JP4492671B2 - 画像処理プログラム - Google Patents
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Description
また、この画像処理を行うには、所定の記憶領域(例えば、RAM等)に2次元メモリ空間を確保し、確保したメモリ空間内でひし形イメージ12を管理する必要がある。このとき、図3に示すように、メモリ空間内の一部の領域(斜線部で示す)は、ひし形イメージ12の画素が存在しない領域であるため、メモリ使用効率は低い。
また、図3に示されるとおり、メモリ空間上のひし形イメージ12の画素幅は、水平ラインごとに異なっている。そのため、水平ラインごとにひし形イメージ12の画素区間を管理する必要があり、画像処理が複雑になる。
さらに、この処理を実現するには、星型図形13(新たなイメージ14)のために確保されたメモリ空間(書き込みメモリ空間)のそれぞれの座標に、ひし形イメージ12が記憶されている2次元メモリ空間(読み出しメモリ空間)の所定のアドレスの画素値をコピーする必要がある。すなわち、書き込みメモリ空間の座標値ごとに、読み出しメモリ空間の座標値を対応付けるための処理が必要となり、画像処理が複雑になるおそれがある。
本発明の一側面である請求項1に係る画像処理プログラムは、(a)元の平行四辺形の形状を有する2次元イメージを取得し、(b)前記元の平行四辺形の形状を変化させて生成する新たな平行四辺形の上底または下底の画素数の基となる数値w、及び、高さの画素数の基となる数値hを算出し、(c)w×hの2次元メモリ空間を確保し、(d)前記2次元イメージを前記新たな平行四辺形の形状に座標変換した場合に生成される新たな2次元イメージの画素値を、走査ラインごとに、走査順に前記2次元メモリに書き込み、(e)前記新たな2次元イメージの付属情報を、前記2次元メモリに対応付けて記憶する、ステップからなり、前記新たな平行四辺形は、前記元の平行四辺形を、走査方向に平行な直線で2つの図形に分割し、分割した2つの図形が有する辺のうち、前記元の平行四辺形の上底及び下底に対応する辺同士を合わせることによって生成され、前記付属情報は、前記w、前記h、前記新たな平行四辺形の傾きΔd、次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す次ライン情報tである、画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
ここで、(x、y)=A−1(Xi’、Yi)
Xi’=Xi+Yi×Δd
x < 0のとき、 x = x+X1
x =>X1のとき、 x = x−X1
y < 0のとき、 y = y+Y1
y >=Y1のとき、 y = y−Y1
X1は、元イメージの幅画素数
Y1は、元イメージの高さ画素数
Δdは、前記新たな平行四辺形の傾き
(b−5)付属情報を、前記2次元メモリに対応付けて記憶する、
ステップからなり、前記付属情報は、前記w、前記h、前記Δd、次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す次ライン情報tである、画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
(Xm、Ym)=A−1(Xi’、Yi)
Xi’=Xi+Yi×Δd
x < 0のとき、 x=x+X1
x >=X1のとき、 x=x−X1
y < 0のとき、 y=y+Y1
y >=Y1のとき、 y=y−Y1
ある。これにより、さらに、2次元メモリ空間の座標と元イメージの座標とを対応づけることができ、画像処理を高速に行うことができる。
ここで、
(a、b):前記所定イメージにおける前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
(A、B):前記所定イメージで塗りつぶしを開始する前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
t:次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す情報
とすると、
α=(a+(B−b)×Δd)
offsetX=(A−α)
S=offsetX % w (m%nは、mをnで割った場合の剰余を表す)
S<0のとき S=S+w
N=offset/w
offsetX<0 のとき N=N−1
L=(B−b+t×N)% h
L<0のとき L=L+h
であることを特徴とする。
(a、b):前記所定イメージにおける前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
(A、B):前記所定イメージで塗りつぶしを開始する前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
t:次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す情報、tは自然数
とすると、
α=a+(B−b)×Δd
offsetX=(A−α)
S=offsetX % w (m%nは、mをnで割った場合の剰余を表す)
S<0のとき S=S+w
N=offset/w
offsetX<0 のとき N=N−1
L=(B−b+t×N)% h
L<0のとき L=L+h
である。これにより、前記第2の2次元メモリ空間の読み出し開始位置を簡単な計算式で求めることができるので、画像処理を高速に行うことができる。
