JPH07177347A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】処理対象画像を任意の拡大率で拡大した画像に
忠実な画像データを適確に生成することを可能とする。 【構成】読取部１およびＡ／Ｄ変換回路２により生成さ
れた多値画像データを、まず最大の画像拡大率である４
倍に４倍回路４において拡大して４倍画像データとす
る。次にメモリ部５およびアドレス発生回路６にて４倍
画像データから任意の注目画素と、この注目画素に対し
て上側に隣接する画素、左側に４画素離れた画素、右側
に４画素離れた画素および下側に隣接する画素の４つの
参照画素を抽出し、これらの画素の画素データを用いて
４倍画像データに対し、乗算回路７、係数発生回路８、
加算回路９にてラプラシアン演算によるコントラスト強
調を施す。そしてコントラスト強調を施した４倍画像デ
ータから、間引き回路１０、間引きタイミング発生回路
１１により、任意の拡大率に応じた頻度で画素データを
間引く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ装置やデ
ィジタル複写機などに適用され、イメージスキャナなど
によって得られた画像データに対し、拡大変換処理を行
う画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置やディジタル複写機に
おける画像の拡大処理には、光学処理によるものと、デ
ータ処理によるものとがあるが、データ処理によるほう
がコスト面で有利である。

【０００３】一般にデータ処理による画像拡大は、イメ
ージセンサにより得られた多数の画素データどうしの間
に、線形補間によって求めた画素データを拡大率に応じ
た割合で挿入することによって行われる。すなわち、例
えば図５（ａ）に示す画像を図中のＬで示す位置を主走
査位置として読み取った場合のイメージセンサの出力が
図５（ｂ）に示すものであったとすると、これを拡大率
４／３（約１３３％）で拡大する場合には図５（ｃ）に
示すように、イメージセンサで生成された画素データで
示される画素（以下、読取画素と称する）３つに対して
線形補間により求めた画素（以下、補間画素と称する）
１つを挿入し、また拡大率７／３（約２３３％）で拡大
する場合には、図５（ｄ）に示すように読取画素３つに
対して補間画素４つを挿入する。

【０００４】なお以上は主走査方向に関する拡大処理で
あり、副走査方向に関する拡大処理は、イメージセンサ
としてラインセンサを用い、原稿が一定量搬送される期
間における読取タイミングを調整することによって容易
に行うことができる。

【０００５】ところでファクシミリ装置やディジタル複
写機のように画像を白／黒の２値で扱う場合、白および
黒の細線を良好に再現するために、コントラスト強調処
理を行う。このコントラスト強調処理は、全ての画素を
順番に着目画素とし、その着目画素のレベルＲを、図６
に示すように着目画素の上隣、左隣、右隣および下隣に
位置する各画素を参照画素（Ｏ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｏ₄ ）
として、 Ｒ′＝５×Ｒ−（Ｏ₁ ＋Ｏ₂ ＋Ｏ₃ ＋Ｏ₄ ） なる式で求められるＲ′に置き換える処理であり、すな
わちラプラシアン演算によってコントラスト強調が行わ
れる。

【０００６】このようなコントラスト強調処理を前述の
ようにして拡大された画像に対して行う場合、拡大率が
２００％を越えると、読取画素よりも補間画素の数の割
合が大きくなり、コントラスト強調が適切に行えなくな
ってしまう。

【０００７】例えば、図７（ａ）に示す画像をＬの位置
を主走査位置として読み取った際の画像データが図７
（ｂ）に示すものであったとすると、これを前述の方法
で４００％の率で拡大した場合、画像データは図７
（ｃ）に示すように読取画素間に３つの補間画素が存在
するデータとなる。このため、前述のコントラスト強調
処理を行うと、補間画素の値は全く変わらず、読取画素
のみに強調がかかることになる。従って、図７（ｄ）の
画像データを同図に示すスライスレベルで２値化して得
られる画像は図７（ｅ）に示すものとなり、黒および白
の細線の幅が図７（ａ）に示す元の画像の４倍にはなら
ない。このように、黒線が細くなったり、白線がつぶれ
たりしてしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の画
像処理装置では、線形補間処理によって任意の拡大率で
画像の拡大処理を行ったのちに、コントラスト強調処理
を行っているため、拡大率が大きくなって補間画素の割
合が大きくなると、コントラスト強調処理が適切に行わ
れず、黒線の細りや白線のつぶれが生じて画質が劣化し
てしまうという不具合があった。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、処理対象画像
を任意の拡大率で拡大した画像に忠実な画像データを適
確に生成することができる画像処理装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、例えば読取部およびＡ／Ｄ変換回路で生成
される多値画像データなどの原画像データの各画素デー
タの間に、例えば線形補間などの所定の補間処理により
ｎ−１個（ｎは所定の整数：例えば４）の画素データを
それぞれ挿入して、前記原画像データに対応する画像の
ｎ倍の画像に対応する例えば４倍画像データなどのｎ倍
画像データを生成する例えば４倍回路などの拡大手段
と、任意の着目画素データに対し、少なくとも着目画素
データのレベルとこの着目画素に対応する画素からｎ画
素離れた位置にある複数の画素に対応する画素データの
レベルとに基づいてコントラスト強調を行う処理を、前
記拡大手段で生成された前記ｎ倍画像データの各画素デ
ータを着目画素として行う、例えばメモリ部、アドレス
発生回路、乗算回路、係数発生回路および加算回路から
なる強調手段と、この強調手段によりコントラスト強調
がなされたｎ倍画像データから、任意の拡大率に応じた
頻度で画素データを間引くことにより前記原画像データ
に対応する画像を任意の拡大率に拡大した画像に対応す
る拡大画像データを生成する、例えば間引き回路および
間引きタイミング発生回路からなる間引き手段とを具備
した。

