JPH0833919B2 - 画像処理装置及び方法 - Google Patents

画像処理装置及び方法

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JPH0833919B2 JP60156880A JP15688085A JPH0833919B2 JP H0833919 B2 JPH0833919 B2 JP H0833919B2 JP 60156880 A JP60156880 A JP 60156880A JP 15688085 A JP15688085 A JP 15688085A JP H0833919 B2 JPH0833919 B2 JP H0833919B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は画像処理装置に関し、特にデジタル画像情報
の回転処理を可能にした画像処理装置に関するものであ
る。
[従来の技術] 従来より、画像の回転等に関する手法としてアフイン
変換が知られている。式(1)は2次元アフイン変換の
一般式で、原画像の任意の一点の座標を(Sx,Sy)、対
応する点の変換後の座標を(Dx,Dy)とすると で表わすことができる。式(1)の右辺第2項は変換マ
トリクスで、任意点(Px,Py)を中心に角度θだけ回転
させる場合、変換マトリクスは と記述することができる。
本手法は比較的古くから知られており、いくつかのソ
フトウエア手段あるいはハードウエア手段等により実現
されている。上述アフイン変換を高速で行うためには式
(1)で示す処理をハードウエアで実現することが重要
であるが、それとともに変換前後の画像データを記憶す
るメモリが実メモリでなければ、変換前後の画像データ
の入出力に時間がかかり、式(1)を実現するハードウ
エアの能力を十分発揮できなくなつてしまう。
[発明が解決しようとする問題点] アフイン変換をハードウエアで行う種の画像処理装置
では、実メモリで実現可能な512×512ドツト程度の画像
処理領域しか有することができないという欠点があり、
更に式(1)から明らかなように(Dx,Dy)を求めるた
めには、高速掛算器が6個も必要になるという欠点があ
つた。
本発明は上記従来例の欠点に鑑みなされたもので、任
意の大きさの画像変換を小さな実メモリと少ない掛算器
を用いて実現する画像処理方法及び装置を提供すること
を目的としている。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以
下のような構成を備える。すなわち、 画像情報を格納する画像情報格納部と、 前記画像情報を所望量回転させるための回転情報を入
力する入力部と、 前記画像情報を、少なくとも互いに隣合う領域の一部
が重なり合う様に複数の領域に分割する領域分割部と、 前記領域分割部により分割された領域の画像情報を読
出し、前記回転情報に基づいて該領域の所定の位置を中
心として画像情報の回転処理を行う処理部と、 前記回転情報に基づいて前記領域の移動量を求める演
算部と、 前記演算部で求めた移動量に対応して、前記処理部で
回転処理した画像情報を移動させる移動部とを備え、 分割した領域毎に回転処理と移動とを行うことによ
り、画像情報の回転処理を行う。
上記目的を達成するために本発明の画像処理方法は以
下のような構成を備える。すなわち、 所望の回転の中心と回転角度とを指示して画像情報の
回転処理を行う画像処理方法であって、 画像情報を、少なくとも互いに隣合う領域の一部が重
なり合うように複数の領域に分割し、 分割した領域毎に画像情報を読出し、 前記角度に応じて読出した画像情報の所定の位置を中
心として回転処理を行い、 前記中心と、角度とから求められる移動量に応じて、
前記回転処理を行った画像情報を移動させる。
[作用] 以上の構成により、画像情報を互いに一部が重なり合
う領域に分割し、その領域ごとに回転及び移動すること
で、画像情報を欠落させることなく指示された中心と回
転角度に従つて回転させる。
[実施例] 以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳細に説明
する。
[装置全体ブロツク図及び動作説明(第1図)(第2
図)(第3図)] 第1図は本発明に係る画像処理装置の一実施例を示す
ブロック図で、1は回転中心座標と回転角を入力すると
ころのパラメータ入力部、2は装置全体の制御を行う制
御部で例えばマイクロプロセツサなどで構成され、ROM2
−1に制御プログラムを内蔵している。
3は原画像をデイスク装置4から読み出すデイスク制
