JPH10320379A - Method for processing two-dimensional data - Google Patents

Method for processing two-dimensional data

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Publication number
JPH10320379A
JPH10320379A JP9131914A JP13191497A JPH10320379A JP H10320379 A JPH10320379 A JP H10320379A JP 9131914 A JP9131914 A JP 9131914A JP 13191497 A JP13191497 A JP 13191497A JP H10320379 A JPH10320379 A JP H10320379A
Authority
JP
Japan
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data
processing
dimensional
dimensional data
differential
Prior art date
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Application number
JP9131914A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Usui
信昭 臼井
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform data processing such as differentiation without making deterioration of data by sequentially extracting a one-dimensional data stream from two-dimensional processing data and calculating an approximation expression by approximating the one-dimensional data stream with a polynomial that uses a Chebyshev function. SOLUTION: Two-dimensional image data D(I, J) consists of pixel position data z in the directions X and Y of each pixel and pixel data y(z) which shows gradation. Dot column image data D(J) of a J-th column are extracted among the data D(I, J) after resetting a variable J that shows the position of a pixel column to be extracted there. An approximate expression is calculated by approximating the extracted one-dimensional data stream D(J) with a polynomial that uses a Chebyshev function. A differential expression of the approximate expression is calculated by differentiating the approximate expression and the differential value of processing data is acquired by calculating the differential value of each data of the data stream D(J) by using the differential expression. In such cases, because an approximate expression that uses the Chebyshev function is an aperiodic function, it approximates even to processing data in which values arbitrarily fluctuate with high accuracy.

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、画像等の2次元デ
ータの微分、間引き、水増しおよび分解能変換等の処理
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing method for differentiating, thinning out, inflating and converting resolution of two-dimensional data such as images.

【0002】[0002]

【従来の技術】2次元のディジタル画像処理において
は、画像データを微分し、その微分値を用いて画像中の
輪郭部分を抽出する処理等が行われている。このような
微分処理には、Prewitt (プレウィット)型やLaplacia
n (ラプラシアン)型の2次元のディジタルフィルタが
一般的に用いられている。2次元のディジタル画像デー
タにこれらのディジタルフィルタを適用することによ
り、各画素の微分値が得られる。
2. Description of the Related Art In two-dimensional digital image processing, processing of differentiating image data and extracting a contour portion in an image using the differential value is performed. Such differentiation processing includes the Prewitt (Prewitt) type and Laplacia
An n (Laplacian) type two-dimensional digital filter is generally used. By applying these digital filters to two-dimensional digital image data, a differential value of each pixel can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ディジ
タルフィルタを用いた画像の微分処理方法では、例えば
画像が多階調の単色画像の場合には、ディジタルフィル
タを適用する度に隣接画素間の階調差がなだらかにな
り、画像の劣化が激しくなる。そして、さらに微分処理
を繰り返すと、最終的には階調差の無い画像が作成され
る。
However, in the method of differentiating an image using a digital filter, for example, when an image is a multi-tone monochromatic image, every time the digital filter is applied, the gradation between adjacent pixels is reduced. The difference becomes gentle, and the deterioration of the image becomes severe. Then, when the differentiation processing is further repeated, an image having no gradation difference is finally created.

【0004】また、画像処理の1つの応用分野として、
画像処理を用いた物体の強度評価処理がある。この処理
では、対象物質の物理量の計測値、例えば物質表面の変
位の時系列データが画像データを用いて表示される。変
位の量は画像の階調データとして表示される。そして、
画像データを微分処理し、得られた微分値から対象物質
の歪量を推算し、その歪量を基に対象物質の強度を評価
するものである。この場合、画像データの微分値は強度
評価の基準となる歪量を表す。したがって、画像データ
の微分値は正確に求められる必要がある。
Further, as one application field of image processing,
There is an object strength evaluation process using image processing. In this process, measured values of the physical quantity of the target substance, for example, time-series data of the displacement of the substance surface are displayed using the image data. The amount of displacement is displayed as gradation data of an image. And
The image data is differentiated, the amount of distortion of the target substance is estimated from the obtained differential value, and the intensity of the target substance is evaluated based on the amount of distortion. In this case, the differential value of the image data represents the amount of distortion that serves as a reference for intensity evaluation. Therefore, the differential value of the image data needs to be obtained accurately.

【0005】しかしながら、従来のディジタルフィルタ
を用いた微分方法では、微分値の劣化が生じ、正確な微
分値を必要とする用途に適用するには不都合があった。
[0005] However, in the conventional differentiation method using a digital filter, the differential value is degraded, and there is an inconvenience in applying to a use requiring an accurate differential value.

【0006】本発明の目的は、データの劣化を生じるこ
となく微分等のデータ処理が可能な2次元データの処理
方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for processing two-dimensional data capable of performing data processing such as differentiation without causing data deterioration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および発明の効果】Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

(1)第1の発明 第1の発明に係る2次元データの処理方法は、2次元の
処理データから1次元のデータ列を逐次抽出し、抽出さ
れた1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項
式で近似して近似式を求め、求められた近似式を微分し
て近似式の微分式を算出し、算出された微分式を用いて
1次元のデータ列の各データの微分値を算出して処理デ
ータの微分値を得るものである。
(1) First invention A method of processing two-dimensional data according to the first invention sequentially extracts one-dimensional data strings from two-dimensional processed data, and uses the extracted one-dimensional data strings by using a Chebyshev function. Calculates the approximate expression by approximating the approximated polynomial, differentiates the obtained approximate expression, calculates the differential expression of the approximate expression, and calculates the differential value of each data of the one-dimensional data sequence using the calculated differential expression. To obtain the differential value of the processing data.

【0008】チェビシェフ関数を用いた近似式は非周期
関数であるため、値が任意に変動する処理データに対し
ても高精度で近似することができる。また、微分式の算
出も容易である。したがって、2次元データの微分処理
において、精度の高い近似式の微分式から微分値を算出
することによって、高精度の微分値を容易に得ることが
できる。
[0008] Since the approximation formula using the Chebyshev function is a non-periodic function, the approximation can be performed with high precision even on processing data whose value fluctuates arbitrarily. Also, the calculation of the differential equation is easy. Therefore, in the differentiation processing of the two-dimensional data, a high-precision differential value can be easily obtained by calculating a differential value from a differential expression of a high-precision approximate expression.

【0009】(2)第2の発明 第2の発明に係る2次元データの処理方法は、第1の発
明に係る2次元データの処理方法において、近似式の微
分式として高次の微分式を算出し、算出された高次の微
分式を用いて1次元のデータ列の各データの高次の微分
値を算出するものである。
(2) Second invention The two-dimensional data processing method according to the second invention is the two-dimensional data processing method according to the first invention, wherein a high-order differential expression is used as a differential expression of the approximate expression. The high-order differential value of each data of the one-dimensional data sequence is calculated using the calculated high-order differential expression.

【0010】チェビシェフ関数の多項式では、高次の微
分式を容易に算出することができる。このため、処理デ
ータの高次の微分値を求める場合には、処理データの近
似式の高次の微分形を算出し、算出した高次の微分式を
用いて一度の計算で高次の微分値を得ることができ、高
次の微分値算出処理を効率良く行うことができる。
With the polynomial of the Chebyshev function, a higher-order differential equation can be easily calculated. For this reason, when obtaining a higher-order differential value of the processed data, a higher-order differential form of the approximate expression of the processed data is calculated, and the higher-order differential expression is calculated in a single calculation using the calculated higher-order differential expression. The value can be obtained, and the higher-order differential value calculation processing can be performed efficiently.

【0011】(3)第3の発明 第3の発明に係る2次元データの処理方法は、第1の発
明に係る2次元データの処理方法において、算出された
処理データの微分値を新たな処理データとし、新たな処
理データから1次元のデータ列を逐次抽出し、抽出した
1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式で
近似して近似式を求め、求められた近似式を微分して近
似式の微分式を算出し、算出された微分式を用いて1次
元のデータ列の各データの微分値を算出して新たな処理
データの微分値を得るものである。
(3) Third invention A two-dimensional data processing method according to a third invention is the two-dimensional data processing method according to the first invention, wherein the differential value of the calculated processing data is newly processed. One-dimensional data strings are sequentially extracted from the new processed data as data, and the extracted one-dimensional data strings are approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression, and the obtained approximate expression is differentiated. The differential expression of the approximate expression is calculated, and the differential value of each data of the one-dimensional data string is calculated by using the calculated differential expression to obtain the differential value of new processing data.

【0012】この場合、処理データに対する近似式の算
出、近似式の微分式の算出および微分式を用いた微分値
の算出の一連の処理を繰り返して高次の微分値を算出す
ることができる。
In this case, a series of processes of calculating the approximate expression for the processing data, calculating the differential expression of the approximate expression, and calculating the differential value using the differential expression can be repeated to calculate a higher-order differential value.

【0013】(4)第4の発明 第4の発明に係る2次元データの処理方法は、第1の発
明に係る2次元データの処理方法において、処理データ
から一方向に逐次抽出した1次元のデータ列をチェビシ
ェフ関数を用いた多項式で近似して近似式を求め、求め
られた近似式を微分して近似式の微分式を算出し、算出
された微分式を用いて微分値を算出して処理データの一
方向の微分値を求め、処理データの一方向の微分値から
なるデータを新たな処理データとし、新たな処理データ
から他方向に逐次抽出した1次元のデータ列をチェビシ
ェフ関数を用いた多項式で近似して近似式を求め、求め
られた近似式を微分して近似式の微分式を算出し、算出
された微分式を用いて微分値を算出して新たな処理デー
タの他方向の微分値を得ることによって処理データの2
方向に微分された微分値を算出するものである。
(4) Fourth Invention The two-dimensional data processing method according to the fourth invention is the two-dimensional data processing method according to the first invention, wherein the one-dimensional one-dimensional data sequentially extracted in one direction from the processed data is provided. Approximating the data sequence with a polynomial using Chebyshev function to obtain an approximate expression, differentiating the obtained approximate expression to calculate a differential expression of the approximate expression, and calculating a differential value using the calculated differential expression Calculates the one-way differential value of the processed data, uses the data consisting of the one-way differential value of the processed data as new processed data, and uses a Chebyshev function for a one-dimensional data sequence that is sequentially extracted in the other direction from the new processed data. Approximate by the polynomial that was found to obtain an approximate expression, differentiate the obtained approximate expression, calculate the differential expression of the approximate expression, calculate the differential value using the calculated differential expression, and calculate the other direction of the new processing data By obtaining the derivative of Physical data 2
This is for calculating a differential value differentiated in the direction.

