JP2012160120A - Image processing device, image processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1のピクセル群に対してアフィン変換を施すことにより第2のピクセル群を描画する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for drawing a second pixel group by performing affine transformation on the first pixel group.
2次元グラフィックスデータに3次元変形を施して描画するには、一般に、2次元グラフィックスデータをテクスチャに対して描画し、描画されたテクスチャデータを3次元変形してスクリーンに射影する。テクスチャデータを3次元変形して射影する一般的な方法は、スクリーンの各ピクセルについて、3次元変形の逆行列を掛けてテクスチャデータにおいて参照されるピクセル(参照ピクセル)を算出し、参照ピクセルのデータで描画する。しかし、この方法では、テクスチャデータの中で参照されないピクセルが発生することがあり、線の消失等が生じる原因となっている。 In order to draw two-dimensional graphics data with three-dimensional deformation, generally, the two-dimensional graphics data is drawn on a texture, and the drawn texture data is three-dimensionally deformed and projected onto a screen. A general method of projecting texture data by three-dimensional transformation is to calculate a pixel (reference pixel) referred to in the texture data by multiplying each pixel of the screen by the inverse matrix of the three-dimensional transformation, and to obtain reference pixel data. Draw with. However, in this method, pixels that are not referred to in the texture data may occur, which causes the disappearance of lines and the like.
このような問題を解決するために、2次元グラフィックスデータを3次元変形して描画するとき、2次元グラフィックスデータが線であるかどうかを判別し、線である場合には、一定の太さで画面に描画するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to solve such a problem, when two-dimensional graphics data is three-dimensionally deformed and drawn, it is determined whether or not the two-dimensional graphics data is a line. Now, what draws on a screen is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のように、線を一定の太さで画面に描画する手法では、3次元変形の奥行き感を出すことができないという問題があった。また、射影する際に、線であるオブジェクトを認識する必要があった。 However, the conventional method of drawing lines on the screen with a constant thickness has a problem that the depth of three-dimensional deformation cannot be obtained. Also, when projecting, it is necessary to recognize an object that is a line.
そこで、本発明の目的は、奥行き感を確保しつつ、線を消失することなく描画することにある。 Therefore, an object of the present invention is to draw a line without disappearing while ensuring a sense of depth.
本発明の画像処理装置は、第1のピクセル群に対してアフィン変換を施すことにより第2のピクセル群を描画する画像処理装置であって、前記第2のピクセル群に対して逆アフィン変換を施すことにより、前記第2のピクセル群に対応するアフィン変換前の前記第1のピクセル群を算出する第1の算出手段と、前記第1の算出手段により算出された前記第1のピクセル群のデータに基づいて前記第2のピクセル群を描画する第1の描画手段と、前記第1のピクセル群のうち、前記第1の描画手段による描画処理に用いられなかったデータに対応する第1のピクセルにアフィン変換を施すことにより、前記第1のピクセルに対応する前記第2のピクセル群を算出する第2の算出手段と、前記第1のピクセルのデータに基づいて、前記第2の算出手段により算出された前記第2のピクセル群を描画する第2の描画手段とを有することを特徴とする。 An image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that draws a second pixel group by performing affine transformation on the first pixel group, and performs inverse affine transformation on the second pixel group. By applying, a first calculation unit that calculates the first pixel group before the affine transformation corresponding to the second pixel group, and the first pixel group calculated by the first calculation unit First drawing means for drawing the second pixel group based on data, and first data corresponding to data not used for drawing processing by the first drawing means among the first pixel group. Second calculation means for calculating the second pixel group corresponding to the first pixel by performing affine transformation on the pixel, and the second calculation based on the data of the first pixel; And having a second drawing means for drawing the second group of pixels calculated by the stage.
本発明によれば、奥行き感を確保しつつ、線を消失することなく描画することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to draw without losing a line while ensuring a sense of depth.
