JPS6366678A - 画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は画像処理装置、詳しくは入力された画像データ
を変形する画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の装置での画像の回転処理は、例えば第６
図（ａ）に示す原画像６ｏから第６図（ｂ）の画像６１
に示す出力画像６１の様に２次元回転するものがほとん
どであった。すなわち、第６図（ｂ）の画像６１におい
ては一定回転角度、一定倍率で処理するための構成のみ
を備えていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、例えば第４図（ａ）に示す原画像４゜を第４図
（ｂ）に示す回転後の画像（以下、出力画像という）４
５の様に線分４１を基準軸にしての遠近図法的に３次元
回転処理することは不可能であるか、或いは複雑な計算
をしなければならないために、処理スピードが低下する
ものであった。またハードウェアにて実現する場合には
規模が大きくなりすぎるという問題があった。

本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであり、簡単
な構成で、且つ高速に画像の変形処理することを可能に
する画像処理装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この問題を解決するために本発明は以下に示す様な構成
からなる。

すなわち、原画像の画素データを少なくとも１ライン分
格納する第１の格納手段と、該第１の格納手段に対して
前記画素データを読み込むために一定方向にアドレスを
発生する第１のアドレス発生手段と、該第１のアドレス
発生手段により発生するアドレスの前記画素データに対
する発生密度を設定するアドレス密度設定手段と、出力
画素データを格納する第２の格納手段と、前記第１のア
ドレス発生手段により読み込んだ画素データを該第２の
格納手段に格納するためのアドレスを発生する第２のア
ドレス発生手段と、該第２のアドレス発生手段のアドレ
ス方向を設定するアドレス方向設定手段とを備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、アドレス密度設定手段に
より設定され、第１のアドレス発生手段によりアドレス
された画素データを第１の格納手段から読み取り、この
読み取られた画素データをアドレス方向設定手段で設定
され、第２のアドレス発生手段により発生したアドレス
に従って第２の格納手段に格納することにより、原画像
に対して変形画像を形成することになる。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例の詳細を説
明する。

［回転処理の概要（第４図（ａ）〜（Ｃ））］さて、本
本実例では入力した原画像からラスク順序に読取られる
２次元デジタル画像を主走査方向に徐々に縮小成いは拡
大していき、副走査方向にも徐々に角度が変化させるよ
うな回転、すなわち遠近図法的な３次元の回転処理を近
似するものである。

この遠近図法的な立体回転にはいろいろあるが、本実施
例では第４図（ａ）の原画像４０の線分４１を回転軸と
して、辺４４を辺４１より後方（紙面裏）に回転、すな
わち第４図（ｂ）に示す様な出力画像４５を得る回転処
理について説明する。

以上の説明で原画像４０の線分４１を回転軸とする９Ｓ
埋において、辺４１の長さ方向をＹ軸とし、その横方向
をＸ軸とすると、紙面に垂直な方向はＺ軸となる。従っ
てＹ軸をその回転軸とし、回転角をθ、回転前の各座標
及び回転後の各座標値をそれぞれ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）　、（
Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）とすると次式の関係になる。

（Ｘ’　、Ｙ’　、Ｚ’　、１）　− Ｗ−５−Ｚ’／Ｄ　　、　Ｘ、−Ｘ’／Ｗ　　、　Ｙ、
−Ｙ’／Ｗ−（２）（１）式はＹ軸の回りの３次元回転
を、（２）式は透視変換を表わす。

尚、（２）式でＳはディスプレイ画面の大きさを表わし
、Ｄは視点の位置からディスプレイ画面までの距離を表
わすが、これらの値は予め設定されているものとする。

以上の計算式から、出力画像４５得るまでを説明する。

先に説明した原画像４０で、その垂直線部同志の間隔は
一定であるが、出力画像４５におけるそれは線分４１か
ら離れるに従って徐々に狭くなっているのが解る。更に
また第４図（Ｃ）は第４図（ｂ）の出力画像４５の部分
拡大を示すものであるが、この図からも明らかな様に原
画像４０における水平線分４２は出力画像４５において
、その傾きが夫々θ１〜θ４・・・と違うこともわかる
。

