JPS62128374A - Picture processing method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a picture having high quality with high speed by obtaining a coordinate corresponding to the original picture from the address of a generated picture, and obtaining the data of the position of the said coordinate from the original picture. CONSTITUTION:By using a digital differential analyzing method, the address of the main scanning line of a converted coordinate system is obtained. Then the coordinates corresponding to the said coordinate system of the original picture's coordinate system is obtained from the address of the picture center of a converted picture by using such a method that two suites of incremental differential values are selectively taken to be repeatedly added up. The weighted average over four or two picture-element digital values whose weights are the distances from such four or two picture-element centers of the original digital picture that surround the already obtained coordinates, is obtained. And the resulting values are made the values of the picture elements of the digital picture. As a result, no deterioration in the quality of picture occurs even after operating an optional revolution. Also, necessary mechanisms are made least in quantity. An eventually, the picture having the high quality can be obtained at the high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 く分　　野〉 本発明は画像の回転、変倍等を行う画像処理方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field: The present invention relates to an image processing method for rotating, scaling, etc. an image.

〈従来技術〉 従来、この種の装置は２値画像、特に黒白２　イ＋＋’
ｉ画像に応用されるようなものであったため、第２図の
ように１欣密には同じ位置にない画素、第２図において
は画素ｄと画素ｅの画素値を求める時、複雑な計算式を
使って求めたり、一定の増分（ｔｒｉを緑り返し加える
ことにより値を求めるデジタル微分解析法を用いて求め
ていた。したがって、このような方法を多値のカラー画
像処理等の高い画質が要求されるような処理装置に適用
すると、複雑な計算をハードウェアで実現する場合は、
ハードウェアが大きくなり、一定の増分値を繰り返し加
えるデジタル微分Ｍ’析法を用いる場合は＋Ｂｔ差が大
木発明は＋１ｉｌｉ述従来例の欠点を除去し、任、念の
回転の操作後も、画質の劣化を起こさず、そのために必
要な機構も極小とすることも可能になった画像処理方法
の提供を目的としている。<Prior art> Conventionally, this type of device has been used to produce binary images, especially black and white 2 i++'
Since it was applied to i-images, complex calculations were required when determining the pixel values of pixels that are not exactly in the same position as shown in Figure 2, pixel d and pixel e in Figure 2. It was calculated using a formula, or using a digital differential analysis method that calculates the value by repeating and adding a certain increment (tri). When applied to processing devices that require
As the hardware becomes larger and a digital differential M' analysis method that repeatedly adds a constant increment value is used, the +Bt difference is +1ili. The purpose of the present invention is to provide an image processing method that does not cause deterioration of images and can minimize the necessary mechanisms.

〈実施例〉 本実施例は、元デジタル画像と結果デジタル画像との間
で、７ｉいに画素中心が重なり合わないような変換が行
なわれる場合、すなわち画像の回転を伴う拡大及び縮小
において、元の画像に対し、結果画像のサンプリングの
点が互いに異なっているような変換が行なわれる場合に
、結果デジタル画像を元デジタル画像に忠実に変換され
た画像にすることにある。再サンプリングの方法はいく
つか考えられるが、実施例では、まずデジタル微分解析
法を用いて、変換後の座標系の主走査線のアドレスを求
める。次に２組の増分（１ｒＪを使い分けながら、繰り
返し加算していく方法を用いて、変換後の画像の画素中
心のアドレスから、元画像の座標系におけるそれぞれ対
応した座標を求める。ここで求められた座標を囲む４つ
あるいは２つの元デジタル画像の画素中心からの距離を
重みとするそれら４つあるいは２つの画素デジタル値の
加重平均を求め、その値を求める結果デジタル画像のそ
れぞれの画素の値とする。以下図を用いて説明するが、
説明のための実施例では簡単なために、直線の等倍な原
点を中心とする角度３０”の回転を考える。<Example> In this example, when conversion is performed between the original digital image and the resulting digital image in such a way that the pixel centers do not overlap, that is, when enlarging and reducing the image with image rotation, the original To convert a resulting digital image into an image that is faithfully converted to the original digital image when conversion is performed on an image such that the sampling points of the resulting images are different from each other. Although several resampling methods are conceivable, in the embodiment, first, a digital differential analysis method is used to obtain the address of the main scanning line in the converted coordinate system. Next, using a method of repeatedly adding two sets of increments (1rJ), calculate the corresponding coordinates in the coordinate system of the original image from the address of the pixel center of the converted image. The weighted average of the four or two pixel digital values surrounding the coordinates of the four or two original digital images, using the distance from the pixel center as the weight, is calculated, and the resulting value is the value of each pixel in the digital image. As explained below using the diagram,
In the illustrative example, for the sake of simplicity, we will consider a rotation by an angle of 30'' about the origin of the same size of the straight line.

