JPH07334669A - 図形処理方法および図形処理装置 - Google Patents

図形処理方法および図形処理装置

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JPH07334669A
JPH07334669A JP6125329A JP12532994A JPH07334669A JP H07334669 A JPH07334669 A JP H07334669A JP 6125329 A JP6125329 A JP 6125329A JP 12532994 A JP12532994 A JP 12532994A JP H07334669 A JPH07334669 A JP H07334669A
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processing
filter
graphic
edge
flicker
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JP6125329A
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Inventor
Akihiro Morimoto
明宏 森本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/20—Image enhancement or restoration by the use of local operators

Abstract

(57)【要約】 【目的】 図形処理装置において、演算処理量の削減お
よび処理の簡易化を図る。 【構成】 図形や文字等の映像を発生させる図形信号発
生回路１と、この図形信号発生回路１の出力映像に対し
てフィルタ処理を行うフィルタ処理回路２とを備え、ジ
ャギーを低減させるアンチエイリアス処理とフリッカ除
去処理を前記フィルタ処理回路２で同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジャギーおよびフリッ
カの少ない図形や文字等の映像を発生させる図形処理方
法および図形処理装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】コンピュータ・グラフ
ィックス(ＣＧ)の分野では、その出力媒体である表示装
置に映像を表示する際、その表示映像をより美しくする
ためにアンチエイリアスという手法が用いられている。
この手法は、図６に示すように境界(エッジ)が階段状の
ギザギザになってしまうジャギーを視覚的に目立たなく
するための処理である。
【０００３】通常、アンチエイリアス処理としては、各
ピクセルを水平方向Ｍ，垂直方向ＮのＭ×Ｎ(Ｍ，Ｎは
自然数)のサブピクセルに分解し、高解像度で画素値計
算を行った後、Ｍ×Ｎサブピクセルの平均または加重平
均を取るフィルタ処理を行って各ピクセルの画素値とす
るスーパーサンプリング処理が行われている。
【０００４】また、図形処理装置で発生させた図形や文
字等の映像を、ＮＴＳＣ等のインタレース・テレビジョ
ン・モニタで見る場合は、エッジ部分が１／30(秒)に１
回点滅することにより視覚上のフリッカ妨害が発生し、
このフリッカ妨害が画質の劣化として感知される現象が
ある。このため図形処理装置ではフリッカを除去するた
めに、垂直方向の空間周波数を帯域制限することが行わ
れている。
【０００５】図７は前記アンチエイリアス処理およびフ
リッカ除去を行うことができる図形処理装置の基本構成
図であり、10はサブピクセルの解像度の図形または文字
等の映像を発生するＣＰＵを中心に構成されることが多
い図形信号発生回路、11は図形信号発生回路10が発生す
る映像に対して複数のサブピクセルの加重平均処理を行
う加重平均処理回路、12は加重平均処理回路11が出力す
るサブピクセルの解像度の映像をサブサンプリング処理
するサブサンプリング処理回路、13はサブサンプリング
処理回路12が出力する映像に対してフリッカ除去を行う
フリッカ除去処理回路、14はフリッカ除去された映像を
出力する出力端である。
【０００６】次に前記従来例の動作について説明する。
【０００７】図形信号発生回路10では、表示装置の解像
度であるピクセルの数が、水平方向Ｘ，垂直方向Ｙであ
るＸ×Ｙの場合、Ｍ×Ｘ×Ｎ×Ｙの解像度の図形や文字
等の映像を発生させる。加重平均処理回路11では、前記
のＭ×Ｘ×Ｎ×Ｙの解像度の映像に対し、Ｍ×Ｎのサブ
