JP3597423B2 - 画像変倍装置及び画像変倍方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファクシミリ、スキャナ、ディジタルコピー等のディジタルデータの画像処理装置に関し、特に文字や線画を含む画像を任意の倍率で拡大、縮小する画像変倍処理装置及び画像変倍方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２値化された画像の拡大及び縮小機能を有する画像変倍処理装置において、例えば、特開平６−１６４８９６号又は特開平６−２５３１４０号に開示されているように、縮小時には縮小率に応じた間隔で間引き処理を行なう一方、拡大時には整数倍拡大を行った後に縮小と同じ処理により拡大率に応じた周期の間引き処理を行なう。これにより、任意倍率の拡大縮小処理を行っている。また、主走査方向及び副走査方向に４倍拡大を行なうとき、スムージング処理により２倍拡大した画像を生成し、一旦出力された２倍拡大の画像を再入力して、同じ回路を通して４倍拡大の画像データを得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来技術の構成では、入力画像を主走査方向及び副走査方向に２倍以上に拡大する場合、２倍拡大された画像を再度拡大して拡大画像を生成していたが、この拡大方式では２倍拡大後の画像を保存するためのメモリが必要となっていた。
【０００４】
また、スムージング処理は凹凸を少なくした拡大画像を得られる点で優れた方式であるが、パターンマッチ処理が含まれるために処理するデータ量が多くなる傾向がある。特に拡大率が２倍以上になってスムージング処理による拡大が繰り返されると取り扱うデータ量が増大して処理時間が長くなる問題がある。
【０００５】
また、拡大方式としてはスムージング処理の他に簡易拡大方式が知られている。簡易拡大方式は注目画素に隣接する３角の画素だけをみることによりスムージング処理に比べて取り扱うデータ量を減らした方式であるが、画素変化のパターンによってはお互いの変化が干渉しあって本来なだらかにすることが目的であるはずなのに凹凸ができるといった不具合がある。
【０００６】
また、拡大処理において１．５倍など２倍以下の処理の場合は、正規出力２×２画素を単純に間引いて（２×１）画素または（１×２）画素を形成して組み合わせていたが、単純間引きでは白黒の境界線の滑らかさが失われて画質が劣化する傾向があった。
【０００７】
また、縮小処理において入力画像を単純間引き又はＯＲ間引きしているが、これでは画質が劣化する可能性が高かった。たとえば、孤立点やノッチが残ってしまったり、単純間引きにより細線が途切れたり、ＯＲ間引きにより黒画素優先で間引いた場合に黒つぶれを起こしたりしていた。
【０００８】
また、縮小処理では間引き処理のために重ね書しているが、重ね書きを行う方向によって主走査方向の縮小処理、副走査方向の縮小処理、主副両方向の縮小処理、の３種類の縮小処理を別々の回路で実行していたために回路規模が大きくなるといった問題があった。
【０００９】
また、縮小処理を行う場合、同じ出力アドレスに出力する入力画素は複数となり、夫々の入力画素の像域分離結果が同じになるとは限らない。像域分離の結果は、最終的な画像データを出力するに当たってはとても重要である。これまでは、単純間引きやＯＲ間引きで最終的に有効となった画素の像域分離データをその出力画素の像域分離結果として使っていた。しかし、このような方法では無作為に間引かれたデータを用いているため、文字が多い画像の中でハーフトーン判定結果が残ってしまったり、ハーフトーンが多い画像の中で文字判定結果が残ってしまったりして入力画像に合わない判定結果となっていた。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、第１に、入力画像を２倍以上に拡大するにあたりメモリの削減と処理の高速化を実現でき、第２に、画像データを任意の倍率で拡大するにあたり凸凹の少ない滑らかな画像を得ることができ、第３に、画像データを任意の倍率で縮小するにあたり単純間引きやＯＲ間引きに伴う画質の劣化を防止できる画像変倍処理装置及び画像変倍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】
本発明は、各拡大回路が所定の拡大倍率を持ち、前段の拡大回路の拡大結果が後段の拡大回路の入力となるように複数の拡大回路が直列配置されると共に各拡大回路の出力を個別に取り出し可能にし、先頭の拡大回路に対して注目画素を入力して拡大し、後段の拡大回路に対して前段の拡大回路の出力する拡大画素のうち１画素を入力して拡大し、所要サイズに拡大された拡大画像の全画素が揃うまで先頭の拡大回路に対して同一の注目画素を繰り返し入力し、且つ、後段の拡大回路では、前段の拡大回路から拡大画素の出力がある度、前回とは副走査方向又は主走査方向へ１画素ずれた画素位置から画素を取り込み、前記拡大画像の各画素が出力される拡大回路を目標拡大倍率に基づいて選択し、この選択した拡大回路が拡大画素を出力する度に、目標拡大倍率及び前記注目画素の入力回数に応じて決定される画素だけを有効画素として取り出すことにより、外部にメモリを持つことなく４倍以上の拡大を実現している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様は、前段の拡大回路の拡大結果が後段の拡大回路の入力となるように複数の拡大回路が直列配置された画像変倍装置であって、先頭の拡大回路に対して同一画素を主走査方向の倍率に応じた回数だけ繰り返し入力し、最後の拡大回路が出力する拡大結果から最後の拡大回路の拡大率に応じた数の画素を拡大画素として取り出し、同一画素が入力される度に画素の取り出し位置を主走査方向に順次シフトさせることを特徴とする画像変倍装置である。
【００１３】
本発明の第２の態様は、前段の拡大回路の拡大結果が後段の拡大回路の入力となるように複数の拡大回路が直列配置された画像変倍装置であって、先頭の拡大回路に対して同一画素を副走査方向の倍率に応じた回数だけ繰り返し入力し、最後の拡大回路が出力する拡大結果から最後の拡大回路の拡大率に応じた数の画素を拡大画素として取り出し、同一画素が入力される度に画素の取り出し位置を副走査方向に順次シフトさせることを特徴とする画像変倍装置である。
【００１４】
第１、２の態様の画像変倍装置によれば、前段の拡大回路の拡大結果が後段の拡大回路の入力となるように複数の拡大回路が直列配置して、先頭の拡大回路には同一画素を主走査方向又は副走査方向の倍率に応じた回数だけ繰り返し入力する一方、最後の拡大回路が出力する拡大結果から入力毎に拡大画素を取り出すので、一度拡大した拡大結果を次の拡大のために保存するメモリを持つ必要がなくなった。
【００１５】
本発明の第３の態様は、注目画素を含むＮ×Ｎ画素の周辺画素とＮ×Ｎ画素の参照パターンとを比較して入力画像と一致度の高い参照パターンに応じたＭ×Ｍ画素の画素パターンを拡大結果として出力するスムージング拡大処理回路と、注目画素に隣接する角の複数画素が同じデータであればその角に対応する画素を当該角の複数画素と同じデータに置き換え、注目画素を中心とする各角について同様の置き換えを行うことによりＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する簡易拡大処理回路と、注目画素と同じデータを単純に繰り返してＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する単純拡大処理回路とを具備し、前記スムージング拡大処理回路、簡易拡大処理回路及び単純拡大処理回路を切替可能に構成し、倍率が大きくなるほど簡単な拡大処理が行なわれるようにしたことを特徴とする画像変倍装置である。
【００１６】
この画像変倍装置によれば、処理が複雑なスムージング拡大処理回路と、処理が簡単な単純拡大処理回路と、処理の複雑さが両者の中間の簡易拡大処理回路とを備えて、倍率が大きくなるほど簡単な拡大処理が行なわれるようにしたので、大きな倍率の時に複雑な拡大処理を行うことによる処理時間の遅れを防止できるとともに、小さな倍率の時には画質の劣化を防止することもできる。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第３の態様の画像変倍装置において、前記スムージング拡大処理回路、簡易拡大処理回路及び単純拡大処理回路を拡大率に応じて組み合わせて用いるものとした。
【００１８】
これにより、画質の劣化を抑えると共に処理時間の遅れを抑制した変倍処理が可能となる。
【００１９】
本発明の第５の態様は、注目画素に隣接する角の３画素が同じデータで、且つその角寄りの周辺画素に注目画素と異なる色の画素が少なくとも一つ含まれていれば、その角に対応する画素を当該角の３画素と同じデータに置き換え、注目画素を中心とする各角について同様の置き換えを行うことによりＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する画像変倍装置である。
