JPH01303577A - 画像変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の０的］ （産業上の利用分野） 本発明は入力画像を線密度変換して拡大・縮小された出
力画像を求める画像処理装置に関する。

（従来の技術） 画像処理における重要な技術の１つに線密度変換による
画像の拡大・縮小処理がある。この線密度変換による画
像の拡大・縮小処理は、例えば変換出力すべき画像の各
画素の入力画像上での対応位置を変換画素位置として求
め、入力画像上における上記変換画素位置周辺の画素情
報に所定の演算を施すことによって前記変換出力すべき
画像の画素情報を求めて行なわれる。しかし上記変換画
素位置周辺のどの程度の画素情報を参照するかによって
その処理負担量が大幅に変化し、また参照画素数（参照
画素範囲）を制限すると拡大・縮小処理の柔軟性が損わ
れ、また変換画像の画質が劣化する等の問題が生じる。

このような不具合を解消するものとして、例えば変換画
素位置周辺の画素情報に施す演算にスムージング関数を
導入し、入力画像に対するスムージング処理と、そのス
ムージング画像のサンプリングによって任意の倍率での
拡大・縮小変換を簡易に、且つ高画質で実現する手法が
、例えば特開昭５６−９０３７５号公報等に提唱されて
いる。然し乍ら、実用的な見地からすると次のような問
題が残されている。

即ち、線密度変換の演算処理を実行するべく、上述した
ように出力画素に対応した入力画像上での位置を求め、
その対応位置周辺の所定の画素領域の各画素データを参
照する際、上記対応位置が入力画像の境界部であると、
画像の外部領域での情報までも参照してしまうと云う問
題がある。この外部領域での画素情報は、−船釣には不
定データとして与えられ、このデータをそのまま用いて
線密度変換演算を実行するとその演算結果に誤りが生じ
ると云う不具合が起こる。このような画像境界部での変
換誤りにより変換出力画像の品質劣化が生じる可能性が
あった。　　　　　゛（発明が解決しようとする課題） このように従来の線密度変換による画像処理装置にあっ
ては、その線密度変換の演算処理過程て入力画像の外部
領域を参照してしまうことがあり、不定データとして与
えられる外部領域の情報によって変換出力画像の品質が
劣化することがある等の不具合があった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、線密度変換書に際して入力画像
の外部領域を参照することがあっても、不定データとし
て与えられる外部領域の情報に影響されることなく高品
質な線密度変換を実現することのできる実用性の高い構
成の画像処理装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１図にその概略構成を示すように、入力画
像データを一時的に格納するラインバッファ１．変換出
力画像の画素に対する入力画像上での対応位置を求める
変換画素位置検出回路２゜この対応位置に従って前記ラ
インバッファｌから上記対応位置周辺の所定の画素領域
の画素データを求める画素抽出回路３、およびこれらの
画素データに所定の演算を施して出力画素データを算出
する変換演算回路４かうなる画像処理装置において、 特に上記変換画素位置検出回路２の指示に従って画素抽
出回路３が所定の局所領域として入力画像の外部領域ま
でも参照したとき、この外部領域の画素データを入力画
像の背景部と同じ値（濃度）に設定する外部領域クリア
回路３ａを設けたことを特徴とするものである。

つまり外部領域の画像データを、その綿密度変換演算に
影響を与えることのない値（例えば２値画像の場合には
“０°）に強制的に設定し、このような条件下でその線
密度変換演算を行なわせるようにしたことを特徴とする
ものである。

（作用） このような外部領域クリア回路３ａを備えて構成される
本発明に係る画像処理装置によれば、第２図に示すよう
に変換出力画像の画素に対応する変換画素位置として入
力画像の境界部が特定され、この境界部の周辺部の所定
の局所領域の画素データが参照されて線密度変換演算が
行なわれる場合、入力画像の外部領域の情報として参照
される不定データの全てが、上記線密度変換演算に影響
を与えることのない値に設定（例えば“０”にクリア）
されるので、−船釣に不定データとして与えられる外部
領域の情報に左右されることのない線密度変換を行なう
ことが可能となる。この結果、線密度変換による高品質
な拡大・縮小画像を簡易に得ることが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第３図は本発明の一実施例に係る画像変換装置の概略構
成図である。

第３図においてｌは処理対象画像を格納し、線密度変換
処理に供するラインバッファであり、例えば４ラインバ
ツフアが用いられる。変換画素位置検出回路２は、線密
度変換して出力する出力画像の各画素に対応する入力画
像上での位置を変換画素位置として計算するもので、画
素抽出回路３は上記変換画素位置の情報に従い、その変
換画素位置周辺の入力画素データを前記ラインバッファ
１から選択的に抽出する。尚、外部領域クリア回路３ａ
は、変換画素位置周辺の画素データとして入力画像の外
部領域が参照されたとき、その外部領域に相当する画素
のデータを背景ｌａ度（例えば白画素データ）に変換（
クリア）するものである。

