JPH0524552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はデイジタル画像の拡大縮小方法および
装置に関する。

〔従来技術〕

本発明方式が適用される画像は、第１図に示す
ような、格子状の２次元配列を持つ画素の集合で
ある。この格子の行間隔（縦方向）をＡ、列間隔
（横方向）をＢ、格子上の第ｉ行ｊ列の画素をP_ij
で示す。画像の拡大縮小とは、第２図のQ₁₁，
Q₁₂，…Q_no，…の各点で示すように、画像を新
たな格子間隔（行間隔をａ、列間隔をｂとする）
で再標本化する処理である。ただし、新格子の原
点Q₁₁は、原画像の基準点（例えばP₁₁）に一致さ
せるものとする。新格子間隔は拡大縮小の倍率で
定まるが、第２図には、一例として、縦横両方向
に各々、1.5倍ずつ拡大するものとして、ａ＝２／３ Ａ、ｂ＝２／３Ｂの場合を示した。一般に、縦方向 および横方向の倍率を、それぞれ、α、βとすれ
ば、ａ＝Ａ／α、ｂ＝Ｂ／βの関係が成立つ。

上記のように、拡大縮小とは、画像｛P_ij｝を
画像｛Q_no）に変換する処理である。この時、新
格子点Q_noは、一般に、原画像の格子点の中間に
位置することになるので、Q_noの濃度（画素の濃
淡レベル）、補間等の方法で、Q_noの近傍の原画
像の濃度から計算する必要がある。したがつて、
通常、デイジタル画像の拡大縮小処理は、次の２
段階で構成される。

(1) 拡大縮小の倍率に対応した新格子点の原画像
上での位置を求める処理（座標計算）。

(2) 新格子点に対する濃度レベルを計算する処理
（濃度計算）。

従来、拡大縮小方式としては、上記の座標計算
と濃度計算を画素（格子点）ごとに逐次繰返す方
法が用いられている。例えば、文献１（情報処理
学会第20回全国大会予稿集pp.73〜74.1981年）の
拡大縮小専用ハードウエアが、その一例である
が、この装置では、10⁶個の画素を出力するのに
約１秒を要することが報告されている。つまり、
A4版の書類（８画素／mmの画素密度で画素化す
ると仮定）を処理するのに約４秒が必要となる。
文献２（電子通信学会研究会資料IE76−88／1976
年およびIE78−12／1978年）には、マイクロプ
ログラムによる拡大縮小方式が報告されている
が、処理速度は前記の専用ハードウエアと同程度
である。拡大縮小における濃度計算を簡略化する
方法も提案されている。例えば、特開昭56−
90375では、濃度計算の全ての組合せに対して、
事前に計算した濃度レベルをメモリに記憶してお
き、これを適宜読出して各画素（新格子点）の濃
度レベルを求める方式が報告されている。この方
式では、濃度計算をテーブル参照で行なうことの
利点はあるが、座標計算については、画素（格子
点）ごとに逐次繰返す必要がある。

以上のように、従来の方式では拡大縮小のため
の座標計算と濃度計算を画素ごとに繰返すので高
速処理には不向きであつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、デイジタル画像の拡大縮小を
高速で実現する処理方法及び装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

第２図を参照して、既に説明したように、拡大
縮小とは画像｛P_ij｝を画像｛Q_no）｝に変換する
処理である。ここで、いくつかの記号と用語を定
義しておく。新格子上の各画素Q_noに一致する
か、あるいは、その左上方で最近隣の原画素を
P_XnYoとする（第３図参照）。つまり、Q_noは、４
点P_XnYo、P_Xn+1Yo、P_Xn+1Yo+1、P_XnYo+1が囲む矩
形領域内に存在するが、この領域をQ_noの格子域
と呼び、記号C_noで表わすことにする。また、こ
の格子域C_no内でのQ_noの縦座標をu_n、横座標を
v_oで表わす。上記の座標（X_n、Y_o）および
（u_n、、v_o）を、Q_noの格子間座標、格子内座標
と、それぞれ、呼ぶことにする。また、ΔX_n≡
X_n+1−X_n、ΔY_o≡Y_o+1−Y_oと定義する。X_n、
Y_o、u_n、v_oは次式で定まる。ただし記号〔 〕
はガウス記号、記号／は除算の商、記号は除算
の剰余を表わすものとする。

