JP4872715B2 - 画像処理装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ビットマップ画像を線画情報に変換する画像処理装置及びそのプログラムに関する。

一般に、ラスタ画像を入力し、この画像の文字部分などをアウトライン化し、画像の再利用（例えば、編集等）を容易にする技術はよく知られている。このような技術では、例えば、文字画像をアウトライン化することにより、画像を拡大した場合においても、画質劣化のない画像を得ることができる。

アウトライン化は、例えば文字等、二値情報で表すことのできる物体の輪郭形状をベジエのような曲線で近似して表す方法である。このような手法では、入力されたラスタ画像を二値化する場合、二値化の解像度が大きいほど、アウトライン化後の画質は良い。しかしながら、解像度が大きいほど、演算負荷が増加することが問題である。

特許文献１では、文字が大きな場合には、低解像度で二値化し、文字が小さい場合には、高解像度で二値化することにより、画質を保ちながら、アウトライン化負荷を軽減する手法が開示されている。

特開２００６−２５３８９２号公報

ところで、解像度変換処理は、二値化処理の前に行うと、入力画像のフォーマットが二値画像である場合、入力画像の解像度を用いてアウトライン化した場合の画質以上の画質を得ることは困難であった。

本発明は、上述した背景からなされたものであり、入力画像が二値画像である場合においても、アウトライン化後の画質を向上することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、二値の画像を拡大する画像拡大手段と、前記画像拡大手段により拡大された画像をアウトライン化するアウトライン化手段とを有する。本発明によれば、入力画像が二値画像である場合においても、アウトライン化後の画質を向上することができる。

好適には、前記画像拡大手段は、二値の画像から類似する部分画像を第１の解像度で抽出する部分画像抽出手段と、前記部分画像抽出手段により抽出された部分画像と、第１の解像度における１画素より高い精度で算出された該部分画像画像の位相とに基づいて、第１の解像度より高い第２の解像度の部分画像を生成する部分画像生成手段と、前記部分画像抽出手段により抽出された部分画像の位置に基づいて算出された第２の解像度の画像における位置に、前記部分画像生成手段により生成された部分画像を配置する配置手段とを有する。本発明によれば、１つの低解像度部分画像を拡大する場合より、品質の高い拡大画像を生成することができる。

好適には、前記画像拡大手段は、二値の画像を多値化する多値化手段と、前記多値化手段により多値化された画像の解像度を変換する解像度変換手段と、前記解像度変換手段により解像度を変換された画像を二値化する二値化手段とを有する。

好適には、読取画像の解像度に基づいて拡大率を算出する拡大率算出手段をさらに有し、前記画像拡大手段は、前記拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいて画像を拡大する。本発明によれば、印刷時の解像度が不明である場合においても、品質の高い拡大画像を生成することができる。

好適には、前記拡大率算出手段は、読取画像の解像度と印刷画像の解像度との比に基づいて拡大率を算出する。本発明によれば、画像の読取時と印刷時の解像度の差により欠落した情報を補償することができる。

好適には、前記拡大率算出手段は、拡大率を１以上とする。本発明によれば、拡大画像の品質が拡大前の画像より劣化することを防ぐことができる。

好適には、前記拡大率算出手段は、拡大率を１６以下とする。本発明によれば、拡大画像の品質を維持しつつ、拡大処理の負荷が増大することを防ぐことができる。

好適には、前記拡大率算出手段は、画像の画素数が所定値以下になるように拡大率を算出する。本発明によれば、拡大画像のデータ量が増大することを防ぐことができる。

好適には、前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量を判定するデータ量判定手段をさらに有する。本発明によれば、拡大画像のデータ量が増大することを防ぐことができる。

好適には、前記データ量判定手段により画像のデータ量が所定値を超えると判定された場合、前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量と所定のデータ量とに基づいて拡大率を補正する拡大率補正手段をさらに有し、前記画像拡大手段は、前記拡大率補正手段により補正された拡大率に基づいて画像を拡大する。本発明によれば、アウトライン化後の画像データ量を制御することができる。

好適には、前記データ量判定手段により画像のデータ量が所定値を超えると判定された場合、前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量と所定のデータ量とに基づいてアウトライン化処理におけるパラメータを補正するアウトライン化パラメータ補正手段をさらに有し、前記アウトライン化手段は、前記アウトライン化パラメータ補正手段により補正されたアトライン化パラメータに基づいて画像を拡大する。本発明によれば、アウトライン化後の画像データ量を制御することができる。

本発明に係るプログラムは、コンピュータを含む画像処理装置に置いて、二値の画像を拡大する画像拡大ステップと、前記拡大された画像をアウトライン化するアウトライン化ステップとを前記画像処理装置のコンピュータに実行させる。本発明によれば、入力画像が二値画像である場合においても、アウトライン化後の画質を向上することができる。

