JPS6238982A - 座標変換演算器 - 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、第１の直交軸に関する画像情報等の２次元
情報を拡大、縮小または回転などの操作をして第２の直
交軸に関する情報に変換するアフィン変換（座標変換）
演算器に関する。

〔従来の技術〕

例えば、ｘ、ｙ軸に関する情報をｕ、　ｙ軸に関する情
報に変換する演算式は、一般に次式の如く表わされるこ
とが知られている。

ｕ　＝Ｋｏｏ−ｘ　＋Ｋｏ１・ｙ　＋　ｕＯｖ　＝Ｋ１
ｏ−ｘ　＋に１１−ｙ　十ｖ。・＋＋・＋・（１）ｉｊ
Ｋ、Ｋｏｏ　ｐ　Ｋｏ＋　Ｉ　Ｋｌｏ　ｐ　Ｋ１１　ｊ
ｕＯｓ　ｖＯは定数であり、拡大、縮小または回転等の
量に応じて適宜に選択される。

ところで、従来の画像処理等の分野ではかかるアフィン
変換のための演算は、殆んど計算機のソフトウェア処理
によって行なわれている。しかし、との方式では１点の
座標を求めるために４回の乗算と加算がそれぞれ必要に
なることが（１）式からも明らかであり、したがって画
像情報などのように情報量の多いものはこの処理に多大
の時間を要し、このため画像処理の分野でも特に高速性
が要求される検査装置等では実用にならないという難点
があった。

Ｐとで　出願人は例ヤ４げ時−１１昭５４−７１９４７
号公報に示されるようなパターン正規化装置を提案して
いる。これは、特に回転に関する座標変換のための演算
をハードウェア化することより、二次元パターンの回転
の正規化を高速に行なうものでおる。

〔発明が解決し′ようとする問題点〕

しかしながら、上記方式における座標変換演算は、回転
角が微小でかつ回転中心を座標原点に限定する等の制限
を付して行なうものであるため、未だ充分なものとは云
い難い。なお、単純には上記（１）式をそのま〜ハード
ウェア化することも考えられるが、このようにすると乗
算器、加算器が各４個必要となって回路が大規模化し、
コスト高になるという問題がおる。

したがって、この発明は小規模かつ安価な回路構成によ
り、回転角度等に制限がなく完全なアフィン変換が可能
な変換演算器を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

座標変換を行なうだめの乗算器および加算器をそれぞれ
２個ずつにすることにより、モ１４成の簡略化とコスト
ダウンを図る。

〔作用〕

画像情報などの二次元情報を取り扱う場合、通常は二次
元領域を主走査と副走査によって走査する、いわゆるラ
スク走査方式が採られ、テレビの走査方式がこれに当た
る。こ〜で、水平（ｘ）方向に主走査、垂直（ｙ）方向
に副走査を行なうものとすると、１つの主走査期間、す
なわちＸの始点座標から終点座標を走査する間は副走査
位置、すなわちｙ座標は変化しないことに着目し、上記
の変換演算式（１）を次式の如く変形する。

Ｚｘ””Ｋ０１・ｙ十ｕ。

Ｚｙ−Ｋｉｌ・ｙ　＋　ｖｏ−−−−−・（２）ｕ＝Ｋ
ｏａ　−Ｘ＋ＺＸ ｖ　＝　Ｋ　１ｏ−ｘ　＋　Ｚｙ　　　　　　　　　＝
　（３）つまり、１つの水平走査線上で考えると、その
ときの垂直座標ｙは一定でちるから、ＺＸとＺ、も定数
として扱うことができる。このようにすれば、（２）　
＋　（３）式はいずれも乗算と加算の組み合わせとなる
から、乗算器と加算器を組み合わせたものを二組（二系
列）設け、これを（２）式と（６）式とで切り換えて（
時分割化して）使用する。例えば、水平走査を開始する
前の、いわゆる垂直ブランキング期間に上記（２）式の
演算を行なってその結果をラッチした後、水平走査の有
効領域ではＸの値を変化させながら上記（３）式の演算
を行なうことにより、ｕ、ｖの値を求める。

なお、先の（１）式から定数項を省略してｕ＝Ｋｏｏ−
ｘ＋Ｋｏｔ　・Ｖ ｖ＝Ｋ１ｏ−ｘ＋に１１・ｙ　　　　　　＝＝　　（４
）の如く変形することができる。これは原点中心のアフ
ィン変換で、完全なものとは云えないが実用上差しつか
えない場合がある。したがって、このような唐金には、
上記（４）式による変換演算式を使用するようにする。

なお、この場合のＺＸ′。

２）／は Ｚｘ””Ｋ０１・ｙ Ｚｙ’＝Ｋ１１・ｙ°゛°°゛（５） の如く表わされることは明らかである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図で必る。同
図において、１１．１２は乗算器、２１゜２２は加算器
、３はＸ座標発生器、４はＸ座標発生器、５０〜５７は
定数ラッチ回路、６はオアゲート、ＳＷ１〜ＳＷ５は切
換器である。

と〜で、ラッチ回路５０，５１，５２，５３゜５４およ
び５６には、それぞれ前記（１）式の定数１Ｋｏｏ　ｊ
　ＫＯｌ　ｔ　Ｋ１０　ｐ　Ｋ１１　ｐ　ｕ口およびＶ
Ｏがラッチされている。したがって、まず切換器Ｓ　Ｗ
　＋〜ＳＷｓが図示とは反対側に切り換わっているとき
は、乗算器１１　（１２）ではＫ０１・ｙ（Ｋ１１・ｙ
）なる盆が得られ、加算器２１（２２）ではＫＯｌ・ｙ
十ｕ。（Ｋ１１・ｙ＋ｖ０）、すなわちＺｘ（Ｚｙ）が
得られ、これがラッチ回路５５（５７）にラッチされる
。これによって、先の（２）式の演算が行なわれる。

