JP2853116B2 - Image conversion device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序で本発明を説明する。
A産業上の利用分野
B発明の概要
C従来の技術
D発明が解決しようとする問題点
E問題点を解決するための手段(第1図〜第5図)
F作用(第1図〜第5図)
G実施例(第1図〜第11図)
H発明の効果
A産業上の利用分野
本発明は画像変換装置に関し、特に2次元平面上に表
された入力画像に、幾何学的変換を施すことにより入力
画像を任意の3次元的曲面に張りつけた後、これを2次
元平面に透視したと同様の変換画像を得ようとするもの
である。
B発明の概要
本発明は、入力用画像メモリに記憶された入力画像デ
ータを変換処理部において変換された位置に対応する出
力用画像メモリのメモリエリアに書き込むことにより、
入力画像を変換画像に変換する画像変換装置において、
入力画像を形成する第1の微小矩形領域の4つの頂点の
画像データを変換画像上に変換すると共に、当該変換画
像上に形成された第2の微小矩形領域内に含まれる各画
素の位置を第1の微小矩形領域の位置に相当する位置に
内挿することにより、変換画像上に形成された第2の微
小矩形領域相互間に隙間を生じさせないようにできる。
C従来の技術
この種の画像変換装置は、放送用特殊効果装置や、ア
ニメーシヨン作成装置などに用いられており、従来、例
えば特開昭58-19975号公報及び特開昭60-59474号公報に
開示されているように、入力画像の微小矩形領域を変換
画像の微小矩形領域に変換する方法が提案されている。
この画像変換方法は、入力画像を変換画像に変換する際
に用いられる演算式が1次式で近似計算できる(すなわ
ち線形近似できる)ことにより、データの演算処理量を
格段的に軽減でき、これにより、実用上リアルタイムで
画像変換をなし得る(1/30秒以下の時間で1フレーム分
の画像データを処理し得る)利点がある。
D発明が解決しようとする問題点
ところがこの方法によると、入力画像上に形成した微
小矩形領域を変換画像上の微小矩形領域に変換する際
に、隣合う微小矩形領域間に隙間が生じるおそれがあ
る。この隙間は、特に入力画像に対して極端な変形を与
える必要がある部分について発生し易い。この問題点を
解決するため、特開昭58-19975号公報及び特開昭60-594
74号公報においては、隣接する2つの微小矩形領域に重
なる部分を設けたり、画像変換係数を制御できるパラメ
ータを変換演算式に入れておき、これにより変換画像内
の微小矩形領域の大きさを少し大きくするなどの工夫が
なされていた。
なお、この明細書において、微小矩形領域という語
は、微小領域の形が正方形、長方形、平行四辺形、その
他の四方形を含むものとする。
これらの方法は、変換画像に隙間を生じさせない点に
おいては有効な手段であると言い得るが、変換した結果
得られる変換画像の画質の点から見ると、近似変換にお
ける近似度が不十分な場合には画質の劣化を生じさせる
原因になるおそれがある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、変換演
算を1次式の変換式によつて簡易かつ高速で実行し得る
利点を失うことなく、しかも画質の劣化をできるだけ回
避し得るようにした画像変換装置を提案しようとするも
のである。
E問題点を解決するための手段
かかる問題点を解決するため本発明においては、
入力画像データIMINを読込み記憶する入力用画像メモ
リ3と入力用画像メモリ3に記憶された入力用画像デー
タIMINを、第1の微小矩形領域ER1に分割し、当該第1
の微小矩形領域ER1の4つの頂点の位置(x0、y0)、(x
1、y0)、(x0、y1)、(x1、y1)をそれぞれ変換関数
に基づいて変換する変換処理部2と、変換処理部2にお
いて変換された4つの頂点の位置に相当するメモリエリ
アに、第1の微小矩形領域ER1の4つの頂点の画像デー
タを読込み記憶することにより、第2の微小矩形領域ER
2の4つの頂点に相当する画像データを形成する出力用
画像メモリ4と、変換関数並びに第2の微小矩形領域ER
2内の各画素のピツチに対応する値ずつ増加するカウン
ト値に基づいて、第2の微小矩形領域ER2内の各画素の
位置f00 *、f01 *、f10 *、f11 *と第1の微小矩形領域
ER1内の各画素との相対位置関係を示す位置情報データ
を内挿演算により生成する変換先内挿手段1とを具え、
変換処理部2は、位置情報データに基づいて、第1の微
小矩形領域ER1内の各画素の画素データを、第2の微小
矩形領域ER2内の対応する画素位置に相当する出力用画
像メモリ4のメモリエリアに、書き込むようにする。
F作用
入力画像IMIN上に形成された微小矩形領域ER1の4つ
の頂点(x0、y0)、(x1、y0)、(x0、y1)、(x1、
y1)は、変換処理部2において変換されて変換画像IM
OUT上の4つの位置f00 *、f01 *、f10 *、f11 *に変換
される。
そして入力画像IMINに含まれている各画素は、変換先
情報内挿手段1の内挿アドレス変換データIADによつて
変換画像IMOUT上に内挿される。ここで変換画像IMOUT上
の微小矩形領域ER2に内挿される画素の位置は、入力画
像IMINの微小矩形領域ER1に含まれる対応する画素が、
当該第1の微小矩形領域ER1に対して相対的にもつてい
る位置関係によつて決められる。
このように入力画像IMIN上の第1の微小矩形領域ER1
の4つの頂点(x0、y0)、(x1、y0)、(x0、y1)、
(x1、y1)を変換画像IMOUT上に変換し、変換された4
つの画像データの位置f00 *、f01 *、f10 *、f11 *によ
つて第2の微小矩形領域ER2を形成するようにしたこと
により隣合う微小矩形領域ER2は共通の境界線をもつこ
とになり、その結果当該隣合う第2の微小矩形領域ER2
相互間に隙間が生ずるおそれを有効に回避し得る。
G実施例
以下図面について本発明の一実施例を詳述する。第2
図は入力画像IMINを示し、2次元平面(これをxy座標系
で表す)上に、y軸と平行な線及びx軸と平行な線によ
つて微小矩形領域ER1を形成する。
入力画像IMINのx軸方向及びy軸方向の線の交点は、
微小矩形領域ER1の4つの頂点の座標(x0、y0)、
(x1、y0)、(x0、y1)、(x1 y1)で表され、この位
置は、変換式
によつて2次元平面上のst座標系で表される出力画像
IMOUT上に変換される。従つて、出力画像IMOUT上には、
入力画像IMINの微小矩形領域ER1の4つの頂点(x0、
y0)、(x1、y0)、(x0、y1)、(x1、y1)に対応する
4つの点を(1)式に基づいてそれぞれ演算により求め
ることができ、従つて第3図に示すように、st平面上に
おけるこれら4つの点f*(x0、y0)、f*(x1、
y0)、f*(x0、y1)、f*(x1、y1)を順次直線で結
ぶことにより、st平面上に、xy平面上の微小矩形領域ER
1に対応する微小矩形領域ER2を形成することができる。
入力画像IMINの各微小矩形領域ER1は、第4図に示す
ように所定数の画素を含んでなる。1つの微小矩形領域
ER1におけるx軸方向の画素の位置を座標uで表し、か
つ画素間のピツチをΔuとしたとき、画素が、微小矩形
領域ER1の1つの頂点でなる基準点(u=0)からx軸
方向の他の頂点(u=1)まで、u方向にΔu間隔で配
列されている。
また微小矩形領域ER1における、y軸方向の画素の位
置を座標vで表し、かつ画素間のピツチをΔvとしたと
き、画素が微小矩形領域ER1の基準点(v=0)からy
方向の他の頂点(v=1)までy軸方向にΔv間隔で配
列されている。
かくして各微小矩形領域ER1はその基準点(x0、y0)
をxy座標系を用いて指定できると共に、微小矩形領域ER
1内の各画素をuv平面の座標(u、v)によつて、Δu
間隔(u=0、Δu、2Δu、3Δu……)及びΔv間
隔(v=0、Δv、2Δv、3Δv……)で、指定でき
ることになる。
第4図において、微小矩形領域ER1の点P(u、v)
について検討してみると、この点P(u、v)は、u方
向の一辺をu:(1−u)の比率で分割した点にあり、か
つv方向の一辺をv:(1−v)の比率で分割した点にあ
ることが分かる。
今、変換画像IMOUT上の対応する微小矩形領域ER2の4
つの頂点を
f00 *=f*(x0、y0) ……(2)
