JP3054299B2

JP3054299B2 - 画像処理装置及びその方法

Info

Publication number: JP3054299B2
Application number: JP5267103A
Authority: JP
Inventors: 良弘石田; 伸之重枝
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 2000-06-19
Anticipated expiration: 2015-06-19
Also published as: JPH07121692A

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及びその方
法、詳しくはデジタル２値画像の変倍処理を行う画像処
理装置及びその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として、本願出願人は既
に、特願平３−３４５０６２号或いは特願平４−１６９
５８１号として提出している。

【０００３】これらの提案は、いずれも２値画像を変倍
して出力する場合に、２値画像そのものを変倍するので
はなく、２値画像の輪郭情報を抽出し、その抽出した輪
郭情報に基づいて変倍画像を生成するものであり、高品
質な画像を得ることをその目的とするものであった。

【０００４】具体的には、特願平３−３４５０６２号
は、２値画像からアウトラインベクトルを抽出し、該抽
出したアウトラインベクトル表現の状態で所望の倍率
（任意）で滑らかに変倍されたアウトラインベクトルを
作成し、この滑らかに変倍されたアウトラインベクトル
から２値画像を再生成する。これによって、所望の倍率
（任意）で変倍された高画質のディジタル２値画像を得
ようとするものである。

【０００５】以下に、その主要部を概説する。図１４
は、特願平３−３４５０６２号に開示された特徴を最も
よく表している図である。

【０００６】同図において、１は変倍処理対象のデジタ
ル２値画像を獲得し、ラスタ走査形式の２値画像を出力
する２値画像獲得手段、２はラスタ走査形式の２値画像
から粗輪郭ベクトル（平滑化・変倍処理を施す前のアウ
トラインベクトル）を抽出するアウトライン抽出手段、
３は粗輪郭ベクトルデータをベクトルデータ形態で平滑
化及び変倍処理を行うアウトライン平滑・変倍手段、４
はアウトラインベクトルデータからラスタ走査形式の２
値画像データを再現する２値画像再生手段、５はラスタ
走査型の２値画像データを表示したり、ハードコピーを
とったり、或いは、通信路等へ出力したりする２値画像
出力手段である。

【０００７】２値画像獲得手段１は、例えば、原稿画像
を２値画像として読み取り、ラスタ走査形式で出力する
公知のラスタ走査型２値画像出力装置で構成される。ア
ウトライン抽出手段２は、例えば、本願出願人が先に提
案している特願平２−２８１９５８号に記載の装置で構
成される。図１５は２値画像獲得手段１から出力される
ラスタ走査型の２値画像データの走査形態を示してお
り、かつ、アウトライン抽出手段２が入力するラスタ走
査型の２値画像データの走査形態をも示している。かく
の如きの形式で、２値画像獲得手段１により出力される
ラスタ走査型の２値画像データをアウトライン抽出手段
２は入力する。尚、図１５において、１０１は、ラスタ
走査中の２値画像のある画素を示しており、１０２は、
この画素１０１の近傍８画素を含めた９画素領域を表わ
している。先に述べた、特願平２−２８１９５８号に記
載のアウトライン抽出手段は、注目画素をラスタ走査順
に移動させ、各注目画素に対し、１０２に示す９画素領
域における各画素の状態（白画素かもしくは黒画素か）
に応じて、注目画素と、注目画素の近隣画素の間に存在
する輪郭辺ベクトル（水平ベクトルもしくは垂直ベクト
ル）を検出し、輪郭辺ベクトルが存在する場合には、そ
の辺ベクトルの始点座標と向きのデータを抽出して、そ
れら辺ベクトル間の接続関係を更新しながら、粗輪郭ベ
クトルを抽出していくものである。

【０００８】図１６に、注目画素と注目画素の近隣画素
間の輪郭辺ベクトルの抽出状態の一例を示した。同図に
おいて、△印は垂直ベクトルの始点（または水平ベクト
ルの終点）を表わし、○印は水平ベクトルの始点（また
は垂直ベクトルの終点）を表わしている。

【０００９】図１７に上述したアウトライン抽出手段よ
って抽出された粗輪郭ベクトルループの例を示す。ここ
で、格子で区切られる各升目は入力画像の画素位置を示
しており、空白の升目は白画素、点模様で生められた○
印は黒画素を意味している。図１６と同様に、△印は垂
直ベクトルの始点を表わし、○印は水平ベクトルの始点
を表わしている。

【００１０】図１７の例でわかる様に、アウトライン抽
出手段では、黒画素の連結する領域を、水平ベクトルと
垂直ベクトルはその長さがことなるものの、交互（かな
らず交互になる）に連続する粗輪郭ベクトルループとし
て抽出する。ただし、ここでは抽出処理を進める方向
は、その進む向きに対して右側が黒画素領域となる様に
している。また、各粗輪郭ベクトルの始点は、入力画像
の各画素の中間位置として抽出される。つまり、各画素
の存在位置を整数（ｘ，ｙ）で表した場合、抽出される
ベクトルの始点はそれぞれの座標値に０．５を加えた
値、或いは０．５を減じた値となる。より詳しく説明す
れば、原画中の１画素幅の線部分も、有意な幅をもった
粗輪郭ループとして抽出される。

【００１１】この様に抽出された粗輪郭ベクトルループ
群は、図１８に示す様なデータ形式で図１４のアウトラ
イン抽出手段２より出力される。即ち、画像中より抽出
された総粗輪郭ループ数ａと、第１輪郭ループから第ａ
輪郭ループまでの各粗輪郭ループデータ群からなる。各
粗輪郭ループデータは、粗輪郭ループ内に存在する輪郭
辺ベクトルの始点の総数（輪郭辺ベクトルの総数とも考
えることができる）と、ループを構成している順番に各
輪郭辺ベクトルの始点座標（ｘ座標値，ｙ座標値）の値
（水平ベクトルの始点及び垂直ベクトルの始点が交互に
並ぶ）の列より構成されている。

