JPH06309452A - Resolution converting processor - Google Patents

Resolution converting processor

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JPH06309452A
JPH06309452A JP5100768A JP10076893A JPH06309452A JP H06309452 A JPH06309452 A JP H06309452A JP 5100768 A JP5100768 A JP 5100768A JP 10076893 A JP10076893 A JP 10076893A JP H06309452 A JPH06309452 A JP H06309452A
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JP
Japan
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pixel
output
image
interpolation
edge
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Application number
JP5100768A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruo Fukuda
春生 福田
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/403Edge-driven scaling; Edge-based scaling

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a picture resolution converting processor without the generation of moire by making only a character image definite and smoothing a dot picture. CONSTITUTION:An edge judging part 5 judges whether an attentional picture element is in the vicinity of a linear edge or not from the input picture data of plural picture elements around the attentional picture and a 1st interpolating processing part 2 calculates a picture element value on an optional picture element position by interpolating the input picture data. A high band emphasis part 3 executes the clearing processing of the input picture data an a 2nd interpolating processing part 4 inputs and interpolates the output of the emphasis part 3 and calculates a picture element value on the same picture element position as that of the 1st interpolating processing part 2. An adder 8 executes the weighting operation of the results of the 1st and 2nd interpolating processing parts 2, 4 in accordance with the degree of existence of the remarked picture element in an edge area by means of the output of the edge judging part 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像入出力機器あるい
は画像処理機器における画像の解像度変換処理装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image resolution conversion processing device in an image input / output device or an image processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像の解像度変換処理とは入力機器と出
力機器間の解像度が異なる際に入力原画像と同サイズの
出力画像を得る際に必要とされる技術であり、あるいは
ズーミングと呼ばれる画像の拡大・縮小処理においても
用いられる技術である。従来、この種の処理装置には文
献: 画像解析ハンドブック(東京大学出版会)pp.
441〜444に開示される内挿方式(最近隣内挿法、
共1次線形内挿法、3次畳み込み内挿法)を使用したも
のが一般的に用いられている。以下にこれらの技術につ
いて説明する。
2. Description of the Related Art Image resolution conversion processing is a technique required to obtain an output image of the same size as an input original image when the resolutions of an input device and an output device are different, or an image called zooming. This is also a technique used in the enlarging / reducing process. Conventionally, this type of processing apparatus has been described in the literature: Image Analysis Handbook (The University of Tokyo Press) pp.
441 to 444 (the nearest neighbor interpolation method,
A method using a colinear linear interpolation method and a cubic convolution interpolation method) is generally used. These techniques will be described below.

【0003】まず、図7に最近隣内挿法の原理図を示
す。ここで、与えられた原画像をIとし、主走査方向の
画素位置を i 、副走査方向の画素位置を j で表わす
ものとする。すなわち、Ii,j は画素(i,j)におけ
る原画像の輝度あるいは濃度を示す画素値を表わしてい
る。また、内挿したい点の座標を(i+Δi, j+Δ
j)とする。Δi、Δjはそれぞれ0≦Δi<1、0≦
Δj<1 で与えられる任意の実数である。最近隣内挿
法は図7に示すように、内挿したい点に最も近い原画像
のデータを求める画像データとするもので、式で表現す
ると下式のようになる。 Ii+Δi、j+Δj=Im,n 但し、m=[i+Δi+0.5]、n=[j+Δj+
0.5]である。ここで、[ ]はガウス記号を表わ
し、切り捨てにより整数部分のみをとることを示す。図
7の場合では、(i,j+1)が最も近い画素なので、 Ii+Δi,j+Δj = Ii,j+1 となる。最近隣内挿法は参照する画素のアドレス計算の
みにより構成されるので、ハードウェア規模は小さく、
実現が容易であるという利点を持つ。しかしながら、本
方式を用いた出力画像は粗く、画質が劣化する。特に文
字画像などに含まれる、濃淡が急激に変化する部位(エ
ッジ)の近傍での劣化が顕著となるという欠点がある。
First, FIG. 7 shows a principle diagram of the nearest neighbor interpolation method. Here, it is assumed that the given original image is I, the pixel position in the main scanning direction is i, and the pixel position in the sub scanning direction is j. That is, I i, j represents a pixel value indicating the luminance or density of the original image at the pixel (i, j). In addition, the coordinates of the point to be interpolated are (i + Δi, j + Δ
j). Δi and Δj are 0 ≦ Δi <1 and 0 ≦, respectively.
It is an arbitrary real number given by Δj <1. As shown in FIG. 7, the nearest-neighbor interpolation method is to obtain the image data of the original image closest to the point to be interpolated, and is expressed by the following equation. I i + Δ i, j + Δ j = I m, n where m = [i + Δi + 0.5], n = [j + Δj +
0.5]. Here, [] represents a Gaussian symbol and indicates that only an integer part is taken by truncation. In the case of FIG. 7, since (i, j + 1) is the closest pixel, I i + Δ i, j + Δ j = I i, j + 1 . Since the nearest neighbor interpolation method is configured only by calculating the address of the pixel to refer to, the hardware scale is small,
It has the advantage of being easy to implement. However, the output image using this method is rough and the image quality is degraded. In particular, there is a drawback in that the deterioration in the vicinity of a portion (edge) in which the gradation changes sharply, which is included in a character image or the like, becomes remarkable.

