JPH03252778A

JPH03252778A - 表示画像の処理方法

Info

Publication number: JPH03252778A
Application number: JP2292242A
Authority: JP
Inventors: Willie Williamson; ウイリー・ウイリアムソン・ジュニア
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-01-05
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1991-11-12
Also published as: EP0439714B1; DE69019723D1; DE69019723T2; EP0439714A2; EP0439714A3

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。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ、産業上の利用分野この発明はラスター像の表示、特に、このような表示に
使用されるアンチエイリアシングアルゴリズムに関する
ものである。

Ｂ、従来の技術および課題］ンピュータ文書及びグラフィックスは、ラスター像を
用いて表示されるのが普通である。ラスター像はビクセ
ルとして知られる矩形の画素の矩形の配列である。ラス
ター像は、白黒或いは多色でＣＲＴモニタ上に表示され
つる。ラスター像はまた、プリンタ、プロッタその他の
表示装置上に文書やグラフィックスを表示するためにも
用いられる。

ラスター像を表示する際の一つの問題は折返しひずみの
問題である。折返しひずみは、垂直及び水平方向以外に
線やエツジが表示される時に、ぎざぎざ或いは階段状に
これらが見えることである。

この問題は、所定面積当りの画素数が少なく、各画素の
寸法が大きい場合により目立つ。表示装置の解像度を高
くすることにより、単位面積当りの画素数を増加させる
と、ラスター像の画質が改善される。

有効なアンチエイリアシングアルゴリズムの一つとして
エツジばかしがある。階段状に現れるななめ線または曲
線に沿って、通常は、２つの領域の異なる色の画素間に
急激な変化が現れる。この階段状現象は、一方の色の画
素が他方の色の画素にすぐ近くに隣接し、両者間に視認
できるぎざぎざの遷移を形成するために発生する。

しかしながら、境界ぼかしアルゴリズムでは、２つの領
域の色の値をそのエツジに沿って平均化し、階段状部分
の欠けている画素をこの中間の色で表示することか可能
である。その結果、エツジがぼかされ、或いはあいまい
とされ、両頭域の異なる色間の変化が平滑化される。し
かしながら、この提案には、表示装置が２つの領域の異
なる色の中間の色を表示する機能を備えなければならな
い欠点がある。

大型のグラフィックプリントアウトまたは表示を得るた
めにラスター像を拡大することが望まれることがある。

大型の表示またはプリントアウトは、通常は、元の画像
に比して画像を表示するためのより多くの画素を有する
。元のラスター像を拡大するための簡易な方法は、単に
元の画素を拡大して、これらを拡大画像の画素にマツピ
ングすることである。例えば、ズーム率が８の場合、元
の画像の各画素は、処理後の画像の（８Ｘ８）画素の正
方形になる。このように画素を単に拡大す、ると、元の
１画素に対応する正方形内の６４個の画素の各々が、単
に元の画素と同じ色の値を与えられるだけである。従っ
て、処理後の画像に非常に大きな画素を用いただけの外
観となり、かえって、元の画像の場合よりも階段状現象
が目立つことになる。また、大きな画素に中間色を用い
ることも問題を完全に解決することにならない。

そこで、ラスター像を拡大したり、元の画像よりも多数
の画素を有する処理後の画像に変換するのに適したアン
チエイリアシング方法が望まれている。また、画像の鮮
鋭さを保つために、元の画像の色のみを使えば良い方法
も望まれている。更に、実施するのに信頼性が高く簡単
であって、高速動作できるような方法が望まれている。

Ｃ１発明の概要および解決課題従って、この発明の一つの目的は、元のラスター像を拡
大画像のように元の像よりも多数の画素を含む処理後の
画像に変換するのに適したアンチエイリアシング方法を
提供することである。

この発明の他の目的は、中間色を生成せずに、元の画像
の色だけを利用した上記方法を提供することである。

この発明の更に他の目的は、容易に実施することができ
、動作が高速な上記方法を提供することである。

従って、この発明による方法は、元の画像よりも多数の
画素を有する処理後の画像の画素値を決定する方法とし
て、処理後の画像の新たな画素値を演算する技術を用い
ている。元の画像内の４個の画素の交点を中心とする矩
形領域が演算の基礎として用いられる。この矩形領域は
、隣接する元の画素の４を含み、８個の三角形領域に分
割される。三角形領域内の処理後の画像の全ての画素に
同一の色が割当てられ、この各三角形領域内の画素に割
当てられる色は、元の画像の隣り合う４個の画素の色の
関数である。