【００１２】さて、次に図１４で示されるアウトライン
平滑・変倍手段３では、前記アウトライン抽出手段２よ
り出力される粗輪郭ベクトルデータ（図１８参照）を入
力し、その平滑化及び所望の倍率への変倍処理をアウト
ラインベクトルデータ（座標値）の形態上で実施する。
図１９に、アウトライン平滑化・変倍手段のさらに詳し
い構成を示す。図１９において、３１０は変倍の倍率設
定手段、３２０は第一平滑化・変倍手段である。

【００１３】第一平滑化・変倍手段は、倍率設定手段３
１０により設定した倍率で、入力した粗輪郭データを平
滑化及び変倍処理する。処理結果は第二平滑化手段３３
０において、更に平滑化を行い最終出力を得る。

【００１４】倍率設定手段３１０は、あらかじめディッ
プスイッチや、ダイヤルスイッチ等で設定されている値
を、第一平滑化・変倍手段に渡すものでもよいし、何か
外部よりＩ／Ｆ（インタフェース）を介して提供される
等の形式をとってもよく、入力として与えられる画像サ
イズに対し、主走査（横）方向、副走査（縦）方向独立
に、それぞれ何倍にするかの情報を与える手段である。

【００１５】第一平滑化・変倍手段３２０は、倍率設定
手段３１０からの倍率情報を得て、平滑化・変倍処理を
行う。

【００１６】図２０に、アウトライン平滑・変倍処理を
実現するハードウェア構成例を示す。同図において、７
１はＣＰＵ、７２はディスク装置、７３はディスクＩ／
Ｏ、７４はＣＰＵ７１の動作処理手順を記憶しているＲ
ＯＭである。７５はＩ／Ｏポート、７６はＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）、７７は上記の各ブロックを接続
するバスである。

【００１７】図１５のアウトライン抽出手段の出力は、
図１８に示すデータ形式でディスク装置７２にファイル
（粗輪郭ベクトルデータ）として記憶される。

【００１８】ＣＰＵ７１は、図２１に与えられる手順で
動作し、アウトライン平滑・変倍の処理を実行する。

【００１９】先ず、ステップＳ１でディスクＩ／Ｏ７３
を経由して、ディスク装置７２に格納された粗輪郭デー
タを読み出して、ＲＡＭ７６のワーキングメモリ領域
（図示せず）に読み込む。次に、ステップＳ２において
第一平滑化及び変倍処理を行う。

【００２０】第一平滑化処理は、粗輪郭データの各閉ル
ープ単位で行われる。各粗輪郭データの各輪郭辺（水平
ベクトル、もしくは垂直ベクトル）ベクトルに順次着目
してゆき、各着目輪郭辺ベクトルに対し、それぞれの前
後のベクトル高々３本まで（即ち、着目辺の前に３本、
着目辺自体、それに着目辺の後に３本の合計高々７辺ま
での辺ベクトル）の互いに連続する辺ベクトルの長さと
向きの組み合わせによってパターンを分けて、それぞれ
の場合に対して、着目辺に対する第一平滑化結果となる
第一平滑化後の輪郭点を定義してゆく。そして、第一平
滑化後の輪郭点の座標値及びその輪郭点が角の点なのか
否かを示す付加情報（以下、角点情報）と称す）を出力
する。ここで言う角の点とは、意味のある角に位置する
点をいい、ノイズその他の要因でギザギザした部分やノ
ッチなどによる角の点は除かれる。さて、角の点と判定
された第一平滑化後の輪郭点（以降、角点と称す）は、
後の第二平滑化によっては平滑化されない点、すなわ
ち、その位置が不動点として扱われる。換言すれば、角
の点と判定されなかった第一平滑化後の輪郭点（以降、
非角点と称す）は、後の第二平滑化によって更に平滑化
されることになる。

【００２１】図２２にこの様子、即ち、着目粗輪郭辺ベ
クトルＤi と、着目粗輪郭辺ベクトルの前の３本の辺ベ
クトルＤi-1 ，Ｄi-2 ，Ｄi-3 及び、着目粗輪郭辺ベク
トルの後の３本の辺ベクトルＤi+1 ，Ｄi+2 ，Ｄi+3 の
様子と、着目辺Ｄi に対して定義される第一平滑化後の
輪郭点の様子を示している。つまり、こうして再定義さ
れた輪郭点どうしを結ぶベクトル（斜め方向のベクトル
が許される）を構築する。

【００２２】以上、第一平滑化の処理内容を説明した。
第一平滑化後のデータは、ＲＡＭ７６の所定領域上に順
次構築されていく。かくして、図２１のステップＳ２の
処理を終えて、ＣＰＵ７１は、ステップＳ３の第二平滑
化の処理を行う。

【００２３】第二平滑化は、第一平滑化後のデータを入
力し、それを処理する。即ち、閉ループ数、各閉ループ
毎の輪郭点数、各閉ループ毎の第一平滑化済の輪郭点の
座標値データ列、及び、各閉ループ毎の第一平滑化済の
輪郭点の付加情報データ列を入力して、第二平滑化後の
輪郭点データを出力する。

【００２４】第二平滑化後の輪郭データは、図２３に示
す様に、閉ループ数、各閉ループ毎の輪郭点数テーブ
ル、各閉ループ毎の第二平滑化済の輪郭点の座標値デー
タ列より構成される。

【００２５】以下、図２４を用いて、第二平滑化処理の
概要を説明する。第二平滑化は、第一平滑化同様、輪郭
ループ単位に処理され、かつ各輪郭ループ内において
は、各輪郭点毎に処理が進められる。

【００２６】各輪郭点について、注目している輪郭点が
角点である場合は、入力した輪郭点座標値そのものを、
その注目輪郭点に対する第二平滑化済の輪郭点座標デー
タとする。つまり、何も変更しない。

