JPH01219961A - 画像の座標変換方法 - Google Patents
画像の座標変換方法Info
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- JPH01219961A JPH01219961A JP63044342A JP4434288A JPH01219961A JP H01219961 A JPH01219961 A JP H01219961A JP 63044342 A JP63044342 A JP 63044342A JP 4434288 A JP4434288 A JP 4434288A JP H01219961 A JPH01219961 A JP H01219961A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の居する技術分野)
本発明は、TVカメラなどを用いて計算機に入力した画
像に対して、演算処理を施すことにより、画像の座標変
換を行う方法に関するものである。
像に対して、演算処理を施すことにより、画像の座標変
換を行う方法に関するものである。
(従来の技術)
従来の画像の座標変換方法は1例えば第16図に示すよ
うな画像処理システムで処理される。これは、TVカメ
ラ1で撮像された画像は、走査線毎に走査されなから光
電変換が行われ、時間的に連続した映像信号に変換され
る。この映像信号は、ディジタイザ2におけるサンプラ
によって1画面あたり数百側平方の画素に標本化され、
さらに図示せざるA/D変換器によって各画素に入射さ
れた光強度が、その強度に対応した濃度として例えば数
百階調に量子化される。
うな画像処理システムで処理される。これは、TVカメ
ラ1で撮像された画像は、走査線毎に走査されなから光
電変換が行われ、時間的に連続した映像信号に変換され
る。この映像信号は、ディジタイザ2におけるサンプラ
によって1画面あたり数百側平方の画素に標本化され、
さらに図示せざるA/D変換器によって各画素に入射さ
れた光強度が、その強度に対応した濃度として例えば数
百階調に量子化される。
このように、画像はディジタイザ2を介してディジタル
化され、画素の位置を示す座標とその座標における濃度
の情報として画像メモリ3に入力されて記憶される。記
憶された画像の情報は、画像メモリ3から計算機(CP
U)4に入力され、物体の認識などの各種処理が行わ
れる。ここで、処理結果として画像が得られた場合には
、その画像は画像メモリ3に入力・記憶される。
化され、画素の位置を示す座標とその座標における濃度
の情報として画像メモリ3に入力されて記憶される。記
憶された画像の情報は、画像メモリ3から計算機(CP
U)4に入力され、物体の認識などの各種処理が行わ
れる。ここで、処理結果として画像が得られた場合には
、その画像は画像メモリ3に入力・記憶される。
上述したように、画像は縦、横数百個に分割されること
から総画素数は敵方側から数十石側にもなる。このため
、画像を処理するためには、膨大な量のデータを取り扱
わなければならない。そこで、ソフトウェアによる処理
ではなく、ハードウェアによる全画素−括処理を用いる
ことによって処理の高速化が図られている。
から総画素数は敵方側から数十石側にもなる。このため
、画像を処理するためには、膨大な量のデータを取り扱
わなければならない。そこで、ソフトウェアによる処理
ではなく、ハードウェアによる全画素−括処理を用いる
ことによって処理の高速化が図られている。
現在、一般の画像処理装置においては、2値化処理、3
×3画素のオペレータによる積和演算処理など濃度に関
する処理については大部分のものがハードウェア化され
ており、高速な処理が可能である。しかし、幾何学的な
変換については線形な座標変換、すなわちシフト処理、
拡大・縮小処理2回転処理などのみであり、非線形な変
換を行えるハードウェアはない。
×3画素のオペレータによる積和演算処理など濃度に関
する処理については大部分のものがハードウェア化され
ており、高速な処理が可能である。しかし、幾何学的な
変換については線形な座標変換、すなわちシフト処理、
拡大・縮小処理2回転処理などのみであり、非線形な変
換を行えるハードウェアはない。
そして、非線形な座標変換の一例に画像歪の補正がある
。画像歪とは、撮像面に結像した画像がレンズの収差な
どによって歪んでしまうことである。従って、画像を用
いて高精度な計測や認識を行う場合には、撮像するたび
にこの歪の補正を行う必要がある。従来は、歪の補正は
処理時間が長くてもあまり問題にならないが、高精度な
画像が必要な場合、例えばりモートセンシングなどにお
いて行われる程度であった。
。画像歪とは、撮像面に結像した画像がレンズの収差な
どによって歪んでしまうことである。従って、画像を用
いて高精度な計測や認識を行う場合には、撮像するたび
にこの歪の補正を行う必要がある。従来は、歪の補正は
処理時間が長くてもあまり問題にならないが、高精度な
画像が必要な場合、例えばりモートセンシングなどにお
いて行われる程度であった。
次に、従来の画像の座標変換方法について説明する。(
画像処理ハンドブック編集委員会線9画像処理ハンドブ
ック、昭晃堂* pp、 273〜274゜1つ1つの
画素はある大きさを有しているので、画素の位置を示す
座標として、画素の中心位置の座標を用いることとし、
この座標を標本点と呼び、添字、を用いて示すこととす
る。また、TVカメラなどで得られる画像は通常2次元
なので、画像は2次元に並んだ画素によって構成されて
いるものとする。
画像処理ハンドブック編集委員会線9画像処理ハンドブ
ック、昭晃堂* pp、 273〜274゜1つ1つの
画素はある大きさを有しているので、画素の位置を示す
座標として、画素の中心位置の座標を用いることとし、
この座標を標本点と呼び、添字、を用いて示すこととす
