JPH09231349A - Information processor - Google Patents

Information processor

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JPH09231349A
JPH09231349A JP8038554A JP3855496A JPH09231349A JP H09231349 A JPH09231349 A JP H09231349A JP 8038554 A JP8038554 A JP 8038554A JP 3855496 A JP3855496 A JP 3855496A JP H09231349 A JPH09231349 A JP H09231349A
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JP
Japan
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instruction
transformation
symmetry
processing
conversion
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Taro Terao
太郎 寺尾
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information processor capable of suitably executing the exchange/integration of a processing instruction string by decomposing geometric transformation based upon different symmetry. SOLUTION: An instruction string for commanding picture processing is stored in an instruction storing part 1. An instruction changing part 4 successively extracts geometric transformation instructions stored in the storing part 1 and an instruction symmetry judging part 2 judges symmetry for the geometric transformation of connected processing instructions. A transformation decomposing part 3 decomposes a geometric transformation instruction based upon the judged result. An instruction changing part 4 changes the instruction string stored in the storing part 1 based upon the decomposed instruction or exchanges the order of instructions in the instruction string.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アファイン変換お
よびその他の画像処理機能を備え、その組合せによって
多種多様な画像処理機能を提供するような情報処理装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus provided with affine transformation and other image processing functions and providing various image processing functions by combining them.

【0002】[0002]

【従来の技術】二次元アファイン変換Lは、二次の可逆
行列Aと二次元ベクトルbとによって、xに対してAx
+bを対応させる平面上の変換である。以下、特にb=
0の場合について述べることとし、また、表現を簡略に
するため、しばしばアファイン変換Lとそれを表現する
行列Aとを混同して使用することにする。
2. Description of the Related Art A two-dimensional affine transformation L is an Ax with respect to x by a second-order invertible matrix A and a two-dimensional vector b.
It is a conversion on a plane that corresponds to + b. In the following, especially b =
The case of 0 will be described, and in order to simplify the expression, the affine transformation L and the matrix A that represents the affine transformation L are often confused and used.

【0003】画像に対して、拡大、縮小、回転、鏡映、
並進、およびそれらの組合せを含むアファイン変換を施
すことは、情報処理装置において基本的な機能であり、
アファイン変換を効率的に実行するための手法は数多く
提案されてきた。これらの手法の中には与えられたアフ
ァイン変換を特殊な型の変換の積へ分解するものがあ
る。例えば、
Enlargement, reduction, rotation, reflection,
Applying an affine transformation including translation and a combination thereof is a basic function in an information processing device,
Many methods have been proposed for efficiently executing the affine transformation. Some of these methods decompose a given affine transformation into products of special types of transformations. For example,

【数1】 のように、回転を三つの斜交軸変換の積に分解して実行
することはよく知られている。また、特公平4−812
30号公報、特公平4−81231号公報に記載されて
いるように、回転を二つの斜交軸変換と一つの拡大縮小
(以下、拡縮と呼ぶ)との積へ分解する
[Equation 1] It is well known that the rotation is decomposed into the product of three oblique axis transformations and executed. In addition, Japanese Patent Publication No. 4-812
30 and Japanese Patent Publication No. 4-81231, the rotation is decomposed into a product of two oblique axis transformations and one enlargement / reduction (hereinafter referred to as enlargement / reduction).

【数2】 が提案されている。あるいは、特開平1−131971
号公報に記載されているように、斜交軸変換と拡縮と9
0゜回転に分解する方法や、特公平2−14750号公
報に記載されているように、3回の斜交軸変換に分解す
る方法も提案されている。さらに、特開昭61−151
783号公報においては、回転に限らないアファイン変
換の二つの斜交軸変換と一つの拡縮との積への分解
[Equation 2] Has been proposed. Alternatively, Japanese Patent Laid-Open No. 1-131971
As described in Japanese Patent Publication No.
A method of decomposing into 0 ° rotation and a method of decomposing into three oblique axis conversions as described in Japanese Patent Publication No. 2-14750 are also proposed. Furthermore, JP-A-61-151
In Japanese Patent No. 783, the decomposition of the affine transformation, which is not limited to rotation, into the product of two oblique axis transformations and one scaling.

【数3】 も提案されている。これらのアファイン変換の分解の主
眼は、斜交軸変換や拡縮といった演算コストのかからな
い処理の組合せとして変換を表現することによって、単
一のアファイン変換の処理を高速に行なうことである。
(Equation 3) Has also been proposed. The main focus of the decomposition of these affine transformations is to express the transformations as a combination of processings such as oblique axis transformation and expansion / contraction that do not cost much operation, thereby performing a single affine transformation processing at high speed.

【0004】一方、特開平05−207266号公報で
は、画像へ施される複数の処理命令を記憶し、それらの
処理順序を必要ならば交換し、また類似の処理を統合な
いし不要な処理を省略することによって処理の効率化を
行なう手法について記載されている。これによれば、例
えば、 (座標変換L1 →座標変換L2 →座標変換L3 ) といった同種の処理の複数回の指令を逐次的に実行する
ことなく、 座標変換 L1 2 3 という単一の統合された処理の実行に置き換える。これ
によって、処理時間を短縮し、また本質的に非可逆なデ
ィジタル画像の幾何変換の回数を減らすことにより処理
画像の品質を向上させることができる。このような処理
の統合あるいは組み替えを行なう技術としては、他に
も、例えば、特公平3−78668号公報や特開平4−
273387号公報などに記載されているものなどがあ
る。
On the other hand, in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 05-207266, a plurality of processing commands to be applied to an image are stored, their processing orders are exchanged if necessary, and similar processing is integrated or unnecessary processing is omitted. It describes a method for improving the efficiency of processing by doing so. According to this, for example, the coordinate conversion L 1 L 2 L 3 is called without sequentially executing a plurality of commands of the same type of processing such as (coordinate conversion L 1 → coordinate conversion L 2 → coordinate conversion L 3 ). Replaced with a single integrated processing run. As a result, the processing time can be shortened, and the number of geometric conversions of the essentially irreversible digital image can be reduced to improve the quality of the processed image. Other techniques for integrating or rearranging such processing include, for example, Japanese Patent Publication No. 3-78668 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-78668.
For example, there are those described in Japanese Patent No. 273387.

【0005】上述の特開平5−207266号公報で提
案された処理順序交換や類似処理統合ないし不要処理省
略による処理の効率化においては、単一のアファイン変
換にとどまらず、複数のアファイン変換、また、例え
ば、畳み込みによるフィルタ処理といったアファイン変
換以外の画像処理が現れ、それらの処理命令の列を改変
することとなる。
In order to improve the efficiency of processing by exchanging the processing order, integrating similar processing, or omitting unnecessary processing, which is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-207266, not only a single affine conversion but also a plurality of affine conversions, For example, image processing other than affine transformation, such as filter processing by convolution, appears and modifies the sequence of these processing instructions.

【0006】例えば、画像fに核をgとするフィルタを
施し、さらに行列Lで座標変換を施したものは、画像f
を行列Lで変換し、ついでgを行列Lで座標変換して値
にLの行列式の絶対値を掛けたものを核とするフィルタ
を施したものと同じであり、 (g*f)L=|det L|gL*fL となる。ここで、g*fは画像fの核gによる畳み込み
を、fLは画像fの行列Lによる座標変換を表わす記法
とする。この式はフィルタと座標変換の交換関係を表わ
している。このような交換関係を用いることによって、
例えば、 (座標変換→フィルタ→座標変換) といった一連の処理の列を (座標変換→座標変換→フィルタ) と同種の処理が連接をするように置き換えて、より一層
の処理の統合化をはかることができる。ただしこの場
合、順序交換によってフィルタの核が変更されることに
よる副作用が生じる場合がある。つまり、例えば、核g
が3×3のサイズの配列によって表現されており、それ
を回転することによってgUを表現するための配列のサ
イズが5×5に変更されるとすると、フィルタの処理時
間は増大する。
For example, if the image f is filtered with the kernel g, and the coordinates are transformed by the matrix L, the image f
Is transformed with a matrix L, then g is subjected to coordinate transformation with the matrix L, and the value is multiplied by the absolute value of the determinant of L, which is the same as the one applied with a filter, and (g * f) L = | Det L | gL * fL. Here, g * f is a notation that represents the convolution of the image f with the kernel g, and fL is the notation that represents the coordinate transformation of the image f with the matrix L. This equation represents the exchange relationship between the filter and the coordinate transformation. By using such an exchange relation,
For example, a series of processes such as (coordinate conversion → filter → coordinate conversion) is replaced so that processes of the same kind as (coordinate conversion → coordinate conversion → filter) are connected, and further integration of processes is attempted. You can However, in this case, side effects may occur due to the core of the filter being changed by the order exchange. That is, for example, the nucleus g
Is represented by an array of size 3 × 3, and if the size of the array for representing gU is changed to 5 × 5 by rotating it, the processing time of the filter increases.

【0007】一般の画像には回転対称性など望むべくも
ないが、フィルタの核は幾何学的な対称性を仮定できる
場合が多い。先の式は、例えば、Lが|det L|=
1であれば、 (g*f)L=gL*fL となり、さらにLが回転であって、gがラプラシアンフ
ィルタや平滑化フィルタ等の回転対称性を持つ場合は、 (g*f)L=g*fL となる。回転対称性を持つフィルタは、以上のような線
形な畳み込みに限らず、構成要素が回転対称性を持つモ
ルフォロジカルフィルタについても同様である。
Although it is not desirable to have rotational symmetry in a general image, the kernel of a filter can often assume geometrical symmetry. In the above equation, for example, L is | det L | =
If 1, then (g * f) L = gL * fL, and if L is a rotation and g has rotational symmetry such as a Laplacian filter or a smoothing filter, then (g * f) L = It becomes g * fL. The filter having rotational symmetry is not limited to the linear convolution as described above, and the same applies to a morphological filter whose constituent elements have rotational symmetry.

【0008】したがって、例えば、gが等方性を持ち、
Lが回転Uと斜交軸変換Nとの積としてL=UNと分解
できたとすれば、 (g*f)L=gN*fL となり、gへは回転を実行せず、斜交軸変換のみを施せ
ば良いことがわかる。
Therefore, for example, g is isotropic,
If L can be decomposed into L = UN as the product of the rotation U and the oblique axis conversion N, then (g * f) L = gN * fL, and no rotation is performed on g, only the oblique axis conversion. You can see that it is good to apply.

【0009】通常、フィルタの核は二次元配列として表
現されており、核に回転を施せばそれを表現する配列の
サイズが増大してしまい、処理時間は増大する。また、
核に座標変換を施すことによって再標本化の誤差が発生
し、処理の品質が劣化する。核を表現する配列は画像を
表現する配列に較べれば非常に小さいので、座標変換に
伴う誤差は相対的に大きくなる。また、核への座標変換
によって配列の非零成分が増えれば、やはり処理時間の
増大につながる。核への座標変換を簡単なものに置き換
えることによって、これらの問題を回避することができ
る。
Usually, the core of the filter is represented as a two-dimensional array, and if the core is rotated, the size of the array representing the core is increased and the processing time is increased. Also,
Coordinate transformation of the kernel causes resampling errors and degrades processing quality. Since the array representing the kernel is much smaller than the array representing the image, the error associated with the coordinate conversion becomes relatively large. Further, if the number of non-zero components in the array increases due to the coordinate conversion to the kernel, the processing time also increases. These problems can be avoided by replacing the coordinate transformations to the kernel with simple ones.

