JPH0983813A - 二値画像の変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質の変換画像を複雑な演算を行うことな
く得る得る二値画像の変換方法を提供する。 【解決手段】 変換元画像領域における２×２画素区画
Ｘと変換先画像領域における３×３画素区画Ｙとを対応
させて、（Ａ）変換先画像領域の３×３画素区画Ｙの隅
の画素、（Ｂ）３×３画素区画Ｙの辺の中央の画素、
（Ｃ）該３×３画素区画の中心の画素、について、予め
４×４の画素区域Ｐ内に定義される比較パターンをそれ
ぞれ複数用意しておき、（Ａ）〜（Ｃ）の画素について
の前記各比較パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣを、２×２画素
区画Ｙが上下左右にそれぞれ１画素だけ広がった、変換
元画像領域における４×４画素区画Ｘの画素値分布と比
較し、該比較パターンの何れかが４×４画素区画Ｘの画
素値分布に一致するか否かにより前記各画素の値を決定
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、変換元画像から変
換先画像を得るに際し、高品質の変換画像を複雑な演算
を行うことなく得ることができる二値画像の変換方法に
関し、特に、ファクシミリがその解像度の２／３の解像
度の画像を受信した場合に、高品質のプリント出力を高
速で得るようにできる前記変換方法に関する。

【０００２】

【技術背景】通常、ファクシミリでは、受信画像の解像
度がそのプリント機構の解像度と異なる場合には、解像
度変換を行った後にプリント出力を行う。例えば、解像
度３００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）のプリン
ト機構を持つファクシミリが、解像度２００ｄｐｉの画
像を受信した場合には、該ファクシミリは、受信画像の
解像度を３００ｄｐｉに変換してプリントアウトする。

【０００３】この場合、変換元画像と変換先画像との大
きさを等倍にするために、該変換元画像領域の２×２画
素区画と、該変換先画像領域の３×３画素区画とを１対
１に対応させる。以下、説明の便宜上、２００ｄｐｉの
変換元画像領域の２×２画素区画の各画素をｘ
_ｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２）の行列で、３００ｄｐｉの変換
先画像領域の３×３画素区画の各画素をｙ_ｍｎ（ｍ，ｎ
＝１，２，３）の行列でそれぞれ表す。

【０００４】変換先画像領域の３×３画素区画の各画素
の値を決定する最も簡易な方法としてダイレクトマッピ
ングが知られている。この方法では、各画素ｙ_ｍｎの値
を、変換元画像領域の２×２画素区画の各画素ｘ_ｉｊを
参照して決定する。しかし、この方法では、変換元画像
領域の２×２画素区画の外側の画素の値を考慮していな
いため、出力画像の再現性が悪くなり、文字，記号等の
キャラクタや図形の輪郭に極端なジャギーが現れたり、
文字等が極端に細線化したり太線化したりすると言った
不都合が生じる。

【０００５】このような不都合を解消する技術として、
スムージング（ジャギー低減）、線幅最適化（細線化）
のための方法が知られている。この方法では、まず、変
換先画像の画素（変換対象画素）の位置を変換元画像に
投影し、該投影部周囲のいくつかの画素（参照画素）の
値を検出する。次いで、前記投影点と参照画素との距離
に応じた重み付けを伴う所定の演算を行い、この演算結
果と所定の閾値との比較結果により、変換対象画素の値
を決定する。これにより、文字等の輪郭のスムージング
や線幅最適化を行うことができる。なお、関連技術とし
て本願発明者等は先に「解像度変換方法および細線化方
法」（特願平７−１６０８６４号）を提案している。ま
た、低解像度の画像を高解像度の画像に変換する技術で
はないが、類似した変換技術として、特公平６−８７２
６１号に記載の変換方法も知られている。

