JPH0792839B2

JPH0792839B2 - 画像変換方法

Info

Publication number: JPH0792839B2
Application number: JP58175880A
Authority: JP
Inventors: 京弥筒井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPS6068474A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、入力画像の幾何学的変換をデイジタル処理
によつて行なうようにした画像変換方法に関する。

「背景技術とその問題点」第１図Ａに示すように、時間経過と共に、入力画像IM₁
が入力画像IM₂に変化するような入力画像を考える。こ
のような入力画像の幾何学的変換の一例として従来は、
上述のような画像を第１図Ｂに示すように、入力画像IM
₁を縮小された出力画像IM₁₀に変換し、次に、入力画像I
M₂を縮小すると共に波状に折り曲げられた曲面に巻き付
け、出力画像IM₂₀に変換することにより、動きのある入
力画像に幾何学的変換を施していた。

上述の画像の幾何学的変換を実現する場合、従来では、
プログラマが変換情報を予め計算してプログラムの形に
組んでおき、変換装置のユーザーは、出力画面上のどこ
に変換画像を表示するのか、又はどの時点から変換を開
始するかを指定できるだけであつた。したがつて、従来
の画像変換装置は、ユーザーが自分の実現したい効果を
生じさせるというよりも、予め与えられた効果しか実現
することができない問題点があつた。

「発明の目的」この発明は、ユーザーがパラメータ値を入力することに
よつて、希望する３次元的効果を実現することができる
画像変換方法の提供を目的とするものである。

また、この発明は、ユーザーがパラメータ値を入力する
ことが容易で、然も、実現されうる３次元的効果をモニ
ターすることができる画像変換方法の提供を目的とする
ものである。

「発明の概要」この発明は、入力画像を平面から曲面に変換する画像変
換方法において、変換パラメータ設定時、入力画像とし
て表裏及び向きが識別可能なモニター用画像を入力し、
モニター用画像を第１の方向に複数の領域に分割し、複
数の領域に対して夫々曲率を示すパラメータを入力手段
を介して入力し、入力されたパラメータに基づいて複数
の領域に夫々対応する複数の曲面を示す変換関数を生成
し、複数の領域に分割されたモニター用画像を記変換関
数に基づいて変換することにより出力画像を得、出力画
像を表示するようになされていることを特徴とする画像
変換方法である。

また、この発明は、入力画像を平面から曲面へ変化させ
る画像変換方法において、第１及び第２の曲面から空間
内において内挿及び外挿することによつて変換される曲
面を定義し、この定義された画像の幾何学的変換をパラ
メータ値を入力することにより、実現する画像変換方法
である。

この発明によれば、ユーザー自身が適当なパラメータ値
を入力することにより、希望する３次元効果を生じさせ
る画像変換を容易に行なうことができる。

「実施例」第２図は、この発明が適用された画像変換装置の構成を
示し、同図において１がホストプロセツサを示す。この
ホストプロセツサ１と関連して入出力装置２及び大容量
メモリ３が設けられている。入出力装置２は、キーボー
ド13、レバー14A,14B,14C及びCRTデイスプレイ15からな
り、キーボード13からの指令により、大容量メモリ３か
らホストプロセツサ１の高速メモリに対し画像変換の種
類に対応するプログラムが転送され、レバー14A,14B,14
Cを用いて後述のように、プログラムのパラメータの入
力がなされる。そしてこのプログラムがプロセツサ４に
転送される。

この場合、大容量メモリ３の読出しとプログラムの変更
は、プロセツサ４が行ない、パラメータの転送のみをホ
ストプロセツサ１が行なう方法も可能である。

プロセツサ４は、与えられたプログラムを実行する。つ
まり、例えば特開昭58−108868号公報あるいは特開昭58
−19975号公報に示されるように、原画像の各ブロック
内の所定の位置（以下、代表点と称する）の変換後の位
置を求める演算を行なったり、その他の画像変換に必要
な情報の作成を行い、バッファメモリ５に貯える。

６は、第１の専用ハードウエアを示し、この専用ハード
ウエア６は、プロセツサ４によつて行なわれた代表点ご
との変換に関する情報をバツフアメモリ５から読出し、
この情報を用いて第２の専用ハードウエア７の処理すべ
き領域を指定する。つまり、第３図に示すように、原画
像IM₁上のある領域Ａが変換画像IM₂上のどのような領域
Ｂに変化するかを専用ハードウエア７に教える。この第
１の専用ハードウエア６の行なう処理は、プロセツサ４
の処理アルゴリズム中の近似された線形変換の逆変換を
求めるステツプと対応するものである。

