JPH06187436A

JPH06187436A - 画像データ処理装置

Info

Publication number: JPH06187436A
Application number: JP4336296A
Authority: JP
Inventors: Haruo Yamashita; 春生山下; Takashi Yumiba; 隆司弓場
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1992-12-16
Publication date: 1994-07-08
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: US5428461A; JP2788699B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成でありながら画質劣化の少ない任
意縮小率の縮小処理を高速に行なえる画像データ処理装
置を提供する。【構成】積算手段７は、第１の画像領域の画像データ
に対して縦横の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自然
数）の領域の白または黒画素の数を計測する。除算手段
９は、積算手段７による計測結果を所定のレベルに正規
化して多値画像データに変換し、第２の画像領域に供給
する。縦領域設定手段５は、縦方向の間引き間隔をＫ_y
とし、このＫ_yの整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたと
きに、第２の画像領域における縦方向の処理毎に、Ｌ_y
に、α_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ
_yを設定する。横領域設定手段６は、横方向の間引き間
隔をＫ_xとし、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部をα_x
としたときに、第２の画像領域における横方向の処理毎
に、Ｌ_xに、α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの
確率でＡ_xを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パーソナルコンピュー
タやワークステーションなどにおける文書ファイル情報
や自然画の表示、あるいは液晶ディスプレイを用いたフ
ァクシミリ情報の表示などのために、イメージスキャナ
やコンピュータの出力画像を、画質および視認性の劣化
が少ない状態で低解像度のディスプレイやビデオプリン
タなどに出力する縮小処理を行う画像データ処理装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、イメージスキャナなどの画像入力
装置により２値画像データを入力し、表示や編集を行な
い、磁気ディスクや光ディスクなどの外部記憶装置に保
存して管理し、必要に応じてこの２値画像データをディ
スプレイやプリンタに出力するなどの各種処理を行な
う、画像ファイリングシステムなどにおける画像データ
処理装置のニーズが高まっている。

【０００３】このような従来の画像データ処理装置を備
えた画像処理装置の一例として、例えば特公平３−３２
５６号公報に記載されているものがある。この従来の画
像出力装置は、図（１３）のように、中央処理ユニット
（以下「ＣＰＵ」と記す）１００と、冷陰極管表示装置
（以下「ＣＲＴ」と記す）１０１と、主記憶メモリ１０
２と、画像メモリ１０３と、イメージスキャナ１０４
と、スキャナインターフェース（以下「スキャナＩ／
Ｆ」と記す）１０５と、外部記憶装置１０６と、外部記
憶装置インターフェース（以下「外部記憶Ｉ／Ｆ」と記
す）１０７とを備えている。ＣＰＵ１００は、画像処理
装置全体の動作を制御する。ＣＲＴ１０１は、画像出力
装置を構成している。主記憶メモリ１０２は、ＣＰＵ１
００の主記憶装置を構成している。画像メモリ１０３
は、画像表示用のメモリであり、主記憶メモリ１０２と
は別個に設けられている。なお、画像メモリ１０３を持
たず、主記憶メモリ１０２に画像データを格納する画像
出力装置も存在しており、現在のパーソナルコンピュー
タは主に後者を採用しているが、ここでは画像メモリ１
０３に画像データを格納し、これを表示画面で表示する
ものについて説明する。イメージスキャナ１０４は、紙
面原稿を読み取る。スキャナＩ／Ｆ１０５は、イメージ
スキャナ１０４からの２値画像データを画像メモリ１０
３に転送する。外部記憶装置１０６は、磁気ディスク装
置や光ディスク装置などにより構成されている。外部記
憶Ｉ／Ｆ１０７は、イメージスキャナ１０４からのデー
タなどを外部記憶装置１０６に転送し、また必要に応じ
て外部記憶装置１０６からのデータなどを画像メモリ１
０３に転送する。

【０００４】このような従来の画像処理装置において
は、イメージスキャナ１０４により読み取られた入力画
像をＣＲＴ１０１に出力するときに、全体のレイアウト
が確認できるように画像データを間引いて全画面を一度
に表示する場合（以下「間引き表示モード」と記す）
と、原画像の一部を間引かずに表示する場合（以下「直
接表示モード」と記す）との２つが用いられていた。

【０００５】一般に、入力画像の一部に移動、拡大、縮
小、回転などの編集を行なう場合は、全体のレイアウト
が確認できる間引き表示モードが用いられる。この間引
き表示モードは、文字や線分などの画像を構成する要素
が欠落するため、画像の内容自身を確認することは困難
であるが、画像全体の位置関係が一度に認識できるため
有効に用いられている。間引きの方式としては、原画像
データを一定間隔でサンプリングする間引き方式や、通
常の２値画像は黒情報の出現頻度が低いことに注目して
黒情報のみの保存に焦点をあて、原画像空間を多数の小
領域に分割して、各小領域内に１つでも黒の画素があれ
ばその小領域を１つの黒画素とするオア方式などが用い
られていた。

【０００６】この間引き表示モードは、レイアウトの確
認が主な使い方で、細部の文字を読んだり細部を確認す
るには、表示範囲は狭くなるが、直接表示モードが用い
られている。一方、多値の階調情報を持つ自然画の縮小
処理に関しては、２値情報のように読めるか否かという
視認性の観点ではなく、画質の観点で評価する必要があ
る。通常、単純な間引き処理を行なうと、画素情報が欠
落して元画像の細部の情報が縮小後の画像に反映されな
いため、モアレや粒状ノイズなどの折返しノイズすなわ
ちエイリアシングノイズや偽解像のような偽の画像情報
が発生して、画質劣化が著しくなる。したがって、従来
から折返しが生じる高周波領域をローパスフィルタを用
いて帯域制限しながら間引く方式が用いられている。

【０００７】以下、従来の帯域制限による縮小処理を説
明が簡単な１次元の場合を例にとって説明する。図１４
は、単純平均法によるローパスフィルタを用いて、多値
画像を１次元方向に対して縮小する場合の原理説明図で
ある。図１４の（Ａ）は、縮小率１／２すなわち画素間
隔Ｋ＝２の例であり、上段は１次元方向の画素並びを、
下段は縮小後の画素並びを表わしいる。図中の矢印は、
縮小操作に対する対応関係を示しており、上段の画素デ
ータの値に矢印の横に記述されている係数を掛けたもの
を矢印の数だけ足し合わすことにより下段の画素データ
を算出することを表わしている。単純平均法では、フィ
ルタの係数は全て同一であるので、縮小後の画素に対応
する元画素の平均値を取ることでフィルタとして機能さ
せている。また図１４の（Ｂ）は、縮小率１／３すなわ
ち画素間隔Ｋ＝３の例であり、図１４の（Ｃ）は、縮小
率１／４すなわち画素間隔Ｋ＝４の例である。

【０００８】このように単純平均法では、縮小後の画素
に対応する元画像の画素データの平均を演算するだけで
よく、処理に必要な元画像の画素は一度しか使用されな
いという特徴がある。またこの方式は、ディジタルフィ
ルタとしては最も簡単な構成で実現できるにもかかわら
ず、元データの情報を欠落させることがなく全てが縮小
画像の情報に反映されることから、間引き操作で現れる
折返しノイズやモアレに対する低減効果はかなりあり、
通常の用途では広く用いられている。