【０００６】ところで、上記変換技術では、文字等の輪
郭のスムージングや線幅最適化は好適に行うことができ
るが、「重み付けの演算」を行う必要がある。このた
め、解像度変換に用いるロジック回路が複雑となり、ま
た高速処理を行うためにはコスト高となる。特に、低コ
ストかつ高速処理が要求される一般向けファクシミリの
用途には上記の変換技術は適さないと考えられる。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、上記のような問題を解
決するために提案されたものであって、例えば２００ｄ
ｐｉの変換元画像から３００ｄｐｉの変換先画像を得る
に際し、文字，記号等の輪郭が、過剰に細線化または太
線化することなく、かつジャギーが低減された変換先画
像を得ることができる技術を提供することである。ま
た、本発明の他の目的は、複雑な演算を行うことなく得
ることができる二値画像の変換方法を提供することであ
る。更に、本発明の他の目的は、特にファクシミリに応
用した場合において、受信画像の解像度がプリント機構
の解像度の２／３である場合であっても、変換元画像の
品質を損なうことなく、画像を高速でプリント出力でき
るようにすることである。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、変換元画像領域における２×
２画素区画Ｘと変換先画像領域における３×３画素区画
Ｙとを対応させて、変換元画像から変換先画像を得る解
像度変換技術に関するものである。特に、本発明は、変
換元画像の解像度（例えば、ファクシミリの受信画像の
解像度）と、変換先画像の解像度（例えば、ファクシミ
リのプリント機構の解像度）との比が２：３である場
合、具体的には変換元画像の解像度が２００ｄｐｉ、変
換先画像の解像度が３００ｄｐｉである場合に好適であ
る。

【０００９】本発明では、（Ａ）前記変換先画像領域の
３×３画素区画Ｙの隅の画素（ｙ_１１，ｙ_１３，
ｙ_３１，ｙ_３３）、（Ｂ）該３×３画素区画Ｙの辺の中
央の画素（ｙ_１２，ｙ_２１，ｙ_２３，ｙ_３２）、およ
び、（Ｃ）該３×３画素区画Ｙの中心の画素
（ｙ_２２）、について、予め４×４の画素区域Ｐ（画素
ｐ_ｒｓ（ｒ，ｓ＝０，１，２，３）で構成される）内に
定義される比較パターンをそれぞれ複数用意しておく
（具体的には、所定の記憶装置に格納しておく）。

【００１０】なお、画素ｙ_３１，ｙ_３３，ｙ_１３につい
ての各比較パターンは、画素ｙ_１１の比較パターンに対
して、画素ｙ_２２を軸とする９０°，１８０°，２７０
°の回転対象をなす。同じく画素ｙ_２１，ｙ_３２，ｙ
_２３についての各比較パターンは、画素ｙ_１２の比較パ
ターンに対して、画素ｙ_２２を軸とする９０°，１８０
°，２７０°の回転対象をなす。したがって、説明の便
宜上、（Ａ）あるいは（Ｂ）の画素についての複数の比
較パターンを区別することなく、それぞれＰＡあるいは
ＰＢで総称する。また、（Ｃ）の画素についての複数の
比較パターンをＰＣで総称する。

【００１１】上記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の画素につい
ての比較パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣは、画素ｐ
_ｒｓ（ｒ，ｓ＝０，１，２，３）の中から選ばれた複数
の画素により構成され、それぞれの画素には「０」また
は「１」が割り当てられる。

【００１２】比較パターンは、以下の事項に配慮して決
定される。 （１）連続している線（横，縦，斜めの線）が断線して
はならないこと。 （２）変換先画像の文字等の塗り潰しの輪郭は、変換前
に比べてジャギーが低減されること。 （３）特に、漢字等の「跳ね」や「垂れ」がある文字に
ついて、ジャギーや極端な細線化や太線化が生じないよ
うにすること。 （４）極力、比較パターンの総数、各比較パターンを構
成する画素数を少なくして処理回路を簡素化すること。

【００１３】また、比較パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣの個
数は、あまり多すぎると、変換処理時間が長くなるし、
あまり少なすぎると文字等の輪郭にジャギーが目立った
り、線幅が過度に細線化したり太線化する。このため、
比較パターンの個数は、後述する実施例（図２〜図６を
参照して説明する）では、ＰＡについては２個、ＰＢに
ついては５個、ＰＣについては個１１としてある。ま
た、各比較パターンを構成する画素の数は、ＰＡについ
ては１０個、ＰＢについては２，４または５個、ＰＣに
ついては４または５個としてある。

【００１４】上記のようにして定義された比較パターン
ＰＡ，ＰＢ，ＰＣを、前記２×２画素区画Ｘが上下左右
にそれぞれ１画素だけ広がった、変換元画像領域におけ
る４×４画素区画Ｘ′（各画素はｘ_ｉｊ（ｉ，ｊ＝０，
１，２，３）で表される）と比較し、比較パターンの何
れかが前記４×４画素区画Ｘ′に一致するか否かにより
前記各画素の値が決定される。図１に２×２画素区画
Ｘ、３×３画素区画Ｙ、４×４の画素区域Ｐ（４×４画
素区画Ｘ′）との関係を示しておく。なお、本発明がフ
ァクシミリに適用される場合、受信画像の４ドット行分
を受信するごとに、該データを記憶装置に格納した比較
パターンと比較し、変換先画像領域の３×３画素区画の
各画素の値を決定することもできる（もちろん、１ドッ
ト行単位で直ちに比較パターンとの比較を開始すること
もできる）。さらに、受信画像の所定のドット行数を受
信するごとに、あるいは受信画像の１頁あるいは全頁を
受信した後に上記比較を行い画素の値を決定することも
できる。

