極座標変換
[基本画像操作]

説明

極座標

本ライブラリでの極座標とは、２次元ユークリッド空間での極座標であり、円座標（Circular Polar Coordinate）です。 Fig1に座標系を示します。

Fig1. 極座標系

ここで、変換式は以下の通りとなります。

$\left( \begin{array}{c} x \\ y \\ \end{array} \right) = \left( \begin{array}{c} r\cos \theta \\ r\sin \theta \\ \end{array} \right) \\$

$\left( \begin{array}{c} r \\ \theta \\ \end{array} \right) = \left( \begin{array}{c} \sqrt{x^2+y^2} \vspace{.5em} \\ \tan^{-1}\left(\dfrac{y}{x}\right) \vspace{.5em} \\ \end{array} \right) \\$

極座標変換と逆変換

本ライブラリではFig2に示す左図から右図への変換を極座標変換と定義します。右図から左図への変換は逆変換となります。

Fig2. 極座標変換と逆変換

変換式と回転軸

本節では、各関数で共通となるパラメータの詳細を記述します。パラメータの意味はすべての関数で共通です。ただし、本節で記述するパラメータがすべての関数に存在する訳ではありません。関数によっては必要のないパラメータもあります。

Fig3に回転軸位置の設定について示します。それぞれ塗りつぶされている部分が、対象領域です。回転軸位置は coord_mode パラメータとして与えられます。 coord_mode により、左側の座標での回転軸位置を設定します。回転軸位置は４つのパターンから指定します。 F_PT_LEFT は左辺、 F_PT_RIGHT は右辺、 F_PT_UPPER は上辺，そして F_PT_LOWER は下辺が回転軸となります。指定されるパターンにより左側と右側の座標では対応する $r\theta$ 座標と xy 座標が異なります。左側の座標で F_PT_LEFT と F_PT_RIGHT が指定されていれば、 r が x 軸， $\theta$ が y 軸、 F_PT_UPPER と F_PT_LOWER が指定されていれば、 r が y 軸、 $\theta$ が x 軸とそれぞれ対応しています。そのため、回転中心座標 $M_{0}$ とw、hの位置関係や、座標変換式の符号等が異なります。

Fig3において、 $M_{0}\left(m_{0},n_{0}\right)$ と $P_{0}\left(p_{0},q_{0}\right)$ がそれぞれの回転中心座標であり、対応関係となります。以後，本節では coord_mode が F_PT_LEFT を指定した場合を用いて説明をします。以下に、 $M\left(m,n\right)$ から $P\left(p,q\right)$ への変換式と、その逆変換式を示します。なお、簡単のため $\theta$ の処理開始角度は0、処理範囲は $2\pi$ とします。ここで、 $P_{0}\left(p_{0},q_{0}\right)$ を原点とした $P\left(p,q\right)$ での r を r' 、 $\theta$ を $\theta\acute{}$ とすると、

$r\acute{} = \sqrt{\left(p-p_{0}\right)^2+\left(q-q_{0}\right)^2}$

$\theta\acute{} = \tan^{-1} \frac{q-q_{0}}{p-p_{0}}$

となります。r と w の対応関係より、以下の式が導かれます。

$r\ :\ \text{w} = r\acute{}\ :\ \left(m-m_{0}\right)$

$m = \frac{\text{w}}{r}\ r\acute{}+m_{0}$

続いて、右側の座標での円弧長を L とします。

$L = r\theta\acute{}$

$\theta$ とhの対応関係より、以下の式が導かれます。

$2\pi r\ :\ \text{h} = L\ :\ \left(n-n_{0}\right)$

$n = \frac{\text{h}}{2\pi}\ \theta\acute{}+n_{0}$

以上より、 $P\left(p,q\right)$ から $M\left(m,n\right)$ への変換式が求められました。

$M\left(m,n\right)$ から $P\left(p,q\right)$ への変換式は、まず、 r' と $\theta\acute{}$ を求めます。

$r\acute{} = \frac{r}{\text{w}}m-\frac{rm_{0}}{\text{w}}$

$\theta\acute{} = \frac{2\pi}{\text{h}}n-\frac{2\pi n_{0}}{\text{h}}$

続いて、 p と q を求めます。

$p = r\acute{}\cos \theta\acute{}$

$q = r\acute{}\sin \theta\acute{}$

Fig3. 回転軸位置の設定

また、Fig3の左図で示されているように、指定された coord_mode により、 x 、 y 軸と r 、 $\theta$ 軸の対応関係と軸方向が異なります。そのため、処理対象領域を設定されるための基準は以下の通りとなります。以下に示す各変数は、Fig3に従います。

F_PT_UPPER

$\min\left(x\right) = m_{0} - \textrm{w}$
$\min\left(y\right) = n_{0}$
$\max\left(x\right) = m_{0}$
$\max\left(y\right) = n_{0} + \textrm{h}$

