JPS59214969A - 画像の回転処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像の回転処理方式に係り、特に、画像を含む
文書の編集や印鑑照合等に好適な高速処理手段を提供す
るものである。

〔発明の背景〕

正方格子状の画素の集合として定義されたディジタル画
像を角度（２０−１）Ｘπ／４　ラジアンだけ回転する
処理について考察する。ここに、ｎは１≦ｎ≦４なる整
数である。原画像と回転画像の関係を第１図に示す。図
中の記号○は原画像の画素を表わし、記号・は回転画像
の画素を表わす。

画像回転はアフィン変換の一種であシ、第１図の画素間
の関係は次式で示される。

従来の画像回転方式（例えば■特開昭５７．−一・１１
７０６１　、■電子通信学会研究会資料ＩＥ７Ｂ−１２
）は、式（１）の座標変換を画素単位に繰返すものであ
り、このため、高速に処理することが困難であった。一
方、出願人等は、高速化を目的に、いくつかの隣接画素
を一括転送する画像回転方式を発明している。この方式
は、任意角の回転が可能であるが、処理時間が回転角に
依存し、（２ｎ−１）Ｘπ／４ラジアンの回転（１≦ｎ
≦４）において、処理時間が最大になるという欠点があ
った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、画像の（２ｆｌ−１）Ｘπ／４うジア
ンの回転を高速に実現することにある。ここに、ｎは１
≦ｎ≦４なる整数とする。

〔発明の概要〕

画像の回転を定義する座標変換式（１）は、一般に、任
意角θについて成立するが、本発明は、θ＝（２１１−
１）Ｘπ／４ラジアンの回転を対象とする。

例えば、口＝１．θ＝π／４の場合、式（１）は次式と
なる。

形できる。

一行列Ｔｔ　、Ｔｓは斜交軸変換、Ｔ２は拡大縮小の、
それぞれ、変換行列を表わす。したがって、第２図に示
すように、原画像を斜交軸変換（Ｔ１）、拡大縮小（Ｔ
２）、斜交軸変換（Ｔ３）の順で処理することに上って
、回転画像が得られる。このうち、斜交軸変換（ＴＩ＝
および、Ｔ３）は、その処理が単純であシ、高速処理が
容易である。）また、拡大縮小（Ｔ２）については、出
願人の発明による高速処理方式（％願昭５７−７１２３
７）を利用できる。以上のように、本発明は、斜交軸変
換と拡大縮小の組合せによって、画像の回転処理を高速
化する点に特徴がある。前記の式（２）、（３）は、ｎ
＝１．θ＝π／４の場合の座標変換式を示したものであ
るが、ｎ＝２．３．４　（すなわち、−θ＝３／４π、
５／４π、７／４π）についても、同様に、斜交軸変換
と拡大縮小の組合せで、画像の回転を実現できる。すな
わち、 ａ）ｎ＝２．θ＝３／４πの回転 ・・・・・・・・・・・・（４） ｂ）ｆｍ＝３．θ＝５／４πの回転 ・・・・・・・・・・・・（５） ｃ）ｎ＝４．θ＝７／４πの回転 ・・・・・・・・・・・・（６） 〔頼切の実施例〕 以下、実施例によｐ本発明の詳細な説明する。

第３図は、本発明を実現するノ・−ドウエア構成の一例
を示す。図中、１０はマイクロ・プロセッサ、２０は主
メモリ、３０は拡大縮小装置、４０は画像メモリでおる
。ここで対象とするディジタル画像は、説明の便宜上、
２値画像（即ち、白または黒の、いずれかの濃淡レベル
を持つ画素の集合）と仮定するが、本発明は多値画像（
即ち、多階調の濃淡レベルを持つ画素の集合）にも適用
できる。

