JP3555005B2 - Image reduction conversion apparatus and method, and recording medium storing the program - Google Patents

Image reduction conversion apparatus and method, and recording medium storing the program Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の縮小変換方法および装置に係り、詳しくは、原画像を中間調表現可能な画像出力機器等へ縮小して出力するにあたり、原画像の中の中間調領域と2値領域を分類して、領域ごとに最適な品質の中間調表現変換を実施することにより、きわめて画品質劣化の少ない縮小画像を得る画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の縮小変換方法は、原画素と変換画素との位置対応を取り、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一般的である。さらに、重み付けを寄与する面積に応じて行う方法もある。いずれにしろ、従来技術は、原画像に含まれる画像の種類を意識して変換画素を決定するものではなく、一律に決定していた。
【0003】
このため、原画像の中に中間調領域(写真などの領域)と2値領域(線画で表現されている領域、文字の領域、文書の領域など)が含まれているときに、それぞれに最良の品質の縮小変換を実現することができなかった。特に、変換比率が小さくなるに従い、変換画素の値を決定するのに必要な原画素が多くなり、その平均をとるため、2値領域の縮小変換画において、細い線や文字が薄くなる欠点があり、これにより品質が大きく劣化してしまうか、もしくは2値領域の品質低下を抑えると、中間調領域の階調特性が悪化して、品質が劣化し、これらを克服する手段がなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
原画像を縮小変換する場合に、1/20のような小さな変換比率でも、1/2と大きな比較的大きな変換比率でも、品質劣化を最小に抑え、最良の品質の変換画像でディスプレイへ表示したり、プリンタへ印刷したいという要求がある。
【0005】
本発明の目的は、中間調領域と2値領域を含む原画像について、変換比率の大小に関係なく、画品質劣化を抑えた変換画像を得る画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。特に、変換比率が小さい場合に、従来より大幅に品質劣化を抑えた変換画像を生成することができる画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明では、原画像を複数の小領域に分割し、各小領域が中間調領域であるか2値領域であるかに分類し、この分類された領域の種別にあわせて変換画素の値を決定することを主たる特徴とする。これにより、縮小比率に関係なく、中間調領域あるいは2値領域のどちらの領域においても常に最良な画品質の変換画像を生成でき、特に、変換比率が小さくなるに従い、品質劣化を抑えた効果を有する。さらに、本発明では、この生成した変換画像を、原画像の中間調領域と2値領域とに分けてしきい値を持ち、2値化して高品質な2値画像を生成する機能を設けることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。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。また、原画像の画素を原画素といい、変換画像の画素を変換画素ということにする。
【0008】
図1は、本発明による一実施例のブロック図を示し、本縮小変換装置を構成するCPUや内蔵メモリからなる画像処理装置100、原画像や変換画像及び処理途中画像やパラメータ等を格納するハードディスク等のメモリ装置200、処理対象の画像を入力するイメージスキャナ、その他の画像入力装置300、変換画像等を出力するディスプレイやプリンタ等の画像出力装置400を具備する。ここで、画像処理装置100は機能上、原画像が中間調画像か2値画像かを検出し、2値画像は中間調画像へ変換する原画像種別検出手段110、1枚の原画像(または変換中間調画像)を小領域に分割し、それぞれ中間調領域と2値領域に分類する領域分類手段120、変換画像の変換画素位置を検出し、着目変換画素の参照画素を求めてその値を加算する参照画素加算値算出手段130、中間領域と2値領域の変換画素の値を算出し変換画像を生成する変換画素値算出手段140、中間調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、出力する値を決定し、また、領域の分類に対応したしきい値により中間調画像を2値化して2値画像を生成する変換画像修正手段150に大別される。
【0009】
なお、原画像種別検出手段110や変換画像修正手段150の一部等は本発明に必須な手段ではないことがある。これは、後述するように、本実施例の構成の中で、ある手段が存在しなくてもなんら支障なく動作することが可能な場合があり得るからである。
【0010】
以下に、図1の実施例における各手段110〜150の動作を説明する。変換比率は、水平方向と垂直方向ともに1/4とする。また、原画像は画像入力装置300により入力され、メモリ装置200内に格納されているとする。
【0011】
〔原画像種別検出手段110〕
原画像種別検出手段110は、2値画像でも中間調画像でも本発明が適用できるように前処理する手段である。図2に原画像種別検出手段110の構成例を示す。
【0012】
原画像判定手段111は、原画像210を入力して、それが2値画像か中間調画像かを判定して中間調画像の場合にはそのまま出力し、2値画像ならば中間調画像変換手段112に渡す。ここで、2値画像か中間調画像かは、1画素を1ビット表現か否かという意味で用いており、写真などを白黒の密度で表現する疑似中間調は2値画像とする。原画像の2値画像か中間調画像の判定には、(1)原画像に入力ファイルの形式として2値画像か中間調画像かの識別子がある場合にはその識別子を見て、2値画像か中間調画像かを判定する方法、(2)各画素の有効な情報量を判定し、有効な情報量が1ビットならば2値画像と判断し、各画素の有効な情報量が複数ビットならば中間調画像と判断方法などを適用することができる。
【0013】
中間調画像変換手段112は、原画像210が2値画像の場合に、中間調画像への変換を行う。これは、0(白)および1(黒)で表現されている2値画像において、2値画像の1を中間調画像の最大値、例えば256階調ならば255と置き換え、2値画像の0を中間調画像の0と置き換えることにより、中間調画像の0(白)と255(黒)の値のみを用いている画像へと置き換わる。このようにして、原画像が2値画像においても、中間調画像として縮小変換が実現できる。
【0014】
原画像種別検出手段110の出力画像は、変換中間調画像220としてメモリ装置200に格納される。なお、該原画像種別検出手段110は本発明に必須な手段ではないことがある。これは、例えば原画像が256階調のスキャナのみのシステムに利用される場合には、原画像が256階調と固定でき、原画像種別検出手段110がなくても、以下の各手段120〜150によりなんら支障なく動作し、かつ本発明の効果を実現することが可能だからである。
【0015】
〔領域分類手段120〕
領域分類手段120は、本発明が、中間調領域と2値調領域において、変換画素の値の決定アルゴリズムを変えて、画品質劣化の少ない変換画像を作成するために、前もって原画像(変換中間調画像)を中間調領域と2値領域に領域分割しておく手段である。図3に領域分類手段120の構成例を示す。
【0016】
小領域分割手段121は、変換中間調画像220を入力し、複数の小領域に分割する。この変換中間調画像(原画像)を複数の小領域へ分割するアルゴリズムについて、図7に示す具体的な分割例を用いて説明する。図7の原画像において、右上のハッチ(斜線)がかかったところに写真が張ってあり、それ以外のところが文書とする。最初、水平方向E個と垂直方向F個に分ける小領域の数を、予め定めた数にしておく。水平方向E=6個と、垂直方向F=6個、均等、という条件を定めることにより、図7で示すように分割することができる。さらに、このEとFの数を大きくすることにより、きめ細かい分割が可能である。例えば、図7の例のように、E=F=6程度に荒い分割の場合、写真の範囲が楕円形のときには、その範囲がうまく中間調領域と分類できないことが生じる。これに対して、E=10、F=20のように、分割数を多くすることにより、細かな分割ができ、原画の写真と文書の構成に対して、より柔軟に適合でき、多くの種類の原画像に対処できる。反対に、1枚の原画像がすべて文書の場合、すべて写真の場合に用途が限られる場合には、E=2、F=1としたり、極端には、E=F=1とすることにより、細かく分類処理を行わないことになり、分割を伴わない高速な処理が実現できる。
【0017】
小領域分類手段122は、分割された小領域が中間調領域と2値領域のどちらに分類されるのかを判断する手段である。図8は、この小領域分類手段122のアルゴリズムのの具体的な説明図を示す。例えば、小領域の中から5×5原画素パターンを3個取り出し、水平方向の変換点の数、垂直方向の変化点の数を調べ、水平・垂直方向の変化点がともに規定値(例えば2)より多い場合が3個のうち2個ある場合には中間調領域とし、それ以下の場合には2値領域と判断する。これを各小領域について繰り返す。これにより、原画像を中間調領域と2値領域の2つの領域へ分類することができる。このようにして、図7の原画像において、ハッチの部分の各小領域を中間調領域、それ以外の小領域を2値領域と判断することができる。
【0018】
中間調/2値パターン記憶手段123は、原画像パターンのとりうるすべてのパターンを記憶しておく手段である。具体的には、中間調領域を判断するための中間調パターンと2値領域を判断するための2値パターンを予め記憶しておく。例えば、図8の5×5原画素パターンの白黒パターンとして取りうるすべての状態を記憶しておき、小領域分割手段122においてこの全パターンと一致をチェックできるようにしておくものである。これにより、小領域分類手段122では、前記5×5原画素パターンの変化点検出による分類機能と同じ機能が実現可能である。また、図8の原画素パターンが取りうるすべての場合は2の25乗通りであり、これをすべて記録しておくことで、すべての白黒パターンに対しての分類ができるために、原画素パターンの変化点検出によるよりも、精度高く中間調領域および2値領域の分類が可能である。なお、2の25乗通りをすべて記録することと等価な手法、すなわち、同一パターンに帰着できるものは圧縮して必要なパターンのみを記憶することができ、これにより記憶容量を大幅に少なくすることができる。
