JP2002237944A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 元の２値画像を正確に反映した多値画像を容
易に得ることができる画像処理方法を提供する。 【解決手段】 ２値画像データを多値画像データに変換
し（Ｓ１）、変換した多値画像データに拡大または縮小
処理を施し（Ｓ２）、拡大または縮小処理された多値画
像データを多値表現が可能な画像出力装置へ出力する
（Ｓ３）。Ｓ１において、２値画像における注目画素及
びその周辺画素に重み係数を設定し、設定した重み係数
と注目画素及び周辺画素の２値の画素値とに基づいて注
目画素の多値の画素値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２値画像を処理す
る方法に関し、特に、２値画像を多値画像に変換し、変
換した多値画像を多値表現可能な画像出力装置へ出力す
る画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値画像データを拡大する際に単純な画
素の挿入を行った場合、及び、２値画像データを縮小す
る際に単純な間引き処理を行った場合には、画素補間パ
ターン及び画素間引きパターンが一定であるので、横筋
及び／または縦筋が発生して画質劣化が生じることがあ
る。そこで、このような画質劣化を防止するために、本
発明者は、２値画像データを一旦多値画像データに変換
し、その多値画像データに対して拡大または縮小処理
（補間処理を伴う画素の挿入処理または間引き処理）を
施し、拡大または縮小処理された多値画像データを再び
２値化するようにした２値画像に対する画像処理方法を
提案している（特願２０００−７４８６８号、以下、先
行例という）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プリンタによっては、
多値画像データをそのまま可視化出力できるものもあ
り、この種のプリンタを使用する場合には、先行例にあ
って、拡大または縮小処理された多値画像データを再び
２値化する必要はなく、拡大または縮小処理された多値
画像データをそのままプリンタへ出力するようにしても
良い。

【０００４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、注目画素及びその周辺画素の２値の画素値に重
み付けを行ってその注目画素の多値の画素値を求め、求
めた多値の画素値を多値表現が可能な画像出力装置へ出
力することにより、元の２値画像を正確に反映した多値
画像を、その画質を向上させて表現できる画像処理方法
を提供することを目的とする。

【０００５】本発明の他の目的は、上記のようにして求
めた多値の画素値に拡大または縮小処理を施すことによ
り、画質劣化を防止して高品質の拡大画像または縮小画
像を表現できる画像処理方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る画像処理
方法は、２値画像を処理する画像処理方法において、前
記２値画像における注目画素及びその周辺画素に重み係
数を設定し、設定した重み係数と前記注目画素及び周辺
画素の２値の画素値とに基づいて前記注目画素の多値の
画素値を求め、求めた多値の画素値を多値表現が可能な
画像出力装置へ出力することを特徴とする。

【０００７】第１発明の画像処理方法にあっては、２値
画像での注目画素とその周辺の複数の画素とに重み係数
を夫々設定し、設定した重み係数と注目画素及び周辺画
素の２値の画素値とを用いてその注目画素の多値の画素
値を算出し、算出した多値の画素値を多値表現が可能な
画像出力装置へ出力する。よって、注目画素及び周辺画
素の各画素値に重み付けを行って注目画素の多値の画素
値を求めるようにしており、元の２値画像を正確に反映
した多値画像が画像出力装置にて表現される。

【０００８】第２発明に係る画像処理方法は、第１発明
において、前記求めた多値の画素値に拡大または縮小処
理を施し、拡大または縮小処理を施した多値の画素値を
前記画像出力装置へ出力することを特徴とする。

【０００９】第２発明の画像処理方法にあっては、第１
発明で求めた多値の画素値を拡大または縮小した後に画
像出力装置へ出力する。よって、補間処理を適用して、
画質劣化を防止して高品質の拡大画像または縮小画像が
画像出力装置にて表現される。

【００１０】第３発明に係る画像処理方法は、第１また
は第２発明において、前記画像出力装置はレーザプリン
タであることを特徴とする。

【００１１】第３発明の画像処理方法にあっては、画像
出力装置としてレーザプリンタを使用する。よって、ド
ットの大きさによって多階調を表現でき、直接的な多値
表現を行える。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明
の画像処理方法の手順を示すフローチャートである。

【００１３】まず、処理対象の２値画像データを多値画
像データに変換する（ステップＳ１）。図２は、この２
値画像データから多値画像データへの変換、つまり注目
画素及び周辺画素の２値の画素値とそれらの各画素に設
定した重み係数とから注目画素の多値の画素値を求める
原理を説明する図であり、図２（ａ）は画素構成及びそ
の画素値を示し、図２（ｂ）は各画素に設定された重み
係数を示す。

【００１４】図２（ａ）において、３×３の９個の画素
における中央の画素が注目画素（２値の画素値Ｉ）であ
り、その注目画素の周りの８個の画素が周辺画素（２値
の画素値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）である。ま
た、図２（ｂ）におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，
ｈ，ｉは各画素に設定された重み係数である。

