专利汇可以提供Image processor专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE: To provide an image processor capable of omitting labor for the preparation of raster data, improving the hit rate of cache data and highly accurately and quickly painting out a polygon by efficiently utilizing a cache mechanism. CONSTITUTION: The image processor is provided with a polygon rasterizing means 300 for finding out a picture element position inside a polygon and converting the position into raster data on a discrete coordinate system, a cache data storing means 301 for storing raster data, a derived polygon generating means 302 for generating plural kinds of derived polygons in which a distance between the coordinate values of respective vertex coordinates of a certain polygon and that of a reference original polygon is smaller than the shortest distance between coordinates on the descrete coordinate system, and a cache data retrieving means 303 for retrieving the raster data of a congruent polygon which is congruent with the original polygon.,下面是Image processor专利的具体信息内容。
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ページプリンタ等の画像記録に適用されるイメージ処理装置に関し、さらに詳細には、ラスタライズされた多角形のラスターデータをキャッシュデータとして記憶しておき、このキャッシュデータを再利用する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、画像記録を目的としたイメージ処理装置において、描画データの一つである多角形をラスタライズしてラスターデータに変換し、これを後で再利用できるように一時記憶しておくキャッシュ機構と称される機構を備えたものがある。 図1は従来のキャッシュ機構を備えたイメージ処理装置におけるデータの流れを示している。 描画しようとする多角形20のデータは、キャッシュ機構を構成するラスタライザ22によりラスタライズされ、そのビットマップデータ24をラスターデータとしてキャッシュメモリ26に記憶させておき、合同で描画位置が異なるだけの多角形の内側を塗りつぶす要求が多数発生した場合、キャッシュメモリ26
の中から再利用可能なキャッシュデータを検索し、これをページメモリ28上の所望の位置に配置する。 こうしたイメージ処理により、時間のかかるラスタライズの処理をその都度行う必要をなくして、高速な多角形の塗りつぶしを実現している。 このようなキャッシュ機構は、
合同の多角形であることが容易に判別可能なフォント(文字)を印字する場合に有効である。 特に、輪郭を曲線で表現するアウトラインフォントを採用したコントローラを搭載したプリンタにおいて、キャッシュ機構を用いることなく、同じ文字が何度も繰り返し使用される度に文字輪郭の内側を計算して塗りつぶしていては1頁の印刷イメージを作成するのに膨大な時間を消費することになって不都合であるが、上記のようなキャッシュ機構によりラスタライズされた文字データをキャッシュすることにより、その問題は解消される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に、配置される多角形の描画位置は任意であり、全ての頂点が離散座標系の格子上(通常は整数値で表現される座標)に乗っているとは限らず、その結果、図2に示すように同じ形状の多角形100,101であっても配置される位置によって内側の塗りつぶし画素102が異なってくる。 図3(a)は多角形100から計算された内側の塗りつぶし画素102であり、図3(b)は多角形101から計算された内側の塗りつぶし画素102である。 多角形100と多角形101は、形状は同じであるが配置される位置が異なり、そこから求められる内側の塗りつぶし画素102は異なる。 図4(a)は図3
