JP2611007B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2611007B2
JP2611007B2 JP1229851A JP22985189A JP2611007B2 JP 2611007 B2 JP2611007 B2 JP 2611007B2 JP 1229851 A JP1229851 A JP 1229851A JP 22985189 A JP22985189 A JP 22985189A JP 2611007 B2 JP2611007 B2 JP 2611007B2
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恒雄 中井
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セイコー電子工業株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表示図形に輝度変調をかけることで、本来の
イメージにより近い画像を得ることのできる図形処理機
能を持つ、ラスタースキャン型の2次元又は3次元画像
処理装置に関する。
〔従来の技術〕
従来ラスタスキャン型図型表示装置に特有の階段状ジ
ャギー対策として、本出願人より先に提出された特許12
25686号及び1249199号に示される複数のビームを輝度変
調することによるラインスムージング法が考案されてい
る。また、輝度変調の根拠として線分補間で発生した座
標によるものや、線分に幅を持たせておき、あるピクセ
ルの領域内にその幅付線分がかかる割合による面積法が
ある。ピクセルの領域とは、となり合うピクセル間の距
離を一辺とする正方形を仮定している(第4図)。第4
図中の円はピクセルの変調度を示す。円が小さいほど、
より暗く変調することになる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の技術では線分の中央部については効果があるが
端点部については明確な思想がなかった。端点部を中央
部の延長として扱った場合、垂直,水平方向に切られる
ことになり、角度が45度方向になるほど端点部における
切片形状というものが目立ってしまう(第6図)。特に
メジャー方向に基づいてピクセル発生を行うDDA方式で
は、45度ではさんでその切片形状の違いが顕著となり、
多角形などには欠落部も生じる(第7図)。
又、本アルゴリズムをハードウェアにより固定してし
まった場合には、線分形状に変化を持たせようとした場
合にその対応が難しくなる。またソフトウェアに頼ると
スピードの低下は避けられないという欠点がある。
本発明の目的は線分がどの方向に書かれても形状が一
定な端点を実現し、また端点形状の変更をハードウェア
の変更や、スピードダウンというパフォーマンスの低下
を招くことなく実現することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は以上の点に鑑み、本発明の画像処理装置を、
表示すべき線分の始点座標、終点座標、輝度、及び傾き
を発生する前処理部と、前記線分をピクセル座標に分解
する線分補間器と、該分解されたピクセル座標、前記傾
き及び端点形状を指定する端点形状指定信号とに基づき
輝度変調度を発生する輝度変調度発生テーブルと、該発
生された輝度変調度と前記輝度とから表示すべきピクセ
ル及び該ピクセルの周辺ピクセルの輝度を決定する輝度
変調回路と、該輝度変調回路から出力される輝度を前記
ピクセル及び前記周辺ピクセルに対応したアドレスに記
憶するフレームメモリとから構成し、前記輝度変調度発
生テーブルは、前記表示すべき線分の端点においては、
前記端点形状指定信号に基づいて、該端点を含むピクセ
ル及び該ピクセルの周辺ピクセルの輝度を決定するよう
にした。
この構成により、本発明の画像処理装置は、端点とい
う複雑な形状の輝度変調を可能にし、また、輝度変調度
発生テーブルに高速メモリを使用することによりパフォ
ーマンスの低下を防ぎ、かつ、ハードウエアを変更する
ことなく端点形状を任意に変更できるようになった。
〔作用〕
上記のような輝度変調度発生テーブルを用いることに
より次の利点が生じる。
描画方向に関係なく一定な形状の端点が得られる。
画像処理装置において線分の移動等の操作を行った場合
に、その線分の方向が変わるにつれ、その端点形状の不
自然さが目立つことがない。また、円を多角形で近似し
て表示する時にも45度を境にして線分同志の連結部に欠
けを生じることもない(第8図)。
ラスタースキャン型の表示装置では1ピクセル単位
が表示の最小単位であり、これより小さい分解能の表示
はできない。しかし、ラインスムージングという輝度変