［基本構成図の説明（第１図）］ この処理をデジタル的に処理するとき、原画像４０を出
力画像４５に図形変換する場合には、原画像４０に対し
て水平線（Ｘ軸方向）に読み取った画素データを出力画
像メモリに格納するとき、その格納する方向を１ライン
ずつ可変していくことが必要である。また同時に、原画
像４０を読み取るときの読み取り画素間隔を少しづつ大
きくしていかなければならない。というのは、出力画像
４５を見れば解る様に、その横方向（Ｘ軸方向）の長さ
が原画像４０のそれと比べて短くなっていて、しかもそ
の間隔は線分４１から離れるに従って徐々に狭くなって
いるからである。そして、これら２つの要素により遠近
図法的な立体回転が達成されるわけである。

第１図は本実施例における画像変換にかかるブロック構
成図である。

図中、１００は入力した原画像の画素データを格納する
人力画像メモリである。１０１は入力画像メモリ１００
に対して主走査方向に走査して画素データを読み込むた
めのアドレスを出力する読み取りアドレス発生回路であ
り、その内部構成については後述する。また、１０２は
人力画像メモリ１００内に格納された入力画像の変形後
の画像（出力画像）を格納する出力画像メモリであって
、例えばこれが表示画面へのビデオＲＡＭであったり、
印刷装置への出力メモリであったりしても構わないわけ
である。１０３は読み取りアドレス発生回路１０１によ
り読み取られた画素データを出力画像メモリ１０２に書
込むときのアドレスを発生する書込みアドレス発生回路
である。

１０６は画素データ様のデータバスである。尚、本実施
例では先に説明した第４図（ａ）〜（Ｃ）における入力
画像４０を立体回転して出力画像４５を得るまでを説明
するものである。従って読み取りアドレス発生回路１０
１から出力されるアドレス１０４の走査方向は図中も１
００ａ方向であり、書みアドレス発生回路１０３から発
生するアドレス１０５の走査方向は１０２ａ方向に示さ
れる様に、その方向は走査ライン毎に変化していく。

［書込みアドレス発生回路 の説明（第２図、第５図）］ 第２図は書込みアドレス発生回路の内部構成を示す図で
ある。

先に説明した様に書込むときの走査方向は１ライン走査
する毎に変化する。この変化率θを予め計算しておぎ、
図中のメモリ２０に格納しておく。

バスの傾き決定回路２１では走査毎にメモリ２０から変
化率を読み込み、それを傾き値にし、増分レジスタ２２
に格納する。２３は加算器であり、増分レジスタ２２に
後述する少数レジスタ２４内の値を加えて再び、少数レ
ジスタ２４に格納する。少数レジスタ２４は走査開始毎
にリセット（°“０”クリア）され、１以下の少数を保
持する。このとき、各画素同期信号に同期して先に説明
した加算器２３で増分レジスタ２４との加算結果でもっ
て少数レジスタ２４の内容を更新していくと、その内容
が１以上になるときがくる。このときにはキャリー信号
を整数レジスタ２５へ出力し、整数レジスタの内容が１
つインクリメントされることになる。この整数レジスタ
２５から出力される値を出力画像メモリ１０２へのＸ方
向のアドレスとして用いることになるわけである。

例えばバスの傾き決定回路２１でもって決定された値が
“０．１″であって増分レジスタ２２にこの値が格納さ
れると、画素同期信号が１０個毎に整数レジスタ２５の
値が更新される。すなわち、カウントレジスタ２７から
出力されるアドレス（画素同期信号に同期して出力され
る）が出力画像メモリ１０２へのＸ方向のアドレスとす
ると、ｙアドレス側はＸ方向に１０個進む毎にｙアドレ
スが１つ更新されることになり、結局、傾は一１／１０
の直線が形成されることになるわけである。第５図にお
ける線分５０〜５２は夫々の傾きに対応した線を表すも
のである。

よって、メモリ２０に格納するデータを徐々に変化させ
ることにより、各走査線毎の傾きもその値に対応して変
化することが可能となり、第４図（Ｃ）に示す傾きが発
生するわけである。

［読み取りアドレス発生回路 の説明（第３図）］ 次に読み取りアドレス発生回路１０１の内部構成を説明
する。

先に説明した様に読み取りアドレス発生回路１０１から
出力されるアドレスが一様のドツト間隔である場合には
、その出力画像は第４図（ｂ）の形になるが、その横幅
は人力画像と同じになってしまい、視覚的に立体回転し
たときの様に回転軸４１から離れるに従って段々にその
間隔が狭くなることができない。