F_PT_LOWER

$\min\left(x\right) = m_{0}$
$\min\left(y\right) = n_{0} - \textrm{h}$
$\max\left(x\right) = m_{0} + \textrm{w}$
$\max\left(y\right) = n_{0}$

F_PT_LEFT

$\min\left(x\right) = m_{0}$
$\min\left(y\right) = n_{0}$
$\max\left(x\right) = m_{0} + \textrm{w}$
$\max\left(y\right) = n_{0} + \textrm{h}$

F_PT_RIGHT

$\max\left(x\right) = m_{0} - \textrm{w}$
$\max\left(y\right) = n_{0} - \textrm{h}$
$\max\left(x\right) = m_{0}$
$\max\left(y\right) = n_{0}$

パラメータの対応関係

Fig4に、パラメータの対応関係を示します。本図では、左が入力側、右が出力側とします。 coord_mode は F_PT_LEFT を指定しているものとします。 origin_in が origin_out に変換されます。逆変換も同様です。

Fig.4の塗りつぶされている領域は、処理対象となる領域です。本領域は、ユーザーが任意に指定するパラメータによって決定されます。ここでのパラメータとは、 origin_in 、 width 、 height 、 origin_out 、 radius 、 start_angle 、そして range_angle です。入力画像、出力画像のサイズには依存しません。画像領域は、処理対象領域と別に考えなければなりません。入力側、出力側共に、処理対象領域と画像領域が重なり合う領域が必要です。どちらか一方でも、重なり合う領域がない場合には、処理がなされません。

Fig4. パラメータとの対応関係

濃度補間方法

濃度補間法は以下の３つから指定することができます。

F_SAMPLING_NN 最近傍法により濃度補間を行う
F_SAMPLING_BILINEAR 共一次線形補間により濃度補間を行う
F_SAMPLING_CUBIC 三次畳み込み法により濃度補間を行う

使用可能な濃度補間法は、画素タイプにより異なります。以下の表を参照してください。各濃度補間方法の詳細については、濃度補間方法を参照して下さい。

	F_IMG_BIN	F_IMG_UC8	F_IMG_US16	F_IMG_DOUBLE
F_SAMPLING_NN	○	○	○	○
F_SAMPLING_BILINEAR	×	○	○	○
F_SAMPLING_CUBIC	×	○	○	○


列挙型
enum	f_coord_mode { F_PT_UPPER = 1, F_PT_LOWER = 2, F_PT_LEFT = 3, F_PT_RIGHT = 4 }
	回転軸の位置を指定 [詳細]
関数
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_img (const FHANDLE hsrc, FHANDLE hdst, DPNT_T origin_in, DOUBLE width, DOUBLE height, DPNT_T origin_out, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, enum f_coord_mode coord_mode, INT back_clear, enum f_sampling_mode sampling_mode)
	画像間の極座標変換
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_img_inv (const FHANDLE hsrc, FHANDLE hdst, DPNT_T origin_in, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, DPNT_T origin_out, DOUBLE width, DOUBLE height, enum f_coord_mode coord_mode, INT back_clear, enum f_sampling_mode sampling_mode)
	画像間の逆極座標変換
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_map (FHANDLE hmap, DPNT_T origin_in, DOUBLE width, DOUBLE height, DPNT_T origin_out, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, enum f_coord_mode coord_mode)
	極座標変換マップの作成
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_map_inv (FHANDLE hmap, DPNT_T origin_in, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, DPNT_T origin_out, DOUBLE width, DOUBLE height, enum f_coord_mode coord_mode)
	逆極座標変換マップの作成
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_pnt (const DPNT_T psrc, DPNT_T pdst, INT num_pnt, DPNT_T origin_in, DOUBLE width, DOUBLE height, DPNT_T origin_out, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, enum f_coord_mode coord_mode)
	点群間の極座標変換
INT FVALGAPI	fnFIE_polar_trans_pnt_inv (const DPNT_T psrc, DPNT_T pdst, INT num_pnt, DPNT_T origin_in, DOUBLE radius, DOUBLE start_angle, DOUBLE range_angle, DPNT_T origin_out, DOUBLE width, DOUBLE height, enum f_coord_mode coord_mode)
	点群間の逆極座標変換

列挙型

enum f_coord_mode

回転軸の位置を指定

回転軸位置を指定します。

列挙型の値:

F_PT_UPPER	上辺が回転軸
F_PT_LOWER	下辺が回転軸
F_PT_LEFT	左辺が回転軸
F_PT_RIGHT	右辺が回転軸

関数

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_img	(	const FHANDLE	hsrc,
		FHANDLE	hdst,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		enum f_coord_mode	coord_mode,
		INT	back_clear,
		enum f_sampling_mode	sampling_mode
	)

