JPH0311877A - 画素密度変換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画素密度変換装置、特に不特定の処理法により
疑似中間調処理された画像と文字や図形等の混在した２
値画像を任意の倍率に画素密度変換する画素密度変換装
置に関するものである。

［従来の技術］ 解像度の異なるファクシミリ間での通信や画像編集装置
等でイメージデータの拡大、縮小を行う場合には、画像
の画素密度変換を必要とする。

従来、２値画像に対する画素密度変換法としてｓｐｃ法
、論理和法、９分割法、投影法、線形補間法、距離反比
例法等様々な方式が提案されている（情報処理学会誌Ｖ
ｏ１．２６　　Ｎｏ５　）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの方式はいずれも文字や図形を対
象として提案されたものであり、デイザ法等により疑似
中間調処理された画像に適用した場合には、モアレが生
じる等の画質劣化が激しい。

一方、デイザ処理された画像に対する変換処理としては
、平均値フィルタ等によりデイザ処理前の多値データを
推定し、多値データで画素密度変換を行い再２値化する
方法（特開昭６２−２８１６７３号等）が知られている
が、正確な２値化前の多値データ推定は困難であり、フ
ィルタリングによる解像度の低下や階調の変化等が生じ
る等の問題点があり、更に同一処理を文字や図形を含む
画像に適用することもできない。

又、組織デイザにより処理された画像でデイザマトリク
スが既知の場合において、元の多値画像を良好に推定し
て疑似中間調処理された画像と文字や図形の混在した画
像処理可能とする方式（特開昭６２−１５７４６８号）
も提案されているが、不特定の画像でデイザマトリクス
が未知の場合や、誤差拡散法等のように条件付決定法の
デイザ法により２値化された画像には適用できない。

以上のように、従来提案されている方式では、不特定の
処理法により疑似中間調処理された画像と文字や図形の
混在した画像を良好に画素密度変換することは困難であ
る。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、
不特定の処理法により疑似中間調処理された画像と文字
や線画の混在した画像を任意の倍率で良好に画素密度変
換する画素密度変換装置を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段コ 本発明は上記目的を達成する為に、２値画像に対して画
素密度を変換する画・真密度変換装置であって、 変換画素の濃度或は輝度を一定閾値で２値化する第１の
２値化手段と、前記濃度或は輝度を既に２値化された周
囲画素の２値化に伴う量子化誤差とにより補正して２値
化する第２の２値化手段と、前記第１あるいは第２の２
値化手段による２値化結果に基づいて、画像が疑似中間
調処理された画像であるか文字や線画−であるかを判断
する像域判別手段と、前記像域判別手段の判別結果から
、前記２つの２値化手段を選択する選択手段とを備える
。

［作用］ かかる構成において、２値化結果に基づいて、画像が疑
似中間調処理された画像であるか文字や線画であるかを
判断し、一定量値で２値化する第１の２値化手段と既に
２値化された周囲画素の２値化に伴う量子化誤差とによ
り補正して２値化する第２の２値化手段とを選択するこ
とにより、不特定の処理法により疑似中間調処理された
画像と文字や線画の混在した画像を任意の倍率で良好に
画素密度変換する。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本画素密度変換装置の原理及び
実施例を説明する。

第１図は本実施例の画素密度変換装置の構成を示すブロ
ック図である。人力画像１ａは第２図のタイミングチャ
ートに示すようにページ同期信号に同期して１ペ一ジ分
の画像データが人力され、ライン同期信号に同期して１
ライン分の画像データが入力される。

変換画素濃度変換部１１では人力画像に対し投影法ある
いは補間法によって変換画素の濃度１ｂが算出され、そ
の結果が誤差拡散法や平均濃度最小法等の濃度保存を行
いながら２値化をする濃度保存２値化処理部１３と一定
しきい値で２値化をする単純２値化処理部１２とでそれ
ぞれ２値化される。像域判別部１４では濃度保存２値化
処理部１３で得られた２値化結果１ｄから像域判別処理
が行われる。選択部１５では、上記像域判別結果１ｅか
ら、疑似中間調処理された画像と判断された画像に対し
ては濃度保存２値化処理部１３の出力１ｄを、文字や線
画と判断された画像に対しては単純２値化処理部の出力
１ｃを選択して、出力画像１ｆとして出力する。尚、以
下に述べるように、像域判別部１４はその判別方法に応
じて破線で示すように単純２値化処理部１２の出力１ｃ
により判定してもよい。

