JPH05120420A

JPH05120420A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH05120420A
Application number: JP3205791A
Authority: JP
Inventors: Tadanobu Kamiyama; 忠信神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】多色画像でも高画質で、容易に任意のサイズの
拡大、縮小変換を行う。【構成】この発明は、中央制御手段１は、格納されてい
る多色画像をＬ／Ｃ１／Ｃ２変換手段２を用いてＬ／Ｃ
１／Ｃ２の表色系に変換し、その画像に対して画素密度
補間処理変換手段４を用いて補間演算に基づく拡大、縮
小、画素密度変換処理を施し、この処理画像に対してＬ
／Ｃ１／Ｃ２逆変換手段３を用いて逆変換して処理画像
を得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多色画像を高品質に拡
大、縮小、変換する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー（多色）の一般画像を情報
処理装置に取り込み表示したり、ドキュメントを作成し
たりするニーズが高まっている。そこでは表示するデバ
イス、表示する形態あるいはドキュメントに取り込む際
の枠組みにより、種々のサイズに変換して処理される必
要がある。

【０００３】従来は、多色画像の入力時点で光学的な手
段により随意拡大、縮小して取り込むか、あるいは取り
込み後、縮小の場合には原画素に対する単純間引き処
理、拡大の場合には原画素の単純くりかえし処理を施す
等の方法によっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、多色画像の
入力時点で光学的手段により拡大、縮小する方法は、手
続きが繁雑であるばかりでなく蓄積した多色画像に対し
ては対応できないでいた。一方、単純な画素の間引、繰
り返し処理による拡大、縮小等の処理は画質を劣化さ
せ、特に多色画像に対しては色知覚に対する不適合が見
られ、実用上大きな問題があった。そこで、本発明は、
多色画像でも高画質で、容易に任意のサイズの拡大、縮
小変換を行うことのできる画像処理装置を提供すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、第１の表色系で表現された多色画像を供給する供給
手段と、この供給手段で供給された第１の表色系の多色
画像から輝度情報と２軸からなる色情報とで表される第
２の表色系の多色画像に変換する変換手段と、この変換
手段で変換された第２の表色系の多色画像を拡大、縮
小、画素密度変換等の処理を行う処理手段と、この処理
手段で処理された第２の表色系の処理画像を第１の表色
系の処理画像に逆変換する逆変換手段とを具備してい
る。

【０００６】

【作用】この発明は、格納されている多色画像を輝度情
報と２軸からなる色情報とで表される表色系に変換する
手段、及びもとの表色系に逆変換する手段を設け、多色
画像を一旦輝度情報と２軸からなる色情報とで表される
表色系に変換し、その画像に対して補間演算に基づく拡
大、縮小、画素密度変換処理を施し、しかる後に逆変換
して処理画像を得るようにしたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の構成
を概略的に示すものである。

【０００８】すなわち、この画像処理装置は、他のモジ
ュールを管理、制御するとともに外部機器からの指示を
受取りそれに即応した手順に従ってデータのフローを制
御する中央制御手段１、Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段２、Ｌ
／Ｃ１／Ｃ２逆変換手段３、画素密度補間処理変換手段
４、カラー画像を格納する画像メモリ５、ＣＲＴディス
プレイ装置７にカラー画像を表示し、ＣＲＴディスプレ
イ装置７のリフレッシュタイミングに従って読み出すＣ
ＲＴ制御手段を含むビデオメモリ６、画像入力インター
フェイス８、カラー画像入力手段９、画像出力インター
フェイス１０、カラー画像出力手段１１、中央制御手段
１による指示の伝達やその他各モジュール間でデータの
転送を行うデータバス１２とで構成されている。

【０００９】上記Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段２は、非線形
の表色系で表されている多色画像を、線形空間に位置さ
れるところの輝度情報と２軸からなる色情報（以下、Ｌ
情報、Ｃ１情報、Ｃ２情報と呼び、略してＬ／Ｃ１／Ｃ
２と記述する）の表色系に変換する。Ｌ／Ｃ１／Ｃ２逆
変換手段３は、Ｌ／Ｃ１／Ｃ２の表色系で表されている
処理画像をもとの非線形の表色系に逆変換する。画素密
度補間処理変換手段４は、多色画像を拡大、縮小、画素
密度変換等の処理変換をする。

【００１０】カラー画像を取り扱う場合、一般にカラー
の表現形式は各入出力の表示デバイスで異なっており、
たとえば、表示デバイスとして本実施例のようにＣＲＴ
ディスプレイ装置７を用いる場合には、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）であるＲ，Ｇ，Ｂの３要素による表現
が一般的である。一方、出力デバイスでは、黄（Ｙ），
マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）であるＹ，Ｍ，Ｃの３要
素による表現が多い。また入力デバイスでもＲ，Ｇ，Ｂ
の３要素による表現が一般的であるものの、ＣＲＴディ
スプレイ装置７とは波長帯域が異なっている。

