JP2009071756A - Image processing circuit, and image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像処理回路、画像処理装置に関し、特に、画像の拡大縮小処理を行う技術に関する。 The present invention relates to an image processing circuit and an image processing apparatus, and more particularly to a technique for performing an image enlargement / reduction process.
プリンタ、イメージスキャナ、コピー機などの画像処理装置において、入力画像に対して拡大や縮小処理を行うための技術が知られている。拡大や縮小などの画像処理は、例えば、専用の回路や、CPU(Central Processing Unit)が実行するプログラムにより実行される。例えば、特許文献1では、ASIC(Application Spesific IC)により、イメージデータの拡大処理が行われている。
In an image processing apparatus such as a printer, an image scanner, or a copier, a technique for enlarging or reducing an input image is known. Image processing such as enlargement and reduction is executed by, for example, a dedicated circuit or a program executed by a CPU (Central Processing Unit). For example, in
スキャン処理およびプリント処理を実行する画像処理装置において、画像処理を行うための制御装置は、例えば、図1に示すようなシステム構成を有する。本図に示すように、制御装置は、CCDセンサ10と、画像データ処理部20(シェーディング補正回路22、ライン間補正回路23、拡大縮小回路24、画像処理回路25、プリンタ出力回路26)と、外部メモリ30と、プリンタ40とを有する。なお、外部メモリ30は、例えば、DDR−SDRAM(Double Data Rate SDRAM)などで構成される。
In an image processing apparatus that executes scan processing and print processing, a control device for performing image processing has, for example, a system configuration as shown in FIG. As shown in the figure, the control device includes a
上記各装置の動作および画像データの流れについて説明する。先ず、CCDセンサ10を介してスキャナ信号が入力されると、光電変換およびA/D変換が施されて画像データとして外部メモリ30に格納される。シェーディング補正回路22は、外部メモリ30から出力された画像データを受け付けると、原稿を読み取るCCDセンサ10の感度のばらつきや原稿照明用のランプの配光特性により生じたシェーディングを補正し、ライン間補正回路23に出力する。ライン間補正回路23は、原稿の同じ位置について、RGB色ごとのラインセンサ(CCDセンサ10)により異なるタイミングで読み取られた画像データを、原稿の同じ位置のデータとなるように同期させ、その補正後の画像データを外部メモリ30に出力する。拡大縮小回路24は、外部メモリ30から出力された画像データを受け付けると、後述するように、入力画像に対して拡大縮小処理を施し、拡大画像若しくは縮小画像を外部メモリ30に出力する。画像処理回路25は、外部メモリ30から出力された画像データを受け付けると、例えば、MTF補正、鮮鋭化、平滑化などのフィルタ処理を施す。また、RGB色からCMYK色への色変換処理やハーフトーニングなどを施し、印刷データとして外部メモリ30に出力する。プリンタ出力回路26は、印刷データを外部メモリ30から読み出してプリンタ40に出力する。プリンタ40は、印刷データを用いてプリントヘッドなどを駆動することで印刷処理を行う。
The operation of each of the above devices and the flow of image data will be described. First, when a scanner signal is input through the
以上のように、上記の各装置と外部メモリ30の間では、各装置の処理に必要な画像データの読み出しとその処理後の画像データの書き込み、すなわち、データの入出力が頻繁に発生する。また、各装置は、前段の装置で処理されたデータを用いて処理を行う。そのため、いずれかの装置と外部メモリ30の間において、データの入出力が増加すると、他の装置の処理が遅延することなどにより、画像データ処理全体の処理速度の低下につながる。
As described above, between the above devices and the
ところで、従来の拡大縮小回路において、拡大縮小処理は、次のように実行されている。 Incidentally, in the conventional enlargement / reduction circuit, the enlargement / reduction process is executed as follows.
