JP2010268389A - Apparatus and method for generation of zoom image - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom image generating apparatus which uses a linear interpolation method and also includes measures to cope with moire reduction and contour blurring. <P>SOLUTION: The zoom image generating apparatus is configured to generate a zoom image, by calculating coordinate values on a source image by zooming coordinate values of respective pixels constituting an image after zoom, to coordinate values corresponding to coordinate values of pixels constituting a source image before zoom, and then by calculating pixel values of the zoom image through linear interpolation using pixel values of the surrounding source image surrounding the coordinate values. The zoom image generating apparatus includes: a coordinate transforming section for transforming coordinate values of pixels to be interpolated on the source image into coordinate values within a predetermined region inside a periphery including pixels closest to the pixels of the source image of the periphery surrounding the coordinate values; an interpolation operating section for calculating pixel values of the pixels after zoom through linear interpolation based on the transformed coordinate values. Furthermore, the predetermined region is adjusted in accordance with the size of a zoom rate to become more effective for measures to cope with moire reduction and contour blurring. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、周辺画素の画素値を用いて線形補間を行って、画像の拡大や縮小を行う変倍画像生成装置および変倍画像生成法に関する。   The present invention relates to a scaled image generating apparatus and a scaled image generating method for enlarging or reducing an image by performing linear interpolation using pixel values of peripheral pixels.

従来より原稿画像を拡大/縮小できる画像処理装置として、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等が知られている。
このような拡大/縮小を行う際には、画像中の一定領域に存在する複数の画素の画素値を用いて、その領域の内部に新たな画素値を生成する内挿補間法が広く用いられ、代表的なものとして、最近傍法(Nearest Neighbor)、線形補間法(Bilinear)、3次補間法(Bicubic)等がある。
Conventionally, copying machines, facsimile machines, printers, and the like are known as image processing apparatuses capable of enlarging / reducing an original image.
When performing such enlargement / reduction, an interpolation method is widely used in which pixel values of a plurality of pixels existing in a certain area in an image are used to generate new pixel values within the area. Typical examples include the nearest neighbor method (Nearest Neighbor), the linear interpolation method (Bilinear), and the cubic interpolation method (Bicubic).

最近傍法は、補間画素に1番近い既存画素、すなわち最近傍の既存画素の画素値を、補間画素の画素値として生成する補間処理方法である。そのため、エッジ付近についてはエッジの鮮鋭性を保存するような画素値を生成することができる反面、曲線や斜線がギザギザとなって現れるジャギーが発生し、画質が劣化する。   The nearest neighbor method is an interpolation processing method for generating the pixel value of the existing pixel closest to the interpolation pixel, that is, the pixel value of the nearest existing pixel as the pixel value of the interpolation pixel. For this reason, a pixel value that preserves the sharpness of the edge can be generated in the vicinity of the edge, but on the other hand, jaggies appear where the curves and diagonal lines appear jagged and the image quality deteriorates.

また、線形補間法は、既存画素に対する補間画素の位置に基づいた重み係数を用いて2次の線形内挿補間を行い、補間画素の画素値を生成する補間処理方法である。
そのため、画像を滑らかにすることができる反面、画像内のエッジ部分についても滑らかに処理してしまうため、エッジを鈍らせて、画像がぼやけ、画質が劣化する。また、特定の倍率のときにモアレが発生するという問題点がある。
The linear interpolation method is an interpolation processing method that generates a pixel value of an interpolation pixel by performing a second-order linear interpolation using a weighting factor based on the position of the interpolation pixel with respect to an existing pixel.
Therefore, although the image can be smoothed, the edge portion in the image is also processed smoothly, so that the edge is dulled, the image is blurred, and the image quality is deteriorated. There is also a problem that moire occurs at a specific magnification.

また、3次補間法は、3次の非線形内挿補間の1つであって、補間画素の周囲にある4つの既存画素と、その4つの既存画素の周囲にある12の既存画素を加えた合計16の既存画素を用いて演算処理を行う補間処理方法である。
そのため、画像を平滑化するとともに、エッジの鈍りも防止するので、滑らかで自然な画像を生成することができる反面、最近傍法および線形補間法に比べ、極めて複雑な演算処理を必要とするので、演算処理を実行する回路規模の増大を抑えることができず、結果として、装置規模の増大を抑えることができない。
The cubic interpolation method is one of the cubic nonlinear interpolations, and includes four existing pixels around the interpolation pixel and twelve existing pixels around the four existing pixels. This is an interpolation processing method for performing arithmetic processing using a total of 16 existing pixels.
As a result, the image is smoothed and edge dullness is prevented, so that a smooth and natural image can be generated. On the other hand, it requires extremely complex arithmetic processing compared to the nearest neighbor method and linear interpolation method. Therefore, it is impossible to suppress an increase in the circuit scale for executing the arithmetic processing, and as a result, it is impossible to suppress an increase in the apparatus scale.

