DE19703004A1

DE19703004A1 - Verfahren zum Abbilden eines Quellenpixelbilds auf einen Zielpixelraum

Info

Publication number: DE19703004A1
Application number: DE19703004A
Authority: DE
Inventors: Philip E Jensen
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1997-07-31
Also published as: GB2309873A; GB2309873B; JPH09231352A; US5670981A; GB9700084D0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Rastergraphik-Anzeigen und insbesondere auf ein Verfahren zum Abbilden eines Quellen pixelbildes auf einen Zielpixelraum, wobei alle Zielpixel innerhalb einer begrenzenden Quellenbildgrenze in einem ein zelnen Durchgang aufbereitet werden.

Rasterbild-Anzeigen enthalten oftmals eine Einrichtung zum Konvertieren eines Quellenbilds mit einer Auflösung in ein Zielbild mit einer anderen Auflösung. Eine derartige Konver tierungsprozedur ist zeitraubend, wenn eine Abtastkonver tierung eines hochaufgelösten Bilds durchgeführt wird, ins besondere wenn eine Software-Abtastkonvertierungsprozedur verwendet wird. Es ist auch die Verwendung von Hardware be kannt, um eine derartige Abtastkonvertierung durchzuführen, es ist jedoch, wenn man eine Konvertierungsoperation unter Verwendung von Hardware durchführt notwendig einen einfachen deterministischen Ansatz zu besitzen, um diskrete Zielpixel schrittweise zu durchlaufen, die durch Quellendatenpunkte begrenzt sind. Insbesondere ist es notwendig, mit Gewißheit zu bestimmen, welche Zielpixel "angeschaltet" oder "aus" be lassen werden müssen, um ein Quellenbildmerkmal richtig an zuzeigen.

Eine grundlegende Aufgabe einer Abtastkonvertierungsprozedur besteht darin die Koordinaten der Pixel zu berechnen, die nahe einer Quellenbildlinie auf einem zweidimensionalen Rasterzielgitter liegen. Wenn die Quelle Linien aufweist, die größer als eine einzelne Pixelbreite sind, wird eine "Füll"-Prozedur durchgeführt, bei der entschieden wird, welche Pixel angeschaltet werden, die innerhalb der be grenzenden Linien des Quellenbilds liegen, um das Quel lenbild so gut wie möglich mit der Zielauflösung anzuzeigen.

Eine bekannte Strategie, um einen Abtastkonvertierungsalgo rithmus durchzuführen, verwendet Multiplikationen, um die Steigung der Linie zu bestimmen, die abtastmäßig konvertiert wird. Spezieller dient die verwendete Strategie dazu, x zu inkrementieren, y = mx + b zu berechnen und das Pixel an der Stelle x(Inkrement) y zu intensivieren. Die Berechnung von mx ist zeitaufwendig und verlangsamt den Abtastkonvertie rungsprozeß.

Gemäß dem Stand der Technik wurde die Multiplikations handlung vermieden, indem erkannt wurde, daß, wenn Δx = 1, sich m = Δy/Δx auf m = Δy reduziert. Das heißt, daß eine Einheitsänderung von x, y um m verändert, was die Steigung der Linie ist, die abtastmäßig konvertiert wird. Folglich ist für alle Punkte (x_i, y_i) auf der Linie bekannt, daß, wenn x_i+1 = x_i + 1 ist, dann y_i+1 = y_i + m. Folglich sind die nächsten Werte von x und y abhängig von ihren vorher gehenden Werten definiert. Daher wird bei jedem Schritt eine inkrementale Berechnung durchgeführt, die auf dem vorher gehenden Schritt basiert.

Ein weiteres Verfahren eines Abtastkonvertierungsalgorithmus wurde von Bresenham vorgeschlagen, das attraktiv ist, da es lediglich eine ganzzahlige Arithmetik verwendet (siehe z. B. "Fundamentals of Interactive Computer Graphics", Foley u. a., Addison Wesley, Kapitel 11, 1983). Der Bresenham-Algorithmus verwendet bei jedem Schritt eine Entscheidungsvariable und erfordert vielfache Durchgänge innerhalb eines abgeschlos senen Zielpixelraums, um eine vollständige Abtastkonver tierungshandlung durchzuführen. Die Bresenham-Prozedur er fordert ferner, daß eine Anzahl von Adressierungszyklen erzeugt wird, um Situationen abzudecken, bei denen die Ab tastkonvertierungsprozedur sich aus den Quellenbildgrenzen hinausbewegt. Ferner wird während der Prozedur beträchtlich Speicher verwendet, da vielfache Durchgänge innerhalb der Grenzen des Quellenbildes erforderlich sind.

Es gibt einen ständigen Bedarf nach der Aufbereitung von Hochauflösungsbildern, insbesondere bei medizinischen An wendungen, bei denen es ferner möglich ist, daß ein Benutzer ein angezeigtes Bild verschiebt, dreht und skaliert. Norma lerweise werden die Verschiebe-, Dreh- und Skalierungs- Handlungen bezüglich eines Quellenbilds durchgeführt, welches dann abtastmäßig in die Zielauflösung konvertiert wird und angezeigt wird. Um die Geschwindigkeit der Abtast konvertierung zu erhöhen, ist es wünschenswert, alle Ziel pixel innerhalb von Quellenbildgrenzen in einem Durchgang aufzubereiten. Dies stellt im wesentlichen sicher, daß es lediglich notwendig ist, die Intensitätsinformationen der Quellendaten für einen einzigen Durchgang durch die Ziel daten zu speichern. Das Problem der Bestimmung der richtigen Daten, die verwendet werden müssen, um die Zielpixel auf zubereiten, wird dadurch vereinfacht.

