JP2525768B2 - 画像の縮小変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する技術分野） 本発明は、白黒２値で表現されている画素において、
画品質劣化の少ない画像の縮小変換法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来の２値画像の縮小変換法に対してはSPC（Selecti
ve Processing Conversion）法（画像電子学会第７回全
国大会予稿集、予稿NO.10、昭和50年５月19日）や、領
域判別法（信学技法PRL81−92、昭和57年２月19日）な
どが発表されている。

SPC法は変換画像を原画像に写像したとき、求める変
換画像の画素（変換画素）に最も近い原画像の画素（原
画素）の値を代入する方法である。

また、領域判別法では、変換画素に最近傍の４個の原
画素を選択し、それら４個の原画素が変換画素位置に投
影する平均濃度を算出し、閾値処理をして変換画素の値
とする方法である。

しかし、これらの変換法では、原画上に黒あるいは白
の細線がある場合、その細線が変換画素位置に最も近い
原画素でない時や、また、４個の原画素の投影する平均
濃度の閾値処理した結果その細線の位置に最も近い変換
画素の値が、その細線の値と一致しない時には、変換画
面上で該当する細線が消失してしまうことがあった。

このため、これらの変換法では黒の細線が消失するた
めの切れ、かすれが発生し、白の細線が消失するための
つぶれが発生し、画品質が劣化する欠点があった。

また、黒の細線が消失することを防止するため原画素
の論理和の演算を行い、その結果を変換画素に代入する
方法（論理和法）も考えられている（新井他：ファクシ
ミリ線密度変換の一検討、画電学会誌、Vol7,1978）。

しかし、この論理和法では、原画上に線幅１画素の黒
い細線がある場合、その細線を挟む形で位置する２つの
変換画素の値がどちらも黒となることが発生し、その結
果、変換画像上の線幅の方が縮小変換を行っているにも
かかわらず太くなり、画品質劣化が生じる欠点が有っ
た。

また、白い細線が有る場合には、その白い線が変換画
像上では消失するときがあり、このため画品質劣化が生
じる欠点があった。

更に、前述の変換法の欠点を解決するために、細線を
判定し、細線がある場合には細線の値を変換画素へ代入
して細線の消失を防ぐTP法（Thin Lin Preservation Me
thod;細線消失防止縮小変換法、信学技報 ED 84−26、
昭和59年６月22日）が提案されている。

しかし、TP法では水平・垂直方向の細線のみを対象と
しているため、斜め方向の細線が存在する場合には、そ
の消失を防止できない欠点があった。

（発明の目的） 本発明のは、前述の縮小変換法の欠点を解決するた
め、原画上に存在する水平、垂直、斜め方向の細線の中
で消失する恐れのある細線を判定し、その細線を消失さ
せないよう変換画像上へ保存して画品質劣化を防いだ変
換方法である。

（発明の構成） （発明の特徴と従来の技術との差異） 本発明は細線の消失を防止するため、水平方向、垂直
方向、斜め方向のそれぞれについて細線の判定条件を設
け、いずれかの判定条件を満足するときには、細線の値
を変換画素に代入させることにより細線の消失を防止す
ることを最も主要な特徴とする。

TP法を除く従来の縮小変換法とは、細線を判定し、判
定した細線を保存する手段を有することが異なる。

TP法と異なるのは次のとおりである。

TP法は細線を判定し、判定した細線を保存する手段を
有しているが、その細線の判定条件には水平方向と垂直
方向の細線のみしか対象としていない。

これに対し、本発明では水平方向と垂直方向の細線の
みでなく、斜め方向の細線も判定条件の対象にしてい
る。このため、細線を保存させるために用いる細線の判
定条件がTP法と異なり、斜め方向の細線の消失も防止で
きるところが異なる。

（実施例） 第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の原理および
参照画素を説明するための原画素と変換画素の配置図で
あり、水平方向に変換比率α＝5/6で縮小変換する例に
ついて表している。

ここでＰ（m,n）〜Ｐ（ｍ＋2,n＋１）は原画像を、Ｑ
（i,j）,Q（ｉ＋1,j）は変換画像を示し、最短距離の原
画像同志を実線で結んで表示し、また、原画素間の中心
線を一点鎖線で表示している。