【００２７】また、注目している輪郭点が非角点である
場合は、前後の輪郭点座標値と、注目する輪郭点の座標
値との加重平均により求まる座標値を、注目している輪
郭点に対する第二平滑化済の輪郭点座標値とする。即
ち、非角点である注目入力輪郭点をＰi （ｘi ，ｙi ）
とし、Ｐi の入力輪郭ループにおける直前の輪郭点をＰ
i-1 （Ｘi-1 ，ｙi-1 ）、直後の輪郭点をＰi+1 （ｘi+
1 ，ｙi+1 ）と、更には注目入力輪郭点Ｐi に対する第
二平滑化済の輪郭点をＱi （ｘ’i ，ｙ’i ）とする
と、ｘ’i ＝ｋi-1 ・ｘi-1 ＋ｋi ・ｘi ＋ｋi+1 ・ｘi+1 ｙ’i ＝ｋi-1 ・ｙi-1 ＋ｋi ・ｙi ＋ｋi+1 ・ｙi+1 … として算出する。ここで、ｋi-1 ＝ｋi+1 ＝１／４，ｋ
i ＝１／２である。

【００２８】図２４において、点Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ
3 ，Ｐ4 は、入力である第一平滑化済の連続する輪郭点
列の一部であり、Ｐ0 およびＰ4 は角点、Ｐ1 ，Ｐ2 及
びＰ3 は非角点を示している。この時の処理結果が、そ
れぞれ点Ｑ0 ，Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 で示されてい
る。Ｐ0 及びＰ4 は角点であるから、それらの座標値
が、そのままそれぞれＱ0 及びＱ4 の座標値となる。ま
た点Ｑ1 は、Ｐ0 ，Ｐ1 ，Ｐ2 から上述した式に従って
算出した値を座標値として持つ。同様に、Ｑ2 はＰ1 ，
Ｐ2 ，Ｐ3 から、Ｑ3 はＰ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 から上式に従
って算出した値を座標値としてもつ。

【００２９】かくの毎き処理を、ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ
７６上の所定領域にある第一平滑化済の輪郭データに対
する第２平滑化処理を施す。この処理は、第１ループか
ら順に、第２ループ，第３ループと、ループ毎に処理を
進め、全てのループに対して処理が終了することによ
り、第二平滑化の処理を終了する。毎ループの処理内で
は、第１点から順に第２点、第３点と処理を進め、全て
の該当ループ内の輪郭点に対しての式に示した処理を
終えると、当該ループの処理を終え、次のループに処理
を進めていく。

【００３０】尚、ループ内にＬ個の輪郭点が存在する場
合、第１点の前の点とは第Ｌ点のことであり、又、第Ｌ
点の後の点とは第１点のことである。以上、第二平滑化
では、入力とする第一平滑化済輪郭データと同じ総ルー
プ数をもち、かつ、各ループ上の輪郭点数は変わらず、
同数の輪郭点データが生成される。ＣＰＵ７１は、以上
の結果をＲＡＭ７６の別領域もしくは、ディスク装置７
２上に図２３に示した形態で出力し、第二平滑化処理の
（ステップＳ３）の処理を終了する。

【００３１】次に、ＣＰＵ７１はステップＳ４へ進み、
第二平滑化の結果得られたデータを、Ｉ／Ｏ７５を介し
て２値画像再生手段４へ転送して、図２１に示したその
一連の処理を終える。

【００３２】２値画像再生手段４は、例えば、本出願人
により先に提案されている特願平３−１７２０９８号に
記載の装置で構成できる。該装置によれば、Ｉ／Ｏを介
して転送された、第二平滑化済の輪郭データを元に、該
輪郭データにより表現されるベクトル図形により囲まれ
る領域を塗りつぶして生成される２値画像をラスタ走査
型式で出力することができる。また、同提案は、その記
載内容の如く、ビデオプリンタ等の２値画像出力手段を
用いて可視化するものである。

【００３３】さて、特願平４−１６９５８１号の提案
は、以上に説明した特願平３−３４５０６２を更に改良
したものであって、低倍率の変倍画像が太り気味となら
ないようにしたものである。即ち、特願平３−３４５０
６２号のアウトライン抽出部では、原画の白画素と黒画
素のちょうど真ん中の境界をベクトル抽出する対象とし
たのに対し、この提案では黒画素の間の黒画素寄りに
（黒画素領域を白画素領域に比して幅狭に）抽出して、
かつ、これに合わせたアウトライン平滑を行うように変
更したものである。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記例で
は、文字・線画・表・図形等には良好な結果が得られる
一方で、ディザ法や誤差拡散法等による疑似中間調画像
に対しては、画質劣化が発生することがある。

【００３５】即ち、２値画像の中の白地（下地）中の黒
画素領域に着目し、白画素領域と黒画素領域の境界に輪
郭ベクトルを抽出して、輪郭ベクトルループ単位に処理
を進めるために、疑似中間調画像に特有の孤立点やうろ
こ状に連結する数画素の黒画素連結成分や、ディザパタ
ーンに対しても、ノイズ除去や平滑化が施されてしま
い、疑似中間調画像の面積階調表現により得られるみか
けの濃度が変化したり、特有のテクスチャがより強調さ
れてしまい、画質を落としてしまう場合があった。

【００３６】加えて、アウトライン処理では、画像を一
旦座標値を用いたベクトルデータとして扱うため、疑似
中間部画像の様に、多数の孤立点及び少画素数の黒連結
要素で構成される様な原画の場合には、ベクトルデータ
量が原画データの容量に比して非常に大きくなり、所要
のメモリ量が増えたり、処理時間が極端に遅くなる等の
問題もあった。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明によればかかる問
題点に鑑みなされたものであり、画像を変倍して出力す
る場合に、文字・線画成分と疑似中間調成分それぞれに
対して適切な変倍処理を施すことにより、良好な画質の
変倍処理結果の画像を得ることを可能ならしめる画像処
理装置及びその方法を提供しようとするものである。加
えて、かかる処理を行いながらも、消費メモリ容量を少
なくすることを可能にする画像処理装置及び方法を提供
しようとするものである。

