JP3401763B2 - 2値画像の中間調縮小変換方法及び装置 - Google Patents
2値画像の中間調縮小変換方法及び装置Info
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Description
れている画像を縮小変換するに当たって、中間調表現可
能な画像出力機器の種別と解像度に対応させた中間調表
現した変換画像を作成することにより、画品質劣化の少
ない画像を得る縮小変換方法及び装置に関するものであ
る。
ァクシミリ線密度変換の一検討:画像電子学会、VO
L.7、No.1、1978」において、2値画像の変
換画素と原画素の位置対応を取り、変換画素の周囲にあ
る原画素の位置情報に応じて加重加算して、中間調表現
された変換画素の値を求める方法がある。さらに、重み
付けを寄与する面積に応じて行う方法がある。この技術
では、変換画素の値は、どのような出力機器に出力する
場合においても同じ値を出力するだけであった。得られ
た画像は1種類であり、出力機器の種類や解像度を意識
したものではなかった。
どんな種類の出力機器へ出力させても画品質劣化を最小
に防いで出力させることができないという問題があっ
た。さらに、出力機器へ出力するときの出力解像度の変
化に応じて、変換画像の値を変化させることができず、
解像度の変動により面品質劣化を生じるという問題があ
った。すなわち、出力機器の種類や解像度の違いに応じ
て変換画像を変化させることが不可能であり、出力機器
に応じた最適な変換画像を作成することができなかっ
た。
も、最適な変換画像を出力したいという要求がある。例
えば、パソコンで縮小した変換画像をディスプレイヘ表
示し、それをプリンタへ印刷することが考えられる。こ
のとき、ディスプレイでもプリンタでも最適な変換画像
として表示したり印刷したりしたい。
際に、画品質劣化の少ない画像縮小変換技術を提供する
ことにある。
代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおり
である。
換比率で縮小して中間調出力可能な出力機器へ出力する
画像の縮小変換方法において、変換後の画像である変換
画像の各画素を変換画素とし、該変換画素を変換比率に
応じて原画像の上に重ねて配置したときの変換画素と原
画像の画素である原画素の位置関係を求め、前記変換画
素の周囲の複数の原画素を求め、求められた複数の原画
素の値に原画素の位置情報で重み付けした係数を掛けた
値を加算したものを第1値とし、出力機器の種類に応じ
て予め係数aを定めて記憶しておき、出力機器の解像度
に応じて予め係数bを定めて記憶しておき、出力機器の
種別と解像度を判断して係数a、bを決定し、出力機器
へ出力するとき、第1値に係数a、bを用いて中間調画
像とする。
報とする。
プレイ機器の係数ad、印刷機器の係数apをあらかじ
め定めておき、出力機器種別に応じて係数aを決定して
変換画素の値を決定する。
印刷機器の係数apの関係をap≧adとする。
解像度のときbH、低解像度のときbLとして、bH≧
bLとする。
の値を、あらかじめ定めたsの値(しきい値)で2値化
して変換画像を作成する。
換比率で縮小して中間調出力可能な出力機器へ出力する
画像の縮小変換装置において、変換後の画像である変換
画像の各画素を変換画素とし、該変換画素を変換比率に
応じて原画像の上に重ねて配置したときの変換画素と原
画像の画素である原画素の位置関係を求め変換画素位置
検出手段と、前記変換画素の周囲の複数の原画素を求め
る複数の変換画素決定手段と、求められた複数の原画素
の値に原画素の位置情報で重み付けした係数を掛けた値
を加算したものを第1値とする第1値決定手段と、出力
機器の種類に応じて予め係数aを定めて記憶しておく係
数a記憶手段と、出力機器の解像度に応じて予め係数b
を定めて記憶しておく係数b記憶手段と、出力機器の種
別と解像度を判断して係数a、bを決定する係数a、b
決定手段と、出力機器へ出力するとき、第1値に係数
a、bを用いて中間調画像を生成する変換画素決定手段
と有する。
機器の種別ごとに最適な画像とすることができなかっ
た。また、出力機器の解像度の高低に応じた最適な値に
出力する機能を有していなかった。
器への出力を最適化させるため、出力機器に応じた係数
aを持ち、これを用いた中間調画像を生成する手段を有
する点が異なる。
数bを持ち、これを用いた中間調画像を生成する手段を
有する点が異なる。
生成した画像を2値化する手段を有し、2値画像を生成
する手段を有している点が異なる。