このように、従来の内挿補間法にはそれぞれ欠点があるため、次のような補間処理の技術が提案されている。
特許文献1のデータ処理装置および方法では、原画像データを変倍する際に乱数を用いてデータ点を変動させ、この後、補間演算を行って変倍後の画像データを作成することにより、モアレの低減を行っている。
また、特許文献2の画像拡大方法では、補間位置が原画素から一定以上遠い場合とその他の場合に分けて、最近傍法(零次ホールド法)と線形補間法を切り替えることにより、輪郭がぼけるのを低減させている。
As described above, since the conventional interpolation method has drawbacks, the following interpolation processing techniques have been proposed.
In the data processing apparatus and method of Patent Document 1, by changing the data point using a random number when scaling the original image data, and thereafter performing interpolation calculation to create the scaled image data, Moire is being reduced.
Further, in the image enlargement method of Patent Document 2, the contour is blurred by switching between the nearest neighbor method (zero-order hold method) and the linear interpolation method when the interpolation position is a certain distance or more from the original pixel and other cases. Is reduced.

特開平09−128528号公報JP 09-128528 A 特開平11−96348号公報JP-A-11-96348

しかしながら、特許文献1では、輪郭がぼける改善策にはなっておらず、また、特許文献2では、モアレの低減がされていない。   However, Patent Document 1 does not provide an improvement measure for blurring the outline, and Patent Document 2 does not reduce moire.

本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであって、線形補間法を使用し、モアレ低減と輪郭がぼける対策を兼ね備えた変倍画像生成装置および変倍画像生成法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a variable-magnification image generation apparatus and a variable-magnification image generation method that use a linear interpolation method and have both moiré reduction and a countermeasure for blurring the outline. The purpose is to do.

上記の課題を解決するために、本発明の変倍画像生成装置は、変倍後の画像を構成する各画素の座標値を、変倍前の原画像を構成する画素の座標値と対応する座標値に変倍して原画像上の座標値を算出し、該座標値を囲む周囲の原画像の画素値を用いて線形補間により変倍画像の画素値を算出して変倍画像を生成する画像変倍生成装置において、前記原画像上の前記補間する画素の座標値を、該座標値を囲む前記周辺の前記原画像の画素の最も近い画素を含む前記周辺内の所定の領域内の座標値に変換する座標変換部と、当該変換した座標値に基づいて線形補間により変倍後の画素の画素値を算出する補間演算部と、を備えている。   In order to solve the above-described problem, the scaled image generation device of the present invention corresponds to the coordinate value of each pixel constituting the image after scaling with the coordinate value of the pixel constituting the original image before scaling. Scales to the coordinate value to calculate the coordinate value on the original image, and uses the pixel value of the surrounding original image surrounding the coordinate value to calculate the pixel value of the scaled image by linear interpolation to generate the scaled image In the image scaling generation device, the coordinate value of the pixel to be interpolated on the original image is within a predetermined region in the periphery including the pixel closest to the pixel of the surrounding original image surrounding the coordinate value. A coordinate conversion unit that converts to a coordinate value and an interpolation calculation unit that calculates a pixel value of the pixel after scaling by linear interpolation based on the converted coordinate value are provided.

これにより、線形補間法を使用し、モアレ低減と輪郭がぼける対策を兼ね備えた変倍画像生成装置を提供できる。   Accordingly, it is possible to provide a zoomed image generating apparatus that uses a linear interpolation method and has both a moire reduction and a countermeasure for blurring the outline.

また、前記座標変換部において、前記所定の領域を変倍率の大きさにしたがって調整することによって、さらに滲みやモアレを低減できる。   Further, in the coordinate conversion unit, bleeding and moire can be further reduced by adjusting the predetermined area in accordance with the size of the magnification.

