7圖)的數(shù)據(jù)處理裝置110的所有數(shù)組運算單元40的算法。以下，使用數(shù)據(jù)處理裝置110中的任意數(shù)組運算單元40的算法，就對應(yīng)圖像振動裝置13、邊緣信息生成裝置14、邊緣信息形成裝置15、位置/大小檢測裝置17及領(lǐng)域規(guī)格化裝置27，從權(quán)利要求6～10的視覺裝置，加以說明。
數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的圖像存儲裝置12(參照第1圖及第6圖)為了存儲數(shù)字圖像111，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40系同步并列地動作。假設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第14圖所示。
在步驟1201中，將AOUij配置在格子上的i行j列。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟1202，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。
在步驟1203中，判斷依序輸入的數(shù)字圖像111是否已經(jīng)沒有。若無數(shù)字圖像111的話(步驟1203:YES)，即結(jié)束算法。若有數(shù)字圖像111的話(步驟1203:NO)，即移到步驟1204。但，當(dāng)僅對特定的圖像尺寸進行組裝數(shù)組運算單元40時，即使是無限回路亦可。
在步驟1204中，到數(shù)字圖像111準(zhǔn)備完成止，進行輸入等待。
在步驟1205中，輸入數(shù)字圖像111的i行j列像素的頻帶數(shù)部分。因此，AOUij至少需要有存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟1206中，為了在輸入等待期間能夠進行輸出，系存儲數(shù)字圖像111的i行j列的像素。
在步驟1207中，輸出數(shù)字圖像111的頻帶像素值。之后，回到步驟1203。
據(jù)此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)圖像存儲裝置12的視覺裝置即能存儲數(shù)字圖像111。
利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的權(quán)利要求6的圖像振動裝置13(第3圖、第4圖及第5圖)，為了使數(shù)字圖像111振動，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40系同步并列動作。設(shè)網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第15圖所示。
在步驟1301中，將AOUij配置在格子上的i行j列。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟1302中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。
在步驟1303中，判斷依序輸入的數(shù)字圖像111是否已經(jīng)沒有。若無數(shù)字圖像111的話(步驟1303:YES)，即結(jié)束算法。若有數(shù)字圖像111的話(步驟1303:NO)，即移到步驟1304。但，當(dāng)僅對特定的圖像尺寸進行數(shù)組運算單元40時，即使是無限回路亦可。
在步驟1304中，輸入數(shù)字圖像111的i行j列的像素的頻帶數(shù)部分。因此，AOUij至少需要有存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟1305中，根據(jù)函數(shù)Ξjk(x)，將圖像111的i行j列的圖像移動到附近圖像的一個像素。
在步驟1306中，輸出數(shù)字圖像111的頻帶像素值。之后，回到步驟1303。
據(jù)此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)圖像存儲裝置13的權(quán)利要求6的視覺裝置，即能使數(shù)字圖像111振動。
利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的權(quán)利要求7的邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第6圖)，為了從數(shù)字圖像111生成粗邊緣信息圖像113，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40系同步并列動作。設(shè)格子上i行j列所排列的數(shù)組運算單元40為AOUij，則對應(yīng)邊緣信息生成裝置14的AOUij算法如第16圖所示。
在步驟1401中，將AOUij配置在格子上的i行j列。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟1402中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。在附近的設(shè)定中，也可個別地決定前述各函數(shù)所使用的附近大小q為4或8，也可將全部統(tǒng)一為4或8。本發(fā)明的邊緣信息生成裝置14，為了提高所生成的粗邊緣信息112的正確度，藉控制計算時間與數(shù)字圖像111的頻帶數(shù)等，邊緣信息生成裝置14可視需要改變適當(dāng)附近大小來加以處置。
在步驟1403中，判斷數(shù)字圖像111是否已結(jié)束。若無數(shù)字圖像111的話(步驟1403:YES)，即結(jié)束算法。若有數(shù)字圖像111的話(步驟1403:NO)，亦結(jié)束算法。但，當(dāng)對特定的頻帶數(shù)與圖像尺寸，組裝數(shù)組運算單元40時，即使是無限回路亦可。
在步驟1404中，輸入數(shù)字圖像111的i行j列像素的頻帶數(shù)部分。這是因為AOUij系一次性的處理數(shù)字圖像111的i行j列的像素的關(guān)系。因此，AOUij至少需要有存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟1405中，AOUij利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對所輸入之?dāng)?shù)字圖像111的各頻帶像素值，根據(jù)Sijk(x)進行平滑化。已平滑化的頻帶像素值被作為平滑化圖像的頻帶像素值加以處理。此處，函數(shù)Sijk(x)也可視需要反復(fù)數(shù)次。一般的彩色圖像時，2次即足夠。
在步驟1406中，對平滑化的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Lijk(x)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換。已進行對數(shù)轉(zhuǎn)換的頻帶像素值被作為對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1407中，AOUij利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對對數(shù)轉(zhuǎn)換的各頻帶像素值，根據(jù)Eijk(x)進行清晰化。已清晰化的頻帶像素值被作為清晰化圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1408中，對清晰化圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Dijl(x,y)，減去輸入1前之清晰化圖像的各頻帶像素值。計算差分的頻帶像素值被作為時間差分圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1409中，用清晰化圖像所對應(yīng)的各頻帶像素值，取代輸入1前之清晰化圖像的各頻帶像素值。
在步驟1410中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對時間差分圖像的頻帶像素值，根據(jù)運算子2ijkx進行拉普拉斯運算碼的計算。計算拉普拉斯運算碼的頻帶像素值，被作為時間差分拉普拉斯運算碼圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1411中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對時間差分拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Zijk(x)抽出零點。抽出零點的頻帶像素值被作為時間差分零點圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1412中，對時間差分拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Bijl(x)在各頻帶像素中檢測最大值。經(jīng)檢測的最大值頻帶像素值，被作為最大值時間差分零點圖像的頻帶像素值加以處理。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。
在步驟1413中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對清晰化圖像的各頻帶像素值，根據(jù)根據(jù)運算子2ijkx進行拉普拉斯運算碼的計算。計算拉普拉斯運算碼的頻帶像素值，被作為時間差分拉普拉斯運算碼圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1414中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Zijk(x)抽出零點。抽出零點的頻帶像素值被作為時間差分圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1415中，對拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Bij1(x)在各頻帶像素中檢測最大值。經(jīng)檢測的最大值頻帶像素值，被作為最大值時間差分零點圖像的頻帶像素值。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。
在步驟1416中，對拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值與時間差分拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Mijk(x,y)在位于各圖像相同位置的頻帶像素值中，檢測最大值。經(jīng)檢測的最大頻帶像素值，被作為混合零點圖像的頻帶像素植。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。
在步驟1417中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對混合零點圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Fijk(x)除去孔。經(jīng)除去孔的頻帶像素值，被作除去混合零點圖像的頻帶像素值。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。此處，函數(shù)Fijk(x)可視需要反復(fù)數(shù)次。一般的彩色圖像時，1次即足夠。
在步驟1418中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對除去孔混合零點圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Aijk(x)除去孤立點及孤立孔。經(jīng)除去孤立點及孤立孔的頻帶像素值，被作為除去噪聲混合零點圖像的頻帶像素值加以處理。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。
在步驟1419中，對除去混合零點圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Iijk(x)反轉(zhuǎn)0與1。經(jīng)反轉(zhuǎn)的頻帶像素值，被作為粗邊緣信息圖像113的頻帶像素值加以處理。
在步驟1402中，輸出粗邊緣信息圖像113的頻帶像素值。之后，回到步驟1403。
因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)邊緣信息生成裝置14的權(quán)利要求7的視覺裝置，能從數(shù)字圖像111生成粗邊緣信息圖像113。
如第17圖所示，根據(jù)數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的邊緣信息形成裝置15(參照第1～5圖，7～12圖)，為了根據(jù)粗邊緣信息112所構(gòu)成的權(quán)利要求8的粗邊緣信息圖像113及數(shù)字圖像111，生成由形成邊緣信息114所構(gòu)成的形成邊緣信息圖像115，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40是同步并列動作。設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij,AOUij的算法則如第18圖所示。
在步驟1501中，將AOUij配置在i行j列。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟1502中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。在附近設(shè)定時，可個別決定前述各函數(shù)所使用的附近大小q為4或8，也可將全部統(tǒng)一為4或8。本發(fā)明的邊緣信息信息形成裝置15，為了提高所形成的形成邊緣信息114的正確性，將附近大小q全部設(shè)定為8較佳。但，為了形成粗邊緣信息112，利用計算時間的限制與所輸入的數(shù)字圖像111的頻帶數(shù)等，邊緣信息形成裝置15，可視需要適當(dāng)?shù)刈兏浇叽纾赃M行處置。