【0010】あるいは、Φを画像の最大空間周波数を求
める処理とし、画像fに行列Lによる座標変換を施した
後にΦを行なうとき、Lが回転Uと拡縮Aとの積として
L=UAと分解できたとすれば、 Φ(fL)=Φ(fA) となり、原画像fへは回転を実行せず拡縮のみを施せば
よいことがわかる。
Alternatively, when Φ is a process for obtaining the maximum spatial frequency of the image and Φ is performed after the coordinate conversion by the matrix L is performed on the image f, L is the product of the rotation U and the expansion / contraction A and is decomposed into L = UA. If it is possible, Φ (fL) = Φ (fA) holds, and it is understood that the original image f need only be scaled without being rotated.

【0011】このように、画像の特徴量を与える種類の
処理では、幾何学的な対称性を備えているものが多く、
特徴量抽出の前に座標変換が行なわれるのであれば、結
果を変えずに座標変換をより単純なものに置き換えるこ
とが可能であるケースが多い。
As described above, in many kinds of processing for giving the feature quantity of an image, many kinds of processing have geometrical symmetry,
If the coordinate conversion is performed before the feature amount extraction, it is often possible to replace the coordinate conversion with a simpler one without changing the result.

【0012】このような事情から、多くの画像処理は座
標変換のなす変換群の部分群についての対称性を備えて
いる。この対称性を利用して、結果を変えずに施すアフ
ァイン変換をより単純なものへ置き換えることによって
処理の高速化と高品質化を達成することができる。その
ためにはアファイン変換を代表的な対称性に応じて切り
わけて分解することが必要である。しかし、従来のアフ
ァイン変換を分解して実行する手法では、機能ごとに切
りわけて分解することは考慮しておらず不可能であっ
た。
Under such circumstances, many image processings have symmetry with respect to a subgroup of the transformation group formed by coordinate transformation. By utilizing this symmetry, the affine transformation performed without changing the result can be replaced with a simpler one, so that the processing speed and quality can be improved. For that purpose, it is necessary to divide the affine transformation according to the typical symmetry and decompose it. However, in the conventional method of disassembling and executing the affine transformation, it is not possible because it does not consider disassembling the functions separately.

【0013】また、上述の特開平5−207266号公
報で提案された類似の処理を統合ないし不要な処理を省
略することによって処理の効率化を行なう場合、例え
ば、 (拡縮D→回転U) ⇒ アファイン変換DU のように、拡縮や回転といった特化した座標変換をいっ
たん一般のアファイン変換に還元してしまうことによっ
て処理品質の劣化や処理速度の低下を引き起こすことが
あった。
Further, when the efficiency of the processing is improved by integrating the similar processing proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-207266 or omitting unnecessary processing, for example, (enlargement / reduction D → rotation U) As in the affine transformation DU, a specialized coordinate transformation such as scaling or rotation is once reduced to a general affine transformation, which may cause deterioration in processing quality and reduction in processing speed.

【0014】図25は、従来のアファイン変換処理を示
す概念図である。ディジタル画像に対しての通常のアフ
ァイン変換処理の実行は図25に示したように、ディジ
タル画像fをなんらかの補間方式を指定することによっ
て連続な領域上の画像f’に延長し、座標変換Lで引き
戻して、再び標本化を行ない、ディジタル画像gを得
る、というプロセスで表現される。図25はいわゆる可
換図式であって、グラフの頂点は集合を、頂点を結ぶ矢
線は写像を表わし、図式中の二頂点間を結ぶ矢線の列が
複数ある場合には、それらの結合で定義される写像は矢
線の列の選び方によらないものとする。また、Zは有理
整数環であり、Rは実数体である。ディジタル画像は、
平面上の座標を有しており、また、各点ごとに濃度を有
しているものとすれば、ディジタル画像は平面上の点と
濃度との対応関係を有していることになる。そのため、
ディジタル画像fを平面の有理整数点上で定義された有
界な実数値関数と見なすことができる。このように見な
すと、その平面全体への延長f’はf’・i=fを満た
す平面上の実数値関数と見なせる。ここに延長f’の選
択には任意性があり、この任意性が最近傍補間や線形補
間といった補間法の違いに対応している。
FIG. 25 is a conceptual diagram showing a conventional affine conversion process. As shown in FIG. 25, the normal affine transformation process is performed on a digital image by extending the digital image f into an image f ′ on a continuous area by designating some interpolation method, and by coordinate transformation L. This is represented by the process of pulling back, performing sampling again, and obtaining a digital image g. FIG. 25 is a so-called commutative diagram, in which the vertices of a graph represent a set, the arrows connecting the vertices represent a mapping, and when there are a plurality of rows of arrow lines connecting two vertices in the diagram, they are connected. The mapping defined by does not depend on the selection of the arrow sequence. Z is a rational integer ring and R is a real number field. The digital image is
If it has coordinates on a plane and has a density for each point, the digital image has a correspondence relationship between the points on the plane and the density. for that reason,
The digital image f can be regarded as a bounded real-valued function defined on a rational integer point in the plane. Considered in this way, the extension f ′ to the entire plane can be regarded as a real-valued function on the plane satisfying f ′ · i = f. Here, there is arbitrariness in the selection of the extension f ′, and this arbitrariness corresponds to the difference in interpolation methods such as nearest neighbor interpolation and linear interpolation.

【0015】ここで、座標変換Lに伴って画像f’が再
標本化の際に標本化定理の仮定を満たさなくなることが
ある。例えば、Lが縮小と回転の組合せである場合が典
型的である。一方、縮小処理においては投影法などの低
域フィルタの作用を加味する図25の概念図とは異なる
アルゴリズムは一般的であるので、縮小処理においては
低域フィルタを施すことが可能ならば、このような処理
はむしろ統合してアファイン変換として実行しないほう
がより適切な場合もある。
Here, the image f'may not satisfy the assumption of the sampling theorem at the time of resampling due to the coordinate transformation L. For example, it is typical that L is a combination of reduction and rotation. On the other hand, in the reduction processing, an algorithm different from the conceptual diagram of FIG. 25 in which the action of the low-pass filter such as the projection method is added is general. Therefore, if a low-pass filter can be applied in the reduction processing, In some cases, it is more appropriate not to integrate such processes and execute them as an affine transformation.

【0016】このように特化した処理を一般のアファイ
ン変換に機械的に展開してしまうことが必ずしも得策で
はない場合もあるが、一度統合されたアファイン変換を
再び機能別に切りわけて分解することによって、冗長な
繰り返し処理を省略しつつ、特化されたアファイン変換
のアルゴリズムを効率的に利用することができる。
Although it may not always be a good idea to mechanically expand such specialized processing to general affine transformation, it is necessary to divide the affine transformation that has been integrated once again into functions and decompose them. This makes it possible to efficiently use a specialized affine transformation algorithm while omitting redundant repetitive processing.

【0017】以上のような理由から、座標変換を対称性
ないし不変性の観点から分解することが、複数の座標変
換および座標変換以外の画像処理に対して処理順序の交
換や統合を行なうことによる効率化には有効となる。
For the above reasons, the decomposition of the coordinate transformation from the viewpoint of symmetry or invariance is caused by exchanging or integrating the processing order for a plurality of coordinate transformations and image processing other than the coordinate transformations. It is effective for efficiency improvement.

【0018】しかし、従来のアファイン変換の分解にお
いては、単一のアファイン変換処理の効率化にのみ焦点
がおかれていたので、このような複数のアファイン変換
およびその他の処理を全体として効率化することを目的
とした、変換の対称性による分解は試みられていなかっ
た。
However, in the conventional decomposition of the affine transformation, the focus has been only on improving the efficiency of a single affine transformation process, so that the efficiency of a plurality of such affine transformations and other processes is improved as a whole. For this purpose, decomposition by transformation symmetry has not been attempted.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、アファイン変換を異なる対
称性に基づいて分解することによって、処理命令列の交
換統合を適切に行なうことのできる情報処理装置を提供
することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to appropriately perform exchange integration of processing instruction sequences by decomposing affine transformations based on different symmetries. An object of the present invention is to provide an information processing device that can be used.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、情報処理装置において、画像処理の複数の命令から
なる命令列を記憶する命令記憶手段と、前記命令列中の
各命令の幾何変換についての対称性を判定する命令対称
性判定手段と、前記命令記憶手段に記憶された幾何変換
を行なう命令を分解する幾何変換命令分解手段と、前記
命令記憶手段に記憶された命令列を変更する命令変更手
段を備え、前記命令変更手段は、前記命令対称性判定手
段によって判定された対称性に基づく前記幾何変換命令
手段による変換命令の分解を利用して命令列の変更を行
なうことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, in an information processing apparatus, an instruction storage unit for storing an instruction sequence consisting of a plurality of image processing instructions, and a geometry of each instruction in the instruction sequence. Instruction symmetry determining means for determining symmetry regarding conversion, geometric transformation instruction decomposing means for decomposing an instruction for geometric transformation stored in the instruction storing means, and an instruction sequence stored in the instruction storing means are changed. The instruction changing means changes the instruction sequence by utilizing decomposition of the conversion instruction by the geometric conversion instruction means based on the symmetry determined by the instruction symmetry determining means. It is what

【0021】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の情報処理装置において、前記命令対称性判定手段は、
正のスカラー乗法についての対称性または行列式の絶対
値が1の座標変換についての対称性を判定し、前記幾何
変換命令分解手段は、座標変換を、正のスカラー乗法
と、行列式の絶対値が1の座標変換との積へ分解するこ
とを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the first aspect, the instruction symmetry determination means is
The symmetry with respect to the positive scalar multiplication or the symmetry with respect to the coordinate transformation in which the absolute value of the determinant is 1 is determined, and the geometric transformation instruction decomposition means performs the coordinate transformation by the positive scalar multiplication and the absolute value of the determinant. Is decomposed into a product with a coordinate transformation of 1.

【0022】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の情報処理装置において、前記命令対称性判定手段は、
回転、鏡映、斜交軸変換またはユニモジュラーな対角変
換についての対称性を判定し、前記幾何変換命令分解手
段は、行列式の絶対値が1の座標変換を、回転ないし鏡
映と、斜交軸変換と、ユニモジュラーな対角変換との積
へ分解することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the first aspect, the instruction symmetry determination means is
Determining symmetry about rotation, reflection, oblique axis transformation or unimodular diagonal transformation, the geometric transformation command decomposition means transforms coordinate transformation whose absolute value of determinant is 1 into rotation or reflection; It is characterized by decomposing into a product of the diagonal axis transformation and the unimodular diagonal transformation.

【0023】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の情報処理装置において、前記命令変更手段は、線形フ
ィルタないしモルフォロジカルフィルタと座標変換との
処理順序交換が可能であることを特徴とするものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the information processing apparatus according to the first aspect, the instruction changing means is capable of exchanging a processing order between a linear filter or a morphological filter and coordinate conversion. It is what

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の情報処理装置の
実施の一形態を含むシステムの一例を示すブロック図で
ある。図中、1は命令記憶部、2は対称性記憶部、3は
変換分解部、4は命令変更部、5は画像記憶部、6は画
像処理部、7は画像入力部、8は指示入力部、9は画像
表示部、10は画像出力部、11は制御部、12は情報
処理部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an example of a system including an embodiment of an information processing apparatus of the present invention. In the figure, 1 is an instruction storage unit, 2 is a symmetry storage unit, 3 is a conversion decomposition unit, 4 is an instruction changing unit, 5 is an image storage unit, 6 is an image processing unit, 7 is an image input unit, and 8 is an instruction input. Reference numeral 9 is an image display unit, 10 is an image output unit, 11 is a control unit, and 12 is an information processing unit.