Ｄ、実施例第１図は、複数の画素からなるラスター像１０の一部を
示す。第１図の画素は、４つの行Ｒ１゜Ｒ２，Ｒ３及び
Ｒ４と、４つの列Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３及びＣ４とに分割さ
れている。各画素がそれらの座標で表され、従って、画
素１２が位置（Ｒ２゜Ｃ４）で、画素１４が位置（Ｒ４
，Ｃ２）で規定される。

第１図の画素は、斜線及び斜線を付さない２つの色で示
されている。この発明は、２個の色の画素のみを例にと
って以下に説明するか、３色以上の画像にも適用できる
ことは言うまでもない。

第２図は、第１図の左上のコーナの４個の隣接画素を示
し、簡略化のために第２図中では、画素の斜線を省略し
ている。ラスター像１０を拡大しようとする時に、処理
後の画像の画素の色を演算する方法は、矩形領域１６を
利用する。矩形領域１６は、第１図及び第２図に示すよ
うに、正方形の各画素と同じ形状を有する。この矩形領
域１６が４個の画素の交点１８を中心に位置している。

理解を容易にするためと、表示装置の種類によっては画
素同士が実際に、若干前れていることもあるので、第２
図では、４個の画素を僅かに離して示しである。矩形領
域１６が隣接する各画素の最も近い曇を含むと考えられ
る。

第３図は、矩形領域１６か分割されてなる論理領域１〜
８を示す。領域ｌ及び５は第２図の画素（Ｒ１，ＣＩ）
右下コーナに対応する。領域２及び６は画素（Ｒ１，Ｃ
２）の左下コーナに対応する。残りの領域は、同様に交
点１８に隣接する残りの画素に対応する。番号を付した
領域は、第４図を用いて説明するように、画素の色を割
当てる好ましい方法の詳細な説明の際に利用する。

第４図は、一つの矩形領域１６内の全ての画素に色を割
当てるのに必要とされる演算のフローチャートである。

処理後の配列内の全ての画素の色を決定するために、そ
の配列内の隣接する４個の画素の紐間の交点１８を中心
とする矩形領域１６について、第４図に概略的に示した
演算を行う。

従って、第４図の演算は、（ＮＸＭ）の配列の画素につ
いて（Ｎ−１）Ｘ　（Ｍ−１）に等しい回数だけ行われ
る。

第３図と関連して第４図を参照して説明すると、第１ス
テツプ３０で、領域１．　２．　３及び４内に位置する
画素に対して色を割当てる。第４図において、色（１）
２色（２）１色（３）及び色（４）は、夫々領域１゜２
．３及び４の色を表している。これらの領域内の画素は
、各領域が属する元の画素の色と同じ色が割当てられる
。従って、例えば第２図の矩形領域１６の場合、領域１
，３及び４には、斜線を付した色が割当てられ、一方、
領域２には斜線を付さない色が割当てられる。

次のステップは、ステップ３２の論理積比較を行うこと
である。領域１の色が領域２、領域３及び領域４の色と
夫々同じであれば、ＹＥＳのブランチが選択される。こ
の条件が成立する時には、元の４組の画素の全てが同一
色を有し、矩形領域１６の全体にこの色か割当てられる
。従って、ステップ３４で領域５．　６．　７及び８に
対して領域１と同一色が割当てられる。

若し、ステップ３２からＮｏのブランチが選択された場
合、ステップ３６に示す検査がなされる。

これは、領域１の色が領域４の色と同一であるか、並び
に領域２の色が領域３の色と同じであるか否かをみるた
めの比較である。若し、同じであれば、４個の元の画素
が２色から成る市松パターンを形成し、矩形領域１６に
含まれる領域内に何の変化も起こらない。検査３６の結
果がそのとおりであれば、ステップ３８に進み、内側の
三角形領域５゜６．７及び８に対して外側の三角形領域
１，２゜３及び４と同じ色が割当てられる。ステップ３
８が終了すると処理が完了する。

ステップ３６の結果がＮｏであれば、ステップ４０に進
む。ステップ４０ては、領域１の色が領域４の色と比較
され、若し、これらが同一色であればステップ４２に進
む。フローチャートのこの時点で、左上及び右下の画素
が同一の色であり、一方、左下及び右上の画素が異なる
色であることが分かる。このことは、左上及び右下の画
素によって線が描かれ、内側の全ての領域５．　６．　
７及び８に領域ｌと同じ色が与えられることを意味して
いる。