このような画素抽出回路３にて抽出された前記変換画素
位置周辺の入力画素データに対して変換演算回路４は所
定の演算処理を施し、前記出力画像の各画素データを求
めるものとなっている。

ここで上記各回路により構成される画像処理装置本体の
入力部（ラインバッファｌの前段）に設けられた白黒反
転回路５は、入力インターフェース７を介して与えられ
る処理対象画像（入力画］粂）の濃度をその画像の性質
に応じて反転処理し、例えば白地画像として前記ライン
バッファｌに格納して線密度変換に供するものである。

また画像処理装置本体の出力段（変換演算回路４の後段
）に設けられた白黒反転回路６は、前記入力段の白黒反
転回路５の動作に応動して変換演算回路４がら出力され
る出力画像を白黒反転するものである。

線密度変換されて求められる出力画像は、この白黒変換
回路６から出力インターフェース８を介して出力される
。

尚、９はこれらの各回路の動作を制御し、線密度変換に
よる画像の拡大Φ縮小処理のシーケンスを制御する制御
回路である。この制御回路９はＣＰＵバスを介して外部
ＣＰＵとの間で各種の制御コマンドや実行パラメータを
授受して、その処理動作を実行する。またここでは前記
入力インターフェース７．出力インターフェース８を介
する画像情報の人出力は、画像データバスを介して所定
の外部機器との間で行なわれるものとなっている。　こ
のように構成された本実施例装置の各部について更に詳
しく説明すると、先ず前記白黒反転回路５．６は、例え
ば第４図（ａ）に示すように排他的論理和回路（ＥＸ−
ＯＲ）により、前記画素データ（２値）と白地・黒地の
識別情報（２値）とを排他的論理和処理する如く構成さ
れる。また第４図（ｂ）に示すように排他的否定論理和
回路（ＥＸ−ＮＯＲ）と反転回路（ＩＮＶ）とを用いて
同種の処理を行なう如く構成され、或いは同図（Ｃ）に
示すように反転回路（ＩＮＶ）にて反転された画素デー
タ、非反転画素データをマルチブルクサ（ＭＰＸ）を用
いて選択的に抽出する如く構成される。

このように構成される白黒反転回路５．６により、白地
画像であれば黒地画像に、また黒地画像であれば白地画
像に濃度反転処理される。しかして入力段に設けられる
第１の白黒反転回路５は、前記制御回路９の制御の下で
その出力画像が白地画像となる如く動作制御される。こ
の動作制御により、入力画像が白地画像である場合には
、その白地画像のままラインバッファ１に出力され、黒
地画像であれば白地画像に反転処理されてラインバッフ
ァｌに出力される。また出力段側の第２の白黒反転回路
Ｇは上記第１の白黒反転回路５の動作に応動し、白黒反
転回路５にて反転処理動作が実行されたときにのみ前記
変換演算回路４がらの出力画像に対して反転処理を実行
する。

このような白黒反転処理により、文字・線画像は、例え
ば白地に黒画素からなる２値画像として一本化されて線
密度変換に供せられる。

次に線密度変換による画像の拡大・縮小の原理について
説明すると、第９図に示すように入力画像の画素（図中
Ｑ印で示す）間距離を“１”として正規化し、拡大・縮
小された出力画像の画素（図中Ｘ印で示す）間距離を“
Ｓ″として示すと、その変換倍率「は（１／ｓ）で表わ
される。また出力画像のｊ番目の画素に対応する入力画
像上での画素位置（サンプリング位置）ｉは、［］をガ
ウス記号として ｉ＝［５−ｊｌ を満足する入力画像上でのｉ番目の画素位置がらｔ−ｓ
　　拳　ｊ−１ なる微小変位を持つ位置として考えることができる。

変換画素位置検出回路２はこのような線密度変換におけ
る入力画像と出力画像との対応関係に立脚して実現され
る。第５図はこの変換画素位置険出回路２を構成する列
方向（Ｘ方向）および行方向（Ｙ方向）の画素位置検出
部の構成例を示すもので、処理対象画像に対してＸ方向
およびＹ方向の画素位置検出部を２組用いて上記変換画
素位置検出回路２が実現される。