【0019】
小領域分類手段122では、原画像(変換中間調画像)の各小領域ごとに、それが中間調領域と2値領域のどちらに属するかを示す識別子(中間調/2値識別子)を付加し、中間調/2値分類画像230としてメモリ装置200に格納する。例えば、図7の原画像において、ハッチ部分の各小領域には中間調識別子が付加され、それ以外の各小領域には2値識別子が付加される。この識別子は、後述する変換画素値算出手段140において、中間調領域あるいは2値領域ごとに変換画素値の決定アルゴリズムを振り分けるのに利用されることになる。
【0020】
なお、中間調領域と2値領域の分類手段は、図3の構成に限定されるものでない。これは、本発明は、原画像の中間調領域と2値領域を分類し、それぞれ変換画素の値を決定する手段を有し、これにより画品質劣化を抑えることができればよく、その中間調領域と2値領域を分類する手法は他の従来の手法を適用することが可能である。他の領域分類手法の例としては、「文字/網点/写真混在画像の2値化表現−像域分類変数を用いた連続的適応2値化−:20,5,PP476−483,1991年」や、領域分割法(秋山、増田:“周辺分布、線密度、外接矩形特徴を併用した文書の領域分割”、信学論(D)、J−69−D、No.8(1986/8))や、領域抽出法(長谷、星野:“2次元フーリエ変換を用いた文書画像領域抽出法”、信学論(D)、J−67−D,No.9(1984/9))が挙げられる。これらを用いたときには小領域分割手段121や中間調/2値パターン記憶手段123がなくても、中間調領域と2値領域が分類でき、以下の各手段130〜150によりなんら支障なく動作し、かつ本発明の効果を実現することが可能である。さらに、中間調領域と2値領域の位置が固定的に定められている特定社内文書の原画像に対しては、変換画素を決定するときに中間調領域か2値領域かを判断できるので、小領域分類手段122とパターン記憶手段123がなくても、本システムを構築することができ、本発明の効果を実現できる。
【0021】
〔参照画素加算値算出手段130〕
加算値算出手段130は、変換画像における変換画素の値を算出するに先立ち、着目変換画素の周辺の参照画素の加算値を求める手段である。図4に該参照画素加算値算出手段130の構成例を示す。
【0022】
変換画素位置検出手段131は、変換画像を原画像(ここでは中間調/2値分類画像)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。図9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を示した図である。変換画素位置検出手段131では、図9のように、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。例えば、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。
【0023】
次に、参照画素決定手段132において、変換画素の周囲の複数の原画素を参照画素として求める。これは、着目変換画素を中心として、必要な複数の原画素の水平方向n個×垂直方向n個を求め、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複数の原画素のことである。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。図9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16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。
【0024】
なお、本実施例の説明においては、一例として変換比率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。さらに、Q11の参照画素として、P11〜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16個にP51,P52,P53,P54の4個を付け加えることも可能である。すなわち、参照画素の個数は、1種類と限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。以下では、変換画素を求めるために必要な参照画素の個数を一般に(n×n)個として説明する。
【0025】
加算値決定手段133は、着目変換画素の参照画素の加算値を求める手段であり、次のような処理となる。最初に、参照画素決定手段132で求めた原画素
(参照画素)Pstを読みとる。次に、参照画素の値を加算する。ここで、原画像の中間調の階調の最大値をAとし、白値を0、黒値をAとする。例えば、256階調ならば取りうる階調の値は0〜255であり、0が白、255が黒を示すことにする。また、出力する中間調画像の中間調の階調の最大値をBとする。このとき、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、Qijに対する加算値rijを
【0026】
【数1】

Figure 0003555005
【0027】
として求める。なお、一例として、g(s,t)=1として
【0028】
【数2】
Figure 0003555005
【0029】
とすることが可能である。これにより、加算値rijは、0〜A×n×nまでの値を得ることができる。これが変換画素の値を算出する元になる。加算値rijは、変換画像を原画像へ写像した場合の各小領域の変換画素について求める。
【0030】
最大値算出手段134は、各小領域内での加算値rijの最大値を算出する。これは、加算値決定手段133で求めたrijを記憶しておき、該当小領域の中から最大値を算出することで可能である。なお、本発明は、小領域の中からの最大値でなく、分類された領域内の中からの最大値をもとめる手段で代替することが可能である。これは、小領域を用いないで領域を分類する方法を本発明に適用した場合には、小領域内でなく分類された領域内での最大値とすることにより、本発明が実現できる。なお、本発明での中間調の階調は、数値が大きくなるに従い、黒色濃度が増すという前提で最大値を求めるが、システムによっては数値が小さくなるに従い黒色濃度が増すものもあり、このような場合には最小値を求めることにより本発明を実現する。この最大値は、2値領域の黒濃度を保持しておくものであり、後述する。
【0031】
参照画素加算値算出手段130で求まった各変換画素の参照画素加算値240はメモリ装置200に格納される。この参照画素加算値240には当該小領域中での加算値の最大値が付加され、また、領域分類手段120で分類された当該小領域が中間調領域か2値領域かを示す識別子(中間調2値識別子)も属性として付加される。
【0032】
〔変換画素値算出手段140〕
変換画素値算出手段140は、図5に示すように、中間調領域の変換画素値算出手段141と2値領域の変換画素値算出手段142の2つからなる。中間調領域の変換画素値算出手段141は、参照画素加算値240を入力し、属性として付加されている中間調/2値識別子を参照して、領域分類手段120により中間調領域と分類されたときに処理が実施される。2値領域の変換画素値算出手段142は、領域分類手段120により2値領域と分類されたときに処理が実施される。
【0033】
ここで、原画像の中間調の階調の最大値をAとし、変換画像の中間調の階調の最大値をBとする。また、白値を0とし、最大の黒色濃度はAまたはBとする。例えば、256階調ならば取りうる階調の値は0〜255であり、0が白、255が黒を示すことにする。また、134で算出した小領域内の最大値をMとする。
【0034】
ここで、該当の小領域が中間調領域と領域分類手段120で分類されているときには、中間調領域の変換画素値算出手段141により、変換画素Qijの値を、
【0035】
【数3】
Figure 0003555005
【0036】
として算出する。反対に、該当の小領域が2値領域と分類されているときには、2値領域の変換画素値算出手段142により、変換画素Qijの値を、
【0037】
【数4】
Figure 0003555005
【0038】
として算出する。なお、原画像が2値画像の時はA=1とすることで、算出が可能である。このように、中間調領域の場合は加算値を原画階調数と参照画素個数で割り、一方、2値領域の場合は加算値を小領域内の最大値Mで割り変換画素の値とする。このとき、M≦A×n×nである。このMは、小領域の中の最大値であり、最も濃度の高い値を保持するものである。中間調領域の変換画素の値はrijを(A×n×n)、すなわち、(原画階調数×参照画素個数)で割るが、2値領域ではrijをMで割ることにより、変換画素の値が薄くなるのを抑える効果を有している。これは、2値領域において、特に変換比率が小さくなるにつれて、加算する参照画素個数(n×n)個が増加し、加算値が平準化されるために、最も強い濃度の値が薄くなる現象が生じるからである。このため、2値領域において、小領域の中の加算値の最大値Mを求め、そのMを最大黒濃度として(原画階調数×参照画素個数)と置き換えることにより、特に変換比率が小さい場合の、原画像の細い線が薄くなるのを防止できる大きな効果を有している。
【0039】
変換画素値算出手段140の出力が変換画像250としてメモリ装置250に格納される。画像出力装置400には、この変換画像250をそのま出力することも可能である。
【0040】
〔変換画像修正手段150〕
変換画像修正手段150は、図6に示すように、中間調出力値決定手段151と2値化手段152からなる。
中間調出力値決定手段151は出力機器の表現できる階調数と変換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。変換画像を512階調まで表現できる変換画として作成する場合、B=511として0〜511の値を表現することができる。一度作成した変換画像を、出力機器にあわせて、表現する階調数を最終的に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。
【0041】
なお、中間調出力値決定手段151は本発明に必須な手段ではないことがある。例えば、256階調表現の中間調画像をそのまま4階調表現の可能な出力機器へ入力すると、自動的に出力する階調数、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は、本発明においては中間調出力値決定手段151は必要がない。これにより、本発明の請求範囲を限定することにはならない。