若し、ステップ４０の結果がＮＯであれば、ステップ４
２の検査がなされる。この検査は、ステップ４０で行わ
れるものと類似しているが、領域２及び３の色が同一で
あるか否かを発見するための検査である。若し、同色で
あれば、ステップ４６に進む。フローチャートのこの時
点で、領域２及び３が同じ色を有し、領域ｌ及び４が異
なる色を有することが分かる。従って、全ての内側領域
５、　６．　７及び８に領域２と同じ色が割当てられる
。

ステップ４４の結果がＮｏであれば、ステップ３８に進
む。上述のように、ステップ３８では各内側三角形領域
に、隣接する各外側三角形領域と同じ色が割当てられる
。ステップ３８に至ると、隣接する４個の画素に関して
３つの状態のうちの一つが生じたことが分かる。ステッ
プ４４からステップ３８に移行するならば、隣接する画
素の各々が他のいずれとも異なる色であるか、或いは同
じ色の隣接する画素が垂直方向または水平方向に隣接し
ている。ステップ３６からステップ３８に至るならば、
上述の２色の市松パターンが生じる。

いずれの場合にも、矩形領域１６の４個のコーナは、そ
れか派生するもとの画素と同一の値が与えられる。

検査される条件の詳細や検査がなされる順序は、必ずし
も第４図通りである必要はない。上述と同様にして領域
１〜８を着色できるものであれば、他のいかなる検査工
程でも使用できる。要は、市松パターンが生じないなら
ば、内側三角形領域５〜８の全てを２つの対角位置の外
側三角形領域１及び４、或いは２及び３と同じ色とすれ
ば良い。

第５図は、第１図のラスター像の一部第４図の方法で処
理した結果を示す。元の４個の画素（Ｒ２、Ｃ２）、（
Ｒ２，Ｃ３）、（Ｒ３，Ｃ２）及び（Ｒ３，Ｃ３）が図
示されている。この例では、ズームまたは拡大率が８で
、元の各画素が処理後の画像では８×８画素の領域に変
換されている。

若し、第１図の画素を変更しないまま第５図に示したと
すると、大きな階段形状が目立つことになる。第４図の
方法を第１図の種々の交点に適用することにより、（Ｒ
２，Ｃ２）及び（Ｒ３，Ｃ３）領域の右上コーナが斜線
を付さない色とされ、（Ｒ２，Ｃ３）の左下領域が斜線
の色とされた第５図のような結果が得られる。

第３図の三角形のエツジが拡大された画像の画素を通る
ので、対角線の両側に位置する画素に外側−三角形領域
と同じ色とするか、或いは内側三角形領域と同じ色とす
るかを決定する必要がある。

第５図の例では、第３図の対角線に沿って位置する画素
が外側三角形領域と同じ色とされるものとしている。こ
れにより、第５図の（Ｒ２，Ｃ３）の四角形に現れる線
の凹凸か少なくなる。

第４図に示す比較及び割当ては、元のラスター像が多数
の画素からなる場合であっても、極めて迅速に行われる
。拡大された処理後の画像の品質か格段に改善される。

然も、中間色を生成する必要はなく、異なる色の領域内
の色彩変化の鮮鋭度が拡大画像においても維持される。

上述の方法は、ラスター像を、元の表示の画素数よりも
多数の画素を有するＣＲＴ表示に変換する場合にも使用
できる。また、ラスター像を大幅に拡大してプリンタ又
はプロッタで印刷する場合の使用にも適している。これ
により、例えば、ＣＲＴ表示装置上で見るのに適した画
像を、見やすい大きな版に拡大してプリントすることが
可能になる。

上述した実施例は必要により、８個より多くの三角形領
域を含むようにしても良い。例えば、第３図で、矩形領
域１６のコーナ間に対角線を引いた場合、１６個の三角
形領域が生じる。これらの領域には４個の隣接する画素
の関数として色が付される。また、このような１６分割
の三角形領域を、交点ではなくて１個の画素上の中心に
位置させ、その三角形領域に対して、その周囲の８個の
画素の関数として着色を行うこともてきる。矩形領域１
６を多数の三角形領域に分割することは、演算の見地か
らコストが高くなるので、好ましくない。更に、元の画
素の情報内容は、処理後の画像のものよりはるかに低く
、複雑な補間をしても、演算の増大に見合って処理後の
画像を改善することができないのが普通である。従って
、通常は、元の画像を簡単に、できるだけ高解像度で再
現する方が効果的である。