【0014】この場合、2次元データの一方向に対し
て、チェビシェフ関数を用いた近似式の算出、近似式の
微分式の算出および微分式を用いた微分値の算出の一連
の処理を行って一方向に微分された2次元データの微分
値を得、さらに得られた微分値からなる処理データの他
方向に対して、チェビシェフ関数を用いた近似式の算
出、近似式の微分式の算出および微分式を用いた微分値
の算出の一連の処理を行う。これにより、1次元のチェ
ビシェフ関数の近似式を用いて2次元の処理データの2
方向への微分処理を行うことができる。
In this case, in one direction of the two-dimensional data, a series of processes of calculating an approximate expression using a Chebyshev function, calculating a differential expression of the approximate expression, and calculating a differential value using the differential expression is performed. Obtain the differential value of the two-dimensional data differentiated in one direction, calculate the approximate expression using the Chebyshev function for the other direction of the processing data composed of the obtained differential value, calculate the differential expression of the approximate expression, and A series of processes for calculating a differential value using a differential equation is performed. Thereby, the two-dimensional processing data is calculated using the approximate expression of the one-dimensional Chebyshev function.
Differentiation processing in the direction can be performed.

【0015】(5)第5の発明 第5の発明に係る2次元データの処理方法は、第4の発
明に係る2次元データの処理方法において、一方向に抽
出された1次元のデータ列の微分値は、一方向に抽出さ
れた1次元のデータ列に対して求められた近似式の高次
の微分式を用いて算出された高次の微分値であり、新た
な処理データは、一方向に微分された高次の微分値から
なり、他方向に抽出された1次元のデータ列の微分値
は、他方向に抽出された1次元のデータ列に対して求め
られた近似式の高次の微分式を用いて算出された高次の
微分値である。
(5) Fifth Invention The two-dimensional data processing method according to the fifth invention is the two-dimensional data processing method according to the fourth invention, wherein the one-dimensional data string extracted in one direction is used. The differential value is a higher-order differential value calculated by using a higher-order differential expression of an approximate expression obtained for a one-dimensional data string extracted in one direction. The differential value of the one-dimensional data string extracted in the other direction is made up of the high-order differential value of the one-dimensional data string extracted in the other direction. It is a higher-order differential value calculated using the following differential equation.

【0016】チェビシェフ関数の多項式では、高次の微
分式を容易に算出することができる。このため、処理デ
ータの高次の微分値を求める場合には、処理データの近
似式の高次の微分式を算出し、この高次の微分式を用い
て一度の計算で高次の微分値を得ることができる。そこ
で、高次の微分値算出処理を2次元の処理データの2方
向についてそれぞれ1回ずつ行うことによって2次元の
処理データの2方向への高次の微分値算出処理を効率良
く行うことができる。
With a Chebyshev function polynomial, a higher-order differential equation can be easily calculated. Therefore, when obtaining a higher-order differential value of the processing data, a higher-order differential expression of the approximation formula of the processing data is calculated, and the higher-order differential value is calculated by one time using the higher-order differential expression. Can be obtained. Therefore, by performing the high-order differential value calculation processing once in each of the two directions of the two-dimensional processing data, the high-order differential value calculation processing in the two directions of the two-dimensional processing data can be efficiently performed. .

【0017】(6)第6の発明 第6の発明に係る2次元データの処理方法は、第4の発
明に係る2次元データの処理方法において、2方向に微
分された処理データの微分値を新たな処理データとし、
新たな処理データから一方向に逐次抽出した1次元のデ
ータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式で近似して近
似式を求め、求められた近似式を微分して近似式の微分
式を算出し、算出された微分式を用いて微分値を算出し
て処理データの一方向の微分値を求め、処理データの一
方向の微分値からなるデータから他方向に逐次抽出した
1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式で
近似して近似式を求め、求められた近似式を微分して近
似式の微分式を算出し、算出された微分式を用いて微分
値を算出して新たな処理データの微分値を得るものであ
る。
(6) Sixth invention A method for processing two-dimensional data according to a sixth invention is directed to the method for processing two-dimensional data according to the fourth invention, wherein the differential value of the processed data differentiated in two directions is obtained. As new processing data,
A one-dimensional data sequence sequentially extracted in one direction from new processing data is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression, and the obtained approximate expression is differentiated to calculate a differential expression of the approximate expression. A differential value is calculated using the calculated differential expression to obtain a differential value in one direction of the processed data, and a one-dimensional data sequence sequentially extracted in the other direction from data consisting of the differential value of the processed data in one direction is Chebyshev Calculate the approximate expression by approximating with a polynomial using a function, differentiate the obtained approximate expression, calculate the differential expression of the approximate expression, calculate the differential value using the calculated differential expression, and obtain new processing data To obtain the differential value of.

【0018】この場合、処理データに対して近似式の算
出、近似式の微分式の算出および微分式を用いた微分値
の算出の一連の処理を2次元の処理データの一方向と他
方向とに交互に繰り返すことによって2次元の処理デー
タの2方向の高次の微分値を算出することができる。
In this case, a series of processes of calculating the approximate expression, calculating the differential expression of the approximate expression, and calculating the differential value using the differential expression for the processed data is performed in one direction and the other direction of the two-dimensional processed data. , The higher-order differential value of the two-dimensional processing data in two directions can be calculated.

【0019】(7)第7の発明 第7の発明に係る2次元データの処理方法は、2次元の
処理データから1次元のデータ列を逐次抽出し、抽出し
た1次元のデータ列の各データをチェビシェフ関数を用
いた多項式で近似して近似式を求め、求められた近似式
を用いて1次元のデータ列とは異なる1次元のデータ列
を算出するものである。
(7) Seventh invention A method of processing two-dimensional data according to a seventh invention sequentially extracts one-dimensional data strings from two-dimensional processed data, and extracts each data of the extracted one-dimensional data strings. Is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression, and a one-dimensional data sequence different from the one-dimensional data sequence is calculated using the obtained approximate expression.

【0020】チェビシェフ関数を用いた近似式は非周期
関数であるため、値が任意に変動する処理データに対し
ても高精度で近似することができる。さらに、データ領
域の任意の位置において、後述するGibbs(ギブ
ス)の現象が生じず、近似精度が高い。したがって、こ
の近似式を用いて元のデータ列とは異なるデータ列を高
精度で求めることができる。
Since the approximation formula using the Chebyshev function is a non-periodic function, the approximation can be performed with high accuracy even on processing data whose value fluctuates arbitrarily. Furthermore, the Gibbs phenomenon described below does not occur at an arbitrary position in the data area, and the approximation accuracy is high. Therefore, a data string different from the original data string can be obtained with high accuracy using this approximation formula.

【0021】(8)第8の発明 第8の発明に係る2次元データの処理方法は、第7の発
明に係る2次元データの処理方法において、1次元のデ
ータ列よりデータ数の少ない1次元のデータ列を算出す
るものである。
(8) Eighth Invention The two-dimensional data processing method according to the eighth invention is the two-dimensional data processing method according to the seventh invention, wherein the one-dimensional data processing method has a smaller number of data than the one-dimensional data sequence. Is calculated.

【0022】この処理により、元の処理データのデータ
数が減じられたいわゆるデータの間引き処理や画像の分
解能の低減処理を高精度で行うことができる。
By this processing, it is possible to perform so-called data thinning processing in which the number of data of the original processing data is reduced and processing for reducing the resolution of an image with high accuracy.

【0023】(9)第9の発明 第9の発明に係る2次元データの処理方法は、第7の発
明に係る2次元データの処理方法において、1次元のデ
ータ列よりデータ数の多い1次元のデータ列を算出する
ものである。
(9) Ninth Invention The method for processing two-dimensional data according to the ninth invention is the method for processing two-dimensional data according to the seventh invention, wherein the one-dimensional data having a larger number of data than the one-dimensional data sequence Is calculated.

【0024】この処理により、元の処理データのデータ
数が増加されたいわゆるデータの水増し処理や画像の分
解能の向上処理を高精度で行うことができる。
By this processing, so-called data padding processing in which the number of data of the original processing data is increased and processing for improving image resolution can be performed with high accuracy.

【0025】(10)第10の発明 第10の発明に係る2次元データの処理方法は、2次元
の処理データから1次元のデータ列を逐次抽出し、抽出
した1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項
式で近似して近似式を求め、求められた近似式を微分し
て近似式の微分式を算出し、算出された微分式を用いて
1次元のデータ列とは異なる1次元のデータ列の微分値
を求めるものである。
(10) Tenth invention A method for processing two-dimensional data according to a tenth invention sequentially extracts one-dimensional data strings from two-dimensional processed data and converts the extracted one-dimensional data strings into Chebyshev functions. Is approximated by a polynomial using, an approximate expression is obtained, a differentiated expression of the approximate expression is calculated by differentiating the obtained approximate expression, and a one-dimensional data sequence different from a one-dimensional data sequence is calculated using the calculated differential expression. This is to calculate the differential value of the data sequence.

【0026】チェビシェフ関数を用いた近似式は非周期
関数であるため、値が任意に変動する処理データに対し
ても高精度で近似することができる。さらに、データ領
域の任意の位置においてもGibbsの現象が生じず、
近似精度が高い。したがって、この近似式を用いて元の
データ列とは異なるデータ列の微分値データを高精度で
求めることができる。
Since the approximation formula using the Chebyshev function is a non-periodic function, the approximation can be performed with high accuracy even on processed data whose values fluctuate arbitrarily. Furthermore, the Gibbs phenomenon does not occur at any position in the data area,
High approximation accuracy. Therefore, differential value data of a data sequence different from the original data sequence can be obtained with high accuracy using this approximate expression.

【0027】(11)第11の発明 第11の発明に係る2次元データの処理方法は、第10
の発明に係る2次元データの処理方法において、1次元
のデータ列よりデータ数の少ない1次元のデータ列の微
分値を算出するものである。
(11) Eleventh Invention The two-dimensional data processing method according to the eleventh invention
In the two-dimensional data processing method according to the invention, the differential value of the one-dimensional data string having a smaller number of data than the one-dimensional data string is calculated.

【0028】この処理により、元の微分値データのデー
タ数を減じるいわゆる微分値の間引き処理を高精度で行
うことができる。
By this processing, the so-called differential value thinning processing for reducing the number of original differential value data can be performed with high accuracy.

【0029】(12)第12の発明 第12の発明に係る2次元データの処理方法は、第10
の発明に係る2次元データの処理方法において、1次元
のデータ列よりデータ数の多い1次元のデータ列の微分
値を算出するものである。
(12) Twelfth Invention A two-dimensional data processing method according to a twelfth invention
In the two-dimensional data processing method according to the invention, the differential value of the one-dimensional data string having more data than the one-dimensional data string is calculated.

【0030】この処理により、元の微分値データのデー
タ数が増加されたいわゆる微分値の水増し処理を高精度
で行うことができる。
By this processing, a so-called differential value inflating process in which the number of original differential value data is increased can be performed with high accuracy.

【0031】(13)第13の発明 第13の発明に係る2次元データの処理方法は、第1〜
第12のいずれかの発明に係る2次元データの処理方法
において、2次元の処理データから抽出した1次元のデ
ータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式で近似し、多
項式の0次および1次の項を省略して近似式を求めるも
のである。
(13) Thirteenth Invention The method for processing two-dimensional data according to the thirteenth invention includes the following:
In the two-dimensional data processing method according to the twelfth aspect, a one-dimensional data sequence extracted from the two-dimensional processed data is approximated by a polynomial using a Chebyshev function, and the zero-order and first-order terms of the polynomial are obtained. Is omitted to obtain an approximate expression.