【０００９】図１５は、ＦＩＲ方式のディジタルローパ
スフィルタを用いて、多値画像を１次元方向に対して縮
小する場合の原理説明図である。上記単純平均法もＦＩ
Ｒフィルタの特別な例であるが、一般には各フィルタ係
数が異なり、その合計が１になるという重み付き平均操
作で実現できる。縮小後の画素を求めるのに必要な元画
像の画素の数すなわちタップ数は、多くするほど優れた
フィルタ特性を実現できることが知られている。図１５
の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ縮小率１／２，
１／３，１／４、すなわち画素間隔Ｋ＝２，３，４の場
合の例である。図１５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）とも
に、上段は１次元方向の画素並びを、下段は縮小後の画
素並びを表わしおり、図中の矢印は、縮小操作に対する
対応関係を示している。すなわち、上段の画素データの
値に矢印の横に記述されている係数を掛けたものを矢印
の数だけ足し合わすことにより下段の画素データを算出
することを表わしている。これらの例では、縮小率１／
２の場合のタップ数を３とし、他の縮小率の場合は、縮
小率１／２の場合と同程度の特性のフィルタが実現でき
るタップ数とフィルタ係数とを採用している。図１５か
らも明らかなように、縮小率１／２では３画素の情報を
用いているのに対し、縮小率１／３および１／４では７
画素もの情報を用いなければならない。よく知られてい
ることであるが、これは、カットオフ周波数を低く設定
するほどタップ数を増やして多くの画素を参照する必要
があることと、カットオフ周波数をサンプリング周波数
の２の羃乗分の１以外に設定した場合はより多くのタッ
プ数を持たなければ良好なフィルタ特性が得られないこ
ととによる。

【００１０】この方式は、対応する画素毎の係数が異な
る重み付き平均の操作が必要になるため、乗算器を含む
複雑な回路構成が必要になるという欠点や、元データが
オーバーラップして縮小後の画素に対応しているため、
重複して読み出すことから処理時間が長くなるという欠
点などがあるが、原理的に任意のカットオフ周波数に対
応したものが実現できるため、整数分の１以外の任意の
縮小率の縮小に用いられている。

【００１１】図１６は、図１４および図１５の例におけ
るフィルタの周波数特性の説明図で、図１６の（Ａ）
は、各縮小率に対応した最も理想的なフィルタの特性を
示しており、破線は縮小率１／２、一点鎖線は縮小率１
／３、実線は縮小率１／４の場合である。図１６の
（Ｂ）は、図１４の例におけるフィルタの特性を示した
もので、図１６の（Ａ）のように理想的な特性と比較し
て、通過域では不要な減衰があり、阻止域では残留があ
る。しかし、現実の画像では、充分にフィルタの効果が
現われ、フィルタを用いずに間引いたものに比べて格段
に画質は改善される。図１６の（Ｃ）は、図１５の例に
おけるフィルタの特性を示したもので、図１６の（Ｂ）
に比べると理想的な特性に近づいている。より理想特性
に近づけるためには、さらに参照画素数を増やしてタッ
プ数の多い大きなフィルタサイズのものが必要になる。

【００１２】以上をまとめると、図１４のような単純平
均の方式では、構成は簡単であるが、縮小率を整数分の
１にしかできないのに対し、図１５のような重み付き平
均の方式では、係数の設定を変えることにより任意の縮
小率を選ぶことができるが、構成が複雑になると共に、
処理時間が長くなる。なお上記の説明では、理解を容易
にするために１次元での縮小を例に取ったが、通常、画
像の縮小処理は２次元で行なうことが多い。

【００１３】図１７は、縦横ともに１／３に縮小する場
合の単純平均による方式と重み付き平均による方式での
参照画素の範囲の説明図で、実際の画像に対応した２次
元の縮小処理の例である。図１７の（Ａ）は単純平均に
よるものであり、元画像の画素を丸で示しており、黒丸
で示した縮小後の画素の値を得るために、３×３の９画
素のデータの平均を演算するものである。図１７の
（Ｂ）は重み付き平均によるもので、縮小後の画素の値
を求めるために、７×７のマトリクスサイズのフィルタ
演算を行なうものであり、４９画素ものデータに対して
積和演算を行なうことにより重み付きの平均を取る。さ
らにそのフィルタ領域の移動は縦横とも３画素のステッ
プのため、オーバーラップして参照される領域が多くな
り、この例では同じ画素が９回参照されるため、単純平
均による方式と比較して回路規模が大きくなるだけでな
く処理時間も非常に長くなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち上記従来の画
像データ処理装置では、２値画像を処理する場合、文字
原稿などの広い範囲をイメージスキャナで読み取ったと
きのように、画素数の多い画像情報の全体を間引き表示
モードで表示する際、細線の情報が欠落して原稿の細部
がつぶれて出力されるため、文字や図形の情報が欠落
し、著しく視認性が低下するという問題があった。また
そのため、画像の細部を目視で確認可能とするには、縮
小率を下げてデータを間引く量を少なくし、より狭い範
囲を表示するか、さらには画像を間引かない直接表示モ
ードに切り替えて画像のごく一部を確認するしか方法が
なく、画像データの広い範囲を見ながら、かつ画像の細
部の情報を目で直接確認可能な状態で出力することがで
きないという問題があった。

【００１５】また、多値画像を縮小処理する上記従来の
画像データ処理装置では、整数倍の縮小率に関しては従
来の単純平均によるローパスフィルタで良好な画質を実
現できるが、整数倍の縮小率にしか対応できず、任意縮
小率で縮小を行なうためには、図１５に示すような１次
元の例でさえ、１画素の処理に対して多くの画素に異な
る係数を用いた積和演算を行なう必要があるため、積和
演算を含む大きな回路規模が必要になり、しかも、多く
の画素を重複して読み出すため処理時間も長くかかると
いう問題があった。またそのため、実際に用いられる２
次元で任意の縮小を実現するためには、図１７の（Ｂ）
に示すように、１／３に縮小する場合でも４９画素もの
積和演算を行なうことが必要になる。より広範囲に任意
に縮小率を設定するためには、さらに膨大な数の積和演
算が行える構成を採る必要があり、さらに任意の縮小率
に応じた非常に多種のフィルタ係数を記憶しておき、設
定された縮小率に応じて設定できる複雑な構成が必要に
なるという問題があった。また、同じ画素がオーバーラ
ップして何度も参照されるため、処理時間が非常に長く
なるという問題もあった。

【００１６】本発明はかかる事情に鑑みて成されたもの
であり、簡単な構成でありながら画質劣化の少ない任意
縮小率の縮小処理を高速に行なえる画像データ処理装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、縦横
の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，Ｍ_xは自然数）の２
値の画像データを格納する第１の画像領域を実現する第
１の画像メモリ手段と、縦横の画素数が各々Ｎ_y，Ｎ_x
（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ_y≦Ｍ_y，Ｎ_x≦Ｍ_xなる自然数）の
多値の画像データを格納する第２の画像領域を実現する
第２の画像メモリ手段と、前記第１の画像領域の画像デ
ータに対して縦横の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは
自然数）の領域の白または黒画素の数を計測する計測手
段と、この計測手段による計測結果を所定のレベルに正
規化して多値画像データに変換し、前記第２の画像領域
に供給する変換手段と、前記Ｌ_yの間隔で前記第１の画
像領域の縦方向の読取アドレスを発生する縦アドレス手
段と、前記Ｌ_xの間隔で前記第１の画像領域の横方向の
読取アドレスを発生する横アドレス手段と、前記Ｍ _yの
前記Ｎ_yに対する比をＫ_yとし、このＫ_yの整数部をＡ
_y、小数部をα_yとしたときに、前記第２の画像領域に
おける縦方向の処理毎に、前記Ｌ_yに、前記α_yの確率
でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを設定する縦
領域設定手段と、前記Ｍ_xの前記Ｎ_xに対する比をＫ_x
とし、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたと
きに、前記第２の画像領域における横方向の処理毎に、
前記Ｌ _xに、前記α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α
_xの確率でＡ_xを設定する横領域設定手段と、を備え、
前記第１の画像領域の２値の画像データを、前記第２の
画像領域の画素数に縮小し、かつ多値の画像データに変
換する構成としたことを特徴としている。

