JP3024178B2 - 画像処理装置の多角形塗りつぶし装置 - Google Patents

画像処理装置の多角形塗りつぶし装置

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JP3024178B2
JP3024178B2 JP2190259A JP19025990A JP3024178B2 JP 3024178 B2 JP3024178 B2 JP 3024178B2 JP 2190259 A JP2190259 A JP 2190259A JP 19025990 A JP19025990 A JP 19025990A JP 3024178 B2 JP3024178 B2 JP 3024178B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デジタル画像処理装置における任意多角形
を塗りつぶす多角形塗りつぶし装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の多角形塗りつぶし装置としては、量子
化された2次元XY空間中に存在する座標点と、任意の位
置に記憶内容の書込み,読出しが可能な記憶空間中に存
在する単位記憶素子とが1対1対応している構成を持つ
画像メモリと、この画像メモリ内の書込み,読出し対象
となる単位記憶素子の位置情報である描画アドレスを、
2次元XY空間上のXY座標値から算出し、その単位記憶素
子に対して書込み,あるいは読出しを行う描画装置とを
備えている。ここで、mが3以上の自然数、nがm以下
の自然数、(Xm+1,Ym+1)=(X1,Y1)なる仮定のもと
で、2次元XY空間上の座標点列{Xn,Yn}が与えられた
ときに、(Xn,Yn)と(Xn+1,Yn+1)との各2点間を線分
で結ぶことにより一義的に定義される、頂点がm個の多
角形の内部を塗りつぶす方法として次のような処理方法
がある。
まず、YMINが{Yn}の中で最も小さいY座標値を表
し、YMAXが{Yn}の中で最も大きいY座標値を表し、k,
jが1以上の自然数、YjがYMIN以上かつYMAX以下である
と仮定する。この多角形の辺を構成する各画素の座標値
を求め、この各画素の座標値の集合をY座標値でソート
し、その後X座標値でソートすることにより作成された
辺構成点列を使用して、各(X2k-1,Yj)と(X2k,Yj)と
を端点とした水平直線に対応した位置に存在する、画像
メモリ内の単位記憶素子の記憶内容書き換えることによ
り多角形塗りつぶしを実現している。
この処理方法は、一般に「オーダード・エッジ・リス
ト・アルゴリズム」と呼ばれ、詳細は文献「プロシジュ
アル・エレメンツ・フォ・コンピュータ・グラフィクス
(PROCEDURAL ELEMENTS FOR COMPUTER GURAPHICS)」
(D.F.ロジャース(DAVID F.ROGERS)著)に記述されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の処理方法では、辺構成点が多数になる
と辺構成点列のソートにかなり時間がかかる。また、こ
のソート時間を短縮するために、辺構成点列格納メモリ
内の辺構成点の格納位置を示す変数を2種類定義し、辺
構成点列格納メモリを2次元配列化する手法がある。し
かし、この場合には辺構成点列格納メモリの容量が増大
する。すなわち、2次元配列化した時には多角形の形状
によって、辺構成点情報が未格納となる配列要素が存在
してしまう場合がある。しかもこの未格納となる配列要
素が存在する確率は極めて高いという欠点がある。この
詳細も前述のD.F.ロジャースの文献に記述されている。
本発明の目的は、このような欠点を除き辺構成点を辺
構成点列格納メモリへ格納し終った時点でY座標値での
ソートを終了させることにより、辺構成点列格納メモリ
に格納された辺構成点列をX座標値でソートするだけ
で、水平直線塗りつぶし器に指示を与えられると共に、
未格納となる配列要素をなくし、ソート処理時間を短縮
した画像処理装置の多角形塗りつぶし装置を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の画像処理装置の多角形塗りつぶし装置の構成
は、量子化された2次元XY空間中に存在する座標点と、
任意の位置に記憶内容の書込み,読出しが可能な記憶空
間を形成する単位記憶素子とを1対1対応させた画像メ
モリと、 この画像メモリ内の単位記憶素子の位置情報である描
画アドレスを、前記2次元XY空間上のXY座標値から算出
して、その単位記憶素子に対して書込み,読出しを行う
