JP3461613B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP3461613B2
JP3461613B2 JP07420095A JP7420095A JP3461613B2 JP 3461613 B2 JP3461613 B2 JP 3461613B2 JP 07420095 A JP07420095 A JP 07420095A JP 7420095 A JP7420095 A JP 7420095A JP 3461613 B2 JP3461613 B2 JP 3461613B2
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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
    • G06T3/403Edge-driven scaling; Edge-based scaling

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  • Image Processing (AREA)
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  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータシステ
ム、デジタル複写機などにおける画像の拡大処理に関
し、特に鮮明で高画質な拡大画像を得ることを可能とす
る画像処置装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータ上で画像データを取
り扱う画像データベースや、高精細カラー印刷などの技
術分野では、入力画像データを処理することにより種々
の変換処理を施した出力画像を得ることが可能となって
いる。この画像データに対する処理から得られる機能の
代表的なものとして画像拡大処理がある。コンピュータ
上の画像データ、いわゆるデジタル画像に対する拡大処
理は単に出力画像を拡大する機能の他に、解像度の異な
る画像、例えば、HDTV、NTSC方式のTV画像や
電子スチルカメラなどで得られる画像のデータ互換を取
るための画素密度変換の機能を有する極めて重要なデー
タ処理である。
【0003】デジタル画像に対する拡大処理の一般的な
技術としては、ニアレストネイバー法(nearest
neighbor)、バイリニア法(bilinea
r)、キュービックコンボリューション法(cubic
convolution)等に代表される画素データ
の補間方法が知られている。これらの補間法は、入力さ
れる画像データに対するサンプリング定理に基づいたs
inc関数による補間を基本概念とした方法であり、演
算上の負荷を軽減するために、sinc関数を近似した
補間関数を原画像のサンプル点に対して畳みこむことに
よって、原画像のサンプル点の間を補間し、出力画像デ
ータの画素数を増やすものである。
【0004】しかしながら、従来の補間法による画像拡
大処理では、原画像の注目画素値と近傍画素値から拡大
画像において内挿されるべき画素値を補間演算において
求めているため、拡大画像において斜め方向のエッジ部
のガタツキといった画質の劣化をもたらしてしまうとい
う問題があった。
【0005】また、たとえば、特開平6−54172号
公報に開示されるように、直交変換を利用して画像デー
タを空間領域から周波数領域に変換する画像処理システ
ムでは、処理対象の画像データを拡大率に応じて周波数
領域に拡張して直交変換を行なうことにより、補間法で
は失われてしまう空間的高周波成分を保ちながら画像の
拡大処理をする方法が提案されている。
【0006】しかしながら、周波数領域で拡大処理を施
す画像処理装置では画像データの変換処理に複雑な演算
が必要であり、拡大率に応じてデータ量を拡張して空間
的周波成分への変換を繰り返す必要があることから膨大
な処理時間を必要とするという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、補間法によ
って発生する斜め方向のエッジ部のガタツキといった画
質の劣化を抑制して高品質な拡大画像を得ると同時に、
画像の空間的周波成分への演算を施す画像拡大処理と比
較して、演算処理の負荷を軽減して処理時間を短縮する
画像処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明においては、入力される原画像
データに拡大処理を施して拡大画像を出力する画像処理
装置において、前記原画像データから原画像を代表する
線分の傾き角度を検出する回転角度検出部と、前記原