【００１５】本発明では、比較パターンＰＡ，ＰＢ，Ｐ
Ｃを変換元画像の画素値分布と比較することにより解像
度変換を行うので、前述した「重み付けの演算」の必要
がない。したがって、変換処理が極めて高速であり、ま
た比較パターンと４×４画素区画Ｘ′の画素値分布との
比較に要する回路規模を小さくすることができる。な
お、本発明は、ファクシミリにおける解像度変換以外
に、同一の解像度空間における画像の３／２倍の拡大
や、特定の大きさのフォントのポイント数の変更（例え
ば、１２ポイントのフォントから１８ポイントのフォン
トを作成する）にも応用される。

【００１６】本発明では、前記（Ａ）の画素ｙ_１１につ
いての前記複数の比較パターンＰＡが、値が「０」の隅
の画素、この隅の画素に横並びに隣接する値が「０」の
２つの画素、および前記隅の画素に斜めに隣接する値が
「１」の画素を含む比較パターンを少なくとも１つ有す
るようにし、当該比較パターンＰＡが変換元画像領域に
おける前記４×４画素区画Ｘ′の画素値分布と一致する
ときは、前記（Ａ）の画素の値を「０」とすることがで
きる。これにより、文字等の輪郭のジャギーを低減で
き、比較パターンを適切に選択することにより、連続し
ている線の断線をも防止することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
前述したように、変換元画像領域における２×２画素区
画Ｘ、および前記２×２画素区画が上下左右にそれぞれ
１画素だけ広がった、変換元画像領域における４×４画
素区画Ｘ′を、それぞれ次のマトリクスで表す。

【００１８】

【数６】

【００１９】また、変換先画像領域における３×３画素
区画Ｙを、次のマトリクスで表わす。

【００２０】

【数７】

【００２１】ここでは、前述した（Ａ），（Ｂ）または
（Ｃ）の画素についての各比較パターンＰＡ、ＰＢおよ
びＰＣを、図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ）〜（ｅ）お
よび図４，図５（ａ）〜（ｋ）でそれぞれ表すものとす
る。これら各図には、４×４の画素区域Ｐが示されてお
り、値が「０」である画素を「白塗り」で、値が「１」
の画素を「斜線塗り」で示してある。これらの画素の組
み合わせにより比較パターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣが形成さ
れる。

【００２２】また、図２〜図５において、３×３画素区
画Ｙを点線で示し、この画素区画Ｙの、値を求めようと
している画素を「丸」で表してある。なお、図２では、
変換元画像領域における４×４画素区画Ｘ′の画素値分
布が比較パターンと一致する場合には、値を求めようと
している画素の当該値を「０」とすることから「丸」を
白塗りとしてある。図３または図４，図５では、変換元
画像領域における４×４画素区画Ｘ′の画素値分布が比
較パターンと一致する場合には、値を求めようとしてい
る画素の当該値を「１」とすることから「丸」を黒塗り
としてある。

【００２３】図２においては画素ｙ_１１についての２個
の比較パターンのみを示す。画素ｙ_３１，ｙ_３３，ｙ
_１３についての比較パターンＰＡは、画素ｙ_１１につい
ての比較パターンＰＡを、画素ｙ_２２を軸芯として左向
きにそれぞれ９０°，１８０°，２７０°回転させて得
ることができる。また、図３においては画素ｙ_１２につ
いての５個の比較パターンのみを示す。この場合にも、
画素ｙ_２１，ｙ_３２，ｙ_２３についての比較パターンＰ
Ｂは画素ｙ_２１についての比較パターンＰＢを、画素ｙ
_２２を軸芯として左向きにそれぞれ９０°，１８０°，
２７０°回転させて得ることができる。図４において
は、ｙ_２２についての１１個の比較パターンＰＣを全て
示してある。

【００２４】３×３画素区画の各画素ｙ_ｍｎについての
各比較パターンと、変換元画像領域における４×４画素
区画Ｘ′との比較処理を以下に説明する。まず、変換先
画像領域の３×３画素区画Ｙの隅の画素ｙ_１１，
ｙ_１３，ｙ_３１，ｙ_３３は、以下の式により決定され
る。これらの式により、図２（ａ），（ｂ）の比較パタ
ーン（あるいはこれらを回転して得た比較パターン）
と、４×４画素区画Ｘ′の画素値分布との比較を行うこ
とができる。