【0004】次に、図8に共1次線形内挿法の原理図を
示す。共1次線形内挿法では、求める画像データは、そ
の内挿したい点を取り囲む4点の原画像データを用いて
求める。演算式は下式の通りである。 Ii+Δi,j+Δj = (1−Δi){(1−Δj)Ii,j+ΔjIi,j+1} + Δi{(1−Δj)Ii+1,j+ΔjIi+1,j+1} 共1次線形内挿法は上式から明らかな通り、内挿したい
点と周囲の4点との距離を重みとして用いた加重平均で
あり、その出力画像は原画像を平滑化したものとなる。
従って、写真画像などの濃淡変化が緩やかな部位での出
力画像の画質は高くなるが、エッジ領域においては本方
式を用いた場合もエッジが平滑化の効果によりぼけてし
まい、画質が劣化するという欠点がある。
Next, FIG. 8 shows a principle diagram of the bilinear interpolation method. In the bilinear interpolation method, the image data to be obtained is obtained by using original image data of four points surrounding the point to be interpolated. The calculation formula is as follows. I i + Δ i, j + Δ j = (1-Δi) {(1-Δj) I i, j + ΔjI i, j + 1} + Δi {(1-Δj) I i + 1, j + ΔjI i + 1, As is clear from the above equation, the j + 1 } co-linear interpolation method is a weighted average using the distance between the point to be interpolated and four surrounding points as a weight, and the output image is a smoothed version of the original image. It will be what you did.
Therefore, although the image quality of the output image is high in the region where the gradation change is gradual, such as a photographic image, in the edge region, even when this method is used, the edges are blurred due to the smoothing effect and the image quality is deteriorated. There are drawbacks.

【0005】最後に、図9に3次畳み込み内挿法の原理
図を示す。3次畳み込み内挿法では、求める画像データ
は、その内挿したい点を取り囲む16点の原画像データ
を用いて求める。演算式は次式の通りである。
Finally, FIG. 9 shows the principle of the cubic convolution interpolation method. In the third-order convolution interpolation method, the image data to be obtained is obtained using 16 points of original image data surrounding the point to be interpolated. The calculation formula is as follows.

【0006】[0006]

【数1】 但し、f(t)=sin(πt)/(πt) ≒1−2|t|2+|t|3 (0≦|t|<1) 4−8|t|+5|t|2−|t|3 (1≦|t|<2) 0 (2≦|t|) この時、x1=1+Δi y1=1+Δj x2=Δi y2=Δj x3=1−Δi y3=1−Δj x4=2−Δi y4=2−Δj である。3次畳み込み内挿法は内挿関数にsin関数を
採用しているため、画像の平滑化と同時に鮮鋭化の効果
がでる利点があるものの、1回の内挿処理に必要とする
演算量が多く、ハードウェアによる実現が容易ではな
い。また、本方式による鮮鋭化の効果もエッジが保存さ
れるほどには機能せず、エッジ領域においては本方式を
用いた場合でもエッジが平滑化の効果によりぼけてしま
い、画質劣化が発生する。
[Equation 1] However, f (t) = sin (πt) / (πt) ≈1-2 | t | 2 + | t | 3 (0 ≦ | t | <1) 4-8 | t | +5 | t | 2 − | t | 3 (1 ≦ | t | <2) 0 (2 ≦ | t |) At this time, x 1 = 1 + Δi y 1 = 1 + Δj x 2 = Δi y 2 = Δj x 3 = 1−Δi y 3 = 1− Δj x 4 = 2-Δi y 4 = 2-Δj. Since the cubic convolutional interpolation method uses a sin function as an interpolation function, it has an advantage that an image is smoothed and sharpened at the same time, but the amount of calculation required for one interpolation processing is reduced. Many are not easy to implement with hardware. Further, the sharpening effect of this method does not function to the extent that edges are preserved, and even in the case of using this method, the edges are blurred due to the smoothing effect in the edge region, resulting in deterioration of image quality.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上、説明を行った内
挿法を用いた解像度変換方式では、いづれの方式を用い
ても文字画像などに含まれるエッジの再現性に問題があ
った。この問題点を改善するため、原画像データにあら
かじめ強調化処理を施しておき、この画像データを内挿
するという手法が考えられる。これは例えば、図10に
示す様な高域強調型のフィルタをかけることによって容
易に実現でき、これにより文字画像のエッジの再現性に
ついては改善することができる。図10のフィルタは一
般にラプラシアン型フィルタと呼ばれるフィルタであ
り、(3×3)画素の画像データに図に示す重みづけ加
算を行い、その結果を中心の画素データとするものであ
る。このフィルタは高周波成分を強調する特性をもつの
で、画像の鮮鋭化に寄与する。しかしながら、上述の処
理を行うことにより新たな問題点が発生する。すなわ
ち、前述の高域強調型のフィルタは網点印刷画像も同様
に強調してしまうので、網点印刷画像にモアレを発生さ
せ画質を極端に劣化させてしまうという問題である。す
なわち、以上述べたいづれの方式であっても、文字画像
のみ鮮鋭化し、網点画像は平滑化することによりモアレ
を発生させないような画像の解像度変換方式は存在しな
かった。
In the resolution conversion method using the interpolation method described above, there is a problem in reproducibility of edges included in a character image or the like regardless of which method is used. In order to improve this problem, a method in which original image data is subjected to enhancement processing in advance and this image data is interpolated may be considered. This can be easily realized, for example, by applying a high-frequency emphasis type filter as shown in FIG. 10, whereby the reproducibility of the edge of the character image can be improved. The filter shown in FIG. 10 is a filter generally called a Laplacian type filter, which performs weighted addition shown in the figure on image data of (3 × 3) pixels and sets the result as the central pixel data. Since this filter has a characteristic of emphasizing high frequency components, it contributes to sharpening of an image. However, a new problem occurs by performing the above processing. That is, the above-described high-frequency emphasis type filter also emphasizes a halftone dot printed image in the same manner, which causes a problem that moire occurs in the halftone dot printed image and the image quality is extremely deteriorated. That is, even with any of the methods described above, there is no image resolution conversion method that does not cause moire by sharpening only the character image and smoothing the halftone image.

