JPS63129476A

JPS63129476A - 画像デ−タ拡大縮小回転装置

Info

Publication number: JPS63129476A
Application number: JP27572086A
Authority: JP
Inventors: Akio Komatsu; 小松　昭雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1986-11-19
Publication date: 1988-06-01

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】〔概要〕二値画像データを任意の大きさに拡大縮小し、任意の角
度に回転する画像データ拡大縮小回転装置であって、こ
の拡大縮小を乗算器を用いてより正確に長時間を掛けて
行っていたために、装置が高価になっていたのに対して
、より廉価な複数の加算器と所定変換行列で変換処理し
、求めた画像データを原画像データの位置に置き換えそ
の位置を囲む４つの点から変換処理後の画素値を決定す
るように構成することにより、より廉価で高速な画像デ
ータ拡大縮小回転装置を実現することが可能となる。

〔卒業上の利用分野〕

本発明は、二値画像データを任意の大きさに拡大縮小し
、任意の角度に回転する画像データ拡大縮小回転装置に
関する。

例えば、事務処理を機械化するための小型の計算機シス
テム等が広範囲に使用されてるようになって来た。

このような小型の計算機システムは各部署の任意の位置
に設置し、周囲の者が自由に使用出来ることが必要であ
り、従って廉価でしかも小型のものが要求される。

一方、これらの機器の利用範囲が拡大されるに伴い、そ
の機能アンプが要求されるようになっている。

例えば、この計算機システムを用いて取り扱う画像デー
タ（文字データ等を含む）を、任意の大きさに拡大した
り、縮小したり又は任意の角度に回転させたりして処理
することが要求される。

このような処理機能を廉価にしかも簡易な機構で迅速に
処理させることが、かかる機器の利用分野を拡大する上
で必要となる。

〔従来の技術〕

第４図は従来例を説明するブロック図、第５図は変換画
像処理状況を説明する図、第６図は変換画像の画素値決
定状況を説明する図をそれぞれ示す。

第４図は小型の計算機システムの一部の構成を示し、こ
のブロック図は所定画像データを任意の大きさに拡大縮
小し、任意の角度に回転する画像データ拡大縮小回転装
置１と、画像データ等各種のデータを格納するフレーム
メモリ２とを具備して構成されている。

又、特に画像データ拡大縮小回転装置１の機能ブロック
の構成は、変換処理（拡大・縮小・回転処理）する原画像データの
二次元座標（ｘ、ｙ）で表示した開始点を格納する開始
点レジスタ３と、原画像データを変換処理するための変換係数データ（変
換行列データ）を格納する変換データレジスタ４と、原画像データの変換処理動作を制御する制御部５と、制御部５の制御のもとに原画像データの座標表示点対応
の変換処理を実行する座標変換処理部６と、フレームメモリ２をアクセスするアドレス■。

■を送出するアドレス変換部７と、アドレス変換部７から送出される原画像データの読取り
アドレス■にてフレームメモリ２がら読取った原画像デ
ータ■を格納する原画レジスタ８と、原画像データ■の画素値から変換画像データ■の画素値
を決める補間処理部９とを具備して構成されている。

これは制御部５に対して図示してない回路からのクロッ
クが１回入力するたびに第５図（Ａ）（１）で示す原画
像のアドレス■と、第５図（７へ）（２）で示す変換画
像のアドレス■が変換されるようになっている。

即ち、この２つのアドレス■、■を用いて原画像から変
換画像にデータを変換することによって拡大・縮小・回
転を行う。

通常、画像データを拡大・縮小・回転するためには、画
像データを二次元の座標で表示し、その座標変換を行っ
た後内挿（補間処理）を行い、その結果をしきい値処理
すればよいことはすでに知られている。

この処理方法は、原画像（第５図（Ａ）（１）に示す）
の大きさをｍ　ｘ　ｎドツトとし、拡大・縮小・回転し
た結果の変換画像を第５図（Ａ）（２）に示すようにＰ
、　Ｑ、　Ｒの３点で表す。

