JP3560749B2 - 画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 - Google Patents
画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3560749B2 JP3560749B2 JP30624096A JP30624096A JP3560749B2 JP 3560749 B2 JP3560749 B2 JP 3560749B2 JP 30624096 A JP30624096 A JP 30624096A JP 30624096 A JP30624096 A JP 30624096A JP 3560749 B2 JP3560749 B2 JP 3560749B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- contour
- outline
- pixels
- interest
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/10—Segmentation; Edge detection
- G06T7/13—Edge detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビットマップデータに対してスムージング（平滑化）処理あるいは画素密度変換処理が施された画像を出力する画像出力手段及び画像出力のためのデータ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタやＣＲＴ等の画像出力装置は小さい画点（画素）の集合で画像を形成する。画素は通常格子マトリクス上の固定位置にのみ出力が可能であるため、格子間隔以下の精度に画像を表現できない。例えば、図２３に示すような垂直に近い斜線２０を出力した場合、ジャギ（ジャグ―ｊａｇ）と呼ばれるギザギザのノイズ１５が現れる。この格子間隔Ｄ３０の逆数は解像度と呼ばれ、画像表現力の１つの尺度として一般に用いられている。
【０００３】
解像度を高めればジャギを減少させることができるが、扱う画素１０の数が増え、データ量が大きくなるためコストが高くなり、記録速度が遅くなるといった問題が生じる。
【０００４】
解像度を高くせずにジャギを小さくする方法として、スムージング（平滑化）と呼ばれる技術が用いられている。これは、図２４に示すように、大きさや位置を変調した画素４０を出力して輪郭を滑らかにする技術である。しかし、画素データを処理するコストや時間の制約から画像出力装置内におけるデータは各々の画素につき２値ビットマップデータにより扱われ、多値ビットマップデータ等の画素変調情報を有していない場合が多い。そこで、スムージングを行なう場合、２値ビットマップデータから多値画素変調データであるスムージング信号を生成する必要がある。
【０００５】
上記スムージング信号を生成する一般的な方法としては、変調すべき注目画素を含む近傍の２値ビットマップデータパターンから生成する方法がある。文字や線画等の画像はその輪郭が滑らかに連続しているという性質を一般的に有しているため、ジャギを減少させるための画素変調データと近傍パターンとの間には相関がある。この画像の性質を利用し、変調信号を生成する。
【０００６】
近傍２値ビットマップデータパターン惰報の把握及び注目画素の画素変調データを求める従来の方法としてテンプレートマッチングによる方法が広く用いられている（特開平２−１１９９６６号公報参照）。この方法は２値テンプレートパターンと２値原画像の注目画素を含むその近傍２値テンプレートパターンとのマッチングをとることにより近傍パターン情報を把握し、さらに各テンプレートの出力として、スムージング信号をあらかじめ与えておくものである。
【０００７】
また、特開平７−１３７３３９号公報には、ビットマップ画像からアウトライン情報を求めて強度変調信号を求める方法が開示されているが、具体的なアウトライン情報を求める方法が示されていないために実用的でない。
【０００８】
また、画像のディジタル化と共に様々なビットマップ形式の画像データが画像出力装置に送られ、出力されるケースが増えてきている。しかし、それらの画像データの密度は画像出力装置が有する解像度とは異なる場合がある。このように異なる解像度の画像を画像出力装置の解像度のまま出力した場合、出力される画像サイズが本来の画像サイズとは異なってしまう。例えば、２００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ−１インチあたりの画素数）の解像度を有する画像を、そのまま６００ｄｐｉの解像度を有するプリンタによって出力すると、画像サイズが１／３になる。これを解消する方法の一つに解像度変換がある。具体的には、原画像の解像度より画像出力装置の解像度が高い場合、原画像の各画素サイズを拡大し、低い場合は間引きする。しかし、単純な水増し処理による拡大を行なうとジャギがそのまま拡大され、一層目立つようになる。そこで単純に拡大せずに上述したようなテンプレートマッチングを用いて輪郭をスムージングしながら拡大する技術が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したテンプレートマッチングパターンによるスムージング変調信号生成方法や解像度変換方法による従来の画像出力のためのデータ処理方法は、変調信号や解像度を変換できるパターンがあらかじめ設計者が用意したテンプレートの数に限定されるという間題がある。そのため、任意のパターンや画像の解像度に対応できず、画質が劣化したり、それらをカバーしようとしてテンプレート数が多くなりコストアップにつながっていた。一方、アウトライン情報を求める方法も処理が複雑であり、短時間で処理するのは困難であった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、任意の２値画像をあらゆる解像度や多値数のスムージングデータに変換可能で、画像を低コストで、しかも短時間で高画質化することができる、画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像出力装置が、画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、を備えると共に、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するする追跡手段より構成され、前記スムージング信号生成手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る画像出力装置は、画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換しかつ前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に関する信号を生成する画素密度変換手段と、を備えると共に、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成され、前記画素密度変換手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの距離と前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記高解像度注目画素に関する信号は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る画像出力装置は、複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ中の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、を備え、前記輪郭抽出手段は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る画像出力装置は、複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換すると共に、前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成する画素密度変換手段と、を備え、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る画像出力装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の画像出力装置において、前記アウトラインは、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る画像出力のためのデータ処理方法は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび／または左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向とは、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定される、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係、に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る画像出力のためのデータ処理方法は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換し、かつ、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含む前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成される高解像度注目画素に関する信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る画像出力のためのデータ処理方法は、複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、前記複数の画素パターンを画像データ中の前記注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る画像出力のためのデータ処理方法は、複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、 前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換するステップと、前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る画像出力のためのデータ処理方法は、請求項６ないし請求項９の何れかに記載の画像出力のためのデータ処理方法において、前記アウトラインが、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする。
【００２１】
上述のように構成することにより、固定パターンであるテンプレートを用いて近傍パターンを把握することでスムージング信号を発生するのでなく、効率の良い輪郭追跡・抽出方法により近傍パターンを把握し、輪郭情報の簡単な演算によりスムージング信号もしくは解像度変換を行なうことにより、あらゆる原画像パターンや解像度に対応でき、ジャギの少ないスムージングもしくは解像度変換を行なうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像出力装置及び画像出力のための信号処埋方法の好適な実施の形態について、図面に従い詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の構成を示している。ここでは、プリンタを例にして説明するが、本発明はプリンタ以外のディジタル複写機やファクシミリ等の画像記録装置やディスプレイなどの画像表示装置にも適用可能なものである。本明細書においては、これらの画像記録装置及び画像表示装置を総括する概念として画像出力装置を定義して用いるものとする。
【００２３】
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置１００は、画像データ作成部２００、ページメモリ２１０、スムージング処理部３００及び画像出力部５００を有する。画像データ作成部２００はホスト５０から文字コード・図形コードで構成される画像データ１０２を受け取り、ビットマップ形式の展開画像データ２０２に変換する。展開画像データ２０２は、ページメモリ２１０で一時蓄積される。画像データ１０２がスキャナやディジタルカメラで読み込んだ画像のような、すでにビットマップ形式になっている場合は画像データ１０２が展開画像データ２０２としてそのままぺージメモリ２１０へ送られる。
【００２４】
すべての画像データ１０２が、展開画像データ２０２へと変換され、ぺージメモリ２１０へ送られると、ぺージメモリ２１０の内容がぺージの隅から順にシリアルビットマップデータ２１２として読み出され、スムージング処理部３００へ送られる。スムージング処理部３００において、シリアルビットマップデータ２１２はスムージング信号３０２へと変換され、画像出力部５００に送られる。画像出力部５００はスムージング信号３０２を出力画像５０２としてイメージ化して出力する。
【００２５】
図１は、図２におけるスムージング処理部３００の詳細な構成を示している。図１においてスムージング処理部３００はウィンドウ形成部３１０、輪郭抽出部３３０、スムージング信号生成部３９０を備えている。図１及び図３を用いてスムージング処理部３００における信号処理の様子を視覚的に説明する。
【００２６】
シリアルビットマップデータ２１２はウィンドウ形成部３１０において暫定的に記憶（バッファ）され、注目画素２１４を中心とするＭ×Ｍ画素のウィンドウ２１６（図３ではＭ＝７）を形成する。シリアルビットマップデータ２１２がクロックにのって１画素ずつ送られてくるごとに、ウィンドウ２１６は１画素分右へシフトし、それに伴いウィンドウ２１６の中心である注目画素２１４も右隣の画素２１５へシフトする。１つのライン上を右端まで移動し終えると、ウィンドウ２１６は１画素分下のライン上の移動を開始する。ウィンドウ２１６内のＭ×Ｍ画素の部分ビットマップ信号３２０は、輪郭抽出部３３０に送られる。輪郭抽出部３３０では、注目画素２１４付近の最大Ｍ点の輪郭画素（Ｐ１〜ＰＭ）を抽出し、その座標である輪郭画素座標３８０｛（ｘ１，ｙ１）〜（ｘＭ，ｙＭ）｝を求め、スムージング信号生成部３９０に送る。スムージング信号生成部３９０は輪郭画素座標３８０からアウトライン３２６を推測し，そのアウトライン惰報から注目画素２１４のスムージング信号３０２を生成し、出力する。
