JPH03157059A - ディザ画像拡大装置 - 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】 〔概　要〕 ディザ画像を所定の倍率で拡大するようにしたディザ画
像拡大方式に関し、 濃度変化部分での境界を目立たなくすると共に画像の解
像度を向上させることを目的とし、ディザ画像を拡大処
理するディザ画像拡大方式において、第１のディザマト
リクスを用いてディザ処理された原画像の画素データを
被変換画素のデータとして入力する被変換画素入力手段
と、被変換画素の濃度を、所定の大きさ内に位置する被
変換画素のデータに基づいて、拡大倍率に応じた階調数
に増加して算出する被変換画素濃度算出手段と、拡大処
理された変換画素を被変換画素上に投影した場合に、変
換画素の各濃度をこの変換画素の近傍に位置する複数の
被変換画素の平均濃度とこれらとの位置関係に基づいて
算出する変換画素濃度算出手段と、変換画素濃度算出手
段で算出された変換画素の濃度を、拡大倍率に応じた第
２のディザマトリクスでディザ処理するディザ二値化手
段とを備えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ディザ画像を所定の倍率で拡大するようにし
たディザ画像拡大方式に関するものである。

現在、ファクシミリ装置やスキャナ等の画像入出力機器
では、文字や線画だけでなく、ディザ画像等の疑似中間
調画像を対象とする場合が多くなってきており、これら
の画像入出力機器においては、解像度の異なる機器間で
の密度変換処理や画像編集における拡大縮小処理が重要
な役割を果たしている。

〔従来の技術〕

従来、文字や線画等に使用される拡大縮小方式にはＳ２
Ｏ法、論理和法、九分割法、高速投影法。

距離反比例法等がある。しかし、これらの方法をディザ
画像に適用した場合には、ディザマトリクスに基づく周
期パターンと拡大縮小倍率に基づく周期パターンとが重
なって干渉パターンすなわちモアレが発生して画質が劣
化する欠点があった。

この欠点を解決するものとしては、特開昭６２−２１６
４７６号公報「画像処理装置」がある。

この画像処理装置では、変換画素の近傍に位置する被変
換画素（参照画素）群の二値データから変換画素の濃度
データ（階調データ）を求め、このデータを再度ディザ
処理している。従って、原画像の階調特性を維持したま
ま任意の変換倍率に応じた拡大縮小処理が可能になり、
しかもモアレの発生を防止することができる。この画像
処理装置における画像の拡大処理の概要を第１０図に示
す。

第１０図において、「Ｏ」は原画像（ディザ画像）の白
画素を、「・」は原画像の黒画素を、「Ｘノは被変換画
素をそれぞれ示している。ここでは、変換後の画素群を
原画像の隣接画素間の距離で正規化、すなわち拡大処理
された画素群を原画像上に投影して表した場合を示して
いる。

変換画素の濃度は、周囲１６個の参照画素の黒画素の個
数によって決定され、例えば第１０図に示した例では濃
度６となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式にあっては、周囲の参照画
素の二値データから変換画素の濃度を求めており、拡大
処理を行った場合に同じ参照画素から求められる変換画
素の濃度は同じになる。従って、拡大処理によって画素
数が増えたにも関わらず、原画像と同程度の解像度しか
得られないという問題点があった。また、濃度が変わる
部分で境界が目立つという問題点があった。

例えば、第１１図（ａ）に原画像を４倍に拡大した場合
の例を示す。第１１図（ａ）では４倍に拡大した変換画
素群を原画像上に投影しているので綿密度が４倍になっ
ており、隣接する４個の被変換画素に囲まれた全ての変
換画素濃度が−様になる。従って、第１１図（ｂ）に示
すように、所定領域内の変換画素群が−様な濃度を有し
ており、この領域間では階段状に濃度が変化することに
なる。

また、拡大処理された画像では、複数画素単位で濃度が
変化するため、拡大処理後によって画像のサイズを大き
くする場合には単位面積当たりの解像度が低下して画質
が劣化することになる。あるい・は、拡大前後の画像の
大きさを同一にした場合には、画素数を多くしたにも関
わらず解像度が上がらないことになる。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、画像の解像度を上げると共に濃度が変わる部分で
め境界を目立たなくするようにしたディザ画像拡大方式
を提供することを目的としている。