像データに対して、前記回転角度検出部により検出され
角度の回転処理を施す画像回転処理部と、前記回転処
理を施された画像データに対して所定の倍率の拡大処理
を施す画像拡大処理部とを備え、前記拡大処理後の画像
データに対して前記回転角度検出部により検出された
度の逆回転処理を施して出力するように構成した。
【0009】また、請求項2記載の発明においては、
記画像回転処理部は、前記回転角度検出部原画像を構
成する線分の傾き角度が検出できなかった場合には前記
画像データに対する回転処理を施さないように構成し
た。
【0010】さらに、請求項3記載の発明においては、
入力される原画像データに拡大処理を施して拡大画像を
出力する画像処理装置において、前記原画像データから
原画像を代表する線分の傾き角度を検出する回転角度検
出部と、前記原画像データに対して、与えられた角度の
回転処理を施して画像データを作成する画像回転処理部
と、前記回転処理を施された画像データに対して所定の
倍率の拡大処理を施す画像拡大処理部と、前記拡大処理
の画像データに対して前記与えられた角度の逆回転処
理を施す逆回転処理部と、与えられた複数の画像データ
を合成して出力する画像合成処理部を備え、前記回転角
度検出部で検出された角度と、その検出角度に90度ず
つ加えた複数の角度を用意し、これらの角度を用いて、
順次、前記画像回転処理部、前記画像拡大処理部および
前記逆回転処理部の処理を施して得た複数の画像データ
を前記画像合成処理部に与えて合成するように構成し
た。
【0011】
【作用】本発明の画像処理装置では、拡大処理の対象と
なる画像データに対して、補間法によって発生する斜め
方向のエッジ部のガタツキといった画質劣化を抑制する
ために、予め画質劣化の影響が最小となる角度の回転処
理を施した後に画像拡大処理を行い、拡大後の画像を逆
回転処理することにより画質の劣化を軽減して、鮮明で
高画質な拡大画像を得る。また、本発明では複数種類の
画像データに対して上述した画像拡大処理を複数回施
し、処理結果の拡大画像データを合成することにより、
処理対象の画像データの情報量を増加させ、より鮮明で
高画質な拡大画像を得る。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の第1の実施例の画像処理装置を説
明するブロック図である。画像入力部1、画像メモリ
2、演算制御部3、ROM4、画像出力部5がシステム
バス6を介して画像データの入出力、演算、蓄積が可能
となるように接続されている。以下、他の実施例におい
ても基本的な構成は同様である。
【0013】本実施例においては、拡大処理の対象とな
る原画像データはイメージスキャナなどの画像入力部1
によって原稿を読みとらせて得られるビットマップ形式
の2値の画像データとする。入力された画像データは画
像メモリ2に一時的に格納される。この画像メモリ2は
半導体メモリによって構成されたRAMであり、本画像
処理装置の演算制御部3における画像データの演算処理
のバッファメモリを兼ねている。演算制御部3は汎用の
MPU(Micro ProcessingUnit)
によって構成することが可能である。
【0014】画像メモリ2に格納された入力画像データ
に対して、演算制御部3に含まれる画像回転処理部31
においてROM4に格納された回転処理プログラムに基
いて予め決められた角度の画像回転処理が施される。画
像回転処理の一例としては、画像メモリ2内でのメモリ
アドレスの変換処理による画像データの90度の回転処
理が施される。
【0015】次に画像拡大処理部32において、回転処
理が施された画像データに対して拡大処理が施される。
画像拡大処理部32における拡大処理はROM4に格納
された拡大処理プログラムに基づく画像データの演算に
よって実行される。データ演算の一例としてはニアレス
トネイバー法等の補間法による演算処理で実行される。
【0016】拡大処理が施された画像データは一時的に
画像メモリ2に保持された後、再び画像回転処理部31
において、先に回転処理を行なった角度だけ逆方向に回
転処理が施される。この逆回転処理の結果、拡大処理に
よる斜め線の画質劣化が抑制された拡大画像が得られ
る。拡大画像は演算制御部3の指示によりCRTディス
プレイなどの画像出力部5から出力される。
【0017】実際の画像データに対する本発明の処理例
を挙げて本発明の原理を図2に示す。図2は従来手法に
よる単純な2倍拡大処理の出力結果と、本発明に基づい
て原画像を回転処理した後に2倍拡大処理を施し、拡大
処理後の画像に逆回転処理を施した出力結果を示してい
る。本発明の拡大処理によれば斜め方向のエッジ部の画