【0025】画像記憶部5は、画像入力部7から入力さ
れた画像を記憶する。画像処理部6は、命令記憶部1に
記憶されている画像処理命令に従って、画像記憶部5に
記憶されている画像を処理する。
The image storage unit 5 stores the image input from the image input unit 7. The image processing unit 6 processes the image stored in the image storage unit 5 according to the image processing command stored in the command storage unit 1.

【0026】画像入力部7は、スキャナなどで構成さ
れ、画像データを入力して画像記憶部5に蓄える。図2
は、画像入力部の一例を示すブロック図である。図中、
21はCCDセンサ、22は光学系、23は光学系駆動
回路、24はA/D変換器、5はバッファメモリ、26
は画像データ送信回路、27は制御回路である。原稿の
画像は、光学系駆動回路23により、CCDセンサ21
の読み取り方向と直角の方向に原稿が、または光学系2
2、CCDセンサ21が移動され、原稿全体の画像が読
み取られる。CCDセンサ21で読み取られた画像は、
A/D変換器24でアナログ信号がディジタル信号に変
換され、バッファメモリ25に一時記憶される。バッフ
ァメモリ25に記憶された画像データは画像データ送信
回路26を介し、符号化されて画像記憶部6に送信され
る。制御回路27は、制御部の信号を受け、画像入力部
7全体の制御を行なう。
The image input unit 7 is composed of a scanner or the like, and inputs image data and stores it in the image storage unit 5. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of an image input unit. In the figure,
21 is a CCD sensor, 22 is an optical system, 23 is an optical system drive circuit, 24 is an A / D converter, 5 is a buffer memory, 26
Is an image data transmission circuit, and 27 is a control circuit. The image of the original is read by the optical system driving circuit 23 by the CCD sensor
The original or the optical system 2 in the direction perpendicular to the scanning direction of
2. The CCD sensor 21 is moved and the image of the entire original is read. The image read by the CCD sensor 21 is
The analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter 24 and temporarily stored in the buffer memory 25. The image data stored in the buffer memory 25 is encoded and transmitted to the image storage unit 6 via the image data transmission circuit 26. The control circuit 27 receives a signal from the control unit and controls the entire image input unit 7.

【0027】指示入力部8は、例えばキーボードや、マ
ウスなどのポインティングデバイスなどによって構成さ
れている。、操作者は表示部9に表示された画像データ
を参照しながら、この指示入力部8から画像処理命令を
与える。与えられた画像処理命令は命令記憶部1に記憶
される。
The instruction input unit 8 is composed of, for example, a keyboard and a pointing device such as a mouse. The operator gives an image processing command from the instruction input unit 8 while referring to the image data displayed on the display unit 9. The given image processing command is stored in the command storage unit 1.

【0028】表示部9は、例えばディスプレイ等の表示
装置などによって構成され、少なくとも画像記憶部5に
記憶されている処理前、処理後の画像を表示する。制御
部11は各部の制御を行なう。
The display unit 9 is composed of, for example, a display device such as a display, and displays at least the images before and after the processing stored in the image storage unit 5. The control unit 11 controls each unit.

【0029】画像出力部10は、プリンタや、ネットワ
ークや他システムへのインタフェースなどで構成され、
画像記憶部5に記憶されている画像あるいは画像処理部
6が処理した画像を出力する。図3は、画像出力部10
の一例を示すブロック図である。図中、31は画像デー
タ受信回路、32はレーザドライバ、33はレーザ発信
器、34は同期回路、35はモータ駆動回路、36はポ
リゴンミラー、37は感光体ドラム、38は紙送り系駆
動回路、39は制御回路である。ここでは画像出力部1
0の一つとして、レーザビームプリンタを示している。
送信されてくる画像データは、画像データ受信回路31
により受信変換され、同期回路34で同期を取りなが
ら、レーザドライバ32、レーザ発信器33でレーザ光
を出力する。また、同期回路34は、モータ駆動回路3
5を制御し、ポリゴンミラー6を回転させるモータの駆
動・停止を行なう。さらに、レーザ発信器33、ポリゴ
ンミラー36は、ビームディテクタで検出したレーザ光
に基づき同期回路34によって同期が制御され、感光体
ドラム39上に潜像を形成する。同期回路34はプリン
タ全体の制御を行なう制御回路39によりコントロール
される。制御回路39は、さらに紙送り系駆動回路38
を制御するとともに、制御部11の指令を受け、一連の
制御を行なう。レーザビームプリンタは既に周知である
ので、ここでは詳細な説明は省略する。
The image output unit 10 is composed of a printer, an interface to a network and other systems, and the like.
The image stored in the image storage unit 5 or the image processed by the image processing unit 6 is output. FIG. 3 shows the image output unit 10.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the above. In the figure, 31 is an image data receiving circuit, 32 is a laser driver, 33 is a laser oscillator, 34 is a synchronizing circuit, 35 is a motor drive circuit, 36 is a polygon mirror, 37 is a photosensitive drum, and 38 is a paper feed system drive circuit. , 39 are control circuits. Here, the image output unit 1
As one of 0, a laser beam printer is shown.
The image data transmitted is the image data receiving circuit 31.
The laser light is output from the laser driver 32 and the laser oscillator 33 while being synchronized by the synchronizing circuit 34. In addition, the synchronization circuit 34 is the motor drive circuit 3
5 is controlled to drive / stop the motor for rotating the polygon mirror 6. Further, the synchronization of the laser oscillator 33 and the polygon mirror 36 is controlled by the synchronizing circuit 34 based on the laser light detected by the beam detector, and a latent image is formed on the photosensitive drum 39. The synchronizing circuit 34 is controlled by a control circuit 39 which controls the entire printer. The control circuit 39 further includes a paper feed system drive circuit 38.
In addition to controlling, the control unit 11 receives a command to perform a series of controls. Since the laser beam printer is already well known, detailed description thereof will be omitted here.

【0030】情報処理部12は、命令記憶部1、対称性
判定部2、変換分解部3、命令変更部4を有している。
命令記憶部1は、画像処理の指令命令が保持される。対
称性判定部2は、命令記憶部1に保持された各々の画像
処理命令に対応して、それらの持つ幾何変換に対しての
対称性の属性が判定される。変換分解部3は、命令の有
する対称性に基づいて、幾何変換命令を分解する。
The information processing unit 12 has an instruction storage unit 1, a symmetry determination unit 2, a conversion decomposition unit 3, and an instruction changing unit 4.
The command storage unit 1 holds image processing command commands. The symmetry determination unit 2 determines the attribute of symmetry with respect to the geometric transformation of each of the image processing instructions stored in the instruction storage unit 1, corresponding to each image processing instruction. The conversion decomposition unit 3 decomposes the geometric conversion instruction based on the symmetry of the instruction.

【0031】命令変更部4は、命令記憶部1に保持され
た指令命令の列に対して、当初の画像処理の指令と同等
な機能となる命令の列を作り出す。図4は、本発明の情
報処理装置の実施の一形態における命令変更部による命
令変更処理の概念を示す説明図である。命令変更部4に
おける新たな命令の列の作り方は、例えば、図4(A)
に示すように、二つの座標変換を一つの座標変換へ統合
するといった、同種の処理命令を一つの処理命令に統合
する処理を行なう。また、図4(B)に示すように、恒
等変換を表わすような座標変換を省略するといった、冗
長な処理命令を省略する処理を行なう。また、図4
(C)に示すように、フィルタ処理と座標変換との処理
順序を交換するといった、処理順序の交換を行なっても
よい。また、命令変更部4は、命令記憶部1に保持され
た命令が幾何変換についての対称性の有無を対称性判定
部2に問い合わせ、命令の有する対称性に基づいて、そ
れに連接する幾何変換命令を変換分解部3によって分解
する。
The command changing unit 4 creates a command sequence stored in the command storage unit 1 and having a function equivalent to that of the original image processing command. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the concept of the instruction change processing by the instruction change unit in the embodiment of the information processing apparatus of the present invention. How to create a new sequence of instructions in the instruction changing unit 4 is, for example, as shown in FIG.
As shown in (2), processing for integrating processing instructions of the same type into one processing instruction, such as integrating two coordinate conversions into one coordinate conversion, is performed. Further, as shown in FIG. 4 (B), processing for omitting redundant processing instructions is performed, such as omitting coordinate conversion that represents identity conversion. FIG.
As shown in (C), the processing order may be exchanged, for example, the processing order of the filter processing and the coordinate conversion may be exchanged. Further, the instruction changing unit 4 inquires of the symmetry determination unit 2 whether or not the instruction held in the instruction storage unit 1 has symmetry regarding geometric transformation, and based on the symmetry of the instruction, the geometric transformation instruction connected to it. Is decomposed by the conversion decomposition unit 3.

【0032】以下、変換分解部3において行なわれる幾
何変換命令の分解処理の一例を説明する。幾何変換命令
の指示する変換が、行列Aによって表わされるとする。
ここで、正のスカラー乗法と行列式の絶対値が1の行列
への分解は、以下の(1)式のようになる。
An example of the decomposition processing of the geometric conversion instruction performed by the conversion decomposition unit 3 will be described below. It is assumed that the transformation indicated by the geometric transformation instruction is represented by the matrix A.
Here, the positive scalar multiplication and the decomposition of the determinant into a matrix having an absolute value of 1 are as in the following expression (1).

【数4】 ここで、正のスカラー乗法は、縦横の拡縮比が等しい拡
縮変換を示す。
(Equation 4) Here, the positive scalar multiplication indicates scaling conversion with equal scaling ratios in the vertical and horizontal directions.

【0033】また、行列Also, the matrix

【数5】 が|det A|=|ad−bc|=1を満たすとき、
回転または鏡映、斜交軸変換、ユニモジュラーな対角変
換についての分解は、det A=1ならば、例えば、
以下の(2)式のようになる。
(Equation 5) Satisfies | det A | = | ad-bc | = 1,
Decomposition for rotation or mirroring, oblique axis transformation, unimodular diagonal transformation, if det A = 1, for example,
It becomes like the following formula (2).

【数6】 また、det A=−1ならば、例えば、以下の(3)
式のようになる。
(Equation 6) If det A = −1, for example, the following (3)
It looks like an expression.

【数7】 (Equation 7)

【0034】また、これらをまとめて使用することによ
って、一般の可逆な行列
Further, by using these together, a general reversible matrix

【数8】 に対して、det A>0の場合は(4)式に示すよう
に正の拡縮と斜交軸変換と回転への分解できる。
(Equation 8) On the other hand, in the case of det A> 0, it can be decomposed into positive expansion / contraction, oblique axis conversion, and rotation as shown in Expression (4).

【数9】 また、det A<0の場合は(5)式に示すように正
の拡縮と斜交軸変換と鏡映への分解できる。
[Equation 9] When det A <0, positive expansion / contraction, oblique axis conversion, and decomposition into reflection can be performed as shown in equation (5).