【００１１】

【作用】このような手段を講じたことにより、原画像デ
ータは、拡大手段によって最大拡大率（ｎ倍）で一旦拡
大されてｎ倍画像データとされるとともに、このｎ倍画
像データに対して、強調手段により、少なくとも着目画
素データのレベルとこの着目画素に対応する画素からｎ
画素離れた位置にある複数の画素に対応する画素データ
のレベルとに基づいてコントラスト強調を行う処理が、
前記拡大手段で生成された前記ｎ倍画像データの各画素
データを着目画素として行われることにより、前記ｎ倍
画像データの各画素データの全てに関して周囲の画素の
濃度変化に応じた適切なコントラスト強調が行われる。
こののち、コントラスト強調がなされたｎ倍画像データ
から任意の拡大率に応じた頻度で画素データを間引くこ
とにより前記原画像データに対応する画像を任意の拡大
率に拡大した画像に対応する拡大画像データが適切にコ
ントラスト強調がなされた画素データの配列として生成
される。

【００１２】

【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。図１は本実施例に係る画像処理装置を適用
して構成された画像読取装置の要部構成を示す機能ブロ
ック図である。

【００１３】この画像読取装置は、読取部１、Ａ／Ｄ変
換回路２、ラインメモリ３、４倍回路４、メモリ部５、
アドレス発生回路６、乗算回路７、係数発生回路８、加
算回路９、間引き回路１０および間引きタイミング発生
回路１１を含んで構成されている。

【００１４】読取部１はさらに、光源１ａ、ラインセン
サ１ｂおよび原稿送りローラ１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを
有しており、原稿送りローラ１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆに
よって一定速度で搬送される原稿２０に対して光源１ａ
から光を照射するとともに、この際の原稿２０からの反
射光をラインセンサ１ｂで受け、その反射光像に対応す
る電気信号（アナログ画信号）を１ライン分毎に繰り返
し生成する。

【００１５】Ａ／Ｄ変換回路２は、ラインセンサ１ｂか
ら出力されるアナログ画信号を８ビットの多値画像デー
タに変換する。ラインメモリ３は、Ａ／Ｄ変換回路２か
ら与えられる多値画像データを１ライン分保持し、４倍
回路４に与える。

【００１６】４倍回路４は、多値画像データに対応する
画像を補間処理によって４倍に拡大する処理を、ライン
メモリ３に保持された１ライン分の多値画像データ毎に
行う。

【００１７】メモリ部５は、それぞれ４倍に拡大された
多値画像データを１ライン分保持する容量を有した３つ
のラインメモリ５ａ，５ｂ，５ｃを直列に接続してな
り、連続する３つのラインの多値画像データを保持す
る。そしてメモリ部５は、アドレス発生回路６にて主走
査同期信号に同期して発生されるアドレスに基づき、保
持した３ライン分の多値画像データのうちから所定の５
画素の画素データを乗算回路７へと出力する。

【００１８】乗算回路７は、メモリ部５から与えられる
５画素分の画素データのそれぞれに対し、係数発生回路
８にて主走査同期信号に同期して発生される係数を乗算
する。そして乗算回路７は、係数を乗算したのちの各画
素データを加算回路９に出力する。

【００１９】加算回路９は、乗算回路７から与えられる
各画素データの値を加算する。そして加算回路９は、加
算値を間引き回路１０へと与える。間引き回路１０は、
間引きタイミング発生回路１１にて発生される間引きタ
イミング信号がＯＮである場合には加算回路９から出力
されるデータを出力しないことにより、間引きを行う。