在步驟1503中，判斷依序輸入的數(shù)字圖像111或粗邊緣信息圖像113是否已經(jīng)沒有。若數(shù)字圖像111或粗邊緣信息圖像113兩者皆無的話(步驟1503:YES)，即結(jié)束算法。若數(shù)字圖像111或粗邊緣信息圖像113兩者皆有的話(步驟1503:NO)，即移到步驟1504。但，當(dāng)對特定的頻帶數(shù)與圖像尺寸組裝數(shù)組運算單元40時，作為無限回路亦可。
在步驟1504中，輸入數(shù)字圖像111及粗邊緣信息圖像113的i行j列像素的頻帶數(shù)部分。這是因為AOUij為了一次性的處理數(shù)字圖像111及粗邊緣信息圖像113的i行j列的像素的關(guān)系。因此，AOUij至少需要存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟1505中，分離數(shù)字圖像111的i行j列的像素與粗邊緣信息圖像113的i行j列的像素。這是因為AOUij將數(shù)字圖像111的i行j列的像素與粗邊緣信息圖像113的i行j列的像素，作為分別獨立的圖像像素加以處理的關(guān)系。若數(shù)字圖像111的i行j列的像素與粗邊緣信息圖像113的i行j列的像素，在一開始時即以分離狀態(tài)加以輸入的話，即無需進行任何處理。
在步驟1506中，AOUij利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對所輸入的數(shù)字圖像111的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Sijk(x)進行平滑化。經(jīng)平滑化的頻帶像素值，被作為平滑化圖像的頻帶像素值加以處理。此處，函數(shù)Sijk(x)也可視需要反復(fù)數(shù)次。一般的彩色圖像時，2次即足夠。
在步驟1507中，對平滑化圖像的各頻帶像素，根據(jù)Lijk(x)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換。經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換的頻帶像素值，被作為對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1508中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對像素值根據(jù)函數(shù)Eijk(x)進行清晰化。經(jīng)清晰化的頻帶像素值，被作為清晰化圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1509中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對清晰化圖像的各頻帶像素值，根據(jù)操作2ijkx進行拉普拉斯運算碼計算。經(jīng)計算拉普拉斯運算碼的頻帶像素值，被作為拉普拉斯運算碼圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1510中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Zijk(x)抽出零點。經(jīng)抽出零點的頻帶像素值，被作為零點圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1511中，對零點圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Bijl(x)在各頻帶像素值中檢測最大值。所檢測的最大頻帶像素值，被作為最大值零點圖像的頻帶像素值加以處理。又，為方便起見，頻帶數(shù)為1。
在步驟1512中，對最大值零點圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Iijk(x)反轉(zhuǎn)0與1。經(jīng)反轉(zhuǎn)的頻帶像素值，被作為基礎(chǔ)邊緣信息圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1513中，所輸入的粗邊緣信息圖像113的頻帶像素值，最初被作為整形粗邊緣信息圖像的頻帶像素值加以處理，AOUij利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，使用基礎(chǔ)邊緣信息圖像的頻帶像素值，對整形粗邊緣信息圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Qijk(x,y)進行整形。經(jīng)整形的頻帶像素值，再被作為整形粗邊緣信息圖像的頻帶像素值加以處理。此處，函數(shù)Qijk(x,y)系反復(fù)到本來整形粗邊緣信息圖像的頻帶像素值不再變化為止。但，根據(jù)計算時間的限制、所輸入的粗邊緣信息圖像113的品質(zhì)、所形成的形成邊緣信息圖像115所求的品質(zhì)等，整形處理藉適當(dāng)?shù)姆磸?fù)次數(shù)來結(jié)束算法較佳。
在步驟1514中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對整形粗邊緣信息圖像的頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Cijk(x)進行線寬內(nèi)插。經(jīng)內(nèi)插的頻帶像素值，被作為形成邊緣信息圖像115的頻帶像素值加以處理。
在步驟1515中，輸出形成邊緣信息圖像115的頻帶像素值。之后，回到步驟1503。
因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)邊緣信息形成裝置15的權(quán)利要求8的視覺裝置，能生成由粗邊緣信息圖像113所構(gòu)成的形成邊緣信息圖像115。
此處，所謂從粗邊緣信息圖像113到形成邊緣信息圖像115的形成，可視為從拍攝某情形之低解像度的數(shù)字圖像111所生成的邊緣信息，推算拍攝相同情形之高解像度之?dāng)?shù)字圖像111所生成的邊緣信息。此處，對自然數(shù)n，如第19圖所示，根據(jù)降低數(shù)字圖像111解像度1/n之低解像度數(shù)字圖像116，使用邊緣生成裝置14生成低解像度粗邊緣信息圖像117時，將低解像度粗邊緣信息圖像117放大n倍，即能生成粗邊緣信息圖像113。但，為了將數(shù)字圖像111的解像度設(shè)定在1/n，于水平及垂直方向單純地自數(shù)字圖像111的連續(xù)n個中抽出1個即可。此外，為了將低解像度粗邊緣信息圖像117放大n倍，于水平及垂直方向單純地將低解像度粗邊緣信息圖像117的連續(xù)像素間頻帶像素值為0的像素彌補n-1個即可。此時，若n不太大的話，實現(xiàn)邊緣信息形成裝置15的數(shù)據(jù)處理裝置110，形成放大低解像度粗邊緣信息圖像117的粗邊緣信息圖像113的形成邊緣信息圖像115，與實現(xiàn)邊緣信息形成裝置15的數(shù)據(jù)處理裝置110，形成由數(shù)字圖像111所生成的粗邊緣信息圖像113的形成邊緣信息圖像115，大致相同。其理由是因為邊緣信息形成裝置15，在使用數(shù)字圖像111于內(nèi)部生成的邊緣信息中使用哪一個邊緣信息來做為參考，邊緣信息形成裝置15僅使用粗邊緣信息圖像113的關(guān)系。因此，當(dāng)將放大低解像度粗邊緣信息圖像117的粗邊緣信息圖像113，輸入邊緣信息形成裝置15時，從低解像度數(shù)字圖像116實現(xiàn)生成粗邊緣信息圖像117的邊緣信息生成裝置13的數(shù)據(jù)處理裝置110，能減低硬件量。
若進一步發(fā)展該方法，如第20圖所示，在降低數(shù)字圖像111之解像度的低解像度數(shù)字圖像116所生成的低解像度粗邊緣信息圖像117中，能生成切出粗邊緣信息112周邊的低解像度切出粗邊緣信息圖像118。若將放大該低解像度切出粗邊緣信息圖像118的切出粗邊緣信息圖像119，與在數(shù)字圖像111中切出相同領(lǐng)域的切出數(shù)字圖像120，輸入實現(xiàn)邊緣信息形成裝置14的數(shù)據(jù)處理裝置110的話，即能生成切出形成邊緣信息圖像121。此時，實現(xiàn)邊緣信息形成裝置14的數(shù)據(jù)處理裝置110，能減低硬件量。
如第21圖所示，利用數(shù)據(jù)處理裝置110來實現(xiàn)的權(quán)利要求9的位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第6圖)，為了從將粗邊緣信息112作為像素的粗邊緣信息圖像113，生成將重復(fù)信息131作為像素的重復(fù)信息圖像132，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40系同步并列地動作。設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第22圖所示。
在步驟1701中，將AOUij配置在格子上i行j列。此系理論性或物理性，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟1702中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。在附近的設(shè)定時，可個別設(shè)定前述各函數(shù)所使用的附近大小q，亦可將全部統(tǒng)一。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置110，為了提高所生成的重復(fù)信息圖像132的正確性，最好是能將附近大小q全部設(shè)定較大的值。但，若因為計算物體的粗邊緣信息112的重心所利用計算時間的限制、所輸入的粗邊緣信息圖像113的尺寸等，位置/大小檢測裝置17可視需要適當(dāng)?shù)刈兏浇叽纾赃M行處置。
在步驟1703中，判定依序輸入的粗邊緣信息圖像113是否已經(jīng)沒有。若無粗邊緣信息圖像113的話(步驟1703:YES)，即結(jié)束算法。若有粗邊緣信息圖像113的話(步驟1703:NO)，即移到步驟1704。但，當(dāng)僅對特定的圖像尺寸進行組裝數(shù)組運算單元40時，作為無限回路亦可。
在步驟1704中，輸入粗邊緣信息圖像113的i行j列的像素1頻帶部分。因此，AOUij至少需要存儲1頻帶部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟1705中，將粗邊緣信息圖像113的粗邊緣信息112轉(zhuǎn)換為重復(fù)信息圖像132的重復(fù)信息131。重復(fù)信息131為相當(dāng)于1或0的頻帶像素值。
在步驟1706中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對重復(fù)信息圖像132的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Aijl(x)計算移動量。已將移動量圖像化的頻帶像素值，被作為移動量圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1707中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，根據(jù)函數(shù)Aijl(x)使重復(fù)信息圖像132的各頻帶像素值移動。移動的頻帶像素值，重新被作為重復(fù)信息圖像132的頻帶像素值加以處理。
在步驟1708中，判斷顯示從步驟1706到步驟1707的反復(fù)次數(shù)是否已達到指定次數(shù)。若移動次數(shù)沒達到指定次數(shù)的話(步驟1708:NO)，即回到步驟1706。若移動次數(shù)已達到指定次數(shù)的話(步驟1708:YES)，即移到步驟1709。又，該指定次數(shù)是由粗邊緣信息圖像113的大小與顯示粗邊緣信息112的物體大小，及附近的大小q所決定。若視利用目的設(shè)定適當(dāng)?shù)膮?shù)，即使大致決定指定次數(shù)亦無問題，但若指定次數(shù)過多，檢測位置及大小所需要的時間就會變長。
在步驟1709中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對重復(fù)信息圖像132的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Δ’Cijl(x)計算移動量。已將移動量圖像化的頻帶像素值，被作為移動量圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟1710中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，根據(jù)函數(shù)Λ’Cijl(x)使重復(fù)信息圖像132的各頻帶像素值移動。移動的頻帶像素值，重新被作為重復(fù)信息圖像132的各頻帶像素值加以處理。
在步驟1711中，輸出重復(fù)信息圖像132的頻帶像素值。之后，回到步驟1703。
又，重復(fù)信息圖像132的各重復(fù)信息131，由于系以其位置為中心之周邊的粗邊緣信息112的總數(shù)加以顯示，故其結(jié)果，意味著以其位置為中心的物體的大小。
據(jù)此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)位置/大小檢測裝置17的權(quán)利要求9的視覺裝置，能從粗邊緣信息圖像113生成重復(fù)信息圖像132。當(dāng)然，權(quán)利要求9的視覺裝置，亦能不使用粗邊緣信息圖像113，從形成邊緣信息圖像115生成重復(fù)信息圖像132。因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)位置/大小檢測裝置17的視覺裝置，能從形成邊緣信息圖像115生成重復(fù)信息圖像132。