(a)のデータをキャッシュデータとしてキャッシュメモリに記憶し、多角形100,101を配置する際に利用した結果であり、図4(b)は図3(b)のデータをキャッシュデータとしてキャッシュメモリに記憶し、多角形100,101を配置する際に利用した結果である。 図から明らかなように、何れの場合も両多角形の内側を適切に塗りつぶしているとは言えない。 これでは処理の高速性は得られても、多角形の内側を高精度に塗りつぶすという要求が満たされていないことになる。 そこで、従来においては、このような結果になることを回避するために、配置する多角形の位置に応じてキャッシュデータを補正するための処理を設けたり、キャッシュデータを使用せず、新たに多角形をラスタライズして内側の塗りつぶし画素102を求めたりしていた。 ところが、このように、高精度の画質を得るために別個の処理を行うことになると、キャッシュ機構の高速性を十分導き出すことが困難となる。
【0004】本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、一つの原多角形データから派生多角形を発生させ、それをラスターデータに変換して複数のキャッシュデータを作成しておき、このラスターデータを再利用することによって、新たなキャッシュデータの作成の手間が省略でき、さらにキャッシュデータの再利用率、つまりキャッシュのヒット率を向上することができ、効率的にキャッシュ機構を利用して高精細で高速な多角形の塗りつぶしが可能なイメージ処理装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために請求項1の発明のイメージ処理装置は、描画データである多角形の内側に含まれる画素位置を演算し、その画素位置を表すラスターデータに変換する多角形ラスタライズ手段と、ラスターデータを格納しておくキャッシュデータ記憶手段とを備え、多角形の内部に含まれる画素を塗りつぶすイメージ処理装置であって、基準となる原多角形の各頂点座標の座標値に対し、それと同一形状であって、頂点の座標値が異なる派生多角形を発生させる派生多角形発生手段と、原多角形と、派生多角形発生手段によって発生させた派生多角形とを、多角形ラスタライズ手段によってラスターデータに変換して複数のラスターデータとし、キャッシュデータ記憶手段に格納するキャッシュデータ生成手段と、原多角形と合同である合同多角形の内部を塗りつぶす際に、キャッシュデータ記憶手段に格納された複数のラスターデータの中から、対応する合同多角形のラスターデータを検索するキャッシュデータ検索手段とを備えたものである。 また、請求項2の発明のイメージ処理装置は、請求項1記載の構成において、多角形は連続座標系上の任意の位置に配置され、ラスターデータは離散座標系上の画素の集合であるビットマップデータであるものである。 また、請求項3
の発明のイメージ処理装置は、請求項1又は請求項2に記載の構成において、キャッシュデータ記憶手段が、複数のラスターデータを格納するキャッシュメモリと、複数のラスターデータの形状情報及びキャッシュメモリ上の格納アドレス情報から成るキャッシュ情報テーブルとを備えたものである。 また、請求項4の発明のイメージ処理装置は、請求項3記載の構成において、原多角形及びその派生多角形の位置情報を代表する点である連続座標系上の位置参照代表点から最短距離にある離散座標系上の離散格子線までの距離を離散距離情報とし、キャッシュ情報テーブルは、複数のラスターデータについての離散距離情報を保持しているものである。 また、請求項5の発明のイメージ処理装置は、請求項4記載の構成において、キャッシュデータ検索手段は、合同多角形の離散距離情報と、キャッシュ情報テーブルに記憶されている各離散距離情報とを比較することによりキャッシュデータの検索を行うものである。
【0006】
【作用】上記の構成を有する請求項1のイメージ処理装置においては、派生多角形発生手段は、基準となる原多角形の各頂点座標の座標値に対し、それと同一形状であって、頂点の座標値が異なる派生多角形を発生させ、キャッシュデータ生成手段は、原多角形と上記により発生させた派生多角形とを多角形ラスタライズ手段によってラスターデータに変換して複数のラスターデータとし、