る。また、TVカメラなどで得られる画像は通常2次元
なので、画像は2次元に並んだ画素によって構成されて
いるものとする。
座標変換前の画像における画像の座標を(upv )
+座標変換後の画像における画像の座標を(Xsvys
)とし、さらに直交する2方向の座標変換式をhu、h
、とすると、(Xsy ys)と(u、v)との関係は
。
+座標変換後の画像における画像の座標を(Xsvys
)とし、さらに直交する2方向の座標変換式をhu、h
、とすると、(Xsy ys)と(u、v)との関係は
。
u = hu CX5t 3’s)
(1)v=hv (xst ys)
(2)と表せる。
(1)v=hv (xst ys)
(2)と表せる。
したがって、座標(u、■)を有する画素の濃度を、座
標(xst ys)を有する画素の濃度として記憶して
いくことにより画像の座標変換が行える。
標(xst ys)を有する画素の濃度として記憶して
いくことにより画像の座標変換が行える。
一般には、座標(x、、ys)が標本点であったとして
も、式(1)、 (2)から算出される座標(u、v)
”(hu (Xsw yt)y hv (Xsv 3’
s))は標本点には一致せずに画素と画素の間になる。
も、式(1)、 (2)から算出される座標(u、v)
”(hu (Xsw yt)y hv (Xsv 3’
s))は標本点には一致せずに画素と画素の間になる。
そのため、通常は座標(hu (Xsy 3’s)t
hv (Xsy ys))に最も近い画素の座標を(u
、、vs)としている。この方法は最近隣内挿と呼ばれ
ている。
hv (Xsy ys))に最も近い画素の座標を(u
、、vs)としている。この方法は最近隣内挿と呼ばれ
ている。
上述した従来の画像の座標変換方法をフローチャートで
示すと第17図となる。これは大別して座標変換量記憶
用画像の作成(1)と画像の座標変換(II)とからな
る。まず(1)は、画像を特定方向に座標変換した後の
各画素の座標から、これに対応する座標変換前画像の画
素の座標を算出し、該座標変換後の画素の座標から算出
された座標変換前の画素の座標を減じて得た差を、座標
変換後画像の各画素における濃度として記憶して座標変
換量記憶用画像Hを作成する第1工程である。
示すと第17図となる。これは大別して座標変換量記憶
用画像の作成(1)と画像の座標変換(II)とからな
る。まず(1)は、画像を特定方向に座標変換した後の
各画素の座標から、これに対応する座標変換前画像の画
素の座標を算出し、該座標変換後の画素の座標から算出
された座標変換前の画素の座標を減じて得た差を、座標
変換後画像の各画素における濃度として記憶して座標変
換量記憶用画像Hを作成する第1工程である。
次にこの作成された座標変換量記憶用画像Hを用いて(
■)の画像の座標変換を行う工程を行なう。
■)の画像の座標変換を行う工程を行なう。
第1工程で作成した座標変換量記憶用画像Hから濃度n
を有する画素群を抽出してマスク画像M1を作成する第
2工程と、 該マスク画像M□を座標変換方向に−n画像シフトして
シフト後マスク画像M2を作成する第3工程と、 座標変換前側aG、から該シフト後マスク画像M2に対
応する領域のみを残して部分座標変換前画像G2を作成
する第4工程と、 該部分座標変換前画像G2を座標変換方向にn画素シフ
トして部分座標変換後画像G3を作成する第5工程と。
を有する画素群を抽出してマスク画像M1を作成する第
2工程と、 該マスク画像M□を座標変換方向に−n画像シフトして
シフト後マスク画像M2を作成する第3工程と、 座標変換前側aG、から該シフト後マスク画像M2に対
応する領域のみを残して部分座標変換前画像G2を作成
する第4工程と、 該部分座標変換前画像G2を座標変換方向にn画素シフ
トして部分座標変換後画像G3を作成する第5工程と。
座標変換量記憶用画像Hの全ての濃度について、第2工
程から第5工程までを繰り返しながら前記部分座標変換
後画像G、を加算していく第6エ程とで構成されている
。
程から第5工程までを繰り返しながら前記部分座標変換
後画像G、を加算していく第6エ程とで構成されている
。
以下、上述した(1)における特定方向に対する画像の
座標変換、この特定方向とそれに直交する方向を組み合
せた2方向の画像の座標変換の順に、各工程について詳
しく説明する。
座標変換、この特定方向とそれに直交する方向を組み合
せた2方向の画像の座標変換の順に、各工程について詳
しく説明する。
(A)特定方向の画像の座標変換
(A−1)座標変換量記憶用画像Hの作成ここでは、特
定方向としてX軸方向に考える。
定方向としてX軸方向に考える。
座標(Xs+ys)を有する画素がら座標(us+ y
s)を有する画素への座標変換は、x、とU、との差d
u (X、* ys)を用いれば、 us”Xs du (Xsv ys)
(3)と見ることもできる。このdu (XS# ys
)は、式(1)が与えられていれば全てのCX5p y
s)について du (Xsy ys)= Xs−us
(4)により予め計算できる。ただし、前述したよ
うに。
s)を有する画素への座標変換は、x、とU、との差d
u (X、* ys)を用いれば、 us”Xs du (Xsv ys)
(3)と見ることもできる。このdu (XS# ys
)は、式(1)が与えられていれば全てのCX5p y
s)について du (Xsy ys)= Xs−us
(4)により予め計算できる。ただし、前述したよ
うに。
式(3)より算出した結果は一般に標本点の座標に一致
しないため、算出された座標に最も近い標本点の座標を
用いることとする。
しないため、算出された座標に最も近い標本点の座標を
用いることとする。
さて、式(4)は座標(us、ys)を有する画素の濃
度を、特定方向にdu (Xsv ”is)だけシフト
した座標にある画素の濃度として記憶することによって