在第22圖之算法中，若使用顯示物體領(lǐng)域141的物體領(lǐng)域圖像142取代由粗邊緣信息112所構(gòu)成的粗邊緣信息圖像113的話，如第23圖所示，利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的位置/大小檢測裝置17(參照圖2及圖4)，也能從顯示物體領(lǐng)域141的物體領(lǐng)域圖像142，生成顯示重復(fù)信息131的重復(fù)信息圖像132。但，當(dāng)使用物體領(lǐng)域圖像142時，重復(fù)信息131的重復(fù)信息圖像132，系以其位置為中心的物體領(lǐng)域141的像素總數(shù)加以顯示，故其結(jié)果，意味著以其位置為中心的物體的面積。因此，當(dāng)從重復(fù)信息圖像132求物體的大小時，要注意使用重復(fù)信息131的平方根等。
如第24圖所示，利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的權(quán)利要求10的領(lǐng)域規(guī)格化裝置27(參照第7圖)，為了生成包含物體領(lǐng)域141的物體領(lǐng)域圖像142及從數(shù)字圖像111包含規(guī)格領(lǐng)域144的規(guī)格化圖像145，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40是同步并列進行動作。設(shè)配置在格子上i行j列的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第25圖所示。
在步驟2701中，將AOUij配置在格子上i行j列。此系理論性或物理性，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟2702中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。在附近的設(shè)定時，可個別設(shè)定前述各函數(shù)所使用的附近大小q，亦可將全部統(tǒng)一。本發(fā)明的領(lǐng)域規(guī)格化裝置27，為了提高所生成的規(guī)格化圖像145的正確性，最好是能將附近大小q全部設(shè)定為較大的值。但，為了將分離物體領(lǐng)域143規(guī)格化所使用之計算時間的限制、所輸入的數(shù)字圖像111的大小等因素，領(lǐng)域規(guī)格化裝置27可視需要適當(dāng)變更附近尺寸，以進行處置。
在步驟2703中，判斷依序輸入的物體領(lǐng)域圖像142或數(shù)字圖像111是否已經(jīng)沒有。若無物體領(lǐng)域圖像142或數(shù)字圖像111的話(步驟2703:YES)，即結(jié)束算法。若有物體領(lǐng)域圖像142或數(shù)字圖像111的話(步驟2703:NO)，即移到2704。但，當(dāng)僅對特定的頻帶數(shù)及圖像尺寸，組裝數(shù)組運算單元40時，設(shè)定為無限回路亦可。
在步驟2704中，輸入1頻帶部分物體領(lǐng)域圖像142的i行j列的像素，與頻帶數(shù)部分數(shù)字圖像111的i行j列的像素。這是因為AOUij系一次性的處理物體領(lǐng)域圖像142的i行j列的像素與數(shù)字圖像111的i行j列的像素的關(guān)系。因此，AOUij至少需要存儲總頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟2705中，分離物體領(lǐng)域圖像142的i行j列的像素與數(shù)字圖像111的i行j列的像素。這是因為AOUij將物體領(lǐng)域圖像142的i行j列的像素與數(shù)字圖像111的i行j列的像素作為各自獨立的圖像像素來處理的關(guān)系。若物體領(lǐng)域圖像142的i行j列的像素與數(shù)字圖像111的i行j列的像素，從一開始就被分離輸入的話，無需進行任何處理。
在步驟2706中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Rijl(x)計算移動量。已將移動量圖像化的頻帶像素值，被作為移動量圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟2707中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，可根據(jù)函數(shù)Hijk(x,y)自更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值中找到能移動的移動端頻帶像素值。顯示是否為能移動之移動端的值，被作為能移動圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟2708中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，根據(jù)函數(shù)Uijk(x,y)將更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值移動到能移動端。移動的頻帶像素值，重新被作為更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值加以處理。
在步驟2709中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，根據(jù)函數(shù)Uijk(x,y)將更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值移動到能移動端。移動的頻帶像素值，重新被作為更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值加以處理。
在步驟2710中，判斷顯示從步驟2706到步驟2709的反復(fù)次數(shù)的移動次數(shù)，是否已達到指定次數(shù)。若移動次數(shù)未達指定次數(shù)的話(步驟2710:NO)，即回到步驟2706。若移動次數(shù)達到指定次數(shù)的話(步驟2710:YES)，即移到步驟2711。又，該指定次數(shù)是由數(shù)字圖像111的大小與數(shù)字圖像111的分離物體領(lǐng)域143的大小，及附近的大小q來決定。若視利用目的設(shè)定適當(dāng)之參數(shù)的話，即使大致決定指定次數(shù)亦無所謂，但若指定次數(shù)過多的話，規(guī)格化所需要的時間就會變長。
在步驟2711中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對完成移動的更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Vijk(x,y)用附近的平均值進行內(nèi)插。又，x與y同時成為更新物體領(lǐng)域圖像。用平均值彌補的頻帶像素值，被作為規(guī)格化的更新物體領(lǐng)域圖像的各頻帶像素值加以處理。
在步驟2712中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對完成移動的更新數(shù)字圖像的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)Vijk(x,y)用附近的平均值進行內(nèi)插。又，x為更新數(shù)字圖像，y為更新物體領(lǐng)域圖像。用平均值彌補的頻帶像素值，被作為規(guī)格化的更新數(shù)字圖像的頻帶像素值加以處理。
在步驟2713中，判斷顯示從步驟2711到步驟2712的反復(fù)次數(shù)的內(nèi)插次數(shù)，是否已達到指定次數(shù)。若內(nèi)插次數(shù)未達到指定次數(shù)的話(步驟2713:NO)，即回到步驟2711。若內(nèi)插次數(shù)達到指定次數(shù)的話(步驟2713:YES)，即移到步驟2714。一般的內(nèi)插次數(shù)只要附近大小q的一半左右次數(shù)，即已足夠。
在步驟2714中，判斷顯示從步驟2706到步驟2713的反復(fù)次數(shù)的持續(xù)次數(shù)，是否已達到指定次數(shù)。若持續(xù)次數(shù)未達到指定次數(shù)的話(步驟2714:NO)，即回到步驟2706。若持續(xù)次數(shù)達到指定次數(shù)的話(步驟2714:YES)，即移到步驟2715。又，該指定次數(shù)是由數(shù)字圖像111的大小與數(shù)字圖像111的分離物體領(lǐng)域143的大小，及附近的大小q來決定。若視利用目的設(shè)定適當(dāng)之參數(shù)的話，即使大致決定指定次數(shù)亦無所謂，但若指定次數(shù)過多的話，規(guī)格化所需要的時間就會變長。
在步驟2715中，更新數(shù)字圖像的頻帶像素值是以規(guī)格化圖像145的頻帶像素值加以輸出。之后，回到步驟2703。
因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)領(lǐng)域規(guī)格化裝置27的權(quán)利要求10的視覺裝置，能從物體領(lǐng)域圖像142及數(shù)字圖像，生成規(guī)格化圖像145。
利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的規(guī)格化圖像保持裝置28(參照第7圖)，為了存儲規(guī)格化圖像145，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40是同步并列進行動作。設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第26圖所示。
在步驟2801中，將AOUij配置在格子上i行j列上。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟2802中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。
在步驟2803中，判斷依序輸入的規(guī)格化圖像145是否已經(jīng)沒有。若無規(guī)格化圖像145的話(步驟2803:YES)，即結(jié)束算法。若有規(guī)格化圖像145的話(步驟2803:NO)，即移到步驟2804。但，當(dāng)僅對特定的圖像尺寸組裝數(shù)組運算單元40時，作為無限回路亦可。
在步驟2804中，輸入規(guī)格化圖像145的i行j列像素的頻帶數(shù)部分。因此，AOUij至少需要存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟2805中，若需要輸出端的裝置的話，即轉(zhuǎn)換規(guī)格化圖像145的格式。特別是，當(dāng)將規(guī)格化圖像145的頻帶數(shù)設(shè)定為1，或當(dāng)數(shù)字圖像111的頻帶數(shù)為4以上時將規(guī)格化圖像145的頻帶數(shù)設(shè)定為3，以使模擬信號較易生成時非常方便。否則，不需進行任何處理。
在步驟2806中，為了能確實地傳送圖像數(shù)據(jù)至處理速度不同的輸出端裝置，存儲規(guī)格化圖像145的i行j列的像素。
在步驟2807中，輸出規(guī)格化圖像145的頻帶像素值。之后，回到步驟2803。
據(jù)此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置，對應(yīng)規(guī)格化圖像保持裝置28的視覺裝置，能輸出規(guī)格化圖像145。
上述已說明了圖像存儲裝置12(參照第1圖及第6圖)、圖像振動裝置13(參照第3圖、第4圖及第5圖)、邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第6圖)、邊緣信息形成裝置15(參照第1～5圖、第7～12圖)、物體/背景分離裝置16(不參照第2、4、6、7～12圖)、位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第6圖)、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27(參照第7圖)、及規(guī)格化圖像保持裝置28(參照第7圖)的算法。該等裝置能全部利用附近處理來實現(xiàn)，故該等裝置能使用網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110。但，若僅用圖像辨識裝置29(參照第8圖)即不易實現(xiàn)。因此，在圖像辨識裝置29中，為了檢討是否能利用網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，系對圖像辨識裝置29的處理加以詳細分類。
圖像辨識裝置29，系對整個規(guī)格化圖像145(參照第24圖)要求自事先準(zhǔn)備的候補中特定出放大之移動物體2或靜止物體3，以生成辨識結(jié)果。特定移動物體2或靜止物體3的最基本方法，是盡量準(zhǔn)備多數(shù)之移動物體2或靜止物體3的模板圖像146(參照第27圖)，藉比較規(guī)格化圖像145與模板圖像146，即能找出最像規(guī)格化圖像145的模板圖像146。然而，圖像辨識裝置29，若僅從規(guī)格化圖像145及模板圖像146中抽出任意的像素進行比較，則由于不能找出最像規(guī)格化圖像145的模板圖像146，故必須比較規(guī)格化圖像145及模板圖像146的所有像素。因此，圖像辨識裝置29需要用最小平方法與中性網(wǎng)絡(luò)等的大區(qū)域處理。由于數(shù)據(jù)處理裝置110是適合附近處理的構(gòu)造，故僅使用數(shù)據(jù)處理裝置110，不易實現(xiàn)圖像辨識裝置29。
然而，圖像辨識裝置29，不需要在從規(guī)格化圖像145到生成辨識結(jié)果的整徹過程中進行大區(qū)域處理。亦即，從規(guī)格化圖像145及模板圖像146中抽出任意的像素，根據(jù)比較的結(jié)果生成辨識結(jié)果的過程中，圖像辨識裝置29雖需要大區(qū)域處理，但從規(guī)格化圖像145及模板圖像146抽出任意的像素加以比較的過程中，圖像辨識裝置29未必需要大區(qū)域處理。此處，由于從規(guī)格化圖像145及模板圖像146中抽出任意的像素加以比較的過程，系最基本的圖形匹配，因此若該圖形匹配能利用附近處理加以實現(xiàn)的話，即能以執(zhí)行多數(shù)決定等簡單的數(shù)值計算之一般處理器，僅實現(xiàn)根據(jù)此圖形匹配結(jié)果生成辨識結(jié)果的過程。因此，以下就使用數(shù)據(jù)處理裝置110來實現(xiàn)圖形匹配的方法，加以說明。
