JPH03219372A - 画像の座標変換方法及び装置並びに１次元フレームバッファ - 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］ この発明はデジタル画像処理などに用いられる座標変換
技術、特に２次元座標系上の２次元アドレスによって１
次元座標系上の１次元アドレスにアクセスする技術に関
するものである。

［従来の技術］ デジタル画像を表示装置上に表示すること、及びその表
示のときに、記憶されている原画像に処理を加え、拡大
像、縮小像、回転像その他の処理画像を表示することも
知られている。

このような画像処理の場合にはアドレスの座標変換が必
要ｅある。

このうち、１次元座標、２次元座標間の変換は、画像処
理装置に多く見られ、従来は、フレームバッファと呼ば
れる表示または取扱い画像に合せて、画像サイズ及び画
像の固定化された特別な画像用メモリが使用されたハー
ドウェアによる技術や、またはＣＰＵを使ったソフトウ
ェアによる方法が採られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上記のハードウェアによる変換技術では画像
サイズが一定の場合には画像の画素の２次元座標と実際
のデータの存在するメモリアドレスの１次元座標との間
が非常に簡単な関係があり、２次元、１次元座標変換を
非常に簡単に行うことができる利点を有するのであるが
、しかし、′画一サイズ及びその画素の存在するアドレ
ス等を任意にする場合は、画像用メしすの容ｌｉが膨大
となり、画像の座標と実際の１次元メモリアドレスとの
関係が複雑になるほか、画像品質の向上、画像の解像度
の向上、メモリーの有効利用が困難である。

また、ソフトウェアによる変換技術はアドレス計算のた
めのプログラム量が増加し、処理時間も余分にかかると
いう問題がある。

このようなことから、２次元座標系の座標値で与えられ
たアドレスを１次元の実アドレスに変換する変換回路を
使用することも提案されているが（昭和６３年特許出願
公開第６６４５号公報参照）、ここでいう変換回路の具
体的な内容が開発されておらず、結局、この技術も実現
に至っていない。

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、２次元座標系の座標値で与えられたアドレスを１次
元の実アドレスに変換可能な技術を開発し、これによっ
て、簡単な装置で処理時間を短くすることができる画像
変換方法及び画像変換装置並びにそれらの技術を利用し
た１次元フレームバッファを提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段１ この目的に対応して、この発明の画像の座標変換方法は
、２次元座標系上のアドレスを決定する２次元座標の２
成分（の存在）の関数ｆ（ｘ）。

ｏ　（ｙ）の和Ω＝ｆ　（ｘ）　＋ｇ　（ｙ）を１次元
座標系上のアドレスの座標とすることを特徴とじている
。

また、この発明の画像の座標変換方法は、２次元座標系
上の任意の座標（ｘ、Ｖ）をアドレスとするデータをａ
　　とし、ａ　　の存在する１次の存在　　　　　ｘ・
Ｖ 元媒体上の１次元座標系上の任意の座標βをアドレスと
するデータをｂｔとし、ｆ（ｘ）をＸの任意の関数とし
、Ｘの８値に対応するｆ（ｘ）の値を格納するＸ方向ア
ドレスオフセットテーブルをＸＴとし、９（ｙ）をｙの
任意の関数とし、ｙの８値に対応するａ　（ｙ）の値を
格納するｙ方向アドレスオフセットテーブルをＹＴとし
、予め、Ｘの８値に対応するｆ（ｘ）の値をＸＴの各要
素ＸＴ　　にセットし、予め、ｙの８値に対応するｏ　
（ｙ）の値をＹＴの各要素ＹＴｙにセットし、Ｘに対応
するＸＴｘを取り出し、ｙに対応するＹＴ　　を取り出
しＸＴ　　とＹＴｙを加算することｘ により、β＝ｆ　（ｘ）＋ｇ　（ｙ）の関係を満たすΩ
を出力することによってａ　　をす、に対応さｘ、■ せることを特徴としている。

また、この発明の画一変換装置は、の存在の２次元アド
レスを供給する２次元アドレス供給器と、Ｘの８値に対
するＸＴｘを予め格納しておくｘ方向アドレスオフセッ
トテーブルＸＴと、ｙの８値に対するＹＴｙを予め格納
しておくｙ方向アドレスオフセットテーブルＹＴと、与
えられたＸの値に対するＸＴｘを読出すＸ方向アドレス
オフセット読出器ＸＴＲと、与えられたｙの値に対する
ＹＴ　　を読出すｙ方向アドレスオフセット読出器ＹＴ
Ｒと、ＸＴＲ，ＶＴＲより供給されるＸＴｘとＹＴ　　
を加算する加算器ＡＤＤと、及びの存在各々方向のアド
レスオフセットテーブルに予め、の存在の８値に対応す
るｆ（ｘ）及びａ　（ｙ）の値を設定する演算装置とを
備えることを特徴としている。