【0008】本発明は、以上述べた問題点を解決して、
文字画像のみを鮮鋭化し、網点画像は平滑化することに
よりモアレを発生させない画像の解像度変換処理装置を
提供することを目的とする。
The present invention solves the problems described above,
An object of the present invention is to provide an image resolution conversion processing device that does not generate moire by sharpening only a character image and smoothing a halftone image.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決するために、多値画像を入力画像として画像上の任意
の位置における画素値を補間して求める解像度変換処理
装置において、入力画像信号から注目画素が直線状のエ
ッジ近傍であるかを判定するエッジ判定手段と、前記入
力画像信号を内挿補間して任意の画素位置における画素
値を算出する第1の内挿処理手段と、前記入力画像信号
に対して鮮鋭化処理を行う高域強調処理手段と、前記高
域強調処理手段の出力を入力してこれを内挿補間して第
1の内挿手段と同一の画素位置における画素値を算出す
る第2の内挿処理手段と、前記第1、第2の内挿処理の
結果に対して前記エッジ判定手段の出力を用いて重みづ
け加算を行う手段とを具備することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a resolution conversion processing apparatus for interpolating a pixel value at an arbitrary position on an image using a multi-valued image as an input image to obtain an input image signal. Edge determining means for determining whether the pixel of interest is near a linear edge, and first interpolation processing means for interpolating the input image signal to calculate a pixel value at an arbitrary pixel position, High-frequency emphasis processing means for performing sharpening processing on the input image signal, and pixels at the same pixel position as the first interpolation means by inputting the output of the high-frequency emphasis processing means and interpolating and interpolating the output. A second interpolation processing means for calculating a value; and means for performing weighted addition on the results of the first and second interpolation processing using the output of the edge determination means. And

【0010】この発明の実施に当り、エッジ判定手段と
しては注目画素の主走査、副走査方向に隣接する画素の
フィルタ係数を0とし、注目画素に斜めに隣接する画素
のフィルタ係数を負の値とし、フィルタの総和を0とす
るように注目画素のフィルタ係数を設定したフィルタを
用いると文字画像領域の特徴である直線状のエッジ領域
の判定に好適である。
In implementing the present invention, as the edge determining means, the filter coefficient of the pixel adjacent to the target pixel in the main scanning and sub-scanning directions is set to 0, and the filter coefficient of the pixel diagonally adjacent to the target pixel is a negative value. Then, using a filter in which the filter coefficient of the pixel of interest is set so that the total sum of the filters is 0 is suitable for the determination of the linear edge region which is the feature of the character image region.

【0011】[0011]

【作用】この発明の解像度変換処理装置によれば、エッ
ジ判定手段は注目画素を中心とする複数画素の画像デー
タを入力データとして、入力画像データから注目画素が
直線状のエッジ近傍であるかを判定し、第1の内挿処理
手段は前記入力画像データを内挿して任意の画素位置に
おける画素値を算出する。高域強調部は前記入力画像デ
ータに対して鮮鋭化処理を行い、第2の内挿処理手段は
前記高域強調部の出力を入力してこれを内挿し、第1の
内挿手段と同一の画素位置における画素値を算出する。
また、加算手段は前記第1、第2の内挿処理の結果に対
して前記エッジ判定手段の出力を用いて重みづけ演算を
行い、第1の内挿手段の内挿結果と第2の内挿手段の出
力である鮮鋭化処理後の内挿結果に対して注目画素がエ
ッジ領域に存在している度合に応じて重みづけを行う。
従って、文字画像では強調化処理を施された鮮明な画像
を、写真画像や網点印刷画像では強調化処理を施されて
いない滑らかな階調画像を少ない演算量で得ることがで
きる。
According to the resolution conversion processing apparatus of the present invention, the edge determining means uses the image data of a plurality of pixels centering on the target pixel as input data to determine whether the target pixel is near a linear edge from the input image data. A determination is made, and the first interpolation processing means interpolates the input image data to calculate a pixel value at an arbitrary pixel position. The high-frequency emphasizing unit performs a sharpening process on the input image data, and the second interpolation processing unit inputs the output of the high-frequency emphasizing unit and interpolates it, which is the same as the first interpolation unit. The pixel value at the pixel position of is calculated.
The adding means performs a weighting calculation on the results of the first and second interpolation processing using the output of the edge determining means, and the interpolation result of the first interpolation means and the second interpolation processing. The interpolation result after the sharpening process, which is the output of the inserting unit, is weighted according to the degree to which the pixel of interest exists in the edge region.
Therefore, it is possible to obtain a clear image that has been subjected to the emphasis processing for a character image and a smooth gradation image that has not been subjected to the emphasis processing for a photographic image or a halftone dot printed image with a small amount of calculation.