図6は、拡大縮小処理のアルゴリズムを説明するための図である。注目画素D´の画素値は、注目画素D´の周囲に位置する入力画像の画素D0、D1、D2、D3の画素値を用いた2次元補間により算出される。すなわち、入力画像の2つのライン上から2画素ずつ使用し、その4画素に囲まれた範囲内に位置する任意の注目画素データを算出する。具体的には、 D´=D0×(1−dx)×(1−dy)+D1×dx×(1−dy)+D2×(1−dx)×dy+D3×dx×dy) により算出される。 FIG. 6 is a diagram for explaining an algorithm for enlargement / reduction processing. The pixel value of the target pixel D ′ is calculated by two-dimensional interpolation using the pixel values of the pixels D0, D1, D2, and D3 of the input image located around the target pixel D ′. That is, two pixels are used from two lines of the input image, and arbitrary target pixel data located within the range surrounded by the four pixels is calculated. Specifically, D ′ = D0 × (1−dx) × (1−dy) + D1 × dx × (1−dy) + D2 × (1−dx) × dy + D3 × dx × dy).
図7は、従来の拡大縮小回路における拡大処理を説明するための図である。本図は、入力画像データを400%に拡大する例を示している。拡大処理では、図7(A)〜(D)に示すように、拡大後の画像を構成するラインごとに、主走査方向の拡大後画素データ(拡大後の画像を構成する画素データ)が算出される。具体的には、まず、拡大縮小回路は、同一ライン上の連続する4つの拡大後画素データを算出するために、それらの拡大後画素データの周囲(点線の正方形の角)に位置する4つの入力画像の画素データ(入力画素データ)を読み込む。また、読み込んだ入力画素データを用いて、4つの拡大後画素データをそれぞれ算出する。以降も同様に、拡大縮小回路は、入力画像データから、4つの入力画素データを、主走査方向に1画素ずつずらしながら繰り返し読み込み、拡大後画素データを算出する。そして、1ライン分の処理が終了した場合は、副走査方向の隣接する次のラインについて同様に処理を行う。 FIG. 7 is a diagram for explaining enlargement processing in a conventional enlargement / reduction circuit. This figure shows an example of enlarging input image data to 400%. In the enlargement process, as shown in FIGS. 7A to 7D, pixel data after enlargement in the main scanning direction (pixel data constituting the image after enlargement) is calculated for each line constituting the image after enlargement. Is done. Specifically, first, the enlargement / reduction circuit calculates four consecutive enlarged pixel data on the same line, and the four pixels located around the enlarged pixel data (dotted square corners). Read pixel data of input image (input pixel data). Further, four pieces of enlarged pixel data are calculated using the read input pixel data. Similarly, the enlargement / reduction circuit repeatedly reads the four input pixel data from the input image data while shifting the pixels one pixel at a time in the main scanning direction, and calculates the enlarged pixel data. When the processing for one line is completed, the same processing is performed for the next line adjacent in the sub-scanning direction.
以上のように、従来の拡大縮小回路おける拡大処理では、拡大後の画像を構成するラインごとに、所定範囲の入力画素データを繰り返し読み込んで、拡大処理後画素データを演算している。そのため、拡大倍率に比例して、すなわち、拡大画像の副走査方向の画素数に応じて、拡大縮小回路24が外部メモリ30から読み出すデータ量が増加する。そして、拡大縮小回路24と外部メモリ30間のデータの入出力量が増加することにより、画像データ処理全体の速度が低下する。
As described above, in the enlargement process in the conventional enlargement / reduction circuit, the input pixel data in a predetermined range is repeatedly read for each line constituting the enlarged image, and the post-enlargement pixel data is calculated. Therefore, the amount of data read from the
本発明は、拡大処理において使用されるデータの量を削減して、画像データ処理全体の速度を向上する技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique for improving the overall speed of image data processing by reducing the amount of data used in enlargement processing.
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、元画像を構成する画素データを用いて、拡大画像を構成する画素データを出力する画像処理回路であって、元画像を構成する画素データの中から、主走査方向の順に、所定範囲の画素データを読み込み、所定範囲の画素データを読み込むごとに、読み込んだ画素データを用いて、当該読み込んだ画素データから算出し得る、拡大画像を構成する画素データのうち、少なくとも副走査方向に複数の画素データを算出し、出力する。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention is an image processing circuit that outputs pixel data that forms an enlarged image using pixel data that forms an original image, and the pixel data that forms the original image A pixel image of a predetermined range is read in the order of the main scanning direction, and an enlarged image that can be calculated from the read pixel data using the read pixel data each time the pixel data of the predetermined range is read Among the pixel data to be processed, a plurality of pixel data are calculated and output at least in the sub-scanning direction.