、画像の座標変換が行えることを示している。
度を、特定方向にdu (Xsv ”is)だけシフト
した座標にある画素の濃度として記憶することによって
、画像の座標変換が行えることを示している。
このdu(x、、ys)の値を、座標変換量記憶用画像
H中の座標(Xsyys)を有する画素における濃度と
して記憶する。この処理を、座標変換後の全ての画素に
ついて行うことにより、座標変換量記憶用画像Hを作成
する。
H中の座標(Xsyys)を有する画素における濃度と
して記憶する。この処理を、座標変換後の全ての画素に
ついて行うことにより、座標変換量記憶用画像Hを作成
する。
次に、具体例を用いて、座標変換量記憶用画像Hの作成
方法について説明する。du(Xty)はどのような関
数であっても良いが、ここでは、du(xt y)=n
int (aulx−xo l(y yo)2)
(5)と表されているものとする。ただし、n i
n t (z)は2を四捨五入して整数値にすること
を示すものとする。式(5)は、水平方向の画像歪を放
物線に近似した場合の例である。式(5)において、a
、、。
方法について説明する。du(Xty)はどのような関
数であっても良いが、ここでは、du(xt y)=n
int (aulx−xo l(y yo)2)
(5)と表されているものとする。ただし、n i
n t (z)は2を四捨五入して整数値にすること
を示すものとする。式(5)は、水平方向の画像歪を放
物線に近似した場合の例である。式(5)において、a
、、。
Xoy yoは定数であり、この座標の画素には歪がな
い。
い。
今、au=0.03. Xo”l t yo”lとして
du(x。
du(x。
y)の値を計算した結果を第2図に示す。各画素の整数
値がそこでのd、(xs y)の量を示している。
値がそこでのd、(xs y)の量を示している。
(A−2)画像の座標変換上程
本工程(■)は、第2工程から第6エ程までに対応して
おり、これらの工程を、座標変換量記憶用画像Hに記憶
されている全ての濃度に対して実施する。次に、それぞ
れの工程について説明する。
おり、これらの工程を、座標変換量記憶用画像Hに記憶
されている全ての濃度に対して実施する。次に、それぞ
れの工程について説明する。
第2工程は、座標変換量が同一である。すなわち座標変
換量記憶用画像Hにおいて濃度が等しい画素群を抽出す
る工程である。その抽出方法には、例えば、濃度nを有
する画素の値が1、それ以外の濃度を有する画素は0で
あるような2値画像を作成するというものがある。第2
図に示した座標変換量記憶用画像Hから、例えば濃度n
が1である画素群の濃度を2値化処理により1とし、そ
れ以外の濃度を有する画素の濃度をOとしてマスク画像
M1を作成した結果を第3図に示す。
換量記憶用画像Hにおいて濃度が等しい画素群を抽出す
る工程である。その抽出方法には、例えば、濃度nを有
する画素の値が1、それ以外の濃度を有する画素は0で
あるような2値画像を作成するというものがある。第2
図に示した座標変換量記憶用画像Hから、例えば濃度n
が1である画素群の濃度を2値化処理により1とし、そ
れ以外の濃度を有する画素の濃度をOとしてマスク画像
M1を作成した結果を第3図に示す。
第3工程は、第2工程で作成したマスク画像M工を座標
変換方向に−n画素シフ“トしてシフト後マスク画像M
2を作成する工程である。ここではn==1を考えてい
るので、第3図に示したマスク画像M1からシフト後マ
スク画*M、を作成するには第3図を左へ1画素シフト
すればよく、第4図のようになる。
変換方向に−n画素シフ“トしてシフト後マスク画像M
2を作成する工程である。ここではn==1を考えてい
るので、第3図に示したマスク画像M1からシフト後マ
スク画*M、を作成するには第3図を左へ1画素シフト
すればよく、第4図のようになる。
第4工程は、第3工程で作成したシフト後マスり画素M
2と座標変換前画像G1との積を部分座標変換前画像G
2として記憶する工程である。ここで第5図に示すよう
な座標変換前画像G1を考える。第4図に示したシフト
後マスク画像M2と第5図に示した座標変換前画像G□
との積を求めると第6図に示すようになる。
2と座標変換前画像G1との積を部分座標変換前画像G
2として記憶する工程である。ここで第5図に示すよう
な座標変換前画像G1を考える。第4図に示したシフト
後マスク画像M2と第5図に示した座標変換前画像G□
との積を求めると第6図に示すようになる。
第5工程は、第4工程で作成した第6図の部分座標変換
前画像G2を座標変換方向にn画素シフトして、本例で
は右へ1画素シフトして第7図に示す部分座標変換複画
像G3をを作成する。
前画像G2を座標変換方向にn画素シフトして、本例で
は右へ1画素シフトして第7図に示す部分座標変換複画
像G3をを作成する。
第6エ程は、座標変換量記憶用画像Hに記憶されている
全ての濃度について、第2工程から第5工程までを繰り
返しながら部分座標変換複画像G3を順次加算していく
工程である。全ての濃度について部分座標変換複画像G
、の加算が終了すると、特定方向に対する画像の座標変
換が完了し、加算して得られた画像が座標変換複画像F
になっている。この画像Fを第8図に示す。
全ての濃度について、第2工程から第5工程までを繰り
返しながら部分座標変換複画像G3を順次加算していく
工程である。全ての濃度について部分座標変換複画像G
、の加算が終了すると、特定方向に対する画像の座標変
換が完了し、加算して得られた画像が座標変換複画像F
になっている。この画像Fを第8図に示す。
(B)2方向の画像の座標変換
(B−1)座標変換量記憶用画像の作成2方向の画像の
座標変換は、第1方向に関して上記(A)で述べた特定
方向の画像の座標変換を行い、その結果得られた第1方
向座標変換後画像を第2方向に関して再び(A)で述べ
