JPH09198497A - 画像データの加工処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は画像データの加工処理方式に関し，画
像データを拡大／縮小・回転等の加工処理時間を短縮し
て高速化することを目的とする。 【解決手段】画像データの拡大または縮小を指示する加
工情報の発生に応じて画像を縦・横方向にそれぞれ一回
走査し，画像の拡大または縮小後のディスティネーショ
ン側の座標に対応するソース側の座標を表す値をアフィ
ン変換により求める。ディスティネーション側の縦座標
の各値及び横座標の各値に対応して求められたソース側
の各座標を表す値を縦・横の方向別にそれぞれ格納した
画像データ変換テーブルを作成し，画像データ変換テー
ブルを参照して画像データの拡大・縮小処理を高速に行
うよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データを回転，
拡大または縮小等の画像加工を行うための画像データの
加工処理方式に関する。

【０００２】画像データの加工処理を行うことが，文字
処理や画像処理の分野において広く利用されている。新
聞や雑誌の編集に使用される画像データの場合，縮小や
拡大により大きさを変えたり，回転させたりして決めら
れた紙面の枠内に収まるように何度も校正されたり，修
正が施される。また，画像をイメージリーダ等に読み取
って得られた画像データが，読み取る時の原稿の傾き等
により全体が回転する場合に元の画像に戻すための処理
が施される。これらの各種の画像データを扱う分野にお
いて，画像データを指示通りに高速に画像加工処理する
ことが望まれている。

【０００３】

【従来の技術】図８は従来例の説明図である。図８にお
いて，９０はホストコンピュータ等の上位処理部，９１
は画像データの格納部，９２は画像加工情報，９３は画
像加工処理部，９３ａはアフィン変換処理，９４は画像
データ表示処理を表す。

【０００４】例えばイメージスキャナにより読み取られ
た画像データが画像データの格納部９１に格納されてい
る。上位処理部９０は，この画像データと，この画像デ
ータに対して施すべき画像加工情報９２（拡大，縮小，
回転等の指示）とを画像加工処理部９３に供給する。画
像加工処理部９３では各画素毎の画像データに対して画
像加工情報９２に従って，公知のアフィン変換処理９３
ａが行われる。この場合，アフィン変換処理９３ａで
は，画像を構成する全画素のデータについて順番にアフ
ィン変換の計算を行い，変換により得られた画像データ
は画像データ表示処理９４により処理されて表示が行わ
れる。

【０００５】ここで，画像の幾何学的変換処理は次のよ
うな座標変換の式で表現され，（ｕ，ｖ）は変換前の画
像の座標系，（ｘ，ｙ）は変換後の座標系である。 ｕ＝ｐ（ｘ，ｙ） ｖ＝ｑ（ｘ，ｙ） 関数ｐ，ｑとして多項式が用いられ，次数が１次以下の
多項式が表す変換がアフィン変換である。

【０００６】ｕ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ ｖ＝ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ 回転の場合，ａ＝ cosθ，ｂ＝−sin θ，ｄ＝sin θ，
ｅ＝ cosθとなり，拡大・縮小の場合，ａ＝ａ（ｘ方向
の拡大・縮小率），ｅ＝ｅ（ｙ方向の拡大・縮小率）と
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像データの加
工処理方式では，上記したように，加工すべき画像デー
タの全ての画素に対してアフィン変換の計算が行われて
変換後の各画素のデータを求める必要があり，そのため
に計算処理量が多く画像データを表示するまでに時間が
かかるという問題があった。

【０００８】本発明は，上記の問題を解決し，画像デー
タを拡大／縮小・回転等の加工を行う場合に，処理時間
を短縮して高速な画像加工を行うことができる画像デー
タの加工処理方式を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
である。図１において，１は画像データを発生する上位
処理部，２は画像データを格納する画像データ格納部，
３は画像データに対する加工内容（拡大，縮小，回転の
何れか，または拡大・縮小と回転と，加工後のサイズ
等）を表す画像加工情報，４は画像加工処理部，５はア
フィン変換処理部，６は画像データ変換テーブル，６ａ
はＸ方向の変換テーブル，６ｂはＹ方向の変換テーブ
ル，７は画像データ表示処理部である。

