JPH01312671A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH01312671A
JPH01312671A JP63144523A JP14452388A JPH01312671A JP H01312671 A JPH01312671 A JP H01312671A JP 63144523 A JP63144523 A JP 63144523A JP 14452388 A JP14452388 A JP 14452388A JP H01312671 A JPH01312671 A JP H01312671A
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達也 村上
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藤縄 雅章
Hiromichi Fujisawa
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は1画像処理装置に関し、特に簡単な構成で高い
画質の再生画像を得るのに好適な画像処理装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
従来1画像処理装置では、白と黒の2値データで表現さ
れた濃度情報を含む画像に対し、拡大。
縮小2回転あるいは濃度変換や白黒の画素パターンの変
換などの画像処理を行い、2値の再生画像を得ている6 まず、このような画像処理装置における線密度変換を例
に従来の方式について説明する。いま、原画像を2/3
に縮小する場合を考えると、再生画像の画素は原画像の
3/2画素間隔に割り振られることになる。この原画像
と再生画像の画素の位置関係を第2図に示す。ここで、
原画像の各画素はP(Xyy)、再生画像の各画素はQ
(x、y)で示される。
この方式では、Q(0,0)やQ(2,0)などは、そ
れぞれ原画像の値p(o、o)およびP (3,0)の
値とし、Q(1,1)など原画像の画素の間に位置する
画素の値は論理和法、最近傍法などの補間処理を用いて
決定するものであった。これに関連する文献として、例
えば、正嶋 博: 「二値画像の各種拡大/縮小方式の
性能評価および処理速度の改良法」、情報処理学会論文
u  Vol、26 No5(1985年9月)第92
0頁から第925頁がある。ここで、論理和法は、Q(
x、y)を囲む4つの画素P (m、n)を11察し、
その中に黒い画素があれば−Q(x、y)も黒と定める
方式であり、最近傍法は4画素のうち最も近い画素の値
をQ(x、y)の値とする方式である。
また、画像の回転処理も同様に、論理和法や最近傍法な
どの補間処理を用いていた。
一方、組織的デイザ画像を対象とした拡大・縮小処理方
式として、以下の公知例が存在する(金地:ディザ化画
像拡大縮小の一検討、昭和62年電子情報通信学会 情
報・システム部門全国大会講演論文集(1987,11
) Vol、194)。この例は、擬似中間調画像を生
成する際に用いたデイザマトリックスを用いて、デイザ
画像を逆変換して多値画像を推定する方式である。そし
て、再生画像は推定された多値画像を拡大/縮小し、再
び組織的デイザ法により2値化することにより得る。
次に、画像の濃度を変換する処理について述べる。従来
、多値画像については、入出力装置の非線形性を補正す
るなどのために、入力された多値データに対して、特定
の非線形処理を実行する例が存在している。例えば、特
開昭61−123275号公報が挙げられる。しかし、
−度2値化した画像に対しては、有効な手段は存在して
いない。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、2値の画像データを扱う装置は、文字や線図形な
ど元々2値で表現される画像を対象としていた。したが
って、従来の拡大、縮小、回転などの画像処理も、文字
や図形などの通常の2値画像に対する処理を目的として
おり、擬似中間調画像を処理する場合を考慮していない
。そのため。
前述した論理和法は、擬似中間調画像のように白と黒の
画素が頻繁に切り替わる場合、画像の大半を黒く塗りつ
ぶしてしまう。また、最近傍法は縮小時にはヌケが目立
ち、拡大時には画像の滑らかさが劣化する。
また、デイザ画像を逆変換して多値画像を推定する方式
は、デイザ画像を生成する際に用いたデイザマトリック
スの情報が必要であるうえ、元の多値画像と推定値の差
も生じる。そして、対象となる擬似中間調画像は組織的
デイザ法により生成された画像のみに限られ、文字等の
線図形が混在する画像に対しては考慮されていない。
一方、画像の濃度を変換する処理に関しては、従来の方
式は、多値画像を対象とするもので、2値化処理を実行
した後の画像に対しては、適用できなかった。
また、中間調画像は出力装置により適切な2値化方式が
異なる場合も生じる。たとえば、LBP(レーザビーム
プリンタ)などでは、1画素の孤立した印字ができない
装置も多い。この装置に、たとえばB ayer型のデ
イザマトリックスにより生成した擬似中間調画像のよう
に1画素単位の孤立した白や黒の画素が数多く存在する
画像を出力する場合、黒画素のヌケやツブレが多く生じ
る。この問題に対しては、従来有効な対策が存在しなか
った。
本発明の目的は、このような従来の課題を解決し、線図
形を2値化した通常の2値画像はもとより、各種の擬似
中間調処理により生成した擬似中間調画像に対しても、
簡単な処理で、任意変換率の拡大、縮小2回転などの変
換処理を実行可能とし、さらに必要に応じては擬似中間
調画像に対する濃度変換処理や出力装置に応じて白黒パ
ターンを変更する処理も実行可能とし、高い画質の再生
画像を得られる画像処理装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため、本発明の画像処理装置は、2