た特定方向の画像の座標変換を行うものである。
座標変換は、第1方向に関して上記(A)で述べた特定
方向の画像の座標変換を行い、その結果得られた第1方
向座標変換後画像を第2方向に関して再び(A)で述べ
た特定方向の画像の座標変換を行うものである。
すなわち、第9図に示すように、第1方向をyまたはV
軸方向、第2方向をXまたはU軸方向とすれば、まず、
(ア)の座標(u 5 HV S )にある画素を座標
(us+ ys)の画素へ座標変換(イ)し、次に座標
(us、ys)に座標変換された画像を座標(X、。
軸方向、第2方向をXまたはU軸方向とすれば、まず、
(ア)の座標(u 5 HV S )にある画素を座標
(us+ ys)の画素へ座標変換(イ)し、次に座標
(us、ys)に座標変換された画像を座標(X、。
ys)の画素へ座標変換(つ)するというものである。
したがって、座標変換量記憶用画像Hとして、第1方向
用の座標変換量記憶用画像H□と第2方向用の座標変換
量記憶用画像H2の2枚が必要となる。
用の座標変換量記憶用画像H□と第2方向用の座標変換
量記憶用画像H2の2枚が必要となる。
さて、第1方向において、座標(Xs+ ys)を有す
る画素から座標(u、、vs)を有する画素への座標変
換は、y、と■、との差dw(xst ys)を用いれ
ば、式(3)と同様に、 Vs=ys dv (Xsy ys)
(6)と表せる。
る画素から座標(u、、vs)を有する画素への座標変
換は、y、と■、との差dw(xst ys)を用いれ
ば、式(3)と同様に、 Vs=ys dv (Xsy ys)
(6)と表せる。
一方、第2方向については、式(3)によ’J u s
カ求められる。従って、式(3)、 (6)を用いて
、2方向について座標変換した後の画素の座標(X、。
カ求められる。従って、式(3)、 (6)を用いて
、2方向について座標変換した後の画素の座標(X、。
ys)からこれに対応する座標変換前の画素の座標(u
itVs)を算出し、第1方向座標変換量記憶用画像H
□の座4i[uS、 ys)にある画素ニd v (x
s 5ys)の値に等しい濃度を記憶し、第2方向座
標変換量記憶用画像H2の座標(Xsy ys)にある
画素du CX5s 3’s)の値に等しい濃度を記憶
する。この処理を、座標変換複画像の全ての画素につい
て行うことにより、第1方向座標変換量記憶用画像H1
,第2方向座標変換量記憶用画像H2を作成する。
itVs)を算出し、第1方向座標変換量記憶用画像H
□の座4i[uS、 ys)にある画素ニd v (x
s 5ys)の値に等しい濃度を記憶し、第2方向座
標変換量記憶用画像H2の座標(Xsy ys)にある
画素du CX5s 3’s)の値に等しい濃度を記憶
する。この処理を、座標変換複画像の全ての画素につい
て行うことにより、第1方向座標変換量記憶用画像H1
,第2方向座標変換量記憶用画像H2を作成する。
ここで、第1方向のdv (Xsy ys)として式(
5)と対応して鉛直方向の画像歪を放物線に近似したも
の、すなわち d、 (xt y)=nint (a、 (x−Xo)
z Iy 3’o I) (7)を例に用いること
とし、第2方向については前述の例をそのまま用いるこ
ととする。a v=0.02として、第1方向座標変換
量記憶用画像H□を作成した結果を第10図に示す。一
方、第2方向座標変換量記憶用画像H2は第2図に示し
たものである。
5)と対応して鉛直方向の画像歪を放物線に近似したも
の、すなわち d、 (xt y)=nint (a、 (x−Xo)
z Iy 3’o I) (7)を例に用いること
とし、第2方向については前述の例をそのまま用いるこ
ととする。a v=0.02として、第1方向座標変換
量記憶用画像H□を作成した結果を第10図に示す。一
方、第2方向座標変換量記憶用画像H2は第2図に示し
たものである。
今、座標(xstyi)が(5,5)である画素を例に
とって、作成過程を具体的に示す。x、=5゜y、=5
を式(5)、 (7)に代入することによって、d、(
5,5)=2.dv(5,5)=1が得られる。
とって、作成過程を具体的に示す。x、=5゜y、=5
を式(5)、 (7)に代入することによって、d、(
5,5)=2.dv(5,5)=1が得られる。
よって、式(3)、 (6)より求められる画素の座標
(use vs)は、(3,4)となる。したがって、
第1方向座標変換量記憶用画像H□の座標(us、ys
)=(3,5)にある画素に濃度1 (=d、(5,5
))を記憶する。一方、第2方向座標変換量記憶用画像
H2の座標(Xs v ys ) = (5v 5 )
にある画素に濃度2 (=d、(5,5))を記憶する
。
(use vs)は、(3,4)となる。したがって、
第1方向座標変換量記憶用画像H□の座標(us、ys
)=(3,5)にある画素に濃度1 (=d、(5,5
))を記憶する。一方、第2方向座標変換量記憶用画像
H2の座標(Xs v ys ) = (5v 5 )
にある画素に濃度2 (=d、(5,5))を記憶する
。
このようにして全画素について処理していくと、第2方
向座標変換量記憶用画像工(2,第1方向座標変換量記
憶用画像H□としてそれぞれ第2図。
向座標変換量記憶用画像工(2,第1方向座標変換量記
憶用画像H□としてそれぞれ第2図。
第10図に示した画像が得られる。第10図の斜線で示
した画素は、対応する座標変換後の画素がない、すなわ
ち第11図に示した座標変換前画像G1の外側にある画
素に対応するので、第10図の斜線の画素の濃度は不定
であり、この画素については何も処理しないことを示す
濃度を記憶しておけばよい。
した画素は、対応する座標変換後の画素がない、すなわ
ち第11図に示した座標変換前画像G1の外側にある画
素に対応するので、第10図の斜線の画素の濃度は不定
であり、この画素については何も処理しないことを示す
