JP2015023301A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の変倍処理を行う際に、濃度斑やモアレを抑制すると共に、なだらかな階調表現が可能な画像処理方法および装置を提供すること。
【解決手段】本発明の画像処理方法は、入力画像の変倍率に応じて、注目画素に関係する入力画像の画素の位置を導出する仮想サンプリング点を算出するステップと、仮想サンプリング点を用いて導出される入力画像の画素の位置の階調度を使用して、注目画素の階調値を算出するステップとを含み、仮想サンプリング点は、入力画像の変倍率に応じてオフセットしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理方法に関し、より詳細には、画像データの変倍処理を行う画像処理方法および装置に関する。

従来、自動両面印刷が可能な印刷装置が利用されている。自動両面印刷を行う場合、用紙の両面に印字される画像は、熱や湿度の変化によって僅かな倍率差が生じることが知られている。

この問題に対し、特許文献１に開示する画像形成方法は、画像データの変倍処理、すなわち、副走査画像データの間引きや追加を行う際に、列毎で異なる画素位置に追加用の白画素を追加し、または列毎で異なる画素位置に間引き対象の画素を削除することにより、変倍処理に伴う僅かな倍率差によって生じる濃度斑やモアレの抑制を図っている。

しかしながら、特許文献１が開示する画像形成方法では、画像を拡大する場合、複数の白画素を、間隔を空けて同一行内に追加し、当該白画素を追加した列の画素を副走査方向にシフトするため、白画素によって周囲の画素との階調度の連続性が失われる虞がある。例えば、白画素を追加した位置の隣接画素が黒画素であった場合、黒画素によって構成される黒色領域に白色の点が混じることになり、なだらかな階調表現が失われるという問題があった。

本発明は上述した課題を解決するものであり、画像の変倍処理を行う際に、濃度斑やモアレを抑制すると共に、なだらかな階調表現が可能な画像処理方法および装置を提供することを目的とする。

本発明の画像処理方法は、入力画像の変倍率に応じて、注目画素に関係する入力画像の画素の位置を導出する仮想サンプリング点を算出するステップと、仮想サンプリング点を用いて導出される入力画像の画素の位置の階調度を使用して、注目画素の階調値を算出するステップとを含み、仮想サンプリング点は、入力画像の変倍率に応じてオフセットしている。

本発明の画像処理方法は、画像の変倍処理を行う際に、濃度斑やモアレを抑制すると共に、なだらかな階調表現を可能にする。

本発明の変倍処理装置のハードウェア構成および機能構成の一実施形態を示す図。 仮想サンプリング点算出部１０１が算出した仮想サンプリング点と、注目画素の階調値を算出する際に参照すべき入力画像の座標の一実施形態を示す図。 従来の方法によって算出した仮想サンプリング点と、注目画素の階調値を算出する際に参照すべき入力画像の座標の一実施形態を示す図。 変倍処理を施すべき入力画像と、当該入力画像に対し本発明による変倍処理および従来技術による変倍処理を施した画像を示す図。 注目画素の階調値を算出する方法の別の実施形態を示す図。 本発明の変倍処理装置のハードウェア構成および機能構成の別の実施形態を示す図。

以下、本発明について実施形態をもって説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本発明の変倍処理装置のハードウェア構成および機能構成の一実施形態を示す図である。以下、図１を参照して、本発明の変倍処理装置の一実施形態について説明する。

変倍処理装置１００は、入力画像を任意の倍率で変倍して画像を生成する装置である。変倍処理装置１００は、ＡＳＩＣ等の半導体装置によって実現することができ、種々の印刷装置に実装可能である。変倍処理装置１００は、仮想サンプリング点算出部１０１と、階調値算出部１０２とを備えている。これらの機能手段は、ＡＳＩＣ等の半導体装置や、ＲＡＭ等の記憶装置に展開される装置実行可能なプログラムによって実現することができる。