f10 *=f*(x1、y0) ……(3)
f01 *=f*(x0、y1) ……(4)
f11 *=f*(x1、y1) ……(5)
で表せば、入力画像IMIN上の微小矩形領域ER1(第4
図)に含まれる各画素に対応する画素は、(2)式〜
(5)式で表される4角頂点をもつ出力画像IMOUT上の
微小矩形領域ER2内に分布しているはずである。
そこで本発明においては、領域ER2内の各画素の位置
を4つの頂点f00 *、f10 *、f01 *、f11 *に基づいて、
内挿補間演算することにより求める。
すなわち、入力画像IMIN上の微小矩形領域ER1(第4
図)上の点P(u、v)は、u方向に見て、微小矩形領
域ER1の互いに対向する2辺(すなわちu=0及びu=
1の点を通る相対向する2辺)の間を、u:(1−u)で
分割した点として表される。またv方向についても相対
向する2辺(すなわちv=0及びv=1の点を通る相対
向する2辺)の間をv:(1−v)で分割した点として表
される。
この関係を、変換画像IMOUTについても成り立つもの
として、微小矩形領域ER1上の点P(u、v)に対応す
る微小矩形領域ER2(第5図)上の点g*(u、v)の
位置を演算により求める。かくして入力画像IMIN上の微
小矩形領域ER1について、x軸方向の走査ラインをv=
0ないしv=1まで順次設定して当該走査ライン上にあ
る画素を順次u方向にu=0からu=1まで走査して行
つたときこれに対応する画素の位置が変換画像IMOUT上
の微小矩形領域ER2上に変換して行けることになる。
内挿演算は第1図について述べる手法によつて実行さ
れる。すなわちst平面上の変換画像ER2の4つの頂点
は、(2)式ないし(5)式について上述したように、
原点からのベクトルf00 *、f10 *、f01 *、f11 *で表さ
れる。そこで先ず位置ベクトルf00 *およびf10 *を結ぶ
線上に、u:(1−u)の比率の位置ベクトルp1 *を求め
ると、
P1 *=u(f10 *−f00 *)+f00 *
=(1−u)f00 *+uf10 * ……(6)
となる。因に位置ベクトルf10 *から位置ベクトルf00 *
を演算することにより得られるベクトル(f10 *−
f00 *)のu:1のベクトル成分を位置ベクトルf00 *に加
えれば位置ベクトルP1 *を求めることができる。
同様にして位置ベクトルf01 *及びf11 *間を結ぶ1辺
について、u:(1−u)の位置を表す位置ベクトルP2 *
は、
P2 *=u(f11 *−f01 *)+f01 *
=uf11 *+(1−u)f01 * ……(7)
となる。従つて位置ベクトルP1 *及びP2 *を結ぶ線上に
おいて、v:(1−v)の比率で内分される位置は、次式
P3 *=v(P2 *−P1 *)+P1 * ……(8)
で表される位置ベクトルP3 *として求めることができ
る。
そこで(8)式に上述の(6)式及び(7)式を代入
し、係数u及びvについて整理すれば、
P3 *=v{u(f11 *−f01 *)+f01 *−u(f10 *−f
00 *)+f00 *}+u(f10 *−f00 *)+f00 *
=(1−v){(1−u)f00 *+uf10 *}+v
{(1−u)f01 *+uf11 *}
=f00 *+(f10 *−f00 *)u+(f01 *−f00 *)
v+(f00 *−f10 *−f01 *+f11 *)uv ……(9)
の関係があることが分かる。
ここで、(9)式において、
a0 *≡f00 * ……(10)
a1 *≡−f00 *+f10 * ……(11)
a2 *≡−f00 *+f01 * ……(12)
a3 *≡f00 *−f01 *−f10 *+f11 * ……(13)
と置けば、(9)式は次式、
P3 *=a0 *+a1 *u+a2 *v+a3uv ……(14)
のように係数u及びvの1次式によつて表すことができ
ることになる。
そしてこのことは、係数u及びvのうちの一方を固定
した状態で、他方を可変するようにすれば、位置ベクト
ルP3 *は1次式の演算を実行することによつて求めるこ
とができることを表している。
今係数uを固定し、かつ係数vを可変して行くとすれ
ば、位置ベクトルP3 *は、
P3 *=(a0 *+a1 *u)+(a2 *+a3 *u)v
……(15)
で表すように、定数(a0 *+a1 *u)及び(a2 *+a3 *
u)を含んでなるvについての1次式になる。
従つて第4図について上述したように、入力画像IMIN
における微小矩形領域ER1において、vを0、Δv、2
Δv、3Δv……のように変化させて行くことによりu
方向についての走査ラインを順次指定して行つたとき、
変換画像IMOUTの微小矩形領域ER2(第5図)において、
対応する走査ラインを特定することができることを表し
ている。
このようにしてv方向の画素の位置Δvおきに係数v
を順次指定して行くことにより、u方向の走査ラインを
1本ずつ指定した状態においては、係数vは固定される
から、この時(14)式を係数uについて整理すれば、
P3 *=(a0 *+a2 *v)+(a1 *+a3 *v)u
……(16)
で表すことができる。
この(16)式には、係数uの値を0、Δu、2Δu、
3Δu……のようにu方向の画素のピツチΔuおきにu
方向の画素を順次指定することによつて各走査ライン上
の画素を走査して行つたとき、変換画像IMOUT上の微小
矩形領域ER2において、対応する走査ライン上にある画
素を順次走査して行けることを表している。
従つて入力画像IMINにおける微小矩形領域ER1の各画
素の位置P*(u、v)を指定すれば、(14)式によつ
て表される変換式に基づいて係数u及びvによる補間演
算ができることになる。この補間演算式を、
と表す。
変換画像IMOUTの微小矩形領域ER2に含まれる各画素の
走査は、次のようにして実行される。
先ず入力画像IMINについて、u=0とおくことにより
係数uを固定すると共に、係数vを順次0、Δv、2Δ
v、3Δv……のように順次変換させて行く。かくすれ
ば、v=0の時変換画像IMOUT上の点P3 *は、(17)式
から
の位置になる。続いてv=Δvになると、(17)式からで表されるように、位置ベクトルP3 *は、(18)式の値
からa2 *Δvだけインクリメントした位置に移る。
また、係数vが2Δvになると、位置ベクトルP3 *は
(17)式から
で表されるように、(19)式の状態からさらにa2 *Δv
だけインクリメントした位置に移る。さらに係数vが3
Δvになると同様にしてで表されるように(20)式の状態からさらにa2 *Δvだ
けインクリメントした位置に移る。
以下同様にして入力画像IMIN上の係数vの値がΔvず
つ増えて行くと、これに応じて変換画像IMOUT上の位置
ベクトルP3 *がa2 *Δvずつインクリメントした位置に
移つて行くことになる。
かくして微小矩形領域ER1において、係数vの値がv
=0、Δv、2Δv、3Δv……のように順次指定され
て行つた時、これに応じて変換画像IMOUT上の位置ベク
トルP3 *が順次指定されて行くことになる。
そして係数v(=0、Δv、2Δv、3Δv……)の
とき、それぞれ係数uの値が0、Δu、2Δu、3Δu
……のように順次指定されて行くと、変換画像IMOUT上
の位置ベクトルP3 *は次のように変化する。
まずv=0の時、u=0、Δu、2Δu、3Δu……
のように変化すれば、位置ベクトルP3 *は
のように、変換画像IMOUTの基準点a0 *の位置からa1 *
Δuずつ順次インクリメントした位置に移つて行く。
これに対して係数vがΔvのとき、係数uが0、Δ
u、2Δu、3Δu……のように変化して行けば、変換
画像IMOUT上の位置P3 *が(22)式ないし(25)式と同
様にして、
のように、1つ前の画素の位置に対して(a1 *+a3 *Δ
v)Δuだけ順次インクリメントする位置に移動して行
く。
同様にして係数vが2Δvのとき、係数uが0、Δ
u、2Δu、3Δu……のように変化して行けば、位置
ベクトルP3 *は
のように1つ前の画素に対して(a1 *+a3 *2Δv)Δ
uずつ順次インクリメントする位置に移つて行く。
かくして変換画像IMOUTの微小矩形領域ER2は、入力画
像IMINの微小矩形領域ER1の各画素の走査に対応して内
挿されて行く。
従つて以上の方法によれば、入力画像IMINを確実に変
換画像IMOUTに変換することができる。
