JPH03192979A - 画像の表示方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表
示する、画像の表示方式に関する。

（従来の技術） コンピュータ・グラフィックスで用いられる一般的な技
法としてテクスチャ・マツピングという技法がある。こ
の技法は、入力画像をあらかじめ与えられた規則に基づ
いて物体表面に張り付け、これを表示画像に表示するこ
とで、物体表面の複雑な模様なとを表現する技法である
。ただし、実際を一表示画像に表示する場合には、物体
表面の表示画像上での位置に基づいて、入力画像から表
示画像への形状の変換を求め、これに従って入力画像の
形状を変換して表示画像を生成して表示する。

特に、この形状変換として良く知られている手法として
、アフィン変換と言う手法がある。このアフィン変換で
は、例えば長方形の入力画像は一般に平行四辺形の表示
画像に変換される。

なお、これらのテクスチャ・マツピングとアフィン変換
の詳細は、例えば文献工：塚田利夫著、［物体表面をリ
アルに描くテクスチャ・マツピング」、日経ＣＧ、１９
８７年１１月号１５４−１５９頁に記載されている。

また、放送局での番組製作などに使用されているディジ
タル・ビデオ・エフェクト（以下ＤＶＥと略す）では、
あらかじめ形状の変形方法を与えておき、これに従って
入力画像の形状を表示画像に変換して表示している。

（発明が解決しようとする課題） テクスチャ・マツピングやＤＶＥで入力画像の形状を表
示画像に変換する場合に、入力画ｆ象よりも表示画像の
大きさの方が小さい場合に、表示画像に折り返し歪が発
生してしまう。このような折り返し歪を除去するために
、従来のＤＶＥなとではあらかじめ入力画像に低域通過
型フィルタを施してから形状の変換を行っていた。この
処理により、入力画像の高周波成分が制限されるので、
表示画像には折り返し歪が発生しなくなる。

ところで、入力画像の形状の変換方法が、表示画像の部
分毎に異なる場合がある。このような場合に、従来の方
法では一種類の低域通過型フィルタを入力画像に施して
いた。

従って、例えば表示画像の部分毎に入力画像の縮小率が
異なる場合に、縮小率の大きな部分で折り返し歪の発生
しないようなフィルタを施してしまうと、縮小率の小さ
な部分では表示画像がぼけてしまうという問題点がある
。

また、縮小率の小さな部分でぼけが生じないようなフィ
ルタを施してしまうと、縮小率の大きな部分では折り返
し歪が発生してし、まうという問題点がある。

本発明は、以上で述べた問題を解決し、折り返し歪や、
ぼけを軽減した画像表示方式を提供することを目的とす
る。

（発明を解決するための手段） 本発明の入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表
示する画像の表示方式は、上記表示画像の各画素毎にそ
の画素に表示すべき上記入力画像の画素の位置を示す位
置情報と上記入力画像に施される変換を示す変換情報と
を設定し、上記変換情報と上記表示画像の表示可能な周
波数帯域とから決まる上記入力画像の表示可能な周波数
帯域を通過帯域とするフィルタ係数を求め、上記位置情
報で示される位置周辺の複数の画素の値を上記入力画像
から読み出し、上記フィルタ係数を用いて上記の複数の
画素の値にフィルタ処理を施して上記表示画像の各画素
の値を求め、上記表示画像を表示する手段で構成される
。

また、本発明の別の入力画像を異なる形状の表示画像に
変換して表示する画像の表示方式は、上記表示画像の各
画素毎にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位
置を示す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す
変換情報とを設定し、上記入力画像の周波数帯域を制限
する複数種のフィルタ係数をあらかじめ設定しておき、
上記変換情報と上記表示画像の表示可能な周波数帯域と
から決まる上記入力画像の表示可能な周波数帯域に最も
近い通過帯域となるフィルタ係数を上記複数種のフィル
タ係数から選択し、上記位置情報で示される位置周辺の
複数の画素の値を上記入力画像から読み出し、上記フィ
ルタ係数を用いて上記の複数の画素の値にフィルタ処理
を施して上記表示画像の各画素の値を求め、上記表示画
像を表示する手段で構成される。