【００１８】請求項２の発明は、縦横の画素数が各々Ｍ
_y，Ｍ_x（Ｍ_y，Ｍ_xは自然数）の多値の画像データを
格納する第１の画像領域を実現する第１の画像メモリ手
段と、縦横の画素数が各々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ
_y≦Ｍ_y，Ｎ_x≦Ｍ_xなる自然数）の多値の画像データ
を格納する第２の画像領域を実現する第２の画像メモリ
手段と、前記第１の画像領域の画像データに対して縦横
の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自然数）の領域の
各画素の画素レベルの総和を演算する演算手段と、この
演算手段の演算結果を所定のレベルに正規化して前記第
２の画像領域に供給する正規化手段と、前記Ｌ_yの間隔
で前記第１の画像領域の縦方向の読取アドレスを発生す
る縦アドレス手段と、前記Ｌ_xの間隔で前記第１の画像
領域の横方向の読取アドレスを発生する横アドレス手段
と、前記Ｍ_yの前記Ｎ_yに対する比をＫ_yとし、このＫ
_yの整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたときに、前記第
２の画像領域における縦方向の処理毎に、前記Ｌ_yに、
前記α_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ
_yを設定する縦領域設定手段と、前記Ｍ_xの前記Ｎ _xに
対する比をＫ_xとし、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部
をα_xとしたときに、前記第２の画像領域における横方
向の処理毎に、前記Ｌ_xに、前記α_xの確率でＡ_x＋１
を、また１−α_xの確率でＡ_xを設定する横領域設定手
段と、を備え、前記第１の画像領域の画像データを前記
第２の画像領域の画素数に縮小変換する構成としたこと
を特徴としている。

【００１９】請求項３の発明は、縦領域設定手段が、一
様乱数を発生する乱数発生手段と、この乱数発生手段が
発生する０から１の範囲の乱数データとα_yとを比較
し、前者が大きい場合はＬ_yにＡ_yを設定し、前者が小
さい場合はＬ_yにＡ_y＋１を設定する比較手段と、によ
り構成されていることを特徴としている。請求項４の発
明は、横領域設定手段が、一様乱数を発生する乱数発生
手段と、この乱数発生手段が発生する０から１の範囲の
乱数データとα_xとを比較し、前者が大きい場合はＬ_x
にＡ_xを設定し、前者が小さい場合はＬ_xにＡ_x＋１を
設定する比較手段と、により構成されていることを特徴
としている。

【００２０】請求項５の発明は、乱数発生手段を２進カ
ウンタにより構成し、この２進カウンタ出力の全出力ビ
ットに対してＭＳＢとＬＳＢとを入れ換えるビットリバ
ース接続したものを小数点以下の乱数出力とする構成と
したことを特徴としている。請求項６の発明は、縦領域
設定手段が、固定小数点の加算手段と、この加算手段の
出力を保持するラッチにより構成された累加算手段と、
を備え、第２の画像領域における縦方向の処理毎に前記
累加算手段にα_yを累加算し、前記加算手段の整数部へ
のキャリーが発生しない場合にはＬ_yにＡ_yを設定し、
キャリーが発生する場合にはＬ_yにＡ_y＋１を設定する
構成としたことを特徴としている。

【００２１】請求項７の発明は、横領域設定手段が、固
定小数点の加算手段と、この加算手段の出力を保持する
ラッチにより構成された累加算手段と、を備え、第２の
画像領域における横方向の処理毎に前記累加算手段にα
_xを累加算し、前記加算手段の整数部へのキャリーが発
生しない場合にはＬ_xにＡ_xを設定し、キャリーが発生
する場合にはＬ_xにＡ_x＋１を設定する構成としたこと
を特徴としている。

【００２２】請求項８の発明は、変換手段の出力する多
値データの階調特性を変換して第２の画像領域に送出す
る、単調増加な非線形特性を有するγ補正手段を備えた
ことを特徴としている。請求項９の発明は、γ補正手段
が、複数の入出力特性を具備したルックアップテーブル
によって構成され、画像出力装置の輝度、コントラス
ト、濃度特性や照明などの観察条件に応じて変換曲線を
選択可能な構成としたことを特徴としている。

【００２３】請求項１０の発明は、γ補正手段が、入力
画像の種類や縮小率に応じて変換曲線を選択可能な構成
としたことを特徴としている。

【００２４】

【作用】請求項１の発明において、第１の画像メモリ手
段は、縦横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，Ｍ_xは自
然数）の２値の画像データを格納する第１の画像領域を
実現する。第２の画像メモリ手段は、縦横の画素数が各
々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ _xはＮ_y≦Ｍ_y，Ｎ_x≦Ｍ_xな
る自然数）の多値の画像データを格納する第２の画像領
域を実現する。計測手段は、第１の画像領域の画像デー
タに対して縦横の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自
然数）の領域の白または黒画素の数を計測する。変換手
段は、計測手段による計測結果を所定のレベルに正規化
して多値画像データに変換し、第２の画像領域に供給す
る。縦アドレス手段は、Ｌ_yの間隔で第１の画像領域の
縦方向の読取アドレスを発生する。横アドレス手段は、
Ｌ_xの間隔で第１の画像領域の横方向の読取アドレスを
発生する。縦領域設定手段は、Ｍ_yのＮ_yに対する比を
Ｋ_yとし、このＫ_yの整数部をＡ_y、小数部をα_yとし
たときに、第２の画像領域における縦方向の処理毎に、
Ｌ_yに、α_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率
でＡ_yを設定する。横領域設定手段は、Ｍ_xのＮ_xに対
する比をＫ_xとし、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部を
α_xとしたときに、第２の画像領域における横方向の処
理毎に、Ｌ_xに、α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α
_xの確率でＡ_xを設定する。そして、第１の画像領域の
２値の画像データを、第２の画像領域の画素数に縮小
し、かつ多値の画像データに変換する。

【００２５】請求項２の発明において、第１の画像メモ
リ手段は、縦横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，Ｍ_x
は自然数）の多値の画像データを格納する第１の画像領
域を実現する。第２の画像メモリ手段は、縦横の画素数
が各々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ _xはＮ_y≦Ｍ_y，Ｎ_x≦Ｍ
_xなる自然数）の多値の画像データを格納する第２の画
像領域を実現する。演算手段は、第１の画像領域の画像
データに対して縦横の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_x
は自然数）の領域の各画素の画素レベルの総和を演算す
る。正規化手段は、演算手段の演算結果を所定のレベル
に正規化して第２の画像領域に供給する。縦アドレス手
段は、Ｌ_yの間隔で第１の画像領域の縦方向の読取アド
レスを発生する。横アドレス手段は、Ｌ_xの間隔で第１
の画像領域の横方向の読取アドレスを発生する。縦領域
設定手段は、Ｍ_yのＮ_yに対する比をＫ_yとし、このＫ
_yの整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたときに、第２の
画像領域における縦方向の処理毎に、Ｌ_yに、α_yの確
率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを設定す
る。横領域設定手段は、Ｍ_xのＮ_xに対する比をＫ_xと
し、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたとき
に、第２の画像領域における横方向の処理毎に、Ｌ
_xに、α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの確率で
Ａ_xを設定する。そして、第１の画像領域の画像データ
を第２の画像領域の画素数に縮小変換する。

【００２６】請求項３の発明において、乱数発生手段
は、一様乱数を発生する。比較手段は、乱数発生手段が
発生する０から１の範囲の乱数データとα_yとを比較
し、前者が大きい場合はＬ_yにＡ_yを設定し、前者が小
さい場合はＬ_yにＡ_y＋１を設定する。請求項４の発明
において、乱数発生手段は、一様乱数を発生する。比較
手段は、乱数発生手段が発生する０から１の範囲の乱数
データとα_xとを比較し、前者が大きい場合はＬ_xにＡ
_xを設定し、前者が小さい場合はＬ_xにＡ_x＋１を設定
する。

【００２７】請求項５の発明において、乱数発生手段
は、２進カウンタにより構成されており、この２進カウ
ンタ出力の全出力ビットに対してＭＳＢとＬＳＢとを入
れ換えるビットリバース接続したものを小数点以下の乱
数出力とする。請求項６の発明において、縦領域設定手
段は、固定小数点の加算手段と、加算手段の出力を保持
するラッチにより構成された累加算手段とにより構成さ
れており、第２の画像領域における縦方向の処理毎に累
加算手段にα_yを累加算し、加算手段の整数部へのキャ
リーが発生しない場合にはＬ_yにＡ_yを設定し、キャリ
ーが発生する場合にはＬ_yにＡ_y＋１を設定する。