かくするにつき、変換画像IMOUTにおいて形成した微
小矩形領域ER2は、指定された4つの頂点を結ぶ直線に
よつて矩形を形成するようになされていることにより、
各矩形領域ER2の1辺は、隣の微小矩形領域ER2の1辺と
共通に用いられることになり、これにより変換画像IM
OUT上に変換された微小矩形領域相互間に隙間が生ずる
おそれを有効に回避し得る。
以上の動作は次の一般式によつて表すことができる。
すなわち入力画像IMINの走査を基準点u=0、v=0
から走査開始する際に、その走査開始位置に対応する変
換画像IMOUTの位置は
になり、その後v方向への走査ラインの選択に対応して
変換画像IMOUTにおいて選択される走査開始位置はで表される。そして各走査ラインに含まれる画素が走査
されて行くと、これに対応して変換画像IMOUTにおいて
走査される画素は、
によつて表される。
(34)式ないし(36)式の演算は、第6図に示す画像
変換装置PDにおいて変換先情報内挿回路1によつて演算
され、その演算結果が変換処理部2に供給される。
第6図において、画像変換装置PDは、入力画像IMINで
なる入力データを入力用画像メモリ3に書き込み、入力
画像IMINの各微小矩形領域ER1に含まれる各画素データ
を順次読み出して変換処理部2に送出する。各微小矩形
領域ER1に含まれる各画素の画像データは、変換処理部
2において変換されたアドレスが付されて出力用画像メ
モリ4に書き込まれる。
変換処理部2には入力画像IMINの各微小矩形領域ER1
の4つの頂点についてのアドレスを、予め設定された変
換式によつて変換されて変換画像IMOUT(第2図)の微
小矩形領域ER2の4つの頂点の位置f*(x0、y0)、f
*(x1、y0)、f*(x0、y1)、f*(x1、y1)に相当
するアドレスが付される。そして各微小矩形領域ER2に
含まれる画素には、変換先情報内挿回路1から供給され
る内挿アドレス変換データIADによつて、微小矩形領域E
R2の4つの頂点位置に対して内挿した位置を表すアドレ
スが付され、かくして入力画素IMINの各微小矩形領域ER
1は、変換曲面上の微小矩形領域ER2に張り付けられ、こ
れを2次元平面上に透視したと同様の変換画像IMOUTに
相当する変換画像データを出力することができる。
変換先情報内挿回路1は第7図に示すように、(34)
式ないし(36)式によつて一般化して示した上述の内挿
演算を実現する構成を有する。
第7図において、11はプロセツサで、入力用画像メモ
リ3から各微小矩形領域ER1の画素データが読み出され
たとき、その4つの頂点を表す位置ベクトルf00 *、f10
*、f01 *、f11 *を変換回路12、13、14、15に与える。
これらの変換回路12〜15はレジスタで構成され、(34)
式〜(36)式の各項の式を演算する際に必要とされるパ
ラメータを発生する。
すなわち第1の変換回路12には、(34)式の右辺の式
a0 *を(10)式の関係を用いて位置ベクトルf00 *に基
づいて得る。
また第2の変換回路13は、(35)式の右辺第2項の式
a2 *Δvを(12)式の関係を用いて位置ベクトルf00 *
及びf01 *と、v方向の画素ピツチΔvとに基づいて得
る。
また第3の変換回路14は、第(36)式の右辺第2項の
式a3 *vΔuのうち、式a3 *Δuを(13)式の関係を用
いて位置ベクトルf00 *、f01 *、f10 *、f11 *と、u方
向の画素ピツチΔuとに基づいて得る。
さらに第4の変換回路15は、(36)式の右辺第2項の
a1 *Δuの式を、(11)式の関係を用いて位置ベクトル
f00 *、f10 *と、u方向の画素ピツチΔuとによつて得
る。
第1の変換回路12の出力a0 *はマルチプレクサで構成
される合成回路21に直接与えられると共に、第2の変換
回路13の出力a2 *Δvが加算回路22を通じて合成回路21
に与えられる。合成回路21は、(35)式の演算を実行す
る回路で、vカウンタ23のvクロツクvCLK1に同期して
演算動作を実行する。(35)式はv方向について1つ前
の走査ラインを表す右辺第1項に対して、第2項の式a2
*Δvを加算する漸化式でなる。この漸化式を演算する
ため合成回路21は、演算結果出力を、次の走査ラインの
演算のために加算回路22にフイードバツクして式a2 *Δ
vと加算させるようになされている。
変換回路12から合成回路21に与えられる係数a0 *のデ
ータは、微小矩形領域ER1の走査開始時の基準点を指定
する初期条件として用いられる。
かくして合成回路21における演算によつて得られたデ
ータは、微小矩形領域ER1の各走査ラインを指定する内
容をもち、合成回路24に供給される。合成回路24は微小
矩形領域ER1の各走査ラインに含まれる画素を内挿して
微小矩形領域ER2の各画素として出力させるように、(3
6)式の演算をuカウンタ25から得られるu方向クロツ
クuCLK1によつて演算動作を実行する。
uカウンタ25は、微小矩形領域ER1の1本の走査ライ
ン上の画素をクロツク信号uCLK1のタイミングで読み出
すと共に、当該1本の走査ラインについての画素の走査
が終了したタイミングで、vクロツク信号vCLK0をvカ
ウンタ23にカウントパルスとして与え、かくして、u方
向クロツクuCLK1と同期したv方向クロツクvCLK1を合成
回路21に供給し得るようになされている。
第3の変換回路14の出力a3 *Δuは、乗算回路31にお
いてvカウンタ23から与えられる係数データvと乗算さ
れ、その乗算結果が加算回路32において第4の変換回路
15の出力a1 *Δuと加算され、かくして加算回路32の出
力端に、(36)式の右辺第2項の式を満足する出力を得
る。
ここで(36)式はu方向の各画素についてのデータを
漸化式によつて得ることができることを表しており、1
つ前の画素についての変換データを合成回路24の出力端
が加算回路33にフイードバツクされて加算回路32の出力
と加算され、その加算結果が合成回路24に供給される。
かくして合成回路24は、加算回路33の出力端に得られる
(36)式で表される変換データを、合成回路21から供給
されるデータと合成して出力用画像メモリ4に対するア
ドレス信号として送出する。
ここで、合成回路21から与えられるデータは、各走査
ラインの初期位置を表すのに対して、加算回路33から与
えられるデータは各走査ラインの各画素の位置を表す。
合成回路21は、これらのデータによつて、各走査ライン
に含まれる画素を順次指定する出力データを送出するこ
とになる。この実施例の場合、uカウンタ25はクロツク
パルス入力uCLK0をカウントし、そのカウント内容が変
化するごとにvクロツクvCLK1を送出する。やがてカウ
ント内容が微小矩形領域ER1においてu方向の走査ライ
ンに含まれる画素数と一致する値になるごとに、キヤリ
ー信号でなるクロツク信号vCLK0をvカウンタ23に与え
てこれを「1」だけアツプカウントさせて行く。vカウ
ンタ23はカウント動作するごとに、vクロツクvCLK1を
送出すると共に、そのカウント内容v(これはピツチΔ
vを繰り返し加算していくことにより得られる)を送出
する。
かくして出力用画像メモリ4には、第1図〜第5図に
ついて上述したように、変換画像IMOUTを構成する微小
矩形領域ER2の指定すると共に、当該微小矩形領域ER2に
含まれる画素の補間位置を指定する内容をもつアドレス
信号が与えられ、これにより対応するアドレス位置に、
入力画像IMINの微小矩形領域ER1に含まれる画素のデー
タを読み込むことができる。
かくして出力用画像メモリ4に書き込まれた変換画像
データは、ラスタ画面を得ることができる順序で順次読
み出されて行くことにより、第2図について上述したよ
うに、所定の曲面上に、入力画像IMINの微小矩形領域ER
1を張りつけて、これをst平面に透視してなる変換画像I
MOUTを得ることができる。
かくするにつき、第7図の構成によれば、補間演算を
1つの乗算回路31と3つの加算回路22、32、33を用いる
だけで構成することができ、かくして実用上十分に短い
時間の間に、画像変換処理をし得る画像変換装置を容易
に実現し得る。
第8図は変換先情報内挿回路1の他の実施例を示すも
ので、第7図との対応部分に同一符号を付して示すよう
に、第7図の構成のうち、乗算回路31を用いずに同じ機
能を実現し得るようにしたものである。
すなわち第8図の場合は、(36)式の右辺第2項の式