【００１１】それぞれの表現形式は、一般に物理的にも
視感度的にも非線形であり、それらの多色画像をそのま
ま拡大、縮小、画素密度変換を行うと、色彩に原画像と
のずれを生じてしまう場合がある。特に補間処理を施す
場合、色彩のずれは顕著となる。

【００１２】本発明では、拡大、縮小、画素密度変換
（以下単に画素密度変換と呼ぶ）する際に、それぞれ線
形空間に位置されるところの輝度情報と２軸からなる色
情報（Ｌ／Ｃ１／Ｃ２）に一旦変換して処理するように
している。

【００１３】カラー画像は、通常、加法混色のＲ，Ｇ，
Ｂあるいは減法混色のＹ，Ｍ，Ｃで表現されていること
が多いが、人間の視覚情報処理についての一般的知見に
基づき、色彩の知覚に対しては、輝度情報と色彩情報と
に分けて処理されていると考えられる。従って、高品位
な画素密度変換を実行するには、この特性に準じた処理
を施すことが最も有効である。例えば、一例としてカラ
ー画像がテレビジョン系のＲ，Ｇ，Ｂの情報で実現され
ている場合、Ｌ，Ｃ１，Ｃ２は次のように変換できる。Ｌ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１ＢＣ１＝０．７４（Ｒ−Ｌ）−０．２７（Ｂ−Ｌ）Ｃ２＝０．４８（Ｒ−Ｌ）＋０．４１（Ｂ−Ｌ）ここで、Ｃ１はＲＧ軸と呼ばれ、赤っぽさ対緑っぽさを
示す指標となる。一方、Ｃ２はＹＢ軸と呼ばれ、黄っぽ
さ対青っぽさを示す指標となる。画素密度変換は、この
Ｌ，Ｃ１，Ｃ２の値をもって行う。画素密度変換後は、
下記式に基づき逆変換を実行する。Ｒ＝０．１８Ｌ＋３．０３・Ｃ１−１．５７・Ｃ２Ｇ＝１．２８Ｌ−０．８８・Ｃ１Ｂ＝１．７３Ｌ−３．５５・Ｃ１＋４．２８・Ｃ２

【００１４】ここで述べたＲＧＢ座標系は、線形空間に
位置されると考えられているため、Ｌ／Ｃ１／Ｃ２座標
系も線形空間となるが、他の表色形式で表現されている
場合もＬ／Ｃ１／Ｃ２は線形空間に位置される必要があ
る。

【００１５】これらの変換、逆変換は、図１におけるＬ
／Ｃ１／Ｃ２変換手段２、およびＬ／Ｃ１／Ｃ２逆変換
手段３で実行する。この具体的な方法については種々考
えられるが図２、図３にその代表例をあげる。

【００１６】図２は、演算プロセッサを用いた場合の例
である。すなわち、この場合は、被変換データを一時保
持するラッチ回路２０、一般のマイクロプロセッサある
いはＤＳＰなどの演算プロセッサ２１、演算プロセッサ
２１の演算を実行させるためのプログラムを格納するプ
ログラムメモリ２２、演算結果を出力用に一時保持する
ラッチ回路２３、内部データバス２４、外部とのデータ
における入出力のタイミング制御を行うタイミングコン
トローラ２５とで構成されている。

【００１７】図３は、変換演算を予め行っておき被変換
データとその変換データとの対応テーブルを作成してＲ
ＯＭ（リード・オンリ・メモリ）に格納し、変換処理は
そのＲＯＭ内のテーブルを参照して行い結果を得るとい
う方式の例である。この場合は、ラッチ回路２０，２
３、およびタイミングコントローラ２５は図２と同様
で、演算プロセッサ２１およびプログラムメモリ２２の
代わりに変換テーブルを格納するＲＯＭ２６を接続した
ものである。この方式は、変換処理に要する時間がほと
んどなくて良いというメリットがあるものの、変換の精
度を上げようとするとＲＯＭ２６を大規模なものとしな
ければならない。図２、図３の方式のどちらを選択する
かはシステムの精度、実行速度、コスト等によって随意
選択するところとなる。

【００１８】次に、図２の方式の変換処理動作について
図４のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、中
央制御手段１は、画像メモリ５に格納されているカラー
画像を読出し、Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段２に受取り要求
を実行する。Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段２内のタイミング
コントローラ２５は、中央制御手段１からの受取り要求
に応じて入出力のタイミング制御を行う。