【００２０】
この画像変倍装置によれば、注目画素に隣接する角の３画素に加えて、その角寄りの周辺画素まで参照して出力画素の色を決めるので、従来方式では互いの変化が干渉しあって凸凹していたような場所もなだらかにすることができる。
【００２１】
本発明の第６の態様は、注目画素を拡大して得られたＮ×Ｎ画素のブロックをＮ×１画素又は１×Ｎ画素に置き換えるために画素の重ね合わせを行う場合、注目画素の周辺画素を参照して境界線が平滑化されるように白画素又は黒画素を保存して重ね合わせることを特徴とする画像変倍装置である。
【００２２】
この画像変倍装置によれば、Ｎ×Ｎ画素のブロックをＮ×１画素又は１×Ｎ画素に置き換える場合、注目画素の周辺画素を参照して境界線が平滑化されるように白画素又は黒画素を保存して重ね合わせるので、境界線が平滑化された画像を得ることができる。
【００２３】
本発明の第７の態様は、入力画像から孤立点又はノッチの少なくとも一方を除去する画像処理回路と、前記画像処理回路で孤立点又はノッチが除去された入力画像に対して縮小処理を施す縮小処理回路とを具備した画像変倍装置である。
【００２４】
この画像変倍装置によれば、縮小処理の前に入力画像から孤立点又はノッチを除去するので、縮小画像に孤立点又はノッチが残って画質が劣化することを防止できる。
【００２５】
本発明の第８の態様は、注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線か否か判定する細線判定回路と、主走査方向又は副走査方向に画素を重ねる縮小処理を実行する際に前記細線判定回路の細線判定結果を参照して白画素又は黒画素を決定する縮小処理回路とを具備する画像変倍装置である。
【００２６】
この画像変倍装置によれば、主走査方向又は副走査方向に画素を重ねる縮小処理を実行する際に細線判定結果を参照して白画素又は黒画素を決定するので、細線が途切れたり黒つぶれすることを防止できる。
【００２７】
本発明の第９の態様は、第８の態様の画像変倍装置において、前記細線判定回路は、周辺画素と参照パターンとの比較によって、注目画素が黒細線、白細線、白細線候補、その他のいずれであるかを決定するものとする。
【００２８】
この画像変倍装置によれば、細線判定で黒細線、白細線に加えて白細線候補も判定しているので、白細線を有効に保存した縮小画像を得ることができる。
【００２９】
本発明の第１０の態様は、注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線か否か判定する場合、細線幅と連続性とに基づいて細線を検出する参照パターンを用いることを特徴とする細線判定回路である。
【００３０】
この細線判定回路によれば、細線幅と連続性とに基づいて細線を検出するので、参照パターンの数を大幅に削減することができ、処理時間を短縮できる。
【００３１】
本発明の第１１の態様は、縮小対象の画素群に対して主走査方向に画素を重ねて縮小する主走査方向縮小処理回路と、前記主走査方向縮小処理回路から出力された現ラインの縮小結果と前ラインまでの副走査方向の縮小結果とを重ね合わせる副走査方向縮小処理回路とを具備した画像変倍装置である。
【００３２】
この画像変倍装置によれば、主走査方向の縮小処理と副走査方向の縮小処理とを別々に実行するので，主走査方向縮小処理回路と副走査方向縮小処理回路とで対応することが出来，回路規模を縮小することができる。
【００３３】
本発明の第１２の態様は、像域分離結果を用いて文字画像の処理とハーフトーン画像の処理とを切り替える画像変倍装置であって、出力画素の像域分離結果を判定する機能として以下の（１）〜（６）を具備し、
（１）出力画素の像域分離結果をすべて文字にする
（２）縮小対象になった画素群に１画素でも文字の像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果を文定にする
（３）縮小対象になった画素群に１画素でもハーフトーンの像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果をハーフトーンにする
（４）出力画素の像域分離結果をすべてハーフトーンにする
（５）縮小処理の結果、有効となった画素の像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
（６）縮小対象になった画素それぞれの像域分離結果のうち最も数の多い像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
上記（１）〜（６）のいずれかを選択可能にした画像変倍装置である。
【００３４】
この画像変倍装置によれば、オペレータが入力画像に応じて最適の判定モードを選択出来るので画質の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明の第１３の態様は，直列配置された先頭の拡大回路に対して同一画素を主走査方向又は副走査方向の倍率に応じた回数だけ繰り返し入力し、前段の拡大回路の出力を後段の拡大回路に入力し、最後の拡大回路が出力する拡大結果から最後の拡大回路の拡大率に応じた数の画素を拡大画素として取り出し、同一画素が入力される度に画素の取り出し位置を主走査方向又は副走査方向に順次シフトさせることを特徴とする画像変倍方法である。
【００３６】
本発明の第１４の態様は，スムージング処理によって注目画素を拡大するスムージング拡大処理回路、簡易拡大処理によって注目画素を拡大する簡易拡大処理回路及び単純拡大処理によって注目画素を拡大する単純拡大処理回路を、倍率が大きくなるほど単純な拡大処理となるように切り替えることを特徴とする画像変倍方法である。
【００３７】
本発明の第１５の態様は，スムージング処理によって注目画素を拡大するスムージング拡大処理回路、簡易拡大処理によって注目画素を拡大する簡易拡大処理回路及び単純拡大処理によって注目画素を拡大する単純拡大処理回路を、拡大率に応じてその組み合わせを変更して拡大処理することを特徴とする画像変倍方法である。
【００３８】
本発明の第１６の態様は、注目画素に隣接する角の３画素が同じデータで、且つその角寄りの周辺画素に注目画素と異なる色の画素が少なくとも一つ含まれていれば、その角に対応する画素を当該角の３画素と同じデータに置き換え、注目画素を中心とする各角について同様の置き換えを行うことによりＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する画像変倍方法である。
【００３９】
本発明の第１７の態様は、注目画素を拡大して得られたＮ×Ｎ画素のブロックをＮ×１画素又は１×Ｎ画素に置き換えるために画素の重ね合わせを行う場合、注目画素の周辺画素を参照して境界線が平滑化されるように白画素又は黒画素を保存して重ね合わせることを特徴とする画像変倍方法である。
【００４０】
本発明の第１８の態様は、入力画像から孤立点又はノッチの少なくとも一方を除去し、その後に入力画像に対して縮小処理を施すことを特徴とする画像変倍方法である。
【００４１】
本発明の第１９の態様は、注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線か否か判定し、主走査方向又は副走査方向に画素を重ねる縮小処理を実行する際に前記細線判定結果を参照して白画素又は黒画素を決定することを特徴とする画像変倍方法である。
【００４２】
本発明の第２０の態様は、注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線か否か判定する場合、細線幅と連続性とに基づいて細線を検出する参照パターンを用いることを特徴とする細線判定方法である。
【００４３】
本発明の第２１の態様は、縮小対象の画素群に対して主走査方向に画素を重ねて主走査方向の縮小処理を実行し、現ラインの縮小結果と前ラインまでの副走査方向の縮小結果とを重ね合わせて副走査方向の縮小処理を実行することを特徴とする画像変倍方法である。
【００４４】
本発明の第２２の態様は、像域分離結果を用いて文字画像の処理とハーフトーン画像の処理とを切り替える画像変倍方法であって、出力画素の像域分離結果を判定する方式として以下の（１）〜（６）を具備し、
（１）出力画素の像域分離結果をすべて文字にする
（２）縮小対象になった画素群に１画素でも文字の像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果を文定にする
（３）縮小対象になった画素群に１画素でもハーフトーンの像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果をハーフトーンにする
（４）出力画素の像域分離結果をすべてハーフトーンにする
（５）縮小処理の結果、有効となった画素の像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
