JPS63141182A - 特定領域内を通過する図形の判定方式 - 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】 〔概要〕 本発明は画像処理システムに関し、特に図形処理の際に
、指定した図形を、画面に表示されている複数の図形の
中から抽出する方式に関する。本発明によると画面上に
指定される長方形の特定領域の内部、或いは指定される
特定点上をその輪郭線が通過する、即ちその一部が掛か
るような図形を判定する操作を、予備判定、最終判定の
二過程により実行する場合の予備判定の方式に関する。

更に詳細には、特定領域、或いは特定点と、被判定図形
の外接長方形領域が重なりを有するが否かを判定するこ
とにより、被判定図形が特定領域と重なりを有するか、
或いは近接しているかを判定する予備判定を高速で実行
する方式に関する。

〔産業上の利用分野〕

ＣＲＴ画面上に種々の画像、幾何学的図形等を表示し、
ライトペン、マウス等のボインティング装置と高速の図
形処理プロセッサを併用してＴＶ画像、幾何学的図形等
を高速処理する技術は自動設計、映像解析等の用途に広
く使用され、応用範囲の拡大と共に、より高速のものが
要求されている。

〔従来の技術〕

第２図に画像処理システムの一例を示す。このようなシ
ステムは現在法（普及し、その動作原理等も公知である
ので、その詳細な動作の説明は省略し概略の情報の流れ
について以下説明する。本図において点線の部分は操作
員の関与する動作である。

画像処理プロセッサ１１は操作員１６の指令により幾何
学的図形の画面上の位置、形状（円、長方形等の区別）
、寸法、色等の図形データ（Ａ−Ｎ）を含む描画命令を
記憶装置１２より読み出し、図形生成指令に変換し、小
型の高速プロセッサ、あるいはＯＤＡ　（デジタル微分
解析装置）等よりなる画像生成装置１３に送出する。画
像生成装置１３は指令に従って図形を点状の画素に分解
し、フレーム記憶装置１４上に順次ビットマツプの形で
記入して行く。

ＣＲＴ表示装置１５はフレーム記憶装置１４の内容を順
次走査し、ＴＶにおけるビデオ信号に類似な形式の画像
表示信号に変換しＣＲＴ画面上に図形を表示する。

第３図にＣＲＴ画面に表示される幾何学的図形の３個の
例Ａ−Ｃを示す。このような幾何学的図形は一般に画像
処理プロセッサ１１において、一つの図形が一個の描画
命令に対応して表現される。第３図において画面上の任
意の点、Ｐ点は直交座標（Ｘ、Ｙ）で表現される。Ｘ、
　Ｙ、の値は画面上のＸ−Ｙ座標値であり、第２図にお
けるフレーム記憶装置１４における画素記憶位置のアド
レスと通常１：１に対応するものであるゆ本発明の詳細
な説明する上に描画命令の形式は重要であるので、以下
に代表的な描画命令について説明を加える。

第４図（Ａ）は第３図の画面でＡめように表示される直
線、またはベクトルで一般に次のような命令形式で指示
される。

しＩＮＢ（Ｘｌｌ、Ｙ（１：Ｘｌ、Ｙｌ：Ｐ：Ｑ：−−
−−）Ｘｏ、Ｙｏ：Ｘｔ、Ｙｌ　は画面上における直線
の始点、終点のＸ−Ｙ座標、Ｐ：Ｑ−は輝度、色等の指
定情報である。

第４図（Ｂ）は第３図の画面でＢのように表示される円
で一般に次のような命令形式で指示される。

ＣＩＲＣＬＨ（ＸｏＩＹｏ：Ｒ：Ｐ：Ｑ−−〜）Ｘａ、
Ｙ（１は画面上における円の中心のｘ−Ｙ座標、Ｒはそ
の半径、Ｐ：Ｑ−は輝度、色等の指定情報である。

第４図（Ｃ）は第３図の画面でＣのように表示される長
方形で一般に次のような命令形式で指示される。

ＲＨＣＴ（Ｘａ、Ｙｏ：Ｘｌ、Ｙｔ：Ｐ：Ｑ−−−）Ｘ
ｏ、Ｙｏ：Ｘｌ、Ｙｔは画面上における図形の右上隅、
左下隅のχ−Ｙ座標、Ｐ：Ｑ−は輝度、色等の指定情報
である。