の演算を次のような構成によつて実現する。
先ず第7図の第3の変換回路14に代えて、レジスタ回
路構成の第5の変換回路14Xを用いる。この変換回路14X
は、(36)式の右辺第2項のうち式a3 *ΔvΔuに相当
する出力データを加算回路41を通じてマルチプレクサ構
成の合成回路42に与える。
合成回路42には、第4の変換回路15の出力a1 *Δuが
与えられ、その和でなる出力a1 *Δu+a3 *ΔvΔuを
送出する。
この合成回路42の出力は加算回路41にフイードバツク
され、かくして合成回路42は、vカウンタ23から供給さ
れるvクロツク信号vCLK2によつてa3 *ΔvΔuをvク
ロツク信号vCLK2が与えられるごとに加算回路41に加算
する。
かくして合成回路42は、1本の走査ラインについての
走査が終了して、vカウンタ23から次の走査ラインを指
定するvクロツク信号vCLK2が発生した時繰り返し加算
動作を実行し、これにより実質上(36)式の右辺第2項
のうち式a3 *ΔvΔuの演算を実現し得る。
第8図のように構成すれば、乗算回路を必要としない
ので、その分構成を一段と簡易化し得る。
なお上述の実施例においては、本発明を入力画像IMIN
の微小矩形領域ER1に含まれる各画素を変換画像IMOUTの
微小矩形領域ER2に変換する際の変換先情報を得る場合
に適用した実施例を述べたが、これに加えて第9図に示
すように、他の画像情報として奥行情報を付ける場合に
も同様にして本発明による内挿方法を適用し得る。
第9図において45は奥行情報内挿回路で、上述の
(9)式において、微小矩形領域ER1の4つの頂点の位
置ベクトルf00 *、f01 *、f10 *、f11 *の代わりに、各
頂点における奥行情報を用いることによつて変換画像IM
OUT上の微小矩形領域ER2内の奥行情報を内挿演算するこ
とができる。この奥行情報は、順次奥行情報バツフアメ
モリ46の出力画面の各画素に対応するメモリエリアに蓄
えて行くと共に、奥行情報内挿回路45の内挿演算によつ
て得られた奥行情報を、奥行情報バツフアメモリ46の奥
行情報とを比較し、出力用画像メモリ4に書き込むべき
データとして、隠面に相当する奥行情報をもつ画素が得
られたときには、変換処理部2から出力用画像メモリ4
に書込制御情報WCNを供給することによつて、隠面消去
動作を行わせるようにする。
このようにすれば、入力画像IMINの微小矩形領域ER1
の4つの頂点における奥行情報を変換画像IMOUTの微小
矩形領域ER2に変換した後、この微小矩形領域ER2に基づ
いて奥行情報を内挿するようにしたことにより、変換画
像IMOUTに対して隙間を生じさせることなく隠面処理を
実行し得るような画像変換装置を得ることができる。
第10図は本発明による内挿手法を用いて、さらに他の
画像情報としてシエーデイング制御をする場合の他の実
施例を示す。
第10図の実施例の場合、第6図との対応部分に同一符
号を付して示すように、シエーデイング情報内挿回路47
において得たシエーデイング情報が、変換処理部2に供
給される。シエーデイング情報内挿回路47は第9図にお
いて奥行情報内挿回路45について上述したと同様にし
て、上述の(9)式の位置ベクトルf00 *、f01 *、f10
*、f11 *の代わりに、当該微小矩形領域の4つの頂点
におけるシエーデイング情報を用いて内挿演算を実行す
る。ここでシエーデイング処理とは、面の向きや光源位
置などに基づいて、変換画像上に滑らかな影付けを行う
処理を言う。
かくして内挿演算において得たシエーデイング内挿情
報を、変換画像IMOUTの微小矩形領域に含まれる各画素
について得られた変換画像情報に対して、対応するシエ
ーデイング情報を付加することにより、影付けされた画
像情報を得ることができる。
かかるシエーデイング処理を実現する回路としては、
第11図に示すように、画像情報VIDに対して乗算回路50
にシエーデイング情報SHDを与えて、その演算結果をシ
エーデイングされた画像情報VIDXとして送出するように
する。
第10図及び第11図のように構成すれば、変換画像IM
OUTに対して隙間を生じさせることなく影付けし得る画
像変換装置を容易に実現し得る。
H発明の効果
上述のように本発明によれば、入力画像IMIN上に形成
した微小矩形領域ER1について、その4つの頂点を変換
画像IMOUT上に変換し、当該変換画像IMOUT上の4つの点
が形成する微小矩形領域について、入力画像IMIN上の微
小矩形領域ER1に含まれる各画素に対応するように内挿
演算することによつて、入力画像IMINを、隣合う微小矩
形領域間に隙間を生じさせることなく変換画像IMOUTに
画像変換し得る画像変換装置を容易に実現し得る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in the following order.
A Industrial application fields
Summary of invention B
C Conventional technology
Problems to be solved by invention D
Means for solving the E problem (FIGS. 1 to 5)
F action (Figs. 1 to 5)
G Example (FIGS. 1 to 11)
Effect of H invention
A Industrial application fields
The present invention relates to an image conversion device, and particularly to a display device on a two-dimensional plane.
By applying geometric transformation to the input image
After attaching the image to an arbitrary three-dimensional surface,
To obtain the same converted image as seen through the original plane
It is.
Summary of invention B
The present invention relates to an input image data stored in an input image memory.
Data corresponding to the position converted by the conversion processing unit.
By writing to the memory area of the input image memory,
In an image conversion device that converts an input image into a converted image,
Four vertices of the first minute rectangular area forming the input image
Converts image data into a converted image,
Each image included in the second minute rectangular area formed on the image
The element position to the position corresponding to the position of the first minute rectangular area
By interpolation, the second fine pattern formed on the converted image is obtained.
A gap can be prevented from being generated between the small rectangular areas.
C Conventional technology
This type of image converter is used for special effects devices for broadcasting and
It is used in the creation of the animation etc.