【００２０】間引きタイミング発生回路１１は、主走査
同期信号に同期し、かつオペレータにより指定された画
像拡大率に応じた比率でＯＮとなる間引きタイミング信
号を発生し、間引き回路１０に与える。

【００２１】次に以上のように構成された画像読取装置
の動作を説明する。まず読取部１では、原稿送りローラ
１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆによって原稿２０を一定速度で
搬送しつつ、光源１ａによって原稿２０に光を照射す
る。この際に照射された光は、原稿２０で反射し、この
うち所定の読取位置において原稿２０から反射した光が
ラインセンサ１ｂに入射する。ラインセンサ１ｂは、入
射する原稿２０からの反射光像に対応するアナログ画信
号を所定の周期で繰り返し生成する。

【００２２】ラインセンサ１ｂがアナログ画信号を生成
する周期は、画像拡大率として１００％が指定されてい
るときには、所定の副走査線ピッチ分だけ原稿２０が搬
送される毎にアナログ画信号を生成するような周期に予
め設定されている。そして画像拡大率として１００％以
外が指定されているときの周期は、その画像拡大率に応
じ、画像拡大率が１００％であるときの周期を基準とし
て変更設定される。すなわち例えば画像拡大率が２００
％であれば、ラインセンサ１ｂがアナログ画信号を生成
する周期は画像拡大率が１００％であるときの周期の１
／２に設定される。かくしてこのようにラインセンサ１
ｂでの読取周期が変更されることにより、副走査方向に
ついての拡大処理がなされる。なお、副走査方向の拡大
処理は、ラインセンサ１ｂの読取周期を一定として原稿
２０の搬送速度を変化させたり、ラインセンサ１ｂの読
取周期および原稿２０の搬送速度をともに変化させたり
することによっても同様に行うことができる。

【００２３】さて、ラインセンサ１ｂで生成するアナロ
グ画信号は、ラインセンサ１ｂを構成する多数の光電変
換素子のそれぞれの出力をシリアルに連ねた信号であ
る。このアナログ画信号は、Ａ／Ｄ変換回路２にて各光
電変換素子の出力レベルをそれぞれ８ビットの画素デー
タに変換することにより、ディジタルな多値画像データ
に変換され、ラインメモリ３に一時記憶される。

【００２４】続いて、ラインメモリ３に記憶された多値
画像データは、４倍回路４において指定された画像拡大
率に拘らずに４００％（４倍）の拡大率で拡大処理され
る。この拡大処理は、ラインメモリ３に記憶された多値
画像データに含まれる画素データ（読取画素データ）ど
うしの間に、線形補間によって３つの補間画素データを
挿入する処理である。具体的には、例えば原稿２０に形
成された画像が図２（ａ）に示すものであり、この原稿
２０の画像をＬの位置を主走査位置として読み取った際
の画像データが図２（ｂ）に示すものであったとする
と、拡大処理後の多値画像データは図２（ｃ）に示すも
のとなる。なお図２（ｃ）では便宜上、多値画像データ
をアナログ信号の状態で示しているが、実際には各読取
画素および各補間画素のそれぞれのレベルを８ビットで
示した読取画素データおよび補間画素データの配列によ
りなる。

【００２５】このようにして４００％に拡大された多値
画像データ（以下、４倍画像データと称する）は、メモ
リ部５のラインメモリ５ａ，５ｂ，５ｃを順に転送さ
れ、メモリ部５に３ライン分の読取期間に亙って保持さ
れる。かくしてメモリ部５には、連続する３ラインの４
倍画像データが保持される。

【００２６】アドレス発生回路６は、ラインメモリ５ｂ
に記憶された各画素データを順番に出力するように着目
画素出力用のアドレスを発生する。またアドレス発生回
路６は、この着目画素出力用のアドレスと同時に、この
着目画素出力用のアドレスにより出力される画素データ
に対応する画素に対して、１つ前のラインの主走査方向
同一位置にある画素、主走査方向に４画素離れた位置に
ある２つの画素および１つ後ろのラインの主走査方向同
一位置にある画素の、計４つの画素に対応する参照画素
出力用のアドレスを発生する。

【００２７】メモリ部５は、このようにしてアドレス発
生回路６で発生された５つのアドレスに対応する５つの
画素データを乗算回路７へと出力する。すなわちメモリ
部５が出力する画素データは、図３に示すように任意の
着目画素と、着目画素の上側に隣接する画素、左側に４
画素離れた画素、右側に４画素離れた画素および下側に
隣接する画素の４つの参照画素とのそれぞれ対応するも
のとなる。なお着目画素には、４倍画像データの各画素
データが順番に設定され、４つの参照画素も着目画素に
設定された画素に対して図３に示す位置にある画素に順
次変更される。