質劣化が抑制された拡大画像を得ることが可能となる。
【0018】画像拡大処理の演算量を比較すると、N画
素の画像を拡大処理の対象として直交変換による拡大処
理を施した場合にはN*N回の演算を必要とするのに対
して、本発明でバイリニア法を採用して拡大処理を施し
た場合では4*N回の演算で処理を実行することが可能
となる。
【0019】次に図3を参照して本発明の実施例2を説
明する。本実施例では実施例1に加えて演算処理部3に
回転角度検出部33を含んでいる。回転角度検出部33
ではROM4に格納された傾き検出プログラムに基づい
て、入力された画像データから黒画素の連続性に基づい
て所定の長さ以上連続して黒画素が存在する罫線などに
代表される線分を抽出する。この線分の傾きを入力画像
を代表する傾き角度として、入力画像に対する回転処理
を施す。
【0020】回転角度検出部33における線分の傾き検
出処理としては、従来から良く知られているハフ(Ho
ugh)変換を用いることができる。ハフ変換によれ
ば、抽出された画像データ中の線分に相当する画素を候
補点(x,y)として、X−Y平面上の候補点(x,
y)を以下の式に基づいて変換する。 ρ=xcosθ + ysinθ
【0021】この変換結果の頻度分布を求めることによ
り、候補点(x,y)のρ−θ平面上でのヒストグラが
求められる。このヒストグラムの度数が最大となる点の
θが入力画像の線分の傾き角度として検出される。ま
た、別の傾き検出方法として、ρ−θ平面上での頻度分
布が所定の閾値より高くなる複数の座標点の平均値から
画像の傾きを求めることも可能である。
【0022】回転角度検出部33で検出された傾きに基
づいて、画像回転処理部31で処理の対象となる画像に
回転処理を施す。回転処理された画像は、実施例1の場
合と同様に画像拡大処理部32によって拡大処理が施さ
れ、拡大画像は再び画像回転処理部31において先に回
転を行なった角度だけ逆方向に回転処理が施されること
により、斜め方向のエッジ部の画質劣化が抑制された拡
大画像が得られる。
【0023】次に図4を参照して本発明の実施例3を説
明する。実施例1、実施例2においては、1枚の入力画
像を拡大処理の対象として、1つの回転角度を与えて回
転処理、逆回転処理を施して拡大画像を得ていたが、実
施例3においては、同一の原稿(対象物)に対応した複
数種類の画像データを拡大処理の対象としており、複数
種類の画像に対する拡大処理の結果を合成する事によっ
て、鮮明で高画質な拡大画像を得ることが可能としてい
る。
【0024】同一の原稿に対応した複数種類の画像デー
タは画像入力部1より入力され、複数種類の画像データ
を蓄積可能な容量を持つ画像メモリ21に保持される。
各画像データには、予め定められた回転角度または回転
角度検出部33によって検出された回転角度に基づいた
複数種類の回転処理が施される。複数種類の回転角度と
して、入力画像データに対してそれぞれ90°、180
°、270°、360°の回転処理を施した場合の画像
拡大処理の概要を図5に示す。
【0025】図5において、同一の原稿(対象物)に対
応して、90°、180°、270°、360°の回転
処理が施された4種類の画像データは、補間法による2
倍の拡大処理を施された後に、それぞれの回転処理に対
応した複数種類の逆回転処理が施される。逆回転処理後
の各画像データは再び画像メモリ21に保持され、この
複数種類の画像データを合成することにより拡大画像が
得られる。
【0026】図4に示される実施例では、画像合成部7
での演算処理によって複数種類の画像データの合成処理
が施される。すなわち画像メモリ21に蓄積された複数
種類の拡大画像データは、演算制御部3の制御に基づい
て、画像合成部7において画素単位に加算処理が施され
た後、画像データの枚数で除算処理される。この画像合
成部7における演算により、複数種類の拡大画像データ
は平均化されて、一つの画像データに合成される。
【0027】本実施例の複数種類の画像データとして
は、動画像データにおける隣接するフレームのように、
同一の対象物から得られた画像でフレーム間の差分が比
較的少ない複数フレームの画像を画像メモリ21に蓄積
したものや、同一の原稿(対象物)からスキャナ等によ
る複数回の画像入力処理の結果として得られる若干の位
置ずれや量子化誤差を含んだ複数枚の画像データが好適
である。
【0028】また、一般的には画像は複数の角度の線分
を含んでいるため、回転角度検出部33による傾き検出
処理において、1枚の入力画像から複数の角度が検出さ
れる場合がある。この場合には入力画像から検出された
複数の角度に基づいて入力画像に回転処理を施し、画像
メモリ21に蓄積して複数種類の入力画像データとして