更にまたこの発明の１次元フレームバッファは、画像の
２次元データ行列ａ　［ｘ、Ｙｌにおける要素ａ　ｘ　
、　ｙの実ｆ−タが１次元媒体上の１次元データ行列す
に格納されており、αを任意の定数とすると、２つの行
列の要素間にｂＣＲ＋（ｙ−１）Ｘ＋（ｘ−１）＝ａ　
ｘ　、　ｙの関係が成立するように構成し、かつの存在
の２次元アドレスを供給する２次元アドレス供給器と、
Ｘの８値に対するＸＴ　　を予め格納しておくＸ方向ア
ドレスオフセットテーブルＸＴと、ｙの８値に対するＹ
Ｔｙを予め格納しておくｙ方向アドレスオフセットテー
ブルＹＴと、与えられたＸの値に対するＸＴｘを読出す
Ｘ方向アドレスオフセット読出器ＸＴＲと、与えられた
ｙの値に対するＹＴｙを読出すｙ方向アドレスオフセッ
ト読出器ＹＴＲと、ＸＴＲ，ＹＴＲより供給されるＸＴ
　　とＹＴｙを加算する加算器ＡＤＤと、及びｘ、ｙ各
々方向のアドレスオフセットテーブルに予め、の存在の
８値に対応するｆ（ｘ）＝ｘ−ｉ及びＱ　（ｙ）＝　（
ｙ−１）Ｘ＋αの値を設定する演算装置とを備えること
を特徴としている。

対するＹＴｙを読出すｙ方向アドレスオフセット読出器
ＹＴＲと、ＸＴＲ，ＶＴＲより供給されるＸＴ　　とＹ
Ｔｙを加算する加算器ＡＤＤと、及びの存在各々方向の
アドレスオフセットテーブルに予め、の存在の８値に対
応するｆ（ｘ）−ｘ−１及びＱ　（ｙ）−（ｙ−１）Ｘ
＋αの値を設定する演算装置とを備えることを特徴とし
ている。

［作用１ ２次元アドレスの存在が供給されると、アドレスオフセ
ットテーブルにセットされている関数値ｆ（ｘ）、ｇ（
ｙ）が読出され、次にず（×）。

Ｑ　（ｙ）が加算されてｆ　（ｘ）＋ｇ　（ｙ）−Ωの
１次元座標系上のアドレスβが出力され、これによって
２次元−１次元アドレス変換が完了する。

［実施例］ 以下、これらの発明を一実施例について説明する。

第１図において、１は座標変換装置である。座標変換装
置！１は２次元アドレス供給器２、Ｘ方向アドレスオフ
セット読出器３、ｙ方向アドレスオ７セツト読出１４、
オフセットテーブル５、加算器６、メモリ書込み読み出
し部７．１次元メモリ媒体８を備えている。

アドレスオフセットテーブル５はＸ方向アドレスオフセ
ットテーブル１１、ｙｈ方向アドレスオフセットテーブ
ル１２備えている。

Ｘ方向、ｙ方向アドレスオフセットテーブル１１．１２
にはこの座標変換装置１の駆動に先立って、すべての座
標成分ｘ−０，１，２，・・・、ｙ−０，１，２，・・
・について、 ＸＴｏ＝ｆ　（０）、 ＸＴｘ−ｆ（１）、 ＸＴ２−ｆ　（２）、　・ＸＴｘ＝ｆ　（ｎ）、ＹＴｏ
−Ｑ　（０）、 ＹＴｙ　＝Ｑ　（１）、 ＹＴ２−ｃｈｉ　（２＞、−ＹＴｙ−ｑ（ｍ）（ここで
ｎ及びｍはの存在各々の最大値である。）を他の装置ｆ
（マイクロコンピュータ１３等）に設定する。Ｘ方向ア
ドレスオフセットテーブル１１及びｙ方向アドレスオフ
セットテーブル１２はＲＡＭまたはＲＯＭ等で構成され
ている。

