JPH03202977A - 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】 〔発明の目的〕 （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変換装置に関する。

（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な
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、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。

然しなから、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、この処理により高精度に画像の縮小変換を行なう
と、その縮小変換画像と原画像との相似性を十分高くす
ることが可能であるが、相似性が高いが故に細線がより
細く細線化されてしまう。

この結果、文字・線画における細線部が極端に細くなり
、その細線部に途切れが生じたり、その細線部が非常に
見え難くなって所；胃かすれ文字となることがある。

このことは線密度変換による高精度な画像変換は、塗り
潰し画像等の縮小変換には適しているが、文字・線画像
の縮小変換には一般的に適していないと云える。そこで
所謂文字かすれや線抜けを防止するようにその変換演算
の方式を変えることが考えられるが、このようにすると
前述した相似性を保った線密度変換が行なわれなくなり
、塗り潰し画像に対する線密度変換に問題が生じる。

そこでこれらの不具合に対処するべく、画像の種別に応
じた変換方式のハードウェア（変換演算回路）を複数個
準備することが検討されているが、あまりにもそのハー
ドウェア構成が大損りなものとなる等の問題があった。

（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、その相似性を高めた場合には文字・線画像に対す
る変換処理画像の品質が劣化し、逆に文字・線画像に対
する画像変換品質を高めようとすると、その相似性が失
われて塗り潰し画像に対する変換処理に不具合が生じる
と云う大きな問題があった。

またこれを解決すべく画像の種別に応じて各種変換方式
を具備した場合、ハードウェアが大損りなものになると
いう問題があった。

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、文字・線画像や塗り潰し画像等
の画像の種別に応じて、簡易な処理により高品質な拡大
・縮小変換を実現することのでき、なおかつきわめてコ
ンパクトなハードウェアで実用性の高い構成の画像変換
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） 本発明は上記課題を解決するために、入力画像を線密度
変換して拡大もしくは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
情報として求める変換画素位置演算手段と、この変換画
素位置演算手段により求められる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
素情報を参照画素情報として前記入力画像から選択的に
抽出する参照画素抽出手段と、この参照画素抽出手段か
ら抽出される参照画素情報と前記変換画素位置演算手段
から求められる変換画素位置情報とに基づき、あらかじ
め演算しておいた変換画素濃度を格納する書き替え可能
なテーブルからなり、各変換率に従って内容を書き替え
、変換画素位置情報と参照画素情報とから該当部位を選
択して出力する変換画素濃度演算手段とを具備すること
を特徴とするものである。

（作　用） 本発明は上記手段により、処理対象画像が文字・線画像
であっても、あるいは塗り潰し画像であっても、その双
方に対してそれぞれ高品質な線密度変換を簡易に施すこ
とが可能となる。しかも変換率に応じてテーブルの内容
を書き替えるだけで良いので、装置コストが安価であり
実用性が高いＯ （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１図は本発明に係る一実施例装置の概略構成図である
。

第１図において、１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２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３
ａ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
素のデータを背景濃度（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。

この変換処理は、例えば後述するように黒画素優先パラ
メータを設定する等して行なわれる。

ここで上記各回路により構成される画像変換装置本体の
入力部（ラインバッファ１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（入力画像）の濃度をその画像の性質に
応じて反転処理し、白地画像として前記ラインバッファ
１に格納して線密度変換に供するものである。また画像
変換装置本体の出力段（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か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。このように画像変換装
置本体の入出力段にそれぞれ設けられた白黒反転回路５
，６により、処理対象画像の濃度を反転する第１および
第２の濃度変換手段が実現されている。

なお、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・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２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２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）とを用イ
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プレクサ（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１に出力される。また出力段側の第２の白黒反転回路
６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のみ前記変
換演算回路４からの出力画像に対して反転処理を実行す
る。

ここで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３図に示すように入力画像の画素（図
中○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ｒ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 ｊ−［ｓ−ｊ］ を満足する入力画像上でのｉ番目の画素位置からｔｍｓ
−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４図はこの変換画素位置検出回路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各位が加算器
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、２ｆ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２
ｄ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２ｇ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−Ｃ
ＮＶ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）及び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Ｒ
Ｑ−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２ｅ。