Ein einziger Durchgang durch die Zieldaten ermöglicht es, daß die Konvertierungsoperation inkrementale Adreßwerte ver wendet, was die Datenmenge, die durch eine Bildverarbei tungs-Unteranordnung fließen muß, außerordentlich reduziert. Beispielsweise ist es, statt des Benötigens eines Datenorts und eines Datenwerts pro Quellenpixel, lediglich noch not wendig, einen Datenwert und "Schritt"-Informationen zu einem nächsten Datenspeicherort zu verwenden.

Schließlich muß die Prozedur sicherstellen, daß alle Pixel aufbereitet werden und daß keine "Löcher" in den Daten sind. Ein Loch ist ein Pixel, welches innerhalb der Grenzen der Quelldaten liegt, wobei jedoch nicht mittels der Abtastkon vertierungsprozedur bewirkt wird, daß dasselbe "einschal tet".

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Abbilden eines Quellenpixelbilds auf einen Zielpixelraum zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Abbilden eines Quellenpixelbilds auf einen Zielpixelraum, gemäß Anspruch 1 gelöst.

Ein Verfahren zum Abbilden eines Quellenpixelbilds auf einen Zielpixelraum ermöglicht, daß alle Zielpixel innerhalb der Grenzen des Quellenbildes in einem einzelnen Durchgang auf bereitet werden. Das Verfahren leitet zunächst die Quel lenbild-Kantenschnittpunktskoordinatenwerte im Zielpixelraum für sowohl eine primäre als auch eine sekundäre Kante des Quellenpixelbilds her. Einer der Quellenkoordinatenwerte wird als eine Startkoordinate gewählt. Das Verfahren be stimmt als nächstes eine erste auftretende Linie von Ziel pixeln in einer Richtung entlang einer Hauptachse von der Startkoordinate aus. Klammerpunkte werden an den Schnitt punkten der ersten auftretenden Linie von Zielpixeln und der primären und sekundären Kante der Quellendaten herge leitet. Die gleiche Handlung wird bezüglich einer nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln durchgeführt. Danach wird ein Anzeigewert jedem Pixel in einer ersten Nebenrichtung entlang der ersten auftretenden Linie von Zielpixeln zuge wiesen, bis ein nächstes Zielpixel einen Klammerpunkt über schreitet. Nachfolgend wird dann ein Anzeigewert einem Pixel entlang der nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln zu gewiesen, welches in die Klammerpunkte fällt, die vorher für die nächste auftretende Linie hergeleitet wurden. Ein An zeigewert wird jedem Pixel in einer zweiten Nebenrichtung entlang der nächsten auftretenden Linie zugewiesen, bis ein nächstes Zielpixel einen Klammerpunkt überschreitet. Der Prozeß wird für jede nächste auftretende Pixellinie wieder holt, die in die Grenzen des Quellenpixelbilds fällt, wobei sich die Nebenrichtung bei jeder nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln umkehrt. Die Prozedur endet, wenn keine weiteren Zielpixel zum Aufbereiten verfügbar sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Hochpegel-Blockdiagramm eines Bildverarbei tungssystems, welches besonders zur Durchführung der Erfindung angepaßt ist;

Fig. 2 ein exemplarisches Quellenbild, das für einen Ziel raum aufbereitet werden soll;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm des Zielpixelraums, das eine verschobene, gedrehte und skalierte Version des Quellenbilds zeigt;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm von vier Quellenpixeln, die Werte zeigen, die zur Bestimmung der Steigungen der primären und sekundären Quellenbildkante ver wendet werden;

Fig. 5 einen Teil des in Fig. 3 gezeigten Zielraums, der jedoch vergrößert ist, um die Überlagerung durch einen Teil des Quellenbildes zu zeigen;

Fig. 6 eine vergrößerte Version der Quellendaten, die dar stellt, wie Klammerpunkte hergeleitet werden;

Fig. 7 ein Schema, das die Folge der Schritte darstellt, die von einem aktuellen Pixel aus durchgeführt wer den, um ein nächstes Pixel zu bestimmen, welches durch das Verfahren der Erfindung aufbereitet wer den soll;

Fig. 8 den Weg, der durch das Verfahren bei der Aufberei tung aller Zielpixel innerhalb des dargestellten Quellenbildes verwendet wird; und

Fig. 9 bis 11 ein logisches Flußdiagramm, das die Arbeits weise des Systems der Fig. 1 beim Durchführen des Verfahrens der Erfindung beschreibt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist ein Bildverarbeitungssystem 10 eine Zentralverarbeitungseinheit 12, einen Direktzu griffsspeicher 14 (RAM = Random Access Memory = Direktzu griffsspeicher) zum Speichern von Daten, die ein Quellenbild beschreiben, einen RAM 16 zum Speichern von Daten, die einem Zielbild entsprechen, und eine Anzeige 18, die gemäß den Zielbilddaten steuerbar ist, um diese Daten für einen An wender anzuzeigen, auf. Eine Tastatur 20 ermöglicht es einem Bediener, Befehle einzugeben, die ein Drehen, ein Ver schieben und/oder ein Skalieren des Quellenbilds ermög lichen.