【００１５】そして、各画素の夫々における画素値と設
定された重み係数との乗算値の総和を算出し、その総和
を各画素に設定した重み係数の和で除算し、その除算値
に所定の階調数（例えば１６）を乗算し、得られる乗算
値を注目画素の多値の画素値として求める。従って、注
目画素の多値の画素値Ｘは具体的には下記（１）式に従
って算出される。

【００１６】

【数１】

【００１７】図３（ａ）〜（ｅ）は、このような注目画
素及び周辺画素の２値の画素値の重み付けによる多値の
画素値の具体的な５種の算出例を示す図である。

【００１８】次に、このようにして求められた多値画像
データに拡大または縮小処理を施す（ステップＳ２）。
図４は、この多値画像データの拡大または縮小処理、つ
まり周辺画素の多値の画素値とそれらの画素に設定した
重み係数とから拡大または縮小処理後の画素値を求める
原理を説明する図であり、図４（ａ）は画素構成及びそ
の画素値を示し、図４（ｂ）は各画素に設定される重み
係数を示す。図４（ａ）において、３×３の９個の画素
における中央の画素が注目画素であり、その注目画素の
周りの８個の画素が周辺画素（多値の画素値Ｊ，Ｋ，
Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）である。また、図４（ｂ）に
おけるｊ，ｋ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑ，ｒ，ｓは各画素に設定
される重み係数である。

【００１９】そして、各周辺画素の夫々における画素値
と設定された重み係数との乗算値の総和を算出し、その
総和を各周辺画素に設定した重み係数の和で除算し、得
られる除算値を拡大または縮小処理後の多値の画素値と
して求める。従って、拡大または縮小処理後の多値の画
素値Ｙは具体的には下記（２）式に従って算出される。

【００２０】

【数２】

【００２１】なお、図４に示す例では、３×３の９個の
画素を１単位とする場合について説明しているが、４×
４の１６個の画素を１単位とする場合にも適用可能であ
り、この場合には注目画素以外の１５個の周辺画素夫々
の多値の画素値と設定された重み係数とから、拡大また
は縮小処理後の多値の画素値を求める。更に、ｎ×ｎ
（ｎは５以上の整数）のｎ² 個の画素を１単位とする場
合にも同様に行えることは勿論である。

【００２２】図５は、３×３の９個の画素を１単位とし
て、主走査方向及び副走査方向において夫々２倍に拡大
する場合のこのような周辺画素の多値の画素値の重み付
けによる画素値の算出例を示す図であり、図５（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、夫々、注目画素の左上，右
上，右下，左下における各算出例を示している。図６
は、このようにして算出した拡大処理後の画素値を示
す。

【００２３】また、図７は、４×４の１６個の画素を１
単位として、主走査方向及び副走査方向において夫々１
／２倍に縮小する場合のこのような周辺画素の多値の画
素値の重み付けによる画素値の算出例を示す図である。
図７（ａ）は、画素値及び重み係数の具体例を示してお
り、図７（ｂ）はこのようにして算出した縮小処理後の
画素値を示す。

【００２４】最後に、このようにして拡大または縮小処
理された多値画像データを、多値表現が可能な画像出力
装置としてのレーザプリンタへ出力する（ステップＳ
３）。

【００２５】図８は、本発明の画像処理方法（具体的に
は図５，図６に示したような拡大処理）を実施するため
の装置構成を示すブロック図である。この装置は、第１
ラインＦＩＦＯ（First-Input First-Output）レジスタ
１１，第２ラインＦＩＦＯレジスタ１２，第３ラインＦ
ＩＦＯレジスタ１３，第４ラインＦＩＦＯレジスタ１４
と、第１メモリ１５，第２メモリ１６と、ステップＳ１
の処理（２値画像データから多値画像データへの変換）
を行う多値化変換部１７と、ステップＳ２及Ｓ３の処理
（多値画像データに対する拡大処理及び拡大多値画像デ
ータの出力処理）を行う拡大部１８と、拡大・縮小多値
画像データをプリントアウトする多値表現可能なレーザ
プリンタ１９とを備える。

【００２６】第１ラインＦＩＦＯレジスタ１１，第２ラ
インＦＩＦＯレジスタ１２は、現在の走査ラインから夫
々１ライン，２ライン遅延した２値の画素値を順次第１
メモリ１５へ出力する。第１メモリ１5 は、３×３の９
個の画素の２値の画素値を格納するメモリであり、それ
らの９個の２値の画素値（Ａ〜Ｉ）を多値化変換部１７
へ出力する。