調により見かけ上より小さい単位まで表示が可能であ
る。(サブピクセル単位とする。第9図)このサブピク
セルを端点にも応用すれば線分全体が、1ピクセル以下
の高分解能な表示をすることができる。
第9図でPn(n−1,2,……)はピクセル領域であり、
1ピクセル長の正方形である。面積法では線分を幅を持
たせた領域6とし、あるピクセル領域の変調度は領域6
が占める割合An(n=1,2,……)で表せる。従ってサブ
ピクセルをこの割合Anを使うことで端点も含め表現する
ことができる。
以前にも述べたように、線分に幅を持たせておき、
その幅付線分が1ピクセルにしめる割合で輝度変調度を
決めるのであるが、幅の設定を変えることで1ピクセル
幅以上の幅付線も表示できる(第10図)。
端点を任意形状とすることのできる本発明では、第
10図に示すような応用が可能である。第10図では線分に
幅を持たせた領域プラス端点に任意の形状を持たせた領
域7が示されており、各ピクセル領域Pn(n=1,2,…
…)とその内で領域7のしめる割合An(n=1,2,……)
で変調度が決定される。
また、テーブル入力としてモードを使用すれば複数の
形状を同時に使い分ける事もできる。
第11図では8が端点を方形とした場合で、例として文
字9と10を示す。また11は端点を円とした場合で、例と
して文字12と13を示す。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。第
1図は本発明を実施するためのブロック図である。1は
線分補間に必要なパラメータを与える前処理部であり、
出力として線分輝度I、始点のX成分XsとY成分Ys、終
点のX成分XeとY成分Ye、及び線分の傾きtanθがあ
る。
2は前記Xs,Ys,Xe,Yeおよびtanθにより線分をピクセ
ルへと分解する線分補間器である。線分補間器2では始
点と終点の各X成分とY成分の変位量を比較し、絶対量
の大きい成分をメジャーとする。このメジャー成分を1
増減させた時にtanθ又は1/tanθを加算することで線分
上の1つの点が求まる。このメジャー方向1ピクセル長
の間隔で並ぶ点例の座標をJ(メジャー成分)、N(マ
イナ成分)として出力する。
3は本発明の肝となる輝度変調度発生テーブルであ
り、前記J,N,tanθおよびテーブルコントロール用のMOD
E信号によりテーブル参照を行う。前記MODE信号は、前
記前処理部1より出力される前記線分の始点(Xs,Ys)
と線分の終点(Xe,Ye)の位置関係に基づいて、図示し
ないテーブルコントローラから出力される。テーブルに
は高速のメモリが最適であり、線分や円などの複雑な方
程式に基づく変調度数をパフォーマンスの低下すること
なく得られる。テーブルの内容は後述する。テーブル出
力として本実施例では3ピクセル分の変調度数Ln,Lm,Ll
を書いたが、当然その出力はいくつでも構わない。Lmは
前記点列の座標が存在するピクセルに対応する値であ
る。そして、その上下の一番近いピクセルをLn,Llとい
う変調度をかけて修飾する。
4n,4m,4lは、線分輝度Iと輝度変調度数Ln,Lm,Llから
変調後の最終輝度In,Im,Ilを掛算等の手段により生成す
る輝度変調回路である。この輝度変調回路も線分につけ
る幅などにより増減を行っても本発明上差し支えない。
5は上記最終輝度In,Im,Ilを保持しておくフレームメ
モリである。本メモリ5は画像として表示されるもので
あり、前記線分補間器2より座標J,Nを最終輝度Imのア
ドレスとして受け取ると同時に、In,Ilに関してはオフ
セットを加えてからアドレスとし、それぞれ書き込む。
第2図は前記輝度変調度テーブル3の内容を説明する
ものである。Pn,Pm,Plはそれぞれ前記Ln,Lm,Llに対応す
るピクセル領域であり、1つのピクセル領域は1辺が1
ピクセル長の正方形である。線分はピクセル領域Pmをよ
ぎるものとし、その座標値が前記座標J,Nである。
線分の端点でないケースではJはピクセル領域の中心
に固定しても構わず、マイナ方向の座標Nとtanθのみ
で前記輝度変調度テーブル3へ入力しても、その輝度変
調度数Ln,Lm,Llを得る事ができる。これは面積法に基づ
く変調度であるが、テーブルである以上他のアルゴリズ
ムによる変調度であっても構わない。
第3図は第2図と同様に輝度変調度テーブル3の内容
を説明するものであるが、線分の端点のケースである。
端点がピクセル領域Pm2に在り、Pn2、Pl2に変調が行わ
れると同時に、端点の形状によりPn1,Pm1,Pl1及びPn3,P
m3,Pl3にも変調の必要が生じる。即ち、ピクセル領域Pn
3、Pm3、Pl3は、端点(J,N)の外側に隣接するピクセル
領域であるが、端点(J,N)の座標あるいは形状によっ