【0032】多項式の0次の項は処理データのバイアス
成分を規定し、1次の項は座標原点を通る直線成分を規
定する。したがって、この0次及び1次の項を省略する
ことによって、元の処理データが有する1次傾斜成分を
排除することができる。
The zero-order term of the polynomial defines a bias component of the processing data, and the first-order term defines a straight line component passing through the coordinate origin. Therefore, by omitting the zero-order and first-order terms, it is possible to eliminate the first-order gradient component of the original processing data.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明による2次元データの処理
方法では、離散的な多数の処理データ(ディジタルデー
タ)を多項式で近似し、さらにはその近似式の近似係数
を用いて他の近似式、例えば微分関数式を発生させるこ
とによって2次元データに対して微分、間引き、水増し
および分解能変換の各処理を行うものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a method for processing two-dimensional data according to the present invention, a large number of discrete processing data (digital data) are approximated by a polynomial, and another approximate expression is calculated by using an approximate coefficient of the approximate expression. For example, the processing of differentiation, thinning, padding, and resolution conversion is performed on the two-dimensional data by generating a differential function formula.

【0034】処理データの近似式としては下記の多項式
(1)を用いる。以下、この近似式をチェビシェフの近
似式と称する。
The following polynomial (1) is used as an approximate expression of the processing data. Hereinafter, this approximate expression is referred to as Chebyshev's approximate expression.

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】ここで、Ti (χ)はチェビシェフ多項式
であり、下式で定義される。
Here, Ti (χ) is a Chebyshev polynomial and is defined by the following equation.

【0037】[0037]

【数2】 (Equation 2)

【0038】また、チェビシェフの近似式(1)の係数
Aiは、
The coefficient Ai of Chebyshev's approximate expression (1) is

【0039】[0039]

【数3】 (Equation 3)

【0040】で定義される。ここで、Nは処理データの
個数を示す。
Is defined as Here, N indicates the number of processing data.

【0041】処理データDがデータdとその座標値zと
からなる場合、上記の式(1)〜(3)では、横座標の
変数χが処理データDの座標値zに対応し、変数y
(χ)がデータdに対応する。チェビシェフ多項式
(2)は変数χが[−1,1]の間で定義される。すな
わち、変数χは[−1,1]の間の値をとる。そこで、
座標値zが領域[a,b]内にある処理データをチェビ
シェフの近似式(1)で近似させる場合、処理データの
座標値zを下記の式(4)を用いてチェビシェフの近似
式(1)の変数χに変換する。
When the processing data D is composed of the data d and its coordinate value z, in the above equations (1) to (3), the variable 座標 on the abscissa corresponds to the coordinate value z of the processing data D, and the variable y
(Χ) corresponds to data d. In the Chebyshev polynomial (2), the variable χ is defined between [−1, 1]. That is, the variable χ takes a value between [−1, 1]. Therefore,
When the processing data whose coordinate value z is within the area [a, b] is approximated by the Chebyshev approximation equation (1), the coordinate value z of the processing data is approximated by the Chebyshev approximation equation (1) using the following equation (4). ) To variable χ.

【0042】 χ={2z−(a+b)}/(b−a)・・・(4) さらに、チェビシェフの近似式(1)は微分が容易であ
り、m次微分形は下記の式(5)で表される。
Χ = {2z− (a + b)} / (ba) (4) Further, Chebyshev's approximate expression (1) can be easily differentiated, and the m-th order differential form is represented by the following expression (5) ).

【0043】[0043]

【数4】 (Equation 4)

【0044】ここで、Ti(m) (χ)はチェビシェフ多
項式(2)のm階微分形であり、チェビシェフ多項式
(2)をm回微分することにより得られる。なお、m=
1のとき、すなわちチェビシェフ多項式(2)の1次の
微分形は下記の式(6)で表わされる。
Here, Ti (m) (χ) is the m-th derivative form of the Chebyshev polynomial (2), and is obtained by differentiating the Chebyshev polynomial (2) m times. Note that m =
When 1, that is, the first-order differential form of the Chebyshev polynomial (2) is represented by the following equation (6).

【0045】[0045]

【数5】 (Equation 5)

【0046】以上の関係式(1)〜(6)を用いて、2
次元データの各処理が後述するように行われる。
Using the above relational expressions (1) to (6), 2
Each process of the dimensional data is performed as described later.

【0047】本発明に係る2次元データの処理方法にお
いて、チェビシェフ多項式を用いた近似式を使用するこ
とにより、以下のような利点が得られる。
In the method for processing two-dimensional data according to the present invention, the following advantages can be obtained by using an approximate expression using a Chebyshev polynomial.

【0048】(i)チェビシェフ多項式(2)は非周期
関数であり、少ない次数で近似した場合でも近似精度が
高く、Gibbsの現象も生じない。また、処理データ
の領域端部においても高い近似精度を得ることができ
る。
(I) The Chebyshev polynomial (2) is a non-periodic function, and the approximation accuracy is high even when the approximation is performed with a small order, and the Gibbs phenomenon does not occur. Also, high approximation accuracy can be obtained even at the end of the area of the processing data.

【0049】なお、Gibbsの現象とは、近似式の算
出に使用した元データと近似データとは良く一致する
が、元データ以外の位置では近似データが予想されるデ
ータから大きく外れ、近似精度が低下する現象をいう。
The Gibbs phenomenon is that the original data used for calculating the approximate expression and the approximate data are in good agreement with each other, but the approximate accuracy deviates greatly from the expected data at positions other than the original data, and the approximate accuracy is low. A phenomenon that decreases.

【0050】このGibbsの現象が生じないために、
チェビシェフ多項式を用いてデータの水増し、間引き、
分解能変換の各処理を精度良く行うことができる。
Since this Gibbs phenomenon does not occur,
Inflate, thin out, and scale data using Chebyshev polynomials.
Each process of resolution conversion can be performed with high accuracy.

【0051】(ii)チェビシェフ多項式は高次の微分
形を容易に求めることができる。したがって、高次の微
分処理を効率良く行うことができる。
(Ii) The Chebyshev polynomial can easily obtain a higher-order differential form. Therefore, high-order differentiation processing can be performed efficiently.

【0052】(iii)チェビシェフ多項式の0次の項
0 (χ)はバイアス成分を示し、1次の項T1 (χ)
は座標原点を通る直線成分を示している。したがって、
近似すべきデータがデータ領域全体に一様な増分あるい
は減少分を有する場合であっても精度良く近似すること
ができる。
(Iii) The zero-order term T 0 (χ) of the Chebyshev polynomial indicates a bias component, and the first-order term T 1 (χ)
Indicates a straight line component passing through the coordinate origin. Therefore,
Even when the data to be approximated has a uniform increment or decrement over the entire data area, it can be approximated with high accuracy.

【0053】以下、本発明に係る2次元データの各処理
方法について説明する。(A)2次元データの1方向への微分処理 (1)チェビシェフ多項式の高次の微分形を用いた微分
処理 2次元画像データを1方向に微分する処理について図1
〜図3を参照して説明する。図1は、2次元データの処
理状態を示す説明図であり、(a)は処理対象の2次元
画像データを示し、(b)はX方向の微分処理の状態を
示している。また、図2および図3は、微分処理のフロ
ーチャートである。
Hereinafter, each processing method of two-dimensional data according to the present invention will be described. (A) Differential processing of two-dimensional data in one direction (1) Differentiation of Chebyshev polynomial using higher-order differential form
Processing Regarding processing for differentiating two-dimensional image data in one direction FIG.
This will be described with reference to FIG. 1A and 1B are explanatory diagrams showing a processing state of two-dimensional data, in which FIG. 1A shows two-dimensional image data to be processed, and FIG. 1B shows a state of differentiation processing in the X direction. FIGS. 2 and 3 are flowcharts of the differentiation process.

【0054】以下では、図1(a)に示すNx 画素×N
y 画素からなる2次元画像データD(I,J)をX方向
に微分してm(1以上の整数)次の微分値を求める処理
について説明する。
In the following, N × pixel × N shown in FIG.
A process of differentiating the two-dimensional image data D (I, J) composed of y pixels in the X direction to obtain a m-th (1 or more integer) -order differential value will be described.

【0055】まず、処理対象の2次元画像データD
(I,J)および種々の入力データを読み込み、記憶装
置に格納する。2次元画像データD(I,J)は各画素
のX方向およびY方向の画素位置データzと階調を示す
画素データy(z)とから構成される。また、入力デー
タには、X方向の画素数Nx 、微分回数mおよび画像デ
ータの1次傾斜成分を除去するか否かの指示データが含
まれる。なお、1次傾斜成分の内容については後述する
(ステップS2)。
First, the two-dimensional image data D to be processed
(I, J) and various input data are read and stored in the storage device. The two-dimensional image data D (I, J) is composed of pixel position data z in the X and Y directions of each pixel and pixel data y (z) indicating gradation. The input data includes the number of pixels N x in the X direction, the number of differentiations m, and instruction data indicating whether or not to remove the primary gradient component of the image data. The contents of the primary gradient component will be described later (step S2).

【0056】次に、抽出すべき画素列の位置を示す変数
Jをリセットした後(ステップS4)、変数Jのカウン
トを開始し(ステップS6)、2次元画像データD
(I,J)の中から図1(b)に示すJ列の点列画像デ
ータD(J)を抽出する。そして、点列画像データD
(J)中の画素位置データzを式(4)を用いてチェビ
シェフ多項式(2)の変数χに変換する(ステップS
8)。
Next, after resetting the variable J indicating the position of the pixel row to be extracted (step S4), the counting of the variable J is started (step S6), and the two-dimensional image data D
The point sequence image data D (J) of the J column shown in FIG. 1B is extracted from (I, J). Then, the point sequence image data D
The pixel position data z in (J) is converted into the variable の of the Chebyshev polynomial (2) using the equation (4) (step S).
8).

【0057】さらに、抽出した点列画像データD(J)
中の各画素データy(χ)を式(3)に代入してチェビ
シェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜n)を算出
する。なお、チェビシェフの近似式(1)の項数nは、
近似精度を高めるために点列画像データD(J)の画素
データの個数Nx と等しく設定する(ステップS1
0)。算出した係数Aiは記憶装置に記憶される(ステ
ップS12)。
Further, the extracted point sequence image data D (J)
Substituting each pixel data y (χ) in the expression (3) into the expression (3), calculates the coefficient Ai (i = 0 to n) of the Chebyshev approximation expression (1). The number n of terms in Chebyshev's approximate expression (1) is
To increase the approximation accuracy equal to set the number N x of the pixel data of the series of points the image data D (J) to (step S1
0). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (Step S12).