２次元座標の存在に該当するアドレスの存在は２次元ア
ドレス供給器２から供給され、の存在の値に対応するＸ
ＴｘＹＴｙがＸ方向アドレスオフセット読出器３及びｙ
方向アドレスオフセット読出器４で読出され、更に、Ｘ
及びｙ方向データオフセット径路２４．２５を通じ加算
器６に運ばれ、加算され１次元アドレスΩに変換され１
次元座標径路２６を通じ実メモリの入出力部であるメモ
リー込み読出し部に運ばれ実際のデータの入出力が行わ
れる。これにより、変換式 ｆ（ｘ）＋ａ（ｙ）　　・Ｑを満たす１次元と２次元間
の相互座標変換が行われる。

第２図は第１図に示した。発明の１次元、２次元画像の
関連を概念的に示したものである。第１図の２次元座標
の存在が任意の整数値を取り得るとすると第２図の画素
１４を含む１次元メモリ媒体８上の１次元画像１５は、
仮想２次元画ｌｌ１１６に変換されたことになり、この
発明を使用する装置は１次元の実メモリの存在と在り様
を意識することなく、の存在平面上に存在する２次元画
像を取扱うことになる。

第３図は本発明の座標変換装置１を２個使用し、２次元
画像を変形し、新たな合成された２次元画−を作るため
の装置例を示したものである。１７は画像アドレスの発
生装置で、Ｘが０から最大値まで１ずつ変化し、次にｙ
が１増え同じくｘが０から最大値まで変化するという動
作を繰り返すことにより全画像の座標を生成する。それ
に応じて座標変換装置１１ａ（画像読出用）で定義され
た画像が読まれ、座標変換装置ｆ１ｂ（画像書込み用）
で定義された画像上に書かれる。各々の座標変換装置１
ａ、ｌｂにおけるｆ　（ｘ）、　ｇ（ｙ）を設定するア
ドレスオフセットテーブル５の設定によって画像の各種
変形が行われ、新しい画像が生成される。但し第３図に
示す構成において２つの座椋変ｍｕｍ　１　ａ　、　１
　ｂについて共用できるものは共用してもよい。

第４図はｆ（ｘ）、Ｑ（ｙ）をセットするアドレスオフ
セットのデータセットの例を示したちので、設定によっ
て■の１次元座標データは■〜■のような２次元座標の
データに変形を行うことができる。

また、スキャナ等画像入出力装置も本発明を用いれば、
メモリ上の１次元画像の変換と同様に取扱うことができ
、元々シリアルに入出力されている画素も、この装置上
では２次元の画像とし取扱うことができる。

第５図は本発明をスキャナに適用した例を示しており、
この例では、スキャナの入力ボートが仮想メモリ空間上
に割当てられており（通常メモリマツブトｉ１０方式と
いう）、そのアドレスは八〇であると仮定されている。

更に、この座標変換装置と画像演算チップを複数個組合
せば、複数２次元画ＩＩＩ間演算が高速に行い得る。

また本発明では複数画素１次元がメモリ上に存在してい
る場合の、メモリの有効使用例である。

第６図に示すように、本発明装置で■、■のように連続
した２次元画像は２次元−１次元アドレス変換を可能に
することによって■に示したように行毎（または列毎）
の２次元画像を１次元アドレス上に任意の位置に存在さ
せ得るため、配置を考慮することにより、１次元メしり
が有効に使用できる。

次にこの発明の座標変換ＷＡ置は一般の画像表示装置の
７レームバツフ７として使用することもできる。通常フ
レームバッファは一画面分の画像メモリをいうが、これ
を１次元アドレスのメモリとこの発明の画像変換装置に
よって構成することができる。すなわち、第７図に示す
画像の１フレームを構成する２次元データ行列ａ　［ｘ
、Ｙ］において、 （１）要素ａ　ｘ　、　ｙの実データが１次元媒体ｂ［
Ｌ］上に存在し、 （２）ａのｆＳ要素がｂの任意要素す。より順に、（３
）ｂ＝ａ、ｂ α　　１１　　α＋１＝ａ２１・ ｂ　　　　　＝ａ　　　　　・・・ｂ α＋２　　　　３，１　　　　　０ｔ＋Ｘ−１””　　
ａｘ、１のように第１列の全要素が対応し、 （４）次に、ｂ、ｉ＋Ｘ＝”１２゜ ｂ　　　　　　＝ａ　　　　・・・ｂ　　　　　　　−
ａα÷Ｘ÷１　　２，２　　　α→２Ｘ−Ｉ　　　　ｘ
、２のよう（二第２列の全１１゛が対応し、（５）一般
にｂａ　＋（ｙ−１）Ｘ＋（ｘ−１）　−ａの存在の関
係が（６）第ｙ列まで成立するとする。