ピクセルの加重平均処理を行ってＭ×Ｘ×Ｎ×Ｙの解像
度の映像を出力する。サブサンプリング処理回路12で
は、加重平均処理されたサブピクセルの解像度の映像を
表示装置の解像度である元のピクセル数Ｘ×Ｙの解像度
の映像に戻すために、水平方向はＭ個のサブピクセルか
ら１個に、また垂直方向はＮ個のサブピクセルから１個
に間引く処理を行うサブサンプリング処理を行う。この
時点で映像は、元のＸ×Ｙの解像度となり、またアンチ
エイリアス処理されたことになる。フリッカ除去処理回
路13では、サブサンプリングされた表示装置の解像度の
映像に対し、フリッカの除去を行うために垂直方向の空
間周波数成分をローパスフィルタ処理等で帯域制限す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の図形処理装置では、１ピクセルをＭ×Ｎのサブピク
セルに分解する高解像度の処理を行うため演算処理量が
増大し、処理コストおよび処理時間がかかり、またアン
チエイリアス処理とフリッカ除去処理を行うために処理
が複雑になるという問題があった。
【０００９】また前記従来の図形処理装置では、フリッ
カ除去処理回路として垂直方向の空間周波数成分を帯域
制限するために、エッジでない絵柄までぼけてしまい、
映像の解像度がなくなってしまうという問題もあった。
【００１０】本発明の第１の目的は、前記従来の問題を
解決するため、演算処理量の削減および処理の簡易化を
図る優れた図形処理方法および図形処理装置を提供する
ことである。
【００１１】また本発明の第２の目的は、前記従来の問
題を解決するため、演算処理量の削減および処理の簡易
化を図り、かつエッジでない絵柄までぼけてしまうこと
を防ぎ、解像度のある映像を出力することができる優れ
た図形処理方法および図形処理装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の図形処理方法お
よび図形処理装置に係る第１の発明は、前記第１の目的
を達成するために、図形や文字等の映像を発生させる図
形処理において、エイリアスによって生じるジャギーを
なくすアンチエイリアス処理とフリッカをなくすフリッ
カ除去処理とを、フィルタ処理で同時に行うようにした
ものである。
【００１３】また本発明の図形処理方法および図形処理
装置に係る第２の発明は、前記第２の目的を達成するた
めに、図形や文字等の映像を発生させる図形処理におい
て、エイリアスによって生じるジャギーをなくすアンチ
エイリアス処理とフリッカをなくすフリッカ除去処理と
を、フィルタ処理で同時に行い、前記フィルタ処理は、
エッジ検出処理によりエッジと判断されたエッジ部分の
みに対して処理するようにしたものである。
【００１４】また本発明の図形処理方法および図形処理
装置に係る第３の発明は、前記第２の目的を達成するた
めに、図形や文字等の映像を発生させる図形処理におい
て、エイリアスによって生じるジャギーをなくすアンチ
エイリアス処理とフリッカをなくすフリッカ除去処理と
を、フィルタ処理で同時に行い、前記フィルタ処理は、
エッジ検出処理により得られるエッジ情報に応じて、フ
ィルタの特性を設定するようにしたものである。
【００１５】
【作用】前記第１の発明によれば、アンチエイリアス処
理とフリッカ除去処理とを同一処理であるフィルタ処理
で行うことにより、演算処理量の削減および処理の簡易
化を図ることが可能になる。
【００１６】また、前記第２の発明によれば、アンチエ
イリアス処理とフリッカ除去処理とを同一処理であるフ
ィルタ処理で行い、前記フィルタ処理は、エッジ検出処
理によりエッジと判断されたエッジ部分のみに対して処
理することにより、演算処理量の削減および処理の簡易
化を図ることが可能になり、かつエッジでない絵柄まで
ぼけてしまうことが防げるので、解像度のある映像を出
力することが可能になる。
【００１７】また前記第３の発明によれば、アンチエイ
リアス処理とフリッカ除去処理とを同一処理であるフィ
ルタ処理で行い、前記フィルタ処理は、エッジ検出処理
により得られるエッジ情報に応じてフィルタの特性を設
定することにより、演算処理量の削減および処理の簡易
化を図ることが可能になり、かつエッジでない絵柄まで
ぼけてしまうことが防げるので、解像度のある映像を出
力することが可能になる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【００１９】図１は本発明に係る図形処理方法の第１実
施例を実施するための本発明に係る図形処理装置の第１
実施例の構成を示すブロック図であり、１は図形や文字