このように−命令で一個の図形が表現されているので、
図形の処理に当たっては目的の図形の指定は、プログラ
ム中の、その図形の描画命令により指定する。例えば、
成る円を拡大して移動したい場合には、その円の書き込
みを行った描画命令を探し、その命令のｘ、ｙ座標位置
を変更しく中心位置の変更）、Ｒの値を変更（半径の増
大）した後、プログラムを動作させると目的の円の移動
、拡大が実行される。

画像処理でしばしば行われる操作に画面上の図形の抽出
がある。これは画面上で一つの図形を抽出しこれを処理
する必要のある場合で、例えばカーソルを移動して図形
の輪郭線上の一点と重ねてその図形を抽出し、或いは画
面上に長方形の特定領域を表示し、輪郭線で囲まれた領
域と特定領域が重なる図形を抽出する、等のように画面
上で目的の図形を判定、抽出し、消去、拡大、移動等の
処理を施す操作である。従来、このような図形抽出に種
々の手段が考えられているが、何れも処理時間が長くか
かる欠点があった。

従来方式の一例を第３図のように表示されている画面を
、第２図に例示したシステムで処理する場合について以
下説明する。ここでは第３図に示す画面上で、長方形の
領域Ｃの内部を通過する輪郭線を持つ図形を抽出する場
合を想定する。ここでは円Ｂがこの条件に該当している
。以下従来方式の説明において使われる画像生成装置１
３の一例を第７図に示す。このような場合従来方式によ
れば以下の手順によるのが普通であった。

先ず画像処理プロセッサ１１は記憶装置１２内のプログ
ラムを参照し、領域Ｃの描画命令より領域Ｃの左下隅、
右上隅の座標値を求める。この座標値をＸＯ＋ＹＯ、及
びＸｌｌ　ｙｌとし、（第４図（Ｃ）と同じ形であり、
点の場合はＸａ−Ｌ、　Ｙｏ＝Ｙ＋となる。）この座標
値を画像生成装置１３に、抽出すべき図形の描画命令に
先行して、特定領域データとして送出する０画像生成装
置１３はこの座標値を特定領域座標値レジスタ３２に蓄
積する。

次に画像処理プロセッサ１１が記憶装置１２の描画命令
記憶領域２１に蓄積しである描画命令をＡよりＮ迄順次
読み出し、これより作成した描画データを画像生成装置
１３に送出することにより抽出動作が実行される０画像
処理プロセッサ１１より描画データを受け取ると画像生
成装置１３の画像生成制御回路３１は第３図の直線Ａの
左下端から順次、その線分を構成する画素の座標値Ｘ、
　Ｙ、を計算し、書き込みデータ３３としてフレーム記
憶装置１４に記入して行く。この時同時に画素一点を計
算する毎に、座標値比較手段３４により座標値ｘ、　ｙ
、について以下の演算を行う。

ａ　＝Ｘ、　−Ｘ　、　　ｂ　−ＸＩ　−ＸＣＲＹ、−
Ｙ　、　　ｄｘＹ、　−Ｙ この結果について次の４条件を満足するものを求める。

ａ≧０、ｂ≦０、ｃｓＯＳｄ≧０ この計算は、この図形を構成する画素全部について実行
され、全画素の内一点でも４条件の全てを満足する画素
が検出されると、領域通過信号３５を画像生成回路３１
に送り、更に画像処理プロセッサ１１に通知する。第３
図の例では直線Ａは領域Ｃを通過しないので上記条件は
成立しない。（従って領域通過信号３５は発生しない。

） 続いて画像処理プロセッサ１１は円Ｂの描画命令を発行
する。画像生成装置１３は円周上　の一点から順次、そ
の円周を構成する画素の座標値を計算しつつフレーム記
憶装置１４に記入して行く。この時全部の画素の座標値
ｘ、Ｙについて０項のａｘｄと同様の手続きの演算、判
定を行う。円Ｂは上記の演算の結果より領域Ｃを通過す
ると判定されるため領域通過信号３５が発生し、目的の
図形として抽出される。