Ｃ課題を解決するための手段〕 第１図は、本発明のディザ画像拡大方式の原理ブロック
図である。

図において、被変換画素入力手段１１１は、第１のディ
ザマトリクスを用いてディザ処理された原画像の画素デ
ータを被変換画素のデータとして入力する。

被変換画素濃度算出手段１２１は、被変換画素の濃度を
、所定の大きさ内に位置する被変換画素のデータに基づ
いて、拡大倍率に応じた階調数に増加して算出する。

変換画素濃度算出手段１３１は、拡大処理された変換画
素を被変換画素上に投影した場合に、変換画素の各濃度
をこの変換画素の近傍に位置する複数の被変換画素の平
均濃度とこれらとの位置関係に基づいて算出する。

ディザ二値化手段１４１は、変換画素濃度算出手段１３
１で算出された変換画素の濃度を、拡大倍率に応じた第
２のディザマトリクスでディザ処理する。

従って、全体として、階調数を増やした被変換画素濃度
に基づいて、拡大処理した変換画素の濃度を算出し、こ
の算出結果をディザ処理するように構成されている。

〔作　用〕

ディザ処理化された原画像では第１のディザマトリクス
の大きさを１単位として濃度情報が保存されている。従
って、被変換画素入力手段１１１によって被変換画素の
データが入力されたときに、各被変換画素の濃度をこの
各被変換画素を含む第１のディザマトリクス内の被変換
画素のデータに基づいて算出する。被変換画素濃度算出
手段１２１は、この算出の際に、変換倍率に応じて階調
数を増加して被変換画素の濃度を算出する。

変換画素濃度算出手段１３１による変換画素濃度の算出
においては、拡大処理された変換画素を被変換画素上に
投影した場合に、各変換画素の濃度をこの変換画素の近
傍に位置する複数の被変換画素（例えば隣接する４画素
）の濃度とこれらとの位置関係に基づいて算出する。即
ち、変換画素の濃度は、近傍の被変換画素の濃度によっ
て補間した値となる。

その後、ディザ二値化手段１４１は、変換画素の濃度を
拡大倍率に応じた第２のディザマトリクスでディザ処理
して、階調数の増加に対応したディザ画像を得る。

本発明にあっては、被変換画素の濃度の階調数を拡大倍
率に応じて増やし、近傍に位置する複数の被変換画素の
濃度に基づいて変換画素の濃度を補間して、拡大倍率に
応じて階調数を増加した第２のディザマトリクスで再度
ディザ処理しているため、変換画素間の濃度変化が滑ら
かになると共に、拡大後の画像の解像度が向上する。

〔実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明のディザ画像拡大方式を適用した一実
施例の構成を示す。また、第３図は実施例における拡大
処理の動作手順の概要を示す。

第２図において、２１１は画素入力回路を、２２１は被
変換画素濃度決定回路を、２３１は変換画素濃度算出回
路を、２４１はディザ処理化回路をそれぞれ示している
。

画素入力回路２１１は、被変換画素群のデータ、すなわ
ちディザ処理された原画像の二値データの入力を行う（
第３図、ステップＳｌ）。例えば、４×４のディザマト
リクスによってディザ処理された原画像を入力の対象と
している。

画素入力回路２１１内にあって、３１１，３１３．３１
５，３１７のそれぞれはシフトレジスタを示している。

各シフトレジスタは、順次入力される各画素の二値デー
タをシフトして、４ビツト（４画素分）のパラレルデー
タとして出力するものである。従って、４つのシフトレ
ジスタ３１１〜３１７からは上述した４×４のディザマ
トリクスに対応した１６６画素の二値データが出力され
、次段の被変換画素濃度決定回路２２１に出力される。

