JPS6126115B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜発明の技術分野＞ 本発明は拡大画像の画素データを線形補間して
求め、自然な拡大画像を得ることのできる画像拡
大処理装置に関する。 ＜従来技術とその問題点＞ 近時、文書を画像としてフアイル化することが
注目されている。即ち、計算機システムを用いて
文書画像をフアイル化し、その検索・編集作業の
高速化・省力化を図ることが行なわれている。し
かして、検索した文書画像や各種の画像をデイス
プレイ表示する場合、画像中の所望領域のみを拡
大して表示したいと云う要求が多い。この場合、
従来一般的には第１図ａに示す原画像の画素デー
タを画像拡大率に従つて繰返し出力して１図ｂに
示す如き拡大画像を得ている。この画像拡大処理
は、非常に簡単であり、装置構成上からも容易に
実現できる。ところが、第１図ａ，ｂに模式的に
示されるように、拡大画像は、原画像の画素の大
きさをそのまま拡大したものとなる。この為、文
書画像における文字パターン等にあつてま、その
拡大パターンが所謂モザイク状になる等、視覚的
に非常に不自然となると云う不具合がある。特に
拡大率が大きくなるに従つて、その不具合が顕著
になつた。 ＜発明の目的＞ 本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、簡易にして効果
的に、視覚的な自然性を有する拡大画像を得るこ
とのできる実用性の高い画像拡大処理装置を提供
することにある。 ＜発明の構成＞ 本発明は拡大画像の画素に対応する原画像の座
標位置を求め、この座標位置とこれを囲む原画像
画素位置との関係によつて定まる重み係数を用い
て上記原画像画素のデータから前記座標位置の拡
大画像を求めるようにしたものである。そして、
この処理を原画像の画素データの読出しに対して
パイプライン的に実行して前記拡大画像の画像デ
ータを順次求めるようにしたものである。 ＜発明の効果＞ 従つて本発明によれば拡大画像の画素データを
原画像の画素データから線形補間的に求められる
ことになる。これ故、拡大画像の隣接する画素間
におけるデータ変化がなめらかになり、全体的に
は視覚的に不自然さのない良好なものとなる。ま
た原画像の隣接する４つの画素データを用い、こ
れらの画素によつて囲まれる領域に該当する拡大
画像画素の座標位置のデータを順次パイプライン
的に求めるので、簡易にして高速度に拡大画像デ
ータを得ることが可能となり、ここに実用上多大
な効果を奏することになる。 ＜発明の実施例＞ 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき
説明する。 第２図は実施例装置の概略構成図である。入力
画像メモリ１は拡大処理に供される原画像の画像
データを蓄積記憶したものであり、入力アドレス
計算回路２のアドレス指定を受けてそのアドレス
に格納した上記原画像の画素データを読出す如く
構成されている。出力画像メモリ３は、上記入力
画像メモリ１から読出されて拡大処理された画像
を記憶し、これを図示しない表示装置等へ出力す
るものである。この出力画像メモリ３は、出力ア
ドレス計算回路４によるアドレス制御を受けて上
記拡大画像データの書込みおよび読出しを実行す
る。これらの画像メモリ１，３の画像データの読
出しとその書込みは、コントローラ５の制御によ
つて同期的に行なわれ、上記入力画像メモリ１か
ら読出した画像データを拡大処理して出力画像デ
ータ３に書込む為の上記画像拡大処理は、濃度デ
ータ計算回路６により行なわれる。この濃度デー
タ計算回路６もまた前記コントローラ５の制御を
受けて作動する。 さて、このように構成された装置は原理的には
次のようにして線形補間的に画像の拡大処理を実
行する。今、原画像を３倍に拡大する場合につい
て、第３図ａ，ｂを参照して説明する。尚、拡大
率が異なる場合であつても、基本的には同様な処
理を行なうことができる。第３図ａに示すように
原画像の２次元的に隣接する画素f₁₁，f₁₂，f₂₁，
f₂₂が示されるとき、これを３倍に拡大するには
第３図ｂに示すように上記各画素f₁₁，f₁₂，f₂₁，
f₂₂間を３等分し、画素g₁₁を前記画素f₁₁と同じく
して基準としたg₁₁，g₁₂，g₁₃，g₂₁〜g₃₃なる計９
個の拡大画像画素を得るべく、原画像上の対応す
る位置座標を考えればよい。つまり、拡大画像の
画素g₁₂，については、原画像の画素f₁₁，f₁₂間を
３等分し、しかも画素f₁₁に近い側の位置座標に
つき考えればよい。しかしてこのような拡大画像
の各画素に対応した原画像上の位置座標が求めら
れたとき、これらの各位置座標はその位置関係に
応じて原画像の４つの画素f₁₁，f₁₂，f₂₁，f₂₂のデ
ータにそれぞれ関係を有することになる。即ち、
最も近い位置の画素のデータの影響を強く受け、
離れた位置の画素データの影響を弱く受ける。従