X_n＝〔｛（ｍ−１）×ａ｝／Ａ〕＋１ ……式(1) Y_o＝〔｛（ｎ−１）×ｂ｝／Ｂ〕＋１ ……式(2) u_n＝｛（ｍ−１）×ａ｝Ａ ……式(3) v_o＝｛（ｎ−１）×ｂ｝Ｂ ……式(4) 一方、縦方向および横方向の倍率を、それぞ
れ、α、βとすれば、ａ＝Ａ／α、ｂ＝Ｂ／βの
関係が成立つので、この関係を用いれば、式(1)〜
(4)によつて、X_n、Y_o、u_n+1、v_o+1を倍率α、β
の関数として定めることができる。

次に、本発明の原理を以下に説明する。いま、
第３図の破線で示すように、各格子域を縦方向に
ｒ分割し、横方向にｓ分割して、この分割線の交
点上にのみQ_noが存在するものと仮定する。換言
すれば、次の条件、 u_n＝（Ａ／ｒ）×＜整数＞ ……式(5) v_o＝（Ｂ／ｓ）×＜整数＞ ……式(6) ａ＝（Ａ／ｒ）×＜整数＞ ……式(7) ｂ＝（Ｂ／ｓ）×＜整数＞ ……式(8) を仮定することに他ならない。この時、次の関係
式が成立する。ここで、ｋは任意の整数である。

