JP2840285B2 - 画像縮少装置及び方法 - Google Patents

画像縮少装置及び方法

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JP2840285B2 JP1090075A JP9007589A JP2840285B2 JP 2840285 B2 JP2840285 B2 JP 2840285B2 JP 1090075 A JP1090075 A JP 1090075A JP 9007589 A JP9007589 A JP 9007589A JP 2840285 B2 JP2840285 B2 JP 2840285B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は原画像を表わす画像信号に対して縮小処理を
行ない原画像の縮小画像を表わす縮小画像信号を形成す
る画像縮小装置及び方法に関するものである。
[従来の技術] 従来2値画像から縮小画像を得る手段として、サブサ
ンプリングによる方法およびフィルタリングによる方法
がとられてきた。サブサンプリングでは単に画素を間引
くだけであり、また、フィルタリングによる場合は、原
寸画像にまずローパスフィルターをかけ、その後サブサ
ンプリングにより縮小画像を得るものである。
[発明が解決しようとしている課題] 前記従来例においては、画像が細線を多く含む文字画
等であった場合には縮小画像での細線の分断、消失が生
じ、画像の品位を著しく低下させている。
[課題を解決するための手段] 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、縮小すべ
き画像の各画素が白画素であるか黒画素であるかを表わ
す画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段から入
力された画像信号から所定サイズのブロックに含まれる
複数画素の画像信号を切り出す切り出し手段と、前記切
り出し手段により切り出された所定サイズのブロックに
含まれる複数画素の画像信号を参照し、縮小画像の画素
が白画素であるか黒画素であるかを表わす縮小画像信号
を出力する縮小手段とを有する画像縮小装置において、
前記縮小手段は、前記切り出し手段により切り出された
所定サイズのブロックの画像が細線検出用に予め定めら
れた複数の例外パターンのいずれにも対応しない場合に
は、所定係数によるフィルタリング処理に従って縮小画
像信号を形成して出力し、一方、前記切り出し手段によ
り切り出された所定サイズのブロックの画像が前記複数
の例外パターンのいずれかに対応する場合には、前記所
定係数のフィルタリング処理に従って形成される縮小画
像信号により表わされる画素の色とは異なる色の画素を
表わす縮小画像信号を出力する構成とし、前記複数の例
外パターンは、黒の細線を検出するための第1パターン
群と、白の細線を検出するための第2パターン群からな
り、且つ、前記第1パターン群に含まれる例外パターン
の数を前記第2パターン群に含まれる例外パターンの数
よりも多くした画像縮小装置を提供するものであり、ま
た、原画像の各画素が白画素であるか黒画素であるかを
表わす画像信号から所定サイズのブロックに含まれる複
数画素の画像信号を切り出し、切り出した複数画素の画
像信号を参照し、原画像の縮小画像の画素が白画素であ
るか黒画素であるかを表わす縮小画像信号を出力する画
像縮小方法において、切り出した所定サイズのブロック
の画像が細線検出用に予め定められた複数の例外パター
ンのいずれにも対応しない場合には、所定係数のフィル
タリング処理に従って縮小画像信号を形成して出力し、
一方、切り出した所定サイズのブロックの画像が前記複
数の例外パターンのいずれかに対応する場合には、前記
所定係数のフィルタリング処理に従って形成される縮小
画像信号により表わされる画素の色とは異なる色の画素
を表わす縮小画像信号を出力し、前記複数の例外パター
ンは黒の細線を検出するための第1パターン群と、白の
細線を検出するための第2パターン群からなり、且つ、
前記第1パターン群に含まれる例外パターンの数を前記
第2パターン群に含まれる例外パターンの数よりも多く
した画像縮小方法を提供するものである。
[実施例] 第2図は本発明を適用した縮小回路を階層的符号化に
応用した場合のブロック図である。
15,17,19はフレームメモリ、16,18は縮小回路、20,2
2,24は符号器である。
まず、原画データIは、フレームメモリ15に記憶され
る。次に縮小回路16により縮小され、フレームメモリ17
に記憶される。このときに記憶される信号は原画の1/2
に縮小されたものとなっている。同様に、フレームメモ
リ17から読み出された信号は、縮小回路18によって原画
の1/4の画像に縮小されフレームメモリ19に記憶され
る。
符号器20では例えば算術符号の手法に用いてフレーム
メモリ19に記憶された信号が符号化され、第1段階の信
号107として出力される。同様に符号器22,24ではそれぞ