濃度を記憶しておけばよい。
(B−2)画像の座標変換工程
第1方向座標変換量記憶用画像H□を用いて、第1方向
について(A)の特定方向の画像の座標変換を行う。そ
の結果得られた第1方向座標変換後画像に対し、第2方
向座標変換量記憶用画像H2を用いて第2方向について
再び(A)の特定方向の画像の座標変換を行う。第11
図に示した座標変換前画像G1に対して、第10図に示
した第1方向座標変換量記憶用画像H□を用いて座標変
換を行った結果を第12図に示す。
について(A)の特定方向の画像の座標変換を行う。そ
の結果得られた第1方向座標変換後画像に対し、第2方
向座標変換量記憶用画像H2を用いて第2方向について
再び(A)の特定方向の画像の座標変換を行う。第11
図に示した座標変換前画像G1に対して、第10図に示
した第1方向座標変換量記憶用画像H□を用いて座標変
換を行った結果を第12図に示す。
さらに、第12図に対して第2図に示した第2方向座標
変換量記憶用画像H2を用いて座標変換を行った結果を
第13図に示す。このように特定方向の画像の座標変換
を連続的に2回行うことによって、2方向の画像の座標
変換が行われる。
変換量記憶用画像H2を用いて座標変換を行った結果を
第13図に示す。このように特定方向の画像の座標変換
を連続的に2回行うことによって、2方向の画像の座標
変換が行われる。
上述のような従来の方法を用いて画像の座標変換を行う
ためには、第2工程において2値化処理、第3工程にお
いてシフト処理、第4工程において画像間の積を求める
乗算処理、すなわち2つの画像間で同じ座標にある画像
どうしで濃度の積を求める処理、第5工程においてシフ
ト処理、第6エ程において画像間の和を求める加算処理
、すなわち2つの画像間で同じ座標にある画像どうしで
濃度の和を求める処理を行う必要がある。
ためには、第2工程において2値化処理、第3工程にお
いてシフト処理、第4工程において画像間の積を求める
乗算処理、すなわち2つの画像間で同じ座標にある画像
どうしで濃度の積を求める処理、第5工程においてシフ
ト処理、第6エ程において画像間の和を求める加算処理
、すなわち2つの画像間で同じ座標にある画像どうしで
濃度の和を求める処理を行う必要がある。
このため、各工程において画像処理ハードウェアを1回
ずつ動作させなければならず、座標変換量記憶用画像H
に記憶されている1種類の濃度に対して、5回の動作が
必要となる。したがって。
ずつ動作させなければならず、座標変換量記憶用画像H
に記憶されている1種類の濃度に対して、5回の動作が
必要となる。したがって。
座標変換量記憶用画像Hにm種類の濃度が記憶されてお
り1画像処理ハードウェアを1回動作させるのにt秒か
かるとすると、全処理時間として5mし秒必要となる。
り1画像処理ハードウェアを1回動作させるのにt秒か
かるとすると、全処理時間として5mし秒必要となる。
(発明の目的)
本発明は、TVカメラなどを用いて計算機に入力した画
像に対して、画像の座標変換に要する全処理時間を従来
より高速に行う方法を提供することを目的とするもので
ある。
像に対して、画像の座標変換に要する全処理時間を従来
より高速に行う方法を提供することを目的とするもので
ある。
(発明の構成)
(発明の特徴と従来技術との差異)
本発明は、ディジタル化した画像データに対して、画像
のシフト処理、画像間の加減乗算処理および3階調以上
の値からなる濃淡画像の2値化処理ができる画像演算器
を備えている計算機を用いたディジタル画像処理であっ
て、 (a)画像を特定方向に座標変換後の各画素の座標から
、これに対応する座標変換前画像の画素の座標を算出し
、該座標変換後の画素の座標から算出された座標変換前
の画素の座標を減じて得た差を、座標変換前画像の各画
素における濃度として記憶して座標変換量記憶用画像H
を作成する第1工程と、 (b)第1工程で作成した座標変換量記憶用画像Hから
、濃度nを有する画素群を抽出してマスク画像M1を作
成する第2工程と、 (c)座標変換前画碌G工を座標変換方向にn画素シフ
トしてシフト後画像G4を作成する第3工程と。
のシフト処理、画像間の加減乗算処理および3階調以上
の値からなる濃淡画像の2値化処理ができる画像演算器
を備えている計算機を用いたディジタル画像処理であっ
て、 (a)画像を特定方向に座標変換後の各画素の座標から
、これに対応する座標変換前画像の画素の座標を算出し
、該座標変換後の画素の座標から算出された座標変換前
の画素の座標を減じて得た差を、座標変換前画像の各画
素における濃度として記憶して座標変換量記憶用画像H
を作成する第1工程と、 (b)第1工程で作成した座標変換量記憶用画像Hから
、濃度nを有する画素群を抽出してマスク画像M1を作
成する第2工程と、 (c)座標変換前画碌G工を座標変換方向にn画素シフ
トしてシフト後画像G4を作成する第3工程と。
(d)該シフト後画像G4から前記マスク画像M□に対
応する領域のみを残して部分座標変換後画像G、を作成
する第4工程と、 (e)座標変換量記憶用画像Hの全ての濃度について、
第2工程から第4工程までを繰り返しながら前記部分座
標変換後画像G、を加算していく第5工程と から成ることを特徴とする。
応する領域のみを残して部分座標変換後画像G、を作成
する第4工程と、 (e)座標変換量記憶用画像Hの全ての濃度について、
第2工程から第4工程までを繰り返しながら前記部分座
標変換後画像G、を加算していく第5工程と から成ることを特徴とする。
本発明は画像処理ハードウェアの動作回数を低減させる
ことによりその処理方法を効率化した。
ことによりその処理方法を効率化した。
すなわち、従来の方法では座標変換量記憶用画像Hに記
憶されている1種類の濃度に対して5回の動作が必要で
あったところを、4回の動作で済ませることができる点