しかして第１のレジスタ２ａは上記サンプリング間隔Ｓ
を示すデータの整数部（ｉ）を格納するもので、第２の
レジスタ２ｂはその小数部（１）を格納する。これらの
レジスタ２ａ、　２ｂにそれぞれ格納された６値が加算
器２ｃ、　２ｄに与えられ、クロックＣＰ−ＣＮＶに従
ってラッチ回路２ｅ、　２ｆ’に順次取込まれる。尚、
上記加算器２ｃ、　２ｄはラッチ回路２ｅ、　２ｒのラ
ッチデータにレジスタ２ａ、　２ｂから与えられるデー
タを累積加算するものであり、小数部のデータを累積加
算する加算器２ｄのキャリー信号は整数部データを加算
する加算器２Ｃに与えられ、その加算出力値が（＋１）
される。これらの加算器２ｃ、　２ｄとラッチ回路２ｅ
、　２ｆ’とにより前記クロックＣＰ−ＣＮＶに同期し
て変換画素位置が順次更新される。

一方、カウンタ２ｇはクロックＣＰ−ＯＲＧを計数して
入力画像の画素走査位置を求めている。このカウンタ２
ｇにより計数される入力画像の走査画素位置のデータと
前記ラッチ回路２ｅにより求められる変換画素位置のデ
ータとが比較器２ｈにより比較され、それらのデータが
一致したとき変換演算要求信号ＲＱ　−ＣＮ　Ｖが発せ
られる。

このような変換座標位置の検出処理が、処理対象画像の
Ｘ方向（主走査方向）およびＹ方向（副走査方向）につ
いてそれぞれ行なわれ、その双方から変換演算要求信号
ＲＱ−ＣＮＶが発せられるタイミングとして、変換画素
位置が特定される。

尚、上記Ｘ方向の画素位置検出においては、１行の画素
走査が終了する都度、ラッチ回路２ｃ、　２ｆをクリア
して、各行における画素位置検出が行なわれる。

さて第６図は上述した如く構成された変換画素位置検出
回路２からの変換演算要求信号１？Ｑ−ＣＮＶを受けて
動作する画素抽出回路３の回路部分を示すもので、ここ
ではラインバッファｌおよび外部領域クリア回路３ａと
共に示しである。

ラインバッファ１は、具体的には第６図に示すように４
ライン分の画素データを順次格納する４ラインバツフア
として実現される。画素抽出回路３はこの４ラインバツ
フアｌから列方向に４画素ずつ並列出力される画素デー
タを（４Ｘ４）画素の範囲に亙って格納する（４Ｘ４）
個のレジスタ８ｂと、これらのレジスタ３ｂに格納され
た画素データを画像回転処理を施して抽出するマルチプ
レクサ３ｃとにより構成される。

このマルチプレクサ３ｃによる抽出画素の回転処理につ
いて簡単に説明すると、（４Ｘ４）画素領域においてそ
の参照画素が第１０図（ａ）に示される場合と、同図（
ｂ）に示されるような場合とで、その変換演算結果が同
じであることに着目し、第１０図に示すように変換画素
位置が原画素間を４分割してなる第２象現となるように
して画素データの選択抽出を行なうことにより、上記変
換演算の冗長性を除去するようにしたものである。

このように構成される画素抽出回路３に対して、本発明
の特徴的な機能を呈する外部領域クリア回路３ａは、第
６図に示すように前記ラインバッファ１への画素データ
の入力を制御するゲート回路３ｅ。

および前記レジスタ３ｂへの（４Ｘ４）画素領域の画素
データの格納（クリア）を制御する為のシフトレジスタ
３ｒおよび４つのゲート回路３ｇ、３ｈ、〜３ｊにより
構成される。

即ち、変換画素位置が決定されてその周辺の（４×４）
画素領域の画素データを参照して線密度変換の為の演算
処理を行なおうとする場合、第２図に例示するように変
換画素位置によっては、つまり変換画素位置が入力画像
の境界部として特定された場合には入力画像領域以外の
外部領域までも参照してしまう場合がある。このような
外部領域の画素データは、通常ラインバッファ１に格納
される際、その値が不定となるもので、この不定値をそ
のまま変換演算に用いるには問題がある。

そこで外部領域クリア回路３ａはラインバッファ１の入
力段に設けられたゲート回路３ｅにて入力画像の走査開
始前、および走査終了後における画素データの入力を阻
止し、且つ行方向の画素走査うインにおいてその先頭部
以前および後尾部以後の画素データの入力を阻市してい
る。そしてラインバッファ１へのデータの格納動作につ
いては、最初にラインバッファｌの全てを零（０）にク
リアした後、変換演算に（４ｘ４）画素の領域として参
照される外部領域を含む入力画像全体に亙って、その画
素データをラインバッファ１に格納する如く、そのデー
タ入力制御を行なっている。この結果、ラインバッファ
ｌには、画像領域内の画素データだけが入力され、上記
ラインバッファ１上で領域外の画素部分に該当するデー
タ格納位置にはそれぞれ“０“なるデータ値が格納され
るようなっている。