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments to which the invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態に係るグラフィックス描画装置の構成を示す図である。図1において、100はグラフィックス描画装置であり、メモリ110及びCPU120を備える。また、グラフィックス描画装置100は、ディスプレイ200及び入力装置300と接続されている。メモリ110には、参照フラグバッファ管理部111、逆変換行列描画処理部112、正変換行列描画処理部113としてCPU120を機能させるためのプログラムが格納されている。なお、グラフィックス描画装置100は、画像処理装置の適用例となる構成である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a graphics drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
先ず、図2〜図5を用いて、逆アフィン変換による描画処理について説明する。図2は、逆アフィン変換による描画処理の流れを示すフローチャートである。ステップS2001において、CPU120は、アフィン変換後の矩形領域を算出する。ここでは、図3(A)に示す矩形領域に対してアフィン変換を施し、図3(B)に示す矩形領域に変換する場合について考える。このときのアフィン変換行列は式1に示す行列であるものとする。また、変換前のピクセル(x,y)は、式1のアフィン変換行列を用いて、式2のように変換後のピクセル(x1,y1)に変換されるものとする。なお、図3に示す矩形領域における一つ一つの矩形の部分がピクセルに相当するものである。
First, drawing processing by inverse affine transformation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of drawing processing by inverse affine transformation. In step S2001, the
正変換行列描画処理部113は、アフィン変換前の4つの頂点についてそれぞれアフィン変換を施すことにより、アフィン変換後の矩形領域を算出する。次に、アフィン変換後の矩形領域内の各ピクセルについて、以下に説明するステップS2002〜S2004の処理が繰り返し実行される。以下では、アフィン変換後の矩形領域内の各ピクセルを参照先ピクセルと称す。ステップS2002において、逆変換行列描画処理部112は、式3に示すように、変換後の矩形領域内の各参照先ピクセルに対して逆アフィン変換を施すことにより、各参照先ピクセルに対応する、変換前の領域におけるピクセルを算出する。ステップS2003において、逆変換行列描画処理部112は、ステップS2002で算出したピクセルから最近傍法によって参照されるピクセル(以下、参照元ピクセルと称す)を求め、参照元ピクセルの値をスクリーンの各参照先ピクセルに描画する。本実施形態では、最近傍法によって参照元ピクセルを求めるが、線形補間法等の他の方法で求めるようにしてもよい。
The normal transformation matrix
いま、図4(A)に示すようなビットマップデータである原画像にアフィン変換を施して描画する例を考える。原画像は2値のビットマップデータとし、図4(D)に示すように黒く塗りつぶされているピクセルの値を1とし、その他のピクセルの値を0とする。ここでは、2値のビットマップデータを例に挙げているが、多値のビットマップデータでもよいし、カラービットマップデータでもよい。図5は、図4(A)に示す原画像にアフィン変換を施して算出された矩形領域内の参照先ピクセル(図5(A))と、当該矩形領域に対して逆アフィン変換を施すことにより得られる参照元ピクセル(図5(B))との対応関係を示す図である。即ち、図5に示す対応関係に従って、図4(A)に示す原画像に対してアフィン変換を施すと、図4(B)に示す描画結果となる。図4(B)に示すようにアフィン変換後は矩形領域が小さくなっているため、図4(C)に示すように原画像内に参照されないピクセルである非参照ピクセル(図4(E))が生じている。そのため、原画像の全てのピクセルの値が描画結果に反映されず、図4(B)に示すように横線が欠落することがある。なお、図4(A)に示す矩形領域は第1のピクセル群の一例であり、図4(B)に示す矩形領域は第2のピクセル群の一例である。 Consider an example in which an affine transformation is applied to an original image that is bitmap data as shown in FIG. The original image is binary bitmap data. As shown in FIG. 4D, the value of a pixel painted black is set to 1, and the values of other pixels are set to 0. Here, binary bitmap data is taken as an example, but multi-value bitmap data or color bitmap data may be used. FIG. 5 shows a reference pixel (FIG. 5A) in a rectangular area calculated by performing affine transformation on the original image shown in FIG. 4A and inverse affine transformation on the rectangular area. It is a figure which shows the correspondence with the reference source pixel (FIG.5 (B)) obtained by (5). That is, when affine transformation is performed on the original image shown in FIG. 4A according to the correspondence shown in FIG. 5, the drawing result shown in FIG. 4B is obtained. As shown in FIG. 4B, since the rectangular area becomes smaller after the affine transformation, a non-reference pixel (FIG. 4E) that is a pixel that is not referred to in the original image as shown in FIG. 4C. Has occurred. For this reason, the values of all pixels of the original image are not reflected in the drawing result, and horizontal lines may be lost as shown in FIG. Note that the rectangular area illustrated in FIG. 4A is an example of the first pixel group, and the rectangular area illustrated in FIG. 4B is an example of the second pixel group.