が従来の技術とは異なる、(実施例) 本発明による特定方向に対する画像の座標変換方法をフ
ローチャートで示すと第1図のとおりである。本発明は
座標変換量記憶用画像を作成する工程(1)と、作成さ
れた座標変換量記憶用画像を用いて画像の座標変換を行
う工程(II)とに大別できる。前者(1)の第1工程
は従来の方法と同じであるが、後者(n)の第2〜5工
程が従来とその処理工程数を異にする。以下、特定方向
に対する画像の座標変換、特定方向とそれに直交する方
向を組み合せた2方向の画像の座標変換の順に、従来の
技術の説明で用いた具体例を使って実施例を説明する。
憶されている1種類の濃度に対して5回の動作が必要で
あったところを、4回の動作で済ませることができる点
が従来の技術とは異なる、(実施例) 本発明による特定方向に対する画像の座標変換方法をフ
ローチャートで示すと第1図のとおりである。本発明は
座標変換量記憶用画像を作成する工程(1)と、作成さ
れた座標変換量記憶用画像を用いて画像の座標変換を行
う工程(II)とに大別できる。前者(1)の第1工程
は従来の方法と同じであるが、後者(n)の第2〜5工
程が従来とその処理工程数を異にする。以下、特定方向
に対する画像の座標変換、特定方向とそれに直交する方
向を組み合せた2方向の画像の座標変換の順に、従来の
技術の説明で用いた具体例を使って実施例を説明する。
(C)特定方向の画像の座標変換
(C−1)座標変換量記憶用画像の作成本工程は、本発
明の第1工程である。ここでは、特定方向としてX軸方
向を考える。例えば座標変換前後の画素の対応関係を示
す座標変換式を用いて、画像を特定方向に座標変換した
後の画素の座標(Xs+3’s)に対応する座標変換前
の画素の座標(use ys)を算出する。そして、特
定方向すなわちX軸方向について座標変換した後の画素
の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減じて
得た差X、−u、を、座標変換機画像の各画素における
濃度として記憶して座標変換量記憶用画像Hを作成する
0本工程は前述の従来の技術における第1工程と同様で
あり、第2図に示した座標変換量記憶用画像Hが作成さ
れる。
明の第1工程である。ここでは、特定方向としてX軸方
向を考える。例えば座標変換前後の画素の対応関係を示
す座標変換式を用いて、画像を特定方向に座標変換した
後の画素の座標(Xs+3’s)に対応する座標変換前
の画素の座標(use ys)を算出する。そして、特
定方向すなわちX軸方向について座標変換した後の画素
の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減じて
得た差X、−u、を、座標変換機画像の各画素における
濃度として記憶して座標変換量記憶用画像Hを作成する
0本工程は前述の従来の技術における第1工程と同様で
あり、第2図に示した座標変換量記憶用画像Hが作成さ
れる。
(C−2)画像の座標変換工程
本工程は1本発明の第2工程から第5工程に対応してお
り、これらの工程を、座標変換量記憶用画像I(に記憶
されている全ての濃度に対して実施する。次に、それぞ
れの工程について説明する。
り、これらの工程を、座標変換量記憶用画像I(に記憶
されている全ての濃度に対して実施する。次に、それぞ
れの工程について説明する。
第2工程は、座標変換量記憶用画像Hから濃度が等しい
画素群を抽出してマスク画像M0を作成する工程である
。この第2工程は、具体的には次のようにして行う。座
標変換量記憶用画像■(から2値化処理を用いて濃度が
等しい画素群を抽出し。
画素群を抽出してマスク画像M0を作成する工程である
。この第2工程は、具体的には次のようにして行う。座
標変換量記憶用画像■(から2値化処理を用いて濃度が
等しい画素群を抽出し。
マスク画像M工として、濃度nを有する画素の値が1、
それ以外の濃度を有する画素は0であるような2値画像
を作成する。この結果、第3図に示したマスク画像M□
が作成される。
それ以外の濃度を有する画素は0であるような2値画像
を作成する。この結果、第3図に示したマスク画像M□
が作成される。
第3工程は、座標変換前画像G1を座標変換方向にn画
素シフトしてシフト後画像G、を作成する工程である。
素シフトしてシフト後画像G、を作成する工程である。
今、n = 1を考えれば、第5図の座標変換前画像G
4からシフト後画像a 4 (第14図)、を作成する
ためには、第5図を右へ1画素シフトすればよい。
4からシフト後画像a 4 (第14図)、を作成する
ためには、第5図を右へ1画素シフトすればよい。
第4工程は、第3工程で作成したシフト後画像G4から
第2工程で作成したマスク画像M□に対応する領域のみ
を残して部分座標変換後画像G、を作成する工程である
。この第4工程は、具体的には次のようにして行う。シ
フト後画像a 4 (第14図)とマスク画像M 1(
第3図)との積を求め、この結果を部分座標変換後画像
G5(第15図)として記憶する。すなわち、シフト後
画像G4とマスク画像M工とにおいて同じ座標にある画
素どうしでそこに記憶されている濃度の積を求め、この
結果を部分座標変換後画像G5として記憶するというも
のである。
第2工程で作成したマスク画像M□に対応する領域のみ
を残して部分座標変換後画像G、を作成する工程である
。この第4工程は、具体的には次のようにして行う。シ
フト後画像a 4 (第14図)とマスク画像M 1(
第3図)との積を求め、この結果を部分座標変換後画像
G5(第15図)として記憶する。すなわち、シフト後
画像G4とマスク画像M工とにおいて同じ座標にある画
素どうしでそこに記憶されている濃度の積を求め、この
結果を部分座標変換後画像G5として記憶するというも
のである。
第15図に示す部分座標変換後画像G5では、マスク画
像M□において濃度が1の画素と同じ座標にある画素は