しかしてシフトレジスタ３ａは、ライン、＜ツファｌか
ら読出されてレジスタ３ｂに格納される（４Ｘ４）画素
領域の画素データを、そのライン走査位置（副走査位置
）に応じて行単位でクリアするものである。具体的には
第７図に示すように原画像の参照位置に応じてフトレジ
スタ３ｆから領域外の画素データのレジスタ３ｂへのデ
ータ格納を禁止するクリア信号を列単位に出力し、その
領域外の画素データを“０”にクリアしている。つまり
第８図（ａ）に示すような場合には、（４Ｘ４）の参照
画素６ｎ域中ノＰＩＩ、　〜Ｐ１４．　　Ｐ２１．〜Ｐ
２４．　　Ｐ３１．〜Ｐ３４をそれぞれクリアするべく
、［０００１］　なるクリア信号をレジスタ３ｒから出
力し、これを前記レジスタ３ｂに与えている。このよう
なシフトレジスタ３ｒを用いたレジスタ３ｂへのデータ
格納制御により、入力画像の外部領域となる参照画素の
データがそれぞれ零（０）にリセットされる。

以上のような処理手続きにより、画素抽出回路３から読
出される（４Ｘ４）の参照領域の画素データの内、外部
領域に該当する画素は常に零（０）にクリアされて変換
演算回路４に与えられることになる。

さて前記変換演算回路４は、例えば第８図に示すように
複数の加算器（ＡＤＤ）からなり前述した（４×４）画
素領域における黒画素数を計数する黒画素数カウンタ４
ａと、この黒画素数カウンタ４ａによる計数された黒画
素数を、マルチプレクサ（閾値選択回路）　４ｂにより
選択された所定の閾値で弁別して出力画素データの値を
決定する比較器４ｃとにより構成される。

マルチプレクサ４ｂは、第１３図に例示するように文字
・線画を白黒比を一定とする高閾値で変換演算したとき
に文字のカスレが生じること、またこの文字カスレを生
じることのない低閾値で、所謂塗り潰し画像に対する変
換演算を行うと、白黒面積比が大幅に変化することに若
目し、文字・線画についてはその線成分を優先する変換
演算を実現する低閾値を選択し、塗り潰し画像の場合に
はその白黒面積比を変えることのない変換演算を実現す
る高閾値を選択するものである。尚、この閾値の選択制
御は、処理対象画像の種別に応じて行なわれる。

即ち、白黒濃度比を変えることのない閾値（例えば１６
６画素対する閾値［８］）にて（４Ｘ　４）画素領域の
黒画素数を弁別していくと、例えば第１１図（ａ）に示
すような線画像にあっては、その変換画素データがそれ
ぞれ（０）となってしまい、前述した文字カスレが生じ
る。従ってこのような文字・線画像に対しては、黒画素
に対する優先度を高め、例えば閾値として［３］なる低
い値を設定してその変換演算を行なう。このような低閾
値によれば線画部分を参照画素領域として含む変換面を
データが（１）となることから、ここに黒画素を優先し
た綿密度変換が実現できる。

一方、上述した低閾値にて第１１図（ｂ）に示すような
塗り潰し画像を綿密度変換すると、その塗り潰し画像部
分を参照画素領域とする変換画素データの全てが（１）
となり、その黒線幅が不本意に太くなる。この場合には
、４画素の線幅が６画素に拡大されてしまう。そこでこ
のような場合には前述した高閾値を選択し、その白黒比
が一定に一保たれるような変換演算にて、その線密度変
換を実行するものとなっている。

このような参照画素領域における黒画素数の計数と、閾
値の選択制御、および選択された閾値による上記黒画素
数の弁別により、第１３図に示すような原画像の情報を
良く反映させた画像の綿密度変換が実現される。

尚、この変換演算回路４における文字・線画像に対する
閾値は、白地に黒画素で描かれた文字線画に対して有効
なものである。しがして文字線がが黒地に白画素にて描
かれている場合には、−船釣には、前記黒画素優先の変
換演算を実現する低閾値に変えて、白画素を優先して変
換閾値を実行する更に高い閾値を設定する必要があるる
。しかしここでは前述した白黒反転回路５．６による白
黒反転処理により、第１２図に示すように黒地の文字・
線画像を白地の文字線画像に反転処理した変換処理に供
している。この結果、上述した低閾値を用いて白地の文
字線画像に対する処理と全く同様にして外部領域の零（
０）クリアが施され、その線密度変換が行なわれる。そ
の後、上述した如く線密度変換された出力画像は元の黒
地画像に変換されて出力されるものとなっている。