【0042】
2値化手段152は、中間調領域と2値領域にそれぞれ対応したしきい値を設け、中間調表現の変換画像を2値化し、2値画像を出力する手段である。この処理は、次の通りである。一例として、縮小変換した中間調画像がB=255、すなわち、256階調の画像を作成する。中間調領域と2値領域とに分けて、予め中間調領域用s1と2値領域用のs2の値定めておく。例えば、s1=128とし、s2=64とする。s1とs2を記憶しておき、領域分割手段120により中間調域と分類されたときにはs1の2値化処理が実施され、領域分割手段120により2値領域と分類されたときはs2の2値化が実施される。これにより、縮小変換された中間調画像の2値化することが実現可能である。さらに、中間調領域と2値領域のしきい値を別々に設定することにより、中間調領域の最適なしきい値と、2値領域の最適なしきい値が設定でき、それぞれに最良の変換画品質が作成できる。
【0043】
このように、2値化手段152により、本実施例による中間調画像を2値化して2値画像が生成できる。なお、2値化に関しては、1つの変換画素を対象に2値化する手段と、複数の変換画素を集めて2値化する手法があり、どちらも2値化手段152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値化する手法は、処理や装置が複雑になるが、特に写真などの中間調領域を2値化するときに階調特性を損なわないような従来手法が適用でき、品質劣化を抑えて2値化することができる利点を有している。
【0044】
以上の実施例の説明においては、2値領域と中間調領域に分けた変換画素の値を決定する際に、中間調領域は加算値を参照画素個数と原画階調数で割る手法を、2値領域は加算値rijを小領域内の最大値Mで割る手法を示した。これに対し、中間調領域の係数α1、2値領域の係数α2それぞれの係数をあらかじめ定めて記憶しておき、その領域ごとにα1とα2を用いて実現する本発明の別の実施例を以下に示す。ここで、小領域が中間調領域と領域分割手段120で分類されているときに、中間調領域の変換画素値算出手段141において、変換画素Qijの値を、
【0045】
【数5】
Figure 0003555005
【0046】
を算出して求める。また、小領域が2値領域と領域分類手段120で分類されているときに、2値領域の変換画素値算出手段142において、
【0047】
【数6】
Figure 0003555005
【0048】
を算出して、求める。なお、原画像が2値画像の時はA=1とする。
【0049】
このように、小領域が中間調領域の場合は係数α1を掛け、2値領域の場合はα2を掛けて、変換画素の値を算出する。この二つの係数を用いることにより、最大値算出手段134、すなわち最大値Mを用いないで変換画を作成することができる。
【0050】
これは、変換比率が特に小さくなると、2値領域の文字や細い線が薄くなるため、品質の劣化が大きくなる。このため、2値領域に対しては、係数α2を大きくし変換画素の濃度を黒色濃度を強調し、これにより生成される最適となる変換画の品質を生成するようにしたものである。反対に、中間調領域は、このような薄くなる現象がないために、α1を1に近い値としておく。すなわち、中間調領域の場合をα1、2値領域の場合をα2として、α1≦α2として、特に2値領域の変換画素のみを黒色濃度を強調することが本発明の大きな特徴である。ここで、係数α1とα2の具体的な例として、例えば、α1=1,α2=3と定める。このように、係数α1,α2を予め定義しておく。なお、α1,α2の値は一例であり、この値に固定するものでなく、出力機器の種別により最適な値とする事が可能である。
【0051】
ここで説明したように、原画像の領域を2値領域と中間調領域に分け、2値領域の変換画素の階調値を強調するように係数α2を定め、かつ中間調領域の階調特性を悪化させないようにα1を定めるものであり、領域ごとに変換画素を決定する手段を有していることにより、画品質劣化を防ぐことができ、これによりきわめて大きな効果を有している。
【0052】
以上説明したように、原画像を中間調領域と2値領域に分け、それぞれ変換画素の値を算出する手段を持つことが、本発明の特徴である。
【0053】
さらに、中間調領域では参照画素の加算値を原画階調数と参照画素個数で割り、2値領域では加算値を小領域内の最大値Mで割る手段を持つことが本発明の特徴である。
【0054】
また、小領域の最大値Mを求めることなく、中間調領域には係数α1、2値領域には係数α2を予め定めておき、加算値へそれぞれの係数を掛けたものを用いて変換画素の値を決定する別の実施手段を実現することが本発明の特徴である。
【0055】
なお、本発明では、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したが、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。
【0056】
また、本発明では原画像および変換画像ともに、白黒の中間調画像もしくは白黒の2値画像である場合を対象に説明してきた。しかし、本発明は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、情報の有無を例えば中間調画像の最大値255、最小値0で表現すると、255を赤、0を白の下地として、本技術における中間調画像へと帰着できる。これによる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。また、それを2値化処理した結果は、情報がある場所を赤で、ない場所を白地に彩色したことに相当する。
【0057】
以上、本発明の一実施例を説明したが、図1の各手段110〜150、さらには図2乃至図6に示した具体的実現手段は、コンピュータプログラムを用いて実現することでもよい。その機能や手順、アルゴリズムをコンピュータで実行可能なように記述したプログラムは、フロッピーディスクやメモリカード、CD−ROM等に記録して提供することも可能である。
【0058】
【発明の効果】
本発明によれば、中間調画像を表現できる出力機器へ出力する場合、原画像を、中間調領域と2値領域とに領域分類を行い、それぞれの領域ごとに変換画素の濃度値を算出することで、最適な品質の中間調画像を作成して出力できる。
また、中間調領域では、参照画素の加算値を参照画素の個数と原画像の階調数で割り、2値領域では、加算値を小領域の最大値で割り、それぞれ変換画素の値を求めることにより、最適な変換画素の値をそれぞれ算出できる。
また、中間調領域には係数α1、2値領域には係数α2を設けて、それぞれ加算値へ係数を掛けることにより、最大値Mを用いなくても、それぞれの領域に最適な変換画素の値を求められる。
以上により、中間調領域でも、2値領域でも、それぞれ画品質劣化の少ない最良の変換画を作成することができる。特に、変換比率が小さくなったとき、さらには出力機器が高解像度になったときに、2値領域において変換画が薄く表現されて、変換画品質が著しく劣化してしまうという従来の欠点を本発明により克服できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における一実施例のブロック図である。
【図2】原画像種別検出手段の構成例を示す図である。
【図3】領域分類手段の構成例を示す図である。
【図4】参照画素加算値算出手段の構成例を示す図である。
【図5】変換画素値算出手段の構成例を示す図である。
【図6】変換画像修正手段の構成例を示す図である。
【図7】原画像を小領域へ分割し、2値領域と中間調領域がある例を示す図である。
【図8】中間調領域と2値領域との領域分類を実現する手法の一例を示す図である。
【図9】原画素と変換画素との位置配置関係の具体例を示す図である。
【符号の説明】
110 原画像種別検出手段
120 領域分類手段
130 参照画素加算値算出手段
140 変換画素値算出手段
150 変換画像修正手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image reduction conversion method and apparatus, and more particularly, to reducing and outputting an original image to an image output device or the like capable of expressing a halftone, when a halftone area and a binary area in the original image are reduced. Image reduction conversion to obtain a reduced image with extremely low image quality degradation by classifying and performing halftone expression conversion of optimal quality for each areaApparatus and method, and recording medium recording the programIt is about.
[0002]
[Prior art]
The conventional reduction conversion method is a method of obtaining a value of a halftone-expressed converted pixel by associating the position of the original pixel with the converted pixel, performing weighted addition according to the position information of the original pixel around the converted pixel. Is common. Furthermore, there is a method of performing weighting according to the area that contributes. In any case, the related art does not determine the conversion pixel in consideration of the type of the image included in the original image, but determines the conversion pixel uniformly.