【００２８】このようにしてメモリ部５で抽出された、
図３に示す位置関係にある５つの画素データは、乗算回
路７にて係数発生回路８が発生する係数がおのおの乗算
される。ここで係数発生回路８は、着目画素に対して
“５”を、また参照画素に対して“−１”をそれぞれ係
数として出力している。従って、着目画素のレベルを
Ｒ、参照画素のレベルをそれぞれＯ₁ ，Ｏ₂ ，Ｏ₃ ，Ｏ
₄ とすれば、着目画素に対応する画素データのレベルは
“５Ｒ”に、また参照画素に対応する画素データのレベ
ルはそれぞれ“−Ｏ₁ ”，“−Ｏ₂ ”，“−Ｏ₃ ”，
“−Ｏ₄ “に変換される。

【００２９】そしてこれらの画素データは加算回路９に
与えられ、ここで加算される。従って加算回路９の出力
データのレベルは、 ５×Ｒ−（Ｏ₁ ＋Ｏ₂ ＋Ｏ₃ ＋Ｏ₄ ） となる。すなわち、注目画素に対してラプラシアン演算
がなされることになり、加算回路９の出力データは、注
目画素に対してコントラスト強調を行った結果となる。

【００３０】そして、加算回路９では、４倍画像データ
の各画素データを注目画素データとして上記処理が繰り
返されるので、加算回路９の出力は、４倍画像データに
対してラプラシアン演算によるコントラスト強調を施し
たデータとなる。

【００３１】ここで、注目画素に対して主走査方向に位
置する参照画素は、注目画素から４画素離れた画素とし
てあるので、補間画素に対しても周囲の画素の濃度変化
に応じたコントラスト強調が適切に行われる。具体的に
は、例えば４倍回路４から出力される４倍画像データが
図２（ｃ）に示すものであった場合、加算回路９から出
力される４倍画像データは図２（ｄ）に示すようなデー
タとなり、この４倍画像データを同図に示すスライスレ
ベルで２値化した場合には図２（ｅ）に示すような、図
２（ａ）に示す元の画像を忠実に４倍にした画像が得ら
れる。なお図２（ｄ）では４倍画像データを、便宜上、
アナログ信号の状態で示しているが、実際には各読取画
素および各補間画素のそれぞれのレベルを８ビットで示
した読取画素データおよび補間画素データの配列により
なる。

【００３２】このようにしてコントラスト強調が施され
たのちの４倍画像データは、続いて間引き回路１０にお
いて、間引きタイミング発生回路１１にて発生される間
引きタイミング信号がＯＮである場合にその出力が停止
されることにより、画素データの間引きが行われる。間
引きタイミング信号は、オペレータにより指定された画
像拡大率に応じた比率でＯＮとなる信号であるので、４
倍画像データから指定された画像拡大率に応じた比率で
画素データが間引かれる。具体的には、例えば画像拡大
率として２００％が指定されていれば、２画素に１画素
の割合で画素データが間引かれる。

【００３３】かくして間引き回路１０の出力は、オペレ
ータにより指定された画像拡大率でＡ／Ｄ変換回路２が
出力する多値画像データに対応する画像を拡大して得た
画像に対応する画像データとなる。

【００３４】以上のように本実施例によれば、指定され
た画像拡大率に拘らずに一旦４倍に拡大するとともに、
この４倍に拡大した４倍画像データに対して、主走査方
向に関しては着目画素から４画素離れた位置にある画素
を参照画素として用いたコントラスト強調を行うことに
より、全ての画素データに対して周囲の画素の濃度変化
に応じた適切なコントラスト強調を施したのち、指定さ
れた画像拡大率に応じて画素データを間引いて所望の画
像に対応する画像データを得る。従って、生成された画
像データに含まれる各画素データは、全て周囲の画素の
濃度変化に応じた適切なコントラスト強調が施されたも
のであるので、元の画像を指定された画像拡大率で忠実
に拡大した画像に対応する画像データとなり、黒線の細
りや白線のつぶれが生じることもない。

【００３５】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、コントラスト強調の
際の参照画素は、副走査方向については隣接する画素と
しているが、図４に示すように副走査方向に関しても４
画素離れた画素を参照画素としても良い。