【００３８】この課題を解決するため、本発明の画像処
理装置は以下の構成を備える。すなわち、２値画像デー
タを入力する入力手段と、入力される２値画像データか
ら輪郭ベクトルを抽出し、抽出された輪郭ベクトルを変
倍率に基づいて変倍し、変倍された輪郭ベクトルに基づ
き変倍画像データを生成するアウトライン変倍手段と、
前記アウトライン変倍手段と異なる方式で、入力される
２値画像データから変倍画像を生成する擬似中間調変倍
手段と、入力される２値画像データに基づき注目画素が
文字線画領域の画素であると判別された場合、注目画素
に対応する２値画像データを前記アウトライン変倍手段
に出力し、入力される２値画像データに基づき注目画素
が擬似中間調領域の画素であると判別された場合、注目
画素に対応する２値画像データを前記擬似中間調変倍手
段に出力する像域分離手段と、前記擬似中間調変倍手段
から出力される変倍画像データと前記アウトライン変倍
手段から出力される変倍画像データとを合成する合成手
段とを有する。

【００３９】また、本発明の画像処理方法は以下に示す
工程を備える。

【００４０】２値画像データを入力する入力手段と、入
力される２値画像データから輪郭ベクトルを抽出し、抽
出された輪郭ベクトルを変倍し、変倍された輪郭ベクト
ルに基づき変倍画像データを生成するアウトライン変倍
手段と、前記アウトライン変倍手段と異なる方式で、入
力される２値画像データから変倍画像を生成する擬似中
間調変倍手段とを利用する画像処理方法であって、入力
される２値画像データに基づき注目画素が文字線画領域
の画素であると判別された場合、注目画素に対応する２
値画像データを前記アウトライン変倍手段に出力し、入
力される２値画像データに基づき注目画素が擬似中間調
領域の画素であると判別された場合、注目画素に対応す
る２値画像データを前記擬似中間調変倍手段に出力する
ステップと、前記擬似中間調変倍手段から出力される変
倍画像データと前記アウトライン変倍手段から出力され
る変倍画像データとを合成するステップとを有する。

【００４１】

【作用】かかる本発明の構成あるいは工程において、２
値画像中の文字線画領域と擬似中間調領域とを分離し、
それぞれに対応する変倍処理を行うことで、良好な画像
を得ることを可能にする。

【００４２】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例
を詳細に説明する。

【００４３】図１は、実施例の装置のブロック構成図で
ある。同図において、１１は変倍処理施すデジタル２値
画像を獲得し、ラスタ走査形式の２値画像１７を出力す
る２値画像獲得手段であり、１２は２値画像獲得手段１
からのラスタ走査型式の２値画像データ（信号）１７
を、疑似中間調成分画像データ１８とそれ以外の成分画
像データ（以降、文字・線画成分画像データと称す）１
９とに分離する像域分離手段である。１３は文字・線画
成分画像１９を入力し、入力画像からアウトラインベク
トルを抽出し、抽出したアウトラインベクトルデータ形
態で平滑化及び変倍処理を行ない、得られた平滑・変倍
済アウトラインベクトルデータから、そのデータの表現
する２値画像をラスタ走査形式の２値画像データとして
再生して変倍画像を得るアウトライン変倍手段である。
また、１４は疑似中間調成分画像１８を入力し、１３の
アウトライン変倍手段とは異なる方式で動作する擬似中
間調画像変倍手段である。１５はアウトライン変倍手段
１３の出力２０と、擬似中間調画像変倍手段１４の出力
２１を合成し、ラスタ走査形式の２値画像データ１７全
体に対する変倍画像２２を生成する合成手段である。そ
して、１６は得られた変倍画像を表示したり、ハードコ
ピーをとったり、あるいは通信路等へ出力する２値画像
出力手段である。

【００４４】２値画像獲得手段１１は、例えばイメージ
リーダーで画像を読みとり、２値化して、ラスタ走査形
式で出力する公知のラスタ走査型２値画像出力装置で構
成されるものとする。但し、２値画像が得られれば良い
わけであるので、２値画像を記憶した記憶媒体からデー
タを取り込む装置、或はスチルカメラで撮影された画像
を２値画像に変換する装置であっても構わない。

【００４５】像域分離手段１２の構成を図２に示す。同
図において、３０は像域分離処理に必要となる小領域内
の各画素値を逐次更新保持するデータ保持部である。こ
のデータ保持部３０は、ラスタ走査形式で入力されるデ
ジタル２値画像データをに対して、例えば、図５に示す
ように、注目画素の周囲最大８×８の６４画素のデータ
を保持する。そして、注目画素の位置が更新（やはりラ
スタ走査形式で順次移動する）されるのに同期して保持
するデータが対応する領域のデータにその内容を更新す
る。

【００４６】図７にデータ保持部３０の一構成例を示し
た。３１はＦＩＦＯ等で構成されるラインバッファ群
で、現入力中のラスタの直前７ラスタ（走査線）分に相
当するデータを保持する。３２はラッチ群であり、各ラ
スタ当り８画素分のデータを保持する計６４個のデータ
を記憶保持する。図２の４０はデータ保持部３０より出
力される小領域を形成している注目画素を含む画素群の
データを基に、当該小領域内にある注目画素が疑似中間
調領域にある画素と考えるべきか否かを判定する像域判
定部である。この像域判定部４０は、孤立画素判定部４
１と周期性判定部４２、及び高周波成分判定部４３のそ
れぞれ異なる条件が成立しているか否かを判定する３種
類の判定部より構成される。いずれかの条件が一つでも
成立する場合には、注目画素は疑似中間調部の画素であ
ると判定される。