【0058】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して画像データの1次傾斜
成分を除去するか否かを判定する(ステップS14)。
ここで、1次傾斜成分とは、例えば画像領域における画
像の濃度が一定方向に向かって一様に変化するような場
合の濃度の一様変化成分をいう。そして、画像データの
各画素から一様変化成分を除去する処理を1次傾斜成分
の除去という。なお、この処理には、画像データ全体の
画素データの値を一様に引き上げたり引き下げたりする
処理も含まれている。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation (1) is obtained, it is determined whether or not the primary gradient component of the image data is to be removed with reference to the input data (step S14).
Here, the primary gradient component refers to, for example, a uniform change component of the density when the density of the image in the image area changes uniformly in a certain direction. The process of removing the uniform change component from each pixel of the image data is referred to as the removal of the primary gradient component. Note that this process includes a process of uniformly raising or lowering the pixel data value of the entire image data.

【0059】1次傾斜成分を除去する場合には、チェビ
シェフの近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A
0 と1次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステッ
プS16)。
When removing the first-order gradient component, the zero-order coefficient A out of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) is used.
0 and the first-order coefficient A 1 are each replaced with 0 (step S16).

【0060】次に、予め求めたチェビシェフ多項式
(2)のm次の微分形T(m) (χ)と上記ステップS1
0で求めた係数Aiとにより規定されるチェビシェフ近
似式のm次微分式(5)に変数χを順次与えてJ列の各
画素のm次の微分値Y(m) (χ)を算出する(ステップ
S18)。算出したm次の微分値Y(m) (χ)を記憶装
置に記憶させる(ステップS20)。
Next, the m-th order differential form T (m) (χ) of the Chebyshev polynomial (2) obtained in advance and the above-described step S1
A variable χ is sequentially given to the m-th order differential expression (5) of the Chebyshev approximation formula defined by the coefficient Ai obtained at 0 to calculate the m-th order differential value Y (m) (χ) of each pixel in the J column. (Step S18). The calculated m-order differential value Y (m) (χ) is stored in the storage device (step S20).

【0061】さらに、微分処理が行われたJ列が最終の
列Ny か否かを判定する。最終の列Ny でなければ、次
の列の点列画像データのm次微分処理に移り、ステップ
S6からステップS20の処理を繰り返し行う。すべて
のJ列の微分処理が終了すると(ステップS22)、上
記の微分処理により得られた2次元画像データのX方向
のm次の微分値Y(m) (χ)を出力する(ステップS2
4)。
Further, it is determined whether or not the J column subjected to the differentiation processing is the last column N y . Last unless column N y of shifts to the m-th order differential processing of the point sequence image data of the next column is performed from step S6 repeats the processing in step S20. When the differentiation processing of all the J columns is completed (step S22), the m-th order differential value Y (m) (χ) in the X direction of the two-dimensional image data obtained by the above differentiation processing is output (step S2).
4).

【0062】以上の処理により、2次元画像データD
(I,J)をX方向にm回微分した微分値が得られる。
With the above processing, the two-dimensional image data D
A differential value obtained by differentiating (I, J) m times in the X direction is obtained.

【0063】このように、チェビフェフ多項式(2)
は、高次の微分形を容易に求めることができる。したが
って、高次(m≧2次)の微分値を求める処理において
も、予め高次の微分形を求めておき、一度の計算によっ
て即座に画像データの高次の微分値を求めることができ
る。
As described above, the Chebyfev polynomial (2)
Can easily find a higher-order differential form. Therefore, even in the process of obtaining a higher-order (m ≧ second-order) differential value, a higher-order differential form can be obtained in advance, and a higher-order differential value of image data can be immediately obtained by one calculation.

【0064】図4は、上記の微分処理の実行例を示すデ
ータ図であり、図5は図4の処理結果を示す図である。
本実行例では、2次元画像データから抽出したデータ数
が21個の1次元データに対して2次の微分値を求める
処理を行っている。
FIG. 4 is a data diagram showing an example of execution of the above-described differentiation process, and FIG. 5 is a diagram showing the processing result of FIG.
In the present execution example, a process of obtaining a secondary differential value for one-dimensional data whose number of data extracted from the two-dimensional image data is 21 is performed.

【0065】図4において、第1カラム目には1次元デ
ータの画素位置(z)が示され、第2カラム目には1次
元データの画素値y(z)が示されている。また、第3
カラム目には、図2および図3に示す微分処理フローに
従ってチェビシェフの近似式(1)から算出した近似値
(以下、補間値と称する)Y(χ)が示され、第4カラ
ム目にはチェビシェフの近似式の微分式(5)から算出
した2次微分値が示されている。さらに、第5カラム目
には、比較のために[1,−2,1]の1次元のLaplac
ian 型のディジタルフィルタを1次元データに適用して
求めた2次微分値を示している。
In FIG. 4, the first column shows the pixel position (z) of the one-dimensional data, and the second column shows the pixel value y (z) of the one-dimensional data. Also, the third
In the column, an approximate value (hereinafter referred to as an interpolated value) Y (算出) calculated from Chebyshev's approximation formula (1) according to the differentiation processing flow shown in FIGS. 2 and 3 is shown, and in the fourth column, The second derivative calculated from the differential equation (5) of the Chebyshev approximation is shown. In the fifth column, a one-dimensional [1, -2, 1] Laplac
The figure shows a second-order differential value obtained by applying an ian type digital filter to one-dimensional data.

【0066】また、図5においては、図4の第2カラム
目の画素値y(z)が元データとして黒丸で示されてい
る。また、第3カラム目の補間値Y(χ)は元データと
ほぼ一致しているため、図示を省略している。なお、白
三角の点は後述するデータの水増し処理により得られた
補間データを示しており、ここでの説明は省略する。さ
らに、実線は、1次元データの画素値y(z)を人為的
に作成した際の基礎となった関数を表示したものであ
る。
In FIG. 5, the pixel value y (z) in the second column of FIG. 4 is indicated by a black circle as original data. Also, the interpolation value Y (χ) in the third column almost coincides with the original data, and is not shown. The white triangle points indicate the interpolation data obtained by the padding process of the data described later, and the description is omitted here. Further, the solid line indicates the function that was the basis for artificially creating the pixel value y (z) of the one-dimensional data.

【0067】図4および図5から明らかなように、各画
素位置(z)における画素値y(z)とチェビシェフの
近似式(1)から求めた補間値Y(χ)とが良く一致し
ている。これにより、チェビシェフの近似式(1)の近
似精度が高いことが判明した。
As is clear from FIGS. 4 and 5, the pixel value y (z) at each pixel position (z) and the interpolation value Y (χ) obtained from the Chebyshev approximation (1) are in good agreement. I have. As a result, it was found that the approximation accuracy of Chebyshev's approximation formula (1) was high.

【0068】さらに、図6は、図4におけるチェビシェ
フの近似式による2次微分値(第4カラム目)とLaplac
ian 型のディジタルフィルタによる2次微分値(第5カ
ラム目)とを示す図である。図6から明らかなように、
チェビシェフの近似式を用いた微分処理では2次微分値
が滑らかな関数で近似されており、Laplacian 型のデジ
タルフィルタによる2次微分値にみられるようなGib
bsの現象が生じていない。また、変曲点の位置も精度
良く求められていることも判明した。
FIG. 6 shows the second derivative (the fourth column) based on the Chebyshev approximation formula in FIG.
It is a figure which shows the 2nd derivative value (5th column) by the ian type digital filter. As is clear from FIG.
In the differential processing using Chebyshev's approximation formula, the second derivative is approximated by a smooth function, and Gib as seen in the second derivative by a Laplacian type digital filter is used.
bs phenomenon has not occurred. It was also found that the position of the inflection point was determined with high accuracy.

【0069】(2)チェビシェフ多項式の微分形算出を
繰り返す高次の微分処理 上記(1)の微分処理では、チェビシェフ多項式の高次
の微分形を予め算出しておき、一度の計算によって高次
の微分値を算出したが、ここでは逐次微分処理を繰り返
して高次の微分値を算出する方法について説明する。
(2) Calculation of differential form of Chebyshev polynomial
Higher-order Differential Processing to be Repeated In the above-described differential processing of (1), a higher-order differential form of the Chebyshev polynomial is calculated in advance, and a higher-order differential value is calculated by one calculation. A method of repeatedly calculating a higher-order differential value will be described.

【0070】処理対象は上記(1)の場合と同様であ
る。また、図7および図8は本微分処理のフローチャー
トである。以下では、図1(a)に示すNx 画素×Ny
画素からなる2次元画像データD(I,J)をX方向に
逐次微分してm(1以上の整数)次の微分値を求める処
理について説明する。
The processing object is the same as in the case (1). FIGS. 7 and 8 are flowcharts of the differential processing. In the following, N x pixels × N y shown in FIG.
A process for sequentially differentiating the two-dimensional image data D (I, J) composed of pixels in the X direction to obtain an m-th (1 or more integer) -order differential value will be described.

【0071】まず、処理対象の2次元画像データD
(I,J)および種々の入力データを読み込み、記憶装
置に格納する。画像データD(I,J)は各画素のX方
向およびY方向の画素位置データzおよび階調を示す画
素データy(z)から構成される。また、入力データに
は、X方向の画素数Nx 、微分回数mおよび画像データ
の1次傾斜成分を除去するか否かの指示データが含まれ
る(ステップS32)。
First, the two-dimensional image data D to be processed
(I, J) and various input data are read and stored in the storage device. The image data D (I, J) is composed of pixel position data z and pixel data y (z) indicating the gradation of each pixel in the X and Y directions. Further, the input data includes the number of pixels N x in the X direction, the number of differentiations m, and instruction data on whether or not to remove the primary gradient component of the image data (step S32).

【0072】次に、抽出すべき画素列の位置を示す変数
Jおよび微分処理回数のカウント値を示す変数Mをリセ
ットした後(ステップS33,S34)、変数Jおよび
変数Mのカウントを開始し(ステップS36、S3
8)、2次元画像データD(I,J)の中から図1
(b)に示すJ列の点列画像データD(J)を抽出す
る。そして、点列画像データD(J)中の画素位置デー
タzを式(4)を用いてチェビシェフ多項式(2)の変
数χに変換する(ステップS40)。
Next, after resetting the variable J indicating the position of the pixel row to be extracted and the variable M indicating the count value of the number of times of differentiation (steps S33 and S34), the counting of the variables J and M is started (steps S33 and S34). Step S36, S3
8) From among the two-dimensional image data D (I, J), FIG.
The point sequence image data D (J) of the J column shown in (b) is extracted. Then, the pixel position data z in the point sequence image data D (J) is converted into the variable の of the Chebyshev polynomial (2) using Expression (4) (Step S40).

【0073】さらに、抽出した点列画像データD(J)
中の画素データy(χ)を式(3)に代入してチェビシ
ェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜n)を算出す
る。なお、チェビシェフ多項式(2)の項数は、近似精
度を高めるために点列画像データD(J)の画素データ
の個数Nと等しく設定する(ステップS42)。算出し
た係数Aiは記憶装置に記憶される(ステップS4
4)。
Further, the extracted point sequence image data D (J)
The coefficient Ai (i = 0 to n) of the Chebyshev approximation formula (1) is calculated by substituting the pixel data y (χ) in the formula into the formula (3). The number of terms of the Chebyshev polynomial (2) is set to be equal to the number N of pixel data of the point sequence image data D (J) in order to increase the approximation accuracy (step S42). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (step S4).
4).

