JPH09307746A

JPH09307746A - 解像度変換装置

Info

Publication number: JPH09307746A
Application number: JP8118720A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Horie; 等堀江
Original assignee: Matsushita Graphic Communication Systems Inc
Current assignee: Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な方法でハ−フト−ン画像に対し
てオリジナル格子と生成格子の干渉によって生じるモア
レの発生を抑圧し、細線も保存できる解像度変換装置を
提供する。【解決手段】主走査変換率と副走査変換率の組み合わ
せである（Ｘ＿ｒａｔｉｏ，Ｙ＿ｒａｔｉｏ）が、整数
となる変換率の近くでは、生成格子内の面積Ｓｉｊの最
大値ｍａｘ｛Ｓｉｊ｝とそれに対応する画素（以下、優
勢シンボル）の色によってしきい値を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファクシミリ装置や
ディジタル複写機などにおいて、２値化された画像をプ
リンタの解像度に合わせて記録する際に主走査、副走査
方向の画素数を変換する解像度変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置では、スキャナから画
像データを入力して２値化処理、圧縮処理を施して一時
的にメモリに蓄積し、送信時に相手の受信能力に合わせ
るために、Ｂ４版からＡ４版などに画像を縮小したり、
受信画像をプリンタの解像度に合わせて等倍で記録する
ために主走査、副走査方向の画素数を変換することがあ
る。また、定形記録紙を使ったファクシミリ装置では、
記録紙の有効範囲内に記録画像を納めるために数％の縮
小を行うことがある。

【０００３】更に、ミリ系の解像度を持つスキャナから
入力された画像をインチ系のプリンタに記録する場合に
も画像の僅かなゆがみを抑えるため、１ラインの画素数
と１ページのライン数をそれぞれ数％だけ独立に増加さ
せたり減少させたりすることがある。従来からこのよう
な用途で画像の解像度を変換する方法の一つとして投影
法が用いられている。

【０００４】まず、１ラインの画素数と１ページのライ
ン数をともに減少させる縮小処理について説明する。

【０００５】投影法による縮小処理は図９に示すよう
に、変換画像を表す格子（以下、生成格子と呼び実線で
示す）に投影される原画像を表す格子（以下、オリジナ
ル格子と呼び波線で示す）の面積をフィルタ係数として
生成画素の値を計算する２次元フィルタである。このと
き主走査方向の縮小率は生成格子の幅に対するオリジナ
ル格子の幅で表される。図中Ｘ＿ｒａｔｉｏが主走査変
換率を表す。副走査方向についても同様である。

【０００６】例えば、図中の網掛け画素に対するフィル
タ出力は、ＦｉｌＯｕｔ＝（Ｐ２，２×Ｓ００＋Ｐ２，３×Ｓ０１
＋Ｐ３，２×Ｓ１０＋Ｐ３，３×Ｓ１１）で表される。

【０００７】ここで、Ｐ２，２などは原画素を表し、こ
こでは黒画素は”２５５”、白画素は”０”の値をとる
ものとする。Ｓ００は生成格子内部のＰ２，２の格子の
占める面積である。他の面積も同様である。ＦｉｌＯｕ
ｔは多値の信号として得られるので、それをしきい値Ｔ
ｈと比べて２値画像が得られる。すなわち、ＦｉｌＯｕｔ ≧ Ｔｈ → ”黒画素” ＦｉｌＯｕｔ＜Ｔｈ → ”白画素” しきい値Ｔｈは、あらかじめ定められた定数で原画素が
２５６階調であれば、中間値の”１２８”とすることが
多い。

【０００８】次に、主走査方向、副走査方向の画素数を
増加させる拡大処理の場合は図１２に示すように、オリ
ジナル格子と生成格子の関係を逆転し、Ｘ＿ｒａｔｉ
ｏ、Ｙ＿ｒａｔｉｏにそれぞれ主走査変換率、副走査変
換率の逆数を設定し同様の処理を行えばよい。例えば、
図１２では生成格子は波線で、オリジナル格子は実線で
表されているが、左上の生成画素はＰ１，１の格子に含
まれているのでＰ１，１と同一色となり、その右隣の生
成画素は波線格子を分割する実線格子が作る面積を重み
としたＰ１，１、Ｐ１，２のフィルタ処理で決定され
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
構成された解像度変換装置は、文書画像に対しては良好
な画質が得られるが、誤差拡散のようなハーフトーン画
像では、わずかに縮小した場合には低周波のモアレが発
生し階調性が著しく低下する。

【００１０】主走査変換率、副走査変換率の組み合わせ
を（Ｘ＿ｒａｔｉｏ、Ｙ＿ｒａｔｉｏ）と表すときに、
このモアレはＸ＿ｒａｔｉｏ、Ｙ＿ｒａｔｉｏが整数の
組み合わせ、例えば（１．０、１．０）、（２．０、
２．０）となる変換率の近辺で著しい。

【００１１】このモアレは、オリジナル格子と生成格子
の干渉によって生じるものである。図１２は縮小の場合
について、この様子を示したものである。ハーフトーン
画像では孤立画素が多いのでＰｊ、ｉは黒画素とし、そ
の両端は白画素とする。黒画素Ｐｊ，ｉが図示したよう
に生成格子によって約１／２に分かれた場合、Ｓ１０
が”０”でなければ、Ｓ００の生成格子に対する面積比
率は１／２以下になるため、しきい値”１２８”でスラ
イスすると隣接する生成格子のどちらに対してもＰｊ，
ｉは反映されない。このような格子の位相状態の部分で
は、変換画素は”白画素”が続き、格子の位相が少しず
つずれるにつれてこの状態は解消され、黒画素がどちら
かの生成格子に保存されるようになる。黒画素を背景と
する白の孤立画素につても同様である。これが低周波モ
アレの発生原因である。拡大の場合も実線の格子と波線
の格子を逆にして同様に考えることができる。