【００２７】
図４は、図１におけるウィンドウ形成部３１０の詳細なハードウェア構成を示している。図４において、ウィンドウ形成部３１０は先入れ先出しメモリ（以下ＦＩＦＯ―Ｆｉｒｓｔ−ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−ｏｕｔ―という。）３０６と、Ｍ個のシフトレジスタ３０８とを有する。ＦＩＦＯ３０６はＭライン分のシリアルビットマップデータ２１２を暫定的に記憶（バッファ）する。一時記憶（バッファ）されたＭ本のライン信号３０７は、それぞれ対応するシフトレジスタ３０８に送られる。各シフトレジスタ３０８はシリアルに送られてきた対応するライン信号３０７をＭ画素分だけ暫定的に記憶（バッファ）する。この動作により、各シフトレジスタ３０８の出力信号を集めると、ぺージメモリからある画素を中心としたＭ×Ｍ画素のウィンドウ２１６内の部分ビットマップ信号３２０を切り出したことになる。
【００２８】
図５は、図１における輪郭抽出部３３０の構成を示すブロック図である。図５において、輪郭抽出部３３０はスタート輪郭画素抽出部３３２、右回り輪郭画素追跡部３３４、及び左回り輪郭画素追跡部３３６を有する。
【００２９】
図３及び図５を用いて輪郭抽出部３３０における信号処理の動作を説明する。スタート輪郭画素抽出部３３２は、部分ビットマップ信号３２０の一部である注目画素２１４を中心とする小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素（図３においてはｍ＝３）の小部分ビットマップ信号３２２を受け取り、注目画素２１４の近傍にある輪郭画素（スタート輪郭画素３６４）を最大でもｍ点だけ抽出し、その座標をスタート輪郭画素座標３７０として出力する。ここでは説明の便宜上、各スタート輪郭画素３６４に、Ｐｉ｛ｉ＝（Ｍ−ｍ）／２＋１，（Ｍ−ｍ）／２＋２，…（Ｍ−ｍ）／２＋ｍ）（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においてはＰ３ 〜Ｐ５ ）の名称をつけることにする。ｉは画像の輪郭に沿って反時計回り（左回り）にたどる順に増えていく。ｘ座標、ｙ座標の値は１〜Ｍの整数値なので、１つのスタート輪郭画素３６４のｘ座標、ｙ座標を表わすのにそれぞれＬ（Ｌは２ｘ ＞Ｍとなる最小のｘ）だけの数の信号線が必要となる。したがって、スタート輪郭画素座標３７０全体では「ｍ×Ｌ×２」本の信号線が必要となる。
【００３０】
スタート輪郭画素３６４のうち番号が最も小さい画素、つまり輪郭を時計回り（右回り）に沿った方向の先端にある画素（図３においてはＰ３ ）のスタート輪郭画素座標３７０は第１右回り起点画素座標３６２として右回り輪郭画素追跡部３３４に送られる。同様に番号が最も大きいスタート輪郭画素３６４（図３においてはＰ５ ）のスタート輪郭画素座標３７０は第１左回り起点画素座標３６３として左回り輪郭画素追跡部３３６に送られる。
【００３１】
右回り輪郭画素追跡部３３４は部分ビットマップ信号３２０を入力として受け取り、第１右回り起点画素座標３６２を起点に、画像の輪郭に沿って右回りに、最高（Ｍ−ｍ）／２点の右回り輪郭画素３６５を追跡する。ここでも便宜上スタート輪郭画素３６４と同様に右回り輪郭画素３６５にＰｉ｛ｉ＝１，２，…，（Ｍ−ｍ）／２｝の名称をつけ（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においては、Ｐ１ 〜Ｐ２ ）、画像の輪郭を右回りに追跡する程ｉの番号が小さくなるものとする。そして、それぞれの右回り輪郭画素３６５の座標位置である右回り輪郭画素座標３５５（ｘｉ，ｙｉ）を出力する。右回り輪郭画素３６５の個数は（Ｍ−ｍ）／２であるから上記の計算と同様に右回り輪郭画素座標３５５は｛（Ｍ−ｍ）／２×Ｌ×２｝だけの信号線が必要になる。
【００３２】
同様に左回り輪郭画素追跡部３３６は、部分ビットマップ信号３２０を入力として受け取り、第１左回り起点画素座標３６３を起点に、画像の輪郭に沿って左回りに、最高（Ｍ−ｍ）／２点の左回り輪郭画素３６６を追跡する。ここでも、上述したのと同様に、左回り輪郭画素３６６にＰｉ｛ｉ＝（Ｍ−ｍ）／２＋１，（Ｍ−ｍ）／２＋２，…，Ｍ）の名称をつけ（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においてはＰ６〜Ｐ７）、画像の輪郭を左回りに追跡する程ｉの番号が大きくなるものとする。そして、それぞれの左回り輪郭画素３６３の座標位置である左回り輪郭画素座標３５６（ｘｉ，ｙｉ）を出力する。上記の計算と同様に左回り輪郭画素座標３５６は｛（Ｍ−ｍ）／２×Ｌ×２｝だけの信号線が必要になる。
【００３３】
図６は、図５におけるスタート輪郭画素抽出部３３２の構成を示す図である。スタート輪郭画素座標３７０の抽出は、その順序付けも含めてパターンマッチングにより行なう。７×７画素程度の大きさでパターンマッチングを行なう従来技術と異なり、注目画素周辺の小さな範囲（例えば３×３画素）で行なうため、小規模な回路でどんなパターンに対しても、もれなくマッチングが行なえるメリットがある。スタート輪郭画素抽出部３３２は、複数のパターンマッチング部３４０、パターンマッチング部３４０と同数の座標出力部３４２、複数の選択部３４６を有する。入力された小部分ビットマップ信号３２２は複数に分岐され、それぞれがパターンマッチング部３４０に供給される。各パターンマッチング部３４０は、１つのｍ×ｍ画素のパターン情報を持ち、そのパターンに小部分ビットマップ信号３２２が一致したとき、一致信号３４８を出力する。各座標出力部３４２は、一致信号３４８が入力されたときに、それぞれ対応したスタート輪郭画素座標３７０を出力し、それ以外はハイインピーダンス信号となる。上述したように、スタート輪郭画素座標３７０の一部は、第１右回り起点画素座標３６２及び第１左回り輪郭画素座標３６３としてそれぞれ右回り輪郭画素追跡部３３４、左回り輪郭画素追跡部３３６に送られる。
【００３４】
図７は、マッチングさせるパターンとこれに対応するスタート輪郭画素を示している。ここでは、ｍ＝３とし、注目画素２１４を中心とする３×３画素から１パターンが構成されている例を示すが、パターンサイズはこれに限定されない。左斜線の正方形、右斜線の正方形、白の正方形はそれぞれ黒画素、白画素、黒画素・白画素どちらでも構わない画素を示している。番号１６のパターンを例にとると、この図７においては、中央の画素から見て、右上、右、下の画素が黒画素であり、左上、上、左、中央、左下の画素が白画素であり、右下の画素がどちらでも構わない画素である。
【００３５】
また、黒線で囲まれたパターン対は、入力信号である小部分ビットマップ信号３２２によっては両方のパターンに合致する。例えば、小部分ビットマップ信号３２２が図８のような信号であったとすると、パターン番号３５と３９に合致する。選択部３４６はこのパターン対に対応する２つのパターンマッチング部３４０の出力である一致信号３４８を入力信号とし、この２つの信号のどちらか一方を選択し、他方をハイインピーダンスにする。白画素の多い方のパターン（図７においてパターン番号の小さい方、この場合はパターン３５）の一致信号３４８を選択することが望ましい。
【００３６】
図９に図７中のパターン番号１６に対応するパターンマッチング部３４０の構成を示す。パターンマッチング部３４０は、反転部３５０、断線部３５２、ハイ（Ｈｉｇｈ）信号出力部３５３、及び９入力の論埋積部３５４を持つ。ここで、注目画素２１４を中心とするｍ×ｍ画素の信号である小部分ビットマップ信号３２２の各信号は対応する画素が黒画素のときをハイ（Ｈｉｇｈ）出力とし、白画素のときをロー（Ｌｏｗ ）出力とする。マッチングするパターンで白画素にあたる信号線には反転部３５０が接続される。黒白どちらでも構わない画素は、断線部３５２によってその信号線が電気的に切断され、論埋積部３５４側の線がハイ（Ｈｉｇｈ）信号出力部３５３につながれ、ハイ（Ｈｉｇｈ）信号となり論理積部３５４に供給される。図９では画素１、２、４、５、７に対応する信号線に反転部３５０が、画素９に対応する信号線に断線部３５２が設けられている。最後に、これらの信号線の積が論理積部３５４により求められ、その結果が一致信号３４８として出力される。
【００３７】
図１０は、図６におけるに座標出力部３４２の詳細な横成を示すブロック図である。座標出力部３４２はｍ個（図１０においてはｍ＝３）の座標信号発生部３５７、３５８、３５９を有し、それぞれのパターンに対応する「Ｌ×２」ビットのスタート輪郭画素座標３７０を発生させる。一致信号３４８はゲート信号となり、一致信号３４８がないときはハイインピーダンス信号になる。スタート輪郭画素座標３７０のうちＰ（Ｍ−ｍ）／２＋１ 座標信号発生部３５７（Ｍ＝７，ｍ＝３である図１０においてはＰ３ ）、Ｐ（Ｍ−ｍ）／２＋ｍ 座標信号発生部３５９（図１０においてはＰ５ ）の出力はそれぞれ第１右回り起点画素座標３６２、第１左回り起点画素座標３６３となる。
【００３８】
図１１は、図５における右回り輪郭画素追跡部３３４の詳細な構成を示すブロック図である。図１１において、右回り輪郭画素追跡部３３４は、「（Ｍ−２）×（Ｍ−２）」個の輪郭抽出部３７１、３７２を有している。輪郭抽出部３７１及び３７２は図３における中ウィンドウ２１３内の「（Ｍ−２）×（Ｍ−２）」の画素Ｐ（ｕ，ｖ）｛（ｕ，ｖ＝２，３，…（Ｍ−１）｝のそれぞれに対応している。輪郭抽出部３７１は、その対応する画素がｍ×ｍ画素の小ウィンドウ２１７内にあり、輪郭抽出部３７２は対応する画素が小ウィンドウ２１７の外にあることになる。各輪郭抽出部３７１、３７２にはその対応する画素に隣接する８つの画素の周辺画素信号３７４と、右回り起点画素信号３６９が入力される。右回り起点画素信号３６９は、「｛（Ｍ−ｍ）／２｝−１」本の信号線からなり、それぞれが第ｎ右回り起点画素信号｛ｎ＝２，３，．．．．，（Ｍ−ｍ）／２｝に対応している。さらに、小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素に対応する輪郭抽出部３７１には第１右回り起点画素座標３６１も入力される。第１右回り起点画素信号３６１は、スタート輪郭画素抽出部３３２からの第１右回り起点画素座標３６２を座標デコーダ３７６によりデコードしたものである。第１右回り起点画素座標３６２は、ｍ×ｍ画素の小ウィンドウ２１７内の画素の座標であるから、小ウィンドウ２１７の外にある画素に対応する輪郭抽出部３７２には、第１右回り起点画素信号３６１は入力されない。
【００３９】
輪郭抽出部３７１、３７２は｛（Ｍ−ｍ）／２｝個の右回り輪郭画素座標３５５を出力する。それぞれが「Ｌ×２」本の信号線を有しているため、各輪郭抽出部３７１、３７２からの出力信号線の総数は最大で「（（Ｍ−ｍ）／２）×Ｌ×２」本になる。そして使宜上それぞれに、第１右回り輪郭画素座標から第｛（Ｍ−ｍ）／２｝右回り輪郭画素座標と番号をつけることにする。
【００４０】
各輪郭抽出部３７１、３７２に入力される右回り起点画素信号３６９（小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素に対応する輪郭抽出部３７１の場合は第１右回り起点画素信号３６１も含む）の中で第ｎ右回り起点画素信号がオンのとき、各輪郭抽出部３７１、３７２は、対応する画素に隣接する８つの画素の信号である周辺画素信号３７４の中から、右回り輪郭画素を一つ抽出し、その座標を第ｎ右回り輪郭画素座標（図示されないが、右回り輪郭画素座標３５５の一部）として出力する。第ｎ右回り輪郭画素座標は分岐され、一つは座標デコーダ３６７でデコードされ、第ｎ＋１右回り起点画素信号（図示されないが、右回り起点画素信号３６９の一部）となり、対応する画素の輪郭抽出部３７１、３７２に供給されることになる。
【００４１】
この右回り輪郭画素座標３５５と右回り起点画素信号３６９との関係を図３及び図１１を用いてさらに詳しく説明する。３点のスタート輪郭画素３６４のうち輪郭を時計回り（右回り）に沿った方向の先端にある画素（Ｐ３）の座標が、第１右回り起点画素座標３６２である。この座標信号が図１１の座標デコーダ３７６でデコードされると、各輪郭抽出部３７１に接続されている第１右回り起点画素信号３６１のうち、画素Ｐ３に対応する輸郭抽出部３７１に接続されている信号線のみオンになる。そのため、Ｐ３に対応する輪郭抽出部３７１が追跡した画素（Ｐ２）の座標のみ、第１右回り輪郭画素座標として出力されて、他の輪郭抽出部３７１からの第１右回り輪郭画素座標の出力は全てハイインピーダンスとなる。
【００４２】
第１右回り輪郭画素座標は２分されて、１つは座標デコーダ３６７でデコードされて、第２右回り起点画素信号となる。画素Ｐ２は第１右回り輪郭画素であるから、Ｐ２に対応する輪郭抽出部３７１（または３７２）に接続されている第２右回り起点画素信号のみオンとなる。そのため、Ｐ２に対応する輪郭抽出部３７１（または３７２）が追跡した画素（図３においてはＰ１）の座標のみ、第２右回り輪郭画素座標として出力され、他の輪郭紺出部３７１（または３７２）からの第２右回り輪郭画素座標の出力は全てハイインビーダンスとなる。
【００４３】
図１２に小ウィンドウ２１７内の画素Ｐ（ｕ，ｖ）に対応する輪郭抽出部３７１の構成を示す。上で説明したように周辺画素信号３７４は画素Ｐ（ｕ，ｖ）に接する８つの画素の信号｛Ｐ（ｕ−１，ｖ−１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ−１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ−１），Ｐ（ｕ−１，ｖ），Ｐ（ｕ＋１，ｖ），Ｐ（ｕ−１，ｖ＋１），Ｐ（ｕ，ｖ＋１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ＋１）｝である。この８つの周辺画素信号３７４は、それぞれ反転部３８２で反転された左隣の周辺画素信号３７４との論理積を論理積部３８４でとられる。左隣りの画素とは、図１３に示すように、画素Ｐ（ｕ，ｖ）を中心にして反時計回りの方向に隣接する位置関係にある画素である。この論理積部３８４の出力は、以下に示す右回り輪郭画素の条件を満たす画素かどうかを表す。右回り輪郭画素の条件とは、