また、本発明の変倍画像生成法は、変倍後の画像を構成する各画素の座標値を、変倍前の原画像を構成する画素の座標値と対応する座標値に変倍して原画像上の座標値を算出し、該座標値を囲む周囲の原画像の画素値を用いて線形補間により変倍画像の画素値を算出して変倍画像を生成する画像変倍生成法において、前記原画像上の前記補間する画素の座標値を、該座標値を囲む前記周辺の前記原画像の画素の最も近い画素を含む前記周辺内の所定の領域内の座標値に変換し、当該変換した座標値に基づいて線形補間により変倍後の画素の画素値を算出する。   Further, the scaled image generation method of the present invention scales the coordinate value of each pixel constituting the image after scaling to the coordinate value corresponding to the coordinate value of the pixel constituting the original image before scaling. In an image scaling generation method for calculating a coordinate value on an original image and calculating a pixel value of the scaled image by linear interpolation using pixel values of a surrounding original image surrounding the coordinate value to generate a scaled image A coordinate value of the pixel to be interpolated on the original image is converted into a coordinate value in a predetermined region in the periphery including the pixel closest to the pixel in the peripheral image surrounding the coordinate value, Based on the converted coordinate value, the pixel value of the pixel after scaling is calculated by linear interpolation.

これにより、線形補間法を使用し、モアレ低減と輪郭がぼける対策を兼ね備えた変倍画像生成法を提供することができる。   Accordingly, it is possible to provide a scaled image generation method that uses a linear interpolation method and has both a moire reduction and a countermeasure for blurring the outline.

また、上記の変倍画像生成法において、前記所定の領域を変倍率の大きさにしたがって調整することによって、さらに滲みやモアレを低減できる。   Further, in the above-described zoom image generation method, bleeding and moire can be further reduced by adjusting the predetermined area according to the size of the zoom ratio.

本発明によれば、線形補間法を使用して画像を変倍しても、モアレや画像の滲みを低減できる。   According to the present invention, moire and blurring of an image can be reduced even if the image is scaled using a linear interpolation method.

一般的な線形補間法を説明する図である(1次元)。It is a figure explaining the general linear interpolation method (one dimension). 一般的な線形補間法を説明する図である(2次元)。It is a figure explaining a general linear interpolation method (two dimensions). 本発明の座標変換を説明する図である(1次元)。It is a figure explaining the coordinate transformation of this invention (one dimension). 本発明の座標変換を説明する図である(2次元)。It is a figure explaining the coordinate transformation of this invention (two dimensions). 射影領域の範囲の調整を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment of the range of a projection area | region. 本発明の変倍画像生成装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the magnification image generation apparatus of this invention. 本発明の座標変換後に線形補間法を適用したときの濃度分布図である。It is a density distribution figure when a linear interpolation method is applied after the coordinate conversion of this invention. 本発明の変倍画像生成装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the scaling image generation apparatus of this invention. 本発明の変倍画像生成法、一般的な線形補間法および最近傍法を使った濃度分布図である。FIG. 6 is a density distribution diagram using a zoom image generation method, a general linear interpolation method, and a nearest neighbor method according to the present invention.

以下、図面を参照して本発明の変倍画像生成装置および変倍画像生成法に係る好適な実施形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to a scaled image generation apparatus and a scaled image generation method of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、2つの画素の中間点の濃度値を求める例を用いて、一般的な線形補間法について説明する。図1において、Aは、X座標値がX0の画素の濃度値、Bは、X座標値がX1の画素の濃度値、Cは、座標X0から距離Xだけ離れた点の濃度値とする。
濃度値Cは、(式1)の補間式で求められる。
First, a general linear interpolation method will be described using an example of obtaining a density value at the midpoint between two pixels. In FIG. 1, A is the density value of the pixel whose X coordinate value is X0, B is the density value of the pixel whose X coordinate value is X1, and C is the density value of a point separated from the coordinate X0 by the distance X.
The density value C is obtained by the interpolation formula of (Formula 1).

Figure 2010268389
Figure 2010268389

次に、図2を使って2次元に拡張した補間点の濃度値を求める方法を説明する。図2において、4つの点A00,A10,B01,B11は隣り合った画素(格子点)、S1は点A00と点B01(またはA10とB11)の距離、S2は点A00と点A10(または点B01と点B11)の距離、Xは補間点PのX軸方向において点A00から点Pまでの距離、Yは補間点PのY軸方向において点A00から点Pまでの距離とする。また、4つの点A00,A10,B01,B11および点Pの濃度値をそれぞれC00、C10,C01,C11およびCとする。
濃度値Cは、(式2)の補間式で求められる。
Next, a method for obtaining the density value of the interpolation point expanded two-dimensionally will be described with reference to FIG. In FIG. 2, four points A 00 , A 10 , B 01 , B 11 are adjacent pixels (grid points), S 1 is a distance between points A 00 and B 01 (or A 10 and B 11 ), and S 2 is The distance between point A 00 and point A 10 (or point B 01 and point B 11 ), X is the distance from point A 00 to point P in the X-axis direction of interpolation point P, and Y is in the Y-axis direction of interpolation point P. The distance from the point A 00 to the point P is assumed. Further, the density values of the four points A 00 , A 10 , B 01 , B 11 and the point P are C 00 , C 10 , C 01 , C 11 and C, respectively.
The density value C is obtained by the interpolation formula of (Formula 2).