尚、点Ｐは原点であり、点Ｑは点Ｐの対角線上の点であ
り、点Ｒは変換画像の形と大きさを決める点である。

この３点の指定方法によって拡大・縮小・回転処理の他
に長方形の画像を平行四辺形にすることも可能となる。

このような変換は一次変換と呼ばれている。

この−次変換を実現するために、第５図（Ｂ）（２）に
示す変換画像から原画像への写像を考える。

その写像は２×２の行列で表される。即ち、変換画像上
の（ａ、ｂ）の点と原画像上の（ｘ、　　ｙ）の点との
関係式は式１で表される。

つまり、ｘ＝　（ｔｘａ）＋　（ｕＸｂ）ｙ＝　（ｖｘａ）＋　（ｗＸｂ）　　・・・　（式２）
となる。ここで、点Ｐ、Ｑ、Ｒの座標値をそれぞれ（０
，Ｏ）、　（ｅ、ｆ）、　（ｇ、　　ｈ）　　とすると
式％式％）Ｗ＝（ｎ　　１）　ｇ／　（ｅｈ−ｆｇ）　　・・・（
式３）変換画像上の（ａ、ｂ）の点が原画像上の（ｘ。

ｙ）の点に写像されると言うことは、変換画像の座標（
ｘ、　　ｙ）の点の値（二値画像であるため、“０°又
は“１゛で表示）が原画像の座標（ａ。

ｂ）の点の値に等しいことになる。

従って、制御部５内に格納している　ａ″の値を“０”
から′ｅ゛まで、＋　ｂ＋　の値を“０″から“ｆ゛ま
で変化させながら座標変換処理部６で変換し、座標（ｘ
、ｙ）の点の値を求めて行くと目的の変換画像が得られ
る。

しかし、このｘ、ｙの値は必ずしも整数とはならないた
め、座標（ｘ、　　ｙ）の点の値■　（第６図に示す）
を得るには、その近傍の点の値から近似する処理がなさ
れる。

即ち、近傍の４つの点の値を補間処理部９にて補間して
近似する。この４つの点の値を第６図で示すようにｐ、
ｑ、ｒ、ｓとして、座標（ｘ。

ｙ）の小数部分をｉ、ｊとすれば、座標（ｘ。

ｙ）の点の値Ｉは式４で求められる。

１＝　（（１−ｉ）　　・　（１−ｊ）　　・ｐ）＋　
（ｉ・（１−ｊ）　　・ｑ）＋　（（１−ｉ）　　・ｊ
−ｒ）＋（ｉ−ｊ−ｓ）　　・・・　（式４）尚、４つ
の近傍点ｐ、ｑ、ｒ、ｓの座標値は、座標（ｘ、ｙ）の
整数部分をｉｎｔ　ｘ、ｉｎｔ　ｙとすると、第６図に
示すように（ｉｎｔ　ｘ、ｉｎｔ　ｙ）、（ｉｎｔＸ　
＋ｌ、ｉｎｔ　Ｖ）、（ｉｎｔ　ｘ、ｆｔ　ｙ　＋ｌ）
、（ｉｎｔ　ｘ　＋１、ｉｎｔ　ｙ　＋１）となる。

上記の処理において、座標（ｘ’、　　ｙ）の変換アド
レス■を求めるには、式２を座標変換処理部６で、変換
データｔｘｗ及び変換画像上の指定点（ａ、ｂ）にて複
数回の乗算（即ち、乗算器６０．６７〜６９を用いて４
回の乗算処理を行う）を行い求めている。

又、座標（ｘ、ｙ）の点の値Ｉを求める場合にも、読取
った原画像データ■を式４を用いて補間処理部９にて複
数回の乗算（即ち、乗算器９０（１）〜９０　（８）を
用いて８回の乗算処理を行う）を行い求めている。

尚、座標変換処理部６及び補間処理部９の符号６３．６
４．９９は加算器を示し、各乗算結果を加算処理し、そ
れぞれ“ｘ′、　“ｙ゛、　“■°の値を出力している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のように、座標変換処理部６での変換処理、補間処
理部９での補間処理共に多数の乗算器６０．６７〜６９
．９０（１）〜９０　（８）が必要となる。

