JPH0642259B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はイメージデータの回転、縮小、拡大等の画像処
理を行なう装置に関するものである。

従来の技術 ディジタル画像表示装置が事務処理分野などに使われる
ようになり、画像の偏集などを目的として、画像データ
に対して回転、縮小、拡大等の画像処理を行なうという
ニーズが多くなっている。回転角度として、９０度を単
位とする回転については、処理回路のハードウェア化は
比較的容易に実現（例えば、特開昭５９−２００２９３
号公報）できる。また、任意角の回転に関しては、処理
しようとする画像データに対して、ソフトウェアの論理
処理により実行するように構成されたものが広く用いら
れている。また、近年２値画像用の専用プロセッサＭＮ
８６１４（日経エレクトロニクスブックス『マイクロプ
ロセッサ周辺ＬＳＩ』Ｐ．３０５〜３３２，１９８４
年）などが開発され、画像データの拡大、縮小、あるい
は任意角の回転処理等をマイクロプログラム方式で処理
している。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の方法においては、拡大、縮小、９０度
単位の回転処理については、専用のハードウェアを用い
て、高速に実現しているが、任意角の回転処理に関して
は、ソフトウェアの論理処理に頼らざるを得ないので、
どうしても処理時間が長くかかってしまう。また、ｒ
（ｒは自然数）ビットが１ワードという構成のメモリで
は、回転した画像を再びもとのメモリに転送する場合に
は、その１ワード中のビット毎のアクセスをしなければ
ならず、画像データの転送にも時間がかかるという問題
点がある。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、処理しようとす
る画像データがｎ（ｎは自然数）ビットの階調をもち、
ｋ×ｋ（ｋは自然数）ドットである場合、 を越える自然数をｌとし、ｍ（ｍは自然数，ｍ≦ｎ）ビ
ットの階調をもち、少なくともｌ×ｌドットを格納し、
かつドット毎のアクセスが可能な第１のバッファメモリ
と少なくともｌ×ｌ×１ビットを格納する第２のバッフ
ァメモリと前記ｋ×ｋドット内の相対位置アドレスと前
記第１、第２のメモリの各ドットのアドレスとの間の変
換手段をもち、処理しようとする画像データはその変換
手段を通して、第１のバッファメモリに、前記第２のメ
モリにはその画像データに対応して、“書込み”を指示
する制御データを格納する。第１のバッファメモリにあ
るデータと第２のバッファメモリにある書込み制御デー
タは、メモリ素子への書込みが独立している第３のメモ
リに対して、その画像データ、書込み制御データとして
転送され、第３のメモリに回転の処理された画像データ
が格納される。

作 用 上記手段により、処理しようとする画像データｋ×ｋ×
ｎの画像データはｌ×ｌ×ｍのバッファメモリとのデー
タの転送をｎ＝ｐ×ｍ（ｐは自然数）の場合は２×ｐ回
だけ、他の場合は２×ＩＮＴ（ｎ／ｍ＋１）回のデータ
転送（ただし、バッファメモリへの転送は変換手段を通
る）だけで済み、高速に回転処理が実現でき、かつデー
タ転送はメモリ上の矩形域であり、ｒビットが１ワード
というメモリ構成に対しても、有効である。