以上のように像域分離により、第３図に示すような変換
画像の画素密度が低い場合に問題となるエツジ部での突
起の発生による劣化や細線の点線化を防ぐことが可能と
なる。

次に各処理部の詳細について説明する。

く投影法による変換画素濃度演算〉 まず、初めに第４図により投影法の原理を説明する。こ
こでは説明の為に主走査、副走査双方の変換倍率２／３
の場合を示している。１画素を方形の領域として、注目
画素である変換画素Ａを原画像に投影させ、投影面上の
変換画素Ａの画素面と重なる画素面を有する原画素をＰ
、Ｑ、Ｒ。

Ｓとする。ここで、投影された変換画素人の画素面内に
原画素Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓの画素面が占める面積をそれぞれ
Ｓｐ、ＳＯ，ＳＲ，ＳＳとすると、注目画素の平均濃度
ＩＡは次式で表わされる。

このＩＡを２値化することで変換画素の濃度が決定され
る。

投影法による変換画素濃度演算部のブロック図を第５図
に示す０図示する例では変換倍率〉局程度の範囲を処理
可能とするものである。４１は画素取出部であり、投影
面上の変換画素の位置（ｘ、ｙ）の近傍の原画素を取出
す。４２は変換画素位置演算部であり、主走査、副走査
方向それぞれの変換倍率（ｐ、ｑ）に応じて定まる投影
面上の変換画素の位置を演算する。４３は面積演算部で
あり変換画素位置演算部４２で求められた位置情報と変
換倍率（ｐ、ｑ）に応じて各型なり面積が算出される。

４４は式（１）で示す平均濃度演算部であり、画素取出
部４１及び面積演算部４３の出力の乗算結果から注目変
換画素の濃度を算出する。尚、Ｓｐ”　Ｓｏ”　ＳＲ＋
Ｓｓ　＝１あるいは＝２°とすると、平均濃度演算部４
４の構成を簡略化できる。

投影法による変換画素濃度演算部は上記の構成に限定さ
れるわけではなく、−数的に次式（２）で表わされる演
算結果が得られればどのような処理でも良い。

ただし、 Ｉ８：注目変換画素ｎの平均濃度或は平均輝度、Ｉに二
投影面上の注目画素ｎの画素面に重なる画素面を有する
原画素にの濃度或は輝度、ＳＫ：原画素にの画素面のう
ち変換画素ｎの画素面に重なる面積である。

又、本実施例では回路の簡略化の為に参照する原画素Ｓ
Ｋの数を４個に限定した場合を示しているが、この参照
画素数を多くとることで、処理可能な変換倍率の範囲（
縮小時の最小倍率）を広げることができる。又、画素取
出部４１の構成により、前述したようなシーケンシャル
に人力される画像データに対する処理だけでなく、メモ
リ等の記憶装置に格納された画像データに対する処理も
可能である。

〈補間法による変換画素濃度演算〉 まず補間法の原理について説明する。補間法とは第６図
に示すように変換画素を原画像上に投影し、その投影面
上の変換画素の近傍である４つの原画素Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓ
の濃度と、原画像格子内の変換画素Ａの近傍原画素に対
する相対座標（ｘ、ｙ）から変換画素Ａの濃度を決定す
る方式である。例えば線形補間法では次式（３）により
濃度が演算される。

ＩＡ　−（１−ｘ）　Ｘ　（１−ｙ）　　ｘ　Ｉｐ＋　
ｘ（ｔ−ｙ）　ｘ　ｒ。

（１−ｘ）ｘｙ　ＸＩＲ＋Ｘ　ｘｙ　Ｘｉｓ・・−（３
）　。

このＩＡを２値化することで変換画素が得られる。

補間法による変換画素濃度演算部のブロック図を第７図
に示す。２１は画素取込部であり、投影面上の注目変換
画素の近傍原画素Ｐ、Ｑ、Ｒ，Ｓを取出す。２２で投影
面上の相対座標（ｘ、ｙ）を演算し、変換画素濃度演算
部２３で式（３）の演算を行う、２４は各処理部の同期
を取るタイミング信号を発生するタイミング信号発生部
である。

〈誤差拡散法による２値化処理〉 次に誤差拡散法による２値化処理部について説明する。

投影法あるいは補間法をデイザ法等により疑似中間調処
理された画像に適用した場合、その演算結果を単純２値
化（即ち一定閾値で２値化）すると、量子化誤差の為に
モアレが強調され画質劣化が激しい。本実施例ではこの
ような量子化誤差による画質劣化を防ぐ為に誤差拡散法
による２値化処理を行う。