第３図は、本実施例により画像データがどのように変換
されるかを示したものである。第３図には（Ａ）、（Ｂ
）、（Ｃ）の３つの図があるが、各々の横軸２０，２１
．２２はそれぞれの主走査方向を示し、白丸はサンプリ
ング点を、縦軸は画素の濃度等の多値データの値を示し
ている。図（Ａ）は元デジタル画像、図（Ｃ）は本方法
で行なった場合の結果デジタル画像、図（Ｂ）は元デジ
タル画像を補間を用いず回転したもので、従来技術の結
果の一例である。これから図（Ｃ）のサンプリング点２
３の多値データの値を与える実施例を順を追って説明す
る。FIG. 3 shows how image data is converted according to this embodiment. Figure 3 shows (A), (B
), (C), each horizontal axis 20, 21
．． 22 indicates each main scanning direction, white circles indicate sampling points, and the vertical axis indicates values of multi-value data such as pixel density. Figure (A) is the original digital image, Figure (C) is the resulting digital image obtained by this method, and Figure (B) is the original digital image rotated without using interpolation, which is an example of the results obtained using the conventional technique. be. From now on, sampling point 2 in figure (C)
An example of providing three multivalued data values will be explained in order.

まず、第３図（Ｃ）の結果画像の主走査線２２のアドレ
スを与える実施例を第１図に示す。First, FIG. 1 shows an embodiment in which the address of the main scanning line 22 of the resultant image shown in FIG. 3(C) is given.

この実施例では、Ｆ１点を中心とする３０°の回転なの
で結果レジスタ３０の整数部３３と小数部３２にＯを、
増分レジスタ３４にはｊ　ａｎ３０°＝０．５７７３５
０という値がセットされている。又、結果画像の主走査
線の画素数がカウントレジスタ３５にセットされる。こ
れらハＱ’Ｓ　１図には１図示されない装置によって、
ハードウェア的に又はソフトウェア的に計算され。In this example, since the rotation is 30 degrees around point F1, O is set in the integer part 33 and decimal part 32 of the result register 30.
Increment register 34 has j an30°=0.57735
A value of 0 is set. Further, the number of pixels in the main scanning line of the resultant image is set in the count register 35. These Q'S are carried out by a device not shown in Figure 1.
Calculated by hardware or software.

セットされている。３７．３８に同じクロックを７ｊえ
ることにより、増分レジスタ３４と結果レジスタ３０の
小数部３２が加算され、その時に結果レジスタ３０の整
数部３３のイ＋ｔＪ　３　ｇが主走査線２２のＹ軸方向
のアドレスとしてｉ４図に示すように０　、１　、１　
、２、−−−−一と出力される。It is set. By adding the same clock to 37.38, the increment register 34 and the decimal part 32 of the result register 30 are added, and at that time, the integer part 33 of the result register 30, i+tJ 3 g, is added in the Y-axis direction of the main scanning line 22. As shown in the i4 diagram, the addresses are 0, 1, 1
, 2, ----1 are output.