また、前記の画像処理回路であって、所定範囲の画素データを読み込むごとに、読み込んだ画素データを用いて、当該読み込んだ画素データから算出し得る、拡大画像を構成する画素データの全てを算出し、出力する構成とすることもできる。 The image processing circuit calculates all of the pixel data constituting the enlarged image that can be calculated from the read pixel data using the read pixel data each time the predetermined range of pixel data is read. However, it can also be configured to output.
また、元画像を構成する画素データを用いて、拡大画像を構成する画素データを出力する画像処理回路であって、元画像を構成する画素データの中から、主走査方向の順に、2ラインに跨る複数の画素データを読み込み、それらの画素データを読み込むごとに、それらの画素データを用いた補間演算により算出し得る、拡大画像を構成する複数のライン上の画素データの全てを、副走査方向の画素データの列ごとに算出して、出力する拡大処理部を有する。 An image processing circuit that outputs pixel data constituting an enlarged image using pixel data constituting an original image, and is arranged in two lines in the main scanning direction from the pixel data constituting the original image. All the pixel data on the plurality of lines constituting the enlarged image that can be calculated by interpolation calculation using the pixel data each time a plurality of pixel data straddling are read and the pixel data is read in the sub-scanning direction And an enlargement processing unit that calculates and outputs each column of pixel data.
また、前記の画像処理回路であって、前記拡大処理部が出力した各画素データを、対応するラインごとに、所定の画素数分格納するための領域を有し、所定の画素数の画素データが格納されたラインごとに、画素データを出力するFIFOメモリを有する。 In addition, the image processing circuit has a region for storing each pixel data output from the enlargement processing unit for a corresponding number of pixels for each corresponding line, and pixel data having a predetermined number of pixels. For each line in which is stored, a FIFO memory for outputting pixel data.
また、上述の画像処理回路は、当該画像処理回路が接続された画像メモリとともに画像処理装置に搭載されることができる。 Further, the above-described image processing circuit can be mounted on an image processing apparatus together with an image memory to which the image processing circuit is connected.
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態において、画像処理を行うための制御装置は、例えば、上述したように、図1に示すようなシステム構成を有する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the control device for performing image processing has a system configuration as shown in FIG. 1 as described above, for example.
以下、本実施形態に係る拡大縮小回路における拡大処理の特徴的な動作について説明する。 Hereinafter, a characteristic operation of the enlargement process in the enlargement / reduction circuit according to the present embodiment will be described.
図2は、拡大縮小回路における拡大処理を説明するための図である。本図は、入力画像データを400%に拡大する例を示している。拡大処理では、図2(A)〜(D)に示すように、拡大後の画像を構成する複数のラインごとに、ブロック単位で拡大後画素データが算出される。具体的には、まず、拡大縮小回路24は、4つのライン上の拡大後画素データを算出するために、それらの拡大後画素データの周囲(点線の正方形の角)に位置する4つの入力画素データを読み込む。また、読み込んだ入力画素データを用いて、4つのライン上それぞれの4つ拡大後画素データを算出する。以降も同様に、拡大縮小回路24は、入力画像データから、4つの入力画素データを、主走査方向に1画素ずつずらしながら繰り返し読み込み、ブロック単位(4画素×4ライン)で拡大後画素データを算出する。そして、4ライン分の処理が終了した場合は、副走査方向の隣接する次の4ラインについて同様に処理を行う。
FIG. 2 is a diagram for explaining enlargement processing in the enlargement / reduction circuit. This figure shows an example of enlarging input image data to 400%. In the enlargement process, as shown in FIGS. 2A to 2D, the enlarged pixel data is calculated in units of blocks for each of a plurality of lines constituting the enlarged image. Specifically, first, the enlargement /
以上のように、本実施形態の拡大縮小回路における拡大処理では、拡大後の画像を構成する複数のラインごとに、所定範囲の入力画素データを繰り返し読み込んで、拡大処理後画素データをブロック単位で演算する。すなわち、所定範囲の入力画素データを読み込んで、その入力画素データからできるだけ多くの拡大後画素データを出力する。 As described above, in the enlargement process in the enlargement / reduction circuit of the present embodiment, the input pixel data in a predetermined range is repeatedly read for each of a plurality of lines constituting the enlarged image, and the post-enlargement pixel data is processed in block units. Calculate. That is, input pixel data in a predetermined range is read, and as much enlarged pixel data as possible is output from the input pixel data.
次に、上記の拡大処理が動作する拡大縮小回路の構成について説明する。 Next, the configuration of the enlargement / reduction circuit in which the above enlargement process operates will be described.
図3は、拡大縮小回路の構成を示すブロック図である。本図に示すように、拡大縮小回路24は、拡大縮小部2400と、FIFOメモリ2410と、出力バッファ2420と、これらを接続する信号線とから構成される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the enlargement / reduction circuit. As shown in the figure, the enlargement /
拡大縮小部2400は、図2で説明したように、外部メモリ30から出力される2ラインの入力画素データを用いて4ラインの拡大後画素データを算出する。また、算出した4ラインそれぞれの拡大後画素データを、対応する信号線RGB1〜4を介してFIFOメモリに出力する。拡大縮小部2400は、例えば、水平補間器や垂直補間器などから構成される。
As described with reference to FIG. 2, the enlargement /
FIFOメモリ2410は、拡大縮小部2400から出力された拡大後画素データを、一時的にバッファリングするための装置で、例えば、SRAMや、デュアルポートSRAMなどにより構成される。信号線RGB1〜4を介して入力された画素データは、それぞれ領域2411〜2414に書き込まれる。また、領域2411〜2414に書き込まれた画素データは、書き込まれた順に出力バッファ2420に出力される。
The
図4を参照して、FIFOメモリ2410の構成を具体的に説明する。図4(A)は、拡大縮小部2400における拡大処理後の画像データの各画素データの配置を示している。図4(B)に示すように、FIFOメモリ2410の領域2411〜2414は、それぞれ16Byte分の画素データ(1Byteの画素データであれば、16画素)を格納できる。各領域2411〜2414は、リングバッファとして構成されている。なお、画像データ(図4(A))の各画素は、RGB各色の画素データに分けられてFIFOメモリに格納される。例えば、画素位置(1、1)の画素データは、画素データR(1、1)、G(1、1)、B(1、1)に分けられて領域2411に格納される。
The configuration of the
図3に戻って、出力バッファ2420は、FIFOメモリ2410の領域2411〜2414それぞれから出力された画素データを所定の量バッファリングして、外部メモリ30に出力する。ここでは、出力バッファ2420は、16Byteのサイズである。すなわち、各ライン(領域2411〜2412)ごとに、拡大処理後の画素データが16Byteにまとめられて、外部メモリ30に出力される。
Returning to FIG. 3, the
次に、図5に示すタイミングチャートを参照して、拡大処理後の画素データが、拡大縮小部2400からFIFOメモリ2410に転送される動作について説明する。
Next, with reference to a timing chart shown in FIG. 5, an operation of transferring the pixel data after the enlargement process from the enlargement /
本図に示すように、拡大縮小部2400において、STARTパルスが発生すると、ENDパルスが発生するまで、上述した拡大処理が行われる。そして、拡大処理後の4つのラインの4画素(副走査方向の4つの画素データ)ずつ、信号線RGB1〜4を介して領域2411〜2414に出力される。なお、H_counter=n(拡大処理後の画素データの主走査方向の画素数)のときに、ENDパルスが発生する。nの値はCPUによりセットされる。
As shown in this figure, when the START pulse is generated in the enlargement /
以上、本発明の一実施形態について説明した。本実施形態によれば、拡大縮小回路が使用するデータの量を削減して、画像データ処理全体の速度を向上することができる。すなわち、所定の範囲の入力画素データを用いて算出する拡大後画素データの数を多くする構成とすることにより、外部メモリへの読み込みアクセスを減らすことができる。これにより、各種処理を行う他の回路が使用できる外部メモリアクセスのバス帯域が大きくなる。また、拡大縮小回路における拡大処理の処理時間が短縮されるため、画像データ処理を行う制御装置全体の処理速度が向上される。さらに、ブロック単位で拡大処理を行う構成とすることにより、制御装置全体で、ブロック単位のパイプライン処理を行うことができるため、印刷結果が得られるまでの時間が短縮される。 The embodiment of the present invention has been described above. According to the present embodiment, the amount of data used by the enlargement / reduction circuit can be reduced, and the overall speed of image data processing can be improved. That is, read access to the external memory can be reduced by increasing the number of post-expansion pixel data calculated using input pixel data in a predetermined range. This increases the external memory access bus bandwidth that can be used by other circuits that perform various processes. Further, since the processing time of the enlargement process in the enlargement / reduction circuit is shortened, the processing speed of the entire control apparatus that performs image data processing is improved. Further, by adopting a configuration in which the enlargement process is performed in units of blocks, pipeline processing in units of blocks can be performed in the entire control apparatus, so that the time until a print result is obtained is shortened.
以上、本発明について、例示的な実施形態と関連させて記載した。多くの代替物、修正および変形例が当業者にとって明らかであることは明白である。したがって、上に記載の本発明の実施形態は、本発明の要旨と範囲を例示することを意図し、限定するものではない。 The present invention has been described in connection with exemplary embodiments. Obviously, many alternatives, modifications, and variations will be apparent to practitioners skilled in this art. Accordingly, the above-described embodiments of the present invention are intended to illustrate and not limit the gist and scope of the present invention.
10・・・CCDセンサ、20・・・画像データ処理部、22・・・シェーディング補正回路、23・・・ライン間補正回路、24・・・拡大縮小回路、25・・・画像処理回路、26・・・プリンタ出力回路、30・・・外部メモリ、40・・・プリンタ、2400・・・拡大縮小部、2410・・・FIFOメモリ、2411・・・領域、2412・・・領域、2413・・・領域、2414・・・領域、2420・・・出力バッファ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
元画像を構成する画素データの中から、主走査方向の順に、所定範囲の画素データを読み込み、
所定範囲の画素データを読み込むごとに、読み込んだ画素データを用いて、当該読み込んだ画素データから算出し得る、拡大画像を構成する画素データのうち、少なくとも副走査方向に複数の画素データを算出し、出力すること、
を特徴とする画像処理回路。 An image processing circuit that outputs pixel data constituting an enlarged image using pixel data constituting an original image,
Read pixel data in a predetermined range from the pixel data constituting the original image in the order of the main scanning direction,
Each time pixel data in a predetermined range is read, using the read pixel data, a plurality of pixel data in at least the sub-scanning direction are calculated out of the pixel data constituting the enlarged image that can be calculated from the read pixel data. Output,
An image processing circuit.
所定範囲の画素データを読み込むごとに、読み込んだ画素データを用いて、当該読み込んだ画素データから算出し得る、拡大画像を構成する画素データの全てを算出し、出力すること、
を特徴とする画像処理回路。 The image processing circuit according to claim 1,
Every time pixel data of a predetermined range is read, using the read pixel data, all the pixel data constituting the enlarged image that can be calculated from the read pixel data is calculated and output.
An image processing circuit.
元画像を構成する画素データの中から、主走査方向の順に、2ラインに跨る複数の画素データを読み込み、それらの画素データを読み込むごとに、それらの画素データを用いた補間演算により算出し得る、拡大画像を構成する複数のライン上の画素データの全てを、副走査方向の画素データの列ごとに算出して、出力する拡大処理部を有すること、
を特徴とする画像処理回路。 An image processing circuit that outputs pixel data constituting an enlarged image using pixel data constituting an original image,
From the pixel data constituting the original image, a plurality of pixel data extending over two lines can be read in the order of the main scanning direction, and every time the pixel data is read, the pixel data can be calculated by an interpolation operation using the pixel data. An enlargement processing unit that calculates and outputs all of the pixel data on a plurality of lines constituting the enlarged image for each column of pixel data in the sub-scanning direction;
An image processing circuit.
前記拡大処理部が出力した各画素データを、対応するラインごとに、所定の画素数分格納するための領域を有し、所定の画素数の画素データが格納されたラインごとに、画素データを出力するFIFOメモリを有すること、
を特徴とする画像処理回路。 The image processing circuit according to claim 3,
Each pixel data output from the enlargement processing unit has a region for storing a predetermined number of pixels for each corresponding line, and pixel data is stored for each line in which pixel data of a predetermined number of pixels is stored. Having a FIFO memory to output,
An image processing circuit.
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