被変換画素濃度決定回路２２１は、画素入力回路２１１
によって入力された被変換画素群の二値データを受は取
って、拡大処理時の拡大倍率に応じた階調数に増加して
被変換画素の濃度算出を行う（第３図、ステップ３２）
。変換画素濃度決定回路２２１内にあって、３２１は濃
度算出用ＲＯＭを、３２３は乗算回路を、３２５は階調
増加率決定回路を、３２７はラインメモリをそれぞれ示
している。

第４図に、被変換画素の濃度決定の要領を示す。

一般に、４×４のディザマトリクスで処理された原画像
はこのディザマトリクスの大きさを１単位として濃度情
報が保存されており、従って、ディザマトリクス内の原
画像の二値データに基づいて、ある着目画素の濃度（平
均濃度）を決定することができる０例えば、第４図に示
した例では、Ａ〜Ｐの１６画素の中の黒画素の個数によ
って、着目画素Ｃの濃度を決定している。濃度算出用Ｒ
ＯＭ３２１は、このようにして着目画素の濃度決定を行
うためのものであり、上述したＡ−Ｐの１６画素分の二
値データ（１６ビツトデータ）をアドレスとして入力し
、黒画素の個数に対応した濃度データを出力するもので
ある。

また、一般に、拡大倍率ｎで原画像を拡大処理する場合
、拡大後の画像の画素数は原画像の画素数のほぼｎｔ倍
に増えるため、階調数をｎ２に増加することが可能にな
る。階調増加率決定回路３２５は階調増加率を決定する
ためのものであり、乗算回路３２３は決定された階調増
加率を濃度算出用ＲＯＭ３２１の出力に乗算して被変換
画素濃度の階調数を増やしている。

第５図は、変換倍率と階調増加率及びディザサイズ（後
述する）との対応を格納しである変換倍率テーブルを示
しており、階調増加率決定回路３２５はこのテーブルを
参照して該当する階調増加率を抽出して出力する。例え
ば、同図に示すように、変換倍率が一７／４〜２のとき
の階調増加率はほぼ変換倍率の二乗である３　６／１６
と決定される。なお、このテーブルは階調増加率決定回
路３２５の内部にあってもよいし、あるいは外部に保持
するようにしてもよい。

変換画素濃度算出回路２３１は、階調数を増加した被変
換画素の濃度に基づいて変換画素濃度を算出するもので
ある（第３図、ステップＳ３）。

変換画素濃度算出回路２３１内にあって、３３１゜３３
２．３４１，３４２はレジスタ（Ｒ）を、３３３．３３
４，３４３，３４４は乗算回路を、３３５．３４５．３
５１は加算回路をそれぞれ示している。

この変換画素濃度は、拡大処理された画像を原画像上に
投影し、その後変換画素の濃度を隣接する４つの被変換
画素濃度と、変換画素とこれらの被変換画素との位置関
係とに基づいて算出される。

例えば、第４図において、濃度を算出する変換画素を「
×」で示した場合、この濃度算出に関係する被変換画素
は隣接する４画素Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄとなる。

また、第６図に変換画素の濃度算出の要領を示す。４つ
の被変換画素を頂点とする正方形を４等分する水平軸及
び垂直軸を考え、これらの軸が変換画素を中心とする同
一面積の正方形を分割する面積比率を算出する。そして
、この面積比率と各被変換画素の濃度との積和演算を行
って、変換画素の濃度算出を行う。例えば、第６図にお
いて、被変換画素Ａに対応した面積比率ＷＡが１５／６
４、被変換画素Ｂに対応した面積比率Ｗ３が９／６４、
被変換画素Ｃに対応した面積比率Ｗｅが１５／６４、被
変換画素りに対応した面積比率Ｗ。

が２５／６４である場合、これらの各面積比率と対応す
る被変換画素の濃度とを乗算し、全乗算値を加算した結
果を着目している変換画素の濃度とする。

上述した変換画素の濃度算出を変換画素濃度算出回路２
３１で行う場合、被変換画素濃度決定回路２２１から出
力された被変換画素濃度は順次レジスタ３３１．３３２
に取り込まれる。また、レジスタ３３１゛の出力は被変
換画素濃度決定回路２２１内のラインメモリ３２７を介
してレジスタ３４１．３４２に順次取り込まれる。従っ
て、４つのレジスタ３３１，３３２，３４１，３４２の
それぞれは、４つの被変換画素（第６図の被変換画素Ａ
−Ｄ）の濃度データを取り込んで保持する。