第８図に誤差拡散法による濃度保存２値化処理部のブロ
ック図を示す、投影法あるいは補間法出力の画素濃度或
は輝度Ｉ＾は、一画素遅延素子５１ａ〜５１ｄ、１ライ
ンより３画素少ない遅延素子５３及び加算器５２ａ〜５
２ｄを通過する間にそれ以前に周囲画素で生じた２値化
誤差ｅ１〜ｅ４が加算される。この周辺画素の２値化誤
差を含む濃度値又は輝度を、２値化処理部５４により一
定閾値で２値化した値が求める画素の濃度或は輝度とな
る。

次に、この２値化で生じた量子化誤差を２値化誤差算出
部５５で求め、誤差分配処理部５６で８１　”　ｅ　ａ
として分配する。２値化誤差算出部５６では、２値化誤
差をｅ、２値化処理部への人力濃度を！。、閾値をＴ、
２値化出力を“１°。

又は“０”とすると、 又、誤差分配部５６では例えば次のように８１〜ｅ４が
演算される。

ｅ１〜ｅ４は第９図に示すように注目画素の周囲画素へ
分配されることになる。

尚、第８図及び第９図に示す例では誤差を周囲４画素に
拡散させた場合であるが、本発明はこれに限るわけでは
なく、画質と回路規模を考慮して決定すればよい。但し
モアレを良好に消去させる為には２値化誤差を１００％
周囲へ拡散させる必要がある。即ちΣｅｏ＝Ｅ　（ｎ　
：誤差を分配させる周囲画素の数）を満たすようにｅｎ
を決定する。

く平均誤差最小法による２値化処理〉 又、誤差拡散法の代わりに平均誤差最小法を用いても同
じである。

第１０図は平均誤差最小法による濃度保存２値化部の構
成を示すブロック図である。補間法による変換画素の濃
度には、エラーバッファメモリ６０に保存されている以
前に発生した人力データＸＩ、と出力データＹＩＪとの
誤差データｅム」に、重みづけ発生器６１により指示さ
れた重み係数α１．をかけた値が規格化され、加算器６
２で加算される。これを式で書くと以下のようになる。

重み付は係数の一例を第１１図に示す。

次に補正データＸ目′は２値化回路６３でしきい値と比
較され、出力データＹＩＪを出力する。ここでＹＩＪは
Ｙ　ｓａｗまたはＹ、。　（例えば１とＯ）のように２
値化されたデータとなっている。

一方、演算器６４では、補正データｘＩｊと出力データ
ＹＩＪの差分６表、が演算され、この結果はエラーバッ
ファメモリ６０の対応する画素位置６５に保存される。

この操作を繰返すことにより、濃度保存２値化部１２の
平均誤差最小法による２値化処理が実行される。

〈一定しきい値による２値化処理〉 単純２値化処理部１２では、投影法あるいは補間法によ
って得られた変換画素の濃度１ｂが一定しきい値で２値
化される。

〈像域判別部〉 次に像域判別部１４について説明する。

本実施例における像域判別部１４のブロック図を第１２
図に示す。誤差拡散処理あるいは平均誤差最小法により
２値化された画像データ１ｄは１画素遅延素子（Ｄフリ
ップフロップ）８１８〜８１ｅによりにビットのパラレ
ルデータに変換され、入カバターンと判定結果が格納さ
れたＲＯＭ８２を参照することで主走査方向にに画素を
１ブロツクとして文字や線画か或は疑似中間調処理され
た画像であるかの像域判定を行い（像域判定結果８ｂ）
、同時にブロック内の色判定（色判定結果８ｃ）を行う
。ここで、色判定とはブロック内の白画素黒画素の数の
大小によりそのブロック内の色を白又は黒と判定する。

像域判定のパターンは例えばブロック内での変化点の数
やパターンの構造等のような適当な評価式により決定し
た値を設定する。像域判定５色判定のタイミングを第１
５図に示す。

