JP3708191B2 - 画像処理装置 - 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、ディジタルコピーなどのディジタルデータの画像処理装置であり、特に２値化された画像を任意の倍率で拡大、縮小する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の２値化された画像の拡大、縮小機能を有する画像処理装置では、縮小時には縮小率に応じた間隔で間引き処理し、また拡大時には整数倍拡大した後に縮小時と同一処理により拡大率に応じた周期により間引き処理して任意倍率の拡大縮小処理が行われていた。特開平６−１６４８９６号にはこの技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、入力画像データにかかわりなく、周期的に間引き処理が行われるため、入力画像の文字部についてはスムージィングされた画像がえられるが、ハーフトーン化された中間調部ではノイズが増加し、階調の再現性が失われる。また縮小時には黒細線が消去され再現性が失われるという問題が発生していた。
【０００４】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、２値化された画像を任意倍率で拡大縮小処理ができ、文字部は拡大時スムージィングされ、また縮小時には黒細線が保存され、またハーフトーン化され中間調部は拡大縮小率の値によってノイズ等の障害が発生せずに中間調の階調再現性が保持される画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置においては、２値画像データに対して拡大時にはスムージィング処理をし、縮小時には黒細線を消去しない処理をする。拡大縮小倍率を設定し、これより投影係数を生成し、この投影係数と２値画像データにより出力画像に投影された入力黒画素の割合に応じた多値化投影画素データを生成する。また２値画像データの像域を判定し、文字画像の場合はスムージィング処理または黒細線消去防止処理した画像データとし、中間調画像の場合は多値化投影画像データとし、この両データを合成し、誤差拡散処理により中間調を含む２値化データに変換する。
この本発明によれば、２値画像を任意の倍率で拡大縮小処理ができ、文字部は拡大時スムージィングされ、縮小時には黒細線が保存され、中間調部は拡大縮小の値によってノイズ等が発生せずに中間調の階調再現性が保持される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明では、画像メモリより２値画像データを入力し、この画像データの所定のエリア内を参照して文字画像と中間調画像を判別する像域判別手段と、前記画像メモリより２値画像データを入力し、拡大処理時に入力画素の中心が投影された出力画素とその周囲にスムージィング画像データを発生させ、縮小時に出力画像に投影された黒細線の保存処理を実施する文字補正処理手段と、入力画像に対する出力画像の設定倍率に従って入力画素の出力画素への投影の割合を示す投影係数を発生する制御手段と、この投影係数と前記画像メモリより入力した２値画像データにより出力画素に投影された入力黒画素の割合に応じて多値した投影画像データを生成する投影処理手段と、前記像域判別手段の出力データに基づいて文字画像の場合前記文字補正処理手段の出力データを入力し、中間調画像の場合前記投影処理手段の出力データを入力し、これらを多値画像に合成する合成手段と、この合成手段から出力されるデータの誤差拡散処理を行う誤差拡散処理手段とを備える。
【０００７】
本発明では、文字補正処理手段により拡大時にはスムージィング処理が実施され、縮小時には黒細線を消去しない処理が実施される。制御手段より設定拡大縮小倍率によって投影係数が生成され、投影処理手段はこの投影係数と２値画像データにより出力画素に投影された入力黒画素の割合に応じて多値化投影画像データを生成する。像域判別手段は入力した２値画像の所定エリア内を参照して文字画像と中間調画像を判別し、合成手段は、この判別に従って文字画像の場合は文字補正処理手段の２値データを入力し、中間調画像の場合は投影処理手段の多値画像を入力し、２値データは多値データの最上レベルと最下レベルに設定することにより両データを合成し、この多値合成データを誤差拡散処理により中間調を含む２値化データに変換して出力する。
【０００８】
これにより入力画像データのハーフトーン部は投影処理が施され多値化され、このように多値化された投影画像の局所的反射は入力２値画像の局所的反射率に一致する。このように局所的反射率が保存された多値データを誤差拡散処理することによって得られるハーフトーン画像はノイズの発生も極めて少なく、階調の再現性が保存される。また文字部は拡大処理の場合スムージィング補間データが拡大挿入され、縮小処理の場合黒細線が保存される。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記像域判別手段の判別結果を格納する判別結果メモリと、前記文字補正処理手段の出力データを格納する文字画像メモリと、前記投影処理手段の出力データを格納する投影画像メモリとを備え、前記制御手段は前記投影画像メモリに格納するデータの投影アドレスを生成すると共に前記判別結果メモリと前記文字画像メモリに投影アドレスに対応した文字アドレスを生成する。
【００１０】