例)を図面を参照して詳細に説明する。以下では、水平
方向と垂直方向の変換比率が同一の場合について説明す
る。
置の概略構成を示すブロック構成図である。
図1に示すように、変換画像を原画像に写像したときの
変換画素と原画素の位置関係を求める変換画素位置検出
手段101、着目変換画素の位置を中心として水平方向
及び垂直方向にそれぞれ必要となる原画素を判定する複
数の変換画素決定手段102、各原画素の値を原画素と
着目変換画素との位置情報を表す係数を掛けて加算する
ことにより第1値を求める第1値決定手段103、出力
機器の種類に応じて係数aをあらかじめ定め記憶してお
く係数a記憶手段104、出力機器の解像度に応じて係
数bをあらかじめ定め記憶しておく係数b記憶手段10
5、出力機器の種類と解像度を決定して係数aと係数b
を決める係数a、b決定手段106、第1値と係数aと
係数bを用いて変換画素の値を決定する変換画素値決定
手段107、出力機器の表現できる階調数と画像の有す
る階調数が一致しない場合に、整合性をとり、出力する
値を決定する出力値決定手段108を有している。
縮小変換動作について、図1及び図2を用いて説明す
る。図2は水平方向と垂直方向との変換比率がともに1
/4の場合について、変換画像を原画像へ写像した場合
である。
ように、変換画像を原画像に写像し、着目する変換画素
の原画像上における位置として着目変換画素の左上最近
傍の原画素からの相対位置を求める。変換画素Q11に
ついては、原画素P22が左上最近傍の原画素となり、
変換画素Q21については原画素P62が左上最近傍の
原画素である。
照画素として求める。変換画素決定手段102は、着目
変換画素を中心として、例えばn個×n個の原画素を求
め、これを参照画素とする。なお、参照画素とは、変換
画素の値を決定するために必要な変換画素である。ここ
で、n個は、変換比率の逆数の値を自然数化させた値と
することで求められる。例えば、 変換比率が1/4ならばn=4、 変換比率が1/4.2ならばn=5 である。本発明の具体例では、Q11を中心に4個×4
個=16個を求め、P11〜P44となる。次の変換画
素Q21の場合は、Q21を中心に4個×4個=16個
となり、P51〜P84である。また、Q12はP15
〜P48の16個であり、Q22はP55〜P88の1
6個である。それぞれの線で囲んだ原画素を参照画素と
する。
て変換比率1/4のときのn=4個として、n×n=4
個×4個を取り上げた。しかし、n個×n個に限定する
ものでなく、(n−1)×(n−1)=9個用いる方法
でも可能であり、(n+1)×(n+1)=25個用い
る方法でも可能である。
〜P44の16個の中から1つ用いないものを参照画素
とする方法も可能であり、さらに、P11〜P44の1
6個にP51、P52、P53、P54の4個を付け加
えることも可能である。
定されるものではない。変換画素を中心として変換比率
の逆数を基本とした水平方向×垂直方向の個数を参照画
素とすることを基本に多少の個数を増加させたり減らし
たりすることができる。
値を求める第1値決定手段103は、次の処理となる。
最初に、前記変換画素決定手段102で求めた参照画素
を読みとる。次に、参照画素の値(白値を0、黒値を1
と仮定する)へ各参照画素と着目する変換画素との位置
情報を表す係数を掛け、参照画素の個数分を加算し、そ
れを第1値とする。参照画素と着目する変換画素との位
置情報を示す関数をg(s、t)とすると、定数Aとし
て、Qijに対する第1値Rijは
ついての第1値Rijを求める。
げる。g(s、t)として距離の反比例を用いることが
できる。距離は、Q11と原画素との間の距離であり、
P11とQ11、P22とQ11の距離などである。
距離を算出し、その距離の反比例をg(s、t)とする
ことで、Rijを求められる。
し、QijとPstが重なった場合には、最短距離と
し、dst=1とする。
係数を用いて第1値を求める別の例を挙げる。以下で
は、ディジタル位置情報を用いた例について適宜説明
し、位置情報を用いる方法でも他の機能は同じであり、
位置情報を用いた方法の適用の説明は省略する。G
(s、t)としてディジタル位置情報の反比例を用い
る。ディジタル位置情報とは、ディジタル距離の反比例
を用いることができる。
の距離を用いずに、Q11の場合、最近傍にあるP2
2、P32、P23、P33はそれぞれD=1とし、そ
の周囲にいくに従って、1づつ加算していくディジタル
値を用いる。例えば、最近傍の4原画素の外側の12個