実施例 本発明の一実施例のブロック図を第１図に示す。本発明
の一実施例の説明において処理しようとする画像をｎビ
ットの階調をもつｋ×ｋ（ｋは自然数）ドットの画像デ
ータとする。第１図において、１は画像データを一時格
納する画像データ用バッファメモリでありｎビットの階
調をもち、少なくともｌ×ｌドット（ｌは自然数， の容量をもつものである。２は画像データ用バッファメ
モリ内の画像データに対応する書き込み制御データを格
納する書き込み制御用バッファメモリであり、少なくと
もｌ×ｌ×１ビットの容量をもち、それぞれのバッファ
メモリはドット毎のアクセスができるメモリである。３
は、メモリ１，２に与えられる読み出し用と書き込み用
のアドレスを切り替えるアドレスデータ切替であり、４
は２つある変換テーブルの出力データのどちらをとるか
を切替えるテーブルデータ切替であり、５は、テーブル
データ切替４を制御するテーブル切替制御であり、６，
７は変換テーブルであり、回転処理における回転角の変
化によりテーブルデータは変わる。８は、処理しようと
する元の画像データであり、９は書き込み制御用メモリ
２に書き込まれる制御データであり、１０は、元の画像
データのｋ×ｋドット領域内の相対位置アドレスであ
り、１１は変換テーブル６の出力であり、１２，１３は
変換テーブル７の出力であり、１４はテーブルデータ切
替の制御データであり、１５は画像データ用メモリから
の出力データであり、１６は書き込み制御用メモリの出
力データであり、１７は画像データ用メモリ１と書き込
み制御用メモリ２の読み出し用のアドレスであり、１８
は書き込み用アドレスである。第２図にメモリ内の画像
データを示す。図において(a)は処理しようとする元の
画像データを示し、(b)は画像データ用バッファメモリ
１の内容を示し、図中の（ｘ_Ｓ，ｙ_Ｓ）は元の、画像デ
ータのｋ×ｋドット領域内の相対位置アドレスであり
（ｘ_Ｄ，ｙ_Ｄ）は、画像データ用バッファメモリの位置
アドレスである。またｋ＝６，ｌ＝９としている。第３
図は、第２図(a)のｙ_Ｓ＝１に対応する画素を示したも
のである。図において(a)は、元の画像データを示し、
(b)は画像データ用メモリ１の内容を示す。第４図は、
フレームメモリ内の画像データの実際の処理の流れを示
す。第５図に本発明の一実施例で実現できる一処理例を
示す。本発明の一実施例の説明は、第４図中のｎビット
の階調をもつフレームメモリのｋ×ｋドットの画像デー
タを第１図の一実施例でのバッファメモリ１，２と変換
テーブル６，７を用いて処理を施し、再びフレームメモ
モリに転送する過程について行う。なお、処理する画像
データはｋ×ｋドット（ｋ＝６）とし、バッファメモリ
はｎビットの階調をもちｌ×ｌドット（ｌ＝９）の容量
をもつものとし、処理は左へ４５度の回転制御の場合と
する。

