JP2012044478A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】差分矩形数を最大値以下とするため等のマージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄の排除を図る画像処理装置等を提供すること。
【解決手段】画像処理装置は、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするマージ手段と、マージ手段によりマージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、その重複する領域における重複を排除する重複解決手段とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、画面から検出された差分矩形をマージする技術に関する。
自宅のPCを遠隔地の別の装置からリモート操作する際に、自宅のPCの画面に表示されるべき画像を、遠隔地にある別の装置の画面上に再現したい場合がある。
例えば、自宅のPCの画面を遠隔地の別の装置の画面上に表示し始めたときには、全画面の情報を送信するが、それ以降は自宅のPCの画面の変化部分のみの情報を遠隔地の別の装置側に送信し、遠隔地の別の装置では、変化部分のみを描画するようにすると、データ送信量と描画処理量が少なく済む。
自宅のPCと遠隔地の別の装置間で画面表示性能の違い(ディスプレイピクセル数、解像度や表示色数)に違いがある場合には、遠隔地の別の装置側のアプリケーションが適切な変換処理(画面の縮小・拡大や色変換)を行うことであってもよい。
ここで、自宅のPCの画面全体を、例えば8ドット×8ドットのサイズを単位として差分領域(差分エリア)としての差分矩形を抽出する場合を考える。8ドット×8ドットのうち1ドットのみ異なる(差分あり)ときも8ドット×8ドットのサイズが最小単位であるので8ドット×8ドットのサイズで差分矩形が抽出される。なお、8ドット×8ドットのサイズは一例であり、任意のサイズが適用されてよい。
また、差分矩形数が多すぎると変化部分のデータ送信の際のヘッダ対データの比率がヘッダ側に高くなりデータ送信効率が悪化したり、またデコードの際にオーバーヘッドが生じて無駄な処理能力や処理時間がかかるので、これらの問題等を回避すべく、画面全体での差分矩形数の最大値を制限することがある。ここでは一例として32個とするが、64個や16個であってもよい。
自宅のPCの中央演算処理装置(以下、「CPU」(Central Processing Unite))等で実現される制御部は、まず画面全体を、8ドット×8ドットのサイズを単位として、可能な限り差分矩形を抽出する。そして、差分矩形数が32個を超えている場合に、所定のアルゴリズムに従って最寄の差分矩形同士等をマージする処理を行い差分矩形数を32個以下とする。
図11は、上記のマージ処理を説明する図である。
図11に示すように、a1、a2、b1、b2および図示しないその他の30個の差分矩形が抽出された場合(合計34個の差分矩形)、まず、a1とa2とをa1のx座標の終点データおよびa2のx座標の始点データを消すことでマージして差分矩形Aを作成する(合計33個の差分矩形)。次に、b1とb2とをb1のy座標の終点データおよびb2のy座標の始点データを消すことでマージして差分矩形Bを作成する(合計32個の差分矩形)。これにより差分矩形数を32個以下とすることができるが、差分矩形Aと差分矩形Bとが重複している領域(斜線部分)が発生してしまう。この重複領域は差分矩形Aの抽出の際と差分矩形Bの抽出の際との2回(複数回)抽出されるので、本来、1回でよいところをさらに1回分余計に抽出する処理が必要であり無駄が生じることとなる。
差分矩形数を32個以下とするためのマージ処理を行う時点で、本来差分ではない領域も差分領域に取り込んでしまうので、当該本来差分ではない領域については無駄が生じているということができ、上記の差分矩形Aと差分矩形Bとの重複によるさらなる無駄の発生は回避することが望ましい。
関連技術として、画面に動画の大きなウィンドウが存在する場合等に、所定の差分以上の差分がある画面ブロックが多い場合には、1ブロック当たりの割当ビット数が少なくなり、画面が劣化することを回避すべく、シンクライアント側に高画質に送信し直す技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、関連技術として、個々のフレーム画像データをマージユニットで平均化等によりマージすることで統合フレーム画像を作成する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2009−224847号公報 特表2003−528394号公報
しかしながら、上述の関連技術では、画面全体での差分矩形数の最大値が制限され、差分矩形数を当該最大値以下とするためのマージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄を排除すること、すなわち重複解決アルゴリズムを実現することは困難であった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、画面全体での差分矩形数を最大値以下とするため等のマージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄の排除を図る画像処理装置、画像処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明の画像処理装置は、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするマージ手段と、