【0074】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して画像データの1次傾斜
成分を除去するか否かを判定する(ステップS46)。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation equation (1) is obtained, it is determined whether or not to remove the primary gradient component of the image data with reference to the input data (step S46).

【0075】1次傾斜成分を除去する場合には、チェビ
シェフの近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A
0 と1次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステッ
プS48)。
When removing the first-order gradient component, the 0th-order coefficient A of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) is used.
0 and the first-order coefficient A 1 are each replaced with 0 (step S48).

【0076】次に、チェビシェフ多項式(2)の1次の
微分式を算出し、求めた微分式とステップS42で求め
た係数Aiとにより規定されるチェビシェフ近似式の1
(m=1)次微分式(5)に変数χを順次与えてJ列の
各画素の1次の微分値Y’(χ)を算出する(ステップ
S50)。算出した1次の微分値Y’(χ)は記憶装置
に記憶される(ステップS52)。
Next, a first-order differential equation of the Chebyshev polynomial (2) is calculated, and the first differential equation of the Chebyshev equation defined by the obtained differential equation and the coefficient Ai obtained in step S42.
(M = 1) The variable χ is sequentially given to the differential equation (5) to calculate the primary differential value Y ′ (χ) of each pixel in the J column (step S50). The calculated primary differential value Y ′ (χ) is stored in the storage device (step S52).

【0077】以上の処理により、1回の微分処理が終了
し、1次の微分値Y’(χ)が得られる。
With the above processing, one differentiation processing is completed, and a first-order differential value Y ′ (χ) is obtained.

【0078】現在の微分処理回数Mと入力された微分回
数mとを比較し、微分処理回数Mが微分回数mよりも小
さい場合には、再度微分処理を繰り返す(ステップS5
4)。
The current number of times of differentiation M is compared with the inputted number of times of differentiation m. If the number of times of differentiation M is smaller than the number of times of differentiation m, the differentiation is repeated again (step S5).
4).

【0079】まず、算出された1次の微分値Y’(χ)
をJ列の画素データy(χ)に置換する(ステップS5
6)。そして、ステップS38に戻り、ステップS52
までの処理を繰り返す。この処理により、1回目の微分
処理で求められた微分値Y’(χ)に対してチェビシェ
フの近似式(1)が再度求められ、さらにその微分形を
算出して2次の微分値Y(2) (χ)が求められる。
First, the calculated primary differential value Y ′ (χ)
Is replaced with the pixel data y (χ) in the J column (step S5).
6). Then, returning to step S38, step S52
The process up to is repeated. By this processing, the Chebyshev approximation formula (1) is again obtained for the differential value Y ′ (χ) obtained in the first differentiation processing, and its differential form is calculated to obtain a second-order differential value Y ( 2) (χ) is required.

【0080】このような微分処理を入力された微分回数
mに達するまで繰り返し行う。これによって、1列目の
点列画像データのm次の微分値Y(m) (χ)が算出され
る。
Such a differentiation process is repeated until the number of times of differentiation m is reached. As a result, the m-th order differential value Y (m) (の) of the point sequence image data in the first column is calculated.

【0081】さらに、次の列の点列画像データのm次微
分処理に移り(ステップS58)、ステップS34から
ステップS56の処理を繰り返し行う。すべての列の微
分処理が終了すると(ステップS58)、得られた2次
元画像データのX方向のm次の微分値を出力する(ステ
ップS60)。
Further, the processing shifts to the m-th order differentiation processing of the point sequence image data of the next row (step S58), and the processing from step S34 to step S56 is repeated. When the differentiation processing for all the columns is completed (step S58), the m-th order differential value in the X direction of the obtained two-dimensional image data is output (step S60).

【0082】以上の処理により、2次元画像データD
(I,J)をX方向にm回微分した微分値が得られる。
With the above processing, the two-dimensional image data D
A differential value obtained by differentiating (I, J) m times in the X direction is obtained.

【0083】上記の微分処理において、階調を示す画素
データy(χ)の微分値は、処理中では実数として計算
し、出力時に整数に変換することが好ましい。そうする
ことにより計算の精度を高めることができる。
In the above-described differentiation processing, it is preferable that the differential value of the pixel data y (示 す) indicating the gradation is calculated as a real number during the processing, and is converted into an integer at the time of output. By doing so, the accuracy of the calculation can be increased.

【0084】(B)2次元データの2方向への微分処理 (1)チェビシェフ多項式の高次の微分形を用いた微分
処理 チェビシェフの近似式(1)は1次元の関数である。そ
こで、2次元データに対してX方向およびY方向の2方
向に微分処理を行う場合には、第1の方向、例えばX方
向に微分処理を行い、得られた微分値に対して第2の方
向、すなわちY方向に微分処理を行う。
(B) Differentiation Processing of Two-Dimensional Data in Two Directions (1) Differentiation of Chebyshev Polynomial Using Higher Differential Form
The approximate expression (1) of the processing Chebyshev is a one-dimensional function. Therefore, when differentiating two-dimensional data in the two directions of the X direction and the Y direction, a differentiating process is performed in a first direction, for example, the X direction, and a second processing is performed on the obtained differential value. Differentiation processing is performed in the direction, that is, the Y direction.

【0085】以下では、図1(a)に示すNx 画素×N
y 画素からなる2次元画像データD(I,J)をX方向
に微分してm(1以上の整数)次の微分値を求め、さら
にY方向に微分してs(1以上の整数)次の微分値を求
める処理について説明する。
In the following, N × pixel × N shown in FIG.
The two-dimensional image data D (I, J) composed of y pixels is differentiated in the X direction to obtain an m (one or more integer) derivative value, and further differentiated in the Y direction to an s (one or more integer) order. The process for obtaining the differential value of is described.

【0086】図1において、(a)は処理対象の2次元
の画像データを示し、(b)はX方向の微分処理の状態
を示し、(c)はY方向の微分処理の状態を示してい
る。また、図9〜図11は、本微分処理のフローチャー
トである。
In FIG. 1, (a) shows the two-dimensional image data to be processed, (b) shows the state of the differential processing in the X direction, and (c) shows the state of the differential processing in the Y direction. I have. 9 to 11 are flowcharts of the differentiation processing.

【0087】まず、処理対象の2次元画像データD
(I,J)および種々の入力データを読み込み、記憶装
置に格納する。画像データD(I,J)は各画素のX方
向およびY方向の画素位置データzおよび階調を示す画
素データy(z)から構成される。また、入力データに
は、X方向およびY方向の画素数Nx ,Ny 、微分回数
m,sおよび画像データの1次傾斜成分を除去するか否
かの指示データが含まれる(ステップS52)。
First, the two-dimensional image data D to be processed
(I, J) and various input data are read and stored in the storage device. The image data D (I, J) is composed of pixel position data z and pixel data y (z) indicating the gradation of each pixel in the X and Y directions. The input data includes the number of pixels N x and N y in the X direction and the Y direction, the number of differentiations m and s, and instruction data as to whether or not to remove the primary gradient component of the image data (step S52). .

【0088】次に、抽出すべき画素列の位置を示す変数
I,Jをリセットした後(ステップS54)、画素デー
タの抽出方向を判別する。ここではX方向が選択される
(ステップS56)。変数Jのカウントを開始し、(ス
テップS58)、2次元画像データD(I,J)の中か
ら図1(b)に示すJ列の点列画像データD(J)を抽
出する。そして、点列画像データD(J)中の画素位置
データzを式(4)を用いてチェビシェフ多項式(2)
の変数χに変換する(ステップS60)。
Next, after the variables I and J indicating the position of the pixel row to be extracted are reset (step S54), the direction of extracting the pixel data is determined. Here, the X direction is selected (step S56). The counting of the variable J is started (step S58), and point sequence image data D (J) of column J shown in FIG. 1B is extracted from the two-dimensional image data D (I, J). Then, the pixel position data z in the point sequence image data D (J) is converted into a Chebyshev polynomial (2) using the equation (4).
(Step S60).

【0089】さらに、抽出した点列画像データD(J)
中の各画素データy(χ)を式(3)に代入してチェビ
シェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜n)を算出
する(ステップS62)。算出した係数Aiは記憶装置
に記憶される(ステップS64)。
Further, the extracted point sequence image data D (J)
Substituting each pixel data y (中) in the expression (3) into the expression (3), the coefficient Ai (i = 0 to n) of the Chebyshev approximation expression (1) is calculated (step S62). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (Step S64).

【0090】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して画像データの1次傾斜
成分を除去するか否かを判定する(ステップS66)。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation equation (1) is obtained, it is determined whether or not to remove the primary gradient component of the image data with reference to the input data (step S66).

【0091】1次傾斜成分を除去する場合には、チェビ
シェフの近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A
0 と1次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステッ
プS68)。
When removing the first-order gradient component, the 0th-order coefficient A of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) is used.
0 and the first-order coefficient A 1 are each replaced with 0 (step S68).

【0092】次に、予め求めたチェビシェフ多項式
(2)のm次の微分式T(m) (χ)と上記のステップS
62で求めた係数Aiとにより規定されるチェビシェフ
近似式のm次微分式(5)に変数χを順次与えてJ列の
各画素のm次の微分値Y(m) (χ)を算出する(ステッ
プS70)。算出したm次の微分値Y(m) (χ)を記憶
装置に記憶させる(ステップS72)。
Next, the m-th order differential expression T (m) (χ) of the Chebyshev polynomial (2) obtained in advance and the above-described step S
A variable χ is sequentially given to the m-th order differential expression (5) of the Chebyshev approximation formula defined by the coefficient Ai obtained in step 62 to calculate the m-th order differential value Y (m) (χ) of each pixel in the J column. (Step S70). The calculated m-th order differential value Y (m) (χ) is stored in the storage device (step S72).

【0093】さらに、次のJ列の点列画素データのm次
の微分処理に移り、ステップS58からステップS72
の処理を繰り返し行う。すべてのJ列の微分処理が終了
すると(ステップS74)、2次元画像データD(I,
J)のX方向へのm次微分した微分値が得られる。
Further, the processing shifts to the m-th order differentiation processing of the pixel data of the next point in the series of points, and the processing from step S58 to step S72 is performed.
Is repeated. When the differentiation processing for all the J columns is completed (step S74), the two-dimensional image data D (I,
A differential value obtained by performing the m-order differentiation in the X direction of J) is obtained.