御部、4は原画像の存在するデイスク装置、5は2組の
入力バツフアメモリ6,7に交互にデータを書き込む書き
込み回路、6,7は大きさの等しい第1及び第2の入力バ
ツフア、8は2組の入力バツフアメモリ6,7から交互に
データを読み出す読み出し回路、9はパラメータ入力部
1によつて与えられた回転角に従つて画像を回転させる
画像回転計算部、10は2組の出力バツフアメモリ11,12
に交互にデータを書き込む書き込み回路、11,12は大き
さの等しい第1及び第2の出力バツフア、13は2組の出
力バツフアメモリ11,12から交互にデータを読み出す読
み出し回路である。14は回転後のデイスク装置16に書き
込むデイスク制御部、16は回転後の画像を保存するデイ
スク装置、15はパラメータ入力部1によつて決まる平行
移動量計算部である。
第2図はデイスク装置4に記憶されている原画像のマ
ツプを示したもので、20が原画像マツプ、21は原画像の
中の第1の読み出されるブロツク図である。
まず初めにパラメータ入力部1より回転中心座標(P
x,Py)と回転角θが入力されると、制御部2はデイスク
制御部3に原画像の第1ブロツク21を読み出すよう指示
する。平行移動量計算部15は回転中心座標(Px,Py)と
回転角θから式3 Bx=Px・(1−cosθ)+Py・sinθ By=−Px・sinθ+Py・(1−cosθ) …3 に従つて、ブロツク21の中心部の平行移動成分の計算を
行う。ここで(Bx,By)は画像の回転操作による中心部
の座標を示していて、デイスク装置4から読み出した画
像ブロツクをデイスク装置16に格納する際のブロツクの
中心を示している。
一方、デイスク制御部3によつてデイスク装置4から
読み出されてきた原画像の第1のブロツク21は、書き込
み回路5によつて第1の入力バツフア6に書き込まれ
る。書き込みが終了すると読み出し回路8によつて第1
の入力バツフア6の内容が画像回転計算部9に伝えら
れ、画像回転計算部9はパラメータ入力部1に入力され
た回転角θにより、下記の式(4)に従つて入力バツフ
ア8の内容すべてを入力バツフア8の中心を原点として
回転させる。
Dx=Sx・cosθ−Sy・sinθ Dy=Sx・sinθ+Sy・cosθ …4 計算が終了すると画像計算部9は書き込み回路10を通
して第1の出力バツフア11に計算結果を書き込む。書き
込みが終了すると読み出し回路13によつて第1の出力バ
ツフア11の内容がデイスク制御部14に伝えられる。ここ
でデイスク制御部14は制御部2の指示により、平行移動
量計算部15によつて算出された(Bx,By)を中心とする
デイスク装置16のブロツクに第1の出力バツフア11の内
容を書き込む。
ところでデイスク制御部3は原画像の第1のブロツク
21を読み出した後、第1のブロツク21とX方向に ブロツクオーバラツプして第2のブロツク22の読み出し
を開始するよう構成されている。第2のブロツク22の内
容は書き込み回路5によつて第2の入力バツフア7に書
き込まれる。読み出し回路8は第1の入力バツフア6の
読み出しが終了した後、第2の入力バツフア7の読み出
しを始め、第2の入力バツフア7の内容は画像回転計算
部9と書き込み回路10を通して、第2の出力バツフア12
に回転処理がなされた後書き込まれる。
また第2の出力バツフア12の内容は読み出し回路13を
通してデイスク制御部14に伝えられ、平行移動量計算部
15の出力に従つて、デイスク装置16に書き込まれる。読
み出し回路8,13と書き込み回路5,10は互いに同期がとら
れるよう構成されており、第1の入力バツフア6と第2
の入力バツフア7、及び第1の出力バツフア11と第2の
出力バツフア12は交互に使用されると共に、第1の入力
バツフア6と第1の出力バツフア11及び第2の入力バツ
フア12はそれぞれペアで使用される事は言うまでもな
い。
X方向に連なるすべてのブロツクの読み出しが終了し
た後、デイスク制御部3は原画像の読み出し開始点をX
方向に ブロツクずらし、Y方向に3/4ブロツクずらした点を起
点として ブロツクオーバラツプして次々に読み込んでいく。
第3図はオーバラツプ量を説明するための図で、各ブ
ロツクの1辺の長さを1としてブロツク1に内接した半
径1/2の円30と、ブロツク22に内接する半径1/2の円31の
交点aを通る半径1/2の円32を描くと、3つの円30,31,3
2の隙間がなくなり各円のオーバラツプ量はX方向に Y方向に1/4となつていることがわかる。円33の中心位
置が円30の中心位置より左方向に ずれているためブロツク23の開始位置はX方向に ブロツクずれるのも容易に理解できる。