画像データが格納されているフレームメモリのｋ×ｋド
ットの画像データの位置を変換して画像データ用バッフ
ァメモリ１に格納する。すなわち、画像データの転送と
同期してそのｋ×ｋドット領域内の相対位置アドレスを
変換テーブル６，７によって変換する。その変換テーブ
ルには、あらかじめ、回転制御用のデータ、すなわち第
３図において、(a)のｋ×ｋドットの領域の中心Ｃ_ａを
軸に回転させたものを(b)のｌ×ｌドットの領域の中心
Ｃ_ｂにＣ_ａを対応させて投写し、ｌ×ｌドットでサンプ
リングした場合の画像データのｋ×ｋドット領域内の相
対位置アドレスから、回転処理後のｌ×ｌドット領域内
の位置アドレスへの変換データが格納されている。その
変換の一例を第２図で説明する。第２図(a)は処理よう
とするｋ×ｋドットの画像データを表わしており、中の
数字はｋ×ｋドット中の水平方向のアドレスｙ_Ｓが同じ
ものを行とみなし、ｙ_Ｓの昇順に行番号を割り当てたも
のである。(a)のｋ×ｋビットの画像データを左４５度
回転したものを、画像データ用のバッファメモリに格納
するためにバッファメモリのｌ×ｌドットでサンプリン
グをしたものが(b)である。図中の数字は、(a)の行番号
に対応したものである。すなわち、(a)において、（ｘ
_Ｓ，ｙ_Ｓ）＝（０，０），（１，０），（２，０），
（３，０），（４，０），（５，０）、すなわちの印
のある画像データは(b)においては、（ｘ_Ｄ，ｙ_Ｄ）＝
（０，４），（１，３），（２，２），（３，１），
（４，０）となっているように画像データの位置が変化
している。この変化ｋ×ｋドット領域の相対アドレスか
ら、バッファメモリのｌ×ｌドットの位置アドレスに変
換するテーブルを第１図の変換テーブル６，７に設定す
る事により、位置の変換を行う事ができる。変換テーブ
ル６，７への入力データは、処理しようとする画像デー
タｋ×ｋドット領域のそれぞれのドットに対応する分が
必要である。しかし、その入力データに対応する出力デ
ータはその数が一致しているとは限らない、それは回転
した画像のサンプリングの際の量子化誤差であり、例え
ば第２図の(a)，(b)では、の画像データが(a)では６
ドットあるのに対し、(b)では、５ドットしかなく、
の画像データは(a)では６ドット、(b)では、９ドット存
在する。の画像データのように、入力データに対して
出力するデータが少ない場合には、入力データに対する
変換データを重複させる事により変換ができるが、多い
場合には、１つの入力データに対して複数の出力データ
が存在しなければならない。例えば第３図中の〜は
(a)では１個ずつに対して、(b)では２個存在する。そこ
で、本発明の一実施例の第１図では、１つの入力データ
に対して、複数の出力データが得られるように変換テー
ブルを２つ用いてある。複数の変換テーブルを用いる事
により回転画像のサンプリングの際の量子化誤差による
入出力変換データの不均衡を吸収している。回転画像の
サンプリングとその量子化誤差の補正方法等は、いろい
ろ提案されており、それらの方法を取り入れる事で、変
換テーブルの内容もそれぞれ異なってくる。この実施例
ではその一例を示した。画像データの回転の処理におい
ては、第３図において、元の画像データの(a)から、(b)
への左４５度の変換はで示す矩形域であり、０度から
３６０度のいずれの回転角でもで示す円内をはさみ出
す事はない。すなわち、画像データ用バッファメモリの
容量は、少なくとも処理しようとする画像データがｋ×
ｋビットの場合は、ｋの を越す自然数をｌとすれば、ｌ×ｌビットあれば任意の
回転に対応できるのである。本発明においては、上記の
ように画像データを回転変換したデータをバッファメモ
リに格納する（第１図、画像データ用バッファメモリ
１）と共に、別のバッファメモリに、その画像データに
対応する書き込み制御データを格納する（書き込み制御
用バッファメモリ２）。すなわち、第１図において、画
像データ８と同期して、書き込み制御データ９、この場
合は“書き込み”を指示するデータを書き込み制御用バ
ッファメモリ２に送られる。この際のアドレスは、画像
データ用バッファメモリ１に与えられるものと同一であ
るので、バッファメモリ２中は、画像データの変換と同
様になる。すなわち、第４図の書き込み制御データ用バ
ッファメモリ中の斜線部が画像データ用バッファメモリ
の画像データと対応するものであり“書き込み”を指示
している。このような画像データ用のバッファメモリ１
に画像データを回転変換したデータを格納しそれに対応
して、書き込み制御用バッファメモリにその画像データ
の格納されたバッファメモリ内の位置と同じ位置に“書
き込み”を指示する書き込み制御データを格納する事に
より、画像データ用バッファメモリ内の変換された画像
データをフレームメモリへ、書き込む際は、その書き込
みたい部分だけ転送するのではなく、バッファメモリ内
のデータ全てを転送する事で、書き込みたい部分のみフ
レームメモリへ書き込む事ができるのである。

第１図において、本発明の一実施例での信号の流れを詳
しく説明する。元の画像データを格納しているフレーム
メモリから処理ようとする、ｋ×ｋドットの画像データ
８が画像データ用バッファメモリ１に位置変換されて入
力される。