以上の動作を画面上に存在する全ての図形について実行
することにより領域Ｃを通過する図形全てが抽出される
。

（発明が解決しようとする問題点３ 以上の説明により明らかなように、図形の輪郭線、或い
は領域が、特定の領域、座標位置を通過するか否かを判
定するには、−画素毎に上記のような演算、判断を繰り
返し、且つこれを全表示図形の、全画素について実行す
る必要があるため多大の時間を必要とし、特に表示され
ている図形の数が増加し、或いは表示装置の画素密度が
高（なり画素数が大きくなると処理時間が極めて大きく
なり、高速化の妨げになるためこの処理の時間の短縮が
要求されていた。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点を解決するために本発明においては、
第１図に示すような構成の画像処理プロセッサ１１を使
用する。

特定領域座標値レジスタ２は画像処理手段１より特定領
域の座標値を置数され、外接領域座標値レジスタ３は、
画像処理手段１より、目的の幾何学的図形に外接し、フ
レーム記憶装置１４の直交座標系と平行な辺を有する四
辺形の、相対する隅の座標値が外接領域座標値として置
数される。

上記の置数が終わると座標値比較手段４は両レジスタの
内容の座標値を比較することにより、特定領域と外接領
域が重なりを持つか否かを判定する。

〔作用〕

本発明によれば、画像処理プロセッサに使用する描画命
令の中のｘ、　ｙ、座標データより、その命令により描
かれる幾何学的図形に外接する長方形の領域を求め、こ
の領域と特定領域の四隅の座標値を使用し、簡単な演算
により両頭域の重なりの有無を判定する。その結果この
幾何学的図形の輪郭線、或いは領域は、特定領域の内部
を通過しているか、或いは特定領域に接近していること
が予備的に判定され、且つ、この判定は簡単な演算で目
的を達成するため極めて短時間で終わる。上記のような
予備判定により領域通過、または領域接近と判定された
幾何学的図形についてのみ従来例において説明したよう
な全画素についての判定、即ち最終判定を行う。この方
式の予備判定°の導入により最終判定を行う必要のある
幾何学的図形は表示されている図形の全数に対して大幅
に減少し、全体の処理時間も亦大幅に短縮する。

〔実施例〕

本発明の骨子は、判定の対象となる幾何学的図形に外接
し、図形が描画、表示される画面の直交座標系と平行な
辺を有する長方形の四隅の座標値を求め、これを特定領
域の四隅の座標値と比較演算することにより特定領域と
外接領域が重なりを持つか否かを判定する予備判定方式
にある。以下にこの予備判定の方法について説明する。

第３図に示すようなＣＲＴ画面に表示される図形におい
て、特殊な図形を除き、描画命令の一命令で指定出来る
幾何学的図形は第４図（八）〜（Ｃ）即ち、直線、長方
形、円の３種のどれかに含まれると考えてよい。このよ
うな図形に外接する長方形を第５図（Ａ）　、　（Ｂ）
に点線で示す。この図に示すような外接する長方形領域
の座標値は描画命令より以下のようにして求められる。

■直線 前記のように直線の描画命令は一般に次のような形式で
ある。

ＬＩＮＥ（Ｘｏ、Ｙａ：Ｘｌ、ＹＩ：Ｐ：Ｑ：−−−−
）第５図（Ａ）は直線５１に外接する四辺形５２を点線
で示す。本図より明らかな如く、外接四辺形５２の左下
隅、右上隅の座標値は直線の始点、終点の座標値と一致
する。従って、外接領域の座標値は次のように求まる。

左上がりの直線の場合は四辺形５２の他の対角線になる
ので同様に求まる。

左下隅（Ｘ（１，ＹＯ）　　：　　右上隅（Ｘｌ、ＹＩ
）■円 前記のように円の描画命令は一般に次のような形式であ
る。

ＣＩＲＣＬＥ（Ｘｌ、Ｙｏ：Ｒ：Ｐ：Ｑ−−−）第５図
（Ｂ）は円５４に外接する四辺形５３を点線で示す。本
図より明らかな如く、外接四辺形の左下隅、右上隅の座
標値は円の中心の座標値Ｘｏ、Ｙ。