この場合に、この発明による座標変換装置では、（ａ）
行列ａの第ｙ列、第１行の要素と（ｂ）行列すの要素ｂ
ａ　＋（ｙ−１）Ｘが対応するように（Ｃ）　Ｑ　（ｙ
）　−（ｙ−１）　＊Ｘ＋αとし、（ｄ）行列ａの第ｙ
列の第Ｘ行に対応するｂａ　＋（ｙ−１）Ｘ＋（ｘ−１
）が （ｅ）行列ａの第ｙ列の第１行に対応するｂ　　−から
の α÷（ｙ　１）Ｘ （ｆ）相対的要素番号を示すように （ａ）ｆ　（ｘ）−ｘ−１とし、 （ｈ）これを第１図に示した装置におけるアドレスオフ
セットテーブル５に （ｉ）ＸＴｘＹＴをセットし、 （ｊ）の存在を２次元アドレス供給器２からアドレスオ
フセット読出器３．４に供給すれば（ｋ）２次元データ
行列の要素ａ　ｘ　、　ｙの実データの存在する （１）１次元媒体すの要素す、を示すΩの値が出力する
。

そこで、このｘ、ｙを７レームバツフ７（または画像）
１の座標、Ωを７レームバツフアのメモリアドレスとす
れば、この発明の座標変換装置を一般の画像表示装置の
７レームバツフアとして構成できる。

なお、以上説明した実施例は１次元座標を導出するのに
ｆ　（ｘ）、　ｇ（ｙ）をセットしたアドレスオフセッ
トテーブルを用いた例であるが、アドレスオフセットデ
ープルを使用せずにｆ（ｘ）。