【００２８】請求項７の発明において、横領域設定手段
は、固定小数点の加算手段と、加算手段の出力を保持す
るラッチにより構成された累加算手段とにより構成され
ており、第２の画像領域における横方向の処理毎に累加
算手段にα_xを累加算し、加算手段の整数部へのキャリ
ーが発生しない場合にはＬ_xにＡ_xを設定し、キャリー
が発生する場合にはＬ_xにＡ_x＋１を設定する。

【００２９】請求項８の発明において、γ補正手段は、
単調増加な非線形特性を有し、変換手段の出力する多値
データの階調特性を変換して第２の画像領域に送出す
る。請求項９の発明において、γ補正手段は、複数の入
出力特性を具備したルックアップテーブルによって構成
され、画像出力装置の輝度、コントラスト、濃度特性や
照明などの観察条件に応じて変換曲線を選択可能であ
る。

【００３０】請求項１０の発明において、γ補正手段
は、入力画像の種類や縮小率に応じて変換曲線を選択可
能である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明の一実施例における画像データ
処理装置の構成図で、この画像データ処理装置は、第１
の画像メモリ１と、第２の画像メモリ２と、第１の縦ア
ドレス手段３と、第１の横アドレス手段４と、縦領域設
定手段５と、横領域設定手段６と、積算手段７と、乗算
手段８と、除算手段９と、γ補正手段１０と、第２の横
アドレス手段１１と、第２の縦アドレス手段１２と、ク
ロック発生手段１３と、タイミング発生手段１４と、カ
ウンタ１５，１６と、加算手段１７，１８とを備えてい
る。第１の画像メモリ１は、２値の元画像のデータを格
納する。第２の画像メモリ２は、縮小した多値画像を格
納する。第１の縦アドレス手段３は、第１の画像メモリ
１における縦の基準アドレスを発生する。第１の横アド
レス手段４は、第１の画像メモリ１における横の基準ア
ドレスを発生する。縦領域設定手段５は、第１の画像メ
モリ１に対して縦の処理領域サイズを発生する。横領域
設定手段６は、第１の画像メモリ１に対して横の処理領
域サイズを発生する。積算手段７は、第１の画像メモリ
１の各処理領域における画素レベルの積算を行なう。乗
算手段８は、縦領域設定手段５の出力と横領域設定手段
６の出力との積を求めて各処理領域の画素数を算出す
る。除算手段９は、積算手段７からの出力積算値を乗算
手段８からの画素数で割って画素レベルの正規化を行な
う。γ補正手段１０は、除算手段９からの各処理領域の
画素の平均レベルに対して非線形な階調変換を施す。第
２の横アドレス手段１１は、γ補正手段１０からの出力
を第２の画像メモリ２に格納するための横アドレスを発
生する。第２の縦アドレス手段１２は、γ補正手段１０
からの出力を第２の画像メモリ２に格納するための縦ア
ドレスを発生する。クロック発生手段１３は、処理を行
なうための基準クロックを発生する。タイミング発生手
段１４は、クロック発生手段１３からの基準クロックを
分周して各構成要素が必要とするタイミング信号を供給
する。すなわちタイミング発生手段１４は、クロック発
生手段１３からの基準クロックを分周して３つのタイミ
ング信号ａ，ｂ，ｃを発生する。タイミング信号ａは、
第１の画像メモリ１から１画素を読み出す周期であり、
カウンタ１６のクロックとして用いられる。タイミング
信号ｂは、カウンタ１６とカウンタ１５とが一巡して図
２の黒丸の画素に対する処理が一巡する周期であり、第
２の画像メモリ２の１画素の発生に対応するものであ
る。タイミング信号ｃは、第２の画像メモリ２に対する
画素発生を横方向に１ライン処理する周期である。カウ
ンタ１５は、縦領域設定手段５からの縦領域サイズの範
囲を走査するための縦アドレス・オフセットを発生す
る。すなわちカウンタ１５は、縦領域設定手段５からの
プリセット信号Ｌ_yによりＬ_y進カウンタとして動作す
るものであり、０からＬ_y−１までカウントアップし、
再び０に戻る動作をする。カウンタ１６は、横領域設定
手段６からのプリセット信号Ｌ_xによりＬ_x進カウンタ
として動作するものである。また、カウンタ１６とカウ
ンタ１５とは縦列に接続されており、カウンタ１６が１
回カウントし終わる毎にカウンタ１５に対してクロック
が送出される。すなわちカウンタ１６は、横領域設定手
段６からの横領域サイズの範囲を走査するための横アド
レス・オフセットを発生する。加算手段１７は、第１の
縦アドレス手段３からの基準縦アドレスにカウンタ１５
からの縦アドレス・オフセットを加算して第１の画像メ
モリ１の縦のアドレスを発生する。加算手段１８は、第
１の横アドレス手段４からの基準横アドレスにカウンタ
１６からの横アドレス・オフセットを加算して第１の画
像メモリ１の横のアドレスを発生する。なお本実施例で
は、縮小処理の動作を明確に説明するために、第１の画
像メモリ１の入力画像領域を、Ａ４の原稿の上半分を２
００ＤＰＩで読み取った場合の画素数に近いＭ_x＝１７
２０，Ｍ_y＝１０７５とし、第２の画像メモリ２の出力
画像領域を、通常のパーソナルコンピュータのグラフィ
ックスの一般的な画素数であるＮ_x＝６４０，Ｎ_y＝４
００とする。この場合、横方向の縮小率の逆数である間
引き間隔Ｋ_x＝Ｍ_x／Ｎ_x＝２．６８７５、その整数部
Ａ_x＝２、小数部α_x＝０．６８７５であり、縦方向の
間引き間隔Ｋ_y＝Ｍ_y／Ｎ_y＝２．６８７５、その整数
部Ａ_y＝２、小数部α_y＝０．６８７５であるため、横
方向と縦方向との縮小率は互いに等しく約０．３７２で
ある。図２は、第１の画像メモリ１における処理領域の
説明図であり、図中のＸ座標は第１の画像メモリ１に与
えられる横アドレスであって、第１の横アドレス手段４
からの横の基準アドレスＸ_adと、カウンタ１６からの０
からＬ_x−１の間のＸアドレスオフセットとを、加算手
段１８が足し合わすことにより発生する。縦アドレスも
同様に、第１の縦アドレス手段３からの縦の基準アドレ
スＹ_adと、カウンタ１５からの０からＬ_y−１の間のＹ
アドレスオフセットとを、加算手段１７が足し合わすこ
とにより発生する。

【００３２】次に上記画像データ処理装置の動作の概略
を説明する。いま、第１の横アドレス手段４と第１の縦
アドレス手段３と加算手段１７，１８と第２の横アドレ
ス手段１１と第２の縦アドレス手段１２とは初期化され
ており、各々初期値０を出力しているものとする。この
状態で第１の画像メモリ１にはＸアドレス、Ｙアドレス
共に０が出力され、画素（０，０）が読み出されて積算
手段７に送られる。次に、カウンタ１６がタイミング信
号ａによりカウントアップされて１になるため、加算手
段１８の出力Ｘも１となり、画素（０，１）が読み出さ
れて積算手段７により画素（０，０）の値と積算され
る。同様に画素（０，Ｌ_x−１）まで読み出されると、
カウンタ１６が０に戻り、カウンタ１５がカウントアッ
プされるため、画素（１，０）が読み出されることにな
る。同様の動作がＬ_x×Ｌ_y回繰り返されて画素（Ｌ_x
−１，Ｌ_y−１）まで読み出され、積算手段７がその合
計値を積算することにより、第２の画像メモリ２におけ
る１画素の処理が終了する。

