DE3824977C2

DE3824977C2 -

Info

Publication number: DE3824977C2
Application number: DE3824977A
Authority: DE
Inventors: Sumio Nara Jp Kita
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1992-11-12
Also published as: JPS6429166A; US5027227A; DE3824977A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrigieren eines Bildes, das um einen Winkel R gegenüber der y-Richtung verdreht ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es kommt häufig vor, daß ein Bild, das mit Hilfe einer Bild leseeinrichtung, z. B. einer ladungsgekoppelten Einrichtung, in eine Datenverarbeitungseinrichtung eingelesen wird, ge neigt ist. Um die Neigung zu korrigieren, sind verschiedene Verfahren bekannt geworden. Bei derartigen Verfahren gibt eine Bedienperson zunächst Daten ein, die die Verdrehung des eingelesenen Bildes angeben. Dies kann ein auf beliebige Weise ermittelter Rotationswinkel sein. Einfacher ist es je doch, in dem auf einem Monitor dargestellten Bild zwei von einander beabstandete Punkte zu markieren, die auf einer in Neigungsrichtung verlaufenden Linie liegen. Nachdem die Bilddaten und die Neigungswinkelinformation in den Rechner eingelesen sind, kann diesem ein Befehl gegeben werden, ein Verfahren zur Bildrotation auszuführen.

Bildrotationsverfahren sind z. B. aus US-45 45 069, DE-35 00 795 und US-46 37 057 bekannt. Den in diesen Schriften beschriebenen Verfahren ist gemeinsam, daß der Bildschirm zunächst in fest vorgegebene Bereiche unterteilt wird und dann die einzelnen Bereiche Korrekturschritten un terzogen werden. Beim Verfahren der erstgenannten Schrift wird z. B. jeder Bereich für sich mit einem relativ aufwen digen Rechenverfahren gedreht. Beim Verfahren gemäß der zweitgenannten Schrift wird jeder vorgegebene Bereich nicht nur verdreht, sondern auch verschoben. Relativ einfach ist demgegenüber das Verfahren gemäß der letztgenannten Schrift. Hier werden die vorgegebenen Bereiche in besonderer Weise parallel verschoben, wobei allerdings Lücken zwischen den verschobenen Bereichen verbleiben. Diese Lücken werden dann durch einen Vergrößerungs/Verkleinerungs-Vorgang mit Daten ausgefüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das sich mit besonders geringem Rechenaufwand ausführen läßt, aber dennoch zu zu friedenstellender Bildqualität beim erhaltenen rotierten Bild führt.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist Gegenstand von An spruch 2.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich insbeson dere durch ein Merkmal deutlich von bekannten Verfahren. Es wird nämlich der Bildschirm nicht in grundsätzlich festge legte Bereiche unterteilt, deren Bilddaten einer Verar beitung zum Korrigieren der Neigung eines Bildes unterworfen werden, sondern es hängt die Anzahl der Bereiche von der Neigung des Bildes ab. Ist z. B. der Oberrand gegenüber dem Unterrand um 10 Punkte verschoben, wird der Bildschirm in elf horizontale Bereiche unterteilt, die wiederum in Recht ecke unterteilt werden. Diese Rechtecke werden dann verscho ben. Je weniger Rechtecke zu verschieben sind, desto schnel ler läuft die Bildrotation ab. Es ist daher von großem Vor teil, wenn nur so wenig Verschiebeoperationen wie möglich ausgeführt werden. Genau dies ist beim erfindungsgemäßen Verfahren der Fall, da für jede Bildneigung das Bild indivi duell in die geringstmögliche Anzahl zu verschiebender Rechtecke unterteilt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer Bildrotationseinrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung mit einem nach rechts geneigten Bild,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Korrektur der Neigung des in Fig. 2 gezeigten Bildes,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Art und Weise, in der die Bildkorrektur durch Unterteilung des nach rechts geneigten Bildes in eine Mehrzahl von Flächen durchgeführt wird,

Fig. 5 eine Darstellung mit einem nach links geneigten Bild,

Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Korrektur der Neigung des in Fig. 5 gezeigten Bildes, und