仮想サンプリング点算出部１０１は、入力画像の変倍率に応じて、階調値を算出すべき注目画素の座標を導出する仮想サンプリング点を算出する手段である。仮想サンプリング点とは、注目画素に対応する入力画像の画素の位置を導出するための中間的な座標である。変倍処理装置で原画像データを変倍する場合、変換後の画像データについて階調値を算出する必要がある。このとき、変換前の原画像データおよび変換後の画像データで扱われる画素の座標は整数値であるため、変換の途中において、原画像データの座標と変倍率とを使用して小数点を含む中間的な仮の座標を算出し、当該仮の座標とその階調値を使用して、変換後の画像データについて整数値の座標とその階調値を算出する。この小数点を含む仮の座標が仮想サンプリング点である。本発明では、仮想サンプリング点を数式１により導出することができる。

ここで、ｘ，ｙは入力画像のｘ座標およびｙ座標を示す。ｚは入力画像の変倍率（％）を示し、０以上の小数および整数を採り得る。ｚ＝１００は原稿と同じ大きさとすることを示す。ｏｆｆｓｅｔ（ｘ）は、入力画像の（ｘ，０）における仮想サンプリング点であり、同一列に存在する仮想サンプリング点を拡大または縮小方向にオフセットさせるオフセット値である。ｏｆｆｓｅｔ（ｘ）は、下記数式２により算出することができる。

ここで、ｓｑｒｔ（ａ）は数値「ａ」の正の平方根を示す。ｆｌｏｏｒ（ａ）は数値「ａ」を超えない最大の整数を示す。｜ａ｜は数値「ａ」の絶対値を示す。なお、ｚ＝１００の場合は、ｏｆｆｓｅｔ（ｘ）＝０とする。

ｏｆｆｓｅｔ（ｘ）は、０以上１以下の値を採り得る。これにより、変倍後の画像の変形の程度を抑制することができる。また、ｏｆｆｓｅｔ（ｘ）は、｜１００−ｚ｜の値が大きいほど、変化の周期が短くなる。

仮想サンプリング点算出部１０１は、上記数式を用いて、０以上の小数および整数を採り得る変倍率ｚに応じた仮想サンプリング点を算出することができる。これにより、本発明では、細やかな変倍率に応じた仮想サンプリング点を算出することができる。他の実施形態では、仮想サンプリング点を算出する際に、オフセット値に定数値（例えば、０．５等）を加算してもよい。

階調値算出部１０２は、仮想サンプリング点算出部１０１が算出した仮想サンプリング点を使用して、注目画素の階調値を算出する手段である。本実施形態では、階調値算出部１０２は、仮想サンプリング点の座標を四捨五入して整数化した値が示す入力画像の座標の階調度を、注目画素の階調値として算出することができる。他の実施形態では、階調値算出部１０２は、入力画像を構成する画素の階調値を重み付けして注目画素の階調値を算出することができる。

図２は、仮想サンプリング点算出部１０１が算出した仮想サンプリング点と、注目画素の階調値を算出する際に参照すべき入力画像の座標の一実施形態を示す図である。図２に示す仮想サンプリング点２００は、縦方向の長さが５０画素である入力画像を、縦方向の長さが５１画素の画像に変倍する場合、すなわち、変倍率が１０２％の場合の仮想サンプリング点である。本実施形態では、オフセット値は、図２に示すように、変倍方向の直交方向、すなわち、主走査方向に周期的に変化する。

座標２１０は、階調値算出部１０２が注目画素の階調値を算出する際に参照すべき入力画像の座標を示す。座標２１０を構成する各値は、仮想サンプリング点２００の各値を四捨五入して整数化した値である。座標２１０は、仮想サンプリング点算出部１０１または階調値算出部１０２が算出することができる。本実施形態では、階調値算出部１０２は、座標２１０が示す入力画像の階調値を、注目画素の階調値として算出する。

図２に示すように、座標２１０では、隣接する行と座標が同一となる部分２１１，２１２，２１３，２１４，２１５が分散している。このため、入力画像を変倍した画像では、隣接する行の全ての座標が同一となることがなく、画像データの変倍処理を行う際に、濃度斑やモアレを防止することができると共に、なだらかな階調表現が可能となる。

