JP3054338B2 - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

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およびその
方法、詳しくはデジタル多値画像の変倍処理を行う画像
処理装置およびその方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル２値画像に関するこの種の装置
として、本出願人は既に、特開平５−１７４１４０号を
提出している。

【０００３】この提案は、２値画像を変倍する場合に、
２値画像そのものを変倍するものではなく、２値画像の
文字・線画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２
値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、特開平５−１７４１４０号
は、２値画像からアウトラインベクトルデータを抽出
し、該抽出したアウトラインベクトルデータに対して平
滑化処理を行う。そして、その平滑化されたアウトライ
ンベクトルデータを所望の倍率（任意）で変倍し、それ
でもって輪郭の描画及び内部のペイントを行ない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１０は
特開平５−１７４１４０号に開示された特徴をもっとも
よく表している図である。同図において、１０１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、１０２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、１０３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および変倍処理を行うアウ
トライン平滑・変倍手段、１０４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、１０５はラスタ走査形式の２値画
像データを表示したり、ハードコピーをとったり、ある
いは、通信路などへ出力したりするプリンタや表示器等
の２値画像出力手段である。

【０００６】２値画像入力手段１０１は、例えば、原稿
画像を２値画像として読み取り、その読み取った画像を
２値データとしてラスタ走査形式で出力するラスタ走査
形式で出力するものであり、公知の２値画像入力装置で
構成される。

【０００７】アウトライン抽出手段１０２は、例えば、
本願出願人が先に提案している特開平４−１５７５７８
号に記載の装置で構成される。図１１は２値画像獲得手
段１０１から出力されるラスタ形式の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１
０２が入力するラスタ走査形式の２値画像データの走査
形態も示している。このような形式で、２値画像獲得手
段１０１により出力されるラスタ走査形式の２値画像デ
ータをアウトライン抽出手段１０２は入力する。なお、
図１１において、１１１はラスタ走査中の２値画像のあ
る画素を示しており、１１２はこの画素１１１の近傍８
画素を含めた９画素領域を表している。先に述べた、特
開平４−１５７５７８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、１１２に示す３×３の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１２に、注目画素と注目画素の近隣画素
間の輪郭辺ベクトル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）を表している。

【０００９】図１３に上述したアウトライン抽出手段に
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桝目は入力画像の画素位置を
示しており、空白の桝目は白画素、点模様でうめられた
○印は黒画素を意味している。図１２と同様に、△印は
垂直ベクトルの始点を表し、○印は水平ベクトルの始点
を表している。

【００１０】図１３の例でわかるように、アウトライン
抽出手段１０２は、画素の連結する領域を、水平ベクト
ルと垂直ベクトルは長さが異なることはあっても、必ず
水平ベクトルと垂直ベクトルとは交互に発生し、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ようにした。また、各粗輪郭ベ
クトルの始点は、入力画像の各画素間の中間位置として
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加えた値、あるいは、０.５減じた値とな
る。より詳しく説明すれば、原画中の１画素は有意な面
積をもったものとして（矩形として）判断し、粗輪郭ル
ープとして抽出される。

【００１１】このように抽出された粗輪郭ベクトルルー
プ群は、図１４に示すようなデータ形式で図１０のアウ
トライン抽出手段１０２から出力される。即ち、画像中
に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，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
ならぶ）の列より構成されている。

【００１２】さて、次に図１０で示されるアウトライン
平滑変倍手段１０３では前記アウトライン抽出手段１０
２より出力される粗輪郭ベクトルデータ（図１４参照）
を入力し、その平滑化および所望の倍率へのアウトライ
ンベクトルデータ（座標値）の形態上で実施する。

【００１３】図１５にアウトライン平滑・変倍手段のさ
らに詳しい構成を示す。図１５において、１５１は変倍
倍率設定手段、１５２は第一平滑化・変倍手段である。

【００１４】第一平滑化・変倍手段１５２は、倍率設定
手段１５１により設定した倍率で、入力した粗輪郭デー
タを平滑化および変倍処理する。処理結果は、第二平滑
化手段１５３において、更に平滑化を行い最終出力を得
る。倍率設定手段１５１はあらかじめディップスイッチ
やダイア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（インターフェース）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１５２は、倍率設定
手段１５１から倍率情報を得て、平滑化・変倍処理を行
う。

【００１６】図１６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、１
６１はＣＰＵ、１６２はディスク装置、１６３はディス
クＩ／Ｏ、１６４はＣＰＵ１６１の動作処理手順を記憶
しているＲＯＭである。１６５はＩ／Ｏポート、１６６
はＲＡＭ、１６７は上記各ブロックを接続するバスであ
る。