と半径Ｒより次のように求まる。

左下隅（×。−Ｒ，ＹＯ−Ｒ）　：　　右上隅（Ｘｏ＋
Ｒ１Ｙｏ＋Ｒ）■長方形 前記のように長方形の描画命令は次のような形式である
。

ＲＥＣＴ（Ｘｏ＋Ｙｏ：Ｘｌ、ＹＩ：Ｐ：Ｑ−−−）、
これは本来が長方形であるので座標値は次のように求ま
る。

左下隅（ＸＯ，ＹＯ）　　：　　右上隅（Ｘｌ、ＹＩ）
以上のような幾何学的図形に外接する長方形領域の座標
値の決定は画像処理プロセッサ１１の画像処理手段１が
行なうが、この演算を画像処理プロダラムの設定時、画
像処理プロセッサ１１が、記憶装置１２の描画命令記憶
領域２１に描画命令・Ａ−Ｎを書き込む時に各描画命令
について行い、各描画命令の記憶エリアに付加して記入
しておき、描画方法でもよい。

以上のように求めた幾何学的図形の外接領域、原図形、
特定領域の間の関係には第６図（Ａ）、（Ｂ）の二つの
場合がある。第６図（Ａ、）は特定領域６３と円６２の
外接領域６１は重なるが、円６２と特定領域６３には重
なりが無い場合、即ち特定領域６３と円６２が接近して
存在する場合、第６図（Ｂ）は特定領域６３と円６２の
外接領域６１が重なり、更に円６２と特定領域６３も重
なりがある場合、即ち特定領域６３の内部を円６２が通
過する場合である。このように特定領域と外接領域が重
なりを持つ場合、その幾何学的図形は領域接近、或いは
通過の何れかであり、最終判定を行う必要のある幾何学
的図形と判定する。

第６図（Ｃ）により重なりの有無を画像処理手段１が判
定する演算方法について説明する。特定領域６３と外接
領域６１の重なりは、点Ｐａ、Ｐｇ、Ｔｏ、Ｔｚの座標
値について、以下の順序で比較することにより判定可能
であることは第６図（Ｃ）より明らかである。

２０点のＸ、Ｙ座標値をそれぞれχＰ、、ＹＰ、と表現
して（以下同様な表現を使用する）以下のような演算を
行う。

ＸＴｚ　　ＸＰｏ　＝Ｘ２０　　ＸＴｏ　　ＸＰｏ　＝
ＸＯＯＸＴｇ　　ＸＰｔ　＝Ｘ２２　　ＸＴｏ　　ＸＰ
ｚ　＝ＸＯ２ＹＴｚ　　ＹＰｏ　＝Ｙ２０　　ＹＴｏ　
　ＹＰｏ　＝ＹＯＯＹＴ２−ＹＰ２　＝Ｙ２２　　ＹＴ
ｏ−ＹＰｚ　＝ＹＯ２この結果例えば、 ２０点が領域６３内にある時Ｘ２０≧Ｏ，ＸＯＯ≦０で
あり、且つＹ２０≧ｏ　　ｙｏｏ≦０以上の条件以外は
２０点は領域６３の外にある。

２２点が領域６３内にある時Ｘ２２≧ＯＸＯ２≦０であ
り、且つＹ２２≧ＯＹＯ２≦０ 以上の条件以外はＰ！点は領域６３の外にある。

等の判定が可能である。この他にも色々な重なりの条件
があるが省略する。本発明の骨子はここに示したような
簡単な加減算と比較により、描画命令により指定される
幾何学的図形に外接する長方形と特定領域の重なりの有
無を判定することが出来、この判定により複数の描画命
令により指定される幾何学的図形の内、特定領域内を通
過、或いは近接している図形を抽出することを容易にす
ることにある。