画像メモリは、第４図に示すように、画素単位の２次元
アドレスを持ち、縦方向または横方向に連続したＷビッ
ト（１ワード）の画像データを一回の続出・書込命令で
アクセスできる。図中、ム印は１ワードの先頭ビットの
位置を示す。アクセス・モードをパラメータｔで指定し
、ｔ＝０の時に横方向、ｔ＝１の時に縦方向のＷビット
をアクセスする。このような、２次元アクセスが可〜能
な画像メモリの実現方法は良く知られており、他の文献
（例えば、［）、（：：、Ｖａｎ　ｖｏｏｒｈｉｓ　、
　＠Ｍｅｍｏｒ）’Ｂｙｓｔｅｍｓ　ｆｏｒ　工ｍａｇ
ｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、　ＩＥＥＥ’ｌ’ｒａｎ
ｓ　、　ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ、　Ｖｏｌ　Ｃ−２
７，Ａ２　、　ｐｐ１１３〜１２５．　Ｆｅｂ、　１９
７８　）　　に詳しいので説明を省略する。

マイクロ・プロセッサ１０が各装置の動作を制御し、こ
れに要するプログラムとデータを主メ毛り２０に格納し
ている。マイクロ・プロセッサ１０による処理手順は第
５図に示す通シである。

式（２）ｆ？画像回転を一例として、その処理内容を以
下に説明する。

（１）処理１００： 画像メモリ上の原画像データに対して、斜交軸変換Ｔ１
を施す。その詳訓な手順は第６図の通シである。処理１
００における斜交軸変換の内容を第７図に示す。第７図
に示すように、画１象メモリ上のＮワード責横巾）ＸＭ
行（縦長）の矩形領域内の原画像データを、図の番号順
に１ワード（即ち、Ｗピット）ずつ転送するものである
。転送元（即ち、原画像データ）の先頭アドレスを（Ｘ
ｌ。

とする。

ａ）処理１１０： 画丁象メモリのアクセス・モードを示すパラメータｔを
０に設定することによシ、横方向に連続したＷビットの
アクセスを指定する。また、転送元のＸアドレス（Ｘｌ
　）とＸアドレス（Ｙｌ）、転送先のＸアドレス（Ｘｚ
）とＸアドレス（ｙ２）、行カウンタ（ＬＣ）を初期化
する。即ち、Ｘ１ＬＣ←０とする。

ｂ）処理１２０： 行カウンタ（ＬＣ）をインクリメントし、ワード・カウ
ンタ（ＷＣ）を初期化する。即ち、ＬＣ４−ＬＣ＋１’
、ＷＣ←０とする。

Ｃ）処理１３０： ワード・カウンタ（ＷＣ）をインクリメントする。即ち
、ＷＯ４−ＷＣ＋１とする。ここで、ＷＣは、画像デー
タの当該行における転送、ワード数を示すカウンタであ
る。

ｄ）処理１４０： 画像メモリ上のアドレス（Ｘｌｔ　Ｙｌ　）からアドレ
ス（Ｘｚ　＋　Ｙ２　）に１ワードの画像データを転送
する。ただし、画像メモリのアドレスは当該ワードの先
頭ピット（第４図参照）の位置で示す。また、アクセス
・モードはｔ＝ｏである。

ｅ）処理１５０： ワード・カウンタ（ＷＣ）がＮＫ等しい時、画像データ
の当該打上の全ワードを転送したことになるので、この
場合、処理１６０に進む。

ＷＣがＮ未満の場合は、処理１７０に進み、当該行に関
するデータ転送を継続する。

ｆ）処理１７０： 転送元のＸアドレス（Ｘｌ　）、転送先のＸアドレス（
Ｘｚ　）を次のように更新する。即ち、Ｘ１←Ｘ１　＋
Ｗｓ　Ｘｚ　−Ｘｚ　＋Ｗとする。更新後、処理１３０
に戻る。