ｇ（ｙ）を演算装置により導出してもよい。

［発明の効果１ この発明では１次元配憶媒体に２次元Ｗ！Ａ像情報を記
憶させるので取扱い画像のサイズ及び画像の位置に自由
度をもたせることができる。・しかも１次元、２次元ア
ドレスの変換をハードウェアであるアドレスオフセット
テーブルを使用して実現しているので＾速な１次元、２
次元間座標変換を行える。このため特に大容堡画録処理
の高速化を生出す。また、座標変換式の選択によって画
像の変形（９０°単位の回転、反転、拡大・縮小等）も
極めて容易に行い得る。更に実際のメモリ上の画像の位
置を２次元座標でアドレスが特定される画像情報の列ま
たは行毎に任意の場所とすることができるため記憶すべ
き複数の画像が存在する時に１次元メモリの有効利用を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は座標変換装置の構成説明図、第２図は仮想２次
元画像と１次元メモリの画素の位置を示す説明図、第３
図は画像変換装置を示す構成説明図、第４図は各種の座
標変換式に対応した各種の画像を示す説明図、第５図は
スキャナの入力部に座標変換装置を適用した場合の仮想
メモリアドレス上の画像を示す説明図、第６図は複数の
画像情報を格納した１次元メモリを示す説明図、及び第
７図は１画面上の画像情報のアドレスと１次元メモリ上
の画像情報アドレスとの関係を示す説明図である。 １・・・座標変換装置、　２・・・２次元アドレス供給
器、３・・・Ｘ方向アドレスオフセット読出器、４・・
・ｙ方向アドレスオフセット読出器、５・・・オフセッ
トテーブル、　６・・・加算器、７・・・メモリー込み
読出し部、 ８・・・１次元メモリ媒体、 １１・・・Ｘ方向アドレスオフセットテーブル、１２・
・・ｙ方向アドレスオフセットテーブル、１３・・・マ
イクロコンピュータ、　１４・・・画素、１５・・・１
次元画像、　１６・・・２次元画像、１７・・・画像ア
ドレスの発生装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２次元座標系上のアドレスを決定する２次元座標
   の２成分（ｘ、ｙ）の関数ｆ（ｘ）、ｇ（ｙ）の和ｌ＝
   ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）を１次元座標系上のアドレスの座標
   とすることを特徴とする画像の座標変換方法
2. （２）２次元座標系上の任意の座標（ｘ、ｙ）をアドレ
   スとするデータをａ＿ｘ＿、＿ｙとし、ａ＿ｘ＿、＿ｙ
   の存在する１次元媒体上の１次元座標系上の任意の座標
   ｌをアドレスとするデータをｂ＿ｌとし、ｆ（ｘ）をｘ
   の任意の関数とし、ｘの各値に対応するｆ（ｘ）の値を
   格納するｘ方向アドレスオフセットテーブルをＸＴとし
   、ｇ（ｙ）をｙの任意の関数とし、ｙの各値に対応する
   ｇ（ｙ）の値を格納するｙ方向アドレスオフセットテー
   ブルをＹＴとし、予め、ｘの各値に対応するｆ（ｘ）の
   値をＸＴの各要素ＸＴ＿ｘにセットし、予め、ｙの各値
   に対応するｇ（ｙ）の値をＹＴの各要素ＹＴ＿ｙにセッ
   トし、ｘに対応するＸＴ＿ｘを取り出し、ｙに対応する
   ＹＴ＿ｙを取り出しＸＴ＿ｘとＹＴ＿ｙを加算すること
   により、ｌ＝ｆ（ｘ）＋ｇ（ｙ）の関係を満たすｌを出
   力することによってａ＿ｘ＿、＿ｙをｂ＿ｌに対応させ
   ることを特徴とする画像の座標変換方法
3. （３）前記関数ｆ（ｘ）、ｇ（ｙ）を対象となる２次元
   座標系上のデータ列と記録媒体の１次元座標系上のデー
   タ列との位置の対応により決定することを特徴とする特
   許請求の範囲請求項（２）記載の画像の座標変換方法
4. （４）ｘ、ｙの２次元アドレスを供給する２次元アドレ
   ス供給器と、ｘの各値に対するＸＴ＿ｘを予め格納して
   おくｘ方向アドレスオフセットテーブルＸＴと、ｙの各
   値に対するＹＴ＿ｙを予め格納しておくｙ方向アドレス
   オフセットテーブルＹＴと、与えられたｘの値に対する
   ＸＴ＿ｘを読出すｘ方向アドレスオフセット読出器ＸＴ
   Ｒと、与えられたｙの値に対するＹＴ＿ｙを読出すｙ方
   向アドレスオフセット読出器ＹＴＲと、ＸＴＲ、ＹＴＲ
   より供給されるＸＴ＿ｘとＹＴ＿ｙを加算する加算器Ａ
   ＤＤと、及びｘ、ｙ各々方向のアドレスオフセットテー
   ブルに予め、ｘ、ｙの各値に対応するｆ（ｘ）及びｇ（
   ｙ）の値を設定する演算装置とを備えることを特徴とす
   る画像の座標変換装置
5. （５）画像の２次元データ行列ａ［Ｘ、Ｙ］における要
   素ａ＿ｘ＿、＿ｙの実データが１次元媒体上の１次元デ
   ータ行列ｂに格納されており、αを任意の定数とすると
   、２つの行列の要素間に ｂ＿α＿＋＿（＿ｙ＿−＿１＿）＿Ｘ＿＋＿（＿ｘ＿−
   ＿１＿）＝ａ＿ｘ＿、＿ｙの関係が成立するように構成
   し、かつｘ、ｙの２次元アドレスを供給する２次元アド
   レス供給器と、ｘの各値に対するＸＴ＿ｘを予め格納し
   ておくｘ方向アドレスオフセットテーブルＸＴと、ｙの
   各値に対するＹＴ＿ｙを予め格納しておくｙ方向アドレ
   スオフセットテーブルＹＴと、与えられたｘの値に対す
   るＸＴ＿ｘを読出すｘ方向アドレスオフセット読出器Ｘ
   ＴＲと、与えられたｙの値に対するＹＴ＿ｙを読出すｙ
   方向アドレスオフセット読出器ＹＴＲと、ＸＴＲ、ＹＴ
   Ｒより供給されるＸＴ＿ｘとＹＴ＿ｙを加算する加算器
   ＡＤＤと、及びｘ、ｙ各々方向のアドレスオフセットテ
   ーブルに予め、ｘ、ｙの各値に対応するｆ（ｘ）＝ｘ−
   １及び ｇ（ｙ）＝（ｙ−１）Ｘ＋αの値を設定する演算装置と
   を備えることを特徴とする画像表示装置の１次元フレー
   ムバッファ