次いで、切換器ＳＷ１〜ＳＷ５を図示の位置に戻し、Ｘ
座標発生器３より順次Ｘ座標位置を発生させて行くと、
乗算器１１　（１２）ではに００・ｘ（ＫＨ）−ｘ）が
、まだ加算器２１ではこの値とラッチ回路５５（５７）
にてラッチされたＺｘ（Ｚｙ）とが加算される結果、先
の（１）式にて示されるｕ　（ｖ）の直が順次計算され
る。

すなわち、実際に画像などを走査する場合、通常はｙを
始点座標に置き、Ｘを始点座標から終点座標まで順次走
査が行なわれ、Ｘが終点座標に到達するとｙ座標を＋１
し、ｘｌｌ標を始点座標に戻すことが行なわれる。この
期間は垂直帰線消去（垂直ブランキング）期間と呼ばれ
、一定の空き時間となるので、この期間を利用して（２
）式のＺ）ＩＺ、の計算を行なう一万、Ｘ軸方向の走査
期間中にはこのブランキング期間中に求められたＺＸｊ
Ｚ、の値を用いて（６）式で衆わされるｕ、ｖの値を順
次計算するようにしたものである。

なお、ｘ、　ｙ座標空間、ｕ、　　ｙ座標空間および演
算桁数等は有限であるため、計算の結果がＵ。

■座標空間内かどうかのチェックを行ない、これがその
座標空間外となるときはオアゲート６を介して無効信号
ｎを出すようにする。また、演算桁数はＸｐ　’ｌおよ
びｕ、ｖ座標空間を充分カバーし得るだけの桁数を確保
するようにする。

第２図はこの発明の他の実施例を示すブロック図である
。

これは、先の（４）式に対応するものであり、ラッチ回
路５８（５９）にＺｘ＝Ｋｏ１・ｙ（Ｚｙ−に＋＋・ｙ
）なる１全ラッチするようにして、第１図における定数
Ｕ。（ＶＯ）を省略するようにしたものである。なお、
その他の点は第１図と開運なので、説明は省略する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、データラッチ回路および切換器を設
げることにより、高師なＬＳＩである乗算器、加算器が
各４個必要なところが各２個で済むため構成が面素化さ
れ、小形およびコンパクト化、さらには低コスト化を図
り得る利点がもたらされるものである。また、従来上と
してソフトウェアによって行なわれていた座標変換演算
をハードウェアによって行なうようにしたので、例えば
２５＜５（２８）Ｘ２５６領域の変換時間が１０−４〜
１０−′程度にまで高速化し得る↓うになった。さらに
は１、　　　　　一般的な座標変換式を用いるものであ
るから格別の制約がなく、任意の変換が可能となる。

−〇　−

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明の他の実施例を示すブロック図である。 符号説明 １１．１２・・・・・・乗算器、２１，２２・・・・・
・加Ｈ器、３・・・・・・Ｘ座標発生器、４・・・・・
・Ｘ座標発生器、５０〜５９・・・・・・定数ラッチ回
路、６・・・・・・オアゲート、ＳＷ１〜ＳＷｓ・・・
・・・切換器。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　　清 セ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｘ軸方向の走査を順次ｙ軸方向に繰り返して得られ
   る座標情報を拡大、縮小または回転させてｕ、ｖ軸に関
   する座標情報に変換すべく、ｕ＝Ｋ＿０＿０・ｘ＋Ｋ＿
   ０＿１・ｙ＋ｕ＿０ｖ＝Ｋ＿１＿０・ｘ＋Ｋ＿１＿１・
   ｙ＋ｖ＿０なる演算を行なう座標変換演算器であつて、
   ｘ座標位置情報を順次発生するｘ座標発生器と、ｙ座標
   位置情報を順次発生するｙ座標発生器と、ｘ軸方向の走
   査を行なわない期間には該ｙ座標位置情報に所定の定数
   をそれぞれ乗算してｕ、ｖ軸上のｙ軸関係量（Ｋ＿０＿
   １・ｙ、Ｋ＿１＿１・ｙ）を求める一方ｘ軸方向の走査
   を行なう期間にはｘ座標位置情報に所定の定数をそれぞ
   れ乗算してｕ、ｖ軸上のｘ軸関係量（Ｋ＿０＿０・ｘ、
   Ｋ＿１＿０・ｘ）を求める第１、第２の乗算器と、前記
   ｘ軸方向の走査を行なわない期間には前記ｕ、ｖ軸上の
   ｙ軸関係量にそれぞれ所定の定数を加算して合計値（Ｋ
   ＿０＿１・ｙ＋ｕ＿０、Ｋ＿１＿１・ｙ＋ｖ＿０）を求
   める一方前記ｘ軸方向の走査を行なう期間には該合計値
   にそれぞれ前記ｕ、ｖ軸上のｘ軸関係量を加算してｕ、
   ｖの値を求める第１、第２の加算器とを備え、上記乗算
   、加算を各ｙ座標対応に行なうことを特徴とする座標変
   換演算器。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の座標変換演算器にお
   いて、前記合計値を形成する定数をそれぞれ零とするこ
   とを特徴とする座標変換演算器。