その変換のために画像データと同期して、ｋ×ｋドット
領域内の相対位置を示すアドレスデータ１０が変換テー
ブル６，７に入力される。変換テーブル６，７ではｌ×
ｌドット の容量をもつ画像データ用バッファメモリ１に格納する
データに変換するための変換テーブルデータが格納され
ている。変換テーブルのアドレス変換において、前述し
たように１入力アドレスから２つのアドレスへの変換が
必要な場合があるため、変換テーブルを６，７の２つの
テーブルを用意している。変換テーブル６には、変換に
使われるテーブルが格納され、変換テーブル７には、１
入力アドレスに対して２つのアドレス出力が存在する場
合、その存在するか否かの情報と、その、もう１つのア
ドレス出力情報のテーブルが格納されている。変換テー
ブル７にその情報が存在する場合、アドレス出力情報が
存在するというデータは、テーブル切替制御部５に送ら
れ、テーブル切替制御部５では、変換テーブル６の出力
データがバッファメモリ１，２に与えられた後、テーブ
ルデータ切替部４の出力を、変換テーブル７の出力を通
すように切替えて、変換テーブル７の出力データをバッ
ファメモリ１，２に与えるようにする。このようにし
て、１入力データのアドレスに対して、２つのアドレス
の変換がある場合も、可能であり、フレームメモリから
画像データが変換テーブル６，７に格納された変換内容
に従って位置が変換され、画像データ用バッファメモリ
に格納される。それと同期して、書き込み制御用のバッ
ファメモリ２に、“書き込み”を指示する書き込み制御
用データを入力し、与えられるアドレスは、画像データ
用バッファメモリと同じであるので、画像データと対応
して“書き込み”を指示する書き込み制御データが形成
される。次に、回転変換され、バッファメモリ１に格納
している画像データを、フレームメモリに転送する場合
は、フレームメモリは、メモリ素子への書き込み独立し
ているメモリを用いて画像データ用バッファメモリ１か
らの画像データ１５と書き込み制御用バッファメモリ２
からのデータ１６を同期してフレームメモリに対して出
力する。バッファメモリ読み出しアドレス１７は、アド
レスデータ切替部３を通して与えられる。このことによ
り書き込み制御データが“書き込み”を指示しているも
のに対応する画像データをフレームメモリ内に書く事に
より、回転した画像のみがフレームメモリに書かれる。

本発明の一実施例における回転制御の実現例を第４図及
び、第５図に示す。第４図において、処理したいデータ
（“Ａ”の文字を含む矩形域）を矢印の方向に読み出し
て、そのデータ毎にアドレス変換テーブルを通す事で、
画像データはバッファメモリへは(b)の左図のような矢
印で書き込まれる。それと同様に書き込み制御用バッフ
ァメモリにも同様に“書き込み”データが書き込まれ
る。そして、画像データのバッファメモリからの読み出
しは、(b)の右図のような矢印で読み出されて、同様に
書き込み制御データも読み出されて、フレームメモリに
回転処理された画像が格納される。この図に示すよう
に、回転の処理するためにはフレームメモリとバッファ
メモリが格納する階調ビット数が等しい場合はフレーム
メモリとバッファメモリ間の転送が２度行なわれるだけ
であり、フレームメモリの階調ビット数がｎビット、バ
ッファメモリの階調ビット数がｍビット（ｍ＜ｎ）の場
合でも、ｎ＝ｐ×ｍ（ｍは自然数）の場合は２×ｐ回だ
け、他の場合は、２×ＩＮＴ（ｎ／ｍ＋１）回のデータ
転送だけで済み、かつその転送の領域が矩形域であるた
め、水平方向にｒ（ｒは自然数）ビットが、１ワードと
いうメモリ構成でも、高速に行う事ができ、ハードウェ
アによる転送制御が容易に実現できるため、さらに高速
な、回転処理を、施す事ができる。第５図は実現例であ
り、(a)が処理しようとする画像データであり、(b)は変
換処理された画像データを格納している画像データバッ
ファメモリであり、(c)は書き込み制御用バッファメモ
リであり、(d)は処理された画像データを書き込もうと
する画像データを示し、(e)に変換処理されたデータを
書き込んだ後の状態を示している。(e)のように、処理
しようとした画像データのみが処理されて書き込まれて
いる。以上のように、本発明の一実施例においては、画
像データの任意角の回転が高速に行える事がわかる。こ
の実施例では処理しようとする画像データを正方の矩形
領域を例としてあげているが、その正方の矩形領域に含
まれる任意の矩形領域で実現できる事は言うまでもな
く、また変換テーブルを、拡大、縮小等の処理用にする
事で、画像データの回転処理以外の拡大縮小等も実現で
きるのである。