【0012】[0012]

【実施例】図1に本発明の一実施例における解像度変換
処理装置の構成の概略を示したものである。図1におい
て、1はスキャナなどにより画素単位に分解された原稿
の画情報を多値レベルで入力する入力端子であり、ここ
から注目画素を中心とする複数画素の画像データが入力
される。2は入力端子1から入力された原多値画像デー
タから指定位置における画素値を内挿補間して求める第
1の内挿処理部、3は入力端子1から入力された原多値
画像データの高域強調処理を行う高域強調部、4は高域
強調部3が出力する高域強調画像データから第1の内挿
処理部2と同一位置における画素値を内挿補間して求め
る第2の内挿処理部、5は入力端子1から入力された原
多値画像データから注目画素がエッジ近傍であるかを判
定するエッジ判定部、6は第1の内挿処理部2が出力す
る第1の内挿画像データとエッジ判定部5が出力する第
1の重み係数との乗算を行う第1の乗算器、7は第2の
内挿処理部4が出力する第2の内挿画像データとエッジ
判定部5が出力する第2の重み係数との乗算を行う第2
の乗算器、8は第1の乗算器6が出力するエッジ量によ
り重みづけられた第1の内挿画像データと第2の乗算器
7が出力するエッジ量により重みづけられた第2の内挿
画像データとの和を算出する加算器、9は本解像度変換
処理装置により解像度変換が施された多値画像データを
外部に出力する出力端子で、加算器8の出力がここから
出力される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the outline of the configuration of a resolution conversion processing apparatus in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an input terminal for inputting image information of an original document decomposed into pixel units by a scanner or the like at a multi-valued level, from which image data of a plurality of pixels centering on a target pixel is input. Reference numeral 2 is a first interpolation processing unit for interpolating pixel values at designated positions from original multi-valued image data input from the input terminal 1, and 3 is original multi-valued image data input from the input terminal 1. A high-frequency emphasizing unit for performing high-frequency emphasizing processing, 4 is a second high-frequency emphasizing image data output from the high-frequency emphasizing unit 3 by interpolating pixel values at the same position as the first interpolation processing unit 2 Interpolation processing section 5, an edge determination section for determining whether or not the target pixel is near an edge from the original multi-valued image data input from the input terminal 1, and 6 is a first output from the first interpolation processing section 2. A first multiplier that multiplies the first interpolated image data and the first weighting coefficient output by the edge determination unit 5, and 7 is the second interpolated image data output by the second interpolation processing unit 4. And a second weighting coefficient output from the edge determination unit 5
, 8 is the first interpolated image data weighted by the edge amount output from the first multiplier 6 and the second interpolated image data weighted by the edge amount output by the second multiplier 7. An adder for calculating the sum with the inserted image data, and 9 is an output terminal for outputting the multi-valued image data subjected to the resolution conversion by the present resolution conversion processing device to the outside, and the output of the adder 8 is output from here. .

【0013】また、図2に入力画像の画素の位置と出力
画像の画素の位置との関係を示す。出力画像として図中
の斜線部内に存在する位置(i+Δi,j+Δj)にお
ける画素の値を算出するとき、入力画像には位置(i,
j)を中心とする近傍9画素の画像データ、すなわち画
素(i−1,j−1),(i,j−1),(i+1,j
−1),(i−1,j),(i,j),(i+1,
j),(i−1,j+1),(i,j+1),(i+
1,j+1)における画像データが使用される。ただ
し、−0.5≦Δi<0.5および−0.5≦Δj<
0.5である。以上のように構成された本発明の解像度
変換処理装置の実施例について、以下にその動作を説明
する。
FIG. 2 shows the relationship between the pixel position of the input image and the pixel position of the output image. When calculating the pixel value at the position (i + Δi, j + Δj) existing in the shaded area in the drawing as the output image, the position (i,
j) image data of 9 neighboring pixels, that is, pixels (i-1, j-1), (i, j-1), (i + 1, j)
−1), (i−1, j), (i, j), (i + 1,
j), (i-1, j + 1), (i, j + 1), (i +
The image data at 1, j + 1) is used. However, −0.5 ≦ Δi <0.5 and −0.5 ≦ Δj <
It is 0.5. The operation of the embodiment of the resolution conversion processing apparatus of the present invention configured as described above will be described below.