つて、これを線形的に捕えると、その位置関係に
応じて４つの座標f₁₁，f₁₂，f₂₁，f₂₂の画素データ
に従つて、線形補間された各位置座標の画像デー
タを求めることが可能となる。 従つて今、位置座標g₁₂について例示すれば、
相対的に画素f₁₁に対して距離「１」、画素f₁₂に対
して距離「２」を隔てることから、上記位置座標
g₁₂のデータを g₁₂＝２／３×f₁₁＋１／３×f₁₂ とすれば線形的な内挿補間により、拡大画像のデ
ータを得ることが可能となる。また、画素f₁₁，
f₁₂，f₂₁，f₂₂に囲まれる領域の内部に位置する位
置座標、例えばg₂₂については、この位置によつ
て分割される面積S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂を考え、こ
れらの面積を線形内挿補間の関数として、 g₂₂＝f₁₁×S₁₁＋f₁₂×S₁₂＋f₂₁ ×S₂₁＋f₂₂×S₂₂ として拡大画像のデータを得ることができる。従
つて、このような画像拡大処理の基本的原理に従
えば、拡大画像の画素に対応した原画像上の位置
座標が求められれば、それを囲む２次元的に隣接
する４つの原画像画素のデータからその拡大画像
の画素データを線形的内挿補間処理によつて求め
ることが可能となる。 しかしてこのような拡大処理を実行させるべ
く、前記コントローラ５は入力アドレス計算回路
２に指令を与え、入力画像メモリ１の２次元的に
隣接する４つの画素をアドレス指定して、その画
素データを濃度データ計算回路６に読出してい
る。同時にコントローラ５は、出力アドレス計算
回路４を付勢し、上記入力画像メモリ１から読出
された４つの画素に囲まれる領域に相当位置座標
を有する拡大画像の画素を計算している。この画
素アドレスが出力画像メモリ３に対して順次指定
される。そして濃度データ計算回路６では、上記
出力画像メモリ３が指定される画素アドレスに従
つて、その画素位置の画像データを前述した線形
処理により順次求めている。 第４図は、上記線形内挿補間による画像拡大処
理を行なう濃度データ計算回路６の一構成例を示
すものである。しかして入力画像メモリ１からは
アドレス計算回路２で計算された４つの画素のデ
ータが例えば第５図ａに示すI₁，I₂，I₃，I₄なる順
序で順次読出され、縦続に接続された４つのレジ
スタ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに順次格納
される。また並列に設けられた４つのレジスタ２
２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄには、テーブルメ
モリ２３から前記面積S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂に相当
した重み係数が読出セツトされる。この重み係数
は、出力画像メモリ３の画素が第５図ｂに示す
O₁，O₂〜O₉なる順序で指定される場合、その指
定順序の画素位置座標の位置関係に従つて変化す
るものである。この３倍に拡大する画像拡大処理
にあつては、前記レジスタ２１ａ，２１ｂ，２１
ｃ，２１ｄにセツトされた４つの画素データ
f₁₁，f₁₂，f₂₁，f₂₂に対して、９タイミングに亘つ
てテーブルメモリ２３から重み係数が順次出力さ
れ、レジスタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに
セツトされる。このような重み係数S₁₁，S₁₂，
S₂₁，S₂₂は、拡大率が「３」のとき、例えば次の
ように定められる。

【表】 そして、上記レジスタ２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄにそれぞれ順次セツトされる上記表に
示される重み係数は乗算器２４ａ，２４ｂ，２４
ｃ，２４ｄに各々与えられ、前記レジスタ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにセツトされた原画
像の画素データにそれぞれ乗算される。そして、
その乗算結果は加算器２５ａ，２５ｂ，２５ｃに
順次与えられてその総和が求められる。この総和
が求められる。この総和値が拡大画像の画素デー
タとして前記出力画像メモリ３の所定の画素アド
レスに書込まれる。例えばタイミングT₄にて、
出力画素アドレスO₄に対応する重み係数（2/3，
０，1/3，０）が出力されたとき、この重み係数
に従つて前記乗算処理とその乗算結果の総和処理
が行なわれて前記画素アドレスO₄に対する画素
データが求められ、このデータが出力画像メモリ
３の上記画素アドレスO₄に書込まれることにな
る。しかして、このような画像拡大処理が、原画
像の画素メモリf₁₁，f₁₂，f₂₁，f₂₂を基準として拡
大画像の画素g₁₁，g₁₂〜g₃₃の全てについて行なわ
れたのち、原画像の画素データの抽出領域が、例
えばf₁₂，f₁₃，f₂₂，f₂₃と云うように更新され、こ
