JP2778492B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2778492B2
JP2778492B2 JP6294409A JP29440994A JP2778492B2 JP 2778492 B2 JP2778492 B2 JP 2778492B2 JP 6294409 A JP6294409 A JP 6294409A JP 29440994 A JP29440994 A JP 29440994A JP 2778492 B2 JP2778492 B2 JP 2778492B2
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、特
に階調画像を含む画像の縮小処理を行う画像処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、事務処理の機械化や画像通信の急
速な普及にともなって、階調画像を含む高品質画像の再
生の要望が高まってきている。
【0003】従来のこの種の画像処理を行う画像処理装
置における縮小処理の方法としては、一次近似による第
1の画像処理方法と、単純間引による第2の画像処理方
法と、第2の画像処理方法の欠点を改善するため、間引
対象画素の隣接画素のみを補間する第3の画像処理方法
などが知られている。
【0004】縮小対象の階調画像を電圧レベルで表し、
走査方向に空間的に広がるオリジナルのアナログ画像信
号と、画像処理対応の量子化のためのサンプリング、お
よびその再生のためのリサンプリングの各々の関係を示
す図4を参照すると、この画像信号を予め8つのサンプ
ル点A1〜A8にてサンプルした8つの電圧レベルすな
わちサンプル信号a1…a8があり、これらのサンプル
信号a1…a8をもとに7つの再サンプル点B1〜B7
での電圧レベルすなわちリサンプル信号b1…b7を補
間して、もとのサンプル点のA1〜A7に投影するもの
とする。
【0005】上述の従来の一次近似による第1の画像処
理方法による処理後の信号を示す図5を併せて参照する
と、図4において隣合ったサンプル点でのサンプル信号
an,a( n+1) より、各サンプル間の傾きを1次近
似し、この近似から再サンプル点でのリサンプル信号b
nを計算する。この方法では、比較的原画像に忠実で歪
みの少ない画像が得られる。その反面として、一次近似
結果にリサンプル信号値を代入した1次方程式を解かね
ばならぬため、多くの演算回路や記憶回路を必要としハ
ードウェア規模が大きくなる。
【0006】従来の単純間引による第2の画像処理方法
による処理前後の信号をそれぞれ示す図6(A),
(B)を参照すると、まず、(A)に示すように、n個
毎のサンプル点An(この例ではn=5)対応の画素の
サンプル信号を間引く。すなわち、オリジナルのサンプ
ル信号a1,…,a(n−1),an,a(n+1),
…,a(2n−1),a2nからan,a2nを間引
き、a1,…,a(n−1),a(n+1),…,a
(2n−1)を得る。この例では、a1,…,a5,
…,a8からa5を間引く。次に、(B)に示すよう
に、対応のリサンプル信号b1,…,b(n−1),b
n,b(n+1),…,b(2n−1)、この例ではb
1,…,b5,b6,b7を間引かれた位置を無視して
もとのサンプル位置に投影することにより縮小を行うも
のである。この場合、間引したサンプル信号対応の画素
情報を無視するだけなので所要のハードウェア規模は小
さいが、縮小後の画素の重心位置が不均等になり、特に
階調画像では歪みが無視できないとういう欠点がある。
【0007】これを改善する特開平2−107061号
公報(文献1)記載の従来の処理装置による第3の画像
処理方法は、間引対象画素anの隣接画素a(n−
1)、a(n+1)のみを補間することにより、所要の
ハードウェア規模の縮小と画像の歪みの低減を行うもの
である。
【0008】この従来の第3の画像処理方法による処理
前後の信号をそれぞれ示す図7(A),(B)を参照す
ると、まず、オリジナルのサンプル信号a1,…,a
(n−1),an,a(n+1),…,a(2n−
1),a2nから、間引対象サンプル信号anの前後の
サンプル信号a(n−1),a(n+1)を用いてan
との加算平均値を求めて補間し、a1,…,{a(n−
1)+an}/2,{an+a(n+1)}/2,…,
a(2n−1)を得る。次に、(B)に示すように、対
応のリサンプル信号b1,…,b(n−1),bn,b
(n+1),…,b(2n−1)を第2の画像処理方法
と同様に投影することにより、画素重心位置が改善さ
れ、画像の歪みが低下する。
【0009】文献1記載の従来の画像処理装置は2値画
像を処理対象とし、間引した画素のレベルを累積しこの
結果を間引画素数で割ることにより平均値を生成し補正
出力を得る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の画像処
理装置は、第1の画像処理方法では一次近似結果にリサ
ンプル信号値を代入した1次方程式を解くための多くの
演算回路や記憶回路を必要としハードウェア規模が大き
くなるという欠点がある。