For example, JP-A-58-19975 and JP-A-60-59474
Transform a small rectangular area of the input image as disclosed
There has been proposed a method of converting an image into a minute rectangular area.
This image conversion method is used when converting an input image to a converted image.
Can be approximated by a linear expression (that is,
Linear approximation) to reduce the amount of data processing
Can be significantly reduced, which in practice allows
Image conversion can be performed (one frame for 1/30 seconds or less)
Image data can be processed).
Problems to be solved by invention D
However, according to this method, fine patterns formed on the input image
When converting a small rectangular area to a small rectangular area on the converted image
In addition, there is a possibility that a gap may be formed between adjacent minute rectangular areas.
You. This gap gives extreme deformation, especially to the input image.
This is likely to occur for parts that need to be obtained. This problem
To solve the problem, JP-A-58-19975 and JP-A-60-594
In Japanese Patent Publication No. 74, two adjacent small rectangular areas overlap each other.
Parameter to control the image conversion coefficient.
Data in the conversion equation,
Some ideas such as slightly increasing the size of the small rectangular area
Had been done.
In this specification, the term “small rectangular area” is used.
Means that the shape of the small area is square, rectangle, parallelogram,
It shall include other squares.
These methods do not create gaps in the converted image.
Can be said to be an effective means in the
In terms of the quality of the resulting converted image,
If the degree of approximation is insufficient, image quality will deteriorate
May cause.
The present invention has been made in view of the above points, and
Calculation can be performed simply and at high speed using a linear conversion equation.
Without deteriorating the image quality without losing the advantage
Attempt to propose an image conversion device that can be avoided
It is.
Means for solving problem E
In order to solve such a problem, in the present invention,
Input image data IMINInput image memo to read and store
3 and the input image data stored in the input image memory 3.
Ta IMINIs divided into a first minute rectangular area ER1, and the first
Of the four vertices of the small rectangular area ER1 (x0, Y0), (X
1, Y0), (X0, Y1), (X1, Y1) To each conversion function
A conversion processing unit 2 that performs conversion based on
Memory areas corresponding to the positions of the four vertices
A. Image data of four vertices of the first minute rectangular area ER1
By reading and storing the data, the second minute rectangular area ER
For output to form image data corresponding to the four vertices 2
Image memory 4, conversion function and second minute rectangular area ER
Count that increases by the value corresponding to the pitch of each pixel in 2.
Of each pixel in the second minute rectangular area ER2 based on the
Position f00 *, F01 *, FTen *, F11 *And the first minute rectangular area
Position information data indicating the relative positional relationship with each pixel in ER1
And a conversion destination interpolation means 1 for generating the
The conversion processing unit 2 performs the first fine processing based on the position information data.
The pixel data of each pixel in the small rectangular area ER1 is
Output image corresponding to the corresponding pixel position in the rectangular area ER2
The data is written in the memory area of the image memory 4.
F action
Input image IMINFour small rectangular areas ER1 formed above
Vertex (x0, Y0), (X1, Y0), (X0, Y1), (X1,
y1) Is converted by the conversion processing unit 2 and converted image IM
OUTTop four positions f00 *, F01 *, FTen *, F11 *Conversion to
Is done.
And input image IMINEach pixel included in is converted to
According to the interpolation address conversion data IAD of the information interpolation means 1
Converted image IMOUTInterpolated above. Here the converted image IMOUTUp
The position of the pixel interpolated in the small rectangular area ER2 of
Statue IMINCorresponding pixels included in the small rectangular area ER1 of
Relative to the first minute rectangular area ER1
Is determined by the positional relationship.
Thus, input image IMINUpper first small rectangular area ER1
Four vertices (x0, Y0), (X1, Y0), (X0, Y1),
(X1, Y1Convert image IMOUTConverted above, converted 4
Image data position f00 *, F01 *, FTen *, F11 *By
To form the second minute rectangular area ER2
The adjacent small rectangular area ER2 has a common border line
And as a result, the adjacent second minute rectangular area ER2
It is possible to effectively avoid the possibility that a gap is formed between the two.
G Example
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Second
The figure shows the input image IMINShows a two-dimensional plane (this is the xy coordinate system
Above) by a line parallel to the y-axis and a line parallel to the x-axis.
Thus, a minute rectangular area ER1 is formed.
Input image IMINThe intersection of the x-axis and y-axis lines is
The coordinates of the four vertices of the small rectangular area ER1 (x0, Y0),
(X1, Y0), (X0, Y1), (X1 y1), This rank
Is the conversion formula
Output image expressed in st coordinate system on two-dimensional plane by
IMOUTConverted to above. Therefore, the output image IMOUTAbove,
Input image IMINFour vertices (x0,
y0), (X1, Y0), (X0, Y1), (X1, Y1Corresponding to)
Four points are obtained by calculation based on equation (1).
Therefore, as shown in FIG. 3, on the st plane,
These four points f*(X0, Y0), F*(X1,
y0), F*(X0, Y1), F*(X1, Y1) In a straight line
The small rectangular area ER on the xy plane
A small rectangular area ER2 corresponding to 1 can be formed.
Input image IMINEach small rectangular area ER1 is shown in FIG.
Thus, a predetermined number of pixels are included. One small rectangular area
The pixel position in the x-axis direction in ER1 is represented by coordinates u,
When the pitch between two pixels is Δu, the pixel
X-axis from reference point (u = 0), which is one vertex of region ER1
To the other vertex in the direction (u = 1) at intervals of Δu in the u direction.
Are lined up.
Also, the position of the pixel in the y-axis direction in the minute rectangular area ER1
And the pitch between pixels is represented by Δv.
The pixel is y from the reference point (v = 0) of the minute rectangular area ER1.
To the other vertex (v = 1) in the y-axis direction at Δv intervals
Are lined up.
Thus, each small rectangular area ER1 has its reference point (x0, Y0)
Can be specified using the xy coordinate system, and the small rectangular area ER
Each pixel in 1 is represented by Δu by the coordinates (u, v) on the uv plane.
Interval (u = 0, Δu, 2Δu, 3Δu...) And Δv
Can be specified in intervals (v = 0, Δv, 2Δv, 3Δv ...)
Will be.
In FIG. 4, a point P (u, v) of the minute rectangular area ER1
Considering this, this point P (u, v) is
Direction is divided at a ratio of u: (1-u).
One point in the direction v is divided at a ratio of v: (1-v).
You can see that
Now convert image IMOUT4 of the corresponding small rectangular area ER2
One vertex
f00 *= F*(X0, Y0…… (2)
fTen *= F*(X1, Y0) …… (3)
f01 *= F*(X0, Y1) …… (4)
f11 *= F*(X1, Y1) …… (5)
If it is represented by, input image IMINUpper small rectangular area ER1 (fourth
The pixel corresponding to each pixel included in FIG.
Output image IM having square vertices represented by equation (5)OUTupper
It should be distributed in the small rectangular area ER2.
Therefore, in the present invention, the position of each pixel in the region ER2
To four vertices f00 *, FTen *, F01 *, F11 *On the basis of the,
It is obtained by performing an interpolation operation.
That is, the input image IMINUpper small rectangular area ER1 (fourth
The point P (u, v) on the figure) is a small rectangular area when viewed in the u direction.
Two opposite sides of the region ER1 (that is, u = 0 and u =
U: (1-u) between two opposing sides passing through the point 1)
It is represented as a divided point. Also, relative to v direction
Two sides (that is, relative through the points v = 0 and v = 1)
Between two sides facing each other) as a point divided by v: (1-v)
Is done.
This relationship is converted image IMOUTAlso holds for
Corresponding to the point P (u, v) on the minute rectangular area ER1
G on the small rectangular area ER2 (Fig. 5)*(U, v)
The position is obtained by calculation. Thus input image IMINFine above
For the small rectangular area ER1, v =
0 to v = 1 are sequentially set, and
Pixels are sequentially scanned in the u direction from u = 0 to u = 1.