（１） 右回り起点画素に隣接する８つの画素であること、
（２） 画素が黒画素であること、
（３） 右回り起点画素からその黒画素に向かって左手に白画素があること、
の３つである。図１２に示した輪郭抽出部３７１はこの３つの条件を満たす画素信号を出力する。
【００４４】
次にセレクト部３８６の作用を説明する。周辺画素信号３７４が図１３に示されるようなパターンの場合、Ｐ（ｕ，ｖ）を第ｎ右回り起点画素としたとき、第ｎ右回り輪郭画素である条件を満たす画素がＰ（ｕ−１，ｖ−１）３７５、Ｐ（ｕ＋１，ｖ）３７８と２つある。この時は、２つの侯補のどちらかを選択する必要がある。セレクト部３８６は、各侯補に優先順位をつけ、その画素自身より順位が上位の信号に侯補がある場合は、その画素の座標を出力をしないように動作する。
【００４５】
８本の周辺画素信号３７４の優先順位は、各輪郭画素抽出部３７１、３７２毎に異なり、各輪郭画素抽出部３７１、３７２に対応する画素が中ウィンドウ２１３内のどの位置にあるかによって決定される。中ウインドウ２１３の中心、つまり注目画素２１４に最も近い場所にある画素の優先順位が最も低く、そこをスタートとして画素Ｐ（ｕ，ｖ）を中心に反時計回りにいくほど順位が高くなる。その様子を図１４を用いて具体的に説明する。ここでは、Ｐ（２，３）に対応する輪郭抽出部３７２を例にあげる。注目画素２１４であるＰ（４，４）に最も近い位置にある画素Ｐ（３，３）｛画素Ｐ（３，４）でも構わない｝が優先順位が８と最も低くなり、反時計回りに回るにつれて順位が高くなる。
【００４６】
論理積部３８４の出力はセレクト部３８６を通過した後、座標符号化部３８１において、対応する画素の座標値３８３に符号化される。座標値３８３は、（Ｍ−ｍ）／２となり、それぞれ第１右回り輪郭画素ゲート部３７７及び第ｎ右回り輪郭画素ゲート部３７９｛ｎ＝２，３…，（Ｍ−ｍ）／２｝を通過して、それぞれ第１輪郭画素座標及び第ｎ右回り輪郭画素座標｛ｎ＝２，３，…，（Ｍ−ｍ）／２｝となる。これらが集まって右回り輪郭画素座標３５５｛ｎ＝１，２，…，（Ｍ−ｍ）／２｝となる。第１右回り起点画素信号３６１は第１右回り輪郭画素ゲート部３７７のゲート信号であり、右回り起点画素信号３６９を構成する第ｎ右回り起点画素信号｛ｎ＝２，３，…，（Ｍ−２）／２｝が、第ｎ右回り輪郭画素ゲート部３７９のゲート信号である。
【００４７】
小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素以外の画素に対応する輪郭抽出部３７２の場合、第１右回り起点画素信号３６１と第１右回り輪郭画素ゲート部３７７を有していない。左回り輪郭画素追跡部３３６も、同様なアルゴリズム及び回路構成を用いて左回り輪郭画素３６６を追跡し、それらの座標である左回り輪郭画素座標３５６を出力する。この場合、時計回りと反時計回りが逆になる。
【００４８】
図１５はスムージング信号生成部３９０における処理を示すフローチャートであり、図１６はその処理内容を視覚的に説明する図である。まず、媒介変数ｔを初期化する（ステップＳＴ１）。次に、媒介変数ｔをインクリメント（ステップＳＴ２）させながら、各媒介変数ｔに対する点Ｐ｛ ｘ（ｔ） ，ｙ（ｔ）｝を求める（ステップＳＴ３）。ｘ（ｔ） ，ｙ（ｔ） はそれぞれ、
である。ここで、Ｂｉ−Ｍ （ｔ） は公知のＢスプライン関数であり、
の関係がある。Ｂスプライン関数はサンプル点（この場合輪郭画素座標３８０）から連続かつ視覚的にスムーズなアウトラインを生成するので効果的である。続いて注目画素２１４をＰ０（ｘ０，ｙ０）とすると、このＰ０と上記ステップＳＴ３により求めた各媒介変数ｔに対する点Ｐ｛ｘ（ｔ），ｙ（ｔ） ｝の中で、ｔ＜ｔｍａｘ の範囲内で最も距離が近くなる点ｐ｛ｘ（Ｔ） ，ｙ（Ｔ） ｝｛＝ｐ（ｔ＝Ｔ）｝５０１とその距離ｄｍｉｎ を求める（ステップＳＴ４，ＳＴ５及びＳＴ６）。
【００４９】
図１６から分かるようにｐ（ｔ＝Ｔ）は略、ｐ０からアウトライン３２６への垂線の足である。さらに、垂線の傾きθも
θ＝（ｙ（Ｔ） −ｙ０）／（ｘ（Ｔ） −ｘ０）
で求めることができる（ステップＳＴ７）。
【００５０】
最後に上で求めたｄｍｉｎ とθより注目画素のスムージング信号を求める（ステップＳＴ８）。距離ｄｍｉｎ から画素の濃度（パルス幅）を求めることができ、傾きθより、パルスの位相（例えば画素の右側にパルスを記録するか、左側に記録するか、中央に記録するか）を決定することができる。
【００５１】
Ｂｉ，Ｍ（ｔ） は媒介変数ｔについての高次式であるので、スムージング信号生成部３９０での処理はソフトウェアによる処理が適しているが、高速性を重視すればハードウェアにより構成することが必要となる。図１７にハードウェア化を行なった場合の、本発明の第２の実施の形態に係る画像出力装置におけるスムージング信号生成部３９０の構成を示す。このスムージング信号生成部３９０は、「Ｍ×Ｓ×２」個の重み付け係数乗算部３９２｛Ｓ＝（ｔ２−ｔｌ）／ｄｔ；ｔ１、ｔ２は媒介変数ｔの動く範囲のそれぞれ最大値、最小値であり、ｄｔは媒介変数ｔの動くステップ幅である。）、Ｓ×２個の加算部３９３、Ｓ個の距離演算部３９４、距離比較部３９５、セレクト部３９６、傾き演算部３９７、スムージング信号演算部３９８を有する。
【００５２】
各重み付け係数乗算部３９２は各入力ｘｉ，（ｉ＝１，２，．．．，Ｍ）に対して、Ｂｉ．− Ｍ （ｔ） ＊ｘｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｓ）の、もしくは入力がｙｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｍ）に対して、Ｂｉ．− Ｍ （ｔ） ＊ｙｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｓ）の乗算を行なう乗算部である。ｘｉ ，ｙｉ は各Ｌビット（Ｍ＝７の場合はＬ＝３）程度で表わせるので、比較的小さいＬＵＴ規模で済む。各重み付け係数乗算部３９２の出力が各ｔｉ 毎にｘ座標、ｙ座標別に加算部３９３において加算され、
が求められる（図１５におけるステップＳＴ３に対応する）。ｘ（ｔｊ）４０１、ｙ（ｔｊ）４０２は２つに分岐され、一方は距離演算部３９４に入力される。距離演算部３９４はｘ（ｔｊ） ４０１、ｙ（ｔｊ） ４０２から各ｔｊ に対する距離ｄｊ ４０３を求める。距離比較部３９５は各距離ｄｊ４０３の中から距離ｄｊが最小になるｔｊ ＝Ｔのときのｄｍｉｎ ４０４を選択して、スムージング信号演算部３９８に送る（図１５におけるステップＳＴ４乃至ステップＳＴ６に対応する）。加算部３９３から出力されたｘ（ｔｊ）４０１、ｙ（ｔｊ）４０２のもう一方はセレクト部３９６に通される。セレクト部３９６は距離比較部３９５の比較結果４０５からｘ（Ｔ）４０６、ｙ（Ｔ）４０７を選択し、それらを傾き演算部３９７へと供給する。傾き演算部３９７はｘ（Ｔ）４０６、ｙ（Ｔ）４０７を入力し、傾きθ４０８を出力する（図１５でのステップＳＴ７に対応する）。傾きθ４０８はスムージング信号演算部３９８に送られる。このスムージング信号演算部３９８は入力されたｄｍｉｎ ４０４と傾きθ４０８からスムージング信号３０２を生成する（図１５におけるステップＳＴ８に対応する）。
【００５３】
以上の説明においては、（１）式を用いて輪郭座標点からスプライン曲線を用いてアウトライン情報ｄｍｉｎ とθを求めたが、回路規模に制約がある場合には、この発明の第２の実施の形態としてＢスプライン関数のＢｉ，Ｍ（ｔ）を
と媒介変数ｔに関する１次式により近似することによって、重み付け係数乗算部３９２や加算部３９３を用いることなく簡単な演算回路によりｄｍｉｎ ４０４と、傾きθ４０８を求めることができ、回路規模を削減できる。この場合、アウトラインは曲線でなく、アウトラインを近似した折れ線になる。
【００５４】
以上は２値ビットマップ画像をパルス幅変調など多値信号を含んで多値ビットマップ画像に変換する例である。しかし上述の処理は２値低解像度ビットマップ画像から２値高解像度ビットマップ画像への変換にも応用可能である。
【００５５】
図１８は、解像度を４倍に変換する例としての第３の実施の形態を示す説明図である。上述したように、原画像からアウトライン情報を生成した後、高解像度の各注目画素からアウトラインへの距離を求めることができる。図１６の第１の実施の形態においては解像度が同一なため、変換後の注目画素の座標は定数であったが、解像度変換の場合、変換後の画素の座標（ｘ０１，ｙ０１），（ｘ０２，ｙ０１）…というように場所により異なる。また、この場合は傾き情報は必要なくなるので、変換後の画素がアウトラインからどの程度離れているかを示すｄｍｉｎ ４０４だけで求められる。つまり、図１７に示されるハードウェア構成におけるセレクト部３９６と、傾き演算部３９７とが必要なくなる。
【００５６】
最後に、本発明に係る画像出力のための信号処理方法について、第４及び第５の実施の形態により説明する。この第４及び第５の実施の形態に係る信号処理方法は、それぞれ請求項９及び請求項１０に係る発明に相当している。まず、第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法について、図１９乃至図２１を参照しながら説明する。
【００５７】
第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処埋方法は、図１９に示すように、ビットマップデータにおける注目画素を中心とするウィンドウを形成するステップＳＴ１１と、スタート輪郭画素を抽出するステップＳＴ１２と、輪郭画素を前記スタート輪郭画素を起点として右回り及び左回りに追跡して右回り及び左回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ１３及びＳＴ１４と、前記スタート輪郭画素及び右回り並びに左回り輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するステップＳＴ１５と、注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するステップＳＴ１６と、を備えている。
【００５８】
上記ステップＳＴ１１においては、注目画素を中心とする「Ｍ×Ｎ」個のウィンドウを形成し、ステップＳＴ１２においては、この注目画素付近のスタート輪郭画素をｍ点抽出する。このステップＳＴ１２の更に詳細な処理内容が図２０に示されている。この処理においては、注目画素付近の画素パターンとＮ枚のテンプレートパターンとのマッチングを行なう。すなわち、ステップＳＴ１２１において、テンプレート番号ｉを初期化（ｉ＝１）する。次に、テンプレート番号ｉがＮ枚以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１２２）。番号ｉがＮ枚以下である場合には処理を終了する。
【００５９】
ステップＳＴ１２２において、テンプレート番号ｉがＮ枚以下であるものと判断された場合には、ステップＳＴ１２３においてパターンｉにマッチしているか否かの判断を行ない、マッチしているものと判断された場合には、ステップＳＴ１２４において、３点のスタート輪郭画素の座標Ｐ２（ｘ２，ｙ２），Ｐ３（ｘ３，ｙ３），Ｐ４（ｘ４，ｙ４）を出力する。ステップＳＴ１２３において、パターンｉにマッチしていないものと判断された場合には、ステップＳＴ１２５に移り、テンプレート番号ｉを１つ繰り上げて（ｉ＝ｉ＋１）から、前記ステップＳＴ１２１乃至ＳＴ１２４の動作を繰り返すことになる。
【００６０】
再び図１９に戻り、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４において、それぞれ右回り及び左回り輪郭画素を「（Ｍ−ｍ）／２」点ずつ抽出する。この右回り及び左回り輪郭画素の抽出の更に詳細な処理動作が、図２１に示されている。この場合、「Ｍ＝５、ｍ＝３」として説明する。ステップＳＴ１３においては、前記スタート輪郭画素の中で輪郭に沿って右回り方向の先端にある画素Ｐ２（ｘ２，ｙ２）から輪郭を追跡して１点の輪郭画素を追跡する。
【００６１】
図２１においては、まず、ステップＳＴ１３１により追跡方向ｉ０を初期化する（ｉ０＝１）。次に、ステップＳＴ１３２において、追跡方向を順次に変更しながら中心画素つまり注目画素が存在する方向ｉ０を検索する。具体的には、ステップＳＴ１３２である画素がウィンドウの中心であるか否かを判断し、違うものと判断された場合にはステップＳＴ１３３において方向ｉ０を１つ繰り上げて（ｉ０＝ｉ０＋１）、再度同様の判断を行なう。ある画素が中心画素であるものと判定された場合には、ステップＳＴ１３４において方向ｉが「ｉ＝ｉ０」であるものと決定される。
【００６２】
ステップＳＴ１３４において、方向ｉ０が決定されると、ｉ０を出発点としてＰ２（ｘ２，ｙ２）に隣接している８つの画素が右回り輪郭画素の条件に合致するか否かを右回りに順次調べていく（ステップＳＴ１３５）。輪郭画素の条件と合致した場合には、ステップ１３６において、条件に合った画素の座標を右回り輪郭画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）として出力し、輪郭画素の条件と合致しなかった場合には、ステップＳＴ１３７において画素番号ｉを１つ繰り上げて（ｉ＝ｉ＋１）から、画素番号が隣接する８つの画素を超えているか否かを判断し（ステップＳＴ１３８）、８つの画素数を超えている場合には、ステップＳＴ１３９において再び中心画素に検索画素数を戻す。画素数ｉが８より小さければステップＳＴ１３５以降の動作を繰り返すことになる。
【００６３】
左回り輪郭画素の検索も、上述した図２１と同様の処理ステップにより行なわれるが、前記スタート輪郭画素の中で輪郭に沿って左回りの方向の先端にある画素Ｐ４（ｘ４，ｙ４）から輪郭を抽出する点と、左回りに輪郭画素に合う条件の画素を調べていく点とが異なる。
【００６４】