次に、図6〜図9を用いて、本発明の実施形態における描画処理について説明する。ステップS6001において、参照フラグバッファ管理部111は、逆アフィン変換によって原画像の各ピクセルが参照されたかどうかを示すフラグを格納するバッファをメモリ110に確保して初期化する。以下では、上記バッファを参照フラグバッファと称す。即ち、参照フラグバッファ管理部111は、図7(A)に示すように、原画像と同じサイズの参照フラグバッファを確保し、全参照フラグバッファを0に初期化する。ステップS6002において、正変換行列描画処理部113は、アフィン変換後の矩形領域を算出する。
Next, drawing processing according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In step S6001, the reference flag buffer management unit 111 secures a buffer for storing a flag indicating whether or not each pixel of the original image has been referred to by inverse affine transformation and initializes the buffer. Hereinafter, the buffer is referred to as a reference flag buffer. That is, as shown in FIG. 7A, the reference flag buffer management unit 111 secures a reference flag buffer having the same size as the original image and initializes all reference flag buffers to 0. In step S6002, the positive transformation matrix
ステップS6003〜S6005は、ステップS6002で算出された矩形領域の全参照先ピクセルに対して繰り返し実行される。ステップS6003において、逆変換行列描画処理部112は、アフィン変換後の参照先ピクセルについて、逆アフィン変換を施して原画像の参照元ピクセルを算出する。ステップS6004において、逆変換行列描画処理部112は、参照元ピクセルの値(色情報)をスクリーン上の参照先ピクセルに描画する。ステップS6005において、参照フラグバッファ管理部111は、ステップS6003で算出された参照元ピクセルと同じ位置における参照フラグバッファの値を1に更新する。ステップS6005までの処理が完了した時点では、描画結果は逆アフィン変換による描画結果と同様である。また、参照フラグバッファは図7(B)に示すように更新される。図7(B)において、0となっているピクセルが参照されなかったことを示している。なお、ステップS6003は、第1の算出手段の処理例であり、ステップS6004は、第1の描画手段の処理例である。
Steps S6003 to S6005 are repeatedly executed for all reference destination pixels in the rectangular area calculated in step S6002. In step S6003, the inverse transformation matrix
以上の処理に続き、ステップS6006〜S6008の処理が原画像の色情報が有効な全ピクセルについて繰り返し実行される。ここでいう色情報が有効なピクセルとは、本実施形態では、ピクセルの値が1であるピクセルであるが、多値のビットマップデータやカラービットマップデータである場合には、ピクセルの値が0以外の全てのピクセルである。ステップS6006において、参照フラグバッファ管理部111は、色情報が有効なピクセルに対応する参照フラグバッファの値が0であるか否かを判定する。参照フラグバッファの値が0である場合、処理はステップS6007に移行する。一方、参照フラグバッファの値が0ではなく、1である場合、ステップS6007、S6008はスキップされる。 Subsequent to the above processing, the processing in steps S6006 to S6008 is repeatedly executed for all pixels in which the color information of the original image is valid. In this embodiment, the pixel having effective color information is a pixel having a pixel value of 1, but in the case of multi-value bitmap data or color bitmap data, the pixel value is All pixels other than 0. In step S6006, the reference flag buffer management unit 111 determines whether the value of the reference flag buffer corresponding to a pixel for which color information is valid is zero. If the value of the reference flag buffer is 0, the process proceeds to step S6007. On the other hand, if the value of the reference flag buffer is 1, not 0, steps S6007 and S6008 are skipped.