【００１２】モアレを抑圧し、広い変換率の範囲で高い
画質を得る方法として多値データであるフィルタ出力に
対して再び誤差拡散処理を施す方法が知られている。し
かし、この方法は文字画像を劣化させるため、ハーフト
ーン画像にも文字画像にも良好な結果を得るには、像域
分離などの適応処理が必須となり回路規模の増大、誤識
別による画質劣化などの新たな問題が生じる。

【００１３】また、上述のように構成された解像度変換
装置では、罫線のような水平、垂直の１ビットの細線が
場合によっては消失するという問題もある。

【００１４】縮小時の１ビットの細線の消失は図１４
（ａ）に示す状況で発生する。図１４（ａ）に示すよう
に、１ビット幅の横細線が生成格子によって２分割さ
れ、それぞれの幅をＬ１、Ｌ２とするとき、そのどちら
も生成格子幅の１／２未満であれば、しきい値が１２８
ではＬ１側もＬ２側も横細線を再生しない。図１４
（ｂ）のように横細線が生成格子内部に含まれていると
きは、縮小率が１／２以上であれば、横細線の幅は生成
格子の幅の１／２以上なので、しきい値が１２８でも横
細線は再生されることになる。縦方向の細線の消失も同
様にして発生する。

【００１５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、比較的簡単な方法でハーフトーン画像に対してモ
アレの発生を抑圧し、細線も保存できる解像度変換装置
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、主走査変換率
と副走査変換率の組み合わせである（Ｘ＿ｒａｔｉｏ，
Ｙ＿ｒａｔｉｏ）が、整数となる変換率の近くでは、生
成格子内の面積Ｓｉｊの最大値ｍａｘ｛Ｓｉｊ｝とそれ
に対応する画素（以下、優勢シンボル）の色によってし
きい値を決定し、孤立した黒画素や白画素が保存できる
ようにしたことにより、黒の孤立点や白の孤立点が保存
されるため、僅かに拡大または縮小した場合でもハーフ
トーン画像の階調性は失われることなく、また、細い罫
線も保存されるため、線画を含む文書画像でも自然な縮
小画像が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明は、図１０でｍａｘ｛Ｓｉ
ｊ｝＝Ｓ００とし、Ｐｊ，ｉが黒画素とした場合、Ｐ
ｊ，ｉが生成格子に投影する面積はＳ００であるから、
しきい値をＳ００より僅かに低く、Ｓ００−εとすれば
生成画素は黒画素になるため、Ｐｊ，ｉが保存されると
いう理論に基づいている（εは小さな正の数）。同様の
考えでＰｊ，ｉが白画素のときは原画像が２５６階調で
あると仮定すると、レベルを反転させて、しきい値を２
５５−［ｍａｘ｛Ｓｉｊ｝−ε］とすればよい。この方
法を優勢シンボルによるしきい値決定方法と呼ぶことに
する。

【００１８】ところで、実験によると、この方法では整
数の変換率を中心として±１０％〜±１５％までは階調
性が良いが、この範囲を越えると固定しきい値のほうが
階調性にすぐれていることが分かった。これは、優勢シ
ンボルによるしきい値決定方法では、投影フィルタの本
来の特性が損なわれるためであると考えられる。それに
対して文字画像は黒画素が集中しているため、どちらの
方法でも問題がない。

【００１９】細線が失われる確率を低くするには、しき
い値を下げて例えば６４とすればよい。しかし、そうす
ると文字部分には黒つぶれが発生し、ハーフトーン画像
は全体的に黒くなり明らかに階調特性が劣化する。

【００２０】本発明ではフィルタ対象画素やその周辺画
素の状態によって、線画を識別する簡単な像域分離を行
い、細線が予測される場合には、細線が再生されるよう
なしきい値を設定するように構成したものである。例え
ば、図１４（ａ）の場合には、Ｌ１が生成格子の１／２
未満の場合は、Ｌ２の幅を求め、Ｌ２側で細線が再生さ
れるようなしきい値を設定する。Ｌ１が生成格子の１／
２以上の場合は、しきい値が１２８でもＬ１側で細線が
再生されるのでしきい値は変動させない。

【００２１】以上の複数のしきい値設定手段を組み合わ
せて、変換率の広い範囲で良好な画質を得るために整数
変換率の近傍を示すパラメータを定め、この範囲内では
ハーフトーンのモアレを抑圧するための優勢シンボルに
よるしきい値設定を行い、その範囲外で細線が予測され
るときには、それが再生されるようにしきい値を設定
し、そうでない場合、例えば文字部分ではあらかじめ定
めたしきい値によって２値化するようにした。

【００２２】したがって、本発明によれば、黒の孤立点
や白の孤立点が保存されるため、僅かに拡大または縮小
した場合でもハーフトーン画像の階調性は失われない。
また細い罫線も保存されるため、線画を含む文書画像で
も自然な縮小画像が得ることがられる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２４】図１は、本発明の実施例を示す解像度変換
装置のブロック図である。本実施例は、説明の簡略化の
ために変換率が、０．５以上の場合を示している。従っ
て、縮小の場合には生成格子内に入るオリジナル格子の
数は主走査方向（以下、Ｘ方向）、副走査方向（以下、
Ｙ方向）ともに最大３本と仮定しているが、これによっ
て本発明の一般性が失われるものではない。

【００２５】まず、本実施例の構成要素としきい値の設
定方法を説明し、次に処理フローに従って解像度変換装
置の動作を説明する。

【００２６】１は解像度変換装置全体を制御する制御部
であり、シーケンス制御回路１ａ、算術論理演算回路１
ｂ（ＡＬＵ）、各種の制御パラメータを格納するパラメ
ータレジスタ１ｃから構成される。レジスタ２〜４はＸ
方向の格子幅を格納するレジスタである。同様にレジス
タ５〜７はＹ方向の格子幅を格納するレジスタである。
投影フィルタ８は３個の積和演算回路８ａ〜８ｃによっ
て構成される。