[0003]
For this reason, when the original image includes a halftone area (an area such as a photograph) and a binary area (an area represented by a line drawing, an area of a character, an area of a document, etc.), Could not achieve reduced quality conversion. In particular, as the conversion ratio becomes smaller, the number of original pixels necessary for determining the value of the converted pixel increases, and the average is taken. Therefore, in a reduced converted image of a binary area, a thin line or a character becomes thinner. If the quality is greatly deteriorated, or if the quality of the binary area is suppressed, the gradation characteristic of the halftone area is deteriorated, the quality is deteriorated, and there is no means to overcome these.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When reducing the original image, even if the conversion ratio is as small as 1/20 or a relatively large conversion ratio as large as 1/2, quality deterioration is minimized and the converted image of the best quality is displayed on the display. Or a request to print to a printer.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to perform image reduction conversion on a source image including a halftone area and a binary area, regardless of the conversion ratio, to obtain a converted image with reduced image quality deterioration.Apparatus and method, and recording medium recording the programIs to provide. Especially, when the conversion ratio is small, image reduction conversion that can generate a converted image with significantly reduced quality deteriorationAn object of the present invention is to provide an apparatus and a method, and a recording medium on which the program is recorded.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the original image is divided into a plurality of small regions, each small region is classified into a halftone region or a binary region, and the value of the conversion pixel is determined according to the type of the classified region. The main feature is to decide. As a result, a converted image with the best image quality can always be generated in both the halftone region and the binary region regardless of the reduction ratio. In particular, as the conversion ratio becomes smaller, the effect of suppressing the quality deterioration is reduced. Have. Further, in the present invention, a function of dividing the generated converted image into a halftone area and a binary area of the original image and having a threshold value, and providing a function of generating a high-quality binary image by binarization is provided. It is characterized by.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, a case where the conversion ratios in the horizontal direction and the vertical direction are the same will be described. The pixels of the original image are called original pixels, and the pixels of the converted image are called converted pixels.
[0008]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which an image processing apparatus 100 comprising a CPU and a built-in memory constituting a reduction conversion apparatus, and a hard disk for storing original images, converted images, in-process images, parameters, and the like. Memory devices such as200,processingTargetThe apparatus includes an image scanner for inputting an image, another image input device 300, and an image output device 400 such as a display or a printer for outputting a converted image or the like. Here, the image processing apparatus 100 functionally detects whether the original image is a halftone image or a binary image, and converts the binary image into a halftone image. The converted halftone image) is divided into small areas, and the area classifying means 120 classifies the converted image into a halftone area and a binary area, respectively, detects a converted pixel position of the converted image, obtains a reference pixel of a conversion pixel of interest, and calculates the value. Reference pixel addition value calculation means 130 for adding, conversion pixel value calculation means 140 for calculating the values of the conversion pixels in the intermediate area and the binary area to generate a conversion image, and having the number of gradations and the image that can be expressed by the halftone output device Conversion image correcting means for obtaining consistency when the number of tones does not match, determining a value to be output, and binarizing the halftone image by a threshold value corresponding to the classification of the area to generate a binary image It is roughly divided into 150.