【００４７】孤立画素判定部４１は、図３の３２２に示
した主走査方向４画素幅、副走査方向４走査線幅の４×
４画素領域内の１６画素の各々に対して、図４で示され
る如くに上下左右の４画素（（ｋ，ｌ−１）の位置を
上、（ｋ，ｌ＋１）の位置を下、（ｋ−１，ｌ）を左、
（ｋ＋１，ｌ）の位置を右と称す）が全て同色の画素
（即ち、白画素もしくは黒画素）で、かつ（ｋ，ｌ）の
位置の画素と異色か否かを検出する。そして、４×４画
素領域のそれぞれの画素を（ｋ，ｌ）の位置の画素とし
た場合には、１６個の結果が得られるが、このうち、２
通り以上が該当する場合には、この４×４画素領域３２
２内の代表画素３２１は、孤立画素領域内にあると判定
する。即ち、注目画素を３２１とした場合に、その近傍
画素領域３２２の１６画素の中で孤立画素（即ち、上下
左右のいずれにもつながらない１ドットの黒画素もしく
は白画素）が２画素以上あるか否かを判定し、２画素以
上ある場合には、注目画素３２１は、孤立画素領域内に
あると判定される。近傍領域３２２内の１６画素の各々
に対して、孤立画素か否かの判定をするには、３２３の
破線で囲まれる３２画素よりなる領域（４×４画素領域
３２２を内包する）の各画素値を参照する。

【００４８】孤立画素の判定は、（ｉ，ｊ）の位置の画
素値をＶ（ｉ，ｊ）とし、Ｖ（ｉ，ｊ）＝１のとき黒、
画素Ｖ（ｉ，ｊ）＝０のとき白画素を意味するものとす
ると、判定結果Ｒ（ｉ，ｊ）は、以下の論理式を実行す
る論理回路で実現できる。

【００４９】Ｒ(k,l）=(Ｖ(k,l)・NOTＶ(k,l-1)・NOTＶ(k
-1,l)・NOTＶ(k,l+1)・NOTＶ(k+1,l))+(NOTＶ(k,l)・Ｖ(k,
l-1)・Ｖ(k-1,l)・Ｖ(k,l+1)・Ｖ(k+1,l)) ここで、“・”は論理積、“＋”は論理和、そして、
“ＮＯＴ”は直後の論理値を反転（否定）を意味する。
但し、演算の優先順位は“ＮＯＴ”＞“・”＞“＋”で
ある（ＮＯＴが一番先に演算されるということ）。

【００５０】つまり、上記式の右辺の２項のうち、第１
項は注目画素が黒で、その回りがすべて黒画素ではない
こと（つまり、回りの全てが白画素であるこを）が真で
あるかを演算しており、第２項は注目画素が白で、その
回りの全てが白画素ではないこと（つまり、回りの全て
が黒画素であること）が真であるかどうかを演算してい
る。そして、いずれか一方が真である場合には、その結
果（真＝１）がＲ（k,l）に返される。また、右辺の２
項とも偽であると判定された場合には、その結果（偽＝
０）がＲ（k,l）に返されるを意味している。

【００５１】こうして、これらの１６個のＲ（ｋ，ｌ）
の結果の中で“１（上記判定によって真と判定されたも
の）”のものの数をカウントすればよい。これはＬＵＴ
（ルックアップテーブル）方式で、１６個のＲ（ｋ，
ｌ）の値を入力して、それらの中の２つ以上が１の場合
に、１を出力する様に構成してもよい。

【００５２】周期性判定部４２は、図５の３２４に示し
た主走査方向８画素幅、副走査方向８走査線幅の８×８
画素領域内の６４画素の中で、６４画素全てが白画素で
あったり、全てが黒画素である場合を除き、互いに主走
査方向に４画素、かつ／または、副走査方向に４画素離
れた位置関係にある４画素（例えば、図５でハッチング
されたＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の間で各画素の画素値が４画素
とも全て一致するか否かを判定する。

【００５３】６４×６４画素領域では、１６通りのＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの如き相対位置関係にある４画素の組が定義
できる。例えば、図示のＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’のその
うちの１つである。つまり、即ち、Ａの位置を３２５の
斜線で囲まれる領域の１６ケ所に設定し、それに付随し
てＢ，Ｃ，ＤをＡの位置に相対的に主走査，副走査方向
に４画素離れている条件を保って設定することができる
から、全部で１６通りになる。実施例では、これら１６
通りの各々の場合に、４画素の画素値が全て等しいか否
かを検査し、等しい場合が１４通り以上か否かを判定
し、もしそうであれば、６４画素全てが白画素もしくは
全てが黒画素の場合を除き、周期性部分（即ち、ディザ
部）にあると判定する。今、Ａの画素値をＶ（ｍ，ｎ）
と表現すると、Ｂ，Ｃ，Ｄの画素値は各々Ｖ（ｍ＋４，
ｎ），Ｖ（ｍ＋４，ｎ＋４），Ｖ（ｍ，ｎ＋４）と表現
できる。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４画素が全て同一画素値か否
かの判定結果Ｓ（ｍ，ｎ）は、以下の論理式で与えられ
る。この論理式の意味するところは上記説明から説明す
るまでもないであろう。

【００５４】Ｓ(m,n）=Ｖ(m,n)・Ｖ(m+4,n)・Ｖ(m+4,n+4)・Ｖ(m,n+4) +NOT(Ｖ(m,n)+Ｖ(m+4,n)+Ｖ(m+4,n+4)+Ｖ(m,n+4)) こうして得られる１６個のＳ（ｍ，ｎ）の結果の中で
“１”のものの数をカウントし、１４個以上か否かを調
べ、かつ、６４画素全てが同一の画素値か否か（６４入
力全ての論理積が１又は論理和が０かのいずれか一方が
成立するか否か）を判定する。この場合もカウントする
かわりにＬＵＴを用いて１６個のＳ（ｍ，ｎ）の値を入
力して、それらの１４以上が１の場合に１を出力する様
に構成してもよい。

【００５５】高周波成分判定部４３は、図６の３２６に
示した主走査方向６画素幅、副走査方向６走査線幅の６
×６画素領域内の３６画素の中の横（主走査）方向に隣
り合う２画素間の組合せ３０通り（図示の水平方向の双
方向矢印で示される）、縦（副走査）方向に隣り合う２
画素間の組合せ３０通り（図示の垂直方法の双方向矢
印）の合わせて６０通りの中で、隣接２画素間の画素値
が相異なる画素値をもつ組合せが２８通り以上あるか否
かを検査し、２８通り以上ある場合には高周波成分領域
にあると判定する。