【００１７】図１０のアウトライン抽出手段１０２の出
力は、図１４に示すデータ形式でディスク装置１６２に
ファイル（粗輪郭ベクトルデータ）として記憶される。

【００１８】ＣＰＵ１６１は、図１７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】まず、ステップＳ１７０でディスクＩ／Ｏ
１６３を経由して、ディスク装置１６２に格納された粗
輪郭データを読みだして、ＲＡＭ１６６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Ｓ１７
１において第一平滑化および変倍処理を行う。

【００２０】第一平滑化処理は、粗輪郭データの開閉ル
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）ベクトルに順次注目
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本ま
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後の輪郭点の
座標値およ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。ここでいう
角の点とは、意味のある角に位置する点、すなわち、そ
の点が平滑化処理でもって変更されることがない点をい
う。そして、角点以外は、ノイズやその他の要因でギザ
ギザした部分やノッチ等による点であると判断され、平
滑化の対象になる。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
によって平滑化されない点、即ち、その位置が不動点と
して扱われる。換言すれば、角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
二平滑化によってさらに平滑化されることになる。

【００２１】図１８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および、着目粗輪郭辺ベクト
ルの後の３本のベクトル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、ＲＡＭ１６６の所定の領域上
に順次構築されていく。この結果、粗輪郭ベクトルデー
タに対して、第１平滑化後のベクトルデータは、斜め方
向のベクトルをも許容するので、ジャギーのない画像を
形成することが可能になる。かくして、図１７のステッ
プＳ１７１の処理を終えて、ＣＰＵ１６１はステップＳ
１７２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，および、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１９に示
すように、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２０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
角点である場合には、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
との荷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、 Ｐi-1(ｘi-1，ｙi-1) 直後の輪郭点を、 Ｐi+1(ｘi+1，ｙi+1) とし、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 …（１） として、算出する。ここで、ｋi-1＝ｋi+1＝１／４，ｋ
i＝１／２とした。

【００２８】図２０において、点Ｐ0，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，
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，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および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Ｑ
0，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持つ。

【００２９】かくのごとき処理をＣＰＵ１６１はＲＡＭ
１６６上の所定領域にある第一平滑化済の輪郭データに
対する第二平滑化処理を施す。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(１)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点のことである。換言すれ
ば、第Ｌ点の後の点とは第１点のことである。以上、第
２平滑化では、入力とする第一平滑化済輪郭データと同
じ総ループ数を持ち、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。ＣＰＵ１６
１は、以上の結果をＲＡＭ１６６の別領域もしくは、デ
ィスク装置１６２上に図１９で示した形態で出力し、第
二平滑化処理の（ステップ１７２）の処理を終了する。

【００３１】次に、ＣＰＵ１６１はステップ１７３へ進
み、第二平滑化の結果得られたデータを、Ｉ／Ｏ１６３
を介して２値画像再生手段１０４へ転送して、図１０に
示したその一連の処理を終える。

【００３２】２値画像再生手段１０４は、例えば、本願
出願人より先に提案されている特開平５−２０４６７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もとに、
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
査形式で出力することができる。また、同提案は、その
記載内容のごとく、ビデオプリンタ等の値画像出力手段
を用いて可視化するものである。さて、特願平６−１２
４９０号の提案は、以上に説明した特開平５−１７４１
４０号を更に改良したものであって、低倍率の変倍画像
が肥り気味とならないようにしたものである。即ち、特
開平５−１７４１４０号のアウトライン抽出部では、原
画の白画素と黒画素の間の黒画素よりに（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。

【００３３】以上説明した特開平５−１７４１４０号
は、２値画像においても、特に文字・線画・表・図形な
どにおいて良好な変倍画像が得られる。

【００３４】一方、多値デジタル画像に関する変倍処理
として、従来、多値画像の持つ画素値を用いて補間処理
を行うことによって変倍を行うことが一般的であった。
その補間処理についても、標本化された原画像の画素間
の画素値を双線形一次関数で補間する手法や、標本化関
数を三次式で近似して補間する手法など公知の変倍手法
であり、例えば「コンピュータ画像処理入門」，田村，
総研出版等に紹介されている。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
多値デジタル画像に関する変倍処理に関して、原画像の
画素値のみに注目して画像の画素値を補間して変倍して
いくという技術では、ジャギーや格子状の歪の発生とい
った画質の劣化を引き起こしてしまう場合があった。

【００３６】

【課題を解決するための手段】および

【作用】本発明は、多値画像を変倍する際に、ジャギー
や格子状の歪が発生しないようにする画像処理装置およ
び方法を提供しようとするものである。

【００３７】この課題を解決するため、例えば本発明の
画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、入力多
値画像に対し変倍処理を実行する画像処理装置であっ
て、多値画像データを入力する入力手段と、入力された
多値画像の各階調レベル毎の輪郭ベクトルデータを抽出
する輪郭ベクトル抽出手段と、抽出された各階調レベル
毎の輪郭ベクトルデータを設定された変倍率で変倍する
変倍手段と、設定された変倍率で変倍された各階調レベ
ル毎の輪郭ベクトルデータを平滑化する平滑化手段と、
該平滑化手段の処理で得られた各階調レベルのベクトル
データに基づいて多値画像を生成する多値画像生成手段
と、該多値画像生成手段で生成された多値画像を変倍率
に従って補間する補間手段とを備える。