の原画素P11やP23やP44などをはD=2とす
る。
て、より多くの参照画素を用いる場合には、より周囲の
場合の距離を3,4などと定義できる。これにより、定
数AとしてQijに対する第1値Rijは、
ジタル距離である。ただし、QijとPstが重なった
場合には、最短距離とし、Dst=1とする。
報を用い、第1値を算出することができる。第1値Ri
jは、0〜Aまでの中間調値を示す値が得られる。この
Rijの値を、出力機器が512階調まで表現できる場
合には0〜511の値を、64階調まで表現できる場合
には0〜63の値となるように、Rijの値を正規化す
る。ここで、正規化とは、表現できる階調数をAとして
掛けることで実現できる。さらに、
律に1にしたことに相当し、すなわち、参照画素をすべ
て同じディジタル位置情報と見なした係数とした例であ
る。
第1値を求めた場合なども本発明のの範囲内である。こ
のようにディジタル位置情報を用いることは、(Q11
とその参照画素の距離を実際に求める)位置情報を用い
る方法に比べて、距離の算出がきわめて簡単で、演算の
高速化と実現装置の簡易化の大きな効果を生む。
た場合も、位置情報を用いた場合にも適用が可能であ
る。
器の種類に応じて係数aをあらかじめ決め、あらかじめ
記憶しておく。中間調画像を出力できる機器は、以下の
ような機器があり、それぞれ出力機器の特性の違いがあ
るために、縮小した中間調画像の見た目上の品質が変化
してしまう。このため、最適な画像を出力するために
は、出力機器を考慮して変換画像を生成する必要があ
る。機器の違いにより中間調画像が変換する要因を列挙
する。
もの (d)リライトカードのようにプラスチックへ薄く張り
付けた印字媒体へ出力したもの (e)写真のように、印画紙へ写したもの (2)出力機器の同一名称でも、種別が異なり出力特性
が違うものCRTディスプレイ(パソコン用、TV用な
ど)、液晶やTFTディスプレイなどがある。
有する好みの差が生じるものこれらの出力機器の違いに
よる出力品質の差が生じるが、その差を考慮し、最適な
出力能力を実現できるようにしたのが本発明である。
数adと、印刷機器の係数apを予め定め、出力機器種
別に応じて係数aを決定する。具体的な例として、 ディスプレイのとき、a=ad=1.5 プリンタのとき、a=ap=2ad と定める。さらに、他の出力機器についても、一例とし
て、ファクシミリの係数af、リライトカードの係数a
rを設け、 ファクシミリのとき、a=af=3ad リライトカードのとき、a=ar=4ad と定める。このように、出力機器の種別に応じて、係数
aを予め定義しておく。
であり、この値に固定するものでなく出力機器の特性に
より変動する値とすることができる。同様に、ap、a
f、arはadの2倍、3倍として説明しているが、こ
れに限定されるものではなく、この程度の値と定め、多
少の増減をすることができる。
とプリンタにおいては、ap≧adと定義しておくこと
が本発明の大きな特徴である。この係数aは、出力機器
の階調特性を変化させる係数であり、出力機器の違いに
応じて中間の階調値を強調させたり、弱くするきわめて
大きな効果を有している。
係数bの値を予め決めておく係数b記憶手段105の説
明をする。出力機器の解像度に応じた係数bを設定して
おく。同一の出力機器へ出力する場合でも、出力解像度
を変更できる機器がある。例えば、プリンタ印刷におい
て、100PPI(=3.94ピクセル/mm)、20
0PPI(=7.87ピクセル/mm)、300PPI
(=11.8ピクセル/mm)、400PPI(=1
5.7ピクセル/mm)と解像度を変えて印刷すること
がある。ファクシミリ機器においても、入力出力の解像
度を200PPI、300PPI、400PPIと変更
することが可能である。このように出力解像度を変更で
きる出力機器の場合、解像度に応じた係数bを用いて変
換画像を作成することが本発明の特徴である。具体的に
は、 100PPIのとき、b=b1=1.4、 200PPIのとき、b=b2=2b1、 300PPIのとき、b=b3=3b1、 400PPIのとき、b=b4=4b1、 とすることができる。これにより、解像度の違いに応じ
た最適な画像を得ることが可能になる。なお、b1の値
を1.4としているが一例であり、この値に固定するも
のでなく出力機器の特性により変動する値であり、これ
以外の値を取ることもあり得る。同様に、b2、b3、
b4はb1の2倍、3倍、4倍として説明しているが、
これに限定されるものではなく、おおよそこの程度の値