【0014】まず、入力端子1から入力された注目画素
(i,j)を中心とする近傍9画素の画像データは第1
の内挿処理部2に入力される。第1の内挿処理部2では
内挿処理に必要な画像データを指定の補間位置にしたが
って選びだし、これらのデータに対して内挿処理を行
う。入力端子1から入力された画像データは同時に高域
強調部3にも入力される。また、高域強調部3では文字
画像などのエッジ強調を行うための画像の高周波領域強
調処理が行われる。これらの処理と同時に入力端子1か
ら入力された画像データはエッジ判定部5に入力され、
注目画素がエッジ領域に存在するかどうかの判定が行わ
れる。
First, the image data of the neighboring 9 pixels centered on the pixel of interest (i, j) input from the input terminal 1 is the first
Is input to the interpolation processing unit 2. The first interpolation processing unit 2 selects the image data necessary for the interpolation processing according to the designated interpolation position and performs the interpolation processing on these data. The image data input from the input terminal 1 is also input to the high frequency enhancing section 3 at the same time. Further, the high-frequency emphasizing unit 3 performs high-frequency area emphasizing processing of an image for emphasizing edges such as character images. At the same time as these processes, the image data input from the input terminal 1 is input to the edge determination unit 5,
It is determined whether the pixel of interest exists in the edge area.

【0015】次に、第2の内挿処理部4は高域強調部3
の出力である強調化画像データを入力し、第1の内挿処
理部2と同一の補間位置に対し、同様の内挿処理を行
う。
Next, the second interpolation processing section 4 is a high-frequency emphasis section 3
The emphasized image data which is the output of is input, and the same interpolation processing is performed on the same interpolation position as the first interpolation processing unit 2.

【0016】第1の内挿処理部2の出力とエッジ判定部
5の出力が第1の乗算器6に入力されて、エッジの判定
結果に従った重みづけがされる。第2の乗算器7でも同
様に第2の内挿処理部4の出力とエッジ判定部5の出力
が入力されてエッジの判定結果に従った重みづけがされ
る。エッジ判定部5が出力する2つの判定結果は常に総
和が等しくなるように設定されており、注目画素がエッ
ジ近傍に存在する場合には第2の乗算器7への出力が大
きくなり、逆に注目画素がエッジ近傍に存在しない場合
には第1の乗算器6への出力が大きくなるようにエッジ
判定部の出力が変化する。
The output of the first interpolation processing section 2 and the output of the edge determination section 5 are input to the first multiplier 6 and weighted according to the edge determination result. Similarly, in the second multiplier 7, the output of the second interpolation processing unit 4 and the output of the edge determination unit 5 are input and weighted according to the edge determination result. The two determination results output by the edge determination unit 5 are set so that the sums are always equal, and when the pixel of interest exists near the edge, the output to the second multiplier 7 becomes large, and conversely. When the pixel of interest does not exist near the edge, the output of the edge determination unit changes so that the output to the first multiplier 6 becomes large.

【0017】最後に加算器8において第1の乗算器6の
出力と第2の乗算器7の出力との和を算出し、この結果
が出力端子9から出力されて1画素分の処理を終了す
る。以上の処理を出力画像の画素数分だけ繰り返して1
画面の処理をが完了する。
Finally, the adder 8 calculates the sum of the output of the first multiplier 6 and the output of the second multiplier 7, and the result is output from the output terminal 9 to complete the processing for one pixel. To do. Repeat the above processing for the number of pixels of the output image to 1
The screen processing is completed.

【0018】以上が本発明による解像度変換処理装置の
動作概要であるが、第1、第2の内挿処理部2、4と高
域強調部3およびエッジ判定部5の動作について以下に
詳細に説明する。図3および図4に本実施例で使用する
内挿処理の説明図を示す。第1の内挿処理部2及び第2
の内挿処理部4では内挿処理に必要な画像データを指定
の補間位置にしたがって図3に示す4領域に分けて選び
だす。必要となる画像データは各領域を囲む3角形の頂
点となる3データである。すなわち、下表1に示すよう
な画像データが内挿処理に用いられる。
The outline of the operation of the resolution conversion processing apparatus according to the present invention has been described above. The operations of the first and second interpolation processing units 2 and 4, the high-frequency emphasis unit 3 and the edge determination unit 5 will be described in detail below. explain. 3 and 4 are explanatory diagrams of the interpolation processing used in this embodiment. First interpolation processing unit 2 and second
The interpolation processing unit 4 selects the image data required for the interpolation processing by dividing it into four areas shown in FIG. 3 according to the designated interpolation position. The necessary image data are three data that are the vertices of a triangle surrounding each area. That is, image data as shown in Table 1 below is used for the interpolation process.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】図3の例では補間位置が領域IVに含まれる
ので、内挿処理に必要な画像データは(i,j),(i
+1,j),(i,j+1)の3画素のデータである。
図4はこれら3画素のデータと内挿位置との関係を示し
たものである。この時、内挿処理は次式に従って行われ
る。ただし、Im,n(i−1≦m≦i+1,j−1≦n
≦j+1)を画素(m,n)における内挿処理部への入
力信号、Ii+Δi,j+Δjを出力信号とする。 Ii+Δi,j+Δj=(1−Δi−Δj)Ii、j+ΔiI
i+1,j+ΔjIi,j+1 他の領域においても同様にして内挿処理を行うことがで
きる。
In the example of FIG. 3, since the interpolation position is included in the area IV, the image data required for the interpolation processing is (i, j), (i
It is data of 3 pixels of +1, j) and (i, j + 1).
FIG. 4 shows the relationship between the data of these three pixels and the interpolation position. At this time, the interpolation processing is performed according to the following equation. However, I m, n (i−1 ≦ m ≦ i + 1, j−1 ≦ n
≦ j + 1) is an input signal to the interpolation processing unit in the pixel (m, n), and I i + Δ i, j + Δ j is an output signal. I i + Δ i, j + Δ j = (1−Δi−Δj) I i, j + ΔiI
i + 1, j + ΔjI i, j + 1 Interpolation processing can be similarly performed in other regions.