かくしてこのように構成された本装置によれば、線密度
変換処理を実行する参照領域として入力画像の外部領域
が参照される場合、その外部領域の画像情報を上記線７
？度変換に影響を与えることのない背景部の濃度、つま
り白地の２値画像に対しては“０“にクリアした上で、
その参照領域に対する線密度変換を施すので、変換画素
位置が入力画像の境界部であり、この結果、外部領域の
情報がり照される場合であっても精度の高い線密度変換
演算を行なうことができる。この結果、不定データとし
て与えられる外部領域の情報に左右されることな転線密
度変換による高品質な拡大・縮小変換することができる
。

また入力画像が黒地画像として与えられる場合であって
も、前述した白黒変換により白地画像して処理すること
ができるので、前述した零クリア処理によりその外部領
域の情報を等価的に背景部のｉＨ度に設定することがで
きる。従って零クリア処理のアルゴリズムを変更するこ
となしに、白地画像および黒地画像の双方に外部領域の
クリア処理を施すことができる等の効果が奏せられる尚
、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。

ここでは白黒反転回路を設けることで外部領域に対する
零（０）クリア処理を一本化したが、入力画像の全体的
な背景濃度値を検出する回路を設け、この検出回路で検
出された濃度値にて外部領域の画素情報を置換すること
も可能である。この場合には前述した白黒反転回路は不
要となり、また多値画像に対してもそのまま適用するこ
とが可能となる。また線密度変換における参照画像領域
の大きさ等も、その画像変換処理の仕様に応じて定めれ
ば良いものである。その他、本発明はその要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、入力画像を線密度
変換して拡大・縮小画像を得るに際し、線密度変換演算
時に参照される所定の局所領域に入力画像の外部領域が
含まれるとき、その外部領域の情報を入力画像の背景部
の濃度に置換した上で線密度変換演算を行なうので、不
定データとして与えられる外部領域情報に煩わされるこ
となく、非常に簡易に精度良く線密度変換演算処理を行
なうことができる。しかも簡易な処理手続きによって外
部６ｆｌ域の情報を零（０）クリアし、線密度変換に無
関係な情報とするので、非常に効率良く線密度変換処理
を進め得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明に
係る画像処理装置の概略的な構成図、第２図は変換処理
における画素参照領域の概念を示す図、第３図は実施例
装置の全体構成図、第４図は実施例装置における白黒反
転回路の構成例を示す図、第５図は変換画素位置検出回
路の構成例を示す図、第６図はラインバッファと画素抽
出回路の構成例を示す図、第７図は本発明の特徴的な画
素参照領域に含まれる外部領域に対するクリア処理を説
明する為の図、第８図は変換演算回路の構成例を示す図
、第９図および第１０図は画像の線密度変換処理の基本
概念を説明する為の図、第１１図は変換閾値の異なりに
よる変換画像の変化を説明する為の図、第１２図は白黒
反転回路の処理機能を説明する為の図、第１３図は入力
画像の種別に対する変換閾値の設定を説明する為の図で
ある。 ｌ・・・ラインバッファ、２・・・変換画素位置検出回
路、３・・・画素抽出回路、３ａ・・・外部領域クリア
回路、３ｅ・・・ゲート回路、３ｒ・・・シフトレジス
タ、３ｇ。 ３１１、〜３ｊ・・・ゲート回路、４・・・変換演算回
路、５，６・・・白黒反転回路（？Ｊ１度反軸反転手段
出願人代理人　弁理士　鈴江武１彦 １．５１図 第２図 第３図 （Ｃ） 第４図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像を線密度変換して拡大・縮小された出力画像を
   求める画像変換装置において、 線密度変換により生成される出力画像の各画素に対応す
   る入力画像内の位置を変換画素位置情報として求める手
   段と、この変換画素位置を含む所定の画素範囲を参照領
   域として定め、この参照領域の画素情報を前記入力画像
   から選択的に抽出する手段と、この選択的に抽出された
   画素情報に所定の演算を施して出力画像の画素情報を求
   める手段と、前記参照領域として前記入力画像の外部領
   域が含まれるとき、この外部領域に相当する画素の情報
   として前記入力画像の背景部の濃度を与える手段とを備
   えたことを特徴とする画像変換装置。