等の映像を発生するＣＰＵ(中央演算処理装置)を中心に
構成される図形信号発生回路、２は図形信号発生回路１
が発生する映像に対し空間フィルタ処理を行うフィルタ
処理回路、３はフィルタ処理された映像を出力する出力
端である。
【００２０】次に第１実施例の動作について説明する。
【００２１】図形信号発生回路１では、図７に示す従来
例の図形信号発生回路10のようにサブピクセルの解像度
の図形や文字等の映像は発生せず、表示装置の解像度と
一致したピクセル単位の解像度の図形や文字等の映像を
発生する。本実施例の図形信号発生回路１と従来の図形
信号発生回路10とでは、発生する映像の解像度が異なる
だけである。フィルタ処理回路２では、垂直空間周波数
成分および水平空間周波数成分をローパスフィルタで帯
域制限することでジャギーが低減でき、かつフリッカ妨
害を除去できる。このように、アンチエイリアス処理と
フリッカ除去処理とをフィルタ処理で同時に行うことで
処理の簡易化を図ることができる。
【００２２】図２は前記フィルタ処理回路２の構成図で
あり、本実施例ではフィルタ処理回路２として構成が容
易な垂直，水平分離の１次元のトランスバーサルディジ
タルフィルタを用いて説明する。
【００２３】図２において、１ライン遅延素子(ＬＤ)４
と、係数乗算器５と、加算器６と、１サンプル遅延素子
(Ｄ)７とを備えており、これら全体で、フィルタ処理回
路２を構成している。係数乗算器５の係数として、ｋv
1，ｋv2，……，ｋviは垂直方向の空間周波数成分の帯
域制限に寄与し、ｋh1，ｋh2，……，ｋhjは水平方向の
空間周波数成分の帯域制限に寄与する。これらの係数
は、アンチエイリアス効果，フリッカ除去効果、および
解像度等に関する総合画質が最適になるように設定でき
る。
【００２４】以上のように第１実施例によれば、アンチ
エイリアス処理とフリッカ除去処理とをフィルタ処理で
同時に行うようにすることにより、サブピクセル単位の
処理がなくなり、演算処理量の削減が行え、また処理の
簡易化を図ることができる。
【００２５】なお、第１実施例では、フィルタ処理回路
として垂直方向のフィルタ処理の後に水平方向のフィル
タ処理を行っているが、水平方向のフィルタ処理の後に
垂直方向のフィルタ処理を行っても構わず、また第１実
施例では、フィルタ処理回路として垂直，水平分離の１
次元フィルタを用いたが、２次元フィルタを用いても構
わない。
【００２６】図３は本発明に係る図形処理方法の第２実
施例を実施するための本発明に係る図形処理装置の第２
実施例の構成を示すブロック図であり、１は図形や文字
等の映像を発生するＣＰＵを中心に構成される図形信号
発生回路、８は図形信号発生回路１が発生する映像に対
し空間フィルタ処理を行うフィルタ処理回路、９は、図
形信号発生回路が発生する映像の各ピクセル毎にエッジ
検出を行い、エッジの大きさを表すエッジ情報を発生し
てフィルタ処理回路８に出力するエッジ検出処理回路、
３はフィルタ処理された映像を出力する出力端である。
【００２７】次に、第２実施例の動作について説明す
る。
【００２８】図形信号発生回路１では、第１実施例と同
様に図７に示す従来例の図形信号発生回路10のようにサ
ブピクセルの解像度の図形や文字等の映像は発生せず、
表示装置の解像度と一致したピクセル単位の解像度の図
形や文字等の映像を発生する。本実施例の図形信号発生
回路１と従来の図形信号発生回路10とでは発生する映像
の解像度が異なるだけである。エッジ検出処理回路９で
は、各ピクセルごとに、例えば２次微分であるラプラシ
アン(Ｌaplacian)の絶対値に対してしきい値処理を行
い、エッジの大きさを表すエッジ情報をフィルタ処理回
路８に出力する。
【００２９】フィルタ処理回路８では、エッジ検出処理
回路９から得られる各ピクセルごとのエッジ情報に応じ
てフィルタの特性を設定し、垂直空間周波数成分および
水平空間周波数成分をローパスフィルタで制限すること
によりジャギーが低減でき、かつフリッカ妨害を除去で
きる。このように、アンチエイリアス処理とフリッカ除
去処理とを同時に同一処理で行うことで、システムの処
理の簡易化を図ることができ、かつ映像全体にローパス
フィルタ処理がなされないので、エッジでない絵柄まで
ぼけてしまうことを防ぎ、解像度のある映像を出力する
ことができる。
【００３０】図４を用いて前記エッジ検出処理回路９の
動作の様子を説明する。本実施例では、エッジ検出とし
て、２次微分であるラプラシアンを用いる。ディジタル
・ラプラシアン▽2は、点(ｉ，ｊ)での画素値をｆ(ｉ，
ｊ)とすると、下記の(数１)の式で定義できる。