取り扱うことによって精度の高い拡大画像を得ることが
出来る。また、本実施例の画像合成部7は、各画像デー
タに対して、回転角度検出部33での検出角度の頻度に
応じた重み付けを行なって画像合成処理を施すように構
成することも可能である。
【0029】また、入力画像が円画像のように線分を含
まないような場合や、傾き検出が可能な長さの線分を含
まない場合には、本発明の画像拡大処理を行っても画像
の斜め方向のエッジの画質劣化を抑制する効果は得られ
ない。そこで、回転角度検出部33で入力画像を代表す
る角度が検出されなかった場合には、所定の角度の回転
処理、逆回転処理を行なうことなく画像の拡大処理を実
行することにより、画像データの演算にかかる処理時間
を短縮することが可能となる。
【0030】
【効果】以上に説明したように、発明によれば、所定
の回転角度の回転処理を施した後に画像拡大処理を行う
ために、斜め方向のエッジの画質劣化を抑制して高画質
で精細な拡大画像得ることが可能となる。また空間的周
波成分への変換処理を行なわないために拡大処理に要す
る演算制御部の負荷を軽減して処理時間の削減を可能と
する画像処理装置を提供することが出来る。
【0031】また、原画像に対応する複数種類の画像に
対して所定の回転角度の回転処理を施した後に拡大処理
を行い、逆回転処理を施した後に合成することにより、
拡大処理の対象となる画像の情報量を擬似的に増加させ
て、より高画質な拡大画像を得る画像処理装置を提供す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像処理装置の構成例を示したブ
ロック図である。
【図2】本発明の画像拡大処理を説明する図である
【図3】回転角度検出部を備える本発明の実施例を説明
するブロック図である。
【図4】画像合成部を備える本発明の実施例を示すブロ
ック図である。
【図5】複数種類の画像に対する画像拡大処理を説明す
る図である。
【符号の説明】
1 画像入力部 2 画像メモリ 3 演算制御部 4 ROM 5 画像出力部 6 システムバス 7 画像合成部

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される原画像データに拡大処理を施
    して拡大画像を出力する画像処理装置において、前記原
    画像データから原画像を代表する線分の傾き角度を検出
    する回転角度検出部と、前記原画像データに対して、前
    記回転角度検出部により検出された角度の回転処理を施
    す画像回転処理部と、前記回転処理を施された画像デー
    タに対して所定の倍率の拡大処理を施す画像拡大処理部
    とを備え、前記拡大処理後の画像データに対して前記回
    転角度検出部により検出された角度の逆回転処理を施し
    て出力することを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記画像回転処理部は、前記回転角度検
    出部で原画像を代表する線分の傾き角度が検出できなか
    った場合には、前記原画像データに対する回転処理を施
    さないことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 入力される原画像データに拡大処理を施
    して拡大画像を出力する画像処理装置において、前記原
    画像データから原画像を代表する線分の傾き角度を検出
    する回転角度検出部と、前記原画像データに対して、与
    えられた角度の回転処理を施して画像データを作成する
    画像回転処理部と、前記回転処理を施された画像データ
    に対して所定の倍率の拡大処理を施す画像拡大処理部
    と、前記拡大処理後の画像データに対して前記与えられ
    角度の逆回転処理を施す逆回転処理部と、与えられた
    複数の画像データを合成して出力する画像合成処理部を
    備え、前記回転角度検出部で検出された角度と、その検
    出角度に90度ずつ加えた複数の角度を用意し、これら
    の角度を用いて、順次、前記画像回転処理部、前記画像
    拡大処理部および前記逆回転処理部の処理を施して得た
    複数の画像データを前記画像合成処理部に与えて合成す
    ことを特徴とする画像処理装置。
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JP4844142B2 (ja) * 2006-02-06 2011-12-28 セイコーエプソン株式会社 プリンタ
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