本発明では、投影画像メモリの投影アドレスを制御手段で生成すると共にこの投影アドレスに対応した文字アドレスを判別結果メモリと文字画像メモリに発生するので、どのような倍率においても投影画像データと文字画像データの位置は一致し、像域判別が誤判断をした場合においても画質劣化を最小に押さえることができる。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記制御手段は、設定倍率の主走査倍率から入力される画素の主走査方向の位置を表す格子点が出力画素に投影される主走査格子点を求め、この値より前記投影係数の主走査方向の主走査投影係数と、その主走査格子点の出力画素上の位置を表す主走査投影アドレスと、入力画素の主走査方向の中心が投影される位置の主走査方向の出力画素のアドレスに基づく主走査文字アドレスを発生し、さらに設定倍率の副走査倍率から入力される画素の副走査方向の位置を表す格子点が出力画素に投影される副走査格子点を求め、この値より前記投影係数の副走査方向の副走査投影係数と、その副走査格子点の出力画素上の位置を表す副走査投影アドレスと、入力画素の副走査方向の中心が投影される位置の副走査方向の出力アドレスに基づく副走査文字アドレスを発生する。
【００１２】
本発明では、主走査倍率から主走査格子点を求め、これに基づき主走査投影係数、主走査投影アドレス、主走査文字アドレスを求め、副走査倍率から副走査格子点を求め、これに基づき副走査投影係数、副走査投影アドレス、副走査文字アドレスを生成するので、投影アドレスと文字アドレスの表す投影画像データと文字画像データの位置は一致し、画像劣化を少なくする。また主走査方向、副走査方向共独立にアドレスを生成できるので、スムージィング補間データの挿入と黒細線保存処理は主走査方向と副走査方向に独立動作し、一方向が拡大、他方向が縮小の場合においても、それぞれスムージィング補間と、黒細線の保存処理が実施され、文字の再現性が向上する。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記投影処理手段は、前記投影画像メモリの出力画像の初期レベルを白レベルとし、入力画素が黒の場合、その画素の投影アドレスで示される出力画素について投影係数により算出される投影面積に応じた多値レベルにする。
【００１４】
本発明では、投影処理手段において、出力画素の初期レベルを白レベルとし、入力画素が黒レベルの場合、出力画素に投影係数によって算出される投影面積に応じたレベルを得る。１つの出力画素には複数の入力画素より黒を投影されることもあるので、この場合は、これらの黒画素による投影面積を積算した値に応じた多値レベルとなる。このようにして２値画像の入力画像を多値化画像に変換できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記合成手段は、像域判別結果が文字画像であり、かつ前記文字補正処理手段の出力データが黒である場合、合成多値出力レベルを最小レベルとし、像域判別結果が文字画像であり、前記文字補正処理手段の出力データが白である場合、合成多値出力レベルを最大レベルとし、また像域判別結果が中間調画像である場合、前記投影処理手段の投影画像データを出力する。
【００１６】
本発明では、文字補正処理手段から出力される２値画像と投影処理手段から出力される多値画像を合成する場合、２値画像の白レベルを多値画像の最大レベルとし、２値画像の黒レベルを多値画像の最小レベルとすることにより２値画像と多値画像を多値画像に合成することができる。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記文字補正処理手段は、前記画像メモリより２値画像データを入力し、拡大処理時に入力画素の中心が投影された出力画素を文字中核画素とし、その周辺に補正用のスムージィング補間画素を設け、これら両画素を表すアドレスを文字アドレスとし、主走査方向のスムージィング補間画素の主走査文字アドレスが、前回書き込みの文字中核画素の主走査文字アドレスと同一になる場合は、その主走査方向のスムージィング補間画素の画像メモリへの書き込みを禁止し、また、副走査方向のスムージィング補間画素の副走査文字アドレスが前回書き込みの文字中核画素の副走査文字アドレスと同一になる場合は、その副走査方向のスムージィング補間画素の画像メモリへの書き込みを禁止する。
【００１８】
本発明では、主走査方向のスムージィング補間画素の主走査文字アドレスが前回書き込みした文字中核画素の主走査文字アドレスと同一になる場合は、そのスムージィング補間画素が出力画素を格納する画像メモリに書き込まれることを禁止する。拡大率が小さい場合、スムージィング補間画素が前回書き込んだ文字中核画素と重なる場合が生じる。文字中核画素は入力画素を投影したものであり、スムージィング補間画素は文字中核画素を元に推定した画素であるので、これを消去し文字中核画素を残すことにより画質が向上する。これは副走査方向のスムージィング補間画素についても同様である。
【００１９】
請求項７の発明では、請求項１の発明において、前記文字補正処理手段は、前記画像メモリより２値画像データを入力し、入力画素の中心が投影された出力画素を文字中核画素とし、入力画像の所定エリア内の主走査方向の前回の注目画素を含む参照画素パターンと細線パターンが一致し、かつ主走査倍率が１未満である場合、今回の注目画素に対応する文字中核画素の画像メモリへの格納を禁止し、入力画像の所定エリア内の副走査方向の前回の注目画素を含む参照画素パターンと細線パターンが一致し、かつ副走査倍率が１未満である場合、今回の注目画素に対応する文字中核画素の画像メモリへの格納を禁止する。
【００２０】
本発明では、入力画素の前回の注目画素が細線パターンに一致して黒細線を構成しており、前回の注目画素の文字中核画素は黒となっている。今回の注目画素の文字中核画素は縮小処理であるため前回の中核画素と重なる場合が生じる。このとき今回の文字中核画素が黒であれば問題ないが白の場合、黒細線を消してしまう。このため今回の文字中核画素が出力画素を格納する画像メモリへ書き込まれることを禁止する。これにより縮小時の黒細線の消去を防止し画質の低下を防ぐ。これは主走査方向および副走査方向の両方向について成り立つ。
【００２１】
請求項８の発明では、請求項５の発明において、前記誤差拡散処理手段への入力データが最小レベルである場合は黒レベルを、また最大レベルである場合は白レベルを出力し、その他の場合は誤差拡散処理手段の出力データを出力する白黒強制回路を設ける。
【００２２】