ては輝度変調の必要がある。ピクセル領域Pn2、Pm2、Pl
2は、端点(J,N)が存在するピクセル領域であるので、
当然端点形状によりその輝度変調度に影響を受ける。ま
た、ピクセル領域Pn1、Pm1、Pl1は、端点(J,N)の内側
に隣接するピクセル領域であるが、これも端点(J,N)
の座標あるいは形状によってその輝度変調度に影響を受
ける。したがって、この(Pn1,Pm1,Pl1)と(Pn2,Pm2,P
l2)と(Pn3,Pm3,Pl3)に対しては前記座標J,N、傾きta
nθ及び前記MODE信号によりテーブルアクセスを行う。
一方、第3図において、ピクセル領域Pn1、Pm1、Pl1
の左隣に存在する図示しないピクセル領域Pn0、Pm0、Pl
0は、その輝度変調度に関して端点(J,N)の影響を受け
ないピクセル領域である。この場合には、当然、メジャ
ー方向のピクセルの中心線を線分がよぎる点のアドレス
とtanθとで、輝度変調度テーブルの参照を行うことに
なる。以上述べたように、一本の線分を発生させる場
合、4通りのモードが必要となる。そして、そのモード
ごとに輝度変調度を変える必要がある。また、線分だけ
ではなく、点の発生において新たに点モードを設けるこ
とも、本発明を構成する輝度変調度テーブルで容易に実
現できることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明は輝度変調度
テーブルを有することにより端点形状にもラインスムー
ジングの施された線分を得ることができ、またテーブル
の内容に別形状の端点を追加したり、別な線幅を追加す
ることで任意形状の線分をパフォーマンスの低下するこ
となく得ることができる。そしてピクセルの大きさに制
限されないサブピクセルというレベルまで表現でき、ど
の方向を向いた線分でもその形状を等しく得られるとい
う大変優れた特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の画像処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第2図,第3図はそれぞれ面積法による端部でな
い線分及び端部での輝度変調の概念を説明する図、第4
図は従来のラインスムージングを説明するための図、第
5図は本発明の画像処理装置におけるラインスムージン
グを施した場合を示す図、第6図は従来技術における45
度でメジャー方向が変わる場合の切片形状を示す図、第
7図は従来技術における多角形近似の円の一部を示す
図、第8図(A),(B)はそれぞれ本発明の画像処理
装置における45度でメジャー方向が変わる場合の切片形
状及び多角形近似の円の一部を示す図、第9図は本発明
における端点のサブピクセルを説明する図、第10図は本
発明における任意形状・任意端点部形状を説明する図、
第11図(A),(B),(C)は本発明における端点形
状が方形の場合の例を示す図、第11図(D),(E),
(F)は本発明における端点形状が円形の場合の例を示
す図である。 1……前処理部 2……線分補間器 3……輝度変調度発生テーブル 4n,4m,4l……輝度変調回路 5……フレームメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09G 5/28 610 9365−5H G06F 15/72 355K

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表示すべき線分の始点座標、終点座標、輝
    度、及び傾きを発生する前処理部と、前記線分をピクセ
    ル座標に分解する線分補間器と、該分解されたピクセル
    座標、前記傾き及び端点形状を指定する端点形状指定信
    号とに基づき輝度変調度を発生する輝度変調度発生テー
    ブルと、該発生された輝度変調度と前記輝度とから表示
    すべきピクセル及び該ピクセルの周辺ピクセルの輝度を
    決定する輝度変調回路と、該輝度変調回路から出力され
    る輝度を前記ピクセル及び前記周辺ピクセルに対応した
    アドレスに記憶するフレームメモリとを具備し、前記輝
    度変調度発生テーブルは、前記表示すべき線分の端点に
    おいては、該端点が存在するピクセル及び該端点が存在
    するピクセルのマイナ方向の両側ピクセルと、該端点が
    存在するピクセルのメジャ方向の両側ピクセル及び該両
    側ピクセルのそれぞれのマイナ方向の両側ピクセルの輝
    度を、前記分解されたピクセル座標、前記傾き及び前記
    端点形状指定信号に基づいて決定することを特徴とする
    画像処理装置。
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