即ち、座標変換処理部６での変換処理にて原画像全体を
処理する場合、ｄＸｅＸｆ回の乗算を行うことになる。

又、補間処理部９にあっても多数の乗算を行うことにな
るため、原画像を任意に拡大・縮小・回転するためには
、高価な手段を用いて構成されると共にその処理に長時
間を要すると言う問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明するブロック図を示す。

第１図に示す本発明の原理ブロック図は第４図で説明し
たフレームメモリ２と下記で構成される画像データ拡大
縮小回転装置１′とから構成されている。

本発明の画像データ拡大縮小回転装置１′は第４図で説
明した機能ブロック３，５，７．８と、複数のレジスタ
と、複数のレジスタに格納されるでいるデータの１つを
選択する複数のマルチプレクサとからなる変換データ格
納手段（変換データレジスタ）４′と、複数の加算器とレジスタを用いて原画像を変換画像に変
換処理する座標変換処理部段（座標変換処理部）６′と
、変換画像の所定画素値を、変換画像の所定表示点に対応
する゛原画像の点の近傍の４つの画素値から近似させて
行う補間処理を複数のマルチプレクサ、加算器２乗算器
及びレジスタにて行う補間処理手段（補間処理部）９′
とを具備して構成されている。

〔作用〕

より廉価な複数の加算器、マルチプレクサ及びレジスタ
を用いて、原画像を所定変換行列で変換処理し、求めた
変換画像を原画像の位置に置き換え、その位置を囲む４
つの点から近似させて変換処理後の画素値を決定するよ
うに構成することにより、より廉価で高速な画像データ
拡大縮小回転装置を実現することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明の要旨を第１図〜第３図に示す実施例により
具体的に説明する。

第２図は本発明の詳細な説明するブロック図、第３図は
本発明の実施例における処理手順を説明する図をそれぞ
れ示す。尚、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す
。

本実施例における変換データレジスタ４′は、それぞれ
の変換行列データ（ｔ−ｗ）を格納するレジスタ４１〜
４４と、レジスタ４Ｌ４２及びレジスタ４３．４４の出
力を選択して１の出力を取出すマルチプレクサ（以下？
ＩＰＸと称する）４５．４６とからなっている。

又、座標変換処理部６′は、開始点レジスタ３内レジス
タ３Ｌ３２にセットしている初期値１ｘ。

’、’）’＋’　を、加算器６３．６４の出力値“ｘ＋
　。

′ｙ゛をセーブしているデータセーブレジスタ６５゜６
６からのデータで補正処理したデータ　“Ｘ“′。

“ｙ″゛の値を保持するレジスタ６１．６２と、“ｘ”
、’ｙ’　を求めるのに必要な加算器６３，６４と、加算器６３．６４から送出されたをｘ’、’ｙ’をセー
ブするデータセーブレジスタ６５．６６とを具備してい
る。

尚、開始点レジスタ３は“　＋、　　ｙ＋　の初期値Ｘ
　Ｉ＋　！　＋を保持するレジスタ３Ｌ３２からなって
いる。

又、本実施例で取り扱う画像は２値画像の場合とする。

今、第５図（Ｂ）（２）で表示する変換画像上の点（ａ
、ｂ）（これは制御部５内に格納される）が与えられる
と、その右隣である点（ａ＋１．ｂ）に写像される原画
像（第５図（Ｂ）（１）で表示）上の点は弐５で示すよ
うに、（ｘ、　　ｙ）の点に変換データレジスタ４′内
に保持する変換データも。

■を加算することで求められる。

又、下の点である（ａ、ｂ　＋　１）に写像される原画
像上の点は、弐６に示すように変換データＵ。

Ｗを加算することで求められる。

次に、既に前に説明した式４を第２図に示す補間処理部
９′で実現する場合は、下記の方法で処理される。

即ち、式４を式７に変形する。（第６図を参照）１＝　（（ｐ−ｑ−ｒ＋ｓ）　　・１−ｊ）＋（（ｑ−
ｐ）　　・ｉ）＋（（ｒ　　Ｔ））　　・ｊ）　＋ｐ＝
　（Ａ−ｉ−ｊ）＋　（Ｂ−１）＋　（Ｃ−ｊ）＋Ｄ・
・・　（式７）ここで、ｐ　ｘ　３は“Ｏ゛又は“１”であるので、−
２≦Ａ≦＋２．−１≦Ｂ≦＋１．−１≦Ｃ≦＋１、−〇
≦Ｄ≦＋１である。