【数10】 (Equation 10)

【0035】また、(6)式に示す交換関係Further, the exchange relation shown in the equation (6)

【数11】 を用いて拡縮と斜交軸変換の順序を交換した分解も可能
であり、前出の諸式の転置行列を考えることによって、
回転(ないし鏡映)と拡縮・斜交軸変換の順序を交換し
たさまざまな分解が可能である。
[Equation 11] It is also possible to decompose the order of scaling and diagonal axis transformation using, and by considering the transposed matrix of the above equations,
Various decompositions are possible by exchanging the order of rotation (or reflection) and scaling / oblique axis conversion.

【0036】これらの分解方式によって与えられた幾何
変換から回転成分、鏡映成分、斜交軸変換成分、拡縮成
分等を分離することができる。
A rotation component, a reflection component, an oblique axis transformation component, a scaling component, etc. can be separated from the geometric transformation given by these decomposition methods.

【0037】以上の行列の分解を用いて、与えられた幾
何変換から注目する対称性に基づく分解を実行する処理
の流れを詳述する。以下、与えられた行列を
The flow of processing for executing the decomposition based on the symmetry of interest from the given geometric transformation using the above matrix decomposition will be described in detail. Below is the given matrix

【数12】 で表わし、着目する対称性を備えた行列を(Equation 12) , The matrix with symmetry of interest is

【数13】 で表わし、A=Ai e を満たす、Aよりも簡略な、あ
るいはAi とは異なる対称性を持つ行列を
(Equation 13) , A matrix that satisfies A = A i A e , is simpler than A, or has a symmetry different from A i

【数14】 で表わす。[Equation 14] Expressed by

【0038】図5は、変換分解部における正のスカラー
乗法についての対称性による分解の処理の流れを説明す
るフローチャートである。一般の可逆行列Aを正のスカ
ラー行列、つまり等しい正の対角成分を持つ対角行列A
i と、行列式の絶対値が1の行列Ae の積Ai e とし
て表わすように分解する処理の流れを説明する。以下の
処理は(1)式に示した行列の分解を実現する。
FIG. 5 is a flow chart for explaining the flow of the symmetric decomposition process for the positive scalar multiplication in the conversion decomposition unit. A general invertible matrix A is a positive scalar matrix, that is, a diagonal matrix A having equal positive diagonal elements.
and i, absolute value of the determinant will be described a flow of process of decomposing so as to represent as the product A i A e of the first matrix A e. The following processing implements the matrix decomposition shown in equation (1).

【0039】S41で行列Aの値を読み込み、S42で
スカラー行列の係数pを計算する。係数pは、(|ad
−bc|)1/2 を計算すればよい。S43でS42の計
算結果をスカラー行列Ai にセットする。すなわち、a
i とdi がp、bi とci が0である。さらに、S44
で行列式の絶対値が1の行列Ae の成分を計算する。す
なわち、ae はa/p、be はb/p、ce はc/p、
e はd/pとすればよい。これにより行列Aは、
The value of the matrix A is read in S41, and the coefficient p of the scalar matrix is calculated in S42. The coefficient p is (| ad
-Bc |) 1/2 should be calculated. In S43, the calculation result of S42 is set in the scalar matrix A i . That is, a
i and d i are p, and b i and c i are 0. Furthermore, S44
The element of the matrix A e whose absolute value of the determinant is 1 is calculated at. That, a e is a / p, b e the b / p, c e is c / p,
d e may be d / p. Thus the matrix A becomes

【数15】 のように分解される。ここでは、スカラー乗法について
の対称性に着目し、スカラー行列を分離している。
(Equation 15) Is decomposed like. Here, focusing on the symmetry of the scalar multiplication, the scalar matrix is separated.

【0040】図6は、変換分解部における行列式の絶対
値が1の線形変換についての対称性による分解の処理の
流れを説明するフローチャートである。ここでは、一般
の可逆行列Aを行列式の絶対値が1の行列Ai と、正の
スカラー行列、つまり等しい正の対角成分を持つ対角行
列Ae との積Ai e として表わすように分解する処理
の流れを示している。この処理は図5に示した処理とほ
とんど同じであるが、S53で行列式の絶対値が1の行
列Ai の成分を計算し、S54でスカラー行列Ae の成
分を計算している。これにより行列Aは、
FIG. 6 is a flow chart for explaining the flow of the symmetric decomposition process for the linear conversion in which the absolute value of the determinant is 1 in the conversion decomposition unit. Here, a general invertible matrix A is represented as a product A i A e of a matrix A i whose determinant has an absolute value of 1 and a positive scalar matrix, that is, a diagonal matrix A e having equal positive diagonal components. The flow of the process of disassembling is shown. This processing is almost the same as the processing shown in FIG. 5, but the components of the matrix A i whose absolute value of the determinant is 1 are calculated in S53, and the components of the scalar matrix A e are calculated in S54. Thus the matrix A becomes

【数16】 のように分解される。このように、行列式の絶対値が1
の線形変換についての対称性を用いても分離することが
できる。
(Equation 16) Is decomposed like. Thus, the absolute value of the determinant is 1
It can also be separated using the symmetry for the linear transformation of.

【0041】次に、行列式の絶対値が1の行列Aを、拡
縮Ai と、斜交軸変換と回転(ないし鏡映)の積Ae
の積Ai e として表わすように分解する処理の流れを
説明する。以下の処理は(2)式ないし(3)式に示し
た行列の分解を実現する。
Next, the matrix A whose absolute value of the determinant is 1 is decomposed into the product A i A e of the scaling A i and the product A e of the oblique axis transformation and rotation (or reflection). The flow of processing to be performed will be described. The following processing implements the matrix decomposition shown in equations (2) to (3).

【0042】図7は、変換分解部における行列式の絶対
値が1の線形変換を拡縮についての対称性で分離する処
理の流れを説明するフローチャートである。S61で行
列Aの値を読み込み、S62で中間結果のρ,ιを計算
する。S63でS62の計算結果を拡縮を表わす対角行
列Ai にセットする。すなわち、ai を1/ρ、di
ρ、bi とci を0にセットする。
FIG. 7 is a flow chart for explaining the flow of processing for separating the linear transform whose absolute value of the determinant is 1 in the transform decomposition unit by the symmetry regarding the scaling. The value of the matrix A is read in S61, and the intermediate results ρ and ι are calculated in S62. In S63, the calculation result of S62 is set in the diagonal matrix A i representing the scaling. That is, a i is set to 1 / ρ, d i is set to ρ, and b i and c i are set to 0.

【0043】次に行列Ae をセットするが、まずS64
で行列Aeに回転の成分を計算してセットする。すなわ
ち、ae は−d/ρ、be はc/ρ、ce はc/ρ、d
e はd/ρとすればよい。さらにS65で斜交軸変換の
成分をAeに施して更新する。すなわち、ae にιce
を加算し、be にιde を加算すればよい。これで、行
列Ai に拡縮成分をセットし、行列Aeに残余の斜交軸
変換と回転の積からなる成分がセットされる。これによ
って、拡縮成分を分離することができる。
Next, the matrix A e is set. First, S64
Then, the rotation component is calculated and set in the matrix Ae. That, a e is -d / ρ, b e the c / ρ, c e is c / ρ, d
e may be d / ρ. Further, in S65, the component of oblique axis conversion is applied to Ae and updated. That is, i e to e
Adding, it may be added to Iotad e to b e. As a result, the scaling component is set in the matrix A i, and the component made up of the product of the remaining oblique axis transformation and the rotation is set in the matrix Ae. As a result, the scaling component can be separated.

【0044】図8は、変換分解部における行列式の絶対
値が1の線形変換を回転についての対称性で分離する処
理の流れを説明するフローチャートである。各ステップ
については先の図7とほぼ同様であるが、ここではS7
3で行列Ai に回転成分がセットされ、S74とS75
で行列Ae に残余の斜交軸変換と拡縮の積からなる成分
がセットされる。これによって、回転成分を分離するこ
とができる。
FIG. 8 is a flow chart for explaining the flow of processing for separating the linear transformation whose absolute value of the determinant is 1 in the transformation decomposition section by the symmetry about the rotation. Each step is almost the same as in FIG. 7, but here, S7
In step 3, the rotation component is set in the matrix A i , and S74 and S75
Then, the matrix A e is set with the component consisting of the product of the remaining oblique axis transformation and the scaling. As a result, the rotation component can be separated.

【0045】図9は、変換分解部における行列式の絶対
値が1の線形変換を斜交軸変換についての対称性で分離
する処理の流れを説明するフローチャートである。各々
のステップについては先の図7とほぼ同様であるが、こ
こではS83で行列Ai に斜交軸変換成分がセットさ
れ、S84で行列Ae に残余の回転と拡縮の積からなる
成分がセットされる。これによって、斜交軸変換成分を
分離することができる。
FIG. 9 is a flow chart for explaining the flow of processing for separating the linear transformation whose absolute value of the determinant is 1 in the transformation decomposition section by the symmetry about the oblique axis transformation. Each step is almost the same as that in FIG. 7 described above, but here, the oblique axis transformation component is set in the matrix A i in S83, and the component formed by the product of the residual rotation and scaling is added in the matrix A e in S84. Set. As a result, the oblique axis conversion component can be separated.

【0046】上述の各例では、行列Aを行列の積Ai
e に分解することによって着目する対称成分Ai を先頭
に持つような分解を与えたが、対称成分を最後に持つよ
うに分解できることも自明である。
In each of the above examples, the matrix A is the matrix product A i A
Although the decomposition is performed so as to have the symmetric component A i of interest at the head by decomposing into e , it is also obvious that the decomposition can be performed so as to have the symmetric component at the end.

【0047】以上のような処理を組合せモジュール化す
ることによって、一般の可逆行列で表現される線形変換
Aに対して、「スカラー乗法」、「行列式の絶対値が1
の線形変換」、「拡縮」、「回転」、「鏡映」、「斜交
軸変換」等の対称性の中から指定された対称性を持つ変
換Ai と、もとの変換Aよりも単純化された変換Ae
分解する変換分解部が実現できる。
By combining the above processes into a modular form, the "scalar multiplication" and "the absolute value of the determinant is 1 for the linear transformation A represented by a general reversible matrix.
Transformation A i with specified symmetry among symmetries such as "linear transformation of", "scaling", "rotation", "reflection", "oblique axis transformation", and the original transformation A It is possible to realize a conversion decomposition unit that decomposes into a simplified conversion A e .