値のディジタル画像データPを一時保存する画像記憶手
段と、該画像記憶手段中の画像データPをM画素(M≧
1)の走査窓を用いて走査する手段とを有する画像処理
装置において、上記走査窓中のM画素の2値の画像デー
タより各画素の濃度データSpを復元する手段と、該復
元濃度データSpに対して画像処理を行い多値データS
pを得る手段と、該多値データSpを再2値化し2値の
画像データQを決定する手段とを有することに特徴があ
る。
また、上記濃度データSpを復元する手段は。
上記走査窓中の各画素の2値データと、各画素の走査窓
中の位置に応じた重み係数を掛ける手段と、その結果を
加算する手段を有することに特徴がある。上記濃度デー
タS2を復元する手段は、各画素の走査窓中の位置に応
じた重み係数を複数種類有し、少なくともその1つとし
て、上下か、左右かいずれか一方、またはその両方につ
いて非対称な係数の行列を含み、各種の重み係数の内1
つを選択する手段を有することに特徴がある。
さらに、上記多値データSpより2値データQを決定す
る手段は、複数の異なる擬似中間調処理方法を用いた2
値化処理手段と、該多値データSpとあらかじめ定めた
値Tを比較し。
Sp≧T ならば Q=1 Sp<T  ならば Q=0 となる2値の画像データQを出力する手段と、上記複数
の2値化処理手段を選択する手段とを有することに特徴
がある。
〔作用〕
文字など線図形の2値画像は、白と黒のパターンにより
情報を表現するため、各点の位置そのものが情報である
。したがって、本発明においては。
線図形の2値画像は、そのままアフィン変換を実行する
しかし、これに対して擬似中間調により生成した2値画
像は、濃度を黒画素の密度に変換したものである。した
がって、擬似中間調画像においては情報は個々の画素の
白黒のパターンではなく、一定の面積中の黒画素の密度
によって表現される。
この擬似中間調画像の個々の画素に対して通常の2値画
像と同様にアフィン変換などの処理を実行することは適
切ではない。
それ故に、2値データで表わされる擬似中間調画像をパ
ターン情報ではなく、濃度情報として扱うことが必要で
ある。しかしながら、従来例で示した逆変換による多値
画像の推定法では、擬似中間調画像を生成する時に用い
たデイザマトリックスの情報が必要である。また、もと
の多値画像と推定された値との間の差も大きい。
したがって、本発明においては、人間が擬似中間調画像
から濃淡を感じるメカニズムと同様に、擬似中間調画像
の各画素の濃度を復元する。
人間は、デイザマトリックスのサイズなどは意識せずに
、擬似中間調画像から濃淡を感じる。その場合、擬似中
間調画像上のある点の濃度は、その周辺の複数画素の値
が結合されて視覚に感じられる。ゆえに、ある画素の濃
度を決定する場合、注目点と周辺の各画素との距離に応
じて濃度の貢献度を決定すればよい。具体的には、各画
素ごとに、周囲の画素の白黒分布を調べ、それぞれの画
素と注目点との距離に応じた重み付けをして、演算処理
することにより濃度を決定する。
この結果、擬似中間調処理の方式に拘らず、人間の視覚
に近い多値画像を得ることができる。
−担、画像の濃淡情報が復元されたならば、その濃淡情
報をアフィン変換することが可能である。
また、多値の濃淡画像が復元されたことにより、その濃
淡画像を各出力装置に適した方式で2値化することもで
きる。したがって、擬似中間調画像の白黒パターンを出
力装置に応じて変換することも可能になる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を、図面により詳細に説明する
まず、本発明の詳細な説明を第3図〜第7図により説明
する。いま、例えば、M、画M ” N P画素の2値
の原画像に対して、画像処理を行いM、傘N7画素の再
生画像を得る場合、本発明は以下の3段階の処理を行う
(1)M、傘Np画素分の2値データPの各点に対して
、周辺の黒画素の分布状況を参照して濃度データの復元
を行う。その結果、M、IN。
画素分の濃度情報を持つ、復元画像データSpが得られ
る。
(2)復元されたM、ネN4画素の復元画像データSp
に刻して拡大、縮小2回転、あるいは濃度の変換など必
要な画像処理を行い、 MqmN1画素分の濃度情報を
持つ変換画像データSpを得る。
(3) M 4 串N Q画素分の変換画像データSp
を擬似中間調処理により2値化して、M、INq画素の
2値の再生画像データQを得る。なお、擬似中間調処理
の方式は、出力装置や画像に応じて切り替えることがで
きる。
まず、本発明の第1段階である(1)の処理について説
明する。
(1)の処理は、近傍の2値データを参照して、2値画
像の各点ごとに濃度情報を復元するものである。例とし
て、第3図(a)に示す2値画像より。
各画素の濃度情報の復元を行う場合について述べる。な
お、第3図(a)では個々の小さな矩形が各画素を示し
、そのうち斜線で示した部分が黒画素を表す。
ここで、第3図(a)中の座標(Xi+y1)の濃度の
復元は、基本的には画素(”z+y1)を中心とするm
11画素中の値にそれぞれ中心からの距離に応じた重み
付けをして加算することにより求めることができる。例
えば、m=3.n=3の場合、第3図(a)中の点線で
囲まれた9画素の値にそれぞれ重み付けをし、それを加
算してS2(χx+’l工)を決定する。重み係数αの
一例を第4図に示す、この重み係数を用いた場合、各画
素の濃度Spの取り得る値はOから16までの17段階
となり、以下の式%式% ただし、x、=x1−1 y3= yl−1 として決定される。
第3図(a)の2値データに対して、この方式で各画素
の濃度情報を復元した結果を第3図(b)に示す。なお
、この濃度の復元で用いる重み係数αは、上下、左右を
非対称とすることもできる。これは、特に処理対象に線
図形が含まれている場合に有効である。