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der Art und Weise, in der die Bildkorrektur durch Unterteilung des nach links geneigten Bildes in eine Mehrzahl von Flächen durchgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Entsprechend der Fig. 1 enthält eine Bildrotationseinrichtung eine Eingabeeinrichtung 1 zur Eingabe verschiedener Befehle, wobei die Eingabeeinrichtung 1 eine Neigungsanzeigeeinheit 11 enthält, die Information empfangen und ausgeben kann, einschließlich eines Ausführungsbefehls, der zur Korrektur der Neigung eines Bildes erforderlich ist. Die Neigungsanzeigeeinheit 11 kann z. B. eine Platte bzw. Schreibplatte (tablet), ein Tastenfeld und/oder eine Maus sein. Die Bildrotationseinrichtung enthält weiterhin einen Vorlagenleser 2 zum Lesen einer Originalvorlage bzw. eines Dokuments sowie zur Umwandlung der Vorlage bzw. des Dokuments in Bildinformation, eine Speichereinheit 3 zur Speicherung der durch den Vorlagenleser 2 ausgelesenen Bildinformation, eine Anzeigeeinheit 4 zum Abbilden der in der Speichereinheit 3 gespeicherten Bildinformation, wobei die Anzeigeeinheit 4 z. B. aus einer Kathodenstrahlröhre besteht, eine Bildverarbeitungseinrichtung 5 zur Durchführung einer Bildverarbeitung in Übereinstimmung mit der Neigungskorrekturinformation von der Neigungsanzeigeeinheit 11 und eine zentrale Prozessoreinheit CPU 6 zur Steuerung des Betriebs der gesamten Schaltungsanordnung.

Beim oben beschriebenen Aufbau der Bildrotationseinrichtung nach der Erfindung gibt die Eingabeeinheit 1 einen Befehl zum Lesen eines Bildes aus, während die zentrale Prozessoreinheit 6 dem Vorlagenleser 2 befiehlt, die Bildinformation zu lesen. Die durch den Vorlagenleser 2 ausgelesene Bildinformation wird in einen vorbestimmten Bereich der Speichereinheit 3 eingeschrieben, wobei sie zur selben Zeit wieder ausgelesen und zur Anzeigeeinheit 4 übertragen wird, um sie dort sichtbar darzustellen.

Ein Benutzer der Bildrotationseinrichtung sollte den Status der Bildneigung durch Beobachtung der auf der Anzeigeeinheit 4 dargestellten Bildinformation bestimmen sowie die Bildkorrekturinformation und den Ausführungsbefehl von der Neigungsanzeigeeinheit 11 eingeben, wenn er der Meinung ist, daß die Neigung des Bildes korrigiert werden sollte.

Auf der Grundlage der von der Neigungsanzeigeeinheit 11 erhaltenen Eingabe bestimmt die zentrale Prozessoreinheit 6, ob das Bild nach rechts oder links gekippt bzw. geneigt ist. Zur selben Zeit veranlaßt die zentrale Prozessoreinheit 6 die Bildverarbeitungseinrichtung 5, die Bildkorrektur durchzuführen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 die Korrektur eines nach rechts geneigten Bildes beispielsweise beschrieben.

Werden zwei Punkte P1(x1, y1) und P2(x2, y2), die die Neigung bzw. den Neigungswinkel beschreiben, durch die Neigungsanzeigeeinheit 11 angegeben, so veranlaßt die zentrale Prozessoreinheit 6 die Bildverarbeitungseinrichtung 5, die in Fig. 3 gezeigte Folge von Schritten zur Korrektur der Neigung des Bildes auszuführen.

Zunächst wird entsprechend Fig. 3 im Schritt S 1 der Divisor N bzw. Dividend bestimmt. Der Divisor N ist eine ganze Zahl und berechnet sich an Hand der nachstehenden Gleichungen.

(I) Im Fall von |x2 - x1| < |y2 - y1| gilt N = [|Ly · (x2 - x1)/(y2 - y1)|] _gerundet (1)
(II) Im Fall von |x2 - x1| ≧ |y2 - y1| gilt N = [|Lx · (y2 - y1)/(x2 - x1)|] _gerundet (2)

Damit ist N die Anzahl von Bildpunkten in x-Richtung, um die ein von einem ersten Bildpunkt um Ly Bildpunkte in y-Richtung versetzter zweiter Bildpunkt gegenüber der vertikal über dem ersten Bildpunkt liegenden Sollage versetzt ist.