キャッシュデータ記憶手段に格納する。 キャッシュデータ検索手段は、原多角形と合同の多角形の内部を塗りつぶす際に、キャッシュデータ記憶手段に格納された複数のラスターデータの中から、対応する合同多角形のラスターデータを検索する。 このように、一つの原多角形から派生多角形を発生させ、これをラスターデータに変換して複数のキャッシュデータを作成しておき、これを再利用するので、効率的にキャッシュ機構を利用することができ、高精細で高速な多角形の塗りつぶしを行うことができる。 また、請求項2乃至5のイメージ処理装置においては、多角形から発生させた派生多角形に対応するキャッシュデータであるラスターデータは離散座標系上に複数あって、キャッシュ情報テーブルに記憶されたラスターデータの形状情報を用いて、また、ラスターデータについての離散距離情報を用いてキャッシュデータの検索が高速に行え、さらには、キャッシュメモリ上の格納アドレス情報により、キャッシュデータを直接に再利用することが容易に行える。 これにより、合同な多角形状であっても描画位置に応じて塗りつぶし位置を適切に変えるといったことが高速にて行える。
【0007】
【実施例】以下、本発明のイメージ処理装置をページプリンタのコントローラに具体化した実施例について図面を参照して説明する。 本実施例においては、ラスターデータとして離散座標系上の画素の集合であるビットマップデータを採用し、描画される多角形データがモノクロデータ(中間調の濃度を持たないデータ)である場合を説明する。 図5は本実施例によるプリンタコントローラのブロック図である。 プリンタコントローラ1は、描画データである多角形の内部に含まれる離散座標系上の画素を塗りつぶすラスタデータに変換する機能等を持つC
PU10及びプログラムその他のデータを記憶したRO
M11を備えている。 CPU10は、外部のホストコンピュータ12から送信された印刷データをインターフェイス回路13を介して受信し、印刷データを解釈する手順を記憶してあるROM11の指令に従って、DRAM
14を作業領域として使用し、さらにキャッシュメモリ15をキャッシュ機構における記憶領域として使用しながら、ページメモリ16上に印刷イメージとして展開する。 全ての印刷データが展開された後の印刷イメージは、ページメモリ16に接続されているプリンタエンジン17に送られ、最終的には紙(またはOHPフィルム等)に印刷される。 CPU10、ROM11、インターフェイス回路13、DRAM14、キャッシュメモリ1
5、ページメモリ16は内部バス18によって接続されている。
【0008】ページプリンタが受信する印刷データは、
通常、印刷用のページ記述言語(Page Description Lan
guage :以下PDLと記す)で記述されており、近年ではAdobe 社のPostScript、Hewlett Packerd 社のPCL 等が事実上の標準言語となっている。 PDLでは、多角形の形状を表現するには、頂点座標を使用するPDLの規則に従って記述するだけでよい。 また、文字データは、
プリンタコントローラが文字コードを受信すると、同コントローラが内蔵しているアウトラインフォントデータに変換され、最終的にはコントローラ内部において多角形状の集合に変換される。 さらに、入力されたビットイメージデータについて拡大縮小、アフィン変換等の変形がかかった場合は、コントローラ内部で1つの画素形状を正方形として変形処理を行い、ビットイメージ全体を同形状の多角形の集合に変換することが可能である。 従って、PDLで記述された印刷データは全て多角形の集合に変換することが可能であり、特に、変形されたビットイメージデータは、同形状の多角形が大量に生成されるため、後述する本発明のキャッシュ機構を使用すれば大幅な性能の向上を図ることが可能である。
【0009】次に、図6乃至図10を参照して本発明のキャッシュ機構について説明する。 図6はキャッシュデータ作成処理の手順、その他一連の処理の手順が格納されているROM11の機能を模式的に示した図であり、
多角形ラスタライズ手段300と、キャッシュデータ記憶手段301と、派生多角形発生手段302と、キャッシュデータ検索手段303とが設けられている。 以下、
上記各手段について順次説明する。 図7(a)(b)
は、原多角形データ200を示し、同データはXY直交座標系の頂点リスト201で表現されており、各座標値は整数値だけでなく連続座標系上の実数を設定することが可能とされている。 図8は、派生多角形発生手段30
2の機能を説明するための図である。 派生多角形202
は、基準となる原多角形データ200の各頂点座標を、
dx,dyだけずらすことによって作成される。 dx、
dyは離散座標系上における座標間の最小距離(格子点間の距離)を適当な数で分割した微小量の増分であり、
例えば格子点間を10等分すればdx,dyの値は0.1