【0094】次にY方向へのs次の微分処理に移る(ス
テップS76)。まず、抽出すべき画素列の位置を示す
変数Iのカウントを開始し、(ステップS78)、図1
(c)に示すように、X方向に微分処理された2次元の
m次の微分値からなる画像データDX (I,J)の中か
らJ列の点列画像データDx (I)を抽出する。そし
て、点列画像データDx (I)中の画素位置データzを
式(4)を用いてチェビシェフ多項式(2)の変数χに
変換する(ステップS80)。
Next, the process proceeds to the s-th order differentiation process in the Y direction (step S76). First, counting of the variable I indicating the position of the pixel column to be extracted is started (step S78), and FIG.
As shown in (c), the J-point sequence image data D x (I) is selected from the image data D X (I, J) composed of the two-dimensional m-th order differential value differentiated in the X direction. Extract. Then, the pixel position data z in the point sequence image data D x (I) is converted into the variable の of the Chebyshev polynomial (2) using Expression (4) (Step S80).

【0095】さらに、抽出した点列画像データD
x (I)中の微分値yx (χ)を式(3)に代入してチ
ェビシェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜n)を
算出する。なお、チェビシェフの近似式の項数は、近似
精度を高めるために点列画像データDx (I)の微分値
の個数Ny と等しく設定する(ステップS82)。算出
した係数Aiは記憶装置に記憶される(ステップS8
4)。
Further, the extracted point sequence image data D
The coefficient Ai (i = 0 to n) of the Chebyshev approximation formula (1) is calculated by substituting the differential value y x (χ) in x (I) into the formula (3). Incidentally, the number of terms of the approximate expression of the Chebyshev is equal sets the number N y of the differential value of the series of points the image data D x (I) in order to improve the approximation accuracy (Step S82). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (step S8).
4).

【0096】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して2次元画像データの1
次傾斜成分を除去するか否かを判定する(ステップS8
6)。1次傾斜成分を除去する場合には、チェビシェフ
の近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A0 と1
次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステップS8
8)。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation equation (1) is obtained, one-dimensional two-dimensional image data is referred to with reference to the input data.
It is determined whether to remove the next gradient component (Step S8)
6). When removing the first-order gradient component, the 0th-order coefficients A 0 and 1 of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) are used.
Respectively replaced with 0 next coefficient A 1 and the (step S8
8).

【0097】次に、予め求めたチェビシェフ多項式
(2)のs次の微分式T(s) (χ)と上記のステップS
80により求めた係数Aiとにより規定されるチェビシ
ェフ近似式のs次微分式(5)に変数χを順次与えてI
列の各画素のs次の微分値Y(s)(χ)を算出する(ス
テップS90)。算出したs次の微分値Y(s) (χ)を
記憶装置に記憶させる(ステップS92)。
Next, the s-order differential equation T (s) (χ) of the Chebyshev polynomial (2) obtained in advance and the above-described step S
The variable χ is sequentially given to the s-order differential equation (5) of the Chebyshev approximation defined by the coefficient Ai obtained by
An s-order differential value Y (s) (χ) of each pixel in the column is calculated (step S90). The calculated s-order differential value Y (s) (χ) is stored in the storage device (step S92).

【0098】さらに、次のI列の点列画素データのs次
微分処理に移り、ステップS78からステップS92の
処理を繰り返し行う。すべてのI列の微分処理が終了す
ると(ステップS94)、上記の微分処理により得られ
た2次元画像データのX方向およびY方向への微分値を
出力する(ステップS96)。
Further, the processing shifts to the s-order differentiation processing of the next point-sequence pixel data in the I-th row, and the processing from step S78 to step S92 is repeated. When the differentiation processing of all I columns is completed (step S94), the differential values of the two-dimensional image data obtained in the above-described differentiation processing in the X and Y directions are output (step S96).

【0099】(2)チェビシェフ多項式の微分形算出を
繰り返す高次の微分処理 さらに、2方向への微分処理の他の方法について説明す
る。以下に説明する方法では、X方向およびY方向に交
互に微分処理を行うことによって2次元データのX方向
およびY方向への高次の微分値を算出するものである。
(2) Calculation of differential form of Chebyshev polynomial
A description will be given of another method of high-order differential processing to be repeated and another method of differential processing in two directions. In the method described below, a higher-order differential value of two-dimensional data in the X direction and the Y direction is calculated by alternately performing differential processing in the X direction and the Y direction.

【0100】処理対象は上記(1)の場合と同様であ
る。また、図12〜図14は本微分処理のフローチャー
トである。以下では、図1(a)に示すNx 画素×Ny
画素からなる2次元画像データD(I,J)をX方向お
よびY方向に交互に微分してm(1以上の整数)次の微
分値を求める処理について説明する。
The processing target is the same as in the case (1). 12 to 14 are flowcharts of the main differentiation process. In the following, N x pixels × N y shown in FIG.
A process of alternately differentiating the two-dimensional image data D (I, J) composed of pixels in the X direction and the Y direction to obtain an m-th (1 or more integer) -order differential value will be described.

【0101】まず、処理対象の2次元画像データD
(I,J)および種々の入力データを読み込み、記憶装
置に格納する。画像データD(I,J)は各画素のX方
向およびY方向の画素位置データzおよび階調を示す画
素データy(z)から構成される。また、入力データに
は、X方向およびY方向の画素数Nx ,Ny 、微分回数
mおよび画像データの1次傾斜成分を除去するか否かの
指示データが含まれる(ステップS102)。
First, the two-dimensional image data D to be processed
(I, J) and various input data are read and stored in the storage device. The image data D (I, J) is composed of pixel position data z and pixel data y (z) indicating the gradation of each pixel in the X and Y directions. The input data includes the number of pixels N x and N y in the X direction and the Y direction, the number of differentiations m, and instruction data indicating whether to remove the primary gradient component of the image data (step S102).

【0102】次に、微分処理回数のカウント値を示す変
数Mおよび抽出すべき画素列の位置を示す変数I,Jを
リセットした後(ステップS104,S106)、画素
データの微分方向を判別する。ここではX方向が選択さ
れる(ステップS108)。変数Mのカウントおよび変
数Jのカウントを開始し(ステップS110、S11
2)、2次元画像データD(I,J)の中から図1
(b)に示すJ列の点列画像データD(J)を抽出す
る。そして、点列画像データD(J)中の画素位置デー
タzを式(4)を用いてチェビシェフ多項式(2)の変
数χに変換する(ステップS114)。
Next, after the variable M indicating the count value of the number of times of differentiation processing and the variables I and J indicating the position of the pixel row to be extracted are reset (steps S104 and S106), the differentiation direction of the pixel data is determined. Here, the X direction is selected (step S108). The counting of the variable M and the counting of the variable J are started (steps S110, S11
2) FIG. 1 out of two-dimensional image data D (I, J)
The point sequence image data D (J) of the J column shown in (b) is extracted. Then, the pixel position data z in the point sequence image data D (J) is converted into a variable の of the Chebyshev polynomial (2) using Expression (4) (Step S114).

【0103】さらに、抽出した点列画像データD(J)
中の画素データy(χ)を式(3)に代入してチェビシ
ェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜n)を算出す
る。なお、チェビシェフの近似式の項数は、近似精度を
高めるために点列画像データD(J)の画素データの個
数Nx と等しく設定する(ステップS116)。算出し
た係数Aiは記憶装置に記憶される(ステップS11
8)。
Further, the extracted point sequence image data D (J)
The coefficient Ai (i = 0 to n) of the Chebyshev approximation formula (1) is calculated by substituting the pixel data y (χ) in the formula into the formula (3). Incidentally, the number of terms of the approximate expression of the Chebyshev is set equal to the number N x of the pixel data of the series of points the image data D (J) in order to improve the approximation accuracy (step S116). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (step S11).
8).

【0104】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して画像データの1次傾斜
成分を除去するか否かを判定する(ステップS12
0)。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation equation (1) is obtained, it is determined whether or not to remove the primary gradient component of the image data with reference to the input data (step S12).
0).

【0105】1次傾斜成分を除去する場合には、チェビ
シェフの近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A
0 と1次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステッ
プS122)。
To remove the first-order gradient component, the zero-order coefficient A out of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) is used.
0 and the first-order coefficient A 1 are each replaced with 0 (step S122).

【0106】次に、チェビシェフ多項式(2)の1次の
微分式T’(χ)を算出し、求めた微分式T’(χ)と
上記のステップS116で求めた係数Aiとにより規定
されるチェビシェフ近似式の1次微分式(5)に変数χ
を順次与えてJ列の各画素の1次の微分値Y’(χ)を
算出する(ステップS124)。算出した1次の微分値
Y’(χ)を記憶装置に記憶させる(ステップS12
6)。
Next, a first-order differential equation T ′ (χ) of the Chebyshev polynomial (2) is calculated, and is defined by the obtained differential equation T ′ (χ) and the coefficient Ai obtained in step S116. The variable に is added to the first derivative (5) of the Chebyshev approximation.
Are sequentially given to calculate a primary differential value Y ′ (χ) of each pixel in the J column (step S124). The calculated primary differential value Y ′ (χ) is stored in the storage device (step S12).
6).

【0107】ここまでの処理により、X方向の1回の微
分処理が終了し、1次の微分値Y’(χ)が得られる。
By the above-described processing, one differentiation processing in the X direction is completed, and a first-order differential value Y ′ (χ) is obtained.

【0108】さらに、上記の微分処理が行われた点列画
像データが最後のNy 列の点列画像データか否かを判定
する。最後の点列画像データNy でない場合には、次の
J列の点列画像データの微分処理を行う。すなわち、ス
テップS106からステップS126までの処理を繰り
返し行う。そして、すべてのJ列の微分処理が終了する
と(ステップS128)、2次元画像データD(I,
J)をX方向に1回微分した微分値Dx (I,J)が得
られる。
Further, it is determined whether or not the point sequence image data subjected to the above-described differential processing is the last N y column point sequence image data. If it is not the last point sequence image data Ny , a differentiation process is performed on the next J column point sequence image data. That is, the processing from step S106 to step S126 is repeatedly performed. When the differentiation processing for all the J columns is completed (step S128), the two-dimensional image data D (I,
A differential value D x (I, J) obtained by differentiating J) once in the X direction is obtained.

【0109】次に、Y方向の微分処理に移る(ステップ
S130)。Y方向の微分処理では、図1(c)に示す
ように、X方向に微分処理された2次元の1次微分値か
らなる画像データDx (I,J)からY方向の点列画像
データを逐次抽出して微分処理を行う。
Next, the process proceeds to the differentiation process in the Y direction (step S130). In the differential processing in the Y direction, as shown in FIG. 1C, image data D x (I, J) composed of two-dimensional primary differential values differentiated in the X direction is converted to point sequence image data in the Y direction. Are sequentially extracted and differential processing is performed.

【0110】まず、変数Iのカウントを開始し(ステッ
プS132)、ステップS126で保存されたX方向の
微分値からなる2次元画像データDx (I,J)の中か
らI列の点列画像データDx (I)を抽出する。そし
て、点列画素データDx (I)の画素位置データzを式
(4)を用いて変数χに変換する(ステップS13
4)。
First, the counting of the variable I is started (step S132), and the point sequence image of column I is selected from the two-dimensional image data D x (I, J) composed of the differential value in the X direction stored in step S126. The data D x (I) is extracted. Then, the pixel position data z of the point sequence pixel data D x (I) is converted into a variable χ using Expression (4) (Step S13)
4).