【００５６】相異なる２画素間で画素値が異なるか否か
は、これら２画素の画素値の排他的論理和をとることに
より容易に得られる。６０通りの結果をカウンタなり、
数個のＬＵＴ（例えば、１５通りの結果の集計をするＬ
ＵＴ４ケ）と加算機等を用いて集計し、集計結果が２８
以上か否かを比較する比較器で実現できる。

【００５７】図２に戻って、４４は３入力の論理和回路
で、孤立画素判定部４１、周期性判定部４２、高周波判
定部４３の出力を入力し、これらの論理和を出力し、こ
れをもって像域判定部４４の出力とする。つまり、論理
和回路４４（像域判定部４０）は、注目画素が孤立画素
領域か、周期性画素領域か、高周波成分領域かのいずれ
か一つ以上の領域内の画素と判定された場合に、疑似中
間調領域であることを示す信号を出力する。

【００５８】成分画像分離部５０は、像域判定部４０か
らの出力信号と、その出力信号と同期したデータ保持部
３０内の注目画素の２値信号（不図示の同期制御回路で
タイミングがとられる）を受け、これら２入力の論理積
をＡＮＤゲート５１で演算出力し、疑似中間調成分画像
信号１８として出力する。また、像域判定部４０よりの
信号をＮＯＴ回路５２で論理否定し、その論理否定され
た信号と注目画素の画素値信号との論理積をＡＮＤゲー
ト５３で演算出力、文字・線画成分画像信号１９として
出力する。

【００５９】つまり、注目画素が黒であり、且つ、像域
判定部４０で擬似中間調領域であると判断された場合
に、注目画素（黒画素）は擬似中間調成分画素であると
認識される。また、注目画素が黒画素であって、擬似中
間調領域にはないと判断された場合、その注目画素は文
字・線画成分画素であると認識される。注目画素が白画
素の場合には、信号１８、１９のいずれもが“０”とな
る。

【００６０】以上が、図１における像域分離手段１２の
構成及びその処理内容である。尚、像域分離手段１２に
おける判定部４１から４３に用いられたそれぞれの閾値
は、上記値に限定されるものではなく、例えば、入力し
た画像の解像度やその他の状態に応じて変化する。

【００６１】次に図１におけるアウトライン変倍手段１
３であるが、例えば前述の特願平３−３４５０６２号
（平成３年１２月２６日出願）として、本出願人により
出願された特許願の中に開示されている装置により構成
できる。図１０に示す如く、アウトライン変倍手段１３
は、アウトライン抽出手段１３１、アウトライン平滑・
変倍手段１３２及び、２値画像再生手段１３３より構成
される。具体的には、文字・線画成分画像信号１９を入
力して、文字・線画成分と判定された画像よりアウトラ
イン抽出手段１３１にてアウトラインベクトル（粗輪郭
ベクトル）を抽出し、アウトライン平滑・変倍手段１３
２において該抽出したアウトラインベクトル表現の状態
で所望の倍率（任意）で滑らかに変倍されたアウトライ
ンベクトルを作成し、２値画像再生手段１３３におい
て、この滑らかに変倍されたアウトラインベクトルから
２値画像を再生成する。これによって、所望の倍率（任
意）で変倍された高画質の文字・線画成分画像を生成す
る。

【００６２】一方、擬似中間調変倍手段１４は、疑似中
間調成分信号１８を入力して、疑似中間調成分と判定さ
れた画像を所望の倍率（アウトライン変倍手段で用いる
倍率と同倍率）で変倍された高画質の疑似中間調画像を
生成する。

【００６３】この擬似中間調変倍手段１４の詳細を図８
に示した。６０は２値画像である疑似中間調画像を一時
的に多値画像に復元するための逆量子化処理部である。
逆量子化処理部６０では、図９に示す如くに、例えば、
注目画素３３０の回りの１６画素の近傍画素を参照し
て、１６画素のそれぞれと対応する１６個の係数の各々
との積の総和を計算し、その計算結果をもってして、注
目画素の一時的に復元される多値画素値とする。

【００６４】一例として示すのであれば、例えば、２値
画素を８ビット（２５６階調）に多値化する場合では、
入力した１６画素の２値データ（０か１のデータ）に２
５６／１６（＝１６）を乗算し（結果として０か１６の
いずれかになる）、算出された１６個の総和を注目画素
の多値データとすることが考えられよう。この場合、注
目画素の多値データは、０、１６、３２、…の値をと
る。勿論、２値画素にかける係数に重み付けをしても構
わない。

【００６５】この逆量子化処理は、先に説明した像域分
離手段と同様に、注目画素位置を順次ラスタ走査順に移
動させて処理を進める。即ち、逆量子化された多値出力
は、ラスタ走査順で出力される。また、注目画素の周囲
１６画素と対応する１６ケの係数との積和演算の結果
は、１６画素領域内の黒画素の画素数をカウントするこ
とによっても得ることが可能である（この場合には、０
〜１６の１７階調で再現される）。

【００６６】次に、逆量子化部６０の出力、即ち多値画
素データを、ＳＰＣ変倍処理部７０において、所望の倍
率（アウトライン変倍手段で用いる倍率と同倍率）で変
倍処理する。ＳＰＣ変倍処理は、基本的に倍率に相当す
る回数だけ、拡大であれば同じ入力画素値をくり返して
出力し、縮小であれば間引いて出力する公知の変倍処理
であり、例えば昭和５７年度画像電子学会全国大会予稿
２７『ファクシミリ解像度変換における画質評価の一検
討』松本，小林、等に紹介されている。また、拡大時に
は、補間する画素を挿入することになるが、この場合に
挿入する位置の両隣の画素データを加算し、２で割った
値を挿入する画素（補間画素）の濃度しても良い。

【００６７】さて、ＳＰＣ変倍処理された多値画像デー
タを疑似中間調処理部８０において、再び２値化し、変
倍された２値画像データを得る。疑似中間調処理部８０
は、例えば公知の誤差拡散処理回路、もしくはディザ処
理回路等で構成される。これら疑似中間調処理に関して
は、例えば、『カラーハードコピー画像処理技術』、ト
リケップスＷＨＩＴＥＳＥＲＩＥＳ No. １１４
（１９９０）のｐｐ．３３〜ｐｐ．４８等に紹介されて
いる。