（６）縮小対象になった画素それぞれの像域分離結果のうち最も数の多い像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
上記（１）〜（６）のいずれかを選択する画像変倍方法である。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態にかかる画像変倍処理装置について図面を参照して具体的に説明する。
【００４６】
図１は本実施の形態にかかる画像変倍装置の機能ブロック図である。入力されたデジタル画像の画素信号（以下、画像データと呼ぶ）は、画像メモリ１０１に一時的に蓄積される。像域分離回路１０２、文字変倍回路１０３及び投影処理回路１０４は、画像メモリ１０１から各々の処理に必要な画像データを読出して使用する。
【００４７】
像域分離回路１０２は、注目画素に対して文字又はハーフトーンの判別を行う部分である。文字変倍回路１０３は文字に適した拡大処理及び縮小処理を実行する部分である。投影処理回路１０４は、ハーフトーンに適した拡大処理及び縮小処理を実行する部分である。
【００４８】
主走査方向の倍率（ＭＸ）及び副走査方向の倍率（ＭＹ）は倍率カウンタ演算回路１０５へ与えられる。倍率カウンタ演算回路１０５は、主走査方向倍率（ＭＸ）及び副走査方向倍率（ＭＹ）から拡大、縮小処理の処理の組合わせを計算する。例えば、主走査方向及び副走査方向に４倍する場合は、１回の拡大処理で倍率が２×２倍であれば、２×２倍と２×２倍との組み合わせに分解する。３倍する場合であれば、２×２倍と１．５倍の組み合わせに分解する。倍率カウンタ演算回路１０５から出力される倍率データと出力アドレスを計算するためのデータとが制御回路１０６に供給される。制御回路１０６は、出力アドレスを計算して像域分離回路１０２、文字変倍回路１０３及び投影処理回路１０４へ出力する。
【００４９】
文字変倍回路１０３及び投影処理回路１０４で並列に生成された変倍データは画像信号合成回路１０７に入力される。画像信号合成回路１０７は、像域分離回路１０２からの判別信号が文字判別結果の場合は文字変倍回路１０３の出力を選択出力し、判別信号がハーフトーン判別結果の場合は投影処理回路１０４の出力を選択出力する。
【００５０】
画像信号合成回路１０７で選択された変倍画像データは、誤差拡散回路１０８で誤差拡散処理を施された後、白黒強制回路１０９へ入力される。白黒強制回路１０９は、誤差拡散処理前の多値入力値が最小値の場合は０に、また最大値の場合は１に補正する。これにより、混在文字画像の分解能の低下を防ぐことが出来る。
【００５１】
文字変倍回路１０３は、入力画像を拡大する拡大処理部１１１と入力画像を縮小する縮小処理部１１２とを備えている。以下、拡大処理部１１１及び縮小処理部１１２の処理内容について詳細に説明する。
【００５２】
図２は、文字変倍回路１０３における拡大処理部１１１の機能ブロック図である。拡大処理部１１１は、スムージング拡大処理回路２０１、簡易拡大処理回路２０２及び単純拡大処理回路２０３を備えている。３つの拡大回路はそれぞれ２倍の拡大処理を実行して注目画素に対して２×２画素を出力する。
【００５３】
スムージング拡大処理回路２０１は、５×５画素の画素配置パターンと２×２画素の画素配置パターンとを対応させたパターン記憶部を備えている。図３に２×２画素の画素配置パターンを示す。スムージング拡大処理回路２０１は、注目画素を中心とした５×５画素の画像データを画像メモリ１０１から読出して、パターン記憶部の５×５画素の画素パターンと順次比較し、５×５画素の画像データに対して一致した画素パターンに対応した２×２画素の画素配置パターンを２倍拡大画素として選択する。
【００５４】
簡易拡大処理回路２０２は、３×３画素の画素パターンと２×２画素の画素配置パターンとを対応させたパターン記憶部を備えている。図６に３×３画素の画素配置パターンと２×２画素の画素パターンとの関係を示す。簡易拡大処理回路２０２における簡易拡大処理の詳細について後述する。注目画素を中心としたその周辺３×３画素を参照することにより注目画素の２倍拡大結果である２×２画素の画素配置パターンを出力する。
【００５５】
単純拡大処理回路２０３は、注目画素を単純に主走査方向及び副走査方向にそれぞれ２倍して、２×２画素の画素パターンを出力する。
【００５６】
スムージング処理部２０１の出力段は第１の拡大データ作成部２０４の入力段に接続されると共に簡易拡大処理部２０２の入力段に接続されている。また、簡易拡大処理部２０２の出力段は第２の拡大データ作成部２０５の入力段に接続されると共に単純拡大処理部２０３の入力段に接続されている。単純拡大処理部２０３の出力段は第３の拡大データ作成部２０６の入力段に接続されている。
【００５７】
第１〜第３の拡大データ作成部２０４〜２０６は、１注目画素の拡大画素が２×１画素又は１×２画素であったりする場合に、これらのデータを作成する部分である。ここでの処理の詳細については後述するが、２倍拡大処理部で得られた２×２画素を主走査方向又は副走査方向に重ね合わせ処理を行い２×１画素又は１×２画素を作っている。
【００５８】
出力画像データ選択部２０７は、制御回路１０６から与えられる出力アドレスにしたがって出力画像データを選択する部分である。制御回路１０６から指示された出力アドレスの画像データが選択されて画像信号合成回路１０７へ出力される。
【００５９】
以上のように構成された拡大処理部１１１では、２倍拡大まではスムージング処理部２０１を使用し、２倍を超える拡大から４倍拡大は簡易拡大処理部２０２を使用し、４倍を超える拡大から８倍拡大は単純拡大処理部２０３を使うものとする。
【００６０】
２倍拡大の場合は、スムージング処理部２０１を使用して注目画素を２×２画素に変換し、第１の拡大データ作成部２０４をパスして出力画像データ選択部２０７へ入力する。２倍拡大の場合は、スムージング処理部２０１の出力データを使うので出力画像データ選択部２０７は出力アドレスにしたがって拡大データ作成部２０４をパスして入力する画像データを選択出力する。
【００６１】
主走査方向に４倍拡大する場合の概念図を図４に示す。スムージング処理部２０１が入力画素Ａを取り込んで２倍拡大する（１回目の入力）。スムージング処理部２０１が２×２画素の画像データを出力する場合、簡易拡大処理部２０２は１回目の入力で（Ａ−１）画素をスムージング処理部２０１から取り込んで簡易拡大処理により２倍して２×２画素の画像データ（Ａ−１１、Ａ−１２，Ａ−１３，Ａ−１４）を出力する。制御回路１０６は、Ａ−１１、Ａ−１２が有効画素として出力されるように出力アドレスを制御する。出力ラインが１ラインの場合は他のデータは廃棄される。
【００６２】
スムージング処理部２０１は、再び画素Ａを取り込んで２倍拡大する（２回目入力）。スムージング処理部２０１が２×２画素の画像データを出力する。簡易拡大処理部２０２は（Ａ−２）画素を簡易拡大する。簡易拡大処理部２０２は主走査方向の２番目の（Ａ−２）画素を２倍して２×２画素の画像データ（Ａ−２１、Ａ−２２，Ａ−２３，Ａ−２４）を出力したとき、制御回路１０６は、Ａ−２１、Ａ−２２が有効画素として出力されるように出力アドレスを制御する。出力ラインが１ラインの場合は他のデータは廃棄される。
【００６３】
これにより、拡大処理部１１１からは画素Ａを主走査方向に４倍した画素データが有効画素として出力されたことになる。
【００６４】
副走査方向が２倍より大きい倍率であった場合、１回目でＡ−１、Ａ−２を処理し、Ｂ−１，Ｂ−２と処理され１ライン分が終了した後、再び同じラインを入力してＡ−１、Ａ−２、Ｂ−１、Ｂ−２と処理していき出力はＡ−１３、Ａ−１４、Ａ−２３、Ａ−２４…となる。１ライン分処理が終わると再び同じラインを入力してＡ−３、Ａ−４、Ｂ−３、Ｂ−４と処理していき、出力はＡ−３１、Ａ−３２、Ａ−４１，Ａ−４２…となる。１ライン分処理が終わると再び同じラインを入力してＡ−３、Ａ−４、Ｂ−３、Ｂ−４と処理していき、出力はＡ−３３、Ａ−３４、Ａ−４３、Ａ−４４…となる。
【００６５】
これにより、副走査方向の拡大が行われたことになる。
【００６６】
他の画素についても順番に同様に処理される。この結果、簡易拡大処理部２０２から、画像メモリ１０１から取り込んだ１注目画素を４倍に拡大した４×４の画像データが出力される。簡易拡大処理部２０２の出力する４倍拡大の画像データは第２の拡大データ作成部２０５をパスして出力画像データ選択部２０７へ入力される。４倍拡大の場合は、簡易拡大処理部２０２の出力データを使うので出力画像データ選択部２０７は出力アドレスにしたがって第２の拡大データ作成部２０５をパスして入力する画像データを選択出力する。
【００６７】
８倍拡大の場合は、スムージング処理部２０１で２倍拡大され、簡易拡大処理部２０２でさらに２倍拡大された４×４画素の画像データを、単純拡大処理部２０３へ直接入力する。単純拡大処理部２０３は、簡易拡大処理部２０２から４倍拡大された４×４画素の画像データを１画素毎に取り込み単純拡大処理によってそれぞれ２倍拡大する。この結果、単純拡大処理部２０３から、画像メモリ１０１から取り込んだ１注目画素を８倍に拡大した８×８の画像データが出力される。単純拡大処理部２０３の出力する８倍拡大の画像データは第３の拡大データ作成部２０６をパスして出力画像データ選択部２０７へ入力される。８倍拡大の場合は、単純拡大処理部２０３の出力データを使うので出力画像データ選択部２０７は出力アドレスにしたがって第３の拡大データ作成部２０６をパスして入力する画像データを選択出力する。