次に、乗算回路３３３，３３４，３４３，３４４は、各
レジスタに保持された濃度データに対して、変換画素位
置に基づく所定の面積比率ＷＡ−ＷＤを乗算する。これ
らの乗算結果は、２つの加算回路３３５．３４’５及び
これらの後段に接続された加算回路３５１によって加算
され、加算回路３５１の加算結果が変換画素の濃度デー
タとして変換画素濃度算出回路２３１から出力される。

ディザ処理化回路２４１は、算出された変換画素の濃度
データに対してディザ処理を行う（第３図、ステップ３
４）。ディザ処理化回路２４１内にあって、３６１は比
較回路を、２６３はディザ閾値発生回路をそれぞれ示し
ている。

ディザ閾値発生回路３６３は、ディザ型（例えばベイヤ
型）と拡大倍率が指定されると所定のディザマトリクス
を決定して、このディザマトリクス内の１つの闇値を出
力する。例えば、第５図に示したテーブルを参照してデ
ィザサイズを決定し、変換画素のアドレスに対応したデ
ィザマトリクス内の１つの闇値を出力する。

比較回路３６１は、ディザ閾値発生回路３６３から出力
される閾値と、変換画素濃度算出回路２３１から出力さ
れる変換画素の濃度データとを比較して、変換画素の濃
度に対するディザ処理を行う。

第７図に、拡大倍率を２とした場合の変換画素濃度算出
の具体例を示す。図において、「過程■」は濃度算出用
ＲＯＭ３２１による被変換画素濃度の決定動作に、「過
程■」は乗算回路３２３による階調増加率の乗算処理動
作に、「過程■」は変換画素濃度算出回路２３１による
変換画素濃度の算出動作にそれぞれ対応している。

例えば、過程■において、被変換画素Ａを含む周囲１６
画素内の黒画素数９を被変換画素への濃度と決定する。

被変換画素Ｂ、Ｃ，Ｄについても同様に濃度を決定する
。

次に、過程■において、乗算回路３２３は拡大倍率２に
対応した増加率６４／１６を上述した各被変換画素濃度
に乗算し、階調数を増加した被変換画素濃度を算出する
。

過程■では、過程■で算出した４つの被変換画素濃度に
各面積比率を乗算した後、これらの乗算結果の総和を算
出する。この総和（−３５）が着目している変換画素の
濃度となる。

第８図は、変換倍率２に応じた８×８ベイヤ型のディザ
マトリクスを示す。例えば、第７図の過程■で算出した
変換画素の濃度３５は、比較回路３６１によってこのデ
ィザマトリクス内の対応する闇値（例えば４４）と比較
される。この場合、閾値４４の方が変換画素の濃度３５
より大きいので、この変換画素はディザ処理されて白画
素となる。

このように、被変換画素の濃度を階調数を増加して求め
、更に変換画素に隣接する４つの被変換画素の濃度から
投影される面積比率に基づいて変換画素の濃度を算出す
る。その後、このようにして算出した各変換画素の濃度
を変換倍率に応じたディザマトリクスでディザ処理する
。

従って、拡大倍率に応じて階調数を増やすことにより濃
度が変わる部分での境界が目立たなくなる。また、拡大
倍率に応じて階調数を増加したディザマトリクスを用い
てディザ処理しているので、拡大処理後の画像の解像度
向上が可能になる。

例えば、第９図に拡大処理した後の画像の濃度変化の状
態を示す。同図（ａ）は例えば拡大倍率４（階調増加率
は２５６／１６・１６）で拡大した実施例の濃度変化を
示しており、被変換画素間に位置する変換画素の濃度が
徐々に変化している様子を示している。比較のために同
図（ｂ）に従来例を示す。