Figure 2010268389
Figure 2010268389

次に、本発明の座標変換について説明する。
本発明では、変倍後の画素の座標値に対応する変倍前の座標値(補間点の座標値ともいう)を求め、この補間点の座標値に最も近い画素を含む所定の領域内の点に射影する(座標変換ともいう)。
以下、この所定の領域のことを射影領域といい、また、この射影領域の範囲を制限するパラメータを設け、以下、このパラメータをNで表現することにする。
Next, the coordinate conversion of the present invention will be described.
In the present invention, a coordinate value before scaling corresponding to the coordinate value of the pixel after scaling (also referred to as the coordinate value of the interpolation point) is obtained, and a predetermined area including a pixel closest to the coordinate value of the interpolation point is determined. Project to a point (also called coordinate transformation).
Hereinafter, the predetermined area is referred to as a projection area, and a parameter for limiting the range of the projection area is provided. Hereinafter, this parameter is expressed by N.

図3は、本発明の座標変換を説明する図であり、簡単のためX座標軸について示したものである。点Aと点Bは、隣接する画素、点Cは点Aと点Bとの中点、Sは点Aと点Bとの距離とする。また、点Dは点Aから距離Nだけ離れた点、点Eは点Bから距離Nだけ離れた点とする。   FIG. 3 is a diagram for explaining the coordinate transformation of the present invention, and shows the X coordinate axis for the sake of simplicity. Point A and point B are adjacent pixels, point C is the midpoint between point A and point B, and S is the distance between point A and point B. Point D is a point separated from point A by a distance N, and point E is a point separated from point B by a distance N.

本発明の座標変換では、線分AC上にある点を線分AD上の点に射影し、線分BC上にある点を線分BE上の点に射影する。
即ち、線分AB上にある点Pが点Aから距離Xだけ離れているとすると、射影された点P’は、(式3)および(式4)のように点Aから距離X’だけ離れた点として計算される。
In the coordinate conversion of the present invention, a point on the line segment AC is projected onto a point on the line segment AD, and a point on the line segment BC is projected onto a point on the line segment BE.
That is, if the point P on the line segment AB is separated from the point A by the distance X, the projected point P ′ is the distance X ′ from the point A as in (Expression 3) and (Expression 4). Calculated as a distant point.

Figure 2010268389
Figure 2010268389

図4は、2次元の射影領域を説明する図である。射影領域は、図4(A)の斜線で示される領域で、画素ごとに1辺の長さがNである正方形で表わされる。
本発明の座標変換は、図4(B)のような隣接する4つの画素の中点で分割される4つの分割領域内の点を、この分割領域に含まれる画素の射影領域内の点に射影することである。
即ち、点Pは点A00の射影領域内、点Pは点A10の射影領域内、点Pは点B01の射影領域内、点Pは点B11の射影領域内の点に射影される。
FIG. 4 is a diagram for explaining a two-dimensional projection region. The projected area is an area indicated by diagonal lines in FIG. 4A, and is represented by a square having a side length of N for each pixel.
In the coordinate transformation of the present invention, the points in the four divided areas divided by the midpoints of the four adjacent pixels as shown in FIG. 4B are converted into the points in the projection area of the pixels included in the divided areas. It is to project.
That is, the point P 1 is in the projection area of the point A 00 , the point P 2 is in the projection area of the point A 10 , the point P 3 is in the projection area of the point B 01 , and the point P 4 is in the projection area of the point B 11. Projected to a point.

ここで、パラメータNは、原画像の特性と変倍率(拡大率・縮小率)に応じて、最もよい画質になるように適宜に設定する。但し、変倍率(縮小)が小さいと、滲み対策が重要となるため、パラメータNの値を小さめにし(図5(A))、変倍率(拡大)が大きくなると、滑らかに拡大するために補間点の位置が重要となるので、パラメータNの値を大きめにして(図5(B))、倍率に応じて画質的に射影領域を調整することが好ましい。   Here, the parameter N is appropriately set so as to obtain the best image quality according to the characteristics of the original image and the scaling factor (enlargement ratio / reduction ratio). However, if the scaling ratio (reduction) is small, it is important to prevent bleeding. Therefore, the value of the parameter N is made smaller (FIG. 5A), and if the scaling ratio (enlargement) is increased, interpolation is performed to smoothly enlarge the value. Since the position of the point is important, it is preferable to adjust the projection area in terms of image quality in accordance with the magnification by increasing the value of the parameter N (FIG. 5B).