以上の述べた本発明の処理により、擬似中間調画像より
、その画像の2値化方式に拘らず濃度情報を有する画像
が復元できる。
次に本発明の第2段階である(2)の処理について説明
する。
これは、得られた濃度情報を用いて各種の画像処理を実
行する段階である。ここでの処理は、従来多値の画像デ
ータに対して実行されていた処理が、そのまま適用でき
る。
一例として、2/3の縮小処理を実行する場合について
説明するにの場合1元になる濃度情報S2と、処理の結
果得られる多値の濃度情報Spの各画素の位置関係は第
5図に示す通りである。なお。
以後画像処理の元となる画像を復元画像と呼び、そのデ
ータSpを復元画像データと呼ぶ。また、処理の結果得
られる画像を変換画像と呼び、そのデータSpを変換画
像データと呼ぶ。ここで1両画像の始点Sp(O,O)
とS 、(O,O)は同一位置とする。
2/3の縮小処理の場合1図示した通り変換画像データ
s q(xi−t+yz−t)や5q(z−Lyz+1
)は、それぞれ復元画像データのS p (xt−t+
yz−t)およびS 、 (x。
−LYt”2)に対応する。しかし、5Q(Xz+y2
)など復元画像データの画素の間に位置する値は、周辺
の復元画像データより決定する必要がある。変換画像デ
ータ5q(xey)の決定法の一例として、距離反転比
例法について述べる。この方式は変換画像データ5q(
xey)を囲む位置にある数画素の復元画像データの値
に、各画素までの距離の逆数を重みとして掛けあわせ、
各画素の和の値より変換i像データSJx+y)を決定
するものである。例えば。
5q(Xz+Yz)は以下の式により決定される。
s q(xz+yz)=1/4((βx S P (X
z +Vt)+β、Sp(x工+Lyi) +βzsr(Xt+y□+1) +β45r(xt+t+yt+t)) ここで、係数βは第5図中に図示した′lP!、離ΔL
lΔρ2.ΔΩ2.Δρ4の逆数により決定される重み
係数である。この場合、Q工=22=12.=04なの
で、β、=β2=β3=β4=1とする。この処理によ
り、第6図(a)の多値の復元画像に対して2/3の縮
小処理を実行した結果、得られた多値の変換画像を第6
図(b)に示す。
一方、濃度変換処理は、各画素ごとに濃度を線形あるい
は非線形に変換することにより実現できる。つまり、こ
の処理(2)において、M、=M、かつN、=N。
S q(x、y) = f (S p (x、y))と
なる処理を実行する。
ここで、関数f (x)は、線形あるいは非線形関数で
、たとえば、 f (x) = S &1w 傘(x/ S w)rた
だし、Sp≧5r(xey) などである。
この結果、本発明により、これまで多値の画像にしか適
用できなかった濃度の変換、たとえばr補正等が、すで
に2値化された後の擬似中間調画像に対しても適用でき
ることになった。
最後に、本発明の第3段階にあたる(3)の処理につい
て説明する。これは、変換画像データSqより2値の再
生画像データQを決定する処理である。ここでは、その
うち−例について原理を説明する。なお、本発明におい
ては、この部分の処理として、従来より用いられている
各種の2値化処理方式も適用することができる。そこで
、装置中に複数の2値化処理法を有し、対象となる画像
や出力装置に応じて切り替えることもできる。
この方式は、変換画像データを2値化する際に生じる丸
め誤差の累計を常に最小になるように2値データを決定
する方式である。第7図(a)は濃度0から16の17
階調の変換画像データ5q(xty)の例である。この
各画素を固定閾値Tで2値化すると、S q(xey)
 = Oまたは5q(xey) = 16以外の場合、
丸め誤差Eを生じる。丸め誤差εは、変換画像Spの取
り得る最大値をS−とすると、以下の式で得られる。
乏= S q(xey)     : S q(X、y
) < Ti ” S q(xey)  S ww  
: S q(xey)≧Tのいずれかである。そこで、
この誤差εを抽出し、まだ2値化処理を行っていない画
素の変換画像データに加算することにより、誤差の累計
を最小にできる。たとえば、第7図(、)の各画素を閾
値T=8にて2値化すると、座標(1,1)の画素は、
Sq(1,1)=7で7≦8(=T)より、2値データ
Q(1゜1);Oとなり、丸め誤差ξ=7が生じる。そ
こで。
このEを次の画素(2,1)を2値化する際に変換画像
データSp(2,1)に加算する。すると、本来Sq(
2,1)=5であるが、誤差7を加算することにより1
2となる。そこで、Q(2,1)=1と判定される。つ
まり、濃度7の画素を白とすると、その丸め誤差が次の
画素の濃度として加算されることにより、次の画素は黒
と判定されやすくなる。したがって、この処理を繰り返
すことにより、2値化により生じる丸め誤差を分散させ
る形で、濃度を黒画素の密度に変換できる。第7図(a
)の全体に対してこの処理を行った結果を第7図(b)
に示す。
なお、2値化により生じた誤差を近傍の複数画素の変換
画像データに二次元的に分散させることもできる。具体
的には、たとえば第7図(a)の画素番号(1,1)で
生じた誤差7を、近傍の(2,l) (3,1)(1,
2)(2,2)等に分配する方式である。この場合、処
理は若干複雑になるものの、−層高画質の再生画像が得
られる。
以上の処理によって、濃度を黒画素の密度に変換しつつ
、2値化により生じる丸め誤差を常に最小にできる。
一方、文字などの線図形は2値化処理の際に擬似中間調
処理を施すと解像度が低下する。その場合は、この処理
(3)として、固定閾値による2値化処理を実行すれば
よい。具体的には、閾値TをT=Sp−/2 として定め、 Q(x、y):= 1 : T≦5q(x+y)Q (
x、y) = O: T > S q (x、y)とし
て再生画像Q(x、y)を定める。
一方、処理(3)において、出力装置に応じた2値化処