【００３３】この１画素の処理の間に、乗算手段８が、
縦領域設定手段５の出力と横領域設定手段６の出力との
積を求めることにより、積算手段７が画素レベルを積算
した画素数Ｌ_x×Ｌ_yを演算しているので、除算手段９
は、この画素数で積算手段７による積算値ｄ₂を割るこ
とにより正規化を行ない、各処理領域における平均値ｄ
₃を算出する。この平均値ｄ₃は、γ補正手段１０によ
り非線形な階調変換を施された後、第２の横アドレス手
段１１と第２の縦アドレス手段１２とが指し示す第２の
画像メモリ２の画素に書き込まれる。

【００３４】以上の処理が終了すると、タイミング信号
ｂに同期して、第１の横アドレス手段４がＬ_xだけカウ
ントアップし、横領域設定手段６が、与えられている横
方向の間引き間隔Ｋ_xを用いて新たなＬ_xを設定する。
第１の画像メモリ１における新たな処理領域は、前回の
処理領域の右側にオーバーラップ無しに設定される訳で
あるが、処理領域の横のサイズは新たなＬ_xの値が前回
と異なれば変動することになり、積算される画素数も変
動する。積算される画素数が変動しても、乗算手段８が
画素数を求めているため、除算手段９からは正しい平均
値が出力される。

【００３５】以上の処理を横の１ライン分終了すると、
第２の画像メモリ２には１ラインの縮小された画像が格
納されていることになる。続いて、タイミング信号ｃに
より、第１の横アドレス手段４の出力Ｘ_adがリセットさ
れて初期値０に戻り、第１の縦アドレス手段３の出力Ｙ
_adがＬ_yだけカウントアップされ、縦領域設定手段５
が、与えられている縦方向の間引き間隔Ｋ_yを用いて新
たなＬ_yを設定する。このようにして、上記動作を繰り
返すことにより画面全体の縮小処理が完了する。このと
き、新たなＬ_yが前ラインのＬ_yと異なれば、各処理の
画素数は前ラインと異なることになる。

【００３６】次に、上記画像データ処理装置の要部のよ
り具体的な構成と動作の詳細について説明する。図３
は、積算手段７の構成図であり、白または黒画素の何れ
かを表わす２値信号の「１」の個数を計測するものであ
る。この積算手段７は、イネーブル端子付きの２進カウ
ンタ２１により構成されており、クロック端子にタイミ
ング信号ａ、イネーブル端子に第１の画像メモリ１の出
力２値信号ｄ₁、クリア端子にタイミング信号ｂが入力
される。この積算手段７においては、計測の区切りを表
わすタイミング信号ｂを用いて２進カウンタ２１を０に
初期化し、第１の画像メモリ１から「１」が入力された
ときのみタイミング信号ａをカウントすることにより、
図２に示した矩形領域の「１」の総数を得ることができ
る。本施例では２進カウンタ２１を５ビットのカウンタ
としているため、「１」の個数を３１までカウントでき
る。したがって、縦横の縮小率が各々１／５まで対応で
きるものである。

【００３７】除算手段９は、積算手段７により積算され
た積算値を処理領域サイズで正規化して、積算した画素
の平均値を得るものである。本実施例の画像データ処理
装置では、処理領域毎に積算される画素数が変動するた
め、積算された画素数（Ｌ_x×Ｌ_y）を乗算手段８で演
算し、その値で積算手段７の出力ｄ₂を割ることにより
正規化を行なっている。したがって、２値画像の正規化
出力ｄ₃は、０から１の間の小数になるが、小数点以下
のビット並びをＭＳＢから必要な精度だけ階調データと
してγ補正手段１０に出力する。例えば、階調データを
４ビット精度で得る場合、正規化されたｄ₃は、0.0000
〜1.0000の範囲になるが、1.0000だけを例外として0.11
11に置き換えることにより、容易に0000〜1111の４ビッ
トで出力することができる。

【００３８】図４は横領域設定手段６の構成図で、この
横領域設定手段６は、乱数発生手段２２と、比較手段２
３と、加算手段２４とにより構成されている。乱数発生
手段２２は、４ビットの乱数を発生する。比較手段２３
は、横方向の間引き間隔Ｋ_xの小数部α_xと乱数発生手
段２２の出力との比較を行ない、前者が大きいときにＣ
_x＝１を、また後者が大きいときにＣ_x＝０を出力す
る。加算手段２４は、横方向の間引き間隔Ｋ_xの整数部
Ａ_xと比較手段２３からのＣ_xとを加算して横方向の処
理領域サイズＬ_xを出力する。すなわち横領域設定手段
６は、第２の画像メモリ２の出力画素領域における１画
素の処理毎に、Ｌ_xにα_xの確率でＡ_x＋１を、また１
−α_xの確率でＡ_xを設定するものである。

【００３９】さらに詳細に説明する。いま、説明を簡単
にするために、小数部を４ビットで演算するものとす
る。横方向の間引き間隔Ｋ_xは、整数部Ａ_xと小数部α
_xとに分けられ、整数部Ａ_xは加算手段２４に、また小
数部α_xは比較手段２３に与えられる。乱数発生手段２
２は、４ビットの一様乱数をタイミング信号ｂ毎に発生
する。比較手段２３は、乱数発生手段２２からの乱数を
０／１６から１５／１６と見なした固定小数点表現の乱
数値Ｒと固定小数点表現のα_xとの大小関係を比較し、
α_xがＲより大きいときにキャリー信号Ｃ_x＝１を出力
し、α_xがＲより小さいときにキャリー信号Ｃ_x＝０を
出力する。この場合、１６通りある乱数Ｒの出現頻度が
等しいとすると、キャリー信号Ｃ_xの期待値はＥ
（Ｃ_x）＝α_xになる。また、横領域設定手段６の出力
Ｌ_xは、横方向の間引き間隔Ｋ_xの整数部Ａ_xとキャリ
ー信号Ｃ_xとを加算手段２４で加えたものであるから、
キャリー信号Ｃ_xが１のときＡ_x＋１になり、キャリー
信号Ｃ_xが０のときＡ_xになる。したがって、出力Ｌ_x
の期待値はＥ（Ｌ_x）＝Ａ_x＋Ｅ（Ｃ_x）＝Ａ_x＋α_x
＝Ｋ _xとなり、この処理を多くの画素に対して行なえ
ば、平均的に小数部も含んだ正味の間引き間隔Ｋ_xに一
致することになる。また、この処理の性質から、乱数発
生手段２２としては、乱数の一様性と分散性とが特に重
要であり、周期性の度合に関してはあまり重要でないた
め、２進カウンタやグレイコードのカウンタを用いるこ
とも可能である。本実施例では、乱数発生手段２２とし
て、４ビットの２進カウンタの出力をビットリバースし
てＭＳＢとＬＳＢとを入れ換えたものを、１未満の乱数
の小数点以下４ビットとして使用している。この乱数
は、数値の大きな変化ほど短い周期で生じる特徴があ
り、縮小に対する位置精度の誤差を視覚的に認識されに
くい空間周波数の高周波の部分へシフトできるため、画
質的に好結果を得ることができる。

【００４０】図５は縦領域設定手段５の構成図で、この
縦領域設定手段５は、乱数発生手段２５と、比較手段２
６と、加算手段２７とにより構成されている。縦領域設
定手段５は、画素領域２における１ラインの処理毎にＬ
_yにα_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ
_yを設定するものであり、横領域設定手段６と同様な動
作である。

【００４１】図６は第１の横アドレス手段４の構成図
で、この第１の横アドレス手段４は、加算手段２８と、
ラッチ２９とにより構成されており、ラッチ２９から加
算手段２８にフィードバックをかけて積算器を構成して
いる。すなわち、タイミング信号ｂ毎に同期してそのと
きのＬ_xの値を足し込むことで、第１の画像メモリ１の
横方向の基準アドレスを発生する。なお、第１の縦アド
レス手段３についてもタイミング信号ｃを用いるだけで
同様の構成である。