本発明では、誤差拡散処理手段で処理される前に入力データの最小レベルを黒レベルに最大レベルを白レベルにし、文字画像の２値画像を再現し、その他のレベルのデータは誤差拡散処理手段で中間調の２値化データとする。２値化データの最小レベルと最大レベルは合成手段で文字画像の２値化データを多値化したものであり、これを元の２値化データに戻すことにより文字画像データを鮮明に２値化データとすることができる。全てのデータを誤差拡散処理手段を通すと白または黒データが中間調データとなることがあるので、これを防止して鮮明な文字画像を得る。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態による画像処理装置の概略を示すブロック図である。１は２値画像データの入力、２は画像入力データを複数ライン記憶する画像メモリ、３は画像メモリ２より読み出される４×４画素の所定エリアを参照し、注目画素がハーフトーン（中間調）か文字であるかを１画素毎に判定し、像域判別結果を画像処理のタイミングに合わせて出力する像域分離回路であり、所定エリアの特徴によりハーフトーンか文字かを判別する像域判別回路４と、判定結果を後述する制御回路１５からのアドレスにより書き込み制御する判別データ書き込み制御回路５と、判別結果を記憶する判別結果メモリ６を備えている。
【００２４】
７は画像メモリ２の４×４画素を読み出し、所定エリアを参照し拡大設定時はスムージィング処理をし、縮小設定時は黒細線を保存する処理を行い、後述する投影処理回路に同期して文字補正処理結果データを出力する文字補正処理回路であり、所定エリア内の画素が黒細線であるかを判別する黒細線判別回路８と、所定エリア内の画素よりスムージィング補間データを発生するスムージィング処理回路１０と、黒細線判別結果と制御回路１５からの文字アドレスによりスムージィング補間データの書き込みを制御する文字データ書き込み制御回路９と、スムージィング処理または黒細線処理をした文字データを記憶する文字画像メモリ１１とを備えている。
【００２５】
１２は設定倍率により入力画像の注目画素の出力画素への投影データを出力する投影処理回路であり、注目画素と後述する投影係数から注目画素の出力画素への投影データを求め、対応する注目画素が複数あれば、それらの投影値の積算値を求めて投影された黒画素の面積率から多値化投影データを演算する投影データ演算回路１３と、この投影データを格納する投影画像メモリ１４からなる。制御回路１５は主走査倍率入力１６と副走査倍率入力１７より指定された倍率により入力画素の出力画素への投影面積を算出する投影係数を投影データ演算回路１３へ出力すると共に、投影画像メモリ１４への投影アドレス、判別結果メモリ６と文字画像メモリ１１への文字アドレスを発生する。
【００２６】
１８は像域判別結果データと文字画像処理結果データと投影画像データにより多値化画像データを合成する画像信号合成回路、１９は画像信号合成回路１８により合成された多値画像データを誤差拡散処理し１ビットの２値画像データを出力する誤差拡散処理回路であり、入力画像信号を過去の誤差データにより補正する画像信号補正回路２０、この補正結果を２値化する２値化回路２１、この２値化結果と前記補正結果より誤差を求める誤差演算回路２２、この誤差データを以降の処理画素に分配し、現処理画素の誤差データを求める誤差分配集積回路２３、誤差データを記憶する誤差メモリ２４とを備えている。２５は誤差拡散入力データのレベルが最小レベルの場合、２値化回路２１の出力を強制的に黒にし、最大レベルの場合は強制的に白にし、その他の場合は２値化回路２１の出力をそのまま出力する白黒強制回路である。
【００２７】
以上のように構成した装置の動作について説明する。図２〜図６は本実施の形態の動作フロー図である。図７〜図９は入力画素と投影出力画素の座標を示し、主走査方向および副走査方向の倍率を同じくしたときの関係で、図７は１．８倍，図８は１．２倍，図９は０．８倍の場合を示す。図７を例にとって説明する。破線で示す格子が入力画素を示し、実線で示す格子が投影出力画素を示す。座標Ｘ，Ｙが入力画素の座標を示し、座標ＡＸ，ＡＹが投影出力画素の座標を示す。ＡＸは主走査投影アドレス，ＡＹは副走査投影アドレスと称する。入力画素が１．８倍に拡大されて投影出力画素に投影される様子を表すため、入力画素を１．８倍に拡大して表示する。網点で示した入力画素について考えると、１つの入力画素（Ｙ＝２，Ｘ＝２）が９個の投影出力画素に投影されていることを示している。図９は縮小の場合であるが、入力画素（Ｙ＝３，Ｘ＝３）は４個の投影出力画素に投影されている。なお、以降の座標表示は（Ｙ，Ｘ）というようにＹ座標，Ｘ座標の順に表示する。
【００２８】
投影出力画素は入力画素の格子点ａに基づいて表現される。図１０は入力画素と投影出力画素の関係を示す図である。なお、本実施の形態では入力画素に対する投影出力画素の倍率は２倍までとして説明するが２倍以上も可能である。倍率を最大２倍とすると入力画素が投影される投影出力画素の最大数は図１０に示すように９個となる。なお、図７〜図９に示した（ＡＹ，ＡＸ）座標は絶対座標を示し、図１０に示す（ＡＹ，ＡＸ）座標は格子点ａに基づく相対座標示す。この相対座標は各格子点、例えば格子点ｂについても定義され、格子点ａに基づく（ＡＹ（０），ＡＸ（２））座標は格子点ｂに基づく（ＡＹ（２）′，ＡＸ（２）′）座標と同じ座標を表している。ＡＹ＝３，ＡＸ＝５に投影される入力画素はａ，ｂの入力画素以外にＸ方向に＋１した入力画素が２画素あることを示す。これに対し格子点ａの入力画素の中心が投影されている（ＡＹ＝４，ＡＸ＝４）座標の投影出力画素は格子点ａの入力画素１個からのみ投影されている。
【００２９】