画像間の極座標変換

画像間の極座標変換をします。

全般

入力画像と出力画像は画素タイプとチャネル数が同じである必要があります。
チャネルは、マルチチャネル対応となります。
本関数内で、出力画像のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した画像オブジェクトを用意する必要があります。

origin_in

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、入力画像での処理対象領域（四角形）の基準座標を指定します。
指定する座標は、入力画像外でも構いません。

width

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、出力画像での扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、出力画像での円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

origin_out

出力画像の左上を基準とした回転中心座標を指定します。
指定する座標は、出力画像外でも構いません。

radius

出力画像での扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

出力画像での回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲の大きさに指定はありませんが、以下のように処理されます。
1. range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
2. range_angle ＞ $2\pi$ の範囲で指定した場合、 $2\pi$ を超えた分は出力されません。 range_angle ＜ $-2\pi$ の場合も同様に、 $-2\pi$ を下回った分は出力されません。

coord_mode

入力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

back_clear

結果画像中の領域外になる画素(入力座標系での座標が処理対象画像の外側になる画素) の処理方法の指定です。
- TRUE ０クリア
- FALSE 処理なし

sampling_mode

濃度補間方法の指定します。以下の３種類から選択できます。
- F_SAMPLING_NN 最近傍法
- F_SAMPLING_BILINEAR 共一次線形補間法
- F_SAMPLING_CUBIC 三次畳み込み法
処理対象画像の型が２値(F_IMG_BIN) の場合は、F_SAMPLING_NN のみ使用可能です。

引数:

`[in]`	hsrc	入力画像( type : bin, uc8, us16, double )
`[out]`	hdst	出力画像( type : bin, uc8, us16, double )
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	width	入力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	入力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	radius	出力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	出力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	出力側での角度の処理範囲
`[in]`	coord_mode	入力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標
`[in]`	back_clear	出力画像の背景処理方法 TRUE 領域外になる画素は０クリア FALSE 領域外になる画素は処理しない
`[in]`	sampling_mode	濃度補間法 F_SAMPLING_NN 最近傍法により濃度補間を行う F_SAMPLING_BILINEAR 共一次線形補間法により濃度補間を行う F_SAMPLING_CUBIC 三次畳み込み法により濃度補間を行う

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_INVALID_IMAGE	不正な画像オブジェクトが渡された
	F_ERR_NOMEMORY	メモリ不足（F_SAMPLING_CUBICを指定した場合のみ）
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、左図から右図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. cood_mode の指定例

start_angle 、 range_angle 、 width 、 height の各パラメータの設定例を示します。本図では、例として「FIE Polar Transform Library」の文字列を極座標変換を施しています。 coord_mode は F_PT_LEFT 、sampling_mode は F_SAMPLING_NN を指定しているものとします。

入力画像は、幅400、高さ800、origin_in.x = 0、origin_in.y = 0とします。
(1)は、基準となる例です。この際の、 width と height 、つまり、入力側の処理対象領域は共に400、800とします。
(2)は、 range_angle を(1)の半分で指定した例です。文字列はすべて含まれていますが、出力領域が半分の角度範囲となります。
(3)は、(2)の条件に対して、さらに height を半分で指定した例です。 (1)の結果を半分にした結果なります。
(4)は、 height を(1)の半分で指定した例です。文字列が半分しか含まれていません。
(5)は、 range_angle を(1)に対して負に指定した例です。文字列が反転しています。
(6)は、(5)の条件に対して、 range_angle を半分で指定した例です。文字列が反転している以外に、(2)と比較して出力領域の位置が反転しています。
(7)は、 start_angle に、 $1.5\pi$ を指定しています。それ以外は(1)の条件と同じです。文字列の開始位置がずれています。
(8)は、 width を(1)の0.8倍で指定した例です。文字列が外側にずれています。また、 r の長さは、 height と radius の比によって決定されるため、文字の r 方向のサイズも大きくなります。内側にずらす場合には、 1.0より大きい値を掛けます。文字の r 方向のサイズも小さくなります。サイズを変更せずに移動させたい場合は、 origin_in を変更してください。
(9)は、range_angle に $3\pi$ を指定しています。 $3\pi$ まで出力するという意味になりますが、表示ができるのが $2\pi$ までなので、height の2/3が出力されています。
(10)は、range_angle に $-3\pi$ を指定しています。(9)を反転した画像が出力されます。

入力画像


(1)start_angle = 0 , range_angle = $2\pi$ , width = 400 , height = 800	(2)start_angle = 0 , range_angle = $\pi$ , width = 400 , height = 800


(3)start_angle = 0 , range_angle = $\pi$ , width = 400 , height = 400	(4)start_angle = 0 , range_angle = $2\pi$ , width = 400 , height = 400


(5)start_angle = 0 , range_angle = $-2\pi$ , width = 400 , height = 800	(6)start_angle = 0 , range_angle = $-\pi$ , width = 400 , height = 800


(7)start_angle = $1.5\pi$ , range_angle = $2\pi$ , width = 400 , height = 800	(8)start_angle = 0 , range_angle = $2\pi$ , width = 320 , height = 800


(9)start_angle = 0 , range_angle = $3\pi$ , width = 400 , height = 800	(10)start_angle = 0 , range_angle = $-3\pi$ , width = 400 , height = 800

