JPH0480428B2 - - Google Patents

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JPH0480428B2
JPH0480428B2 JP57210969A JP21096982A JPH0480428B2 JP H0480428 B2 JPH0480428 B2 JP H0480428B2 JP 57210969 A JP57210969 A JP 57210969A JP 21096982 A JP21096982 A JP 21096982A JP H0480428 B2 JPH0480428 B2 JP H0480428B2
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JP
Japan
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data
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coordinate system
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JP57210969A
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Yoshio Yui
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/387Composing, repositioning or otherwise geometrically modifying originals
    • H04N1/393Enlarging or reducing
    • H04N1/3935Enlarging or reducing with modification of image resolution, i.e. determining the values of picture elements at new relative positions
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
    • H04N5/262Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
    • H04N5/2628Alteration of picture size, shape, position or orientation, e.g. zooming, rotation, rolling, perspective, translation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Storing Facsimile Image Data (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタル化された2次元上の画像デー
タの軸変換(リサンプリング)を行う画像処理装
置に関する。
人工衛星で取らえられた画像データは、その軸
方向が地図の軸方向と一致してないことが多く、
そのため軸の回転及び拡大、縮少、歪補正等の画
像処理を行つて、目的に合つた画像データに変換
される。2次元データである画像の座標軸変換は
リサンプリングと称され、ニアレストネイバ法
(NN法)、バイリニア法(BL法)、キユビツク・
コンボルージヨン法(CC法)が知られており、
CC法は他の2つの方法に比べ高周波成分がよく
保存されるとともに、座標軸変換に伴う座標メツ
シユ間のずれに起因するデータの欠損が少ないこ
とで、その利用がはかられている。
しかし、従来CC法については、処理が複雑な
ため、大形の汎用コンピユータを用いてソフトウ
エアによつて行なわれていた。このソフトウエア
によるCC法は画像メモリに対する入出力の頻度
が極めて高く、入出力部プロセスに依るロスタイ
ムと、CC法自体がもつ複雑な演算のために長時
間の処理時間を必要としていた。
したがつて、本発明の目的は従来ソフトウエア
によつて行つていたCC法の処理に対して、専用
の特徴あるハードウエアを提供して、極めて高速
にCC法の処理を行う画像処理装置を提供するこ
とである。
本発明によれば、リサンプリングを実行しよう
とするデータを入力しておく2次元のアドレスを
有する第一のメモリと、前記メモリを読み出すア
ドレスを発生するための初期値及び差分で表わさ
れるリサンプリングのパラメータを保持する第一
のレジスタと、前記第一のレジスタに格納され値