投影出力画素を表す座標ＡＹ，ＡＸを投影アドレスと称し、ＡＸを主走査投影アドレス、ＡＹを副走査投影アドレスと称する。ＫＹ，ＫＸを投影係数と称する。投影係数は各出力画素に投影された入力画素の主走査方向と副走査方向の辺の長さを出力画素の辺の長さで割った比で表される。つまり出力画素の１辺を１としたときの投影された長さである。ＫＸを主走査投影係数，ＫＹを副走査投影係数と称する。投影係数も格子点ａに基づいて相対的に表され、ＫＹ（２）〜ＫＹ（１），ＫＸ（２）〜ＫＸ（０）というように表示される。投影係数は入力画素が出力画素に投影する面積を表すのに用いられる。例えば、（ＡＹ＝５，ＡＸ＝５）の座標に格子点ａの入力画素が投影される面積はＫＹ（２）×ＫＸ（２）で表される。この投影面積により、後述するように各投影出力画素の濃度（多値）が計算される。なお、入力画素位置、倍率により入力画素の投影のない投影アドレスに対しては投影係数は「０」となる。
【００３０】
図１１は入力画素と文字アドレスとの関係を示す図である。文字アドレスは文字中核アドレスと文字補間アドレスからなり、入力画素（注目画素）の中心点ｃが投影される出力画像を文字中核データとし、このアドレスを文字中核アドレスＣＹ（１），ＣＸ（１）として入力画素の中心点ｃに基づく相対座標として表す。この文字中核データの絶対座標は図７〜図９に示した（ＡＹ，ＡＸ）座標と同じであり、（ＣＹ，ＣＸ）座標で表示され、図１１では一例として（ＣＹ（１），ＣＸ（１））座標が（ＣＹ＝４，ＣＸ＝５）座標で表されている。
【００３１】
文字中核データはＳ（１，１）として表し、このＳ（１，１）の上方，左方，斜め左上方のデータをスムージィング補間データＳ（０，１），Ｓ（１，０）、Ｓ（０，０）で表す。Ｓ（１，１）の文字中核アドレスは（ＣＹ（１），ＣＸ（１））であり、Ｓ（０，１）の文字補間アドレスは（ＣＹ（０），ＣＸ（１））、Ｓ（１，０）の文字補間アドレスは（ＣＹ（１），ＣＸ（０））、Ｓ（０，０）の文字補間アドレスは（ＣＹ（０），ＣＸ（０））である。スムージィング補間データとは入力画素を拡大したとき、出力画像を滑らかにするため、挿入する補間画素である。文字アドレスはＣＹ（１），ＣＹ（０），ＣＸ（１），ＣＸ（０）の４通りよりなり、これらを組み合わせて、Ｓ（１，１）〜Ｓ（０，０）の４つのデータを表示する。なお、Ｙ方向を副走査方向、Ｘ方向を主走査方向と言う。
【００３２】
次に図２〜図６を用いて図１に示した装置の動作を説明する。まず、図１に示す制御回路１５の動作を説明する。制御回路１５は主走査倍率ＭＸ，副走査倍率ＭＹを入力し、拡大か縮小かを示す制御信号ＬＸ，ＬＹ，投影アドレスＡＸ，ＡＹ，投影係数ＫＸ，ＫＹ，文字アドレスＣＸ，ＣＹ，を発生する。
【００３３】
図２において主走査倍率ＭＸと副走査倍率ＭＹが入力されると（Ｓ１）、その倍率に応じて制御信号ＬＸ，ＬＹがセットされる（Ｓ１〜Ｓ７）。１倍以上の拡大のときＬＸ＝１（Ｓ３），ＬＹ＝１（Ｓ６）であり、１倍未満の縮小の場合、ＬＸ＝０（Ｓ４），ＬＹ＝０（Ｓ７）である。
【００３４】
まず、副走査方向の投影アドレスＡＹ，投影係数ＫＹ，文字アドレスＣＹの発生について説明する。画像メモリ２の入力画素のアドレスを（Ｙ，Ｘ）で表す。投影出力画素の格子点の位置を投影カウンタ値で表す。図１０で示すように出力画素のＸ，Ｙ方向の１辺の長さを１とすると、入力画素の１辺の長さはＭＸ，ＭＹで表される。格子点を計数するカウンタの主走査（Ｘ）方向の値をＸＣ，副走査（Ｙ）方向の値をＹＣとすると、ＸＣ（ｎ）＝ＸＣ（ｎ−１）＋ＭＸ，ＹＣ（ｎ）＝ＹＣ（ｎ−１）＋ＭＹで表される。ここでｎはｎ個目の格子点の位置である。なお、これ等はＸＣ＝ＸＣ＋ＭＸのように表現される。
【００３５】
画像処理に必要な画像データは画像メモリ２に書き込みが行われ、新たなラインの画像データが必要となる毎に記憶データの書き換えが行われる。本実施の形態では最低４ラインのデータが書き込まれる。まず初期設定としてＹ＝０，ＹＣ＝０，ＡＹ（２）＝０を設定する（Ｓ８）。図１０を参照して、前回の格子点ｂのＡＹ（２）をＡＹＰとする。ＡＹＰ，ＡＸＰ，ＣＹＰのＰは前回を表す文字である。副走査投影カウンタ値ＹＣの小数点以下の数を切り捨てた値をＩＮＴ（ＹＣ）で表し、この値をＡＹ（２）で表す。ＩＮＴは小数点以下の数を切り捨て整数値とすることを表す記号である。ＡＹ（１）はＡＹ（２）より１画素副走査方向に小さなアドレス、ＡＹ（０）はＡＹ（２）より２画素副走査方向に小さなアドレスを表す（Ｓ９）。これにより副走査投影アドレスＡＹが生成される。
【００３６】
次に副走査投影係数ＫＹについて図１２を用いて説明する。投影係数は倍率によって値が変わる。まず今回のＡＹ（２）の値が前回のＡＹ（２）の値と同じ場合（Ｓ１０）で、これは図１２（Ａ）に示すように前回の格子点ｂと今回の格子点ａが同じ投影出力画素に投影されている場合である。この場合、図に示すように投影係数はＫＹ（２）＝ＭＹとなり、他のＫＹ（１），ＫＹ（０）は存在しないので「０」となる（Ｓ１１）。次に前回のＡＹ（２）が今回のＡＹ（１）となる場合（Ｓ１２）で、これは（Ｂ）に示すように入力画素が２つの投影出力画素にまたがっている場合である。この場合のＫＹ（２），ＫＹ（１）は（Ｂ）に示すようにＫＹ（２）＝ＹＣ−ＡＹ（２）、ＫＹ（１）＝ＭＹ−ＫＹ（２）となりＫＹ（０）は存在しないので「０」となる（Ｓ１３）。また入力画素が３つの投影出力画素にまたがる場合は、（Ｃ）に示すようにＫＹ（２）＝ＹＣ−ＡＹ（２），ＫＹ（１）＝１，ＫＹ（０）＝ＭＹ−（１＋ＫＹ（２））となる（Ｓ１４）。これにより副走査投影係数が生成される。
【００３７】
次に文字アドレスについて説明する。まず前回の文字中核アドレスＣＹ（１）をＣＹＰとする（Ｓ１５）。図１１で示すように文字中核アドレスは入力画素の中心点ｃを表すので格子点ａを表す副走査投影カウンタＹＣの値からＭＹの１／２を引き小数点を捨てた整数値で表される。つまりＣＹ（１）＝ＩＮＴ（ＹＣ−ＭＹ／２）となる。また文字補間アドレスＣＹ（０）はＣＹ（１）より１を減じたアドレスである（Ｓ１６）。これにより副走査文字アドレスが生成される。
【００３８】
主走査投影アドレスＡＸ（２），ＡＸ（１），ＡＸ（０），主走査投影係数ＫＸ（２），ＫＸ（１），ＫＸ（０），主走査中核アドレスＣＸ（１），主走査文字補間アドレスＣＸ（０）は図３に示すように副走査方向のアドレスと同様に演算される（Ｓ１７〜Ｓ２５）。これにより主走査投影アドレス、主走査投影係数、主走査文字アドレスが生成される。
【００３９】
次に主走査画像メモリアドレスＸと副走査画像メモリアドレスＹを用い画像メモリ２から主走査４画素×副走査４画素のエリアの１６画素のデータＰＤ（００）〜ＰＤ（３，３）を読み出す。図３のＳ２６〜Ｓ３３はこの画像メモリ２読み出し動作を表す。Ｓ２９のＰＩＮは画像データの画像メモリ２への入力データを示す。Ｍは主走査方向の画素の数を表し、Ｎは副走査方向の画素の数を表す。
【００４０】
次に投影処理回路１２の投影データ演算回路１３と投影画像メモリ１４の動作を説明する。本回路１２は画像メモリ２から入力した２値画像よりなる入力画像の投影係数ＫＸ，ＫＹを用いて投影面積を求め、この投影面積の黒の面積が投影出力画素に占める面積比により多値画素を生成する。１つの出力画素は最大４個の入力画素からの投影を受けるので、投影を受ける度に投影面積を計算して投影画像メモリ１４に入力し、それを再び読み出し次の投影の面積を加算する動作を最大４回繰り返す。
【００４１】
２値画像を多値画像に変換する場合、本実施の形態では一例として０〜６３からなる６４階調に正規化するものとし、白を白レベルとし６３とする。また黒を０とする。この間を投影面積率に応じた数値を入れる。これを図１０を用いて説明すると、網点で示す入力画素が白の場合中心になる（ＡＹ（１），ＡＸ（１））座標の出力画素は白の６３となる。網点画素が黒の場合は（ＡＹ（１），ＡＸ（１））座標の出力画素は黒の０となる。また他の投影出力画素、例えば（ＡＹ（２），ＡＸ（２））座標の出力画素は４個の入力画素から投影される。網点入力画素から投影される投影面積Ｆ１はＫＹ（２）＊ＫＸ（２）で表され、他の３つの投影面積Ｆ２〜Ｆ４もそれぞれ他の入力画素の主走査投影係数と副走査投影係数の積で表され、これら４つの投影面積のうち黒の入力画素により投影された面積の和が出力画素（ＡＹ（２），ＡＸ（２））の黒の割合を示す。これを上述の正規化すると、６３（１−黒面積の和）となる。
【００４２】
図４を用いて投影処理回路１２の動作を説明する。先に画像メモリ２より読み出した１６個の画像データＰＤ（０，０）〜Ｐ（３，３）の注目画素をＰＤ（２，２）とする。この注目画素はこの１６個のほぼ中央を表すデータで、これに代えてＰＤ（１，１）としてもよい。この注目画素が１の場合、白画素とし、白画素であるか調べ（Ｓ３４）、白画素の場合、係数ＰＴを０とし（Ｓ３５）、黒画素の場合ＰＴ＝６３とする（Ｓ３６）。図１０で示すように入力画素は最大９個の出力画素に投影されているので、投影データ演算回路１３では制御回路１５より出力された主走査投影係数ＫＸ（０）〜ＫＸ（２），副走査投影係数ＫＹ（０）〜ＫＹ（２）より９通りの組み合わせについて、主走査投影係数と副走査投影係数を乗算して投影面積を求める。投影係数は出力画素の一辺に対する比率として表されているので、この投影面積は出力画素に対する入力画素の投影面積率となっている。この投影面積率にステップＳ３５，Ｓ３６で得られたＰＴが乗じられる。
【００４３】
投影アドレスＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ）により表される投影画像データ（出力画素）ＭＳ（ＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ））は、次のようにして演算される。まず投影アドレスＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ）により示される投影画像メモリデータＭＰ（ＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ））の初期レベルを白レベル（本例では６３）に設定しておき、投影アドレスＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ）で表される出力画素への黒画素投影の効果を示すＫＹ（Ｎ）＊ＫＸ（Ｍ）＊ＰＴが演算されるとこの値をＭＰ（ＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ））より差し引くことにより、出力画素を正規化した濃度レベル（多値化データ）ＭＳ（ＡＹ（Ｎ），ＡＸ（Ｍ））が得られ、この値をＭＰデータとして再び投影画像メモリ１４の同じアドレスに格納する。図１０に示すように１つの出力画素は最大４個の入力画素からの投影を受けるので、その度に上記の演算を繰り返し、濃度レベルを更新する。また、１つの入力画素は最大９個の出力画素に投影されるので、Ｍ，Ｎをそれぞれ０〜２の範囲で変化させ、９個の出力画素のアドレスを生成し、ステップＳ３９で示される多値化演算が行われる。（Ｓ３７〜Ｓ４３）。なお、注目画素が白レベルである場合、また投影係数が０の場合は、ＫＹ（Ｎ）＊ＫＸ（Ｍ）＊ＰＴは０となり白レベルが保持される。このようにして２値入力画素は６４階調に多値化される。なお、本実施の形態では倍率を２倍まで、また６４階調の正規化とした場合について説明したが、これらの倍率や階調は一例を示すもので、任意の値で実現できる。
【００４４】
次に文字補正処理回路７の動作について説明する。スムージィング処理回路１０では画像メモリ２から読み出された主走査４画素×副走査４画素のエリアの１６個の画像データＰＤ（０，０）〜ＰＤ（３，３）を参照して図１１に示すように注目画素（入力画素）の中心が投影される文字中核データＳ（１，１）とこの周囲のスムージィング補間データＳ（０，１），Ｓ（１，０），Ｓ（０，０）を発生する（図４のＳ４４）。この補間データは２つの文字中核データ間に補間されるものであるので、拡大時のみ用いられる。また補間データの生成は公知の方法を用いる。
【００４５】
黒細線判別回路８も同様に１６個の画像データＰＤ（０，０）〜ＰＤ（３，３）を入力し、パターンマッチングにより主走査方向の前回の注目画素（今回の注目画素の主走査方向１つ前の入力画素）が細線パターンと判別された場合ＢＸ＝１とし、不一致の場合ＢＸ＝０とする（Ｓ４５）、また副走査方向の前回注目画素（今回の注目画素の副走査方向１つ前の入力画素）が細線パターンと判別された場合ＢＹ＝１，不一致の場合ＢＹ＝０とする（Ｓ４６）。