この第２の専用ハードウエア７には、画像発生装置９又
は画像メモリ８から読出された原画像のデータが切替回
路10を介して供給され、また、専用ハードウエア７の出
力データが画像メモリ11に対して書込まれる。専用ハー
ドウエア７は、処理範囲内の全ての画素についての読出
しアドレスを求める。つまり、処理アルゴリズム中の変
換後の代表点の近傍の全ての画像にこの近似された逆変
換を施すステツプの処理がなされる。そして、求められ
た読出しアドレスに基いて、画像メモリ８からの画像デ
ータの読出しが行なわれ、内挿等の処理後に画像メモリ
11に書込まれる。この画像メモリ11から読出された出力
画像データが図示せずも、D/Aコンバータ、同期発生回
路などからなるビデオインターフエースを介したモニタ
ー受像機12に供給される。

画像発生装置９は、パラメータの入力時に、オペレータ
が自分の入力した変換情報の与える効果についてモニタ
する時のモニター用画像データの発生を行なうと共に、
変換後に裏面となる領域に用いられる裏側情報例えば所
定の色のデータを発生する。第４図は、モニター用画像
の一例を示す。第４図において、MFは、表側のモニター
用画像を示し、入力画像の座標（X₁,X₂）に対して、図
示の方向の矢印の形状で、その上半部（斜線領域）21A
が例えば黒、その下半部21Bが例えば白の色とされたも
のである。また、MBは、裏側のモニター用画像を示し、
入力画像の座標（X₁,X₂）に対して図示の方向の矢印の
形状で、その上半部（ドツトを付した領域）22Aが例え
ば赤、その下半部22Bが例えば緑の色とされたものであ
る。

上述の画像変換装置では、入力画像の幾何学的変換を行
なうのに、入力画像を水平方向に複数の領域に分割し、
各々の領域の変換を基本的な変換例えば円筒面に巻き付
ける変換により行ない、これを接続することによつて入
力画像全体の変換を行なうようにしている。

一般に、入力画像中の点（x₁,x₂）を出力画像中の点（y
₁,y₂）に変換する式は、を変換関数とするとで与えられる。この変換関数として、例えば差分値を用
いた１次近似変換関数が使用される。この変換関数
は、入力画像の３次元空間への挿入方法を与える式ξ
と、射影変換を与える式Ｐとから合成したものとして考
えられる。つまり、（＝Ｐξ）である。ここで、射影
変換Ｐは、正射影変換や透視変換として指定される。

この発明では、３次元空間への挿入方法を与える式ξに
自由度を持たせようとするものであり、そのために、入
力画像を領域ごとに分けて変換すると共に、この領域ご
との変換を基本的な変換によつて行なうようにしてい
る。第５図は、この発明の一実施例の画像変換方法を示
すものである。入力画像IM₁を３次元空間に挿入する方
法として、円筒面23に巻きつける挿入方法が用いられ
る。入力画像IM₁の座標上の点を（x₁,x₂）とすると、円
筒面23に巻き付けられた入力画像IM₃上の対応する点
は、次式のように表わされる。

ここで、Ｒは、円筒面23の半径、θは、基準位置に対し
て巻き付け始めの位置のなす角度、ｋは巻付角を定める
定数である。そして、この円筒面23に巻き付けられた入
力画像IM₃が透視変換Ｐによつて出力画像IM₂に変換され
る。したがつて、パラメータR,θ,kをオペレータが希望
のものに設定することにより、３次元空間への挿入方法
に自由度をもたせることができる。

入力画像IM₁をその水平方向に関して複数の可変な領域
に分割し、各々の領域を上述のようにξ及びＰの両者の
合成された変換式によつて変換し、この変換後の複数の
画像を接続することにより、出力画像を生成するように
なされる。

パラメータの入力として、レバー14Aを用いる場合につ
いて第６図を参照して説明する。レバー14Aは、入力画
像が巻き付けられる円筒面23の半径Ｒの逆数の値を与え
るものである。また、パラメータの入力時には、画像発
生装置９からのモニター用の画像が直ちに変換処理を受
けて画像メモリ11に書込まれ、モニター受像機12に出力
画像が表示される。