理を実行することにより、白黒のパターンを変換して画
質を改善することもできる。たとえば、1画素の印字が
実行できない出力装置の場合、孤立画素の生じにくい中
央集中型のデイザマトリックスを用いた組織的デイザ法
により擬似中間調処理を実行することで、出力画像の画
質を改善できる。
以上の処理(1)、 (2) 、 (3)を実行するこ
とにより、原画像P(x、y)に画像処理を施して1画
質の高い再生画像Q(xpy)を得ることができる。
以上、述べてきた通り、本発明により、擬似中間調画像
を含め、いかなる2値画像に対しても高い画質の再生画
像が得られる画像処理が可能となる。また、これまで擬
似中間調画像に対しては実行できなかった濃度の変換や
、白黒のパターンの変換等も実現できる。
第1図は、本発明の一実施例を示す画像処理装置の基本
構成図である。
第1図において、101は2値の原画像データを入力す
る信号線、100は原画像データを走査線数本分保存す
る原画像データー時記憶部である。
200 +!原原画像データ待時記憶部100中原画像
データより、各画素の濃度情報を表した復元画像データ
を得る濃度データ復元部、300は復元画像データに拡
大、縮小、あるいは濃度変換などの必要な画像処理を実
行し、変換画像データを得る画像処理部、400は画像
処理部300より出力された変換画像データを2値化す
る2値化処理部である。2値化されたデータは、信号線
491より再生画像データとして出力される。つまり、
原画像データー時記憶部100と濃度データ復元部20
0により、2値の原画像データより多値の濃度データを
復元する処理(前述の原理で述べた処理(1))が実行
され、画像処理部300により必要な画像処理(前述の
原理で述べた処理(2))が実行され、2値化処理部4
00により7変換画像データの2値化処理(前述の原理
で述べた処理(3))が実行される。また、全体の動作
は、制御部500により制御される。
次に、装置各部について詳しく説明する。まず、2値の
原画像データP(x、y)より、a度を示す復元画像デ
ータ5P(x+y)を復元する部分の動作を説明する。
第8図は本方式により多値データ5P(XIy)を求め
る、処理部分のブロック図である。この部分は、第1図
のうち原画像データー時記憶部100と濃度データ復元
部200にあたる。濃度データを復元する際に参照する
画素数は、任意であるが、ここでは3画素中3画素の範
囲の2値データを参照する場合を例に説明する。復元画
像データ5F(X工、y□)を求める場合に、参照する
2値データは第3図(a)に示した通り、原画像の座標
(Xユ、y□)を中心とした9画素のデータである。い
ま、信号線101より原画像データP(X□+LY、”
l)が入力された場合、ラッチ列121の2つのラッチ
には、それぞれP(xztyz+1)s P(Xx−L
yt”l)が記録されており、3本の出力線131から
は、その2画素分の2値データと、その時入力された原
画像データP(Xl”Ly□+1)が出力される。ライ
ンバッファ110および115からは、それぞれ1ライ
ンずつ前のデータが出力され、3本の信号線132、お
よび133よりそれぞれ3画素分の2値データが濃度デ
ータ復元部200に出力される。ここで、信号線束13
0は計9本の信号線であり、座標(Xi+y工)を中心
とする9画素、つまり座標(X□−1,yニーl)から
(X工+1+y工+1)の範囲のデータがそれぞれ出力
されている。この9画素のデータは第4図に示す通り、
復元画像データSp(x□、y工)を決定するためのデ
ータとなる。そこで、信号線130から出力されたデー
タを濃度データ復元部200に入力する。濃度データ復
元部200は信号線130より入力された9画素分の2
値データと、3本3画素分の重み係数αによって復元画
像データ5P(X113’□)の値を決定し出力する部
分である。ここで、信号線130より入力された9画素
分の2値データは1乗算器210によりそれぞれの画素
に対して重み係数αが掛けられた後、加算器220で加
算され、復元画像データSp(x□、y工)として出力
される。また、この処理は、信号線130をアドレスラ
インとすれば、1個のROM (Read Onl、y
 Memory)で実現することもできる。この場合、
ROMの容量は、4bit$2’となる。なお、復元画
像データを得るため、参照する範囲は、前述の通り任意
であり、たとえば回転角Oの回転処理では、第9図に示
すようにOに応じた平行四辺形とすることもできる。
また、重み係数の行列を複数用意して、処理する画像に
応じて切り替えることにより、出力する画像の画質をよ
り向上することもできる。たとえば1画像として1文字
などの線図形を処理する場合、たとえば、第10図に示
すように、中央の画素の重みを大きくする。その結果、
出力画像の解像度の劣化を防ぐことができる。そして、
擬似中間調画像を処理する場合は、前述の通り第4図に
示す重み係数を用いる。
この方式を実現する一例を第11図(a)を用いて説明
する。いま、簡単のため2種類の重み係数を用いる場合
について述べる。濃度データ復元部2oOは10本のア
ドレスラインを有するROMにより構成する。この10
本のアドレスラインの内9本は、前述の第8図の場合と
同様に、参照する9画素分の2値画像データを信号線束
130より入力する。そして、アドレスラインの残り1
本には、信号線139を接続し、切り替え信号FLGを
入力する。ここで、切り替え信号FLGは、外部スイッ
チ230により以下の通り指示される。
FLG=1 :線図形画像 FLG=O:擬似中間調画像 また、例えば既知の方式による画像の実時間領域判定を
実行する画像判定部240の出力を切り替え信号FLG
として用いることにより、画像の領域に応じて自動的に
重み係数を切り替えることもできる。この場合の構成図
を第11図(b)に示す。この切り替え信号FLGは処