本発明の画像処理装置によれば、入力画像が二値画像である場合においても、アウトライン化後の画質を向上することができる。

まず、本発明の概略を説明する。
図１は、解像度変換処理とアウトライン化後の画像品質との関係を示す図である。
図１（Ａ）は、理想的なアウトラインを例示する図であり、図１（Ｂ）は、低解像度の画像をアウトライン化して得られた結果を例示する図である。ここで、図１（Ｂ）に示される破線は、得られた結果であり、矩形は、１つの画素を表す。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に例示するように、角が低解像度の画像からアウトライン化される場合、この角は局所的に丸められるので、得られた結果は、丸まったアウトラインとなってしまう。

図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）に示される解像度より高解像度の画像から得られた結果を例示する図である。図１（Ｃ）に例示するように、解像度が高い場合、結果として得られるアウトラインを、理想的なアウトラインに近い形状にすることが可能となる。

高解像度化の手法として、例えば次の２つが挙げられる。
第１の高解像度化方法は、入力された二値画像を多値に変換するものである。この手法では、例えば、画素値０は０に、画素値１は２５５に変換される。変換後の多値画像は、例えば線形補間やキュービックコンボリューションなどの手法を用いて拡大され、拡大後の画像は、閾値処理により二値化される。

第２の高解像度化手法は、超解像方式を適用するものである。この手法では、例えば、複数の低解像度画像の位置ずれを直して拡大し、さらに平均化することにより、拡大画像が生成される。このため、一枚の画像から生成した拡大画像より品質の高い拡大画像を生成することが可能となる。

図２は、超解像方式による高解像度化処理を説明する図である。
図２（Ａ）に示すように、超解像方式による高解像度化処理では、１ページの原稿又は複数ページからなる文書に複数回現れる文字が抽出される。このような複数の同一文字は、スキャナ等の読取装置により読み取られた際に、例えば文字の重心に対して互いに異なる位相で読み取られることが多い。このため、抽出された複数の文字の位相は、互いにずれている。

図２（Ｂ）に示すように、各文字の位相は、例えば、文字の重心を算出し、算出された重心と標本化格子点との相対位置から算出される。さらに、超解像方式では、図２（Ｃ）に示すように、算出された位相と、抽出された各文字画像とに基づいて、高解像度の文字画像が生成される。

なお、高解像度処理の対象は、文字に限らず、図形など、同じ形状の部分画像であればよい。この場合、入力された画像に複数回現れる部分画像が抽出され、各部分画像の位相が算出され、算出された位相と、抽出された各部分画像とに基づいて、高解像度の部分画像が生成される。

拡大率を上げていくと、生成される画像の品質は、ある拡大率で飽和することが多い。このような拡大率を、飽和拡大率ともいう。

図３は、拡大率と、生成される画像のデータ量との関係を例示する図である。
図３において、縦軸は、同じ紙画像を２００ｄｐｉ及び６００ｄｐｉでスキャンし、各スキャン画像に対して多値変換処理（０〜２５５）を施した後、キュービックコンボリューションを用いて拡大し、１２８を閾値として二値化した画像をアウトライン化し、SVG（Scalable Vector Graphics）フォーマットとしたときのファイルサイズである。横軸は、拡大率である。

図３に示すように、データ量は、ある拡大率で飽和している。即ち、画像の品質もまた、飽和する。本例では、飽和拡大率Ｐはスキャン解像度に関係なく、例えば、１２〜１６である。

したがって、高解像度化処理においては、適切な拡大率又は解像度を選択する必要がある。ここで、画像読取時の解像度Ｓ０と、印刷時の解像度Ｓ１とのギャップを埋めるために必要な拡大率を、必要拡大率Ｑとする。印刷時の解像度Ｓ１が、画像読取時の解像度Ｓ０より大きい場合、画像読取時に情報は欠落していると考えられる。そこで、必要拡大率は、Ｑ＝Ｓ１／Ｓ０より求められる。

印刷時の解像度Ｓ１は、固定値に予め設定されていてもよい。例えば、６００ｄｐｉのプリンタで印刷された用紙がスキャンされたと考えられる場合、解像度Ｓ１は６００に設定される。また例えば、ＣＴＰ（Computer To Plate）やイメージセッタにおけるＲＩＰ（Raster Image Processer）の解像度は高くても２４００ｄｐｉ程度であると想定されるので、印刷データが生成される場合、解像度Ｓ１は２４００に設定される。