【００４２】本実施例の設定条件における横領域設定手
段６と第１の横アドレス手段４との具体的な動作結果を
下記表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】本実施例の設定条件では、横方向の縮小率
の逆数である間引き間隔Ｋ_x＝２．６８７５であるの
で、その整数部Ａ_x＝２、小数部α_x＝０．６８７５と
なり、小数部α_xの２進表示は（０．１０１１）にな
る。上記表１の乱数は、４ビットの２進カウンタの出力
に対してビットリバースしてＭＳＢとＬＳＢとを入れ換
えたものであり、１６回周期で一巡し、上位の桁から変
化するので、キャリー信号Ｃ_xの発生パターンの周期を
短くできるため、視覚的に良好な特性が得られるもので
ある。キャリー信号Ｃ_xは、比較手段２３の出力で、小
数部α_xが乱数値Ｒより大きいときに１、小さいときに
０になる。物理的な画素間隔である処理領域サイズＬ_x
は、加算手段２４により、横方向の間引き間隔Ｋ_xの整
数部Ａ_xとキャリー信号Ｃ_xとの加算により作られたも
ので、横方向の基準アドレスＸ_adは、第１の横アドレス
手段４により各処理領域サイズＬ_xを積算したものにな
っている。上記表１から明らかなように、１６回の処理
の周期中、処理領域サイズＬ_x＝３のものが１１、処理
領域サイズＬ_x＝２のものが５存在するため、１６周期
終了後の基準アドレスＸ_ad＝４３、１回の処理あたりの
基準アドレスＸ_adの平均値は４３／１６＝２．６８７５
になり、所望の間引き間隔Ｋ_xに一致している。

【００４５】この動作は、縦領域設定手段５と第１の縦
アドレス手段３とに関しても、乱数の発生周期がタイミ
ング信号ｃになる以外、全く同様である。図７は、第１
の画像メモリ１上の実際の処理領域サイズＬ_x，Ｌ_yの
配置と基準アドレスＸ_ad，Ｙ_adとの関係の説明図であ
る。図中の点は原画像の画素を表わしており、矩形状の
領域が処理領域で、その縦方向および横方向のサイズが
Ｌ_y，Ｌ_xである。また、横方向の基準アドレスＸ_adは
各処理領域の左端の画素を指しており、縦方向の基準ア
ドレスＹ_adは各処理領域の上端の画素を指している。

【００４６】γ補正手段１０は、特に第１の画像メモリ
１が本実施例のように２値画像を扱う場合に大きな画質
改善効果を発揮するもので、本実施例の画像データ処理
装置の出力をＣＲＴなどの最終の表示装置に表示する場
合、その出力光量を、積算手段７と除算手段９とにより
構成される空間フィルタで演算された多値データのレベ
ルに比例させることを目的のひとつとしている。すなわ
ちγ補正手段１０は、ＣＲＴやビデオプリンタ固有のγ
特性、ＣＲＴの輝度やコントラストの調整状態、ＣＲＴ
のビームやプリンタのドット広がりによるドットゲイ
ン、その他画像が目に入るまでの光量変化に対する種々
の非線形要因を補正し、階調により保存される情報量を
有効に活用して視認性を高めるものである。このγ補正
手段１０は、ＲＯＭテーブルで構成されており、図８に
示す４種類の代表的なγ特性を格納している。図中の太
い実線は、理想的な状態のＣＲＴに対応したもので、Ｃ
ＲＴの２．２乗特性を補正するための０．４５乗のγ特
性（以下、「特性γ₁」と記す）を与えている。図中の
破線は、通常コントラストを上げて使用されているよう
なＣＲＴで、白レベルが飽和して階調性が損なわれてい
るものに対する特性（以下、「特性γ₂」と記す）であ
る。図中の一点鎖線は、通常輝度を上げて黒レベルが浮
いた状態または外光がディスプレイ表面で反射し同じく
黒レベルが浮いた状態で使用されているようなＣＲＴで
効果を得る特性（以下、「特性γ₃」と記す）である。
図中の細い実線は、フレーム間引きのようなパルス幅変
調で階調を実現している液晶ディスプレイのように比較
的リニアな特性を持つディスプレイおよびリニアなデー
タを別の装置に提供する場合に使用する特性（以下、
「特性γ₄」と記す）である。第１の画像メモリ１に格
納された２値画像の黒線の線幅が細くかつ大幅に縮小す
る場合、元画像の細い線は非常に薄い黒線になるが、こ
の場合に特性γ₃を用いると、濃い黒線を出力すること
が可能で、元の２値画像の線幅を広げる処理を施したの
と同等の機能を簡単に実現できる。したがって本実施例
では、元画像の線幅が太い原稿から細いものまでを特性
γ₁から特性γ ₃まで段階的に変化させ、または縮小率
が１の場合から１／８までを特性γ₁から段階的に特性
γ₃に変化させる処理を、マイクロコンピュータが縮小
率と連動して行っている。

【００４７】図９は、本実施例の画像データ処理装置の
効果の説明図で、横軸は縮小率の逆数である間引き間
隔、縦軸は相対情報量であり、縮小率１すなわち元画像
の情報量を１とし、各縮小率における情報量の比を図示
したものである。なお相対情報量の単位はビットであ
る。ここで、従来の間引き方式の情報量の変化を下記数
１に、本実施例の方式における情報量の変化を下記数２
に示す。ただし、入力画像の１画素のビット数をｐ、縮
小率を１／ｋとする。

【００４８】

【数１】

【００４９】

【数２】

【００５０】図９における特性Ｃは、上記数１の特性を
図示したものであり、１／２に間引くと４画素中３画素
の情報が捨てられるため情報量が１／４に減少する特性
を示している。図９における特性Ａは、本実施例におけ
る画像データ処理装置の特性で、元画像が本実施例のよ
うに２値データの場合の情報量比を意味しており、上記
数２のg(k,1)を示したものである。この特性は従来の間
引き方式と比べて、間引かれる情報量が階調の形で保存
されているため、縮小率を拡大しても情報量の減少は少
ない。従来方式に対する改善度は、縮小率１／２の場合
で約２倍、縮小率が１／４の場合で約４倍改善されてい
る。図９における特性Ｂは、参考のために図示したもの
で、元画像が８ビットの多値画像に対して後述の画像デ
ータ処理装置により縮小した際の情報量比であり、上記
数２のg(k,8)を図示したものである。このような多値画
像に対する処理では、情報量という意味では単純間引き
に対してほとんど改善が見られないことがわかる。

【００５１】このように、本実施例における画像データ
処理装置は、２値画像の縮小における視認性の改善とい
う目的に対して、多値画像にはない特別の効果があるこ
とがわかかる。また、積和演算が不用な簡単な構成で、
任意の縮小率に対して高速に処理できる。すなわち本実
施例における画像データ処理装置は、（Ｌ_x，Ｌ_y）、
（Ｌ_x＋１，Ｌ_y）、（Ｌ_x＋１，Ｌ_y）、（Ｌ_x＋
１，Ｌ_y＋１）の４種類の処理領域サイズのタイルで原
画像領域を敷き詰める作用があるため、原画像の情報の
取りこぼしが存在しないことから、モアレやノイズなど
による画質劣化が無く、しかも平均的な間引き間隔が縮
小率の逆数に一致するため任意倍率の縮小が行える。

【００５２】なお上記実施例においては、２値データを
処理する例について説明したが、図１の構成により多値
データを処理することもできる。ただしこの場合、積算
手段７として図１０のような構成のものを用いる。この
積算手段７は、加算手段３１と、ラッチ３２とにより構
成されており、ラッチ３２から加算手段３１にフィード
バックをかけて積算器を構成している。すなわちこの積
算手段７は、タイミング信号ｂに同期して０に初期化さ
れ、タイミング信号ａに同期して第１の画像メモリ１か
らの多値データｄ₁を積算する構成である。第１の画像
メモリ１からは、第１の画像メモリ１上の図２に示した
矩形の処理領域の画素数だけ原画像データが入力され、
ラッチ３２で積算合計が残る。また、次の積算のために
タイミング信号ｂでラッチ３２の内容が０に初期化され
る。加算手段３１およびラッチ３２のビット数は、多値
データｄ₁のビット数に対して、扱う縮小率の範囲に応
じて数ビットを付加することが必要である。また多値デ
ータの場合には、整数部のビットの下に必要に応じて小
数点以下の何ビットかを付加して出力することにより、
縮小したときのＳ／Ｎの向上を図ることができる。