となり、派生多角形202はdx,dyの組合せにより100個作成されることになる。 格子点間を細かく分割するほど、作成される派生多角形202が多くなり、キャッシュのヒット率が向上し、高速で高精細な多角形の塗りつぶしが実現可能であるが、派生多角形202の作成時間と、多量のキャッシュメモリ15を消費するので、適切な分割量(格子点間の10等分程度)にすることが望ましい。
【0010】図9は、多角形ラスタライズ手段300の機能を説明するための図である。 与えられた頂点座標に従って多角形データ200(派生多角形202)を離散座標系上に配置した場合、多角形データ200の内側で、格子点上にある座標の画素を塗りつぶし画素102
とする。 これらの画素集合を囲む最小の矩形を、この多角形データ200のラスタライズされたビットマップデータ104とする。 ビットマップデータ104は、塗りつぶし画素102を「1」、塗りつぶさない画素103
を「0」で表わした数値で表現され、再びビットマップデータ104がページメモリ16上に書き込まれる場合は、ページメモリ16上の書き込み位置に既に存在している値と、ビットマップデータ104の値の和(OR)
演算を実行する。 また、多角形ラスタライズ手段300
がキャッシュデータ作成時に起動された場合、ビットマップデータ104はキャッシュメモリ15上に格納され、多角形描画処理時に起動された場合は、ビットマップデータ104は直接ページメモリ16に書き込まれる。
【0011】図10は、キャッシュデータ記憶手段30
1の構成を示す図である。 キャッシュデータ記憶手段3
01は、DRAM14上に配されたキャッシュエントリリスト14a(キャッシュ情報テーブル)と、キャッシュメモリ15から成る。 キャッシュメモリ15には、キャッシュデータ作成処理時に多角形ラスタライズ手段3
00によってラスタライズされたビットマップデータ1
04が記憶されている。 キャッシュエントリリスト14
aの各要素には、各ビットマップデータ104のID、
位置参照代表点から最短距離にある格子線までの距離d
x,dy(離散距離情報)、幅、高さ、先頭アドレスの各値が格納されている。 IDは、原多角形と、その派生多角形に同値で固有の数値であり、キャッシュデータの検索は、IDを指定して、同じIDのキャッシュデータとのマッチングを取ることにより行われる。 また、位置参照代表点とは、その多角形の位置を特徴づける点のことであり、例えば、最も原点に近い頂点、重心点、最も右上の頂点等、様々なバリエーションが考えられる。
【0012】図10では、多角形の頂点座標の内、最も右上の位置にある頂点を位置参照代表点としている。 位置参照代表点から最短距離にある格子線までの距離d
x,dyは、現在描画しようとしている多角形のdx,
dyと比較され、各値が等しければキャッシュにヒットしたと判定される。 最終出力品質を多少落としてもキャッシュのヒット率を向上させて高速性を求めるならば、
dx,dyの比較において、各値が等しくはなくても許容範囲内で近い値であればキャッシュにヒットしたと判定するように判定基準を変更すればよい。 幅、高さは、
ビットマップイメージ104の占める矩形の大きさを画素数で表現したものである。 各要素は、キャッシュデータの登録時にキャッシュエントリリスト14aの指定位置に格納される。 また、位置参照代表点を決める方法として、一つの多角形の各頂点座標をY(又はX)座標の小さい順に並び替え、さらにY(又はX)座標が同値である場合はX(又はY)座標の小さい順に並び替え、これによってY(又はX)座標での最小の頂点座標を求める方法が考えられる。 この方法によれば、最小必要限度の位置参照代表点を効率良く設定できる。
【0013】次に、上記のように構成されたプリンタコントローラ1におけるキャッシュデータ作成処理の手順を図11を参照して説明する。 キャッシュデータ作成処理が起動されると、原多角形データ200(図7参照)
は派生多角形発生手段302に入力される(ステップS
1)。 派生多角形発生手段302では、原多角形データ200の各頂点を同一方向に同じ移動量だけずらした派生多角形202(図8参照)を1個発生する(S2)。
次に、多角形ラスタライズ手段300によって派生多角形202をラスターデータとなるビットマップデータ1
04(図9参照)にラスタライズする(S3)。 次に、
作成されたビットマップデータ104をキャッシュデータ記憶手段301の記憶場所として機能するキャッシュメモリ15に格納する(S4)。 派生多角形202の生成が終了するまでS2からS4の処理を繰り返し(S
5)、キャッシュデータ作成処理を終了する。 なお、上記の処理は、キャッシュメモリ15上にこれから展開しようとする多角形と合同な多角形のビットマップデータ104が未登録であり、受信データのビットイメージの展開の場合のように、大量に合同な多角形の描画が期待できる原多角形データ200の展開の場合に起動される。