よって、実際に用いる拡大率をＵとすると、拡大率Ｕは、次式より求められる。
拡大率Ｕ＝ｍｉｎ（Ｐ，Ｑ）

また、適切な演算負荷となるような拡大率Ｒが、予め設定されていてもよい。この場合、拡大率Ｕは、次式より求められる。
拡大率Ｕ＝ｍｉｎ（Ｐ，Ｑ，Ｒ）

図４は、二値画像をアウトライン化して得られた画像を例示する図であり、図４（Ａ）は、スキャンされた画像をそのままアウトライン化して得られた画像を例示し、図４（Ｂ）は、スキャンされた画像に対して高解像度化処理を施した後にアウトライン化して得られた画像を例示する図である。
本例では、スキャン解像度は、２００ｄｐｉであり、高解像度化処理は、２００ｄｐｉのスキャン画像を、６００ｄｐｉに３倍拡大するものである。図４に例示するように、図４（Ｂ）に示される画像は、図４（Ａ）に示される画像より自然であり、図４（Ｂ）に示される画像の品質は、図４（Ａ）に示される画像の品質より高い。

次に、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０を具体的に説明する。
図５は、本発明の実施形態に係る画像処理装置１０のハードウェア構成を、制御装置１２を中心に示す図である。
図５に示すように、画像処理装置１０は、ＣＰＵ１４及びメモリ１６などを含む制御装置１２と、ネットワークを介して外部のコンピュータなどとデータの通信を行う通信装置１８と、ハードディスクドライブなどの記憶装置２０と、液晶ディスプレイなどの表示装置並びにキーボード及びポインティングデバイスを含むユーザインタフェース（ＵＩ）装置２２とを有する。

画像処理装置１０は、例えば、後述する画像処理プログラム４などがインストールされた汎用コンピュータであり、通信装置１８、記憶装置２０又は記憶媒体２４などを介して二値の画像のデータを取得し、取得された画像に対して画像処理を行う。画像処理装置１０は、図示しないプリンタ装置のスキャナ機能又はスキャナ装置により光学的に読み取られた、又は読み取られて送信された例えばビットマップ形式の画像データを取得する。

図６は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム４の機能構成を示す図である。
図６に示すように、画像処理プログラム４は、拡大部４０及びアウトライン化部４２を有する。画像処理プログラム４は、このような構成により、二値の画像を拡大し、前記拡大された画像をアウトライン化する。

画像処理プログラム４は、例えば、通信装置１８を介して制御装置１２に供給され、メモリ１６にロードされて、制御装置１２上で動作する図示しないＯＳ上で、ハードウェアを具体的に利用して実行される。画像処理プログラム４は、ＦＤ、ＣＤ又はＤＶＤなどの記憶媒体２４に格納されて、画像処理装置１０に供給されてもよい。なお、以下の各プログラムも、同様に供給されて実行される。また、画像処理プログラム４の全部又は一部の機能は、画像処理装置１０に設けられた例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現されてもよい。

画像処理プログラム４において、拡大部４０は、二値の画像を受け付け、この二値画像に対して所定の拡大率で拡大処理を施して拡大二値画像を生成する。拡大率は、メモリ１６及び記憶装置２０の少なくともいずれかに予め記憶されていてもよいし、ＵＩ装置２２を介して入力されてもよいし、通信装置１８を介して送信されてもよい。拡大部４０は、生成した拡大二値画像をアウトライン化部４２に対して出力する。なお、拡大部４０については、後で詳述する。

アウトライン化部４２は、拡大二値画像をアウトライン化して、出力画像を生成する。出力画像は、ベクトル情報又はアウトライン情報により表される。なお、アウトライン化のアルゴリズムは、特に限定されず、例えば特許文献１に開示されたものであってもよい。この場合、当該アルゴリズムのパラメータａ，α_１，θ_１，θ_２，θ_３，θ_４，θ_５等は、予め設定されていてもよい。

図７は、画像処理プログラム４の拡大部４０の詳細な機能構成を示す図である。
図７に示すように、拡大部４０は、部分画像切出し部４００、類似部分画像抽出部４０２、重心算出部４０４、高解像度部分画像生成部４０６、位置算出部４０８及び高解像度部分画像配置部４１０を有する。

拡大部４０において、部分画像切出し部４００は、通信装置１８、記憶装置２０又は記憶媒体２４を介して、スキャナ装置などにより読み取られた所定の解像度（第１の解像度）の二値の入力画像（二値画像）を受け付け、この二値画像に含まれる例えば文字や図形などの部分画像を切り出して、類似部分画像抽出部４０２に対して出力する。第１の解像度は、例えば２００ｄｐｉである。なお、二値画像は、１ページの原稿であってもよいし、複数ページからなる原稿であってもよい。

例えば、部分画像切出し部４００は、連続する黒画素の塊（例えば、８近傍で連結された黒画素）を１つの部分画像として二値画像から切り出してもよいし、文字列及び文字間隔を推定し、１つの部分画像領域を推定して部分画像を切り出してもよい。また例えば、部分画像切出し部４００は、外部のＯＣＲ(Optical Character Reader)などにより特定された部分画像を切り出してもよい。なお、部分画像切出し手法は、特に限定されない。