前記マージ手段によりマージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除する重複解決手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の画像処理方法は、マージ手段が、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするステップと、
重複解決手段が、前記マージ手段によりマージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除するステップとを有することを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、コンピュータに、
マージ手段により、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージする処理と、
重複解決手段により、前記マージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除する処理とを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、画面全体での差分矩形数を最大値以下とするため等のマージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄を排除することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る処理動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る重複解決処理の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る重複解決処理の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る重複解決処理の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る重複解決処理の一例を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る無駄な領域の削除の一例を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る無駄な領域の削除の一例を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る無駄な領域の削除の一例を説明する図である。 従来のマージ処理を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1に示す本実施の形態における画像処理装置1は、グラフィックデータ処理により描画コマンドを生成するソフトウェアを実行する制御部として機能する中央演算処理装置(以下、「CPU」)10と、入力部20、出力部30、フレームメモリ40、メインメモリ50及びプログラム記憶部60を備えるPC(パーソナル・コンピュータ)等の情報処理装置であって、CPU10、入力部20、出力部30、フレームメモリ40、メインメモリ50及びプログラム記憶部60は、それぞれデータ転送等のためのバス70を介して接続されている。
CPU10は、アプリケーションソフトウェア、アプリケーション・プログラム・インタフェース(API)ミドルウェア等の各種ミドルウェア、及びデバイスドライバ等のソフトウェアを実行して、描画コマンドを生成する。CPU10がソフトウェアに制御されて処理対象のグラフィックデータから描画コマンドを生成する。生成された画像描画用データは、フレームメモリ40に格納される。
入力部20はユーザがデータ等を入力するキーボード、マウス等である。出力部30は、画像処理結果・出力画像等を外部送信可能なインタフェースや表示部としてのディスプレイやプリンタ等である。
メインメモリ50は、グラフィックデータ記憶領域51及びコマンドバッファ領域52を有する。グラフィックデータ記憶領域51は処理対象のグラフィックデータを格納する。コマンドバッファ領域52は描画コマンドを格納する。また、メインメモリ50は、CPU10の処理により生成されるデータ等を一時的に保存する。
プログラム記憶部60は、アプリケーションソフトウェア、APIミドルウェア、デバイスドライバ等の、CPU10によって実行されるソフトウェアのプログラムコードを格納する。なお、1画面あたりの総抽出矩形数の最大値データやマージ処理の際の基準データが格納されることであってもよい。
アプリケーションソフトウェアは、入力部20から入力されたグラフィックデータを処理し、処理結果として得られるAPI関数コール(目的の描画を行うための指示)をAPIミドルウェアに引き渡す。APIミドルウェアはそのAPI関数コールを処理して、CPU10が実行可能な描画コマンドを生成する。デバイスドライバは、APIミドルウェアによって生成された描画コマンドをコマンドバッファ領域52にバッファリングした後、新たな処理を開始できるタイミングで、例えば1フレーム分等の処理単位の描画コマンドをコマンドバッファ領域52からCPU10に転送する。CPU10は描画コマンドを用いて描画処理を行い、描画処理結果である画像描画用データ(例えばピクセルデータ)をフレームメモリ40に格納し、その後出力部30から所定の出力がなされる。
上述の画像処理装置1に関する構成で、ユーザの入力部20に対する操作の結果として、フレームメモリ40の内容が更新される。