【００６８】
このように、２倍拡大の拡大回路（スムージング処理部２０１、簡易拡大処理部２０２及び単純拡大処理部２０３）を多段に直列配置し、２倍拡大の場合は初段のスムージング処理部２０１が入力画素Ａを１回入力して２倍拡大して２倍拡大画像を生成し、４倍拡大の場合は簡易拡大処理部２０２が前段のスムージング処理部２０１から入力画素Ａの２倍画像データを１画素づつ２回（１ライン分）入力して夫々２倍拡大して入力画素Ａの４倍拡大画像を生成し、８倍拡大の場合は単純拡大処理部２０３が前段の簡易拡大処理部２０２から４倍画像データを１画素づつ４回（１ライン分）入力して夫々２倍拡大して入力画素Ａの８倍拡大画像を生成している。
【００６９】
これにより、２倍より大きい拡大処理を行う場合に従来行われていた２倍拡大する度に文字変倍回路１０３から出力して画像メモリに保存し、再び文字変倍回路１０３に入力し直すといった処理がなくなることから、拡大後の画像データを再び文字変倍回路で使うためのメモリを削減できる。
【００７０】
また、上記スムージング処理部２０１で実行するスムージング処理は、拡大画像の画質向上には優れた効果を奏するが、拡大倍率が大きくなると扱うデータ量が増えて処理時間が長くなる傾向がある。一方、上記単純拡大処理部２０３で実行する単純拡大処理は、拡大倍率が大きくなっても処理が単純なので処理時間を短縮できる利点があるが、拡大倍率が大きくなると画質の劣化が目立つ傾向にある。上記簡易拡大処理部２０２で実行する簡易拡大処理は両者の中間に位置する。拡大処理に必要な回路規模は、スムージング処理部２０１が一番大きく、次に簡易拡大処理部２０２が大きく、単純拡大処理部２０３が最も小さい。
【００７１】
本実施の形態では、上記３種類の拡大方式の扱いデータ量と回路規模とを考慮して上述の回路配置とすることにより、拡大率が大きくなっても処理速度が遅くならないようにすると共に拡大率が大きくなっても画質の劣化をある程度抑制できるようにしている。すなわち、倍率Ｍに応じて使用する拡大処理回路を、以下のように決めている。
【００７２】
１＜Ｍ≦２のときは、
スムージング処理
２＜Ｍ≦４のときは、
スムージング処理（２倍）＋簡易拡大処理（２倍以下）
４＜Ｍ≦８のときは、
スムージング処理（２倍）＋簡易拡大処理（２倍）＋単純拡大処理（２倍以下）
上記したように、２倍拡大までの拡大率が小さい範囲では、スムージング処理によって高品質の拡大画像を生成する。２倍拡大から４倍拡大までのやや拡大率が大きな範囲では、スムージング処理と簡易拡大処理とを組み合わせることにより、スムージング処理を２回繰り返すよりも処理時間を短くすると共に、簡易拡大処理又は単純拡大処理だけを使うよりも高い画質を得られるようにしている。さらに４倍拡大から８倍拡大までの拡大率の大きな範囲では、４倍まではスムージング処理と簡易拡大処理とを組み合わせて画質の劣化を抑えるが、データ量が多い４倍以降は処理時間を優先させて単純拡大処置を使用している。このように、拡大率が大きくなるのに応じて拡大処理の内容を簡単な処理に切り替えることにより、画質の劣化を抑制するとともに処理時間を短く抑え、回路規模の拡大も抑えている。
【００７３】
なお、上記３つの拡大処理部２０１〜２０３は、同一の拡大処理を繰り返すことができるように繰り返し用のループが形成されている。処理速度を優先させるモードを選択できるようにしておき、処理速度を優先させるモードが選択された場合には、拡大倍率によらず単純拡大処理部２０３が画像メモリ１０１から入力画素を取り込み、拡大率に応じた回数分だけ繰り返し単純拡大処理部２０３に戻して単純拡大処理を施すようにする。逆に、画質を優先させるモードを選択できるようにしておき、画質を優先させるモードが選択された場合には、拡大率によらずスムージング処理部２０１が画像メモリ１０１から入力画素を取り込み、拡大率に応じた回数分だけ繰り返しスムージング処理部２０１に戻してスムージング拡大処理を施すようにする。さらに、簡易拡大処理部２０２だけで同様にループさせるモードを選択できるようにしても良い。
【００７４】
次に、簡易拡大処理部２０２におけるパターンマッチについて詳細に説明する。簡易拡大処理部２０２は、図６（ａ）〜（ｅ）に示す参照パターンを使用して１画素の注目画素を２×２画素に簡易拡大する。本実施の形態では、注目画素を中心にしてその周辺画素３×３画素を参照している。
【００７５】
図６（ａ）に示すパターンによって、簡易拡大後の２×２画素における左上角の画素を決める。すなわち、注目画素を中心とした３×３画素のうち、左上角の３画素の色が全て同一で、且つ、注目画素と異なる色の場合は、２×２画素の左上角の画素を、左上角の３画素と同一色にする。具体的には、注目画素が黒で左上角の３画素が白の場合は、簡易拡大された２×２画素の左上角の画素が白になる。
【００７６】
図６（ｂ）に示すパターンは、簡易拡大後の２×２画素における右上角の画素を決める。すなわち、注目画素を中心とした３×３画素のうち、右上角の３画素の色が全て同一で、且つ、注目画素と異なる色の場合は、２×２画素の右上角の画素を、右上角の３画素と同一色にする。具体的には、注目画素が黒で右上角の３画素が白の場合は、簡易拡大された２×２画素の右上角の画素が白になる。
【００７７】
図６（ｃ）に示すパターンは、簡易拡大後の２×２画素における左下角の画素を決める。すなわち、注目画素を中心とした３×３画素のうち、左下角の３画素が全て注目画素とは異なる同一色で、さらに斜線で示す４画素のうち一つでも注目画素とは異なる色が存在すれば、２×２画素の左下角の画素を、左下角の３画素と同一色にする。
【００７８】
図６（ｄ）に示すパターンは、簡易拡大後の２×２画素における右下角の画素を決める。すなわち、注目画素を中心とした３×３画素のうち、右下角の３画素が全て注目画素とは異なる同一色で、さらに斜線で示す４画素のうち一つでも注目画素とは異なる色が存在すれば、２×２画素の右下角の画素を、右下角の３画素と同一色にする。
【００７９】
図６（ｅ）に示すパターンは、注目画素を中心とした周辺８画素がパターンマッチと無関係の場合に、注目画素と同一色の２×２画素を出力することを示している。注目画素が入力画像の先頭画素の場合等、指定のパターンに当てはまらないときに使用される。
【００８０】
図７に、上記参照パターンを使用した本方式による簡易拡大結果（同図（ｂ））と、従来の方式による簡易拡大結果（同図（ｃ））とを対比させた処理結果を示す。従来の簡易拡大方式では、白画素と黒画素との境界線の凹凸が大きく変化しているが、本実施の形態の簡易拡大方式では境界線の凹凸が緩和された画像になっている。
【００８１】
本実施の形態は、簡易拡大後の２×２画素を決めるために、従来の簡易拡大のように４角の各３画素のパターンを見るだけではなく、図６（ｃ）（ｄ）に示すように斜線部まで参照エリアを拡張した。これにより、お互いの変化が干渉し合って生じていた凹凸を緩和した画像を得ることができると共に、スムージング処理のパターンマッチに比べて大幅に少ない条件で拡大処理するため処理時間を短縮することもできる。
【００８２】
次に、拡大データ作成部２０４〜２０６における端数処理について詳細に説明する。なお、各拡大データ作成部２０４〜２０６は同様の端数処理を行うので、ここでは拡大データ作成部２０４を例に説明する。
【００８３】
上述したように、拡大処理部１１１における３つの処理部２０１〜２０３は２倍拡大を処理単位としているので、１．５倍、３倍等、２のＮ乗倍（Ｎは整数）以外の拡大率となる場合には、２×２画素を１×２画素、２×１画素又は１画素に変換するための端数処理が必要になる。
【００８４】
図８には、元画像２×２画素を１．５倍して３×３画素の出力画像を出力する際の概念図が示されている。出力アドレスにより、画素Ａは２×２画素、画素Ｂは２×１画素、画素Ｃは１×２画素、画素Ｄは１×１画素にそれぞれ変換され、３×３画素の出力画像を構成する。
【００８５】
先ず、スムージング処理部２０１が画像メモリ１０１から１ライン目で画素Ａ、Ｂを、２ライン目で画素Ｃ、Ｄを読込み、画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれをスムージング処理によって２×２画素に変換する。
【００８６】
画素Ａは、出力画像において２×２画素であるので、スムージング処理結果であるａ００、ａ０１、ａ１０、ａ１１をそのまま出力する。また、画素Ｄは出力画像において１×１画素であるので、画素Ｄのスムージング処理によって得られた２×２画素（ｄ００，ｄ０１，ｄ１０，ｄ１１）を黒優先又は白優先で重ねて１画素にして出力する。なお、画素Ｄについてはそのまま使用すれば処理を減らすことができる。
【００８７】