類似部分画像抽出部４０２は、部分画像切出し部４００により切り出された部分画像を受け付け、互いに類似する部分画像を抽出して、重心算出部４０４及び高解像度部分画像生成部４０６に対して出力する。より具体的には、類似部分画像抽出部４０２は、切り出された複数の部分画像から第１の部分画像を特定し、第１の部分画像と、該第１の部分画像と類似する１以上の第２の部分画像とを抽出する。このようにして、類似部分画像抽出部４０２は、二値の画像から類似する部分画像を第１の解像度で抽出する。

例えば、類似部分画像抽出部４０２は、第１の部分画像と第２の部分画像とのパターンマッチングを行うことにより、これらの部分画像が類似するか否かを判定する。この場合、類似部分画像抽出部４０２は、各々の部分画像同士のパターンマッチングを行う。

また例えば、類似部分画像抽出部４０２は、１つの部分画像データを１つのベクトルデータとして扱い、クラスタリングを行うことにより、当該部分画像と類似する部分画像を抽出してもよい。この場合、類似部分画像抽出部４０２は、当該部分画像を表すベクトルデータと判定対象の部分画像を表すベクトルデータとの距離（例えば、ユークリッド距離）が所定値未満であるとき（即ち、２つのベクトルデータの距離が近いとき）、当該部分画像と判定対象の部分画像とが類似すると判定する。なお、類似の判定手法は、特に限定されない。

重心算出部４０４は、類似部分画像抽出部４０２から受け付けた部分画像それぞれの重心を算出し、算出した重心値を高解像度部分画像生成部４０６に対して出力する。重心算出部４０４は、第１の解像度における１画素より高い精度で重心を算出する。

なお、重心算出部４０４は、算出した重心と標本化格子点との相対位置に基づいて部分画像それぞれの位相を算出し、算出した位相を高解像度部分画像生成部４０６に対して出力してもよい。また、重心算出部４０４は、例えば、部分画像の幅及び高さにより部分画像の中央を算出してもよいし、中心を算出してもよい。この場合、重心算出部４０４は、算出した部分画像の中央などを出力する。

高解像度部分画像生成部４０６は、類似部分画像抽出部４０２により抽出された各部分画像と、第１の解像度における１画素より高い精度で算出された該各部分画像の位相とに基づいて、第１の解像度より高い第２の解像度の部分画像を生成する。ここで、第２の解像度は、拡大率に基づいて算出される。例えば、第１の解像度が２００ｄｐｉであり、拡大率が３である場合、第２の解像度は、６００ｄｐｉである。

具体的には、高解像度部分画像生成部４０６は、重心算出部４０４により算出された各部分画像の重心と標本化格子点との相対位置に基づいて部分画像の位相を算出し、類似部分画像抽出部４０２から受け付けた類似する部分画像と該各部分画像の位相とに基づいて部分画像を生成する。部分画像の位相が、重心算出部４０４により算出されて高解像度部分画像生成部４０６に入力された場合、高解像度部分画像生成部４０６は、この位相を用いてもよい。

なお、高解像度部分画像生成部４０６は、生成した部分画像に対して、さらに解像度変換処理を施して、第２の解像度の部分画像を生成してもよい。この解像度変換処理は、拡大処理であってもよいし、縮小処理であってもよい。
高解像度部分画像生成部４０６による部分画像生成処理については、後で詳述する。

位置算出部４０８は、部分画像切出し部４００により第１の解像度の二値画像から切り出された部分画像の部分画像位置データを受け付け、当該部分画像の位置に基づいて、当該部分画像位置に対応する位置であって第２の解像度の拡大二値画像における部分画像の位置を算出する。位置算出部４０８は、算出した位置を高解像度部分画像配置部４１０に対して出力する。

高解像度部分画像配置部４１０は、第１の解像度で抽出された部分画像の位置に基づいて位置算出部４０８により算出された第２の解像度の拡大二値画像における位置と、高解像度部分画像生成部４０６により生成された第２の解像度の部分画像であって当該位置に対応する部分画像とを受け付け、拡大二値画像の当該位置に第２の解像度の当該部分画像を配置する。高解像度部分画像配置部４１０は、第１の解像度の二値画像に含まれる部分画像のそれぞれに対応する第２の解像度の部分画像を拡大二値画像に配置して、拡大二値画像を生成する。高解像度部分画像配置部４１０は、拡大二値画像データをアウトライン化部４２に対して出力する。