【0048】次に、これまで述べた各部の動作を総合し
て、対称性判定部2および変換分解部3を命令変更部4
と組み合せることによって実現される幾何変換命令の分
解と対称性を持つ命令との組合せによる処理の例を説明
する。図10は、幾何変換命令の分解と対称性を持つ命
令との組合せによる命令列の変更の処理の流れの一例を
示すフローチャートである。S91では命令記憶部1に
格納された命令でまだ読み込まれていないものがあるか
否かを判定する。読み込まれていない命令がなければ処
理は終了する。S92で命令を一つ読み込む。説明のた
めに、この読み込んだ命令をXとする。S93では命令
Xが幾何変換命令か否かを判定する。幾何変換命令なら
ばS91に戻り、そうでなければ次のS94へ進む。S
94では対称性判定部2で命令Xの対称性の有無を判定
する。対称性を持たなければS91に戻り、対称性を持
つ場合には次のS95へ進む。S95では先に判定され
た対称性P(例えば「回転対称」など)をセットする。
S96においては、命令Xの直前に処理した命令が幾何
変換命令であったか否かを判定する。説明のために、こ
の直前の命令をYで表わす。命令Yが幾何変換命令でな
ければS91に戻り、幾何変換命令であれば次のS97
に進む。S97では幾何変換命令Yを指定された対称性
Pに基づき、変換分解部3によって対称性を持つ幾何変
換Li と命令YからLi を省いた幾何変換Le とに分解
する。この際、変換分解部3が呼び出すのは各対称性に
ついてそれぞれ用意された図5〜図9に示したスカラー
乗法や行列式の絶対値が1、拡縮、回転、斜交軸変換等
を分離する処理手順である。S98では命令変更部4が
幾何変換命令Le と命令Xとを対称性判定部2を参照し
て変更する。
Next, by integrating the operations of the respective parts described above, the symmetry determination part 2 and the conversion decomposition part 3 are combined with the instruction changing part 4.
An example of processing by decomposition of geometric transformation instructions realized by combining with the above and combination of instructions having symmetry will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of processing for changing an instruction sequence by combining geometric transformation instructions with instructions having symmetry. In S91, it is determined whether or not there is any instruction stored in the instruction storage unit 1 that has not been read yet. If there is no command that has not been read, the process ends. One instruction is read in S92. For the sake of explanation, this read instruction is designated as X. In S93, it is determined whether the instruction X is a geometric conversion instruction. If it is a geometric conversion command, the process returns to S91, and if not, the process proceeds to the next S94. S
At 94, the symmetry determination unit 2 determines whether or not the instruction X has symmetry. If there is no symmetry, the process returns to S91, and if it has symmetry, the process proceeds to the next S95. In S95, the previously determined symmetry P (for example, "rotational symmetry") is set.
In S96, it is determined whether the instruction processed immediately before the instruction X is a geometric conversion instruction. For the sake of explanation, the instruction immediately before this is represented by Y. If the instruction Y is not the geometric conversion instruction, the process returns to S91, and if it is the geometric conversion instruction, the next S97 is executed.
Proceed to. S97 based on symmetry P specified geometric transformation instruction Y in, decomposes into a geometric transformation L e was omitted L i from the geometric transformation L i and instruction Y with symmetry by converting decomposition unit 3. At this time, the conversion decomposition unit 3 calls for the scalar multiplication shown in FIGS. 5 to 9 and the absolute value of the determinant shown in FIGS. It is a processing procedure. In S98, the instruction changing unit 4 changes the geometric transformation instruction L e and the instruction X with reference to the symmetry determination unit 2.

【0049】以下、具体例を用いて上述の動作の一例を
説明する。一般にフーリエ変換と線形な変数変換には F(fL)=|det L’|F(f)L’ F(f)L=|det L’|F(fL’) L’= t-1 という交換関係がある。ここに、fは原画像、Fはフー
リエ変換を、 tLはLの転置行列を表わす。
An example of the above-mentioned operation will be described below using a specific example. Generally, F (fL) = | det L ′ | F (f) L ′ F (f) L = | det L ′ | F (fL ′) L ′ = t L −1 for Fourier transform and linear variable transform There is an exchange relationship. Here, f is the original image, F is the Fourier transform, and t L is the transposed matrix of L.

【0050】図11は、フーリエ変換と拡縮の順序交換
の具体例を示す説明図である。図中の対角行列は、この
対角行列によって表わされる座標変換、つまり拡縮を表
現している。図11おいては、ステップ1 拡縮命令を
垂直方向の縮小と水平方向の拡大に分解するステップ2
水平方向の拡大をフーリエ変換と順序交換し、フーリ
エ変換と縮小に置換を行なっている。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a concrete example of the order exchange of Fourier transform and scaling. The diagonal matrix in the figure represents the coordinate transformation represented by this diagonal matrix, that is, the scaling. In FIG. 11, step 1 is a step 2 in which the scaling instruction is decomposed into vertical shrinking and horizontal scaling.
The horizontal enlargement and the Fourier transform are exchanged in order, and the Fourier transform and the reduction are replaced.

【0051】図12は、図11におけるフーリエ変換と
拡縮との順序交換による処理の結果を示す模式図であ
る。図12(A)は、図11における最初の手順に対応
した処理の結果を示しており、図12(B)はステップ
1によって改変された手順に対応した処理の結果を、図
12(C)はさらにステップ2によって改変された手順
に対応した処理の結果をそれぞれ示している。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the result of processing by order exchange between the Fourier transform and the scaling in FIG. 12A shows the result of the process corresponding to the first procedure in FIG. 11, and FIG. 12B shows the result of the process corresponding to the procedure modified in step 1. Shows the results of processing corresponding to the procedure modified in step 2.

【0052】図13は、拡大とフーリエ変換との順序交
換の説明図である。フーリエ変換によって得られる画像
は、もとの画像の周波数成分を表わす画像である。もと
の画像が縮小された場合、実際には縮小された画像が表
現できる周波数成分はもとの画像と同じであるので、フ
ーリエ変換後の画像の大きさは変わらない。逆に拡大し
た場合、もとの画像の情報量が増加するわけではなく、
全体として粗い画像になるだけであるので、高周波成分
が除去されることになる。そのため、フーリエ変換後の
画像は縮小することになる。
FIG. 13 is an explanatory diagram of order exchange between enlargement and Fourier transform. The image obtained by the Fourier transform is an image representing the frequency component of the original image. When the original image is reduced, the frequency components that can be represented by the reduced image are actually the same as those of the original image, and therefore the size of the image after the Fourier transform does not change. On the other hand, when enlarged, the amount of information in the original image does not increase,
Since only a rough image is obtained as a whole, high frequency components are removed. Therefore, the image after the Fourier transform is reduced.

【0053】この性質を利用して、拡大の後にフーリエ
変換が施される場合は、図13に示すように処理順序を
交換し、拡大処理を縮小処理に置き換えることによって
処理速度の向上をはかることができる。すなわち、図1
2(C)に示すように、フーリエ変換を施す画像は縮小
画像であり、図12(A)や(B)に示すような拡大さ
れた大きな画像ではないため、処理時間を短縮すること
が可能である。また、処理に要するメモリ量も削減する
ことができる。
By utilizing this property, when the Fourier transform is applied after the enlargement, the processing order is exchanged as shown in FIG. 13 and the enlargement processing is replaced by the reduction processing to improve the processing speed. You can That is, FIG.
As shown in FIG. 2 (C), the image to which the Fourier transform is applied is a reduced image and is not a large enlarged image as shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), so that the processing time can be shortened. Is. Also, the amount of memory required for processing can be reduced.

【0054】図14は、対称性テーブルの一例の説明図
である。上述のフーリエ変換の拡大についての対称性
は、例えば図14に示した対称性テーブルとして対称性
判定部2に保持させておくことができる。この対称性テ
ーブルではフーリエ変換は拡縮についての対称性を有
し、直前の幾何変換命令が拡縮であるならば、拡縮の倍
率を調べ、倍率が1より大きい、つまり拡大の場合に
は、拡大処理を倍率が拡大比率の逆数である縮小処理に
変更して、フーリエ変換との処理順序を交換することを
表わしている。
FIG. 14 is an explanatory diagram of an example of the symmetry table. The symmetry regarding the expansion of the Fourier transform described above can be held in the symmetry determination unit 2 as the symmetry table shown in FIG. 14, for example. In this symmetry table, the Fourier transform has a symmetry about scaling, and if the immediately preceding geometric transformation command is scaling, the scaling factor is checked, and if the scaling factor is greater than 1, that is, if scaling is performed, the scaling process is performed. Is changed to a reduction process in which the magnification is the reciprocal of the enlargement ratio, and the processing order with the Fourier transform is exchanged.

【0055】図15は、座標変換とフーリエ変換とが連
接した場合の幾何変換の分解による命令列の変更の一例
の説明図である。図15においては、ステップ1 幾何
変換を回転(ないし鏡映)と斜交軸変換と拡縮に分解す
るステップ2 拡縮の拡大成分をフーリエ変換と交換す
るを行なう。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of changing the instruction sequence by disassembling the geometric transformation when the coordinate transformation and the Fourier transformation are connected. In FIG. 15, step 1 is performed by rotating (or mirroring) the geometrical transformation, dividing it into the oblique axis transformation, and step 2; exchanging the enlargement component of the enlargement / reduction with the Fourier transform.

【0056】図15に示した処理を、再び図10に示し
たフローチャートに沿ってさらに詳述する。図16は、
図15に示す例における命令記憶部の内容の変化の説明
図である。命令記憶部1には、図16(A)に示すよう
に、線形変換とフーリエ変換の処理の並びが記憶されて
いる。この命令列に現れる命令を順に処理する。最初の
命令である線形変換は、S93において読み飛ばされ、
次の命令であるフーリエ変換が取り込まれる。S94に
おいて、フーリエ変換の対称性の有無を対称性判定部2
に問い合わせる。対称性判定部2は命令の対称性を表わ
す、例えば図14に示すような対称性テーブルを参照
し、フーリエ変換が拡縮についての対称性を持つものと
判定する。S96において、直前の命令が線形変換であ
ることを判定し、S97に移る。S97では変換分解部
3が線形変換を拡縮についての対称性に基づき拡縮成分
を分離して、命令変更部4は命令記憶部1に蓄えられた
図16(A)に示す命令列を、図16(B)に示す命令
列に変更する。図15では線形変換を回転、スキュー、
拡大に分解しているが、図16(B),(C)では回転
とスキューを1つの線形変換として示している。S98
では、命令変更部4は再び対称性判定部2の対称性を表
わす図14に示すような対称性テーブルを参照して、図
16(B)に示す命令列を図16(C)に示す命令列に
変更する。このようにして、命令記憶部1に蓄えられた
図16(A)に示す命令列の処理は終了し、命令列の変
更処理は完了する。
The process shown in FIG. 15 will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG. FIG.
FIG. 16 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit in the example shown in FIG. 15. As shown in FIG. 16A, the instruction storage unit 1 stores a sequence of processes of linear transformation and Fourier transformation. The instructions appearing in this instruction sequence are processed in order. The first instruction, the linear transformation, is skipped in S93,
The next instruction, the Fourier transform, is captured. In S94, the presence / absence of symmetry of the Fourier transform is checked to determine whether the symmetry determination unit 2
Contact The symmetry determination unit 2 refers to a symmetry table representing the symmetry of the instruction, for example, as shown in FIG. 14, and determines that the Fourier transform has symmetry regarding scaling. In S96, it is determined that the immediately preceding instruction is a linear conversion, and the process proceeds to S97. In S97, the conversion decomposition unit 3 separates the linear conversion into the scaling components based on the symmetry about the scaling, and the command changing unit 4 stores the command sequence shown in FIG. Change to the instruction sequence shown in FIG. In Figure 15, the linear transformation is rotated, skewed,
Although broken down into enlargements, FIGS. 16B and 16C show rotation and skew as one linear transformation. S98
Then, the instruction changing unit 4 again refers to the symmetry table as shown in FIG. 14 which represents the symmetry of the symmetry determination unit 2 to refer to the instruction sequence shown in FIG. Change to a column. In this manner, the processing of the instruction sequence stored in the instruction storage unit 1 shown in FIG. 16A is completed, and the instruction sequence changing process is completed.