れらを基準として同様に画像拡大処理が行なわれ
る。以後、所望とする拡大画像の全画素のデータ
が得られる迄、上述した処理が繰返し実行され
る。 尚、上述した９タイミングに亘る重み係数は画
像拡大率が３倍のときの例であるが、他の拡大率
の場合にあつても同様に重み係数を与えればよ
い。また一般的には、拡大画像の画素アドレスが
定まる都度その重み係数を計算により求めて、こ
れを用いるようにしてもよい。 第６図は、重み係数を与える為の線形内挿補間
の原理につき説明するものである。拡大画像の或
る画素に対応する原画像上の位置座標が定まる
と、その位置座標と原画像の画素アドレスとの位
置関係は一義的に決定される。つまり第６図に示
すように、原画像の画素間隔を「１」とし、左上
部の画素を基準として拡大画像の位置座標を（Δ
ｘ，Δｙ）とした場合、この位置座標によつて分
割される画素間単位面積の割合いは、 S₁₁＝Δｘ・Δｙ S₁₂＝（１−Δｘ）・Δｙ S₂₁＝Δｘ・（１−Δｙ） S₂₂＝（１−Δｘ）・（１−Δｙ） として求される。従つて、この面積割合に基づい
て例えばその逆数に相当する割合で原画像の各画
素のデータの影響を受けて、前記位置座標（Δ
ｘ・Δｙ）のデータが決定されるものとすると、
ここに線形内挿補間が行なわれることになる。従
つて、第７図に示すように、原画像に対する拡大
画像の位置座標（ｘ，ｙ）が求められたとき、そ
の小数部（Δｘ）（Δｙ）とこれに対応する補助
値（１−Δｘ），（１−Δｙ）を求めたのち、乗算
器２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄを介して面積
値S₁₁，S₁₂，S₂₁，S₂₂をそれぞれ求めるようにす
ればよい。そして、これらの面積値の配分割合に
従つて前記重み係数を決定していけば、ここにあ
らゆる拡大率に対する画像拡大処理が可能とな
る。 以上のように本装置によれば、拡大画像の画素
データを原画像に対する線形内挿補間により順次
決定していくので、その拡大画像は原画像の特徴
を反映した視覚的に自然性の高いものとなる。し
かも画像拡大処理は、上述したように非常に簡易
に行なうことができる上、短時間に高速度に処理
できる。つまり、データの基礎となる原画像の画
素データを得て、これによつて求められる拡大画
像の画素データを全て計算したのち、次の画素デ
ータに基づく画像拡大処理に移行するので、計算
処理速度が速い。従つて、視覚的な自然性を損う
ことのない効果的な拡大画像を得ることができ、
その実用的利点は絶大である。 尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば画像拡大率は任意に設定可能であ
り、整数倍に特定されることもない。またアドレ
ス計算回路２，４の構成や、濃度データ計算回路
６の構成も、仕様に応じて種々変化することがで
きる。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の画像拡大処理の概念を示
す図、第２図は本発明の一実施例を示す装置の概
略構成図、第３図ａ，ｂは本発明に係る画像拡大
処理の概念を示す図、第４図は実施例装置の濃度
データ計算回路の一構成例を示す図、第５図ａ，
ｂはデータの入力順序と出力順序の関係を示す
図、第６図は重み係数の概念を説明する為の図、
第７図は重み係数計算の処理を示す図である。 １……入力画像メモリ、２……入力アドレス計
算回路、３……出力画像メモリ、４……出力アド
レス計算回路、５……コントローラ、６……濃度
データ計算回路、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１
ｄ……レジスタ（原画像データ）２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ……レジスタ（重み係数）、
２３……テーブルメモリ、２４ａ，２４ｂ，２４
ｃ，２４ｄ……乗算器、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ
……加算器、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…
…乗算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原画像を記憶した入力画像メモリと、拡大処
   理された拡大画像を記憶する出力画像メモリと、
   この出力画像メモリの各画素位置に対応する前記
   原画像上の画面位置を画像拡大率に従つてそれぞ
   れ計算する手段と、この計算された画面位置を囲
   む前記画像の画素位置を計算する手段と、これら
   の計算された画素位置と前記画面位置との位置関
   係に従つて定められる重み係数を用いて前記各画
   素位置の原画像データから前記画面位置の拡大画
   像データを求めるデータ計算回路とを具備したこ
   とを特徴とする画像拡大処理装置。