首先，設(shè)規(guī)格化圖像145為x，n個模板圖像146為y1、y2…yh…yn。當(dāng)使用自然數(shù)g時，匹配結(jié)果圖像147的i行j列的匹配結(jié)果δijl，是根據(jù)式37比較規(guī)格化圖像145及模板圖像146的i行j列的像素，指出具有最像規(guī)格化圖像145像素的模板圖像146的號碼。又，因匹配結(jié)果圖像147為單頻帶圖像，故為方便起見，以頻帶數(shù)1的圖像進行處理。因此，匹配結(jié)果δijl的第3添加字為1。 此處，根據(jù)式37所生成的匹配結(jié)果δijl在整個匹配結(jié)果圖像147中，未必統(tǒng)一。當(dāng)有許多模板圖像146時，匹配結(jié)果圖像147成為馬賽克狀的可能性很高。因此，數(shù)據(jù)處理裝置110即計算匹配結(jié)果δijl與相對該q附近內(nèi)之匹配結(jié)果的直方圖，將集中匹配結(jié)果δijl的方法顯示如下。
當(dāng)任意的單頻帶圖像x是匹配結(jié)果圖像147時，若使用自然數(shù)g、實數(shù)u與v的話，匹配圖像172即根據(jù)式38及39進行更新。又，匹配結(jié)果圖像147因為單頻帶圖像，為方便起見，以頻帶數(shù)1的圖像進行處理。因此，函數(shù)ψijl(x)的第3添加字為1。 eq(u,v)={0otherwise.1ifu=v,]]>在匹配結(jié)果圖像147不再變化為止，數(shù)據(jù)處理裝置110利用反復(fù)計算式38及39，即能集中整個匹配結(jié)果圖像147的匹配結(jié)果。此時，藉組合規(guī)格化圖像145及模板圖像146，匹配結(jié)果集中如下。若規(guī)格化圖像145的約一半像素最類似特定的模板圖像146的圖像的話，則匹配結(jié)果圖像147的整個匹配結(jié)果，集中在特定的模板圖像146的號碼。然而，若規(guī)格化圖像145的若干像素塊類似一些不同模板圖像146的像素塊的話，則在匹配結(jié)果圖像147中，能形成用0圍住的若干模板圖像146的號碼塊。再者，若規(guī)格化圖像145與模板圖像146的集合不相關(guān)的話，則匹配結(jié)果圖像147的匹配結(jié)果大致為0。因此，利用數(shù)據(jù)處理裝置110來實現(xiàn)的圖形匹配，雖不易特定最類似規(guī)格化圖像145的模板圖像146，但能從模板圖像146中選擇若干類似的模板圖像146。因此，根據(jù)圖形匹配的結(jié)果生成辨識結(jié)果的過程中，只要使用圖形匹配所生成的匹配結(jié)果圖像147所列舉的模板圖像146的類似候補中，選擇一個最有力的候補即可。
如第27圖所示，利用數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的權(quán)利要求11的圖形匹配，為了生成模板圖像146中從顯示與規(guī)格化圖像145最類似的圖像號碼的匹配結(jié)果所構(gòu)成的匹配結(jié)果圖像147，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40是同步并列進行動作。設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij,AOUij的算法是如第28圖所示。
在步驟2901中，將AOUij配置在格子上的i行j列中。無論在邏輯上或物理上，此系為了決定AOUij的附近所需者。
在步驟2902中，設(shè)定AOUij的附近與變量的初始值。在附近設(shè)定時，可各別決定前述各函數(shù)所使用的附近尺寸q，亦可全部加以統(tǒng)一。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置110，為了提高所生成的匹配結(jié)果圖像147的正確性，最好是能將附近大小q全部設(shè)定為較大的值。但若因此更新匹配結(jié)果所使用之計算時間的限制、與輸入的規(guī)格化圖像145的尺寸等因素，圖形匹配亦可視需要適當(dāng)變更附近尺寸，以進行處置。
在步驟2903中，判斷依序輸入的模板圖像146是否已經(jīng)沒有。若無模板圖像146的話(步驟2903:YES)，即移到步驟2905。若有模板圖像146的話(步驟2903:NO)，即移到步驟2904。
在步驟2904中，輸入模板圖像146的i行j列像素頻帶數(shù)部分。因此，AOUij的至少需要存儲乘上頻帶數(shù)與模板圖像146的數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。之后，回到步驟2903。
在步驟2905中，判斷依序輸入的規(guī)格化圖像145是否已經(jīng)沒有。若無有規(guī)格化圖像145的話(步驟2905:YES)，即結(jié)束算法。若有規(guī)格化圖像145的話(步驟2905:NO)，即移到步驟2906。但，當(dāng)僅對特定的圖像尺寸組裝數(shù)組運算單元40時，作為無限回路亦可。
在步驟2906中，輸入規(guī)格化圖像145的i行j列像素頻帶數(shù)部分。因此，AOUij的至少需要存儲頻帶數(shù)部分的圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)存42。
在步驟2907中，從規(guī)格化圖像145與模板圖像146，計算匹配結(jié)果圖像147的匹配結(jié)果δijl。匹配結(jié)果為顯示最近規(guī)格化圖像145的模板圖像146的號碼的頻帶像素值。
在步驟2908中，AOUij是利用與附近的數(shù)組運算單元40之通信，對匹配結(jié)果圖像147的各頻帶像素值，根據(jù)函數(shù)ψijl(x)更新匹配結(jié)果。所更新的頻帶像素值，再被作為匹配結(jié)果圖像的頻帶像素值加以處理。此處，反復(fù)函數(shù)ψijl(x)在本來匹配結(jié)果圖像147的頻帶像素值不再變化為止，反復(fù)進行。但是，若因為計算時間的限制、所輸入之規(guī)格化圖像145的品質(zhì)、更新之匹配結(jié)果圖像147所求的品質(zhì)等，更新處理最好是能以適當(dāng)?shù)姆磸?fù)次數(shù)結(jié)束算法。
在步驟2909中，輸出匹配結(jié)果圖像147的頻帶像素值。之后，回到步驟2905。
因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成數(shù)據(jù)處理裝置110，對應(yīng)圖像辨識裝置29中的圖形匹配的權(quán)利要求11的視覺裝置，能從規(guī)格化圖像145生成匹配結(jié)果圖像147。
以上，已就使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成數(shù)據(jù)處理裝置110，進行僅由附近處理所構(gòu)成的圖像處理的方法加以說明。以下，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成數(shù)據(jù)處理裝置110，就僅用附近處理，實現(xiàn)物體/背景分離裝置16(參照第2圖及第7圖)的權(quán)利要求11的視覺裝置加以說明。
首先，非線性振蕩器一般會引起拉入現(xiàn)象。該拉入現(xiàn)象，是在限制循環(huán)(limit cycle)與吸引器(attracter)等的周期動作中，具有不同周期的非線性振蕩器相互動作以簡單的常數(shù)比周期進行振動，而加以限制的現(xiàn)象。此時，若使一個非線性振蕩器變化的話，由于其它非線性振蕩器的振動也配合變化，故該等非線性振蕩器系同步。而且，藉調(diào)整非線性振蕩器的相互作用，能盡量減小或加大彼此振動的相位差。因此，若操作此相互作用，即能將非線性振蕩器的一群分割成具有不同相位的許多組。物體/背景分離裝置16即系利用此非線性振蕩器的拉入現(xiàn)象，將邊緣信息圖像中的邊緣信息作為交界，分離物體與背景，以生成顯示物體領(lǐng)域的物體領(lǐng)域圖像。又，此處，舉使用范德桿(Vander Pole)作為非線性振蕩器之情形加以說明。
首先，在由網(wǎng)格狀排列的非線性振蕩器所構(gòu)成的非線性振蕩器網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)位于i行j列的非線性振蕩器為ωij，位于非線性振蕩器為ωij的q附近的非線性振蕩器的集合Ωij(q)，即能以式40加以顯示。但，q是4、8、24、48、80、120、(2r+1)2-1的連續(xù)序列，r是自然數(shù)。又，當(dāng)超出網(wǎng)絡(luò)尺寸的非線性振蕩器包含在附近集合Ωij(q)時，即以非線性振蕩器ωij加以取代。據(jù)此，邊緣處理即能自動進行。因此，附近集合Ωij(q)之要素的數(shù)量經(jīng)常為q。又，由此可知，非線性振蕩器網(wǎng)絡(luò)系與單頻帶圖像相同之方式加以處理。為了簡單地表現(xiàn)，在非線性振蕩器網(wǎng)絡(luò)中所添加字僅使用寬方向與高方向兩者。 其次，非線性振蕩器，系與位于qa附近所含的附近集合Ωij(qa)的非線性振蕩器之間，利用式41所計算的結(jié)合值τijkl進行結(jié)合。又，當(dāng)不使用對數(shù)表時，亦可使用式42的近似。另外，μ、υ是適當(dāng)正的常數(shù)。Tijkl=μsinc((i-k)2+(j-l)2v2)for∀wkl∈Ωij(qa)---(41)]]> 當(dāng)非線性振蕩器網(wǎng)絡(luò)之所有非線性振蕩器系完全同相位且同步時，只要是以處理器進行計算，非線性振蕩器ωij即會在永遠在同相位的狀態(tài)下持續(xù)動作。因此，若能賦予干擾ρij的話就能回避這種狀態(tài)。作為此干擾，雖能使用擬似隨機數(shù)，但使用如式43般簡單的式加以求出即足夠。又，ζij是顯示邊緣信息圖像的i行j列的邊緣信息的有無。若有邊緣信息的話，則為1，若無邊緣信息的話，則為0。此外，k是適當(dāng)之正的常數(shù)。
Pij=kζij(43)為了使非線性振蕩器為ωij與附近集合Ωij(qa)的非線性振蕩器ωkl同步，根據(jù)式44計算附近輸入合計σij。σij=Σwkl∈Ωij(qa)Tijkl(1-ξkl)ξkl(φkl-ξij)---(44)]]>構(gòu)成范德桿非線性振蕩器ωij的兩個參數(shù)ψij與ψij，系根據(jù)式45與式46加以計算。又，γ、ε是適當(dāng)之正的常數(shù)。dφijdt=ψij---(45)]]>dψijdt=-γφij-∈(1-φij2)ψij+σij+ρij---(46)]]>為了將非線性振蕩器分離為物體領(lǐng)域與背景領(lǐng)域，雖須計算所有非線性振蕩器的相位偏離，但由于系單純地分離為物體領(lǐng)域與背景領(lǐng)域二者，故參數(shù)ψij用臨界值θ以上或小于臨界值θ來計算相位偏移。輸出分離物體領(lǐng)域與背景領(lǐng)域之結(jié)果的輸出λij，是利用式47加以求出。又，θ是適當(dāng)之正的常數(shù)。λij={0otherwise.1ifψij≥θ,---(47)]]>為分離物體與背景而邊緣信息不充分時，必須內(nèi)插邊緣信息。因此，必須在位于非線性振蕩器ωij的qb附近的非線性振蕩器的集合Qij(qb)中，求出若干非線性振蕩器是否引起相位偏離。因此，根據(jù)式48計算輪廓參數(shù)ηij。ηij=Σωlml∈Ωij(qb)λijλkl+(λij)2---(48)]]>以此結(jié)果為基準(zhǔn)，利用式49計算顯示邊緣信息的內(nèi)插比例的交界參數(shù)ζij。又，α、β、ηmin、ηmax是適當(dāng)之正的常數(shù)。dξijdt={β(1-ξij)otherwise.-αξijifηmin≤ηij≤ηmax,---(49)]]>以上，雖已就作為非線性振蕩器之范德桿的情形加以說明，但除此之外以布魯塞爾機(Brusselator)般之限制循環(huán)且穩(wěn)定的非線性振蕩器，或產(chǎn)生洛倫茲吸引器與雷斯拉方程式的吸引器的無秩序振蕩器等，能引起拉入現(xiàn)象之任意的非線性形振蕩器也能動作。在此情況下，只要將參數(shù)ψij與ψij以非線性形振蕩器加以置換追加即可。此時，僅系在適當(dāng)?shù)膮?shù)中加入附近輸入合計σij與干擾ρij。但，若系無秩序振蕩器時，并不需要干擾ρij。
使用式40到式49，可記述能組裝物體/背景分離裝置16(參照第2圖及第7圖)之?dāng)?shù)據(jù)處理裝置110的所有數(shù)組運算單元40的算法。以下，使用數(shù)據(jù)處理裝置110中的任意數(shù)組運算單元40的算法，就對應(yīng)物體/背景分離裝置16的權(quán)利要求12的視覺裝置，加以說明。
如第29圖所示，使用以數(shù)據(jù)處理裝置110所實現(xiàn)的物體/背景分離裝置16所形成的三角形的邊緣信息151，使分離成三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域152與三角形的外側(cè)領(lǐng)域153，網(wǎng)格狀排列的數(shù)組運算單元40是同步并列動作。設(shè)格子上i行j列所配置的數(shù)組運算單元40為AOUij，則AOUij的算法如第30圖所示。
在步驟1601中，將AOUij配置在格子上的i行j列。
在步驟1602中，根據(jù)式41及42，用結(jié)合值τijkl連接ωij與ωkl。
在步驟1603中，于非線性振蕩器的參數(shù)φij與ψij設(shè)定適當(dāng)?shù)闹怠?br> 在步驟1604中，判斷依序輸入的形成邊緣信息圖像115是否已經(jīng)沒有。若無形成邊緣信息圖像115的話(步驟1604:YES)，即結(jié)束算法。若有形成邊緣信息圖像115的話(步驟1604:NO)，即移到步驟1605。但，當(dāng)僅對特定的頻帶數(shù)及圖像尺寸組裝數(shù)組運算單元40時，作為無限回路亦可。
在步驟1605中，輸入形成邊緣信息114的ζij。
在步驟1606中，從前一刻輸入的形成邊緣信息114的ζij，根據(jù)式43計算干擾ρij。