図３は、従来の方法によって算出した仮想サンプリング点と、注目画素の階調値を算出する際に参照すべき入力画像の座標の一実施形態を示す図である。

仮想サンプリング点３００は、従来の方法によって算出した仮想サンプリング点である。座標３１０は、仮想サンプリング点３００から生成される座標である。座標３１０を構成する各値は、仮想サンプリング点３００の各値を四捨五入して整数化した値である。

仮想サンプリング点３００は、図３に示すように、同一行内の全ての値が同一である。このため、座標３１０の同一行内の全ての値が同一となり、座標３１０では、隣接する行の全ての座標が同一となる部分３１１が存在し、変倍処理を施した画像上に濃度斑やモアレが発生することとなる。

図４は、変倍処理を施すべき入力画像と、当該入力画像に対し本発明による変倍処理および従来技術による変倍処理を施した画像を示す図である。入力画像４００は、変倍処理が施される画像である。画像４１０は、入力画像４００に本発明による変倍処理を施した画像である。画像４２０は、入力画像４００に従来技術による変倍処理を施した画像である。

上述したように、本発明では、変倍処理に使用する仮想サンプリング点の座標が同一行内で均一とならないため、濃度斑やモアレが生じることなく、画像４１０に含まれる横線の太さが均等になり、なだらかな階調表現が再現される。一方、従来技術では、変倍処理に使用する仮想サンプリング点の座標が同一行内で均一となるため、画像４２０に含まれる横線の太さが不均等になり、濃度斑やモアレが生じる。

図５は、注目画素の階調値を算出する方法の別の実施形態を示す図である。以下、図５を参照し、入力画像を構成する少なくとも１以上の画素の階調値を用いて、注目画素の階調値を算出する方法について説明する。

本実施形態では、階調値算出部１０２は、仮想サンプリング点を用いて、入力画像を構成する少なくとも１以上の階調値を重み付けし、注目画素の階調値を算出することができる。例えば、座標（ｘ，ｙ）＝（０，２）が示す画素を注目画素とし、当該注目画素の階調値を算出する場合、当該注目画素に対応する仮想サンプリング点の値は「１．８」であるため、階調値算出部１０２は、当該仮想サンプリング点に関係する入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，１）および（ｘ，ｙ）＝（０，２））の階調値を重み付けして注目画素の階調値を算出する。

具体的には、階調値算出部１０２は、入力画像５００の（ｘ，ｙ）＝（０，１）の階調値「２５５」に重み「０．２（＝２（対になる画素（（ｘ，ｙ）＝（０，２））のｙ座標）−１．８（仮想サンプリング点の値））」を乗算して得られる値と、当該仮想サンプリング点に関係する入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，２））の階調値「０」に重み「０．８（＝１−０．２（上記重み））」を乗算して得られる値とを加算して、注目画素の階調値「５１」を算出する。

また、座標（ｘ，ｙ）＝（０，５）が示す画素を注目画素とし、当該注目画素の階調値を算出する場合、当該注目画素に対応する仮想サンプリング点の値は「４．５」であるため、階調値算出部１０２は、当該仮想サンプリング点に関係する入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，４）および（ｘ，ｙ）＝（０，５））の階調値を重み付けして注目画素の階調値を算出する。

具体的には、階調値算出部１０２は、入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，４））の階調値「０」に重み「０．５（＝５（対になる画素（（ｘ，ｙ）＝（０，５））のｙ座標）−４．５（サンプリング点の値））」を乗算して得られる値と、入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，５））の階調値「１２７」に重み「０．５（＝１−０．５（上記重み））」を乗算して得られる値とを加算して、注目画素の階調値「６４」を算出する。

さらに、座標（ｘ，ｙ）＝（０，８）が示す画素を注目画素とし、当該注目画素の階調値を算出する場合、当該注目画素に対応する仮想サンプリング点の値は「８」であるため、階調値算出部１０２は、入力画像５００の画素（（ｘ，ｙ）＝（０，８））の階調値を注目画素の階調値として算出する。