【００３８】ここで、本発明の好適な実施態様に従え
ば、輪郭ベクトル抽出手段は、入力した多値画像データ
の濃度閾値Ｔに対する２値化画像データを発生する２値
画像発生手段を含み、各濃度閾値による２値画像データ
の輪郭の沿った水平および垂直ベクトルデータを抽出す
ることが望ましい。この結果、各階調毎の輪郭を抽出で
きるので、多値画像の生成に必要な輪郭を得ることが可
能になる。

【００３９】また、多値画像生成手段は、変倍手段及び
平滑化手段で変倍及び平滑化された各階調レベル毎の輪
郭ベクトルに基づいて２値画像を生成する２値画像生成
手段と、各階調レベル毎の２値画像データを合成する合
成手段とを含むことが望ましい。

【００４０】また、補間手段は、前記多値画像生成手段
で生成された多値画像中の注目画素と当該注目画素の周
辺の二次元的な領域にある近傍の画素群の濃度による重
みづけ平均を算出する重み付け平均算出手段と、算出さ
れた重み付け平均値でもって注目画素の濃度を更新する
更新手段とを含むことが望ましい。この結果、良好な中
間調画像を生成することが可能になる。

【００４１】また、重み付け平均算出手段で参照する領
域は、変倍率が高いほど大きくすることが望ましい。こ
れによって、変倍率にかかわらず、常に良好な画像を得
ることが可能になる。

【００４２】また、重み付け平均値算出手段は、注目画
素に近い画素の濃度の影響を受ける様に算出することが
望ましい。これによって、オリジナルの画像の特徴を保
存しながら、良好な画像を生成することが可能になる。

【００４３】また、更に、前記輪郭ベクトル抽出手段で
抽出する各階調レベルの輪郭ベクトルの階調レベル間隔
を変更する変更手段を備えることが望ましい。これによ
って、文字や線画の画像を多値画像として入力した場合
にも、余分な処理を行わない様にでき、高速な処理が可
能になる。

【００４４】

【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。

【００４５】＜第１の実施例＞図１に実施例における画
像処理装置のブロック構成図を示す。図示において、１
０は変倍処理対象となるデジタル多値画像を獲得し、ラ
スタ走査形式の多値画像を出力する多値画像獲得部であ
る。１１は多値画像アウトライン平滑・変倍部であり、
倍率設定部１４から設定される変倍の倍率指示データ１
８と、多値画像獲得部１０から出力されたラスタ形式の
多値画像データ１５を入力し、多値画像データ１５の輪
郭形状に対して変倍処理を行う。１２は倍率設定部１４
から設定される変倍の倍率指示データ１８と、多値画像
アウトライン平滑・変倍部１１で変倍された多値画像デ
ータ１６を入力し、変倍された多値画像データ１６に対
して画素値補間を行う画素値補間部である。そして、１
３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、あるいは通信路などへ出力するプリンタや表示
器等の多値画像出力部である。

【００４６】図２は、本発明による画像処理装置のハー
ドウェア構成を表す概念図である。２１は、例えばイメ
ージリーダーで画像を読み取り、ラスタ走査形式で出力
する公知のラスタ走査型多値画像読取装置で構成される
ものであり、先の多値画像獲得部１０に対応する。ただ
し、多値画像を記憶した記憶媒体からデータを取り込む
装置、あるいはスチルカメラで撮影した画像を入力する
装置、あるいはビデオ信号を入力する装置であってもか
まわない。

【００４７】２２はプリンタ，ディスプレイ等の画像出
力装置（多値画像出力部１３に対応する）、２３は画像
処理装置全体の制御、ならびに、画像処理を実行するた
めのプログラムおよび画像データ等を格納する記憶装
置、２４はディスプレイなどの操作内容表示装置、２５
はキーボード，マウス等の操作入力装置、２６は画像処
理装置全体の制御、ならびに、画像処理の実行を行う中
央処理装置である。画像入力装置２１より入力された、
あるいは外部記憶装置２７に格納されていた多値画像
は、記憶装置２３内に格納される。操作内容表示装置２
４には操作入力装置２５によって入力された画像の変倍
処理の指示が表示され、これを受けて中央処理装置２６
は記憶装置２３にアクセスしながら指定された処理を実
行し、画像出力装置２２に出力するか、もしくは、外部
記憶装置２７に処理結果を格納する。後者の場合、外部
記憶装置２７が多値画像出力部１３を兼ねることにな
る。