ｇ）処理１６０： 行カウンタ（ＬＣ）がＭに等しい時、ＮワードＸＭ行の
画像データを全て転送したことになるので、この場合、
処理１００を終了する。

ＬＣがＭ未満の場合は、処理１８０に進む。

ｈ）処理１８０： 転送元・転送先のＸアドレスおよびＸアドレスを次のよ
うに更新する。即ち、Ｘｌ４−Ｘｌ。

へ ｙｌ←’１１　１．Ｘ２←Ｘ２　＋Ｌ　Ｃ、Ｙ　２←ｙ
２−１とする。

（２）処理２００： 行列Ｔ２にもとづいて拡大縮小する。即ち、横方向の倍
率をα＝１／Ｖ１−とし、縦方向の倍率をβ＝ｖ’２と
する。拡大縮小処理は、拡大縮小装置３０によって行な
い、処理結果を画像メモリ４０に格納する。拡大縮小装
置３０には、出願人等の発明による高速拡大縮小処理方
式（特願昭５７−−７１２３７　）を利用できる。ただ
し、この方式は、拡大縮小倍率＝整数定数／整数変数の
関係式を満たす必要がある。いま、上式の整数定数が３
−２の場合を一例として考えると、倍率α、βを、それ
ぞれ、α＝１／ｖ’Ｆ？３２／４５’；０．７１１．β
＝Ｖ７ζ３２７２３ζ１．３９１　　のように近似する
ことになる。この近似による倍率の誤差は１〜２％程度
であシ、実用上の許容範囲内にあると考えられる。

（３）処理３００： 処理２００の結果、拡大縮小された画像データに対して
、斜交軸変換Ｔ３を施す。その手順を第８図に示す。処
理２００における斜交軸変換の内画像メモリ上のＱ列（
横巾）×Ｐワード（縦長）の矩形領域内の画像データを
、図の番号順に１ワード（即ち、Ｗビット）ずつ転送す
るものである。

ただし、処理２００による拡大縮小後の画像データを含
むように、Ｑ列×Ｐワードの矩形領域を定める。また、
画像メモリのアクセスは、縦方向に連続したＷビットを
１ワードとして行なう。画像メモリ上の転送元の先頭ア
ドレスを（Ｘｔ　、　Ｙｌ　）とし、転送先の先頭アド
レスを（Ｘｇ　＋　Ｙ２　）とする。

ａ）処理３１０： 画像メモリのアクセス・モードを示すノくラメータｔを
１に設定することによシ、縦方向に連続したＷビットの
アクセスを指定する。また、転送元のＸアドレス（Ｘｌ
　）とＹアドレスＤｔ　）、転送先のＸアドレス（ｘ２
）とＹアドレス（ｙｚ）２．、列カウンタ（ＣＣ）を初
期化する。即ち、ＸＩＣＣ←０とする。

ｂ）処理３２０： 列カウンタ（ＣＣ）をインクリメントし、ワード・カウ
ンタ（ＷＣ）を初期化する。即ち、ＣＣ４−ＣＣ＋１　
、Ｗｅ←０とする。

Ｃ）処理３３０： ワード・カウンタ（ＷＣ）をインクリメントする。即ち
、ｗｃ４−ｗｃ＋１とする。ここで、ＶｖＣは、画像デ
ータの当該列における転送ワード数を示すカウンタであ
る。

ｄ）処理３４０： 画家メモリ上のアドレス（Ｘｌ、ｙｌ　）小らアドレス
（Ｘ２’＋　３’２）に１ワードの画像データを転送す
る。ただし、画像メモリのアドレスは当該ワードの先頭
ビット（第４図参照）の位置で示す。まだ、アクセス・
モードはｔ＝１である。

ｅ）処理３５０： ワード・カウンタ（ＷＣ）がＰに等しい時、画像データ
の当該列上の全ワードを転送したことになるので、この
場合、処理３６０に進む。

ＷＣがＰ未満の場合は、処理３７０に進み、当該列に関
するデータ転送を継続する。

ｆ）処理３７０＝ 転送元のＹアドレス（ｙり、転送先のＹアドレス（ｙｚ
　）を次のように更新する。即ち、ｙ！←Ｙ１　＋Ｗ、
３’２←Ｙｚ　十Ｗとする。更新後、処理３３０に戻る
。