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "fie.h"

// 左図から右図への変換
VOID polar_transform_img()
{
    FHANDLE hsrc = NULL, hdst = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;

    // 入力画像の読み込み
    // width = 256.0, height = 256.0
    fnFIE_load_tiff( "fie_poloar_transform.tif", &hsrc, F_COLOR_IMG_TYPE_UC8 );

    // 出力画像のメモリ確保
    // チャネル数は同じ必要がある
    hdst = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_UC8, 1, 128, 128 );

    origin_out.x = 64.0;
    origin_out.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 入力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_in.x = 178.0;
    origin_in.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    // 背景は０クリア
    // 濃度補間法は最近傍法
    fnFIE_polar_trans_img( hsrc, hdst, origin_in, width, height, 
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle,
                           F_PT_UPPER, TRUE, F_SAMPLING_NN );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_upper.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LOWER
    // 入力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_in.x = 78.0;
    origin_in.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    // 背景は０クリア
    // 濃度補間法は共一次線形補間法
    fnFIE_polar_trans_img( hsrc, hdst, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle,
                           F_PT_LOWER, TRUE, F_SAMPLING_BILINEAR );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_lower.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LEFT
    // 入力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_in.x = 6.0;
    origin_in.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    // 背景は０クリア
    // 濃度補間法は三次畳み込み法
    fnFIE_polar_trans_img( hsrc, hdst, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle,
                           F_PT_LEFT, TRUE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_left.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_RIGHT
    // 入力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_in.x = 250.0;
    origin_in.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    // 背景は０クリア
    // 濃度補間法は三次畳み込み法
    fnFIE_polar_trans_img( hsrc, hdst, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle,
                           F_PT_RIGHT, TRUE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_right.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    fnFIE_free_object( hsrc );
    fnFIE_free_object( hdst );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_img();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_img_inv	(	const FHANDLE	hsrc,
		FHANDLE	hdst,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		enum f_coord_mode	coord_mode,
		INT	back_clear,
		enum f_sampling_mode	sampling_mode
	)

画像間の逆極座標変換

画像間の逆極座標変換をします。

全般

入力画像と出力画像は画素タイプとチャネル数が同じである必要があります。
チャネルは、マルチチャネル対応となります。
本関数内で、出力画像のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した画像オブジェクトを用意する必要があります。

origin_in

入力画像の左上を基準とした回転中心座標を指定します。
指定する座標は、出力画像外でも構いません。

radius

入力画像での扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

入力画像での回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲の大きさに指定はありませんが、以下のように処理されます。
1. range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
2. range_angle ＞ $2\pi$ の範囲で指定した場合、 $2\pi$ を超えた分の範囲が繰り返し出力されます。 range_angle ＜ $-2\pi$ の場合も同様に、 $-2\pi$ を下回った分の範囲が繰り返し出力されます。

origin_out

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、出力画像での処理対象領域（四角形）の基準座標を指定します。
指定する座標は、出力画像外でも構いません。

width

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、入力画像での扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、入力画像での円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

coord_mode

出力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

back_clear

結果画像中の領域外になる画素(入力座標系での座標が処理対象画像の外側になる画素) の処理方法の指定です。
- TRUE ０クリア
- FALSE 処理なし

sampling_mode

濃度補間方法の指定します。以下の３種類から選択できます。
- F_SAMPLING_NN 最近傍法
- F_SAMPLING_BILINEAR 共一次線形補間法
- F_SAMPLING_CUBIC 三次畳み込み法
処理対象画像の型が２値(F_IMG_BIN) の場合は、F_SAMPLING_NN のみ使用可能です。

引数:

`[in]`	hsrc	入力画像( type : bin, uc8, us16, double )
`[out]`	hdst	出力画像( type : bin, uc8, us16, double )
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	radius	入力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	入力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	入力側での角度の処理範囲
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	width	出力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	出力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	coord_mode	出力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標
`[in]`	back_clear	出力画像の背景処理方法 TRUE 領域外になる画素は０クリア FALSE 領域外になる画素は処理しない
`[in]`	sampling_mode	濃度補間法 F_SAMPLING_NN 最近傍法により濃度補間を行う F_SAMPLING_BILINEAR 共一次線形補間法により濃度補間を行う F_SAMPLING_CUBIC 三次畳み込み法により濃度補間を行う

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_INVALID_IMAGE	不正な画像オブジェクトが渡された
	F_ERR_NOMEMORY	メモリ不足（F_SAMPLING_CUBICを指定した場合のみ）
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、右図から左図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. 極座標変換ライブラリの使用例

start_angle 、 range_angle 、 width 、height の各パラメータの設定例を示します。本図では、例として「FIE Polar Transform Library」の文字列を逆極座標変換を施しています。 coord_mode は F_PT_LEFT 、sampling_mode は F_SAMPLING_NN を指定しているものとします。

入力画像は、幅500、高さ500、origin_in.x = 250、origin_in.y = 250とします。
(1)は、基準となる例です。この際の、 width と height 、つまり、出力側の処理対象領域は共に400、800とします。
(2)は、range_angle に $4\pi$ を指定しています。 $2\pi$ を超えた分の範囲は繰り返し表示されるので、 $4\pi$ では2周表示されます。

入力画像


(1)start_angle = 0 , range_angle = $2\pi$ , width = 400 , height = 800	(2)start_angle = 0 , range_angle = $4\pi$ , width = 400 , height = 800

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "fie.h"

// 右図から左図への変換
VOID polar_transform_img_inv()
{
    FHANDLE hsrc = NULL, hdst = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;

    // 入力画像の読み込み
    // width = 128.0, height = 128.0
    fnFIE_load_tiff( "fie_poloar_transform_inv.tif", &hsrc, F_COLOR_IMG_TYPE_UC8 );

    // 出力画像のメモリ確保
    // チャネル数は同じ必要がある
    hdst = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_UC8, 1, 256, 256 );

    origin_in.x = 64.0;
    origin_in.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 出力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_out.x = 178.0;
    origin_out.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    // 背景は処理しない
    // 濃度補間法は最近傍法
    fnFIE_polar_trans_img_inv( hsrc, hdst, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height,
                               F_PT_UPPER, FALSE, F_SAMPLING_NN );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_upper.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LOWER
    // 出力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_out.x = 78.0;
    origin_out.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    // 背景は処理しない
    // 濃度補間法は共一次線形補間法
    fnFIE_polar_trans_img_inv( hsrc, hdst, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height,
                               F_PT_LOWER, FALSE, F_SAMPLING_BILINEAR );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_lower.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LEFT
    // 出力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_out.x = 6.0;
    origin_out.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    // 背景は処理しない
    // 濃度補間法は三次畳み込み法
    fnFIE_polar_trans_img_inv( hsrc, hdst, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height,
                               F_PT_LEFT, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_left.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_RIGHT
    // 出力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_out.x = 250.0;
    origin_out.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    // 背景は処理しない
    // 濃度補間法は三次畳み込み法
    fnFIE_polar_trans_img_inv( hsrc, hdst, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height,
                               F_PT_RIGHT, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_right.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    fnFIE_free_object( hsrc );
    fnFIE_free_object( hdst );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_img_inv();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_map	(	FHANDLE	hmap,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		enum f_coord_mode	coord_mode
	)

極座標変換マップの作成

極座標変換マップを作成します。極座標変換マップは、 fnFIE_geotrans_warpping で利用されます。

全般

画素タイプが F_IMG_DOUBLE または F_IMG_FLOAT 、チャネル数が２の画像オブジェクトを指定します。マップ画像の各画素値は結果画像の変換前の座標値として使用されますので、結果画像の変換前の x 座標を hmap のチャネル０、 y 座標はチャネル１に入力します。
fnFIE_geotrans_warpping 実行時において、 hmap に入力されている座標値が処理対象画像の外側を示す場合は、無効画素として処理されます。また、処理対象画像のチャネル数が複数である場合には、すべてのチャネルに同じ座標変換マップを使用します。
本関数内で、出力画像のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した画像オブジェクトを用意する必要があります。

origin_in

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、原点 $O\left(0,0\right)$ からの基準座標を指定します。

width

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、出力画像での扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、出力画像での円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

origin_out

出力画像の左上を基準とした回転中心座標を指定します。
指定する座標は、出力画像外でも構いません。

radius

出力画像での扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

出力画像での回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲の大きさに指定はありませんが、以下のように処理されます。
1. range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
2. range_angle ＞ $2\pi$ の範囲で指定した場合、 $2\pi$ を超えた分は出力されません。 range_angle ＜ $-2\pi$ の場合も同様に、 $-2\pi$ を下回った分は出力されません。

coord_mode

入力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

引数:

`[out]`	hmap	変換マップ( type : double, float / channel : 2 )
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	width	入力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	入力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	radius	出力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	出力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	出力側での角度の処理範囲
`[in]`	coord_mode	入力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_INVALID_IMAGE	不正な画像オブジェクトが渡された
	F_ERR_NOMEMORY	メモリ不足
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、左図から右図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. 極座標変換ライブラリの使用例

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "fie.h"

// 左図から右図への変換
VOID polar_transform_map()
{
    FHANDLE hsrc = NULL, hdst = NULL, hmap = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;

    // 入力画像の読み込み
    // width = 256.0, height = 256.0
    fnFIE_load_tiff( "fie_poloar_transform.tif", &hsrc, F_COLOR_IMG_TYPE_UC8 );

    // 座標マップと出力画像のメモリ確保
    // チャネル数は同じ必要がある
    hdst = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_UC8, 1, 128, 128 );
    hmap = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_DOUBLE, 2, 128, 128 );

    origin_out.x = 64.0;
    origin_out.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 入力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_in.x = 178.0;
    origin_in.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_map( hmap, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_UPPER );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_upper.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LOWER
    // 入力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_in.x = 78.0;
    origin_in.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_map( hmap, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_LOWER );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_lower.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LEFT
    // 入力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_in.x = 6.0;
    origin_in.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_map( hmap, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_LEFT );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_left.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_RIGHT
    // 入力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_in.x = 250.0;
    origin_in.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_map( hmap, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_RIGHT );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_right.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    fnFIE_free_object( hsrc );
    fnFIE_free_object( hdst );
    fnFIE_free_object( hmap );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_map();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_map_inv	(	FHANDLE	hmap,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		enum f_coord_mode	coord_mode
	)

逆極座標変換マップの作成

逆極座標変換マップを作成します。極座標変換マップは、 fnFIE_geotrans_warpping で利用されます。

全般

画素タイプが F_IMG_DOUBLE または F_IMG_FLOAT 、チャネル数が２の画像オブジェクトを指定します。マップ画像の各画素値は結果画像の変換前の座標値として使用されますので、結果画像の変換前の x 座標を hmap のチャネル０、 y 座標はチャネル１に入力します。
fnFIE_geotrans_warpping 実行時において、 hmap に入力されている座標値が処理対象画像の外側を示す場合は、無効画素として処理されます。また、処理対象画像のチャネル数が複数である場合には、すべてのチャネルに同じ座標変換マップを使用します。
本関数内で、出力画像のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した画像オブジェクトを用意する必要があります。

origin_in

原点 $O\left(0,0\right)$ からの回転中心座標を指定します。

radius

扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲の大きさに指定はありませんが、以下のように処理されます。
1. range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
2. range_angle ＞ $2\pi$ の範囲で指定した場合、 $2\pi$ を超えた分の範囲が繰り返し出力されます。 range_angle ＜ $-2\pi$ の場合も同様に、 $-2\pi$ を下回った分の範囲が繰り返し出力されます。

origin_out

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、出力画像での処理対象領域（四角形）の基準座標を指定します。
指定する座標は、出力画像外でも構いません。

width

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、出力画像での扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、出力画像での円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

coord_mode

出力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

引数:

`[out]`	hmap	変換マップ( type : double, float / channel : 2 )
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	radius	入力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	入力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	入力側での角度の処理範囲
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	width	出力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	出力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	coord_mode	出力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_INVALID_IMAGE	不正な画像オブジェクトが渡された
	F_ERR_NOMEMORY	メモリ不足
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、右図から左図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. 極座標変換ライブラリの使用例

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "fie.h"

// 右図から左図への変換
VOID polar_transform_map_inv()
{
    FHANDLE hsrc = NULL, hdst = NULL, hmap = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;

    // 入力画像の読み込み
    // width = 128.0, height = 128.0
    fnFIE_load_tiff( "fie_poloar_transform_inv.tif", &hsrc, F_COLOR_IMG_TYPE_UC8 );

    // 座標マップと出力画像のメモリ確保
    // チャネル数は同じ必要がある
    hdst = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_UC8, 1, 256, 256 );
    hmap = fnFIE_img_root_alloc( F_IMG_DOUBLE, 2, 256, 256 );

    origin_in.x = 64.0;
    origin_in.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 出力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_out.x = 178.0;
    origin_out.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_map_inv( hmap, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_UPPER );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_upper.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LOWER
    // 出力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_out.x = 78.0;
    origin_out.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_map_inv( hmap, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_LOWER );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_lower.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_LEFT
    // 出力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_out.x = 6.0;
    origin_out.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_map_inv( hmap, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_LEFT );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_left.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    // F_PT_RIGHT
    // 出力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_out.x = 250.0;
    origin_out.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_map_inv( hmap, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_RIGHT );

    // 幾何変換ライブラリの fnFIE_geotrans_warpping() を使用して画像にする
    fnFIE_geotrans_warpping( hsrc, hmap, hdst, NULL, FALSE, F_SAMPLING_CUBIC );

    fnFIE_save_tiff( "fie_poloar_transform_inv_right.tif", hdst, F_TIFF_COMPRESSION_DEFLATE, -1 );

    fnFIE_free_object( hsrc );
    fnFIE_free_object( hdst );
    fnFIE_free_object( hmap );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_map_inv();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_pnt	(	const DPNT_T *	psrc,
		DPNT_T *	pdst,
		INT	num_pnt,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		enum f_coord_mode	coord_mode
	)

点群間の極座標変換

点群間の極座標変換をします。

全般

与えられた点群の極座標変換をします。
origin_in と origin_out により、変換時の位置情報が決定されます。
width, height と radius, start_angle, range_angle により変換時のスケールが決定されます。
本関数内で、出力用の配列のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した配列を用意する必要があります。
出力座標群配列は、入力座標群配列と同じか大きい配列を用意する必要があります。小さい場合の動作は不定です。
num_pnt は、入力座標群配列の要素数です。実際の要素数より大きい値を指定した場合の動作は不定です。

origin_in

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、原点 $O\left(0,0\right)$ からの基準座標を指定します。

width

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_in で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

origin_out

原点 $O\left(0,0\right)$ からの回転中心座標を指定します。

radius

扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲に指定はありません。
range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
range_angle ＞ $2\pi$ または range_angle ＜ $-2\pi$ の範囲で指定する事が可能です。 fnFIE_polar_trans_img()では $2\pi$ を超えて表示ができませんが、この関数は点群を変換の対象としているため $2\pi$ を超えても極座標変換できます。また、異なる入力座標が同じ出力座標になることがあります。 $-2\pi$ も同様に下回っても極座標変換できます。

coord_mode

入力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

引数:

`[in]`	psrc	入力座標群配列の先頭ポインタ
`[out]`	pdst	出力座標群配列の先頭ポインタ
`[in]`	num_pnt	座標数
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	width	入力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	入力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	radius	出力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	出力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	出力側での角度の処理範囲
`[in]`	coord_mode	入力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、左図から右図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. 極座標変換ライブラリの使用例

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "oal_aloc.h"
#include "fie.h"

// 左図から右図への変換
VOID polar_transform_pnt()
{
    DPNT_T *psrc = NULL, *pdst = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;
    F_RANDDESC r;
    INT i;

    // メモリの確保
    psrc = (DPNT_T*) fnOAL_malloc( sizeof( DPNT_T ) * 100 );
    pdst = (DPNT_T*) fnOAL_malloc( sizeof( DPNT_T ) * 100 );

    fnFIE_mtrand_init( 234796, &r );

    // 入力点群に適当な値を代入する
    for( i = 0; i < 100; i ++ ){
        psrc[i].x = fnFIE_mtrand_real1(&r) * 1024.0;
        psrc[i].y = fnFIE_mtrand_real1(&r) * 1024.0;
    }

    origin_out.x = 64.0;
    origin_out.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 入力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_in.x = 178.0;
    origin_in.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt( psrc, pdst, 100, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_UPPER );

    // F_PT_LOWER
    // 入力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_in.x = 78.0;
    origin_in.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt( psrc, pdst, 100, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_LOWER );

    // F_PT_LEFT
    // 入力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_in.x = 6.0;
    origin_in.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt( psrc, pdst, 100, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_LEFT );

    // F_PT_RIGHT
    // 入力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_in.x = 250.0;
    origin_in.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt( psrc, pdst, 100, origin_in, width, height,
                           origin_out, radius, start_angle, range_angle, F_PT_RIGHT );

    fnOAL_free( psrc );
    fnOAL_free( pdst );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_pnt();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

INT FVALGAPI fnFIE_polar_trans_pnt_inv	(	const DPNT_T *	psrc,
		DPNT_T *	pdst,
		INT	num_pnt,
		DPNT_T	origin_in,
		DOUBLE	radius,
		DOUBLE	start_angle,
		DOUBLE	range_angle,
		DPNT_T	origin_out,
		DOUBLE	width,
		DOUBLE	height,
		enum f_coord_mode	coord_mode
	)

点群間の逆極座標変換

点群間の逆極座標変換をします。

与えられた点群の逆極座標変換をします。
origin_in と origin_out により、変換時の位置情報が決定されます。
width, height と radius, start_angle, range_angle により変換時のスケールが決定されます。
本関数内で、出力用の配列のメモリ確保は行いません。ユーザーが必要なメモリを確保した配列を用意する必要があります。
出力座標群配列は、入力座標群配列と同じか大きい配列を用意する必要があります。小さい場合の動作は不定です。
num_pnt は、入力座標群配列の要素数です。実際の要素数より大きい値を指定した場合の動作は不定です。

origin_in

原点 $O\left(0,0\right)$ からの回転中心座標を指定します。

radius

扇形の半径を指定します。
radius ≧ 0 の範囲で指定します。

start_angle

回転開始角度をラジアン単位で指定します。
0 ≦ start_angle ＜ $2\pi$ の範囲で指定します。

range_angle

回転開始角度 start_angle からの処理範囲をラジアン単位で指定します。範囲に指定はありません。
range_angle が正ならば時計回り、負ならば反時計回りとして処理をします。
range_angle ＞ $2\pi$ または range_angle ＜ $-2\pi$ の範囲で指定する事が可能です。 fnFIE_polar_trans_img_inv()では $2\pi$ を超えるまたは $-2\pi$ を下回った場合は繰り返し表示されますが、この関数では点群を変換の対象としているため、対応座標が1対1の関係になり、1つの入力座標が2つ以上の出力座標と対応することはありません。

origin_out

coord_mode で指定されたパラメータに基づいて、原点 $O\left(0,0\right)$ からの基準座標を指定します。

width

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の幅を指定します。
width ≧ 0 の範囲で指定します。
width が $\theta$ 軸と対応している場合、 y = ( origin_in.y + height ) 軸上での width は、扇形の円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 width と | radius * range_angle | の比によって決定します。
width が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 width と radius の比によって決定します。

height

origin_out で指定された座標からの処理対象領域の高さを指定します。
height ≧ 0 の範囲で指定します。
height が $\theta$ 軸と対応している場合、 x = ( origin_in.x + width ) 軸上での height は、円弧の長さと対応します。円弧の長さは、 height と | radius * range_angle | の比によって決定します。
height が r 軸と対応している場合、 r の長さは、 height と radius の比によって決定します。

coord_mode

出力側の回転軸の位置を指定します。
- F_PT_UPPER 上辺が回転軸
- F_PT_LOWER 下辺が回転軸
- F_PT_LEFT 左辺が回転軸
- F_PT_RIGHT 右辺が回転軸

引数:

`[in]`	psrc	入力座標群配列の先頭ポインタ
`[out]`	pdst	出力座標群配列の先頭ポインタ
`[in]`	num_pnt	座標数
`[in]`	origin_in	入力側での処理対象領域の開始座標
`[in]`	radius	入力側での円板の半径
`[in]`	start_angle	入力側での処理開始角度
`[in]`	range_angle	入力側での角度の処理範囲
`[in]`	origin_out	出力側での円板の回転中心
`[in]`	width	出力側での処理対象領域の幅
`[in]`	height	出力側での処理対象領域の高さ
`[in]`	coord_mode	出力側での回転中心位置 F_PT_UPPER 処理対象領域の右上座標 F_PT_LOWER 処理対象領域の左下座標 F_PT_LEFT 処理対象領域の左上座標 F_PT_RIGHT 処理対象領域の右下座標

戻り値:

	F_ERR_NONE	正常終了
	F_ERR_INVALID_PARAM	不正なパラメータが渡された
	F_ERR_NO_LICENCE	ライセンスエラー、または未初期化エラー

極座標変換ライブラリの使用例

Fig1に、 coord_mode の指定例を示します。本例は、右図から左図への変換です。

左図のオレンジの線で囲まれている領域が、 coord_mode 毎の処理対象領域です。
左図の緑色のｘ印は、基準座標の位置です。 coord_mode 毎に指定する位置が異なります。
右図の赤線が start_angle で指定された角度です。本図では、 0.0 が指定されています。
range_angle は、 $2\pi$ が指定されています。

Fig1. 極座標変換ライブラリの使用例

// エラー処理は省略しているので注意して下さい。
#include "oal_aloc.h"
#include "fie.h"

// 右図から左図への変換
VOID polar_transform_pnt_inv()
{
    DPNT_T *psrc = NULL, *pdst = NULL;
    DPNT_T  origin_in, origin_out;
    DOUBLE  width, height, radius, start_angle, range_angle;
    F_RANDDESC r;
    INT i;

    // メモリの確保
    psrc = (DPNT_T*) fnOAL_malloc( sizeof( DPNT_T ) * 100 );
    pdst = (DPNT_T*) fnOAL_malloc( sizeof( DPNT_T ) * 100 );

    fnFIE_mtrand_init( 234796, &r );

    // 入力点群に適当な値を代入する
    for( i = 0; i < 100; i ++ ){
        psrc[i].x = fnFIE_mtrand_real1(&r) * 1024.0;
        psrc[i].y = fnFIE_mtrand_real1(&r) * 1024.0;
    }

    origin_in.x = 64.0;
    origin_in.y = 64.0;

    radius = 64.0;

    start_angle = 0.0;
    range_angle = 2.0 * PI;

    // F_PT_UPPER
    // 出力側の対象領域の右上の座標を指定する
    origin_out.x = 178.0;
    origin_out.y = 6.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt_inv( psrc, pdst, 100, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_UPPER );

    // F_PT_LOWER
    // 出力側の対象領域の左下の座標を指定する
    origin_out.x = 78.0;
    origin_out.y = 250.0;

    width = 64.0;
    height = 172.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt_inv( psrc, pdst, 100, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_LOWER );

    // F_PT_LEFT
    // 出力側の対象領域の左上の座標を指定する
    origin_out.x = 6.0;
    origin_out.y = 78.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt_inv( psrc, pdst, 100, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_LEFT );

    // F_PT_RIGHT
    // 出力側の対象領域の右下の座標を指定する
    origin_out.x = 250.0;
    origin_out.y = 178.0;

    width = 172.0;
    height = 64.0;

    fnFIE_polar_trans_pnt_inv( psrc, pdst, 100, origin_in, radius, start_angle, range_angle,
                               origin_out, width, height, F_PT_RIGHT );

    fnOAL_free( psrc );
    fnOAL_free( pdst );
}

INT main()
{
    // FIEライブラリの初期化処理
    fnFIE_setup();

    polar_transform_pnt_inv();

    // FIEライブラリの終了処理
    fnFIE_teardown();

    return 0;
}

極座標変換 [基本画像操作]

説明

極座標

極座標変換と逆変換

変換式と回転軸

パラメータの対応関係

濃度補間方法

列挙型

関数

列挙型

関数

極座標変換
[基本画像操作]