【００３１】
【数１】▽2ｆ(i，j)＝ｆ(i+1，j)+ｆ(i-1，j)+ｆ(i，j
+1)+ｆ(i，j-1)-４ｆ(i，j) 例えば、エッジ検出のしきい値として、３個のしきい値
ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３(０≦ＴＨ１≦ＴＨ２≦ＴＨ３)
の場合、ラプラシアンの絶対値に対するしきい値処理の
結果により得られるエッジ情報をｋ(ｋ＝０，１，２，
３ ｋ＝０のときエッジがない、ｋ＝１のときエッジの
大きさが小、ｋ＝２のときエッジの大きさが中、ｋ＝３
のときエッジの大きさが大)とすると、ラプラシアンの
絶対値，しきい値およびｋの関係は下記の(数２)の式で
与えられる。
【００３２】
【数２】 ０ ≦ ｜▽2ｆ(i，j)｜ ＜ ＴＨ１のときｋ＝０ ＴＨ１ ≦ ｜▽2ｆ(i，j)｜ ＜ ＴＨ２のときｋ＝１ ＴＨ２ ≦ ｜▽2ｆ(i，j)｜ ＜ ＴＨ３のときｋ＝２ ＴＨ３ ≦ ｜▽2ｆ(i，j)｜ のときｋ＝３ このとき、エッジ検出処理回路９が出力するエッジ情報
に応じて設定されるフィルタ処理回路８の垂直方向およ
び水平方向のフィルタ特性を、図５を用いて説明する。
【００３３】ここでは垂直方向，水平方向のサンプリン
グ周波数は同じものとし、垂直方向，水平方向のサンプ
リング周波数をｆs［Hz］、ナイキスト周波数をｆn［H
z］とすると、一般にサンプリング周波数とナイキスト
周波数との間には下記の(数３)の関係が存在する。
【００３４】
【数３】ｆn＝１／２×ｆs 図５は横軸を周波数、縦軸を利得とし、エッジ情報がｋ
＝０，１，２，３とした場合の垂直方向，水平方向のフ
ィルタ特性の特性図である。ここでは、エッジ情報ｋが
大きいほど、すなわちエッジの大きさが大きいほど、垂
直空間周波数成分および水平空間周波数成分の帯域を制
限する。このように、フィルタ処理回路８のフィルタ特
性を、エッジ情報に応じてあらかじめ設定しておけば、
通常用いられるトランスバーサル・フィルタであって
も、エッジ情報に応じたフィルタ処理が実現できる。
【００３５】前記フィルタ処理回路８と図２のフィルタ
処理回路２との違いは、フィルタ処理回路８では、各ピ
クセルごとのエッジ情報によって係数乗算器５の係数ｋ
v1，ｋv2，……，ｋviおよびｋh1，ｋh2，……，ｋhj
が、図５のフィルタ特性を実現できるように切り替わる
が、フィルタ処理回路２では係数乗算器の係数がピクセ
ルごとに切り替わらないという点のみである。
【００３６】なお、第２実施例ではしきい値の数を３個
にしたが、しきい値の数をＮ個にしてフィルタの特性を
Ｎ＋１個設定しても構わない。
【００３７】特にＮ＝１の場合において、ｋ＝０および
ｋ＝１または２または３のフィルタ特性を実現すると、
具体的にはエッジ部分のみに対してフィルタ処理を行う
ことに相当することになる。
【００３８】また、第２実施例では、図５のフィルタ特
性でｋ＝０の場合は全域通過のフィルタ特性を示してい
るが、このフィルタ特性のフィルタ処理の代わりにフィ
ルタ処理を行わないスルー処理を行ってもよい。
【００３９】エッジ部分のみに対してフィルタ処理をす
る方法と、エッジ情報に応じてフィルタ特性を設定して
フィルタ処理をする方法とでは、後者の方法が前者の方
法より処理が複雑になるが、フィルタ特性の設定が多段
階で可能なためアンチエイリアス効果，フリッカ除去効
果および解像度等に関する総合画質の最適化が行いやす
い。
【００４０】以上のように、第２実施例によれば、アン
チエイリアス処理とフリッカ除去処理とを同一処理であ
るフィルタ処理で行うようにすることにより、サブピク
セル単位の処理がなくなり、演算処理量の削減が行え、
また処理の簡易化を図ることができ、かつ映像全体にロ
ーパスフィルタ処理がなされないので、エッジでない絵
柄までぼけてしまうことを防ぎ、解像度のある映像を出
力することができる。
【００４１】なお、第２実施例では、各ピクセルごとに
エッジ情報を算出したが、数ピクセルブロックごとにエ
ッジ情報を算出しても構わず、また第２実施例ではエッ
ジ検出として２次微分のラプラシアンを用いたが、１次
微分や、勾配算出や、Ｐrewittオペレータ，Ｓobelオペ
レータ等の他の検出方法でも構わない。
【００４２】さらに第２実施例では、図５のフィルタ処
理回路８のフィルタ特性で、垂直方向と水平方向のフィ
ルタ特性を同じにしたが、それぞれ別のフィルタ特性を
設定しても構わず、また第２実施例では、フィルタ処理
回路８として垂直方向のフィルタ処理の後に水平方向の
フィルタ処理を行っているが、水平方向のフィルタ処理