次に、本発明の変倍画像生成装置について説明する。
図6は、本発明の変倍画像生成装置の構成を示すブロック図であり、同図において、変倍画像生成装置は、座標発生部1、座標変換部2、補間演算部3、画像データ記憶部4、変倍画像データ記憶部5を少なくことも含んで構成されている。
Next, the zoom image generating apparatus of the present invention will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the scaled image generation apparatus of the present invention. In the figure, the scaled image generation apparatus includes a coordinate generation unit 1, a coordinate conversion unit 2, an interpolation calculation unit 3, and an image data storage. The unit 4 and the scaled image data storage unit 5 are also included.

画像データ記憶部4は、スキャナから取り込まれた画像データやPCや撮影装置から送られてきた画像データを記憶する記憶装置である。
変倍画像データ記憶部5は、画像データ記憶部4に記憶された画像データに対して変倍処理を施した画像データを記憶する記憶装置である。
上記の画像データ記憶部4や変倍画像データ記憶部5は、公知のデータ記録方式とし、画像データのほかに、画像の幅と高さの画素数、画素間の距離等の情報が記録されるものとする。
The image data storage unit 4 is a storage device that stores image data fetched from a scanner and image data sent from a PC or a photographing device.
The scaled image data storage unit 5 is a storage device that stores image data obtained by performing a scaling process on the image data stored in the image data storage unit 4.
The image data storage unit 4 and the scaled image data storage unit 5 are of a known data recording method, and in addition to the image data, information such as the number of pixels of the image width and height, and the distance between the pixels is recorded. Shall be.

座標発生部1は、変倍率が与えられたとき、変倍後の画像の各画素の座標値に対応する変倍前の画像上の座標値を算出し、算出された座標値を座標変換部2に送る。
例えば、幅の変倍率をzx、高さの変倍率をzyとし、変倍後の画像の画素の座標値(i,j)に対応する座標値(x,y)は(式5)で計算される。
When the scaling factor is given, the coordinate generation unit 1 calculates the coordinate value on the image before scaling corresponding to the coordinate value of each pixel of the image after scaling, and uses the calculated coordinate value as the coordinate conversion unit Send to 2.
For example, the magnification ratio of the width is zx, the magnification ratio of the height is zy, and the coordinate value (x, y) corresponding to the coordinate value (i, j) of the pixel of the image after scaling is calculated by (Equation 5). Is done.

Figure 2010268389
ここで、i,jは整数であり、x、y、zx、zyは実数である。
Figure 2010268389
Here, i and j are integers, and x, y, zx, and zy are real numbers.

座標変換部2は、座標発生部1から送られてきた座標値(x,y)を上述した(式3)または(式4)によって座標変換した座標値(x’,y’)を補間演算部3に送る。このとき、変倍前の画像の画素間の距離S1、S2は、画像データ記憶部4に記憶されている画像データから取得する。   The coordinate conversion unit 2 interpolates the coordinate values (x ′, y ′) obtained by converting the coordinate values (x, y) sent from the coordinate generation unit 1 by the above-described (Expression 3) or (Expression 4). Send to part 3. At this time, the distances S <b> 1 and S <b> 2 between the pixels of the image before scaling are acquired from the image data stored in the image data storage unit 4.

補間演算部3は、座標変換部2から送られてきた座標変換後の座標値(x’,y’)と、画像データ記憶部4に記憶された画像データに基づいて、(式2)から変倍後の画像の濃度値を算出して、変倍画像データ記憶部5に書き込む。   Based on the coordinate values (x ′, y ′) after the coordinate conversion sent from the coordinate conversion unit 2 and the image data stored in the image data storage unit 4, the interpolation calculation unit 3 calculates from (Equation 2). The density value of the image after scaling is calculated and written in the scaled image data storage unit 5.

まず、補間演算部3は、変倍前の画像データの中で座標変換後の座標値(x’,y’)を囲む4つの画素の座標値(格子点)を求める。
今、X座標値x’の整数部分の値をm、Y座標値y’の整数部分の値をnとすると、4つの画素の座標値は、(m,n)、(m+1,n)、(m,n+1)、(m+1,n+1)である。
First, the interpolation calculation unit 3 obtains coordinate values (lattice points) of four pixels surrounding coordinate values (x ′, y ′) after coordinate conversion in the image data before scaling.
If the value of the integer part of the X coordinate value x ′ is m and the value of the integer part of the Y coordinate value y ′ is n, the coordinate values of the four pixels are (m, n), (m + 1, n), (M, n + 1), (m + 1, n + 1).