【0057】次に、別の具体例を用いて上述の動作の一
例を説明する。図17は、座標変換とヒストグラム生成
処理からなる命令列の変更の一例を示す説明図である。
図17においては、 ステップ1 幾何変換を行列式の絶対値が1の変換とス
カラー乗法に分解する ステップ2 行列式の絶対値が1の変換をキャンセル
し、スカラー乗法とヒストグラム処理を置換 を行なう。画像のヒストグラムは画素の位置によって影
響を受けないので、面積を変えない幾何変換、すなわち
行列式が1となる変換は不要になる。この不要な処理を
省略することによって処理は簡略化される。また、幾何
変換による面積の変更についても、二次元データとして
の画像への変換として実行するのではなく、一次元デー
タのヒストグラムの結果のグラフについて行なうことに
よって処理はより一層簡略化される。
Next, an example of the above operation will be described using another specific example. FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of changing an instruction sequence including coordinate conversion and histogram generation processing.
In FIG. 17, step 1 decomposes the geometric transformation into a transformation of which the absolute value of the determinant is 1 and the scalar multiplication. Step 2 cancels the transformation of which the absolute value of the determinant is 1 and replaces the scalar multiplication with the histogram processing. Since the histogram of the image is not affected by the position of the pixel, the geometric conversion that does not change the area, that is, the conversion in which the determinant is 1 is unnecessary. The process is simplified by omitting this unnecessary process. Further, the process of changing the area by the geometric transformation is further simplified by not performing the conversion to the image as the two-dimensional data but performing it on the graph of the result of the histogram of the one-dimensional data.

【0058】このヒストグラム生成処理の面積を不変と
する変換、つまり行列式の絶対値が1の線形変換につい
ての対称性と、スカラー乗法についての対称性は、例え
ば上述の図14に示した対称性テーブルとして対称性判
定部2に保持させておけばよい。この対称性テーブルで
は、ヒストグラム生成は面積を不変とする変換について
の対称性を有し、直前の幾何変換命令が面積を変えない
ならば、その幾何変換命令を消去してもよいことを表わ
している。また、ヒストグラム生成はスカラー乗法につ
いての対称性を有し、直前の幾何変換命令がスカラー乗
法であるならば、幾何変換の実行前にヒストグラム生成
を先行して実行し、得られたヒストグラムのグラフに前
記スカラー乗法の比の二乗をかける処理に変更できるこ
とを表わす。
The conversion for making the area of the histogram generation processing invariant, that is, the symmetry for the linear conversion in which the absolute value of the determinant is 1 and the symmetry for the scalar multiplication are, for example, the symmetry shown in FIG. The table may be held in the symmetry determination unit 2 as a table. This symmetry table shows that the histogram generator has symmetry about the transformation that makes the area invariant, and that the geometric transformation instruction may be deleted if the previous geometric transformation instruction does not change the area. There is. Histogram generation has symmetry about scalar multiplication, and if the previous geometric transformation instruction is scalar multiplication, histogram generation is executed prior to geometric transformation, and the resulting histogram graph is displayed. This means that the process can be changed to the process of multiplying the ratio of the scalar multiplication.

【0059】図17で説明した処理を図10に示したフ
ローチャートに沿ってさらに詳述する。図18は、図1
7に示す例における命令記憶部の内容の変化の説明図で
ある。命令記憶部1には、図18(A)に示すように、
線形変換とヒストグラム生成の処理の並びが記憶されて
いる。図18(A)に示す命令列中の命令を順に処理す
る。最初の命令である線形変換は、S93において読み
飛ばされ、次の命令ヒストグラム生成が取り込まれる。
S94において、ヒストグラム生成の対称性の有無を対
称性判定部2に問い合わせる。対称性判定部2は命令の
対称性を表わす、例えば図14に示す対称性テーブルを
参照し、ヒストグラム生成が面積を変えない変換とスカ
ラー乗法についての対称性を持つと判定する。S95に
おいて、対称性Pとして面積不変変換およびスカラー乗
法をセットする。S96において、直前の命令が線形変
換であることを判定し、S97に移る。S97では、変
換分解部3が対称性Pに基づき、線形変換をスカラー乗
法と面積を変えない変換とにそれぞれ分解し、命令変更
部4は命令記憶部1に蓄えられた図18(A)に示す命
令を図18(B)に示す命令列に変更する。S98では
命令変更部4は再び対称性判定部2の対称性を表わす図
14に示す対称性テーブルを参照し、面積を変えない変
換の消去と、スカラー乗法とヒストグラム生成との交換
を行なって、図18(B)に示す命令列を図18(C)
に示す命令列に変更する。以上で命令記憶部1に蓄えら
れた命令列の処理は終了し、命令列の変更処理は完了す
る。
The process described with reference to FIG. 17 will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG. 18 is shown in FIG.
7 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit in the example shown in FIG. In the instruction storage unit 1, as shown in FIG.
The sequence of processes of linear conversion and histogram generation is stored. The instructions in the instruction sequence shown in FIG. 18A are sequentially processed. The first instruction, the linear transformation, is skipped in S93 and the next instruction histogram generation is captured.
In step S94, the symmetry determination unit 2 is queried for the presence / absence of symmetry in histogram generation. The symmetry determination unit 2 refers to the symmetry table showing the symmetry of the instruction, for example, referring to the symmetry table shown in FIG. 14, and determines that the histogram generation has the symmetry regarding the conversion that does not change the area and the scalar multiplication. In S95, the area invariant transformation and the scalar multiplication are set as the symmetry P. In S96, it is determined that the immediately preceding instruction is a linear conversion, and the process proceeds to S97. In S97, the conversion decomposition unit 3 decomposes the linear conversion into the scalar multiplication and the conversion that does not change the area, based on the symmetry P, and the instruction changing unit 4 is stored in the instruction storage unit 1 as shown in FIG. The instruction shown is changed to the instruction sequence shown in FIG. In S98, the instruction changing unit 4 again refers to the symmetry table shown in FIG. 14 representing the symmetry of the symmetry determination unit 2, erases the conversion without changing the area, and exchanges the scalar multiplication and the histogram generation, The instruction sequence shown in FIG. 18 (B) is shown in FIG. 18 (C).
Change to the instruction sequence shown in. As described above, the processing of the instruction sequence stored in the instruction storage unit 1 is completed, and the instruction sequence changing process is completed.

【0060】次に、命令列に線形のフィルタが含まれる
場合の動作について説明する。図19は、線形のフィル
タ処理が含まれる場合の命令記憶部の内容の変化の説明
図である。命令記憶部1は、図19(A)に示すよう
に、線形なフィルタを記憶できる。ここでフィルタ命令
のパラメータは、フィルタの核(例えば、3×3画素程
度の小画像)を表わすg、および後述のフィルタと幾何
変換の順序交換時の便宜のために幾何変換を表わす二次
の行列Lとの二つからなる。図19(A)に示すデータ
構造の意味は、核gを幾何変換Lで変換して、核の要素
に幾何変換Lの行列式の絶対値をかけた核|det L
|gLによる畳み込みを表わす。
Next, the operation when the instruction string includes a linear filter will be described. FIG. 19 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit when linear filter processing is included. The instruction storage unit 1 can store a linear filter, as shown in FIG. Here, the parameter of the filter instruction is g representing the kernel of the filter (for example, a small image of about 3 × 3 pixels), and a quadratic expression representing the geometric transformation for convenience of order exchange of the filter and the geometric transformation described later. It consists of two matrices L and. The meaning of the data structure shown in FIG. 19A is that kernel g is transformed by geometric transformation L, and the kernel element is multiplied by the absolute value of the determinant of geometric transformation L | det L
Represents the convolution with | gL.

【0061】図20、図21は、線形フィルタの核への
幾何変換の実現方法の一例の説明図である。図20にお
いて、細線で区切られた各領域が画素に対応する領域で
あり、太線で示した3×3の領域が幾何変換後の線形フ
ィルタの核に対応する領域である。図20に示すよう
に、太線で区切られた領域に含まれる細線で区切られた
領域の面積比をもとに、画素値の加重平均を算出するこ
とによって変換後の画素値を決定することができる。こ
の方法は投影法と呼ばれている。あるいは、図21にお
いて、格子点上の白丸が画素の位置である。太線の格子
点が線形フィルタの核の画素である。図21に示すよう
に、線形フィルタの核に対応する画素の位置が格子点上
にない場合、近傍の格子点における画素値から、例えば
線形補間法によって求めることができる。このようなア
ファイン変換手法等により、線形フィルタの核への幾何
変換を実現することができる。
20 and 21 are explanatory views of an example of a method of realizing geometric transformation of a linear filter into a kernel. In FIG. 20, each area delimited by a thin line is an area corresponding to a pixel, and the 3 × 3 area indicated by a thick line is an area corresponding to the core of the linear filter after geometric transformation. As shown in FIG. 20, the pixel value after conversion can be determined by calculating the weighted average of the pixel values based on the area ratio of the areas delimited by the thin lines included in the areas delimited by the thick line. it can. This method is called the projection method. Alternatively, in FIG. 21, white circles on the grid points are pixel positions. The bold grid points are the pixels of the core of the linear filter. As shown in FIG. 21, when the position of the pixel corresponding to the core of the linear filter is not on the grid point, it can be obtained from the pixel values at the neighboring grid points by, for example, the linear interpolation method. By such an affine transformation method or the like, it is possible to realize the geometric transformation of the linear filter into the kernel.

【0062】なお、フィルタ命令を指定する際に、核に
対して幾何変換を行なう必要がなければ、核への幾何変
換を表わす行列は単位行列idとして、図19(B)に
示すように表現すればよい。
If it is not necessary to perform geometric transformation on the kernel when designating the filter instruction, the matrix representing the geometric transformation to the kernel is expressed as the unit matrix id as shown in FIG. 19 (B). do it.

【0063】いま、図19(C)に示すように、フィル
タ命令と幾何変換命令の並びが画像記憶部2に記憶され
ているとする。この時、命令変更部4は図19(D)に
示すようにフィルタと幾何変換とを順序交換し、さらに
図19(E)に示すように核への幾何変換を表わすパラ
メータに交換した幾何変換を作用させることによって、
フィルタ命令と幾何変換命令の処理順序を交換する。
It is now assumed that, as shown in FIG. 19C, a sequence of filter instructions and geometric transformation instructions is stored in the image storage unit 2. At this time, the instruction changing unit 4 exchanges the order of the filter and the geometric transformation as shown in FIG. 19 (D), and further exchanges the geometric transformation with the parameter representing the geometric transformation to the kernel as shown in FIG. 19 (E). By acting
The processing order of the filter instruction and the geometric transformation instruction is exchanged.