在步驟1607中，自具有附近集合Ωij(qa)中的非線性振蕩器ωkl之?dāng)?shù)組運算單元40之AOUkl，輸入ζkl、ξkl、ψkl，根據(jù)式44計算合計值σij。
在步驟1608中，根據(jù)式45及46，計算非線性振蕩器的參數(shù)φij與ψij。亦即，以尤格庫塔(Runge Kutta)法，解該等式所顯示的微分方程式。
在步驟1609中，根據(jù)式47，計算非線性振蕩器的輸出λij。此處，若ψij≥θ的話，則λij=1，除此之外，λij=0。
在步驟16010中，自具有附近集合Ωij(qb)中之非線性振蕩器ωkl的數(shù)組運算單元40的AOUkl輸入λkl，根據(jù)式48計算輪廓參數(shù)nij。
在步驟1611中，根據(jù)式49計算交界參數(shù)ξkl。亦即，用差分法或尤格庫塔(RungeKutta)法，解該等式所顯示的微分方程式。
在步驟1612中，判斷顯示步驟1606到步驟1611的反復(fù)次數(shù)的分離次數(shù)，是否已達到指定次數(shù)。若分離次數(shù)沒有達到指定次數(shù)的話(步驟1612:NO)，即回到步驟1606。若分離次數(shù)達到指定次數(shù)的話(步驟1612:YES)，即移到步驟1613。
在步驟1613中，輸出作為物體領(lǐng)域圖像142之頻帶像素值的非線性振蕩器的輸出λij。之后，回到步驟1604。
又，為了求步驟1612中之分離次數(shù)，能使用如下的方法。在物體/背景分離裝置16中，若圖像尺寸是一定的話，由于與非線性振蕩器的初始狀態(tài)無關(guān)的，在大致所有的形成邊緣信息114中經(jīng)一定時間即結(jié)束分離，故預(yù)先計算此時間求出步驟1606到步驟1611之反復(fù)次數(shù)即可。此系因若非線性振蕩器的初始狀態(tài)在一定范圍內(nèi)的話，因拉入現(xiàn)象的影響，非線性振蕩器達到同步的時間沒有很大差異的關(guān)系。
因此，僅計算非線性振蕩器，即能使用形成之三角形的邊緣信息151分離三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域152與三角形的外側(cè)領(lǐng)域153，是因為利用非線性振蕩器之性質(zhì)的拉入現(xiàn)象的關(guān)系。亦即，當(dāng)用正的結(jié)合值來結(jié)合兩個非線性振蕩器時系成為同相位，而用負的結(jié)合值結(jié)合時則系極力成為大的相位差。使用此性質(zhì)的話，由于系用附近彼此正的結(jié)合值來結(jié)合網(wǎng)格狀并列的非線性振蕩器，因此不直接結(jié)合的非線性振蕩器彼此為同相位。而且，若用負的結(jié)合值來結(jié)合位于隔離形成邊緣信息114位置的非線性振蕩器的話，則邊緣信息的兩側(cè)極力錯開。以此方式進行，即使不結(jié)合所有的非線性振蕩器，在三角形的邊緣信息151的內(nèi)側(cè)與外側(cè)亦能成為各自不同的相位集合。因此，物體/背景分離裝置16，分離成第29圖所示之三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域152與三角形的外側(cè)領(lǐng)域153。此時，三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域152與三角形的外側(cè)領(lǐng)域153的相位差超過90度而盡可能的接近180度，分離出三角形與背景領(lǐng)域。
此處，最重要的是，本實施形態(tài)，是用能得到形成邊緣信息114所示的方法，對結(jié)合值進行擬似變更。首先，如式41及42所規(guī)定般，將非線性振蕩器ωkl用來結(jié)合為非線性振蕩器ωij的結(jié)合值設(shè)為τijkl(參照步驟1602)。形成邊緣信息ζij與ζkl，在具有邊緣時，皆為1，沒有邊緣時，皆為0。輸入形成邊緣信息ζij與ζkl后(參照步驟1605)，從數(shù)組運算單元40的AOUkl，將形成邊緣信息ζkl傳送到AOUij，在AOUkl計算τijklA(1-ζkl)以取代結(jié)合值τijkl(參照步驟1607)。對此代用的接合值τijklA(1-ζkl)，交界參數(shù)ζij是作為從0到1的倍率作用(參照步驟1607)。
如第31圖所示，當(dāng)形成邊緣信息114為虛線狀態(tài)的三角形的邊緣信息154時，必須進行虛線的內(nèi)插。首先，當(dāng)使用虛線狀態(tài)的三角形的邊緣信息154使系統(tǒng)動作時(參照步驟1605)，在虛線狀態(tài)的三角形的邊緣信息154的內(nèi)側(cè)與外側(cè)相位差雖約超過90度，但三角形的內(nèi)側(cè)與外側(cè)的交界部分則不明確，因此，各AOUij計算非線性振蕩器的輸出λij(參照步驟1609)。當(dāng)此輸出λij為1時，在附近的非線性振蕩器中設(shè)λkl為1時的非線性振蕩器為ωkl，則參數(shù)ψij與ψkl同時為θ以上。亦即，λij與λkl約為同相位，若θ為正值的話，最差時相位差也不至超過90度。該相位差的最大值是藉θ值來決定，在λij與λkl同時為1的范圍下若加大θ的話，該相位差即趨近0度。因此，當(dāng)使用λij與λkl的話，在附近的非線性振蕩器中，顯示約略同相位數(shù)的輪廓參數(shù)ηij是根據(jù)式48進行計算(參照步驟1610)。接著，若該輪廓參數(shù)ηij在整個附近中，約為一半的話，則根據(jù)式49減少結(jié)合值的倍率的交界參數(shù)ζij，除此以外，則根據(jù)式49使之增加(參照步驟1611)。例如，在8附近時，若是3到5之間，根據(jù)式49減少交界參數(shù)即即可。若反復(fù)該過程使之持續(xù)動作的話，當(dāng)?shù)玫降?1圖所示的虛線狀態(tài)的三角形的邊緣信息154時，即分離為虛線三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域155與虛線三角形的外側(cè)領(lǐng)域156。
如第32圖所示，當(dāng)重疊兩個三角形時，能得到前方三角形的邊緣信息157與后方三角形的邊緣信息158。此時，利用前方三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域159與后方三角形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域160與雙重三角形的背景領(lǐng)域161的3個領(lǐng)域的非線性形振蕩器之相位的相互偏離，分離成三個領(lǐng)域。又，如第33圖所示，兩個重疊圓形的邊緣信息162即使是虛線，也被分離為前方圓形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域163與后方圓形的內(nèi)側(cè)領(lǐng)域164與雙重圓的背景領(lǐng)域165的三個領(lǐng)域。
因此，使用由數(shù)組運算單元40所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理裝置110，以對應(yīng)物體/背景分離裝置16的權(quán)利要求12的視覺裝置，能以形成邊緣信息圖像115的形成邊緣信息114為交界，分離物體領(lǐng)域141與背景。
以上，就權(quán)利要求6～12的視覺裝置，進行了說明。當(dāng)然，該等視覺裝置雖能利用一般計算機進行組裝，但當(dāng)將移動物體2作為計數(shù)對象時，必須根據(jù)移動物體2的移動速度高速地執(zhí)行各個前述裝置。尤其是當(dāng)提高框圖像1的圖像尺寸或解像度時，以圖像本身作為處理對象的圖像存儲裝置12(參照第1圖及第6圖)、圖像振動裝置13(參照第3圖、第4圖及第5圖)、邊緣信息生成裝置14(參照第1圖及第6圖)、邊緣信息形成裝置15(參照第1～5圖、第7～12圖)、物體/背景分離裝置16(參照第2、4、5、7～12圖)、位置/大小檢測裝置17(參照第1圖及第6圖)、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27(參照第7圖)、規(guī)格化圖像保持裝置28(參照第7圖)及圖像辨識裝置29(參照第8圖)，對各寬方向及各高度方向之計算量，即與圖像尺寸或解像度成正比增大。因此，權(quán)利要求6～12的視覺裝置，有時可能會因用途之不同，而無法達到預(yù)期的性能。
此處，為了使用數(shù)字技術(shù)組裝圖像存儲裝置12、圖像振動裝置13、邊緣信息生成裝置14、邊緣信息形成裝置15、物體/背景分離裝置16、位置/大小檢測裝置17、領(lǐng)域規(guī)格化裝置27、及規(guī)格化圖像保持裝置28，權(quán)利要求13的數(shù)組運算單元40是在數(shù)據(jù)處理裝置110中，如第13圖所示般排列為網(wǎng)格狀，而且，數(shù)組運算單元40系以僅能與數(shù)據(jù)處理裝置110中的相鄰數(shù)組運算單元40相互通信之方式，加以配線。亦即，4附近彼此間系直接配線。因此，與8彼此間配線時比較起來，使用較少的電子零件與配線量，就能同程度高速地動作，且能在將來欲擴充附近尺寸時具有簡單地擴充性。
權(quán)利要求14的數(shù)組運算單元40，入第34圖所示，系由用來計算圖樣處理之式的處理器(Processor)41、用來存儲式中所使用的所有參數(shù)、常數(shù)、函數(shù)及運算子的內(nèi)存(Memory)42、以及用來與附近的數(shù)組運算單元40進行通信的控制器(Controler)43所構(gòu)成，處理器41可利用地址總線51所指定的地址(Address)，選擇內(nèi)存42及控制器43的任意存儲元件及緩存器。此外，處理器41是透過地址總線51連接于內(nèi)存42及控制器43以能雙向通信，以存取地址總線51所指定的任意內(nèi)存組件及緩存器的數(shù)據(jù)(DATA)。當(dāng)數(shù)組運算單元40輸入由一個以上的輸入像素所構(gòu)成的前輸入數(shù)據(jù)群(Front Input Data Set)時，控制器43即將前輸入數(shù)據(jù)群存儲在內(nèi)存42。又，控制器43將由函數(shù)所作成的內(nèi)存42中的計算數(shù)據(jù)傳送到相鄰的數(shù)組運算單元40，同時將從相鄰的數(shù)組運算單元40所接收的計算數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存42，若有需要，傳送到輸入以外的數(shù)組運算單元40。最后，控制器43將輸出圖像數(shù)據(jù)作為結(jié)果數(shù)據(jù)(Result Data)加以輸出。
如上所述，在數(shù)組運算單元40中搭載控制器43的理由，是由于在數(shù)組運算單元40彼此通信期間處理器41亦能動作，故處理器41在通信的等待時間中也能進行計算而實現(xiàn)高速處理，及即使變化附近的數(shù)組運算單元40的數(shù)量也不必變更硬件，以及控制器43進行圖像的邊緣處理，亦即，能自動進行對圖像中之邊緣像素的例外處理，故處理器41的程序不必進行邊緣處理而極為單純之故。
處理器41與內(nèi)存42能使用一般的數(shù)字電路?？刂破?3的具體電路圖是如第35圖所示。地址緩沖器(Address Buffer)53是透過地址總線(Address Bus)51，從處理器41接收地址(Address)，根據(jù)地址譯碼器(Address Decoder)54，選擇各緩存器及其它機能方塊。數(shù)據(jù)緩沖器(Data Buffer)55，經(jīng)由數(shù)據(jù)總線(Data Bus)52，從處理器41接收數(shù)據(jù)(Data)，透過用地址譯碼器54所選擇的緩存器與內(nèi)部數(shù)據(jù)總線56進行排他的通信。通信方向藉讀取(Read)加以指定。當(dāng)?shù)刂分付?biāo)記緩存器(Flag Register)57時，數(shù)據(jù)被存儲在標(biāo)記緩存器57中，利用標(biāo)記譯碼器(Flag Decoder)58進行譯碼，以復(fù)數(shù)信號(Signals)，傳送到相鄰的數(shù)組運算單元40。復(fù)數(shù)信號是利用標(biāo)記編碼器(FlagEncoder)59加以接收，經(jīng)解析后，存儲在狀態(tài)緩存器(Status Register)60中，又，作為接收(RECIEVER)送回傳送源的數(shù)組運算單元40。接收是用復(fù)數(shù)信號的傳送源的標(biāo)記編碼器59來接收，其結(jié)果，確認復(fù)數(shù)信號的傳送結(jié)束。當(dāng)用地址選擇狀態(tài)緩存器時，狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容即透過數(shù)據(jù)總線52以數(shù)據(jù)傳送到處理器41。當(dāng)標(biāo)記編碼器59接收對應(yīng)一個以上的輸入圖像(Input Image)的一個以上的前輸入送達(Front InputSent)時，則由一個以上輸入圖像所構(gòu)成的前輸入數(shù)據(jù)群(Front Input Data Set)，讀入準(zhǔn)備有所需之存儲容量分的前輸入數(shù)據(jù)緩存器(Front Input Data Register)61。當(dāng)使用地址來選擇前輸入數(shù)據(jù)緩存器61時，前輸入數(shù)據(jù)緩存器61的內(nèi)容，以數(shù)據(jù)傳送到處理器41。當(dāng)處理器41完成計算后，根據(jù)地址選擇結(jié)果數(shù)據(jù)緩存器(Result DataRegister)62，結(jié)果數(shù)據(jù)緩存器62即將輸出圖像的圖像數(shù)據(jù)作為結(jié)果數(shù)據(jù)(Result Data)加以讀取。與此同時，標(biāo)記編碼器59傳送結(jié)果送達(Result Send)。