を基に初期値+差分×p(p=1、2、…)の計
算を2次元的に行い投射点アドレスを順次演算す
る回路と、演算されたアドレスの整数部分に2つ
の次元方向に各々−1、0、+1、+2の加算を加
えてアドレスを増減させる回路と、増減された4
×4のメツシユの交点の16個のアドレスに応じて
前記第一のメモリから16個のデータを読み出す手
段と、16個のアドレスの位置と演算されたアドレ
スの小数部分により決まる重み(ウエイトフアク
ター)を発生する回路と、この重みと第一のメモ
リから読み出されたデータとを乗加算して投射点
データを補間作成する回路と、補間されたデータ
をリサンプリングされた座標として書き込むため
の初期値や繰り返し数を格納した第二のレジスタ
と、第二のレジスタの出力を基にアドレスを作る
回路と、このアドレスに応じて補間されたデータ
を格納する第二のメモリとを具備する画像処理装
置が得られる。
次に図面を参照して本発明を説明してゆく。第
1図は旧座標と新座標との関係を示す図であり、
オリジナルな画像データは〇印で示され、図で、
水平垂直方向の格子上にあるものとする。これに
対して変換されて得られるべき新座標は斜めのM
及びN方向で示されており、新座標上の求める画
像データは□印で示されている。オリジナルな画
像データから新座標の画像データを求める際、各
画素で新旧座標上で共通に重つているものはその
ままのデータを用いることができるが、一般には
変換されたあとの新座標の格子は第1図からもわ
かるように元の旧座標の格子とほとんど一致しな
いために、新座標上の画素データ(□印)を作り
出す必要がある。
第2図は旧座標と新座標との対応関係を示す図
であり、□印の新座標軸上の各画素の位置を旧座
標軸の単位を用いて表わすと、初期値(SX、SY
に対して、M方向(新座標軸のX方向に相当)の
m番目の点は(SX+△X1・m、SY+△Y1・m)
で表わされ、他方N方向(新座標軸のY方向に相
当)のn番目の点は(SX+△X2・n、SY+△
Y2・n)で表わせる。この結果、新座標軸上の
M方向のm番目、N方向のn番目の一般点(m、
n)の旧座標軸上での位置Xno、Ynoは次の(1)、
(2)式で表わせる。
Xno=SX+△X1・m+△X2・n …(1) Yno=SY+△Y1・m+△Y2・n …(2) (1)、(2)式において、前述したように新旧の座標
軸の各格子点が一致することはまれであり、
Yno、Ynoとも小数点以下の部分が発生する。こ
れは元々画素データがなかつた所から新たな画素
データが作る必要のあることを示している。
元来、画素データのない中間部分に新たな画素
データを周囲の存在データから推定する方法が内
挿であり、次にこの内挿補間について説明する。
第3図は旧座標軸上に新座標軸の一点をプロツト
したものであり、CC法ではこの一点の画素デー
タが旧座標軸上の囲りの16点から内挿により作ら
れる。図でa,bは(1)、(2)式の小数部分に相当す
るものであり、共に0以上で1以下の数値であ
る。整数部分は、それによつてどの16点が選択さ
れるかが決まるものであり、CC法の内挿の原理
とは直接関与しない。CC法では16個のオリジナ
ルな画素データのある点をI11、I12、I13、I14
I21、I22、I23、I24、I31、I32、I33、I34、I41、I42
I43、I44とすると、次の式で表わされる。すなわ
ち求める点をI(x、y)とすると、 I(xy)=b〔b{b(I4′−I3′+I2′−I1′) +(I3′−I4′−2I2′+2I1′)} +(I3′−I1′)〕+I2′ …(3) ただし、 Ii′=a〔a{a(Ii4−Ii3+Ii2−Ii1) +(Ii3−Ii4−2Ii2+2Ii1)} +(Ii3−Ii1)〕+Ii2 …(4) ここで、a、bは(1)、(2)式によつてリサンプリ
ングのアドレス計算を行つた時の旧座標軸上の小
数部分のアドレスに相当する。
以上の説明が、CC法の理論的手法であり、具
体的な実施方法を以下に述べる。キユービツク・
コンボルーシヨン演算はハードウエア的には、ア
ドレスの計算と及びその結果を用いた乗加算との
2段階のステツプからなり、まずアドレスの計算
は次のとおりである。
(1)、(2)式をそれぞれ変形して、(3)、(4)式にする
と、 x=SX+△X1・m+△X2・n =SX+f1(m、n) …(3) y=SY+△Y1・m+△Y2・n =SY+f2(m、n) …(4) ここで、SX、SY、△Xj、△Yj、は演算実行時
に指定されるパラメータであり、m、nは実行後
に得られるエリアのデータ数の2辺のピクセル数
である。
乗加算については、ここで|x|、|y|を小