【0021】次に、高域強調部3の説明を行う。本処理
部では文字画像などのエッジ領域の再現性を高めるため
の高周波領域の強調処理を行う。注目画素を中心とする
9画素の入力信号をIm,n(i−1≦m≦i+1,j−
1≦n≦j+1)とし、出力信号をJm,n(i−1≦m
≦i+1,j−1≦n≦j+1)とすると、本処理部に
おける演算は次式で与えられる。 Ji-1,j-1= Ii-1,j-1i,j-1 =3Ii,j-1−(Ii-1,j-1+Ii+1,j-1) Ji+1,j-1= Ii+1,j-1i-1,j =3Ii-1,j−(Ii-1,j-1+Ii-1,j+1) Ji,j =5Ii,j −(Ii-1,j +Ii,j-1+I
i+1,j+Ii,j+1) Ji+1,j =3Ii+1,j−(Ii+1,j-1+Ii+1,j+1) Ji-1,j+1= Ii-1,j+1i,j+1 =3Ii,j+1−(Ii-1,j+1+Ii+1,j+1) Ji+1,j+1= Ii+1,j+1
Next, the high frequency emphasizing section 3 will be described. In this processing unit, a high-frequency region is emphasized in order to enhance the reproducibility of an edge region such as a character image. The input signals of 9 pixels centered on the pixel of interest are I m, n (i−1 ≦ m ≦ i + 1, j−
1 ≦ n ≦ j + 1) and the output signal is J m, n (i−1 ≦ m
≦ i + 1, j−1 ≦ n ≦ j + 1), the calculation in this processing unit is given by the following equation. J i-1, j-1 = I i-1, j-1 J i, j-1 = 3 I i, j-1 − (I i-1, j-1 + I i + 1, j-1 ) J i + 1, j-1 = I i + 1, j-1 J i-1, j = 3I i-1, j - (I i-1, j-1 + I i-1, j + 1) J i , j = 5I i, j − (I i-1, j + I i, j-1 + I
i + 1, j + I i, j + 1 ) J i + 1, j = 3 I i + 1, j − (I i + 1, j-1 + I i + 1, j + 1 ) J i-1, j + 1 = I i-1, j + 1 J i, j + 1 = 3 I i, j + 1 − (I i-1, j + 1 + I i + 1, j + 1 ) J i + 1, j + 1 = I i + 1, j + 1

【0022】上式から明らかな通り、注目画素の斜め方
向に隣接する4画素((i−1,j−1),(i+1,
j−1),(i−1,j+1),(i+1,j+1))
では入力信号がそのまま出力信号となり、注目画素に主
走査方向、副走査方向に隣接する4画素((i,j−
1),(i−1,j),(i+1,j),(i,j+
1))では図5に示す1次元のラプラシアンフィルタ処
理を行い、注目画素自身は図10で示した2次元のラプ
ラシアンフィルタがかけられる。これら9画素の信号が
第2の内挿処理部4に送られる。
As is apparent from the above equation, four pixels ((i-1, j-1), (i + 1,
j-1), (i-1, j + 1), (i + 1, j + 1))
Then, the input signal becomes an output signal as it is, and four pixels ((i, j-
1), (i-1, j), (i + 1, j), (i, j +)
In 1)), the one-dimensional Laplacian filter process shown in FIG. 5 is performed, and the pixel of interest itself is subjected to the two-dimensional Laplacian filter shown in FIG. The signals of these 9 pixels are sent to the second interpolation processing unit 4.