【0064】図22は、フィルタと幾何変換との順序交
換を行なう処理の流れを表わすフローチャートである。
命令変更部4は以下の手順に沿って命令記憶部1に格納
された命令列を変更する。S101では命令記憶部1に
格納された命令でまだ読み込まれていないものがあるか
否かを判定する。読み込まれていない命令がなければ処
理は終了する。S102では命令を一つ読み込む。説明
のために、この読み込んだ命令をXで表わす。S103
では命令Xがフィルタ命令か否かを判定する。フィルタ
命令でなければS101に戻り、フィルタ命令ならば次
のS104へ進む。S104では再び読み込まれていな
い命令があるか否かを判定する。S105では次の命令
を一つ読み込む。この読み込んだ命令ををYで表わす。
S106では命令Yが幾何変換命令か否かを判定する。
幾何変換命令でなければS101に戻り、フィルタ命令
ならば次のS107へ進む。S107では命令記憶部1
上の命令Xと命令Yに対応する命令の順序を交換する。
次のS108では、フィルタ命令の核の幾何変換を表わ
すパラメータの行列に、幾何変換命令Yのパラメータの
行列を右からかける。
FIG. 22 is a flow chart showing the flow of processing for exchanging the order of the filter and the geometric transformation.
The instruction changing unit 4 changes the instruction sequence stored in the instruction storage unit 1 according to the following procedure. In S101, it is determined whether there is any instruction stored in the instruction storage unit 1 that has not been read yet. If there is no command that has not been read, the process ends. In S102, one instruction is read. For the sake of explanation, this read instruction is represented by X. S103
Then, it is determined whether the instruction X is a filter instruction. If it is not a filter command, the process returns to S101, and if it is a filter command, the process proceeds to the next S104. In S104, it is determined whether there is an instruction that has not been read again. In S105, the next instruction is read. This read instruction is represented by Y.
In S106, it is determined whether the instruction Y is a geometric conversion instruction.
If it is not a geometric conversion command, the process returns to S101, and if it is a filter command, the process proceeds to S107. In S107, the instruction storage unit 1
Swap the order of the instructions corresponding to instruction X and instruction Y above.
In S108, the matrix of parameters representing the geometric transformation of the kernel of the filter instruction is multiplied by the matrix of parameters of the geometric transformation instruction Y from the right.

【0065】このS107,S108の処理を図19を
用いて説明する。いま、図19(C)に示すように命令
列が命令記憶部1に記憶されており、フィルタ命令が命
令Xとして、また、線形変換命令が命令Yとして取り出
されているものとする。このとき、S107において、
図19(D)に示すように線形変換命令とフィルタ命令
を交換し、S108において、フィルタ命令の核の幾何
変換を表わす行列LをLMに変更する。このようにし
て、命令変更部4はフィルタ処理と行列による幾何変換
との順序を交換することができる。
The processing of S107 and S108 will be described with reference to FIG. It is assumed that an instruction sequence is stored in the instruction storage unit 1 as shown in FIG. 19C, a filter instruction is fetched as the instruction X, and a linear conversion instruction is fetched as the instruction Y. At this time, in S107,
As shown in FIG. 19D, the linear transformation instruction and the filter instruction are exchanged, and in S108, the matrix L representing the geometric transformation of the kernel of the filter instruction is changed to LM. In this way, the instruction changing unit 4 can exchange the order of the filtering process and the geometric transformation by the matrix.

【0066】図23は、フィルタ命令が含まれている命
令列に対して同種の幾何変換命令を統合する処理を実行
した場合の命令記憶部の内容の変化の説明図である。こ
こでは、線形変換命令を統合する場合について示してい
る。すなわち、図23(A)に示すような (1) 座標変換L0 を施す (2) 核g0 のフィルタを施す (3) 座標変換L1 を施す (4) 核g1 のフィルタを施す (5) 座標変換L2 を施す という一連の処理命令は、フィルタと座標変換との交換
関係、および、同種の処理の統合に基づいて、変換を繰
り返し行なう。
FIG. 23 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit when the processing for integrating the geometric transformation instructions of the same kind is executed on the instruction sequence including the filter instruction. Here, the case where the linear conversion instructions are integrated is shown. That is, as shown in FIG. 23 (A), (1) Coordinate conversion L 0 is applied (2) Core g 0 filter is applied (3) Coordinate conversion L 1 is applied (4) Core g 1 filter is applied ( 5) A series of processing instructions for performing the coordinate conversion L 2 repeatedly perform the conversion based on the exchange relationship between the filter and the coordinate conversion and the integration of the same kind of processing.

【0067】まず、4番目のフィルタ処理と5番目の座
標変換処理を交換し、図23(B)に示すようにフィル
タ処理の変換行列をL2 とする。この時点で3番目と4
番目に同種の処理である座標変換処理が連続しているの
で、図23(C)に示すようにこの2つの処理を統合す
る。さらに、2番目のフィルタ処理と新たに生成された
3番目の線形変換処理を交換し、図23(D)に示すよ
うにフィルタ処理の変換行列をL1 2 とする。図23
(D)では、1番目と2番目に線形変換処理が連続して
いるので、図23(E)に示すようにこれらを統合す
る。
First, the fourth filter process and the fifth coordinate conversion process are exchanged, and the conversion matrix of the filter process is set to L 2 as shown in FIG. 23 (B). 3rd and 4th at this point
Secondly, since coordinate conversion processing, which is the same kind of processing, is continuous, these two processings are integrated as shown in FIG. Further, the second filter process and the newly generated third linear conversion process are exchanged, and the conversion matrix of the filter process is set to L 1 L 2 as shown in FIG. FIG.
In (D), since the first and second linear conversion processes are continuous, these are integrated as shown in FIG. 23 (E).

【0068】ここまでの処理によって、 (1a) 座標変換 L0 1 2 を施す (2a) 核g2 のフィルタを施す (4a) 核g3 のフィルタを施す という命令列が得られる。ただし、核g2 は核g0 に対
して (1) 座標変換L1 2 を施す (2) フィルタの値に|det L1 2 |を掛ける ことにより得られる。同様に、核g3 は核g1 に対して (1) 座標変換L2 を施す (2) フィルタの値に|det L2 |を掛ける ことにより得られる。以降の変換は、次のフィルタ処理
命令の核への座標変換の簡易化の処理であるので、図2
3(F),(G)については後述する。
By the processing up to this point, an instruction sequence of (1a) applying the coordinate transformation L 0 L 1 L 2 (2a) applying the filter of the kernel g 2 (4a) applying the filter of the kernel g 3 is obtained. However, the kernel g 2 can be obtained by (1) applying the coordinate transformation L 1 L 2 to the kernel g 0 , and (2) multiplying the filter value by | det L 1 L 2 |. Similarly, the kernel g 3 is obtained by (1) applying the coordinate transformation L 2 to the kernel g 1 and (2) multiplying the filter value by | det L 2 |. Since the subsequent conversion is a process of simplifying the coordinate conversion to the core of the next filter processing instruction, FIG.
3 (F) and (G) will be described later.

【0069】続いて命令記憶部1に記憶された命令列に
現れるフィルタ処理命令の核への座標変換を簡易化する
処理の流れを説明する。図24は、命令列に現れるフィ
ルタ処理命令の座標変換パラメータを簡易化する処理の
流れを表わすフローチャートである。命令変更部4は以
下の手順にそって命令記憶部1に格納された命令列を変
更する。
Next, the flow of processing for simplifying the coordinate conversion of the filter processing instructions appearing in the instruction sequence stored in the instruction storage unit 1 into the kernel will be described. FIG. 24 is a flowchart showing the flow of processing for simplifying the coordinate conversion parameter of the filter processing instruction appearing in the instruction sequence. The instruction changing unit 4 changes the instruction sequence stored in the instruction storage unit 1 according to the following procedure.

【0070】S111では命令記憶部1に格納された命
令でまだ読み込まれていないものがあるか否かを判定す
る。読み込まれていない命令がなければ処理は終了す
る。S112では命令を一つ読み込む。説明のために、
この読み込んだ命令をAで表わす。S113では命令A
がフィルタ命令か否かを判定する。フィルタ命令でなけ
ればS111に戻り、フィルタ命令ならば次のS114
へ進む。S114ではフィルタ命令Aの座標変換パラメ
ータが単位行列とは異なるか否かを判定する。単位行列
であればS111に戻り、単位行列でなければS115
へ進む。S115ではフィルタ命令Aが等方(つまり回
転ないし鏡映)な対称性を持つか否かを判定する。フィ
ルタ命令Aが等方性を持たなければS111に戻り、持
てば次のS116へ進む。S116では座標変換パラメ
ータの行列Lを回転・鏡映部分Liと拡縮斜交軸変換部
分Le とに分解する。S117では、座標変換パラメー
タLを拡縮・斜交軸変換部分Le に置き換える。そして
再びS111へ戻る。
In S111, it is determined whether or not there is an instruction stored in the instruction storage unit 1 that has not been read yet. If there is no command that has not been read, the process ends. In S112, one instruction is read. For explanation,
This read instruction is represented by A. Command S in S113
Is a filter command. If it is not a filter command, the process returns to S111, and if it is a filter command, the next S114.
Proceed to. In S114, it is determined whether the coordinate conversion parameter of the filter command A is different from the unit matrix. If it is the unit matrix, the process returns to S111, and if it is not the unit matrix, S115.
Proceed to. In S115, it is determined whether the filter command A has isotropic (that is, rotation or reflection) symmetry. If the filter command A does not have isotropicity, the process returns to S111, and if it does, the process proceeds to the next S116. In S116, the matrix L of the coordinate conversion parameters is decomposed into the rotation / reflection part L i and the expansion / contraction oblique axis conversion part L e . In S117, it replaces the coordinate transformation parameter L in scaling-oblique transverse conversion portion L e. Then, the process returns to S111 again.

【0071】図23を用いて上述の処理を説明する。上
述のように、図22で説明した処理手順に基づき、画像
記憶部1に記憶された図23(A)に示す命令列は図2
3(E)に示す命令列へと変換された。その後、図24
で説明した処理手順を続けて実行する。ここで、核g0
と核g1 は共に等方性を持つと仮定する。また、説明の
ためにフィルタの座標変換パラメータとして現れる二つ
の行列L1 2 とL2はともに単位行列とは異なるもの
とする。
The above processing will be described with reference to FIG. As described above, the instruction sequence shown in FIG. 23A stored in the image storage unit 1 based on the processing procedure described in FIG.
3 (E) is converted into the instruction sequence. Then, FIG.
The processing procedure described in step 1 is continuously executed. Where n 0
And the kernel g 1 are both assumed to be isotropic. For the sake of explanation, it is assumed that the two matrices L 1 L 2 and L 2 appearing as the coordinate conversion parameters of the filter are different from the unit matrix.

【0072】命令変更部4は、命令記憶部1に蓄えられ
た図23(E)に示す命令列の2番目に現れるフィルタ
処理の座標変換パラメータL1 2 が単位行列ではない
ことを判定する。また、2番目のフィルタ処理の核g0
が等方対称性を持つことを対称性判定部2が判定する。
したがって図24のS116において、変換分解部3は
行列L=L1 2 を回転ないし鏡映Li と、拡縮と斜交
軸変換の積Le に分解してL=Li e とする。S11
7において、命令変更部4は、この分解に基づいて図2
3(E)に示す命令列の座標変換パラメータL1 2
3 =Le へ置き換え、図23(F)に示す命令列を得
る。
The instruction changing unit 4 determines that the coordinate conversion parameters L 1 L 2 of the filter processing appearing second in the instruction sequence shown in FIG. 23E stored in the instruction storage unit 1 are not the unit matrix. . Also, the kernel g 0 of the second filtering process
The symmetry determination unit 2 determines that is has isotropic symmetry.
Therefore, in S116 of FIG. 24, the transformation decomposition unit 3 decomposes the matrix L = L 1 L 2 into a product L e of rotation or reflection L i and expansion / contraction and oblique axis transformation to obtain L = L i L e . . S11
In FIG. 7, the instruction changing unit 4 is based on this decomposition.
The coordinate conversion parameters L 1 L 2 of the instruction sequence shown in FIG. 3 (E) are replaced with L 3 = L e to obtain the instruction sequence shown in FIG. 23 (F).