また、本発明の別の入力画像を異なる形状の表示画像に
変換して表示する画像の表示方式は、上記表示画像の各
画素毎にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位
置を示す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す
変換情報とを設定し、上記変換情報と上記表示画像の表
示可能な周波数帯域とから決まる上記入力画像の表示可
能な周波数帯域を近似する周波数帯域を通過帯域とする
水平垂直分離型フィルタの水平方向と垂直方向のフィル
タ係数を求め、上記位置情報で示される位置周辺の複数
の画素の値を上記入力画像から読み出し、上記フィルタ
係数を用いて上記の複数の画素の値に水平方向のフィル
タ処理と垂直方向のフィルタ処理とを施して上記表示画
像の各画素の値を求め、上記表示画像を表示する手段で
構成される。

また、本発明の別の入力画像を異なる形状の表示画像に
変換して表示する画像の表示方式は、上記表示画像の各
画素毎にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位
置を示す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す
変換情報とを設定し、上記入力画像の周波数帯域を制限
する複数種の水平垂直分離型フィルタのフィルタ係数を
あらかじめ設定しておき、上記変換情報と上記表示画像
の表示可能な周波数帯域とから決まる上記入力画像の表
示可能な周波数帯域に最も近い通過帯域となるフィルタ
係数を上記複数種のフィルタ係数から選択し、上記位置
情報で示される位置周辺の複数の画素の値を上記入力画
像から読み出し、上記フィルタ係数を用いて上記の複数
の画素の値に水平方向のフィルタ処理と垂直方向のフィ
ルタ処理とを施して上記表示画像の各画素の値を求め、
上記表示画像を表示する手段で構成される。

（作用） 本発明の画像の表示方式について説明する。

入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表示するに
当たり、まず表示画像の各画素毎に、その画素に表示す
べき入力画像の画素の位置を示す位置情報を設定する。

この位置は、入力画像から表示画像への形状の変換規則
を与えることにより、容易に求めることができる。ただ
し、この画素の位置は必ずしも入力画像の各画素の位置
と一致している必要は無く、もし入力画像の各画素の間
の位置を設定した場合には、周辺の画素の値を補間する
ことにより設定した位置の値を求めて表示画像の画素の
値とすることができる。

同時に表示画像の各画素毎に、入力画像に施される変換
を示す情報を設定する。具体的には、例えばその位置に
おける入力画像の拡大・縮小や入力画像の回転角なとを
設定すれば良い。

ところで、形状の変換により折り返し歪を発生しない入
力画像の周波数帯域、すなわち入力画像の表示可能な周
波数帯域は、表示の各画素毎に設定した変換情報と表示
画像の表示可能な周波数帯域とから一意に決まる。

ここで、この入力画像の表示可能な周波数帯域を通過帯
域とするフィルタ処理によって、あらかじめ入力画像の
周波数帯域を制限しておけば、形状の変換によって表示
画像に折り返し歪が発生することは無くなる。また、こ
のフィルタの通過帯域は形状の変換により表示画像の表
示可能な周波数帯域となるので、表示画像にぼけが発生
することも無い。

そこで、表示画像の各画素毎に設定した変換情報と表示
画像の表示可能な周波数帯域とから決まる入力画像の表
示可能な周波数帯域を通過帯域とするフィルタの、フィ
ルタ係数を求める。このフィルタ係数の求め方は、文献
２：ハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）著、宮用洋、今井秀樹
訳、化学技術出版社列、［ディジタルフィルタ」に詳細
に記載されている。