数点以下を切捨てた値とすると、(5)式で求める値
が得られる。
I(xy)4i=1 4j=1 fi,j(x−(x)、y−(y))Ii,j …(5) ここでx−(x)、y−(y)は第3図のa,bに相当
するものであり、Σ実行中は一定値である。また
Ii,jはI(x,y)の周りの16点を示している。故に16回の
乗加算実行中は、fi、j(x−(x)、y−(y))は定
つた値となつており、これをウエイトフアクター
としてあらかじめROM等に入れておけば、この
ウエイトフアクターと前述のアドレスによつて読
み出されたオリジナルな画素データとの間で計算
を行えばよいことがわかる。
次に、本発明の一実施例の構成を第4図に示し
ながら、本発明を詳細に説明する。まずX方向の
アドレスの発生については初期値SXが設定手段
10aに設定される。レジスタ11は、オリジナ
ルな画素データが格納されているメモリ30のア
ドレス投射点演算を差分演算で行うために直前の
アドレスを保持する。すなわちレジスタ11には
Xn-1、n=SX+△X1・(m−1)+△X2・nが格
納される。またレジスタ12は演算を矩形状に実
行する際のスタートアドレス、すなわちXpo-1
SX+△X2・(n−1)が保持される。設定手段1
0b,10cにはそれぞれ、△X1、△X2が設定
される。セレクタ13はレジスタ11,12から
のデータを受けるセレクターであり、繰返し方向
の演算が行なわれているときは、レジスタ11の
データを選択し、非繰り返し方向の演算の場合は
レジスタ12のデータを選択する。ここで繰返し
方向の演算とは第1図のM方向の演算で、n回繰
り返される。非繰発し方向の演算とは第1図のN
方向の演算で1回のみ行なわれる。セレクター1
5もセレクター13と同様に繰返し方向の演算が
行なわれるときは△X1、非繰返し方向の演算が
行なわれるとき△X2を選択する。加算器14は
セレクター13,15の出力データを加算する。
SX、△X1あるいは△X2に小数部分を含む値があ
れば、加算出力にも小数部分を含み、この出力は
次のアドレス演算のためにレジスタ11又は12
に帰還される。加算器14の出力のうち整数部は
レジスタ16に送られ、小数部はレジスタ17に
送られる。副アドレス発生器18はシーケンス発
生器31からのシーケンス制御に応じて−1〜+
2までの値を順次発生し、この値は加算器19で
演算されたアドレスの整数部と加算され、4種類
のX方向のアドレスデータを作り、メモリ30へ
供給される。
Y方向のアドレス発生についても、X方向と同
様な構成となつており、初期値SY、△Y1、△Y2
がそれぞれ設定手段20a,20b,20cに設
定される。レジスタ21,22はX方向のレジス
タ11,12に対応するレジスタであり、それぞ
れ、Yn-1,o=SY+△Y1・(m−1)+△Y2・n、
Yp,o-1=SY+△Y2・(n−1)が格納される。セ
レクタ23,25もX方向のレジスタ13,15
と同様な動作を行う。セレクタ23,25の出力
は加算器24で加算され、加算結果は次のアドレ
ス演算のためにレジスタ21又は22に帰還され
るとともに、その整数部分はレジスタ26に小数
部分はレジスタ27に格納される。Y方向におい
ても副アドレス発生器28で−1〜+2の値が発
生され、レジスタ26の出力と加算器29で加算
され、4種類のY方向のアドレスデータを作り、
メモリ30へ供給される。
メモリ30に対しては、X、Y方向アドレスが
それぞれ加算器19,29から供給され、結局16
通りのアドレスがメモリ30に供給され、第3図
のI(xy)のまわりの16個のデータが読み出される
ことになる。他方X、Y方向のアドレスのうち小
数部分はそれぞれレジスタ17,27から抽出さ
れ、小数部分(第3図a,b)によつて決まるあ
らかじめ定められたウエイトフアクターが格納さ
れているウエイトフアクター発生器32に送られ
る。乗算器34には、メモリ出力レジスタ33を
介してメモリ30から読み出された画像データ
と、ウエイトフアクター発生器32からのウエイ
トフアクターが供給され、乗算処理される。乗算
結果は加算器35、レジスタ36との組み合せに
より16回乗加算され、16回のアドレス運行後には
レジスタ36にはキユービツク・コンボルーシヨ
ンされた所望のデータが与えられることになる。
キユービツク・コンボルーシヨンされたデータ
は画像メモリ40に格納される。この画像メモリ
40にデータを書き込むためのアドレスは新座標
のアドレスに相当するものであり、これは新座標
のX方向に関しては、初期値設定手段45、加算
器41、レジスタ42の組み合せにより作られ、
Y方向に関しては、初期値設定手段46、加算器