Der Fall (I) wird als erstes beschrieben. Es sei angenom men, daß n und m ganze Zahlen repräsentieren und daß der Ausdruck (y2 - y1)/(x2 - x1) durch die Größe P ausgedrückt wird. Ein durch vier Punkte im Koordinatensystem verbunde ner Bereich Amn wird bewegt, also der Bereich (n + |m · P|, |n · P|); (n + |(m + 1) · P|, |n · P|); (n + |(m + 1) ·P|, |(n + 1) · P|); (n + |(m · P|, |(n + 1) · P|). Jeder der oben beschrie benen Punkte im Koordinatensystem ist ein Wert, der am dichtesten an der ganzen Zahl liegt, die durch die obige Gleichung bestimmt und durch Runden oder Abschneiden der Ziffern einer oder mehrerer Dezimalstellen erhalten wird.

Im Schritt S 2 wird der Wert n gleich dem Wert N gesetzt, während im Schritt S 3 der Wert m auf den Wert gleich 0 ge setzt wird. Im Schritt S 4 wird überprüft, ob der y-Achsen wert eines oberen Teils des Bereichs Amn, also der Wert |(n + 1) · P| größer ist als Ly - m. Da m = 0 und n = N sind, wie oben beschrieben, wird der Ausdruck |(n + 1) · P| mit Ly ver glichen.

Ergibt das Entscheidungsergebnis in Schritt S 4, daß der Ordinatenwert |(n + 1) · P| größer als Ly ist, was bedeutet, daß der obere Teil des Bereichs Amn den Wert Ly überschreitet, so wird nachfolgend Schritt S 8 erreicht, in welchem der Wert n um 1 vermindert wird, so daß n = N - 1 ist. Nach dem Schritt S 8 wird Schritt S 9 erreicht, in welchem geprüft wird, ob n kleiner als 0 ist. Ist dies nicht der Fall, so wird nachfolgend wiederum Schritt S 3 erreicht, um den Wert m auf den Wert 0 zu setzen. Danach wird Schritt S 4 erreicht.

Der oben beschriebene Programmablauf wird so lange wiederholt, bis der Ordinatenwert |(n + 1) · P| des oberen Teils des Bereichs Amn nicht mehr größer als Ly ist, so daß dann Schritt S 5 erreicht wird, wenn der Ordinatenwert |(n + 1) · P| des oberen Teils des Bereichs Amn nicht mehr größer als Ly ist.

Im Schritt S 5 wird der Bereich Amn um n Punkte bzw. Bildpunkte in negativer Richtung der x-Achse (nach links) bewegt, sowie um m Punkte bzw. Bildpunkte in positiver Richtung der y-Achse (nach oben). Da m = 0 ist wird der Bereich Amn um n Punkte bzw. Bildpunkte nach links verschoben. Auf diese Weise wird der Bereich 1 in Fig. 4(a) in den Bereich 1 verschoben, der in Fig. 4(b) gezeigt ist.

Im Schritt S 6 wird der Wert m um den Wert 1 erhöht. m wird somit als 1 angesehen, so daß der Bereich 2 in Fig. 4(a) verarbeitet wird. Im Anschluß an den Schritt S 6 wird Schritt S 7 erreicht, in welchem geprüft wird, ob der Ordinatenwert n + |m · P| eines links liegenden Teils des Bereichs Amn gleich Lx < n + |m · P| ist. Liefert das Entscheidungsergebnis, daß die Bedingung Lx < n + |m · P| nicht erfüllt ist, so wird nachfolgend wiederum Schritt S 4 erreicht. Wird ferner im Schritt S 4 bestimmt, daß die Bedingung Ly - m < |(n + 1) · P| nicht erfüllt ist, so wird der oben erwähnte Bereich 2 parallel um n Punkte bzw. Bildpunkte nach links verschoben und um m = 1 Punkte bzw. Bildpunkte nach oben. Auf diese Weise wird der Bereich 2 in Fig. 4(a) in den Bereich 2 in Fig. 4(b) geschoben. Im nachfolgenden Schritt S 6 wird der Wert m um 1 erhöht, so daß nachfolgend eine Verarbeitung des Bereichs 3 in Fig. 4(a) erfolgen kann.

Beim zuvor beschriebenen Prozeß erreicht der Programmfluß den Schritt S 8, wenn entweder der Wert Lx kleiner als n + |m · P| ist, was im Schritt S 7 bestimmt wird, oder wenn Ly - m < |(n + 1) · P| ist, was in Schritt S 4 bestimmt wird, wobei in Schritt S 8 der Wert n um 1 vermindert wird, so daß ein Verarbeitungsprozeß bezüglich des Bereichs 4 in Fig. 4(a) stattfinden kann.

