JPS6219981A - 画像処理装置及び方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像処理装置に関し、特にデジタル画像情報の
回転処理を可能にした画像処理装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来より、画像の回転等に関する手法としてアフィン変
換が知られている。式（１）は２次元アフィン変換の一
般式で、原画像の任意の一点の座標を（Ｓｘ、Ｓｙ）、
対応する点の変換後の座標を（Ｄｘ、Ｄｙ）とすると ・・・（１） で表わすことができる。式（１）の右辺第２項は変換マ
トリゲスで、任意点（Ｐｘ　、Ｐｙ）を中心に角度Ｏだ
け回転させる場合変換マトリクスは・・・（２） と記述することができる。

木り法は比較的間〈から知られており、いくつかのソフ
トウェア手段あるいはハードウェアＬ段等により実現さ
れている。上述アフィン変換を高速で行うためには式（
１）で示す処理をハードウェアで実現することが重要で
あるが、それとともに変換前後の画像データを記憶する
メモリが実メモリでなければ、変換前後の画像テークの
入出力に時間がかかり、式（１）を実現するハードウェ
アの能力を十分発揮できなくなってしまう。

［発明が解決しようとする問題点］ アフィン変換をハードウェアで行う種の画像処理装置で
は、実メモリで実現可能な５１２Ｘ５１２ドツト程度の
画像処理領域しか有することができないという欠点があ
り、更に式（１）から明らかなように（Ｄｘ、Ｄｙ）を
求めるためには、高速掛算器が６個も必要になるという
欠点があった。

本発明は上記従来例の欠点に鑑みなされたもので、任意
の大きさの画像変換を小さな実メモリと少ない掛算器で
実現できる新しい画像処理装置を提供することを目的と
している。

［問題点を解決するための手段］ この問題を解決する一手段として、例えば第１図に示す
実施例の画像処理装置は、画像情報を格納するディスク
４，１６と、回転情報を入力するパラメータ人力部１と
、第１の記憶部としての入力八ツファ６，７と、回転計
算を行う第１の演算部としての画像回転計算部９．第２
の記憶部としての出力バツファ１１．１２と、第２の演
算部として平行移動量計算部１５と制御部２とを備える
。

［作用］ かかる第１図の構成において、ディスク４の画像情報を
あるブロック単位で読み出し順次人力バッファ６．７に
セットする。このブロックの読み出しは主走査方向と副
走査方向に所定量オーバラップして行なわれる。入カパ
ツファ６．７の画像データの各画素データは、パラメー
タ入力部１より入力されたパラメータに従って画像回転
計算部９によって回転処理がなされ、出力バッファ１１
．１２に格納される。一方ブロックの中心座標は前記パ
ラメータに従って平行移動量計算部１５によって計算さ
れ、この計算値を中心座標とするディスク１６のブロッ
クに、出力八ツファ１１゜１２の画像データを書き込む
。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳細に説明す
る。

［装置全体ブロック図及び動作説明 （第１図）（第２図）（第３図）］ 第１図は本発明に係る画像処理装置の一実施例を示すブ
ロック図で、１は回転中心座標を回転角を入力するとこ
ろのパラメータ入力部、２は装置全体の制御を行う制御
部で例えばマイクロプロセッサなどで構成され、ＲＯＭ
２−１に制御プログラムを内蔵している。

３は原画像をディスク装置４から読み出すディスク制御
部、４は原画像の存在するディスク装置、５は２組の入
力バッファメモリ６，７に交互にデータを書き込む書き
込み回路、６，７は大きさの等しい第１及び第２の入力
バッファ、８は２組の入力バッファメモリ６，７から交
互にデータ・を読み出す読み出し回路、９はパラメータ
入力部１によって与えられた回転角に従って画像を回転
させる画像回転計算部、１０は２組の出力バッファメモ
リ１１．１２に交互にデータを書き込む書き込み回路、
１１．１２は大きさの等しい第１及び第２の出力バッフ
ァ、１３は２組の出力パツファメモリ１１．１２から交
互にデータを読み出す読み出し回路である。１４は回転
後のディスク装置１６に書き込むディスク制御部、１６
は回転後の画像を保存するディスク装置、１５はパラメ
ータ入力部ｌによって決まる平行移動量計算部である。