これをハードウェア化して実現したのが補間処理部９′
である。即ち、補間処理部９′は、ｉ。

ｊを乗算する乗算器９０と、入力値に−２をかける演算
器９１と、入力値に−１をかける演算器９２〜９４と、
マルチプレクサ９５〜９８と、各マルチプレクサ９５〜
９８からの出力を加算する加算器９９とを具備している
。

以上の構成により画像データの拡大縮小及び回転を行う
処理手順を第３図に示す。

尚、図中の符号１００〜１１１は制御部５の処理ステッ
プを示す。

即ち、原画の開始点ｘ＋、ｙ＋　　（但し、開始点レジ
スタ３にセントされている）と変換画像の開始点ａ、、
ｂ、（但し、制御部５内に格納されている）を座標変換
処理部９′及び変換データレジスタ４′にて順次アドレ
スを変更して行き、アドレスの変換処理（ステップ１０
０〜１０５．１０８〜１１１）を行っている。

又、同時に補間処理部９′にて決定した画素値を、変換
処理した変換画像のアドレス■に基づきフレームメモリ
２内に書込む。（ステップ１０６．１０７）。

以上のようにして、２値画像を任意の大きさに拡大・縮
小し、任意の角度への回転処理を複数の加算器を主体と
して処理することにより、簡単なハードウェア構成で高
速処理が可能となる。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、簡単で廉価な構成を持っ
て、しかも高速に画像を任意の大きさに拡大縮小し、任
意の角度に回転することが出来ると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するブロック図、第２図は
本発明の詳細な説明するブロック図、第３図は本発明の
実施例における処理手順を説明する図、第４図は従来例を説明するブロック図、第５図は変換画
像処理状況を説明する図、第６図は変換画像の画素値決
定状況を説明する図をそれぞれ示す。図において、１．１′は画像データ拡大縮小回転装置、２はフレーム
メモリ、３は開始点レジスタ、４．４′は変換データレ
ジスタ、５は制御部、　　　　６．６′は座標変換処理部、７は
アドレス変換部、８は原画レジスタ、９．９′は補間処
理部、３Ｌ３２，４１〜４４，６１．６２はレジスタ、４５．
４６．９５〜９８はマルチプレクサ、６０．６７〜６９
．９０（１）〜９０　（８）は乗算器、６３．６４．９
９は加算器、６５．６６はデータセーブレジスタ、９１〜９４は演算器、をそれぞれ示す。涼ゐ像　　　　　　　　　　奔灰肇券（Ａ）ｃＢ）匁子←、耐イ挫叉ユ理弐（尤と説〕月゛尋゛　る　σろ
昇　５　の

Claims

【特許請求の範囲】１）二値の原画像データを二次元の座標で表示し、その
原画像データを任意の大きさに拡大縮小すると共に、任
意の角度に回転する画像データ拡大縮小回転装置（１′
）であって、所定変換行列のデータを格納する複数のレジスタと、複
数の前記レジスタの出力を選択して１つのデータを出力
する複数のマルチプレクサを具備する変換データ格納手
段（４′）と、前記所定変換行列のデータを用いて行う当該原画像デー
タの変換処理を、複数の加算器及びレジスタにて行う座
標変換処理手段（６′）と、二次元座標で表示される変
換画像データの画素値を、前記変換画像データの表示点
に対応する該原画像データ点の近傍の４つの画素値から
補間して求める処理を、複数のマルチプレクサ、レジス
タ、乗算器及び加算器を用いて行う補間処理手段（９′
）とを設けたことを特徴とする画像データ拡大縮小回転
装置。２）前記補間処理手段（９′）にて当該変換画像データ
の画素値を求める場合、変換処理された当該画像データ
の座標値と所定変換行列を用いて、当該変換画像データ
に相当する該原画像データの座標点を求め、該座標点を
囲む単位格子の頂点の位置にある４点の画素値と、該座
標点の単位格子からのオフセット値をもとにして当該変
換画像データの画素値を演算し求めることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の画像データ拡大縮小回転装
置。