以下では、画像処理装置1が、当該フレームメモリ40、または、出力部30から出力される画像を遠隔地の装置に送信する際に、画像の変化の差分を抽出する処理について着目して詳細に説明する。
図2に、本実施の形態における画像処理装置1の機能ブロック図を示す。
本実施の形態における画像処理装置1は、差分検出部111と、判定部112と、矩形マージ部113と、重複解決部114と、基準選択部115とを備えている。
差分検出部111は、2つの画面(例えば、現在の画面とその直前の画面)に関して、画面全体の領域ついて差分矩形を抽出する機能を有している。CPU10により実現されてよい。例えば、画面全体を、8ドット×8ドットのサイズを単位として差分領域(差分エリア)としての差分矩形を抽出する。8ドット×8ドットのうち1ドットのみ異なる(差分あり)ときも8ドット×8ドットのサイズが最小単位であるので8ドット×8ドットのサイズで差分矩形が抽出される。なお、8ドット×8ドットのサイズは一例であり、任意のサイズが適用されてよい。
判定部112は、差分検出部113により抽出された差分矩形の数が所定の記憶部に格納されている1画面あたりの総抽出矩形数の最大値以内であるか否かを判定する機能を有している。CPU10により実現されてよい。本実施の形態では最大値の一例として32個とするが、64個や16個等の任意の数であってもよい。
また、判定部112は、後述するマージ処理と重複解決処理とがループしているか否かを判定する機能や重複解決部114による重複解決処理が必要であるか否かを判定する機能も有している。
矩形マージ部113は、所定のルール(アルゴリズム)に従って複数の差分矩形を1つの差分矩形にマージする機能を有している。CPU10により実現されてよい。マージ処理は、図11を参照して上述したように、a1とa2とをa1のx座標の終点データおよびa2のx座標の始点データを消すことでマージして差分矩形Aを作成し、また、b1とb2とをb1のy座標の終点データおよびb2のy座標の始点データを消すことでマージして差分矩形Bを作成すること等で実現されてよい。
重複解決部114は、矩形マージ部113によるマージ処理を行った際に発生する、重複領域を排除する機能を有している。CPU10により実現されてよい。後述する重複解決アルゴリズムにより重複領域を排除する。
基準選択部115は、所定の記憶部に格納されている矩形マージ部113によるマージ処理の際の基準データを選択する機能を有している。CPU10により実現されてよい。
以下、本実施の形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。ここでは、画面全体を、8ドット×8ドットのサイズを単位として差分領域(差分エリア)としての差分矩形を抽出することとし、また、1画面あたりの総抽出矩形数の最大値は32個であるものとする。
図3のフローチャートを参照すると、まず、画像処理装置1の差分検出部111は、2つの画面(例えば、現在の画面とその直前の画面)に関して、画面全体の領域ついて差分矩形を抽出する(S301)。
次に、判定部112は、差分検出部113により抽出された差分矩形の数が所定の記憶部に格納されている1画面あたりの総抽出矩形数の最大値である32個以内であるか否かを判定し(S302)、32個以内である場合(S302/Yes)は処理を終了する。
一方、32個以内でなく、32個を超えている場合(S302/No)は、判定部112は、後述するマージ処理と重複解決処理とがループしているか否かを判定する(S303)。
マージ処理と重複解決処理とがループしていない場合(S303/No)は、矩形マージ部113は、所定のルール(アルゴリズム)に従って複数の差分矩形を1つの差分矩形にマージする(S304)。ここでは2個の差分矩形を1個の差分矩形とするようにマージする。なお、所定の記憶部に格納されている矩形マージ部113によるマージ処理の際の基準データを参照して所定のルール(アルゴリズム)が適用されることであってよい。
そして、判定部112は、重複解決部114による重複解決処理が必要であるか否かを判定し(S305)、必要でない場合(S305/No)は上記のステップS302に戻る。
一方、重複解決処理が必要である場合(S305/Yes)は、重複解決部114は、上記のステップS304で矩形マージ部113によるマージ処理を行った際に発生する重複領域を排除して(S306)、上記のステップS302に戻る。以下、具体的な重複解決アルゴリズムを図4〜図7を参照して説明する。
図4を参照すると、図4(図11と同様)に示すような重複パターン(以下「パターン1」という)は、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのx座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の始点・終点データが他方の始点・終点データと「外・外、内・内」の関係であり、また、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのy座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の始点・終点データが他方の始点・終点データと「内・内、外・外」の関係である。このような場合、図4に示すように差分矩形Bを差分矩形Aのy座標の始点・終点データを用いて分割して重複領域を排除する。なお、差分矩形Aを差分矩形Bのx座標の始点・終点データを用いて分割して重複領域を排除することであってもよい。結果として、このパターン1では差分矩形の数が、差分矩形Aおよび差分矩形Bの合計2個から差分矩形Aおよび差分矩形B1、B2の合計3個となり1個増加する。