また、上記の説明であきらかなように本発明の手法で
は、座標変換のデーブルを作成することにより画像の処
理を行なっているため、たとえば従来から知られている
ＤＤＡ（ディジタル微分解析機）や、アフィン変換など
のアルゴリズムを用いて拡大、あるいは縮小用の変換テ
ーブルを作成すれば、本手法によって画像の拡大、縮小
処理を行なうことも可能である。例えば、拡大処理の場
合は、拡大しようとする画像データがｋ_１×ｋ_１（ｋ_１
＜ｌ）ドットであれば、最高ｌ／ｋ_１倍まで可能であ
り、例えばｌ／ｋ_１倍する場合は、長さでｌ／ｋ_１倍す
るための変換テーブルを用意する事で、実現でき、縮小
処理の場合は、縮小しようとする画像データをｋ_２×ｋ
_２（ｋ_２＞ｌ）ドットであれば、最高ｌ／ｋ_２倍まで縮
小可能であり、拡大と同様その倍率変換に対応する変換
テーブルを用意する事で実現できる。さららに、任意角
度の回転と拡大、あるいは縮小を組み合わせた処理につ
いても、あらかじめ変換テーブルを算出，作成すること
によって回転と拡大、あるいは回転と縮小を組み合わせ
た処理を同時に行なわせることも可能である。

発明の効果 本発明により、画像データの任意角の回転処理が高速に
実現できる。また、ハードウェア化が容易に実現でき、
さらに高速な処理が可能であり、コストがかからないと
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像処置装置のブロック
図、第２図はメモリ内の画像データであり、(a)は処理
しようとする画像データ、(b)はバッファメモリの画像
データを示すパターン図、第３図は第２図中の一部の画
像データを抜き出して示すパターン図、第４図はフレー
ムメモリ内の画像データの実際の流れを示すパターン
図、第５図は本発明の一実施例の画像処理装置で実現で
きる処理例を示すパターン図である。 １……画像データ用バッファメモリ、２……書き込み制
御用バッファメモリ、３……アドレスデータ切替、４…
…テーブルデータ切替、５……テエブル切替制御、６，
７……変換テーブル、８……画像データ、９……書き込
み制御データ、１０……バッファメモリ書き込みアドレ
ス、１１……変換テーブル６の出力、１２……変換テー
ブル７の出力、１３……テーブル切替制御データ、１４
……テーブルデータ切替データ、１５……画像データ、
１６……書き込み制御データ、１７……バッファメモリ
読み出しアドレス、１８……バッファメモリ書き込みア
ドレス。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｎ（ｎは自然数）ビットの階調をもつ画像
   データ、ｋ×ｋ（ｋは自然数）ドットを格納可能で、少
   なくともドット毎に書込みが可能な第１のメモリと、ｍ
   （ｍは自然数）ビットの階調を持つ、少なくともｌ×ｌ
   ドット（ｌは を超える自然数）を格納し、かつドット毎のアクセスが
   可能な第２のメモリと、少なくともｌ×ｌ×１ビットを
   格納する第３のメモリと、前記ｋ×ｋドット内の相対位
   置アドレスと前記第２、第３のメモリの各ドットのアド
   レスとの間のアドレス変換手段とを有し、前記アドレス
   変換手段により変換されたアドレスに対応する前記第２
   のメモリには前記第１のメモリから読出した前記ｋ×ｋ
   ドットを含む画像データを、前記第３のメモリには前記
   ｋ×ｋドットの画像データの変換されたアドレスに対応
   するアドレスに〃書込み〃を指示する制御データを転送
   し、前記第２のメモリに格納された画像データの第１の
   メモリへの転送時には前記第３のメモリに格納された制
   御データを同時に読出し、該制御データに従って第２の
   メモリの画像データの転送を制御することを特徴とする
   画像処理装置。
2. 【請求項２】変換手段がテーブルメモリであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】テーブルメモリが複数組あることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】変換手段が回転処理のための変換を行うこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項または第
   ３項記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】変換手段が、拡大、縮小処理のための変換
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】変換手段が、回転処理と拡大、縮小処理を
   同時に行なうための変換をすることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の画像処理装
   置。