【0073】図23(F)に示す命令列中の3番目のフ
ィルタ処理についても同様に、変換分解部3は行列L=
2 を回転ないし鏡映Li と拡縮と斜交軸変換の積Le
に分解してL=Li e とする。S117において、命
令変更部4はこの分解に基づいて座標変換パラメータL
2 をL4 =Le へ置き換え、図23(G)に示す命令列
を得る。
Similarly for the third filter processing in the instruction sequence shown in FIG. 23 (F), the conversion / decomposition unit 3 uses the matrix L =
Rotation or reflection L i of L 2 and product L e of scaling and oblique axis conversion
To L = L i L e . In step S117, the instruction changing unit 4 determines the coordinate conversion parameter L based on this decomposition.
2 is replaced with L 4 = L e to obtain the instruction sequence shown in FIG.

【0074】命令変更部4が以上の変更を命令列に対し
て行なうことにより、核への変換は拡縮と斜交軸変換に
限定され、例えば図20に示した核の回転による配列の
サイズの増加を回避することができる。
Since the instruction changing unit 4 makes the above-mentioned changes to the instruction sequence, the conversion to the kernel is limited to the scaling and the oblique axis conversion. For example, the size of the array by the rotation of the kernel shown in FIG. The increase can be avoided.

【0075】以上説明したような画像処理機能は、例え
ば文書エディタや作画ツール、あるいは画像伝送装置や
複写装置等、ディジタル画像を取り扱う様々なシステム
において利用することができる。
The image processing function as described above can be used in various systems that handle digital images, such as a document editor, a drawing tool, an image transmission device and a copying device.

【0076】なお、上述の説明では、簡単のため、2次
元空間上の画像を用いて説明したが、グラフィックなど
のように3次元や時間空間を含めた4次元以上の空間で
の座標変換においても、同様に構成することができる。
また、画像がマッピングされる空間は、1次元の濃度だ
けでなく、色も含めた3次元空間などであってもよい。
In the above description, an image in a two-dimensional space is used for the sake of simplicity. However, in coordinate conversion in a three-dimensional or four-dimensional space including a time space such as a graphic. Can be similarly configured.
The space in which the image is mapped may be not only one-dimensional density but also a three-dimensional space including colors.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、アファイン変換を異なる対称性に基づいて分
解することによって、一つには座標変換以外の処理であ
って、ある種の座標変換については対称性や不変性を持
つ処理がある場合、その対称性を利用して、施す座標変
換をより単純なものに変更し、処理時間の短縮と処理品
質の向上を図ることができる。また、一般のアファイン
変換を拡縮や回転などの特化したアファイン変換の積へ
と分解することによって、特化したアファイン変換につ
いて用意された最善のアルゴリズムを自由に利用し、処
理の高速化と高品位化を図ることができる。さらに、幾
何変換とは異なる画像処理の、幾何変換についての対称
性を判定し、その結果に応じて対称性に基づいた分解を
幾何変換に施すことによって、幾何変換を含んだ画像処
理命令列の交換統合を効率よく行なうことができるな
ど、種々の効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, by decomposing the affine transformation based on different symmetries, one is processing other than coordinate transformation, When there is a process with symmetry or invariance for coordinate transformation, the symmetry can be used to change the coordinate transformation to be performed to a simpler one to shorten the processing time and improve the processing quality. . In addition, by decomposing general affine transformation into products of specialized affine transformations such as scaling and rotation, the best algorithms prepared for specialized affine transformations can be freely used to speed up processing and increase the processing speed. The quality can be improved. Furthermore, by determining the symmetry of the geometric transformation of image processing different from the geometric transformation, and subjecting the geometric transformation to decomposition based on the symmetry according to the result, the image processing instruction sequence including the geometric transformation is There are various effects such as efficient exchange integration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の情報処理装置の実施の一形態を含む
システムの一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a system including an embodiment of an information processing device of the present invention.

【図2】 画像入力部の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of an image input unit.

【図3】 画像出力部の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an image output unit.

【図4】 本発明の情報処理装置の実施の一形態におけ
る命令変更部による命令変更処理の概念を示す説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the concept of instruction change processing by an instruction change unit in the embodiment of the information processing apparatus of the present invention.

【図5】 変換分解部における正のスカラー乗法につい
ての対称性による分解の処理の流れを説明するフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing flow of decomposition by positive symmetry regarding positive scalar multiplication in a conversion decomposition unit.

【図6】 変換分解部における行列式の絶対値が1の線
形変換についての対称性による分解の処理の流れを説明
するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of a symmetric decomposition process for a linear conversion in which the absolute value of the determinant is 1 in the conversion decomposition unit.

【図7】 変換分解部における行列式の絶対値が1の線
形変換を拡縮についての対称性で分離する処理の流れを
説明するフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of a process of separating a linear transform whose absolute value of a determinant is 1 in a transform decomposition unit by symmetry regarding scaling.

【図8】 変換分解部における行列式の絶対値が1の線
形変換を回転についての対称性で分離する処理の流れを
説明するフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a flow of a process of separating a linear transform whose absolute value of a determinant is 1 in a transform decomposition unit by symmetry about rotation.

【図9】 変換分解部における行列式の絶対値が1の線
形変換を斜交軸変換についての対称性で分離する処理の
流れを説明するフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a flow of processing for separating a linear transformation whose absolute value of the determinant is 1 in the transformation decomposition unit with symmetry about the oblique axis transformation.

【図10】 幾何変換命令の分解と対称性を持つ命令と
の組合せによる命令列の変更の処理の流れの一例を示す
フローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a flow of processing for changing an instruction sequence by combining a geometric transformation instruction with an instruction having symmetry.

【図11】 フーリエ変換と拡縮の順序交換の具体例を
示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a specific example of a Fourier transform and order exchange of scaling.

【図12】 図11におけるフーリエ変換と拡縮との順
序交換による処理の結果を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a result of processing by order exchange between Fourier transform and scaling in FIG.

【図13】 拡大とフーリエ変換との順序交換の説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of order exchange between enlargement and Fourier transform.

【図14】 対称性テーブルの一例の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an example of a symmetry table.

【図15】 座標変換とフーリエ変換とが連接した場合
の幾何変換の分解による命令列の変更の一例の説明図で
ある。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an example of changing an instruction sequence by disassembling geometric transformation when coordinate transformation and Fourier transformation are connected.

【図16】 図15に示す例における命令記憶部の内容
の変化の説明図である。
16 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit in the example shown in FIG.

【図17】 座標変換とヒストグラム生成処理からなる
命令列の変更の一例を示す説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of changing an instruction sequence including coordinate conversion and histogram generation processing.

【図18】 図17に示す例における命令記憶部の内容
の変化の説明図である。
18 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit in the example shown in FIG.

【図19】 線形のフィルタ処理が含まれる場合の命令
記憶部の内容の変化の説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit when linear filter processing is included.

【図20】 線形フィルタの核への幾何変換の実現方法
の一例の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of an example of a method of realizing geometric transformation of a linear filter into a kernel.

【図21】 線形フィルタの核への幾何変換の実現方法
の別の例の説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of another example of a method of realizing geometric transformation of a linear filter into a kernel.

【図22】 フィルタと幾何変換との順序交換を行なう
処理の流れを表わすフローチャートである。
FIG. 22 is a flowchart showing the flow of processing for performing order exchange between a filter and geometric transformation.

【図23】 フィルタ命令が含まれている命令列に対し
て同種の幾何変換命令を統合する処理を実行した場合の
命令記憶部の内容の変化の説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram of changes in the contents of the instruction storage unit when a process of integrating geometric transformation commands of the same type is executed with respect to an instruction sequence including a filter instruction.

【図24】 命令列に現れるフィルタ処理命令の座標変
換パラメータを簡易化する処理の流れを表わすフローチ
ャートである。
FIG. 24 is a flowchart showing the flow of processing for simplifying the coordinate conversion parameter of the filter processing instruction appearing in the instruction sequence.

【図25】 従来のアファイン変換処理を示す概念図で
ある。
FIG. 25 is a conceptual diagram showing a conventional affine conversion process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…命令記憶部、2…対称性記憶部、3…変換分解部、
4…命令変更部、5…画像記憶部、6…画像処理部、7
…画像入力部、8…指示入力部、9…画像表示部、10
…画像出力部、11…制御部、12…情報処理部。
1 ... Command storage unit, 2 ... Symmetry storage unit, 3 ... Transformation decomposition unit,
4 ... Command change unit, 5 ... Image storage unit, 6 ... Image processing unit, 7
... image input section, 8 ... instruction input section, 9 ... image display section, 10
... image output unit, 11 ... control unit, 12 ... information processing unit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像処理の複数の命令からなる命令列を
記憶する命令記憶手段と、前記命令列中の各命令の幾何
変換についての対称性を判定する命令対称性判定手段
と、前記命令記憶手段に記憶された幾何変換を行なう命
令を分解する幾何変換命令分解手段と、前記命令記憶手
段に記憶された命令列を変更する命令変更手段を備え、
前記命令変更手段は、前記命令対称性判定手段によって
判定された対称性に基づく前記幾何変換命令手段による
変換命令の分解を利用して命令列の変更を行なうことを
特徴とする情報処理装置。
1. An instruction storage unit for storing an instruction sequence composed of a plurality of image processing instructions, an instruction symmetry determination unit for determining symmetry regarding geometric transformation of each instruction in the instruction sequence, and the instruction storage. A geometric transformation instruction decomposing means for decomposing the instruction for geometric transformation stored in the means, and an instruction changing means for changing the instruction sequence stored in the instruction storage means,
The information processing apparatus, wherein the instruction changing unit changes the instruction sequence by utilizing decomposition of the conversion instruction by the geometric conversion instruction unit based on the symmetry determined by the instruction symmetry determination unit.
【請求項2】 前記命令対称性判定手段は、正のスカラ
ー乗法についての対称性または行列式の絶対値が1の座
標変換についての対称性を判定し、前記幾何変換命令分
解手段は、座標変換を、正のスカラー乗法と、行列式の
絶対値が1の座標変換との積へ分解することを特徴とす
る請求項1に記載の情報処理装置。
2. The instruction symmetry determination means determines symmetry for positive scalar multiplication or symmetry for coordinate transformation in which the absolute value of a determinant is 1, and the geometric transformation instruction decomposition means determines coordinate transformation. The information processing apparatus according to claim 1, wherein is decomposed into a product of a positive scalar multiplication and a coordinate transformation in which the absolute value of the determinant is 1.
【請求項3】 前記命令対称性判定手段は、回転、鏡
映、斜交軸変換またはユニモジュラーな対角変換につい
ての対称性を判定し、前記幾何変換命令分解手段は、行
列式の絶対値が1の座標変換を、回転ないし鏡映と、斜
交軸変換と、ユニモジュラーな対角変換との積へ分解す
ることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
3. The instruction symmetry determination means determines symmetry regarding rotation, reflection, oblique axis transformation or unimodular diagonal transformation, and the geometric transformation instruction decomposition means determines absolute values of determinants. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the coordinate transformation of 1 is decomposed into a product of rotation or reflection, oblique axis transformation, and unimodular diagonal transformation.
【請求項4】 前記命令変更手段は、線形フィルタない
しモルフォロジカルフィルタと座標変換との処理順序交
換が可能であることを特徴とする請求項1に記載の情報
処理装置。
4. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the instruction changing unit is capable of exchanging a processing order of a linear filter or a morphological filter and a coordinate conversion.
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