まず、変換イメージ格納処理について説明する。図4は、変換イメージ格納処理のフローチャートである。
w = Xe−Xa’
h = Yc’−Ya’
t = Yc’−Yd’
として求めることができる。ただし、点a’、点c’、点d’、点eのX座標値及びY座標値は、小数値を含む値となることがある。この場合、上記w、h、tについても、小数値を含む値となることがある。w、hは、2次元メモリ空間(自然数で管理されるもの)を定義するための基となるパラメータであるので、w、hが小数値を含む値となった場合は、整数化した自然数w’、h’を算出する。また、w、hが整数値の場合は、w’=w、h’=hである。なお、整数化するための処理は切り捨て、切り上げ、四捨五入等いずれでもよい。なお、tについては、整数化しなくてもよい。
Δd=(Xc’−Xa’)/(Yc’−Ya’)
として求めることができる。ここで、Δdが小数値を有する値となることがあるが、Δdについては、整数化しなくてもよい。
なお、上述したw、h、t、Δdの算出方法は、単なる一例であり、他の算出方法で求めてもよいことはもちろんである。
この処理について図6〜図9を用いて詳細に説明する。以下、元イメージを変換マトリクスAで変換したイメージを第1変換イメージ21という。
まず、第1変換イメージ21を第2変換イメージ24に変換する(図6参照)。具体的には、第1変換イメージ21を、走査方向と平行な直線L1で2つの図形22、図形23に分割する。そして、図形22の直線L2と、図形23の直線L3とを一致させるように図形22の位置を移動させる。なお、図形23を移動させてもよいことはもちろんである。なお、L2及びL3は、第1変換イメージ21(平行四辺形)の上底及び下底である。以上の処理を行うことにより、第2変換イメージ24を生成することができる。なお、L1のY座標値は図6に限定されるものではない。
Xm2 = Xi+Yi×Δd
Ym2 = Yi
となる。
すなわち、Y座標値については、第2変換イメージ24と変換イメージ格納メモリ31とで同じであるが、X座標値については、ΔdとYiとによって算出されるずれが生じることになる。
第1変換イメージ上の座標(Xm1、Ym1)の画素値と、元イメージ上の座標(x、y)の画素値との関係は、
(x、y)=A−1(Xm1、Ym1)
で表現される。すなわち、変換マトリクスAの逆行列を第1変換イメージ21の座標値に掛けることにより、元イメージの座標値を求めることができる。
第2変換イメージ24の図形23の部分については、第1変換イメージ21と同様に、
(x、y)=A−1(Xm2、Ym2)
として算出することができる。ここで、図6において、図形23の左上端点が、原点座標となるように座標変換が行われているものとする。
ただし、図形22の部分については、図6で示したように、図形移動に基づいて座標値が変更されているから、図形22の部分については、元イメージ上の座標との対応をとるために座標変換をする必要がある。ここで、図9に示すように、元イメージ11の下方に、元イメージと同じ画素値を有する仮想の元イメージ41が存在すると仮定することにより、第2変換イメージ24の全ての画素値について、第1変換パターンと同様に処理することができる。
A−1(Xm2、Ym2)=(xv、yv)=(x、yv−h)
として算出できることになる。
このような場合を想定し、第2変換イメージ24の座標(Xm2、Ym2)と元イメージ21の座標(x、y)との関係は、以下の式で算出することができる。
(x、y)=A−1(Xm2、Ym2)
x < 0のとき、 x = x + X1
x >=X1のとき、 x = x − X1
y < 0のとき、 y = y + Y1
y >=Y1のとき、 y = y − Y1
ここで、X1は元イメージの幅画素数であり、Y1は元イメージの高さ画素数である。
Xm2 = Xi+Yi×Δd
Ym2 = Yi
であるから、
変換イメージ格納メモリ31の座標(Xi、Yi)と元イメージ21の座標(x、y)との関係は、
(x、y)=A−1(Xm2、Yi)
Xm2=Xi+Yi×Δd
x< 0のとき、 x=x+X1
x>=X1のとき、 x=x−X1
y< 0のとき、 y=y+Y1
y>=Y1のとき、 y=y−Y1
として求めることができる。
以下、塗りつぶしイメージ生成処理について説明する。以下においては、塗りつぶしイメージを生成するためのメモリ空間が確保されているものとする。また、そのメモリ空間を図形データ格納メモリ32ということがある。
また、t、w、hが少数部を含んだ数値であった場合には、小数部を含んだ数値のまま順次計算を行い、その時々の数値の整数部を、読み出し開始位置の値として設定すれば、前記少数を含んだt、w、hの整数化を行ってから前記順次計算を行い、前記読み出し開始位置とするよりは、前記読み出し開始位置の誤差は小さくなる。
また、読み出し開始位置について、小数部を含んだ座標値に基づいて補間処理よって求めてもよい。このとき、この座標値に最も近傍する変換イメージメモリ上の座標値を、読み出し開始位置を決定することができる。さらに、複数の近傍画素に基づく加重平均として読み出し開始位置を決定してもよい。
すなわち、できるだけ小数部を含んだ数値のまま計算処理を行う方が読み出し開始位置の精度を高める上では望ましい。