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５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ＲＱ−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１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５図に示すように２
ライン分の画素データを順次格納する２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２ラインバツ
フア１から列方向に２画素ずつ並列出力される画素デー
タを（２Ｘ２）画素の範囲に亘って格納する（２　Ｘ　
２）個のレジスタ３ｂ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、（２Ｘ２）画素領域においてそ
の参照画素が第６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６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。

基本的にはこのように構成される画素抽出回路３に対し
て、外部領域クリア回路３ａは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
レジスタ３ｂへの（２Ｘ２）画素領域の画素データの格
納を制御するシフトレジスタ３ｆと２つのゲート回路３
ｉ、３ｊとにより構成される。

即ち、変換画素位置が決定されてその周辺の（２Ｘ２）
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８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！＜・ソファ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ラ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止し
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１の全てを零（０）
にクリアした後、変換演算に（２Ｘ２）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亘って、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１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
されるようになっている。

さて本発明の変換演算回路４の原理を第９図に示す。Ｐ
１１〜Ｐ２２は参照する（２Ｘ２）の原画素を示す。こ
こでこれら画素に囲まれる正方形領域を図に示すように
ＡＯ〜Ａ３の４つのエリアと各々のエリアをさらに５Ａ
ＧＯ〜ＳＡ＊３の４つのサブエリアに分割する。このｐ
Ｈ〜Ｐ２２に囲まれた領域と変換画素の位置が演算され
た場合、その濃度を決定する際に、ｐＨ〜Ｐ２２の各々
の濃度が参照されるが、それとともにこのサブエリアの
どこに変換画素位置があるかの情報が濃度決定の上で参
照される。

本発明では第６図の説明でも明らかなようにＡＯ〜Ａ３
はそれぞれｐＨ〜Ｐ２２の参照の仕方をそれぞれに回転
させれば同値となる為、第５図のマルチプレクサ３Ｃを
第７図のように構成し、エリア番号Ａ○〜Ａ３によって
参照画素を変えて選択すれば、冗長部を削減できる。従
って参照画素をあらかじめこのように処理されておれば
、変換画素位置は各エリアのどの位置、すなわち５ＡＯ
Ｏ〜５ＡＯ３のいずれかであるかがわかればよい。従っ
て本発明ではこの変換演算回路４をＲ１１〜Ｒ２２の参
照画素（４ビツト）と、サブエリア情報５ＡＯＯ〜５Ａ
Ｏ３（２ビツトのエンコードデータ）との計６本の選択
信号で構成される第１０図に示すところのＲＡＭの６４
項目テーブルで構成している。

次にこのテーブルに設定するパラメータの演算方法につ
いて説明する。ここでは線密度を減少させる、即ち縮小
変換の場合について述べる。

ここで第３図に示すように変換画素間の距離をＳとする
とき、これが ０くＳ≦２ の範囲であれば、２×２参照でも、変換画素濃度の決定
に対しすべての原画素が参照される為、テーブルパラメ
ータを注意深く選定すれば、Ｒ１１〜Ｒ２２の情報を忠
実に反映させることができる。

たとえばＲ１１〜Ｒ２２がすべて０の場合は変換画素０
だが、いずれかの１つでも１がある場合にはそれを１と
して出力するように設定することである。このようにす
れば最低従来の問題点であるかすれや切れをなくすこと
ができる。このときのテーブルのパラメータ設定例を第
１１図（ａ）に示す。ただしこのようにすると等倍に近
い変換率の場合でも周辺画素の影響が大きすぎ、不必要
に１よりの変換結果が出力され、つぶれの原因を作るこ
とになってしまう。