【００４６】
文字データ書き込み制御回路９では拡大時スムージィング補間データを文字中核データ間に補間してスムージィングな出力画像とするが、拡大率が小さい場合、この補間データが既に投影されている文字中核データと重なり、上書きして元の文字中核データを消去してしまうことが発生する。文字中核データは入力画素の中心が投影されたデータであり、推定により発生した補間データより画質を保持する上で重要なデータとなるので、このように重なった場合は補間データの上書きを禁止する。
【００４７】
このためＬＸ＝１つまり主走査倍率が１以上で、かつ主走査方向で前回の中核アドレスＣＸＰが今回のスムージィング補間アドレスＣＸ（０）と一致したときはスムージィング補間データＳ（１，０）の書き込みを禁止し（Ｓ４７）、一致しないときアドレスＣＹ（１），ＣＸ（０）のデータＫＤ（ＣＹ（１），ＣＸ（０）としてＳ（１，０）を書き込む（Ｓ４８）。同様に副走査方向でＬＹ＝１，つまり副走査倍率が１以上で、前回の中核アドレスＣＹＰが今回のスムージィング補間アドレスＣＹ（０）と一致した時は、スムージィング補間データＳ（０，１）の書き込みを禁止し（Ｓ４９）、一致しないときアドレスＣＹ（０），ＣＸ（１）のデータＫＤ（ＣＹ（０），ＣＸ（１））としてＳ（０，１）を書き込む（Ｓ５０）。同様にしてＬＸ＝１かつＬＹ＝１でＣＸＰ≠ＣＸ（０）かつＣＹＰ≠ＣＹ（０）の場合のみＫＤ（ＣＹ（０），ＣＸ（０））のデータをＳ（０，０）とし（Ｓ５２）、その他の場合は書き込みを禁止する（Ｓ５１）。
【００４８】
文字データ書き込み制御回路９では縮小時黒細線が消えないようにする。図１３は黒細線の消去が生じる場合を説明する図である。破線の格子が入力画素を表し、実線が出力画素を表す。Ｇ１，Ｇ２は入力画素を表し、両画素の中心はいずれも出力画素（文字中核データ）Ｇ３内に投影されている。またＧ１は黒細線を形成する画素となっている。黒細線を網点で示している。文字中核データＧ３は初めにＧ１の投影により黒画素となるが、次にＧ２の投影を受けると白画素に書き換えられ黒細線が欠けてしまう。このため、縮小時、前の文字中核データと今回の文字中核データのアドレスが一致した時は今回の文字中核データの書き込みを禁止し、黒細線を残す。
【００４９】
図５のＳ５３〜Ｓ５５は上述の動作を示す。主走査倍率が１以下（ＬＸ＝０）で、かつ前回の主走査入力画素が黒細線パターンと一致した時（ＢＸ＝１），（Ｓ５３）、または副走査倍率が１以下（ＬＹ＝０）で、かつ前回の副走査入力画素が黒細線パターンと一致したとき（ＢＹ＝１），（Ｓ５４）は、今回の文字中核データの書き込みを禁じ、ステップＳ５３，Ｓ５４に該当しないときのみ文字中核データＳ（１，１）を文字中核アドレスＣＹ（１），ＣＸ（１）に書き込む（Ｓ５５）。
【００５０】
次に像域分離回路３の動作について説明する。像域分離回路４は画像メモリ２より１６個の画像データＰＤ（０，０）〜ＰＤ（３，３）を読み込み、変化点をカウントし、所定の値より変化点が多い場合をハーフトーン、少ない場合文字と判定する。これらは公知の技術で例えば特開平６−２５３１４０号に示されている。図５のＳ５６では、この方法を用いて判別を行い、文字判別の場合はＺＤ＝１，ハーフトーン判別の場合はＺＤ＝０とする。
【００５１】
判別データ書き込み制御回路５は入力画素について像域判別回路４が判別した判別結果ＺＤを用いて出力画素の判別を行う。この場合、拡大時には文字中核データとこの周囲のスムージィング補間データは、対応する入力画素の判別値ＺＤを用いることを原則とするが、スムージィング補間データが前回の文字中核データと重なる時は判別値の書き込みを禁止し、前回の文字中核データの判別値を生かす。また文字中核データに対しては、主走査倍率、副走査倍率が共に１倍以上のとき、および縮小時、前回の文字中核データと今回の文字中核データが同一のアドレスとなったときで前回がハーフトーンと判別された場合のみ今回の文字中核データの判別結果ＺＤを書き込む。このようにして文字中核データの判別結果を優先し、文字判別結果を優先する。
【００５２】
図５において、主走査倍率が１以上（ＬＸ＝１）で前回の主走査文字中核アドレス（ＣＸＰ）が今回の主走査文字補間アドレスＣＸ（０）と一致した場合は、スムージィング補間データＳ（１，０）が文字かハーフトーンかを表す判別データＶＤ（ＣＹ（１），ＣＸ（０））へ判別結果ＺＤを記入することを禁止し（Ｓ５７）、一致しない時のみ記入する（Ｓ５８）。また副走査倍率が１以上（ＬＹ＝１）で前回の副走査文字中核アドレス（ＣＹＰ）が今回の副走査文字補間アドレスＣＹ（０）と一致した場合はスムージィング補間データＳ（０，１）の判別データＶＤ（ＣＹ（０），ＣＸ（１））へ判別結果ＺＤを記入することを禁止し（Ｓ５９）、一致しないときのみ判別結果ＺＤを記入する（Ｓ６０）。また主走査、副走査倍率が共に１以上（ＬＸ＝１，ＬＹ＝１）で、前回主走査文字中核アドレス（ＣＸＰ）が今回の主走査文字補間アドレスＣＸ（０）と一致せず、かつ前回の副走査文字中核アドレス（ＣＹＰ）が今回の副走査文字補間アドレスＣＹ（０）と一致しない場合のみスムージィング補間データＳ（０，０）の判別データＶＤ（ＣＹ（０），ＣＸ（０））へ判別結果ＺＤを書き込み（Ｓ６２）、これ以外の場合は書き込みを禁止する（Ｓ６１）。
【００５３】
また主走査倍率と副走査倍率が共に１以上（ＬＸ＝１，ＬＹ＝１）の場合（Ｓ６３）、または縮小時で前回と今回の文字中核アドレスが一致し、前回の文字中核データの判別結果ＲＤ（ＣＹ（１），ＣＸ（１））がハーフトーンの場合（Ｓ６４）のみ、今回の文字中核データＳ（１，１）の判別データＶＤ（ＣＹ（１），ＣＸ（１））へ判別結果ＺＤを書き込む（Ｓ６５）。それ以外の場合は判別結果の書き込みを禁止する。
【００５４】