[画像回転の説明(第4図)] 第4図は本実施例における画像回転の様子を説明した
もので、40は現在処理しようとしているブロツク、41は
ブロツク40の中心、42はブロツク40に含まれる任意の点
である。またPは回転の中心点、44,45,46は回転処理後
のブロツク、及びその中心点と任意の点である。ブロツ
ク40の画像を点Pを中心に角度θだけ回転させる変換は で表すことができる。
この変換はブロツク40を入力バツフアに移し、バツフ
アの中心を原点として角度θ回転する下式で示される回
転処理と、 その後平行移動した場所に書き込む下式の処理とから
成る。
ところで回転処理を行なう場合、入力バツフアの大き
さと出力バツフアの大きさが等しいと、例えば回転角度
45度の時、出力バツフアの端部付近に画像の欠落が生じ
てしまう。そこで入力バツフアの大きさは出力バツフア
の大きさより一辺の比で、 以上でなければならない。さらに入力バツフアの大きさ
が出力バツフアのより大きいため回転処理後の画像に欠
落が生じないよう、前記のように原画像をオーバラツプ
しながら読み込んで、入力バツフアに書き込む必要があ
る。
[画像回転計算部の説明(第5図)] 第1図に示す画像回転計算部9の構成例を第5図に示
す。50,51が係数を蓄えるレジスタ、52は正の数を負の
数に変換するインバータ、53〜56はかけ算器、57,58は
加算器である。
初めにパラメータ入力部1から得られた回転角θに応
じてレジスタ50,51にはそれぞれcosθ,sinθの値が書き
込まれる。ここでcosθ,sinθの値は制御部2のROM2−
1に前もつて格納されているものとする。
59は変換前の画像のXアドレスの入力線で、59に与え
られたXアドレスはかけ算器53と55によつてXcosθとXs
inθが計算され、同様に入力線60から入力されたYアド
レスがかけ算器54と56によつて−YsinθとYcosθが計算
される。その後加算器57と58によつて、 61にはX′=Xcosθ−Ysinθ 62にはY′=Xsinθ−Ycosθ が計算されて出力され回転後のアドレスが得られる。
[平行移動計算部(第6図)] また平行移動計算部15は1つのブロツクに対して1回
計算すれば良いのでソフトウエアで行うように構成して
も良いが、例えば第6図のように2個のかけ算器72,73
と1個の加算器74によつてハードウエアで計算してもさ
しつかえない。ここではレジスタ70に−cosθ、レジス
タ71にsinθをセツトすると、77には−Xcosθ+Ycosθ
が出力されるので、この値にXを加えると、平行移動後
の中心(Bx,By)のBxが求められる。同様にしてレジス
タ70に−sinθ、レジスタ71に−cosθをセツトすると77
には−Xsinθ−Ycosθが出力され、この値にYを加える
とByが得られる。この平行移動量計算部15は第6図のよ
うな構成に限定されるものでなく、(3)式を一度に計
算するような構成にしても良いことは勿論である。
[制御部の動作フローチヤートの説明(第1図)(第7
図)] 第7図は制御部2のROM2−1に内蔵された画像回転処
理の動作フローチヤートを示したものである。
まずステツプS1でパラメータ入力部1より回転角度θ
や回転中心座標位置(Px,Py)が入力されるかをみる。
各パラメータが入力されるとステツプS2に進み、入力さ
れた各パラメータや角度θに基づくcosθ、sinθの値な
どを平行移動量計算部15、または画像回転計算部9にセ
ツトする。
パラメータ入力でない時はステツプS3に進み、画像処
理開始指示の入力かどうかを調べ、指示入力のときはス
テツプS4に進んでデイスク制御部3に信号線16によりデ
イスク4よりの1ブロツク分の画像情報の読み出しを指
示する。これにより各書き込み回路5,10と読み出し回路
8,13が同期して動作し、入力バツフア6,7を通して画像
の回転の計算が行なわれ出力バツフア11,12に計算結果
が格納される。
制御部2は読み出し回路13よりの信号17によつて計算
の終了を検知すると(ステツプS5)、ステツプS6でデイ
スク制御部14に画像信号の書き込みを指示し、平行移動
量計算部15で計算された位置を中心とするデイスク16の
ブロツクに画像情報を書き込む。ステツプS7ではデイス
ク4の画像情報の全ブロツクが処理されたかを調べ、全
ブロツクの処理が行なわれれば終了し、そうでなければ
再びステツプS4に戻り前記動作を実行する。
なお、本実施例において画像回転計算部9の出力は整
数値であるとは限らない。そこで良く知られる直線補間
やキユーブリツク補間をすることによつてデータを補正
する手段を設けても本発明の趣旨を外れるものではな
い。