Um eine Konvertierung des Quellenbilds in das Zielbild zu implementieren, ist eine Anwendungs-spezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) 22 vorgesehen, die eine Hardware-gesteuerte Einzel-Durch gang-Verarbeitung ermöglicht, um die Abtastkonvertierungs handlung durchzuführen. Die Funktionen von jedem der Elemen te innerhalb der ASIC 22 werden unten im Detail beschrieben, wobei es jedoch vorläufig genügt, ihre allgemeinen Funktio nen zu verstehen. Ein Adreßgeneratormodul 24 speichert eine Koordinate von einem Basis- oder Startpunkt in dem Quel lenbild und Steigungen von Kanten, die sich im Startpunkt schneiden. Ein Aktuelles-Pixel-Modul 26 speichert einen Ko ordinatenwert eines aktuellen Pixels, das verarbeitet wird. Ein Klammergenerator 28 und ein Klammervergleichsmodul 30 wirken zusammen, um zu ermöglichen, daß eine Bestimmung da hingehend durchgeführt wird, ob ein Zielpixel in die oder aus den Quellenbildgrenzen fällt, wodurch ermöglicht wird, daß das System bestimmt, welche Zielpixel zu intensivieren sind, um das konvertierte Bild darzustellen. Ein Schnitt stellenmodul 32 schafft über einen Bus 34 eine Anschluß möglichkeit zu den verbleibenden Modulen des Bildverarbei tungssystems 10.

Wie im folgenden offensichtlich werden wird, verwendet das Bildverarbeitungssystem 10 ein Einzel-Durchgang-Verfahren, um zu bestimmen, welche Pixel auf einem Zielbildraum in tensiviert werden sollen, um die Graustufe oder den Farbwert eines Quellenbildpixels darzustellen. Insbesondere wird jedes Zielpixel, das in die Grenzen der Quellenbildkanten fällt, bestimmt und anschließend gemäß den Quellenbilddaten intensiviert. Ferner durchläuft die Prozedur in serpenti nenförmiger Art und Weise die Zielbildpixel schrittweise, derart, daß kein Zurückverfolgen der Schritte nötig ist. Im folgenden wird das Verfahren der Erfindung in Verbindung mit dem in den Fig. 2-8 gezeigten Beispiel beschrieben. Der Ablauf des Verfahrens der Erfindung wird in Verbindung mit den Flußdiagrammen der Fig. 9-11 beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, beginnt die Prozedur mit einem Quellenbild 40, welches aus einem Array von Koordinaten werten besteht, die in einer regelmäßigen, nicht-gedrehten Art angeordnet sind. Jeder Scheitelpunkt oder Schnittpunkt der Kanten in dem Gitter von Bild 40 stellt eine Adresse eines Datenpunkts dar, der einen gewissen skalaren Wert darstellt, welcher eine Farbintensität bezeichnet. Die in Fig. 2 gezeigten Scheitelpunkte stellen zu diesem Zeitpunkt noch keine besondere Position auf einem Anzeigebildschirm oder in einem Anzeigeraum dar, obwohl es möglich ist, anzu nehmen, daß dieselben sowohl in X- als auch in Y-Koordi natenrichtung um eine Pixeleinheit beabstandet sind.

Um nun zu ermöglichen, daß die Bildverarbeitungseinheit 10 das Quellenbild 40 in ein Zielbild zur Darstellung auf der Anzeige 18 konvertiert, wird sowohl eine Skalierung als auch eine Drehung der Daten gemäß den Bedienereingabeanfor derungen durchgeführt. Ferner können die Daten auch verscho ben werden, derart, daß sie in dem Zielanzeigeraum geeignet angeordnet sind. Derartige Handlungen sind Stand der Technik und werden hier nicht weiter beschrieben.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird angenommen, daß das Quellen bild 40 sowohl mittels Skalierung als auch mittels Drehung in das Bild 40′ konvertiert wurde, derart, daß seine Schei telpunkte nun durch Koordinatenwerte im Zielpixelraum 42 dargestellt sind. Jeder der Punkte 44 stellt einen Pixelort in dem Zielraum 42 dar. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Kantenscheitelpunkte 46, 48, 50, 52 etc. nicht direkt auf irgendeinen Zielpixelort fallen, sondern vielmehr durch Ko ordinatenwerte im Zielraum 42 dargestellt werden, die nicht mit den Zielpixelstandorten zusammenfallen. Insbesondere wird jetzt jeder der Quellenbildscheitelpunkte 46, 48, 50, 52 etc., durch nicht ganzzahlige Koordinatenwerte im Ziel bildraum 42 dargestellt.

Um im folgenden zu bestimmen, welches der Zielpixel 44 in die Grenzen fällt, die durch die Quellenbildscheitelwerte definiert sind, wird nachfolgend jeweils eine Linie von Zielpixeldaten einzeln bearbeitet. Wie klar werden wird, wird jeder Quellendatenwert lediglich ein einziges mal entlang des Busses 34 gesendet.