【0011】また、従来の第2の画像処理方法は、縮小
後の画素の重心位置が不均等になりので特に階調画像で
は歪みが大きくなるという欠点がある。
【0012】さらに、上記欠点を改善した従来の画像処
理装置による第3の画像処理方法は、所要の間引率によ
って異なる間引対象画素数により画素レベルを除算する
ためのハードウェア規模が大きい除算器を必要とするこ
とと、間引対象画素の前または後の2画素の加算平均処
理しか行えないので補間精度が良くないという欠点があ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、原画像
データから予め定めた画素数毎に画素データを間引き間
引対象の画素データの近傍の画素データから補正データ
を生成する補正データ発生手段を備えて歪補正された縮
小画像を生成する画像処理装置において、前記補正デー
タ発生手段が、相続く第1および第2の画素データの平
均値を逐次計算して前記補正データの候補である平均化
データを発生する平均化手段と、予め定めたタイミング
で供給される制御信号に応答して前記原画像データと前
記平均化データとのいずれか一方を選択して前記補正デ
ータを含めて出力する画素データ選択手段と、前記制御
信号を発生するタイミング信号発生手段とを備え、前記
平均化手段が、クロックの供給に応答して前記原画像デ
ータの画素データである第1のデータを一時保持し第2
のデータを発生するラッチ手段と、第1および第2のモ
ード信号の供給にそれぞれ応答して前記第1および第2
のデータをそれぞれ選択的に切替て第1〜第4の選択デ
ータを発生する第1〜第4のデータ選択手段と、前記第
1,第2の選択データを加算し第1の加算データを生成
する第1の加算手段と、前記第3,第4の選択データを
加算し第2の加算データを生成する第2の加算手段と、
前記第1,第2の加算データを加算し第3の加算データ
を生成する第3の加算手段と、前記第3の加算データを
4分の1に除算する1/4除算手段とからなることを特
徴とする。
【0014】
【実施例】次に、本発明の関連技術としての画像処理装
をブロックで示す図1を参照すると、この図に示す画
像処理装置は、リサンプリング前の相続く2つの画素デ
ータDPの平均演算を行い補間データCPを生成する平
均化器2と、サンプリング用のクロックCKの供給に応
答してリサンプリング前の画素データDPをラッチする
ラッチ2と、制御信号CMの供給に応答して補間データ
CPと画素データDLとを切替えるマルチプレクサ3
と、リサンプリング用のクロックCRの供給に応答して
マルチプレクサ3の出力データDMをラッチし出力デー
タDOを出力するラッチ4と、クロックCKとクロック
CRと制御信号CMとの各々を発生するタイミング発生
回路5とを備える。
【0015】平均化器1はクロックCKの供給に応答し
て画素データDPをラッチするラッチ11と、加算器1
2と加算結果を1/2に除算するデバイダ13とを備え
る。
【0016】次に、図1および図1の回路の各部の信号
のタイムチャートを示す図2を参照して本画像処理装置
の動作について説明すると、まず、入力されたリサンプ
リング前の画素データDPはクロックCKの供給に応答
してラッチ11,2の各々にラッチされる。平均化器1
はクロックCKの1クロック後にラッチ11の出力DL
と現在の入力画素データDP、例えば1および2番目の
画素データDP1,DP2との平均をとり補間データC
P、この例ではCP(1+2)を生成してマルチプレク
サ3に供給する。この平均化器1のデバイダ13は加算
器12の出力を1ビットシフトするシフタなどにより構
成できる。マルチプレクサ3は、制御信号CMの供給に
応答してこの補間データCPとラッチ2から供給される
もとの画素データDQとのいずれか一方を選択した信号
DMをラッチ4に供給する。ラッチ4はこの信号DMを
クロックCRの供給に応答してラッチする。これにより
所定位置の画素データを無効化した出力データDOを得
て、画素間引を行う。この例では、間引対象画素データ
DP5に対し、出力データDOとしてその前および対応
の補間データCP(4+5),CP(5+6)が出力さ
れる。
【0017】次に、本発明の一実施例をブロックで示す
図3を参照すると、この図で示す本実施例の画像処理装
前述の図1の画像処理装置と相違する点は、平均化
器1の代りに4つの4入力1出力のマルチプレクサ41
〜44と3つの加算器13〜15と加算器15の出力を
1/4に除算するデバイダ16とを備える平均化器1A
と、タイミング発生器5の代りにこれらマルチプレクサ
41〜44を制御する4つの動作モードすなわちリサン
プリングR1,R2,R3およびノーマルNを指定する
制御信号CMMを発生するタイミング発生器5Aとを備
え、補間データCPとして間引対象画素および隣接画素
との2画素の平均値とこれら2画素の1:3の加重平均
値とを切替えることにより、より歪みの少ない補間を可
能とすることである。
【0018】図3を参照して本実施例の動作について説
明すると、まず、入力された原画画素データDPはクロ
ックCKの供給に応答してラッチ11にラッチされる。
クロックCKの1クロック後にラッチ11の出力DLと