ステップS6007において、正変換行列描画処理部113は、現在のピクセルに対してアフィン変換を施して、スクリーン上で対応するピクセルを算出する。ステップS6008において、正変換行列描画処理部113は、ステップS6007で算出したピクセルを、原画像における現在のピクセルの色情報で描画する。なお、ステップS6007は、第2の算出手段の処理例であり、ステップS6008は、第2の描画手段の処理例である。
In step S6007, the positive transformation matrix
図8(A)は、ステップS6005までの処理が終了した時点における、原画像のピクセルの値が1であり、且つ参照フラグバッファの値が0であるピクセルを表している。図9は、図8(A)に示す参照元ピクセルと、参照先ピクセルとの対応関係を示す図である。ここでは、同じアルファベットについて、小文字で示した参照元ピクセルから大文字で示した参照先ピクセルに変換されるものとする。一部、小文字のアルファベットで表された参照元ピクセルに対応する大文字のアルファベットで表された参照先ピクセルがないが、これは、異なる参照元ピクセルから同一の参照先ピクセルに変換されたためである。図6の処理全体による描画結果は、図8(C)に示すようになる。また、図6の処理のうち、ステップS6006〜ステップS6008の処理による描画結果は、図8(B)に示すようになる。図8(C)に示す最終的な描画結果は、逆アフィン変換参照による描画処理による描画結果(図4(B))に、本実施形態で追加した描画処理による描画結果(図8(B))を追加したものになる。 FIG. 8A shows a pixel in which the pixel value of the original image is 1 and the value of the reference flag buffer is 0 when the processing up to step S6005 is completed. FIG. 9 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the reference source pixel and the reference destination pixel illustrated in FIG. Here, it is assumed that the same alphabet is converted from a reference source pixel indicated by lowercase letters to a reference destination pixel indicated by uppercase letters. Some of the reference pixels represented by the uppercase alphabet corresponding to the reference pixels represented by the lowercase alphabet are partly because they have been converted from different reference pixels to the same reference pixel. The drawing result of the entire process of FIG. 6 is as shown in FIG. In addition, among the processes in FIG. 6, the drawing result by the processes in steps S6006 to S6008 is as shown in FIG. The final drawing result shown in FIG. 8C is the drawing result (FIG. 8B) obtained by the drawing process added in this embodiment to the drawing result (FIG. 4B) obtained by the drawing process based on the inverse affine transformation reference. ) Is added.
以上のように、本実施形態によれば、細い線を含む文字のような図形を3次元変形した場合であっても、3次元変形による奥行き感を確保しつつ、線を消失することなく描画することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, even when a figure such as a character including a thin line is three-dimensionally deformed, drawing without losing the line while ensuring a sense of depth by the three-dimensional deformation. It becomes possible to do.
本実施形態では、ビットマップデータにアフィン変換を施す例を示したが、ベクトルデータをラスタライズしたビットマップデータでも同様の処理を適用することができる。また、本実施形態では、3x3のアフィン行列の例を示したが、3x3によって2次元変形又は3次元変形を施すことができる。 In the present embodiment, an example in which affine transformation is performed on bitmap data has been described. However, similar processing can be applied to bitmap data obtained by rasterizing vector data. In the present embodiment, an example of a 3 × 3 affine matrix is shown, but two-dimensional deformation or three-dimensional deformation can be performed by 3 × 3.
また、本実施形態では、参照元ピクセルからのアフィン変換で参照先ピクセルを求める方法に最近傍法を用いたが、線形補間法を用いてもよい。また、参照元ピクセルのアフィン変換後の大きさを考慮して、参照元ピクセルからアフィン変換で参照先ピクセルを求めてもよい。例えば、アフィン変換によって参照先ピクセルの大きさが大きくなる場合、アフィン変換後の複数の参照先ピクセルに影響を及ぼす。逆に、アフィン変換によって参照先ピクセルの大きさが小さくなる場合、アフィン変換後の参照先ピクセルの一部に影響を及ぼすため、透明度をつけるようにしてもよい。さらに、本実施形態では、参照フラグバッファをビットマップデータとは別の領域に確保したが、共有して処理するようにしてもよい。 In this embodiment, the nearest neighbor method is used as a method for obtaining a reference destination pixel by affine transformation from a reference source pixel, but a linear interpolation method may be used. Further, in consideration of the size of the reference source pixel after affine transformation, the reference destination pixel may be obtained from the reference source pixel by affine transformation. For example, when the size of the reference pixel is increased by affine transformation, the plurality of reference pixels after affine transformation are affected. On the other hand, when the size of the reference pixel is reduced by affine transformation, a part of the reference pixel after affine transformation is affected, and therefore transparency may be added. Furthermore, in the present embodiment, the reference flag buffer is secured in an area different from the bitmap data, but may be shared and processed.