[0009]
It should be noted that a part of the original image type detecting unit 110 and the converted image correcting unit 150 may not be essential to the present invention. This is because, as will be described later, in the configuration of the present embodiment, it may be possible to operate without any problem even without a certain means.
[0010]
The operation of each means 110 to 150 in the embodiment of FIG. 1 will be described below. The conversion ratio is 1/4 in both the horizontal and vertical directions. It is also assumed that the original image is input by the image input device 300 and is stored in the memory device 200.
[0011]
[Original image type detecting means 110]
The original image type detection unit 110 is a unit that performs preprocessing so that the present invention can be applied to both a binary image and a halftone image. FIG. 2 shows a configuration example of the original image type detection means 110.
[0012]
The original image determining means 111 receives the original image 210, determines whether the image is a binary image or a halftone image, and outputs it as it is if it is a halftone image, or outputs it as a halftone image if it is a binary image. Hand over to 112. Here, a binary image or a halftone image is used to mean whether one pixel is represented by one bit or not, and a pseudo halftone that expresses a photograph or the like in black and white density is a binary image. To determine whether the original image is a binary image or a halftone image, (1) If the original image has an identifier such as a binary image or a halftone image as an input file format, look at the identifier and look at the binary image. (2) The effective information amount of each pixel is determined. If the effective information amount is 1 bit, the image is determined to be a binary image, and the effective information amount of each pixel is a plurality of bits. Then, a halftone image and a judgment method can be applied.
[0013]
The halftone image conversion unit 112 performs conversion to a halftone image when the original image 210 is a binary image. This is because, in a binary image represented by 0 (white) and 1 (black), 1 of the binary image is replaced with the maximum value of the halftone image, for example, 255 for 256 gradations, and 0 of the binary image is replaced. Is replaced with 0 of the halftone image, thereby replacing the image with only the values of 0 (white) and 255 (black) of the halftone image. In this way, even if the original image is a binary image, reduction conversion can be realized as a halftone image.
[0014]
The output image of the original image type detecting means 110 is stored in the memory device 200 as the converted halftone image 220. The original image type detecting means110May not be an essential means of the present invention. This can be used, for example, in a system with only a scanner where the original image has 256 gradations.Be doneIn this case, the original image can be fixed at 256 gradations, and even without the original image type detecting means 110, the following means 120 to 150 can operate without any trouble and realize the effects of the present invention. That's why.
[0015]
[Area classification means 120]
The area classifying means 120 determines in advance that the present invention changes the algorithm for determining the value of the conversion pixel between the halftone area and the binary area to create a converted image with little image quality deterioration. (Tone image) is divided into a halftone area and a binary area. FIG. 3 shows a configuration example of the area classification means 120.
[0016]
The small area dividing means 121 receives the converted halftone image 220 and divides it into a plurality of small areas. An algorithm for dividing the converted halftone image (original image) into a plurality of small areas will be described using a specific example of division shown in FIG. In the original image shown in FIG. 7, a photograph is attached to a hatched area (hatched area) in the upper right, and the rest is a document. First, the number of small areas divided into E in the horizontal direction and F in the vertical direction is set to a predetermined number. By defining the condition of E = 6 in the horizontal direction and F = 6 in the vertical direction, equal, it is possible to divide as shown in FIG. Further, by increasing the number of E and F, fine division is possible. For example, as shown in the example of FIG. 7, in the case of a rough division such as E = F = 6, when the range of a photograph is elliptical, the range may not be properly classified as a halftone area. On the other hand, by increasing the number of divisions, such as E = 10 and F = 20, fine division can be performed, and it can be more flexibly adapted to the configuration of the original photograph and the document. Original image. On the other hand, when all the original images are documents and when all the images are photographs, the application is limited. If E = 2 and F = 1, or extremely, E = F = 1 Since the classification processing is not performed in detail, high-speed processing without division can be realized.
[0017]
The small area classifying unit 122 is a unit that determines whether the divided small area is classified into a halftone area or a binary area. FIG. 8 shows a specific explanatory diagram of the algorithm of the small area classification means 122. For example, three 5 × 5 original pixel patterns are extracted from the small area, the number of horizontal conversion points and the number of vertical change points are checked, and both the horizontal and vertical change points are specified values (for example, 2). If there are two of the three cases, the halftone region is determined. If the number is less than three, the region is determined to be the binary region. This is repeated for each small area. As a result, the original image can be classified into two regions, a halftone region and a binary region. In this way, in the original image of FIG. 7, each small area of the hatched portion can be determined as a halftone area, and the other small areas can be determined as binary areas.
[0018]
The halftone / binary pattern storage unit 123 is a unit that stores all possible patterns of the original image pattern. Specifically, a halftone pattern for determining a halftone area and a binary pattern for determining a binary area are stored in advance. For example, all possible states of the 5 × 5 original pixel pattern shown in FIG. 8 that can be taken as a black and white pattern are stored, and the small area dividing means 122 can check the coincidence with all the patterns. Thus, the small area classification unit 122 can realize the same function as the classification function based on the detection of the change point of the 5 × 5 original pixel pattern. In addition, in all cases where the original pixel pattern shown in FIG. 8 can be taken, there are 2 25 powers. By recording all of them, all black and white patterns can be classified. , It is possible to classify the halftone area and the binary area with higher accuracy than by detecting the change point. It is to be noted that a method equivalent to recording all 2 25 powers, that is, those which can be reduced to the same pattern can be compressed and stored only as necessary patterns, thereby greatly reducing the storage capacity. Can be.
[0019]
The small area classifying means 122 adds an identifier (halftone / binary identifier) indicating to each small area of the original image (converted halftone image) whether the small area belongs to the halftone area or the binary area. , Is stored in the memory device 200 as the halftone / binary classification image 230. For example, in the original image of FIG. 7, a halftone identifier is added to each small area of the hatched portion, and a binary identifier is added to each other small area. This identifier will be used by the conversion pixel value calculation means 140, which will be described later, to sort the conversion pixel value determination algorithm for each halftone area or binary area.
[0020]
The means for classifying the halftone area and the binary area is not limited to the configuration shown in FIG. This is because the present invention has means for classifying the halftone area and the binary area of the original image and determining the values of the converted pixels, respectively, so long as the image quality deterioration can be suppressed. Other conventional methods can be applied to the method for classifying the binary region. As an example of another area classification method, “Binarized expression of mixed image of characters / dots / photographs—continuous adaptive binarization using image area classification variables—: 20, 5, PP476-483, 1991 , And a region segmentation method (Akiyama, Masuda: “Area segmentation of document using both peripheral distribution, line density, and circumscribed rectangle feature”), IEICE Trans. (D), J-69-D, No. 8 (1986/8) )) And an area extraction method (Hase and Hoshino: “Document Image Area Extraction Method Using Two-Dimensional Fourier Transform”, IEICE (D), J-67-D, No. 9 (1984/9)). No. When these are used, the halftone area and the binary area can be classified without the small area dividing means 121 and the halftone / binary pattern storage means 123, and the following means 130 to 150 operate without any trouble. In addition, the effects of the present invention can be realized. Further, for an original image of a specific in-house document in which the positions of the halftone area and the binary area are fixedly determined, it is possible to determine whether the halftone area or the binary area when determining the conversion pixel. Even without the small area classification means 122 and the pattern storage means 123, the present system can be constructed, and the effects of the present invention can be realized.
