JP2013218602A

JP2013218602A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2013218602A
Application number: JP2012090109A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Kuzuyama; 亮介葛山; Nobuyuki Ito; 伸行伊東
Original assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】縮小処理後の画像の輪郭を滑らかにすることにより、縮小処理後の縮小画像の形を原画像に近づける。
【解決手段】被処理対象である原画像を出力する原画像出力部と、所定のマスクパタンを格納したマスクパタンレジスタと、原画像出力部から出力された原画像に前記マスクパタンを乗算して対象画素の画像加重平均値を求める画像加重平均処理部と、前記画像加重平均値を求めた対象画素をサンプリングして縮小画像を生成する縮小画像生成部を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置にかかり、特に、ギザギザの目立たない高画質の縮小画像を簡易な構成で得ることのできる画像処理装置に関する。

従来の、画像の縮小処理を行う画像処理装置は、縮小処理の対象となる原画像データが格納される原画像データ格納部と、前記画像データ格納部に格納された原画像データに対して任意の割合で縮小処理を行うための間引きパタンデータを格納した間引きパタンデータ格納部とを備え、前記間引きパタンデータ格納部に格納された間引きパタンデータにしたがって前記画像データを間引き処理することにより、原画像を縮小処理した縮小画像を得ている（特許文献１参照）。

特開平３−２９３８６１号公報

前記従来技術によれば、縮小画像を構成する各画素は、間引きパタンにしたがって原画像をサンプリングして得られる各画素を、そのまま縮小画像の画素として出力することになる。このため、得られた縮小画像は、輪郭が粗くなり、縮小倍率が小さいほど、形が大きく崩れてしまう。例えば、原画像が文字であると、倍率によっては文字が読めなくなってしまうことがある。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、縮小処理後の画像の輪郭を滑らかにすることにより、縮小処理後の縮小画像の形を原画像に近づけることのできる画像処理装置を提供するものである。

本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。

被処理対象である原画像を出力する原画像出力部と、所定のマスクパタンを格納したマスクパタンレジスタと、原画像出力部から出力された原画像に前記マスクパタンを乗算して対象画素の画像加重平均値を求める画像加重平均処理部と、前記画像加重平均値を求めた対象画素をサンプリングして縮小画像を生成する縮小画像生成部を備えた。

本発明は、以上の構成を備えるため、縮小処理後の画像の輪郭を滑らかにして、処理後の画像の形を原画像に近づけることができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる画像処理装置を説明する図である。図２は、加重平均処理の概要を示す図である。図３は、加重平均処理の概要を説明する図である。図４は、従来の間引き処理における間引きパタンの例を示す図である。図５は、加重平均処理および間引き処理の結果を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる画像処理装置を説明する図である。図１において、１００は縮小する前の原画像を出力する原画像出力部、１０１は画像加重平均処理部である。加重平均処理部１０１は、前記原画像出力部１００の出力である原画像にマスクパタンレジスタ１０２に記憶したマスクパタンである重み付け係数を乗算して加重平均処理を行う
１０２はマスクパタンレジスタであり、加重平均処理の際の重みづけで使用するマスクパタンが予め格納されており、マスクパタンは画像加重平均処理部１０１に対して出力する。１０３は縮小画像生成部、１０４は間引きパタンレジスタであり、縮小画像生成部１０３は、画像加重平均処理部１０１の処理結果に対し、間引きパタンレジスタ１０４から出力される間引きパタンにしたがって間引き処理を施す。なお、間引きパタンレジスタ１０４には間引き処理に使用するマスクパタンが予め格納されており、マスクパタンを縮小画像生成部に対し出力する。

図２は、重み付け処理の概要を示す図である。図において、１０５は原画像、１０６は原画像の一部を取り出して拡大して示す図、１０７はマスクパタンであり、枠内の数値は重み付け係数（予めマスクパタンレジスタに格納されている）を示す。

処理に際しては、例えば、取り出した画像１０６の画素値とマスクパタンレジスタに設定された重み付け係数とをそれぞれ乗算し、平均化(加重平均を求める）する。

例えば、原画像の画素値を図?（ｂ）に示すようにそれぞれ、Ａ１１，Ａ２１，Ａ３１，Ａ２１・・・Ａ３２、Ａ３３とすると、縮小画像の画素値Ｂは、（１＊Ａ１１＋２＊Ａ２１＋１＊Ａ３１＋２＊Ａ２１＋４＊Ａ２２＋２＊Ａ２３＋１＊Ａ３１＋２＊Ａ３２＋１＊Ａ３３）／１６で求めることができる。

この結果、加重平均された値である前記画素値Ｂは、近隣の８画素を代表する縮小画像の画素として利用することができる。

この処理は、例えば、縮小率３３％の場合（それ以外の縮小率の場合はそれに応じて周囲の画素数が変化する）について説明すると、まず、Ｙ方向の座標ならびにＸ方向の座標を初期化する。初期化された座標は原画像の左上の隅を表している（処理１）。

以下、全画像演算処理が終了するまで次の処理を行う。

まず、現在の横座標により、加重平均処理中心となる画素を決定する。このとき、端座標で周辺の８画素が取得できないときは、次に示す特殊処理を行う。すなわち、取得できない画素に対しては、取得可能でかつ最も近い距離にある画素を当該画素として処理する（処理３）。

周辺８画素取得後は、マスクパタンにより加重平均処理（処理４，処理５）を行う。

加重平均処理においては、各画素の値とマスクパタンの各値とをそれぞれ乗算する（処理４）。そして、得られた乗算値を合計し、マスクパタンの各値の合計値で除算する（処理５）。加重平均処理が終わったら、Ｘ方向の座標を更新する。