従って入力画像メモリ１００のＸ方向を走査するときに
は、その読み取る画素の画素密度（間引き率）を徐々に
大きくする必要がある。これによって読み込まれた画素
データを先に説明した書込みアドレス発生回路で出力さ
れるアドレスで出力画像に書込むことにより第４図（ｂ
）に示す出力画像が形成されることになるわけである。

以上の前提の基に第３図の書込みアドレス発生回路の説
明をする。

図中、３０は入力画像メモリ１００を走査するときのア
ドレスの間引き率を格納したメモリであり、この値は既
に計算されているものとする。また、第４図（ｂ）に示
す出力画像を形成するためには、Ｘ方向（横方向）の間
引き率は各走査線に対して同じであるから、メモリ３ｏ
に格納される値は１つで十分であるが、各走査毎に違っ
た値を格納する様にすると出力画像は湾曲（ねじれた）
画像を形成することになる。

さて、メモリ３０に格納された値は間引きレジスタ３１
に格納され、加算器３２でもって後述する基本レジスタ
３３と加算される。この加算された値は加算器３４に出
力されると供に、再び基本レジスタ３３に格納される。

基本レジスタ３３には、この場合には“１″が格納され
ていて、間引きときの動作を制御するための値を格納す
るものである。また、この基本レジスタ３３の値は外部
より自由に変更可能なものであって、この値を変化させ
ることにより様々な変形画像を形成することになるが、
先に説明した様に第４図（ｂ）に示す出力画像４５を形
成するときには“１”を格納しておく。さて、加算器３
４では加算器３２からの出力値にレジスタ３５の値を加
え、その結果を再びレジスタ３５に格納すると供に、そ
の値を入力画像メモリ１００のＸ方向のアドレス３６と
して出力する。尚、レジスタ３５の内容は各走査開始毎
にリセット（“Ｏ”クリア）されるものとし、格納され
る値は整数部分のみとする。また、入力画像メモリ１０
ｏへのアドレスでＹ方向のアドレスであるが、これは通
常通りのアドレスであって、Ｘ方向の走査毎に更新され
ていくものとする。

例えば、間引きレジスタ３１に格納された値によっては
、アドレス３６から出力される値はｏｌｌ、２．３．４
．６．８．１１・・・という具合に段々にその間隔が大
きくなっていくことになる。

このアドレス３６から出力される値を入力画像メモリ１
００へのＸ方向のアドレスとして、そのときの読み込ん
だ画素データを書込みアドレス発生回路１０３の出力ア
ドレスでもって出力画像メモリ１０２に書込むことによ
り、第４図（ｂ）に示す出力画像４５が形成されること
になるわけである。

［応用例の説明（第７図（、ａ）〜（ｄ）コ以上説明し
た様に本実施例によれば、第４図に示す原画像４０を第
４図（ｂ）に示す出力画像４５として形成することがで
きるが、出力画像はこれに限定されるものではない。

例えば第７図（ａ）に示す原画像７０の変形出力画像の
例として第７図（ｂ）〜（ｄ）に示す様な出力画像７１
〜７３を形成することも可能である。

出力画像７１を形成するときには、読み取りアドレス発
生回路１０１内のメモリ３０、すなわち間引きレジスタ
３１に“０”を、基本レジスタ３３には“１″を格納し
、書込みアドレス発生回路のメモリ２０には、夫々の走
査ライン毎に同じ値を格納すればよい。

また、出力画像７２を形成するときには、基本レジスタ
３３内の値を例えば”０．５’にして、それ以外にパラ
メータを出力画像７１と同様にすればよい。従ってこの
とき基本レジスタ３３内のデータを０．２”とした場合
には原画像に対して１１５の幅の画像が形成されること
になる。

更に、出力画像７３を形成するときには、第４図（ｂ）
に示す出力画像４Ｓと同様であるが、メモリ２０に格納
する傾きのデータの度合を替えればよい。

更に、図示してはいないが、各走査毎に間引きレジスタ
３１及び基本レジスタ３３のデータ変化させることによ
り湾曲（ねじれ）た出力画像を形成することも可能とな
り、同一の回路で様々な出力画像を形成することが可能
となる。また、そのときのｔＡ埋はハードウェアでもっ
てなされるのて一旦、各種パラメータを設定してからは
高速に処理することが可能となる。また、本実施例の様
に、極めて簡単な構成でもって変形画像の形成が実現で
きる。