描画装置と、 mが3以上の自然数、nがm以下の自然数、(Xm+1,Y
m+1)=(X1,Y1)であるとして、前記2次元XY空間上の
座標点列{Xn,Yn}が与えられたときに、(Xn,Yn)と
(Xn+1,Yn+1)との各2点間を線分で結ぶことにより一
義的に頂点を定義し、この頂点がm個の多角形の内部を
塗りつぶす処理を、YMINが点列{Yn}の中で最も小さい
Y座標値を表し、YMAXが点列{Yn}の中で最も大きいY
座標値を表し、k,jが1以上の自然数、YjがYMIN以上か
つYMAX以下であるとして、前記多角形の辺を構成する各
画素の座標値を求め、これら各画素の座標値の集合をY
座標値でソートし、その後X座標値でソートすることに
より作成された辺構成点列を使用して、各(X2k-1,Yj
と(X2k,Yj)とを端点とした水平直線に対応した位置に
存在する、前記単位記憶素子の記憶内容書き換えによっ
て実行する処理装置と、 前記多角形を一義的に定義するための頂点座標点列
{Xn,Yn}を格納する頂点列格納メモリと、 MIN(a,b)が整数値a,bのうち大きくない方の値を表
し、MAX(a,b)が整数値a,bのうち小さくない方の値を
表し、pが(MAX(Yn,Yn+1)−MIN(Yn,Yn+1)+1)以
下の自然数であるとして、前記(Xn,Yn)を線分描画開
始座標、前記(Xn+1,Yn+1)を線分描画終了座標とし、
これら2座標値からX,Y方向の各微小変化分ΔX,ΔYを
算出し、これらΔX,ΔYに従って前記画像メモリ上に近
似直線を描画する過程で近似直線の構成要素となる各画
素の座標点列{Xn,p,Yn,p}を発生する辺構成点列発生
器と、 この辺構成点列発生器により発生させた座標点列{X
n,p,Yn,p}を格納し、この辺構成点列発生器により前記
多角形のm本の辺を構成する全ての辺構成点列を、前記
頂点列{Xn,Yn}に従って逐次発生させる過程におい
て、第n番目の辺を構成する各画素の辺構成点列{X
n,p,Yn,p}に属するある辺構成点(Xn,p,Yn,p)を格納
する際に、前回格納した辺構成点(Xn,p−1,
Yn,p−1)のY座標値Yn,p−1を調べ、多角形を構成
するm本の辺のいずれか一辺に属するYn,p−1なる値
を持つ辺構成点のなかで、まだ格納していない辺構成点
の存在個数αをあらかじめ認識し、前回格納した辺構成
点(Xn,p−1,Yn,p−1)の格納位置を基準として、Y
n,p−1なるY座標値を持つα個の辺構成点の格納領域
を予約しておき、今回格納対象となっている辺構成点
(Xn,p,Yn,p)の格納位置を決定する辺構成点列格納メ
モリと、 この辺構成点列格納メモリに格納された辺構成点列を
X座標値でソートし、各(X2k-1、Yj)と(X2k,Yj)と
を端点とした水平直線に対応した位置に存在する、前記
単位記憶素子の記憶内容書き換えを前記描画装置に指示
する水平直線塗りつぶし器と を備えたことを特徴とする。
〔実施例〕
次に、本発明にいついて図面を参照して説明する。
第1図は、本発明の一実施例における主要部の構成要
素を示すブロック図である。図中、1は処理装置、2は
画像メモリ、3は描画装置、4は頂点列格納メモリ、5
は辺構成点発生器、6は辺構成点列格納メモリ、7は水
平直線塗りつぶし器を示す。この多角形塗りつぶし装置
は、構成要素4〜7から成り、処理装置1によって各構
成要素はあらかじめ初期化されているものとする。ま
た、頂点列格納メモリ4には、第3図のような多角形を
定義する頂点列が格納されているものとする。
画像メモリ2は、量子化された2次元XY空間中に存在
する座標点と、任意の位置に記憶内容の書込み,読出し
が可能な記憶空間を形成する単位記憶素子とを1対1対
応させた構成を持ち、描画装置3は画像メモリ2の内の
単位記憶素子の位置情報である描画アドレスを、2次元
XY空間上のXY座標値から算出してその単位記憶素子に対
して書込み,あるいは読出しを行う。
処理装置1は、mが3以上の自然数、nがm以下の自
然数、(Xm+1,Ym+1)=(X1,Y1)なる仮定の下で、2次
元XY空間上の座標点列{Xn,Yn}が与えられたときに、
(Xn,Yn)と(Xn+1,Yn+1)との各2点間を線分で結ぶこ
とにより一義的に頂点を定義し、この頂点がm個の多角
形の内部を塗りつぶす処理を行い、YMINが{Yn}の中で
最も小さいY座標値を表し、YMAXが{Yn}の中で最も大
きいY座標値を表し、k,jが1以上の自然数、YjがYMIN
以上かつYMAX以下である仮定のもとで、多角形の辺を構
成する各画素の座標値を求め、この各画素の座標値の集
合をY座標値でソートし、その後X座標値でソートする
ことにより作成された辺構成点列を使用して、各(X