第２図はディスク装置４に記憶されている原画像のマツ
プを示したもので、２０は原画像マツプ、２１は原画像
の中の第１に読み出されるブロックである。

まず初めにパラメータ入力部１より回転中心座標（Ｐｘ
　、Ｐｙ）と回転角θが入力されると、制御部２はディ
スク制御部３に原画像の第１のブロック２１を読み出す
よう指示する平行移動量計算部１５は回転中心座標（Ｐ
ｘ　、Ｐｙ）と回転角０から式３ ％式％ に従って、ブロック２１の中心部の平行移動成分の計算
を行う。ここで（Ｂｘ、Ｂｙ）は画像の回転操作による
中心部の座標を示していて、ディスク装と４から読み出
した画像ブロックをディスク装置１６に格納する際のブ
ロックの中心を示している。

一方、ディスク制御部３によってディスク装置４から読
み出されてきた原画像の第１のブロック２１は、書き込
み回路５によって第１の入力バッファ６に書き込まれる
。書き込みが終了すると読み出し回路８によって第１の
入力バッファ６の内容が画像回転計算部９に伝えられ、
画像回転計算部９はパラメータ入力部１に入力された回
転角θにより、下記の式（４）に従って入力バッファ８
の内容すべてを入力バッファ８の中心を原点として回転
させる。

Ｄｘ＝　　Ｓｘ＠　ｃｏｓＯ−Ｓｙ＠　ｓｉｎθＤｙ＝
　　Ｓｘ＊　　５ｉｎＯ＋　　Ｓｙｓ　　ｃｏｓθ・・
・　　　４ 計算が終了すると画像計算部９は書き込み回路１０番通
して第１の出力バッファ１１に計算結果を書き込む。書
き込みが終了すると読み出し回路１３によって第１の出
力バッファ１１の内容がディスク制御部１４に伝えられ
る。ここでディスク制御部１４は制御部２の指示により
、平行移動量計算部１５によって算出された（Ｂｘ、Ｂ
ｙ）を中心とするディスク装置１６のブロックに第１の
出力バッファ１１の内容を書き込む。

ところでディスク制御部３は原画像の第１のブロック２
１を読み出した後、第１のブロック２１とＸ方向に（１
１”３／２）ブロックオーバラップして第２のブロック
２２の読み出しを開始するよう構成されている。第２の
ブロック２２の内容は書き込み回路５によって第２の入
力バッファ７に占き込まれる。読み出し回路８は第１の
入力バッファ６の読み出しが終了した後、第２の入力バ
ッファ７の読み出しを始め、第２の入カパツファアの内
容は画像回転計算部９と書き込み回路１０を通して、第
２の出力バッファ１２に回転処理がなされた後書き込ま
れる。

また第２の出力バッファ１２の内容は読み出し回路１３
を通してディスク制御部１４に伝えられ、平行移動量計
算部１５の出力に従って、ディスク装置１６に書き込ま
れる。読み出し回路８゜１３と書き込み回路５．１０は
互いに同期がとられるよう構成されており、第１の入力
バッファ６と第２の入力バッファ７、及び第１の出力バ
ッファ１１と第２の出力バッファ１２は交互に使用され
ると共に、第１の入力バッファ６と第１の出力バッファ
１１及び第２の入力バッファ１２はそれぞれペアで使用
される事は言うまでもない。

Ｘ方向に連なるすべてのブロックの読み出しが終了した
後、ディスク制御部３は原画像の読みｍし開始点をＸ方
向に−ｒ３／４ブロックずらし、Ｙ方向に３／４ブロツ
クずらした点を起点として（１−ｒ３／２）ブロックオ
ーバラップして次々に読み込んでいく。

第３図はオーバラップ量を説明するための図で、各ブロ
ックの１辺の長さを１としてブロック１に内接した半径
１／２の円３０と、ブロック２２に内接する半径１／２
の円３１の交点ａを通る半径１／２の円３２を描くと、
３つの円３０，３１．３２の隙間がなくなり基円のオー
バラップ量はＸ方向に１−ｒ３／２、Ｙ方向にｌ／４と
なっていることがわかる。円３３の中心位置が円３０の
中心位置より左方向に「３／４ずれているためブロック
２３の開始位置はＸ方向に＝ｒ３／４ブロックずれるの
も容易に理解できる。