【００５３】このように多値画像の場合は、上記のよう
に情報量の観点での視認性の改善ではなく、図７に示す
ように、全ての画素の情報を出力画素に反映させている
ことから、図１６の（Ｂ）に示すようなローパスフィル
タ特性を持ち、間引いた画像のサンプリング周期の１／
２以上の帯域を減衰させるため、モアレなどの折返しノ
イズの低減による高画質な縮小が可能であり、そのよう
な縮小機能が整数分の１に限定されない任意の縮小率
で、しかも図１７の（Ｂ）のような大きなサイズで重み
付きのフィルタを用いない簡単な構成で実現でき、さら
には画素のオーバーラップが無いため高速に処理でき
る。

【００５４】また、第１の画像メモリ１のデータが２値
データであるか多値データであるかにかかわらず、縦領
域設定手段５や横領域設定手段６の構成を下記のように
してもよい。図１１は別の実施例における横領域設定手
段６の構成図で、この横領域設定手段６は、加算手段３
３と、ラッチ３４と、加算手段３５とにより構成されて
おり、加算手段３３とラッチ３４とで積算器を構成して
おり、横方向の間引き間隔Ｋ _xの小数部α_xをタイミン
グ信号ｂに同期して足し込む。加算手段３３は、小数部
α_xの有効桁のみを有するものであり、整数部への桁上
がりによるキャリー信号Ｃ_xを発生する。加算手段３５
は、横方向の間引き間隔Ｋ_xの整数部Ａ_xとキャリー信
号Ｃ_xとの加算を行ない、物理的な画素間隔である処理
領域サイズＬ_xを生成する。この実施例の場合も、小数
部α_xが大きいほどキャリー信号Ｃ_xの発生頻度が高ま
る。実際にキャリー信号Ｃ_xの発生する期待値は小数部
α_xの値に一致し、上記実施例と同様の動作が実現され
ることになる。

【００５５】図１２は別の実施例における縦領域設定手
段５の構成図で、この縦領域設定手段５は、加算手段３
６と、ラッチ３７と、加算手段３８とにより構成されて
おり、タイミング信号ｃを用いる以外は図１１に示す横
領域設定手段６と同様の動作である。なお上記実施例で
は、γ補正手段１０をＲＯＭテーブルにより構成した
が、ＲＡＭテーブルを用いてマイクロコンピュータによ
り各種特性の曲線を発生するように構成してもよい。ま
た関数近似などで直接ハードウエアにより構成してもよ
い。

【００５６】また上記実施例では、第１の画像メモリ１
の入力画像領域全体に対して本発明による処理を施した
が、入力画像領域の一部に対してのみ本発明による処理
を施してもよい。また上記実施例では、第２の画像メモ
リ手段を第２の画像メモリ２により構成し、処理の結果
得られた多値画像データを第２の画像メモリ２に格納し
たが、第２の画像メモリ手段を実質等価な働きをする外
部記憶装置などにより構成し、外部記憶装置などに直接
出力するようにしてもよい。

【００５７】また上記実施例では、第１の画像メモリ手
段を第１の画像メモリ１により構成し、第１の画像領域
全体を第１の画像メモリ１上に置いたが、第１の画像メ
モリ手段を必要最小限のライン数のラインメモリとし、
縦領域設定手段５によりラインメモリのラインの切り替
えを行なうように構成してもよい。また上記実施例で
は、装置の各部をハードウエアにより構成したが、ＤＳ
Ｐなどの高速なプロセッサを用いて装置全体をソフトウ
エアにより実現してもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、縦
横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，Ｍ_xは自然数）の
２値の画像データを格納する第１の画像領域を実現する
第１の画像メモリ手段と、縦横の画素数が各々Ｎ_y，Ｎ
_x（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ_y≦Ｍ_y，Ｎ_x≦Ｍ_xなる自然数）
の多値の画像データを格納する第２の画像領域を実現す
る第２の画像メモリ手段と、第１の画像領域の画像デー
タに対して縦横の画素数がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自
然数）の領域の白または黒画素の数を計測する計測手段
と、計測手段による計測結果を所定のレベルに正規化し
て多値画像データに変換し、第２の画像領域に供給する
変換手段と、Ｌ_yの間隔で第１の画像領域の縦方向の読
取アドレスを発生する縦アドレス手段と、Ｌ_xの間隔で
第１の画像領域の横方向の読取アドレスを発生する横ア
ドレス手段と、Ｍ_yのＮ_yに対する比をＫ_yとし、この
Ｋ_yの整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたときに、第２
の画像領域における縦方向の処理毎に、Ｌ_yに、α_yの
確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを設定す
る縦領域設定手段と、Ｍ_xのＮ_xに対する比をＫ_xと
し、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたとき
に、第２の画像領域における横方向の処理毎に、Ｌ
_xに、α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの確率で
Ａ_xを設定する横領域設定手段と、を備え、第１の画像
領域の２値の画像データを、第２の画像領域の画素数に
縮小し、かつ多値の画像データに変換する構成としたの
で、帯域制限と縮小と多値化とを同時に行なうことか
ら、２値画像を間引いたための細かな情報の欠落を階調
情報で補い、文字情報などの細かい情報の欠落がない高
画質な縮小画像を得ることができる。したがって、画素
数の少ない画像出力装置を用いた場合にも、広い範囲の
画像データを視認性の高い状態で出力することができ
る。また、縮小率を整数分の１に限定されず任意に選択
できるため、入力ソースと画像出力装置との多くの組合
せに対して汎用的に用いることができる。

【００５９】また、正規化手段の出力する多値データの
階調特性を変換して第２の画像領域に送出する、単調増
加な非線形特性を有するγ補正手段を備えれば、ＣＲＴ
やビデオプリンタ固有のγ特性、ＣＲＴの輝度やコント
ラストの調整状態、ＣＲＴのビームやプリンタのドット
広がりによるドットゲイン、その他画像が目に入るまで
の種々の階調の非線形要因をγ補正手段で補正できるこ
とから、自然な階調性を持った出力を得ることができ、
間引いたために欠落した情報量から最大限の情報を階調
情報として引き出せる。また、縮小率に応じてγ特性を
変化させることにより等価的に線を太らせることができ
るため、縮小率の大きな場合や元画像の線幅が細い場合
でもコントラストを改善して視認性を高めることができ
る。

【００６０】また、縦横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ
_y，Ｍ_xは自然数）の多値の画像データを格納する第１
の画像領域を実現する第１の画像メモリ手段と、縦横の
画素数が各々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ_y≦Ｍ_y，Ｎ
_x≦Ｍ_xなる自然数）の多値の画像データを格納する第
２の画像領域を実現する第２の画像メモリ手段と、第１
の画像領域の画像データに対して縦横の画素数がＬ_y，
Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自然数）の領域の各画素の画素レベ
ルの総和を演算する演算手段と、演算手段の演算結果を
所定のレベルに正規化して第２の画像領域に供給する正
規化手段と、Ｌ _yの間隔で第１の画像領域の縦方向の読
取アドレスを発生する縦アドレス手段と、Ｌ_xの間隔で
第１の画像領域の横方向の読取アドレスを発生する横ア
ドレス手段と、Ｍ_yのＮ_yに対する比をＫ_yとし、この
Ｋ_yの整数部をＡ_y、小数部をα _yとしたときに、第２
の画像領域における縦方向の処理毎に、Ｌ_yに、α_yの
確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを設定す
る縦領域設定手段と、Ｍ_xのＮ_xに対する比をＫ_xと
し、このＫ_xの整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたとき
に、第２の画像領域における横方向の処理毎に、Ｌ
_xに、α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの確率で
Ａ_xを設定する横領域設定手段と、を備え、第１の画像
領域の画像データを第２の画像領域の画素数に縮小変換
する構成とすれば、縮小率に応じた確率でダイナミック
に処理領域サイズを変動させるローパスフィルタによ
り、整数分の１に限定されない任意の縮小率を重み無し
の単純平均フィルタで構成できることから、画素のオー
バーラップと積和演算とを必要としないため、極めて簡
単な構成でモアレなどの折返しノイズの無い高速な任意
縮小処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像データ処理装置
の構成図である。