43、レジスタ44の組み合せにより作られる。
またここで作られるX、Y方向のアドレスはセレ
クター13,15,23,25における繰返しと
非繰返しの識別を行う基準となつている。またレ
ジスタ47には新座標のX方向(第1図のM方
向)の処理回数mが設定され、加算器41とレジ
スタ42とによる加算がm回行なわれると比較器
(減算器)48でこれを検知して、レジスタ42
の内容をクリアするとともに、新座標のY方向
(第1図のN方向)のアドレスを1つ進めるべく
加算器43を制御する。このように、X方向がm
回進むごとにY方向が1つ進み、Y方向がn回進
むと、比較器50でこれを検知してレジスタ44
をクリアするとともに、全処理行程が終了する。
繰返し数m、nについては画像メモリ40のア
ドレスを発生する部分に設けたが、これは初期値
設定手段10a,b,c,20a,b,cの部分
に設けてもよいことはもちろんである。
以上が実施例の一例であるが、上記実施例では
アドレス発生回路が投射点側と射点側と別々に存
在したが、これを時間軸上で複合し1つにしても
何ら本質的に変化はない。加えてメモリが2つ
別々に存在したがアドレス空間的に考慮されてい
れば同一のメモリでもよい事は明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は軸変換を示す図で、〇印は原データで
あり枠子状に存在し、□印は必要な軸変換をした
時の枠子に対応する投射点である。第2図は投射
点同志の原データ軸上での関係を示す。図で、繰
返し側は一つ手前の位置データに△X1、△Y1
差分を持つており、非繰返し側では△X2、△Y2
の差分を持つている事を示す。第3図はキユービ
ツク・コルボルーシヨン実行時の求める点I(xy)
に対するIi,jの位置を示す。Iijはi=1〜4、j=
1〜4の16点より構成される。第4図は本発明の
一実施例のブロツク図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第一の座標系に対している画像データを軸変
    換して第2の座標系に変換する装置であつて、2
    次元のアドレスを有し第一の座標系の画像データ
    を格納するメモリと、前記メモリを読み出すアド
    レスを発生するためのアドレスの初期値、画素間
    の差分値を保持する第一のレジスタと、前記第一
    のレジスタに格納された値を基に第二の座標系の
    投射点に対応する第一の座標系のアドレスを演算
    する第一のアドレス演算回路と、2つの次元の前
    記演算されたアドレスの整数部分に各々−1〜2
    の増減を行う回路と、増減により作り出される16
    個のアドレスの前記投射点の位置及び前記演算さ
    れたアドレスの少数部分によつて決まる重みを発
    生する回路と、前記重みと前記16個のアドレスに
    対応して前記メモリから読み出されたデータとを
    乗加算する回路と、前記乗加算されたデータを書
    き込むためのアドレスを演算する第二のアドレス
    演算回路とを具備し、前記第二のアドレス演算回
    路からのアドレスに前記乗加算されたデータを対
    応させることにより軸変換を行うキユビツク・コ
    ンボルーシヨン画像処理装置。
JP57210969A 1982-12-01 1982-12-01 画像処理装置 Granted JPS59100974A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57210969A JPS59100974A (ja) 1982-12-01 1982-12-01 画像処理装置
US06/556,707 US4578812A (en) 1982-12-01 1983-11-30 Digital image processing by hardware using cubic convolution interpolation

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57210969A JPS59100974A (ja) 1982-12-01 1982-12-01 画像処理装置

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Publication Number Publication Date
JPS59100974A JPS59100974A (ja) 1984-06-11
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