シフト後画像G 4 (第14図)の濃度と等しく、マ
スク画像M□(第3図)で濃度がOの画素は濃度がOと
なっている。ここで、本第4工程で作成した第15図に
示す部分座標変換後画像G5は、従来の方法の第5工程
において作成された第7図に示す部分座標変換後画像G
3と同じ画像が工程数1つ節減して得られる。
像M□において濃度が1の画素と同じ座標にある画素は
シフト後画像G 4 (第14図)の濃度と等しく、マ
スク画像M□(第3図)で濃度がOの画素は濃度がOと
なっている。ここで、本第4工程で作成した第15図に
示す部分座標変換後画像G5は、従来の方法の第5工程
において作成された第7図に示す部分座標変換後画像G
3と同じ画像が工程数1つ節減して得られる。
第5工程は、座標変換量記憶用画像Hに記憶されている
全ての濃度について、第2工程がら第4工程までを繰り
返しながら部分座標変換後画像G、を順次加算していく
工程である。全ての濃度について部分座標変換後画像G
5の加算が終了すると、特定方向に対する画像の座標変
換が完了し、加算して得られた画像が第8図に示した座
標変換機画像Fになる。
全ての濃度について、第2工程がら第4工程までを繰り
返しながら部分座標変換後画像G、を順次加算していく
工程である。全ての濃度について部分座標変換後画像G
5の加算が終了すると、特定方向に対する画像の座標変
換が完了し、加算して得られた画像が第8図に示した座
標変換機画像Fになる。
(D)2方向の画像の座標変換
(D−1)座m変換量記憶用画像の作成例えば座標変換
前後の画素の対応関係を示す座標変換式を用いて、2方
向について座標変換した後の画素の座標(Xs+ ys
)に対応する座標変換前の画素の座標(u、、vs)を
算出する。そして、第1方向について座標変換した後の
画素の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減
じて得た差x、−u、を第1方向座標変換量記憶用画像
H1の座標(us+ ys)にある画素の濃度として記
憶し、同様に、第2方向について座標変換した後の画素
の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減じて
得た差’j s −V sを第2方向座標変換量記憶用
画像H2の座標(Xs+3/s)にある画素の濃度とし
て記憶する。
前後の画素の対応関係を示す座標変換式を用いて、2方
向について座標変換した後の画素の座標(Xs+ ys
)に対応する座標変換前の画素の座標(u、、vs)を
算出する。そして、第1方向について座標変換した後の
画素の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減
じて得た差x、−u、を第1方向座標変換量記憶用画像
H1の座標(us+ ys)にある画素の濃度として記
憶し、同様に、第2方向について座標変換した後の画素
の座標から算出された座標変換前の画素の座標を減じて
得た差’j s −V sを第2方向座標変換量記憶用
画像H2の座標(Xs+3/s)にある画素の濃度とし
て記憶する。
この処理を座標変換複画像の全ての画素について行うこ
とにより、第1方向座標変換量記憶用画像HL、第2方
向座標変換量記憶用画像H2を作成する。本工程は、前
述の従来の技術と同様であり、第10図、第2図に夫々
示した第1方向、第2方向座標変換量記憶用画像H工、
H2が作成される。
とにより、第1方向座標変換量記憶用画像HL、第2方
向座標変換量記憶用画像H2を作成する。本工程は、前
述の従来の技術と同様であり、第10図、第2図に夫々
示した第1方向、第2方向座標変換量記憶用画像H工、
H2が作成される。
(D−2)画像の座標変換工程
第1方向座標変換量記憶用画像H1を用いて。
第1方向について(C)の特定方向の画像の座標変換を
行う。その結果得られた第1方向座標変換後画像に対し
、再び第2方向座標変換量記憶用画像II、を用いて第
2方向について(C)の特定方向の画像の座標変換を行
う。
行う。その結果得られた第1方向座標変換後画像に対し
、再び第2方向座標変換量記憶用画像II、を用いて第
2方向について(C)の特定方向の画像の座標変換を行
う。
このように、特定方向の画像の座標変換を連続的に2回
行うことによって、2方向の画像の座標変換を行う。第
1方向座標変換量記憶用画像H1を用いて座標変換を行
った結果は第12図に示したものと同じであり、第2方
向座標変換量記憶用画像1−(2を用いて座標変換を行
った結果も第13図に示だもので同じである。
行うことによって、2方向の画像の座標変換を行う。第
1方向座標変換量記憶用画像H1を用いて座標変換を行
った結果は第12図に示したものと同じであり、第2方
向座標変換量記憶用画像1−(2を用いて座標変換を行
った結果も第13図に示だもので同じである。
゛(発明の結果)
以上説明したように、従来の方法では画像の座標変換を
行うのに画像処理ハードウェアの動作回数が5回必要で
あったのに対し、本発明では4回の動作で行える。した
がって、前述したように座標変換量記憶用画像I]にm
種類の濃度が記憶されており画像処理ハードウェアを1
回動作させるのにt秒かかるとすると全処理時間は4m
t秒で済むので、画像処理ハードウェアを用いて高速化
した従来の座標変換方法をさらに約20%高速化するこ
とが可能であり、処理時間を一層短縮できる利点がある
。
行うのに画像処理ハードウェアの動作回数が5回必要で
あったのに対し、本発明では4回の動作で行える。した
がって、前述したように座標変換量記憶用画像I]にm
種類の濃度が記憶されており画像処理ハードウェアを1
回動作させるのにt秒かかるとすると全処理時間は4m
t秒で済むので、画像処理ハードウェアを用いて高速化
した従来の座標変換方法をさらに約20%高速化するこ
とが可能であり、処理時間を一層短縮できる利点がある