【００４８】次に図１における多値画像アウトライン平
滑・変倍部１１の詳しい構成図を図３に示す。

【００４９】図示において、３１は図１における多値画
像獲得部１０から出力された多値画像データ１５を階調
毎にラスタ走査形式の２値画像データ群３４を作成する
２値画像作成部である。３２は２値画像作成部３１で作
成されたラスタ走査形式の２値画像データ群３４と図１
における倍率設定部１４の変倍倍率１８を入力し、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および変倍処理を行い、得られ
た平滑・変倍アウトラインデータから、そのデータの表
現する２値画像データ群３５を出力する。３３は２値ア
ウトライン変倍部３２で変倍された２値変倍画像群３５
から変倍された多値画像１６を再生する多値画像再生部
である。

【００５０】２値画像作成部３１の処理の流れを図４に
示す。ラスタ走査形式で入力されるデジタル多値画像デ
ータ１５に対して、図４の処理の流れで階調毎の２値画
像を作成する。入力された多値画像は主走査方向がｍ＋
１画素（すなわち、０〜ｍ），副走査方向がｎ＋１画素
（すなわち、０〜ｎ）であり、主走査方向座標ｘ，副走
査方向座標ｙにおける画素値をｆ(ｘ，ｙ)のように記述
する。また、多値画像の階調数を変数Ｌｅｖｅｌで表わ
す。また、変数Ｌｅｖｅｌによる２値画像をｂｌｅｖｅ
ｌ（ｘ，ｙ）とする。

【００５１】まず、ステップＳ４１において、現在の階
調を表現するための変数ｌｅｖｅｌに“１”を初期値と
して代入する。

【００５２】次いで、ステップＳ４２に進み、入力画像
ｆ（ｘ，ｙ）を調べ、それがＬｅｖｅｌ変数に保持され
た値以上であるか、未満であるかに応じて、ｂｌｅｖｅ
ｌ（ｘ，ｙ）を決定する。

【００５３】具体的には、 ｆ（ｘ，ｙ）≧Ｌｅｖｅｌのとき、ｂｌｅｖｅｌ（ｘ，ｙ）←“１” ｆ（ｘ，ｙ）＜Ｌｅｖｅｌのとき、ｂｌｅｖｅｌ（ｘ，ｙ）←“０” この処理を全てのｘ，ｙ（ｘ＝０、１、…、ｍ、ｙ＝
０、１、…ｎ）の取り得る範囲で行ない、入力画像ｆに
対するＬｅｖｅｌで示された２値画像ｂｌｅｖｅｌを得
る。

【００５４】こうしてＬｅｖｅｌで示された２値画像ｂ
ｌｅｖｅｌの生成が完了すると、処理はステップＳ４３
に進んで、その２値画像ｂｌｅｖｅｌを図３における次
の処理部である２値画像アウトライン変倍部３２に出力
する。

【００５５】さて、ステップＳ４４に処理が進むと、変
数Ｌｅｖｅｌを“１”だけインクリメントする。そし
て、ステップＳ４５で、その変数Ｌｅｖｅｌの値が２５
６に等しくなったかどうかを判断し、未だ２５６未満で
あると判断したらステップＳ４２以降の処理を繰り返
す。

【００５６】以上の処理を図２２を用いて説明する。
尚、ここでは原画像は４階調、すなわち、濃度値として
０、１、２、３の４通りの濃度を持つものとして説明す
る。

【００５７】今、図示の符号２２０で示すような原画像
（画像中の数字０、１、２、３はそれぞれ濃度値を示し
ている）を入力したとする。

【００５８】このとき、変数Ｌｅｖｅｌ＝１の場合に
は、図示の２値画像２２１が生成され、２値画像アウト
ライン変倍部３２にそれが出力されることになる。ま
た、Ｌｅｖｅｌ＝２の場合には２値画像２２２が、Ｌｅ
ｖｅｌ＝３のときには２値画像２２３が生成されること
になる。

【００５９】尚、上記処理では、或るＬｅｖｅｌに対す
る２値画像の生成が完了した時点で、それを下位の処理
にわたし、次のＬｅｖｅｌの処理に進んだが、全Ｌｅｖ
ｅｌに対する２値画像を生成した後に、下位の処理に渡
すようにしても良い。但し、後者の場合には、一度に全
階調に対する２値画像を生成するので、メモリ容量は増
えるが、装置全体の処理が１つのＣＰＵで行っているよ
うな場合には、各タスクの切り替えにかかるオーバーヘ
ッドが少なくなるので効率的である。

【００６０】また、先に説明した様にある階調に対する
２値画像の生成が完了した時点で下位の処理に渡す場
合、そのＣＰＵがマルチタスクとして十分な機能を有し
ていれば問題はなく、それぞれのタスクが別々のＣＰＵ
でもって実行されている場合に特に適した処理である。