【００２７】投影フィルタ８への入力はＸ方向、Ｙ方向
の格子幅と参照画素である。参照画素は３ラインの画像
データを同時に参照できる構成である。それらは参照画
素シフトレジスタ９〜１１に格納される。９は第ｊライ
ン目の参照画像データを画像メモリ１２から入力する。
画像データは、このレジスタの下位側に入力される。１
０、１１についても同一の構成である。１３はしきい値
計算回路である。レジスタ１４、１５はそれぞれＸ方
向、Ｙ方向の格子幅の最大値を設定する。

【００２８】１６は各積和演算回路の出力を加算する加
算器である。加算器１６の出力がフィルタの出力であ
る。セレクタ１７は、生成格子内の面積の最大値ｍａｘ
｛Ｓｉｊ｝に対応する優勢シンボルを選択する。１８は
比較器であり、フィルタ出力をしきい値Ｔｈと比較して
２値化する。シフトレジスタ１９は、２値化した画素が
生成される毎に１ビットシフトし、バイトデータにパッ
キングする回路である。変換画像データＰは８画素生成
される毎に、画像データバス２０を通して画像メモリ１
２に転送される。なお、２１は、しきい値レジスタであ
る。

【００２９】図２は、積和演算回路８ａの構成例を示し
たものである。構成要素は乗算器３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ、加算器３２、セレクタ３３ａ、３３ｂ、３３ｃは参
照画素が黒画素であれば”ｆｆ”を、白画素であれば”
０”を出力する。第ｊライン参照画素シフトレジスタは
図示するように２０ビット長であり、フィルタ対象画素
およびその周辺画素はしきい値計算回路につながってい
る。

【００３０】図３は、パラメータレジスタ１ｃのレジス
タ内容と算術論理演算回路１ｂの周辺を示したものであ
る。レジスタの内容は動作説明のところで説明する。

【００３１】図４は、しきい値計算回路１３の構成例を
示したものである。しきい値計算部４１（＃１）はハー
フトーン画像のモアレ抑圧のためのしきい値を計算し、
しきい値計算部４２（＃２）は細線保存のためのしきい
値を計算する。セレクタ４３（＃１）は、制御部１から
の制御信号Ｃに含まれる切替信号ｃ１によって、２つの
しきい値計算回路の出力を切り替える。しきい値計算部
４１の出力が選択されるのは、主副の変換率の組み合わ
せが整数格子点となる近傍である。しきい値計算部４１
への入力信号はＸ方向、Ｙ方向の格子幅の最大値であ
り、それぞれレジスタ１４、１５に設定されている。し
きい値計算部４２への入力信号は、しきい値レジスタ２
１に設定されたしきい値、フィルタ画素周辺の参照画素
Ｒ、およびＸ方向またはＹ方向の縮小を示す制御信号ｃ
２である。

【００３２】図５は、しきい値計算部４１（＃１）の構
成例を示したもので、乗算器５１、減算器５２、５３、
及び２つの減算器の出力を優勢シンボルの色によって選
択するセレクタ５４から構成されている。Ｘ方向、Ｙ方
向の格子幅の最大値はそれぞれレジスタ１４、１５に設
定されている。乗算器５１の出力は分割領域の最大値ｍ
ａｘ｛Ｓｉｊ｝である。この値はフィルタ計算の途中で
も得られるので、それを使うように構成してもよい。減
算器５２、５３ではそれぞれ、ｍａｘ｛Ｓｉｊ｝−１と
２５５−｛ｍａｘ｛Ｓｉｊ｝−１｝を計算する。セレク
タ５４にはｍａｘ｛Ｓｉｊ｝に対応する画素が選択信号
として入力し、黒画素であればｍａｘ｛Ｓｉｊ｝がしき
い値として選択され、そうでなければ２５５−｛ｍａｘ
｛Ｓｉｊ｝−１｝が選択される。

【００３３】図６は、しきい値計算部４２（＃２）の第
１の構成例を示したものである。構成要素は縦細線保存
のためのしきい値計算回路６１、横細線保存のためのし
きい値計算回路６２、フィルタ周辺画素の状態があらか
じめ定めた条件を満たすかどうかを検出する論理回路６
３、及び２つのセレクタ６４、６５から構成されてい
る。これらのセレクタは、論理回路６３の出力信号によ
って、縦細線保存用のしきい値、横細線保存用のしきい
値、または、しきい値レジスタ２１にあらかじめ設定さ
れた文字部分に適したしきい値のいずれかを選択する。
本実施例では、しきい値レジスタ２１の値は特に断らな
い限り１２８とする。縦細線しきい値計算回路６１の入
力信号はしきい値レジスタ２１の値であり、横細線しき
い値計算回路６２の入力信号は、しきい値レジスタ２１
の値及び制御部１から供給されるパラメータである。

【００３４】図７は、しきい値計算部４２（＃２）の第
２の構成例を示したものである。横細線のしきい値は該
当するラインでは同一のため、ラインの先頭で計算すれ
ばよい。制御部１で必要な演算を実行し、その結果をレ
ジスタ７２に保持する構成としたものである。それ以外
は図６と同一である。ライン先頭での処理時間が問題な
ければ、この構成の方が回路規模が小さくなる。