図１９に戻り、ステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１２で求められたスタート輪郭画素と、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４で求められた右回り輪郭画素及び左回り輪郭画素の合計Ｍ点の座標からアウトラインが推測される。これらのステップにおけるアウトラインの推測方法は、先に説明したように、Ｂスプライン関数の曲線若しくはこれに近似した曲線又は折れ線等が利用されており、このような利用はアウトラインの平滑化の観点より望ましい。
【００６５】
図１９におけるステップＳＴ１６においては、上記ステップＳＴ１５により求められた前記アウトラインと前記注目画素の相対的な位置関係より前記注目画素のスムージング信号を生成する。前記相対的位置関係は図１６に示すように、前記注目画素から前記アウトラインへの距離やアウトラインの傾きに基づいて通常はテーブル等を用いて決定される。
【００６６】
次に、請求項１０の発明に相当する第５の実施の形態に係る画像出力における信号処理方法について、図２２を参照しながら詳細に説明する。この第５の実施の形態に係る信号処理方法は、ビットマップデータにおける注目画素を中心とするウィンドウを形成するステップＳＴ２１と、このウィンドウの中からスタート輪郭画素を抽出するステップＳＴ２２と、前記スタート輪郭画素を起点として右回りに追跡して右回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ２３と、前記スタート輪郭画素を起点として左回りに追跡して左回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ２４と、前記スタート輪郭画素及び前記右回り並びに左回り輪郭画素の各位置よりアウトラインを推測するステップＳＴ２５と、前記ビットマップデータにおける画素密度を変換するステップＳＴ２６と、前記画素密度変換後の注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて注目画素の信号を生成するステップＳＴ２７と、を備えている。
【００６７】
上記第５の実施の形態に係る信号処理方法において、ステップＳＴ２６及びＳＴ２７以外の処理動作については、第４の実施の形態に係る信号処理方法におけるステップＳＴ１１乃至ＳＴ１５に相当している。ステップＳＴ２６及びＳＴ２７においては、図１８に示すような画素密度変換後の注目画素と前記アウトラインとの相対的位置関係から画素密度変換後の注目画素信号を生成している。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、任意の２値画像をあらゆる解像度や多値数のスムージングデータに変換可能で、画像を低コストで、しかも短時間で高画質化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の要部としてのスムージング信号処理部の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における輪郭抽出を説明する図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるウインドウ形成部の構成を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるスムージング信号生成部の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるスタート輪郭画素抽出部の横成を示すブロック図。
【図７】第１の実施の形態におけるパターンマッチングのパターン例を示す図。
【図８】図７のパターン例に当てはめる関連パターンの例を示す図。
【図９】第１の実施の形態におけるパターンマッチング部の構成例を示す図。
【図１０】第１の実施の形態における座標出力部の構成例を示す図。
【図１１】第１の実施の形態における右回り輪郭画素追跡部の構成例を示す図。
【図１２】第１の実施の形態における輪郭抽出部の構成例を示す図。
【図１３】第１の実施の形態における右回り輪郭画素の追跡を説明する図。
【図１４】第１の実施の形態における優先順位を説明する図。
【図１５】第１の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理アルゴリズムを示すフローチャート。
【図１６】本発明の第１の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理を視覚的に説明する図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る画像出力装置におけるスムージング信号生成部のハードウェア構成を示すブロック図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理を視覚的に説明する図。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法の各ステップを示すフローチャート。
【図２０】第４の実施の形態による信号処理方法におけるスタート輪郭画素の抽出動作を示すフローチャート。
【図２１】第４の実施の形態による信号処理方法における右回り及び左回り輪郭画素の抽出動作を示すフローチャート。
【図２２】本発明の第５の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法の各ステップを示すフローチャート。
【図２３】一般的なジャギノイズの発生を説明する図。
【図２４】従来のジャギノイズ除去のためのスムージングを説明する図。
【符号の説明】
１００ 画像出力装置
２００ 画像データ作成部
２１０ ぺージメモリ
３００ スムージング処理部
３１０ ウインドウ形成部
３３０ 輪郭抽出部
３９０ スムージング信号生成部
５００ 画像出力部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビットマップデータに対してスムージング（平滑化）処理あるいは画素密度変換処理が施された画像を出力する画像出力手段及び画像出力のためのデータ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタやＣＲＴ等の画像出力装置は小さい画点（画素）の集合で画像を形成する。画素は通常格子マトリクス上の固定位置にのみ出力が可能であるため、格子間隔以下の精度に画像を表現できない。例えば、図２３に示すような垂直に近い斜線２０を出力した場合、ジャギ（ジャグ―ｊａｇ）と呼ばれるギザギザのノイズ１５が現れる。この格子間隔Ｄ３０の逆数は解像度と呼ばれ、画像表現力の１つの尺度として一般に用いられている。
【０００３】
解像度を高めればジャギを減少させることができるが、扱う画素１０の数が増え、データ量が大きくなるためコストが高くなり、記録速度が遅くなるといった問題が生じる。
【０００４】
解像度を高くせずにジャギを小さくする方法として、スムージング（平滑化）と呼ばれる技術が用いられている。これは、図２４に示すように、大きさや位置を変調した画素４０を出力して輪郭を滑らかにする技術である。しかし、画素データを処理するコストや時間の制約から画像出力装置内におけるデータは各々の画素につき２値ビットマップデータにより扱われ、多値ビットマップデータ等の画素変調情報を有していない場合が多い。そこで、スムージングを行なう場合、２値ビットマップデータから多値画素変調データであるスムージング信号を生成する必要がある。
【０００５】
上記スムージング信号を生成する一般的な方法としては、変調すべき注目画素を含む近傍の２値ビットマップデータパターンから生成する方法がある。文字や線画等の画像はその輪郭が滑らかに連続しているという性質を一般的に有しているため、ジャギを減少させるための画素変調データと近傍パターンとの間には相関がある。この画像の性質を利用し、変調信号を生成する。
【０００６】
近傍２値ビットマップデータパターン惰報の把握及び注目画素の画素変調データを求める従来の方法としてテンプレートマッチングによる方法が広く用いられている（特開平２−１１９９６６号公報参照）。この方法は２値テンプレートパターンと２値原画像の注目画素を含むその近傍２値テンプレートパターンとのマッチングをとることにより近傍パターン情報を把握し、さらに各テンプレートの出力として、スムージング信号をあらかじめ与えておくものである。
【０００７】
また、特開平７−１３７３３９号公報には、ビットマップ画像からアウトライン情報を求めて強度変調信号を求める方法が開示されているが、具体的なアウトライン情報を求める方法が示されていないために実用的でない。
【０００８】
また、画像のディジタル化と共に様々なビットマップ形式の画像データが画像出力装置に送られ、出力されるケースが増えてきている。しかし、それらの画像データの密度は画像出力装置が有する解像度とは異なる場合がある。このように異なる解像度の画像を画像出力装置の解像度のまま出力した場合、出力される画像サイズが本来の画像サイズとは異なってしまう。例えば、２００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ−１インチあたりの画素数）の解像度を有する画像を、そのまま６００ｄｐｉの解像度を有するプリンタによって出力すると、画像サイズが１／３になる。これを解消する方法の一つに解像度変換がある。具体的には、原画像の解像度より画像出力装置の解像度が高い場合、原画像の各画素サイズを拡大し、低い場合は間引きする。しかし、単純な水増し処理による拡大を行なうとジャギがそのまま拡大され、一層目立つようになる。そこで単純に拡大せずに上述したようなテンプレートマッチングを用いて輪郭をスムージングしながら拡大する技術が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したテンプレートマッチングパターンによるスムージング変調信号生成方法や解像度変換方法による従来の画像出力のためのデータ処理方法は、変調信号や解像度を変換できるパターンがあらかじめ設計者が用意したテンプレートの数に限定されるという間題がある。そのため、任意のパターンや画像の解像度に対応できず、画質が劣化したり、それらをカバーしようとしてテンプレート数が多くなりコストアップにつながっていた。一方、アウトライン情報を求める方法も処理が複雑であり、短時間で処理するのは困難であった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、任意の２値画像をあらゆる解像度や多値数のスムージングデータに変換可能で、画像を低コストで、しかも短時間で高画質化することができる、画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像出力装置が、画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、を備えると共に、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するする追跡手段より構成され、前記スムージング信号生成手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に係る画像出力装置は、画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換しかつ前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に関する信号を生成する画素密度変換手段と、を備えると共に、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成され、前記画素密度変換手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの距離と前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記高解像度注目画素に関する信号は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る画像出力装置は、複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ中の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、を備え、前記輪郭抽出手段は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る画像出力装置は、複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換すると共に、前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成する画素密度変換手段と、を備え、前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る画像出力装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の画像出力装置において、前記アウトラインは、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る画像出力のためのデータ処理方法は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび／または左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向とは、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定される、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係、に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る画像出力のためのデータ処理方法は、注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換し、かつ、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含む前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成される高解像度注目画素に関する信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に係る画像出力のためのデータ処理方法は、複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、前記複数の画素パターンを画像データ中の前記注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に係る画像出力のためのデータ処理方法は、複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、 前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換するステップと、前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成するステップと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に係る画像出力のためのデータ処理方法は、請求項６ないし請求項９の何れかに記載の画像出力のためのデータ処理方法において、前記アウトラインが、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする。