Bevor die Erfindung weiter beschrieben wird, muß eine be stimmte Terminologie definiert werden. Das in den Fig. 2-8 gezeigte Beispiel stellt eine Haupt-"Zeichnungs"-Richtung entlang der X-Achse und eine sekundäre Zeichnungsrichtung entlang der Y-Achse dar (die Zeile 1 erstreckt sich allge mein in X-Richtung und die Spalten der Quellendaten er strecken sich allgemein in Y-Richtung). Das Quellendatenbild kann jedoch in jedem beliebigen Quadranten des kartesischen Koordinatensystems ausgerichtet sein, wobei folglich eine allgemeinere Terminologie erforderlich ist, um die Bild elemente und die "Zeichnungs"-Richtungen vollständig zu definieren. Nachfolgend werden folgende Begriffe verwendet.

HAUPTACHSE: entweder die X- oder Y-Achse, abhängig davon, in welche Richtung "gezeichnet" werden soll.

Bei einer einzelnen gegebenen Linie ist dies die Richtung, in der gezeichnet wird, während immer mehr Daten empfangen werden.

NEBENACHSE: eine Achse, die einen 90°-Winkel zur Haupt achse aufweist.

PRIMÄR: eine Kante (oder ein Punkt), die an dem Punkt beginnt, der am weitesten hinten entlang der Hauptachse liegt.

SEKUNDÄR: die nicht-primäre Kante (oder Punkt).

HAUPTPRIMÄR: der Wert der Hauptachse (X oder Y) an dem Primärpunkt.

NEBENPRIMÄR: der Wert der Nebenachse (X oder Y) an dem Primärpunkt.

HAUPTSEKUNDÄR: der Wert der Hauptachse (X oder Y) an dem Sekundärpunkt.

NEBENSEKUNDÄR: der Wert der Nebenachse (X oder Y) an dem Sekundärpunkt.

HAUPTSTEIGUNG: die Änderung einer Kante in der Nebenachse für eine einzige Einheitsänderung in der Hauptachse entlang der Hauptachse.

NEBENSTEIGUNG: die Änderung einer Kante in der Nebenachse für eine einzige Einheitsänderung in der Hauptachse entlang der Nebenachse.

Fig. 4 zeigt die Quellendaten (und die zugeordneten Kanten), die durch die Quellenkoordinatenpunkte 46, 48, 50 und 52 dargestellt werden. In diesem Fall liegt die Hauptachse in der X-Richtung und die Nebenachse liegt in der Y-Richtung. Der Scheitelpunkt 46 ist der Primärpunkt und die Kante 54 ist die Primärkante. Der Scheitelpunkt 50 ist der Sekundär punkt und die Kante 56, die die Scheitelpunkte 50 und 52 verbindet, ist die Sekundärkante.

Es sollte angemerkt werden, daß jeder der Scheitelpunkte 46, 48, 50, 52, etc. exakt um den gleichen Abstand in der Haupt- und Nebenrichtung beabstandet ist (d. h. alle Datenbereiche sind Rechtecke). Es ist folglich zur Erzeugung anderer Scheitelpunktwerte lediglich notwendig, einen Schrittwert sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung zu addieren, so bald die Adresse des Primärpunktes bekannt ist. Anfangs wird daher dem Primärscheitelpunkt 46 ein Koordinatenwert zuge wiesen, der BASISADRESSE-X und BASISADRESSE-Y aufweist. Um die Adresse des Sekundärscheitelpunktes 50 zu erzeugen, ist es lediglich notwendig, den BASISSCHRITT-X-NEBEN-Wert zu BASISADRESSE-X und den BASISSCHRITT-Y-NEBEN-Wert zu BASIS- ADRESSE-Y zu addieren. Die BASISSCHRITT-Werte werden durch die Kenntnis des Dreh- und des Skalier-Betrags abgeleitet, denen das Bild 40′ unterworfen wurde. Vorzugsweise sind die BASISSCHRITT-Werte in einer Tabelle enthalten, die gemäß dem Betrag der erforderlichen Bilddrehung adressiert wird, wo durch ein sofortiger Zugriff auf die oben genannten Werte ermöglicht wird.

Um einen nächsten Primärscheitelpunktwert zu erzeugen, wird der BASISSCHRITT-X-HAUPT-Wert zur X-Komponente des Primär scheitelpunktes addiert und der BASISSCHRITT-Y-HAUPT-Wert zur Y-Komponente des Primärscheitelpunkts addiert. Ähnliche Berechnungen werden bezüglich der Sekundärscheitelpunktwerte durchgeführt.

Bevor entschieden wird, welches der Zielraumpixel 44 zu intensivieren ist, um das Quellenbild (siehe Fig. 5) richtig darzustellen, wird die Steigung sowohl der Primärkante 54 als auch der Sekundärkante 56 bestimmt, sowie die Steigung der Kante 58 entlang der Nebenrichtung. Sowohl die HAUPT- STEIGUNGs- als auch die NEBENSTEIGUNGs-Werte können mit den in Fig. 4 gezeigten BASISSCHRITT-Werten bestimmt werden. Ferner ist keine Multiplikationshandlung erforderlich, um die Steigungswerte zu bestimmen, da zwischen den Scheitel punkten immer ein ganzzahliger Einheitsabstand liegt.

Um bestimmen zu können, ob ein Zielraumpixel innerhalb der Primärkante 54 und der Sekundärkante 56 liegt, muß ein Ver gleich der Koordinate des Zielpixels mit den "Klammer"-Punkten 60 und 62 (siehe Fig. 6) durchgeführt werden. Diese Klammerpunkte stellen die Schnittpunkte einer Linie 64, die die Nebenachse einer Zielpixelspalte defi niert, und der primären und sekundären Kante 54 bzw. 56 dar. Wie im folgenden offensichtlich wird, findet die Herleitung der Klammerpunkte 60 und 62 statt, während jede folgende Zielpixellinie betrachtet wird. Das heißt, daß die Klam merpunkte nicht vor dem Verarbeiten der einzelnen Zielpixel berechnet werden.