第６図Ａは、レバー14Aによつて発生する値を示し、レ
バー14Aを上側に移動させると、正の値が発生し、これ
を下側に移動させると、負の値が発生し、中央の位置で
値が０となる。レバー14Aにより発生する０の値は、平
面のままの状態を表し、正の値の場合には、画像の裏側
に円筒面が置かれ、負の値の場合には、画像の表側に円
筒面が置かれるものとする。レバー14Aの第６図Ａに示
す変位が一定の時間間隔でサンプリングされる。

また、第６図Ｂに示すように、モニター用の入力画像が
時間経過と共に、MI₁,MI₂,MI₃と横方向にずれた位置に
順次発生する。つまり、モニター用の入力画像が画面中
を横方向に移動する。MI₀は、モニター用の入力画像の
初期位置を示す。画像の各部分において、単位長さが円
筒面に巻きつく角度は、円筒面の半径に反比例するよう
にされると共に、各円筒面及び平面が互いに滑らかに接
続されるように、補間演算により円筒の中心軸の位置や
巻付角をホストプロセッサ１が計算する。また、入力画
像を円筒状に変換する変換手法は例えば特開昭58−1088
68号公報に記載されている。

第６図の場合では、タイミングt₀までの長さの領域24A
は、レバー14Aの変位がサンプリングされてないため、
初期位置と同一の、平面領域24Bに変換される。タイミ
ングt₀からt₁までの長さの領域25Aは、タイミングt₀で
サンプリングされた値で定まる半径の円筒面（中心O₁）
にT₀からT₁の範囲に巻き付けられた領域25Bとされる。
タイミングt₁からt₄（但し、第６図では、タイミングt₂
以降は、サフイツクスのみを図示する。）までの長さの
領域は、タイミングt₁でサンプリングされた値で定まる
半径の円筒面（中心O₂）にT₁からT₄の範囲に巻き付けら
れた領域26Bとされる。タイミングt₄からt₇までの長さ
の領域は、タイミングt₄でサンプリングされた値が０の
ため、T₄からT₇の範囲は、平面領域27Bとされる。タイ
ミングt₇では、レバー14Aの変位が負となるため、裏側
のモニター用画像MBが用いられる。

タイミングt₇からt₁₀までの長さの領域28Aは、タイミン
グt₇でサンプリングされた値で定まる半径の円筒面（中
心O₃）にT₇からT₁₀の範囲に巻き付けられた領域28Bに変
換される。更に、タイミングt₁₀から以降の長さの領域2
9Aは、レバー14Aの変位が０のため、T₁₀から以降の平面
領域29Bに変換される。

上述のパラメータの入力により、モニター用画像は、伸
び縮みすることなく、曲面をすべるように、移動するも
のに変換される。この一実施例と同様のパラメータの入
力方法によつて、第７図Ａ及び第７図Ｂに夫々示すよう
な変換を行なうことができる。

また、レバー14Bを用いた場合の変換について説明す
る。レバー14Bは、第８図に示すように、画像を巻きつ
ける円筒面の傾き角βを与えるものである。したがつ
て、前述と同様にレバー14Aを変位させ、第９図Ａに示
すような円筒の半径に関するパラメータを発生させ、こ
れと共に、レバー14Bにより第９図Ｂに示すような値を
発生させれば、第９図Ｃに示すような変換を行なうこと
ができる。

更に、この発明による変換情報の他の入力方法として、
入力画像を平面から球面へと連続的に変化させる場合の
変換情報の入力方法について説明する。

この場合には、レバー14Aと共に、レバー14Cを用いる。
レバー14Aは、前述のように入力画像を巻き付ける円筒
面の半径の逆数の値を発生するものである。レバー14C
により入力されるパラメータについて第10図を参照して
説明する。第10図Ａは、レバー14Aにて入力された円筒
面の半径の逆数の値を示すパラメータにて定義された円
筒面31に１つの画像を巻き付けた状態と、この円筒面31
と同じ半径を持ち、レバー14Cにて入力されたパラメー
タにて定義された球面32に１つの画像を貼りつけた状態
とを示す。第10図Ａにおいて、黒丸の点33は、円筒面31
に巻き付けられた画像の１点を示し、白丸の点34は、こ
の画像が球面32に貼りつけられた場合に対応する点を示
しており、×印の点35は、これらの点33及び34から内挿
することによつて得られる点である。レバー14Cの変位
は、この内挿の係数を与える。つまり、第10図Ｂに示す
ように、点34及び点35間の距離をａとし、点33及び点34
間の距離をｂとし、レバー14Cの変位で生じる値をｒと
すると、この値ｒは a:b＝r:1 の関係を充たすように与えられる。