【００２５】

【数８】

【００２６】図２の比較パターンＰＡや該パターンに対
応する式（１−ａ）とからわかるように、本実施例で
は、変換元画像領域における４×４画素区画Ｘ′の画素
ｘ_１１の値が「０」のときは画素ｙ_１１の値は常に
「０」とされる。また、画素ｘ_１１の値が「１」のとき
は、比較パターンＰＡ（ｙ_１１）が画素区画Ｘ′の画素
値分布と一致する場合には画素ｙ_１１の値は「０」とさ
れ、一致しない場合には画素ｙ_１１の値は「１」とされ
る。上記（１−ａ）〜（１−ｄ）の比較演算により、例
えば、漢字の「跳ね」，「垂れ」等の斜め線の極端な太
線化が防止され、塗り潰しの輪郭のジャギーが低減され
る。

【００２７】また、３×３画素区画Ｙの３×３画素区画
の辺の中央の画素ｙ_１２，ｙ_２１，ｙ_２３，ｙ_３２は、
以下の式により決定される。これらの式により、図３
（ａ）〜（ｅ）の比較パターンあるいはこれらを回転し
て得た比較パターンと、４×４画素区画Ｘ′の画素値分
布との比較を行うことができる。

【００２８】

【数９】

【００２９】図３の比較パターンＰＢや該パターンに対
応する式（２−ａ）とからわかるように、２×２画素区
画Ｘを千鳥状に斜めに横切る線があるときは、画素ｙ
_１２の値が「１」とされる。上記（２−ａ）〜（２−
ｄ）の比較演算により、例えば、漢字の「跳ね」，「垂
れ」等の斜め線が２×２画素区画を千鳥状に斜めに横切
るときには、ｙ_１２，ｙ_２１，ｙ_３２およびｙ_２３にお
ける、ドットの連続が保証される。

【００３０】また、３×３画素区画Ｙの３×３画素区画
の中心の画素ｙ_２２は、以下の式により決定される。こ
の式により、図４（ａ）〜（ｋ）の比較パターンと、４
×４画素区画Ｘ′の画素値分布との比較を行うことがで
きる。

【００３１】

【数１０】

【００３２】図４，図５の比較パターンＰＣや該パター
ンに対応する式（３）とからわかるように、２×２画素
区画Ｘの中心を横切る線があるとき、あるいは２×２画
素区画Ｘの中心を横切る塗り潰しの輪郭があるときは、
画素ｙ_２２の値が「１」とされる。上記（３）の比較演
算により、例えば、漢字の「跳ね」，「垂れ」等の斜め
線が２×２画素区画を斜めに横切るときには、その連続
が保証されると共に、ジャギーも低減される。

【００３３】図６に、漢字「鷹」の変換元画像（同図
（ａ））と、上述した方法により解像度変換を行った場
合の変換先画像（同図（ｂ））と、従来の直接マッピン
グ法による変換先画像（同図（ｃ））とを示す。

【００３４】本発明では、比較パターンＰＡ，ＰＢおよ
びＰＣは、図２〜図５に示すパターン）に限定されな
い。例えば、画素ｙ_ｍｎの決定を次式（１−ａ）′〜
（１−ｄ）′、（２−ａ）′〜（２−ｄ）′、（３）′
により行うこともできる。

【００３５】

【数１１】

【００３６】

【数１２】

【００３７】

【数１３】

【００３８】さらに、ｙ_ｍｎの決定を次式（１−ａ）″
〜（１−ｄ）″、（２−ａ）″〜（２−ｄ）″、
（３）″により行うこともできる。

【００３９】

【数１４】

【００４０】

【数１５】

【００４１】

【数１６】

【００４２】図７に、漢字「鷹」の変換元画像（同図
（ａ））と、上式（１−ａ）″〜（１−ｄ）″、（２−
ａ）″〜（２−ｄ）″および（３）″に基づき解像度変
換を行った場合の変換先画像（同図（ｂ））を示す。図
７に示した例では、ジャギーは多少生じるものの太線化
が防止されている。

【００４３】

【発明の効果】

（１）連続している線（横，縦，斜めの線）が断線する
ことはなく、かつ、変換後の線や、塗り潰しの輪郭は、
変換前に比べてジャギーが低減される。特に、漢字等の
「跳ね」や「垂れ」がある文字等について、ジャギーや
極端な細線化や太線化が生じない。