Am Anfang werden die BASISADRESSE-X- und die BASISADRES- SE-Y-Koordinatenwerte des Primärpunkts 46 dazu verwendet, die Bestimmung des Klammerpunkts 60 zu beginnen. Am Anfang wird der Abstand des Primärpunkts 46 zur Linie 64 (Hauptdif ferenz) berechnet, indem die Differenz zwischen dem nächst höheren Hauptachsenwert eines Zielpixels gebildet wird und der BASISADRESSE-X-Wert abgezogen wird. Die Hauptdifferenz wird dann mit HAUPTSTEIGUNG (d. h. der NEBENDIFFERENZ) multi pliziert, um den Abstand d zu bestimmen. Der Wert von d wird dann zum BASISADRESSEN-Y-Wert addiert, um den Wert des Klam merpunkts 60 herzuleiten. Da folgende Klammerpunkte in einem Einheitsabstand vom Klammerpunkt 60 liegen, ist es lediglich notwendig HAUPTSTEIGUNG zu dem Klammerpunkt 60 zu addieren, um die verbleibenden Klammerpunkte innerhalb des Quellen datenbereichs zu erzeugen. Wenn ein Primärpunkt noch einmal passiert wird, wird dieser Prozeß wiederholt. Die Sekundär kantenpunkte werden auf die gleiche Art und Weise erzeugt.

Kanten müssen ebenfalls entlang der linken und rechten Ne benkanten 58 und 66 erzeugt werden. Diese Kanten werden auf eine ähnliche Art und Weise wie die anderen Kanten erzeugt, mit Ausnahme dessen, daß die verwendete Steigung NEBEN- STEIGUNG ist. Der Basispunkt ist immer der Primärpunkt. Wenn sich die Prozedur an dem ersten Sekundärpunkt vorbeibewegt, wird wieder HAUPTSTEIGUNG verwendet. Schließlich wird wieder NEBENSTEIGUNG verwendet, wenn sich die Prozedur an dem nächsten Primärpunkt vorbeibewegt. Auf eine solche Art und Weise werden, während die Verarbeitung der Zielpixellinie (d. h. der Pixelspalten in diesem Beispiel) fortfährt, die Klammerpunkte bestimmt, wobei dieselben ermöglichen, daß eine Entscheidung gefällt wird, dahingehend ob ein Zielpixel intensiviert werden soll oder nicht.

Bezugnehmend auf Fig. 7 und 8, wird die "Serpentinen"-Pro zedur weiter erläutert, die nun ermöglicht, daß der Reihe nach auf jedes Pixel zugegriffen, dasselbe verarbeitet und entweder intensiviert oder ignoriert wird. Die Prozedur be wegt sich durch die Zielpixel auf eine serpentinenförmige Art und Weise und verfolgt ihre Schritte nie zurück. Dieses Handeln reduziert die Menge an Direktzugriffspeicher auf dem Chip zur Datenspeicherung um etwa 25%. Ferner minimiert dies die Anzahl von Adressen, die gesendet werden müssen, um einen Datenbereich auszugeben, wodurch die Aufbereitungsge schwindigkeit erhöht wird. Die meisten Bewegungen, die durch die Prozedur erzeugt werden, liegen innerhalb von einem Pixel des aktuellen Pixels.

Im wesentlichen fährt die Prozedur durch das Betrachten von vier Pixeln, die einen aktuellen Pixelort umgeben, fort. Um zu beginnen, wird ein Startzielpixel ausgewählt. Dieses Pi xel muß sich direkt neben einer Kante befinden, wobei eine Primärkante bevorzugt wird. Der aktuelle Wert NEBENRICHTUNG wird dann durch das System als die Richtung von der Primär kante zur Sekundärkante definiert. Dies legt eine erste "Bewegungs"-Richtung der Prozedur von Pixel zu Pixel fest.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, verläuft die aktuelle Neben richtung die Seite hinunter und die Prozedur startet vom Zielpixel 70 aus. Nimmt man an, daß die Prozedur an dem aktuellen Pixel 72 angekommen ist, überprüft die Prozedur zuerst ein Zielpixel 74, das sich um ein Inkrement in der gegenwärtigen Nebenrichtung und entlang der gleichen Pi xellinie (d. h. mit einem gemeinsamen Hauptachsenwert) unter scheidet. Es wird dann bestimmt, ob das Zielpixel 74 in nerhalb der Klammerpunkte 76 und 78 (die vorher berechnet worden sind) liegt. Wenn bestimmt wird, daß das Pixel 74 in nerhalb der Klammerpunkte liegt, wird der aktuelle Pixelwert auf das Zielpixel 74 inkrementiert und die Prozedur wieder holt sich. Wenn sich herausstellt, daß das Pixel 74 nicht innerhalb der Grenzen der Klammerpunkte liegt, so ist das nächste Pixel, das überprüft wird, an der aktuellen Neben position angeordnet, zuzüglich einem Schritt weiter in die aktuelle Nebenrichtung und einem Schritt weiter in die Hauptrichtung (d. h. Zielpixel 80). Wenn das Zielpixel 80 nicht innerhalb der Klammerpunkte 82 und 84 liegt, überprüft die Prozedur ein nächstes Zielpixel 86, das an der gleichen aktuellen Nebenposition und einen Schritt weiter entlang der Hauptachse liegt. Wenn das Pixel 86 nicht innerhalb der Klammerpunkte 82 und 84 liegt, wird wiederum ein Pixel 88 überprüft, das einen Schritt weiter in der Hauptrichtung und einen Schritt weiter in der Richtung entgegengesetzt zu der aktuellen Nebenrichtung ist. Es ist anzumerken, daß, wenn sich herausstellt, daß das Pixel 74 außerhalb der Grenzen liegt, die aktuelle Nebenrichtung umgekehrt wird, wenn zur nächsten Pixellinie 80, 86, 88 etc. weitergegangen wird.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, bewegt sich die Prozedur auf eine serpentinenförmige Art und Weise von Pixelspalte zu Pixel spalte. In jeder Spalte fährt die überprüfende Prozedur in der aktuellen Nebenrichtung fort, bis die Prozedur nicht fortfahren kann, ohne "aus den Grenzen" zu gelangen. An ei nem derartigen Punkt bewegt sich die Prozedur zu einer nächsten Pixelspalte, dreht die aktuelle Nebenrichtung um und fährt dann fort, zu bestimmen, welche Pixel in dieser Zeile innerhalb der Grenzen der primären und sekundären Kan ten liegen. Die Prozedur fährt solange fort, bis der gesamte Quellenbildbereich mit intensivierten Zielpixeln gefüllt ist.