Ｅ１発明の効果以上のようにこの発明の方法に従えば、容易でかつ動作
が高速である画像処理か可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はラスター像の小なる一部を示す路線図、第２図
は処理後のラスター像のための画素の色の演算に用いら
れる矩形領域の位置を示す路線図、第３図は８個の三角
形領域に分割された第２図の矩形領域を示す路線図、第
４図はこの発明の好ましい実施の工程を示すフローチャ
ート、第５図は第４図の方法を第１図のラスター像の一
部に適用した結果を示す路線図である。ＩＯ・・・ラスター像、　　１６・・・矩形領域、１８
・・・交点。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）元のラスター像をより多数の画素を有する処理後
のラスター像に変更する際のアンチエイリアシング方法
において、元の画像の４個の画素の交点ごとに矩形領域を規定し、
この矩形領域が８個の等しい大きさの三角形領域に分割
され、そのうちの４個の三角形領域に上記規定された矩
形領域に位置する内側矩形領域を形成する工程と、上記内側矩形領域外の４個の外側三角形領域の各々に、
元の画像の対応する隣接画素と同じ色を割当る工程と、対角位置の一対の外側三角形領域が同一色を有するなら
ば、全ての上記内側三角形領域にその色を割当て、その
他の場合は、各内側三角形領域に隣接外側三角形領域と
同じ色を割当てるようにする工程とからなる方法。
（２）上記各三角形領域が処理後の画像の選択された画
素にマップされる、請求項（１）記載の方法。
（３）処理後の画像を表示装置に表示する工程を更に有
する請求項（２）記載の方法。
（４）表示装置がビデオモニタである請求項（３）記載
の方法。
（５）表示装置がプリンタである請求項（３）記載の方
法。
（６）元の画像よりも多数の画素を有する処理後のラス
ター像の画素の着色を行う方法において、元の画像の４
個の隣接する画素の各交点に、８個の等しい大きさの三
角形領域をその中に有する矩形領域を規定し、三角形領
域のうちの４個が矩形領域内の中心に位置する内側矩形
領域を形成し、残りの三角形領域が夫々、各隣接する画
素に対応する外側三角形領域となるようにする工程と、
各矩形領域について、各三角形領域に色値を割当てる手
順を呼び出す工程と、呼び出された手順によってなされた割当てに従て、処理
後のラスター像内の画素に着色を行う工程とからなる方
法。
（７）上記呼び出された手順が、その対応する隣接画素の色を各外側三角形領域に割当て
る工程と、４個の外側三角形領域が同一色を有する場合、全ての内
側三角形領域にその色を割当てて、この手順を終了する
工程と、対角位置の１対の外側三角形領域が同一色を有するなら
ば、全ての上記内側三角形領域にその色を割当て、その
他の場合は、各内側三角形領域に隣接外側三角形領域と
同じ色を割当てるようにする工程とからなる請求項（６
）記載の方法。
（８）元のラスター像をより多数の画素を有する処理後
のラスター像に変更する際のアンチエイリアシング方法
において、元の画像の４個の画素の交点ごとに矩形領域を規定し、
この矩形領域が複数の三角形領域に分割され、上記三角
形領域の第１の組が外側三角形領域であって、且つ矩形
領域の外辺に沿った少なくとも一つの辺を有し、上記三
角形領域の第２の組が内側三角形領域であって、且つ上
記矩形領域の外辺に沿った辺を有しないようにする工程
と、上記各三角形領域に、元の画像の画像の４個の画素
の色の関数である色を割当てる工程とからなる方法。
（９）全ての上記矩形領域が同じ大きさである請求項（
８）記載の方法。
（１０）矩形領域内の中心に位置する内側矩形領域を形
成する４個の内側領域と、４個の外側三角形領域がある
、請求項（９）記載の方法。
（１１）上記割当て工程が、上記各外側三角形領域に元の画像の対応する隣接画素と
同じ色を割当てる工程と、対角位置の１対の外側三角形領域が同一色を有するなら
ば、全ての上記内側三角形領域にその色割当て、その他
の場合は、各内側三角形領域に隣接外側三角形領域と同
じ色を割当てるようにする工程とからなる請求項（１０
）記載の方法。