画素Ｂは、スムージング処理によって得られた２×２画素がｂ００、ｂ０１、ｂ１０、ｂ１１とすると、ｂ００とｂ０１、ｂ１０とｂ１１をそれぞれ重ね合わせて２×１画素に変換して出力する。また、画素Ｃはｃ００とｃ１０、ｃ０１とｃ１１をそれぞれ重ね合わせて１×２画素に変換して出力する。なお、００、０１は上２画素であり、１０、１１は下２画素である。
【００８８】
図９に、スムージング処理によって得られた２×２画素を２×１画素又は１×２画素に変換する際のフローを示す。注目画素が黒画素か白画素かで処理が分岐される。注目画素が黒画素の場合は、スムージング結果の２×２画素に１画素だけ白画素が含まれているか否かで処理が分岐する。１画素だけ白画素が含まれている場合は処理１へ移行する。
【００８９】
この処理１では、画素の重ね合わせを行うときに注目画素の周辺画素を参照して白優先の重ね合わせをすべき状態であるか否か判断する。スムージング結果が図１０（ａ）に示すパターン（右上又は左下の１画素だけが白画素＝Ｗ）であった場合は、図１１に斜線で示すように周辺画素３×３画素の左上角と右下角の画素がともに注目画素とは異なる白画素となっているか否かチェックする。チェックの結果、図１１に示す状態であれば白優先で重ね合わせ、それ以外であれば黒優先で重ね合わせる。したがって、図８の画素Ｂに対しては、上記白優先の条件が合致すれば図１０（ｂ）に示す２×１画素を出力する。画素Ｃに対しては、上記白優先の条件が合致すれば図１０（ｃ）に示す１×２画素を出力する。
【００９０】
また、スムージング結果が図１２（ａ）に示すパターン（左上又は右下の１画素だけが白画素＝Ｗ）であった場合は、図１３に斜線で示すように周辺画素３×３画素の右上角と左下角の画素がともに注目画素とは異なる白画素となっているか否かチェックする。チェックの結果、図１３に示す状態であれば白優先で重ね合わせ、それ以外であれば黒優先で重ね合わせる。したがって、図８の画素Ｂに対しては、上記白優先の条件が合致すれば図１２（ｂ）に示す２×１画素を出力する。画素Ｃに対しては、上記白優先の条件が合致すれば図１２（ｃ）に示す１×２画素を出力する。
【００９１】
このように、スムージング結果の２×２画素を２×１画素又は１×２画素に変換する際に、スムージング結果の２×２画素に１画素だけ注目画素（黒）と異なる画素（白）が含まれていたら、さらに注目画素を挟んだ対角線の２画素をチェックして双方白ならば白優先で重ね合わせるようにしたので、端数処理によって画像のなだらかさが失われるのを防ぐことができる。
【００９２】
図１４、図１５を参照して処理１の変形例を説明する。本変形例は、スムージング結果の２×２画素に１画素だけ注目画素（黒）と異なる画素（白）が含まれていたら、元画像における注目画素の周辺画素を参照して黒優先か白優先かを決めて重ね合わせを行う。
【００９３】
図１４は、スムージング結果の２×２画素を２×１画素に変換するためのパターンが示されている。同図（ａ）に示す場合は、スムージング結果において、左上の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の右及び右下が黒画素で、且つ注目画素の右上が白画素で下及び左下の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｂ）に示す場合は、スムージング結果において、右上の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の左と左下が黒画素で、且つ注目画素の左上が白画素で下及び右下の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｃ）に示す場合は、スムージング結果において、左下の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の右及び右上が黒画素で、且つ注目画素の右下が白画素で上及び左上の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｄ）に示す場合は、スムージング結果において、右下の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の左及び左上が黒画素で、且つ注目画素の左下が白画素で上及び右上の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。
【００９４】
図１５は、スムージング結果の２×２画素を１×２画素に変換するためのパターンが示されている。同図（ａ）に示す場合は、スムージング結果において、左上の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の下及び右下が黒画素で、且つ注目画素の左下が白画素で右及び右上の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｂ）に示す場合は、スムージング結果において、右上の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の下及び左下が黒画素で、且つ注目画素の右下が白画素で左及び左上の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｃ）に示す場合は、スムージング結果において、左下の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の上及び右上が黒画素で、且つ注目画素の左上が白画素で右及び右下の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。同図（ｄ）に示す場合は、スムージング結果において、右下の画素だけが注目画素と異なる白画素であれば、元画像において注目画素の上及び左上が黒画素で、且つ注目画素の右上が白画素で左及び左下の画素が一つでも白画素であれば白優先で重ね合わせる。
【００９５】
以上のような重ね合わせ条件によっても端数処理によって画像のなだらかさが失われるのを防ぐことができる。
【００９６】
一方、図９において注目画素が黒画素の場合であって、スムージング処理の結果、２×２画素全てが黒画素であれば処理２へ移行する。処理２では、スムージング結果の２×２画素を黒優先で重ね合わせて２×１画素又は１×２画素に変換する。
【００９７】
注目画素が白画素の場合は、上記黒画素の端数処理とは異なる条件を使ってスムージング結果の２×２画素を黒優先で重ね合わせて２×１画素又は１×２画素に変換する。
【００９８】
注目画素が白画素の場合、スムージング結果の２×２画素に１画素だけ黒画素が含まれているか否かで処理が分岐する。１画素だけ黒画素が含まれている場合は処理３へ移行する。
【００９９】
この処理３では、画素の重ね合わせを行うときに注目画素の周辺画素を参照して黒優先の重ね合わせをすべき状態であるか否か判断する。このとき、２×１画素と１×２画素とでそれぞれ異なる条件を付加している。
【０１００】
スムージング処理の結果、図１６（ａ）のパターンであったならば、図１７に示す元画像における注目画素を中心として左上及び右下の画素（左下がり斜線部）が注目画素と異なるか否かチェックする。また、図１６（ｂ）のパターンであったならば、図１７に示す元画像における注目画素を中心として右上及び左下の画素（右下がり斜線部）が注目画素と異なるか否かチェックする。
【０１０１】
チェックの結果、対象周辺画素が注目画素と異なる色であれば、出力画像のパターン（変換結果が２×１画素又は１×２画素）に応じて異なる追加条件をチェックする。
【０１０２】
スムージング結果の２×２画素を２×１画素に変換する場合の追加条件についいて説明する。図１８（ａ）に示すスムージング結果の場合は、元画像における注目画素の左横画素（図１９に左下がりの斜線で示す画素）が注目画素と異なる色（黒）であれば、白優先で重ね合わせて２×１画素を出力する。なお、注目画素と同じ色であれば黒優先で重ね合わせる。また、図１８（ｂ）に示すスムージング結果の場合は、元画像における注目画素の右横画素（図１９に右下がりの斜線で示す画素）が注目画素と異なる色（黒）であれば、黒優先で重ね合わせて２×１画素を出力する。なお、注目画素と同じ色であれば黒優先で重ね合わせる。
【０１０３】
スムージング結果の２×２画素を１×２画素に変換する場合の追加条件についいて説明する。図２０（ａ）に示すスムージング結果の場合は、元画像における注目画素の真上画素（図２１に左下がりの斜線で示す画素）が注目画素と異なる色（黒）であれば、白優先で重ね合わせて１×２画素を出力する。なお、注目画素と同じ色であれば黒優先で重ね合わせる。また、図２０（ｂ）に示すスムージング結果の場合は、元画像における注目画素の真下画素（図２１に右下がりの斜線で示す画素）が注目画素と異なる色（黒）であれば、黒優先で重ね合わせて１×２画素を出力する。なお、注目画素と同じ色であれば黒優先で重ね合わせる。
【０１０４】
このような、注目画素が白画素の場合には上記端数処理によって出力画像のなだらかさが失われるのを防止することができる。