また補間を行う場合、例えばキユーブリツク補間では
9点の回転後のアドレス計算が必要であるが、画像回転
計算部9を逆変換に構成し、出力バツフアアドレスをも
とに として入力バツフアアドレスを求めることにより、入力
バツフア内の9点のデータを読み出し、補間処理すれば
良く効率が良い。
本実施例では変換の高速化のため入出力バツフアを各
2組用意し、それぞれをインタリーブ制御をしたが、こ
れは本実施例の必要条件ではないことも言うまでもな
い。
なお本実施例において画像回転計算部9のレジスタ5
0,51に1,0をセツトすれば構成を変化あるいは追加する
ことなく平行移動も可能となる。
以上説明したように本実施例によれば入力情報をブロ
ツク化し、ブロツクの中心点の回転後のアドレスを求
め、ブロツクの中心を原点としてブロツク単位の回転処
理の結果を求めれば良いので、 1.平行移動量計算部15はブロツク毎に1度計算するだけ
で良く、高価な高速かけ算器が不要となる。
2.画像回転計算はブロツクの中心を原点にでき簡単な構
成となる。
3.回転によつて得られる点のアドレスは入出力アドレス
共にすべて各入出力バツフア内になるので、入出力バツ
フアと外部メモリとのI/Oネツクが発生しない。
4.ブロツク毎に変換を行うので画像全域の実メモリをも
たなくても良い。
5.同じ構成で平行移動も可能である。
などの効果がある。
[発明の効果] 以上説明した如く、本発明によれば、かけ算器を少な
くできるとともに画像全域分の実メモリを要せず、しか
も回転による各領域の端部における画像の欠落を防止す
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る一実施例を示す画像処理装置の全
体構成図、 第2図は画像情報の読み出しブロツクの一例を示す図、 第3図は読み出しブロツクの重複度を説明するための
図、 第4図は画像回転の一例を示す図、 第5図は画像回転計算部のブロツク図、 第6図は平行移動量計算部のブロツク図、 第7図は制御部の画像情報の回転処理動作を示すフロー
チヤートである。 図中、1…パラメータ入力部、2…制御部、2−1…RO
M、3,14…デイスク制御部、4,16…デイスク、5,10…書
き込み回路、8,13…読み出し回路、6,7…入力バツフ
ア、11,12出力バツフア、9…画像回転計算部、15…平
行移動量計算部である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像情報を格納する画像情報格納部と、 前記画像情報を所望量回転させるための回転情報を入力
    する入力部と、 前記画像情報を、少なくとも互いに隣合う領域の一部が
    重なり合う様に複数の領域に分割する領域分割部と、 前記領域分割部により分割された領域の画像情報を読出
    し、前記回転情報に基づいて該領域の所定の位置を中心
    として画像情報の回転処理を行う処理部と、 前記回転情報に基づいて前記領域の移動量を求める演算
    部と、 前記演算部で求めた移動量に対応して、前記処理部で回
    転処理した画像情報を移動させる移動部とを備え、 分割した領域毎に回転処理と移動とを行うことにより、
    画像情報の回転処理を行うことを特徴とする画像処理装
    置。
  2. 【請求項2】所望の回転の中心と回転角度とを指示して
    画像情報の回転処理を行う画像処理方法であって、 画像情報を、少なくとも互いに隣合う領域の一部が重な
    り合うように複数の領域に分割し、 分割した領域毎に画像情報を読出し、 前記角度に応じて読出した画像情報の所定の位置を中心
    として回転処理を行い、 前記中心と、角度とから求められる移動量に応じて、前
    記回転処理を行った画像情報を移動させることを特徴と
    する画像処理方法。
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JPS5971091A (ja) * 1982-10-18 1984-04-21 横河電機株式会社 画像デ−タ処理装置
JPS59229669A (ja) * 1983-06-10 1984-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像デ−タ処理装置
JPS61161576A (ja) * 1985-01-10 1986-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像信号処理装置

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