【００６８】かくして得られた疑似中間調処理部８０の
出力（２値データになっている）をもって、擬似階調変
倍手段１４の出力となし、信号線２１に出力される。

【００６９】信号線２０により得られるアウトライン変
倍処理された２値画像データと、信号線２１により得ら
れる他の変倍処理を施された２値画像は、合成手段１５
において合成される。

【００７０】図１１に合成手段１５の構成を示す。図示
において、１５１はアウトライン変倍部１３からの信号
線２０により得られるアウトライン変倍処理済の２値画
像データを保持するためのアウトライン変倍済の画像デ
ータバッファである。１５２は擬似中間調変倍手段１４
よりの信号線２１により得られる変倍処理済の２値画像
データを保持するための擬似中間調変倍処理済の画像デ
ータバッファである。１５３は画像データバッファ１５
１と１５２による画像データとを合成した画像データを
一時的に保持する合成画像データバッファである。１５
４は、バッファ１５１に入っているアウトライン変倍処
理済画像データとバッファ１５２に入っている画像デー
タどうしをラスタ走査形式で同期して読み出す同期制御
を行なう同期制御回路である。同期制御回路１５４によ
り、バッファ１５１及びバッファ１５２よりラスタ走査
形式で読み出された変倍処理済の２値画像データは、そ
れぞれ互いに対応し合う画素毎に、１５５で示す論理和
回路にて論理和をとることによって合成され、ラスタ走
査形式で合成画像データバッファ１５３に一時的に蓄え
られて行く。

【００７１】次に、２値画像出力手段１６は、合成手段
１５内の合成画像データバッファ１５３に蓄えられた変
倍処理画像を信号線２２を経由して入力するレーザビー
ムプリンタやサーマルプリンタ等のハードコピー装置で
構成され、２値画像データをハードコピーとして紙面に
記録出力するものである。

【００７２】＜第２の実施例の説明＞前記実施例（第１
の実施例）における２値画像獲得手段１１は、必ずしも
イメージリーダーである必要はなく、例えばファクシミ
リの受信部の如く、２値画像を通信手段を用いて装置外
部より入力する２値画像受信装置であってもよい。ま
た、前記実施例における２値画像出力手段１６も必ずし
もハードコピー装置である必要はなく、例えば、ファク
シミリの送信部の如く、２値画像（勿論符号化して）を
通信手段を用いて装置外部へ出力する２値画像送信装置
であってもよい。また、さらに、２値画像出力手段１６
は、磁気ディスク等の外部記憶装置やディスプレイ等の
表示装置等へ出力するインタフェース装置であってもよ
い。

【００７３】加えて、２値画像獲得手段も、磁気ディス
クや光ディスク等の外部記憶装置等より、２値画像を入
力するインタフェース装置であってもよい。

【００７４】＜第３の実施例の説明＞前記第１の実施例
で開示した構成に替えて、本発明は、図１２の如き構成
として実施することも可能である。即ち、前記第１の実
施例での擬似中間調変倍手段１４の入力は、像域分離手
段１２の出力１８ではなく、２値画像獲得手段１１の出
力１７を直接入力する様な構成としても実現可能であ
る。この場合、前記第１の実施例で得られる効果に比し
て、効果がおちる場合があるものの、機器設計上、他の
部品との構成や、他の変倍手段の構成の仕方等によっ
て、コストや処理スピードの点でメリットがある場合に
は、この構成をとってもよい。

【００７５】＜第４の実施例の説明＞また、第１の実施
例で開示した構成に替えて、本発明は、図１３の如き構
成として実施することも可能である。即ち、前記第１の
実施例でのアウトライン変倍手段１３の入力は、像域分
離手段１２の出力１９ではなく、２値画像獲得手段１１
の出力１７を直接入力する様な構成としても実現可能で
ある。他の動作は、第１の実施例の場合と全く同様であ
る。この場合、前記第一の実施例で得られる効果に比し
て、若干効果がおちる場合があるものの、機器の設計
上、他の部品との構成や、他の変倍手段の構成の仕方等
とのかねあいによって、コストや処理スピードの点でメ
リットがある場合には、この構成をとってもよい。

【００７６】＜第５の実施例の説明＞ここまで説明した
実施例における擬似中間調変倍手段１４を構成する疑似
中間調部８０は、日経エレクトロニクス１９９２．５．
２５号（No. ５５５）ｐｐ．２０７〜２１０に紹介され
る平均濃度保存法（ＭＤ法）であってもよい。

【００７７】＜第６の実施例の説明＞擬似中間調変倍手
段１４は、疑似中間調成分画像１８を、一時的に多値画
像に逆量子化することなく、２値画像データとして、そ
のまま単にＳＰＣ処理で変倍し、ＳＰＣ変倍処理結果と
して得られる２値画像データをもって、擬似中間調変倍
手段１４の出力２１とする様に構成してもよい。

【００７８】この場合には、かかる部分の構成は簡素化
され、程々の画質を低コストで実現可能とする特有のメ
リットを有する。

【００７９】＜第７の実施例の説明＞第１〜第５の実施
例における擬似中間調変倍手段１４内の逆量子化処理部
における係数マトリックスは必ずしも図９で説明した様
な４×４のサイズに限る必要はなく、図２５の如く８×
８や５×５あるいは、６×４等の一般にｍ×ｎ（ｍ，ｎ
は整数）として設定してもよく、かつまた各係数も全て
１とするに限らず、図２６の如く注目画素に近いほど係
数値を大きくする等、各々の要素が異なる値を係数があ
る様に構成してももちろんよい。係数マトリクスのサイ
ズは、原画の疑似中間調表現のもつ階調数に合う大きさ
にするとより忠実な多値画像の再現が期待できるが、一
方でコスト高をひきおこすので適宜選択するのが好まし
い。