このレバー14Cの変位が０から１に変化するに従つて、
画像は、円筒面に巻き付けられた状態から球面に貼り付
けられたものへと変化する。第11図Ａに示すように、レ
バー14Aを変化させると共に、第11図Ｂに示すように、
レバー14Cを変位させることによつて、第11図Ｃに示す
ような画像変換を生じさせることができる。

なお、レバー14Cの変化が０から１の間にない場合に
は、点33と点34とを内挿ではなく、外挿することになる
が、この場合にも、ひとつの曲面を定義することにな
り、それに対応した画像変換を行なうことができる。

また、レバー14A及び14B又はレバー14A及び14Cというよ
うに、２つのレバーを変位させる場合、両者を同時に動
かす必要はなく、オペレータは、まずレバー14Aを操作
することによつて、円筒面への巻き付け及び平面の組合
わせによる変換を定義し、これが終了した後に、この定
義された変換をモニターしながら他のレバーを操作し
て、変換を施すようにしても良い。このように、パラメ
ータの入力を複数の段階に分けることにより、オペレー
タが１つのレバーの操作に集中することができ、パラメ
ータの入力を容易に行なうことができる。これと共に、
２つのレバーを同時に操作する必要がなくなり、１個の
レバーをキーボード13からの指定や切替スイツチによつ
て、２つの用途に使用することが可能となる。

また、変換情報としてのパラメータを複数段階に分けて
入力する方法は、一連の変換の速度制御に対して有効で
ある。例えば前述のように、レバー14Aを用いてパラメ
ータを入力する場合、オペレータが変換情報を入力して
いる間は、画像が曲面上を移動する速度が余り速くない
方が操作し易い。そこで、まず、低速で画像が移動する
状態で曲面の定義を行ない、曲面の定義が完了してか
ら、実際の移動の速度をレバーなどにより制御すれば、
パラメータの入力が容易となる。

「発明の効果」この発明に依れば、変換情報の入力をユーザが行なうこ
とにより、画像変換の自由度が増し、ユーザ自身の希望
する画像変換を行なうことができる。また、パラメータ
の入力を行なう場合、入力画像に対応した座標を明示す
るモニター用の画像を用い、変換後の画像をモニター受
像機12により再生するので、パラメータの入力を画像変
換の効果を確認しながら行なうことができる。更に、パ
ラメータの入力を複数段階に分けて行なうことにより、
パラメータの入力操作を容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用することができる画像変換方法
の一例の説明に用いる略線図、第２図はこの発明が適用
された画像変換装置の一例のブロツク図、第３図はこの
画像変換装置の説明に用いる略線図、第４図はこの発明
の一実施例に用いられるモニター用画像の一例の略線
図、第５図はこの発明における画像変換方法の説明に用
いる略線図、第６図はこの発明における画像変換方法の
より具体的な説明に用いる略線図、第７図及び第８図は
この発明により実現できる画像変換の他の例を示す略線
図、第９図はこの発明による画像変換方法の他の例の説
明に用いる略線図、第10図はこの発明の更に他の例の説
明に用いる斜視図及び平面図、第11図はこの発明の更に
他の例の説明に用いる略線図である。１……ホストプロセツサ、２……入出力装置、14A,14B,
14C……レバー、23……円筒面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像を平面から曲面に変換する画像変
換方法において、変換パラメータ設定時、上記入力画像
として表裏及び向きが識別可能なモニター用画像を入力
し、該モニター用画像を第１の方向に複数の領域に分割
し、該複数の領域に対して夫々曲率を示すパラメータを
入力手段を介して入力し、入力された上記パラメータに
基づいて上記複数の領域に夫々対応する複数の曲面を示
す変換関数を生成し、上記複数の領域に分割された上記
モニター用画像を上記変換関数に基づいて変換すること
により出力画像を得、該出力画像を表示するようになさ
れていることを特徴とする画像変換方法。