図６は、本発明の変倍処理装置のハードウェア構成および機能構成の別の実施形態を示す図である。以下、図６を参照して、本発明の変倍処理装置の別の実施形態について、図１との相違点を中心に説明する。

変倍処理装置１００は、オフセット変化率算出部６０３と、仮想サンプリング点算出部１０１と、階調値算出部１０２とを備えている。オフセット変化率算出部６０３は、ユーザが指示したオフセットパラメータを使用して、オフセット値（ｏｆｆｓｅｔ（ｘ））の算出に用いるオフセット変化率を算出する手段である。本実施形態では、オフセット変化率は、下記数式３により算出することができる。

ここで、ｕはオフセット変化率を示す。ｗはオフセットパラメータであるオフセット周期を示す。オフセット周期は、変倍方向の直交方向におけるオフセット値の変化の周期である。

他の実施形態では、ユーザは、オフセット変化率を指示することができる。この場合、オフセット変化率算出部６０３は、ユーザが指示したオフセット変化率を仮想サンプリング点算出部１０１に提供する。本実施形態では、ユーザビリティを向上させるために、下記数式４に示すオフセット変化率に相当する値をユーザに提示してもよい。

仮想サンプリング点算出部１０１は、下記数式５を使用してオフセット値（ｏｆｆｓｅｔ（ｘ））を算出し、上記数式１を使用して仮想サンプリング点を算出することができる。

図６に示す実施形態では、上述したように、ユーザが指定したオフセットパラメータやオフセット変化率を使用してオフセット値を算出することができるため、ユーザが所望する出力結果を得ることができる。

これまで本実施形態につき説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の構成要素を変更若しくは削除し、または本実施形態の構成要素に他の構成要素を追加するなど、当業者が想到することができる範囲内で変更できる。また、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１００…変倍処理装置、１０１…仮想サンプリング点算出部、１０２…階調値算出部、６０３…オフセット変化率算出部

特開２００９−８３４７２号公報

Claims (6)

1. 画像データを処理する装置が実行する画像処理方法であって、前記画像処理方法は、前記装置が、
   入力画像の変倍率に応じて、注目画素に関係する入力画像の画素の位置を導出する仮想サンプリング点を算出するステップと、
   前記仮想サンプリング点を用いて導出される入力画像の画素の位置の階調度を使用して、注目画素の階調値を算出するステップと
   を含み、
   前記仮想サンプリング点は、入力画像の変倍率に応じてオフセットしていることを特徴とする、画像処理方法。
2. 前記画像処理方法は、前記装置が、
   ユーザが指示したオフセットパラメータを使用して、仮想サンプリング点をオフセットさせるオフセット値の算出に用いるオフセット変化率を算出するステップをさらに含み、
   前記仮想サンプリング点を算出するステップは、オフセット変化率を使用して仮想サンプリング点を算出するステップを含む、請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記仮想サンプリング点を算出するステップは、ユーザが指示したオフセット変化率を使用して仮想サンプリング点を算出するステップを含む、請求項１に記載の画像処理方法。
4. 画像データを処理する装置であって、
   入力画像の変倍率に応じて、注目画素に関係する入力画像の画素の位置を導出する仮想サンプリング点を算出する仮想サンプリング点算出手段と、
   前記仮想サンプリング点を用いて導出される入力画像の画素の位置の階調度を使用して、注目画素の階調値を算出する階調値算出手段と
   を備え、
   前記仮想サンプリング点は、入力画像の変倍率に応じてオフセットしていることを特徴とする、装置。
5. ユーザが指示したオフセットパラメータを使用して、仮想サンプリング点をオフセットさせるオフセット値の算出に用いるオフセット変化率を算出するオフセット変化率算出手段をさらに備え、
   前記仮想サンプリング点算出手段は、オフセット変化率を使用して仮想サンプリング点を算出する、請求項４に記載の装置。
6. 前記仮想サンプリング点算出手段は、ユーザが指示したオフセット変化率を使用して仮想サンプリング点を算出する、請求項４に記載の装置。