次に、変倍前の画像データの4つの画素(m,n)、(m+1,n)、(m,n+1)、(m+1,n+1)における濃度値と、座標値(x’,y’)と、前記4つの画素間の距離とを(式2)に代入することによって、変倍後の画素の座標値(i,j)における濃度値を求める。   Next, density values and coordinate values (x ′, y ′) at four pixels (m, n), (m + 1, n), (m, n + 1), (m + 1, n + 1) of the image data before scaling. Then, the density value at the coordinate value (i, j) of the pixel after scaling is obtained by substituting the distance between the four pixels into (Equation 2).

上記の座標発生、座標変換、補間演算を変倍後の画像のすべての画素について計算することによって、変倍後の画像データが変倍画像データ記憶部5に書き込まれる。   By calculating the above coordinate generation, coordinate conversion, and interpolation operations for all the pixels of the image after scaling, the image data after scaling is written into the scaled image data storage unit 5.

図7は、本発明による座標変換後に線形補間法を適用したときの濃度分布である。図7に示すように、滲みが出やすい濃度Aと濃度Bの中間濃度を使用しないので、滲んだ濃度と原画素に近いクリアな濃度の繰り返しから発生するモアレも低減できる。   FIG. 7 is a density distribution when the linear interpolation method is applied after coordinate conversion according to the present invention. As shown in FIG. 7, since an intermediate density between the density A and the density B that tends to cause blurring is not used, moire caused by repetition of the density that is blurred and a clear density close to the original pixel can be reduced.

次に、図8のフローチャートを用いて、変倍画像生成装置の処理手順を説明する。
ユーザは、スキャナやPCや撮影装置等で得た原画像データを予め画像データ記憶部4に記憶させておき、変倍画像生成装置または外部装置等から原画像の記憶場所と変倍率を指定して、画像変倍処理機能を動作させる。
Next, the processing procedure of the zoomed image generating apparatus will be described using the flowchart of FIG.
The user stores original image data obtained by a scanner, a PC, a photographing device, or the like in the image data storage unit 4 in advance, and designates the storage location and magnification of the original image from the scaled image generation device or an external device. The image scaling processing function is activated.

変倍画像生成装置の画像変倍処理機能は、起動すると指定された画像データの記憶場所と変倍率を取り込んで、座標発生部1を起動する(ステップS1)。   When the image scaling process function of the scaled image generating apparatus is activated, it takes in the storage location and magnification of the designated image data, and activates the coordinate generation unit 1 (step S1).

座標発生部1は、与えられた変倍率(幅zx、高さzy)を用いて変倍後の画像の画素の座標値(i,j)に対応する変倍前の画像上の座標値(x,y)を(式5)で計算し、算出された座標値(x,y)を座標変換部2に送る(ステップS2)。
以下、変倍後の画像を構成する画素の中から1つの画素を選択して、ステップS2〜S7の処理が行われる。
The coordinate generation unit 1 uses the given scaling factor (width zx, height zy) to correspond to the coordinate value (i, j) of the image pixel before scaling, x, y) is calculated by (Formula 5), and the calculated coordinate value (x, y) is sent to the coordinate conversion unit 2 (step S2).
Thereafter, one pixel is selected from the pixels constituting the image after scaling, and the processes of steps S2 to S7 are performed.

座標変換部2は、座標発生部1から送られてきた座標値(x,y)を(式3)または(式4)によって座標変換して、変換された座標値(x’,y’)を補間演算部3に送る(ステップS3)。このとき、変倍前の画像の画素間の距離S1、S2は、画像データ記憶部4に記憶されている画像データから取得する。   The coordinate conversion unit 2 performs coordinate conversion of the coordinate value (x, y) sent from the coordinate generation unit 1 according to (Expression 3) or (Expression 4), and the converted coordinate value (x ′, y ′). Is sent to the interpolation calculation unit 3 (step S3). At this time, the distances S <b> 1 and S <b> 2 between the pixels of the image before scaling are acquired from the image data stored in the image data storage unit 4.