Ist der x-Achsen-Ordinatenwert |n + (m + 1) · P| größer als Lx, so wird die x-Achsen-Ordinate als Lx angesehen. Ist ferner der y-Achsen-Ordinatenwert |(n + 1) · P| größer als Ly - m (ein Feld im oberen Bereich des Bildes), so wird die y- Achsenordinate als Ly - m angesehen. Wird im Schritt S 9 bestimmt, daß n < 0 ist, so endet die Verarbeitung.

In der oben beschriebenen Weise wird ein ähnlicher Prozeß durchgeführt, um das in Fig. 4(a) gezeigte Bild zwecks Korrektur der Neigung bzw. des Neigungswinkels parallel zu verschieben, so daß das in Fig. 4(b) gezeigte korrigierte Bild erhalten wird. Die in Fig. 4(b) gestrichelt eingezeichneten Bereiche werden gelöscht.

Gilt die Beziehung |x2 - x1| ≧ |y2 - y1| im Fall (II), wobei P gleich dem Ausdruck |(x2 - x1)/(y2 - y1)| ist, so läßt sich in ähnlicher Weise wie beim oben beschriebenen Fall (I) eine Bildkorrektur durchführen.

Für ein gemäß Fig. 5 nach links geneigtes Bild läßt sich die Neigungskorrektur in der nachfolgend beschriebenen Weise durchführen.

Beschreiben zwei Punkte P1(x1, y1) und P2(x2, y2) des Ordi natensystems die Neigung bzw. den Neigungswinkel und werden diese beiden Punkte durch die Neigungsanzeigeeinheit 11 wie in dem unter Fig. 2 beschriebenen Fall angegeben, so veran laßt die zentrale Prozessoreinheit 6 die Bildverarbeitungs einrichtung 5, eine Bildkorrektur in Übereinstimmung mit dem in Fig. 6 gezeigten Flußdiagramm durchzuführen. Im Schritt S 11 wird zunächst der Divisor N bestimmt. Der Divi sor N ist eine ganze Zahl, die sich an Hand der nachfolgen den Gleichungen berechnet.

(I′) Im Fall der Bedingung |x2 - x1| < |y2 - y1| gilt N = [|Ly · (x2 - x1)/(y2 - y1)|] _gerundet (1)
(II′) Für den Fall |x2 - x1| ≧ |y2 - y1| gilt N = [|Lx · (y2 - y1)/(x2 - x1)|] _gerundet (2)

In bezug auf die Bedeutung von N gilt das bei den Fällen I und II Ausgeführte.

Es sei angenommen, daß n und m jeweils ganze Zahlen sind und daß der Ausdruck (y2 - y1)/(x2 - x1) (im Fall (I′)) oder der Ausdruck (x2 - x1)/(y2 - y1) (im Fall (II′)) mit P bezeichnet ist. Ein Bereich Amn wird verschoben, der durch die folgenden vier Punkte im Koordinatensystem gebildet ist, nämlich die Punkte (N-n+|m · P|, |n · P|); (N-n+|m+1) · P|, |n · P|); (N-n+|(m+1) · P|, |(n+1) · P|); (n+|(m · P|, |(N-n+1) · P|). Jeder der obigen Punkte im Ko ordinatensystem weist einen Wert auf, der am dichtesten an der ganzen Zahl liegt, die durch die oben beschriebene Gleichung und durch Runden oder Abschneiden der Ziffern in einer oder mehreren Dezimalstellen erhalten wird.