【００１０】本発明は画像データを拡大・縮小または回
転等の画像加工を行うために，縦横一回の走査でソース
（変換元）側からディスティネーション（変換先）側の
座標に変換するテーブルを作成し，そのテーブルを参照
することで画像の加工処理を行うものである。

【００１１】上位処理部１は発生した画像データ格納部
２に格納された画像データとこの画像データに対して施
される加工内容を表す画像加工情報３を画像加工処理部
４に供給する。画像加工情報３として，ディスティネー
ション（変換先）の画像の高さ（Ｙ方向）と幅（Ｘ方
向）や，拡大／縮小または回転，または拡大／縮小と回
転の種別と値等が含まれる。画像加工処理部４では，画
像加工情報３で指定された情報によりアフィン変換処理
部５において，縦方向（Ｙ方向）と横方向（Ｘ方向）に
１回ずつ走査して，それぞれ変換後のディスティネーシ
ョン側の座標に対応するソース側の座標とを対応付けた
Ｘ方向変換テーブル６ａ，Ｙ方向変換テーブル６ｂを作
成する。なお，この変換テーブルは加工情報により指定
されたディスティネーションの高さと幅の範囲に含まれ
る各座標に対応するソース側の座標を演算により求める
ことにより作成する。これにより例えば，ディスティネ
ーション側の座標の座標間が拡大して補間処理の必要性
を無くすことができる。

【００１２】次に画像データ変換テーブル６が作成され
ると，画像加工処理部４は画像データ格納部２の各画素
について画像データ変換テーブル６を参照して加工後の
画像データを作成し，画像データ表示処理部７により加
工後の画像データを表示する。

【００１３】この方式により全画素についてアフィン変
換を行う必要がなくなり，縦横一回の走査でソース側と
ディスティネーション側の座標が分かるので加工処理を
高速化できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図２は実施例の処理フローであ
る。この処理フローは，上記図１の画像加工処理部４に
おいて実行され，画像加工情報（図１の３）として，拡
大縮小率，回転角（何れか一方の場合もある），加工後
の画像データの幅，高さが与えられて，画像データ展開
処理が開始され，アフィン変換の各項を求める処理が行
われる（図２のＳ１）。この場合，（ｘ１，ｙ１）を変
換前の画像の座標系，（ｘ２，ｙ２）を変換後の座標系
とし，ｘ１＝ｐ（ｘ２，ｙ２），ｙ１＝ｑ（ｘ２，ｙ
２）で表し，アフィン変換の式は，画像の原点を中心に
角度θだけ回転させた点に移動させる場合，次の
（１），（２）のようになる。

【００１５】 ｘ１＝ cosθ・ｘ2 −sin θ・ｙ２ （１） ｙ１＝sin θ・ｘ２＋ cosθ・ｙ2 （２） 従って，この式によりａ，ｂ，ｃ，ｄの４個のパラメー
タは，指定された画像の拡大縮小率を含めて，図２の２
０にも示すが，次のように設定される。

【００１６】 ａ＝拡大縮小率 ×ｃｏｓ（θ×π／１８０） （３） ｂ＝拡大縮小率×−１×ｓｉｎ（θ×π／１８０） （４） ｃ＝拡大縮小率 ×ｓｉｎ（θ×π／１８０） （５） ｄ＝拡大縮小率 ×ｃｏｓ（θ×π／１８０） （６） 但し，パラメータａ，ｂは上記式（１）のｘ２項とｙ２
項に対応し，パラメータｃ，ｄは上記式（２）のｘ２項
とｙ２項に対応する。