【００２１】
上述のように構成することにより、固定パターンであるテンプレートを用いて近傍パターンを把握することでスムージング信号を発生するのでなく、効率の良い輪郭追跡・抽出方法により近傍パターンを把握し、輪郭情報の簡単な演算によりスムージング信号もしくは解像度変換を行なうことにより、あらゆる原画像パターンや解像度に対応でき、ジャギの少ないスムージングもしくは解像度変換を行なうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像出力装置及び画像出力のための信号処埋方法の好適な実施の形態について、図面に従い詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の構成を示している。ここでは、プリンタを例にして説明するが、本発明はプリンタ以外のディジタル複写機やファクシミリ等の画像記録装置やディスプレイなどの画像表示装置にも適用可能なものである。本明細書においては、これらの画像記録装置及び画像表示装置を総括する概念として画像出力装置を定義して用いるものとする。
【００２３】
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置１００は、画像データ作成部２００、ページメモリ２１０、スムージング処理部３００及び画像出力部５００を有する。画像データ作成部２００はホスト５０から文字コード・図形コードで構成される画像データ１０２を受け取り、ビットマップ形式の展開画像データ２０２に変換する。展開画像データ２０２は、ページメモリ２１０で一時蓄積される。画像データ１０２がスキャナやディジタルカメラで読み込んだ画像のような、すでにビットマップ形式になっている場合は画像データ１０２が展開画像データ２０２としてそのままぺージメモリ２１０へ送られる。
【００２４】
すべての画像データ１０２が、展開画像データ２０２へと変換され、ぺージメモリ２１０へ送られると、ぺージメモリ２１０の内容がぺージの隅から順にシリアルビットマップデータ２１２として読み出され、スムージング処理部３００へ送られる。スムージング処理部３００において、シリアルビットマップデータ２１２はスムージング信号３０２へと変換され、画像出力部５００に送られる。画像出力部５００はスムージング信号３０２を出力画像５０２としてイメージ化して出力する。
【００２５】
図１は、図２におけるスムージング処理部３００の詳細な構成を示している。図１においてスムージング処理部３００はウィンドウ形成部３１０、輪郭抽出部３３０、スムージング信号生成部３９０を備えている。図１及び図３を用いてスムージング処理部３００における信号処理の様子を視覚的に説明する。
【００２６】
シリアルビットマップデータ２１２はウィンドウ形成部３１０において暫定的に記憶（バッファ）され、注目画素２１４を中心とするＭ×Ｍ画素のウィンドウ２１６（図３ではＭ＝７）を形成する。シリアルビットマップデータ２１２がクロックにのって１画素ずつ送られてくるごとに、ウィンドウ２１６は１画素分右へシフトし、それに伴いウィンドウ２１６の中心である注目画素２１４も右隣の画素２１５へシフトする。１つのライン上を右端まで移動し終えると、ウィンドウ２１６は１画素分下のライン上の移動を開始する。ウィンドウ２１６内のＭ×Ｍ画素の部分ビットマップ信号３２０は、輪郭抽出部３３０に送られる。輪郭抽出部３３０では、注目画素２１４付近の最大Ｍ点の輪郭画素（Ｐ１〜ＰＭ）を抽出し、その座標である輪郭画素座標３８０｛（ｘ１，ｙ１）〜（ｘＭ，ｙＭ）｝を求め、スムージング信号生成部３９０に送る。スムージング信号生成部３９０は輪郭画素座標３８０からアウトライン３２６を推測し，そのアウトライン惰報から注目画素２１４のスムージング信号３０２を生成し、出力する。
【００２７】
図４は、図１におけるウィンドウ形成部３１０の詳細なハードウェア構成を示している。図４において、ウィンドウ形成部３１０は先入れ先出しメモリ（以下ＦＩＦＯ―Ｆｉｒｓｔ−ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−ｏｕｔ―という。）３０６と、Ｍ個のシフトレジスタ３０８とを有する。ＦＩＦＯ３０６はＭライン分のシリアルビットマップデータ２１２を暫定的に記憶（バッファ）する。一時記憶（バッファ）されたＭ本のライン信号３０７は、それぞれ対応するシフトレジスタ３０８に送られる。各シフトレジスタ３０８はシリアルに送られてきた対応するライン信号３０７をＭ画素分だけ暫定的に記憶（バッファ）する。この動作により、各シフトレジスタ３０８の出力信号を集めると、ぺージメモリからある画素を中心としたＭ×Ｍ画素のウィンドウ２１６内の部分ビットマップ信号３２０を切り出したことになる。
【００２８】
図５は、図１における輪郭抽出部３３０の構成を示すブロック図である。図５において、輪郭抽出部３３０はスタート輪郭画素抽出部３３２、右回り輪郭画素追跡部３３４、及び左回り輪郭画素追跡部３３６を有する。
【００２９】
図３及び図５を用いて輪郭抽出部３３０における信号処理の動作を説明する。スタート輪郭画素抽出部３３２は、部分ビットマップ信号３２０の一部である注目画素２１４を中心とする小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素（図３においてはｍ＝３）の小部分ビットマップ信号３２２を受け取り、注目画素２１４の近傍にある輪郭画素（スタート輪郭画素３６４）を最大でもｍ点だけ抽出し、その座標をスタート輪郭画素座標３７０として出力する。ここでは説明の便宜上、各スタート輪郭画素３６４に、Ｐｉ｛ｉ＝（Ｍ−ｍ）／２＋１，（Ｍ−ｍ）／２＋２，…（Ｍ−ｍ）／２＋ｍ）（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においてはＰ３ 〜Ｐ５ ）の名称をつけることにする。ｉは画像の輪郭に沿って反時計回り（左回り）にたどる順に増えていく。ｘ座標、ｙ座標の値は１〜Ｍの整数値なので、１つのスタート輪郭画素３６４のｘ座標、ｙ座標を表わすのにそれぞれＬ（Ｌは２ｘ ＞Ｍとなる最小のｘ）だけの数の信号線が必要となる。したがって、スタート輪郭画素座標３７０全体では「ｍ×Ｌ×２」本の信号線が必要となる。
【００３０】
スタート輪郭画素３６４のうち番号が最も小さい画素、つまり輪郭を時計回り（右回り）に沿った方向の先端にある画素（図３においてはＰ３ ）のスタート輪郭画素座標３７０は第１右回り起点画素座標３６２として右回り輪郭画素追跡部３３４に送られる。同様に番号が最も大きいスタート輪郭画素３６４（図３においてはＰ５ ）のスタート輪郭画素座標３７０は第１左回り起点画素座標３６３として左回り輪郭画素追跡部３３６に送られる。
【００３１】
右回り輪郭画素追跡部３３４は部分ビットマップ信号３２０を入力として受け取り、第１右回り起点画素座標３６２を起点に、画像の輪郭に沿って右回りに、最高（Ｍ−ｍ）／２点の右回り輪郭画素３６５を追跡する。ここでも便宜上スタート輪郭画素３６４と同様に右回り輪郭画素３６５にＰｉ｛ｉ＝１，２，…，（Ｍ−ｍ）／２｝の名称をつけ（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においては、Ｐ１ 〜Ｐ２ ）、画像の輪郭を右回りに追跡する程ｉの番号が小さくなるものとする。そして、それぞれの右回り輪郭画素３６５の座標位置である右回り輪郭画素座標３５５（ｘｉ，ｙｉ）を出力する。右回り輪郭画素３６５の個数は（Ｍ−ｍ）／２であるから上記の計算と同様に右回り輪郭画素座標３５５は｛（Ｍ−ｍ）／２×Ｌ×２｝だけの信号線が必要になる。
【００３２】
同様に左回り輪郭画素追跡部３３６は、部分ビットマップ信号３２０を入力として受け取り、第１左回り起点画素座標３６３を起点に、画像の輪郭に沿って左回りに、最高（Ｍ−ｍ）／２点の左回り輪郭画素３６６を追跡する。ここでも、上述したのと同様に、左回り輪郭画素３６６にＰｉ｛ｉ＝（Ｍ−ｍ）／２＋１，（Ｍ−ｍ）／２＋２，…，Ｍ）の名称をつけ（Ｍ＝７，ｍ＝３とする図３においてはＰ６〜Ｐ７）、画像の輪郭を左回りに追跡する程ｉの番号が大きくなるものとする。そして、それぞれの左回り輪郭画素３６３の座標位置である左回り輪郭画素座標３５６（ｘｉ，ｙｉ）を出力する。上記の計算と同様に左回り輪郭画素座標３５６は｛（Ｍ−ｍ）／２×Ｌ×２｝だけの信号線が必要になる。
【００３３】
図６は、図５におけるスタート輪郭画素抽出部３３２の構成を示す図である。スタート輪郭画素座標３７０の抽出は、その順序付けも含めてパターンマッチングにより行なう。７×７画素程度の大きさでパターンマッチングを行なう従来技術と異なり、注目画素周辺の小さな範囲（例えば３×３画素）で行なうため、小規模な回路でどんなパターンに対しても、もれなくマッチングが行なえるメリットがある。スタート輪郭画素抽出部３３２は、複数のパターンマッチング部３４０、パターンマッチング部３４０と同数の座標出力部３４２、複数の選択部３４６を有する。入力された小部分ビットマップ信号３２２は複数に分岐され、それぞれがパターンマッチング部３４０に供給される。各パターンマッチング部３４０は、１つのｍ×ｍ画素のパターン情報を持ち、そのパターンに小部分ビットマップ信号３２２が一致したとき、一致信号３４８を出力する。各座標出力部３４２は、一致信号３４８が入力されたときに、それぞれ対応したスタート輪郭画素座標３７０を出力し、それ以外はハイインピーダンス信号となる。上述したように、スタート輪郭画素座標３７０の一部は、第１右回り起点画素座標３６２及び第１左回り輪郭画素座標３６３としてそれぞれ右回り輪郭画素追跡部３３４、左回り輪郭画素追跡部３３６に送られる。
【００３４】
図７は、マッチングさせるパターンとこれに対応するスタート輪郭画素を示している。ここでは、ｍ＝３とし、注目画素２１４を中心とする３×３画素から１パターンが構成されている例を示すが、パターンサイズはこれに限定されない。左斜線の正方形、右斜線の正方形、白の正方形はそれぞれ黒画素、白画素、黒画素・白画素どちらでも構わない画素を示している。番号１６のパターンを例にとると、この図７においては、中央の画素から見て、右上、右、下の画素が黒画素であり、左上、上、左、中央、左下の画素が白画素であり、右下の画素がどちらでも構わない画素である。
【００３５】
また、黒線で囲まれたパターン対は、入力信号である小部分ビットマップ信号３２２によっては両方のパターンに合致する。例えば、小部分ビットマップ信号３２２が図８のような信号であったとすると、パターン番号３５と３９に合致する。選択部３４６はこのパターン対に対応する２つのパターンマッチング部３４０の出力である一致信号３４８を入力信号とし、この２つの信号のどちらか一方を選択し、他方をハイインピーダンスにする。白画素の多い方のパターン（図７においてパターン番号の小さい方、この場合はパターン３５）の一致信号３４８を選択することが望ましい。
【００３６】
図９に図７中のパターン番号１６に対応するパターンマッチング部３４０の構成を示す。パターンマッチング部３４０は、反転部３５０、断線部３５２、ハイ（Ｈｉｇｈ）信号出力部３５３、及び９入力の論埋積部３５４を持つ。ここで、注目画素２１４を中心とするｍ×ｍ画素の信号である小部分ビットマップ信号３２２の各信号は対応する画素が黒画素のときをハイ（Ｈｉｇｈ）出力とし、白画素のときをロー（Ｌｏｗ ）出力とする。マッチングするパターンで白画素にあたる信号線には反転部３５０が接続される。黒白どちらでも構わない画素は、断線部３５２によってその信号線が電気的に切断され、論埋積部３５４側の線がハイ（Ｈｉｇｈ）信号出力部３５３につながれ、ハイ（Ｈｉｇｈ）信号となり論理積部３５４に供給される。図９では画素１、２、４、５、７に対応する信号線に反転部３５０が、画素９に対応する信号線に断線部３５２が設けられている。最後に、これらの信号線の積が論理積部３５４により求められ、その結果が一致信号３４８として出力される。
【００３７】
図１０は、図６におけるに座標出力部３４２の詳細な横成を示すブロック図である。座標出力部３４２はｍ個（図１０においてはｍ＝３）の座標信号発生部３５７、３５８、３５９を有し、それぞれのパターンに対応する「Ｌ×２」ビットのスタート輪郭画素座標３７０を発生させる。一致信号３４８はゲート信号となり、一致信号３４８がないときはハイインピーダンス信号になる。スタート輪郭画素座標３７０のうちＰ（Ｍ−ｍ）／２＋１ 座標信号発生部３５７（Ｍ＝７，ｍ＝３である図１０においてはＰ３ ）、Ｐ（Ｍ−ｍ）／２＋ｍ 座標信号発生部３５９（図１０においてはＰ５ ）の出力はそれぞれ第１右回り起点画素座標３６２、第１左回り起点画素座標３６３となる。
【００３８】