ここで近似される直線は第１０図で１００に示すように
１つのＸ方向のアドレスには必ず１つのＹ方向のアドレ
スが決′まるような軌跡となる。The straight line approximated here becomes a locus such that one Y-direction address is always determined for one X-direction address, as shown at 100 in FIG.

この演算回路は加算回路だけで構成されるため、回路コ
ストの低下と、十分に速いスピードを得ることが出来る
。Since this arithmetic circuit is composed only of adder circuits, it is possible to reduce the circuit cost and obtain sufficiently high speed.

次に第１図のキャリ３１からの信号を入力して元画像の
座標系における変換後の画像の画素中心に対応する座標
を求める実施例を′１ｉＩＪ５図に示す。Next, an embodiment in which a signal from the carrier 31 of FIG. 1 is inputted and coordinates corresponding to the pixel center of the transformed image in the coordinate system of the original image are determined is shown in FIG.'1iIJ5.

第１図３１のキャリ信号が０、すなわちＹ座標方向のア
ドレスが変化しない時のＸ、Ｙの値ｘｏ　＝ｌ＊ｃｏｓ
３０’　＋０ｅｓｉｎ３０”＝Ｑ　、８６６０２５ Ｙ０＝１　＊Ｃ−ｓ　ｉ　ｎ３０’　）＋０−　ｃｏ　
ｓ３０’＝−０゜５ をそれぞれの増分レジスタ５１０　、５３０に、キャリ
信号が１、すなわちＹ座標方向のアドレスがｌふえる時
のＸ、Ｙの値 Ｘ、＝１＊ｃｏｓ３０’＋ｌ会５ｉｎ３０’＝１．３６
６２５ Ｙｌ　＝ｌ＊−５ｉｎ３０＠＋ｌ＊ｃｏｓ３０’＝０．
３６６２５ をそれぞれの増分レジスタ５２０，５４０に。The values of X and Y when the carry signal in FIG. 131 is 0, that is, the address in the Y coordinate direction does not change, xo = l * cos
30'+0esin30''=Q, 866025 Y0=1 *C-sin30')+0-co
s30'=-0°5 is stored in the respective increment registers 510 and 530, and the value of X and Y when the carry signal is 1, that is, the address in the Y coordinate direction increases by 1, is 1*cos30'+15in30'= 1.36
625 Yl =l*-5in30@+l*cos30'=0.
36625 into their respective increment registers 520, 540.

第５図には図示されない装置によって、ハードウェア的
に又はソフトウェア的に計算されて、セットされている
ものとする。またＸ、Ｙの結果レジスタ５５０，５６０
には今回の実施例は原点を中心とする回転であるので、
それぞれＯがセラ）・されている。この状態の回路に第
１図の同期信号３７．３８と同じクロック信号を入れる
ことにより、第１図３１のキャリの信号に伴なってＸ、
Ｙそれぞれの増分レジスタが結果レジスタに足し込まれ
元画像でのＸ、Ｙ座標の値が５９０゜５９１から逐次的
に第６図に示すタイミングチャートのように出力される
。この＠算回路も、加算回路だけで構成されるため、回
路コストの低丁と十分に速いスピードを得ることが出来
る。It is assumed that the values are calculated and set by hardware or software by a device not shown in FIG. Also, X, Y result registers 550, 560
In this example, rotation is centered around the origin, so
Each O is Cera). By inputting the same clock signals as the synchronization signals 37 and 38 in FIG. 1 to the circuit in this state, X,
The Y increment register is added to the result register, and the values of the X and Y coordinates in the original image are sequentially output from 590°591 as shown in the timing chart shown in FIG. Since this @arithmetic circuit is also composed of only an adder circuit, it is possible to obtain low circuit cost and sufficiently high speed.