【０１０５】
一方、図９において注目画素が白画素の場合であって、スムージング処理の結果、２×２画素全てが白画素であれば処理４へ移行する。処理４では、スムージング結果の２×２画素を白優先で重ね合わせて２×１画素又は１×２画素に変換する。
【０１０６】
図２２は、文字変倍回路１０３における縮小処理部１１２の機能ブロック図である。縮小処理部１１２は、縮小処理の前に入力画像から孤立点、ノッチを除去する処理を実行している。孤立点ノッチ除去処理部３０１は、パターンマッチによって孤立点及びノッチを除去している。すなわち、孤立点及びノッチの検出に適した画素パターンをそれぞれ用意しておき、入力画像と画素パターンとを比較する。孤立点又はノッチの画素パターンと一致する注目画素があれば孤立点又はノッチを取り除いた画素に変換して出力画素として出力する。
【０１０７】
従来は、ＯＲ間引きの縮小処理において黒画素優先で黒画素を残して重ね書きしていたので、いつまでも孤立点やノッチが残ってしまい画質が劣化していた。本実施の形態の方式では、縮小処理に先だって孤立点及びノッチを除去するので黒画素優先で黒画素を残して重ね書きしても孤立点やノッチが残らないので高品質の画像を得ることが出来る。
【０１０８】
縮小処理部１１２では、入力画像から孤立点及びノッチを除去した後、各注目画素について細線判定を実施している。細線判定部３０２は、パターンマッチによって注目画素が、黒細線、白細線、白細線候補、細線でないかの判定をする。
【０１０９】
図２３〜図２５は、細線判定部３０２が細線判定に使用する参照パターンの具体例である。図２３は注目画素が黒細線か否かを判定するための参照パターンであり、同図に示すパターンと一致すれば注目画素が黒細線であると判断する。図２４は注目画素が白細線であるか否かを判定するための参照パターンであり、同図に示すパターンと一致すれば注目画素が白細線であると判断する。図２５は注目画素が白細線候補であるか否かを判定するための参照パターンであり、同図に示すパターンと一致すれば注目画素が白細線候補であると判断する。白細線候補を検出するための参照パターンは、白細線を検出するための参照パターンに比べて白細線判定の条件を緩和している。
【０１１０】
本実施の形態で細線判定に使用する参照パターンは、線自体のパターンを参照パターンとするのではなく、注目画素が線の幅を構成しているか否かということと、注目画素を中心とした上下又は左右に連続性があるか否かということを検出できるパターンにしている。
【０１１１】
これにより、１７パターンという少ない参照パターンで線を認識できるので、パターンマッチのデータ処理量を大幅に減らして処理時間を短縮できる。従来方式である線自体のパターンを参照パターンとしたのでは全ての角度に対応した参照パターンを用意しなければならないので多数の線パターンが必要になり、パターンマッチのデータ処理量も増大する。
【０１１２】
次に、縮小処理部１１２では主走査方向の縮小処理と副走査方向の縮小処理とが行われる。この縮小処理で上記細線判定結果を利用して白細線及び黒細線が保存されるように画素を重ね合わせる。
【０１１３】
主走査方向縮小処理部３０３は、上記細線判定結果を利用して主走査方向の縮小処理を実行する。主走査方向縮小処理部３０３が、主走査方向に画素を重ね合わせる際のルールを図２６に示す。同図において、「１」は黒細線、「４」は白細線、「５」は白細線候補、「０」は非細線である。図注に斜線で示す領域は組み合わせとしてありえない部分である。
【０１１４】
図２６（ａ）は細線情報を重ね合わせる際の優先順位を示している。基本優先度は、黒細線＞白細線＞白細線候補＞黒画素＞白画素の順になっている。例えば、注目画素が黒細線「１」で重ね合わせの対象となる前画素が白細線「４」の場合は、注目画素の黒細線「１」が残される。また、注目画素が非細線「０」で重ね合わせの対象となる前画素が黒細線「１」の場合は、前画素の黒細線「１」が残される。
【０１１５】
図２６（ｂ）は注目画素が白画素で重ね合わせの対象となる前画素が黒画素の場合に、白を残すか黒を残すかを判定する際の優先順位を示している。例えば、注目画素が白細線「４」で重ね合わせの対象となる前画素が黒画素の非細線「０」の場合は、白優先で重ねられる。また、注目画素が白細線候補「５」で重ね合わせの対象となる前画素が黒画素の非細線「０」の場合は、注２である。注２は縮小対象群の中で主走査方向に最後の画素であり、且つ出力画素の１画素前が黒画素であったときは白画素にする、というものである。
【０１１６】
図２６（ｃ）は注目画素が黒画素で重ね合わせの対象となる前画素が白画素の場合に、白を残すか黒を残すかを判定する際の優先順位を示している。例えば、注目画素が黒細線「１」で重ね合わせの対象となる前画素が白画素の非細線「０」の場合は、黒優先で重ねられる。また、注目画素が黒画素の非細線「０」で重ね合わせの対象となる前画素が白画素の非細線「０」の場合は、基本的には黒優先であるが、注１の場合は白画素にする。注１は縮小対象群の中で主走査方向に３番目又は４番目の画素であったときは白画素にする、というものである。
【０１１７】
一方、副走査方向縮小処理部３０４は、上記細線判定結果を利用して副走査方向の縮小処理を実行する。副走査方向縮小処理部３０４が、副走査方向に画素を重ね合わせる際のルールを図２７に示す。副走査方向縮小処理部３０４は、図２７のルールにしたがって副走査方向に画素を重ねる処理を実行する。なお、図中の注１は縮小対象群の中で主走査方向に３番目又は４番目の画素であったときは白画素にすることを意味し、注２は縮小対象群の中で副走査方向に最後の画素であり、且つ出力画素の１ライン前が黒画素であったときは白画素にすることを意味する。
【０１１８】
このように、細線判定部３０２で注目画素の細線判定を行い、後段の縮小処理で主走査方向及び副走査方向の重ね合わせ処理の際に、細線判定結果を使用して黒細線＞白細線＞白細線候補＞黒画素＞白画素の優先順位で重ね合わせるようにしたので、単純間引きによる細線の途切れや、ＯＲ間引きで黒画素優先で間引くことによる黒つぶれを防止でき、画質の向上を図ることができる。
【０１１９】
また、縮小処理部１１２では縮小率に応じて複数の入力画素を同じアドレスに出力するが、主走査方向の縮小処理を行った後に副走査方向の縮小処理を行うようにしている。図２８に入力画素２×２画素を同じアドレスに出力する場合の概念図を示す。第１ラインで主走査方向の画素ＡとＢを上記優先順位で重ね合わせて画素Ｍを出力し、第２ラインで主走査方向の画素ＣとＤを上記優先順位で重ね合わせて画素Ｎを出力する。そして副走査方向の画素Ｍと画素Ｎとを上記優先順位で重ね合わせて画素Ｐを最終的に出力する。
【０１２０】
図２９は１／４倍する場合の概念図であり、図３０はそのためのフロー図である。縮小処理部１１２において１／４倍する場合は、主走査方向縮小処理部３０３がＹ０ラインをＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の順に重ね合わせることにより縮小し、Ｙ０ラインの縮小結果ＸＹ０をメモリ３０５に書き込む。
【０１２１】
次に，Ｙ１ラインをＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の順に重ね合わせることにより縮小する。そして、Ｙ１ラインの縮小結果ＸＹ１とＹ０ラインの縮小結果ＸＹ０とを重ね合わせることにより縮小し、Ｙ１ラインまでの縮小結果Ｙ０１をメモリ３０５に書き込む。
【０１２２】
次に，Ｙ２ラインをＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の順に重ね合わせることにより縮小する。そして、Ｙ２ラインの縮小結果ＸＹ２とＹ１ラインまでの縮小結果Ｙ０１とを重ね合わせることにより縮小し、Ｙ２ラインまでの縮小結果Ｙ０２をメモリ３０５に書き込む。
【０１２３】
さらに、Ｙ３ラインをＸ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３の順に重ね合わせることにより縮小する。そして、Ｙ３ラインの縮小結果ＸＹ３とＹ２ラインまでの縮小結果Ｙ０２とを重ね合わせることにより縮小し、Ｙ３ラインまでの縮小結果Ｙ０３をメモリ３０５に書き込む。この縮小結果Ｙ０３が最終的な出力画素となる。
【０１２４】
このように、縮小対象画素群の主走査方向の処理を終えた後に，副走査方向の縮小処理を行うことにより、縮小処理の際の重ね合わせの条件としてそれぞれの方向の画素を対象にすればよいことから、主走査方向と副走査方向の２つの縮小処理を定義すれば良く回路規模を小さくできる利点がある。これに対して従来方式では、主走査方向、副走査方向及び主副両方向の縮小処理の３種類の縮小処理が必要であったため回路規模が大きくなる傾向にあった。
【０１２５】