次に、補間演算部3は、画像データ記憶部4に記憶された画像データの中で変換後の座標値(x’,y’)を囲む4つの画素の座標値を求める(ステップS4)。
次に、この4つの画素の濃度値と、座標値(x’,y’)と、4つの画素間の距離S1、S2とを(式2)に代入して濃度値を求める(ステップS5)。
求めた濃度値を変倍後の画素の座標値(i,j)の濃度値として、変倍画像データ記憶部5に書き込む(ステップS6)。
Next, the interpolation calculation unit 3 obtains the coordinate values of four pixels surrounding the coordinate values (x ′, y ′) after conversion in the image data stored in the image data storage unit 4 (step S4).
Next, the density value is obtained by substituting the density values of these four pixels, the coordinate values (x ′, y ′), and the distances S1 and S2 between the four pixels into (Equation 2) (step S5). .
The obtained density value is written in the scaled image data storage unit 5 as the density value of the coordinate value (i, j) of the scaled pixel (step S6).

上記のステップS2からS6までの処理を、変倍後の画像のすべての画素について行うことによって、変倍後の画像データが変倍画像データ記憶部5に書き込まれる(ステップS7)。   By performing the processing from step S2 to S6 for all the pixels of the image after scaling, the image data after scaling is written into the scaled image data storage unit 5 (step S7).

次に、濃度 0,0,255,0,0,255,…を繰り返す画像(線状パターン)を用いて、本発明の変倍画像生成法、一般的な線形補間法および最近傍法を使った補間結果について説明する。
図9は、上記例の線状パターンの画像を111%に拡大した場合の濃度分布図である。ここで、本発明の変倍画像生成法の射影領域の範囲を表わすパラメータNの値を画素間の距離の25%とした(即ち、N=S/4)。
Next, using an image (linear pattern) in which the densities 0, 0, 255, 0, 0, 255,... Are repeated, the scaled image generation method of the present invention, the general linear interpolation method, and the nearest neighbor method are used. The interpolation result will be described.
FIG. 9 is a density distribution diagram when the image of the linear pattern in the above example is enlarged to 111%. Here, the value of the parameter N representing the range of the projection area in the zoom image generation method of the present invention is set to 25% of the distance between the pixels (that is, N = S / 4).

濃度値が255の線を輪郭と考え、200以上の濃度値に注目すると、本発明の変倍画像生成法で計算されたピーク部は200以上の値があり、一般的な線形補間法にくらべて大きな値となっており、輪郭がぼけることが回避できていることがわかる。
一方、最近傍法は、輪郭だけでみるともっともよい結果であるが、拡大すると滑らかな画像を作ることができない欠点を持っている。
Considering a line having a density value of 255 as a contour and paying attention to a density value of 200 or more, the peak portion calculated by the zoom image generation method of the present invention has a value of 200 or more, compared to a general linear interpolation method. It can be seen that blurring of the contour can be avoided.
On the other hand, the nearest neighbor method is the best result when only the contour is viewed, but has a drawback that a smooth image cannot be created when enlarged.

例えば、グラデーション画像(濃度 250,230,210,…)を400%拡大した場合で考えてみる。
最近傍法では、濃度 250,250,250,250,230,230,230,230,210,210,210,210,…と濃度が滑らかにならない。
一方、一般的な線形補間法や本発明の変倍画像生成法では、濃度 250,245,240,235,230,225,220,215,210,205,200,195,…のように、濃度が滑らかに変化するので、グラデーションも滑らかになることがわかる。
For example, consider a case where a gradation image (density 250, 230, 210,...) Is enlarged by 400%.
In the nearest neighbor method, the density does not become smooth as the density 250, 250, 250, 250, 230, 230, 230, 230, 210, 210, 210, 210,.
On the other hand, in the general linear interpolation method and the scaled image generation method of the present invention, the density is as in density 250, 245, 240, 235, 230, 225, 220, 215, 210, 205, 200, 195,. Since the changes smoothly, it can be seen that the gradation is also smooth.

したがって、本発明の変倍画像生成法は、最近傍法に比べて、十分滑らかであることがわかる。   Therefore, it can be seen that the scaled image generation method of the present invention is sufficiently smooth compared to the nearest neighbor method.

また、モアレの低減については、ピーク部の濃度の最大と最小が画素が進む毎に定期的に波打つと目立つが、これも先ほどのピーク値が、200〜255濃度で安定しているため、一般的な線形補間法の150〜255濃度に比べるとモアレが低減できていることがわかる。   As for the reduction of moire, it is noticeable that the maximum and minimum of the density of the peak portion are periodically rippled every time the pixel advances. This is also because the peak value is stable at 200 to 255 density. It can be seen that the moire can be reduced as compared with the conventional linear interpolation method of 150 to 255 density.