と定めて、微調整して決めることができる。
解像度の係数をbLとすると、
くすることが本発明の特徴である。これにより、中間調
画像を品質よく作成することが可能になる。この係数b
は、縮小変換画像が特に高解像度になるに従い中間調の
値が弱く感じるのを補って強調するものであり、出力機
器の解像度の高低に応じて中間の階調値を強調させた
り、弱くしたりする効果を有している。従来の方法で
は、解像度の高低により出力される画像の品質が変化し
てしまうことに対応できず、このため、画品質劣化を抑
えることができなかった。
出力機器の種類、解像度を判定する。例えば、印刷する
ときにどの機器へどの解像度で印刷するかを人が指定す
るとき、もしくは出力機器がすでに固定されているとき
にはその種類と解像度を予め定めておくことにより、係
数a記憶手段104から係数aを、係数b記憶手段10
5から係数bを決めることができる。
て、決定した係数aと係数bを前記第1値決定手段10
3で算出した第1値Rijに乗じて、出力機器種別と解
像度に応じた変換画素の値を決定する。例えば、プリン
タへ400PPIで印刷する場合、変換画素の値Qij
は、
Iで表示する場合には
と解像度に応じた係数bを用いて、最適な品質の変換画
像を生成することが可能になる。従来法では、出力する
機器の種別、解像度の高低に応じた中間調表現画像の生
成ができず、画品質劣化することに対応できなかった。
の表現できる階調数と画像の有する階調数が一致しない
場合に、整合性をとる手段である。出力機器にあわせ
て、表現する階調数を変化させるものである。例えば、
4階調しか表現できない出力機器の場合など、256階
調の画像を4階調の限られた中間調値へ割り当てて、実
際に出力する値を決定する。反対に、出力機器が256
階調表現可能であり、画像が4階調のみの場合、白や黒
の偏りなく、64階調おきに平均的に分布させて表現し
た値を決定する。
須な手段ではないことがある。例えば、出力機器が16
階調表示可能なとき、変換画素が16階調で表現されて
いる場合などである。このように、中間調画像の階調数
が、出力機器の階調数と同じ場合には不要である。さら
に、256階調で表現された中間調画像をそのまま4階
調表現可能な出力機器へ入力すると自動的に限られた階
調数、例えば4階調へ自動的に割り当てることができる
出力機器がある。このような機器へ出力する場合にも、
本発明においては出力値決定手段108は必要がない。
これにより、本発明を限定することにはならない。
器の表現できる階調数として2階調とすること、すなわ
ち、2値化画像を出力することができる。このために
は、あらかじめ定めたsの値を記憶しておき、これをし
きい値として、中間調画像を2値化することにより実現
が可能である。このように、出力値決定手段108は出
力する階調数を変化させることで、表現する中間調画像
の階調数を変化させることができる。その一つとして、
2値化画像が生成できる。
を対象に2値化する方法と、複数の変換画素を集めて2
値化する方法があり、どちらも出力値決定手段108へ
適用することが可能である。1つの変換画素のみを2値
化するのは、処理が簡易で、ハードウェアが小さくなる
利点を有している。複数の変換画素を集めて2値化する
方法は、処理や装置が複雑になるが、写真などの中間調
を2値化するときに品質劣化を抑えて2値化することが
できる利点を有する。
とに定義した係数、解像度の高低に応じて定義した係数
の2種類を設けることが本発明の大きな特徴である。こ
れにより、従来の変換法では不可能だった、出力機器ご
と、出力する解像度ごとに、出力する変換中間調画像を
最適な品質で出力することが可能になる。
の変換比率が同一の場合について説明したが、本発明
は、水平方向と垂直方向の変換比率が異なる場合、及び
その一方が拡大変換に対しても、適用可能である。
像である場合を対象に説明してきたが、本発明は、2値
画像として白黒に限定されるものでない。白黒画像以
外、例えば、白色地に赤文字のような2色で表現されて
いる画像に対しても適用が可能である。すなわち、情報
の有無を1、0で表現すると、1を赤、0を白の下地と
して、本発明における2値表現へと帰着でき、また、縮
小変換された中間調画像は、最大の階調を持つ色を赤と
し、最低の階調を白地として、中間の濃度を赤の階調成
分で表現することで、白赤の2色の画像を中間調画像へ
縮小した画像が得られる。
明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。
出力機器がディスプレイ機器やプリンタなど複数存在す