［画像回転の説明（第４図）］ 第４図は本実施例における画像回転の様子を説明したも
ので、４０は現在処理しようとしているブロック、４１
はブロック４０の中心、４２はブロック４０に含まれる
任意の点である。またＰは回転の中心点、４４．４５．
４６は回転処理後のブロック、及びその中心点と任意の
点である。ブロック４０の画像を点Ｐを中心に角度θだ
け回転させる変換は で表すことができる。

この変換はブロック４０を入力バッファに移し、バッフ
ァの中心を原点として角度Ｏ回転する下式で示される回
転処理と、 その後平行移動した場所に書き込む下式の処理とから成
る。

ところで回転処理を行なう場合、入力バッファの大きさ
と出力へツファの大きさが等しいと、例えば回転角度４
５度の時、出力バッファの端部付近に画像の欠落が生じ
てしまう。そこで入力バッファの大きさは出力バッファ
の大きさより一辺の比で、ｒ２倍以上でなければならな
い。さらに入力バッファの大きさが出力バッファのより
大きいため回転処理後の画像に欠落が生じないよう、前
記のように原画像をオーバラップしながら読み込んで、
入力バッファに書き込む必要がある。

［画像回転計算部の説明（第５図）］ 第１図に示す画像回転計算部９の構成例を第５図に示す
。５０．５１は係数を蓄えるレジスタ、５２は正の数を
負の数に変換するインバータ、５３〜５６はかけ算器、
５７．５８は加算器である。

初めにパラメータ入力部。■から得られた回転角０に応
じてレジスタ５０．５１にはそれぞれＣＯＳθ、　　ｓ
ｉｎθの値が書き込まれる。ここでＣＯＳθ。

ｓｉｎθの値は制御部２のＲＯＭ２−１に前もって格納
されているものとする。

５９は変換前の画像のＸアドレスの入力線で、５９に与
えられたＸアドレスはかけ算器５３と５５によってＸｃ
ａｓθとＸ５ｉｎθが計算され、同様に入力線６０から
入力されたＹアドレスがかけ算器５４と５６によって−
Ｙ　ｓｉｎθとＹ　ｃａｓＯが計算される。その後加算
器５７と５８によって。

６１にはＸ　′＝　Ｘ　ｃａｓｅ　−Ｙ　　５ｉｎ０６
２にはＹ’＝Ｘｓｉｎθ＋Ｙ　　ｃａｓＯが計算されて
出力され回転後のアドレスが得られる。

Ｃ平行移動計算部（第６図）コ また平行移動計算部１５は１つのブロックに対して１回
計算すれば良いのでソフトウェアで行うように構成して
も良いが１例えば第６図のように２個のかけ算器７２．
７３と１個の加算器７４によってハードウェアで計算し
てもさしつかえない。ここではレジスタ７０に−ｃａｓ
Ｏ、レジスタ７１に５ｉｎＯをセットすると、７７には
−Ｘｃｏｓθ＋Ｙ　　ｃａｓｅが出力されるので、この
値にＸを加えると、平行移動後の中心（Ｂｘ、Ｂｙ）の
Ｂｘが求められる。同様にしてレジスタ７０に−ｓｉｎ
θ、レジスタ７１に−ｃｏｓ　Ｏをセットすると７７に
は−Ｘ　５ｉｎＯ−Ｙ　　ｃａｓＯが出力され、この値
にＹを加えるとＢＹが得られる。この平行移動量計算部
１５は第６図のような構成に限定されるものでなく、（
３）式を一度に計算するような構成にしても良いことは
勿論である。

Ｃ制御部の動作フローチャートの説明 （第１図）（第７図）Ｊ 第７図は制ｇ１部２のＲＯＭ２−１に内蔵された画像回
転処理の動作フは−チャ−１・を示したものである。

まずステップＳｌでパラメータ入力部ｌより回転角度０
や回転中心座標位Ｎ（Ｐｘ、Ｐｙ）が入力されるかをみ
る。各パラメータが入力されるとステップＳ２に進み、
入力された各パラメータや角度θに基づくｃｏｓθ、　
５Ｉｎｏの値などをモ行移動量計翼部１５、または画像
回転計算部９にセットする。

パラメータ入力でない時はステップＳ３に進み、画像処
理開始指示の入力かどうかを調べ、指示入力のときはス
テップＳ４に進んでディスク制御部３に信号線１６によ
りディスク４よりの１ブロック分の画像情報の読み出し
を指示する。これにより各書き込み回路５，１０と読み
出し回路８．１３が同期して動作し、入カパツファ６．
７を通して画像の回転の計算が行なわれ出力八ツファ１
１，１２に計算結果が格納される。