When the position of the corresponding pixel isOUTUp
Can be converted onto the small rectangular area ER2.
The interpolation operation is performed by the method described with reference to FIG.
It is. That is, four vertices of the transformed image ER2 on the st plane
Is, as described above for equations (2) to (5),
Vector f from the origin00 *, FTen *, F01 *, F11 *Represented by
It is. Therefore, first, the position vector f00 *And fTen *Tie
On the line, a position vector p with a ratio of u: (1-u)1 *Ask for
Then
P1 *= U (fTen *−f00 *) + F00 *
= (1-u) f00 *+ UfTen * ...... (6)
Becomes The position vector fTen *From the position vector f00 *
To obtain the vector (fTen *−
f00 *) U: 1 vector component to position vector f00 *Join
If possible, position vector P1 *Can be requested.
Similarly, position vector f01 *And f11 *One side connecting between
, A position vector P representing the position of u: (1-u)Two *
Is
PTwo *= U (f11 *−f01 *) + F01 *
= Uf11 *+ (1-u) f01 * …… (7)
Becomes Therefore, the position vector P1 *And PTwo *On the line connecting
The position internally divided by the ratio of v: (1−v) is expressed by the following equation.
PThree *= V (PTwo *−P1 *) + P1 * …… (8)
The position vector P represented byThree *Can be asked as
You.
Therefore, the above equations (6) and (7) are substituted into equation (8).
And rearranging the coefficients u and v,
PThree *= V {u (f11 *−f01 *) + F01 *−u (fTen *−f
00 *) + F00 *} + U (fTen *−f00 *) + F00 *
= (1-v) {(1-u) f00 *+ UfTen *} + V
{(1-u) f01 *+ Uf11 *}
= F00 *+ (FTen *−f00 *) U + (f01 *−f00 *)
v + (f00 *−fTen *−f01 *+ F11 *) Uv …… (9)
It can be seen that there is a relationship.
Here, in equation (9),
a0 *≡f00 * ……(Ten)
a1 *≡−f00 *+ FTen * …… (11)
aTwo *≡−f00 *+ F01 * …… (12)
aThree *≡f00 *−f01 *−fTen *+ F11 * ……(13)
Equation (9) becomes the following equation.
PThree *= A0 *+ A1 *u + aTwo *v + aThreeuv …… (14)
Can be expressed by a linear expression of coefficients u and v as follows:
Will be.
This means that one of the coefficients u and v is fixed.
If the other is variable in the state where
Le PThree *Is obtained by performing the operation of the linear equation.
And can be done.
Now, if the coefficient u is fixed and the coefficient v is varied,
If the position vector PThree *Is
PThree *= (A0 *+ A1 *u) + (aTwo *+ AThree *u) v
…… (15)
, A constant (a0 *+ A1 *u) and (a)Two *+ AThree *
It becomes a linear expression for v that includes u).
Therefore, as described above with reference to FIG.IN
In the small rectangular area ER1 in, v is 0, Δv, 2
By changing Δv, 3Δv, etc., u
When the scanning line for the direction is specified in order,
Converted image IMOUTIn the small rectangular area ER2 (FIG. 5)
Indicates that the corresponding scan line can be specified
ing.
In this way, the coefficient v is set at every pixel position Δv in the v direction.
Are sequentially specified, so that the scan line in the u direction is
The coefficient v is fixed in a state where one is specified one by one.
From this, if equation (14) is rearranged for coefficient u,
PThree *= (A0 *+ ATwo *v) + (a1 *+ AThree *v) u
…… (16)
Can be represented by
In this equation (16), the value of the coefficient u is 0, Δu, 2Δu,
U at every pitch Δu of pixels in the u direction, such as 3Δu.
By specifying the pixels in the direction sequentially, on each scan line
Of the converted image IMOUTSmall on
In the rectangular area ER2, the image on the corresponding scan line
This means that elements can be sequentially scanned.
Therefore, input image IMINOf small rectangular area ER1 in
Elementary position P*If (u, v) is specified,
Interpolation by coefficients u and v based on the conversion formula
Can be calculated. This interpolation formula is
It expresses.
Converted image IMOUTOf each pixel included in the small rectangular area ER2 of
Scanning is performed as follows.
First, input image IMINBy setting u = 0
The coefficient u is fixed, and the coefficient v is sequentially set to 0, Δv, 2Δ
.., 3Δv.... Dark
If v = 0, the converted image IMOUTUpper point PThree *Is the formula (17)
From
Position. Subsequently, when v = Δv, from equation (17), The position vector PThree *Is the value of equation (18)
From aTwo *Move to the position incremented by Δv.
When the coefficient v becomes 2Δv, the position vector PThree *Is
From equation (17)
From the state of equation (19), aTwo *Δv
Move to the position incremented only. Furthermore, the coefficient v is 3
In the same way as ΔvFrom the state of equation (20), aTwo *Δv
Move to the incremented position.
The same applies to the input image IMINThe value of the above coefficient v is not Δv
As the number increases, the converted image IMOUTTop position
Vector pThree *Is aTwo *At the position incremented by Δv
Will be moved.
Thus, in the small rectangular area ER1, the value of the coefficient v is v
= 0, Δv, 2Δv, 3Δv...
When you go, the converted image IMOUTTop position
Tor PThree *Are sequentially specified.
And the coefficient v (= 0, Δv, 2Δv, 3Δv...)
When the value of the coefficient u is 0, Δu, 2Δu, 3Δu,
……, the conversion image IMOUTUp
Position vector PThree *Changes as follows.
First, when v = 0, u = 0, Δu, 2Δu, 3Δu ...
, The position vector PThree *Is
Like IM converted imageOUTReference point a0 *From position a1 *
It moves to a position that is sequentially incremented by Δu.
On the other hand, when the coefficient v is Δv, the coefficient u is 0, Δ
u, 2Δu, 3Δu ...
Image IMOUTUpper position PThree *Is the same as equation (22) or (25)
Like
As in the previous pixel position (a1 *+ AThree *Δ
v) Move to a position to sequentially increment by Δu
Good.
Similarly, when the coefficient v is 2Δv, the coefficient u is 0, Δ
u, 2Δu, 3Δu...
Vector pThree *Is
For the previous pixel like (a1 *+ AThree *2Δv) Δ
It moves to the position to increment by u in order.
Thus converted image IMOUTThe small rectangular area ER2 of
Statue IMINOf the small rectangular area ER1
It is inserted.
Therefore, according to the above method, the input image IMINSurely change
Replacement image IMOUTCan be converted to
Converted image IMOUTFine formed in
The small rectangular area ER2 is a straight line connecting the four specified vertices.
Is formed to form a rectangle.
One side of each rectangular area ER2 is one side of the adjacent minute rectangular area ER2.
It will be used in common, so that the converted image IM
OUTThere is a gap between the small rectangular areas converted above
The fear can be effectively avoided.
The above operation can be represented by the following general formula.
That is, the input image IMINScan with reference points u = 0, v = 0
When scanning starts from, the change corresponding to the scanning start position
Replacement image IMOUTIs located at
And then responds to the selection of the scan line in the v direction
Converted image IMOUTThe scanning start position selected in isIt is represented by Then, the pixels included in each scanning line are scanned.
Going forward, the corresponding converted image IMOUTAt
The scanned pixel is
Is represented by
The calculations of equations (34) to (36) are performed using the image shown in FIG.
Calculated by conversion destination information interpolation circuit 1 in conversion device PD
The calculation result is supplied to the conversion processing unit 2.
In FIG. 6, the image conversion device PD includes an input image IM.INso
Is written into the input image memory 3 and
Image IMINEach pixel data included in each minute rectangular area ER1
Are sequentially read out and sent to the conversion processing unit 2. Each small rectangle
The image data of each pixel included in the region ER1 is converted by the conversion processing unit.