[0021]
[Reference pixel addition value calculation means 130]
The addition value calculation means 130 is a means for obtaining an addition value of reference pixels around the conversion pixel of interest before calculating the value of the conversion pixel in the conversion image. FIG. 4 shows a configuration example of the reference pixel addition value calculation means 130.
[0022]
The converted pixel position detecting means 131 obtains the positional relationship between the converted pixels and the original pixels when the converted image is mapped on the original image (here, the halftone / binary classified image). FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the converted image is mapped to the original image when the conversion ratios in the horizontal direction and the vertical direction are both 1 /. In the conversion pixel position detecting means 131, as shown in FIG. 9, the conversion image is mapped to the original image, and the relative position of the conversion pixel of interest from the original pixel closest to the upper left is obtained as the position of the conversion pixel of interest on the original image. . For example, for the converted pixel Q11, the original pixel P22 is the original pixel closest to the upper left, and for the converted pixel Q21, the original pixel P62 is the original pixel closest to the upper left.
[0023]
Next, the reference pixel determination unit 132 obtains a plurality of original pixels around the converted pixel as reference pixels. In this method, n necessary horizontal pixels × n vertical pixels of a plurality of necessary original pixels are obtained with the conversion pixel of interest as the center, and this is set as a reference pixel. Note that the reference pixels are a plurality of original pixels necessary for determining the value of the conversion pixel. Here, the number n is obtained by taking the value of the reciprocal of the conversion ratio as a natural number. For example, if the conversion ratio is 1/4, n = 4, and if the conversion ratio is 1 / 4.2, n = 5. In the specific example of FIG. 9, 4 × 4 = 16 around Q11 is obtained, and the results are P11 to P44. In the case of the next conversion pixel Q21, 4 × 4 = 16 pixels around the pixel Q21, and P51 to P84. Further, Q12 is 16 pieces of P15 to P48, and Q22 is 16 pieces of P55 to P88. The original pixels surrounded by each line are set as reference pixels.
[0024]
In the description of the present embodiment, as an example, n × n = 4 × 4 as n = 4 when the conversion ratio is 4. However, the number is not limited to n × n, and a method using (n−1) × (n−1) = 9 is also possible, and a method using (n + 1) × (n + 1) = 25 is also possible. is there. Further, it is also possible to use, as the reference pixel of Q11, a pixel that does not use one of the 16 pixels of P11 to P44 as the reference pixel. Further, 16 pixels of P11 to P44 can be used as P51, P52, P53, P54 It is also possible to add four. That is, the number of reference pixels is not limited to one. It is possible to increase or decrease the number slightly based on the fact that the number of pixels in the horizontal direction × vertical direction based on the reciprocal of the conversion ratio is used as the reference pixel with the conversion pixel as the center. In the following description, the number of reference pixels required for obtaining a converted pixel is generally described as (n × n).
[0025]
The addition value determination unit 133 is a unit that obtains the addition value of the reference pixel of the conversion pixel of interest, and performs the following processing. First, the original pixel obtained by the reference pixel determining means 132
(Reference pixel) Pst is read. Next, the values of the reference pixels are added. Here, the original imageHalftoneAssume that the maximum value of the gradation is A, the white value is 0, and the black value is A. For example, in the case of 256 gradations, possible gradation values are 0 to 255, where 0 indicates white and 255 indicates black. Also, the maximum value of the halftone gradation of the halftone image to be output is B. At this time, assuming that a function indicating position information between the reference pixel and the conversion pixel of interest is g (s, t), an added value rij to Qij is
[0026]
(Equation 1)
Figure 0003555005
[0027]
Asking. As an example, assuming that g (s, t) = 1
[0028]
(Equation 2)
Figure 0003555005
[0029]
It is possible to As a result, the added value rij can have a value from 0 to A × n × n. This is the basis for calculating the value of the converted pixel. The addition value rij is obtained for the conversion pixel of each small area when the conversion image is mapped to the original image.
[0030]
The maximum value calculation means 134 calculates the maximum value of the added value rij in each small area. This can be achieved by storing rij obtained by the addition value determination means 133 and calculating the maximum value from the corresponding small area. It should be noted that the present invention can be replaced by means for determining the maximum value from within the classified area instead of the maximum value from within the small area. This is because when the method of classifying an area without using a small area is applied to the present invention, the present invention can be realized by setting the maximum value not in the small area but in the classified area. In the present invention, the halftone gradation is determined to have a maximum value on the assumption that the black density increases as the numerical value increases.However, depending on the system, the black density increases as the numerical value decreases. In such a case, the present invention is realized by finding the minimum value. This maximum value holds the black density of the binary area and will be described later.
[0031]
Reference pixelThe reference pixel addition value 240 of each converted pixel obtained by the addition value calculation means 130 is stored in the memory device 200. The maximum value of the addition value in the small area is added to the reference pixel addition value 240, and an identifier (intermediate area) indicating whether the small area classified by the area classification unit 120 is a halftone area or a binary area. A key binary identifier) is also added as an attribute.
[0032]
[Conversion pixel value calculation means 140]
As shown in FIG. 5, the conversion pixel value calculation means 140 is composed of a conversion pixel value calculation means 141 for a halftone area and a conversion pixel value calculation means 142 for a binary area. The converted pixel value calculating means 141 for the halftone area receives the reference pixel added value 240 and refers to the halftone / binary identifier added as an attribute, and is classified as a halftone area by the area classifying means 120. Sometimes processing is performed. The converted pixel value calculating means 142 for the binary area is processed when the area classifying means 120 classifies it as a binary area.
[0033]
Here, the original imageHalftoneLet A be the maximum value of the gradation, and B be the maximum value of the gradation of the halftone of the converted image. The white value is 0, and the maximum black density is A or B. For example, in the case of 256 gradations, possible gradation values are 0 to 255, where 0 indicates white and 255 indicates black. Also,134Let M be the maximum value in the small area calculated in.
[0034]
Here, when the corresponding small area is classified into the halftone area and the area classification unit 120, the value of the conversion pixel Qij is calculated by the conversion pixel value calculation unit 141 of the halftone area.
[0035]
(Equation 3)
Figure 0003555005
[0036]
Is calculated as Conversely, when the corresponding small area is classified as a binary area, the value of the conversion pixel Qij is calculated by the conversion pixel value calculation means 142 of the binary area.
[0037]
(Equation 4)
Figure 0003555005
[0038]
Is calculated as Note that when the original image is a binary image, the calculation can be performed by setting A = 1. As described above, in the case of the halftone area, the added value is divided by the number of original image gradations and the number of reference pixels, while in the case of the binary area, the added value is divided by the maximum value M in the small area to obtain the value of the converted pixel. . At this time, M ≦ A × n × n. This M is the maximum value in the small area, and holds the value with the highest density. The value of the converted pixel in the halftone area is obtained by dividing rij by (A × n × n), that is, (the number of original image gradations × the number of reference pixels). In the binary area, rij is divided by M to obtain the converted pixel value. This has the effect of suppressing the value from becoming thin. This is especially true in the binary domain where the conversion ratio isGet smallerAccordingly, the number of reference pixels to be added (n × n) increases, and the added value is leveled, so that a phenomenon occurs in which the value of the strongest density becomes lighter. Therefore, in the binary area, the maximum value M of the addition value in the small area is obtained, and the maximum black density is replaced with (the number of original image gradations × the number of reference pixels). However, there is a great effect that thin lines of the original image can be prevented from becoming thin.