Die Prozedur funktioniert für die überwiegende Mehrzahl der Fälle, aber nicht für alle Fälle. Es ist daher notwendig einen "Aushilfs"-Mechanismus zu schaffen. Erstens bewegt sich, wenn keines der Pixel in der in Fig. 7 gezeigten se quentiellen Prozedur ausgewählt wurde, die Prozedur zu einem Pixel, das einen Schritt weiter in der Hauptrichtung und nächstliegend zu der Primärkante ist (während es noch in den Grenzen verbleibt). Zweitens bewegt sich, wenn das Pixel, daß in Schritt 2 (in Fig. 7 gezeigt) ausgewählt wurde, nicht unmittelbar neben einer Kante ist, die Prozedur wieder zu einem Pixel, das einen Schritt weiter in der Hauptrichtung und nächstliegend zu der Primärkante ist. Mit anderen Worten heißt das, daß die Prozedur "rücksetzt", die aktuelle Neben richtung nicht ändert und sich zu dem obersten Zielpixel, das sich innerhalb der Grenzen und einen Schritt weiter in der Hauptrichtung befindet, bewegt. Wenn es ein solches Zielpixel nicht gibt, wiederholt sich der Prozeß und bewegt sich einen weiteren Schritt in der Hauptrichtung.

Wie in den Fig. 9-11 gezeigt ist, wird die Prozedur, die durch die Erfindung verwendet wird, um die Zielpixel gemäß den Quellenbilddaten aufzubereiten, im folgenden beschrie ben. Es ist bevorzugt, daß jede Skalierungshandlung vor ei ner Drehung auftritt, um sicherzustellen, daß die Zielko ordinaten nach der Drehung eine orthogonale Beziehung be halten. Wie in einem Kasten 100 gezeigt ist, sind anfangs die Eingaben der Prozedur eine Winkeldrehung der Quellenda ten und ein angewendeter Skalierungsfaktor. Aus diesen Ein gabedaten bestimmt eine Softwareroutine die aktuelle Haupt richtung (Kasten 102). Diese Richtung wird durch das Unter suchen des Drehwinkels und durch das Bestimmen des Qua dranten in dem diese liegt bestimmt. Wenn der Drehwinkel zwischen +45 Grad und -45 Grad liegt, liegt die Haupt richtung in der +X-Richtung. Wenn der Drehwinkel innerhalb des Quadranten liegt, der durch die Winkel +45 Grad und +135 Grad definiert ist, liegt die Hauptrichtung in +Y-Richtung, etc.

Als nächstes wird die Primärkante als die längste Kante be stimmt, die mit dem Scheitelpunkt verbunden ist, der am wei testen hinten in der Hauptrichtung liegt. Dieser Punkt ist der Primärpunkt, wobei demselben folgende Basisadresse zuge wiesen wird: BASISADRESSE-X, BASISADRESSE-Y.

Dann berechnet die Prozedur, wie in einem Kasten 104 gezeigt ist, BASISSCHRITT-X (HAUPT), BASISSCHRITT-Y (HAUPT); BASIS- SCHRITT-X (NEBEN) und BASISSCHRITT-Y (NEBEN). Diese Werte werden aus den Quellenkoordinatenwerten bestimmt und er möglichen die Bestimmung der Quellenkoordinaten in dem Ziel raum. Diese Werte ermöglichen ferner die Berechnung der HAUPTSTEIGUNG und der NEBENSTEIGUNG (Kasten 106).

Die BASISADRESSE, die HAUPTSTEIGUNG und die NEBENSTEIGUNG werden dann in den Adreßgenerator 24 in Fig. 1 (Kasten 108) geladen. Als nächstes werden unter Verwendung der Werte BASISADRESSE und BASISSCHRITT, die in dem Kasten 104 be stimmt werden, die primären und sekundären Punktkoordinaten im Zielraum bestimmt (Kasten 110). Zu diesem Zeitpunkt sind die Daten abgeleitet worden, die das in Fig. 5 gezeigte Bild definieren.