u_n+k

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 行方向および列方向に格子状に配列された複
   数の画素からなる原画像から、指定の倍率を持つ
   変換画像上の各格子点（Q_no）対応に、該格子点
   を囲む原画像格子域（C_no）上の複数の近傍画素
   （P_XnYo、P_XnYo+1、P_Xn+1Yo、P_Xn+1Yo+1）を選択
   し、これらの近傍画素の値に基づいて上記変換画
   像上の各格子点の画素値を決定するようにした画
   像拡大縮小処理方法において、 上記原画像上の各格子域を少なくとも縦方向に
   おいてｒ分割したとき、変換画像上の各格子点
   （Q_no）が原画像上では上記何れかの分割線上に
   位置するように上記指定倍率を離散的な値とし、 上記指定倍率の値に応じて決まる上記原画像格
   子域（C_no）の代表座標（Xm、Yn）間の差分
   （ΔX_n≡X_n+1−X_n、ΔY_o≡Y_o+1−Y_o）に関する
   周期性データ列を予め記憶しておき、 互いにＬ行分（但し、Ｌはｒの整数倍の定数）
   の間隔をもつ変換画像上の複数の格子点（Q_no、
   Q_n+Lo、…）について、上記周期性データ列を利
   用して、それぞれの格子点と対応する原画像格子
   域上の複数組の近傍画素を並列的に選択し、 上記複数組の近傍画素の画素値に基づいて、変
   換画像上の上記複数の格子点（Q_no、Q_n+Lo、…）
   の画素値を並列的に求める ことを特徴とする画像拡大縮小方法。 ２ 前記指定倍率の値に応じて決まる前記原画像
   格子域（C_no）内での前記変換画像格子点Ｑ（_no）
   の位置座標（u_n）、v_o）に関する周期性データ列
   を予め記憶しておき、該周期性データ列と前記近
   傍画素の画素値とに基づいて、前記複数の格子点
   のそれぞれの画素値を求めることを特徴とする第
   １項記載の画像拡大縮小方法。 ３ 前記差分に関する周期性データ列を少なくと
   も１周期分記憶しておき、これを循環的に利用す
   ることを特徴とする第１項記載の画像拡大縮小方
   法。 ４ 行方向および列方向に格子状に配列された複
   数の画素からなる原画像から、指定の倍率を持つ
   変換画像上の各格子点（Q_no）対応に、該格子点
   を囲む原画像格子域（C_no）上の複数の近傍画素
   （P_XnYo、P_XnYo+1、P_Xn+1Yo、P_Xn+1Yo+1）を選択
   し、これらの近傍画素の値に基づいて上記変換画
   像上の各格子点の画素値を決定するようにした画
   像拡大縮小処理装置において、 原画像を記憶するためのメモリ５と、 互いに並列的に動作する少なくとも第１、第２
   の画素濃度計算手段１〜４と、 指定倍率の値に応じて決まる上記原画像格子域
   （C_no）の代表座標（Xm、Yn）間の差分（格子
   間座標：ΔX_n≡X_n+1−X_n、ΔY_o≡Y_o+1−Y_o）に
   関する周期性データ列を記憶するための第１手段
   ９〜１０と、 上記指定倍率の値に応じて決まる上記原画像格
   子域（C_no）内での変換画像格子点（Q_no）の位
   置座標（格子内座標：u_n、v_o）に関する周期性デ
   ータ列を記憶するための第２手段７〜８と、 上記第１手段から出力された格子間座標に関す
   る周期性データの値に基づいて、上記変換画像上
   で所定行数分の隔りをもつ格子点と対応した、そ
   れぞれが互いに同一の格子間座標と同一の格子内
   座標とを有する少なくとも２つの原画像格子域を
   特定し、上記原画像メモリから読み出された上記
   各格子域に位置する複数の近傍素像を上記第１、
   第２の画素濃度計算手段に並列的に供給するため
   手段とを有し、 上記複数の画素濃度計算手段が、上記供給手段
   によつて供給された複数の近傍画素と上記第２手
   段から読み出された格子内座標に関する周期性デ
   ータの値とに応じて、変換画像上の各格子点の画
   素値を決定することを特徴とする画像拡大縮小装
   置。 ５ 行方向および列方向に格子状に配列された複
   数の画素からなる原画像から、指定の倍率を持つ
   変換画像上の各格子点（Q_no）対応に、該格子点
   を囲む原画像格子域（C_no）上の複数の近傍画素
   （P_XnYo、P_XnYo+1、P_Xn+1Yo、P_Xn+1Yo+1）を選択
   し、これらの近傍画素の値に基づいて上記変換画
   像上の各格子点の画素値を決定するようにした画
   像拡大縮小処理装置において、 原画像データと変換画像データとを記憶するた
   めの画像メモリ５１と、 指定倍率の値に応じて決まる上記原画像格子域
   （C_no）の代表座標（Xm、Yn）間の差分（格子
   間座標：ΔX_n≡X_n+1−X_n、ΔY_o≡Y_o+1−Y_o）に
   関する縦方向（ΔX_n）の周期性データ列を記憶
   するための第１手段２１２および横方向（ΔY_o）
   の周期性データ列を記憶するための第２手段５０
   ４と、 上記指定倍率の値に応じて決まる上記原画像格
   子域（C_no）内での変換画像格子点（Q_no）の位
   置座標（格子内座標：u_n、v_o）に関する周期性デ
   ータ列を記憶するための第３手段５１６，５１７
   と、 複数の画素濃度計算手段６２〜６３と、 それぞれ第１、第２バツフアからなる上記画素
   濃度計算手段毎に設けられた複数対の入力バツフ
   ア手段５８〜６１と、 上記画像メモリ中の原画像データを上記各入力
   バツフアと対応した複数のブロツクに分割し、上
   記第１手段２１２に記憶された縦方向の格子間座
   標（ΔX_n≡X_n+1−X_n）に関する周期性データ列
   に基づいて上記各原画像ブロツク中でそれぞれ互
   いに隣接する２行を特定し、これらの行から順次
   に読み出された画像データを対応入力バツフア手
   段の第１バツフアと第２バツフアに順次に供給す
   る入力制御手段５５と、 上記複数の画素濃度計算手段毎に設けられた変
   換画像の画素データを一時的に蓄積するための出
   力バツフア手段６４〜６５と、 上記出力バツフア手段に蓄積された変換画像の
   画素データを上記画像メモリの変換画像エリアに
   転送するための出力制御手段５７と、 上記第２手段に記憶された横方向の格子間座標
   （ΔY_o≡Y_o+1−Y_o）に関する周期性データ列に基
   づいて格子域選択信号φ：１１４を生成し、上記
   第３手段に記憶された格子内座標（u_n、v_o）に関
   する周期性データ列に基づいて格子内座標信号１
   １６，１１７を生成し、それらを上記複数の画素
   濃度計算手段６２〜６３に供給するシフト制御手
   段５６と を有し、 上記各画素濃度計算手段６２〜６３が、上記格
   子域選択信号φ：１１４に応じて、対応する上記
   第１、第２のバツフアから複数の画素データを抽
   出し、これらの画素データの値と上記格子内座標
   信号１１６，１１７とに応じて変換画素の画素値
   を決定し、対応する上記出力バツフアに出力する
   ことを特徴とする画像拡大縮小装置。