【００３５】図８は、論理回路６３または７３の構成例
を示したものである。構成要素は縦細線予測回路８１、
横細線予測回路８２、及びそれらの出力信号をＸ方向縮
小を示す制御信号ｃ２、Ｙ方向縮小を示す制御信号によ
ってゲートするゲート回路８３、８４、及び論理和回路
８５である。Ｘ方向が縮小の場合には縦細線予測回路の
出力を有効とし、Ｙ方向が縮小の場合には横細線予測回
路８２の出力が有効になる。ゲート回路８３、８４の出
力信号は、図６または図７のセレクタ＃３につながり、
縦細線しきい値計算回路または横細線しきい値計算回路
の出力信号が選択される。図では省略しているが、縦細
線予測回路８１、横細線予測回路８２の出力が同時にＯ
Ｎした場合には、横細線予測回路８２の出力を優先する
ように構成されている。論理和回路８５によって、２つ
のゲート回路出力の論理和をとり、その値によってセレ
クタ６５、７５（＃２）でしきい値レジスタ２１の値ま
たはセレクタ６４、７４（＃３）の値が最終的なしきい
値として出力される。

【００３６】次に、図１６、図１７を用いて、細線の予
測条件を説明する。図１６はフィルタ対象画素とその周
辺画素のシンボル定義であり、Ｐｊ，ｉは第ｊラインの
ｉ画素目である。中央の３×４の画素配列の内部が投影
フィルタの参照画素である。その周辺の左右の３×４の
画素配列が細線予測のための参照画素配列である。図１
７は黒細線の予測条件である。Ｗ、Ｂ、ＮＡは、それぞ
れ白画素、黒画素、非対象画素を表す。ここでは装置の
簡略化のために黒画素の細線のみを対象とする。白細線
についても条件は変わるが同様に実施できる。図１７
（ａ）は縦細線の予測条件である。ここでは、左右の参
照画素配列の上２ラインがオール”０”を予測条件とし
ている。すなわち、黒画素を”１”、白画素を”０”と
するとき、Ｐｊ，ｉ−４・Ｐｊ，ｉ−３・Ｐｊ，ｉ−２・Ｐｊ，ｉ−１・Ｐｊ＋１，ｉ−４・Ｐｊ＋１，ｉ−３・Ｐｊ＋１，ｉ−２・Ｐｊ＋１，ｉ−１＝０およびＰｊ，ｉ＋４・Ｐｊ，ｉ＋５・Ｐｊ，ｉ＋６・Ｐｊ，ｉ＋７・Ｐｊ＋１，ｉ＋４・Ｐｊ＋１，ｉ＋５・Ｐｊ＋１，ｉ＋６・Ｐｊ＋１，ｉ＋７＝０（条件１）ここで、”・”は論理積を表す。この条件が満たされた
場合には、フィルタ領域には縦細線、ある範囲の傾きを
持った斜線や文字画像の縦横のエッジ部分が通る可能性
がある。

【００３７】図１７（ｂ）は黒横細線の予測条件であ
る。図示するような生成格子内の第１ラインが黒、第２
ラインが白ののときに、それが細線の一部であるとみな
して予測条件としている。すなわち、Ｐｊ，ｉ・Ｐｊ，ｉ＋１・Ｐｊ，ｉ＋２・Ｐｊ，ｉ＋３・（！Ｐｊ＋１，ｉ）・（！Ｐｊ＋１，ｉ＋１）・（！Ｐｊ＋１，ｉ＋２）・（！Ｐｊ＋１，ｉ＋３）＝１（条件２）ここで、”！”は論理反転を表す。この画像パターンは
ハーフトーン画像では発生しにくいので、誤識別による
劣化は最小限に抑えられる。漢字部分では横エッジの保
存効果もある。図６、図７の論理回路６３、７３には、
上記の２条件がＡＮＤ、ＯＲゲートで構成されている。

【００３８】次に、これらの条件が満足されたときの、
しきい値の算出方法について説明する。まず条件１が満
たされたときには、本実施例では簡単のために、しきい
値はしきい値レジスタ設定値の１／２の６４としてい
る。縦細線しきい値計算回路６１、７１では、しきい値
レジスタの値を右に１ビットシフトするだけでよい。し
きい値を６４とした理由は後で説明する。

【００３９】さらに、条件２が検出されたときの横細線
保存のためのしきい値について説明する。図１４（ａ）
に示すように生成格子によって細線が２分割され、それ
ぞれの細線の幅をＬ１、Ｌ２とする。ここでは原理を説
明する都合上、生成格子幅を１．０に正規化し、縮小率
Ｙ＿ｒａｔｉｏは０．５から１．０の範囲に値をとるも
のとする。そうすると、次の関係が成立する。０．５＜Ｌ１＋Ｌ２＝Ｙ＿ｒａｔｉｏ＜１．０（１）これをＬ２、Ｌ１を座標軸として図示すると図１５のよ
うになる。縮小率Ｙ＿ｒａｔｉｏを決めると、それに対
して図示するような１本の直線が対応し、Ｌ１、Ｌ２
は、この直線上の点として表される。しきい値１２８は
２５６階調に対して０．５であるから、Ｌ１がＬ１＝
０．５の直線の上方向にあれば、Ｌ１によって細線は再
生される。

【００４０】これは、図中ではＡの領域にあたる。同様
にＬ２がＬ２＝０．５の直線の右方向にあれば、Ｌ２側
で細線が再生される。これが領域Ｃである。そのどちら
でもない場合、すなわち領域ＢではＬ１側でもＬ２側で
も細線は再生されず、この領域に入ったときに細線消失
という現象が起こる。したがって、Ｌ２が領域Ｂに入っ
ているかどうかを判断し、その場合にはＬ２から細線が
再生されるようなしきい値を設定すればよい。Ｌ１＋Ｌ
２＝Ｙ＿ｒａｔｉｏとＬ１＝０．５との交点のＬ２座標
は、Ｙ＿ｒａｔｉｏ−０．５であるから領域Ｂは次式で
表現できる。Ｙ＿ｒａｔｉｏ −０．５＜Ｌ２＜０．５（２）この範囲のときは、しきい値をＹ＿ｒａｔｉｏ−０．５
とすれば横細線が保存できる。より一般的に８ビットの
しきい値をＴｈとすると、（２）式は次のようになる。Ｙ＿ｒａｔｉｏ −Ｔｈ／２５６＜Ｌ２＜Ｔｈ／２５６（２'）以上の説明では２つに分割された細線のうちＬ２を保存
するための条件である。Ｌ２ではなく、Ｌ１側で細線が
消失するのを防ぐこともできる。この条件も同様にして
求めることができる。いづれの場合も生成格子内に投影
するオリジナル格子の最初または最後の格子幅を参照す
ることになる。