Um nun die Klammerpunkte für die erste Linie (d. h. Spalte) von Zielpixeln zu berechnen, wird auf die Werte BASIS- ADRESSE-X- und BASISADRESSE-Y zugegriffen. Die Prozedur "be wegt" sich weiter in die Hauptrichtung, um einen nächsten ganzzahligen Hauptkoordinatenwert abzuleiten, der eine Linie definiert, die durch eine Spalte von Zielpixeln läuft (Kas ten 112). Dies ist HAUPTDIFFERENZ, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Als nächstes werden unter Verwendung von HAUPTSTEIGUNG und NEBENSTEIGUNG die primären und sekundären Klammerpunkte wie oben beschrieben bestimmt (Kasten 114). Der Prozeß wie derholt sich für die folgende Zielpixelspalte (Kasten 116) an einem nächsten ganzzahligen Hauptrichtungskoordinaten wert, um ein Funktionieren der Prozedur zu ermöglichen.

Unter Verwendung eines Klammerpunkts als Startpunkt (z. B. Klammerpunkt 60 in Fig. 6) bewegt sich die Prozedur auf die Sekundärkante 56 zu (Kasten 118), bis ein erstes Zielpixel angetroffen wird, das einen kleineren ganzzahligen Nebenwert aufweist (z. B. Pixel 65 in Fig. 6). An diesem Punkt beginnt die Prozedur das Serpentinenverfahren zu implementieren, das in Fig. 8 dargestellt ist. Wenn folglich das nächste Zielpi xel, z. B. 67, das in der aktuellen Nebenrichtung (abwärts) und auf dem gleichen Hauptkoordinatenwert angeordnet ist, innerhalb der primären und sekundären Klammerpunkte ist, wird das Zielpixel intensiviert (Entscheidungskasten 120 und Kasten 122).

Die Prozedur bewegt sich weiter die Zielpixelspalte hinun ter, solange sowie weitere Zielpixel gefunden werden, die innerhalb der primären und sekundären Klammerpunkte liegen, dieselben werden nacheinander intensiviert. Wenn jedoch festgestellt wird, daß ein nächstes Zielpixel, daß sich in der aktuellen Nebenrichtung befindet, außerhalb eines Klam merpunktes liegt, bewegt sich die Prozedur zu einem Ent scheidungskasten 124, bei dem ein nächstes Zielpixel einen Schritt weiter in die Nebenrichtung und einen Schritt weiter in die Hauptrichtung untersucht wird, um zu bestimmen, ob daßelbe innerhalb der primären und sekundären Klammerpunkte entlang seiner Pixelspalte liegt. Wenn ja, wird die Neben richtung umgekehrt und die Berechnung der Klammerpunkte für das nächste ganzzahlige Inkrement in der Hauptrichtung wird durchgeführt (Kasten 126). Das Pixel wird dann intensiviert (Kasten 122) und die Prozedur springt zyklisch zu dem Ent scheidungskasten 120 zurück und fährt fort.

Wenn die Bestimmung durch den Entscheidungskasten 124 nein ist, bewegt sich die Prozedur zu einem Entscheidungskasten 130, um zu bestimmen, ob sich ein nächstes Zielpixel, das einen Schritt weiter in der Hauptrichtung vom aktuellen Pi xel liegt, innerhalb der primären und sekundären Klammer punkte an dem Hauptwert befindet. Wenn ja, wird die Neben richtung umgekehrt und die Berechnung der Klammerpunkte für das nächste ganzzahlige Inkrement in der Hauptrichtung wird durchgeführt (Kasten 126). Das Pixel wird dann intensiviert (Kasten 122) und die Prozedur springt zyklisch zu dem Ent scheidungskasten 120 zurück und fährt fort.

Wenn die Bestimmung in dem Entscheidungskasten 130 nein ist, bewegt sich die Prozedur zu einem Entscheidungskasten 132 und findet heraus, ob sich das nächste Zielpixel, das einen Schritt weiter in der Hauptrichtung und einen Schritt ent gegengesetzt zu der aktuellen Nebenrichtung liegt, innerhalb der Klammerpunkte an dem Hauptwert befindet. Wenn ja, wird die Nebenrichtung umgekehrt und die Berechnung der Klammer punkte für das nächste ganzzahlige Inkrement in der Haupt richtung wird durchgeführt (Kasten 126). Das Pixel wird dann intensiviert (Kasten 122) und die Prozedur springt nach folgend zyklisch zu dem Entscheidungskasten 120 zurück und fährt fort.

Wird ein nein durch den Entscheidungskasten 132 ausgegeben, wird die "Aushilfs"-Prozedur implementiert, wie oben be schrieben wurde. Spezieller bewegt sich die Prozedur zu dem Zielpixel, welches einen Schritt weiter in der Hauptrichtung und nächstliegend zu der Primärkante 54, jedoch innerhalb der Klammerpunkte liegt, die entlang der Pixelspalte posi tioniert sind, die das oben erwähnte Zielpixel enthält (Kasten 134).