當(dāng)自附近的數(shù)組運算單元40求出計算所需的數(shù)據(jù)后，即選擇輸出數(shù)據(jù)緩存器(Output Data Register)63作為地址，將應(yīng)傳送到附近的數(shù)組運算單元40的數(shù)據(jù)作為計算數(shù)據(jù)(Calculation Data)，讀入輸出數(shù)據(jù)緩存器63。之后，作為計算數(shù)據(jù)傳送至相鄰的所有數(shù)組運算單元40。當(dāng)從上側(cè)的數(shù)組運算單元40接收復(fù)數(shù)信號(Signals)后，即將計算數(shù)據(jù)讀入上輸入數(shù)據(jù)緩存器(Upper Input Data Regbter)64。之后，根據(jù)地址選擇上輸入數(shù)據(jù)緩存器64后，即將上輸入數(shù)據(jù)緩存器64的內(nèi)容作為計算數(shù)據(jù)加以傳送。從下側(cè)、左側(cè)、右側(cè)的數(shù)組運算單元40接收復(fù)數(shù)信號時亦相同，下輸入數(shù)據(jù)緩存器65、左輸入數(shù)據(jù)緩存器66、右輸入數(shù)據(jù)緩存器67皆同樣地動作。
各種緩沖器、各種緩存器、地址譯碼器54的各方塊是一般的電子電路。具體說來，標(biāo)記譯碼器58與標(biāo)記編碼器59具有第36圖與第37圖所示的輸入輸出信號。種類(Type)是以5位顯示輸出數(shù)據(jù)緩存器(OutPut Data Register)63所讀入的內(nèi)容種類。該位數(shù)系足以區(qū)別數(shù)組運算單元40所收發(fā)之所有計算數(shù)據(jù)的值。計數(shù)器-X(Count-X)及計數(shù)器-Y(Count-Y)系顯示各個無4位編碼之整數(shù)，顯示數(shù)組運算單元40間的傳送次數(shù)。當(dāng)數(shù)組運算單元40傳送計算數(shù)據(jù)時，各個計數(shù)器為0，當(dāng)再度傳送從左右的數(shù)組運算單元40所傳送的計算數(shù)據(jù)時，是在標(biāo)記編碼器59的計數(shù)器-X中加1的值，當(dāng)再度傳送從上下的數(shù)組運算單元40所傳送的計算數(shù)據(jù)時，是在標(biāo)記編碼器59的計數(shù)器-Y中加1的值。處理器41是于標(biāo)記緩存器57的送達標(biāo)記(SendFlag)中，指定輸出數(shù)據(jù)緩存器63的內(nèi)容是傳送至上下左右中那一任何方向后，當(dāng)標(biāo)記譯碼器58接收指定輸出數(shù)據(jù)緩存器63的地址譯碼器54的中央譯碼(CentralDecoding)時，標(biāo)記譯碼器58即將送達(Send)配合送達標(biāo)記的指定方向加以輸出。送達標(biāo)記是用4位顯示，當(dāng)數(shù)組運算單元40的計算數(shù)據(jù)傳送到四方的數(shù)組運算單元40時，處理器41系設(shè)定為1111，當(dāng)將從右側(cè)的數(shù)組運算單元40所傳送來的計算數(shù)據(jù)傳送到上下左右側(cè)時，系設(shè)定為1101，當(dāng)從下側(cè)傳送到上側(cè)時，設(shè)定為1000，當(dāng)從上側(cè)傳送到下側(cè)時，設(shè)定為0100。以此方式，由于不僅不至重復(fù)傳送而能有效地傳送，而且傳送方向的決定規(guī)則變的明確，故藉組合種類、計數(shù)器-X及計數(shù)器-Y，標(biāo)記編碼器59能判定是從哪一個數(shù)組運算單元40、傳送哪一種的計算數(shù)據(jù)。將計算數(shù)據(jù)作為結(jié)果數(shù)據(jù)讀入結(jié)果數(shù)據(jù)緩存器62中之同時，標(biāo)記譯碼器58亦接收結(jié)果譯碼(Result Decoding)，傳送結(jié)果送達(Result Send)。
當(dāng)標(biāo)記編碼器59從四方之任一方向接收到送達時，即接收接收方向的種類與計數(shù)器-X、計數(shù)器-Y，更新該部分的狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容。在此更新的同時，將接收設(shè)定為1傳送至接收方向。傳送源的數(shù)組運算單元40的標(biāo)記編碼器59，是在接收成為1的瞬間進行接收，更新狀態(tài)緩存器60的接收狀態(tài)(Receive Status)。因此，各數(shù)組運算單元40中，處理器41僅檢查狀態(tài)緩存器60的接收狀態(tài)，即能判斷有效的計算數(shù)據(jù)是存儲在哪一個輸入數(shù)據(jù)緩存器中。因此，例如，若將計算數(shù)據(jù)讀入上輸入數(shù)據(jù)緩存器64的話，雖然處理器41可藉指定地址從上輸入數(shù)據(jù)緩存器64讀入數(shù)據(jù)，但同時將上譯碼(Upper Decoding)從地址譯碼器54傳送到標(biāo)記編碼器59，在接收狀態(tài)中之上部分回到0，將向上側(cè)的接收作為0加以傳送。下左右側(cè)之情形時也同樣地動作。當(dāng)標(biāo)記編碼器59即使只接收到一個輸入圖像用的前輸入送達，即將狀態(tài)緩存器60中對應(yīng)接收前輸入送達的輸入圖像用的前輸入送達狀態(tài)(Front Input SendStatus)為1。又，當(dāng)處理器41從輸入圖像用的前輸入數(shù)據(jù)緩存器61讀取數(shù)據(jù)時，地址譯碼器54是將前譯碼(Front Decoding)傳送到標(biāo)記編碼器59，將接收的前輸入送達所對應(yīng)的前輸入送達狀態(tài)設(shè)定為0。處理器41藉讀取狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容，即判斷前輸入數(shù)據(jù)緩存器61中是否存儲有最新的輸入圖像。
處理器41透過控制器43將計算數(shù)據(jù)傳送給四方的數(shù)組運算單元40時的算法顯示于第38圖。第38圖是顯示使用處理器41的程控，與使用標(biāo)記譯碼器58及標(biāo)記編碼器59的硬件邏輯的混合處理。第38圖中，步驟71，系處理器41讀取狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容。步驟72，系判斷讀取的內(nèi)容中接收狀態(tài)是否全部為0。若是NO的話，即結(jié)束處理，若是YES的話，即移到步驟73。在步驟73中，處理器41決定傳送到相鄰的數(shù)組運算單元40的數(shù)據(jù)種類與計數(shù)器與傳送方向，將其內(nèi)容寫入標(biāo)記緩存器57。在步驟73中，處理器41是將相鄰數(shù)組運算單元40所傳送的數(shù)據(jù)寫入輸出數(shù)據(jù)緩存器63中。在步驟75中，將輸出數(shù)據(jù)緩存器63的內(nèi)容作為計算數(shù)據(jù)，傳送給相鄰之?dāng)?shù)組運算單元40。在步驟76中，僅在標(biāo)記緩存器57的送達標(biāo)記所指定的方向，將送達設(shè)定為1加以傳送。藉此，處理器41的1次傳送便告結(jié)束。處理器41，當(dāng)每一次應(yīng)傳送的數(shù)據(jù)在內(nèi)存42內(nèi)更新時，即開始該傳送算法。
控制器43從上側(cè)的數(shù)組運算單元40接收計算數(shù)據(jù)時之算法顯示于第39圖。第39圖是顯示使用標(biāo)記譯碼器58及標(biāo)記編碼器59的硬件邏輯的處理。第39圖中，步驟81，系標(biāo)記編碼器59輸入送達。在步驟82中，標(biāo)記編碼器59判斷送達是否為1。若是NO的話，即結(jié)束處理，若是YES的話，即移到步驟83。在步驟83中，上輸入數(shù)據(jù)緩存器64讀取從上側(cè)所傳送來的計算數(shù)據(jù)。在步驟84中，標(biāo)記編碼器59將狀態(tài)緩存器60中上側(cè)用的接收狀態(tài)設(shè)定為1，同時將接收設(shè)定為1傳送給上側(cè)的數(shù)組運算單元40。上下右側(cè)的情形亦相同。據(jù)此，控制器43的1次接收算法便告結(jié)束?？刂破?3隨時監(jiān)視來自上下左右數(shù)組運算單元40的送達，每當(dāng)接收到該送達時即開始該接收算法。
處理器41從上輸入數(shù)據(jù)緩存器64接收數(shù)據(jù)時之算法顯示于第40圖。第40圖是顯示使用處理器41的程控，與使用標(biāo)記譯碼器58及標(biāo)記編碼器59的硬件邏輯的混合處理。第40圖中，步驟91，處理器41讀取狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容。在步驟92中，判斷讀入的內(nèi)容中上側(cè)用的接收狀態(tài)是否為1。若是NO的話，即結(jié)束處理，若是YES的話，即移到步驟93。在步驟93中，處理器41從上輸入數(shù)據(jù)緩存器64讀取數(shù)據(jù)。在步驟94中，標(biāo)記編碼器59將狀態(tài)緩存器60中上側(cè)用的接收狀態(tài)設(shè)定為0，同時將接收設(shè)定為0傳送到上側(cè)的數(shù)組運算單元40。下左右側(cè)的情形亦相同。據(jù)此，結(jié)束處理器41的1次接收算法。處理器41是用一定間隔，監(jiān)視狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容，每當(dāng)上下左右任何的接收狀態(tài)為1時即開始該接收算法。又，即使處理器41不用一定間隔監(jiān)視狀態(tài)緩存器60的內(nèi)容，亦可利用插入處理進行組裝。
又，該數(shù)組運算單元40，主要是根據(jù)一個以上的輸入圖像生成一個輸出圖像為前提加以說明，但在不同的用途時需變更電路以在計算途中輸出計算數(shù)據(jù)。此時，只要變更程序以僅增加應(yīng)輸出標(biāo)記譯碼器58的結(jié)果送達的計算數(shù)據(jù)的數(shù)量，將對應(yīng)結(jié)果數(shù)據(jù)緩存器62所讀入的計算數(shù)據(jù)的結(jié)果送達設(shè)定為1即可。
以上，說明了本實施形態(tài)，但本發(fā)明不限于上述實施形態(tài)，若是熟習(xí)該領(lǐng)域之業(yè)者的話，亦能實施各種的樣態(tài)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)，當(dāng)然可適當(dāng)改變本發(fā)明的構(gòu)成，該改變也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
根據(jù)權(quán)利要求1和2的發(fā)明，當(dāng)即使使用明度、彩度、色相等亦不易從動態(tài)圖像中將移動物體單體或其一部分，作為一塊的領(lǐng)域切出時，本發(fā)明能計算前述移動物體的數(shù)量。例如，當(dāng)計算活的透明變形蟲(ameba)時，當(dāng)然無法對整個變形蟲施以著色。又，即使將光源與背景設(shè)定為適當(dāng)?shù)念伾?，變形蟲亦為相同的色，或因光的折射、反射等使變形蟲的中央與邊緣成為不同的色，亦不易得到全面涂抹變形蟲的圖像。大部分的情形中，因光的折射、反射等，在變形蟲的輪廓部分出現(xiàn)特異的輝度值。因此，若使用本發(fā)明的話，根據(jù)這種特異的輝度值生成邊緣信息，就能從背景切出整個變形蟲，故變形蟲之?dāng)?shù)量的計算較為容易。同樣地，也適用于微塵粉等的微生物、白血球與精子等細胞。當(dāng)然，對于能根據(jù)蝌蚪與人臉的顏色信息容易地區(qū)別出背景的移動物體，也能適用本發(fā)明。由于在移動物體、光源及背景中，不必特別做任何處理，即能計算移動物體數(shù)量，故在能拍攝移動物體的現(xiàn)有裝置中連接本發(fā)明，即能廉價地實現(xiàn)移動物體用的物體計數(shù)裝置。此外，亦能在判定動態(tài)圖像中有無移動物體的前處理中亦能加以利用。再者，藉自本發(fā)明中直接取出從背景分離出的物體領(lǐng)域輸入另外的裝置，以辨識移動物體時的前處理中亦能加以利用，進而廉價地實現(xiàn)物體辨識裝置。
根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)明，當(dāng)即使使用明度、彩度、色相等亦不易從靜止圖像或動態(tài)圖像的框圖像中，將物體單體或其一部分作為一塊的領(lǐng)域切出時，本發(fā)明能計算前述移動物體的數(shù)量。例如在計算透明的珠子(beads)時，當(dāng)然無法對珠子進行著色。又，即使將光源與背景設(shè)定為適當(dāng)?shù)念伾?，珠子亦會成為相同的色，或因光的折射、反射等，使珠子的中央與邊緣成為不同的色，皆不易得到全面涂抹珠子的圖像。大部分的情形中，因光的折射、反射等在珠子的輪廓部分出現(xiàn)特異的輝度值。因此，當(dāng)使用本發(fā)明時，由于能根據(jù)該特異的輝度值生成邊緣信息，據(jù)以從背景切出整個珠子，故計算珠子的數(shù)量較為容易。同樣地，也適用于微塵粉等的微生物、白血球與精子等細胞。當(dāng)然，根據(jù)蝌蚪與人臉的顏色信息容易地與背景區(qū)別的移動物體，亦能利用本發(fā)明。如上述般，由于不需對物體、光源及背景施以任何處理即能計算物體數(shù)量，故藉在能拍攝物體的現(xiàn)有裝置中連接本發(fā)明，即能廉價地實現(xiàn)物體用的物體計數(shù)裝置。此外，判定靜止圖像中有無物體的前處理中，亦能加以利用。再者，藉自本發(fā)明中直接取出從背景分離出的物體領(lǐng)域輸入另外的裝置，以辨識移動物體時的前處理中亦能加以利用，進而廉價地實現(xiàn)物體辨識裝置。
根據(jù)權(quán)利要求1、2及3的發(fā)明，當(dāng)即使使用明度、彩度、色相等亦不易從動態(tài)圖像中，切出移動物體及靜止物體單體或其一部分作為一塊的領(lǐng)域時，本發(fā)明能計算前述物體中移動物體數(shù)與所有物體之?dāng)?shù)量。例如，當(dāng)計算透明的變形蟲(ameba)中活的透明變形蟲與整個變形蟲時，能將一定時間內(nèi)移動的變形蟲視為活的。藉使用動態(tài)圖像中相隔一定時間的兩個框圖像、或相隔一定時間拍攝的兩個靜止圖像，本發(fā)明能計算移動的變形蟲數(shù)與所有的變形蟲數(shù)。同樣的，也適用于微塵粉等的微生物、白血球與精子等細胞。當(dāng)然，對根據(jù)蝌蚪與人臉的顏色信息而能容易地與背景區(qū)別的物體，也能利用本發(fā)明。如上述般，由于能以一種裝置計算移動物體數(shù)與所有物體數(shù)，故能廉價地實現(xiàn)計算移動物體數(shù)與所有物體數(shù)的裝置。此外，判定靜止圖像中有無物體的前處理中，亦能加以利用。再者，藉自本發(fā)明中直接取出從背景分離出的物體領(lǐng)域輸入另外的裝置，以辨識移動物體時的前處理中亦能加以利用，進而廉價地實現(xiàn)物體辨識裝置。