【００６１】次に、図３における２値画像アウトライン
変倍部３２であるが、例えば前述の特開平５−１７４１
４０号として本願出願人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５に示すよう
に、２値画像アウトライン変倍部３２は、アウトライン
抽出部５１，アウトライン平滑・変倍部５２，２値画像
再生部５３より構成される。具体的には、アウトライン
抽出部５１では、２値画像作成部３１で作成された２値
画像群３４を順次入力して、それぞれのＬｅｖｅｌに対
する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・変倍部５２において該抽出した
アウトラインベクトル表現の形態で、倍率信号１８で指
示される所望の倍率（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する。そして、２値画像再生部
５３においては、この滑らかに変倍された各Ｌｅｖｅｌ
に対するアウトラインベクトルから、各Ｌｅｖｅｌで示
されるラスタ走査形式の２値変倍画像群３５を生成す
る。

【００６２】次に、図３における多値画像再生部３３の
処理の流れについて、図６を用いて説明する。ここで
は、２値画像アウトライン変倍部３２で変倍された２値
画像変倍画像群Ｂ（それぞれ主走査方向サイズＮ，副走
査方向サイズＭ）を用いて、多値変倍画像Ｆ（主走査方
向サイズＮ，副走査方向サイズＭ）を再生する。

【００６３】尚、平滑化および変倍処理して生成された
各Ｌｅｖｅｌの２値画像をＢｌｅｖｅｌとして表わし、
座標ｘ，ｙの画素値をＢｌｅｖｅｌ（ｘ，ｙ）（１画素
１ビット）とする。また、目的となる最終画像を画像Ｆ
とし、座標ｘ，ｙの画素値をＦ（ｘ，ｙ）（１画素８ビ
ット）として表わす。

【００６４】まず、ステップＳ６１において、変数Ｌｅ
ｖｅｌに初期値として“１”を代入すると共に、全出力
画像データＦ（ｘ，ｙ）（ｘ＝０、１、…、ｍ、ｙ＝
０、１、…、ｎ）を“０”クリアする。

【００６５】次いで、ステップＳ６２に進み、ベクトル
の平滑化を行ない、それでもって生成された変数Ｌｅｖ
ｅｌで示される２値画像Ｂｌｅｖｅｌを入力する。そし
て、ステップＳ６３では、その２値画像Ｂｌｅｖｅｌ内
の全てが“０”かどうかを判断する。尚、この判断は、
入力した２値画像Ｂｌｅｖｅｌの全画素を調べても良い
が、上位処理である２２値画像作成部３１で各Ｌｅｖｅ
ｌに対する２値画像を生成したときの結果を受けて判断
するようにした。このようにすることで、判断処理が高
速に行えるからである。

【００６６】さて、ステップＳ６３の判断で、全ての画
素が“０”であると判断した場合には、ステップＳ６４
の処理をスキップし、ステップＳ６５に進む。

【００６７】一方、少なくとも“１”の画素が存在する
と判断した場合には、ステップＳ６４の処理を行う。

【００６８】このステップＳ６４では、入力したＢｌｅ
ｖｅｌ（ｘ，ｙ）が“１”のとき、出力画像Ｆ（ｘ，
ｙ）にそのときの変数Ｌｅｖｅｌの値を代入する。ま
た、Ｂｌｅｖｅｌ（ｘ，ｙ）が“０”である場合には、
何もしない、すなわち、Ｆ（ｘ，ｙ）の値は変更しな
い。この処理を全てのｘ，ｙについて行う。

【００６９】処理がステップＳ６５に進むと、変数Ｌｅ
ｖｅｌを“１”だけインクリメントし、次の階調レベル
の画像データの入力に備える。

【００７０】そして、ステップＳ６６で、変数Ｌｅｖｅ
ｌの値が“２５６”になったと判断されるまで、上記ス
テップＳ６２以降の処理を繰り返す。

【００７１】以上の処理の結果、出力画像Ｆ中の各画素
は０〜２５５の値が格納されることになり、結果として
変倍後の中間調画像が格納されることになる。

【００７２】以上、図１における多値画像アウトライン
平滑・変倍部１１について説明を行った。

【００７３】次に、図１における画素値補間部１２の構
成を図７に示す。

【００７４】画素値補間部は、一様重みフィルタ処理部
７１とフィルタサイズ決定部７２から構成される。フィ
ルタサイズ決定部７２は図１における倍率設定部から得
られる変倍の倍率１８を入力し、フィルタのサイズ７３
を出力する。一様重みフィルタ処理部７１は図１におけ
る多値画像アウトライン平滑・変倍部１１の出力１６
と、フィルタサイズ決定部７２からの出力であるフィル
タサイズ７３を入力し、最終的に画素値補間処理を行っ
た多値画像１７を出力する。