れフレームメモリ19,17の記憶データを参照しながらフ
レームメモリ17,15に記憶された信号が符号化され、そ
れぞれ第2段階の信号108、第3段階の信号109として出
力される。
このように第1段階から第3段階までの画像データを
解像度の低い画像データから順に符号化伝送することに
より、画像の全体像をいち早く識別し、もし、そのデー
タが不要の場合には、以後の伝送を停止させることが可
能となる。これにより効率のよい画像通信サービスが可
能となる。
また、ここでは、第3段階までしか述べなかったが、
任意の段階に容易に拡張する事が可能である事は言うま
でもない。
第1図は第2図示の縮小回路16,18の実施例である。
本実施例では、2値画像信号をブロック単位でフィル
ターサイズとして3画素×3画素、フィルターの形状と
しては第2図に示すローパスフィルターを用いて平滑化
した後閾値T(=8)で2値化することにより画像縮小
を行なう。尚、1/2画像を得るために、フィルター中心
は原寸画像上ではたて、よことも1画素おきにおくもの
とする。
フレームメモリから信号入力線θより入力される原寸
画像の白/黒を表わす2値の画素値データ列はブロック
切り出し部1において3画素×3画素のブロックに切り
出され、フィルター3とパターン検出部2および例外出
力テーブル4に入力される。パターン検出部2は入力さ
れたパターンが例外に該当するかどうかを判定し、例外
であると判定された場合には1を、通常処理であればθ
を出力する。
パスの切り換えスイッチ6,7はパターン検出部2から
の信号が0の場合はフィルター処理による出力を、1の
場合は例外処理による出力を選択して出力する。
次にフィルター処理について説明する。
ブロック切出し部1より入力される0,1のパターンを
第4図(a)、フィルター3の係数を第4図(b)とす
ると、フィルター3は次式に従いフィルター出力Dを決
定する。
この出力Dは比較器5において閾値Tにより2値化され
る。
すなわち、 D≧T→出力:1 D<T→出力:0 である。この出力値が、フィルター処理による縮小画素
値となる。
本実施例におけるフィルター処理によれば、縮小画像
において、原画の平均濃度は保たれる。
次に例外処理について説明する。
以上説明したフィルター処理によると、第5図(a)
〜(e)に示すように、各入力パターンに対する縮小出
力が行われる。従って、第5図(c)(d)における黒
画素列が原画における1画素幅線に相当した場合、およ
び、第5図(e)が原画上高濃度域における1画素幅白
線に相当した場合には、共に、細線の消失もしくは分断
がおこる。1画素幅線を1画素幅線として残すために
は、その線近傍に関して言えば、平均濃度を2倍にする
必要があるため、本実施例におけるフィルタ処理のよう
な平均濃度を一様に保存する方式においては、細線消失
等の問題が発生する。これにより、階層的符号化におけ
る低解像度の画像が不良なものとなってしまう。
これを防ぐために、線素であると思われるような入力
パターン等に対しては、単に平均濃度を保存するだけで
はない例外処理を設ける。即ち、入力パターンがこれら
例外パターンに該当した場合には、フィルター出力とは
無関係に出力を決定する。
第6図に例外パターンの1例をしめす。そして第6図
のa群のパターンに対しては黒(1)を、b群のパター
ンに対しては白(0)を一意に出力し、これを出力し、
これを縮小画素値とする。例外出力テーブル4には、第
6図のa群により1を、b群により0を出力するテーブ
ルを書込んでおく。
即ち、a群は黒の細線を、b群は白の細線を保存する
ためのものであり、a群とb群は白黒対称である。この
ことにより、入力パターンに偏りがなければやはり縮小
画像において平均濃度は保存される。
従って、パターン検出部2ではブロック切り出し部1
からのブロックが第6図示のa,b群の例外パターンか否
かを検出し、例外パターンではない場合には比較器5の
出力をスイッチ6で選択せしめ、一方、例外パターンで
あったならば例外出力テーブル4の出力をスイッチ7で
選択せしめる。
以上により、単純にフィルタ処理を用いた縮小処理に
よって消失してしまっていた。白又は黒の細線等を消失
することなく縮小画像を得ることが可能となる。
従って、第2図示の如くの階層的符号化に応用した場
合にも、先に符号化伝送される縮小される画像中にも画
像の特徴が良く表われることとなり、良好な画像伝送が
可能となる。
[他の実施例] 第1図における縮小回路の第2の実施例を第7図に示
す。
信号線θより入力される画像データ列はブロック切出
し部1において3画素×3画素のブロックに切出され、
例外処理判定器10およびフィルター3に出力される。フ
ィルター中心は原画においてたて、よこ方向とも1画素
おきの位置におく。
フィルター3よりの出力は比較器5において閾値Tに
従い2値化されθまたは1を出力する。一方、例外判定
部10は入力されたパターンが例外に該当すれば1を、そ
れ以外はθを出力する。スイッチ8は例外判定部10より
の出力を受け、2値化された信号のパスを決定する。
例外に該当した場合のパスにはインバータ9が設けら