【0023】最後にエッジ判定部5の説明を行う。エッ
ジ判定部では文字画像などに含まれる線状のエッジ検出
を目的とする。すなわち、文字画像でのエッジ判定値は
大きく、それ以外の写真画像や網点印刷画像での判定値
は小さくなるようなフィルタを使用すればよい。本実施
例では図6に示すフィルタを使用する。このフィルタは
注目画素の主走査、副走査方向に隣接する画素のフィル
タ係数を0とし、注目画素に斜めに隣接する画素のフィ
ルタ係数を負の値−1とし、フィルタの総和を0とする
ように注目画素のフィルタ係数を設定してある。このフ
ィルタの出力の絶対値がエッジ判定部5から第2の乗算
器7への出力W1となる。エッジ判定部5から第1の乗
算器6への出力W2は、定数から第1の出力値を引いた
ものである。以上の処理を式で表わすと下式の通りとな
る。但し、信号は正規化されており、総和が1になるよ
うにした。 W1=|4Ii,j−(Ii-1,j-1+Ii+1,j-1+Ii-1,j+1
+Ii+1,j+1)| W2=1−W1 従って、第1の内挿処理部2の出力値をIi+Δ
i,j+Δj、第2の内挿処理部4の出力値をJi+Δi,j+Δj
とすると、出力端子9から出力される画像データDo
は、 Do=W1・Ji+Δi,j+Δj+W2・Ii+Δi,j+Δj となる。
Finally, the edge determination section 5 will be described. The edge determination unit aims to detect a linear edge included in a character image or the like. That is, a filter may be used that has a large edge determination value in a character image and a small determination value in other photographic images or halftone dot printed images. In this embodiment, the filter shown in FIG. 6 is used. In this filter, the filter coefficient of the pixel adjacent to the target pixel in the main scanning direction and the sub-scanning direction is set to 0, the filter coefficient of the pixel diagonally adjacent to the target pixel is set to a negative value -1, and the total sum of the filters is set to 0. The filter coefficient of the pixel of interest is set to. The absolute value of the output of this filter becomes the output W 1 from the edge determination unit 5 to the second multiplier 7. The output W 2 from the edge determination unit 5 to the first multiplier 6 is a constant minus the first output value. The above process is expressed by the following formula. However, the signals are normalized so that the total sum is 1. W 1 = | 4I i, j − (I i-1, j-1 + I i + 1, j-1 + I i-1, j + 1
+ I i + 1, j + 1 ) | W 2 = 1−W 1 Therefore, the output value of the first interpolation processing unit 2 is I i + Δ
i, j + Δ j , the output value of the second interpolation processing unit 4 is J i + Δ i, j + Δ j
Then, the image data Do output from the output terminal 9
Becomes Do = W 1 · J i + Δ i, j + Δ j + W 2 · I i + Δ i, j + Δ j .

【0024】図6に示すフィルタの動作についてさらに
説明を行う。本フィルタは45°に傾いた高域通過フィ
ルタであり、中心の注目画素の斜め方向の高周波成分が
減衰される特性を持っている。したがって、斜め45°
の高域にパワースペクトルを有する1画素交番の画像デ
ータにたいしては反応せず、フィルタ出力値は小さくな
る。一般に網点印刷画像は45°に傾いたスクリーン角
度を有するため、上記の理由により網点印刷画像に対す
るフィルタ出力値は小さく抑えることができる。さら
に、本フィルタは主走査・副走査方向の高周波成分を増
幅するため、1ライン交番の画像データに対してその出
力値は大きくなる。すなわち、文字画像のような直線状
のエッジを持つ画像データに対しては上記の重みW1が
大きくなり、強調化処理を施された画像に対する重みづ
けが大きくなる。
The operation of the filter shown in FIG. 6 will be further described. This filter is a high-pass filter inclined at 45 °, and has a characteristic that a high frequency component in a diagonal direction of a pixel of interest in the center is attenuated. Therefore, diagonal 45 °
Does not react to the image data of 1-pixel alternating having a power spectrum in the high frequency band, and the filter output value becomes small. Generally, a dot print image has a screen angle inclined at 45 °, and therefore the filter output value for the dot print image can be suppressed to be small for the above reason. Furthermore, since this filter amplifies high-frequency components in the main scanning and sub-scanning directions, its output value becomes large for image data of alternating one line. That is, the weight W1 is large for image data having a linear edge such as a character image, and the weighting for the image subjected to the emphasis processing is large.

【0025】また、本実施例では内挿処理に上述の方法
を使用したが、従来例で示した共1次内挿法などの他の
内挿方式を使用することは容易である。加えて、本実施
例では説明の容易のため2つの内挿処理部を独立したも
のとして取り扱ったが、同一の処理が行われるのでこれ
らを1つにまとめて実現することは容易である。
Although the above method is used for the interpolation processing in this embodiment, it is easy to use another interpolation method such as the co-linear interpolation method shown in the conventional example. In addition, in the present embodiment, the two interpolation processing units are treated as independent units for ease of explanation, but since the same processes are performed, it is easy to realize them in one.