さらに第１図では原画素間の距離を１に正規化してお
り、変換画素間の距離は1/α（この場合6/5）である。

また、（１）〜（４）は領域を表す番号であり、斜線
の領域は変換画素がその領域に含まれたときにＰ（ｍ＋
1,n）の値が変換画素に代入されることを示している。

第１図（ａ），（ｂ）は垂直方向の細線が存在する場
合を示し、第１図（ｃ）は右上がりの斜め方向の細線が
存在する場合をそれぞれ示している。

SPC法や領域判別法では、変換画素位置に最も近い原
画素［第１図の場合、Ｑ（i,j）に対してＰ（m,n）、Ｑ
（ｉ＋1,j）に対してＰ（ｍ＋2,n）］の値が最も高く重
み付けられ、変換画素の値を決定されるため、Ｑ（i,
j）,Q（ｉ＋1,j）共にＰ（ｍ＋1,n）の反対色Ｐ（m,n）
が代入され、その結果、細線の消失が発生してしまう。

また、TP法では、水平、垂直方向の細線を判定して保
存するため、第１図（ａ）は細線の消失を防止できる
が、第１図（ｃ）のように斜め方向の細線が存在する場
合には、その細線の消失が発生してしまう。

本発明では、変換画素に近い順に４個の原画素を選
び、更に、変換画素に最短距離の原画素を始点として変
換画素位置へ近づく向きの水平方向で２個先の原画素を
加えて参照画素とし、消失する恐れのある細線を判定す
る。

第１図の場合、Ｑ（i,j）に対しては、Ｐ（m,n）,P
（ｍ＋1,n）,P（m,n＋１）,P（ｍ＋1,n＋１）,P（ｍ＋
2,n）が参照画素であり、Ｑ（i,j＋１）に対しては、Ｐ
（m,n）,P（ｍ＋1,n）,P（ｍ＋2,n）,P（ｍ＋1,n＋
１）,P（ｍ＋2,n＋１）が参照画素である。

これらの参照画素を用いた細線判定法の具体例を以下
に示す。

第１図の領域（１）に位置するＱ（i,j）に対しては
上記参照画素を用い、 のそれぞれを満足するか否かの判定を行う。

条件式１は第１図（ａ），（ｂ）の垂直方向の細線の
有無を判定するための条件式であり、 条件式２は第１図（ｃ）の斜め方向の細線の有無を判
定するための条件式である。

条件式１と条件式２の何れかが成立する場合には、細
線が存在すると判定してＱ（i,j）にＰ（ｍ＋1,n）の値
を代入し、 条件式１および条件式２が共に成立しない場合は細線
が存在しないと判定し、Ｑ（i,j）に従来の変換法で決
定される値［例えば、SPC法ではＱ（i,j）に最短距離の
原画像であるＰ（m,n）の値］を代入することにより、
線の消失を防止した縮小変換が可能である。

Ｑ（i,j）が第１図の領域（１）に含まれる場合につ
いて説明したが、領域（２）〜（４）に含まれる場合に
ついても同様な処理を行う。

以上、水平方向に縮小変換する場合に垂直方向の細線
および右上がりの細線を保存する変換法について説明し
たが、垂直方向に縮小変換する場合においても同様の方
法を用いることにより水平・垂直方向の細線および斜め
方向の細線を保存することが可能である。

第２図（ａ），（ｂ）は本発明による縮小変換画例を
示す。

第２図（ａ）では本発明の変換画例と比較するため、
SPC法、領域判別法、TP法の変換画例をあわせて示す。
本発明の変換画例が細線の消失を防止して最も良好な変
換画であることがわかる。

第２図（ｂ）では本発明の変換が黒の細線のみでなく
白の細線も存在する例を示す。

比較のためにTP法の変換画を示すが、本発明の変換画
が良好であることがわかる。

なお、この例では図面作成の都合上、白で表示する部
分を便宜上黒で表示してある。

上記の説明においては原画像の細線が線幅１画素の場
合について記述しているが、線幅２画素以上の細線が消
失する場合もある。

第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は線幅が２画素の細線
が消失する場合の説明図である。

線幅２画素の細線が消失してしまうのは、変換画素Ｑ
（i,j）とＱ（ｉ＋1,j）との距離1/αが、斜線の領域幅
２より大となる場合である。すなわち、倍率αが1/2よ
り小さい場合は、線幅２の細線の消失が発生し、さら
に、線幅１の細線の消失も発生する。