次に、像域分離回路１０２について説明する。ここで、縮小処理を行う場合、同じアドレスに出力する入力画素は複数となり、それぞれの入力画素の像域分離結果が同じであるとは限らない。単純間引きやＯＲ間引きでは最終的に有効となった画素の像域分離データをその出力画素の像域分離結果としていた。しかし、従来方式は無作為に間引かれたデータをもとにしているため、文字が多い画像の中でハーフトーン判定結果が残ってしまったり、ハーフトーンが多い画像の中で文字判定結果が残ってしまったりするので、入力画像に合わない判定結果となる可能性があった。本実施の形態では、縮小時の出力アドレスの像域分離結果を入力画像にあった判定結果がでるように外部から選択できるようにした。
【０１２６】
図３１は、像域分離回路１０２の機能ブロック図である。同図に示すように，像域分離回路１０２は、例えば８×８画素の入力画素から注目画素が文字又はハーフト−ンであるかを判定して像域分離結果を出力する像域分離部４０１と、モードパラメータにしたがって像域分離結果を処理して最終的な像域分離結果を出力する出力判定部４０２と、出力判定部４０２の出力を一時的に保存するメモリ４０３とを備えている。
【０１２７】
出力判定部４０２は、コンソールからユーザによって選択入力されるモードパラメータにしたがって処理を切り替えられる。第１モードは、像域分離部４０１の出力する像域分離結果に関わらず文字の像域分離結果を出力する。第２モードは、像域分離部４０１の出力する像域分離結果に文字とハーフトーンの双方が含まれている場合は文字の像域分離結果を出力する。第３のモードは、像域分離部４０１の出力する像域分離結果に文字とハーフトーンの双方が含まれている場合はハーフトーンの像域分離結果を出力する。第４のモードは、像域分離部４０１の出力する像域分離結果に関わらずハーフトーンの像域分離結果を出力する。第５のモードは、縮小処理部１１２で入力画像の縮小処理を行い有効となった出力画素の像域分離結果を出力する。この場合は、縮小処理部１１２で入力画像の縮小処理を行い有効となった出力画素のアドレスを取りこむ。第６のモードは、入力画素それぞれの像域判定結果のうち多いほうの判定結果を出力する。
【０１２８】
これにより、縮小時の出力アドレスの像域分離判定結果をユーザが外部から選択できるようにしたので、入力画像にあったモード選択が可能となり入力画像に適した像域判定結果を得ることがでる。
【０１２９】
図３２から図３５を参照して具体例を説明する。図３２に示す入力画像を単純間引きによって１／２に縮小した結果が図３３であり、ＯＲ間引きした結果が図３４である。図３５は第２モードで文字優先で判定結果を出力した例である。同図に示すように、文字画像の場合には、第２モードで像域分離結果を出力判定することにより、単純間引き又はＯＲ間引きの像域分離結果に比べて文字判定される可能性が高くなっており、文字画像に適した像域分離結果を出力できることがわかる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、入力画像を２倍以上に拡大するにあたりメモリの削減と処理の高速化を実現できる画像変倍処理装置及び画像変倍処理方法を提供できる。
【０１３１】
また本発明によれば、画像データを任意の倍率で拡大するにあたり凸凹の少ない滑らかな画像を得ることができる画像変倍処理装置及び画像変倍処理方法を提供できる。
【０１３２】
また本発明によれば、画像データを任意の倍率で縮小するにあたり単純間引きやＯＲ間引きに伴う画質の劣化を防止できる画像変倍処理装置及び画像変倍処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態にかかる画像変倍処理装置の全体構成図
【図２】上記実施の形態の画像変倍処理装置における拡大処理部の機能ブロック図
【図３】スムージング処理結果のパターンを示す図
【図４】上記実施の形態における主走査方向の４倍拡大の概念図
【図５】上記実施の形態における副走査方向の４倍拡大の概念図
【図６】上記実施の形態における簡易拡大処理部が使用する参照パターンと簡易拡大結果とを示す図
【図７】（ａ）入力画素のパターンを示す図
（ｂ）従来方式の拡大結果を示す図
（ｃ）本方式による拡大結果を示す図
【図８】上記実施の形態における拡大時の端数処理の概念図
【図９】上記実施の形態における拡大時端数処理を含むフロー図
【図１０】（ａ）スムージング拡大結果を示す図
（ｂ）拡大結果を主走査方向の重ね合わせ結果を示す図
（ｃ）拡大結果を副走査方向の重ね合わせ結果を示す図
【図１１】上記実施の形態における拡大時端数処理での参照画素を示す図
【図１２】（ａ）他のスムージング拡大結果を示す図
（ｂ）拡大結果を主走査方向の重ね合わせ結果を示す図
（ｃ）拡大結果を副走査方向の重ね合わせ結果を示す図
【図１３】上記実施の形態における拡大時端数処理での参照画素を示す図
【図１４】上記実施の形態における拡大時端数処理での幾つかの参照パターンとスムージング結果と変換結果とを示す図
【図１５】上記実施の形態における拡大時端数処理での他の幾つかの参照パターンとスムージング結果と変換結果とを示す図
【図１６】スムージング結果を示す図
【図１７】拡大時端数処理で参照する周辺画素パターンを示す図
【図１８】スムージング結果を示す図
【図１９】拡大時端数処理で参照する周辺画素パターンを示す図
【図２０】スムージング結果を示す図
【図２１】拡大時端数処理で参照する周辺画素パターンを示す図
【図２２】上記実施の形態の画像変倍処理装置における縮小処理部の機能ブロック図
【図２３】上記実施の形態における黒細線判定のための参照パターンを示す図
【図２４】上記実施の形態における白細線判定のための参照パターンを示す図
【図２５】上記実施の形態における白細線候補判定のための参照パターンを示す図
【図２６】主走査方向縮小処理部が主走査方向に画素を重ね合わせる際のルールを示す図
【図２７】副走査方向縮小処理部が副走査方向に画素を重ね合わせる際のルールを示す図
【図２８】上記実施の形態における２×２画素の縮小処理の処理順位を示す概念図
【図２９】上記実施の形態における４×４画素の縮小処理の処理順位を示す概念図
【図３０】４×４画素の縮小処理のためのフロー図
【図３１】上記実施の形態の画像変倍処理装置における像域分離回路の機能ブロック図
【図３２】入力画像を示す図
【図３３】入力画像を単純間引きによって１／２に縮小した結果を示す図
【図３４】入力画像をＯＲ間引きした結果を示す図
【図３５】入力画像を第２モードで文字優先で判定した結果を示す図
【符号の説明】
１０１ 画像メモリ
１０２ 像域分離回路
１０３ 文字変倍回路
１０４ 投影処理回路
１０５ 倍率カウンタ演算回路
１０６ 制御回路
１０７ 画像信号合成回路
１０８ 誤差拡散処理回路
１０９ 白黒強制回路
２０１ スムージング処理部
２０２ 簡易拡大処理部
２０３ 単純拡大処理部
２０４〜２０６ 拡大データ作成部
２０７ 出力画像データ選択部
３０１ 孤立点ノッチ除去処理部
３０２ 細線判定部
３０３ 主走査方向縮小処理部
３０４ 副走査方向縮小処理部

Claims (21)

1. 各拡大回路が所定の拡大倍率を持ち、前段の拡大回路の拡大結果が後段の拡大回路の入力となるように複数の拡大回路が直列配置されると共に各拡大回路の出力を個別に取り出し可能にした画像変倍装置であって、先頭の拡大回路に対して注目画素を入力して拡大し、後段の拡大回路に対して前段の拡大回路の出力する拡大画素のうち１画素を入力して拡大し、所要サイズに拡大された拡大画像の全画素が揃うまで先頭の拡大回路に対して同一の注目画素を繰り返し入力し、且つ、後段の拡大回路では、前段の拡大回路から拡大画素の出力がある度、前回とは副走査方向又は主走査方向へ１画素ずれた画素位置から画素を取り込み、前記拡大画像の各画素が出力される拡大回路を目標拡大倍率に基づいて選択し、この選択した拡大回路が拡大画素を出力する度に、目標拡大倍率及び前記注目画素の入力回数に応じて決定される画素だけを有効画素として取り出すことを特徴とする画像変倍装置。
2. 前記複数の拡大回路として、対象画素を含むＮ×Ｎ画素の周辺画素とＮ×Ｎ画素の参照パターンとを比較して入力画像と一致度の高い参照パターンに応じたＭ×Ｍ画素の画素パターンを拡大結果として出力するスムージング拡大処理回路と、対象画素に隣接する角の複数画素が同じデータであればその角に対応する画素を当該角の複数画素と同じデータに置き換え、対象画素を中心とする各角について同様の置き換えを行うことによりＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する簡易拡大処理回路と、全画素が対象画素と同じデータからなるＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する単純拡大処理回路とを備え、前記スムージング拡大処理回路、簡易拡大処理回路、単純拡大処理回路の順番に直列配置したことを特徴とする請求項１記載の画像変倍装置。
3. 前記スムージング拡大処理回路、前記簡易拡大処理回路及び前記単純拡大処理回路を拡大率に応じて組み合わせて用いることを特徴とする請求項２記載の画像変倍装置。