【００７５】一様重みフィルタ処理部７１は例えば、前
記の「コンピュータ画像処理入門」田村，総研出版等に
紹介されている公知の手法であり、通常は雑音除去など
に用いられている。この処理の概要を表したものを図８
に示す。なお、図８において、８１はラスタ走査中の多
値画像のある画素を示しており、８２は、この画素８１
の近傍２４画素を含めた２５画素領域（５×５領域とも
いう）を表している。

【００７６】フィルタ処理では、注目画素８１の値（濃
度）とその近傍の画素値の濃度にある重みを乗じて算術
平均値を算出し、その算出された値を注目画素の新しい
画素値としていく処理である。また、実施例における一
様重みフィルタ処理部７１では重み値が図８に示すよう
に全て“１”の場合として処理を行う。

【００７７】先の処理でもって、画像データＦが得られ
るが、ここでも入力画像中の注目画素値をＦ（ｘ，ｙ）
とし、フィルタ処理後の注目画素値をＤ（ｘ，ｙ）とし
て表わすと、Ｄ（ｘ，ｙ）は次式で表される。 Ｄ（ｘ，ｙ）＝ΣＦ（ｉ，ｊ）／Ｋ …（２） ここで、ｘ−２≦ｉ≦ｘ＋２ ｙ−２≦ｊ≦ｙ＋２ Ｋ＝フィルタ中の重み値総和 である。

【００７８】フィルタサイズ決定部７２は一様重みフィ
ルタ処理部７１で用いるフィルタの大きさを決定する
が、これは図１における倍率設定部１４で設定された変
倍の倍率１８から決定される。

【００７９】具体的には、主走査方向の変倍の倍率を
Ｇ，副走査方向の変倍の倍率をＨとし、フィルタの大き
さ（注目している画素の近傍の領域）を主走査方向ｇ，
副走査方向ｈの長方(正方)形状でｇ，ｈとしたとき、 ｇ＝ｍｉｎ｛［Ｇ］,ｅｖｅｎ（［Ｇ＋１］）｝ ｈ＝ｍｉｎ｛［Ｈ］,ｅｖｅｎ（［Ｈ＋１］）｝ で与えられる。ただし、ｅｖｅｎ(ｘ)はｘを下回らない
奇数を返す関数、［…］はガウス記号、ｍｉｎ｛｝
は｛｝内の最小値を返す関数を表す。

【００８０】次に、一様重み処理部７１で画素値補間が
行える原理を図９に示す。図９では模式的に１次元デジ
タル信号を用いて説明する。入力デジタル信号９１を座
標方向に５倍（式(２)におけるＧ＝５）拡大することを
考えると、多値アウトライン平滑・変倍部１１によって
入力デジタル信号９１は符号９２で示されるように変倍
される。次に、画素値補間部１２（フィルタサイズ決定
部でｇ＝５となる）で一様重みフィルタ処理を行った結
果が符号９３で示される濃度分布となり、滑らかに画素
値が変化する如く振幅値（画像の場合は画素値）を補間
していることが確認できる。

【００８１】以上、図１における多値アウトライン平滑
・変倍処理１１で輪郭形状が滑らかに変倍された変倍結
果１６に画素値補間部１２を適用することによって、画
素値も滑らかに変化するように画素値が補間できること
を示した。

【００８２】以上、図１における多値アウトライン平滑
・変倍処理１１で輪郭形状が滑らかに変倍された変倍結
果１６に画素値補間部１２を適用することによって、画
素値も滑らかに変化するように画素値が補間できること
を示した。

【００８３】以上説明したように、多値画像変倍処理と
して、多値画像アウトライン変倍部（図１の１１の動
作），画素値補間部（図１の１２の動作）を組み込むこ
とにより、多値画像変倍時に画像中の輪各部におけるジ
ャギーや格子状の歪みなどが発生しない多値変倍画像を
得ることが可能となる。

【００８４】＜第２の実施例の説明＞上記第１の実施例
では、図７の一様重みフィルタ処理部７１は倍率設定部
１４で設定される変倍の倍率１８に応じてフィルタサイ
ズ決定部７２でフィルタの大きさを決定するように構成
したが、必ずしもこのように構成しなくともよい。即
ち、基本となる小さなフィルタの大きさを複数回繰り返
しフィルタ処理を行うことによって、第１の実施例の場
合と同様の効果が得られるからである。

【００８５】例えば、変倍の倍率を主走査方向，副走査
方向ともに５倍としたとき、５×５のフィルタ処理を１
度施した結果と、基本のフィルタの大きさを３×３とし
て２度繰り返してフィルタ処理を施した場合とは、近似
的にほぼ同等の結果となる。このことによって、ワーキ
ングメモリ容量を削減でき、かつ、フィルタ処理時間の
短縮が可能となる。