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
100:グラフィックス描画装置、110:メモリ、111:参照フラグバッファ管理部、112:逆変換行列描画処理部、113:正変換行列描画処理部、200:ディスプレイ、300:入力装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Graphics drawing apparatus, 110: Memory, 111: Reference flag buffer management part, 112: Inverse transformation matrix drawing process part, 113: Positive transformation matrix drawing process part, 200: Display, 300: Input device
Claims (9)
前記第2のピクセル群に対して逆アフィン変換を施すことにより、前記第2のピクセル群に対応するアフィン変換前の前記第1のピクセル群を算出する第1の算出手段と、
前記第1の算出手段により算出された前記第1のピクセル群のデータに基づいて前記第2のピクセル群を描画する第1の描画手段と、
前記第1のピクセル群のうち、前記第1の描画手段による描画処理に用いられなかったデータに対応する第1のピクセルにアフィン変換を施すことにより、前記第1のピクセルに対応する前記第2のピクセル群を算出する第2の算出手段と、
前記第1のピクセルのデータに基づいて、前記第2の算出手段により算出された前記第2のピクセル群を描画する第2の描画手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus that draws a second pixel group by performing an affine transformation on the first pixel group,
First calculating means for calculating the first pixel group before affine transformation corresponding to the second pixel group by performing inverse affine transformation on the second pixel group;
First drawing means for drawing the second pixel group based on the data of the first pixel group calculated by the first calculating means;
The second pixel corresponding to the first pixel is subjected to affine transformation on the first pixel corresponding to the data not used in the drawing process by the first drawing unit in the first pixel group. Second calculating means for calculating a pixel group of:
An image processing apparatus comprising: second drawing means for drawing the second pixel group calculated by the second calculation means based on the data of the first pixel.
前記第2のピクセル群に対して逆アフィン変換を施すことにより、前記第2のピクセル群に対応するアフィン変換前の前記第1のピクセル群を算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップにより算出された前記第1のピクセル群のデータに基づいて前記第2のピクセル群を描画する第1の描画ステップと、
前記第1のピクセル群のうち、前記第1の描画ステップによる描画処理に用いられなかったデータに対応する第1のピクセルにアフィン変換を施すことにより、前記第1のピクセルに対応する前記第2のピクセル群を算出する第2の算出ステップと、
前記第1のピクセルのデータに基づいて、前記第2の算出ステップにより算出された前記第2のピクセル群を描画する第2の描画ステップとを有することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing apparatus that draws a second pixel group by performing an affine transformation on the first pixel group,
A first calculation step of calculating the first pixel group before the affine transformation corresponding to the second pixel group by performing inverse affine transformation on the second pixel group;
A first drawing step of drawing the second pixel group based on the data of the first pixel group calculated by the first calculation step;
The second pixel corresponding to the first pixel is subjected to affine transformation on the first pixel corresponding to the data not used in the drawing process in the first drawing step in the first pixel group. A second calculation step of calculating a pixel group of
And a second drawing step of drawing the second pixel group calculated in the second calculation step based on the data of the first pixel.
前記第2のピクセル群に対して逆アフィン変換を施すことにより、前記第2のピクセル群に対応するアフィン変換前の前記第1のピクセル群を算出する第1の算出ステップと、
前記第1の算出ステップにより算出された前記第1のピクセル群のデータに基づいて前記第2のピクセル群を描画する第1の描画ステップと、
前記第1のピクセル群のうち、前記第1の描画ステップによる描画処理に用いられなかったデータに対応する第1のピクセルにアフィン変換を施すことにより、前記第1のピクセルに対応する前記第2のピクセル群を算出する第2の算出ステップと、
前記第1のピクセルのデータに基づいて、前記第2の算出ステップにより算出された前記第2のピクセル群を描画する第2の描画ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute an image processing method executed by an image processing apparatus that draws a second pixel group by performing affine transformation on the first pixel group,
A first calculation step of calculating the first pixel group before the affine transformation corresponding to the second pixel group by performing inverse affine transformation on the second pixel group;
A first drawing step of drawing the second pixel group based on the data of the first pixel group calculated by the first calculation step;
The second pixel corresponding to the first pixel is subjected to affine transformation on the first pixel corresponding to the data not used in the drawing process in the first drawing step in the first pixel group. A second calculation step of calculating a pixel group of
A program for causing a computer to execute a second drawing step of drawing the second pixel group calculated in the second calculation step based on data of the first pixel.
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CN107833266A (en) * | 2017-11-02 | 2018-03-23 | 青岛擎鹰信息科技有限责任公司 | A kind of hologram image acquisition methods based on color lump matching and motion correction |
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