【００３６】また上記実施例では、コントラスト強調処
理を行う前の画像拡大率を４倍としているが、この倍率
は任意（ただし整数）であって良い。コントラスト強調
処理を行う前の画像拡大率を４倍とした場合には、最終
的な画像拡大率は１００％〜４００％の間となるが、コ
ントラスト強調処理を行う前の画像拡大率を大きくこと
によって最終的な画像拡大率の最大値を引き上げること
ができる。逆に最終的な画像拡大率が４００％よりも小
さくて良い場合には、コントラスト強調処理を行う前の
画像拡大率を小さくしても良い。なお、このようにコン
トラスト強調処理を行う前の画像拡大率を変更する場
合、その倍率に応じてコントラスト強調の際の参照画素
の位置を変える必要がある。すなわち、コントラスト強
調処理を行う前の画像拡大率がｎ倍とすれば、主走査方
向の参照画素は、注目画素からｎ画素離れた画素とす
る。

【００３７】また上記実施例では、画像の拡大のために
線形補間を、またコントラスト強調のためにラプラシア
ン演算をそれぞれ行っているが、これらの具体的な手法
は他のものであっても良い。

【００３８】また上記実施例では、本実施例に係る画像
処理装置を画像読取装置に適用しているが、他の装置で
発生された画像データを処理するための独立した画像処
理装置として実現できるのはもちろんのこと、画像読取
装置以外の装置に対して適用することも可能である。こ
のほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実
施が可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、例えば読取部およびＡ
／Ｄ変換回路で生成される多値画像データなどの原画像
データの各画素データの間に、例えば線形補間などの所
定の補間処理によりｎ−１個（ｎは所定の整数：例えば
４）の画素データをそれぞれ挿入して、前記原画像デー
タに対応する画像のｎ倍の画像に対応する例えば４倍画
像データなどのｎ倍画像データを生成する例えば４倍回
路などの拡大手段と、任意の着目画素データに対し、少
なくとも着目画素データのレベルとこの着目画素に対応
する画素からｎ画素離れた位置にある複数の画素に対応
する画素データのレベルとに基づいてコントラスト強調
を行う処理を、前記拡大手段で生成された前記ｎ倍画像
データの各画素データを着目画素として行う、例えばメ
モリ部、アドレス発生回路、乗算回路、係数発生回路お
よび加算回路からなる強調手段と、この強調手段により
コントラスト強調がなされたｎ倍画像データから、任意
の拡大率に応じた頻度で画素データを間引くことにより
前記原画像データに対応する画像を任意の拡大率に拡大
した画像に対応する拡大画像データを生成する、例えば
間引き回路および間引きタイミング発生回路からなる間
引き手段とを具備したので、処理対象画像を任意の拡大
率で拡大した画像に忠実な画像データを適確に生成する
ことができる画像処理装置となる。

【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を適用し
て構成された画像読取装置の要部構成を示す機能ブロッ
ク図。

【図２】図１に示す画像読取装置でのデータの変化の一
例を説明する図。

【図３】コントラスト強調を行う際の着目画素と参照画
素との位置関係を示す図。

【図４】コントラスト強調を行う際の着目画素と参照画
素との位置関係の変形例を示す図。

【図５】従来の画像拡大処理を説明する図。

【図６】従来のコントラスト強調における着目画素と参
照画素との位置関係を示す図。

【図７】従来の画像処理装置でのデータの変化の一例を
説明する図。

【符号の説明】 １…読取部 ２…Ａ／Ｄ変換器 ３…ラインメモリ ４…４倍回路 ５…メモリ部 ６…アドレス発生回路 ７…乗算回路 ８…係数発生回路 ９…加算回路 １０…間引き回路 １１…間引きタイミング発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/409 // Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０ Ｈ 9471−5Ｇ Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ対応する画素の濃度を多値で示
   した多数の画素データの配列よりなる原画像データを、
   この原画像データに対応する画像を任意の拡大率で拡大
   した画像に対応する拡大画像データに変換する画像処理
   装置において、 前記原画像データの各画素データの間に、所定の補間処
   理によりｎ−１個（ｎは所定の整数）の画素データをそ
   れぞれ挿入して、前記原画像データに対応する画像のｎ
   倍の画像に対応するｎ倍画像データを生成する拡大手段
   と、 任意の着目画素データに対し、少なくとも着目画素デー
   タのレベルとこの着目画素に対応する画素からｎ画素離
   れた位置にある複数の画素に対応する画素データのレベ
   ルとに基づいてコントラスト強調を行う処理を、前記拡
   大手段で生成された前記ｎ倍画像データの各画素データ
   を着目画素として行う強調手段と、 この強調手段によりコントラスト強調がなされたｎ倍画
   像データから、前記拡大率に応じた頻度で画素データを
   間引くことにより前記拡大画像データを生成する間引き
   手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。