以上の処理により、変換イメージ格納メモリから読み出されるアドレスと、図形データメモリに書き込まれるアドレスとの対応関係を単純化することができる。これにより、図11に示したように、図形データメモリに対し走査順に画素値を書き込むことができ、高速な処理が可能となる。
α = a+a’
であり、
a’= (B−b)×Δd
の関係から、
α = a + (B−b)×Δd
となる。ここで、αが小数値を含む値となることもあるが、整数化しなくてよい。
なお、必要に応じ整数化してもよい。
Offset = A − α
として算出することができる。
すなわち、図14においては、
Offset = 2×w + S
となる。
これを一般化すれば、起点図形から平行四辺形X個分ずれた位置に対象平行四辺形があり、平行四辺形の幅をwとすれば(平行四辺形(3)ではX=1、平行四辺形(5)ではX=2)、
Offset = x×w + S
となり、移項すると、
S = Offset − x×w
となる。この式は、Offsetをwで割った場合の剰余を示すものであるから、
S = Offset % w (m%nは、mをnで割った場合の剰余を表す)
として求めることができる。
S=S+w
とする。この処理は、左向きのベクトルSに対して右向きのベクトルwとを加算するものである。これにより、変換イメージ格納メモリの座標値に変換することができる(図15参照)。
図14において、Lは、対象平行四辺形の上端からの相対座標値である。したがって、対象平行四辺形のY座標を求める必要がある。
このとき、平行四辺形(1)にY座標方向に接続している平行四辺形(2)及び(3)については、
B−b = n×h + L
という関係式が成り立つ。ここで、nは、平行四辺形(1)から平行四辺形何個分ずれた位置にあるかを示すものである(平行四辺形(2)ではn=1、平行四辺形(3)ではn=2)。
例えば、wが10、Offsetが15であれば、平行四辺形1個分ずれていることになり、
INT[15/10]=INT[1.5]=1となる。 (INT(n)は、nの整数部分を表す)
また、wが10、Offsetが22であれば、
INT[22/10]=INT[2.2]=2となる
この関係を一般化すれば、Offsetをwで割った整数値(小数以下切捨て)として求められ、
N =INT[Offset/w]
となる。
N = INT[−8/10]=0
となる(図18参照)。
また、wが10、Offsetが−16であれば、起点図形から平行四辺形2個分原点方向にずれており、
N = INT[−16/10]=−1
となる(図19参照)。
この関係を一般化すれば、起点図形から平行四辺形N個分原点方向にずれている場合は、
N =(N−1)
とする。
起点ラインLs上の平行四辺形における上端のY座標値は、b+n×hとして求められるから、対象平行四辺形における上端のY座標値は、b+n×h+t×Nとして求められる。これにより、BとLとの関係は、
B = b + n×h + t×N + L
となり、移項すると、
L = B−b + t×N − n×h
となる。この式は、(B−b+t×N)をhで割った剰余を示すものであるから、
L = (B−b+t×N) % h
として求めることができる。
L=S+h
とする。この処理は、上向きのベクトルLに対して下向きのベクトルhとを加算するものである。これにより、変換イメージ格納メモリの座標値に変換することができる(図20参照)。
13 図形データ
31 変換イメージ格納メモリ
32 図形データ格納メモリ
Claims (7)
- (a)元の平行四辺形の形状を有する2次元イメージを取得し、
(b)前記元の平行四辺形の形状を変化させて生成する新たな平行四辺形の上底または下底の画素数の基となる数値w、及び、高さの画素数の基となる数値hを算出し、
(c)w×hの2次元メモリ空間を確保し、
(d)前記2次元イメージを前記新たな平行四辺形の形状に座標変換した場合に生成される新たな2次元イメージの画素値を、走査ラインごとに、走査順に前記2次元メモリに書き込み、
(e)前記新たな2次元イメージの付属情報を、前記2次元メモリに対応付けて記憶する、
ステップからなり、
前記新たな平行四辺形は、前記元の平行四辺形を、走査方向に平行な直線で2つの図形に分割し、分割した2つの図形が有する辺のうち、前記元の平行四辺形の上底及び下底に対応する辺同士を合わせることによって生成され、
前記付属情報は、前記w、前記h、前記新たな平行四辺形の傾きΔd、次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す次ライン情報tである、
画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - (a)元イメージが単一色ではなく、かつ、当該元イメージの形状に対する座標変換が(n/2)×π(単位はrad、nは自然数)の回転変換を含まない、という条件を満たすか否かを判定し、
(b)前記条件を満たす場合に、
(b−1)前記元イメージを前記所定の2次元マトリクスで座標変換することにより、元の平行四辺形の形状を有する2次元イメージを取得し、
(b−2)前記元の平行四辺形の形状を変化させて生成する新たな平行四辺形の上底または下底の画素数の基となる数値w、及び、高さの画素数の基となる数値hを算出し、
(b−3)w×hの2次元メモリ空間を確保し、
(b−4)前記2次元イメージを前記新たな平行四辺形の形状に座標変換した場合に生成される新たな2次元イメージの画素値を、走査ラインごとに、走査順に前記2次元メモリに書き込み、