Im Schritt S 12 wird n auf den Wert N bzw. auf 0 gesetzt, während im Schritt S 13 m auf den Wert 0 gesetzt wird. Da in diesem Teil die Verarbeitung am Bodenteil des Bildes gemäß Fig. 7 beginnt, ist es nicht erforderlich, einen Schritt S 4 vorzusehen, wie er im Flußdiagramm nach Fig. 3 zu erkennen ist. Dem Schritt S 13 folgt also direkt Schritt S 14, in welchem der Bereich Amn parallel um N - n Punkte bzw. Bildpunkte in negativer Richtung der x-Achse (nach links in Fig. 7) und um m Punkte bzw. Bildpunkte in negativer Richtung der y-Achse (nach unten) verschoben wird. Die positive Richtung der x-Achse verläuft in Fig. 7 horizontal nach rechts, während die positive Richtung der y-Achse in Fig. 7 vertikal nach oben verläuft. Entsprechendes gilt in Fig. 2. Nachdem m im Schritt S 15 um den Wert 1 heraufgesetzt worden ist, wird im nachfolgenden Schritt S 16 bestimmt, ob der Koordinatenwert N-n+|(m · P)| eines linken Endes des Bereichs Amn größer als Lx ist. Ergibt das Entscheidungsergebnis im Schritt S 16, daß N-n+|(m · P)| nicht größer als Lx ist, so wird nachfolgend S 14 erreicht. Ist dagegen im Schritt S 16 der Ausdruck N-n+|(m · P)| größer als Lx, so wird der Schritt S 17 erreicht. Nachdem n im Schritt S 17 um 1 erhöht worden ist, wird in einem nachfolgenden Schritt S 18 geprüft, ob n größer als N ist. Ist n nicht größer als N, so erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S 13, während im umgekehrten Fall (n < N) die Verarbeitung beendet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der x-Achsen-Koordinatenwert als Lx angesehen wird, wenn der x-Achsen-Koordinatenwert |(N-n+(m+1) · P| größer als Lx ist, und daß der y-Achsen-Koordinatenwert als m angesehen wird, wenn der y-Achsen-Koordinatenwert |(n · P)| kleiner als m ist (Bodenbereich des Bildes).

In der oben beschriebenen Weise läßt sich das in Fig. 7(a) gezeigte Bild parallel verschieben, um die Neigung bzw. den Neigungswinkel des Bildes zu korrigieren, so daß ein korrigiertes Bild entsprechend Fig. 7(b) erhalten wird. Zuletzt werden die gestrichelt eingezeichneten Bereiche in Fig. 7(b) gelöscht.

Da die Neigung des Bildes für jeden Bereich Amn korrigiert wird, läßt sich für diesen Fall die Neigungskorrektur mit einer höheren Geschwindigkeit durchführen als in einem Fall, bei dem der Neigungswinkel durch Drehung jedes Punkts bzw. Bildpunkts korrigiert wird.

Im Vorangegangenen wurde beschrieben, eine Neigungskorrektur hinsichtlich der gesamten Bildinformation durchzuführen, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Es ist auch möglich, die Neigung nur in einem gewünschten Teil der Bildinformation zu korrigieren.

Neben dem oben beschriebenen Divisionsverfahren zur Bestimmung der Bereiche Amn können auch andere Divisionsverfahren zum Einsatz kommen, um diese Bereiche Amn zu erhalten.

Claims

1. Verfahren zum Korrigieren eines Bildes, das um einen Winkel R gegenüber der y-Richtung verdreht ist, welches Bild in einer Bildspeichereinheit (3) für Lx Bildpunkte in x- Richtung und Ly Bildpunkten in y-Richtung gespeichert wird, bei welchem Verfahren

- zwei Punkte P1(x1, y1) und P2(x2, y2) eingegeben werden, die die Neigungsrichtung des Bildes anzeigen;

gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Ermitteln eines Wertes N = [|Ly(x2 - x1)/(y2 - y1)|] _gerundet,wobei N die Anzahl von Bildpunkten in x-Richtung ist, um die ein von einem ersten Bildpunkt um Ly Bildpunkte in y-Richtung versetzter zweiter Bildpunkt gegenüber der vertikal über dem ersten Bildpunkt liegenden Sollage versetzt ist;
- Unterteilen des Bildinhalts in rechteckige Bereiche mit folgenden Koordinaten der vier Eckpunkte: (n+m · P, n · P); (n+(m+1) · P, n · P); (n+(m+1) · P, (n+1) · P) und (n+m · P, (n+1) · P), mit P=(y2-y1)/(x2-x1); m=0, 1, 2, . . ., ganze Zahl, die auf (Lx-N)/P folgt, und n=0, . . . N; und
- Verschieben aller rechteckigen Bereiche um n Bildpunkte in x- und m Bildpunkte in y-Richtung in solcher Weise, daß ein Bereich beim Verschieben nicht in einen noch nicht verschobenen Bereich eindringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verschieben in derjenigen Ecke (z. B. oben links) begonnen wird, die, von der Mitte des Bildes aus gesehen, der Neigungsrichtung (z. B. nach unten rechts) gegenüber liegt.