〔発明の効果〕

本発明により画像処理装置における、特定領域を通過す
る幾何学的図形の抽出を実行する時間を大幅に短縮する
ことを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像処理プロセッサの原理図、 第２図は画像処理システムの一例、 第３図は画像処理システムのＣＲ７表示装置に表示され
る画面の例、 第４図は描画図形の例、 第５図は図形に外接する四辺形碩域の例、第６図は領域
の重なりの例、 第７図は画像生成装置の一例である。 第１図において、 １は画像処理手段、 ２は特定領域座標値レジスタ、 ３は外接領域座標値レジスタ、 ４は座標値比較手段、 １１は画像処理プロセッサ、 １２は記憶装置、 １３は画像生成装置、 １４はフレーム記憶装置、 第２図において、 １１〜１４は第１図と同じ、 １５はＣＲ７表示装置、 １６は操作員を示す。 ｍｂ図 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一個または複数の特定領域データ、および複数の
   描画命令を蓄積する描画命令記憶領域（２１）を有する
   記憶装置（１２）と、 該記憶装置（１２）より描画命令を読み出し、該描画命
   令にもとずく画像生成指令を作成する画像処理プロセッ
   サ（１１）と、 該画像処理プロセッサ（１１）より受け取る該画像生成
   指令を、画素の集合により表現される幾何学的図形に変
   換する機能を有する画像生成装置（１３）と、 該画像生成装置（１３）よりの該幾何学的図形を表現す
   る画素を蓄積する直交座標系アドレスを有するフレーム
   記憶装置（１４）とよりなる画像処理システムにおいて
   、 上記画像処理プロセッサ（１１）は、 該描画命令記憶領域（２１）より該特定領域データを読
   み出し特定領域座標値を作成し、更に、別途指定される
   一個の描画命令を読み出し、該描画命令の指定する幾何
   学的図形に外接し、前記直交座標系に平行な四辺を有す
   る外接領域座標値を演算作成する画像処理手段（１）と
   、 該特定領域座標値を蓄積する特定領域座標値レジスタ（
   ２）と、 該外接領域座標値を蓄積する外接領域座標値レジスタ（
   ３）と、 該特定領域座標値レジスタ（２）と該外接領域座標値レ
   ジスタ（３）の内容を比較する座標値比較手段（４）を
   具備し、 該座標値比較手段（４）による比較の結果より該特定領
   域と該外接領域が重複する領域を有するか否かを判定す
   ることを特徴とする、特定領域内を通過する図形の判定
   方式。
2. （２）一個または複数の特定領域データ、および複数の
   描画命令を蓄積する描画命令記憶領域（２１）を有する
   記憶装置（１２）と、 該記憶装置（１２）より描画命令を読み出し、該描画命
   令にもとずく画像生成指令を作成する画像処理プロセッ
   サ（１１）と、 該画像処理プロセッサ（１１）より受け取る該画像生成
   指令を、画素の集合により表現される幾何学的図形に変
   換する機能を有する画像生成装置（１３）と、 該画像生成装置（１３）よりの該幾何学的図形を表現す
   る画素を蓄積する直交座標系アドレスを有するフレーム
   記憶装置（１４）とよりなる画像処理システムにおいて
   、 上記画像プロセッサ（１１）は、 描画命令の初期設定時に、該描画命令により指定される
   幾何学的図形に外接し、前記直交座標系に平行な四辺を
   有する外接領域座標値を演算作成し、該描画命令記憶領
   域（２１）の該描画命令と同一領域に記入し、 更に、該描画命令記憶領域（２１）より該特定領域デー
   タを読み出し特定領域座標値を作成する画像処理手段（
   １）と、 該特定領域座標値を蓄積する特定領域座標値レジスタ（
   ２）と、 該画像処理手段（１）が該描画命令と同時に読み出した
   該外接領域座標値を蓄積する外接領域座標値レジスタ（
   ３）と、 該特定領域座標値レジスタ（２）と該外接領域座標値レ
   ジスタ（３）の内容を比較する座標値比較手段（４）を
   具備し、 該座標値比較手段（４）による比較の結果より該特定領
   域と該外接領域が重複する領域を有するか否かを判定す
   ることを特徴とする、特定領域内を通過する図形の判定
   方式。