【0111】さらに、抽出した点列画像データD
x (I)中の画素データyx (χ)を式(3)に代入し
てチェビシェフの近似式(1)の係数Ai(i=0〜
n)を算出する。なお、チェビシェフの多項式の項数
は、近似精度を高めるために点列画像データDx (I)
の画素データの個数Ny と等しく設定する(ステップS
136)。算出した係数Aiは記憶装置に記憶される
(ステップS138)。
Further, the extracted point sequence image data D
Substituting the pixel data y x (χ) in x (I) into equation (3), the coefficient Ai (i = 0 to Chebyshev approximation equation (1))
n) is calculated. In addition, the number of terms of the Chebyshev polynomial is determined by the point sequence image data D x (I) in order to improve the approximation accuracy.
Equal to set the number N y of the pixel data (step S
136). The calculated coefficient Ai is stored in the storage device (Step S138).

【0112】チェビシェフの近似式(1)の係数Aiが
求まると、入力データを参照して画像データの1次傾斜
成分を除去するか否かを判定する(ステップS14
0)。1次傾斜成分を除去する場合には、チェビシェフ
の近似式(1)の係数Aiのうち、0次の係数A0 と1
次の係数A1 とをそれぞれ0に置換する(ステップS1
42)。
When the coefficient Ai of the Chebyshev approximation equation (1) is obtained, it is determined whether or not to remove the primary gradient component of the image data with reference to the input data (step S14).
0). When removing the first-order gradient component, the 0th-order coefficients A 0 and 1 of the coefficients Ai of the Chebyshev approximation (1) are used.
Respectively replaced with 0 next coefficient A 1 and a (step S1
42).

【0113】次に、チェビシェフ多項式(2)の1次の
微分式T’(χ)を算出し、求めた微分式T’(χ)と
ステップS136で求めた係数Aiとにより規定される
チェビシェフ近似式の1次微分式(5)に変数χを順次
与えてJ列の各画素の1次の微分値Y’(χ)を算出す
る(ステップS144)。算出した1次の微分値Y’
(χ)を記憶装置に記憶させる(ステップS146)。
Next, the first order differential equation T ′ (χ) of the Chebyshev polynomial (2) is calculated, and the Chebyshev approximation defined by the obtained differential equation T ′ (χ) and the coefficient Ai obtained in step S136. The variable χ is sequentially given to the primary differential equation (5) of the equation to calculate the primary differential value Y ′ (χ) of each pixel in the J-th column (step S144). The calculated primary differential value Y '
(Χ) is stored in the storage device (step S146).

【0114】以上の処理により、I列の点列画像データ
に対するY方向の1回の微分処理が終了し、1次の微分
値Y’(χ)が得られる。さらに、次の列の点列画像デ
ータの微分処理に移り(ステップS148)、ステップ
S132からステップS146の処理を繰り返し行う。
すべてのJ列の微分処理が終了すると(ステップS14
8)、2次元画像データのX方向およびY方向にそれぞ
れ1回微分処理された1次の微分値が求められる。
With the above-described processing, one-time differentiation processing in the Y direction with respect to the point-sequence image data of the I-th row is completed, and a first-order differential value Y ′ (χ) is obtained. Further, the process proceeds to the differentiation processing of the point sequence image data of the next column (step S148), and the processing from step S132 to step S146 is repeated.
When the differentiation processing of all J columns is completed (step S14)
8) A first-order differential value obtained by differentiating the two-dimensional image data once in each of the X direction and the Y direction is obtained.

【0115】さらに、高次の微分値を求める場合には
(ステップS150)、上記の処理により算出された微
分値で2次元画像データD(I,J)を置換し(ステッ
プS152)、再びステップS106からステップS1
50の処理を繰り返し行う。
Further, when a higher-order differential value is obtained (step S150), the two-dimensional image data D (I, J) is replaced with the differential value calculated by the above processing (step S152), and the step is repeated. Step S1 from S106
Step 50 is repeated.

【0116】(C)2次元データの水増し、間引き、分
解能変換処理 ここでは、チェビシェフの近似式を用いた2次元画像デ
ータの水増し、間引きおよび分解能変換の各処理につい
て説明する。2次元画像データの水増しとは、元の画素
データ間に新たなデータを補間して画素数を増加する処
理をいい、間引き処理は元の画素データを所定間隔で省
略して画素数を減少させる処理をいう。さらに、分解能
変換とは、元の画素データのデータ数および画素の大き
さを変更する処理をいう。
(C) Inflating, thinning, and dividing two-dimensional data
Resolution conversion processing Here, each processing of padding, thinning-out, and resolution conversion of two-dimensional image data using the Chebyshev approximation formula will be described. The padding of two-dimensional image data refers to a process of increasing the number of pixels by interpolating new data between original pixel data, and the thinning process reduces the number of pixels by omitting the original pixel data at predetermined intervals. Refers to processing. Furthermore, resolution conversion refers to a process of changing the number of pixels of original pixel data and the size of pixels.

【0117】チェビシェフ多項式は1次元のデータに対
する近似精度が高く、しかもGibbsの現象が生じな
いという利点を有している。したがって、チェビシェフ
多項式を用いたチェビシェフの近似式(1)を利用する
ことにより、高精度で水増し、間引きおよび分解能変換
の各処理を行うことができる。
The Chebyshev polynomial has the advantage that the approximation accuracy for one-dimensional data is high and the Gibbs phenomenon does not occur. Therefore, by using the Chebyshev approximation formula (1) using the Chebyshev polynomial, it is possible to perform each of the inflating, thinning-out, and resolution conversion processes with high accuracy.

【0118】例えば、図15は、21個の画素データか
らなる1次元データに対して2次の微分値を求めるとと
もに画素数を2倍に水増しする処理の諸データを示して
いる。水増し処理の対象となる1次元データは図4に示
す1次元データと同一である。また、2次の微分値を求
める処理は図2および図3のフローチャートに示す手順
と同一である。さらに、図15に示す水増し処理の結果
が図5に示されている。
For example, FIG. 15 shows data of a process for obtaining a second-order differential value for one-dimensional data consisting of 21 pieces of pixel data and for inflating the number of pixels twice. The one-dimensional data to be inflated is the same as the one-dimensional data shown in FIG. Further, the processing for obtaining the secondary differential value is the same as the procedure shown in the flowcharts of FIGS. Further, the result of the padding process shown in FIG. 15 is shown in FIG.

【0119】図15において、第1カラム目には1次元
データの各画素の画素位置(z)が示され、第2カラム
目には各画素の画素値y(z)が示されている。ここ
で、画素位置(z)として0.0から20.0まで1.
0刻みに与えらえた値が元の1次元データの位置であ
り、画素位置(z)として0.5から19.5まで1.
0刻みに与えられた値が水増しデータの位置である。
In FIG. 15, the first column shows the pixel position (z) of each pixel of the one-dimensional data, and the second column shows the pixel value y (z) of each pixel. Here, as the pixel position (z), from 0.0 to 20.0.
The value given in 0 increments is the position of the original one-dimensional data, and 0.5 to 19.5 from 0.5 to 19.5 as the pixel position (z).
The value given in increments of 0 is the position of the inflated data.

【0120】第3カラム目には、図2におけるステップ
S8,S10により求められたチェビシェフの近似式
(1)から算出した画素値(補間値)Y(χ)が示され
ている。ここで、画素値y(z)の値が記入されていな
い画素位置(z)に対応する補間値Y(χ)が水増し処
理により得られた水増し画素の値である。この補間値Y
(χ)が図5中、白三角で示されている。また、図5中
の実線は元の1次元データの画素値y(z)を算出する
基礎となる関数を示している。白三角と実線との位置関
係より、水増しデータが精度良く補間されていることが
わかる。
The third column shows the pixel value (interpolated value) Y (χ) calculated from the Chebyshev approximation (1) obtained in steps S8 and S10 in FIG. Here, the interpolation value Y (χ) corresponding to the pixel position (z) in which the value of the pixel value y (z) is not entered is the value of the inflated pixel obtained by the inflating process. This interpolation value Y
(Χ) is indicated by a white triangle in FIG. The solid line in FIG. 5 indicates a function serving as a basis for calculating the pixel value y (z) of the original one-dimensional data. The positional relationship between the white triangle and the solid line indicates that the inflated data is accurately interpolated.

【0121】また、図15中の第1カラム目には水増し
されたすべての画素位置(z)に対応する画素の2次微
分値が示されている。なお、第5カラム目には、比較の
ために従来の1次元のLaplacian 型のデジタルフィルタ
を適用して求めた2次微分値が示されている。図2およ
び図3のフローチャートにおいて、ステップS18で
は、処理対象の1次元データに対するチェビシェフの近
似式(1)のm次の微分式(5)が求められている。し
たがって、この微分式(5)に水増しあるいは間引きし
た画素位置(z)に対応する変数(χ)を与えることに
より、元の1次元データあるいは元の微分値からなるデ
ータの水増しあるいは間引きデータを得ることができ
る。
The first column in FIG. 15 shows the second derivative of the pixel corresponding to all the inflated pixel positions (z). Note that the fifth column shows the secondary differential value obtained by applying a conventional one-dimensional Laplacian type digital filter for comparison. In the flowcharts of FIGS. 2 and 3, in step S18, the m-th order differential equation (5) of the Chebyshev approximation equation (1) for the one-dimensional data to be processed is obtained. Therefore, by giving a variable (χ) corresponding to the inflated or decimated pixel position (z) to this differential equation (5), inflated or decimated data of the original one-dimensional data or the data composed of the original differential value is obtained. be able to.

【0122】さらに、分解能変更処理の場合には、水増
しあるいは間引き処理と同様に求められたチェビシェフ
の近似式(1)あるいはその微分式(5)を用いて任意
の画素位置(z)に対応する画素値を求め、その画素値
を分解能に応じた画素位置に戻すことにより、分解能を
変更することができる。
Further, in the case of the resolution changing process, an arbitrary pixel position (z) is corresponded using Chebyshev's approximate expression (1) or its differential expression (5) obtained in the same manner as the padding or thinning-out process. The resolution can be changed by obtaining the pixel value and returning the pixel value to a pixel position corresponding to the resolution.

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

【図1】本発明の2次元データの処理方法に用いる2次
元データを示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing two-dimensional data used in a two-dimensional data processing method of the present invention.

【図2】2次元画像データの1方向への微分処理のフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a process of differentiating two-dimensional image data in one direction.

【図3】2次元画像データの1方向への微分処理のフロ
ーチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a process of differentiating two-dimensional image data in one direction.