それから、表示画像の各画素毎に設定した位置情報で示
される位置周辺の複数の画素の値を、入力画素から読み
出す。こうして読み出した複数の画素の値に求めたフィ
ルタ係数を用いてフィルタ処理を施して、表示画像の各
画素の値を求める。

ただし、設定された位置情報で示される画素の位置が入
力画像の各画素の間の位置の場合には、フィルタ処理と
同時にその周辺の画素の値の補間処理も行い、設定され
た位置情報で示される位置の画素の値を求める。

最後に、表示画像を表示する。

先にも述べた通り、入力画像の表示可能な周波数帯域を
通過帯域とするフィルタ処理を施しているので、表示画
像に折り返し歪やぼけが発生することは無い。

さらに、表示画像の各画素毎に変換情報に基づいて入力
画素に施すフィルタ係数を求めるので、表示画像の部分
毎に入力画像の形状の変換方法が異なっていても、適当
なフィルタ処理が可能となり、表示画像での折り返し歪
やぼけの発生を制限することができる。

また、このように表示画像の各画素毎にフィルタ係数を
求める代わりに、入力画像の周波数帯域を制限する複数
の種類のフィルタ係数をあらかじめ設定しておき、変換
情報に基づいて選択して使用することもできる。この選
択においては、入力画像の表示可能な周波数帯域にも最
も近い通過帯域となるフィルタ係数を選択する。−例と
しては、入力画像の表示可能な周波数帯域とフィルタの
通過帯域との共通部分以外の部分の面積が少なくなるよ
うなフィルタ係数を求める。

このように、フィルタ係数を選択して使用することによ
り、画素毎にフィルタ係数を求める場合に比べて、はる
かに処理量を少なくすることができる。

ただし、この場合にはフィルタの通過帯域と入力画像の
表示可能な周波数帯域とは必ずしも一致しなくなってし
ます。しかし、複数の種類のフィルタ係数を用意するこ
とにより、この通過帯域と入力画像の表示可能な周波数
帯域とを近づけることができ、表示画像での折り返し歪
やぼけの発生を、十分に制限することができる。

また、入力画像の周波数帯域を制限する任意のフィルタ
処理を行う代わりに、水平垂直分離型フィルタを用いた
フィルタ処理を行うこともできる。すなわち、まず、入
力画像の表示可能な周波数帯域を近似する周波数帯域を
通過帯域とする水平垂直分離型フィルタの、水平方向の
フィルタ係数と垂直方向のフィルタ係数とを求める。こ
れらのフィルタ係数を用いて、水平方向のフィルタ処理
と、垂直方向のフィルタ処理とを行う。

この場合には、フィルタの通過帯域は入力画像の表示可
能な周波数帯域とは必ずしも一致しなくなってします。

しかし、この通過帯域を入力画像の表示可能な周波数領
域に近づけることにより、表示画像での折り返し歪やぼ
けの発生を、十分に制限することができる。

しかも、このような水平垂直分離型フィルタを利用する
ことにより、一般に任意のフィルタを用いる場合に比べ
てフィルタ演算の処理量を少なくすことができる。

また、画素毎に水平方向と垂直方向のフィルタ係数を求
める代わりに、入力画像の周波数帯域を制限する複数の
種類のフィルタ係数をあらかじめ設定しておき、水平方
向と垂直方向とのフィルタ係数をそれぞれ選択して使用
することもできる。

この選択においては、入力画像の表示可能な周波数帯域
に最も近くなる水平方向と垂直方向とのフィルタ係数を
それぞれ選択する。−例てしては、入力画像の表示可能
な周波数帯域とフィルタの通過帯域との共通部分以外の
面積が、最も少なくなるようなフィルタ係数を求める。