理する画像の種類だけでなく、画像の濃度や、出力装置
の特性等に応じて決定することもできる。
また、アドレスラインを11本以上有するROMを1度
データ復元部200として用い、切り替え信号FLGを
複数の2値データ、または多値データとすることにより
、3種類以上の重み係数を切り替えることもできる。
一方1重み係数は通常、第4図および第10図に示す通
り上下方向および、左右方向に対象な値を用いる。しか
し1画像によっては、例えば第12図に示すような非対
称の値を用いることにより、より望ましい出力画像を得
ることができる場合もある。例えば、第13図(a)に
示す直線部分に対して第4図の重み係数を用いて濃度の
復元を実行すると、得られる復元濃度画像は第13図(
b)となる。ここで5図中の座標x=x1−1およびx
=x□+1となる位置の画素の濃度は等しい。
従って、この復元濃度画像を特定の閾値で2値化した場
合、1または3画素が1となり、2画素幅の線を出力で
きない。これに対して、第12図に示す重み係数を用い
た場合、得られる復元濃度画像は第13図(c)となる
。この画像を、適切な閾値を用いて2値化することによ
り、1から3画素の任意の幅の線を出力することができ
る。ここで用いる閾値は重み係数より決定することがで
きる。
次に画像処理部300と制御部500の動作の一例とし
て、まず、X、画素*Y、画素の復元画像に対し、X方
向をr□/R□、X方向をr2/R2の縮小率で変換し
、X2画素串Y2画素の変換画像を得る縮小処理を実行
する場合を例に説明を行う。
拡大、縮小2回転などの処理では、本装置は多値の画像
データに対する各種の補間処理と同様の方式が適用でき
る。第14図が補間処理の一例として、距離反比例法を
適用した処理装置の構成例である。X方向をr工/R工
、X方向をri/Rzとする縮小処理において、復元画
像データSpと変換画像データS2の位置関係が第5図
の場合、変換画像データの座標(xz+Yz)に対応す
る復元画像データの座標(X11V□)は以下の式によ
り求められる。
x、= (x2傘Rx/rt) ’lx= 〔yz ” R2/ rz)ただし、ここで
(x)はXを越えない整数を表す。また、通常の処理で
は、縮小率r工/R工およびr2/R2は。
rt/ Rx= r2/ Rz となる場合が多い。
変換画像データ5q(Xz+yz)を決定する場合、参
照する復元画像データは、5q(Xztyz)を囲む4
画素分のデータ5r(Xiyyt)r 5r(Xt”1
tYJy 5r(xz+yz”l) t S P (X
i”LyL”l)となる。以下、第14図を用いて、各
部の動作を説明する。いま信号線301より、復元画像
データ5p(x、+1.y1+1)が入力された場合、
ラッチ311からは復元画像データ5r()hyyx”
l)が、ラインバッファ320からは5p(xi+by
t)が、ラッチ312からはS P (xl *yx)
が、それぞれ出力される。4画素分の多値データは、そ
れぞれ乗算器321から324により重み係数αが掛け
られ、加算器330に送られる。加算器30は入力され
た4画素分の多値データを加算し、変換画偽データ5q
(Xzty2)を出力する。ここで重み係数αは、復元
画像データSpと変換画像データSpの位置関係により
定まる、2$2の行列式である。行列のそれぞれの項は
、重み係数決定部340により決定される。距離反比例
法の場合、係数は、第5図(7)A R1,A Q、、
ΔQ、、ΔQ4の逆数に比例して定められる。本装置に
おいては入力画素の間隔は、常に一定なので、第5図の
ΔX、Δyにより、各係数が決定できる。ΔX、Δyは
制御部500中で求められ、信号線341゜342によ
り重み係数決定部340に入力される。
したがって、重み係数決定部340は信号線341およ
び342をアドレスラインとする。1つのROMで実現
できる。また、復元画像データSpおよびΔX、Δyを
すべてアドレスラインとすれば、縮小処理で用いる画像
処理部300全体を1つのROMで構成することも可能
である。
ここで、各部の動作タイミングやΔX、Δyは制御部5
00により決定される。
そこで次に、制御部500の動作について第15図を用
いて説明する。第15図において、510は基準のパル
スを出力するクロック、520および530は出力され
る出力多値データのアドレスX 2e Y 2をそれぞ
れ計数するアドレスカウンタである。一方、入力多値デ
ータのアドレスX工、y□は、アドレスカウンタ540
および550でそれぞれ計数される。いま、X方向をr
工/RいX方向をrz/R2で変換を行う場合を例に説
明を行う。この場合、入力多値データの入力は基準パル
スr工回に1回実行され、出力多値データの決定はR1
回に1回実行される。したがって、アドレスカウンタ5
20,540は、それぞれ基準パルスr工、R1回に1
変動作する。また、走査線1本分の入力多値データを読
むごとに、出力多値データの副走査線方向のアドレスを
R2/r2進める必要がある。そのため、アドレスカウ
ンタ520が走査線1本分の処理を終えると、終了検出
部515はr2回パルス信号を出力する。以後終了検出
部515より出力されるパルス信号をラインパルスと呼
ぶ。アドレスカウンタ530,550はそれぞれ、ライ
ンパルスrzt R,回に1変動作する。
ただし、出力多値データ5q(Xz+yz)を決定する
ためには、入力多値データSp (Xi”LytN)が
既に入力されている必要がある。したがって、入力多値
データの読み出しは、アドレスカウンタ520の出力よ
り1画素分、アドレスカウンタ530の出力より1ライ
ン分先行して実行する必要がある。
また、任意の変換率で処理を行うためには、r工。
R1,r、、R,はす入で外部より指示できることが可
能である必要がある。しかし、実際の利用にあたっては
、rll  r2は比較的大きな値の固定値としても支
障はない。そこで、本実施例では、R1、R2のみを外