【００１９】すなわち、タイミングコントローラ２５
は、中央制御手段１からカラー画像（被変換データ）を
ラッチ回路２０に格納する。タイミングコントローラ２
５からのタイミング制御により演算プロセッサ２１は、
ラッチ回路２０に格納された被変換データからプログラ
ムメモリ２２のプログラムを用いてＬ／Ｃ１／Ｃ２の表
色系に変換する処理の演算を実行する。演算が終了する
と変換データは、タイミングコントローラ２５からのタ
イミング制御によりラッチ回路２３に格納される。

【００２０】ここで、タイミングコントローラ２５は、
中央制御手段１に送信要求を出力する。そして、中央制
御手段１の送信指示に従って変換データは、タイミング
コントローラ２５からのタイミング制御により画素密度
補間処理変換手段４へ出力される。次に本実施例におけ
る画素密度変換の方式について述べる。拡大、縮小変換
の具体的な方式については種々考えられるが本実施例で
は、以下の方式を用いている。

【００２１】まず、拡大変換の場合について図５、図６
を参照して説明する。この方式は、図５に示すように原
画像画素間に変換画像画素の該当位置を求めその周辺の
原画像画素を参照して変換画素値を求めるものである。

【００２２】今、ある変換画素が図６に示されるよう
に、４つの原画像画素により囲まれた小領域の図示する
Ａ象限にあるとき、近傍の３原画素○_ij，○_ij+1，○
_i+1j（ i,jは変換前の座標値）を参照し、それぞれの画
素値Ｌ_ij，Ｌ_ij+1，Ｌ_i+1jとからそれらを通る平面を求
め、そこから座標値（ｘ，ｙ）の位置の画素値を予測す
る。すなわち、上記３点を通る平面関数により、下記式
で求められる。ｌ_uv＝（Ｌ_ij+1−Ｌ_ij）Ｘ／Ｄ＋（Ｌ_i+1j−Ｌ_ij）Ｙ／Ｄ＋Ｌ_ij 同時にＢ象限によるときは、○_ij，○_ij+1，○_i+1,j+1 同時にＣ象限によるときは、○_i+1j，○_ij，○_ij+1 同時にＤ象限によるときは、○_ij+1，○_i+1,j+1，○
_i+1j を用いて同様の演算を施す。この時の変換率はＤ／ｄ
（Ｄは原画像画素間、ｄは変換画像画素間）である。ま
た、uvは変換後の座標値である。次に、縮小の場合は図
７に示すように変換画素の画素値はその周辺の原画素の
複数の画素値の代表値となるから、下記式で求める。ここで、ωは重み値である。最も単純には、図８に示す
ように変換画素を中心とする一辺ｄ内の原画像画素の平
均としてもよい。

【００２３】以上の処理をＣ１，Ｃ２それぞれに対して
施せばよい。すなわち、Ｌ_ijをＣ１_ij，Ｃ２_ijに置き替
えてそれぞれのｃ1 _uv，ｃ2 _uvを求め、これらを逆変換
して原画素の表色系に戻し、最終的な変換画素を得る。
また、視覚情報処理の知見をさらに適応し、本発明によ
るところの画素密度変換を簡易に行うことも可能であ
る。

【００２４】すなわち、視覚情報処理では、輝度情報は
空間周波数帯域が広いが色情報についてはそれほどでも
ないというものである。この知見に基づけば、Ｌ／Ｃ１
／Ｃ２に変換された画像情報のうち、Ｌ情報については
精細な被間演算処理を必要とするが、Ｃ１，Ｃ２情報に
ついては単純な処理で十分の場合が多い。

【００２５】すなわち、図９に示すように、Ｌ情報とＣ
１，Ｃ２情報の処理の形態を変え、例えば、Ｌ情報につ
いてはすでに述べた方式である精細画素密度変換手段を
用いる。Ｃ１，Ｃ２情報については、拡大処理時には最
近傍置換処理、縮小処理時にはｅ＞ｄ（ｄ：変換画素を
中心とする一辺）なるｅを選択して、ある変換画素値を
より広範囲な原画像領域の代表点となるように選択する
方式である単純画素密度変換手段を用いる。こうするこ
とにより、Ｃ１，Ｃ２情報についてはその演算回数を削
減でき、あるいは参照テーブルの規模を削減することが
できるので画像処理装置の、より高性能・コンパクト化
が可能となる。

【００２６】本発明は、以上の実施例を見てもわかるよ
うに、画像の表色系を一旦それぞれ線形空間に位置する
輝度情報と２軸からなる色情報とに変換して画素密度変
換を行うことにより、高精度で高品位な変換画像を得る
ようにしたものである。