【００４１】縦細線の保存も同様であるが、既に説明し
たように装置簡略化のため、しきい値は６４とした。そ
の理由は図１５から分かるように、しきい値６４は０．
２５に相当し、Ｌ１＝０．２５、Ｌ２＝０．２５は直線
Ｌ１＋Ｌ２＝０．５上の１点で交わり、領域Ｂが存在し
ないためである。したがって、細線の抜けは発生しな
い。その代わりＬ１、Ｌ２の両方が細線を再生し、１ビ
ット幅の線が２ビット幅になることがあるが、それは許
容することにした。

【００４２】前述したように本実施例には３通りのしき
い値決定方法がある。すなわち、優勢シンボルによるし
きい値決定方法、細線保存のためのしきい値設定方法、
および、あらかじめ定めた固定しきい値である。

【００４３】図１８は、この２つのしきい値決定の有効
範囲を主走査変換率、副走査変換率の組み合わせとして
表したものである。２つの変換率の組合わせが整数値の
近傍では、優勢シンボルによるしきい値決定とし、それ
以外の領域の縮小部分では細線保存しきい値を選択し、
それ以外の領域では固定しきい値を選択する方式であ
る。変換率の組み合わせが整数格子点の近傍であるか否
かは、あらかじめ定めたパラメータａｉによって判断す
る。パラメータａｉは、注目する整数格子点によって異
なる値を選択できるように、パラメータレジスタ１ｃの
レジスタａにあらかじめ設定される。また固定しきい値
もあらかじめ定めた値であり、パラメータレジスタ１ｃ
に設定されているものとする。

【００４４】次に、図１９に示されるフロー図よって動
作を説明する。まず、フロー図に表れるシンボルを図１
１によって説明する。図１１は縮小の例であるが、拡大
の場合はオリジナル格子と生成格子の関係を逆に考えれ
ばよい。Ｘ＿ｉｎｉｔｉａｌは生成格子内の最初の格子
幅、Ｘ＿ｒａｔｉｏは変換率であり、Ｒｘは最後の格子
幅である。Ｙ方向についても同様にシンボルを定義す
る。参照ラインは上から第ｊライン、第（ｊ＋１）ラ
イン、第（ｊ＋２）ラインとする。生成格子がオリジナ
ル格子によって分割される領域の面積は添え字を付けて
Ｓ００のように表す。それ以外のシンボルは必要に応じ
て説明する。

【００４５】図１９に戻る。まず、主走査、副走査とも
に縮小の場合を説明する。図中、加算、減算は算術論理
演算回路１ｂによって実行されるものとする。処理１０
１はページの先頭におけるレジスタの初期化として、Ｙ
方向のオリジナル格子のアドレスを計算するレジスタで
あるＹｌａｔｔｉｃｅＲｅｇとＹ＿ｉｎｉｔｉａｌをク
リアする。図４に示すように、これらのレジスタはパラ
メータレジスタ１ｃに含まれている。処理１０１ではレ
ジスタのクリアの他に、パラメータレジスタにあらかじ
め設定された主走査変換率、副走査変換率の組み合わせ
とパラメータレジスタａの値によって、これらが、図１
８のどの範囲に入るかを比較判断し優勢シンボルによる
しきい値決定であるか、細線保存しきい値であるかを決
定する。これらの処理は図示していないが、算術論理演
算回路でパラメータ値の比較をすることによって容易に
実行できる。優勢シンボルによるしきい値決定であれ
ば、図４の切替信号ｃ１によって、しきい値計算部＃１
の出力を選択する。

【００４６】処理１０２は参照画素シフトレジスタ２
１、２２、２３に参照画像データを入力する。まずシフ
トレジスタ２１の下位バイトに第１ライン（ｊ＝１）の
先頭のバイトデータを画像メモリ４から入力し、それを
８ビット左にシフトする。シフト操作はシフト信号Ｓｆ
１（＃１）を８回入力する。シフト信号Ｓｆ１はシーケ
ンス制御回路１ａから出力される制御信号の一部であ
る。その後再度、下位バイトに次の１バイトを入力す
る。シフトレジスタ２２には第２ラインの参照画像デー
タを、１１には第３ラインの参照画像データを同様にし
て入力する。

【００４７】処理１０３は処理１０１同様に、Ｘ方向の
オリジナル格子のアドレスを計算するレジスタＸｌａｔ
ｔｉｃｅＲｅｇとＸ＿ｉｎｉｔｉａｌをクリアする。Ｃ
Ｔはカウンタで、初期値は８を設定する。

【００４８】処理１０４はＹ方向の格子アドレスを計算
し、その値から格子幅を計算しレジスタ５〜７に設定す
る。図２１，図２２に処理１０４の詳細を示す。処理２
００はＹ＿ｓｈｉｆｔ、Ｙ＿ｎｕｍおよびＹ＿ｉｎｃｌ
ｕｄｅをクリアする。Ｙ＿ｓｈｉｆｔは生成格子に含ま
れるオリジナル格子数であり、Ｙ＿ｎｕｍは生成格子に
かかる参照ライン数である。図５を例にすると、Ｙ＿ｓ
ｈｉｆｔ＝２、Ｙ＿ｎｕｍ＝３となる。Ｙ＿ｉｎｃｌｕ
ｄｅは拡大の場合に参照される値であり、図９に示すよ
うに、オリジナル格子（実線）内に完全に含まれる生成
格子の数である。この図ではＹ＿ｉｎｃｌｕｄｅ＝２で
ある。