部より入力する場合を例に説明を行う、カウンタ560
および570は、それぞれ基準パルスとラインパルスに
よりカウントを増加し、それぞれrll  r2回のパ
ルス入力で出力をOに戻す。その結果カウンタ560お
よび570の出力をX413’4とすると、 Δx=x、/r□ Δy=y4/r2 としてΔX、Δyが得られる。ここで、r□およびr2
が定数ならば、x4およびy、を、そのまま信号線34
1および342を通して重み係数決定部340に出力す
ることにより、重み係数β(ΔX。
Δy)を決定することができる。この例の方式では、R
0個のパルス信号が出力するごとに、1画素分の出力多
値データが得られる。そのため、このままでは高速処理
が困難である。1枚の画像の処理の間、変換率r□、 
 r2. RL、 R,は通常不変であるため、再生画
像のアドレスX、p’jxに対して原画像のアドレスX
21 yzおよびΔX、Δyは周期的に変動する。その
ため、処理部めにx、、 y2、ΔX、ΔyあるいはX
z+ ’/zとβ(ΔX、Δy)を決定し、たとえばラ
インバッファなどに記憶して周期的に出力することによ
り、この問題を解決できる。この方式を用いた例を第1
6図に示す。この方式では、装置はXz+ 3’zm 
ΔX、Δyを決定する準備モードと実際に画像処理を行
う画像処理モードの2種類のモードを持つ。処理が始ま
ると、まず、信号線501より準備モードであることを
示す信号が送られる。そこで、クロック510は基準ク
ロックを走査線1本分出力し、基準クロックR1回ごと
にアドレスカウンタ540およびカウンタ560の出力
をラインバッファ545および565に記録する。
一方、それと同時にラインパルス発生器511より画像
の走査線数に応じた数のラインパルスを出力し、ライン
パルスR2ごとにアドレスカウンタ550およびカウン
タ570の出力をラインバッファ555と575に記録
する。ラインパルス発生器511は準備段階でしか動作
せず、クロック510を用いることもできる。その後に
、実際の画像処理にかかり信号線501より、画像処理
モードであることを示す信号が出力される。すると、以
後は、クロック510の出力する基準クロックのみによ
って全体が制御され、アドレスカウンタ520は、R1
回より少ない回数のタロツクパルスの人力により動作す
る。したがって、基準クロックの周波数を変えずに、よ
り高速な処理ができる。そして、アドレスカウンタ52
0の出力が変化すると同時に、ラインバッファ545,
555.565,575よりそれに対応したx2゜yx
 pΔX、Δyが読み出され重み係数決定部340に送
られる。ここで、ラインバッファ545゜565から出
力されるデータのアドレスはアドレスカウンタ520に
より制御される。一方、ラインバッファ555,575
から出力されるデータのアドレスはアドレスカウンタ5
30により#御され、アドレスカウンタ530は画像処
理モードではアドレスカウンタ520が走査線1本分動
作するごとに動作する。また、図中の535はラインパ
ルスとして、アドレスカウンタ520の出力と、ライン
パルス発生器511の出力の一方を選択するセレクタで
あり、信号線501の信号により制御される。
以上の構成で縮小処理が実行できる。拡大処理において
も、構成および動作は、縮小処理とまったく同様である
次に、濃度変換処理を実行するための、画像処理部30
0および制御部500の構成および動作の一例について
説明する。この場合、制御部500の構成は、前述の縮
小処理とまったく同様で、画素数不変の場合は、 rl/、R1= 11 r2/R2= 1となり、 Δx=0.Δy=Q となる。
濃度変換では、ある復元画像データ5r(x、y)に対
して非線形な変換画像データ5q(X、y)が出力され
る。両者の関係は、各入出力装置の特性によりあらかじ
め決定することができる。以下に変換式の一例を示す。
S q(Xyy) = f(S P (x、y))f 
(u)= v 虐(u / v)rただし、V≦srm
(u) ここで、変数rを定数とすると、この処理は例えば1つ
のROMによっても実現できる。また、変数rは処理に
応じて外部から指示することもできる。その場合、あら
かじめSpの取り得る範囲全体に渡って出力Spを計算
し、その結果を例えばRAMなどに記憶することにより
、この処理は実現できる。
一方、この処理は、拡大、縮小処理と同時に実行するこ
とも可能である。
続いて、2値化処理部400の動作について詳細に説明
する。この部分は、多値データを2値化して、2値の再
生画像データを得る処理(前述の原理で述べた処理(3
))を実行する場所である。この構成は、従来の2値化
処理方式も含め、多数の方式が適用できるが、ここでは
前述処理(3)で述べた方式を用いた場合について、第
17図を用いて説明する。変換画像データ5q(x+y
)は信号線401を通って加算器430に入力される。
加算器430は5q(x、y)と、後に説明する方式で
算出した誤差データE(x+y)を加算し、多値データ
F(x。
y)を出力する。ここで、誤差データE(x、y)は信
号線431により入力される。F(x、y)は、信号線
411を通って比較器410に入力され、閾値決定部4
20によりあらかじめ定められた閾値Tと比較される。
この比較の結果によって、再生画像の2値データQ(X
+y)が決定される。なお、ここで用いた誤差データE
(x、y)は、それまでに2値化された(x、y)近傍
の多値データFを2値化した際に生じた誤差εに、あら
かじめ定めた重み係数δを掛けた値の和である。重み係
数δの一例を第18図に示す。図中で*は、その時点で
2値化を行う画素で、ここで述べた座標(x、y)の画
素にあたる。この場合、E (x、y)は以下の式によ
り得られる。
E (x、y) = 1/8(E (x−1,y−1)
 + t (x+1.y−1)+  i  (スー2.