現在の入力画素データDPとを下記のようにマルチプレ
クサ41〜44の各々の4つの入力端子のそれぞれに供
給する。マルチプレクサ41〜44の各々の入力端子は
それぞれタイミング発生回路6Aからの制御信号CMM
で指定するモードであるリサンプリングR1,R2,R
3およびノーマルNに対応して選択されて出力端子に接
続される。したがって、動作モードリサンプリングR
1,R2,R3およびノーマルNに対応して、これらマ
ルチプレクサ41〜44の出力データM1〜M4は、表
1に示すデータDP,DLの組合せとして平均化回路1
Aの加算器13〜15に供給される。
【0019】
【表1】
【0020】平均化回路2Aは、表2に示すように、各
モードに対応するこれら4つのデータM1〜M4の平均
化データすなわち補間データCPを算出し出力する。
【0021】
【表2】
【0022】すなわち、補間データCPは、制御モード
がノーマルNのときは原画像データDL、リサンプリン
グR1,R2およびR3のそれぞれのときはデータD
L:DPがそれぞれ1:3,1:1,および3:1の加
重平均出力となる。したがって、制御信号CMMの適切
なモードを選択することにより、最適な補間データを用
いた縮小処理を実行できる。ここで、平均化器1Aの1
/4デバイダ16は加算器15の出力データを2ビット
分シフトするシフタなどにより構成できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置は、相続く第1および第2の画素データの平均値デ
ータを発生する平均化手段と、原画像データと上記平均
値データとのいずれか一方を選択する画素データ選択手
段とを備えることにより、補間データを縮小率と独立に
生成することができるため、除算係数を固定化できハー
ドウェア規模を縮小できるという効果がある。
【0024】また、この補間データは間引対象の画素デ
ータと独立に生成するために、縮小対象の画像に対して
最適な補間処理方法を選択でき、補正の精度を向上でき
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明と関連する画像処理装置の一例を示すブ
ロック図である。
【図2】図1の画像処理装置における動作の一例を示す
タイムチャートである。
【図3】本発明の画像処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図4】縮小対象のアナログ画像信号とサンプリングお
よびリサンプリング点との各々の関係を示す波形図であ
る。
【図5】従来の第1の画像処理方法による縮小処理後の
信号波形を示す波形図である。
【図6】従来の第2の画像処理方法による縮小処理前後
の信号波形を示す波形図である。
【図7】従来の第3の画像処理方法による縮小処理前後
の信号波形を示す波形図である。
【符号の説明】
2,4,11 ラッチ 1,1A 平均化器 3,41〜44 マルチプレクサ 5,5A タイミング発生器 12,13〜15 加算器 13,16 デバイダ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原画像データから予め定めた画素数毎に
    画素データを間引き対象の画素データの近傍の画素デー
    タから補正データを生成する補正データ発生手段を備え
    て歪補正された縮小画像を生成する画像処理装置におい
    て、前記補正データ発生手段が、相続く第1および第2
    の画素データの平均値を逐次計算して前記補正データの
    候補である平均化データを発生する平均化手段と、予め
    定めたタイミングで供給される制御信号に応答して前記
    原画像データと前記平均化データとのいずれか一方を選
    択して前記補正データを含めて出力する画素データ選択
    手段と、前記制御信号を発生するタイミング信号発生手
    段とを備え、前記平均化手段が、クロックの供給に応答
    して前記原画像データの画素データである第1のデータ
    を一時保持し第2のデータを発生するラッチ手段と、第
    1および第2のモード信号の供給にそれぞれ応答して前
    記第1および第2のデータをそれぞれ選択的に切替て第
    1〜第4の選択データを発生する第1〜第4のデータ選
    択手段と、前記第1,第2の選択データを加算し第1の
    加算データを生成する第1の加算手段と、前記第3,第
    4の選択データを加算し第2の加算データを生成する第
    2の加算手段と、前記第1,第2の加算データを加算し
    第3の加算データを生成する第3の加算手段と、前記第
    3の加算データを4分の1に除算する1/4除算手段と
    からなることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記1/4除算手段が前記第3の加算デ
    ータを2ビット分シフトすることにより4分の1の除算
    を行うシフタを備えることを特徴とする請求項記載の
    画像処理装置。
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