横方向の画像データの演算が終了すると、Ｙ方向の座標を更新し、Ｘ方向の座標を初期化する(処理２)。

処理２から処理５までを全Ｘ座標、全Ｙ座標端まで繰り返し行い、新しい画像を出力する。

図３は、画像平均処理の概要を説明する図である。

まず、原画像１０５に対するマスクパタンの位置を表す座標（ｘ、ｙ）である縦方向座標値ｙおよび横方向座標値ｘを初期化する(ステップＳ３０１)。次いで、前画素に対して前記加重平均処理演算が終了したか否かを判別し、終了した場合は処理を終了する（ステップＳ３０２）。

前記演算処理が終了していない場合は、前記座標値ｘに所定値（ここでは１）を加算（ステップＳ３０９）して、マスクパタンを所定量（１）だけ右方向に移動させる（ステップＳ３０３）。

マスクパタンが右方向端部に到達したか否かを判別し、到達しない場合はステップＳ３０４に進み、到達した場合はステップＳ３０５に進む（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０４において、縦方向の座標ｙを更新し、横方向の座標を初期化する。

次に、マスクパタンの位置が端座標であるか否かを判別する。端座標でない場合は周辺８画素の画素値を取得し、周辺８画素の画素値が取得できない端座標である場合は前記特殊処理により周辺８画素の画素値を決定する（ステップＳ３０５、Ｓ３１０）。

次に、周辺８画素の画素値と中央１画素との計９画素を取得し、前記加重平均処理演算を行う(ステップＳ３０６−３０８)。

次に横方向座標を更新しステップ３０２に戻り、ステップ３０８までの処理を繰り返し行う（ステップＳ３０９）。これにより、縮小画像の画素値を出力することができる。

このように、原画像上において、マスクパタンを順次掃引し、掃引された各位置毎に原画像とマスクパタンとの間で加重平均演算を行うので、縮小画像の画素値を簡易なハード構成で得ることができる。

図４，５は本実施形態により得られる効果を説明する図であり、図４は、縮小率がそれぞれ９９％、５０％、および１％の場合における間引きパタン１０９を示す図、図５は、加重平均処理および間引き処理の結果を説明する図である。

図４に示すように、縮小画像を得る際に使用する間引きパタンレジスタには、縮小率に従った間引きパタンデータが格納されており、縮小画像生成部は、間引きパタンデータにしたがって前記画像データを間引き処理することにより、縮小画像を生成することができる。

間引きパタンは０または１で表されるデータの並び（ビット列）で表現する。ここで１ビットのデータは縮小対象画像（原画像）の１画素に対応しており、画像からサンプリングして縮小画像の画素として使用する画素に対応するデータは１、サンプリングしない画素に対応するデータは０としている。これにより縮小画像生成部では、間引きパタンレジスタにしたがって、原画像をサンプリングして縮小画像を作成し、出力することができる。

図５は、加重平均処理および間引き処理の結果を説明する図であり、図５（ａ）は処理前の原画像、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す原画像を、図４に示す間引きパタンにしたがって間引きした場合に得られる縮小画像、図５（ｃ）は、加重平均処理を行った後、間引きパタンのみを使用した場合に得られる縮小画像を示す。

図５（ｂ）の画像は、単純に縦方向、横方向の画素を間引いて、間引かれかった画像のみ表示している。このため、色情報の変化が激しい部分がギザギザの状態になり、画質が悪化する。

図５（ｃ）の画像は、各画素毎に画像加重平均処理を加えた後、間引きパタンにしたがって間引きする間引き処理を施しているので、例えば、色情報の極端な変化が平均化されて、図５（ｃ）に示すようなギザギザが目立たない良質の画像を得ることができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、間引きパタンを用いた縮小処理を行う前に、原画像の各画素に対してマスクパタンにしたがって加重平均処理を施す。このように、加重平均処理を施すため、間引きした画素に対して周囲画素の情報を与えることができ、処理を施した後に隣接する画素の画素値の変化は滑らかになる。

このため、縮小処理後の画像が滑らかになり、原画像の形に近くなる。また、原画像が文字である場合、縮小処理後の文字の可読性が増す。また、マスクパタンを予め作成しておき、これをレジスタに格納しておくことにより、加重平均処理を行う回路を小規模で実現することができ、製品コストを削減することができる。また、加重平均処理を行った画像に対し、間引きパタンを使用して縮小画像を得るため、小規模回路で任意縮小倍率の画像生成を実現することができる。

１００原画像出力部
１０１画像加重平均処理部
１０２マスクパタンレジスタ
１０３縮小画像生成部
１０４間引きパタンレジスタ
１０５原画像
１０６原画像の一部
１０７マスクパタンレジスタの内容
１０８出力画像

Claims

被処理対象である原画像を出力する原画像出力部と、
所定のマスクパタンを格納したマスクパタンレジスタと、
原画像出力部から出力された原画像に前記マスクパタンを乗算して対象画素の画像加重平均値を求める画像加重平均処理部と、
前記画像加重平均値を求めた対象画素をサンプリングして縮小画像を生成する縮小画像生成部を備えたことを特徴とする縮小画像生成装置。
請求項1記載の縮小画像生成装置において、
前記画像加重平均処理部は、原画像に対してマスクパタンを横方向および縦方向に移動する毎に、原画像とマスクパタンとの重み付け演算を行い、演算値の加重平均を出力画像の画素値とすることを特徴とする縮小画像生成装置。
請求項1記載の縮小画像生成装置において、
加重平均処理中心となる画素周辺の画素が取得できないとき、取得できない画素に換えて、取得可能でかつ最も近い距離にある画素を当該画素として利用することを特徴とする縮小画像生成装置。