y)+ ε (Xpy−2)+ 2(E (x、y−1
) + i (x−1,y−1)))一方、各画素の誤
差Eは、多値データFと0の差、またはFとFの取り得
る最大値F−との差のどちらか一方である。この値は1
次のようにして得られる。ある時点で、加算器430が
座標(ス2−1yyz)の多値データF (xz−by
a)を出力した場合。
F(スz−LYz)は比較器410の他、差分器435
およびセレクタ440に入力される。差分器435は、
変換画像データF(x、y)の取り得る値の最大値F1
とF (12−11’/2)の差を出力し、セレクタ4
40に送る。例えば、本例ではS(x、y)はOか61
6の値をとるのでF、、、=16となり、差分器435
は、16−8q(Xz−1,Yz)を出力する。また、
ここでもし、F(λz−1+Yz)>F−となった場合
、差分器435はOを出力する。セレクタ440は、以
下の条件に従い、F (Xz−1+yz)またはF−−
F(Xz−Lyz)のいずれかを誤差[(Xニー1.y
□)として出力する。
t (x+y) = F (x、y)    : Q 
(x、y) = 0FM−F(x、y) : Q(x+
y)= 1出力されたε(x2−xtyz)は信号線4
51を通ってラインバッファ450などに送られる。ラ
インバッファ450に一時保存された誤差Eより、E(
x、y)を求める処理は、ラッチ446,447゜44
8およびシフトレジスタ471,472により実行され
る。次にQ(xyy)を求める場合を例しこ。
各部分の動作を説明する。
2値データQ (x−1r y)が2値化処理部にて決
定されると、ラッチ446,447,448とラインバ
ッファ450,460の出力線451,452.453
,454,455,456から1±、それぞれ誤差i 
(x−ityL i (x−LyL E (x+by−
tL、 (x、y−1)、 E(x−1,y−1)、 
i (x+y−2)が出力されている。ここで、信号線
451と454のデータε(x−Ly)、ε(x+y−
Dはシフトレジスタ471゜472に入力され、2 *
 t (x−Ly)、および2*ε(xyy−1)が出
力される。これらが加算器480に入力される。加算器
480は入力された6種類の多値データを加算して8 
本E (x、y)を算出し、シフトレジスタ473に送
る。シフトレジスタ473は入力された多値データをシ
フトすることにより−E(x、y)を得る。得られたE
(x、y)は信号線431によりセレクタ485に入力
される。ここで、セレクタ485は外部からの信号線4
81より送られるデータEフラグにより、E(x、y)
あるいは0を加算器430に出力する。セレクタ485
の出力がE (x、y)ならば、最終出力Qは擬似中間
調画像となる。一方、セレクタ485の出力がOならば
、最終出力Qは単純2値化処理画像となる。
本例で示した擬似中間調処理方式は1文字など線図形に
適用した場合、組織的デイザ法と比較して画質の劣化が
少ない。しかしながら、このような方式で、単純2値化
処理のモードを付随することにより、線図形に対して画
像処理を行なった場合にも、−段と高画質の再生画像が
得られる。しかも、装置の構成はセレクタ485を1つ
増加するだけでよい。
なお、x=1.またはy=lの場合、E (x、y)を
得るのに必要なEの一部が存在しないことが生じる。こ
の場合、あらかじめラインバッファ450および460
に記録されている値を用いて、E(x、y)を決定する
以上説明した2値化処理方式によれば、原画像が網点で
表現された画像でも、モアレの生じない高い画質の再生
画像を得ることができる。
一方、原画像が網点てない場合は、組織的デイザ法によ
る2値化処理も実行できる。たとえば、1画素串1画素
のドツトが表示できない出力装置の場合、網点型のデイ
ザマトリックスを用いて、2値化処理を実行する。する
と1本来1画素*1画素のドツトが生じやすいB ay
er型のデイザマトリックスにより2値化された画像も
、きれいに表示することができる。また、前に述べたよ
うに。
線図形を対象とする場合は、再2値化処理法として、固
定閾値での単純2値化処理を用いることにより、高い画
質の再生画像が得られる。
このように1本実施例においては、変換画像データの2
値化処理として様々な方式が適用できるため、個々の出
力装置や画像に応じて再2値化処理法を切り替えること
で、より高い画質の再生画像を出力fることができる。
第19図に、その場合の画像処理装置の基本構成の一例
を示す。ここで1画像処理装置は原画像データー時記憶
部1゜O2a度データ復元部200.画像処理部300
゜制御部500と、複数の2値化処理部710,720
.730およびそれらの2値化処理部を切り替えて選択
するセレクタ740から構成される。
そして、複数の2値化処理法のうちの1つを信号線70
1から入力される信号Gにより切り替えるものである。
信号Gは外部からの指示や、画像データの一部、もしく
は装置の出力によって決定する。
以上、説明した装置により、比較的簡単な構成で高い画
質の再生画像を得ることができる。
本発明はモノクロ画像について説明したが、カラー画像
に対しても、拡張して用いることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれば1画像の拡大、縮
小2回転などの処理を実行した場合に、高い画質の再生
画像を得ることができる。また、従来多値データにしか
適用できなかった画像の濃度を変換する処理を2値デー
タで表わされる擬似中間調画像に対しても実行すること
ができる。さらに、出力装置に応じて擬似中間調画像の