このように、フィルタ係数を選択して使用することによ
り、画素毎に水平垂直分離型フィルタ係数を求める場合
に比べて、はるかに処理量を少なくすることができる。

（実施例） 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）は、第１の発明の画像の表示方式を実現す
る表示装置の一例を示すブロック図である。第１図（ａ
）に示すように、入力画像１００を異なる形状の表示画
像１０５に変換して表示するに当たり、まず位置情報設
定手段１は、表示画像１０５の各画素毎に、あらかじめ
与えられた変換規則により、その画素に表示すべき入力
画像１００の画素の位置を示す位置情報１０１を設定し
て記憶する。この位置情報１０１で示される位置は、入
力画像１００の画素の位置と一致している必要は無く、
入力画像１００の画素の間の位置を示していても良い。

同時に、変換情報記憶手段２は、表示画像１０５の各画
素毎に、あらかじめ与えられた変換規則により、入力画
像１００に施される形状の変換を示す変換情報１０２を
設定して記憶する。この変換情報１０２は、例えば形状
の変換による入力画像１００の拡大・縮小率および入力
画像の回転角を示す情報である。

第２図（ａＸｂ）は、入力画像１００と表示画像１０５
との周波数帯域の関係を示す説明図である。例えば、表
示画像１０５の表示可能な周波数帯域Ａに、変換情報１
０２で示される形状の変換の逆変換を施すことにより、
第２図（ｂ）で示す入力画像１００の表示可能な周波数
帯域Ａ′を求めることができる。

ここで、入力画像１００の周波数帯域Ｂの内で、斜線部
分の周波数帯域Ｃが折り返し歪となる部分である。そこ
で、フィルタ係数算出手段３は周波数帯域Ａ′を通過帯
域とするフィルタのフィルタ係数１０３を、表示画像１
０５の各画素毎に設定された変換情報１０２に基づいて
算出する。

次に、入力画像読出し手段４は、位置情報設定手段１か
ら構成される装置情報１０１で示される位置周辺の複数
の画素の値を、入力画像１００から読み出す。そして、
フィルタ手段５はこれらの複数の画素の値にフィルタ係
数１０３を用いてフィルタ処理を施し、表示画像１０５
の画素の値を求める。

これにより、入力画像１００の周波数帯域Ｂのうちの周
波数帯域Ａ′内の部分のみを取り出せることになる。こ
の部分は、形状の変換により表示画像１０５の表示可能
な周波数帯域Ａとなる部分である。従って、この部分の
周波数帯域Ａ′のみを取り出して形状の変換を行うこと
で、折り返し歪を発生させず、しかも不要なぼけも発生
させずに、表示画像１０５を表示できることになるる また、表示画像１０５の各画素毎に設定された変換情報
１０２の基づいてフィルタ係数１０３を求めているので
、表示画像１０５の部分毎に入力画像１００の形状の変
換方法が異なっていても、表示画像１０５の全体に対し
て適切なフィルタ処理が可能となり、折り返し歪やぼけ
の部分的な発生も無くすことができる。

ただし、設定された位置情報１０１で示される画素の位
置が入力画像１００の各画素の間の位置の場合には、フ
ィルタ処理と同時にその周辺の画素の値の補間処理も行
い、設定された位置情報１０１で示される位置の画素の
値を、表示画像１０５の画素の値として求める。

こうして求められた表示画像１０５を、表示手段６に表
示する。

第１図（ｂ）は、第２の発明の画像の表示方式を実現す
る表示装置の一例を示すブロック図である。第１図（ｂ
）に示すように、フィルタ係数設定手段７は、入力画像
１００の周波数帯域Ｂを制限するための、複数の種類の
フィルタ係数１０７を設定して記憶する。そして、フィ
ルタ係数選択手段８はこれらのフィルタ係数１０７の中
から、入力画像１００の表示可能な周波数帯域Ａ′に最
も近い通過帯域となるフィルタ係数１０３を、変換情報
１０２に基づいて選択して出力する。そして、選択され
たフィルタ係数１０３を用いて、フィルタ手段５はフィ
ルタ処理を行う。