【図２】第１の画像メモリにおける基準アドレスと処理
領域との関係の説明図である。

【図３】積算手段の構成図である。

【図４】横領域設定手段の構成図である。

【図５】縦領域設定手段の構成図である。

【図６】第１の横アドレス手段の構成図である。

【図７】第１の画像メモリにおける処理領域の説明図で
ある。

【図８】γ補正手段の特性の説明図である。

【図９】本発明の画像データ処理装置の画質改善特性の
説明図である。

【図１０】別の実施例における積算手段の構成図であ
る。

【図１１】別の実施例における横領域設定手段の構成図
である。

【図１２】別の実施例における縦領域設定手段の構成図
である。

【図１３】従来の画像処理装置の構成図である。

【図１４】従来の画像処理装置における単純平均法によ
るローパスフィルタの概念の説明図である。

【図１５】従来の画像処理装置におけるＦＩＲディジタ
ルフィルタによるローパスフィルタの概念の説明図であ
る。

【図１６】従来の画像処理装置におけるフィルタの特性
の説明図である。

【図１７】従来の画像処理装置における２次元ローパス
フィルタの処理領域の説明図である。

【符号の説明】１第１の画像メモリ２第２の画像メモリ３第１の縦アドレス手段４第１の横アドレス手段５縦領域設定手段６横領域設定手段７積算手段８乗算手段９除算手段１０ γ補正手段１１第２の横アドレス手段１２第２の縦アドレス手段１３クロック発生手段１４タイミング発生手段１５カウンタ１６カウンタ１７加算手段１８加算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，
Ｍ_xは自然数）の２値の画像データを格納する第１の画
像領域を実現する第１の画像メモリ手段と、縦横の画素数が各々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ_y≦Ｍ
_y，Ｎ_x≦Ｍ_xなる自然数）の多値の画像データを格納
する第２の画像領域を実現する第２の画像メモリ手段
と、前記第１の画像領域の画像データに対して縦横の画素数
がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自然数）の領域の白または
黒画素の数を計測する計測手段と、前記計測手段による計測結果を所定のレベルに正規化し
て多値画像データに変換し、前記第２の画像領域に供給
する変換手段と、前記Ｌ_yの間隔で前記第１の画像領域の縦方向の読取ア
ドレスを発生する縦アドレス手段と、前記Ｌ_xの間隔で前記第１の画像領域の横方向の読取ア
ドレスを発生する横アドレス手段と、前記Ｍ_yの前記Ｎ_yに対する比をＫ_yとし、このＫ_yの
整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたときに、前記第２の
画像領域における縦方向の処理毎に、前記Ｌ_yに、前記
α_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを
設定する縦領域設定手段と、前記Ｍ_xの前記Ｎ_xに対する比をＫ_xとし、このＫ_xの
整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたときに、前記第２の
画像領域における横方向の処理毎に、前記Ｌ_xに、前記
α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの確率でＡ_xを
設定する横領域設定手段と、を備え、前記第１の画像領域の２値の画像データを、前
記第２の画像領域の画素数に縮小し、かつ多値の画像デ
ータに変換する構成としたことを特徴とする画像データ
処理装置。
【請求項２】縦横の画素数が各々Ｍ_y，Ｍ_x（Ｍ_y，
Ｍ_xは自然数）の多値の画像データを格納する第１の画
像領域を実現する第１の画像メモリ手段と、縦横の画素数が各々Ｎ_y，Ｎ_x（Ｎ_y，Ｎ_xはＮ_y≦Ｍ
_y，Ｎ_x≦Ｍ_xなる自然数）の多値の画像データを格納
する第２の画像領域を実現する第２の画像メモリ手段
と、前記第１の画像領域の画像データに対して縦横の画素数
がＬ_y，Ｌ_x（Ｌ_y，Ｌ_xは自然数）の領域の各画素の
画素レベルの総和を演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果を所定のレベルに正規化して前
記第２の画像領域に供給する正規化手段と、前記Ｌ_yの間隔で前記第１の画像領域の縦方向の読取ア
ドレスを発生する縦アドレス手段と、前記Ｌ_xの間隔で前記第１の画像領域の横方向の読取ア
ドレスを発生する横アドレス手段と、前記Ｍ_yの前記Ｎ_yに対する比をＫ_yとし、このＫ_yの
整数部をＡ_y、小数部をα_yとしたときに、前記第２の
画像領域における縦方向の処理毎に、前記Ｌ_yに、前記
α_yの確率でＡ_y＋１を、また１−α_yの確率でＡ_yを
設定する縦領域設定手段と、前記Ｍ_xの前記Ｎ_xに対する比をＫ_xとし、このＫ_xの
整数部をＡ_x、小数部をα_xとしたときに、前記第２の
画像領域における横方向の処理毎に、前記Ｌ_xに、前記
α_xの確率でＡ_x＋１を、また１−α_xの確率でＡ_xを
設定する横領域設定手段と、を備え、前記第１の画像領域の画像データを前記第２の
画像領域の画素数に縮小変換する構成としたことを特徴
とする画像データ処理装置。
【請求項３】縦領域設定手段は、一様乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数発生手段が発生する０から１の範囲の乱数デー
タとα_yとを比較し、前者が大きい場合はＬ_yにＡ_yを
設定し、前者が小さい場合はＬ_yにＡ_y＋１を設定する
比較手段と、により構成されていることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の画像データ処理装置。
【請求項４】横領域設定手段は、一様乱数を発生する乱数発生手段と、前記乱数発生手段が発生する０から１の範囲の乱数デー
タとα_xとを比較し、前者が大きい場合はＬ_xにＡ_xを
設定し、前者が小さい場合はＬ_xにＡ_x＋１を設定する
比較手段と、により構成されていることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の画像データ処理装置。
【請求項５】乱数発生手段を２進カウンタにより構成
し、この２進カウンタ出力の全出力ビットに対してＭＳ
ＢとＬＳＢとを入れ換えるビットリバース接続したもの
を小数点以下の乱数出力とする構成としたことを特徴と
する請求項３または請求項４に記載の画像データ処理装
置。
【請求項６】縦領域設定手段は、固定小数点の加算手段と、前記加算手段の出力を保持するラッチにより構成された
累加算手段と、を備え、第２の画像領域における縦方向の処理毎に前記
累加算手段にα_yを累加算し、前記加算手段の整数部へ
のキャリーが発生しない場合にはＬ_yにＡ_yを設定し、
キャリーが発生する場合にはＬ_yにＡ_y＋１を設定する
構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の画像データ処理装置。
【請求項７】横領域設定手段は、固定小数点の加算手段と、前記加算手段の出力を保持するラッチにより構成された
累加算手段と、を備え、第２の画像領域における横方向の処理毎に前記
累加算手段にα_xを累加算し、前記加算手段の整数部へ
のキャリーが発生しない場合にはＬ_xにＡ_xを設定し、
キャリーが発生する場合にはＬ_xにＡ_x＋１を設定する
構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の画像データ処理装置。
【請求項８】変換手段の出力する多値データの階調特
性を変換して第２の画像領域に送出する、単調増加な非
線形特性を有するγ補正手段を備えたことを特徴とする
請求項１に記載の画像データ処理装置。
【請求項９】 γ補正手段は、複数の入出力特性を具備
したルックアップテーブルによって構成され、画像出力
装置の輝度、コントラスト、濃度特性や照明などの観察
条件に応じて変換曲線を選択可能な構成としたことを特
徴とする請求項８に記載の画像データ処理装置。
【請求項１０】 γ補正手段は、入力画像の種類や縮小
率に応じて変換曲線を選択可能な構成としたことを特徴
とする請求項８に記載の画像データ処理装置。