[0039]
The output of the conversion pixel value calculation means 140 is stored in the memory device 250 as the conversion image 250. The converted image 250 can be output to the image output device 400 as it is.
[0040]
[Converted image correction means 150]
As shown in FIG. 6, the converted image correcting unit 150 includes a halftone output value determining unit 151 and a binarizing unit 152.
The halftone output value determination unit 151 is a unit that takes consistency when the number of tones that can be expressed by the output device does not match the number of tones that the converted image has. When the converted image is created as a converted image capable of expressing up to 512 gradations, values of 0 to 511 can be expressed with B = 511. The number of tones to be expressed is finally changed according to the output device once the converted image is created. For example, in the case of an output device that can express only four gradations, 256 gradations are assigned to a limited number of halftone values of four gradations, and a value to be actually output is determined. Conversely, when the output device can represent 256 gradations and the image has only 4 gradations, the value expressed and distributed equally every 64 gradations without white or black bias is determined.
[0041]
Note that the halftone output value determining means 151 may not be an essential means for the present invention. For example, there are output devices that can automatically assign the number of tones to be output automatically and the four tones when a halftone image of 256 tones is directly input to an output device capable of four tones. When outputting to such a device, the present invention does not require the halftone output value determining means 151. This does not limit the scope of the invention.
[0042]
The binarizing unit 152 is a unit that sets a threshold value corresponding to each of the halftone area and the binary area, binarizes the converted image of the halftone expression, and outputs a binary image. This process is as follows. As an example, the halftone image subjected to the scale-down conversion is B = 255, that is, an image of 256 gradations is created. The value of s1 for the halftone region and the value of s2 for the binary region are determined in advance for the halftone region and the binary region. For example, s1 = 128 and s2 = 64. When s1 and s2 are stored, the binarization process of s1 is performed when the region is divided into the halftone region by the region dividing unit 120, and when the region is classified into the binary region by the region dividing unit 120, the binary value of s2 is stored. Is implemented. Thereby, binarization of the halftone image which has been reduced and converted is performed.Can be realizedIt is. Furthermore, by separately setting the threshold values for the halftone area and the binary area, the optimum threshold value for the halftone area and the optimum threshold value for the binary area can be set, and the best converted image quality can be set for each. Can be created.
[0043]
As described above, the binarization unit 152 can binarize the halftone image according to the present embodiment to generate a binary image. As for the binarization, there are a binarization unit for one conversion pixel and a binarization method of collecting a plurality of conversion pixels, and both can be applied to the binarization unit 152. It is. Binarizing only one conversion pixel has the advantages of simple processing and small hardware. The method of collecting a plurality of converted pixels and binarizing it requires complicated processing and apparatus, but a conventional method that does not impair the gradation characteristics when binarizing a halftone area such as a photograph can be applied. This has the advantage that binarization can be performed while suppressing quality deterioration.
[0044]
In the description of the above embodiment, when determining the value of the conversion pixel divided into the binary area and the halftone area, the halftone area uses a method of dividing the added value by the number of reference pixels and the number of original image gradations. In the value area, the method of dividing the added value rij by the maximum value M in the small area is shown. On the other hand, another embodiment of the present invention which realizes the coefficient α1 in the halftone area and the coefficient α2 in the binary area in advance by using α1 and α2 for each area is described below. Shown in Here, when the small area is classified by the halftone area and the area dividing means 120, the converted pixel value calculating means 141 of the halftone area sets the value of the converted pixel Qij as
[0045]
(Equation 5)
Figure 0003555005
[0046]
Is calculated and obtained. When the small area is classified as a binary area by the area classifying means 120, the converted pixel value calculating means 142 for the binary area
[0047]
(Equation 6)
Figure 0003555005
[0048]
Is calculated and obtained. When the original image is a binary image, A = 1.
[0049]
As described above, when the small area is the halftone area, the value of the conversion pixel is calculated by multiplying by the coefficient α1 and when the small area is the binary area, by multiplying by α2. By using these two coefficients, a converted image can be created without using the maximum value calculation means 134, that is, the maximum value M.
[0050]
This is because when the conversion ratio is particularly small, the characters and thin lines in the binary area become thin, and the quality is greatly deteriorated. For this reason, for the binary area, the coefficient α2 is increased, the density of the converted pixel is emphasized to the black density, and the optimum quality of the converted image generated thereby is generated. On the contrary, in the halftone area, α1 is set to a value close to 1 because there is no such phenomenon of thinning. That is, it is a major feature of the present invention that α1 is set in the halftone area and α2 is set in the binary area, and α1 ≦ α2. In particular, only the converted pixels in the binary area are emphasized in black density. Here, as specific examples of the coefficients α1 and α2, for example, α1 = 1 and α2 = 3 are determined. Thus, the coefficients α1 and α2 are defined in advance. Note that the values of α1 and α2 are merely examples, and are not fixed to these values, but can be set to optimal values depending on the type of output device.
[0051]
As described above, the area of the original image is divided into a binary area and a halftone area, the coefficient α2 is determined so as to emphasize the grayscale value of the converted pixel in the binary area, and the grayscale characteristic of the halftone area is determined. .Alpha.1 is determined so as not to deteriorate the image quality. Since the means for determining the conversion pixel for each area is provided, it is possible to prevent the image quality from deteriorating, thereby having an extremely large effect.
[0052]
As described above, it is a feature of the present invention that the original image is divided into a halftone region and a binary region, and each unit has a unit for calculating the value of the converted pixel.
[0053]
Further, a feature of the present invention is to have a means for dividing the added value of the reference pixel by the number of original image gradations and the number of reference pixels in the halftone area and dividing the added value by the maximum value M in the small area in the binary area. .
[0054]
In addition, without obtaining the maximum value M of the small area, the coefficient α1 is determined in advance for the halftone area and the coefficient α2 is determined for the binary area, and the sum of the added value and each coefficient is used to calculate the conversion pixel. It is a feature of the invention to implement another means of determining the value.
[0055]
Note that, in the present invention, the case where the conversion ratio in the horizontal direction and the vertical direction is the same has been described, but the case where the conversion ratio in the horizontal direction and the vertical direction are different, and one of them is also applicable to the enlargement conversion. .
[0056]
In the present invention, the case where both the original image and the converted image are black and white halftone images or black and white binary images has been described. However, the present invention is not limited to black and white images. In addition to a black and white image, the present invention can be applied to, for example, an image expressed in two colors such as red characters on a white background. That is, if the presence / absence of information is expressed by, for example, the maximum value 255 and the minimum value 0 of the halftone image, 255 can be reduced to a halftone image according to the present technology using red as a base and 0 as a white base. The halftone image reduced and converted in this way is represented by two colors of white and red by expressing the color having the maximum gradation as red and the lowest gradation as a white background and expressing the intermediate density with the red gradation component. Is reduced to a halftone image. Further, the result of the binarization processing is equivalent to coloring the place where the information is present in red and the place where the information is not present on the white background.