尚、本実施例で第４図（ａ）の原画像４０の立体凹転後
の出力画像４５を形成するときの間引く処理では、車に
基本レジスタ３３と間引きレジスタ３１との加算の結果
を間引き間隔として説明したが、実際の間隔は視角度に
よって決定するものであるので、それを基に読み取りア
ドレス発生回路１０１を改良しても構わない。要は入力
画像メモリ１００内の画素データを読み取るときの間引
き間隔を様々に変更できることが重要であるからである
。

以上の説明では格子状の原画像の変形画像の形成につい
て説明したが、便宜上この形で説明しただけであって、
原画像そのものの形はどんなものでもよい。なぜなら、
原画像から線分の変化の度合を計算して出力画像に新た
に線を描くのではなく、原画像を順次走査して読み込ま
れた画呆データを出力画像メモリに格納するときに発生
するアドレスでもってを書込むからであり、原画像の形
とは全く無関係に変形画像を形成することができるから
である。

尚、本実施例の書込みアドレス発生回路１０３では画素
データを展開する角度が４５°以下のときを想定して説
明しであるが、それ以上の角度についても容易に展開す
ることができることは勿論のことである。

更に本実施例において、入力画像メモリ１００を人力画
像全体を格納可能として説明したが、以上の処理過程か
らみて、１ライン分のメモリ構成であっても構わないこ
とは明らかでる。

更にまた、出力画像メモリ１０２がビデオＲＡＭであり
、ここに格納された画素データが表示装置に表示される
場合には、各パスの傾きが徐々に変化するために、１ラ
インバツフアメモリを設け、出力するときに同時に２木
のバスを同じ傾きで描くことによって、第５図に示す様
に途中でバスの傾きが変っても、画素抜けが生じること
がなく、入力画像（原画像）を忠実に再現することが可
能である。

［発明の効果コ 以上説明した様に本発明によれば、入力画像に対して立
体回転成いはその他種々な変形画像を簡単な構成により
、しかも高速に形成することができる様になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の基本ブロック図、 第２図は第１図に示す書込みアドレス発生回路の内部構
成を示す図、 第３図は第１図に示す読み取りアドレス発生回路の内部
構成を示す図、 第４図（ａ）〜（ｅ）は画像の立体回転を説明するため
の図、 第５図はメモリへの画素データの格納状態を示す図、 ８６図（ａ）−（ｂ）は画像の２次元回転を説明するた
めの図、 第７図（ａ）〜（ｄ）は本実施例の出力画像の変形例を
説明するための図である。 図中、２０．３０・・・メモリ、２１・・・パスの傾き
決定回路、２２・・・増分レジスタ、２３，３２゜３４
・・・加算器、２４・・・少数レジスタ、２５・・・整
数レジスタ、２６，２７．３６−・・アドレス、３１・
・・問引きレジスタ、３３基本レジスタ、３５・・・レ
ジスタ、４０，６０．７０・・・原画像、４５゜６１．
７１〜７３・・・出力画像、１００・・・入力画像メモ
リ、１０１・・・読み取りアドレス発生回路、１０２・
・・出力画像メモリ、１０３・・・書込みアドレス発生
回路、１０４，１０５・・・アドレス、１０６・・・デ
ータバスである。 第１図 第５図 （ｂ） 第６図 第７図 （ｄ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像の画素データを少なくとも１ライン分格納
   する第１の格納手段と、該第１の格納手段に対して前記
   画素データを読み込むために一定方向にアドレスを発生
   する第１のアドレス発生手段と、該第１のアドレス発生
   手段により発生するアドレスの前記画素データに対する
   発生密度を設定するアドレス密度設定手段と、出力画素
   データを格納する第２の格納手段と、前記第１のアドレ
   ス発生手段により読み込んだ画素データを該第２の格納
   手段に格納するためのアドレスを発生する第２のアドレ
   ス発生手段と、該第２のアドレス発生手段のアドレス方
   向を設定するアドレス方向設定手段とを備え、前記原画
   像に対する変形画像を前記第２の格納手段内に展開する
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. （２）第１、第２のアドレス発生手段は、同期してアド
   レスを発生する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）アドレス密度設定手段は第１のアドレス発生手段
   のアドレス方向の画素データの間引き間隔を設定するこ
   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。
4. （４）アドレス方向設定手段は１ラインアドレスする毎
   にアドレス方向を昇順或いは降順に変化させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像処理装置。
5. （５）変形画像は遠近図法的な立体回転画像であること
   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
   。