図８は、高解像度部分画像生成部４０６による高解像度部分画像の生成処理を説明する図である。
図８（Ａ）は、第１の解像度における入力画像の標本化格子及び部分画像の重心位置を示す。図８（Ａ）において、矢印ａで示される矩形は、入力画像の標本化格子を表し、矢印ｂで示される破線の交差点は、部分画像の重心位置を表す。本例では、入力画像の４つの標本化格子を用いて説明する。図８（Ｂ）に示すように、高解像度部分画像生成部４０６は、部分画像の重心に基づいて、４つの標本化格子の位相を移動させる。

図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）は、第１の解像度より高い第２の解像度の標本化格子を設定する手法を説明する図である。図８（Ｃ）において、矢印ｃで示される丸数字は、第１の解像度における部分画像データの値を例示する。ここで、部分画像データは、丸数字が、第１の解像度における標本化格子の格子点上に表されるように示されている。図８（Ｄ）において、矢印ｄで示される太線は、第２の解像度のおける高解像度部分画像の標本化格子を表す。

高解像度部分画像生成部４０６は、第１の解像度における４つの標本化格子の位相を移動すると、図８（Ｃ）に示すように、第２の解像度における標本化格子を設定し、図８（Ｄ）に示すように、部分画像の重心に基づいて、第２の解像度における標本化格子の位相を移動させる。

図８（Ｅ）は、第２の解像度における部分画像データの値を算出する手法を説明する図である。図８（Ｅ）において、矢印ｅで示される太丸数字は、第２の解像度における部分画像データの値を例示する。ここで、第２の解像度における部分画像データは、太丸数字が、第２の解像度における標本化格子の格子点上に表されるように示されている。

高解像度部分画像生成部４０６は、第１の解像度における各部分画像の位相に基づいて、該各部分画像の画素値から、第２の解像度における部分画像の画素値を補間する。本例では、高解像度部分画像生成部４０６は、最近傍補間法を適用して、第２の解像度における部分画像の画素値を補間する。即ち、高解像度部分画像生成部４０６は、第１の解像度における部分画像データの４つの値（本例では、丸数字「１」〜「４」）のうち、第２の解像度における標本化格子点に最も近い値を選択して、第２の解像度における部分画像データの値とする。なお、補間方法は特に限定されず、その他の手法（例えば、線形補間法など）が適用されてもよい。

図９は、拡大部４０による画像拡大処理（Ｓ１０）のフローチャートを示す図である。
図９に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、拡大部４０の部分画像切出し部４００は、二値の入力画像から部分画像を切り出して、類似部分画像抽出部４０２に対して出力する。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、類似部分画像抽出部４０２は、部分画像切出し部４００により切り出された部分画像から、類似する部分画像を第１の解像度で抽出する。
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、重心算出部４０４は、類似部分画像抽出部４０２により抽出された各部分画像の重心を、第１の解像度における１画素より高い精度で算出する。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、高解像度部分画像生成部４０６は、重心算出部４０４により算出された各部分画像の重心に基づいて、各部分画像の位相を算出し、類似部分画像抽出部４０２により抽出された類似する各部分画像と、類似する部分画像の位相とに基づいて、第２の解像度の部分画像を生成する。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、位置算出部４０８は、第１の解像度の二値の入力画像に含まれる各部分画像の位置に基づいて、拡大二値画像における各部分画像の位置を算出する。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、高解像度部分画像配置部４１０は、第１の解像度で抽出された部分画像の位置に基づいて算出された拡大二値画像における位置に、それぞれ対応する第２の解像度の部分画像を配置する。
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、高解像度部分画像配置部４１０は、生成した拡大二値画像データを、アウトライン化部４２に対して出力する。

図１０は、画像処理プログラム４による画像処理の全体動作（Ｓ２０）のフローチャートを示す図である。
図１０に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、画像処理プログラム４の拡大部４０は、二値の入力画像を受け付ける。拡大部４０は、この二値画像に対して画像拡大処理（Ｓ１０；図９）を施して、拡大二値画像を生成する。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、アウトライン化部４２は、拡大二値画像をアウトライン化して、ベクトル情報等により表される出力画像を生成する。アウトライン化部４２は、生成した出力画像データを出力する。アウトライン化部４２は、出力画像データを通信装置１８を介して図示しない外部のコンピュータに対して送信してもよいし、記憶装置２０又は記憶媒体２４に格納してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１０は、入力されるパラメータに基づいて拡大率を算出する点で、第１の実施形態に係る画像処理装置１０とは異なる。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム５の機能構成を示す図である。
図１１に示すように、画像処理プログラム５は、画像処理プログラム４（図６）に、拡大率算出部５０が付加された構成を有する。なお、図１１に示された各構成のうち、図６に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。

画像処理プログラム５において、拡大率算出部５０は、入力された読取画像の解像度（読取解像度）Ｓ０を受け付け、当該読取解像度Ｓ０に基づいて拡大率を算出し、算出した拡大率を拡大部４０に対して出力する。より具体的には、拡大率算出部５０は、読取解像度Ｓ０と印刷画像の解像度（印刷解像度）Ｓ１との比に基づいて拡大率を算出する。例えば、拡大率算出部５０は、次式により、拡大率を算出する。

拡大率Ｑ＝ｍａｘ（Ｓ１／Ｓ０，１） …（１）

このように、Ｓ１／Ｓ０が１より小さい場合、拡大率算出部５０は、拡大率を１とする。即ち、拡大率算出部５０は、拡大率を１以上とする。なお、拡大率算出部５０は、印刷解像度Ｓ１として、入力された値を用いてもよいし、予め設定されている固定値（例えば、６００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉ等）を用いてもよい。

また、拡大率算出部５０は、飽和拡大率Ｐを用いて、以下の式のいずれかにより、拡大率を算出してもよい。
拡大率Ｐ＝固定値（例えば、１２） …（２）
拡大率Ｕ＝ｍｉｎ（Ｐ，Ｑ） …（３）

なお、上述したように、飽和拡大率Ｐは１６以下であると考えられるので、拡大率算出部５０は、拡大率を１６以下としてもよい。

図１２は、画像処理プログラム５による画像処理の全体動作（Ｓ３０）のフローチャートを示す図である。なお、図１２に示された各処理のうち、図１０に示された処理と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１２に示すように、Ｓ２００の処理で、二値画像が受け付けられると、ステップ３００（Ｓ３００）において、画像処理プログラム５の拡大率算出部５０は、拡大率を算出して拡大部４０に対して出力する。

拡大部４０は、算出された拡大率を用いて、入力された二値画像に対して画像拡大処理（Ｓ１０；図９）を施して、拡大二値画像を生成する。さらに、Ｓ２０２の処理で、拡大二値画像がアウトライン化される。

次に、本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１０は、拡大後の二値画像の最大画像サイズ（例えば、データ量、画素数など）にさらに基づいて拡大率を算出する点で、第２の実施形態に係る画像処理装置１０とは異なる。

図１３は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム６の機能構成を示す図である。なお、図１３に示された各構成のうち、図１１に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１３に示すように、画像処理プログラム６において、拡大率算出部６０が最大画像サイズＫに関する入力をさらに受け付け、当該最大画像サイズＫにさらに基づいて拡大率を算出する。

本実施形態では、拡大率算出部６０は、拡大後の画像のデータ量（又は画素数）がＫ以下となるように拡大率を算出する。具体的には、拡大後の画像がＫ以下となるような拡大率をＲとし、入力画像のサイズをＴとすると、Ｒ＝Ｋ／Ｔとなる。よって、拡大率算出部６０は、次式により、拡大率を算出する。

拡大率Ｕ＝ｍｉｎ（Ｐ，Ｑ，Ｒ） …（４）

次に、本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１０は、出力画像のデータ量に基づいて拡大率を算出する点で、第１の実施形態〜第３の実施形態に係る画像処理装置１０とは異なる。

図１４は、本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム７の機能構成を示す図である。
図１４に示すように、画像処理プログラム７は、画像処理プログラム４（図６）に、拡大率補正部７０及びデータ量判定部７２が付加された構成を有する。なお、図１４に示された各構成のうち、図６に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。

画像処理プログラム７において、データ量判定部７２は、出力画像のデータ量を判定する。より具体的には、データ量判定部７２は、アウトライン化部４２により生成された出力画像のデータ量が所望のデータ量以下であるか否かを判定する。出力画像のデータ量が所望のデータ量を超える場合、データ量判定部７２は、拡大率を補正する旨の信号を拡大率補正部７０に対して出力する。なお、所望のデータ量は、メモリ１６及び記憶装置２０の少なくともいずれかに予め記憶されていてもよいし、ＵＩ装置２２を介して入力されてもよいし、通信装置１８を介して送信されてもよい。

拡大率補正部７０は、データ量判定部７２から出力画像のデータ量が所望のデータ量を超える旨の信号を受け付けた場合、出力画像のデータ量と所望のデータ量とに基づいて拡大率を補正し、補正された拡大率を拡大部４０に対して出力する。より具体的には、拡大率補正部７０は、出力画像のデータ量と所望のデータ量との差分に基づいて、ニュートン法などの非線形最適化法を適用して拡大率を補正する。なお、補正に適用される手法は特に限定されず、最急降下法、勾配法などが用いられてもよい。

拡大率補正部７０により拡大率が補正された場合、拡大部４０は、補正された拡大率に基づいて二値画像を拡大し、拡大二値画像をアウトライン化部４２に対して出力する。

図１５は、画像処理プログラム７による画像処理の全体動作（Ｓ４０）のフローチャートを示す図である。なお、図１５に示された各処理のうち、図１０に示された処理と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１５に示すように、Ｓ２００の処理で、二値画像が受け付けられると、画像拡大処理（Ｓ１０；図９）が拡大部４０により実行され、Ｓ２０２の処理で、拡大二値画像がアウトライン化部４２によりアウトライン化され、出力画像が生成される。

ステップ４００（Ｓ４００）において、データ量判定部７２は、アウトライン化部４２により生成された出力画像のデータ量が所望のデータ量以下であるか否かを判定する。出力画像のデータ量が所望のデータ量以下である場合、画像処理プログラム７は処理を終了し、そうでない場合、Ｓ４０２の処理に進む。

ステップ４０２（Ｓ４０２）において、拡大率補正部７０は、出力画像のデータ量と所望のデータ量とに基づいて拡大率を補正する。拡大率が補正されると、画像処理プログラム７は、画像拡大処理（Ｓ１０）に戻る。

次に、本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１０は、出力画像のデータ量に基づいてアウトライン化において用いられるパラメータを補正する点で、第４の実施形態に係る画像処理装置１０とは異なる。

図１６は、本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム８の機能構成を示す図である。
図１６に示すように、画像処理プログラム８は、画像処理プログラム７（図１４）の拡大率補正部７０がアウトライン化係数補正部８０に置き換えられた構成を有する。なお、図１６に示された各構成のうち、図１４に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。

画像処理プログラム８において、アウトライン化係数補正部８０は、データ量判定部７２から出力画像のデータ量が所望のデータ量を超える旨の信号を受け付けた場合、出力画像のデータ量と所望のデータ量とに基づいてアウトライン化パラメータを補正し、補正されたアウトライン化パラメータをアウトライン化部４２に対して出力する。より具体的には、アウトライン化係数補正部８０は、出力画像のデータ量と所望のデータ量との差分に基づいて、ニュートン法などの非線形最適化法を適用して拡大率を補正する。ここで、補正されるアウトライン化パラメータは、例えば、上述のθ_５等である。

アウトライン化係数補正部８０によりアウトライン化パラメータが補正された場合、アウトライン化部４２は、補正されたアウトライン化パラメータに基づいて拡大二値画像をアウトライン化し、出力画像を生成する。

図１７は、画像処理プログラム８による画像処理の全体動作（Ｓ５０）のフローチャートを示す図である。なお、図１７に示された各処理のうち、図１５に示された処理と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１７に示すように、Ｓ４００の処理で、出力画像のデータ量が所望のデータ量を超えると判定された場合、ステップ５００（Ｓ５００）において、アウトライン化係数補正部８０は、出力画像のデータ量と所望のデータ量とに基づいてアウトライン化パラメータを補正する。アウトライン化パラメータ補正されると、画像処理プログラム８は、Ｓ２０２の処理に戻る。

次に、本発明の第６の実施形態に係る画像処理装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像処理装置１０は、二値画像を多値化してから多値画像に対して解像度変換処理を施す点で、第１の実施形態〜第５の実施形態に係る画像処理装置１０とは異なる。

図１８は、本発明の第６の実施形態における画像処理プログラムの拡大部４０の詳細な機能構成を示す図である。
図１８に示すように、拡大部４０は、多値化部４２０、解像度変換部４２２及び二値化部４２４を有する。

拡大部４０において、多値化部４２０は、二値の入力画像を受け付け、この入力画像に多値化処理（階調数増加処理）を施して多値画像に変換し、この多値画像を解像度変換部４２２に対して出力する。多値化部４２０は、入力画像の各画素につき、例えば、画素値０を０に、画素値１を２５５に変換する。

解像度変換部４２２は、多値化部４２０により多値化された多値画像の解像度を、所定の拡大率に基づいて変換する。解像度変換部４２２は、例えば、線形補間やキュービックコンボリューションなどの手法を用いて多値画像を拡大する。

二値化部４２４は、解像度変換部４２２により解像度を変換された多値画像を二値化して拡大二値画像を生成する。二値化部４２４は、例えば、画素値１２８を閾値として多値画像を二値化する。

解像度変換処理とアウトライン化後の画像品質との関係を示す図である。 超解像方式による高解像度化処理を説明する図である。 拡大率と、生成される画像のデータ量との関係を例示する図である。 二値画像をアウトライン化して得られた画像を例示する図であり、図４（Ａ）は、スキャンされた画像をそのままアウトライン化して得られた画像を例示し、図４（Ｂ）は、スキャンされた画像に対して高解像度化処理を施した後にアウトライン化して得られた画像を例示する図である。 本発明の実施形態に係る画像処理装置１０のハードウェア構成を、制御装置１２を中心に示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム４の機能構成を示す図である。 画像処理プログラム４の拡大部４０の詳細な機能構成を示す図である。 高解像度部分画像生成部４０６による高解像度部分画像の生成処理を説明する図である。 拡大部４０による画像拡大処理（Ｓ１０）のフローチャートを示す図である。 画像処理プログラム４による画像処理の全体動作（Ｓ２０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム５の機能構成を示す図である。 画像処理プログラム５による画像処理の全体動作（Ｓ３０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム６の機能構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム７の機能構成を示す図である。 画像処理プログラム７による画像処理の全体動作（Ｓ４０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る画像処理装置１０の制御装置１２により実行される画像処理プログラム８の機能構成を示す図である。 画像処理プログラム８による画像処理の全体動作（Ｓ５０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第６の実施形態における画像処理プログラムの拡大部４０の詳細な機能構成を示す図である。

符号の説明

４ 画像処理プログラム
５ 画像処理プログラム
６ 画像処理プログラム
７ 画像処理プログラム
８ 画像処理プログラム
１０ 画像処理装置
１２ 制御装置
１４ ＣＰＵ
１６ メモリ
１８ 通信装置
２０ 記憶装置
２２ ＵＩ装置
４０ 拡大部
４２ アウトライン化部
５０ 拡大率算出部
６０ 拡大率算出部
７０ 拡大率補正部
７２ データ量判定部
８０ アウトライン化係数補正部
４００ 部分画像切出し部
４０２ 類似部分画像抽出部
４０４ 重心算出部
４０６ 高解像度部分画像生成部
４０８ 位置算出部
４１０ 高解像度部分画像配置部
４２０ 多値化部
４２２ 解像度変換部
４２４ 二値化部

Claims (8)

1. 二値の画像を拡大する画像拡大手段と、
   前記画像拡大手段により拡大された画像をアウトライン化するアウトライン化手段と
   を有し、
   前記画像拡大手段は、
   二値の画像から複数の部分画像を切り出す部分画像切出し手段と、
   前記部分画像切出し手段により切り出された複数の部分画像から、類似する部分画像を第１の解像度で抽出する部分画像抽出手段と、
   前記部分画像抽出手段により抽出された部分画像と、第１の解像度における１画素より高い精度で算出された該部分画像の位相とに基づいて、第１の解像度より高い第２の解像度の部分画像を生成する部分画像生成手段と、
   前記部分画像抽出手段により抽出された部分画像の位置に基づいて算出された第２の解像度の画像における位置に、前記部分画像生成手段により生成された部分画像を配置する配置手段と
   を有する
   画像処理装置。
2. 読取画像の解像度に基づいて拡大率を算出する拡大率算出手段をさらに有し、
   前記画像拡大手段は、前記拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいて画像を拡大する
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記拡大率算出手段は、読取画像の解像度と印刷画像の解像度との比に基づいて拡大率を算出する
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記拡大率算出手段は、画像の画素数が所定値以下になるように拡大率を算出する
   請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量を判定するデータ量判定手段をさらに有する
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記データ量判定手段により画像のデータ量が所定値を超えると判定された場合、前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量と所定のデータ量とに基づいて拡大率を補正する拡大率補正手段をさらに有し、
   前記画像拡大手段は、前記拡大率補正手段により補正された拡大率に基づいて画像を拡大する
   請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記データ量判定手段により画像のデータ量が所定値を超えると判定された場合、前記アウトライン化手段によりアウトライン化された画像のデータ量と所定のデータ量とに基づいてアウトライン化処理におけるパラメータを補正するアウトライン化パラメータ補正手段をさらに有し、
   前記アウトライン化手段は、前記アウトライン化パラメータ補正手段により補正されたアウトライン化パラメータに基づいて画像をアウトライン化する
   請求項５または６に記載の画像処理装置。
8. コンピュータを含む画像処理装置において、
   二値の画像を拡大する画像拡大ステップと、
   前記拡大された画像をアウトライン化するアウトライン化ステップと
   を前記画像処理装置のコンピュータに実行させ、
   前記画像拡大ステップは、
   二値の画像から複数の部分画像を切り出す部分画像切出しステップと、
   前記部分画像切出しステップで切り出された複数の部分画像から、類似する部分画像を第１の解像度で抽出する部分画像抽出ステップと、
   前記部分画像抽出ステップで抽出された部分画像と、第１の解像度における１画素より高い精度で算出された該部分画像の位相とに基づいて、第１の解像度より高い第２の解像度の部分画像を生成する部分画像生成ステップと、
   前記部分画像抽出ステップで抽出された部分画像の位置に基づいて算出された第２の解像度の画像における位置に、前記部分画像生成ステップで生成された部分画像を配置する配置ステップと
   を有する
   プログラム。
   

Images