【００８６】＜第３の実施例の説明＞第１、第２の実施
例では、図７の一様重みフィルタ処理部に用いるフィル
タの形状は正方(長方)形状で、そのフィルタの重み係数
は全て１で一様であるとして構成したが、必ずしもその
ように構成する必要はない。即ち、図２１のように非正
方(非長方)形状でかつ、注目画素２１１に対する重み係
数が一番大きく、その画素から距離が離れるほど重み係
数が小さくなっていくように構成してもよい。そのこと
によって、多値画像中のエッジ成分をより保存した画素
値補間が可能となる。この場合、前述の（２）式は、 Ｄ（ｘ，ｙ）＝Σｋij・Ｆ（ｉ，ｊ）／Ｋ 但し、ｋijはフィルタ内の位置（i,j）の重み係数で、
Ｋ＝Σｋijとなる。

【００８７】＜第４の実施例の説明＞前記の実施例全て
において、図４に処理の流れに示すように、全ての階調
毎に２値画像を作成，処理を行うように構成したが、写
真画像等ではなく、多値文書画像など階調数の少ない多
値画像に対しては必ずしもこのように構成しなくともよ
い。即ち、図４のステップＳ４４で変数Ｌｅｖｅｌを
“１”だけインクリメントするのではなく、それより大
きい値ｃでｃ階調毎に処理を実施してもよい。これにあ
わせて、図６のステップＳ６５も、ｌｅｖｅｌ＝ｌｅｖ
ｅｌ＋ｃと変更する。この結果として、多値画像アウト
ライン変倍処理の処理時間の短縮が可能となる。

【００８８】具体的には、実施例の装置を例えば複写機
に適応する場合には、原稿画像の種類として文章画像か
写真画像かを選択するキーを設け、そのキーでもって階
調間隔ｃを設定する。もしくは、自由に階調間隔ｃを設
定してユーザの好みに合わせるようにしても良いであろ
う。

【００８９】勿論、複写機に限らず、どのような装置に
も適応できることは上記説明からすれば容易に想到でき
よう。

【００９０】尚、上記実施例では、例えば図１における
各処理部に相当する部分を、中央処理装置がプログラム
を実行して実現するものとして説明したが、個々の処理
部を独立した回路で構成してもよい。

【００９１】また、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
できることはいうまでもない。

【００９２】以上説明したように、本実施例による画像
処理装置は、多値の入力画像の輪郭形状に対して適切な
変倍処理を施して画像を変倍し、その変倍された多値画
像に対して画素値補間を行うことによって、良好な画質
の変倍画像を得ることを可能ならしめる画像処理装置で
あって、多値画像の輪郭形状に変倍処理を行う多値画像
アウトライン変倍部と、前記多値画像アウトライン変倍
部によって変倍された多値画像に対して画素値補間を行
う画素値補間部を設けることにより、ジャギーや格子状
の歪といった画質劣化が発生しない、良好な多値変倍画
像を得ることが可能となる効果を有する。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
値画像を変倍する際に、ジャギーや格子状の歪が発生し
ないようにすることが可能になる。

【００９４】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置の全体のブロック構成図である。

【図２】具体的な構成を示す図である。

【図３】多値画像アウトライン変倍部のブロック構成図
である。

【図４】２値画像作成部の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図５】２値画像アウトライン変倍部のブロック構成図
である。

【図６】多値画像再生部の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図７】画素値補間部のブロック構成図である。

【図８】一様重みフィルタ処理動作を示す概念図であ
る。

【図９】画素値補間部の処理原理を示す概念図である。

【図１０】出願人が先に提案した技術中の全体的構成を
示す図である。

【図１１】出願人が先に提案した技術中の２値画像から
輪郭ベクトルを抽出する際の走査方向を示す図である。

【図１２】先に提案した輪郭ベクトルの抽出する原理を
説明するための図である。

【図１３】提案済みの２値画像と輪郭ベクトルの関係を
示す図である。

【図１４】提案済み抽出した輪郭ベクトルデータのフォ
ーマットを示す図である。

【図１５】提案済みの平滑化変倍部の構成を示す図であ
る。

【図１６】提案済みの装置の具体的構成を示す図であ
る。

【図１７】提案済みの処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１８】提案済みの第１平滑化の概要を示す図であ
る。