制御部２は読み出し回路１３よりの信号１７によって計
算の終了を検知すると（ステップＳ５）、ステップＳ６
でディスク制御部１４に画像信号の書き込みを指示し、
平行移動量計算部１５で計算された位置を中心とするデ
ィスク１６のブロックに画像情報を書き込む。ステップ
Ｓ７ではディスク４の画像情報の全ブロックが処理され
たかを調べ、全ブロックの処理が行なわれれば終了し、
そうでなければ再びステップＳ４に戻り前記動作を実行
する。

なお、本実施例において画像回転計算部９の出力は整数
値であるとは限らない。そこで良く知られる直線補間や
キューブリック補間をすることによってデータを補正す
る手段を設けても本発明の趣旨を外れるものではない。

また補間を行う場合、例えばキューブリック補間では９
点の回転後のアドレス計算が必要であるが、画像回転計
算部９を逆変換に構成し、出力八ツファアドレスをもと
に とＬ７て人カパツファアドレスを求めることにより、入
力／へソファ内の９点のデータを読み出し、補間処理す
れば良く効率が良い。

本実施例では変換の高速化のため入出力バッファを各２
組用意し、それぞれをインータリーブ制御をしたが、こ
れは本実施例の必要条件ではないことも言うまでもない
。

なお本実施例において画像回転計算部９のレジスタ５０
．５１に１．０をセットすれば構成を変化あるいは追加
することなく平行移動も可能となる。

以上説明したように本実施例によれば入力情報をブロッ
ク化し、ブロックの中心点の回転後のアドレスを求め、
ブロックの中心を原点としてブロック単位の回転処理の
結果を求めれば良いので、 １、モ行移動量計翼部１５はブロック毎に１度計算する
だけで良く、高価な高速かけ算器が不要となる。

２、画像回転計算はブロックの中心を原点にでき簡単が
構成となる。

３、回転によって得られる点のアドレスは入出力アドレ
ス共にすべて各入出力バッファ内にあるので、入出力バ
ッファと外部メモリとのＩ１０ネックが発生しない。

４、ブロック毎に変換を行うので画像全域の実メモリを
もたなくても良い。

５、同じ構成で平行移動も可能である。

などの効果がある。

［発明の効果］ 以」−説明した如く、本発明によれば、かけ算器を少な
くできるとともに画像全域分の実メモリを要しない画像
処理装置を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示す画像処理装置の全
体構成図、 第２図は画像情報の読み出しブロックの一例を示す図、 第３図は読み出しブロックの重複度を説明するだめの図
、 第４図は画像回転の一例を示す図、 第５図は画像回転計算部のブロック図、第６図は平行移
動量計算部のブロック図、第７図は制御部の画像情報の
回転処理動作を示すフローチャートである。 図中、ｌ・・・パラメータ入力部、２・・・制御部、２
−１・・・ＲＯＭ、３．１４・・・ディスク制御部、４
゜１６・・・ディスク、５．１０・・・書き込み回路１
．８゜１３・・・読み出し回路、６，７・・・入力バッ
ファ、１１．１２出力バツフア５９・・・画像回転計算
部、１５・・・平行移動量計算部である。 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報を格納する画像情報格納部と、前記画像
   情報の回転情報を入力する入力部と、前記画像情報格納
   部より所定画像領域を読み出し格納する第１の記憶部と
   、前記回転情報に基づいて第１の記憶部の画像情報の回
   転計算を行う第１の演算部と、該第１の演算部の演算結
   果を格納する第２の記憶部と、前記回転情報に基づき前
   記画像領域の平行移動量を計算する第２の演算部とを備
   え、前記第２の演算部の演算結果に対応した前記画像情
   報格納部の領域に、前記第２の記憶部の画像情報を格納
   するようにしたことを特徴とする画像処理装置。
2. （２）第１の演算部は回転情報に基づき所定画像領域の
   中心を原点として画像情報の回転計算を行い、第２の演
   算部は前記回転情報に基づき前記所定画像領域の中心の
   平行移動量を計算するようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画像処理装置。
3. （３）画像情報格納部よりの所定画像領域の読み出しは
   、横方向及び縦方向に特定量重複して行われることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の画像処理装置。
4. （４）第１の記憶部の容量は第２の記憶部の容量の少な
   くとも半分以下であることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の画像処理装置。