根據(jù)權(quán)利要求1、2及3的發(fā)明，當(dāng)即使使用明度、彩度、色相等亦不易或無法從動態(tài)圖像中切出移動物體及靜止物體單體、或?qū)⑵湟徊糠肿鳛橐粔K的領(lǐng)域時，本發(fā)明能計算前述物體中移動物體數(shù)與所有物體數(shù)，計算移動物體數(shù)與靜止物體數(shù)或其比例。例如，當(dāng)求透明的變形蟲的生存率時，能將某一定時間內(nèi)移動的變形蟲視為活的。藉使用動態(tài)圖像中相隔一定時間的兩個框圖像、或相隔一定時間拍攝的兩個靜止圖像，本發(fā)明能計算移動的變形蟲數(shù)與所有的變形蟲數(shù)，故能簡單地求出變形蟲的生存率。同樣的，也適用于微塵粉等的微生物、白血球與精子等細胞。當(dāng)然，對根據(jù)蝌蚪與人臉的顏色信息而能容易地與背景區(qū)別的物體，也能利用本發(fā)明。如上述般，由于能用一種裝置計算移動物體的數(shù)量與靜止物體的數(shù)量，故能廉價地實現(xiàn)計算移動物體與靜止物體之比例的裝置。其它，在動態(tài)圖像中，也能利用在判定有無移動物體或靜止物體的前處理。再者，藉自本發(fā)明中直接取出從背景分離出的物體領(lǐng)域輸入另外的裝置，以辨識移動物體或靜止物體時的前處理中亦能加以利用，能廉價地實現(xiàn)物體辨識裝置。
根據(jù)權(quán)利要求4及5的發(fā)明，使用由三原色波長、可視光波長、紅外線波長，紫外線波長、及其它所有的電磁波中由任意的頻帶構(gòu)成的動態(tài)圖像，本發(fā)明能搜索攝像機能拍攝范圍的物體。當(dāng)物體移動時，能藉檢測移動物體的位置及大小，使移動式攝像機的方向?qū)?zhǔn)物體，調(diào)整倍率以使圖像中的移動物體大小為一定。又，當(dāng)物體靜止時，由于能使移動式攝像機微細地振動據(jù)以檢測靜止物體的位置與大小，故對靜止物體亦能與移動物體時相同的控制移動式攝像機。再者，由于亦能從外部控制移動式攝像機，故能與計算機等組合加以利用。因此，本發(fā)明能利用如下。例如，除了在走廊等照明較穩(wěn)定的場所外，在玄關(guān)與屋外等噪聲較多的地方進行人、車或行李等物體之監(jiān)視時，本發(fā)明能控制移動式攝像機以用適當(dāng)?shù)谋堵逝臄z該等物體。另外，在便利商店或超商等動態(tài)較少的地方藉集中拍攝顧客，本發(fā)明能達到防止偷竊等效果。如上述般，由于能用一個裝置對廣范圍的物體進行監(jiān)視，故能廉價地實現(xiàn)物體監(jiān)視裝置。除此之外，在判定動態(tài)圖像中有無特定物體的前處理中亦能加以利用。再者，藉自本發(fā)明中直接取出從背景分離出的物體領(lǐng)域加以規(guī)格化之圖像輸入另外的裝置，以辨識移動物體或靜止物體時的前處理中亦能加以利用，能廉價地實現(xiàn)物體辨識裝置。
又，根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)明，使用由三原色波長、可視光波長、紅外線波長，紫外線波長、及其它所有的電磁波中由任意的頻帶構(gòu)成的動態(tài)圖像，本發(fā)明能搜索攝像機能拍攝范圍的物體。將該等物體以適當(dāng)?shù)谋孀R方法分類為若干種類后，與位置或時刻等之屬性同時加以記錄。因此，能計算一定時間內(nèi)位于移動式攝像機能拍攝范圍之特定物體的數(shù)量，或記錄物體移動的軌跡。例如，在卡拉OK包廂與商店街等地方，本發(fā)明能計測顧客數(shù)量與通行量等。另外，在便利商店、超商及工場等處，能調(diào)查顧客的聚集場所或記錄作業(yè)員的作業(yè)步驟。另外，在游樂園場等處，能使用于「不倒翁倒下」的移動物體搜索游戲與或射擊游戲等。更進一步的，藉將本發(fā)明組裝于機器人中，工業(yè)用機器人即能搜索制造線中的工件、或偵測人員之接近而使動作停止，是以本發(fā)明能實現(xiàn)人型機器人及導(dǎo)盲犬機器人等移動機器人的視覺裝置。因此，若在汽車、公共汽車、砂石車等車輛的前后左右安裝本發(fā)明的話，本發(fā)明能發(fā)現(xiàn)位于駕駛員死角的物體進而發(fā)出警報，亦能預(yù)先偵測接近而來之車輛等移動物體，也能取得發(fā)生交通事故時的記錄。對坐在輪椅的人而言，由于不必轉(zhuǎn)頭就能擴大視野，故能預(yù)先察知由后方逼近的自行車或汽車，能有效防止事故。此外，若在電車等之車門口設(shè)置本發(fā)明，本發(fā)明也能發(fā)現(xiàn)被門夾住或站在門旁的乘客。若車站的月臺設(shè)置本發(fā)明的話，本發(fā)明能發(fā)現(xiàn)掉落于軌道上的物品，或?qū)φ驹谠屡_之軌道邊的人發(fā)出警告。另外，若將本發(fā)明設(shè)置在救難用機器人的話，救難用機器人即能找出在海岸、海上或河川等處的遇難者，自動地接近以將救生衣或繩索等搬送給遇難者，或?qū)⒂鲭y者搬送到安全的地點。該救難用機器人亦能利用于搜索因地震而被埋在瓦礫下的人。如上述般，由于能用一個裝置進行物體的搜索、計數(shù)與移動軌跡的記錄，故能廉價地實現(xiàn)物體搜索裝置、物體辨識裝置、物體計數(shù)裝置及物體記錄裝置等。
根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)明，能在并列輸入數(shù)字圖像的各像素，以圖像單位或像素單位使數(shù)字圖像振動后，并列輸出數(shù)字圖像的各像素。由于本發(fā)明不使用振動臺等物理性裝置，故能高速地使數(shù)字圖像振動。因此，在移動物體系以高速移動之情形中，必須實時生成數(shù)字圖像中的所有物體的邊緣信息時，本發(fā)明能達成所需之處理速度。
根據(jù)申請專利第7項范圍之發(fā)明，能在并列輸入數(shù)字圖像的各圖像，以生成數(shù)字圖像的各像素的粗邊緣信息后，并列輸出粗邊緣信息。所生成的粗邊緣信息因受物體的移動方向、移動速度及物體與背景的顏色信息差等的影響，雖未必正確，但由于在有太陽光照射的屋外等噪聲較多的環(huán)境亦不必特別對數(shù)字圖像進行修正，而能生成任意形狀的移動物體的粗邊緣信息，因此本發(fā)明能不受使用環(huán)境的限制加以使用。又，本發(fā)明對紅外線、紫外線、甚至于放射線等能與可視光波長、三原色波長同樣地加以處理，且越增加頻帶數(shù)越能減少噪聲的影響。此時，由于本發(fā)明不必變更存儲容量以外之?dāng)?shù)據(jù)處理裝置的電路，故能容易地增加頻帶數(shù)。因此，對不僅在屋內(nèi)且能在屋外活動的機器人來說，本發(fā)明能高速且便宜地提供移動物體的輪廓、位置及大小。此外，本發(fā)明對不限定對象物的視覺辨識裝置之前處理而言，亦能有效地動作。
根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)明，能在并列輸入粗邊緣信息及數(shù)字圖像的各圖像，利用數(shù)字圖像從粗邊緣信息生成形成邊緣信息后，并列輸出形成邊緣信息。由于本發(fā)明能將以任意方法生成的粗邊緣信息形成為更明了且明確之邊緣信息，因此能容易地減低生成粗邊緣信息之裝置所需要的負載。此外，由于本發(fā)明不太受粗邊緣信息的影響，因能將數(shù)字圖像設(shè)定為低解像度的低解像度數(shù)字圖像的特定領(lǐng)域所生成的粗邊緣信息，形成為更明了且明確之邊緣信息。因此，不需增加硬件量與計算量，本發(fā)明能對低倍率數(shù)字圖像中的物體生成高精度的邊緣信息。藉本發(fā)明，能使過去以廣角攝像機與高精細攝像機的物體辨識裝置，用一個攝像機實現(xiàn)物體辨識。
根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，能在并列輸入邊緣信息，檢測用邊緣信息所顯示的物體的位置及大小后，將物體的位置及大小作為重復(fù)信息加以并列輸出。本發(fā)明，能以需要大量的硬件量與計算量所檢測的圖像中之復(fù)數(shù)個物體的位置及大小相同程度之品質(zhì)或之上的品質(zhì)，一次性的從復(fù)數(shù)個物體的邊緣信息中檢測出位置及大小。從用攝錄像機所拍攝的動態(tài)圖像的框圖像或用數(shù)字相機所拍攝的靜止圖像中，檢測該圖像中的復(fù)數(shù)物體之位置及大小的前處理中亦能利用本發(fā)明，以高速且廉價地實現(xiàn)靜止圖像及動態(tài)圖像的圖形辨識算法。
又，根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)明，能在并列輸入物體領(lǐng)域圖像的各像素，檢測用物體領(lǐng)域圖像的各像素所顯示的物體的位置及大小后，將物體的位置及大小作為重復(fù)信息加以并列輸出。本發(fā)明，能以需要大量的硬件量與計算量所檢測的圖像中之復(fù)數(shù)個物體的位置及大小相同程度之品質(zhì)或之上的品質(zhì)，一次性的從復(fù)數(shù)個物體的邊緣信息中檢測出位置及大小。尤其是當(dāng)檢測像細胞或精子般具有圓形部分的物體，或像人臉般可視為圓形的物體位置及大小時，由于不需從該等物體領(lǐng)域再度生成邊緣信息，故能高速且廉價地實現(xiàn)靜止圖像及動態(tài)圖像的圖形辨識算法。
根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)明，能在并列輸入物體領(lǐng)域圖像的各像素及數(shù)據(jù)圖像的各像素，以將數(shù)字圖像中的物體領(lǐng)域規(guī)格化后，并列輸出規(guī)格化圖像的各像素。本發(fā)明，能以需大量的硬件量與計算量所生成、對位置偏離較弱、多間隙的規(guī)格化圖像同程度之品質(zhì)或之上的品質(zhì)，使用物體領(lǐng)域圖像的物體領(lǐng)域以外，將被遮蔽的數(shù)字圖像的物體領(lǐng)域配合數(shù)字圖像的尺寸填補間隙，同時進行規(guī)格化。對用攝錄放機拍攝的動態(tài)圖像之框圖像或用數(shù)字相機拍攝的靜止圖像中切出的特定物體進行規(guī)格化的前處理中亦能加以利用，而能高速且廉價地實現(xiàn)靜止圖像及動態(tài)圖像的圖形辨識算法等。
根據(jù)權(quán)利要求11的發(fā)明，能在并列輸入若干模板圖像的各像素，并列輸入規(guī)格化圖像的各像素，進行模板圖像與圖形匹配后，并列輸出匹配結(jié)果圖像的各像素。若對不同位置與大小的相同物體之規(guī)格化圖像的再現(xiàn)性高的話，本發(fā)明能選擇僅用附近處理、類似于規(guī)格化圖像的若干模板圖像。是以，由于本發(fā)明能將最小平方誤差與中性網(wǎng)絡(luò)等的大區(qū)域處理抑制在最小限度，故能高速且廉價地實現(xiàn)靜止圖像及動態(tài)圖像的圖形辨識算法等。
根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)明，能在并列輸入形成邊緣信息，使用非線性振蕩器將物體領(lǐng)域與背景領(lǐng)域分離后，并列輸出物體領(lǐng)域圖像的各像素。奔發(fā)明，針對數(shù)字圖像，不需預(yù)先進行邊緣信息的生成以外之任何前處理，不受數(shù)字圖像中的物體形狀、位置、方向的影響，又，即使邊緣信息為虛線、或交差亦無所謂，再者，即使數(shù)字圖像中的物體領(lǐng)域重疊，亦能分離物體領(lǐng)域與背景領(lǐng)域。另外，本發(fā)明使用數(shù)字技術(shù)容易組裝硬件，亦能進行適合實時圖像處理的高速化。
根據(jù)權(quán)利要求13及14的發(fā)明，能使視覺裝置高速地動作。特別是由于并行性的關(guān)系，即使圖像尺寸變大，處理時間亦不變。是以，可利用視覺裝置于需要實時性之用途。又，由于只要變更程序，即能用同一芯片實現(xiàn)權(quán)利要求6～12的多個裝置，因此本發(fā)明能便宜地制造視覺裝置。再者，由于能用同一芯片實現(xiàn)權(quán)利要求6～12項的多個裝置，因此能將該芯片容易地組裝于移動式攝像機中，而增加方便性。最后，由于本發(fā)明全部用像素單位輸入、輸出信號，故藉重疊復(fù)數(shù)之芯片即能抑制配線量。因此，藉三次元VLSI等技術(shù)革新，本發(fā)明能容易地提升處理性能。
權(quán)利要求
1．一種視覺裝置，針對動態(tài)圖像中移動物體，其特征在于包含取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像生成移動物體粗邊緣信息圖像的裝置；使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成移動物體形成邊緣信息圖像的裝置；檢測根據(jù)前述移動物體形成邊緣信息圖像所區(qū)分出之移動物體領(lǐng)域位置及大小的裝置；計算移動物體領(lǐng)域數(shù)量的裝置；以及保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)量的裝置。
2．一種視覺裝置，針對動態(tài)圖像中之移動物體，其特征在于包含取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像生成移動物體粗邊緣信息圖像的裝置；使用前述數(shù)字圖像、自前述移動物體粗邊緣信息圖像生成移動物體形成邊緣信息圖像的裝置；使用前述移動物體形成邊緣信息圖像自背景分離移動物體領(lǐng)域的裝置；檢測前述移動物體領(lǐng)域位置及大小的裝置；計算移動物體領(lǐng)域數(shù)的裝置；以及保持前述移動物體領(lǐng)域數(shù)的裝置。
3．如權(quán)利要求1或2所述的視覺裝置，系具有使前述數(shù)字圖像振動的裝置，據(jù)以取代前述移動物體而對所有物體進行所有物體領(lǐng)域數(shù)量的計算。