以上のように本実施形態を構成すると、モアレの低減と、画像滲みの低減とを同時に改善することが可能である。
また、拡大率が100%から大きく離れる場合、射影領域の範囲を大きくすることで、補間位置の重要度が増すため、滑らかに画像を拡大できる。
一方、縮小率が100%から大きく離れる場合、射影領域の範囲を小さくすることで、濃度の滲みを低減することができる。
If the present embodiment is configured as described above, it is possible to simultaneously improve moire reduction and image blur reduction.
Further, when the enlargement ratio is far from 100%, the importance of the interpolation position is increased by increasing the range of the projection area, so that the image can be enlarged smoothly.
On the other hand, when the reduction ratio is far from 100%, density blur can be reduced by reducing the range of the projection area.

上記の実施形態では、画像をモノクロとして説明したが、カラーの画像にも適用できる。カラーの画像の場合には、色成分ごとに上記の補間演算を行うことにより、変倍した画像を求めることができる。   In the above embodiment, the image is described as monochrome, but it can also be applied to a color image. In the case of a color image, a scaled image can be obtained by performing the above-described interpolation operation for each color component.

また、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention.

1…座標発生部、2…座標変換部、3…補間演算部、4…画像データ記憶部、5…変倍画像データ記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coordinate generation part, 2 ... Coordinate conversion part, 3 ... Interpolation calculating part, 4 ... Image data memory | storage part, 5 ... Variable magnification image data memory | storage part.

Claims (4)

変倍後の画像を構成する各画素の座標値を、変倍前の原画像を構成する画素の座標値と対応する座標値に変倍して原画像上の座標値を算出し、該座標値を囲む周囲の原画像の画素値を用いて線形補間により変倍画像の画素値を算出して変倍画像を生成する画像変倍生成装置において、
前記原画像上の前記補間する画素の座標値を、該座標値を囲む前記周辺の前記原画像の画素の最も近い画素を含む前記周辺内の所定の領域内の座標値に変換する座標変換部と、当該変換した座標値に基づいて線形補間により変倍後の画素の画素値を算出する補間演算部と、を備えることを特徴とする変倍画像生成装置。
The coordinate value of each pixel constituting the image after scaling is scaled to the coordinate value corresponding to the coordinate value of the pixel constituting the original image before scaling, and the coordinate value on the original image is calculated. In an image scaling generation device that generates a scaled image by calculating a pixel value of a scaled image by linear interpolation using pixel values of a surrounding original image surrounding the value,
A coordinate conversion unit that converts the coordinate value of the pixel to be interpolated on the original image into a coordinate value in a predetermined region in the periphery including the pixel closest to the pixel in the peripheral image surrounding the coordinate value And an interpolation calculation unit that calculates a pixel value of the pixel after scaling by linear interpolation based on the converted coordinate value.
前記座標変換部は、前記所定の領域を変倍率の大きさにしたがって調整することを特徴とする請求項1に記載の変倍画像生成装置。   The scaled image generation apparatus according to claim 1, wherein the coordinate conversion unit adjusts the predetermined area in accordance with a scale factor. 変倍後の画像を構成する各画素の座標値を、変倍前の原画像を構成する画素の座標値と対応する座標値に変倍して原画像上の座標値を算出し、該座標値を囲む周囲の原画像の画素値を用いて線形補間により変倍画像の画素値を算出して変倍画像を生成する画像変倍生成法において、
前記原画像上の前記補間する画素の座標値を、該座標値を囲む前記周辺の前記原画像の画素の最も近い画素を含む前記周辺内の所定の領域内の座標値に変換し、当該変換した座標値に基づいて線形補間により変倍後の画素の画素値を算出することを特徴とする変倍画像生成法。
The coordinate value of each pixel constituting the image after scaling is scaled to the coordinate value corresponding to the coordinate value of the pixel constituting the original image before scaling, and the coordinate value on the original image is calculated. In an image scaling generation method for generating a scaled image by calculating a pixel value of the scaled image by linear interpolation using the pixel values of the surrounding original image surrounding the value,
The coordinate value of the pixel to be interpolated on the original image is converted into a coordinate value in a predetermined region in the periphery including the pixel closest to the pixel in the peripheral image surrounding the coordinate value, and the conversion A scaled image generation method characterized by calculating a pixel value of a scaled pixel by linear interpolation based on the coordinate value obtained.
前記所定の領域を変倍率の大きさにしたがって調整することを特徴とする請求項3に記載の変倍画像生成法。   The scaled image generation method according to claim 3, wherein the predetermined area is adjusted in accordance with a scale factor.
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