4. 注目画素を中心に置いた３×３の画素パターンに基づいて前記注目画素を２×２の画素パターンに拡大する画像変倍装置であって、前記３×３の画素パターンのうち１つの角に位置する角画素と当該角画素に隣接する２画素とからなる基本３画素が前記注目画素と同一色であり、且つ、前記角画素に対して注目画素を挟んで対向する角に位置する画素及び前記基本３画素を除いた残りの画素からなる参照４画素が前記注目画素と異なる色の画素を少なくとも一つ含んでいれば、前記２×２の画素パターンのうち当該角画素に対応する画素を前記基本３画素と同一色に置き換え、前記３×３の画素パターンの各角について同様の置き換えを行うことを特徴とする画像変倍装置。
5. 注目画素を拡大して得られたＮ×Ｎ画素のブロックをＮ×１画素又は１×Ｎ画素に置き換えるために画素の重ね合わせを行う場合、注目画素の周辺画素を参照して境界線が平滑化されるように白画素又は黒画素を保存して重ね合わせることを特徴とする画像変倍装置。
6. 入力画像から孤立点又はノッチの少なくとも一方を除去する画像処理回路と、前記画像処理回路で孤立点又はノッチが除去された入力画像に対して縮小処理を施す縮小処理回路とを具備した請求項１記載の画像変倍装置。
7. 注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線の一部を構成する画素か否か判定する細線判定回路と、主走査方向又は副走査方向に画素を重ねる縮小処理を実行する際に前記細線判定回路の細線判定結果を参照して白画素又は黒画素を決定する縮小処理回路とを具備する画像変倍装置。
8. 前記細線判定回路は、周辺画素と参照パターンとの比較によって、注目画素が黒細線の一部を構成する画素、白細線の一部を構成する画素、白細線の一部を構成する画素候補、その他のいずれかであるかを決定する請求項７記載の画像変倍装置。
9. 注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線の一部を構成する画素か否か判定する場合、注目画素が細線の幅方向の一部を構成しているか否か及び注目画素を中心とした上下又は左右方向に連続性があるか否かを検出する参照パターンを用いることを特徴とする細線判定回路。
10. 縮小対象の画素群に対して主走査方向に画素を重ねて縮小する主走査方向縮小処理回路と、前記主走査方向縮小処理回路から出力された現ラインの縮小結果と前ラインまでの副走査方向の縮小結果とを重ね合わせる副走査方向縮小処理回路とを具備した画像変倍装置。
11. 像域分離結果を用いて文字画像の処理とハーフトーン画像の処理とを切り替える画像変倍装置であって、出力画素の像域分離結果を判定する機能として以下の（１）〜（６）を具備し、
    （１）出力画素の像域分離結果をすべて文字にする
    （２）縮小対象になった画素群に１画素でも文字の像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果を文定にする
    （３）縮小対象になった画素群に１画素でもハーフトーンの像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果をハーフトーンにする
    （４）出力画素の像域分離結果をすべてハーフトーンにする
    （５）縮小処理の結果、有効となった画素の像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
    （６）縮小対象になった画素それぞれの像域分離結果のうち最も数の多い像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
    上記（１）〜（６）のいずれかを選択可能にした画像変倍装置。
12. 複数段に直列配置された拡大回路の先頭に注目画素を入力し、前段の拡大回路の拡大結果を後段の拡大回路に入力してさらに拡大する画像変倍方法であって、後段の拡大回路に対して前段の拡大回路の出力する拡大画素のうち１画素を入力して拡大し、所要サイズに拡大された拡大画像の全画素が揃うまで先頭の拡大回路に対して同一の注目画素を繰り返し入力し、且つ、後段の拡大回路では、前段の拡大回路から拡大画素の出力がある度、前回とは副走査方向又は主走査方向へ１画素ずれた画素位置から画素を取り込み、前記拡大画像の各画素が出力される拡大回路を目標拡大倍率に基づいて選択し、この選択した拡大回路が拡大画素を出力する度に、目標拡大倍率及び前記注目画素の入力回数に応じて決定される画素を有効画素として取り出すことを特徴とする画像変倍方法。
13. 目標拡大倍率Ｙが１＜Ｙ≦２の場合、対象画素を含むＮ×Ｎ画素の周辺画素とＮ×Ｎ画素の参照パターンとを比較して入力画像と一致度の高い参照パターンに応じたＭ×Ｍ画素の画素パターンを拡大結果として出力するスムージング拡大処理回路だけを用いて拡大し、目標拡大倍率Ｙが２＜Ｙ≦４の場合、前記スムージング拡大処理回路を前段とし、対象画素に隣接する角の複数画素が同じデータであればその角に対応する画素を当該角の複数画素と同じデータに置き換え、対象画素を中心とする各角について同様の置き換えを行うことによりＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する簡易拡大処理回路を後段として用いて拡大し、目標拡大倍率Ｙが４＜Ｙ≦８の場合、前記スムージング拡大処理回路を先頭とし、前記簡易拡大処理回路を中段とし、全画素が対象画素と同じデータからなるＭ×Ｍ画素の画素パターンを生成する単純拡大処理回路を後段として用いて拡大することを特徴とする請求項１２記載の画像変倍方法。
14. スムージング処理によって注目画素を拡大するスムージング拡大処理回路、簡易拡大処理によって注目画素を拡大する簡易拡大処理回路及び単純拡大処理によって注目画素を拡大する単純拡大処理回路を、拡大率に応じてその組み合わせを変更して拡大処理することを特徴とする画像変倍方法。
15. 注目画素を中心に置いた３×３の画素パターンに基づいて前記注目画素を２×２の画素パターンに拡大する画像変倍方法であって、前記３×３の画素パターンのうち１つの角に位置する角画素と当該角画素に隣接する２画素とからなる基本３画素が前記注目画素と同一色であり、且つ、前記角画素に対して注目画素を挟んで対向する角に位置する画素及び前記基本３画素を除いた残りの画素からなる参照４画素が前記注目画素と異なる色の画素を少なくとも一つ含んでいれば、前記２×２の画素パターンのうち当該角画素に対応する画素を前記基本３画素と同一色に置き換え、前記３×３の画素パター ンの各角について同様の置き換えを行うことを特徴とする画像変倍方法。
16. 注目画素を拡大して得られたＮ×Ｎ画素のブロックをＮ×１画素又は１×Ｎ画素に置き換えるために画素の重ね合わせを行う場合、注目画素の周辺画素を参照して境界線が平滑化されるように白画素又は黒画素を保存して重ね合わせることを特徴とする画像変倍方法。
17. 縮小の場合、入力画像から孤立点又はノッチの少なくとも一方を除去し、その後に入力画像に対して縮小処理を施すことを特徴とする請求項１２記載の画像変倍方法。
18. 注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線の一部を構成する画素か否か判定し、主走査方向又は副走査方向に画素を重ねる縮小処理を実行する際に前記細線判定結果を参照して白画素又は黒画素を決定することを特徴とする画像変倍方法。
19. 注目画素を含む周辺画素と参照パターンとを比較して注目画素が細線の一部を構成する画素か否か判定する場合、注目画素が細線の幅方向の一部を構成しているか否か及び注目画素を中心とした上下又は左右方向に連続性があるか否かを検出する参照パターンを用いることを特徴とする細線判定方法。
20. 縮小対象の画素群に対して主走査方向に画素を重ねて主走査方向の縮小処理を実行し、現ラインの縮小結果と前ラインまでの副走査方向の縮小結果とを重ね合わせて副走査方向の縮小処理を実行することを特徴とする画像変倍方法。
21. 像域分離結果を用いて文字画像の処理とハーフトーン画像の処理とを切り替える画像変倍方法であって、出力画素の像域分離結果を判定する方式として以下の（１）〜（６）を具備し、
    （１）出力画素の像域分離結果をすべて文字にする
    （２）縮小対象になった画素群に１画素でも文字の像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果を文定にする
    （３）縮小対象になった画素群に１画素でもハーフトーンの像域分離結果が含まれていれば出力画素の像域分離結果をハーフトーンにする
    （４）出力画素の像域分離結果をすべてハーフトーンにする
    （５）縮小処理の結果、有効となった画素の像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
    （６）縮小対象になった画素それぞれの像域分離結果のうち最も数の多い像域分離結果を出力画素の像域分離結果とする
    上記（１）〜（６）のいずれかを選択する画像変倍方法。

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