【００２７】図９は、多値化変換部１７の内部構成を示
すブロック図である。多値化変換部１７は、各画素の２
値の画素値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉと各画
素の対応する重み係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，
ｈ，ｉとを乗算する９個の乗算器２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｉ
と、これらの乗算器２１ａ〜２１ｉの乗算結果を加算す
る第１加算器２２と、９個の重み係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉを加算する第２加算器２３と、第１
加算器２２の加算出力を第２加算器２３の加算出力で除
する除算器２４と、除算器２４の除算結果に所定の階調
数を乗算する乗算器２５とを有する。

【００２８】多値化変換部１７は、入力される注目画素
及び周辺画素の画素値（Ａ〜Ｉ）と対応する重み係数
（ａ〜ｉ）と所定の階調数とを用いて、上述したような
手法により、注目画素の多値の画素値を順次算出して、
その算出結果を出力する。

【００２９】第３ラインＦＩＦＯレジスタ１３，第４ラ
インＦＩＦＯレジスタ１４は、現在の走査ラインから夫
々１ライン，２ライン遅延した多値の画素値を順次第２
メモリ１6 へ出力する。第２メモリ１６は、３×３の９
個の画素の多値の画素値を格納するメモリであり、それ
らの９個の画素の中で中央の画素を除く残りの８個の画
素値（Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ）を拡大部１８
へ出力する。

【００３０】図１０は、拡大部１８の内部構成を示すブ
ロック図である。拡大部１８は、各周辺画素の多値の画
素値Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓと各周辺画素の対
応する重み係数ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑ，ｒ，ｓとを乗
算する８個の乗算器３１ｊ，３１ｋ，３１ｍ，３１ｎ，
３１ｐ，３１ｑ，３１ｒ，３１ｓと、これらの乗算器の
乗算結果を加算する第３加算器３２と、８個の重み係数
ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，ｐ，ｑ，ｒ，ｓを加算する第４加算器
３３と、第３加算器３２の加算出力を第４加算器３３の
加算出力で除する除算器３４と、時間幅が異なる１６種
のパルスを生成するパルス生成回路３５と、パルス生成
回路３５にて生成された１６種のパルスの中から、除算
器３４から出力される多値の画素値（階調数１６）に応
じたパルスを選択する選択器３６とを有する。

【００３１】拡大部１８内にて、入力される８個の周辺
画素の画素値（Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｐ〜Ｓ）と対応する８
個の重み係数（ｊ，ｋ，ｍ，ｎ，ｐ〜ｓ）とを用いて、
上述したような手法により、拡大処理後の画素値を順次
算出し、その算出値を選択器３６へ出力する。パルス生
成回路３５は、階調数と同数の１６種の時間幅が異なる
パルスを生成して選択器３６へ出力する。選択器３６
は、算出された拡大処理後の画素値（１から１６までの
何れか）に基づいて、それに対応するパルスを１６種の
中から選択し、選択したパルスをレーザプリンタ１９へ
出力する。

【００３２】レーザプリンタ１９は、入力されたパルス
に応じて拡大処理後の画素値をプリントアウトする。こ
こで、入力されたパルスの時間幅に応じてドットの大き
さが変わるので、拡大処理後の多値の画素値を直接的に
印写できる。

【００３３】図１１は、本発明の画像処理方法（具体的
には図７に示したような縮小処理）を実施するための装
置構成を示すブロック図である。図１１において、図８
と同一部分には、同一番号を付してそれらの説明を省略
する。この装置は、図８と同様の第１〜第４ラインＦＩ
ＦＯレジスタ１１〜１４，第１メモリ１５，多値化変換
部１７及びレーザプリンタ１９と、第５ラインＦＩＦＯ
レジスタ２０と、第３メモリ２６と、ステップＳ２及Ｓ
３の処理（多値画像データに対する縮小処理及び縮小多
値画像データの出力処理）を行う縮小部２８とを備え
る。

【００３４】第３ラインＦＩＦＯレジスタ１３，第４ラ
インＦＩＦＯレジスタ１４，第５ラインＦＩＦＯレジス
タ２０は、現在の走査ラインから夫々１ライン，２ライ
ン，３ライン遅延した多値の画素値を順次第３メモリ２
６へ出力する。第３メモリ２６は、４×４の１６個の画
素の多値の画素値を格納するメモリであり、それらの１
６個の画素の中で１個の注目画素を除く残りの１５個の
画素値を縮小部２８へ出力する。

【００３５】図１２は、縮小部２８の内部構成を示すブ
ロック図である。縮小部２８は、各周辺画素の多値の画
素値と各周辺画素の対応する重み係数との１５種の乗算
結果を加算する第５加算器４２と、１５個の重み係数を
加算する第６加算器４３と、第５加算器４２の加算出力
を第６加算器４３の加算出力で除する除算器４４と、時
間幅が異なる１６種のパルスを生成するパルス生成回路
４５と、パルス生成回路４５にて生成された１６種のパ
ルスの中から、除算器４４から出力される多値の画素値
（階調数１６）に応じたパルスを選択する選択器４６と
を有する。