【００４９】処理２０１の判断でＹ＿ｉｎｉｔｉａｌ
が”０”でなければ処理２０２でワークレジスタにＹ＿
ｉｎｉｔｉａｌの値を書き込み、処理２０３でＹ＿ｓｈ
ｉｆｔ、Ｙ＿ｎｕｍをインクリメントする。ページの先
頭では、Ｙ＿ｉｎｉｔｉａｌは”０”であるから、これ
らの処理は行われない。

【００５０】処理２０４でＹ＿ｉｎｉｔｉａとＹ方向の
縮小率Ｙ＿ｒａｔｉｏの加算を算術論理演算器１５によ
って行い、演算結果はアキュムレータ（ａｃｃａ）に一
時的に格納される。生成格子の幅は１００００Ｈに正規
化し、縮小率は生成格子の幅に対するオリジナル格子の
幅と定義する。例えば、縮小率が０．９であれば、６５
５３６×０．９＝５８９８２＝Ｅ６６６Ｈであるから、
パラメータレジスタＹ＿ｒａｔｉｏには、あらかじめＥ
６６６Ｈを設定しておく。Ｘ方向についても同様であ
る。処理２０４の結果、処理９４０５でオーバフローを
示すキャリー信号がＯＮするかどうかの判断を行う。キ
ャリー信号は、加算結果が１００００Ｈに等しいか、越
えた場合にＯＮとなる。これは算術論理演算回路１ｂか
ら出力する状態信号の一部である（図１、図３）。キャ
リー信号がＯＦＦの間は、オリジナル格子が生成格子の
内部にあることを示している。処理２０６では、処理２
０４の結果をＹｌａｔｔｉｃｅＲｅｇに格納する。処理
２０７ではＹ＿ｒａｔｉｏをワークレジスタに書き込
む。処理２０８ではＹ＿ｓｈｉｆｔとＹ＿ｎｕｍをイン
クリメントする。

【００５１】処理２０５の判断で処理２０９に移ったと
する。処理２０９は生成格子とオリジナル格子が重なる
かどうか判断する。重ならなければ、処理２１１で最終
の格子幅Ｒｙを求め、ワークレジスタに書き込む。格子
が重なるときには、最終幅はＹ＿ｒａｔｉｏに等しいの
で処理２１４で、これをワークレジスタに書き込む。処
理２１２と処理２１５では、Ｙ＿ｓｈｉｆｔの値が”
１”だけ異なる。格子が重なるときは、Ｙ＿ｓｈｉｆｔ
＝Ｙ＿ｎｕｍであるが、普通はＹ＿ｎｕｍ＝Ｙ＿ｓｈｉ
ｆｔ＋１である。処理２１６で次の生成格子内の演算の
初期値Ｙ＿ｉｎｉｔｉａｌを更新する。以上で格子アド
レスの計算が終わる。例えば、縮小率０．９とすると、
第１ライン目ではこれらの値は次のようになる。

【００５２】Ｙ＿ｒａｔｉｏ＝Ｅ６６６ＨＹｗｏｒｋ＃［０］＝Ｅ６６６ＨＹｗｏｒｋ＃［１］＝１９９ａＨＹｗｏｒｋ＃［２］＝０Ｙ＿ｉｎｉｔｉａｌ＝ｃｃｃｃＨＹ＿ｓｈｉｆｔ＝１Ｙ＿ｎｕｍ＝２処理２２２で副走査方向が縮小と判断されたときには、
処理２１９〜処理２２１で上記の格子幅を、格子幅レジ
スタ５、６、７に設定する。処理２１８で生成格子のＹ
方向の分割数が２のときには、格子幅レジスタ７に”
０”が書き込まれるようにしている。

【００５３】処理２３０、処理２３１は細線保存しきい
値設定に関する内容である。本実施例では図７に示すし
きい値計算部＃２を使用している。図１４のＬ２は、Ｙ
＿ｉｎｉｔｉａｌに相当する。ここでは生成格子幅は１
００００Ｈで正規化し、Ｙ＿ｒａｔｉｏは１６ビットで
あり、しきい値は１２８であるとすると、式（２）を１
６ビット固定小数点表現すると次式となる。Ｙ＿ｒａｔｉｏ−８０００Ｈ＜Ｙ＿ｉｎｉｔｉａｌ＜８０００Ｈ（３）処理２３０では式（３）の条件判定を行い、条件が満た
されていれば、しきい値は２５５以下の値とするためＹ
＿ｒａｔｉｏ−８０００Ｈを右に８ビットシフトした
値、そうでなければ１２８とする。これらの計算は算術
論理演算回路１ｂで行い、計算結果は図６に示す信号線
６６を通して、横細線しきい値レジスタ６２に設定す
る。以上が図１９の処理１０４の内容である。

【００５４】再び図１９に戻る。処理１０５では処理１
０４で得られた格子幅の最大値を図１のレジスタ１５に
書き込む。また、それが何番目であるかをＹ方向選択信
号Ｃｙに出力する。この信号はシーケンス制御回路の出
力信号の一部である。最大値の検出は、一般には算術論
理演算回路１ｂによってＹｗｏｒｋの内容を順次比較す
れば得られるが、本実施例では最大の分割数を３にして
いるので、分割数が３のときは２番目が最大であり、分
割数が２のときは、それらを比較することによって判断
できる。