最後に第５図のＸ、Ｙ結果レジスタから出力されるＸ、
Ｙ座標５９０，５９１の値を入力して近傍２点での加重
平均を求める時の概念図を第７図に示す、第７図中のｍ
は、第５図の５９０で出力されるＸ座標の小数部である
。そこで座標７０の多値デジタル値Ｙは元画像の画素中
心７１．７２の多値デジタル値をそれぞれＸ７．、Ｘｇ
とするとＹ７ｏ＝ｍ＠Ｘ７１＋　（１−ｍ）　・Ｘｇの
式で求めることができ、」二式のＸ７１．ｘ７．ｌに第
２図（Ａ）の２４．２５の多値デジタル値を代入するこ
とにより、第２図（Ｃ）の画素２３の多値デジタル値を
求めることが出来る。Finally, the X, which is output from the X, Y result register in Figure 5,
Figure 7 shows a conceptual diagram when entering the values of Y coordinates 590, 591 and calculating the weighted average at two neighboring points.
is the decimal part of the X coordinate output at 590 in FIG. Therefore, the multi-value digital value Y at the coordinate 70 is the multi-value digital value at the pixel center 71.72 of the original image, respectively. ,Xg
Then, Y7o=m@X71+ (1-m) ・Xg can be obtained using the formula, and the two equations x7. By substituting the multi-value digital value of 24.25 in FIG. 2(A) to l, the multi-value digital value of pixel 23 in FIG. 2(C) can be obtained.

上記実施例は直線の等倍な回転であったが、画像データ
の回転は、第８図に示すように元画像の主走査方向のラ
インバッファを３本持ち、変換後の主走査方向の直線の
近似値を求める回路をｆｆｌｌｌ図のようにし、結果レ
ジスタ１１３から出力されるキャリ信号ｌｌＯをカウン
トレジスタ１１４の値をアドレスに直しメモリ１１２上
のアドレス信号１１１が指す番地にセーブし、セーブさ
れたキャリの値を第５図に入力し、結果デジタル画像の
近傍補間を第９図に示すように２次元で考えることによ
り、近傍ｗＪ間は Ｙ９０＝　（ｎ　’　Ｘ９１　＋　（１−ｎ）　　ψＸ
ｇ３）　ｅ　ｍ＋（ｎ　ｅ　Ｘｇ２＋（１−ｎ）　”　
Ｘｇ、）　ｅ　（１−ｍ）の式で求めることが出来る０
元画像での座標を求め、近傍補間する処理を変換後の画
像の副走査方向の画素数回繰り返すことにより簡単に対
応出来る。In the above embodiment, rotation of the straight line was performed at the same magnification, but as shown in Fig. 8, the rotation of the image data is performed using three line buffers in the main scanning direction of the original image, and a straight line in the main scanning direction after conversion. The circuit for obtaining an approximate value of By inputting the carry value in Figure 5 and considering the neighborhood interpolation of the resulting digital image in two dimensions as shown in Figure 9, the distance between the neighborhoods wJ is Y90 = (n'X91 + (1-n) ψX
g3) e m+(ne Xg2+(1-n)”
Xg,) e (1-m)
This can be easily handled by repeating the process of finding the coordinates in the original image and performing neighborhood interpolation several times for the pixels in the sub-scanning direction of the converted image.

また回転角４５＠〜３６０°は第１２図（Ｂ）の手法に
より、Ｏ°〜４５＠までの変形と考えることが出来るた
め、第１１図の回路で生成するキャリのｂｉｔ列をテー
ブルでメモリ上に持つことにより、処理スピードを上げ
ることも出来る。Also, since the rotation angle 45@~360° can be considered as a transformation from 0°~45@ using the method shown in Figure 12(B), the bit string of the carry generated by the circuit in Figure 11 is stored in the table. By holding it above you, you can also increase the processing speed.

今回の実施例は等倍の回転を考えたが、拡大の時は元画
像の画像データの入力タイミングを倍率により遅くする
ことによって対応でき、縮小の時は第８図に示すライン
バッファの数を増すことによって対応出来る。In this example, rotation at the same magnification was considered, but when enlarging, it can be handled by delaying the input timing of the image data of the original image depending on the magnification, and when reducing, the number of line buffers shown in Fig. 8 can be adjusted. This can be addressed by increasing the amount.