【0026】さらに、本実施例では入力信号を(3×
3)画素に限定して説明を行ったが、より大きな範囲の
入力が可能な場合には、高域強調部3ですべての画素に
2次元ラプラシアン処理を施すことが可能になる。同様
にエッジ判定部5においてもより広範囲なフィルタが適
用できるため高精度なエッジ判定が可能になることは言
うまでもない。
Further, in this embodiment, the input signal is (3 ×
3) Although the description has been limited to pixels, if a larger range of input is possible, the high-frequency emphasizing unit 3 can perform two-dimensional Laplacian processing on all pixels. Similarly, it is needless to say that since a wider range of filters can be applied to the edge determination unit 5, highly accurate edge determination can be performed.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の解
像度変換処理装置は、注目画素を中心とする複数画素の
画像データを入力データとして、入力画像データから注
目画素が直線状のエッジ近傍であるかを判定するエッジ
判定手段と、前記入力画像データを内挿して任意の画素
位置における画素値を算出する第1の内挿処理手段と、
前記入力画像データに対して鮮鋭化処理を行う高域強調
部と、前記高域強調部の出力を入力してこれを内挿し第
1の内挿手段と同一の画素位置における画素値を算出す
る第2の内挿処理手段と、前記第1、第2の内挿処理の
結果に対して前記エッジ判定手段の出力を用いて重みづ
け演算を行う手段とを設けることにより、第1の内挿手
段の出力である単純な内挿結果と第2の内挿手段の出力
である鮮鋭化処理後の内挿結果とを注目画素が直線状の
エッジ領域に存在している度合に応じて重みづけを行う
ことができるため、文字画像では強調化処理を施された
鮮明な画像を、写真画像や網点印刷画像では強調化処理
を施されていない滑らかな階調画像を得ることができ
る。
As described above in detail, in the resolution conversion processing apparatus of the present invention, the image data of a plurality of pixels centered on the pixel of interest is used as input data, and the pixel of interest is input from the input image data in the vicinity of a linear edge. Edge determining means for determining whether or not, and first interpolation processing means for interpolating the input image data to calculate a pixel value at an arbitrary pixel position,
A high-frequency emphasis unit that performs a sharpening process on the input image data and an output of the high-frequency emphasis unit are input and interpolated to calculate a pixel value at the same pixel position as the first interpolation unit. By providing second interpolation processing means and means for performing weighting calculation on the results of the first and second interpolation processing using the output of the edge determination means, the first interpolation processing means is provided. The simple interpolation result which is the output of the means and the interpolation result after the sharpening processing which is the output of the second interpolation means are weighted according to the degree to which the pixel of interest exists in the linear edge region. Therefore, it is possible to obtain a clear image that has been subjected to the emphasis processing for a character image and a smooth gradation image that has not been subjected to the emphasis processing for a photographic image or a halftone dot printed image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における解像度変換処理装置
の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a resolution conversion processing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】入力画像の画素位置と出力画像の画素位置の関
係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a pixel position of an input image and a pixel position of an output image.

【図3】内挿処理における入力画像の画素位置と出力画
像の画素位置との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a pixel position of an input image and a pixel position of an output image in the interpolation processing.

【図4】内挿処理の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of interpolation processing.

【図5】高域強調フィルタの一例である。FIG. 5 is an example of a high-frequency emphasis filter.

【図6】エッジ判定に使用するフィルタの一例である。FIG. 6 is an example of a filter used for edge determination.

【図7】最近隣内挿法の原理図である。FIG. 7 is a principle diagram of the nearest neighbor interpolation method.

【図8】共一次線形内挿法の原理図である。FIG. 8 is a principle diagram of a bilinear interpolation method.

【図9】3次畳み込み内挿法の原理図である。FIG. 9 is a principle diagram of a cubic convolution interpolation method.

【図10】高域強調フィルタの一例である。FIG. 10 is an example of a high-frequency emphasis filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力端子 2 第1の内挿処理部 3 高域強調部 4 第2の内挿処理部 5 エッジ判定部 6 第1の乗算器 7 第2の乗算器 8 加算器 9 出力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input terminal 2 1st interpolation processing part 3 High-frequency emphasis part 4 2nd interpolation processing part 5 Edge determination part 6 1st multiplier 7 2nd multiplier 8 Adder 9 Output terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多値画像を入力画像として画像上の任意
の位置における画素値を補間して求める解像度変換処理
装置において、 入力画像信号から注目画素が直線状のエッジ近傍である
かを判定するエッジ判定手段と、 前記入力画像信号を内挿補間して任意の画素位置におけ
る画素値を算出する第1の内挿処理手段と、 前記入力画像信号に対して鮮鋭化処理を行う高域強調処
理手段と、 前記高域強調処理手段の出力を入力してこれを内挿補間
して第1の内挿手段と同一の画素位置における画素値を
算出する第2の内挿処理手段と、 前記第1、第2の内挿処理の結果に対して前記エッジ判
定手段の出力を用いて重みづけ加算を行う手段とを具備
することを特徴とする解像度変換処理装置。
1. A resolution conversion processing apparatus for interpolating a pixel value at an arbitrary position on an image using a multi-valued image as an input image to determine whether a pixel of interest is near a linear edge from an input image signal. Edge determining means, first interpolation processing means for interpolating the input image signal to calculate a pixel value at an arbitrary pixel position, and high-frequency emphasis processing for performing sharpening processing on the input image signal Means for inputting the output of the high-frequency emphasis processing means, interpolating the output, and calculating a pixel value at the same pixel position as the first interpolation means; And a means for performing weighted addition using the output of the edge determination means with respect to the results of the first and second interpolation processing.
【請求項2】 請求項1記載の解像度変換処理装置にお
いて、エッジ判定手段は注目画素の主走査、副走査方向
に隣接する画素のフィルタ係数を0とし、注目画素に斜
めに隣接する画素のフィルタ係数を負の値とし、フィル
タの総和を0とするように注目画素のフィルタ係数を設
定したフィルタを用いることを特徴とする解像度変換処
理装置。
2. The resolution conversion processing device according to claim 1, wherein the edge determination means sets a filter coefficient of a pixel adjacent to the pixel of interest in the main scanning and sub-scanning directions to 0, and filters a pixel diagonally adjacent to the pixel of interest. A resolution conversion processing device using a filter in which a filter coefficient of a target pixel is set so that a coefficient has a negative value and a total sum of filters is 0.
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