【００１７】また，（ｘ１，ｙ１）から（ｘ２，ｙ２）
への逆変換の式は，次の式（７）〜（９）で表される。 ｘ２＝（ｄ＊ｘ１−ｂ＊ｙ1 ）／ｄｅｔ （７） ｙ２＝（−ｃ＊ｘ１＋ａ＊ｙ１）／ｄｅｔ （８） ｄｅｔ＝ａ＊ｄ−ｂ＊ｃ （９） 従って，逆変換のパラメータは図２の２０に示すように
次のｄｅｔ，ａｄ，ｂｄ，ｃｄ，ｄｄとなる。

【００１８】 ｄｅｔ＝ａ＊ｄ−ｂ＊ｃ （１０） ａｄ＝ｄ／ｄｅｔ （１１） ｂｄ＝−ｂ／ｄｅｔ （１２） ｃｄ＝−ｃ／ｄｅｔ （１３） ｄｄ＝ａ／ｄｅｔ （１４） 次に処理後のイメージデータ（画像データ）の幅と高さ
を求める（図２のＳ２）。この場合，幅をｗ，高さをｈ
は次の式で求められる（ｗ，ｈは加工情報により与えら
れる）。

【００１９】 幅 ：ｍａｘ｛｜ａ・ｗ＋ｂ・ｈ｜，｜ａ・ｗ−ｂ・ｈ｜｝ （１５） 高さ：ｍａｘ｛｜ｃ・ｗ＋ｄ・ｈ｜，｜ｃ・ｗ−ｄ・ｈ｜｝ （１６） この後，図２のＳ３〜Ｓ６において画像データ変換テー
ブルを作成する。そのため，ディスティネーション上の
Ｘ，Ｙ座標上を走査し，逆変換を用いて元画像上の対応
点を計算する。

【００２０】まず，処理後のイメージデータの幅分（Ｘ
方向）のループ処理を行い，係数（アフィン変換の係
数）を求める（図２のＳ３，Ｓ４）。この場合，初期値
ｎ＝０とし，０＜ｎ＜処理後のイメージデータの幅（ｎ
＋＋）とすると，次のようにＸ方向の座標（ｎ）に対し
て係数ｗｋ＿ａｄ［ｎ］及びｗｋ＿ｃｄ［ｎ］が求めら
れる（図２の２１）。式中の，オフセットとは，回転，
拡大縮小を行う場合に，変換後の画像の中心からの距離
（原点とのずれ）を表す。

【００２１】 ｗｋ＿ａｄ［ｎ］＝ａｄ×（Ｘ方向のオフセット） ｗｋ＿ｃｄ［ｎ］＝ｃｄ×（Ｘ方向のオフセット） 次に処理後のイメージデータの高さ分（Ｙ方向）のルー
プ処理を行い，係数を求める（図２のＳ５，Ｓ６）。こ
の場合も初期値ｎ＝０とし，０＜ｎ＜処理後のイメージ
データの高さ（ｎ＋＋）とすると，次のようにＹ方向の
座標（ｎ）に対して係数ｗｋ−ｂｄ［ｎ］及びｗｋ−ｄ
ｄ［ｎ］が求められる（図２の２２）。

【００２２】 ｗｋ＿ｃｄ［ｎ］＝ｃｄ×（Ｙ方向のオフセット） ｗｋ＿ｄｄ［ｎ］＝ｄｄ×（Ｙ方向のオフセット） このようにして，横（Ｘ方向）及び縦（Ｙ方向）のそれ
ぞれ１回の走査により，ディスティネーション上のＸ座
標とＹ座標のそれぞれに対応したソース側の対応点を求
めることにより，縦，横それぞれ一つずつの変換テーブ
ルで構成する画像データ変換テーブルを作成することが
できる。

【００２３】画像データ変換テーブルの作成が終了した
ら，ディスティネーション側の座標にソース側の値を代
入するための処理をＳ７〜Ｓ９で実行する。まず，処理
後のイメージデータの高さ分のループ処理を行い（図２
のＳ７），各高さについて，処理後のイメージデータの
幅分のループ処理を行い（同Ｓ８），各座標（高さと幅
が決まっている）に対して，図２の２３に示す次の計算
式，すなわち，ディスティネーション側位置＝ソース側
Ｘ座標＋（ソース側Ｙ座標＊イメージデータ幅）を求め
て，ディスティネーション側の位置に値（画像データ）
を代入する。この図２の式のソース側Ｘ座標とソース側
Ｙ座標は，上記のＳ３〜Ｓ６で求めた画像データ変換テ
ーブルを参照することにより求められる。