図１１は、図５における右回り輪郭画素追跡部３３４の詳細な構成を示すブロック図である。図１１において、右回り輪郭画素追跡部３３４は、「（Ｍ−２）×（Ｍ−２）」個の輪郭抽出部３７１、３７２を有している。輪郭抽出部３７１及び３７２は図３における中ウィンドウ２１３内の「（Ｍ−２）×（Ｍ−２）」の画素Ｐ（ｕ，ｖ）｛（ｕ，ｖ＝２，３，…（Ｍ−１）｝のそれぞれに対応している。輪郭抽出部３７１は、その対応する画素がｍ×ｍ画素の小ウィンドウ２１７内にあり、輪郭抽出部３７２は対応する画素が小ウィンドウ２１７の外にあることになる。各輪郭抽出部３７１、３７２にはその対応する画素に隣接する８つの画素の周辺画素信号３７４と、右回り起点画素信号３６９が入力される。右回り起点画素信号３６９は、「｛（Ｍ−ｍ）／２｝−１」本の信号線からなり、それぞれが第ｎ右回り起点画素信号｛ｎ＝２，３，．．．．，（Ｍ−ｍ）／２｝に対応している。さらに、小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素に対応する輪郭抽出部３７１には第１右回り起点画素座標３６１も入力される。第１右回り起点画素信号３６１は、スタート輪郭画素抽出部３３２からの第１右回り起点画素座標３６２を座標デコーダ３７６によりデコードしたものである。第１右回り起点画素座標３６２は、ｍ×ｍ画素の小ウィンドウ２１７内の画素の座標であるから、小ウィンドウ２１７の外にある画素に対応する輪郭抽出部３７２には、第１右回り起点画素信号３６１は入力されない。
【００３９】
輪郭抽出部３７１、３７２は｛（Ｍ−ｍ）／２｝個の右回り輪郭画素座標３５５を出力する。それぞれが「Ｌ×２」本の信号線を有しているため、各輪郭抽出部３７１、３７２からの出力信号線の総数は最大で「（（Ｍ−ｍ）／２）×Ｌ×２」本になる。そして使宜上それぞれに、第１右回り輪郭画素座標から第｛（Ｍ−ｍ）／２｝右回り輪郭画素座標と番号をつけることにする。
【００４０】
各輪郭抽出部３７１、３７２に入力される右回り起点画素信号３６９（小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素に対応する輪郭抽出部３７１の場合は第１右回り起点画素信号３６１も含む）の中で第ｎ右回り起点画素信号がオンのとき、各輪郭抽出部３７１、３７２は、対応する画素に隣接する８つの画素の信号である周辺画素信号３７４の中から、右回り輪郭画素を一つ抽出し、その座標を第ｎ右回り輪郭画素座標（図示されないが、右回り輪郭画素座標３５５の一部）として出力する。第ｎ右回り輪郭画素座標は分岐され、一つは座標デコーダ３６７でデコードされ、第ｎ＋１右回り起点画素信号（図示されないが、右回り起点画素信号３６９の一部）となり、対応する画素の輪郭抽出部３７１、３７２に供給されることになる。
【００４１】
この右回り輪郭画素座標３５５と右回り起点画素信号３６９との関係を図３及び図１１を用いてさらに詳しく説明する。３点のスタート輪郭画素３６４のうち輪郭を時計回り（右回り）に沿った方向の先端にある画素（Ｐ３）の座標が、第１右回り起点画素座標３６２である。この座標信号が図１１の座標デコーダ３７６でデコードされると、各輪郭抽出部３７１に接続されている第１右回り起点画素信号３６１のうち、画素Ｐ３に対応する輸郭抽出部３７１に接続されている信号線のみオンになる。そのため、Ｐ３に対応する輪郭抽出部３７１が追跡した画素（Ｐ２）の座標のみ、第１右回り輪郭画素座標として出力されて、他の輪郭抽出部３７１からの第１右回り輪郭画素座標の出力は全てハイインピーダンスとなる。
【００４２】
第１右回り輪郭画素座標は２分されて、１つは座標デコーダ３６７でデコードされて、第２右回り起点画素信号となる。画素Ｐ２は第１右回り輪郭画素であるから、Ｐ２に対応する輪郭抽出部３７１（または３７２）に接続されている第２右回り起点画素信号のみオンとなる。そのため、Ｐ２に対応する輪郭抽出部３７１（または３７２）が追跡した画素（図３においてはＰ１）の座標のみ、第２右回り輪郭画素座標として出力され、他の輪郭紺出部３７１（または３７２）からの第２右回り輪郭画素座標の出力は全てハイインビーダンスとなる。
【００４３】
図１２に小ウィンドウ２１７内の画素Ｐ（ｕ，ｖ）に対応する輪郭抽出部３７１の構成を示す。上で説明したように周辺画素信号３７４は画素Ｐ（ｕ，ｖ）に接する８つの画素の信号｛Ｐ（ｕ−１，ｖ−１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ−１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ−１），Ｐ（ｕ−１，ｖ），Ｐ（ｕ＋１，ｖ），Ｐ（ｕ−１，ｖ＋１），Ｐ（ｕ，ｖ＋１），Ｐ（ｕ＋１，ｖ＋１）｝である。この８つの周辺画素信号３７４は、それぞれ反転部３８２で反転された左隣の周辺画素信号３７４との論理積を論理積部３８４でとられる。左隣りの画素とは、図１３に示すように、画素Ｐ（ｕ，ｖ）を中心にして反時計回りの方向に隣接する位置関係にある画素である。この論理積部３８４の出力は、以下に示す右回り輪郭画素の条件を満たす画素かどうかを表す。右回り輪郭画素の条件とは、
（１） 右回り起点画素に隣接する８つの画素であること、
（２） 画素が黒画素であること、
（３） 右回り起点画素からその黒画素に向かって左手に白画素があること、
の３つである。図１２に示した輪郭抽出部３７１はこの３つの条件を満たす画素信号を出力する。
【００４４】
次にセレクト部３８６の作用を説明する。周辺画素信号３７４が図１３に示されるようなパターンの場合、Ｐ（ｕ，ｖ）を第ｎ右回り起点画素としたとき、第ｎ右回り輪郭画素である条件を満たす画素がＰ（ｕ−１，ｖ−１）３７５、Ｐ（ｕ＋１，ｖ）３７８と２つある。この時は、２つの侯補のどちらかを選択する必要がある。セレクト部３８６は、各侯補に優先順位をつけ、その画素自身より順位が上位の信号に侯補がある場合は、その画素の座標を出力をしないように動作する。
【００４５】
８本の周辺画素信号３７４の優先順位は、各輪郭画素抽出部３７１、３７２毎に異なり、各輪郭画素抽出部３７１、３７２に対応する画素が中ウィンドウ２１３内のどの位置にあるかによって決定される。中ウインドウ２１３の中心、つまり注目画素２１４に最も近い場所にある画素の優先順位が最も低く、そこをスタートとして画素Ｐ（ｕ，ｖ）を中心に反時計回りにいくほど順位が高くなる。その様子を図１４を用いて具体的に説明する。ここでは、Ｐ（２，３）に対応する輪郭抽出部３７２を例にあげる。注目画素２１４であるＰ（４，４）に最も近い位置にある画素Ｐ（３，３）｛画素Ｐ（３，４）でも構わない｝が優先順位が８と最も低くなり、反時計回りに回るにつれて順位が高くなる。
【００４６】
論理積部３８４の出力はセレクト部３８６を通過した後、座標符号化部３８１において、対応する画素の座標値３８３に符号化される。座標値３８３は、（Ｍ−ｍ）／２となり、それぞれ第１右回り輪郭画素ゲート部３７７及び第ｎ右回り輪郭画素ゲート部３７９｛ｎ＝２，３…，（Ｍ−ｍ）／２｝を通過して、それぞれ第１輪郭画素座標及び第ｎ右回り輪郭画素座標｛ｎ＝２，３，…，（Ｍ−ｍ）／２｝となる。これらが集まって右回り輪郭画素座標３５５｛ｎ＝１，２，…，（Ｍ−ｍ）／２｝となる。第１右回り起点画素信号３６１は第１右回り輪郭画素ゲート部３７７のゲート信号であり、右回り起点画素信号３６９を構成する第ｎ右回り起点画素信号｛ｎ＝２，３，…，（Ｍ−２）／２｝が、第ｎ右回り輪郭画素ゲート部３７９のゲート信号である。
【００４７】
小ウィンドウ２１７内のｍ×ｍ画素以外の画素に対応する輪郭抽出部３７２の場合、第１右回り起点画素信号３６１と第１右回り輪郭画素ゲート部３７７を有していない。左回り輪郭画素追跡部３３６も、同様なアルゴリズム及び回路構成を用いて左回り輪郭画素３６６を追跡し、それらの座標である左回り輪郭画素座標３５６を出力する。この場合、時計回りと反時計回りが逆になる。
【００４８】
図１５はスムージング信号生成部３９０における処理を示すフローチャートであり、図１６はその処理内容を視覚的に説明する図である。まず、媒介変数ｔを初期化する（ステップＳＴ１）。次に、媒介変数ｔをインクリメント（ステップＳＴ２）させながら、各媒介変数ｔに対する点Ｐ｛ ｘ（ｔ） ，ｙ（ｔ）｝を求める（ステップＳＴ３）。ｘ（ｔ） ，ｙ（ｔ） はそれぞれ、
【００４９】
図１６から分かるようにｐ（ｔ＝Ｔ）は略、ｐ０からアウトライン３２６への垂線の足である。さらに、垂線の傾きθも
θ＝（ｙ（Ｔ） −ｙ０）／（ｘ（Ｔ） −ｘ０）
で求めることができる（ステップＳＴ７）。
【００５０】
最後に上で求めたｄｍｉｎ とθより注目画素のスムージング信号を求める（ステップＳＴ８）。距離ｄｍｉｎ から画素の濃度（パルス幅）を求めることができ、傾きθより、パルスの位相（例えば画素の右側にパルスを記録するか、左側に記録するか、中央に記録するか）を決定することができる。
【００５１】
Ｂｉ，Ｍ（ｔ） は媒介変数ｔについての高次式であるので、スムージング信号生成部３９０での処理はソフトウェアによる処理が適しているが、高速性を重視すればハードウェアにより構成することが必要となる。図１７にハードウェア化を行なった場合の、本発明の第２の実施の形態に係る画像出力装置におけるスムージング信号生成部３９０の構成を示す。このスムージング信号生成部３９０は、「Ｍ×Ｓ×２」個の重み付け係数乗算部３９２｛Ｓ＝（ｔ２−ｔｌ）／ｄｔ；ｔ１、ｔ２は媒介変数ｔの動く範囲のそれぞれ最大値、最小値であり、ｄｔは媒介変数ｔの動くステップ幅である。）、Ｓ×２個の加算部３９３、Ｓ個の距離演算部３９４、距離比較部３９５、セレクト部３９６、傾き演算部３９７、スムージング信号演算部３９８を有する。
【００５２】
各重み付け係数乗算部３９２は各入力ｘｉ，（ｉ＝１，２，．．．，Ｍ）に対して、Ｂｉ．− Ｍ （ｔ） ＊ｘｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｓ）の、もしくは入力がｙｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｍ）に対して、Ｂｉ．− Ｍ （ｔ） ＊ｙｉ （ｉ＝１，２，．．．，Ｓ）の乗算を行なう乗算部である。ｘｉ ，ｙｉ は各Ｌビット（Ｍ＝７の場合はＬ＝３）程度で表わせるので、比較的小さいＬＵＴ規模で済む。各重み付け係数乗算部３９２の出力が各ｔｉ 毎にｘ座標、ｙ座標別に加算部３９３において加算され、
【００５３】
以上の説明においては、（１）式を用いて輪郭座標点からスプライン曲線を用いてアウトライン情報ｄｍｉｎ とθを求めたが、回路規模に制約がある場合には、この発明の第２の実施の形態としてＢスプライン関数のＢｉ，Ｍ（ｔ）を
【００５４】
以上は２値ビットマップ画像をパルス幅変調など多値信号を含んで多値ビットマップ画像に変換する例である。しかし上述の処理は２値低解像度ビットマップ画像から２値高解像度ビットマップ画像への変換にも応用可能である。
【００５５】
図１８は、解像度を４倍に変換する例としての第３の実施の形態を示す説明図である。上述したように、原画像からアウトライン情報を生成した後、高解像度の各注目画素からアウトラインへの距離を求めることができる。図１６の第１の実施の形態においては解像度が同一なため、変換後の注目画素の座標は定数であったが、解像度変換の場合、変換後の画素の座標（ｘ０１，ｙ０１），（ｘ０２，ｙ０１）…というように場所により異なる。また、この場合は傾き情報は必要なくなるので、変換後の画素がアウトラインからどの程度離れているかを示すｄｍｉｎ ４０４だけで求められる。つまり、図１７に示されるハードウェア構成におけるセレクト部３９６と、傾き演算部３９７とが必要なくなる。
【００５６】
最後に、本発明に係る画像出力のための信号処理方法について、第４及び第５の実施の形態により説明する。この第４及び第５の実施の形態に係る信号処理方法は、それぞれ請求項９及び請求項１０に係る発明に相当している。まず、第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法について、図１９乃至図２１を参照しながら説明する。
【００５７】
第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処埋方法は、図１９に示すように、ビットマップデータにおける注目画素を中心とするウィンドウを形成するステップＳＴ１１と、スタート輪郭画素を抽出するステップＳＴ１２と、輪郭画素を前記スタート輪郭画素を起点として右回り及び左回りに追跡して右回り及び左回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ１３及びＳＴ１４と、前記スタート輪郭画素及び右回り並びに左回り輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するステップＳＴ１５と、注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するステップＳＴ１６と、を備えている。
【００５８】
上記ステップＳＴ１１においては、注目画素を中心とする「Ｍ×Ｎ」個のウィンドウを形成し、ステップＳＴ１２においては、この注目画素付近のスタート輪郭画素をｍ点抽出する。このステップＳＴ１２の更に詳細な処理内容が図２０に示されている。この処理においては、注目画素付近の画素パターンとＮ枚のテンプレートパターンとのマッチングを行なう。すなわち、ステップＳＴ１２１において、テンプレート番号ｉを初期化（ｉ＝１）する。次に、テンプレート番号ｉがＮ枚以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ１２２）。番号ｉがＮ枚以下である場合には処理を終了する。
【００５９】
ステップＳＴ１２２において、テンプレート番号ｉがＮ枚以下であるものと判断された場合には、ステップＳＴ１２３においてパターンｉにマッチしているか否かの判断を行ない、マッチしているものと判断された場合には、ステップＳＴ１２４において、３点のスタート輪郭画素の座標Ｐ２（ｘ２，ｙ２），Ｐ３（ｘ３，ｙ３），Ｐ４（ｘ４，ｙ４）を出力する。ステップＳＴ１２３において、パターンｉにマッチしていないものと判断された場合には、ステップＳＴ１２５に移り、テンプレート番号ｉを１つ繰り上げて（ｉ＝ｉ＋１）から、前記ステップＳＴ１２１乃至ＳＴ１２４の動作を繰り返すことになる。
【００６０】