この場合の通過帯域は、入力画像１００の表示可能な周
波数帯域Ａ′と必ずしも一致しなくなってしまう。しか
し、複数の種類のフィルタ係数１０７を用意することに
より、この通過帯域と入力画像１００の表示可能な周波
数帯域Ａ′とを近づけることができ、表示画像１０５で
の折り返し歪やぼけの発生を、十分に制限することがで
きる。

このように、フィルタ係数１０３を選択して使用するこ
とにより、画素毎にフィルタ係数１０３を求める場合に
比べて、はるかに処理量を少なくすることができる。

第１図（Ｃ）は、第３の発明の画像の表示方式を実現す
る表示装置の一例を示すブロック図である。第１図（Ｃ
）に示すように、フィルタ係数算出手段９は周波数帯域
Ａ′を近似する周波数帯域を通過帯域とする水平垂直分
離型フィルタの、水平方向のフィルタ係数１１０と垂直
方向のフィルタ係数１１１とを、変換情報に基づいて算
出する。

そして、入力画像読出し手段４から読み出された複数の
画素の値に対して、まず水平方向フィルタ手段１０は水
平方向のフィルタ係数１１０を用いてフィルタ処理を施
し、次に垂直方向フィルタ手段１１は垂直方向のフィル
タ係数１１１を用いてフィルタ処理を施し、表示画像１
０５の画素の値を求める。

第３図は、水平垂直分離型フィルタの通過帯域を示す説
明図である。第３図に示すように、水平垂直分離型フィ
ルタの通過帯域りは長方形となるので、入力画像１００
の表示可能な周波数帯域Ａ′とは必ずしも一致しない。

しかし、この通過帯域りを周波数帯域Ａ′に近づけるこ
とにより、表示画像１０５での折り返し歪やぼけの発生
を、十分に制限することができる。

このように、水平垂直分離型フィルタを利用することに
より、一般に任意のフィルタを用いる場合に比べてフィ
ルタ演算の処理量を少なくすることができる。

ただし、設定された位置情報１０１で示される画素の位
置が入力画像１００の各画素の間の位置の場合には、水
平方向フィルタ手段１０および垂直方向フィルタ手段１
１でのフィルタ処理と同時に、それぞれその周辺の画素
の値の水平方向および垂直方向の補間処理も行い、設定
された位置情報１０１で示される位置の画素の値を、表
示画像１０５の画素の値として求める。

第１図（ｄ）は、第４はの発明の表示方式を実現する表
示装置の一例を示すブロック図である。第１図（ｄ、）
に示すように、フィルタ係数設定手段１２は、入力画像
１００の周波数帯域Ｂを制限するための、水平垂直分離
フィルタの複数の種類のフィルタ係数１１２を設定して
記憶する。そして、フィルタ係数選択手段８はこれらの
フィルタ係数１０７の中から、入力画像１００の表示可
能な周波数帯域Ａ′に最も近い通過帯域となる水平方向
のフィルタ係数１１０と垂直方向のフィルタ係数１１１
とを、変換情報１０２に基づいて選択して出力する。そ
して、選択された水平方向のフィルタ係数１１０と垂直
方向のフィルタ係数１１とを用いて、水平方向フィルタ
手段１０と垂直方向フィルタ手段１１とはそれぞれフィ
ルタ処理を行う。

このように、フィルタ係数１１０．１１１を選択して使
用することにより、画素毎にフィルタ係数ｎｏ、　ｉｉ
ｉを求める場合に比べて、はるかに処理量を少なくする
ことができる。

また、以上の説明においては入力画像として特に規定は
していないが、多値の白黒画像、ＲＧＢの各カラー成分
画像、Ｙ・（Ｒ−Ｙ）・（Ｂ−Ｙ）等の輝度・色差信号
は、すべてこの入力画像の中に含まれる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明の画像の表示方式を用いること
により、入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表
示する場合に、表示画像に発生する折り返し歪やぼけを
制限することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）、　（ｄ）は本発明
の画像の表示方式を実現する表示装置の一例を示すブロ
ック図、第２図（ａ）、（ｂ）は入力画像と表示画像と
の周波数帯域の関係を示す説明図、第３図は水平垂直分
離型フィルタの通過帯域を示す説明図である。 図において、１・・・位置情報設定手段、２・・・変換
情報設定手段、３・・・フィルタ係数算出手段、４・・
・入力画像読み出し手段、５・・・フィルタ手段、６・
・・画像表示手段、７・・・フィルタ係数設定手段、８
・・・フ、イルタ係数選択手段、９・・・フィルタ係数
算出手段、１０・・・水平方向フィルタ手段、１１・・
・垂直方向フィルタ手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表示
   する画像の表示方式において、上記表示画像の各画素毎
   にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位置を示
   す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す変換情
   報とを設定し、上記変換情報と上記表示画像の表示可能
   な周波数帯域とから決まる上記入力画像の表示可能な周
   波数帯域を通過帯域とするフィルタ係数を求め、上記位
   置情報で示される位置周辺の複数の画素の値を上記入力
   画像から読み出し、上記フィルタ係数を用いて上記の複
   数の画素の値にフィルタ処理を施して上記表示画像の各
   画素の値を求め、上記表示画像を表示する画像の表示方
   式。
2. （２）入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表示
   する画像の表示方式において、上記表示画像の各画素毎
   にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位置を示
   す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す変換情
   報とを設定し、上記入力画像の周波数帯域を制限する複
   数種のフィルタ係数をあらかじめ設定しておき、上記変
   換情報と上記表示画像の表示可能な周波数帯域とから決
   まる上記入力画像の表示可能な周波数帯域に最も近い通
   過帯域となるフィルタ係数を上記複数種のフィルタ係数
   から選択し、上記位置情報で示される位置周辺の複数の
   画素の値を上記入力画像から読み出し、上記フィルタ係
   数を用いて上記の複数の画素の値にフィルタ処理を施し
   て上記表示画像の各画素の値を求め、上記表示画像を表
   示する画像の表示方式。
3. （３）入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表示
   する画像の表示方式において、上記表示画像の各画素毎
   にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位置を示
   す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す変換情
   報とを設定し、上記変換情報と上記表示画像の表示可能
   な周波数帯域とから決まる上記入力画像の表示可能な周
   波数帯域を近似する周波数帯域を通過帯域とする水平垂
   直分離型フィルタの水平方向と垂直方向のフィルタ係数
   を求め、上記位置情報で示される位置周辺の複数の画素
   の値を上記入力画像から読み出し、上記フィルタ係数を
   用いて上記の複数の画素の値に水平方向のフィルタ処理
   と垂直方向のフィルタ処理とを施して上記表示画像の各
   画素の値を求め、上記表示画像を表示する画像の表示方
   式。
4. （４）入力画像を異なる形状の表示画像に変換して表示
   する画像の表示方式において、上記表示画像の各画素毎
   にその画素に表示すべき上記入力画像の画素の位置を示
   す位置情報と上記入力画像に施される変換を示す変換情
   報とを設定し、上記入力画像の周波数帯域を制限する複
   数種の水平垂直分離型フィルタのフィルタ係数をあらか
   じめ設定しておき、上記変換情報と上記表示画像の表示
   可能な周波数帯域とから決まる上記入力画像の表示可能
   な周波数帯域に最も近い通過帯域となるフィルタ係数を
   上記複数種のフィルタ係数から選択し、上記位置情報で
   示される位置周辺の複数の画素の値を上記入力画像から
   読み出し、上記フィルタ係数を用いて上記の複数の画素
   の値に水平方向のフィルタ処理と垂直方向のフィルタ処
   理とを施して上記表示画像の各画素の値を求め、上記表
   示画像を表示する画像の表示方式。