[0057]
As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the respective means 110 to 150 in FIG. 1 and the specific realizing means shown in FIGS. 2 to 6 may be realized using a computer program. A program in which the functions, procedures, and algorithms are described so as to be executable by a computer can be provided by being recorded on a floppy disk, a memory card, a CD-ROM, or the like.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, when outputting to an output device capable of expressing a halftone image, the original image is classified into a halftone region and a binary region, and the density value of the converted pixel is calculated for each region. This makes it possible to create and output a halftone image of optimal quality.
In addition, in the halftone area, the sum of the reference pixels is calculated as the number of reference pixels.Original imageIn the binary area, the divided value is divided by the maximum value of the small area, and the value of the converted pixel is obtained, whereby the optimum value of the converted pixel can be calculated.
Also, a coefficient α1 is provided in the halftone area, and a coefficient α2 is provided in the binary area. By multiplying the addition value by a coefficient, the optimum value of the conversion pixel for each area can be obtained without using the maximum value M. Is required.
As described above, the best converted image with little image quality deterioration can be created in both the halftone region and the binary region. In particular, when the conversion ratio is reduced, or when the output device has a higher resolution, the converted image is expressed thinly in the binary region, and the converted image quality is significantly deteriorated. It can be overcome by the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an original image type detection unit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a region classification unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a reference pixel addition value calculation unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a conversion pixel value calculation unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a converted image correction unit.
FIG. 7 is a diagram showing an example in which an original image is divided into small areas and there are a binary area and a halftone area.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a technique for realizing area classification into a halftone area and a binary area.
FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of a positional arrangement relationship between original pixels and converted pixels.
[Explanation of symbols]
110 Original image type detecting means
120 area classification means
130 Reference pixel addition value calculation means
140 Conversion pixel value calculation means
150 Converted image correction means

Claims (5)

原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換装置において、In an image reduction converter for outputting an original image reduced by an arbitrary conversion ratio,
原画像を複数の小領域に分割する手段と、Means for dividing the original image into a plurality of small areas;
前記分割された小領域を中間調領域あるいは2値領域に分類する手段と、Means for classifying the divided small areas into halftone areas or binary areas;
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める手段と、For each of the small areas, a pixel of the converted image is defined as a conversion pixel, and when the conversion pixels are arranged so as to be superimposed on respective corresponding positions on the original image, the number of pixels corresponding to the conversion ratio around each conversion pixel is determined. Means for obtaining an added value of the values of the reference pixels, using the pixels of the original image as reference pixels, and obtaining a maximum value of the added value of the small area,
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記個数と原画像階調数を掛けた値で除算して変換画素の値とし、前記2値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記最大値で除算して変換画素の値とする手段と、In the case of the small area classified as the halftone area, the added value is divided by a value obtained by multiplying the number by the number of original image gradations to obtain a value of a converted pixel, and the small area classified into the binary area is obtained. In the case of a region, means for dividing the added value by the maximum value to obtain a value of a converted pixel,
を有することを特徴とする画像縮小変換装置。An image reduction conversion device comprising:
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換装置において、In an image reduction converter for outputting an original image reduced by an arbitrary conversion ratio,
原画像を複数の小領域に分割する手段と、Means for dividing the original image into a plurality of small areas;
前記分割された小領域を中間調領域あるいは2値領域に分類する手段と、Means for classifying the divided small areas into halftone areas or binary areas;
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める手段と、For each of the small areas, a pixel of the converted image is defined as a conversion pixel, and when the conversion pixels are arranged so as to be superimposed on respective corresponding positions on the original image, the number of pixels corresponding to the conversion ratio around each conversion pixel is determined. Means for obtaining an added value of the values of the reference pixels, using the pixels of the original image as reference pixels, and obtaining a maximum value of the added value of the small area,
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α1を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とし、前記2値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α2(α1≦α2)を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とする手段とIn the case of the small area classified as the halftone area, a value obtained by multiplying the added value by a predetermined coefficient α1 is divided by the number to obtain a value of the conversion pixel, and the small area classified into the binary area is obtained. In the case of a region, a value obtained by multiplying each of the added values by a predetermined coefficient α2 (α1 ≦ α2) is divided by the number to obtain a converted pixel value. ,
を有することを特徴とする画像縮小変換装置。An image reduction conversion device comprising:
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換方法において、In a reduction conversion method of an image in which an original image is reduced and output at an arbitrary conversion ratio,
原画像を複数の小領域に分割する処理と、Processing of dividing the original image into a plurality of small areas;
前記分割された小領域を中間調領域あるいは2値領域に分類する処理と、A process of classifying the divided small region into a halftone region or a binary region;
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める処理と、For each of the small areas, a pixel of the converted image is defined as a conversion pixel, and when the conversion pixels are arranged so as to be superimposed on respective corresponding positions on the original image, the number of pixels corresponding to the conversion ratio around each conversion pixel is determined. Assuming that the pixels of the original image are the reference pixels, the sum of the values of the reference pixels is obtained, and the maximum value of the sum of the small areas is obtained,
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記個数と原画像階調数を掛けた値で除算して変換画素の値とし、前記2値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記最大値で除算して変換画素の値とする処理と、In the case of the small area classified as the halftone area, each of the added values is divided by a value obtained by multiplying the number by the number of original image gradations to obtain a value of the converted pixel, and the small value classified into the binary area is obtained. In the case of a region, a process of dividing the added value by the maximum value to obtain a value of a converted pixel,
を有することを特徴とする画像縮小変換方法。An image reduction conversion method comprising:
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換方法において、In a reduction conversion method of an image in which an original image is reduced and output at an arbitrary conversion ratio,
原画像を複数の小領域に分割する処理と、Processing of dividing the original image into a plurality of small areas;
前記分割された小領域を中間調領域あるいは2値領域に分類する処理と、A process of classifying the divided small region into a halftone region or a binary region;
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める処理と、For each of the small areas, a pixel of the converted image is defined as a conversion pixel, and when the conversion pixels are arranged so as to be superimposed on respective corresponding positions on the original image, the number of pixels corresponding to the conversion ratio around each conversion pixel is determined. Assuming that pixels of the original image are reference pixels, a process of obtaining the maximum value of the addition value of the small area, while calculating the sum of the values of the reference pixels,
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α1を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とし、前記2値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α2(α1≦α2)を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とする処理と、In the case of the small area classified as the halftone area, a value obtained by multiplying the added value by a predetermined coefficient α1 is divided by the number to obtain a value of the conversion pixel, and the small area classified into the binary area is obtained. In the case of a region, a value obtained by multiplying the added value by a predetermined coefficient α2 (α1 ≦ α2) is divided by the number to obtain a converted pixel value;
を有することを特徴とする画像縮小変換方法。An image reduction conversion method comprising:
請求項3もしくは4記載の画像縮小変換方法をコンピュータで実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。A computer-readable recording medium which records a program for executing the image reduction conversion method according to claim 3 on a computer.
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