【００２７】また、本発明では原画素の表色系から画素
密度変換を行うための表色系へ変換する変換手段と、そ
の逆変換手段とを独立に持たせることにより、図１０に
示すようにパイプライン状に処理でき、高速な画素密度
変換が可能となっている。

【００２８】すなわち、カラー画像（被変換画像）はＬ
／Ｃ１／Ｃ２変換手段２に入力され、被変換ＬＣ１Ｃ２
表色画像として画素密度補間処理変換手段４へ出力され
る。画素密度補間処理変換手段４は、入力された被変換
ＬＣ１Ｃ２表色画像を変換ＬＣ１Ｃ２表色画像としてＬ
／Ｃ１／Ｃ２逆変換手段３へ出力する。Ｌ／Ｃ１／Ｃ２
逆変換手段３は、入力された変換ＬＣ１Ｃ２表色画像を
逆変換して変換画像を出力するようになっている。な
お、この転送制御は図１における中央制御手段１が司っ
ている。

【００２９】本発明の実施例では、Ｒ，Ｇ，ＢとＬ，Ｃ
１，Ｃ２との間の変換、逆変換についてに述べたが、原
画像表色系及びＬ／Ｃ１／Ｃ２の表色系は、これに限定
されるものではない。たとえば、原画像は限定色でそれ
ぞれに色コードを与えて表現されているような画像をも
含むものである。この場合、Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段は
それぞれの色コードに従ってテーブルを参照する方式で
簡単に実現できる。

【００３０】しかし、逆変換については、変換画像画素
のシステムに予め用意した色コードにないものが算出さ
れることがあり、この場合、変換画像については色コー
ドの再配分をするか、色コードにない中間調を再現でき
るデバイスを選択して出力する。いずれにせよ本発明
は、その趣旨を逸脱しない限り原画像表色系、及びＬ／
Ｃ１／Ｃ２の表色系を種々選択することができる。

【００３１】以上説明したように上記実施例によれば、
光学的な手段を用いるときとは比較にならない程の簡便
さで、それに相当する画質を持つカラー画像の拡大、縮
小、が実現でき、カラー画像を取り扱うあらゆるシステ
ムの基本機能を拡充し、システムとしての柔軟性を著し
く高めることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、多
色画像でも高画質で、容易に任意のサイズの拡大、縮小
変換を行うことのできる画像処理装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像処理装置の構成を
概略的に示すブロック図。

【図２】Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段の代表例の構成を示す
図。

【図３】Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段の代表例の構成を示す
図。

【図４】変換、逆変換の処理の動作を説明するためのフ
ローチャート。

【図５】原画像画素と変換画像画素とから拡大動作を説
明するための図。

【図６】４つの原画像画素により囲まれた小領域から拡
大動作を説明するための図。

【図７】変換画像画素とその周辺の原画像画素との縮小
動作を説明するための図。

【図８】原画像画素とその中心に変換画素を求める縮小
動作を説明するための図。

【図９】中央制御手段による処理の流れを示す図。

【符号の説明】１…中央制御手段、２…Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段、３…
Ｌ／Ｃ１／Ｃ２逆変換手段、４…画素密度補間処理変換
手段、５…画像メモリ、６…ビデオメモリ、７…ＣＲＴ
ディスプレイ装置、８…画像入力インターフェース、９
…カラー画像入力手段、１０…画像出力インターフェー
ス、１１…カラー画像出力手段、２０，２３…ラッチ回
路、２１…演算プロセッサ、２２…プログラムメモリ、
２４…内部データバス、２５…タイミングコントロー
ラ、２６…ＲＯＭ。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図９】中央制御手段による処理の流れを示す図。

【図１０】パイプライン状に処理できる高速な画素密度
変換を説明するための図。

【符号の説明】１…中央制御手段２…Ｌ／Ｃ１／Ｃ２変換手段３…Ｌ／Ｃ１／Ｃ２逆変換手段４…画素密度補間処理変換手段５…画像メモリ６…ビデオメモリ７…ＣＲＴディスプレイ装置８…画像入力インターフェース９…カラー画像入力手段１０…画像出力インターフェース１１…カラー画像出力手段２０，２３…ラッチ回路２１…演算プロセッサ２２…プログラムメモリ２４…内部データバス２５…タイミングコントローラ２６…ＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の表色系で表現された多色画像を供
給する供給手段と、この供給手段で供給された第１の表色系の多色画像から
輝度情報と２軸からなる色情報とで表される第２の表色
系の多色画像に変換する変換手段と、この変換手段で変換された第２の表色系の多色画像を拡
大、縮小、画素密度変換等の処理を行う処理手段と、この処理手段で処理された第２の表色系の処理画像を第
１の表色系の処理画像に逆変換する逆変換手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。