【００３６】縮小部２８内にて、入力される１５個の周
辺画素の画素値と対応する１５個の重み係数とを用い
て、上述したような手法により、縮小処理後の画素値を
順次算出し、その算出値を選択器４６へ出力する。パル
ス生成回路４５は、階調数と同数の１６種の時間幅が異
なるパルスを生成して選択器４６へ出力する。選択器４
６は、算出された縮小処理後の画素値（１から１６まで
の何れか）に基づいて、それに対応するパルスを１６種
の中から選択し、選択したパルスをレーザプリンタ１９
へ出力する。

【００３７】レーザプリンタ１９は、入力されたパルス
に応じて縮小処理後の画素値をプリントアウトする。こ
こで、入力されたパルスの時間幅に応じてドットの大き
さが変わるので、縮小処理後の多値の画素値を直接的に
印写できる。

【００３８】なお、上記例では、多値の階調数を１６と
する場合について説明したが、これは例示であり、多値
の階調数は３以上であれば任意の数であって良い。ま
た、３×３の９個の画素を１単位とする上記例におい
て、注目画素の周囲の８個の画素を周辺画素とする８画
素近傍を利用したが、注目画素の上下左右の４個の画素
を周辺画素とする４画素近傍を利用しても本発明を同様
に適用できる。

【００３９】また、多値表現が可能な画像出力装置とし
てレーザプリンタを用いる場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、ＣＲＴ表示装置，液晶表
示装置など、多値表現が可能な画像出力装置であれば任
意の機器を使用できることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明では、２値画像での
注目画素とその周辺画素とに重み係数を設定し、設定し
た重み係数と注目画素及び周辺画素の２値の画素値とを
用いて注目画素の多値の画素値を求め、求めた多値の画
素値を多値表現が可能な画像出力装置へ出力するように
したので、注目画素及び周辺画素の各画素値に重み付け
を行って注目画素の多値の画素値を求めるため、元の２
値画像を正確に反映した多値画像を画像出力装置にて表
現することができる。

【００４１】また本発明では、求めた多値の画素値を拡
大または縮小した後に画像出力装置へ出力するようにし
たので、補間処理を適用することができ、画質劣化を防
止して高品質の拡大画像または縮小画像を画像出力装置
にて表現することができる。

【００４２】更に本発明では、画像出力装置としてレー
ザプリンタを使用するようにしたので、ドットの大きさ
によって多階調を表現でき、直接的な多値表現を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理方法の手順を示すフローチャ
ートである。

【図２】本発明による２値画像データから多値画像デー
タへの変換の原理を説明するための図である。

【図３】本発明による２値画像データから多値画像デー
タへの変換の具体的な算出例を示す図である。

【図４】本発明による多値画像データの拡大または縮小
処理の原理を説明するための図である。

【図５】本発明による多値画像データの拡大処理の具体
例を示す図である。

【図６】本発明による多値画像データの拡大処理の具体
例を示す図である。

【図７】本発明による多値画像データの縮小処理の具体
例を示す図である。

【図８】本発明の画像処理方法を実施するための装置構
成の一例を示すブロック図である。

【図９】多値化変換部の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図１０】図８における拡大部の内部構成を示すブロッ
ク図である。

【図１１】本発明の画像処理方法を実施するための装置
構成の他の例を示すブロック図である。

【図１２】図１１における縮小部の内部構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１７ 多値化変換部 １８ 拡大部 １９ レーザプリンタ ２８ 縮小部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C262 AA05 AA24 AB13 AC19 BB01 BB10 BC13 DA09 DA15 EA04 5B057 AA11 CA02 CA07 CA12 CB02 CB08 CB12 CC01 CD06 CH08 5C076 AA21 AA22 BA06 BB04 BB25 5C077 LL19 MP02 PP20 PQ12 PQ18 PQ23 PQ24 RR07 SS02 SS06 TT02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２値画像を処理する画像処理方法におい
   て、前記２値画像における注目画素及びその周辺画素に
   重み係数を設定し、設定した重み係数と前記注目画素及
   び周辺画素の２値の画素値とに基づいて前記注目画素の
   多値の画素値を求め、求めた多値の画素値を多値表現が
   可能な画像出力装置へ出力することを特徴とする画像処
   理方法。
2. 【請求項２】 前記求めた多値の画素値に拡大または縮
   小処理を施し、拡大または縮小処理を施した多値の画素
   値を前記画像出力装置へ出力する請求項１記載の画像処
   理方法。
3. 【請求項３】 前記画像出力装置はレーザプリンタであ
   る請求項１または２記載の画像処理方法。