ここで、ＲＯＭ８２のデータ例を示す。尚、第１３Ａ図
に示すように基本ブロックを８画素とし、ビット４〜７
を上位アドレス、ビットＯ〜３を下位アドレスとしてア
ドレスし、ＲＯＭ８２からの出力は２ビツトでビット０
が濃度判定結果（黒：１．ｎ：〇）、ビット１が像域判
定結果（疑似中間調画像：１１文字・線画二〇）とする
。黒ビットが５ビツト以上の場合は濃度を黒、４ビツト
以下の場合は濃度を白と判定し、ブロック内が連続する
２個以上の黒ビットから成るか又は黒ビットがない場合
を文字・線画と判定するときのＲＯＭのデータ例を第１
２図に示す。

第１３Ｂ図及び第１３Ｃ図には、基本ブロックのデータ
と上記ＲＯＭデータによる判別結果との例が示されてい
る。

以上のようにして得られた像域判定及び色判定結果８ｆ
と、１ライン遅延部８４で１ライン遅延された判定結果
８ｅ及び２ライン遅延部８５で２ライン遅延された判定
結果８ｄとにより、基本ブロックの判定結果が副走査方
向に拡張され、選択信号決定部８６で選択信号８ｇが決
定される。選択信号決定部８６では次のような判定条件
によりｎライン、ｍブロックの選択信号Ｓ　（ｍ。

ｎ）を決定する。

ここで、Ｃ（ｍ、ｎ）　：　ｎライン、ｍブロックの色
判定結果 Ｃ（ａ＋、ｎ）−１：黒　Ｃ（ＩＩｌ、ｎ）−０：白Ｄ
（ｍ、ｎ）　：　ｎライン、ｍブロックの像域判定結果 Ｄ（＋、ｎ）−１：疑似中間調 Ｄ（ｍ、ｎ）・０：文字・線画 第１６図にＣ（ｍ、ｎ）　、Ｄ　（ｍ、ｎ）　、Ｓ　（
ｍ、ｎ）の画像上の位萱関係を示し、第１７図に上記条
件式の具体的な回路例を示す。

第１８図により像域判別部の処理を具体的な例により説
明する。

１２１に図示するように誤差拡散法あるいは平均誤差最
小法等の濃度保存２値化処理によりエツジ部で突起が生
じた場合を一例として考えると、ブロック判定結果（こ
こでは８画素を１ブロツクとして考える）は１２３のよ
うになり、Ｄ（ｍ、ｎ）は疑似中間調処理されたブロッ
クであると判定される。ところが１２４のように、条件
（６）式により選択信号決定部８６ではＳ（ｍ、ｎ）は
文字・線画ブロックと決定され、選択出力画像は単純２
値処理結果１２２となるため、１２５に示すようにエツ
ジ部の劣化が消滅する。

上記例で示すように式（６）は主走査方向のエツジ検出
を行いエツジ境界部を単純２値化することで主走査方向
のエツジ劣化を防ぎ、式（５）では副走査方向に２ブロ
ック単位で文字・線画と疑似中間調画像の判定を行うこ
とで主走査方向のエツジ劣化を防ぐことが可能になる。

く像域判定部の他の実施例〉 像域判別の方法は、上述の例に限るわけではな（、例え
ば第１９図に示すようにｎｘｍ画素を１ブロツクとして
判定を行う等の方法でも良い。

又、この場合、像域判別部への入力画像は単純２値化処
理結果の画像でも良い。

一例として４×４画素と１ブロツクとして判定を行う場
合の像域判別部の構成例を第２０図に示す。

２値化出力は、１ライン遅延素子１４１ａ〜１４１ｃ及
び１画素遅延素子（Ｄフリップフロップ）１４２ａ〜１
４２ｍにより、第１９図に示す４×４画素のデータが取
出される。このデータからＲＯＭ１４３を参照すること
で選択信号を得られる。ＲＯＭにはあらかじめ人カバタ
ーンとその結果を設定すれば良い。例えば、２値化処理
出力１ｄ（あるいはｌｃ）はＲＯＭ１４３のアドレス線
ＡＩ３に、Ｄフリップフロップ１４２ａの出力はＡｌ１
に、Ｄフリップフロップ１４２ｂの出力はＡ１．に、と
いうように接続する。このように接続すると４×４のブ
ロックにおけるさまざまなパターンについて各々特定の
アドレスを指定することができる。ＲＯＭ１４３にはブ
ロックが文字部ならば”０”　写真部ならば“１°°の
データが格納されている。

あるブロックが文字部であるか写真部であるか判断する
方法は、例えば黒画素が集まっていれば文字或は白・黒
で描かれた図形の一部であるとみなされるので文字部と
判断し、黒画素が分散していればデイザ法により疑似中
間調処理された画像とみなされるので写真部と判断する
ことによる。ＲＯＭ１４３のデータ例を第２１図に示す
。なおりフリップフロップのデータは白は“０パ、黒が
“１″であるとする。第２２Ａ図。