図5を参照すると、図5に示すような重複パターン(以下「パターン2」という)は、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのx座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の始点・終点データのいずれかが他方の始点・終点データと「内、外・外」の関係であり、また、上記「内、外・外」の関係となる一方の始点(終点)データが他方のy座標の始点・終点データと「内、外・外」の関係である。このような場合、図5に示すように差分矩形Bの差分矩形Aと重複する角の点のx座標・y座標データを消して、差分矩形Bを差分矩形Aの差分矩形Bと重複する角の点のx座標・y座標データを用いて分割して重複領域を排除する。なお、差分矩形Aを差分矩形Bと重複する角の点のx座標の始点・終点データを用いて分割して重複領域を排除することであってもよい。結果として、このパターン2では差分矩形の数が、差分矩形Aおよび差分矩形Bの合計2個から差分矩形Aおよび差分矩形B1、B2の合計3個となり1個増加する。
図6を参照すると、図6に示すような重複パターン(以下「パターン3」という)は、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのx座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の始点・終点データが他方の始点・終点データと「外・外、内・内」の関係であり、また、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのy座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の始点・終点データが他方の始点・終点データと「外・外、内・内」の関係である。このような場合、図6に示すように差分矩形Bのx座標・y座標の始点・終点データを消して重複領域を排除する。結果として、このパターン3では差分矩形の数が、差分矩形Aおよび差分矩形Bの合計2個から差分矩形A1個となり1個減少する。
図7を参照すると、図7に示すような重複パターン(以下「パターン4」という)は、上記のパターン1の特別な場合で、差分矩形Aと差分矩形Bとのそれぞれのx座標またはy座標の始点・終点データ(合計4点)を比較すると、一方の終点(始点)データが他方の終点(始点)データデータと一致し、一方のいずれか一辺が他方の一辺と一致する関係である。このような場合、図7に示すように差分矩形Bのy座標の始点データを消して差分矩形Aのy座標の終点データを用いて差分矩形Bのy座標の新たな終点データとして重複領域を排除する。なお、図7の下段に示すようにx座標を用いて重複領域を排除することであってもよい。結果として、このパターン4では差分矩形の数が、差分矩形Aおよび差分矩形Bの合計2個から差分矩形Aおよび差分矩形B1の合計2個となり増減はない。
以上のような重複解決アルゴリズムにより、マージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄を排除することができる。
しかし、上記のステップS304で矩形マージ部113によるマージ処理を行った際に、一旦は差分矩形の数が32個以内となっているのに関わらず、上記のステップS306の重複解決処理により差分矩形の数が33個以上となってしまうことがある。すなわち、上記のパターン1およびパターン2では差分矩形の数が1個増加するのでこのような事態が生ずる場合がある。
したがって、上記のステップS306の重複解決処理後は、上記のステップS302に戻るので、再度のマージ処理(S304)により、先の重複解決処理(S306)で重複解決した複数の差分矩形が再度、マージ処理され、次の重複解決処理(S306)で再度マージ処理された差分矩形が再度、重複解決処理され、これが繰り返され収束しない場合が生じうる。このような場合を「マージ処理と重複解決処理とがループしている」といい、判定部112がステップS303で判定する。
図3に戻って、上記のステップS306の重複解決処理後、上記のステップS302に移り、判定部112は、差分検出部111により抽出された差分矩形の数が所定の記憶部に格納されている1画面あたりの総抽出矩形数の最大値である32個以内であるか否かを再度判定し(S302)、32個以内である場合(S302/Yes)は処理を終了する。
一方、32個以内でなく、32個を超えている場合(S302/No)は、判定部112は、後述するマージ処理と重複解決処理とがループしているか否かを再度判定する(S303)。このとき、所定の回数の基準値とループによりインクリメントされるデータ値とを比較して基準値を超えている場合には、上記のようにマージ処理と重複解決処理とが繰り返され収束しない状態と判断してループしているものとすることであってもよい。
マージ処理と重複解決処理とがループしている場合(S303/Yes)は、基準選択部115は、所定の記憶部に格納されている矩形マージ部113によるマージ処理の際の基準データのうちからこれまで参照されていた基準データよりも緩和された基準データを選択する(S307)。なお、マージ処理の際の基準を緩和するということは、マージ処理を行う時点で、本来差分ではない領域も差分領域に取り込んでしまい、当該本来差分ではない領域については無駄が生じるが、当該無駄が生じる面積を大きくすることを許容することをいう。マージ処理の際の基準を緩和する一例として、矩形と矩形との間の距離(座標データに基づく)がより大きく離れているもの同士であってもマージ処理することが挙げられる。