2k-1,Yj)と(X2k,Yj)とを端点とした水平直線に対応
した位置に存在する、単位記憶素子の記憶内容書き換え
によって実現する。
頂点列格納メモリ4は、多角形を一義的に定義するた
めの頂点座標点列{Xn,Yn}を格納し、辺構成点発生器
5は、MIN(a,b)が整数値a,bのうち大きくない方の値
を表し、MAX(a,b)が整数値a,bのうち小さくない方の
値を表し、pが(MAX(Yn,Yn+1)−MIN(Yn,Yn+1)+
1)以下の自然数てあるとして(Xn,Yn)を線分描画開
始座標、(Xn+1,Yn+1)を線分描画終了座標とし、これ
ら2座標値からX,Y方向の各微小変化分ΔX,ΔYを算出
し、ΔX,ΔYに従って画像メモリ2上に近似直線を描画
する過程で、近似直線の構成要素となる各画素の座標点
列{Xn,p,Yn,p}を発生する。
辺構成点列格納メモリ6は、辺構成点列発生器5によ
り発生させた座標点列{Xn,p,Yn,p}を格納し、辺構成
点列発生器5により、多角形のm本の辺を構成するすべ
ての辺構成点列を、頂点列{Xn,Yn}に従って逐次発生
させる過程において、第n番目の辺を構成する各画素の
辺構成点列{Xn,p,Yn,p}に属するある辺構成点(X
n,p,Yn,p)を格納する際に、前回格納した辺構成点(X
n,p−1,Yn,p−1)のY座標値Yn,p−1を調べ、多角
形を構成するm本の辺のどれか一辺に属するYn,p−1
なる値を持つ辺構成点の中で、まだ格納していない辺構
成点の存在個数αをあらかじめ認識し、前回格納した辺
構成点(Xn,p−1,Yn,p−1)の格納位置を基準とし
て、Yn,p−1なるY座標値を持つ、α個の辺構成点の
格納領域を予約しておき、今回格納対象となっている辺
構成点(Xn,p,Yn,p)の格納位置を決定する機構を持
つ。
また、水平直線塗りつぶし器7は、辺構成点列格納器
メモリにより辺構成点列格納メモリ6に格納された辺構
成点列をX座標値でソートし、各(X2k-1,Yj)と(X2k,
Yj)とを端点とした水平直線に対応した位置に存在す
る、単位記憶素子の記憶内容書き換えを描画装置に指示
する。
第2図は、第1図の各構成要素の動作を示す流れ図で
あり、初期化後、各構成要素はこの流れ図に従って動作
する。
まず、第1のステップ11では、辺構成点列発生器5
は、頂点列格納メモリ4を参照し、辺構成点列を発生さ
せ、辺構成点列格納メモリ6に辺構成点列を格納する。
この時、第3図に示すように頂点列のY座標値の大小関
係を識別することにより、Y座標値で分割された範囲
(1),範囲(2),範囲(3),範囲(4)を認識す
ることができる。範囲(1)または範囲(2)または範
囲(4)に属するあるY座標値に着目した場合、そのY
座標値を持つ辺構成点は2点存在する。また範囲(3)
に属するあるY座標値に着目した場合、そのY座標値を
持つ辺構成点は4点存在する。この事実から範囲
(1),範囲(2)または範囲(4)に属するY座標値
を持つ辺構成点を格納する場合に、2つの辺構成点が格
納できる領域を予約した上で辺構成点を格納していき、
範囲(3)に属するY座標値を持つ辺構成点を格納する
場合に、4つの辺構成点が格納できる領域を予約した上
で辺構成点を格納していく。
また、第2のステップ12では、頂点列のY座標のなか
の最小値であるYMINをYjに代入する。
次の第3のステップ13では、水平直線塗りつぶし器7
は、辺構成点格納メモリ6を参照し、YjなるY座標値を
持つ辺構成点の集合について、X座標値でのソートを実
行する。ソート終了後、YjなるY座標値を持つ辺構成点
の集合は、Xの小さい順に(X1,Yj)(X2,Yj)(X3,
Yj)(X4,Yj)…(X2k-1,Yj)(X2k-1,Yj)の順に並ん
でいる。次の第4のステップ14ではkに1を代入する。
次の第5ステップ15では、水平直線塗りつぶし器7は、
(X2k-1,Yj)(X2k-1,Yj)とを端点とする水平直線を塗
りつぶす。
次に、第6のステップ16で、YjなるY座標値を持つ辺
構成点が存在するかどうか調べ、存在するならば、ステ
ップ17でkの値を1だけ増加させてステップ15へもど
る。次に、第7のステップ18で、Yjが頂点列のY座標の
なかの最大値であるYMAXよりも小さいならば、ステップ
19でjの値を1だけ増加させて、ステップ13へもどり、
Yjが最大値YMAXとなった時には終了となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、辺構成点を辺構成点列
格納メモリへ格納し終った時点でY座標値でのソートは
終了しているので、ソートに必要な処理時間を短縮でき
ると共に、前述の未格納となる配列要素が存在しないの
で装置内で必要となるメモリ容量も少なくて済むという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の主要部の構成を示すブロ
ック図、第2図は第1図の各構成要素の動作を示す流れ
図、第3図は第1図の装置が動作するときに塗りつぶす
多角形の一例の座標図である。 1……処理装置、2……画像メモリ、3……描画装置、
4……頂点列格納メモリ、5……辺構成点発生器、6…
…辺構成点列格納メモリ、7……水平直線塗りつぶし
器、11〜19……処理ステップ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】量子化された2次元XY空間中に存在する座
    標点と、任意の位置に記憶内容の書込み、読出しが可能
    な記憶空間を形成する単位記憶素子とを1対1対応させ
    た画像メモリと、 この画像メモリ内の単位記憶素子の位置情報である描画
    アドレスを、前記2次元XY空間上のXY座標軸から算出し
    て、その単位記憶素子に対して書込み、読出しを行う描
    画装置と、 mが3以上の自然数、nがm以下の自然数、(Xm+1,Y
    m+1)=(Xi,Yi)であるとし、前記2次元XY空間上の座
    標点列{Xn,Yn}が与えられたときに(Xn,Yn)と
    (Xn+1,Yn+1)との各2点間を線分で結ぶことにより一
    義的に頂点を定義し、この頂点がm個の多角形の内部を
    塗りつぶす処理を、YMINが点列{Yn}の中で最も小さい
    Y座標値を表し、YMAXが点列{Yn}の中で最も大きいY
    座標値を表し、k,jが1以上の自然数、YjがYMIN以上か
    つYMAX以下であるとして、前記多角形の辺を構成する各
    画素の座標値を求め、これら各画素の座標値の集合をY
    座標軸でソートし、その後X座標軸でソートすることに
    より作成された辺構成点列を使用して、各(X2k-1,Yj
    と各(X2k,Yj)とを端点とした水平直線に対応した位置
    に存在する、前記単位記憶素子の記憶内容書き換えによ
    って実行する処理装置と、 前記多角形を一義的に定義するための頂点座標点列
    {Xn,Yn}を格納する頂点列格納メモリと、 MIN(a,b)が整数値a,bのうち大きくない方の値を表
    し、MAX(a,b)が整数値a,bのうち小さくない方の値を
    表し、pが(MAX(Yn,Yn+1)−MIN(Yn,Yn+1)+1)以
    下の自然数てあるとして、前記(Xn,Yn)を線分描画開
    始座標、前記(Xn+1,Yn+1)を線分描画終了座標とし、
    これら2座標値からX,Y方向の各微小変化をΔX,ΔYを
    算出し、これらΔX,ΔYに従って前記画像メモリ上に近
    似直線を描画する過程で近似直線の構成要素となる各画
    素の座標点列{Xn,p,Yn,p}を発生する辺構成点列発生
    器と、この辺構成点列発生器より発生させた座標点列
    {Xn,p,Yn,p}を格納し、この辺構成点列発生器により
    前記多角形のm本の辺を構成する全ての辺構成点列を、
    前記頂点列{Xn,Yn}に従って逐次発生させる過程にお
    いて、第n番目の辺を構成する各画素の辺構成点列{X
    n,p,Yn,p}に属するある辺構成点(Xn,p,Yn,p)を格納
    する際に、前回格納した辺構成点(Xn,p−1,
    Yn,p−1)のY座標値Yn,p−1を調べ、多角形を構成
    するm本の辺のいずれか一辺に属するYn,p−1なる値
    を持つ辺構成点の中で、まだ格納していない辺構成点の
    存在個数αを予め認識し、前回格納した辺構成点(X
    n,p−1,Yn,p−1)の格納位置を基準として、Y
    n,p−1なるY座標値を持つα個の辺構成点の格納領域
    を予約しておき、今回格納対象となっている辺構成点
    (Xn,p,Yn,p)の格納位置を決定する辺構成点列格納メ
    モリと、 この辺構成点列格納メモリに格納された辺構成点列をX
    座標値でソートし、各((X2k-1,Yj)と各(X2k,Yj)と
    を端点とした水平直線に対応した位置に存在する、前記
    単位記憶素子の記憶内容書き換えを前記描画装置に指示
    する水平直線塗りつぶし器とを備えたことを特徴とする
    画像処理装置の多角形塗りつぶし装置。
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