【００５５】処理１０６〜処理１１３までが１ラインの
処理である。処理１０６では処理１０４同様に、Ｘ方向
の格子幅を計算し格子幅レジスタ２〜４に設定する。詳
細は図２３，図２４に示すが、図２１、図２２でＹをＸ
と読み替えたものと同一であるので説明は省略する。処
理１０７は処理１０５の内容をＸ方向について行う。

【００５６】処理１０８はフィルタ計算、しきい値処
理、２値化処理である。フィルタ計算は、従来例で説明
した積和演算を行う。図２の構成要素は既に説明したと
おりである。フィルタ出力は、ここでは２５６階調（８
ビット）を仮定しているので、積和演算結果の上位８ビ
ットが図１の加算器１６から得られる。

【００５７】２値化は比較器１８によってフィルタ出力
がしきい値より大きければ黒画素として”１”、そうで
なければ白画素”０”とする。

【００５８】処理１０９はシフト信号＃２をＯＮして、
２値化画素１ビットをシフトレジスタ１９に書き込む。
以上で１画素のフィルタ処理が終了する。

【００５９】処理１１０では、参照画素シフトレジスタ
１０〜１１をＸ＿ｓｈｉｆｔビットだけ左にシフトし、
同時にカウンタＣＴを減算し、これが”０”になったら
参照画素シフトレジスタの下位バイトに画像データを入
力する。詳細は図２０に示した通りである。

【００６０】処理１０６〜１１０を８回繰り返すと縮小
画像データが１バイト生成される。これを処理１１２で
画像メモリ１２に書き込む。処理１０６〜１１２を１ラ
イン分繰り返す。処理１１４ではライン端の１バイトに
満たない縮小画像データに”０”ビットを詰めてバイト
データとしてメモリに書き込む。以上で縮小画像が１ラ
イン生成される。

【００６１】次のラインを生成するには参照ラインを更
新する必要がある。Ｙ＿ｓｈｉｆｔに相当するライン数
は次のラインの処理には使用しないので、それをもとに
してリードすべき画像メモリ１２のアドレスを更新すれ
ばよい。以上の処理を原画像のライン数分繰り返せば１
ページの処理が終了する。

【００６２】次に主走査、副走査ともに拡大の場合につ
いて説明する。まず、図１３で拡大処理の全体的な説明
を行う。図１３で生成画像第１ラインの左から２画素目
までは、生成格子がオリジナル格子に完全に含まれるた
め、Ｐ１，１と同じ色となる。３画素目では生成画素
は、Ｐ１，１、Ｐ１，２によって決定される。第４、５
画素はＰ１，２と同じ色となる。このようにして、網掛
けした画素のみが原画像にはない画素として追加され、
その結果、拡大画像が得られる。

【００６３】図２１に戻り、拡大処理に特有の部分のみ
説明する。処理２２２で副走査方向の拡大であると判断
すると、処理２２３に移る。処理２２３ではパラメータ
Ｙ＿ｉｎｃｌｕｄｅが”０”であるかどうか判断す
る。”０”でなければ、処理２２４で減算し、処理２２
５で格子幅レジスタにＹ＿ｒａｔｉｏを設定し、他の格
子幅レジスタには処理２２６で”０”を設定する。これ
はＹ＿ｉｎｃｌｕｄｅが”０”でなければ、生成格子は
オリジナル格子に含まれているためである。これは図１
３の第１、第２ラインの処理にあたる。

【００６４】処理２２７〜処理２２９は、図９では第３
ライン目の処理に相当する。処理２２７ではレジスタ５
に最終格子幅Ｒｙを設定する。処理２２８は、次のオリ
ジナル格子での最初の格子幅を設定する。レジスタ７は
不要なので”０”を設定する。以上の設定でフィルタ演
算を行えば、図１３のような拡大画像が得られる。

【００６５】主走査方向の処理も図２２に示すように同
様にして実行できる。主走査、副走査のどちらか一方が
縮小で他方が拡大の場合は以上の処理の組み合わせであ
る。

【００６６】解像度変換画像でハーフトーンの階調性を
保存したり、細線保存、文字部分の高画質化を全て満た
すには、像域分離処理によってハーフトーン部分、線画
部分、文字部分を識別し、それぞれに適するようなしき
い値を設定すれば更に理想的な結果が得られる。ハーフ
トーン部分を識別するには、フィルタ対象画素やその周
辺画素内部の変化画素数を計数することによって判断で
きる。罫線の識別は本実施例のように特定の画像パター
ンを検出すればよく、それら以外を文字部分とみなせば
よい。本実施例では回路規模を小さくするため特に線画
部分だけを識別した。ハーフトーンや文字部分にも効果
が出るように、フィルタ対象画素を直接見ずに周辺画素
の条件で予測する構成とした。また、本実施例では白細
線ｊの保存は行っていないが、黒細線と同様の考えで白
の細線検出条件を付加することは容易である。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、画素ご
とにしきい値を選択することによって孤立点が保存され
るため、画像を僅かに縮小した場合にもモアレの発生を
抑圧した良好な画像が得られる。また、縦横の細線も保
存されるため罫線を含む文書画像でも自然な画質が得ら
れる。本実施例の細線保存条件では、文字画像のエッジ
部分の保存効果、ハーフトーン画像の孤立点の緩い保存
効果があり画質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック構成図