る場合、各出力機器の種別に応じた最適な品質の中間調
画像を作成して出力できる。
その解像度に応じて、低解像度から高解像度まで係数b
を変動して、最適な品質の中間調画像を作成して出力で
きる。
成を示すブロック構成図である。
素との位置配置を示す図である。
素決定手段、103…第1値決定手段、104…係数a
記憶手段、105…係数b記憶手段、106…係数a、
b決定手段、107…変換画素値決定手段、108…出
力値決定手段。
Claims (7)
- 【請求項1】 2値化表現された原画像を任意の変換比
率で縮小して中間調出力可能な出力機器へ出力する画像
の縮小変換方法において、 変換後の画像である変換画像の各画素を変換画素とし、
該変換画素を変換比率に応じて原画像の上に重ねて配置
したときの変換画素と原画像の画素である原画素の位置
関係を求め、前記変換画素の周囲の複数の原画素を求
め、求められた複数の原画素の値に原画素の位置情報で
重み付けした係数を掛けた値を加算したものを第1値と
し、出力機器の種類に応じて予め係数aを定めて記憶し
ておき、出力機器の解像度に応じて予め係数bを定めて
記憶しておき、出力機器の種別と解像度を判断して係数
a、bを決定し、出力機器へ出力するとき、第1値に係
数a、bを用いて中間調画像とすることを特徴とする2
値画像の中間調縮小変換方法。 - 【請求項2】 前記位置情報は、ディジタル位置情報と
することを特徴とする請求項1に記載の2値画像の中間
調縮小変換方法。 - 【請求項3】 前記出力機器の種類として、ディスプレ
イ機器の係数ad、印刷機器の係数apをあらかじめ定
めておき、出力機器種別に応じて係数aを決定して変換
画素の値を決定することを特徴とする請求項1又は2に
記載の2値画像の中間調縮小変換方法。 - 【請求項4】 前記ディスプレイ機器の係数adと印刷
機器の係数apの関係をap≧adとすることを特徴と
する請求項3に記載の2値画像の中間調縮小変換方法。 - 【請求項5】 前記中間調出力可能な出力機器の高解像
度のときbH、低解像度のときbLとして、bH≧bL
とすることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか
1項に記載の2値画像の中間調縮小変換方法。 - 【請求項6】 前記決定した変換画素の中間調表現の値
を、あらかじめ定めたsの値(しきい値)で2値化して
変換画像を作成することを特徴とする請求項1乃至5の
うちいずれか1項に記載の2値画像の中間調縮小変換方
法。 - 【請求項7】 2値化表現された原画像を任意の変換比
率で縮小して中間調出力可能な出力機器へ出力する画像
の縮小変換装置において、変換後の画像である変換画像
の各画素を変換画素とし、該変換画素を変換比率に応じ
て原画像の上に重ねて配置したときの変換画素と原画像
の画素である原画素の位置関係を求め変換画素位置検出
手段と、前記変換画素の周囲の複数の原画素を求める複
数の変換画素決定手段と、求められた複数の原画素の値
に原画素の位置情報で重み付けした係数を掛けた値を加
算したものを第1値とする第1値決定手段と、出力機器
の種類に応じて予め係数aを定めて記憶しておく係数a
記憶手段と、出力機器の解像度に応じて予め係数bを定
めて記憶しておく係数b記憶手段と、出力機器の種別と
解像度を判断して係数a、bを決定する係数a、b決定
手段と、出力機器へ出力するとき、第1値に係数a、b
を用いて中間調画像を生成する変換画素決定手段と有す
ることを特徴とする2値画像の中間調縮小変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06629198A JP3401763B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 2値画像の中間調縮小変換方法及び装置 |
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JP06629198A JP3401763B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 2値画像の中間調縮小変換方法及び装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11266357A JPH11266357A (ja) | 1999-09-28 |
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