なお、制御回路１５で発生した倍率を表す制御信号ＬＸ，ＬＹは判別データ書き込み制御回路５と文字データ書き込み制御回路９へ供給され、文字アドレスＣＸ，ＣＹは判別データ書き込み制御回路５、判別結果メモリ６、文字データ書き込み制御回路９および文字画像メモリ１１に入力される。
【００５５】
次に図６を参照して説明する。以上で入力画素の主走査方向の１画素の処理が終わるので、主走査方向の入力画素数分だけ、投影処理回路１２、文字補正処理回路７、像域分離回路３、制御回路１５の動作を繰り返す（Ｓ６６，Ｓ６７）。今回入力画素の１ラインの終了により投影画像メモリ１４、文字画像メモリ１１、判別結果メモリ６の書き込みが終了したラインを判別し、そのラインデータを順次各メモリより投影アドレスＡＹ，ＡＸ，文字アドレスＣＹ，ＣＸにより並行して同一タイミングで判別データＲＤ（ｎ），文字画像データＣＤ（ｎ），投影画像データＴＤ（ｎ）を読み出す。読み出しが終了した投影画像メモリ１４，文字画像メモリ１１には初期状態として白レベルを書き込み、判定結果メモリ６にはハーフトーン状態を書き込む。また書き込み終了ラインが無いと判断される場合は、読み出し処理をせず、入力画像メモリの次のラインの処理を行う。
【００５６】
縮小率が大きいと今回のラインの入力画素による副走査投影アドレスＡＹ（２）が前回のライン入力画素による副走査投影アドレスＡＹＰと同じになることがある（Ｓ６８）。つまり図１３で示したように同一の出力画素に前回と今回の副走査入力画素が投影されることがある。この場合は書き込み終了ラインがないと判断して次のラインの入力画素の処理を行う（Ｓ７２，Ｓ７３）。またＡＹＰとＡＹ（２）が等しくない時は（Ｓ６８）、投影画像メモリ１４、文字画像メモリ１１、判別結果メモリ６の副走査アドレスＡＹ，ＣＹがＡＹＰと等しいラインの主走査アドレスＡＸ＝０，ＣＸ＝０より順次読み出し、画像信号合成回路１８に入力する（Ｓ６９）。また前回のラインの入力画素による副走査アドレスＡＹＰと今回のラインの入力画素による副走査アドレスＡＹ（２）より１つ前のアドレスＡＹ（１）と同じくなるときは（Ｓ７０）、書き込み終了ラインがないと判断して次のラインの入力画素の処理を行う（Ｓ７２，Ｓ７３）。同じくならない時は（Ｓ７０）、投影画像メモリ１４、文字画像メモリ１１、判別結果メモリ６の副走査アドレスＡＹ，ＣＸがＡＹ（１）と等しいラインをＡＸ＝０，ＣＸ＝０より順に読み出し、画像信号合成回路１８へ入力する（Ｓ７１）。このようにして副走査入力画素を全て読み込み処理を行う（Ｓ７２，Ｓ７３）。
【００５７】
並行して読み出された投影画像データＴＤと文字画像データＣＤと像域判別結果ＲＤは画像信号合成回路１８において像域判別結果が文字であり、かつ文字補正処理出力データが黒である場合は、合成多値出力レベルの最小「０」にし、また像域判別結果が文字であり、かつ文字補正処理出力データが白である場合は、合成多値出力レベルの最大レベル「６３」にし、また像域判別結果がハーフトーンである場合は、投影画像データＴＤを出力する。
【００５８】
画像信号合成回路１８により合成された多値データは誤差拡散処理回路１９で誤差拡散処理され２値データ化される。白黒強制回路２５は誤差拡散処理入力データが最小レベルである場合は黒レベルを、また最大レベルの場合は白レベルを出力し、それ以外のレベルの場合は誤差拡散処理データを出力する。この処理により合成された文字情報は確実に白または黒となり、誤差拡散処理の誤差伝搬により稀に発生する白黒反転が文字部に発生しないようにしている。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、文字補正処理回路において主走査倍率、副走査倍率により入力画像に対するそれぞれの方向に対するスムージィング処理、または黒細線保存処理が選択実行され、投影処理回路において、主走査倍率、副走査倍率より求まる主走査方向、副走査方向の投影係数と入力画像データより投影データを演算し、像域判別部で入力画像エリア内の画像の特徴により入力画像データが文字データかハーフトーンデータかを判別し、画像信号合成回路に対して像域判別結果が文字の場合、文字補正処理データを出力し、またハーフトーンデータの場合、投影画像処理データを出力する。画像信号合成回路でこの両データは合成処理され、誤差拡散処理部で誤差拡散処理により２値データに変換する。なお、誤差拡散処理入力データが最小レベルである場合は黒レベルを、最大レベルの場合は白レベルを出力し、その他の場合は誤差拡散処理結果を出力する。
【００６０】
以上の処理により入力画像データのハーフトーン部は投影処理が実施され、主走査倍率、副走査倍率によらず投影画像の局所的反射率は入力画像の局所的反射率に一致し、ハーフトーン画像の階調性は保持される。一方、文字部は拡大処理時にはスムージィング補間され、縮小時には黒細線保存処理により細線の欠落が防止される。またスムージィング補間データの挿入と黒細線保存処理は主走査方向と副走査方向に独立に動作でき、一方向が拡大、他の方向が縮小の場合でもそれぞれにスムージィング補間と黒細線の保存が実施され、文字画像の画質が向上する。また投影画像メモリ、文字画像メモリおよび判別結果メモリを同一タイミングで制御することにより、どの様な倍率設定においても投影画像データと文字画像データの位置は一致し、像域判別回路が誤判別した場合でも画質劣化を最小に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の構成を示すブロック図
【図２】制御回路の動作フロー図
【図３】制御回路と画像メモリ読み出しの動作フロー図
【図４】投影データ演算処理と文字補正処理の動作フロー図
【図５】文字補正処理と像域分離処理の動作フロー図
【図６】投影画像メモリ、文字画像メモリ、判別結果メモリの読み出し動作フロー図
【図７】主走査および副走査倍率１．８倍の入力画素と出力画素の関係を示す図
【図８】主走査および副走査倍率１．２倍の入力画素と出力画素の関係を示す図
【図９】主走査および副走査倍率０．８倍の入力画素と出力画素の関係を示す図
【図１０】投影アドレス、投影係数を説明する図