そしてステップS304に戻り、矩形マージ部113は、所定のルール(アルゴリズム)に従って複数の差分矩形を1つの差分矩形にマージする(S304)。その際、基準選択部115が選択した、所定の記憶部に格納されている矩形マージ部113によるマージ処理の際の基準データを参照して所定のルール(アルゴリズム)が適用される。
このように、基準選択部115が、マージ処理の際にこれまで参照されていた基準データよりも緩和された基準データを選択することを複数回繰り返す(所定の割合で緩和させていく等)ことで、いずれは差分矩形の数を32個以内として収束させることができる。
上記の本実施の形態によれば、画面全体での差分矩形数の最大値が制限され、差分矩形数を当該最大値以下とするためのマージ処理を行った際に発生する、重複領域を複数回抽出してしまうことによる無駄を排除することができる。
また、レコーダ等において重複領域についての処理プログラムを特別に用意することが必要なくなる。
さらに、本実施の形態の処理終了後に重複領域があるデータが存在している場合には、何らかの処理の途中でエラーが発生していると判断することもできる。
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
上記のようなマージ処理と重複解決処理とによりいずれは差分矩形の数を32個以内として収束させることができるが、本来差分ではない領域が副作用として追加され差分領域に取り込まれてしまい、当該本来差分ではない領域について無駄が生じる場合がある。
図8を参照すると、最大値9個を前提として、もともと12個の差分矩形があり、縦方向にマージ処理がなされ、10個の差分矩形とされ、その後、横方向にマージ処理がなされ、6個(重複有)の差分矩形とされ、最終的に9個の差分矩形とされた場合、2個の小さい差分矩形(図中破線で示す)は本来差分ではない領域が副作用として追加されているといえる。
従って、本来差分ではない領域が副作用として追加されているか、元の画像と比較して確認を行い、元の差分領域にまったく含まれない矩形の場合は削除する。結果的にここでは7個の差分矩形とされる。
さらに図9を参照すると、図8の最終段階から各差分矩形に本来差分ではない無駄な領域が含まれていないか、元の画像と比較して確認を行い、各差分矩形を分割することなく、元の差分領域にまったく含まれない領域は削除する。図9では下から2段目の右側の小さい差分矩形の左端の領域が該当するので削除する。
さらに図10を参照すると、図9の最終段階から各差分矩形に本来差分ではない無駄な領域が含まれていないか、元の画像と比較して確認を行い、元の差分領域にまったく含まれない領域は削除して各差分矩形を分割して、最大値9個になるまで分割する。図10では本来差分ではない無駄な領域が、最大値を超えるため分割できなかった部分のみの最小限に抑えられている。
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、画像処理装置1の機能を実現するためのプログラムを各装置に読込ませて実行することにより各装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるCD−ROMまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。
1 画像処理装置
10 CPU
20 入力部
30 出力部
40 フレームメモリ
50 メインメモリ
60 プログラム記憶部
70 バス部

Claims (5)

  1. 画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするマージ手段と、
    前記マージ手段によりマージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除する重複解決手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 画面全体での差分矩形数を制限し、
    画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするマージ手段と、
    前記マージ手段は、前記制限された差分矩形数になるまで、複数の差分矩形をマージすることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 前記マージ手段がマージの際に参照する基準データを選択する基準選択手段を備え、
    前記重複解決手段により重複が排除されると、該重複の排除前よりも前記差分矩形数が増加し、前記マージ手段によるマージと、前記重複解決手段による重複の排除とがループする場合、
    前記基準選択手段は、緩和された基準データを選択することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
  4. マージ手段が、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージするステップと、
    重複解決手段が、前記マージ手段によりマージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除するステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
  5. コンピュータに、
    マージ手段により、画面から抽出された複数の差分矩形を所定のルールに従ってマージする処理と、
    重複解決手段により、前記マージされた結果の複数の差分矩形が重複する場合、該重複する領域における重複を排除する処理とを実行させることを特徴とするプログラム。
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