【図２】積和演算回路の詳細ブロック図

【図３】パラメータレジスタ１ｃと算術論理演算回路１
ｂの周辺を示すブロック図

【図４】しきい値計算回路１３の詳細ブロック図

【図５】しきい値計算部４１の構成図

【図６】しきい値計算部４２の第１の構成図

【図７】しきい値計算部４２の第２の構成図

【図８】論理回路６３または７３の構成図

【図９】投影法による縮小処理の説明図

【図１０】本発明の画像処理（縮小）の説明図

【図１１】シンボルの定義を表わす説明図

【図１２】本発明の画像処理（拡大）の説明図

【図１３】主走査、副走査ともに拡大処理を行う場合の
説明図

【図１４】（ａ）縮小時の細線の消失（横細線）に示す
説明図（ｂ）縮小時の細線の消失（縦細線）に示す説明図

【図１５】横細線保存のためのしきい値についての説明
図

【図１６】細線の予測条件に関する説明図

【図１７】（ａ）黒縦細線の予測条件を説明しきい値の
選択範囲の説明図（ｂ）黒横細線の予測条件を説明しきい値の選択範囲の
説明図

【図１８】しきい値決定の有効範囲を表す説明図

【図１９】本発明の動作を説明する処理フロー図

【図２０】本発明の動作を説明する詳細処理フロー図

【図２１】本発明の動作（Ｙ方向）を説明する詳細処理
フロー図

【図２２】本発明の動作（Ｙ方向）を説明する詳細処理
フロー（続き）図

【図２３】本発明の動作（Ｘ方向）を説明する詳細処理
フロー図

【図２４】本発明の動作（Ｘ方向）を説明する詳細処理
フロー（続き）図

【符号の説明】

１制御部１ａシーケンス制御回路１ｂ算術論理演算回路１ｃパラメータレジスタ２レジスタ３レジスタ４レジスタ５レジスタ６レジスタ７レジスタ８投影フィルタ８ａ積和演算回路８ｂ積和演算回路８ｃ積和演算回路９参照画素シフトレジスタ１０参照画素シフトレジスタ１１参照画素シフトレジスタ１２画像メモリ１３しきい値計算回路１４レジスタ１５レジスタ１７セレクタ１８比較器１９シフトレジスタ２０画像データバス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像を表す格子が投影される変換画像
の作る格子の領域の大きさを原画素の重みとして変換画
素の値を計算し、それをしきい値と比較して２値化する
解像度変換装置において、しきい値を参照画素またはそ
の周辺画素の状態に応じて決定することを特徴とする解
像度変換装置。
【請求項２】原画像を表す格子が投影される変換画像
の作る格子の領域の大きさを原画素の重みとして変換画
素の値を計算し、それをしきい値と比較して２値化する
解像度変換装置において、縦横の細線を検出または予測
する手段を有し、解像度変換の参照画素に細線が検出ま
たは予測される場合には、細線が保存されるようにしき
い値を決定することを特徴とする解像度変換装置。
【請求項３】原画像を表す格子が投影される変換画像
の作る格子の領域の大きさを原画素の重みとして変換画
素の値を計算し、それをしきい値と比較して２値化する
解像度変換装置において、格子の分割領域の最大値を検
出する手段と、その最大領域に対応する画素を検出する
手段とを有し、分割領域の最大値とその最大領域に対応
する画素の値によって決定される第１のしきい値と、細
線を保存に適した第２のしきい値とあらかじめ定めた第
３のしきい値を選択する手段とを備え、主走査方向、副
走査方向の変換率の組み合わせが、整数値を中心にあら
かじめ定めた範囲内にある場合は第１のしきい値を選択
し、そうでないときに細線の検出または予測条件が満た
された場合には第２のしきい値を選択し、それ以外の場
合にはあらかじめ定めた第３のしきい値を選択すること
を特徴とする解像度変換装置。
【請求項４】原画像を表す格子が投影される変換画像
の作る格子の領域の大きさを原画素の重みとして変換画
素の値を計算し、それをしきい値と比較して２値化する
解像度変換装置において、格子の分割領域の最大値を検
出する手段と、その最大領域に対応する画素を検出する
手段とを有し、分割領域の最大値とその最大領域に対応
する画素の値によって決定される第１のしきい値と、細
線を保存に適した第２のしきい値とあらかじめ定めた第
３のしきい値を選択する手段とを備え、細線の検出また
は予測条件が満たされた場合には第２のしきい値を選択
し、そうでないときに主走査方向、副走査方向の変換率
の組み合わせが整数値を中心にあらかじめ定めた範囲内
にある場合には第１のしきい値を選択し、それ以外の場
合にはあらかじめ定めた第３のしきい値を選択すること
を特徴とする解像度変換装置。
【請求項５】画像の格子幅を計算する算術論理演算手
段を備え、原画像を表す格子幅と変換画像の作る格子幅
のうち大きい方を、前記算術論理演算手段で扱える最大
数＋１に正規化することを特徴とする請求項１乃至請求
項３記載の解像度変換装置。
【請求項６】前記しきい値は、あらかじめ定めた変換
率と原画像を表す格子が投影される変換画像の作る格子
の最初の格子幅、または最後の格子幅によって、また
は、それらを含むパラメータによって決定されることを
特徴とする請求項２記載の解像度変換装置。
【請求項７】原画像の階調を２ｎ、分割領域の最大
値をｍａｘ｛Ｓｉｊ｝、εを正の数とするとき、ｍａｘ
｛Ｓｉｊ｝に対応する画素の色に応じて、前記第１のし
きい値をｍａｘ｛Ｓｉｊ｝−ε または２ｎ −［ｍａｘ｛Ｓ
ｉｊ｝−ε］とすることを特徴とする請求項３記載の解像度変換装
置。
【請求項８】前記第２のしきい値は、少なくともあら
かじめ定めた変換率と原画像を表す格子が投影される変
換画像の作る格子の最初の格子幅、または、最後の格子
幅によって決定されることを特徴とする請求項３記載の
解像度変換装置。
【請求項９】原画像を表す格子が投影される変換画像
の作る格子の領域の大きさを原画素の重みとして変換画
素の値を計算し、それをしきい値と比較して２値化する
解像度変換装置において、画像の格子幅を計算する算術
論理演算手段を有し、原画像を表す格子幅と変換画像の
作る格子幅のうち大きい方を、前記算術論理演算手段で
扱える最大数＋１に正規化することを特徴とする解像度
変換装置。