4．一種視覺裝置，針對使用移動式攝像機所拍攝之動態(tài)圖像中的任意物體，其特征在于包含取得前述動態(tài)圖像之框圖像的裝置；將前述框圖像作為數(shù)字圖像、依序加以存儲的裝置；自前述數(shù)字圖像、生成任意物體粗邊緣信息圖像的裝置；檢測以前述任意物體粗邊緣信息圖像所區(qū)分之任意物體領(lǐng)域的位置及大小的裝置；將前述移動式攝像機之方向及倍率轉(zhuǎn)換為環(huán)境坐標(biāo)位置的裝置；將前述任意物體區(qū)域的前述位置及大小轉(zhuǎn)換為前述環(huán)境坐標(biāo)的前述位置之裝置；自復(fù)數(shù)之前述任意物體領(lǐng)域的前述環(huán)境坐標(biāo)之前述位置中，選擇一個的裝置；輸入來自外部之控制指令的裝置；生成為了使前述移動式攝像機振動之振動指令的裝置；控制前述移動式攝像機至所應(yīng)移動之前述環(huán)境坐標(biāo)之前述位置的裝置；以及生成控制前述移動式攝像機之?dāng)z像指令的裝置。
5．如權(quán)利要求4所述的視覺裝置，其特征在于包含使用前述數(shù)字圖像、自前述任意物體粗邊緣信息圖像，生成前述任意物體形成邊緣信息圖像的裝置；使用前述任意物體形成邊緣信息圖像，自背景分離出前述任意物體領(lǐng)域的裝置；將前述任意物體領(lǐng)域規(guī)格化的裝置；保持任意物體規(guī)格化圖像的裝置；辨識前述任意物體規(guī)格化圖像的裝置；保持辨識結(jié)果的裝置；生成前述環(huán)境坐標(biāo)所顯示之環(huán)境地圖的裝置；保持前述環(huán)境地圖的裝置；在前述環(huán)境地圖中，推算前述任意物體之前述位置的裝置；計算任意物體數(shù)量的裝置；保持前述任意物體數(shù)的裝置；以及對前述任意物體形成邊緣信息圖像進行幾何解析的裝置。
6．一種視覺裝置，其特征在于，針對能使數(shù)字圖像振動的數(shù)據(jù)處理裝置中之各個配置成網(wǎng)格狀的數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；使前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值上下左右振動的裝置；以及輸出振動圖像之各頻帶像素值的裝置。
7．一種視覺裝置，其特征在于，針對能自數(shù)字圖像生成粗邊緣信息圖像的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值加以平滑化，以生成平滑化圖像之各頻帶像素值的裝置；取前述平滑化圖像之前述各頻帶像素值的對數(shù)，以生成對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之各頻帶像素值的裝置；對前述對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之前述各頻帶像素值進行清晰化，以生成清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；自前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值，減去輸入1個前清晰化圖像之各頻帶像素值，以生成時間差圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值轉(zhuǎn)換為輸入1個前清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；算出前述時間差圖像之各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼(Laplacian)，以生成時間差分拉普拉斯運算碼圖像的各頻帶像素值的裝置；抓出前述時間差拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值的零點，以生成時間差零點圖像之各頻帶像素值的裝置；求出前述時間差零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值的時間差零點圖像之前述各頻帶像素值的裝置；算出前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼，以生成時間差拉普拉斯運算碼圖像之各頻帶像素值的裝置；抽出拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值之前述零點，以生成零點圖像之各頻帶像素值的裝置；求出前述零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值零點圖像之頻帶像素值的裝置；求出前述最大值零點圖像之前述頻帶像素值與前述最大值時間差零點圖像之前述頻帶像素值中較大者，以生成混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；去除前述混合零點圖像之孔，以生成孔除去混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；去除前述孔除去混合零點圖像之孤立點及孤立孔，以生成噪聲除去混合零點圖像之頻帶像素值的裝置；反轉(zhuǎn)前述噪聲除去混合零點圖像之前述各頻帶像素值，以生成粗邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；以及輸出前述粗邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
8．一種視覺裝置，其特征在于，針對能自粗邊緣信息圖像生成形成邊緣信息圖像的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值及前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值及前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值加以分離的裝置；將前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值加以平滑化，以生成平滑化圖像之各頻帶像素值的裝置；取前述平滑化圖像之前述各頻帶像素值的對數(shù)，以生成對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之各頻帶像素值的裝置；對前述對數(shù)轉(zhuǎn)換圖像之前述各頻帶像素值進行清晰化，以生成清晰化圖像之各頻帶像素值的裝置；計算前述清晰化圖像之前述各頻帶像素值的拉普拉斯運算碼，以生成拉普拉斯運算碼圖像之各頻帶像素值的裝置；抽出前述拉普拉斯運算碼圖像之前述各頻帶像素值的零點，以生成零點圖像之各頻帶像素值的裝置的裝置；求出前述零點圖像之前述各頻帶像素值的最大值，以生成最大值零點圖像之頻帶像素值的裝置；反轉(zhuǎn)前述最大值零點圖像之前述頻帶像素值，以生成基礎(chǔ)邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；為趨近基礎(chǔ)邊緣信息圖像之前述頻帶像素值，將前述粗邊緣信息圖像之頻帶像素值加以整形的裝置；內(nèi)插前述粗邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的線寬，以生成形成邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；以及輸出前述形成邊緣信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
9．一種視覺裝置，其特征在于，針對能檢測物體領(lǐng)域之位置及大小之裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；將前述粗邊緣信息圖像之頻帶像素值轉(zhuǎn)換為重復(fù)信息圖像之頻帶像素值的裝置；將自前述重復(fù)信息圖像所計算的移動量圖像化為移動量圖像之頻帶像素值的裝置；將前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值移動至前述移動量圖像之前述頻帶像素值所示位置的裝置；將前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值更新為前述重復(fù)信息圖像之移動源之前述頻帶像素值之合計的裝置；以及輸出前述重復(fù)信息圖像之前述頻帶像素值的裝置。
10．一種視覺裝置，其特征在于，針對能檢測物體領(lǐng)域之位置及大小之裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述數(shù)字圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述粗邊緣信息圖像之各頻帶像素值的裝置；輸入前述物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值及前述數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；分離前述物體領(lǐng)域圖像之前述頻帶像素值與前述數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值，以生成更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值及數(shù)字圖像之各頻帶像素值的裝置；將自前述更新物體領(lǐng)域圖像所計算之移動量圖像化為移動量圖像之頻帶像素值的裝置；隨前述移動量圖像之前述頻帶像素所指之移動位置的重復(fù)數(shù)，生成能移動圖像之頻帶像素值的裝置；隨前述能移動圖像的判定，將前述更新物體領(lǐng)域圖像之前述頻帶像素值移動到前述移動位置的裝置；配合前述更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值的移動，移動前述數(shù)據(jù)圖像之前述各頻帶像素值的裝置；用前述物體區(qū)域所包含之附近頻帶像素值之平均值，以內(nèi)插法推出前述物體領(lǐng)域所未包含之前述更新物體領(lǐng)域圖像的前述頻帶像素值的裝置；配合前述更新物體領(lǐng)域圖像之頻帶像素值的內(nèi)插，以內(nèi)插法推出前述更新數(shù)字圖像之前述各頻帶像素值的裝置；以及輸出內(nèi)插前述更新圖像后所生成之規(guī)格化圖像之各頻帶像素值的裝置。
11．一種視覺裝置，其特征在于，針對辨識規(guī)格化圖像之裝置中實現(xiàn)圖案匹配的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元以網(wǎng)格狀加以配置的裝置；將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；至應(yīng)輸入之模板圖像完全沒有為止，輸入前述模板圖像之頻帶像素值的裝置；若無應(yīng)輸入之前述規(guī)格化圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述規(guī)格化圖像之頻帶像素值的裝置；計算匹配結(jié)果的裝置；更新匹配結(jié)果圖像的裝置；以及輸出前述匹配結(jié)果圖像之頻帶像素數(shù)的裝置。
12．一種視覺裝置，其特征在于，針對使用形成邊緣信息圖像以分離物體領(lǐng)域裝置的數(shù)據(jù)處理裝置中之配置成網(wǎng)格狀之各個數(shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元以網(wǎng)格狀加以配置的裝置；將前述數(shù)組運算單元中的非線性振蕩器與位于前述非線性振蕩器附近之前述非線性振蕩器，以結(jié)合值加以連接的裝置；將前述數(shù)組運算單元初始化的裝置；若無應(yīng)輸入之前述形成邊緣信息圖像時，即結(jié)束處理的裝置；輸入前述形成邊緣信息圖像之頻帶像素值的裝置；計算干擾的裝置；計算前述非線性振蕩器附近輸入合計的裝置；計算前述非線性振蕩器參數(shù)的裝置；計算前述非線性振蕩器輸出的裝置；計算輪廓參數(shù)的裝置計算交界參數(shù)的裝置；以及輸出包含有以前述非線性振蕩器所分離出之前述物體領(lǐng)域的物體領(lǐng)域圖像的頻帶像素值的裝置。
13．一種視覺裝置，其特征在于，針對具有數(shù)據(jù)輸入裝置、依序存儲前述數(shù)據(jù)的裝置、于數(shù)組運算單元間傳送前述數(shù)據(jù)的裝置、使用前述數(shù)據(jù)進行計算的裝置、以及輸出前述數(shù)據(jù)的裝置之?dāng)?shù)組運算單元，包含將前述數(shù)組運算單元配置成網(wǎng)格狀的裝置；根據(jù)前述數(shù)組運算單元之各自的位置關(guān)系，使附近數(shù)組運算單元相互結(jié)合的裝置；于相鄰之前述數(shù)組運算單元間，進行數(shù)據(jù)通信的裝置；以及使前述各數(shù)組運算單元獨立動作的裝置。
14．一種視覺裝置，其特征在于數(shù)組運算單元系具備具有輸入數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，用來存儲前述數(shù)據(jù)之處理程序與變量的內(nèi)存，以及用來與相鄰之?dāng)?shù)組運算單元進行通信的控制器；前述控制器系具備將輸入之前述數(shù)據(jù)存儲在前述內(nèi)存中的裝置，將前述內(nèi)存中之前述變量傳送到前述數(shù)組運算單元的裝置，以及將相鄰之前述數(shù)組運算單元所傳送的前述變量存儲在前述內(nèi)存的裝置。
全文摘要
視覺裝置系搜索移動物體及靜止物體，計算移動物體及靜止物體之?dāng)?shù)量。具體說來，具備有使用數(shù)組運算單元、使框圖像振動的裝置(25)，從框圖像、生成移動物體及靜止物體邊緣信息的裝置(14)，從框圖像之背景，分離出移動物體及靜止物體之物體領(lǐng)域的裝置(16)，檢測移動物體及靜止物體位置及大小的裝置(17)，將根據(jù)物體領(lǐng)域切出之分離物體領(lǐng)域，規(guī)格化為規(guī)格領(lǐng)域的裝置(27)，以及辨識此規(guī)格領(lǐng)域的裝置(29)。
文檔編號G06T7/20GK1317124SQ9981079
公開日2001年10月10日 申請日期1999年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月10日
發(fā)明者味岡義明 申請人:伊強德斯股份有限公司