【００２４】イメージデータの高さ分のループが終了し
たら，画像表示処理により画像データを表示する（図２
のＳ１０）。図３乃至図５は本発明による画像データの
加工の具体例である。

【００２５】図３は本発明による画像データの拡大縮小
の加工処理を行う例である。図３において，３０は元画
像データ，３１は加工情報，３２は画像データ変換テー
ブル，３２ａはＸ方向変換テーブル，３２ｂはＹ方向変
換テーブル，３３は加工後画像データである。

【００２６】この例では，元画像データ３０はｎ（幅）
×ｎ（高さ）を備え，加工情報３１として，拡大縮小率
がＫ，加工後の幅（Ｘ方向の長さ）がｎ＊Ｋ，加工後の
高さ（Ｙ方向の長さ）がｎ＊Ｋが指定されている（加工
後の画像が正方形）。元画像データ３０と加工情報３１
の入力に対し，上記図２のＳ２〜Ｓ６に示す処理によ
り，画像データ変換テーブル３２が作成される。最初
に，Ｘ方向変換テーブル３２ａが，図に示すようにディ
スティネーション側の各Ｘ座標０，１＊Ｋ，２＊Ｋ，・
・・ｎ＊Ｋに対応する元画像のＸ座標０，１，２，・・
・ｎが得られて作成される。次にＹ方向変換テーブル３
２ｂが同様に図に示すように作成される。

【００２７】この後，上記図２のＳ７〜Ｓ９の処理によ
りディスティネーション側の各座標に対応するソース側
の座標の元画像データを取り出して，ディスティネーシ
ョン側の座標位置に格納する処理を，各ディスティネー
ション側の各高さ（Ｙ方向）に対し幅方向（Ｘ方向）を
走査して各座標について変換を行い，全ての高さの幅に
ついて変換を行うことで，加工後画像データ３３が得ら
れる。図３の加工後画像データ３３は元画像データ３０
を拡大した場合を示す。この加工後画像データ３３に対
し上記図２のＳ１０により画像表示処理が行われて表示
される。

【００２８】図４は本発明による画像データの９０°回
転の加工処理を行う例である。図４において，４０は元
画像データ，４１は加工情報，４２は画像データ変換テ
ーブル，４２ａはＸ方向変換テーブル，４２ｂはＹ方向
変換テーブル，４３は加工後画像データである。

【００２９】この例では，元画像データ４０はｎ（幅）
×ｎ（高さ）を備え，加工情報４１として，拡大縮小率
が１，加工後の幅と高さは元画像と同じそれぞれｎ，回
転角として９０°が指定されている。元画像データ４０
と加工情報４１の入力に対し，上記図２のＳ２〜Ｓ６に
示す処理により，画像データ変換テーブル４２が作成さ
れる。最初に，Ｘ方向変換テーブル４２ａが，図４に示
すように作成される。次にＹ方向変換テーブル４２ｂが
作成される。この後，上記図２のＳ７〜Ｓ９により上記
図３について説明したのと同様の処理を行い，加工後画
像データ４３が得られる。

【００３０】図５は本発明による画像データの９０°回
転と拡大縮小を含む加工処理を行う例である。図５にお
いて，５０は元画像データ，５１は加工情報，５２は画
像データ変換テーブル，５２ａはＸ方向変換テーブル，
５２ｂはＹ方向変換テーブル，５３は加工後画像データ
である。