【0014】次に、多角形描画処理におけるキャッシュデータの再利用について図12を参照して説明する。 多角形データをラスタライズして、ページメモリ16に描画する要求が出されると、最初に、キャッシュメモリ1
5に記憶されているキャッシュデータを再利用するか否かの判断を行う(S10)。 キャッシュデータを再利用するか否かの判断は、現在描画しようとしている多角形が、繰り返し利用されることが予めわかっているか否かを基準にする。 例えば、入力されたビットイメージデータ(描画領域)が連続する1種類の多角形データによって表現される場合は、各多角形データ形状が合同であるため、描画の際に、キャッシュデータを再利用することが可能である。 キャッシュデータを再利用する場合は(S10・YES)、キャッシュデータ検索手段303
によって、該当するキャッシュデータの検索を行う(S
11)。 ここで、キャッシュにヒットし、該当するキャッシュデータが発見された場合は(S12・YES)、
キャッシュメモリ15に格納されているビットマップデータ104へのポインタを取得し(S13)、多角形データのラスタライズを完了する。 また、キャッシュデータを再利用しない場合と(S10・NO)、キャッシュにヒットせず、該当するキャッシュデータが見つからなかった場合には(S12・NO)、多角形ラスタライズ手段300によってビットマップデータ104を作成し(S14)、ラスタライズを完了する。
【0015】次に、キャッシュデータ検索手段303の手順について図13を参照して説明する。 キャッシュデータ検索手段303は、合同多角形の離散距離情報d
x,dyと、キャッシュエントリリスト14a(図1
0)に記憶されている各離散距離情報dx,dyとを比較することによりキャッシュデータの検索を行う。 詳細には、まず、現在の多角形データに与えられたIDの設定を行い、離散距離情報であるdx,dyの値を計算し、キャッシュにヒットしたことを示すヒットフラグ(HitFlag )をオフ(0)にする(S20)。 次に、キャッシュエントリリスト14aの検索ポインタが、キャッシュエントリリスト14aの先頭の要素を示すように設定する(S21)。 現在の多角形データに与えられたIDとキャッシュエントリリスト14aの検索ポインタの示すIDとを比較し、一致しているかを判定する(S
22)。 一致している場合は、dx,dyの値を比較する(S23)。 これも一致している場合は、キャッシュにヒットしたとして、幅、高さ、ビットマップデータ1
04の先頭アドレスを読み出し(S24)、ヒットフラグ(HitFlag )をオン(1)にして(S25)、検索を完了する。 S22,S23で一致していないと判定された場合は、次の要素が存在するかをチェックし(S2
6)、存在すれば検索ポインタを次の要素に進めて(S
27)、S22へ戻り、存在しなければキャッシュにヒットするデータは存在しなかったとして検索を完了する。
【0016】上記実施例によれば、派生多角形発生手段302によって複数種類の派生多角形を発生させ、各々の派生多角形を多角形ラスタライズ手段300によって内側の塗りつぶし画素102を示すラスターデータに変換し、キャッシュデータ記憶手段301に格納することにによって、一つの原多角形データ200から複数種類のキャッシュデータを作成し、さらに、合同で描画位置が異なる合同多角形の内側を塗りつぶす際に、キャッシュデータ記憶手段に格納されているラスターデータの中からキャッシュデータ検索手段303によって合同多角形のラスターデータを検索して合同多角形の内側の塗りつぶし画素102を決定する。 このように、合同な多角形が出現する毎にキャッシュデータ検索手段303によるキャッシュ検索を行い、ラスタライズされたラスターデータの再利用を行うようにしているので、新たなキャッシュデータの作成の手間が省略可能となり、さらにキャッシュデータの再利用率も向上し、効率的にキャッシュ機構を利用でき、高精細で高速な多角形の塗りつぶしが可能となる。 また、ラスターデータが離散座標系上の画素の集合であるビットマップデータであるので、塗りつぶし画素の位置を直接的に得ることができ、従って、
ラスターデータに他のデータ形式を採用した場合よりも高速な描画が可能となり、特に、多階調の色濃度情報を持たないモノクロデータを高速に印刷する場合に好適である。
【0017】以上、本発明をページプリンタのコントローラとして具体化した一実施例について説明したが、本発明は上記実施例構成に限られず種々の変更が可能である。 例えば、上記実施例ではモノクロデータを対象にして説明したが、グレイスケールデータやカラーデータのように、多角形に多階調の色濃度情報が付加されている場合にも適用できる。 その場合、多角形ラスタライズ手段で生成されるラスターデータには、ビットマップデータに限らず、少なくとも形状だけは表現可能なデータ形式を採用し、キャッシュデータ検索後、ページメモリに描画を行う際に、最終的に色濃度情報とラスターデータから離散座標系上の塗りつぶし画素を決定する。 図14