【００４４】（２）変換先画像の各画素の値の決定に際
して、変換元画像領域の所定の画素区画の画素値分布と
比較パターンとの比較を行うようにしたので「重み付け
演算」を行う必要がない。しかも、比較パターンの総
数、各パターンを構成する画素数を少なくしたので、処
理回路を簡素化される。これにより、低コストでかつ極
めて高速な変換を可能とする解像度変換方法が提供され
る。

【００４５】（３）特に、ファクシミリに応用した場合
において、該ファクシミリがその解像度の２／３の解像
度の画像を受信した場合であっても、高品質の画像の出
力を高速で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、２×２画素区画Ｘ、３×３画
素区画Ｙ、４×４の画素区域Ｐ（４×４画素区画Ｘ′）
との関係を示す図である。

【図２】本発明の実施例における比較パターンのうち、
変換先画像領域の３×３画素区画の隅の画素を示す図
（（ａ），（ｂ））である。

【図３】本発明の実施例における比較パターンのうち、
変換先画像領域の３×３画素区画の辺の中央の画素を示
す図（（ａ）〜（ｅ））である。

【図４】本発明の実施例における比較パターンのうち、
変換先画像領域の３×３画素区画の中心の画素を示す図
（（ａ）〜（ｆ））である。

【図５】本発明の実施例における比較パターンのうち、
変換先画像領域の３×３画素区画の中心の画素を示す図
（（ｇ）〜（ｋ））である。

【図６】（ａ）は変換元画像を、（ｂ）は本発明の実施
例における変換結果を示す図、（ｃ）は従来のダイレク
トマッピングによる変換結果を示す図である。

【図７】（ａ）は変換元画像を、（ｂ）は本発明の他の
実施例における変換結果を示す図である。

【符号の説明】

ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ：比較パターン Ｘ，Ｘ′：４×４画素区画 Ｙ：３×３画素区画 Ｐ：４×４の画素区域 ｘ_ｉｊ（ｉ，ｊ＝０，１，２，３）：変換元画像領域に
おける画素 ｙ_ｍｎ（ｍ，ｎ＝１，２，３）：変換先画像領域の画素 ｐ_ｒｓ（ｒ，ｓ＝０，１，２，３）：ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ
における画素

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０ Ｇ０６Ｆ 15/66 ３５５Ｅ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変換元画像領域における２×２画素区画
   と変換先画像領域における３×３画素区画とを対応させ
   て、変換元画像から変換先画像を得る二値画像の変換方
   法において、（Ａ）前記変換先画像領域の３×３画素区
   画の隅の画素、（Ｂ）該３×３画素区画の辺の中央の画
   素、および、（Ｃ）該３×３画素区画の中心の画素、に
   ついて、予め４×４の画素区域内に定義される比較パタ
   ーンをそれぞれ複数用意しておき、 （Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）の画素についての前記各比
   較パターンを、前記２×２画素区画が上下左右にそれぞ
   れ１画素だけ広がった、変換元画像領域における４×４
   画素区画の画素値分布と比較し、 該比較パターンの何れかが前記４×４画素区画の画素値
   分布に一致するか否かにより前記各画素の値を決定す
   る、ことを特徴とする二値画像の変換方法。
2. 【請求項２】 前記（Ａ）の画素についての前記複数の
   比較パターンが、値が「０」の隅の画素、この隅の画素
   に横並びに隣接する値が「０」の２つの画素、および前
   記隅の画素に斜めに隣接する値が「１」の画素を含む比
   較パターンを少なくとも１つ有し、当該比較パターンが
   変換元画像領域における４×４画素区画の画素値分布と
   一致するときは、前記（Ａ）の画素の値を「０」とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の二値画像の変換方
   法。
3. 【請求項３】 変換元画像領域における２×２画素区
   画、および、前記２×２画素区画が上下左右にそれぞれ
   １画素だけ広がった、変換元画像領域における４×４画
   素区画を、それぞれ次のマトリクス 【数１】 で表し、 変換先画像領域における３×３画素区画を、次のマトリ
   クス 【数２】 で表したときに、 （Ａ），（Ｂ）または（Ｃ）の画素についての４×４の
   画素区域内に定義される前記比較パターンと、前記変換
   元画像領域における４×４画素区画の画素値分布との比
   較を、下記の式により行うことを特徴とする、請求項２
   に記載の二値画像の変換方法。 【数３】 【数４】 【数５】
4. 【請求項４】 変換元画像の解像度と、変換先画像の解
   像度との比が２：３であることを特徴とする請求項１〜
   ３に記載の二値画像の変換方法。