再び図１９に戻り、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４において、それぞれ右回り及び左回り輪郭画素を「（Ｍ−ｍ）／２」点ずつ抽出する。この右回り及び左回り輪郭画素の抽出の更に詳細な処理動作が、図２１に示されている。この場合、「Ｍ＝５、ｍ＝３」として説明する。ステップＳＴ１３においては、前記スタート輪郭画素の中で輪郭に沿って右回り方向の先端にある画素Ｐ２（ｘ２，ｙ２）から輪郭を追跡して１点の輪郭画素を追跡する。
【００６１】
図２１においては、まず、ステップＳＴ１３１により追跡方向ｉ０を初期化する（ｉ０＝１）。次に、ステップＳＴ１３２において、追跡方向を順次に変更しながら中心画素つまり注目画素が存在する方向ｉ０を検索する。具体的には、ステップＳＴ１３２である画素がウィンドウの中心であるか否かを判断し、違うものと判断された場合にはステップＳＴ１３３において方向ｉ０を１つ繰り上げて（ｉ０＝ｉ０＋１）、再度同様の判断を行なう。ある画素が中心画素であるものと判定された場合には、ステップＳＴ１３４において方向ｉが「ｉ＝ｉ０」であるものと決定される。
【００６２】
ステップＳＴ１３４において、方向ｉ０が決定されると、ｉ０を出発点としてＰ２（ｘ２，ｙ２）に隣接している８つの画素が右回り輪郭画素の条件に合致するか否かを右回りに順次調べていく（ステップＳＴ１３５）。輪郭画素の条件と合致した場合には、ステップ１３６において、条件に合った画素の座標を右回り輪郭画素Ｐ１（ｘ１，ｙ１）として出力し、輪郭画素の条件と合致しなかった場合には、ステップＳＴ１３７において画素番号ｉを１つ繰り上げて（ｉ＝ｉ＋１）から、画素番号が隣接する８つの画素を超えているか否かを判断し（ステップＳＴ１３８）、８つの画素数を超えている場合には、ステップＳＴ１３９において再び中心画素に検索画素数を戻す。画素数ｉが８より小さければステップＳＴ１３５以降の動作を繰り返すことになる。
【００６３】
左回り輪郭画素の検索も、上述した図２１と同様の処理ステップにより行なわれるが、前記スタート輪郭画素の中で輪郭に沿って左回りの方向の先端にある画素Ｐ４（ｘ４，ｙ４）から輪郭を抽出する点と、左回りに輪郭画素に合う条件の画素を調べていく点とが異なる。
【００６４】
図１９に戻り、ステップＳＴ１５において、ステップＳＴ１２で求められたスタート輪郭画素と、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４で求められた右回り輪郭画素及び左回り輪郭画素の合計Ｍ点の座標からアウトラインが推測される。これらのステップにおけるアウトラインの推測方法は、先に説明したように、Ｂスプライン関数の曲線若しくはこれに近似した曲線又は折れ線等が利用されており、このような利用はアウトラインの平滑化の観点より望ましい。
【００６５】
図１９におけるステップＳＴ１６においては、上記ステップＳＴ１５により求められた前記アウトラインと前記注目画素の相対的な位置関係より前記注目画素のスムージング信号を生成する。前記相対的位置関係は図１６に示すように、前記注目画素から前記アウトラインへの距離やアウトラインの傾きに基づいて通常はテーブル等を用いて決定される。
【００６６】
次に、請求項１０の発明に相当する第５の実施の形態に係る画像出力における信号処理方法について、図２２を参照しながら詳細に説明する。この第５の実施の形態に係る信号処理方法は、ビットマップデータにおける注目画素を中心とするウィンドウを形成するステップＳＴ２１と、このウィンドウの中からスタート輪郭画素を抽出するステップＳＴ２２と、前記スタート輪郭画素を起点として右回りに追跡して右回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ２３と、前記スタート輪郭画素を起点として左回りに追跡して左回り輪郭画素を抽出するステップＳＴ２４と、前記スタート輪郭画素及び前記右回り並びに左回り輪郭画素の各位置よりアウトラインを推測するステップＳＴ２５と、前記ビットマップデータにおける画素密度を変換するステップＳＴ２６と、前記画素密度変換後の注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて注目画素の信号を生成するステップＳＴ２７と、を備えている。
【００６７】
上記第５の実施の形態に係る信号処理方法において、ステップＳＴ２６及びＳＴ２７以外の処理動作については、第４の実施の形態に係る信号処理方法におけるステップＳＴ１１乃至ＳＴ１５に相当している。ステップＳＴ２６及びＳＴ２７においては、図１８に示すような画素密度変換後の注目画素と前記アウトラインとの相対的位置関係から画素密度変換後の注目画素信号を生成している。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、任意の２値画像をあらゆる解像度や多値数のスムージングデータに変換可能で、画像を低コストで、しかも短時間で高画質化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の要部としてのスムージング信号処理部の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像出力装置の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における輪郭抽出を説明する図。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるウインドウ形成部の構成を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるスムージング信号生成部の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるスタート輪郭画素抽出部の横成を示すブロック図。
【図７】第１の実施の形態におけるパターンマッチングのパターン例を示す図。
【図８】図７のパターン例に当てはめる関連パターンの例を示す図。
【図９】第１の実施の形態におけるパターンマッチング部の構成例を示す図。
【図１０】第１の実施の形態における座標出力部の構成例を示す図。
【図１１】第１の実施の形態における右回り輪郭画素追跡部の構成例を示す図。
【図１２】第１の実施の形態における輪郭抽出部の構成例を示す図。
【図１３】第１の実施の形態における右回り輪郭画素の追跡を説明する図。
【図１４】第１の実施の形態における優先順位を説明する図。
【図１５】第１の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理アルゴリズムを示すフローチャート。
【図１６】本発明の第１の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理を視覚的に説明する図。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る画像出力装置におけるスムージング信号生成部のハードウェア構成を示すブロック図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態におけるスムージング信号生成の処理を視覚的に説明する図。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法の各ステップを示すフローチャート。
【図２０】第４の実施の形態による信号処理方法におけるスタート輪郭画素の抽出動作を示すフローチャート。
【図２１】第４の実施の形態による信号処理方法における右回り及び左回り輪郭画素の抽出動作を示すフローチャート。
【図２２】本発明の第５の実施の形態に係る画像出力のための信号処理方法の各ステップを示すフローチャート。
【図２３】一般的なジャギノイズの発生を説明する図。
【図２４】従来のジャギノイズ除去のためのスムージングを説明する図。
【符号の説明】
１００ 画像出力装置
２００ 画像データ作成部
２１０ ぺージメモリ
３００ スムージング処理部
３１０ ウインドウ形成部
３３０ 輪郭抽出部
３９０ スムージング信号生成部
５００ 画像出力部
Claims (10)
- 画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、を備えると共に、
前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成され、前記スムージング信号生成手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定されることを特徴とする画像出力装置。 - 画像データから輪郭画素を抽出する輪郭抽出手段と、前記輪郭画素の各位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換しかつ前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に関する信号を生成する画素密度変換手段と、を備えると共に、
前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成され、前記画素密度変換手段で用いられる前記相対的な位置関係は、前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの距離と前記高解像度注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記高解像度注目画素に関する信号は、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成されることを特徴とする画像出力装置。 - 複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ中の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、
前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、
前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するスムージング信号生成手段と、
を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする画像出力装置。 - 複数の画素パターンと各画素パターンの輪郭画素座標とを記憶し、前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較し、この近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力する輪郭抽出手段と、
前記輪郭画素座標の位置に基づいてアウトラインを推測するアウトライン推測手段と、
画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換すると共に、前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成する画素密度変換手段と、
を備え、
前記輪郭抽出手段は、前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出する追跡手段より構成されることを特徴とする画像出力装置。 - 前記アウトラインは、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の画像出力装置。
- 注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、
前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、
前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含み、かつ、前記スムージング信号の大きさと方向とは、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて決定される、前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係、に基づいて前記画像データの注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像出力のためのデータ処理方法。 - 注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出するステップと、
前記輪郭の各位置に基づいてアウトラインを抽出するステップと、
前記画像データにおける注目画素を高解像度画素に変換し、かつ、前記注目画素から前記アウトラインへの距離と前記注目画素から前記アウトラインへの垂線の傾き角度との少なくとも１つを含む前記アウトラインと各高解像度画素との相対的な位置関係に基づいて、前記距離および前記傾き角度の少なくとも１つに基づいて全ての高解像度注目画素から選択されて生成される高解像度注目画素に関する信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像出力のためのデータ処理方法。 - 複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、
前記複数の画素パターンを画像データ中の前記注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、
前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、
前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、
前記注目画素と前記アウトラインとの相対的な位置関係に基づいて前記注目画素に対するスムージング信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像出力のためのデータ処理方法。 - 複数の画素パターンと各々の画素パターンの輪郭画素座標とを記憶するステップと、
前記複数の画素パターンを画像データ内の注目画素を含む近傍画素パターンと比較するステップと、
前記近傍画素パターンに適合する画素パターンの輪郭画素座標を出力するステップと、