は、その場合の処理の一例を示す図である。 色濃度情報はハーフトーンスクリーン400に変換され、これとラスターデータ401とが重なった部分が塗りつぶし画素102になる。 また、少なくとも形状だけは表現可能なデータ形式としては、例えば図15に示すような、主走査方向の線分の集合で形状を表現し、線分を始点402
と終点403または始点402と線分の長さ404で表現するランレングスデータ形式が考えられる。 また、離散距離情報としては、位置参照代表点から最短距離にある離散座標系上の離散格子線までの距離だけではなく、
位置参照代表点から最短距離にある離散格子点までの距離を採用してもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように請求項1の発明に係るイメージ処理装置によれば、描画データである原多角形に対する複数個の派生多角形を発生させ、各々の派生多角形をラスタライズすることによってラスターデータに変換し、これをキャッシュデータとして記憶しておき、多角形描画に際してキャッシュデータを検索して再利用するようにしているので、多角形描画に際して新たなラスターデータの作成の手間が省略できる。 また、原多角形と合同で描画位置が異なる合同多角形の内側を塗りつぶすために、キャッシュデータとして記憶されているラスターデータの中から合同多角形のラスターデータを検索するときのキャッシュデータのヒット率が向上し、効率的にキャッシュ機構を利用して高精細で高速な多角形の塗りつぶしが可能となる。 また、
請求項2の発明に係るイメージ処理装置によれば、ラスターデータが離散座標系上の画素の集合であるビットマップデータであるので、直接的に塗りつぶし画素の位置が得られ、ラスターデータに他のデータ形式を採用した場合よりも高速な描画が可能であり、特に、多階調の色濃度情報を持たないモノクロデータを高速に印刷する場合に適している。 また、請求項3の発明に係るイメージ処理装置によれば、キャッシュメモリに加えてラスターデータの形状情報を記憶し、これを参照しながら検索を行うことによって、同一形状の派生多角形であるか否かを高速に識別することが可能となる。 さらに、請求項4
の発明に係るイメージ処理装置によれば、キャッシュ情報テーブルが各ラスターデータについて連続座標系上の位置参照代表点から最短距離にある離散座標系上の離散格子線までの距離を離散距離情報として記憶することによって、格子線とラスターデータとの相対位置関係を簡単に表現することが可能となる。 また、請求項5の発明に係るイメージ処理装置によれば、キャッシュデータ検索手段が、合同多角形の離散距離情報とキャッシュ情報テーブルに記憶されている離散距離情報を比較することによって、高速に所望のラスターデータを得ることが可能となる。
【図1】従来のキャッシュ機構の構成を示す図である。
【図2】塗りつぶされる多角形の例を一示す図である。
【図3】多角形の内部の塗りつぶし位置の例を示す図である。
【図4】従来のキャッシュ機構を使用して塗りつぶされた多角形の一例を示す図である。
【図5】本発明の実施例によるイメージ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本実施例におけるキャッシュ機構の手順がRO
Mに格納されていることを示す図である。
【図7】多角形データのデータフォーマットを示す図である。
【図8】派生多角形を発生する方法を示す図である。
【図9】多角形をラスタライズする方法を示す図である。
【図10】キャッシュデータ記憶手段の構成を示す図である。
【図11】キャッシュデータ作成処理の手順を示すフローチャートである。
【図12】多角形描画処理の手順を示すフローチャートである。
【図13】キャッシュデータ検索の手順を説明するフローチャートである。
【図14】多階調の色濃度情報を持っている場合の多角形の塗りつぶし方法を説明する図である。
【図15】ラスターデータの一例であるランレングスデータ形式を示す図である。
1 プリンタコントローラ 10 CPU 11 ROM 15 キャッシュメモリ 102 塗りつぶし画素 104 ビットマップデータ 200 多角形データ 202 派生多角形 300 多角形ラスタライズ手段 301 キャッシュデータ記憶手段 302 派生多角形発生手段 303 キャッシュデータ検索手段
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