(b−5)前記新たな2次元イメージの付属情報を、前記2次元メモリに対応付けて記憶する、
ステップからなり、
前記新たな平行四辺形は、前記元の平行四辺形を、走査方向に平行な直線で2つの図形に分割し、分割した2つの図形が有する辺のうち、前記元の平行四辺形の上底及び下底に対応する辺同士を合わせることによって生成され、
前記付属情報は、前記w、前記h、前記新たな平行四辺形の傾きΔd、次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す次ライン情報tである、
画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - (a)元イメージが単一色ではなく、かつ、当該元イメージの形状に対する座標変換が(n/2)×π(単位はrad、nは自然数)の回転変換を含まない、という条件を満たすか否かを判定し、
(b)前記条件を満たす場合に、
(b−1)前記座標変換で得られた平行四辺形の形状を変化させて生成する新たな平行四辺形の上底または下底の画素数の基となる数値w、及び、高さの画素数の基となる数値hを算出し、
(b−2)w×hの2次元メモリ空間を確保し、
(b−3)前記2次元メモリ空間のそれぞれの座標(Xi、Yi)に、前記元イメージの座標(x、y)の画素値を書き込み、
ここで、(x、y)=A−1(Xi’、Yi)
Xi’=Xi+Yi×Δd
x < 0のとき、 x = x+X1
x =>X1のとき、 x = x−X1
y < 0のとき、 y = y+Y1
y >=Y1のとき、 y = y−Y1
X1は、元イメージの幅画素数
Y1は、元イメージの高さ画素数
Δdは、前記新たな平行四辺形の傾き
(b−5)付属情報を、前記2次元メモリに対応付けて記憶する、
ステップからなり、
前記付属情報は、前記w、前記h、前記Δd、次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す次ライン情報tである、
画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - 前記算出されたw、hが自然数でない場合には、当該w、hを整数化して前記2次元メモリ空間を確保する、
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - (a)塗りつぶしの対象となる図形の形状を示す2次元図形データを取得し、
(b)前記2次元図形データに基いて、前記図形の形状の2次元イメージを表現するための第1の2次元メモリ空間を確保し、
(c)所定イメージが記憶されている第2の2次元メモリ空間から順次読み出した画素値を、前記第1の2次元メモリ空間の所定のアドレスに順次書き込む、
ステップからなり、
前記第1の2次元メモリ空間への書き込みは、走査順に行われ、
前記第2の2次元メモリ空間からの読み出しは、所定の走査ライン上で走査順に行われ、読み出し位置が該所定の走査ライン上の終端に達した場合は、補助情報として記憶されている次ライン情報に基いて、新たな走査ラインを決定し、決定された走査ラインを前記所定の走査ラインとして画素値を走査順に読み出すことを繰り返す、
画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムであって、
前記補助情報には、前記第2の2次元メモリ空間に記憶されている所定イメージの幅を画素数で示す数値w、前記所定イメージの高さを画素数で示す数値h、2次元メモリ空間に記憶されている所定イメージの傾き情報Δdが記憶され、
前記補助情報に基いて、前記第1の2次元メモリ空間の走査ラインごとに、前記第2の2次元メモリ空間の読み出し開始位置を決定する、
ことを特徴とする画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - 前記補助情報には、前記第2の2次元メモリ空間に記憶されている所定イメージの幅を画素数で示す数値w、前記所定イメージの高さを画素数で示す数値h、2次元メモリ空間に記憶されている所定イメージの傾き情報Δdが記憶され、
前記補助情報に基いて、前記第1の2次元メモリ空間の走査ラインごとに、前記第2の2次元メモリ空間の読み出し開始位置(S、L)を決定する、
ここで、
(a、b):前記所定イメージにおける前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
(A、B):前記所定イメージで塗りつぶしを開始する前記第1の2次元メモリ空間上の起点座標、
t:次の読み出しラインとの縦方向のずれを示す情報
とすると、
α=(a+(B−b)×Δd)
offsetX=(A−α)
S=offsetX % w (m%nは、mをnで割った場合の剰余を表す)
S<0のとき S=S+w
N=offsetX/w
offsetX<0 のとき N=N−1
L=(B−b+t×N)% h
L<0のとき L=L+h
であることを特徴とする請求項5に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。 - 前記決定された前記第2の2次元メモリ空間の読み出し開始位置が自然数でない場合は、該読み出し開始位置を整数化する、
ことを特徴とする請求項5または6に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
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