前記輪郭画素座標の位置に基づいて前記注目画素を中心とするＭ×Ｍ画素の所定範囲の中で前記注目画素の近傍のｍ×ｍ画素の小さな範囲内の輪郭画素を最大でもｍ個を起点として、右回りおよび左回りで輪郭を追跡して最大でもそれぞれ（Ｍ−ｍ）／２点ずつの輪郭画素を抽出することによりアウトラインを推測するステップと、
画像データ内の注目画素を高解像度注目画素に変換するステップと、
前記アウトラインと各高解像度注目画素との相対的な位置関係に基づいて高解像度注目画素に対する信号を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像出力のためのデータ処理方法。 - 前記アウトラインは、Ｂスプライン曲線を近似した折れ線であることを特徴とする請求項６ないし請求項９の何れかに記載の画像出力のためのデータ処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30624096A JP3560749B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 |
| US08/971,698 US6052489A (en) | 1996-11-18 | 1997-11-17 | Image output apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30624096A JP3560749B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150568A JPH10150568A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3560749B2 true JP3560749B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=17954694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30624096A Expired - Fee Related JP3560749B2 (ja) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6052489A (ja) |
| JP (1) | JP3560749B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7016539B1 (en) * | 1998-07-13 | 2006-03-21 | Cognex Corporation | Method for fast, robust, multi-dimensional pattern recognition |
| US20030115306A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-19 | Richard Hagarty | Modification of map of storage area network resources |
| US6927780B2 (en) * | 2002-01-14 | 2005-08-09 | Seiko Epson Corporation | Fast text/graphics resolution improvement with chain-code table look-up |
| JP4214459B2 (ja) | 2003-02-13 | 2009-01-28 | ソニー株式会社 | 信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| JP4144377B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2008-09-03 | ソニー株式会社 | 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| JP4392584B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-01-06 | ソニー株式会社 | 信号処理装置および信号処理方法、並びにプログラムおよび記録媒体 |
| US8081820B2 (en) | 2003-07-22 | 2011-12-20 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method for partitioning a pattern into optimized sub-patterns |
| US7190834B2 (en) * | 2003-07-22 | 2007-03-13 | Cognex Technology And Investment Corporation | Methods for finding and characterizing a deformed pattern in an image |
| AU2003268756A1 (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-21 | Software Cradle Co., Ltd. | Printing device and program |
| US8437502B1 (en) | 2004-09-25 | 2013-05-07 | Cognex Technology And Investment Corporation | General pose refinement and tracking tool |
| US7593587B1 (en) * | 2005-04-12 | 2009-09-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Spectral feature generation using high-pass filtering for scene anomaly detection |
| JP4821663B2 (ja) * | 2007-03-12 | 2011-11-24 | 日本電気株式会社 | 文字ノイズ除去装置、文字ノイズ除去方法、文字ノイズ除去プログラム |
| US8103085B1 (en) | 2007-09-25 | 2012-01-24 | Cognex Corporation | System and method for detecting flaws in objects using machine vision |
| JP5233839B2 (ja) * | 2009-05-20 | 2013-07-10 | 株式会社リコー | 情報抽出装置、情報抽出方法、情報抽出プログラム、及び記憶媒体 |
| US9679224B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-06-13 | Cognex Corporation | Semi-supervised method for training multiple pattern recognition and registration tool models |
| JP6241292B2 (ja) * | 2014-01-27 | 2017-12-06 | 株式会社リコー | 集積回路、画像処理装置および画像形成装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4847641A (en) * | 1988-08-16 | 1989-07-11 | Hewlett-Packard Company | Piece-wise print image enhancement for dot matrix printers |
| US5134495A (en) * | 1990-11-07 | 1992-07-28 | Dp-Tek, Inc. | Resolution transforming raster-based imaging system |
| US5815605A (en) * | 1992-07-17 | 1998-09-29 | Ricoh Company, Ltd. | Image processing system and method |
| JP2967011B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1999-10-25 | キヤノン株式会社 | 画像処理方法及び装置 |
| JPH07137339A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-05-30 | Toshiba Corp | 画像形成装置及びその方法並びにそれらを用いた電子写真記録装置 |
-
1996
- 1996-11-18 JP JP30624096A patent/JP3560749B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-11-17 US US08/971,698 patent/US6052489A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6052489A (en) | 2000-04-18 |
| JPH10150568A (ja) | 1998-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3560749B2 (ja) | 画像出力装置及び画像出力のための信号処理方法 | |
| US6185341B1 (en) | Image processing using vector data to reduce noise | |
| US6757431B2 (en) | Resolution conversion for anti-aliased images using loose gray scale template matching | |
| US20030179935A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and computer-readable record medium storing image processing program | |
| JP3167120B2 (ja) | 画像処理装置及び方法 | |
| EP0200885A2 (en) | Method and apparatus for processing image data | |
| JPH07131634A (ja) | 画像処理装置 | |
| JP4259949B2 (ja) | 画像作成装置、画像作成プログラムおよび記録媒体 | |
| JP2006237858A (ja) | 画像処理装置、画像処理方法、その方法をコンピュータに実行させるプログラム、および記録媒体 | |
| JP3952188B2 (ja) | 画像補間装置、画像補間方法および画像補間プログラム | |
| JP2000194845A (ja) | 画像処理装置及びその方法、及び画像処理システム | |
| JP2001283212A (ja) | ベクタ変換下地補間方法 | |
| JP3624153B2 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
| JP3814547B2 (ja) | 画像処理装置及びその方法 | |
| JP3716528B2 (ja) | 画像処理装置 | |
| JP3997415B2 (ja) | エッジ生成装置、エッジ生成方法およびエッジ生成プログラム | |
| JP3972625B2 (ja) | 画像処理装置および画像処理方法 | |
| JP3211591B2 (ja) | イメージ処理装置 | |
| JP2788554B2 (ja) | 画像処理方法およびその装置 | |
| JP3147246B2 (ja) | 画像処理装置及び方法 | |
| JP3080937B2 (ja) | Ｊｂｉｇによる符号化方法およびｊｂｉｇプログラムを記録した記録媒体 | |
| JP4080973B2 (ja) | 画像出力装置、画像出力プログラムおよびこのプログラムが記録された記録媒体 | |
| JPH10198333A (ja) | アウトライン文字描画装置 | |
| JP3054299B2 (ja) | 画像処理装置及びその方法 | |
| JP3190085B2 (ja) | 画像処理装置及び方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031217 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20031226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040414 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040518 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040526 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090604 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090604 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100604 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100604 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110604 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120604 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120604 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |