JP5297347B2 - Pixel number conversion method, program for executing the same, and pixel number conversion apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力された2値画像の画素数を指定された変換倍率に応じて変換する画素数変換方法等に関し、特に、ファクシミリ画像や新聞紙面画像等の複数の網点を用いて表現された網点画像の画素数変換に適した方法等に関する。 The present invention relates to a pixel number conversion method for converting the number of pixels of an input binary image in accordance with a designated conversion magnification, and is expressed in particular using a plurality of halftone dots such as a facsimile image and a newspaper image. The present invention relates to a method suitable for converting the number of pixels of a halftone image.
近年、メディアデバイスの多様化、及びCTPや輪転機等の印刷機材の機能向上に伴い、文章画像や新聞画像等の網点画像を拡大・縮小するニーズが高まっている。画像の解像度変換に際しては、一般に補間処理が必要となり、これは、黒画素又は白画素の2階調で表現される2値画像の場合であっても同様である。補間処理には、論理和法、最近傍法、9分割法、投影法、距離反比例法等があり(例えば、非特許文献1参照)、これらの中でも、投影法による補間処理が変換後の画質劣化を抑え易いものとして知られている。 In recent years, with the diversification of media devices and the improvement of functions of printing equipment such as CTP and rotary press, there is an increasing need to enlarge / reduce halftone images such as text images and newspaper images. When converting the resolution of an image, an interpolation process is generally required, and this is the same even in the case of a binary image expressed by two gradations of black pixels or white pixels. Interpolation methods include a logical sum method, nearest neighbor method, nine-division method, projection method, inverse distance method, and the like (for example, refer to Non-Patent Document 1). It is known that it is easy to suppress deterioration.
ここで、投影法による補間処理の基本原理について、図16を参照しながら説明する。尚、図16は、原画像50に対して縮小方向の解像度変換処理(画素数を減少させる変換処理)を施す場合を例示したものである。同図では、変換後の画像(以下、適宜「変換画像」という)60の画素を太線で描いている。
Here, the basic principle of the interpolation processing by the projection method will be described with reference to FIG. FIG. 16 exemplifies a case where resolution conversion processing in the reduction direction (conversion processing for reducing the number of pixels) is performed on the
投影法は、変換画像60を原画像50上に投影し(重ね合わせ)、変換画像60の1画素(注目画素P')領域における原画像50の平均濃度値を求め、それを注目画素P'の濃度値IP'に置き換えるものである。この濃度値IP'は、図16に記載の演算式を用いて求めることができる。
In the projection method, the
具体的には、変換画像60の注目画素P'と原画像50の各画素P0〜P3とが重なる領域の面積S0〜S3(例えば、面積S0は、変換画像60の注目画素P'と原画像50の画素P0とが重なる領域の面積に相当する)を求め、画素P0〜P3の各々において、面積S0〜S3と各画素P0〜P3の濃度値IP0〜IP3とを乗算する。そして、各画素P0〜P3での乗算値を加算して総和を得るとともに、それを面積S0〜S3の総和(変換画像60の注目画素P'の面積)で除算して平均濃度値IP'を求める。
Specifically, areas S0 to S3 of areas where the target pixel P ′ of the
尚、網点画像の解像度変換処理の場合、求めた平均濃度値IP'を2値化し、注目画素を黒画素又は白画素のいずれかに振り分ける。 In the case of the resolution conversion processing of the halftone image, the obtained average density value IP ′ is binarized and the target pixel is distributed to either a black pixel or a white pixel.
こうした投影法を用いた解像度変換処理の一例として、例えば、特許文献1には、原画像の画素データ列を投影法に基づいて縮小変換(削減)する第1の縮小手段と、第1の縮小手段で削減した画素データ列を更に削減する第2の縮小手段と、第2の縮小手段で削減された画素データ列を濃度保存2値化処理(誤差拡散法を用いた2値化処理)により2値化する第1の2値化手段と、原画像に基づいて予め設定したパターンを検出する検出手段と、検出手段で得た検出結果を示すデータ列を削減する第3の縮小手段と、第3の縮小手段で削減された検出結果を示すデータ列に基づいて、第1の2値化手段で2値化するときの画素値と同様の画素値を単純2値化処理により2値化する第2の2値化手段と、検出手段でパターンを検出したときに第2の2値化手段で得た2値化結果を選択し、パターンを検出しないときに第1の2値化手段で得た2値化結果を選択する選択手段とを備えた画像処理装置が記載されている。
As an example of resolution conversion processing using such a projection method, for example,
また、特許文献2には、原画像の主走査方向の画像データを1ライン単位で格納するラインバッファと、ラインバッファに格納された画像データに対し、面積係数に応じた重み付けを行って注目画素の濃度を算出する主走査方向濃度演算部と、主走査方向濃度演算部で算出される各ラインの注目画素濃度を累積的に格納していくテンポラリバッファと、テンポラリバッファに格納された複数ライン分の注目画素濃度と次のラインの注目画素濃度とを加算する副走査方向濃度演算部と、注目画素濃度の総和に基づいて2値画像を生成する2値化部とを備えた解像度変換装置が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 discloses a line buffer that stores image data of an original image in the main scanning direction in units of one line, and the image data stored in the line buffer is weighted in accordance with an area coefficient, and the target pixel A main scanning direction density calculation unit for calculating the density of the image, a temporary buffer for cumulatively storing the pixel density of interest of each line calculated by the main scanning direction density calculation unit, and a plurality of lines stored in the temporary buffer. A resolution conversion apparatus including a sub-scanning direction density calculation unit that adds the target pixel density of the target pixel and the target pixel density of the next line, and a binarization unit that generates a binary image based on the sum of the target pixel density Have been described.
さらに、投影法以外の方法を利用した補間処理として、非特許文献2には、画像データの周期性に注目し、信号処理で使用されるフーリエ変換及び逆フーリエ変換等を利用して、画像データ周波数の周期を変換することによって解像度変換処理を行うことが示されている。
Further, as an interpolation process using a method other than the projection method, Non-Patent
具体的には、2値画像から多値画像に変換して離散フーリエ変換処理を行うとともに、離散フーリエ変換により得られたフーリエ画像から、周囲成分の切り取りと値の正規化処理を行う。その後、逆離散フーリエ変換処理を行うとともに、得られた多値画像データを2値化処理し、解像度変換後の2値画像を作成する。尚、2値化処理には、固定2値化、誤差拡散、ディザ法等を用いる。 Specifically, a binary image is converted into a multi-value image and a discrete Fourier transform process is performed, and surrounding components are cut out and a value is normalized from the Fourier image obtained by the discrete Fourier transform. Thereafter, inverse discrete Fourier transform processing is performed, and the obtained multi-valued image data is binarized to create a binary image after resolution conversion. For binarization processing, fixed binarization, error diffusion, dithering, or the like is used.
しかし、特許文献1、2に記載の変換方法では、原画像から変換画像への変換に際し、1ページ分の画像データに含まれる全ての画素を対象として、投影法を用いた濃度算出処理を実行する必要がある。
However, in the conversion methods described in
その一方で、投影法においては、1つの注目画素P'の濃度値を求めるにあたり、図16に示す場合であれば、注目画素P'と重なる4つの画素P0〜P3の座標を求めたり、4つの重なり領域の面積S0〜S3を求めるなどの演算処理が必要となるため、演算量が多くなり易い。特に、この際の演算量は、注目画素P'と重なる原画像画素の数が増えるほど増加するため、縮小倍率によっては、膨大な量の演算処理が必要になり、処理速度が遅くなるという問題がある。 On the other hand, in the projection method, when obtaining the density value of one pixel of interest P ′, in the case shown in FIG. 16, the coordinates of four pixels P0 to P3 that overlap with the pixel of interest P ′ are obtained. Since calculation processing such as obtaining the areas S0 to S3 of two overlapping regions is required, the amount of calculation tends to increase. In particular, the amount of computation at this time increases as the number of original image pixels overlapping the pixel of interest P ′ increases, so depending on the reduction ratio, a huge amount of computation processing is required and the processing speed is slow. There is.
また、特許文献1、2に記載の変換方法は、縮小倍率での解像度変換処理を対象とするものであり、拡大倍率の解像度変換処理や、主走査及び副走査方向の各々に別々の縮小倍率、拡大倍率が割り当てられた場合に対応できない欠点がある。
Further, the conversion methods described in
さらに、非特許文献2に記載の解像度変換処理は、周期値の変換や黒画素の割合等の情報に基づいた処理方式であるため、黒画素濃度及び画素位置等を維持したまま、解像度変換することができないという問題がある。加えて、この処理方法では、2次元離散フーリエ変換及び逆2次元離散フーリエ変換を用いるため、画像処理の演算量が多大となり、処理速度が遅くなるという問題がある。
Furthermore, since the resolution conversion process described in Non-Patent
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、画質の劣化を抑えつつ、変換処理に要する時間を短縮して高速化を図ることが可能な画素数変換方法等を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and it is possible to reduce the time required for conversion processing while suppressing deterioration in image quality and to increase the number of pixels. The purpose is to provide a method and the like.
上記目的を達成するため、本発明は、入力された2値画像の画素数を指定された変換倍率に応じて変換する画素数変換方法であって、前記2値画像に含まれる変化点画素を検出する第1のステップと、前記変換倍率に応じて前記2値画像の主走査及び副走査方向の画素数を増減した画素数変換画像を設定し、該画素数変換画像の画素のうち、前記2値画像上の変化点画素に対応する画素をマスク領域に設定して変換マスク画像を生成する第2のステップと、前記変換マスク画像のマスク領域に属する画素の濃度値を、補間演算を用いた濃度算出処理により求めるとともに、該求めた濃度値を2値化して階調値を得る第3のステップと、前記変換マスク画像の非マスク領域に属する画素の階調値を、その画素に対応する前記2値画像上の画素が有する階調値に設定する第4のステップとを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a pixel number conversion method for converting the number of pixels of an input binary image in accordance with a designated conversion magnification, and a change point pixel included in the binary image is converted. A first step of detecting and setting a pixel number converted image in which the number of pixels in the main scanning and sub-scanning directions of the binary image is increased or decreased according to the conversion magnification, and among the pixels of the pixel number converted image, A second step of generating a conversion mask image by setting a pixel corresponding to the change point pixel on the binary image as a mask area, and using an interpolation operation for the density value of the pixel belonging to the mask area of the conversion mask image A third step of obtaining a gradation value by binarizing the obtained density value and a gradation value of a pixel belonging to a non-mask area of the conversion mask image corresponding to the pixel. The pixels on the binary image Characterized in that it comprises a fourth step of setting a gradation value.
そして、本発明によれば、変換後の画像の画質に与える影響が大きい変化点画素に対応する画素については、補間演算を用いた濃度算出処理を経て階調値を取得し、変換後の画像の画質に与える影響が少ない非変化点画素に対応する画素については、入力された2値画像上での階調値を引き継ぐ単純な処理で階調値を得るため、画質の劣化を抑えつつ、変換処理の高速化を図ることが可能になる。 According to the present invention, for the pixel corresponding to the change point pixel having a large influence on the image quality of the converted image, the gradation value is obtained through the density calculation process using the interpolation operation, and the converted image is obtained. For pixels corresponding to non-change point pixels that have little effect on image quality, the tone value is obtained by a simple process that takes over the tone value on the input binary image, while suppressing deterioration in image quality, It becomes possible to speed up the conversion process.
上記画素数変換方法において、前記第2のステップで、前記画素数変換画像上の注目画素に対応する前記2値画像上の画素を求め、その画素が前記変化点画素に該当するか否かに応じて前記注目画素をマスク領域に設定するか否かを決定することができる。これによれば、縮小方向及び拡大方向のいずれの変換処理であっても、適切に変換マスク画像を作成することが可能になる。 In the pixel number conversion method, in the second step, a pixel on the binary image corresponding to the target pixel on the pixel number conversion image is obtained, and whether or not the pixel corresponds to the change point pixel. Accordingly, it can be determined whether or not to set the target pixel as a mask region. According to this, it is possible to appropriately create a conversion mask image in any conversion process in the reduction direction and the enlargement direction.
上記画素数変換方法において、前記画素数変換画像上の注目画素の座標と前記変換倍率とを用いて、前記注目画素に対応する2値画像上の画素の座標を求めることができる。 In the pixel number conversion method, the coordinates of the pixel on the binary image corresponding to the pixel of interest can be obtained using the coordinates of the pixel of interest on the pixel number conversion image and the conversion magnification.
上記画素数変換方法において、前記補間演算を用いた濃度算出処理を、投影法を用いた濃度算出処理とすることができる。 In the pixel number conversion method, the density calculation process using the interpolation calculation can be a density calculation process using a projection method.
上記画素数変換方法において、前記第3のステップで、誤差拡散法を用いた2値化処理により前記濃度値を2値化することができる。この場合、変化点画素に対応する画素に限って、誤差拡散法を用いた2値化処理を行うことになるため、誤差が分散される領域を変化点画素領域の範囲内に制限することができ、誤差拡散の影響により非変化点画素領域にノイズが発生するのを防止することが可能になる。 In the pixel number conversion method, in the third step, the density value can be binarized by binarization processing using an error diffusion method. In this case, since the binarization process using the error diffusion method is performed only for the pixel corresponding to the change point pixel, the region where the error is dispersed may be limited to the range of the change point pixel region. It is possible to prevent noise from occurring in the non-change point pixel region due to the influence of error diffusion.
上記画素数変換方法において、前記変化点画素を、網点の周縁部に位置して該網点の輪郭を構成する輪郭点画素、又は該網点と該網点以外の部分との境界を構成する境界点画素とすることができる。 In the above-described pixel number conversion method, the change point pixel is located at a peripheral portion of a halftone dot and forms a contour point pixel constituting the outline of the halftone dot, or a boundary between the halftone dot and a portion other than the halftone dot It is possible to use a boundary point pixel.
また、本発明は、入力された2値画像の画素数を指定された変換倍率に応じて変換する画素数変換処理を実行するためのプログラムであって、上記いずれかに記載の画素数変換方法を実行するためのものであることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a program for executing a pixel number conversion process for converting the number of pixels of an input binary image in accordance with a designated conversion magnification, and the pixel number conversion method according to any one of the above It is for performing.
さらに、本発明は、入力された2値画像の画素数を指定された変換倍率に応じて変換する画素数変換装置であって、前記2値画像に含まれる変化点画素を検出する画素種判別部と、前記変換倍率に応じて前記2値画像の主走査及び副走査方向の画素数を増減した画素数変換画像を設定し、該画素数変換画像の画素のうち、前記2値画像上の変化点画素に対応する画素をマスク領域に設定して変換マスク画像を生成するマスク処理部と、前記変換マスク画像のマスク領域に属する画素の濃度値を、補間演算を用いた濃度算出処理により求めるとともに、該求めた濃度値を2値化して階調値を得る第1の階調取得部と、前記変換マスク画像の非マスク領域に属する画素の階調値を、その画素に対応する前記2値画像上の画素が有する階調値に設定する第2の階調取得部とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the present invention is a pixel number conversion device for converting the number of pixels of an input binary image in accordance with a designated conversion magnification, and detecting a pixel type for detecting a change point pixel included in the binary image. A pixel number conversion image in which the number of pixels in the main scanning and sub-scanning directions of the binary image is increased or decreased according to the conversion magnification, and among the pixels of the pixel number conversion image, A mask processing unit that sets a pixel corresponding to the change point pixel as a mask area to generate a conversion mask image, and obtains a density value of a pixel belonging to the mask area of the conversion mask image by a density calculation process using interpolation. In addition, a first gradation acquisition unit that binarizes the obtained density value to obtain a gradation value, and a gradation value of a pixel that belongs to a non-mask area of the conversion mask image corresponds to the 2 Set to the gradation value of the pixel on the value image Characterized in that it comprises a second gradation acquisition unit that.
以上のように、本発明によれば、画質の劣化を抑えつつ、変換処理に要する時間を短縮して高速化を図ることが可能になる。 As described above, according to the present invention, it is possible to increase the speed by reducing the time required for the conversion process while suppressing the deterioration of the image quality.
次に、発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Next, modes for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明にかかる画素数変換装置の一実施の形態を示すブロック図であり、この画素数変換装置(以下、「変換装置」という)1は、入力された2値画像に含まれる変化点画素を検出する画素種判別部2と、変化点画素に該当する画素をマスキングして変換マスク画像を生成するマスク処理部3と、変換マスク画像のマスク領域に属する画素の階調値を取得する第1の階調取得部4と、変換マスク画像の非マスク領域に属する画素の階調値を取得する第2の階調取得部5と、第1及び第2の階調取得部4、5の出力を合成して1ページ分の変換画像データを得る合成処理部6とから構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pixel number conversion apparatus according to the present invention. This pixel number conversion apparatus (hereinafter referred to as “conversion apparatus”) 1 is included in an input binary image. A pixel
尚、上記各種の処理部2〜6は、必ずしもハードウェアによって構成される必要はなく、その一部又は全部がソフトウェア(プログラム)によって構成されてもよい。
The
また、図中のメモリ7は、変換装置1で処理すべき画像データを記憶したり、上記の処理部2〜6で処理された処理値や画像データを記憶するための記憶媒体である。メモリ7には、変換装置1で処理すべき画像データとして、各画素のデータ値が2値階調値(例えば、黒画素の場合に階調値=1、白画素の場合に階調値=0)で表された2値画像データが記憶される。
A memory 7 in the drawing is a storage medium for storing image data to be processed by the
次に、上記構成を有する変換装置1の動作について、図1〜図15を参照しながら説明する。ここでは、画素種判別部2、マスク処理部3、第1の階調取得部4及び第2の階調取得部5の個々の動作を説明し、その後に、変換装置1の全体的な動作を説明する。
Next, operation | movement of the
先ず、画素種判別部2の動作について、図1〜図3を参照しながら説明する。
First, the operation of the pixel
画素種判別部2では、1ページ分の2値画像(以下、適宜「原画像」という)に含まれる変化点画素を検出し、原画像中の画素を変化点画素と非変化点画素に分類する。ここで、変化点画素には、網点の輪郭を構成する輪郭点画素(黒画素)と、網点と原紙(網点以外の部分)との境界を構成する境界点画素(白画素)とがある。
The pixel
輪郭点画素の検出に際しては、図2(a)に示すように、原画像中の任意の黒画素を注目画素とし、例えば、その注目画素と、注目画素に隣接する8画素とからなる範囲を参照する。そして、注目画素の周辺に位置する8画素中に1つでも白画素があれば、その注目画素を輪郭点として検出する。また、境界点画素の検出に際しては、図2(b)に示すように、原画像中の任意の白画素を注目画素とし、隣接する8画素中に1つでも黒画素があれば、その注目画素を境界点画素として検出する。 When detecting the contour point pixel, as shown in FIG. 2A, an arbitrary black pixel in the original image is set as a target pixel. For example, a range including the target pixel and eight pixels adjacent to the target pixel is set. refer. If at least one of the 8 pixels located around the pixel of interest has a white pixel, the pixel of interest is detected as a contour point. When detecting the boundary point pixel, as shown in FIG. 2B, if any white pixel in the original image is the target pixel and there is at least one black pixel in the adjacent eight pixels, the attention is paid. A pixel is detected as a boundary point pixel.
尚、変化点画素の検出にあたり、参照する画素の数は、8画素に限られるものではなく、注目画素の上下左右に隣接する4画素を参照するなど、8画素以外の画素数であってもよい。 In detecting the change point pixel, the number of pixels to be referred to is not limited to 8 pixels, and even if the number of pixels is other than 8 pixels, such as referring to 4 pixels adjacent to the target pixel in the vertical and horizontal directions. Good.
これらの処理により、図3に示すように、原画像10上の網点HD(図3(a))に対して、網点HDの周縁HDEに沿って輪郭点画素領域11が検出されるとともに(図3(b))、網点HDを囲むようにして境界点画素領域12が検出される(図3(c))。
By these processes, as shown in FIG. 3, with respect to dot on the
一方、非変化点画素の検出は、上記の輪郭点画素領域11及び境界点画素領域12の検出結果を用いて行われ、輪郭点画素領域11の内側に位置する内部点画素領域13(図3(b)参照)、及び境界点画素領域12の外側に位置する外部点画素領域14(図3(c)参照)に属する画素が非変化点画素として検出される。
On the other hand, the non-change point pixel is detected using the detection results of the contour point pixel region 11 and the boundary
次に、マスク処理部3の動作について、図4、図5を参照しながら説明する。
Next, the operation of the
マスク処理部3では、図4に示すように、検出された輪郭点画素領域11及び境界点画素領域12からなる変化点画素領域15に対し、マスク処理を施して変換マスク画像30を作成する。
As shown in FIG. 4, the
変換マスク画像30の作成にあたっては、先ず、図4(b)に示すように、指定された変換倍率に基づき、変換倍率に応じた画素数の画素数変換画像20を設定する。例えば、原画像10の画素数が16×16画素であり、指定された変換倍率が10/16(縮小変換)であれば、10×10画素の画素数変換画像20を設定する。
In creating the
次いで、画素数変換画像20上の任意の1画素を注目画素P'として選択し、下記の式1、2により、注目画素P'に対応する原画像10上の画素の座標を求める。
Next, an arbitrary pixel on the pixel
ここで、式1、2の「x」、「y」は、原画像10の画素の座標であり、「x'」、「y'」は、画素数変換画像20の注目画素P'の座標である。また、「L」、「L'」は、各々、原画像10の主走査方向の画素数、画素数変換画像20の主走査方向の画素数であり、「H」、「H'」は、各々、原画像10の副走査方向の画素数、画素数変換画像20の副走査方向の画素数である。尚、L'/Lは主走査方向の変換倍率に相当し、H'/Hは副走査方向の変換倍率に相当する。
Here, “x” and “y” in
次に、図5(a)に示すように、画素数変換画像20の注目画素P'に対応する原画像10上の画素21を参照し、その画素21が変化点画素として検出されたものであるか否かを判別する。その結果、変化点画素に該当するものであれば、注目画素P'をマスキングし、逆に、変化点画素として検出されたものでなく、非変化点画素に該当するものであれば、注目画素P'をマスキングしない。
Next, as shown in FIG. 5A, a
その後、画素数変換画像20中の他の画素に対しても、上記の処理を実行し、画素数変換画像20上の全ての画素について、順次、マスキングするか否かを定める。これにより、図4(c)に示すように、変換後の画素数を基準にマスク領域32が設定された変換マスク画像30が作成される。
Thereafter, the above-described processing is also performed on the other pixels in the pixel number converted
尚、拡大方向の変換処理の場合も、上記と同様、画素数変換画像20上の注目画素P'に対応する原画像10上の画素21を求め、その画素21が変化点画素に該当するか否かに応じて、注目画素P'をマスク領域32に設定するか否かを決定する(図5(b)参照)。
In the case of the conversion process in the enlargement direction, similarly to the above, the
このように、上記のマスク処理では、画素数変換画像20の画素から、それに対応する原画像10の画素を求めるため、縮小方向及び拡大方向のいずれの変換処理であっても、画素数変換画像20上の全ての画素について、マスク領域32に設定するか否かを定めることができ、適切に変換マスク画像30を作成することが可能である。
As described above, in the above mask processing, since the corresponding pixel of the
次に、第1の階調取得部4の動作について、図4、図6〜図12を参照しながら説明する。
Next, the operation of the first
第1の階調取得部4は、変換マスク画像30上のマスク領域32(図4(c)参照)を対象とし、投影法を用いた濃度算出処理を行って濃度値を求めるとともに、求めた濃度値に誤差拡散法による2値化処理を行って階調値を得る。
The first
第1の階調取得部4では、変換マスク画像30のマスク領域32に属する画素のうちの1つを注目画素P'として設定し、以下のようにして、注目画素P'の濃度値IP'を求める。
In the first
ここでは、先ず、画素数3×3の原画像10を画素数5×5の画像に変換する(指定される変換倍率:5÷3=1.666…)場合を例にとり、拡大方向の画素数変換を行う際の濃度値の算出方法を説明する。
Here, first, an example in which the
濃度値の算出にあたっては、図16に示した投影法の場合と同様、変換マスク画像30を原画像10上に投影し、変換マスク画像30上でマスク領域32に属する任意の1画素を注目画素P'として設定する。そして、注目画素P'の領域内における原画像10の平均濃度値を求め、それを注目画素P'の濃度値IP'として定める。
In calculating the density value, as in the case of the projection method shown in FIG. 16, the
図6は、3×3画素の原画像と5×5画素の変換画像との画素配列を示す模式図であるが、同図から分かるように、拡大方向の画素数変換を行う場合、画素数が増加するため、変換マスク画像30の1画素分の面積は、原画像10の1画素分の面積より小さくなる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a pixel arrangement of an original image of 3 × 3 pixels and a converted image of 5 × 5 pixels. As can be seen from FIG. 6, in the case of converting the number of pixels in the enlargement direction, the number of pixels Therefore, the area of one pixel of the
そのため、変換マスク画像30の注目画素P'と原画像10の画素との関係で生じる状態としては、投影した原画像10中での注目画素P'の位置により、例えば、(a)注目画素P'の全体が原画像10の1画素分の領域内に含まれる状態(図7参照)、(b)副走査方向において、注目画素P'が原画像10の1画素分の領域内に含まれる一方で、主走査方向では、注目画素P'が原画像10の隣接する2画素分の領域と交わる状態(図8参照)、(c)主走査方向において、注目画素P'が原画像10の1画素分の領域内に含まれる一方で、副走査方向では、注目画素P'が原画像10の隣接する2画素分の領域と交わる状態(図9参照)、(d)注目画素P'が原画像10の4画素(2×2画素)分の領域と交わる状態(図10参照)の4種類が想定される。以下、各々の状態について、注目画素P'の濃度値IP'の算出方法について説明する。
Therefore, as a state generated by the relationship between the target pixel P ′ of the
(a).注目画素P'の全体が原画像10の1画素分の領域内に含まれる場合(図7)
この場合は、投影法を用いた濃度算出処理は行わず、注目画素P'(x',y')を含む原画像10の画素P(x,y)の階調値を参照する。尚、(x',y')は、変換マスク画像30上での座標であり、(x,y)は、原画像10上での座標である。
(A). When the entire pixel of interest P ′ is included in the area of one pixel of the original image 10 (FIG. 7)
In this case, the density calculation process using the projection method is not performed, and the gradation value of the pixel P (x, y) of the
そして、その画素P(x,y)の階調値を、そのまま注目画素P'(x',y')の階調値に設定する。このため、対応する原画像10上の画素P(x,y)が黒画素(階調値=1)であれば、注目画素P'(x',y')の階調値を1として黒画素に設定し、逆に、原画像10上の画素P(x,y)が白画素(階調値=0)であれば、注目画素P'(x',y')の階調値を0として白画素に設定する。
Then, the gradation value of the pixel P (x, y) is set to the gradation value of the target pixel P ′ (x ′, y ′) as it is. Therefore, if the corresponding pixel P (x, y) on the
(b).副走査方向において、注目画素P'が原画像10の1画素分の領域内に含まれる一方で、主走査方向では、注目画素P'が原画像10の隣接する2画素分の領域と交わる場合(図8)
注目画素P'(x',y')と原画像10の画素P(x,y)とが重なる領域の面積をS(0,0)、注目画素P'(x',y')と原画像10の画素P(x+1,y)とが重なる領域の面積をS(1,0)、画素P(x+1,y)の濃度値をIP(x+1,y)とすると、この場合の注目画素P'(x',y')の濃度値IP'(x',y')は、式3により求められる。尚、式3の右辺は、S(0,0)+S(1,0)を分母とする分数になるが、S(0,0)+S(1,0)=1(注目画素P'の1画素分)であるため、記載を省略している。
(B). In the sub-scanning direction, the pixel of interest P ′ is included in the region of one pixel of the
The area of the region where the target pixel P ′ (x ′, y ′) and the pixel P (x, y) of the
(c).主走査方向において、注目画素P'が原画像10の1画素分の領域内に含まれる一方で、副走査方向では、注目画素P'が原画像10の隣接する2画素分の領域と交わる場合(図9)
この場合、注目画素P'(x',y')の濃度値IP'(x',y')は、下記の式4により求められる。ここで、式4のS(0,1)は、注目画素P'(x',y')と原画像10の画素P(x,y+1)とが重なる領域の面積であり、IP(x,y+1)は、画素P(x,y+1)の濃度値である。また、右辺の分母(S(0,0)+S(0,1))は、式3の場合と同様、1(注目画素P'の1画素分)となるため、記載を省略している。以下、他の式についても同様とする。
(C). In the main scanning direction, the target pixel P ′ is included in the area of one pixel of the
In this case, the density value IP ′ (x ′, y ′) of the target pixel P ′ (x ′, y ′) is obtained by the following
(d).注目画素P'が原画像10の4画素(2×2画素)分の領域と交わる場合(図10)
この場合、注目画素P'(x',y')の濃度値IP'(x',y')は、下記の式5により求められる。ここで、式5のS(1,1)は、注目画素P'(x',y')と原画像10の画素P(x+1,y+1)とが重なる領域の面積であり、IP(x+1,y+1)は、画素P(x+1,y+1)の濃度値である。
(D). When the target pixel P ′ intersects with an area of 4 pixels (2 × 2 pixels) of the original image 10 (FIG. 10)
In this case, the density value IP ′ (x ′, y ′) of the target pixel P ′ (x ′, y ′) is obtained by the following Equation 5. Here, S (1,1) in Expression 5 is an area of a region where the pixel of interest P ′ (x ′, y ′) and the pixel P (x + 1, y + 1) of the
次に、画素数5×5の原画像10を画素数3×3の画像に変換する(指定される変換倍率:3÷5=0.6)場合を例にとって、縮小方向の画素数変換を行う際の濃度値の導出方法を説明する。
Next, taking the
図11は、5×5画素の原画像と3×3画素の変換画像との画素配列を示す模式図であるが、同図から分かるように、縮小方向の画素数変換を行う場合、画素数が減少するため、変換マスク画像30の1画素分の面積は、原画像10の1画素分の面積より大きくなる。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a pixel arrangement of an original image of 5 × 5 pixels and a converted image of 3 × 3 pixels. As can be seen from FIG. 11, when the pixel number conversion in the reduction direction is performed, the number of pixels Therefore, the area of one pixel of the
そのため、変換マスク画像30の注目画素P'と原画像10の画素との関係で生じる状態としては、投影した原画像10中での注目画素P'の位置により、例えば、(e)注目画素P'が原画像10の4画素(2×2画素)分の領域と交わる状態(図12参照)、(f)注目画素P'が原画像10の9画素(3×3画素)分の領域と交わる状態(図13参照)の2種類が想定される。以下、各々の状態について、注目画素P'の濃度値IP'の導出方法について説明する。
Therefore, as a state generated by the relationship between the target pixel P ′ of the
(e).注目画素P'が原画像10の4画素(2×2画素)分の領域と交わる場合(図12)
この場合の注目画素P'と原画像10の画素との関係は、拡大方向の画素数変換の(d)の場合と同様であるため、注目画素P'(x',y')の濃度値IP'(x',y')は、上記の式5により求められる。
(E). When the target pixel P ′ intersects with an area of 4 pixels (2 × 2 pixels) of the original image 10 (FIG. 12)
In this case, since the relationship between the pixel of interest P ′ and the pixels of the
(f).注目画素P'が原画像10の9画素(3×3画素)分の領域と交わる場合(図13)
この場合、注目画素P'(x',y')の濃度値IP'(x',y')は、下記の式6により求められる。ここで、式6のS(2,0)、S(2,1)、S(0,2)、S(1,2)、S(2,2)は、各々、原画像10の画素P(x+2,y)、P(x+2,y+1)、P(x,y+2)、P(x+1,y+2)、P(x+2,y+2)との重なり領域の面積である。また、IP(x+2,y)、IP(x+2,y+1)、IP(x,y+2)、IP(x+1,y+2)、IP(x+2,y+2)は、画素P(x+2,y)、P(x+2,y+1)、P(x,y+2)、P(x+1,y+2)、P(x+2,y+2)の濃度値である。
(F). When the target pixel P ′ intersects with an area of 9 pixels (3 × 3 pixels) of the original image 10 (FIG. 13)
In this case, the density value IP ′ (x ′, y ′) of the target pixel P ′ (x ′, y ′) is obtained by the following Equation 6. Here, S (2,0), S (2,1), S (0,2), S (1,2), and S (2,2) in Equation 6 are respectively the pixel P of the
上記のようにして、注目画素P'(x',y')の濃度値(小数点以下の数値を有する多値)を求めた後は、誤差拡散法を用いた2値化処理により注目画素P'(x',y')の階調値(1又は0の値)を求め、黒画素(階調値=1)、白画素(階調値=0)への振り分けを行う。 After obtaining the density value of the pixel of interest P ′ (x ′, y ′) as described above (multivalue having a numerical value after the decimal point), the pixel of interest P is binarized using the error diffusion method. A gradation value (value of 1 or 0) of '(x', y ') is obtained, and is distributed to a black pixel (gradation value = 1) and a white pixel (gradation value = 0).
次に、第2の階調取得部5の動作について、図4を参照しながら説明する。 Next, the operation of the second gradation acquisition unit 5 will be described with reference to FIG.
第2の階調取得部5は、変換マスク画像30上のマスク領域32以外の領域(非マスク領域:図4(c)参照)33を対象として単純倍率変換処理を行う。
The second gradation acquisition unit 5 performs a simple magnification conversion process on an area 33 (non-mask area: see FIG. 4C) other than the
単純倍率変換処理にあたっては、先ず、変換マスク画像30上の非マスク領域33に属する画素のうちの1つを注目画素P'として設定し、下記の式7、8により、その注目画素P'に対応する原画像10上の画素の座標を求める。
In the simple magnification conversion process, first, one of the pixels belonging to the
ここで、式7、8の「i」、「j」は、原画像10の画素の座標であり、「i'」、「j'」は、変換マスク画像30の注目画素P'の座標である。また、「L」、「L'」は、各々、原画像10の主走査方向の画素数、変換マスク画像30の主走査方向の画素数であり、「H」、「H'」は、各々、原画像10の副走査方向の画素数、変換マスク画像30の副走査方向の画素数である。
Here, “i” and “j” in Expressions 7 and 8 are the coordinates of the pixel of the
次いで、変換マスク画像30の注目画素P'(i',j')に対応する原画像10上の画素P(i,j)の階調値を参照し、その画素P(i,j)の階調値を、そのまま注目画素P'(i',j')の階調値に設定する。このため、対応する原画像10上の画素P(i,j)が黒画素(階調値=1)であれば、注目画素P'(i',j')の階調値を1として黒画素に設定し、逆に、原画像10上の画素P(i,j)が白画素(階調値=0)であれば、注目画素P'(i',j')の階調値を0として白画素に設定する。
Next, the gradation value of the pixel P (i, j) on the
次に、変換装置1の全体的な動作について、図14、15を中心に参照しながら説明する。
Next, the overall operation of the
先ず、画素種判別部2において、1ページ分の2値画像(原画像10)に含まれる変化点画素を検出し、変化点画素と非変化点画素を判別する。次いで、マスク処理部3において、指定された変換倍率に応じた画素数変換画像20を設定するとともに、画素数変換画像20中の任意の1画素を注目画素として定める。
First, the pixel
次に、図14に示すように、前述の式1、2を用い、画素数変換画像20上の注目画素に対応する原画像10の画素の座標を求め(ステップS1)、その後、求めた座標の画素が変化点画素(輪郭点画素又は境界点画素)に該当するか否かを判別する(ステップS2、3)。その結果、対応する原画像10の画素が変化点画素に該当すれば、画素数変換画像20上の注目画素をマスク領域32(図4参照)に設定し(ステップS4)、変化点画素に該当しなければ、注目画素を非マスク領域33に設定する。
Next, as shown in FIG. 14, the coordinates of the pixel of the
以後、画素数変換画像20上の残りの画素についても同様の処理を行い(ステップ5)、変換マスク画像30(図4参照)を作成する。 Thereafter, the same processing is performed for the remaining pixels on the pixel number conversion image 20 (step 5), and a conversion mask image 30 (see FIG. 4) is created.
変換マスク画像30の作成が完了すると、図15に示すように、変換マスク画像30をラスタスキャンし(ステップS11)、スキャンした画素(注目画素)がマスク領域32に属する画素であるか否かを判別する(ステップS12)。
When the creation of the
その結果、注目画素がマスク領域32に属する画素である場合には(ステップS12:Y)、第1の階調取得部4において、投影法を用いた濃度算出処理により濃度値を求める。このとき、画素数を増加させる拡大方向の変換処理であれば、式3〜式5の演算により濃度値を求め(ステップ14)、逆に、画素数を減少させる縮小方向の変換処理であれば、式5及び式6の演算により濃度値を求める(ステップS15)。
As a result, when the target pixel is a pixel belonging to the mask region 32 (step S12: Y), the first
次いで、誤差拡散法を用いた2値化処理により濃度値を2値化して階調値を取得するとともに(ステップS16)、処理結果をメモリ7に書き込む(ステップS17)。 Next, the density value is binarized by binarization processing using an error diffusion method to obtain a gradation value (step S16), and the processing result is written in the memory 7 (step S17).
これらに対し、注目画素が非マスク領域33に属する画素である場合には(ステップS12:N)、第2の階調取得部5において、式7、8を用い、注目画素に対応する原画像10上の画素の座標を求める。そして、求めた画素の階調値を参照して、それを注目画素の階調値に設定するとともに(ステップS18)、処理結果をメモリ7に書き込む(ステップS17)。 On the other hand, when the target pixel is a pixel belonging to the non-mask area 33 (step S12: N), the second gradation acquisition unit 5 uses the expressions 7 and 8 to obtain the original image corresponding to the target pixel. The coordinates of the pixel on 10 are obtained. Then, referring to the obtained gradation value of the pixel, it is set as the gradation value of the target pixel (step S18), and the processing result is written in the memory 7 (step S17).
以後、変換マスク画像30上の残りの画素についても、ステップS11〜S18の処理を実行し(ステップS19)、全ての画素の階調値を取得する。 Thereafter, the processing of steps S11 to S18 is executed for the remaining pixels on the conversion mask image 30 (step S19), and the gradation values of all the pixels are acquired.
最後に、合成処理部6において、第1の階調取得部4の処理結果と第2の階調取得部5の処理結果とを合成し、変換画像の全体を完成させる。
Finally, the synthesis processing unit 6 synthesizes the processing result of the first
以上のように、本実施の形態によれば、変換画像の画素の階調値を求めるにあたり、変換後の画像の画質に与える影響が少ない非変化点画素に対応する画素については、原画像10上での階調値を引き継ぐ単純な処理で階調値を得るため、計算量の多い演算処理を経ることがなく、変換処理に要する時間を短縮することが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, in obtaining the gradation value of the pixel of the converted image, the pixel corresponding to the non-change point pixel that has little influence on the image quality of the converted image is obtained from the
その一方で、変換後の画像の画質に与える影響が大きい変化点画素に対応する画素については、投影法を用いた濃度算出処理を経て階調値を得るため、画質の劣化(細線の切れ、白抜き画素の潰れ、モアレ等の発生)を抑えることができる。 On the other hand, for pixels corresponding to change point pixels that have a large influence on the image quality of the converted image, a gradation value is obtained through a density calculation process using a projection method. The occurrence of white pixel crushing, moire, etc.) can be suppressed.
このように、本実施の形態では、原画像10の画素を変化点画素と非変化点画素とに分類し、各々の画素種の特性に合わせて階調値の取得方法を使い分けるため、画質の劣化を抑えながら変換処理の高速化を図ることが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the pixels of the
また、本実施の形態によれば、変換マスク画像30の作成に際し、画素数変換画像20上の注目画素P'に対応する原画像10上の画素21を求め、その画素21が変化点画素に該当するか否かに応じて、注目画素P'をマスク領域32に設定するか否かを決定するため、縮小方向及び拡大方向のいずれの変換処理であっても、適切に変換マスク画像30を作成することができる。
Further, according to the present embodiment, when the
さらに、本実施の形態によれば、変化点画素に対応する画素に限って、誤差拡散法を用いた2値化処理を行うため、誤差拡散に起因して非変化点画素領域にノイズが発生するのを防止することができる。すなわち、誤差拡散は、注目画素の周辺に位置する複数の画素に誤差を分散するものであるため、誤差拡散法を用いた2値化処理の適用範囲を変化点画素に対応する画素に限った場合には、誤差が分散される領域を変化点画素領域15(網点の周辺部分)及びその近傍領域に制限することができる。このため、2値化処理に伴う誤差の影響を受けて、非変化点画素領域(網点の中央部分であって、黒画素群となる領域、又は、原紙部分であって、白画素群となる領域)に属する画素の階調値が不意に反転し、ノイズとなるのを防止することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, since binarization processing using the error diffusion method is performed only for the pixels corresponding to the change point pixels, noise is generated in the non-change point pixel region due to error diffusion. Can be prevented. In other words, since error diffusion is to disperse errors to a plurality of pixels located around the pixel of interest, the application range of binarization processing using the error diffusion method is limited to pixels corresponding to change point pixels. In this case, the region where the error is dispersed can be limited to the change point pixel region 15 (the peripheral portion of the halftone dot) and the vicinity thereof. For this reason, under the influence of the error caused by the binarization process, the non-change point pixel region (the central portion of the halftone dot and the black pixel group or the base paper portion and the white pixel group It is possible to prevent the gradation value of the pixels belonging to the (region) from being inadvertently inverted and causing noise.
尚、上記実施の形態においては、第1の階調取得部4で実行する濃度算出処理として、投影法を用いた算出処理を例示したが、他の補間演算を用いた濃度算出処理によって濃度値を算出するようにしてもよい。
In the above embodiment, the calculation process using the projection method is exemplified as the density calculation process executed by the first
また、上記実施の形態においては、変化点画素に対応する画素の階調値を取得した後に、非変化点画素に対応する画素の階調値を取得するが、これらの処理は、逆の順序で行ってもよく、さらには、それらを併行して実行するようにしてもよい。 In the above embodiment, after obtaining the gradation value of the pixel corresponding to the change point pixel, the gradation value of the pixel corresponding to the non-change point pixel is obtained. However, these processes are performed in the reverse order. Or may be executed in parallel.
さらに、上記実施の形態においては、網点HDが黒画素群から構成されるとともに、原紙部分が白画素群から構成される場合を例示したが、本発明は、黒画素群の原紙上に白画素群からなる網点HDが配置される網点画像に対しても適用することが可能である。 Further, in the above embodiment, the case where the halftone dot HD is composed of the black pixel group and the base paper portion is composed of the white pixel group is illustrated, but the present invention is not limited to the white paper on the base paper of the black pixel group. The present invention can also be applied to a halftone image in which a halftone dot HD composed of a pixel group is arranged.
1 画素数変換装置
2 画素種判別部
3 マスク処理部
4 第1の階調取得部
5 第2の階調取得部
6 合成処理部
7 メモリ
10 原画像
11 輪郭点画素領域
12 境界点画素領域
13 内部点画素領域
14 外部点画素領域
15 変化点画素領域
20 画素数変換画像
21 注目画素に対応する原画像の画素
32 マスク領域
33 非マスク領域
HD 網点
HDE 網点の周縁
P 原画像上の画素
P' 注目画素
S 注目画素と原画像の画素とが重なる領域の面積
DESCRIPTION OF
HD dot
HD E
P Pixel on the original image
P 'pixel of interest
S Area of the area where the target pixel and the original image pixel overlap
Claims (8)
前記2値画像に含まれる変化点画素を検出する第1のステップと、
前記変換倍率に応じて前記2値画像の主走査及び副走査方向の画素数を増減した画素数変換画像を設定し、該画素数変換画像の画素のうち、前記2値画像上の変化点画素に対応する画素をマスク領域に設定して変換マスク画像を生成する第2のステップと、
前記変換マスク画像のマスク領域に属する画素の濃度値を、補間演算を用いた濃度算出処理により求めるとともに、該求めた濃度値を2値化して階調値を得る第3のステップと、
前記変換マスク画像の非マスク領域に属する画素の階調値を、その画素に対応する前記2値画像上の画素が有する階調値に設定する第4のステップとを備えることを特徴とする画素数変換方法。 A pixel number conversion method for converting the number of pixels of an input binary image according to a designated conversion magnification,
A first step of detecting change point pixels included in the binary image;
A pixel number conversion image in which the number of pixels in the main scanning and sub-scanning directions of the binary image is increased or decreased according to the conversion magnification is set, and a change point pixel on the binary image among the pixels of the pixel number conversion image A second step of generating a conversion mask image by setting pixels corresponding to the mask region;
A third step of obtaining density values of pixels belonging to the mask area of the converted mask image by density calculation processing using interpolation, and binarizing the obtained density values to obtain gradation values;
And a fourth step of setting a gradation value of a pixel belonging to the non-mask area of the conversion mask image to a gradation value of a pixel on the binary image corresponding to the pixel. Number conversion method.
請求項1乃至6のいずれかに記載の画素数変換方法を実行するためのものであることを特徴とするプログラム。 A program for executing a pixel number conversion process for converting the number of pixels of an input binary image according to a designated conversion magnification,
The program for performing the pixel number conversion method in any one of Claims 1 thru | or 6.
前記2値画像に含まれる変化点画素を検出する画素種判別部と、
前記変換倍率に応じて前記2値画像の主走査及び副走査方向の画素数を増減した画素数変換画像を設定し、該画素数変換画像の画素のうち、前記2値画像上の変化点画素に対応する画素をマスク領域に設定して変換マスク画像を生成するマスク処理部と、
前記変換マスク画像のマスク領域に属する画素の濃度値を、補間演算を用いた濃度算出処理により求めるとともに、該求めた濃度値を2値化して階調値を得る第1の階調取得部と、
前記変換マスク画像の非マスク領域に属する画素の階調値を、その画素に対応する前記2値画像上の画素が有する階調値に設定する第2の階調取得部とを備えることを特徴とする画素数変換装置。 A pixel number conversion device that converts the number of pixels of an input binary image according to a designated conversion magnification,
A pixel type determination unit that detects change point pixels included in the binary image;
A pixel number conversion image in which the number of pixels in the main scanning and sub-scanning directions of the binary image is increased or decreased according to the conversion magnification is set, and a change point pixel on the binary image among the pixels of the pixel number conversion image A mask processing unit that generates a conversion mask image by setting pixels corresponding to the mask region;
A first gradation acquisition unit that obtains a density value of a pixel belonging to the mask area of the conversion mask image by density calculation processing using interpolation and binarizes the obtained density value to obtain a gradation value; ,
A second gradation acquisition unit that sets a gradation value of a pixel belonging to the non-mask area of the conversion mask image to a gradation value of a pixel on the binary image corresponding to the pixel; A pixel number conversion device.
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JP2011101270A (en) | 2011-05-19 |
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