JP4020189B2 - 画像処理回路 - Google Patents
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- H04N1/3935—Enlarging or reducing with modification of image resolution, i.e. determining the values of picture elements at new relative positions
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像縮小に際して、細線消失および黒つぶれを防止するとともに、従来の演算式では解決できなかった、逆T字の画質劣化、横T字に対する横太りを防止することができる、ファクシミリ装置、デジタルコピー機、イメージスキャナ、プリンタ等におけるモノクロ画像の画像縮小のための画像処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
モノクロ画像を縮小するための画像処理技術として、最も簡単な処理として、注目したNライン中の任意の1ラインを選択して出力画像とする単純間引き処理と、Nライン全ての論理和(OR)をとって出力画像とするOR処理とが一般に行なわれている。
【0003】
しかし、単純間引き処理では、たとえば、間引きラインがたまたま黒画素を含むラインにあたり、白画素のみのラインが残された場合には、主走査方向の細線が消失してしまう。他方、OR処理では、主走査方向の細線の消失は防止できるものの、反面、Nライン中の1画素でも黒画素を含めば、そのカラム位置の出力画像が黒画素と判定される結果、出力画像が黒くつぶれてしまう傾向が強くなるという問題がある。
【0004】
このため、特開平8−289137にも記載されているように、単純間引き処理とOR処理を併用し、画像の性質に応じて、上記いずれか一方の処理を選択的に実行する画像縮小方法、さらに、黒画素数による間引き処理を選択的に実行する縮小方法も知られている。
【0005】
この画素密度変換装置によれば、たとえば、文字原稿の画像データに対しては、OR処理を行うことにより細線の消失を防止し、写真原稿の画像データに関しては間引き処理を行うことにより中間調の再現性低下を防止し、黒画素数による間引き処理では各ラインの黒画素数をカウントし、黒画素数の最も多いラインを残して他ラインを間引くことで細線消失を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの処理では、OR処理を選択した場合に、出力画像が黒くつぶれてしまうといった問題が解消されるわけではないので、根本的な上記問題の解決とはならない。
【0007】
また、黒画素数による間引きは間引き処理とOR処理の中間レベルの出力画像になるもので、細線消失や黒つぶれを若干改善させる程度のものであり、決定的な解決とはならない。
【0008】
ところで、OR処理の欠点を補う方式として、(3)式、(4)式のように副走査方向の縮小処理を行なう際に、縮小後画像の注目画素の副走査方向に隣接する周辺画素データを参照する構成がある。
【0009】
[数2]
o(x,y)=inv[o(x,y−1)]・i(x,2y+1)+i(x,2y) ・・・(3)
または
o(x,y)=inv[o(x,y−1)]・i(x,2y)+i(x,2y+1) ・・・(4)
i:原画像の画素データ(黒=1、白=0)
o:縮小画像の画素データ(黒=1、白=0)
x:主走査方向の画素ナンバ
y:副走査方向の画素ナンバ
【0010】
以下、(3)式による縮小処理を「従来技術Aによる処理」、(4)式による縮小処理を「従来技術Bによる処理」と言う。
【0011】
図6(A)に示す横縞の入力画像に対する、OR演算による50%縮小処理結果を図6(B)に、従来技術Aによる処理(50%縮小処理)の結果を図6(C)に、同じく従来技術Bによる処理(50%縮小処理)の結果を図6(D)にそれぞれ示す。これらの図からわかるように、OR演算による縮小(図6(B))では黒つぶれが生じ、従来技術Aによる処理(図6(C))、従来技術Bによる処理(図6(D))ではそれぞれ一部に黒つぶれが生じている。
【0012】
図7(A)に示す逆T字の入力画像に対する、OR演算による50%縮小処理結果を図7(B)に、同じく従来技術Aによる処理(50%縮小処理)の結果を図7(C)に、同じく従来技術Bによる処理(50%縮小処理)の結果を図7(D)にそれぞれ示す。これらの図からわかるように、OR演算による縮小(図7(B))では障害なし(良好)であるが、従来技術Aによる処理(図7(C))および従来技術Bによる処理(図7(D))では一部(図中符号100で示す)に白抜けが生じている。
【0013】
さらに図8(A)に示す横T字の入力画像に対する、OR演算による50%縮小処理結果を図8(B)に、同じく従来技術Aによる処理(50%縮小処理)の結果を図8(C)に、同じく従来技術Bによる処理(50%縮小処理)の結果を図8(D)にそれぞれ示す。これらの図からわかるように、OR演算による縮小(図8(B))および従来技術Aによる処理(図8(C))ではそれぞれ線太りが生じ、従来技術Bによる処理(図7(D))では障害なし(良好)である。
【0014】
本発明の目的は、細線消失および黒つぶれを防止するとともに、従来の演算式((3)式、(4)式)では解決できなかった、逆T字の画質劣化、横T字に対する横太りを防止することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二値原画像データを縮小する画像処理回路において、原画像のラインデータを格納する少なくとも1つの原画像ラインバッファと、縮小後画像のラインデータを格納する少なくとも1つの縮小後画像ラインバッファと、前記原画像ラインバッファより読み出した原画像の注目画素データと、その周辺の画素データと、前記縮小後画像ラインバッファより読み出した縮小後画像の前記注目画素に対応する画素周辺の画素データとに基づき、次の式(1)または式(2)に基づいて論理演算を行なう演算部と、を備えたことを特徴とする画像処理回路である。
o(x,y)=inv[o(x,y−1)]・i(x,2y)
+o(x−1,y)・inv[i(x−1,2y+1)]・i(x,2y)
+i(x,2y+1) ・・・(1)
o(x,y)=inv[o(x−1,y)]・i(2x,y)
+o(x,y−1)・inv[i(2x+1,y−1)]
+i(2x+1,y) ・・・(2)
i:現画像の画像データ(黒=1,白=0)
o:縮小後画像の画素データ(黒=1,白=0)
x:主走査方向の画素ナンバ
y:副走査方向の画素ナンバ
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施形態に使用される画像処理回路のブロックを示しており、この画像処理回路1は、後述するように、副走査方向の縮小および主走査方向の縮小に使用することができる。
【0021】
図1において、画像処理回路1は、二値原画像データを副走査方向または主走査方向に50パーセント縮小することができ、原画像のラインデータを格納するラインバッファ11と、演算部14により計算された縮小後画像のラインを構成する画素データを順次格納する2つのラインバッファ12,13とを備えている。
【0022】
入力データIは、演算部14に入力されるとともに、ラインバッファ11に入力され、ラインバッファ11の出力は画素演算部12に入力される。演算部14の出力データOは、画素演算部12自体の入力とされるとともに、ラインバッファ12に入力される。また、ラインバッファ12の出力は、ラインバッファ13の入力とされ、このラインバッファ13の出力は演算部14に入力される。
【0023】
したがって、演算部14は、入力データIの2つの原画像注目画素(縮小後画像注目画素に対応する原画像の注目画素)データと、その周辺の画素データと、前記縮小後画像注目画素の周辺の参照画素データとに基づき、縮小後画像Oの画素(縮小後画像注目画素)の論理演算を行なう。
【0024】
図2に、ラインクロックLCと、入力データIと、ラインバッファ11の出力データLB1と、演算部14の出力データOと、ラインバッファ12の出力データLB2と、ラインバッファ12の出力データLB3との関係を示す。図2において、入力ラインを「・・・,2y−1,2y,2y+1,・・・」で表し,出力ラインを「・・・,y−1,y,y+1,・・・」で表し、各ラインの入力データを「・・・,I(2y−1),I(2y),I(2y+1),・・・」で示し、出力データを「・・・,O(y−2),O(y−1),O(y),・・・」で表してある。
【0025】
図2においてライン画像データO(y)は、後述するように、画素データo(0,y),o(1,y),o(2,y),・・・,o(N−1,y)により構成される。
【0026】
図3に示すように、演算部14に、入力データi(x−1,2y+1),i(x,2y+1)、ラインバッファ11の出力はi(x,2y)、演算部14の出力o(x−1,y)、ラインバッファ13の出力はo(x,y−1)が入力され、当該演算部はo(x,y)を演算することができる。
【0027】
本実施形態では、図4に示すように縮小後画像データo(x,y)(縮小後画像の注目画素)を求めるために、原画像データの2つの注目画素データi(x,2y)およびi(x,2y+1)と、i(x,2y+1)の主走査方向に隣接する画素データi(x−1,2y+1)とを参照するとともに、注目画素データo(x,y)の主走査方向に隣接する画素データo(x−1,y)と、副走査方向に隣接する画素データo(x,y−1)とを参照する。
具体的には、演算部14は、次の(1)式による計算を行なう。
【0028】
[数4]
o:縮小後データ(黒=1、白=0)
i:原画像データ(黒=1、白=0)
x:主走査方向画素ナンバ
y:副走査方向画素ナンバ
【0029】
なお、上記実施形態では、演算部14の出力画像データo(x,y)は、ライン同期信号(主走査の同期信号)により入力する原画像データiに対して、50%縮小の場合は2ラインに1回の出力となる。そのため、上記実施形態では、o(x,y−1)の同期合わせのためにラインバッファ12,13と2つのラインバッファを設けたが、ラインバッファを1つとし、入力ラインクロックLCに同期させて、2ラインクロックに1回の割合でラインバッファ内容を更新する構成でもよい。
【0030】
なお、縮小率は50%に限定するものでなく、入力ラインデータのスルー出力と本実施形態における方式との組み合わせにより、100〜50%の自由縮小、入力ラインを間引き後に本方式を適用することで50%未満の自由縮小も可能である。
【0031】
図6(E)に横縞の入力画像に対する縮小処理結果を、図7(E)に逆T字の入力画像に対する縮小処理結果を、図8(E)に横T字の入力画像に対する縮小処理結果をそれぞれ示す。図7(E)に示すように、逆T字の入力画像については画質劣化は生じないし、図8(E)に示すように、横T字の入力画像については線太りは生じない。
【0032】
すなわち、(1)式の“inv(o(x,y−1))・i(x,2y)”の項において、前ラインの縮小画像データo(x,y−1)が白(=0)の場合に単純なOR処理演算になるので、細線消失が発生することがなく、図6(E)に示すように黒つぶれを防止できる。
【0033】
また、(1)式の“o(x−1,y)・inv(i(x−1,2y+1))・i(x,2y)”の項において、処理済みの縮小画像データの主走査方向に隣接する周辺画素データo(x−1,y)を参照することで、図7(E)のように、逆T字の画質劣化を防止できる。
【0034】
さらに、(1)式の“o(x−1,y)・inv(i(x−1,2y+1))・i(x,2y)”の項において、原画像データの主走査方向に隣接する周辺画素データi(x−1,2y+1)を参照することで、図8(E)に示すように、横T字の線太りを防止できる。
【0035】
主走査方向に縮小する場合にも、図1の回路構成を使用することができる。具体的には、図9の回路ブロックが使用される。図9に示すように、演算部14に、入力データi(2x,y),i(2x+1,y)、ラインバッファ11の出力データi(2x+1,y−1)、演算部14の出力データo(x−1,y)、ラインバッファ13の出力データo(x,y−1)が入力され、当該演算部はo(x,y)を演算することができる。この場合には、ラインクロックは入出力で同じであり、入力画素クロックが出力画素クロックの倍となる。
このときの、o(x,y)は以下の式で表される。
【0036】
[数5]
o:縮小後データ(黒=1、白=0)
i:原画像データ(黒=1、白=0)
x:主走査方向画素ナンバ
y:副走査方向画素ナンバ
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、画像縮小に際して、細線消失および黒つぶれを防止するとともに、従来の演算式では解決できなかった、逆T字の画質劣化、横T字に対する横太りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に使用される画像処理回路のブロックを示す図である。
【図2】ラインクロックLCと、入力データIと、演算部の出力データOと、ラインバッファの出力データLB1,LB2,LB3との関係を示す図である。
【図3】図1の入力データ、演算部の出力、ラインバッファの出力を画素データで示すブロック図である。
【図4】縮小後画像データを求めるための、原画像の注目画素と、参照される画素とを示す図である。
【図5】縮小後画像データを求めるための、縮小後画像の注目画素と、参照される画素とを示す図である。
【図6】(A)は横縞の入力画像を、(B)はOR演算による50%縮小処理結果を(C)は、従来技術Aによる50%縮小処理の結果を、(D)は同じく従来技術Bによる50%縮小処理の結果を、(E)は本発明による50%縮小処理の結果を示す図である。
【図7】(A)は逆T字の入力画像を、(B)はOR演算による50%縮小処理結果を(C)は、従来技術Aによる50%縮小処理の結果を、(D)は同じく従来技術Bによる50%縮小処理の結果を、(E)は本発明による50%縮小処理の結果を示す図である。
【図8】(A)は横T字の入力画像を、(B)はOR演算による50%縮小処理結果を(C)は、従来技術Aによる50%縮小処理の結果を、(D)は同じく従来技術Bによる50%縮小処理の結果を、(E)は本発明による50%縮小処理の結果を示す図である。
【図9】主走査方向に縮小する場合の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 画像処理回路
11,12,13 ラインバッファ
14 演算部
Claims (1)
- 二値原画像データを縮小する画像処理回路において、
原画像のラインデータを格納する少なくとも1つの原画像ラインバッファと、
縮小後画像のラインデータを格納する少なくとも1つの縮小後画像ラインバッファと、
前記原画像ラインバッファより読み出した原画像の注目画素データと、その周辺の画素データと、前記縮小後画像ラインバッファより読み出した縮小後画像の前記注目画素に対応する画素周辺の画素データとに基づき、次の式(1)または式(2)に基づいて論理演算を行なう演算部と、
を備えたことを特徴とする画像処理回路。
o(x,y)=inv[o(x,y−1)]・i(x,2y)
+o(x−1,y)・inv[i(x−1,2y+1)]・i(x,2y)
+i(x,2y+1) ・・・(1)
o(x,y)=inv[o(x−1,y)]・i(2x,y)
+o(x,y−1)・inv[i(2x+1,y−1)]
+i(2x+1,y) ・・・(2)
i:現画像の画像データ(黒=1,白=0)
o:縮小後画像の画素データ(黒=1,白=0)
x:主走査方向の画素ナンバ
y:副走査方向の画素ナンバ
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