【図4】図2および図3の微分処理の実行例を示すデー
タ図である。
FIG. 4 is a data diagram showing an execution example of the differentiation processing of FIGS. 2 and 3;

【図5】図4の処理結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a processing result of FIG. 4;

【図6】図4に示すチェビシェフの近似式による2次の
微分値とその比較例とを示す図である。
6 is a diagram showing a second-order differential value based on the Chebyshev approximation formula shown in FIG. 4 and a comparative example thereof.

【図7】2次元画像データの1方向への微分処理の他の
例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating another example of the differential processing of two-dimensional image data in one direction.

【図8】2次元画像データの1方向への微分処理の他の
例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating another example of the differential processing of two-dimensional image data in one direction.

【図9】2次元画像データの2方向への微分処理のフロ
ーチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of a process of differentiating two-dimensional image data in two directions.

【図10】2次元画像データの2方向への微分処理のフ
ローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of a process of differentiating two-dimensional image data in two directions.

【図11】2次元画像データの2方向への微分処理のフ
ローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of a process of differentiating two-dimensional image data in two directions.

【図12】2次元画像データの2方向への微分処理の他
の例のフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart of another example of the differential processing of two-dimensional image data in two directions.

【図13】2次元画像データの2方向への微分処理の他
の例のフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart of another example of the differential processing of two-dimensional image data in two directions.

【図14】2次元画像データの2方向への微分処理の他
の例のフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart of another example of a differentiation process of two-dimensional image data in two directions.

【図15】1次元データの水増し処理のデータ図であ
る。
FIG. 15 is a data diagram of an inflating process of one-dimensional data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ai チェビシェフの近似式の係数 D(I),D(J) 点列画像データ Ai Chebyshev approximation coefficient D (I), D (J) Point sequence image data

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2次元の処理データから1次元のデータ
列を逐次抽出し、抽出された前記1次元のデータ列をチ
ェビシェフ関数を用いた多項式で近似して近似式を求
め、求められた前記近似式を微分して前記近似式の微分
式を算出し、算出された前記微分式を用いて前記1次元
のデータ列の各データの微分値を算出して前記処理デー
タの微分値を得ることを特徴とする2次元データの処理
方法。
1. A one-dimensional data sequence is sequentially extracted from two-dimensional processing data, and the extracted one-dimensional data sequence is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression. Differentiating an approximate expression to calculate a differential expression of the approximate expression, calculating a differential value of each data of the one-dimensional data sequence using the calculated differential expression, and obtaining a differential value of the processing data. A two-dimensional data processing method.
【請求項2】 前記近似式の微分式として高次の微分式
を算出し、 算出された前記高次の微分式を用いて前記1次元のデー
タ列の各データの高次の微分値を算出することを特徴と
する請求項1記載の2次元データの処理方法。
2. A higher-order differential equation is calculated as a differential equation of the approximation equation, and a higher-order differential value of each data of the one-dimensional data sequence is calculated using the calculated higher-order differential equation. 2. The method for processing two-dimensional data according to claim 1, wherein:
【請求項3】 算出された前記処理データの微分値を新
たな処理データとし、新たな前記処理データから1次元
のデータ列を逐次抽出し、抽出した前記1次元のデータ
列をチェビシェフ関数を用いた多項式で近似して近似式
を求め、求められた前記近似式を微分して前記近似式の
微分式を算出し、算出された前記微分式を用いて前記1
次元のデータ列の各データの微分値を算出して新たな前
記処理データの微分値を得ることを特徴とする請求項1
記載の2次元データの処理方法。
3. The calculated differential value of the processing data is used as new processing data, a one-dimensional data sequence is sequentially extracted from the new processing data, and the extracted one-dimensional data sequence is used by a Chebyshev function. An approximate expression is obtained by approximating the obtained approximate expression, a differential expression of the approximate expression is calculated by differentiating the obtained approximate expression, and the first expression is calculated using the calculated differential expression.
2. A differential value of each data of a dimensional data sequence is calculated to obtain a new differential value of the processed data.
A method for processing the described two-dimensional data.
【請求項4】 前記処理データから一方向に逐次抽出し
た1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式
で近似して近似式を求め、求められた前記近似式を微分
して前記近似式の微分式を算出し、算出された前記微分
式を用いて微分値を算出して前記処理データの一方向の
微分値を求め、前記処理データの一方向の微分値からな
るデータを新たな処理データとし、前記新たな処理デー
タから他方向に逐次抽出した1次元のデータ列をチェビ
シェフ関数を用いた多項式で近似して近似式を求め、求
められた前記近似式を微分して前記近似式の微分式を算
出し、算出された前記微分式を用いて微分値を算出して
前記新たな処理データの他方向の微分値を得ることによ
って2方向に微分された前記処理データの微分値を算出
することを特徴とする請求項1記載の2次元データの処
理方法。
4. An approximate expression is obtained by approximating a one-dimensional data sequence sequentially extracted in one direction from the processing data by a polynomial using a Chebyshev function, and the obtained approximate expression is differentiated to obtain the approximate expression. A differential expression is calculated, a differential value is calculated using the calculated differential expression to obtain a one-way differential value of the processing data, and data comprising the one-way differential value of the processing data is converted into a new processing data. And a one-dimensional data sequence sequentially extracted in the other direction from the new processing data is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression. The obtained approximate expression is differentiated to differentiate the approximate expression. A differential value of the processed data differentiated in two directions is calculated by calculating an expression, calculating a differential value using the calculated differential expression, and obtaining a differential value of the new processed data in the other direction. Characterized by The method for processing two-dimensional data according to claim 1.
【請求項5】 前記一方向に抽出された1次元のデータ
列の微分値は、前記一方向に抽出された1次元のデータ
列に対して求められた近似式の高次の微分式を用いて算
出された高次の微分値であり、 前記新たな処理データは、一方向に微分された前記高次
の微分値からなり、 前記他方向に抽出された1次元のデータ列の微分値は、
前記他方向に抽出された1次元のデータ列に対して求め
られた近似式の高次の微分式を用いて算出された高次の
微分値であることを特徴とする請求項4記載の2次元デ
ータの処理方法。
5. The differential value of the one-dimensional data string extracted in one direction is determined by using a higher-order differential equation of an approximate expression obtained for the one-dimensional data string extracted in the one direction. The new processing data is composed of the higher-order differential value differentiated in one direction, and the differential value of the one-dimensional data string extracted in the other direction is ,
5. The high-order differential value calculated by using a high-order differential expression of an approximate expression obtained for the one-dimensional data string extracted in the other direction. How to process dimensional data.
【請求項6】 2方向に微分された前記処理データの微
分値を新たな処理データとし、新たな前記処理データか
ら一方向に逐次抽出した1次元のデータ列をチェビシェ
フ関数を用いた多項式で近似して近似式を求め、求めら
れた前記近似式を微分して前記近似式の微分式を算出
し、算出された前記微分式を用いて微分値を算出して前
記処理データの一方向の微分値を求め、前記処理データ
の一方向の微分値からなるデータから他方向に逐次抽出
した1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項
式で近似して近似式を求め、求められた前記近似式を微
分して前記近似式の微分式を算出し、算出された前記微
分式を用いて微分値を算出して前記新たな処理データの
2方向に微分された微分値を得ることを特徴とする請求
項4記載の2次元データの処理方法。
6. A differential value of the processed data differentiated in two directions is set as new processed data, and a one-dimensional data sequence sequentially extracted in one direction from the new processed data is approximated by a polynomial using a Chebyshev function. Calculating an approximate expression, differentiating the obtained approximate expression to calculate a differential expression of the approximate expression, calculating a differential value using the calculated differential expression, and differentiating the processed data in one direction. Value, and a one-dimensional data sequence sequentially extracted in the other direction from the data consisting of the differential value of the processed data in one direction is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression. Is differentiated to calculate a differential expression of the approximate expression, and a differential value is calculated using the calculated differential expression to obtain a differential value differentiated in two directions of the new processed data. The two-dimensional data according to claim 4. Data processing method.
【請求項7】 2次元の処理データから1次元のデータ
列を逐次抽出し、抽出した前記1次元のデータ列の各デ
ータをチェビシェフ関数を用いた多項式で近似して近似
式を求め、求められた前記近似式を用いて前記1次元の
データ列とは異なる1次元のデータ列を算出することを
特徴とする2次元データの処理方法。
7. A one-dimensional data sequence is sequentially extracted from two-dimensional processing data, and each data of the extracted one-dimensional data sequence is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression. And calculating a one-dimensional data sequence different from the one-dimensional data sequence using the approximation formula.
【請求項8】 前記1次元のデータ列よりデータ数の少
ない1次元のデータ列を算出することを特徴とする請求
項7記載の2次元データの処理方法。
8. The method for processing two-dimensional data according to claim 7, wherein a one-dimensional data string having a smaller number of data than the one-dimensional data string is calculated.
【請求項9】 前記1次元のデータ列よりデータ数の多
い1次元のデータ列を算出することを特徴とする請求項
7記載の2次元データの処理方法。
9. The two-dimensional data processing method according to claim 7, wherein a one-dimensional data string having a larger number of data than the one-dimensional data string is calculated.
【請求項10】 2次元の処理データから1次元のデー
タ列を逐次抽出し、抽出した前記1次元のデータ列をチ
ェビシェフ関数を用いた多項式で近似して近似式を求
め、求められた前記近似式を微分して前記近似式の微分
式を算出し、算出された前記微分式を用いて前記1次元
のデータ列とは異なる1次元のデータ列の微分値を求め
ることを特徴とする2次元データの処理方法。
10. A one-dimensional data sequence is sequentially extracted from two-dimensional processing data, and the extracted one-dimensional data sequence is approximated by a polynomial using a Chebyshev function to obtain an approximate expression. Calculating a differential value of the one-dimensional data sequence different from the one-dimensional data sequence by using the calculated differential expression to differentiate the expression. How to process the data.
【請求項11】 前記1次元のデータ列よりデータ数の
少ない1次元のデータ列の微分値を算出することを特徴
とする請求項10記載の2次元データの処理方法。
11. The two-dimensional data processing method according to claim 10, wherein a differential value of the one-dimensional data string having a smaller number of data than the one-dimensional data string is calculated.
【請求項12】 前記1次元のデータ列よりデータ数の
多い1次元のデータ列の微分値を算出することを特徴と
する請求項10記載の2次元データの処理方法。
12. The two-dimensional data processing method according to claim 10, wherein a differential value of a one-dimensional data sequence having a larger number of data than the one-dimensional data sequence is calculated.
【請求項13】 2次元の処理データから抽出した前記
1次元のデータ列をチェビシェフ関数を用いた多項式で
近似し、前記多項式の0次および1次の項を省略して近
似式を求めることを特徴とする請求項1〜12のいずれ
かに記載の2次元データの処理方法。
13. A method of approximating the one-dimensional data string extracted from two-dimensional processing data with a polynomial using a Chebyshev function, and omitting zero-order and first-order terms of the polynomial to obtain an approximate expression. The method for processing two-dimensional data according to claim 1, wherein:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7130478B2 (en) 2001-03-08 2006-10-31 International Business Machines Corporation Method and apparatus for image data correction

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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