く効　　果〉 以上の様に本発明の画像処理方法は生成画像のアドレス
から元画像の対応する座標を求め、その座標位置のデー
タを原画像から求める様に構成したものである。かかる
構成により、部用な演算式で回転後の座標位、’、！ｉ
の正確なデータを求めることができる。従って回転に依
っても画像劣化の少い高品位の画像を高速に得ることが
できる。Effects> As described above, the image processing method of the present invention is configured to obtain the corresponding coordinates of the original image from the address of the generated image, and to obtain the data of the coordinate position from the original image. With this configuration, the coordinate position after rotation can be calculated using a simple arithmetic expression, ',! i
Accurate data can be obtained. Therefore, high-quality images with little image deterioration can be obtained at high speed even when rotated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本実施例のアドレス生成回路の前段の回路図、 第２図は従来法による画像の回転の説明図。 第３図は従来法と本実施例による１度データの変換の比
較を示す図、 第４図は第１図のタイミングチャートを示す図、 ｆＪＳ５図はアドレス生成回路の後段の回路図。 第６図は第５図のタイミングチャートを示す図。 第７図は加重平均を行う時の模式図、 第８図は画像を扱う場合の装置構成図。 第９図はその時の加重平均の模°式図、ｆｆｌｌｏ図は
第１図で求める近似された直線の軌跡を示す図、 第１１図は第９図の変換を行う構成例を示す図、 第１２図（Ａ）、（Ｂ）は座標変換の説明図である。FIG. 1 is a circuit diagram of the front stage of the address generation circuit of this embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram of image rotation according to the conventional method. FIG. 3 is a diagram showing a comparison of one-time data conversion according to the conventional method and this embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the timing chart of FIG. 1. FIG. fJS5 is a circuit diagram of the subsequent stage of the address generation circuit. FIG. 6 is a diagram showing the timing chart of FIG. 5. Figure 7 is a schematic diagram when performing weighted averaging, and Figure 8 is a diagram of the equipment configuration when handling images. Figure 9 is a schematic diagram of the weighted average at that time, the ffllo diagram is a diagram showing the locus of the approximate straight line obtained in Figure 1, Figure 11 is a diagram showing an example of a configuration for performing the conversion in Figure 9, FIGS. 12A and 12B are explanatory diagrams of coordinate transformation.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）画像の回転を行う画像処理方法において、生成さ
れる画像の主走査方向の直線を近似 するために、生成される画像の主走査方向の１つのアド
レスに対し、必ず副走査方向のアドレスが１つ決まるよ
うにして求め、そこで求めたアドレスから元画像で対応
する座標を求め、その座標から、生成される画像の画素
データを元画像の画像の画素データの近傍 補間から求めることを特徴とする画像処理方法。(1) In an image processing method that rotates an image, in order to approximate a straight line in the main scanning direction of the generated image, one address in the main scanning direction of the generated image must always have an address in the sub-scanning direction. is determined so that one address is determined, the corresponding coordinates in the original image are determined from the address determined, and from those coordinates, the pixel data of the image to be generated is determined by neighborhood interpolation of the pixel data of the original image. Image processing method. （２）直線近似のためのアドレスを求める時は、デジタ
ル微分解析法を用い、元画像での座標を求める時は、２
つの増分レジスタを切り替えながら加算する回路を有す
る第１項記載の画像処理方法。(2) When finding the address for linear approximation, use the digital differential analysis method, and when finding the coordinates in the original image, use 2
2. The image processing method according to claim 1, further comprising a circuit that performs addition while switching between two increment registers. （３）近傍補間のためのパラメータが上記デジタル微分
解析法における小数部保持レジスタの内容である第１項
記載の画像処理方法。(3) The image processing method according to item 1, wherein the parameter for neighborhood interpolation is the content of a decimal part holding register in the digital differential analysis method. （４）補間が２点直線的内挿である第１項記載の画像処
理方法。(4) The image processing method according to item 1, wherein the interpolation is two-point linear interpolation.