れ、入力される信号を反転して出力する。ここで用いる
フィルター処理は第1実施例で用いたのと同一とし、ま
た例外パターンとしては第6図よりa−7,8とb−7,8を
除いたものを使用する。
上記4パターンを除外するのは、これらの例外出力
と、フィルター処理による出力とが一致するため、本実
施例の構成においては例外として扱われないためであ
る。
本実施例における例外とは、本来一意に出力を決定し
た方が良いような入力パターンのうち、フィルター処理
による縮小出力と、一意に与える出力とが、相違するも
ののみを指すことになる。
第3実施例 第1及び第2実施例で用いた例外処理のパターンは、
第6図におけるa群に対するb群の如く、白黒反転対称
になっている。これは画像全体の平均濃度保存の意味か
らも合理的である。このような対称性をもった例外処理
によれば、ある画像の縮小画像と、入力画像を白黒反転
した場合の縮小画像とでは同等の画質が得られる。
しかし、一般に扱われる2値画像は、白地に文字を多
く含む文書、表等が圧倒的に多い。これら画像では画像
中の黒画素濃度はわずか4%〜6%であり、かつその大
部分が細線で構成される。このため縮小処理による細線
およびエッジ部での消失、劣化が大きくなることが予想
される。
従って細線の劣化を極力抑え、縮小画像中の文字の品
位を良好に保つような縮小処理が実用においては望まし
いと考えられる。
この観点に基いた例外処理として例を挙げて説明す
る。
まず、第6図に示した例外パターンは全て使用する。
更に第8図のa−9〜b−26までを新たに例外処理する
パターンとする。尚、第8図のa群はすべて黒(1)を
出力するものである。また第8図のb群b−9〜b−26
はa群a−9〜b−26に対する白黒反転パターンである
が、これらに対しては例外処理を行わず通常のフィルタ
ー処理を適用する。
第8図のa−9,10は特に文字によく見られる小突起を
再現するためのパターンであり、第8図のa−11〜a−
25は全て細線の斜めのつながりを保存するためのもので
ある。
本例において新しく加えられたパターン第8図のa−
9〜a−25は、例外パターンにおける白黒反転パターン
の整合を意図的に崩し、例外に関して、特に細線構造に
対しては平均濃度を上ることにより文字の品位を向上さ
せるものである。
この第3実施例は第一実施例で用いた第1図の構成を
用い、例外処理すべきパターンを変更することにより達
成できるが、例外処理による適正な黒補正(過剰でな
い)を行うために第9図に示すように、例外出力テーブ
ル12を周囲の縮小画素の値11をも参照して、出力を決定
するテーブルを用いた方が、より効果的である。
この様に、従来のフィルタリングを用いた方式でも、
フィルタ形状を変えることか、2値化閾値を低い値に設
定するなどの方法で細線を消さずに画像を縮小すること
が可能であるが、その場合には細線に限らず、他の全て
に対しても濃度を上ることになり、細線以外の部分の構
造がつぶれてしまう。しかしながら、本実施例の構成に
より、高、中濃度域に影響なく細線の再現が可能であ
る。
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によると、原画像の各画素
が白画素であるか黒画素であるかを表わす画像信号から
所定サイズのブロックに含まれる複数画素の画像信号を
切り出し、切り出した複数画素の画像信号を参照し、原
画像の縮小画像の画素が白画素であるか黒画素であるか
を表わす縮小画像信号を出力する構成において、切り出
した所定サイズのブロックの画像が細線検出用に予め定
められた複数の例外パターンのいずれにも対応しない場
合には、所定係数のフィルタリング処理に従って縮小画
像信号を形成して出力し、一方、切り出した所定サイズ
のブロックの画像が複数の例外パターンのいずれかに対
応する場合には、所定係数のフィルタリング処理に従っ
て形成される縮小画像信号により表わされる画素の色と
は異なる色の画素を表わす縮小画像信号を出力するの
で、原画像に存在した細線の消失のない良好な縮小画像
を得ることが可能となり、また、更に、複数の例外パタ
ーンは黒の細線を検出するための第1パターン群と、白
の細線を検出するための第2パターン群からなり、且
つ、第1パターン群に含まれる例外パターンの数を第2
パターン群に含まれる例外パターンの数よりも多くした
ので、細線のうち一般画像に多く含まれる黒の細線の検
出、および、縮小画像における黒の細線の保存を確実に
実行可能となり、また、一般画像にそれほどは含まれな
い白の細線の検出の程度が低くなり、実際は白の細線で
はない画像を白の細線と誤検出して、白の細線として縮
小画像に現れてしまう不都合の発生を減少せしめること
ができ、従って、本発明によると、原画像に実際に存在
した黒の細線および白の細線が消失することのない良好
な縮小画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による画像縮小回路のブロック図、 第2図は階層的符号化の構成図、 第3図はフィルター処理に用いるローパスフィルターを