なお、上述した本発明の実施例にあっては、ベイヤ型の
ディザマトリクスについて一例をあげて説明したが、デ
ィザの種類については他のもの（ドツト集中型等）であ
ってもよい。

また、実施例の変換画素濃度算出回路２３１では、面積
比率によって重み付けを行って変換画素の濃度算出を行
うようにしたが、例えば変換画素の被変換画素の距離の
逆比によって重み付けを行うなど、補間方法については
任意であり、被変換画素間の中間階調を決定するもので
あればよい。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、被変換画素の濃度の
階調数を拡大倍率に応じて増やし、近傍に位置する複数
の被変換画素の濃度に基づいて変換画素の濃度を補間し
ているので、濃度の変わる部分での境界を目立たないよ
うにすることができる。また、拡大倍率に応じてＦ＃調
数を増加した第２のディザマトリクスで再度ディザ処理
しているため、拡大処理後の画像の解像度を上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディザ画像拡大方式の原理ブロック図
、 第２図は本発明のディザ画像拡大方式を適用した一実施
例の構成図、 第３図は一実施例の動作説明図、 第４図は被変換画素の濃度決定の説明図、第５図は変換
倍率テーブルの説明図、 第６図は変換画素の濃度算出の説明図、第７図は変換画
素濃度算出の具体例の説明図、第８図は８×８ベイヤ型
ディザマトリクスの説明図、 第９図は濃度変化の説明図、 第１Ｏ図及び第１１図は従来例の説明図である。 図において、 ＩＩＩは被変換画素入力手段、 １２１は被変換画素濃度算出手段、 １３１は変換画素濃度算出手段、 １４１はディザ処理化回路、 ２１１は画素入力回路、 ２２１は被変換画素濃度決定回路、 ２３１は変換画素濃度算出回路、 ２４１はディザ処理化回路、 ３１１．３１３，３１５，３１７はシフトレジスタ、 ３２１は濃度算出用ＲＯＭ。 ３２３．３３３，３３４，３４３，３４４は乗算回路、 ３２５は階調増加率決定回路、 ３２７はラインメモリ、 ３３１．３３２，３４１，３４２はレジスタ、３３５．
３４５．３５１は加算回路、 ３６１は比較回路、 ３６３はディザ閾値発生回路である。 貰う −ｘｉイフｌ」　の１力＜Ｂ究−８目　区第３図 Ｎ　　　　　Ｇ　　　　Ｈ，０ 標洟口斑画東（ｆ”４’ｉ痕に５尺定め客先１目口第４
図 莫罰５堕聚の数ＩＦ払のｔ九朗口 第６図 過程■ 階調数増加：１６階ｔＪＲ−＞６４階調（４Ｘ４”＞８
Ｘ８）過程■ 重み付けによる積和演算（変換画素の濃度決定）ｇ、製
画１ｄ東戊１！鉢の族４奈イ孕１のｔし朗部第７図 ８Ｘ８へイヤ墾テ′４寸“マトリクスの舒Ｅ哨図第８図 第 ０ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディザ画像を拡大処理するディザ画像拡大方式に
   おいて、 第１のディザマトリクスを用いてディザ処理された原画
   像の画素データを被変換画素のデータとして入力する被
   変換画素入力手段（１１１）と、前記被変換画素の濃度
   を、所定の大きさ内に位置する前記被変換画素のデータ
   に基づいて、拡大倍率に応じた階調数に増加して算出す
   る被変換画素濃度算出手段（１２１）と、 拡大処理された変換画素を前記被変換画素上に投影した
   場合に、前記変換画素の各濃度をこの変換画素の近傍に
   位置する複数の前記被変換画素の平均濃度とこれらとの
   位置関係に基づいて算出する変換画素濃度算出手段（１
   ３１）と、 前記変換画素濃度算出手段（１３１）で算出された変換
   画素の濃度を、前記拡大倍率に応じた第２のディザマト
   リクスでディザ処理するディザ二値化手段（１４１）と
   、 を備えるように構成したことを特徴とするディザ画像拡
   大方式。