ｇ）処理３６０： 列カウンタ（ＣＣ）がＱに等しい時、Ｑ列×Ｐワードの
画像データを全て転送したことになるので、この場合、
処理３００を終了する。

ＣＣが９未満の場合は、処理３８０に進む。

ｈ）処理３８０： 転送元・転送先のＸアドレスおよびＹアドレスを次のよ
うに更新する。即ち、ｘ１←Ｘｌ十１、ｙ、←ｙｔ　、
　ｘ２←Ｘ２　＋１　＋　Ｙｚ°Ｙ２十ＣＣとする。

以上の処理手順は、式（２）（即ち、ｎ−１，θ＝π／
４）の画像回転に関するものであるが、式（４）〜（６
）の画像回転についても同様である。また、説明の便宜
上、単純な処理方法を実施例として紹介したが、容易に
理解できるように、下記の如き種種の処理方法も可能で
ある。

■　第６図の処理１３’０，１４０，１５０，１７０で
は、マイクロ・プロセッサ１０のプログラム処理によシ
、エワードずつ、画像メモリ上でデータ転送する方法を
示したが、これを高速化するために、ＤＭＡ　（Ｄｉｒ
ｅＣｔ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ａｃｃｅｓｓ　）による方法を
用いることもできる。ＤＭＡはマイクロ・プロセッサ１
０の介在なく、高速゛でデータ転送を可能にする。ＤＭ
Ａの手法は公知であるので、説明を省略する。同様に、
第８図の処理３３０，３４０，３５０，３７０について
・も、これをＤＭＡ転送に置換えることができる。

■　第５図で４、処理１００，２００，３００の３段階
で画像回転を実現する方法を示した。これに代る方法と
して、画像データの転送量を削減し、高速化するために
、処理１００と２００、あるいは、処理２００と３００
を並行処理することもできる。

■　上記の実施例では２値画像を対象にしたが、本発明
の原理は多値画像にも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によシ、次の効果がある。

（１）　　本発明は、斜交軸変換と拡大縮小の組合せで
、（２ｎ−１）ｘπ／４の画像回転を実現する。斜交軸
変換は処理が単純であシ、また、ＤＭＡによる高速デー
タ転送を利用できる。拡大縮小は出願人等の発明による
高速処理方式を適用できる。したがって、座標変換を画
素単位に繰返す従来方式に比較し、本発明は（２ｎ−１
）Ｘπ／４の画像回転を高速化する。

（２）　　出願人が既に発明したブロック転送方式（特
願昭５７−１７６１５１　）と本発明を組合せることに
よシ、任意角の画像回転を高速化できる。換言すれば、
本発明は（２ｎ−１）Ｘπ／４の回転に限定されるが、
先のブロック転送方式の欠点を補完して、組合せ効果と
して任意角回転を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、原画像と回転画像の画素配置の関係を示す概
念図、第２図は、本発明の原理説明図、第３図は、本発
明の一実施例のハードウェア構成図、第４図は、本発明
の画像メモリのワード構成図、第５図は本発明の全体処
理の流れを示すフローチャート、第６図は本発明におけ
る斜交軸変換ＴＩの処理７０−１第８図は本発明におけ
る斜交軸変換Ｔ３の処理フロー、第７図は本発明の斜交
軸変換Ｔ１におけるデータ配置図、第９図は本発明の斜
交軸変換Ｔ３におけるデータ配置図である。 ｌＯ・・・マイクロ・プロセッサ、２ｏ・・・主メモリ
、４θ 第　５　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２次元直交座標軸に対し、（２０−１）Ｘπ／４ラジア
   ンの交角をなす斜交軸に座標変換する第１の処理、２次
   元直交座標の一方の軸方向にｖ’Ｔ６るいはその近似値
   の倍率で拡大し、他方の軸方向に１／ｖ’Ｔあるいは、
   その近似値の倍率で縮小する第２の処理で構成したこと
   を特徴とする汚鼻皓画像の回転処理方式。