The converted address is added to the output image
It is written to memory 4.
The input image IM is input to the conversion processing unit 2.INEach small rectangular area ER1
The addresses for the four vertices of
Converted image IMOUT(Fig. 2)
Position f of four vertices of small rectangular area ER2*(X0, Y0), F
*(X1, Y0), F*(X0, Y1), F*(X1, Y1Equivalent to)
Is assigned. And in each small rectangular area ER2
The included pixels are supplied from the conversion destination information interpolation circuit 1.
A small rectangular area E
Address representing the position interpolated with respect to the four vertex positions of R2
The input pixel IMINEach small rectangular area ER
1 is attached to the small rectangular area ER2 on the
Converted image IM similar to seeing it on a two-dimensional planeOUTTo
The corresponding converted image data can be output.
As shown in FIG. 7, the conversion destination information interpolation circuit 1
The interpolation described above, which is generalized by Equation (36)
It has a configuration for realizing calculations.
In FIG. 7, reference numeral 11 denotes a processor, which is an image memo for input.
The pixel data of each small rectangular area ER1 is read from the memory 3
, The position vector f representing the four vertices00 *, FTen
*, F01 *, F11 *To the conversion circuits 12, 13, 14, and 15.
These conversion circuits 12 to 15 are constituted by registers, and (34)
Equations (36)
Generate parameters.
That is, in the first conversion circuit 12, the expression on the right side of Expression (34) is used.
a0 *To the position vector f using the relationship of equation (10).00 *Based on
Get it.
In addition, the second conversion circuit 13 calculates the expression of the second term on the right side of Expression (35).
aTwo *Let Δv be the position vector f using the relationship of equation (12).00 *
And f01 *And the pixel pitch Δv in the v direction.
You.
The third conversion circuit 14 calculates the second term of the right-hand side of the equation (36).
Equation aThree *Of vΔu, the expression aThree *Use Δu for the relationship in equation (13)
And the position vector f00 *, F01 *, FTen *, F11 *And u
Direction pixel pitch Δu.
Further, the fourth conversion circuit 15 calculates the second term on the right side of the equation (36).
a1 *The expression for Δu is calculated using the relationship of equation (11) as a position vector.
f00 *, FTen *And the pixel pitch Δu in the u direction.
You.
Output a of first conversion circuit 120 *Consists of multiplexers
Is directly supplied to the combining circuit 21 and the second conversion
Output a of circuit 13Two *Δv is added to the combining circuit 21 through the adding circuit 22.
Given to. The synthesis circuit 21 executes the operation of the expression (35).
Circuit, the v clock of the v counter 23CLK1In sync with
Perform arithmetic operation. Equation (35) is one before in the v direction
For the first term on the right-hand side representing the scan lineTwo
*It is a recurrence formula that adds Δv. Operate on this recurrence formula
Therefore, the synthesis circuit 21 outputs the operation result output to the next scan line.
The operation is fed back to the adder circuit 22 for the operation and the expression aTwo *Δ
and v.
Coefficient a given from conversion circuit 12 to synthesis circuit 210 *No
Specifies the reference point at the start of scanning of the small rectangular area ER1
It is used as an initial condition to perform.
Thus, the data obtained by the operation in the synthesis circuit 21 is obtained.
The data is used to specify each scan line in the minute rectangular area ER1.
It is supplied to the synthesizing circuit 24. The synthesis circuit 24 is minute
Pixels included in each scan line of the rectangular area ER1 are interpolated
In order to output as each pixel of the minute rectangular area ER2, (3
6) u-direction clock obtained from u counter 25
UCLK1The arithmetic operation is performed by.
The u counter 25 scans one scan line of the minute rectangular area ER1.
Clock signal uCLK1Read at the timing of
At the same time, scanning of the pixels for the one scanning line
Is completed, the v clock signal vCLK0The v
To the counter 23 as a count pulse, and
Direction clock uCLK1V direction clock synchronized withCLK1Synthesize
The circuit 21 can be supplied.
Output a of the third conversion circuit 14Three *Δu is supplied to the multiplication circuit 31.
Multiplied by the coefficient data v given from the v counter 23
The result of the multiplication is added to the fourth conversion circuit
15 outputs a1 *Δu, and thus the output of the adder circuit 32
At the force end, an output that satisfies the expression of the second term on the right side of expression (36) is obtained.
You.
Here, equation (36) expresses the data for each pixel in the u direction.
It indicates that it can be obtained by the recurrence formula.
The conversion data of the previous pixel is output to the output terminal of the synthesis circuit 24.
Is fed back to the adder circuit 33 and the output of the adder circuit 32 is output.
And the result of the addition is supplied to the synthesis circuit 24.
The combining circuit 24 is thus obtained at the output of the adding circuit 33
The conversion data represented by equation (36) is supplied from the synthesis circuit 21
To the output image memory 4
It is transmitted as a dress signal.
Here, the data given from the synthesizing circuit 21
The initial position of the line is given by the adder 33.
The resulting data represents the location of each pixel on each scan line.
The synthesizing circuit 21 uses these data to scan each scanning line.
Output data that sequentially specifies the pixels contained in the
And In the case of this embodiment, the u counter 25
Pulse input uCLK0Is counted, and the count content changes.
V clockCLK1Is sent. Soon cow
The scan content in the u direction in the small rectangular area ER1
Each time the value matches the number of pixels contained in the
Clock signal vCLK0To the v counter 23
This is counted up by "1". v cow
Each time the counter 23 performs the counting operation, the v clock vCLK1To
At the same time, the count value v (this is the pitch Δ
(obtained by repeatedly adding v)
I do.
Thus, the output image memory 4 has the contents shown in FIGS.
As described above, the conversion image IMOUTMake up the micro
While specifying the rectangular area ER2,
Address with contents that specify the interpolation position of the included pixel
Signal is applied, so that at the corresponding address location,
Input image IMINPixel data included in the small rectangular area ER1
Data can be read.
The converted image thus written in the output image memory 4.
Data is read sequentially in the order that a raster screen can be obtained.
As we came out, we mentioned above in Figure 2.
As shown in the figure, the input image IMINSmall rectangular area ER
1 is attached, and this is a transformed image I which is seen through the st plane.
MOUTCan be obtained.
In this regard, according to the configuration of FIG.
Uses one multiplication circuit 31 and three addition circuits 22, 32, and 33
And can be constructed short enough for practical use
Easy image conversion device that can perform image conversion processing in time
Can be realized.
FIG. 8 shows another embodiment of the conversion destination information interpolation circuit 1.
Therefore, the parts corresponding to those in FIG.
In the configuration shown in FIG. 7, the same device is used without using the multiplication circuit 31.
It is intended to realize the function.
That is, in the case of FIG. 8, the expression of the second term on the right side of the expression (36)
Is realized by the following configuration.
First, instead of the third conversion circuit 14 in FIG.
A fifth conversion circuit 14X having a road configuration is used. This conversion circuit 14X
Is the expression a in the second term on the right side of the expression (36)Three *Equivalent to ΔvΔu
The output data to be output to the multiplexer
To the synthesis circuit 42.
The output a of the fourth conversion circuit 15 is output to the synthesis circuit 42.1 *Δu is
Output a1 *Δu + aThree *ΔvΔu
Send out.
The output of the synthesis circuit 42 is fed back to the addition circuit 41.
The combining circuit 42 is thus supplied from the v counter 23.
Clock signal vCLK2According to aThree *ΔvΔu
Lock signal vCLK2Is added to the adder circuit 41 each time
I do.
Thus, the synthesizing circuit 42 has a function of one scanning line.
When the scanning is completed, the next scanning line is designated from the v counter 23.
V clock signal vCLK2Is added repeatedly when
Perform the operation, thereby substantially the second term on the right side of the equation (36)
Expression aThree *The calculation of ΔvΔu can be realized.
With the configuration shown in FIG. 8, a multiplication circuit is not required.