第２２Ｂ図は写真部の例、第２２Ｃ図、第２２Ｄ図は文
字部の例である。

尚、第１の実施例でも同様であるがＲＯＭ部を論理回路
により実現しても良い。

以上説明したように本実施例では投影法あるいは補間法
により求められた変換画素の平均濃度或は平均輝度を、
誤差拡散法あるいは平均誤差最小法を用いて２値化処理
を行うことで、疑似中間調処理された画像に対して処理
した場合に生じるモアレによる画質劣化を防ぐことがで
きる。

更に、単純２値化処理部を設は像域判別処理により２つ
の２ｆ化出力の選択を行うことで、変換画像の画素密度
が低い場合の変換時に問題となるエツジの劣化を防ぐこ
とが可能となり、文字や線画と疑似中間調画像の混在し
た原稿を任意に画素密度変換できる。

［発明の効果］ 本発明により、不特定の処理法により疑似中間調処理さ
れた画像と文字や線画の混在した画像を任意の倍率で良
好に画素密度変換する画素密度変換装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画素密度変換装置の構成を示すブロ
ック図、 第２図は画像信号の入力タイミングを示すタイムミング
チャート、 第３図は従来例によるエツジ部の変換による劣化の例を
示す図、 第４図は投影法による画素密度変換の原理を説明する図
、 第５図は投影法による変換画素濃度演算部の一例を示す
図、 第６図は補間法による画素密度変換の原理を説明する図
、 第７図は補間法による変換画素濃度演算部の一例を示す
図、 第８図は誤差拡散法による濃度保存２値化処理部の一例
を示す図、 第９図は誤差拡散法における画素拡散の一例を示す図、 第１０図は平均誤差最小法による濃度保存２値化処理部
の一例を示す図、 第１１図は平均誤差最小法における重み付けの一例を示
す図、 第１２図は像域判別部の一例を示す図、第ｘ　３Ａ図は
基本ブロックと出力データとの構成の一例を示す図、 第１３Ｂ図、第１３Ｃ図は第１４図のＲＯＭデータによ
る像域判定例を示す図、 第１４図はＲＯＭ８２のデータ例を示す図、第１５図は
判定のタイミングを示す図、第１６図は判定ブロックの
画像上の位置関係を示す図、 第１７図は選択信号決定部の回路の一例を示す図、 第１８図は像域判別処理の具体的な例を説明する図、 第１９図は他の実施例による像域判別部の判定ブロック
を示す図、 第２０図は他の実施例による像域判定部の構成例を示す
図、 第２１図はＲＯＭ１４３のデータ例を示す図、第２２Ａ
図〜第２２Ｄ図は第２１図のＲＯＭによる像域判別の例
を示す図である。 図中、１１・・・変換画素濃度演算部、１２・・・単純
２値化処理部、１３・・・濃度保存２値化処理部、１４
・・・像域判別部、１５・・・選択部である。 ｘ：＃Ｊ１！ ○　り摺皿貫 ］ｒ〜 都、７Ｈ７老− 第４゛図 □王！ｆガ間 ｙａｇ ｌ硬典ナ ゼｔｉｔ＊　７ｖ−呻ゴー７３撚１４つぎイな！キット
シｌＬ＊ＲＭ　のｔＬｅｍｅ 第６ 図 第７ 第１ＩＷ：Ｊ 第 ３Ａ図 第１３８ｍ 第１３ｃＷＪ 第１４図 ０　Ｑ 　０ １乏五 第１９図 第２１１Ｅｌ 第２２Ｃ図 第２２Ｄ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２値画像に対して画素密度を変換する画素密度変換装置
   であって、 変換画素の濃度或は輝度を一定閾値で２値化する第１の
   ２値化手段と、 前記濃度或は輝度を既に２値化された周囲画素の２値化
   に伴う量子化誤差とにより補正して２値化する第２の２
   値化手段と、 前記第１あるいは第２の２値化手段による２値化結果に
   基づいて、画像が疑似中間調処理された画像であるか文
   字や線画であるかを判断する像域判別手段と、 前記像域判別手段の判別結果から、前記２つの２値化手
   段を選択する選択手段とを備えることを特徴とする画素
   密度変換装置。