このことから、 （ａは自然数）の条件が成り立つ場合は、線幅ａ画素以
下の細線が消失する可能性がある。

すなわち、αが1/aから （ａは自然数）の範囲の場合に、線幅がａ画素以下の線
幅のみを判定すれば細線の消失を防止できる。

一例として、第３図の具体的な細線の判断条件につい
て説明すると、第１図の細線が１画素から２画素に変わ
ったと見做すことにより、 条件式１が、 となる。

条件式２についても同様に求めることができる。

以上のことから、線幅がａ画素以下の細線の判定条件
を定めることが可能である。

なお、条件式３については、細線の線幅が細くなるこ
とも考えられるため、 とすることも考えられる。

第４図は本発明の構成を示す一実施例のブロック図で
あり、１は変換画素の副走査カウンタ、２は変換画素の
主走査カウンタ、３および４はそれぞれ原画素の副走査
方向および主走査方向位置情報を出力するメモリ、５は
変換画素位置を示す副走査カウンタ１および２の出力を
入力として変換画素が位置する領域の種別を出力する領
域判定部、６および７はメモリ３および４の出力を基に
して副走査方向および主走査方向の原画素位置をそれぞ
れ計数する原画素副走査カウンタおよび原画素主走査カ
ウンタ、８および９は参照する原画素のラインメモリで
あり、＃１〜＃Ｋによりラインメモリ群を構成し、10は
変換画素決定論理部であり、領域と複数の原画素とから
変換画素を決定させるための論理演算を実行することに
より、または、論理演算結果を記憶させてある記憶装置
を読出すことにより変換画素の値を出力する。

縮小変換処理は、例えば、ラスター走査のような一定
の決まりに従って順に変換画素の値を決定し、それを繰
返し行うことにより変換画を作成する。

最初に、着目する変換画素の位置を、変換画素の副走
査カウンタ１および主走査カウンタ２によりそれぞれ計
数する。

次に、その変換画素に対応する原画素、例えば、変換
画素に最も近い原画素の位置を決定する。

このため、メモリ３および４は着目する変換画素に対
応する原画素の位置情報、例えば、前変換画素と着目変
換画素それぞれに対応する原画素の位置の差分値等を記
憶し、原画素副走査カウンタ６および原画素主走査カウ
ンタ７と共に変換画素に対応する原画素位置を計数す
る。

ラインメモリ８および９は、計数された原画素を基に
して参照画素を出力する。

一方、領域判定部５により変換画素位置に応じて保存
すべき細線と、その保存条件を表す領域を判定する。

最後に、変換画素決定論理部10において、領域と参照
画素から前述の条件式を満足するか否かを判定し、満足
する場合には細線の値を変換画素へ代入する。

満足しない場合には予め定義した論理演算法に基づい
て変換画素の値を決定する。簡単な論理演算法の一例と
しては、前述のSPC法が挙げられる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、原画像に存在
する細線を判定し、縮小変換において細線を消失するこ
となく変換画像上へ保存することが可能であるから、画
品質劣化の少ない変換画像を得ることができる。

さらに、細線の判定を行う条件式と、その条件式を満
足しない場合の論理演算法とはそれぞれ独立であるた
め、優れた論理演算法を採用することにより、一層画品
質劣化の少ない変換画像が得られるという利点がある。

なお、本発明によれば、主走査方向と副走査方向とが
同一倍率は勿論、異なる任意の倍率で縮小変換を行うこ
とが可能である。

本発明の応用分野としては、ファクシミリにより入力
された画像の縮小を行う文書編集システムや、異なった
分解能を有する画像端末同志の通信時における縮小変換
あるいは解像度変換などを始め、種々の画像処理システ
ムに応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の原理および参
照画素を説明するための原画素と変換画素の配置図、第
２図（ａ），（ｂ）は本発明による変換画例を示す図、
第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は線幅が２画素の細線が
消失する場合の説明図、第４図は本発明の構成を示す一
実施例のブロック図である。 １……変換画素の副走査カウンタ、 ２……変換画素の主走査カウンタ、 3,4……原画素位置情報を記憶するメモリ、 ５……領域判定部、 ６……原画素副走査カウンタ、 ７……原画素主走査カウンタ、 8,9……ラインメモリ、 10……変換画素決定論理部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白黒２値で表現された原画像を任意の倍率
   で縮小する画像の縮小変換方法において、 画像の水平方向、垂直方向および斜め方向のそれぞれに
   対して、線幅および線の方向に応じてあらかじめ定めら
   れた細線の有無を判定するための複数の細線判定条件で
   あって、変換画素に対して特定の位置にある原画素を参
   照する細線判定条件を判定し、 前記細線判定条件の内１つでも満足するときは、細線が
   存在するものと判断して、細線の値（黒もしくは白）を
   変換画素に代入し、 前記細線判定条件が１つも満足しないときは、予め定義
   した論理演算法に基づいて変換画素の値を決定し代入す
   る ことを特徴とする画像の縮小変換方法。
2. 【請求項２】各細線判定条件は倍率が1/aから （ａは自然数）の場合に、原画像上の線幅がａ画素以下
   の細線のみを対象として判定することを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の画像の縮小変換方法。