Therefore, the configuration can be further simplified.
In the above embodiment, the present invention is applied to the case where the input image IMIN
Converts each pixel included in the small rectangular area ER1 into a converted image IMOUTof
When obtaining conversion destination information when converting to a small rectangular area ER2
The embodiment applied to FIG. 9 has been described. In addition, FIG.
When adding depth information as other image information,
Similarly, the interpolation method according to the present invention can be applied.
In FIG. 9, reference numeral 45 denotes a depth information interpolation circuit.
In equation (9), the positions of the four vertices of the small rectangular area ER1
Placement vector f00 *, F01 *, FTen *, F11 *Instead of each
Converted image IM by using depth information at vertices
OUTThe depth information in the small rectangular area ER2
Can be. This depth information is sequentially stored in the depth information buffer.
Stored in the memory area corresponding to each pixel on the output screen of the memory 46
And the interpolation operation of the depth information interpolation circuit 45.
The obtained depth information is stored in the depth information buffer memory 46.
Should be compared with the line information and written to the output image memory 4
Pixels with depth information corresponding to the hidden surface are obtained as data.
When the output image memory 4 is
By supplying the write control information WCN to the
Make it work.
In this way, the input image IMINSmall rectangular area ER1
IM converts the depth information at the four verticesOUTMinute
After conversion to the rectangular area ER2,
The depth information is interpolated and the
Statue IMOUTHidden surface treatment without gaps
An image conversion device that can be executed can be obtained.
FIG. 10 shows another example using the interpolation method according to the present invention.
Other cases when performing shading control as image information
An example is shown.
In the case of the embodiment shown in FIG. 10, the same reference numerals are used for the portions corresponding to FIG.
As shown with a symbol, a shading information interpolation circuit 47
The shading information obtained in the above is supplied to the conversion processing unit 2.
Be paid. The shading information interpolation circuit 47 is shown in FIG.
In the same manner as described above for the depth information interpolation circuit 45.
Thus, the position vector f of the above equation (9)00 *, F01 *, FTen
*, F11 *Instead of the four vertices of the small rectangular area
Performs interpolation using shading information in
You. Here, the shading process refers to the direction of the surface or the light source position.
Performs a smooth shadow on the converted image based on the location
Say processing.
Thus, the shading interpolation obtained in the interpolation operation.
Information, converted image IMOUTEach pixel included in the small rectangular area of
For the converted image information obtained for
By adding shadowing information,
Image information can be obtained.
As a circuit for realizing such a shading process,
As shown in FIG. 11, the image information VID is multiplied by a multiplication circuit 50.
Is given shading information SHD to the
To send out as imaged image information VIDX
I do.
With the configuration as shown in FIGS. 10 and 11, the converted image IM
OUTImages that can be shadowed without creating gaps
An image conversion device can be easily realized.
Effect of H invention
According to the present invention as described above, the input image IMINFormed on
Convert the four vertices of the small rectangular area ER1
Image IMOUTConverted to the converted image IMOUTThe top four points
Input image IMINFine above
Interpolated to correspond to each pixel included in the small rectangular area ER1
By calculating, the input image IMINThe adjacent small rectangle
Converted image IM without gaps between shape regionsOUTTo
An image conversion device capable of performing image conversion can be easily realized.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による画像変換装置の基本原理の説明に
供する略線図、第2図及び第3図はその入力画像IMIN及
び変換画像IMOUTを示す略線図、第4図及び第5図はそ
れぞれ入力画像及び変換画像上の微小矩形領域ER1及びE
R2の対応関係を示す略線図、第6図は本発明による画像
変換装置の一実施例を示すブロツク図、第7図はその変
換先情報内挿回路の詳細構成を示すブロツク図、第8図
は変換先情報内挿回路1の他の実施例を示すブロツク
図、第9図は奥行情報内挿処理をなし得る画像変換装置
の他の実施例を示すブロツク図、第10図及び第11図はシ
エーデイング情報処理をなし得る画像変換装置の他の実
施例を示すブロツク図である。
1……変換先画像情報内挿回路、2……変換処理部、3
……入力用画像メモリ、4……出力用画像メモリ、45…
…奥行情報内挿回路、46……奥行情報バツフアメモリ、
47……シエーデイング情報内挿回路、IMIN……入力画
像、IMOUT……変換画像、ER1、ER2……微小矩形領域。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the basic principle of an image conversion apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic lines showing an input image IM IN and a converted image IM OUT thereof. FIG. 4, FIG. 4 and FIG. 5 show small rectangular areas ER1 and E
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of an image conversion apparatus according to the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of a conversion destination information interpolation circuit, and FIG. FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the conversion destination information interpolation circuit 1, FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of an image conversion apparatus capable of performing depth information interpolation processing, and FIGS. FIG. 13 is a block diagram showing another embodiment of an image conversion apparatus capable of performing shading information processing. 1... Conversion destination image information interpolation circuit, 2.
…… Input image memory, 4 …… Output image memory, 45…
… Depth information interpolation circuit, 46 …… depth information buffer memory,
47… Shading information interpolation circuit, IM IN …… Input image, IM OUT … Converted image, ER1, ER2 …… Small rectangular area.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Andrew S.glassne r,”COMPUTER GRAPHI CS USER’S GUIDE”FI RST EDITION(1984),Ho ward W.Sams(米)p101− 110 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 15/00 - 15/20────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (56) References Andrew S.M. glassner, "COMPUTER GRAPHICS USER'S GUIDE" FI RST EDITION (1984), Howard W. Sams (US) p101-110 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 15/00-15/20
Claims (1)
と、 上記入力用画像メモリに記憶された入力用画像データ
を、第1の微小矩形領域に分割し、当該第1の微小矩形
領域の4つの頂点の位置をそれぞれ変換関数に基づいて
変換する変換処理部と、 上記変換処理部において変換された4つの頂点の位置に
相当するメモリエリアに、上記第1の微小矩形領域の4
つの頂点の画像データを読込み記憶することにより、第
2の微小矩形領域の4つの頂点に相当する画像データを
形成する出力用画像メモリと、 上記変換関数並びに上記第2の微小矩形領域内の各画素
のピツチに対応する値ずつ増加するカウント値に基づい
て、上記第2の微小矩形領域内の各画素の位置と上記第
1の微小矩形領域内の各画素との相対位置関係を示す位
置情報データを内挿演算により生成する変換先内挿手段
と を具え、上記変換処理部は、上記位置情報データに基づ
いて、上記第1の微小矩形領域内の各画素の画素データ
を、上記第2の微小矩形領域内の対応する画素位置に相
当する上記出力用画像メモリのメモリエリアに、書き込
むことを特徴とする画像変換装置。(57) [Claims] An input image memory for reading and storing input image data; and dividing the input image data stored in the input image memory into a first minute rectangular area, and dividing four first vertices of the first minute rectangular area. A conversion processing unit that converts each position based on the conversion function; and a memory area corresponding to the positions of the four vertices converted by the conversion processing unit.
An output image memory for forming image data corresponding to the four vertices of the second minute rectangular area by reading and storing the image data of the two vertices; Position information indicating the relative positional relationship between the position of each pixel in the second minute rectangular area and each pixel in the first minute rectangular area based on a count value that increases by a value corresponding to the pixel pitch. Conversion destination interpolation means for generating data by interpolation operation, wherein the conversion processing unit converts pixel data of each pixel in the first minute rectangular area into the second An image conversion apparatus for writing data in a memory area of the output image memory corresponding to a corresponding pixel position in a small rectangular area of the above.
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---|---|---|---|
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JPH0290271A (en) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Dainippon Printing Co Ltd | Image conversion method for converting normal image into skewed image and its application |
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Andrew S.glassner,"COMPUTER GRAPHICS USER’S GUIDE"FIRST EDITION(1984),Howard W.Sams(米)p101−110 |
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