の後に垂直方向のフィルタ処理を行っても構わないし、
同フィルタ処理回路８として垂直，水平分離の１次元フ
ィルタを用いたが、２次元フィルタを用いても構わな
い。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る図形
処理方法および図形処理装置は、請求項１，４記載の発
明によれば、アンチエイリアス処理とフリッカ除去処理
とを同一処理であるフィルタ処理で行うようにすること
により、演算処理量の削減およまた処理の簡易化を図る
ことができるという効果を有する。
【００４４】請求項２，５記載の発明によれば、アンチ
エイリアス処理とフリッカ除去処理とを同一処理である
フィルタ処理で行い、このフィルタ処理は、エッジ検出
処理によりエッジと判断されたエッジ部分のみに対して
処理することで、演算処理量の削減および処理の簡易化
を図ることができ、かつエッジでない絵柄までぼけてし
まうことを防ぎ、解像度のある映像を出力することがで
きるという効果を有する。
【００４５】請求項３，６記載の発明によれば、アンチ
エイリアス処理とフリッカ除去処理とを同一処理である
フィルタ処理で行い、このフィルタ処理は、エッジ検出
処理により得られるエッジ情報に応じてフィルタの特性
を設定することにより、演算処理量の削減および処理の
簡易化を図ることができ、かつエッジでない絵柄までぼ
けてしまうことを防ぎ、解像度のある映像を出力するこ
とができ、しかも総合画質の最適化が行いやすいという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る図形処理方法の第１実施例を実施
するための本発明に係る図形処理装置の第１実施例の構
成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例におけるフィルタ処理回路の構成図
である。
【図３】本発明に係る図形処理方法の第２実施例を実施
するための本発明に係る図形処理装置の第２実施例の構
成を示すブロック図である。
【図４】第２実施例におけるエッジ検出の説明図であ
る。
【図５】第２実施例における垂直方向，水平方向のフィ
ルタ特性を示す特性図である。
【図６】ジャギーの説明図である。
【図７】従来の図形処理装置の構成を示す概略ブロック
図である。
【符号の説明】
１…図形信号発生回路、 ２，８…フィルタ処理回路、
３…出力端、 ４…１ライン遅延素子、 ５…係数乗
算器、 ６…加算器、 ７…１サンプル遅延素子、 ９
…エッジ検出処理回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ジャギーをなくすアンチエイリアス処理
    と、フリッカをなくすフリッカ除去処理を行う図形処理
    方法において、前記アンチエイリアス処理と前記フリッ
    カ除去処理とをフィルタ処理で同時に行うことを特徴と
    する図形処理方法。
  2. 【請求項２】 前記フィルタ処理は、エッジ検出処理に
    よりエッジと判断されたエッジ部分のみに対して処理す
    ることを特徴とする請求項１記載の図形処理方法。
  3. 【請求項３】 前記フィルタ処理は、エッジ検出処理に
    よって得られるエッジ情報に応じてフィルタの特性を設
    定することを特徴とする請求項１または２記載の図形処
    理方法。
  4. 【請求項４】 図形や文字等の映像を発生させる図形信
    号発生回路と、この図形信号発生回路の出力映像に対し
    てフィルタ処理を行うフィルタ処理回路を有する図形処
    理装置において、ジャギーをなくすアンチエイリアス処
    理とフリッカをなくすフリッカ除去処理とを前記フィル
    タ処理回路で同時に処理可能にしたことを特徴とする図
    形処理装置。
  5. 【請求項５】 前記フィルタ処理回路は、エッジ検出処
    理回路によりエッジと判断されたエッジ部分のみに対し
    て処理することを特徴とする請求項４記載の図形処理装
    置。
  6. 【請求項６】 前記フィルタ処理回路は、エッジ検出処
    理回路によって得られるエッジ情報に応じてフィルタの
    特性を設定することを特徴とする請求項４または５記載
    の図形処理装置。
JP6125329A 1994-06-07 1994-06-07 図形処理方法および図形処理装置 Pending JPH07334669A (ja)

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