Wenn ein solches Pixel existiert (Entscheidungskasten 136), wird das Pixel intensiviert (Kasten 138) und die Prozedur springt zyklisch zu dem Entscheidungskasten 120 zurück. Existiert ein solches Pixel nicht, wird auf eine nächste Zeile von Quellendaten zugegriffen und die Prozedur wieder holt sich (Kasten 140).

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die aktuelle Pixelposition im Aktuelles-Pixel-Modul 26 aufrechterhalten. Der Klam mergenerator 28 führt die Berechnungen durch, die benötigt werden, um die Klammerpunktwerte in folgenden Zielpixel spalten zu bestimmen, während das Klammervergleichsmodul 30 die Berechnungen durchführt, die die Bestimmung ermöglichen, ob ein Zielpixel zwischen die Klammerpunkte fällt. Die re sultierenden Ausgaben des Klammervergleichsmoduls 30 werden durch das Schnittstellenmodul 32 und direkt in den Ziel bild-RAM 16 gespeist. Auf eine solche Art und Weise werden die Zielpixel in einem Durchgang bearbeitet und die Quellen daten werden auf gleiche Art und Weise seriell behandelt.

Claims

1. Verfahren zum Abbilden eines Quellenpixelbilds auf einen Zielpixelraum (16), der eine Hauptrichtungsachse und ei ne Nebenrichtungsachse festlegt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

a) Herleiten von Quellenbild-Kantenschnittpunkts-Ko ordinatenwerten in dem Zielpixelraum (16) für sowohl eine Primärkante (54) als auch eine Sekundärkante (56) des Quellenpixelbilds, wobei einer der Koordi natenwerte eine Startkoordinate (46) ist;
b) Bestimmen einer ersten auftretenden Linie von Ziel pixeln (70, 72, 74) entlang der Hauptrichtungsachse ausgehend von der Startkoordinate (46);
c) Herleiten von Klammerpunkten (76, 78) an Schnitt punkten der ersten auftretenden Linie von Zielpixeln (70, 72, 74) mit der Primärkante (54) und der Sekun därkante (56);
d) Bestimmen einer nächsten auftretenden Linie von Ziel pixeln (80, 86, 88) entlang der Hauptrichtungsachse ausgehend von der ersten auftretenden Linie von Ziel pixeln (70, 72, 74);
e) Herleiten von Klammerpunkten (82, 84) an Schnittpunk ten der nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln (80, 86, 88) mit der Primärkante (54) und der Sekun därkante (56);
f) Zuweisen eines Anzeigewerts zu jedem Pixel in einer ersten Nebenrichtung entlang der ersten auftretenden Linie von Zielpixeln (70, 72, 74), bis ein nächstes Zielpixel nach einem aktuellen Pixel einen Klammer punkt (76, 78) überschreitet;
g) Zuweisen eines Anzeigewerts zu einem Pixel entlang der nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln (80, 86, 88), welches zwischen die Klammerpunkte (82, 84) fällt, die im Schritt e) hergeleitet werden;
h) Zuweisen eines Anzeigewerts zu jedem Pixel in einer zweiten Nebenrichtung entlang der nächsten auftreten den Linie von Zielpixeln (80, 86, 88) bis ein näch stes Zielpixel ausgehend von einem aktuellen Pixel einen Klammerpunkt (82, 84) überschreitet, der im Schritt e) hergeleitet wird; und
i) Wiederholen der Schritte d)-h) für jede nächste auf tretende Pixellinie, die zwischen die Grenzen des Quellenpixelbilds fällt, wobei die Nebenrichtung bei jeder nächsten auftretenden Zielpixellinie umgekehrt wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Startkoordinate (46) im Schritt a) unter allen anderen Quellenbild- Kantenschnittpunkts-Koordinatenwerten am weitesten in einer Richtung entlang der Hauptrichtungsachse positio niert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt g) folgenden Unterschritt aufweist:

g1) erstens, Bestimmen, ob ein Zielpixel (80), das einen Schritt in der ersten Nebenrichtung entlang der nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln (80, 86, 88) von einer aktuellen Nebenposition des aktuellen Pixels (72) positioniert ist, in die Klammerpunkte (82, 84) fällt, die im Schritt e) hergeleitet wer den.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der Schritt g) folgenden Unterschritt aufweist:

g2) zweitens, Bestimmen, ob ein Zielpixel (86), das einen Schritt in der Hauptrichtung entlang der näch sten auftretenden Linie von Zielpixeln (80, 86, 88) konkurrent mit der Nebenposition des aktuellen Pi xels (72) positioniert ist, in die Klammerpunkte (82, 84) fällt, die im Schritt e) hergeleitet wer den.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt g) folgenden Unterschritt aufweist:

g3) drittens, Bestimmen, ob ein Zielpixel (88), das einen Schritt in der zweiten Nebenrichtung entlang der nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln (80, 86, 88) von der Nebenposition des aktuellen Pixels (72) positioniert ist, in die Klammerpunkte (82, 84) fällt, die im Schritt e) hergeleitet werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem, wenn keines der Zielpixel, die in den Unterschritten g1), g2) oder g3) betrachtet werden, in die Klammerpunkte (82, 84) fällt, die im Schritt e) hergeleitet werden, folgender Schritt durchgeführt wird:

j) Zuweisen eines Anzeigewerts zu einem Pixel, welches nächstliegend zu der Primärkante in einer nächsten auftretenden Linie von Zielpixeln ist und innerhalb der Klammerpunkte liegt, die für die nächste auf tretende Linie hergeleitet werden.