示す図、 第4図は画素位置をフィルターマトリクス位置を示す
図、 第5図はフィルター処理による処理例を示す図、 第6図は例外パターンを示す図、 第7図は第2の実施例の構成を示すブロック図、 第8図は白黒非対称の時の例外パターンと非例外パター
ンを示す図、 第9図は第3の実施例の構成を示すブロック図であり、 1はブロック切出し部、 2はパターン検出部、 3はフィルター、 4は例外出力テーブル、 5は比較器、 6,7はスイッチである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 正 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−129064(JP,A) 特開 昭60−98762(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/387 - 1/393 G06T 3/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】縮小すべき画像の各画素が白画素であるか
    黒画素であるかを表わす画像信号を入力する入力手段
    と、 前記入力手段から入力された画像信号から所定サイズの
    ブロックに含まれる複数画素の画像信号を切り出す切り
    出し手段と、 前記切り出し手段により切り出された所定サイズのブロ
    ックに含まれる複数画素の画像信号を参照し、縮小画像
    の画素が白画素であるか黒画素であるかを表わす縮小画
    像信号を出力する縮小手段とを有する画像縮小装置にお
    いて、 前記縮小手段は、前記切り出し手段により切り出された
    所定サイズのブロックの画像が細線検出用に予め定めら
    れた複数の例外パターンのいずれにも対応しない場合に
    は、所定係数によるフィルタリング処理に従って縮小画
    像信号を形成して出力し、 一方、前記切り出し手段により切り出された所定サイズ
    のブロックの画像が前記複数の例外パターンのいずれか
    に対応する場合には、前記所定係数のフィルタリング処
    理に従って形成される縮小画像信号により表わされる画
    素の色とは異なる色の画素を表わす縮小画像信号を出力
    する構成とし、 前記複数の例外パターンは、黒の細線を検出するための
    第1パターン群と、白の細線を検出するための第2パタ
    ーン群からなり、且つ、前記第1パターン群に含まれる
    例外パターンの数を前記第2パターン群に含まれる例外
    パターンの数よりも多くしたことを特徴とする画像縮小
    装置。
  2. 【請求項2】前記縮小手段は、前記切り出し手段により
    切り出された所定サイズのブロックの画像が前記複数の
    例外パターンのいずれかに対応する場合には、前記所定
    係数のフィルタリング処理に従って形成された縮小画像
    信号を反転して出力することを特徴とする請求項(1)
    に記載の画像縮小装置。
  3. 【請求項3】前記切り出し手段により切り出された所定
    サイズのブロックの画像が前記複数の例外パターンのい
    ずれかに対応するか否かを判定する判定手段を有するこ
    とを特徴とする請求項(1)に記載の画像縮小装置。
  4. 【請求項4】原画像の各画素が白画素であるか黒画素で
    あるかを表わす画像信号から所定サイズのブロックに含
    まれる複数画素の画像信号を切り出し、切り出した複数
    画素の画像信号を参照し、原画像の縮小画像の画素が白
    画素であるか黒画素であるかを表わす縮小画像信号を出
    力する画像縮小方法において、 切り出した所定サイズのブロックの画像が細線検出用に
    予め定められた複数の例外パターンのいずれにも対応し
    ない場合には、所定係数のフィルタリング処理に従って
    縮小画像信号を形成して出力し、 一方、切り出した所定サイズのブロックの画像が前記複
    数の例外パターンのいずれかに対応する場合には、前記
    所定係数のフィルタリング処理に従って形成される縮小
    画像信号により表わされる画素の色とは異なる色の画素
    を表わす縮小画像信号を出力し、 前記複数の例外パターンは黒の細線を検出するための第
    1パターン群と、白の細線を検出するための第2パター
    ン群からなり、且つ、前記第1パターン群に含まれる例
    外パターンの数を前記第2パターン群に含まれる例外パ
    ターンの数よりも多くしたことを特徴とする画像縮小方
    法。
  5. 【請求項5】切り出した所定サイズのブロックの画像が
    前記複数の例外パターンのいずれかに対する場合には、
    前記所定係数のフィルタリング処理に従って形成された
    縮小画像信号を反転して出力することを特徴とする請求
    項(4)に記載の画像縮小方法。
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