【図１１】文字アドレス、文字中核データ、スムージィング補間データを説明する図
【図１２】投影係数の算出を説明する図
【図１３】黒細線保存処理を説明する図
【符号の説明】
２ 画像メモリ
３ 像域分離回路
４ 像域判別回路
５ 判別データ書き込み制御回路
６ 判別結果メモリ
７ 文字補正処理回路
８ 黒細線判別回路
９ 文字データ書き込み制御回路
１０ スムージング処理回路
１１ 文字画像メモリ
１２ 投影処理回路
１３ 投影データ演算回路
１４ 投影画像メモリ
１５ 制御回路
１８ 画像信号合成回路
１９ 誤差拡散処理回路
２５ 白黒強制回路

Claims (8)

1. 画像メモリより２値画像データを入力し、この画像データの所定のエリア内を参照して文字画像と中間調画像を判別する像域判別手段と、前記画像メモリより２値画像データを入力し、拡大処理時に入力画素の中心が投影された出力画素とその周囲にスムージィング画像データを発生させ、縮小時に出力画像に投影された黒細線を判別してその黒細線の保存処理を実施する文字補正処理手段と、入力画像に対する出力画像の設定倍率に従って入力画素の出力画素への投影の割合を示す投影係数を発生する制御手段と、この投影係数と前記画像メモリより入力した２値画像データにより出力画素に投影された入力黒画素の割合に応じて多値化した投影画像データを生成する投影処理手段と、前記像域判別手段の出力データに基づいて文字画像の場合前記文字補正処理手段の出力データを入力し、中間調画像の場合前記投影処理手段の出力データを入力し、これらを多値画像に合成する合成手段と、この合成手段から出力されるデータの誤差拡散処理を行う誤差拡散処理手段とを備えた画像処理装置。
2. 前記像域判別手段の判別結果を格納する判別結果メモリと、前記文字補正処理手段の出力データを格納する文字画像メモリと、前記投影処理手段の出力データを格納する投影画像メモリとを備え、前記制御手段は前記投影画像メモリに格納するデータの投影アドレスを生成すると共に前記判別結果メモリと前記文字画像メモリに投影アドレスに対応した文字アドレスを生成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記制御手段は、設定倍率の主走査倍率から入力される画素の主走査方向の位置を表す格子点が出力画素に投影される主走査格子点を求め、この値より前記投影係数の主走査方向の主走査投影係数と、その主走査格子点の出力画素上の位置を表す主走査投影アドレスと、入力画素の主走査方向の中心が投影される位置の主走査方向の出力画素のアドレスに基づく主走査文字アドレスを発生し、さらに設定倍率の副走査倍率から入力される画素の副走査方向の位置を表す格子点が出力画素に投影される副走査格子点を求め、この値より前記投影係数の副走査方向の副走査投影係数と、その副走査格子点の出力画素上の位置を表す副走査投影アドレスと、入力画素の副走査方向の中心が投影される位置の副走査方向の出力アドレスに基づく副走査文字アドレスを発生することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記投影処理手段は、前記投影画像メモリの出力画像の初期レベルを白レベルとし、入力画素が黒の場合、その画素の投影アドレスで示される出力画素について投影係数により算出される投影面積に応じた多値レベルにすることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記合成手段は、像域判別結果が文字画像であり、かつ前記文字補正処理手段の出力データが黒である場合、合成多値出力レベルを最小レベルとし、像域判別結果が文字画像であり、前記文字補正処理手段の出力データが白である場合、合成多値出力レベルを最大レベルとし、また像域判別結果が中間調画像である場合、前記投影処理手段の投影画像データを出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
6. 前記文字補正処理手段は、前記画像メモリより２値画像データを入力し、拡大処理時に入力画素の中心が投影された出力画素を文字中核画素とし、その周辺に補正用のスムージィング補間画素を設け、これら両画素を表すアドレスを文字アドレスとし、主走査方向のスムージィング補間画素の主走査文字アドレスが、前回書き込みの文字中核画素の主走査文字アドレスと同一になる場合は、その主走査方向のスムージィング補間画素の画像メモリへの書き込みを禁止し、また、副走査方向のスムージィング補間画素の副走査文字アドレスが前回書き込みの文字中核画素の副走査文字アドレスと同一になる場合は、その副走査方向のスムージィング補間画素の画像メモリへの書き込みを禁止することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
7. 前記文字補正処理手段は、前記画像メモリより２値画像データを入力し、入力画素の中心が投影された出力画素を文字中核画素とし、入力画像の所定エリア内の主走査方向の前回の注目画素を含む参照画素パターンと細線パターンが一致し、かつ主走査倍率が１未満である場合、今回の注目画素に対応する文字中核画素の画像メモリへの格納を禁止し、入力画像の所定エリア内の副走査方向の前回の注目画素を含む参照画素パターンと細線パターンが一致し、かつ副走査倍率が１未満である場合、今回の注目画素に対応する文字中核画素の画像メモリへの格納を禁止することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
8. 前記誤差拡散処理手段への入力データが最小レベルである場合は黒レベルを、また最大レベルである場合は白レベルを出力し、その他の場合は誤差拡散処理手段の出力データを出力する白黒強制回路を設けたことを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。

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