【００８０】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００８１】従って、例えば原稿画像を読み取るスキャ
ナ装置と、読み込んだ画像データを処理するホストコン
ピュータ、更には、その出力画像を形成するプリンタで
構成できることは勿論である。

【００８２】また、実施例における変倍処理するもとも
との理由は、文字通り画像の拡大や縮小も含まれるが、
例えば２値画像獲得手段１１で入力される画像の解像度
と２値画像出力手段１６の出力解像度がことなる場合に
おける画像サイズを同じにするための処理（解像度変換
処理）にも用いられる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、画像
を変倍して出力する場合に、文字・線画成分と疑似中間
調成分それぞれに対して適切な変倍処理を施すことによ
り、良好な画質の変倍処理結果の画像を得ることが可能
になる。

【００８４】また、１つの変倍処理でそれぞれの画像領
域を変倍するのではなく、２つの独立した変倍処理で行
い、且つ、少なくともメモリ消費量の少ない一方の変倍
処理によって、他方のメモリ消費量の多い変倍処理を肩
代わりする部分がうまれるので、全体としてのメモリ消
費量を低く抑えることが可能になる。

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の画像処理装置のブロック構成図であ
る。

【図２】図１における像域分離手段の構成図である。

【図３】像域分離手段の孤立画素判定部の処理を説明す
るための図である。

【図４】孤立画素判定部の参照される領域を示す図であ
る。

【図５】像域分離手段の同期性判定部の処理内容を説明
するための図である。

【図６】像域分離手段の高周波成分波判定部の処理を説
明するための図である。

【図７】像域分離手段のデータ保持部の構成を示す図で
ある。

【図８】図１における擬似中間調変倍手段の構成を示す
図である。

【図９】擬似中間調変倍手段における逆量子化処理を説
明するための図である。

【図１０】図１におけるアウトライン変倍手段の構成図
である。

【図１１】図１における合成手段の構成図である。

【図１２】第３の実施例における装置のブロック構成図
である。

【図１３】第４の実施例における装置のブロック構成図
である。

【図１４】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図１５】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図１６】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図１７】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図１８】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図１９】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２０】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２１】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２２】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２３】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２４】出願人が先に提案した技術を説明するための
図である。

【図２５】第７の実施例における逆量子化処理部の参照
領域及びその係数を示す図である。

【図２６】第７の実施例における逆量子化処理部の参照
領域及びその係数の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１１２値画像獲得手段１２像域分離手段１３アウトライン変倍手段１４擬似中間調変倍手段１５合成手段１６２値画像出力手段

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−176162（ＪＰ，Ａ) 特開平５−199383（ＪＰ，Ａ) 特開平３−57083（ＪＰ，Ａ) 特開平５−211602（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−35071（ＪＰ，Ａ) 特開平２−9268（ＪＰ，Ａ) 特開平４−101564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 3/40 G06T 5/00 H04N 1/393

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２値画像データを入力する入力手段と、入力される２値画像データから輪郭ベクトルを抽出し、
抽出された輪郭ベクトルを変倍率に基づいて変倍し、変
倍された輪郭ベクトルに基づき変倍画像データを生成す
るアウトライン変倍手段と、前記アウトライン変倍手段と異なる方式で、入力される
２値画像データから変倍画像を生成する擬似中間調変倍
手段と、入力される２値画像データに基づき注目画素が文字線画
領域の画素であると判別された場合、注目画素に対応す
る２値画像データを前記アウトライン変倍手段に出力
し、入力される２値画像データに基づき注目画素が擬似
中間調領域の画素であると判別された場合、注目画素に
対応する２値画像データを前記擬似中間調変倍手段に出
力する像域分離手段と、前記擬似中間調変倍手段から出力される変倍画像データ
と前記アウトライン変倍手段から出力される変倍画像デ
ータとを合成する合成手段とを有することを特徴とする
画像処理装置。
【請求項２】前記変倍率を設定する設定手段を有する
ことを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項３】前記像域分離手段は、注目画素が孤立点領域にあるか否かを判定する孤立点判
定手段と、注目画素が、所定周期で画素状態が変動する領域内にあ
るか否かを判定する周期性判定手段と、近接する画素どうしで濃度変化が頻繁に起っているか否
かを判定する高周波成分判定手段とを含み、前記孤立点判定手段、前記周期性判定手段、及び、前記
高周波成分判定手段のすべてが否定された場合、注目画
素は文字線画領域にあると判定し、いずれか１つでも肯
定された場合に注目画素は擬似中間調領域にあると判定
することを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装
置。
【請求項４】前記擬似中間調変倍手段は、入力された２値画像データ中の注目画素及び当該注目画
素近傍の２値画素群に基づいて、注目２値画素を多値化
する多値化手段と、前記多値化手段で得られた多値画像データを変倍する変
倍手段と、前記変倍手段により変倍された多値画像データを再度擬
似階調表現で２値化する２値化手段とを含むことを特徴
とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】前記合成手段により合成された変倍画像
データに基づき画像を出力する出力手段を有することを
特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】前記出力手段はプリンタを含むことを特
徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】前記入力手段は、ファクシミリの受信部
を含むことを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理
装置。
【請求項８】２値画像データを入力する入力手段と、
入力される２値画像データから輪郭ベクトルを抽出し、
抽出された輪郭ベクトルを変倍し、変倍された輪郭ベク
トルに基づき変倍画像データを生成するアウトライン変
倍手段と、前記アウトライン変倍手段と異なる方式で、
入力される２値画像データから変倍画像を生成する擬似
中間調変倍手段とを利用する画像処理方法であって、入力される２値画像データに基づき注目画素が文字線画
領域の画素であると判別された場合、注目画素に対応す
る２値画像データを前記アウトライン変倍手段に出力
し、入力される２値画像データに基づき注目画素が擬似
中間調領域の画素であると判別された場合、注目画素に
対応する２値画像データを前記擬似中間調変倍手段に出
力するステップと、前記擬似中間調変倍手段から出力される変倍画像データ
と前記アウトライン変倍手段から出力される変倍画像デ
ータとを合成するステップとを有することを特徴とする
画像処理方法。