【００３１】この例では，元画像データ５０はｍ（幅）
×ｎ（高さ）を備え，加工情報５１として，拡大縮小率
がＫ，加工後の幅がｎ＊Ｋ，加工後の高さがｍ＊Ｋ，回
転角が９０°を指定されている。元画像データ５０と加
工情報５１の入力に対し，上記図２のＳ２〜Ｓ６に示す
処理により，画像データ変換テーブル５２が作成され
る。最初に，Ｘ方向変換テーブル５２ａが作成される。
この場合，９０°回転と拡大縮小が行われるため，ディ
スティネーション側の各Ｘ座標に対してソース側の各Ｘ
座標は図５に示すような値となる。次にＹ方向変換テー
ブル５２ｂが作成される。この後，上記図２のＳ７〜Ｓ
９により上記図３，図４について説明したのと同様の処
理を行い，加工後画像データ５３が得られる。

【００３２】図６は画像データの微小角の回転の場合の
処理フロー，図７は図６における画像データ変換テーブ
ル作成の詳細を示す。図６に示す処理フローは基本的に
上記図２に示す処理フローに対応する。

【００３３】元画像データ６０と加工情報６１が供給さ
れ，加工情報６１として拡大縮小率が１，加工後の幅が
ｗｄ，加工後の高さがｈｄ，回転角が１０度が設定され
ている場合，最初にアフィン変換の各項を求める（図６
のＳ１）。これにより，図６の６２で示すように，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｄｅｔ，ａｄ，ｂｄ，ｃｄ，ｄｄの各項が
求められる。次に処理後の画像データ（イメージデー
タ）の幅と高さを求める（図６のＳ２）。この計算は上
記ａ〜ｄ，ｗｄ，ｈｄを用いて上記図２のＳ２について
説明した式（１５），（１６）により求められる。ま
た，座標の原点を画像の中心にして処理を行うため，処
理後のイメージデータの幅と高さにそれぞれ１／２倍す
る処理を行う（同Ｓ３）。これは，座標の中心を画像の
中心にすると，幅及び高さは中心座標から見てＸ，Ｙ方
向に対して半分となるからであり，１／２倍の幅をｈｌ
ｆ＿ｘ，１／２倍の高さをｈｌｆ＿ｙと表す。

【００３４】次に画像データ変換テーブルを作成する処
理を行う（図６のＳ４）。この画像データ変換テーブル
の作成の処理の詳細は，図７に示され，最初に，ディス
ティネーション幅分（Ｘ方向）のループの処理を行い
（図７のＳ４０），この時，ディスティネーションの幅
（ソースの幅）を表すカウンタ値をｉとし，ｉは初期値
を０とし，処理後のイメージデータの幅（ｗｄ）より小
さい最大値としてｉ＋＋までをループする。その詳細
は，Ｘ方向変換テーブルの一方の係数であるｗｋ＿ａｄ
［ｉ］として各ディスティネーションの幅方向のカウン
タｉに対応したａｄ×（ｉ−ｈｌｆ＿ｘ）を順次設定し
てテーブル６５ａを作成し（図７のＳ４１），次にＸ方
向変換テーブルの他方の係数であるｗｋ＿ｃｄ［ｉ］と
して各ディスティネーションの幅方向のカウンタｉに対
応したｃｄ×（ｉ−ｈｌｆ＿ｘ）を設定してテーブル６
５ｂを作成する（図７のＳ４２）。

【００３５】次にディスティネーション高さ分のループ
の処理を行う（図７のＳ４３）。この時，ディスティネ
ーションの高さを表すカウンタ値をｊとし，ｊは初期値
を０とし，処理後のイメージデータの高さ（ｈｄ？）よ
り小さい最大値としてｊ＋＋までループする。その処理
内容として，Ｙ方向変換テーブルｗｋ＿ｂｄ［ｉ］とし
て各ディスティネーションの高さ方向のカウンタｊに対
応した一方の係数を表すｂｄ×（ｉ−ｈｌｆ＿ｙ）を設
定してテーブル６５ｃを作成し（図７のＳ４４），次に
Ｙ方向変換テーブルｗｋ＿ｄｄ［ｉ］として各ディステ
ィネーションの高さ方向の座標ｊに対応した係数を表す
ｄｄ×（ｊ−反転ｈｌｆ＿ｙ）を設定してテーブル６５
ｄを作成する（図７のＳ４５）。