白黒パターンを変換することもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す画像処理装置の基本構
成図、第2図は線密度変換による原画像と再生画像の位
置関係を説明する図、第3図は2値の画像データより多
値の画像データを復元する処理の例を示図、第4図は濃
淡データの復元に用いる重み係数の一例を示す図、第5
図は復元画像データと変換画像データの位置の関係の一
例を示す図、第6図は距離逆比例法による多値データの
縮小処理の一例を示す図、第7図は本発明で用いる濃淡
画像デ;りの2値化処理方式の一例の原理を説明する図
、第8図は第1図における濃度デー夕復元部の一構成例
を示すブロック図、第9図は濃度データの復元時に用い
る参照窓の一例を示す図、第10図は1度データの復元
に用いる重み係数の一例を示す図、第11図は濃度デー
タ復元方式の例を示す図、第12図は濃度データの復元
に用いる非対称の重み係数の一例を示す図、第13図は
重み係数を変えた場合の復元データの一例を示す図、第
14図は第1図における画像処理部の一構成例を示す図
、第15図は第1図における制御部の一例を示す図、第
16図は高速処理を行うための制御部の一応用例を示す
図、第17図は第1図における2値化処理部の構成の一
例を示す図、第18図は誤差補正量を決定するための重
み係数の一例を示す図、第19図は複数の2値化処理部
を有する画像処理装置の基本構成の一例を示すブロック
図である。 100:画像データー時記憶部、101:J7;を画像
データ入力線、110ニラインバツフア、115ニライ
ンバツフア、121,122,123:ラッチ列、13
0:信号線束、200:a度データ復元部、210:乗
算器、220:加算器、230:外部スイッチ、240
:画像判定部、300:画像処理部、301:復元画像
データ入力線、311.312:ラッチ、320ニライ
ンバツフア、321,322,323,324:乗算器
、330:加算器、340:重み係数決定部、400:
2値化処理部、410:比較器、42o:閾値決定部、
430:加算器、435:差分器、440:セレクタ、
446,447,448:ラッチ、450,460 ニ
ラインバッファ、471゜472.473:シフトレジ
スタ、480:加算器、485:セレクタ、491:再
生画像データ出力線、500:制御部、510:クロッ
ク、511ニラインパルス発生器、515:終了検出部
、520.530,540,550ニア1〜レスカウン
タ、560,570:カウンタ、525:セレクタ、5
45,555,565.575ニラインバツフア、70
1:信号線、710,720,730:2値化処理部、
740:セレクタ。 第   2   図 第   3   図(a) 第   3   図(b) 第  4  図 第5図 第   6   図(a) 第   6   図(1)) 第   7   図(a) 第   7   図(b) 第   9   図 第   10   図 第11図 139                   1Φ9
第   12   図 第   13   図 (a) (b) 人 −(c) 第   16   図 第   18   図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2値のディジタル画像データPを一時保存する画像
    記憶手段と、該画像記憶手段中の画像データPをM画素
    (M≧1)の走査窓を用いて走査する手段とを有する画
    像処理装置において、上記走査窓中のM画素の2値の画
    像データより各画素の濃度データS_pを復元する手段
    と、該復元された濃度データS_pに対して画像処理を
    行い多値データS_qを得る手段と、該多値データS_
    qを再2値化し2値の画像データQを決定する手段とを
    有することを特徴とする画像処理装置。 2、上記濃度データS_pを復元する手段は、上記走査
    窓中の各画素の2値データと、各画素の走査窓中の位置
    に応じた重み係数を掛ける手段と、その結果を加算する
    手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の画像処理装置。 3、上記濃度データS_pを復元する手段は、各画素の
    走査窓中の位置に応じた重み係数を複数種類有し、各種
    の重み係数の内1つを選択する手段を有することを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の画像処理装置。 4、特許請求の範囲第3項記載の画像処理装置において
    濃度S_pを復元する手段として有する複数種類の重み
    係数のすくなくとも一つとして、上下か、左右のいずれ
    か一方、もしくはその両方について非対象な係数の行列
    を有することを特徴とする画像処理装置。 5、上記多値データS_qより2値データQを決定する
    手段は、複数の異なる擬似中間調処理方法を用いた2値
    化処理手段と、該多値データS_qとあらかじめ定めた
    値Tを比較し、 S_q≧TならばQ=1 S_q<TならばQ=0 となる2値の画像データQを出力する手段と、上記複数
    の2値化処理手段を選択する手段とを有することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の画像処理装置。
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JP2920635B2 (ja) 1999-07-19

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