【図１９】提案済みの平滑化後のベクトルデータのフォ
ーマットを示す図である。

【図２０】提案済みの第２の平滑化処理の概要を示す図
である。

【図２１】第３の実施例で用いられたフィルタを示す図
である。

【図２２】多値画像から階調レベルの２値画像を生成す
る原理を示す図である。

【符号の説明】

１０ 多値画像獲得部 １１ 多値画像アウトライン平滑・変倍部 １２ 画素値補間部 １３ 多値画像出力部 １４ 倍率設定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−145969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−191968（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−174140（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−261209（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−4658（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210669（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−138044（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−289139（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 3/40 G06T 1/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力多値画像に対し変倍処理を実行する
   画像処理装置であって、 多値画像データを入力する入力手段と、 入力された多値画像の各階調レベル毎の輪郭ベクトルデ
   ータを抽出する輪郭ベクトル抽出手段と、 抽出された各階調レベル毎の輪郭ベクトルデータを設定
   された変倍率で変倍する変倍手段と、 設定された変倍率で変倍された各階調レベル毎の輪郭ベ
   クトルデータを平滑化する平滑化手段と、 該平滑化手段の処理で得られた各階調レベルのベクトル
   データに基づいて多値画像を生成する多値画像生成手段
   と、 該多値画像生成手段で生成された多値画像を変倍率に従
   って補間する補間手段とを備えることを特徴とする画像
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記輪郭ベクトル抽出手段は、入力した
   多値画像データの濃度閾値Ｔに対する２値化画像データ
   を発生する２値画像発生手段を含み、 各濃度閾値による２値画像データの輪郭に沿った水平お
   よび垂直ベクトルデータを抽出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。
3. 【請求項３】 前記多値画像生成手段は、 前記平滑化手段で平滑化された各階調レベル毎の輪郭ベ
   クトルに基づいて２値画像データを生成する２値画像生
   成手段と、 各階調レベル毎の２値画像データを合成する合成手段と
   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。
4. 【請求項４】 前記補間手段は、 前記多値画像生成手段で生成された多値画像中の注目画
   素と当該注目画素の周辺の二次元的な領域にある近傍の
   画素群の濃度による重みづけ平均を算出する重み付け平
   均算出手段と、 算出された重み付け平均値でもって注目画素の濃度を更
   新する更新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。
5. 【請求項５】 前記重み付け平均値で参照する領域は、
   変倍率の高いほど大きくなることを特徴とする請求項第
   ４項に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記重み付け平均算出手段は、注目画素
   に近い画素の濃度の影響を受ける様に算出することを特
   徴とする請求項第４項に記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 更に、前記輪郭ベクトル抽出手段で抽出
   する各階調レベルの輪郭ベクトルの階調レベル間隔を変
   更する変更手段を備え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。
8. 【請求項８】 入力多値画像に対して変倍処理を実行
   する画像処理方法であって、 多値画像データを入力する入力工程と、 入力された多値画像の各階調レベル毎の輪郭ベクトルデ
   ータを抽出する輪郭ベクトル抽出工程と、 抽出された各階調レベル毎の輪郭ベクトルデータを設定
   された変倍率で変倍する変倍工程と、 設定された変倍率で変倍された各階調レベル毎の輪郭ベ
   クトルデータを平滑化する平滑化工程と、 該平滑化工程の処理で得られた各階調レベルのベクトル
   データに基づいて多値画像を生成する多値画像生成工程
   と、 該多値画像生成工程で生成された多値画像を変倍率に従
   って補間する補間工程とを備えることを特徴とする画像
   処理方法。
9. 【請求項９】 前記輪郭ベクトル抽出工程は、入力した
   多値画像データの濃度閾値Ｔに対する２値化画像データ
   を発生する２値画像発生工程を含み、 各濃度閾値による２値画像データの輪郭に沿った水平お
   よび垂直ベクトルデータを抽出することを特徴とする請
   求項第８項に記載の画像処理方法。
10. 【請求項１０】 前記多値画像生成工程は、 前記平滑化工程で平滑化された各階調レベル毎の輪郭ベ
    クトルに基づいて２値画像データを生成する２値画像生
    成工程と、 各階調レベル毎の２値画像データを合成する合成工程と
    を含むことを特徴とする請求項第８項に記載の画像処理
    方法。
11. 【請求項１１】 前記補間工程は、 前記多値画像生成工程で生成された多値画像中の注目画
    素と当該注目画素の周辺の二次元的な領域にある近傍の
    画素群の濃度による重みづけ平均を算出する重み付け平
    均算出工程と、 算出された重み付け平均値でもって注目画素の濃度を更
    新する更新工程とを含むことを特徴とする請求項第８項
    に記載の画像処理方法。
12. 【請求項１２】 前記重み付け平均値で参照する領域
    は、変倍率の高いほど大きくなることを特徴とする請求
    項第１１項に記載の画像処理方法。
13. 【請求項１３】 前記重み付け平均算出工程は、注目画
    素に近い画素の濃度の影響を受ける様に算出することを
    特徴とする請求項第１１項に記載の画像処理方法。
14. 【請求項１４】 更に、前記輪郭ベクトル抽出工程で抽
    出する各階調レベルの輪郭ベクトルの階調レベル間隔を
    変更する変更工程を備えることを特徴とする請求項第８
    項に記載の画像処理方法。