そこで本発明では、第１２図に示すように各参照画素の
周辺Ｓ／２までを参照エリアとし、あるエリアに変換画
素位置が定まった場合そのエリア内の参照画素濃度とす
るようにし、これが複数個ある場合には、その原画素濃
度のいずれかが１の場合には１とするようにする。すな
わち同図でエリア０はＲ１１が１なら１、ＯならＯとす
るが、エリア１ではＲ１１あるいはＲ１２のいずれかが
１のときは１、エリア４はＲ１１〜Ｒ２２の４個の原画
素のうちいずれかが１なら１とする。このようにすれば
変換率が等倍に近ければ、実質的に最近傍の原画素が変
換画素の濃度となり、つぶれを防ぐことができ、これよ
りも縮小する度合を大きくした場合にも、第１３図が示
すとうり、参照画素濃度が変換画素濃度に反映させられ
ない為に生ずるかすれや切れを回避させることができる
。

すなわちこれはたとえばＰｊのまわり±Ｓ／２に広がっ
ている参照エリアに対し、変換画素間距離Ｓは変換画素
位置がどこにあってもＰｊを非参照画素として飛び越え
て処理されることはないという理由に基づく。また参照
エリアがＳ／２というのは必要にして最小の値であり不
必要なつぶれを防ぐことができる。

本実施例のようにサブエリアを２×２に４分割するよう
な場合は ２／４＜　Ｓ／２　　≦３／４　　　、°、１＜Ｓ　　
≦３／２８／４＜　Ｓ／２　　≦４／４　　　、’、　
３／２　　＜　Ｓ　　≦　２の２種類の場合分けが可能
で、 の条件のとき演算結果を第１１図（ｂ）に示す。

の条件のときは同図（ａ）を用いればよいこととなる。

サブエリアを２×２ではなく４×４とすればよりきめこ
まかなパラメータのセツティングが可能となる。

本発明は２×２の参照の場合であるがより多くの画素を
参照する方法も可能である。その場合は第１０図に示す
テーブルを大きくし、第５図に示す回路を第１４図に示
すように拡大すればよい。

〔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、所定の参照領域
における黒画素数を計測し、その黒画素数を選択制御さ
れた閾値にて弁別して出力画素の値を決定するので、そ
の線密度変換演算を非常に簡易に効率良く行なうことが
できる。しかも処理対象画像の種別に応じて上記テーブ
ルの書き替えをおこなうことによって、画像の種別に応
じた高品質な線密度変換を実現し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】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
本発明に係る白黒反転回路の各側を示す回路図、第３図
は本発明に係る線密度変換による画像の拡大・縮小の原
理の一例を説明するための図、第４図は本発明に係る変
換画素位置検出回路の一例を示す構成図、第５図は本発
明に係る画素抽出回路の一例を示す構成図、第６図は本
発明に係るマルチプレクサによる抽出画素の回転処理の
一例を説明するための図、第７図は本発明に係るマルチ
プレクサの一例を示す構成図、第８図は本発明に係る変
換画素位置の一例を説明するための図、第９図は本発明
に係る変換演算回路の一例を説明するための図、第１０
図は本発明に係るＲＡＭのテーブルの一例を示す構成図
、第１１図は本発明に係るテーブルのパラメータの設定
例を示す説明図、第１２図及び第１３図は本発明に係る
線密度変換の縮小変換例を説明するための図、第１４図
は本発明に係る画素抽出回路の他の例を示す構成図であ
る。 １・・・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、４・・・変換演算回路、５
゜６・・・白黒反転回路、７・・・入力インターフェー
ス、８・・・出力インターフェース、９・・・制御回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像を線密度変換して拡大もしくは縮小された出力
   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変換画素位置演算手
   段と、 この変換画素位置演算手段により求められる変換画素位
   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参照画素情報として前記入力画像か
   ら選択的に抽出する参照画素抽出手段と、 この参照画素抽出手段から抽出される参照画素情報と前
   記変換画素位置演算手段から求められる変換画素位置情
   報とに基づき、あらかじめ演算しておいた変換画素濃度
   を格納する書き替え可能なテーブルからなり、各変換率
   に従って内容を書き替え、変換画素位置情報と参照画素
   情報とから該当部位を選択して出力する変換画素濃度演
   算手段とを具備することを特徴とする画像変換装置。