【００３６】このようにして，画像データ変換テーブル
６５が作成されると，図６に戻ってディスティネーショ
ン側座標にソース側の座標を格納する（図６のＳ５）。
この場合，ディスティネーション側座標は，画像データ
変換テーブル（図６の６４）から上記図２の２３に示す
演算を行うことにより求められる。すなわち，ソース側
Ｘ座標は図７の変換テーブル６５ａ，６５ｂからｗｋ＿
ａｄ［ｎ］＋ｗｋ＿ｄｄ［ｎ］により得て，ソース側Ｙ
座標は図７の変換テーブルからｗｋ＿ｂｄ［ｎ］＋ｗｋ
＿ｃｄ［ｎ］から得る。この後，画像表示処理が行われ
る（図６のＳ６）。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば画像データの回転・拡大
／縮小の加工処理を，縦横それぞれ一回の走査を行うだ
けで，ソース側の座標からディスティネーション側の座
標に変換するテーブルを作成し，そのテーブルを参照す
ることによりソース側の座標とディスティネーション側
の座標を入手することができるので，画像加工処理の時
間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】実施例の処理フローを示す図である。

【図３】本発明による画像データの拡大縮小の加工処理
を行う例を示す図である。

【図４】本発明による画像データの９０°回転の加工処
理を行う例を示す図である。

【図５】本発明による画像データの９０°回転と拡大縮
小を含む加工処理を行う例を示す図ある。

【図６】画像データの微小角の回転の場合の処理フロー
を示す図である。

【図７】図６における画像データ変換テーブル作成の詳
細を示す図である。

【図８】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 上位処理部 ２ 画像データ格納部 ３ 画像加工情報 ４ 画像加工処理部 ５ アフィン変換処理部 ６ 画像データ変換テーブル ６ａ Ｘ方向の変換テーブル ６ｂ Ｙ方向の変換テーブル ７ 画像データ表示処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データの加工処理方式において，画
   像データの拡大または縮小を指示する加工情報の発生に
   応じて画像を縦・横方向にそれぞれ一回走査して，画像
   の拡大または縮小後のディスティネーション側の座標に
   対応するソース側の座標を表す値をアフィン変換により
   求め，前記ディスティネーション側の縦座標の各値及び
   横座標の各値に対応するソース側の各座標を表す値をそ
   れぞれ格納した画像データ変換テーブルを作成し，前記
   画像データ変換テーブルを参照して画像データの拡大・
   縮小処理を高速に行うことを特徴とする画像データの加
   工処理方式。
2. 【請求項２】 画像データの加工処理方式において，画
   像データの回転を指示する加工情報の発生に応じて画像
   を縦・横方向に一回走査して，画像の回転後のディステ
   ィネーション側の座標に対応するソース側の座標を表す
   値をアフィン変換により求め，前記ディスティネーショ
   ン側の縦座標の各値及び横座標の各値に対応するソース
   側の各座標を表す値をそれぞれ格納した画像データ変換
   テーブルを作成し，前記画像データ変換テーブルを参照
   して画像データの回転処理を高速に行うことを特徴とす
   る画像データの加工処理方式。
3. 【請求項３】 画像データの加工処理方式において，画
   像データの回転と拡大または回転と縮小を指示する加工
   情報が発生に応じて画像を縦・横方向に一回走査して，
   画像の回転・拡大後または回転・縮小後のディスティネ
   ーション側の座標に対応するソース側の座標を表す値を
   アフィン変換により求め，前記ディスティネーション側
   の縦座標の各値及び横座標の各値に対応するソース側の
   各座標を表す値を格納した画像データ変換テーブルを作
   成し，前記画像データ変換テーブルを参照して画像デー
   タの回転・拡大または回転・縮小の処理を高速に行うこ
   とを特徴とする画像データの加工処理方式。