。
第1図は本発明方法のプロチャート、第2図ないし第1
5図は本発明方法および従来方法を説明するための図で
あり、第2図は座標変換量記憶用画像Hおよび第2方向
座標変換量記憶用画像H2、第3図はマスク画像Mい第
4図はシフト後マスク画像M2、第5図は座標変換前画
像G1、第6図は部分座標変換前画像G2、第7図は部
分座標変換機画像G3、第8図は座標変換複画像F、第
9図は特定方向の画像の座標変換を示す図、第1o@は
第1方向座標変換量記憶用画像H工、第11図は座標変
換前画像G1、第12図はHlを用いて座標変換を行な
った図、第13図はH2を用いて座標変換を行なった図
、第14図はシフト後画像Gい第15図は部分座標変換
機画像G5、第16図は従来の画像処理システムの構成
図、第17図は従来の座標変換方法のフロチャートであ
る。 1 ・・・TVカメラ、 2 ・・・ディジタイザ、3
・・・画像メモリ、 4 ・・・計算機(CPU)、
H・・・座標変換量記憶用画像、H□・・・第1方向
座標変換量記憶用画像、H2・・・第2方向座標変換量
記憶用画像、M工゛°マスク画像、M2・・・シフト後
マスク画像、G1・・・座標変換前画像、G2・・・部
分座標変換前画像、 G、・・・部分座標変換機画像、
G4・・・シフト後画像、 G5・・・部分座標変換
機画像、 F・・・座標変換複画像。 特許出願人 日本電信電話株式会社 へ へ 大 旨
5図は本発明方法および従来方法を説明するための図で
あり、第2図は座標変換量記憶用画像Hおよび第2方向
座標変換量記憶用画像H2、第3図はマスク画像Mい第
4図はシフト後マスク画像M2、第5図は座標変換前画
像G1、第6図は部分座標変換前画像G2、第7図は部
分座標変換機画像G3、第8図は座標変換複画像F、第
9図は特定方向の画像の座標変換を示す図、第1o@は
第1方向座標変換量記憶用画像H工、第11図は座標変
換前画像G1、第12図はHlを用いて座標変換を行な
った図、第13図はH2を用いて座標変換を行なった図
、第14図はシフト後画像Gい第15図は部分座標変換
機画像G5、第16図は従来の画像処理システムの構成
図、第17図は従来の座標変換方法のフロチャートであ
る。 1 ・・・TVカメラ、 2 ・・・ディジタイザ、3
・・・画像メモリ、 4 ・・・計算機(CPU)、
H・・・座標変換量記憶用画像、H□・・・第1方向
座標変換量記憶用画像、H2・・・第2方向座標変換量
記憶用画像、M工゛°マスク画像、M2・・・シフト後
マスク画像、G1・・・座標変換前画像、G2・・・部
分座標変換前画像、 G、・・・部分座標変換機画像、
G4・・・シフト後画像、 G5・・・部分座標変換
機画像、 F・・・座標変換複画像。 特許出願人 日本電信電話株式会社 へ へ 大 旨
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ディジタル化した画像データに対して、画像のシフト処
理、画像間の加減乗算処理および3階調以上の値からな
る濃淡画像の2値化処理ができる画像演算器を備えてい
る計算機を用いたディジタル画像処理であって、 (a)画像を特定方向に座標変換後の各画素の座標から
、これに対応する座標変換前画像の画素の座標を算出し
、該座標変換後の画素の座標から算出された座標変換前
の画素の座標を減じて得た差を、座標変換後画像の各画
素における濃度として記憶して座標変換量記憶用画像H
を作成する第1工程と、 (b)第1工程で作成した座標変換量記憶用画像Hから
、濃度nを有する画素群を抽出してマスク画像M_1を
作成する第2工程と、 (c)座標変換前画像G_1を座標変換方向にn画素シ
フトしてシフト後画像G_4を作成する第3工程と、 (d)該シフト後画像G_4から前記マスク画像M_1
に対応する領域のみを残して部分座標変換後画像G_5
を作成する第4工程と、 (e)座標変換量記憶用画像Hの全ての濃度について、
第2工程から第4工程までを繰り返しながら前記部分座
標変換後画像G_5を加算していく第5工程と から成ることを特徴とする画像の座標変換方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63044342A JPH01219961A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 画像の座標変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63044342A JPH01219961A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 画像の座標変換方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01219961A true JPH01219961A (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=12688840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63044342A Pending JPH01219961A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 画像の座標変換方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01219961A (ja) |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63044342A patent/JPH01219961A/ja active Pending
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