JP3555005B2

JP3555005B2 - 画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP3555005B2
Application number: JP11612398A
Authority: JP
Inventors: 佳織若林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 1998-04-10
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2018-04-10
Also published as: JPH11298726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像の縮小変換方法および装置に係り、詳しくは、原画像を中間調表現可能な画像出力機器等へ縮小して出力するにあたり、原画像の中の中間調領域と２値領域を分類して、領域ごとに最適な品質の中間調表現変換を実施することにより、きわめて画品質劣化の少ない縮小画像を得る画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の縮小変換方法は、原画素と変換画素との位置対応を取り、変換画素の周囲にある原画素の位置情報に応じて加重加算して、中間調表現された変換画素の値を求める方法が一般的である。さらに、重み付けを寄与する面積に応じて行う方法もある。いずれにしろ、従来技術は、原画像に含まれる画像の種類を意識して変換画素を決定するものではなく、一律に決定していた。
【０００３】
このため、原画像の中に中間調領域（写真などの領域）と２値領域（線画で表現されている領域、文字の領域、文書の領域など）が含まれているときに、それぞれに最良の品質の縮小変換を実現することができなかった。特に、変換比率が小さくなるに従い、変換画素の値を決定するのに必要な原画素が多くなり、その平均をとるため、２値領域の縮小変換画において、細い線や文字が薄くなる欠点があり、これにより品質が大きく劣化してしまうか、もしくは２値領域の品質低下を抑えると、中間調領域の階調特性が悪化して、品質が劣化し、これらを克服する手段がなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
原画像を縮小変換する場合に、１／２０のような小さな変換比率でも、１／２と大きな比較的大きな変換比率でも、品質劣化を最小に抑え、最良の品質の変換画像でディスプレイへ表示したり、プリンタへ印刷したいという要求がある。
【０００５】
本発明の目的は、中間調領域と２値領域を含む原画像について、変換比率の大小に関係なく、画品質劣化を抑えた変換画像を得る画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。特に、変換比率が小さい場合に、従来より大幅に品質劣化を抑えた変換画像を生成することができる画像縮小変換装置および方法、並びにそのプログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、原画像を複数の小領域に分割し、各小領域が中間調領域であるか２値領域であるかに分類し、この分類された領域の種別にあわせて変換画素の値を決定することを主たる特徴とする。これにより、縮小比率に関係なく、中間調領域あるいは２値領域のどちらの領域においても常に最良な画品質の変換画像を生成でき、特に、変換比率が小さくなるに従い、品質劣化を抑えた効果を有する。さらに、本発明では、この生成した変換画像を、原画像の中間調領域と２値領域とに分けてしきい値を持ち、２値化して高品質な２値画像を生成する機能を設けることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。以下では、水平方向と垂直方向の変換比率が同一の場合について説明する。また、原画像の画素を原画素といい、変換画像の画素を変換画素ということにする。
【０００８】
図１は、本発明による一実施例のブロック図を示し、本縮小変換装置を構成するＣＰＵや内蔵メモリからなる画像処理装置１００、原画像や変換画像及び処理途中画像やパラメータ等を格納するハードディスク等のメモリ装置２００、処理対象の画像を入力するイメージスキャナ、その他の画像入力装置３００、変換画像等を出力するディスプレイやプリンタ等の画像出力装置４００を具備する。ここで、画像処理装置１００は機能上、原画像が中間調画像か２値画像かを検出し、２値画像は中間調画像へ変換する原画像種別検出手段１１０、１枚の原画像（または変換中間調画像）を小領域に分割し、それぞれ中間調領域と２値領域に分類する領域分類手段１２０、変換画像の変換画素位置を検出し、着目変換画素の参照画素を求めてその値を加算する参照画素加算値算出手段１３０、中間領域と２値領域の変換画素の値を算出し変換画像を生成する変換画素値算出手段１４０、中間調出力機器の表現できる階調数と画像の有する階調数が一致しない場合に整合性をとり、出力する値を決定し、また、領域の分類に対応したしきい値により中間調画像を２値化して２値画像を生成する変換画像修正手段１５０に大別される。
【０００９】
なお、原画像種別検出手段１１０や変換画像修正手段１５０の一部等は本発明に必須な手段ではないことがある。これは、後述するように、本実施例の構成の中で、ある手段が存在しなくてもなんら支障なく動作することが可能な場合があり得るからである。
【００１０】
以下に、図１の実施例における各手段１１０〜１５０の動作を説明する。変換比率は、水平方向と垂直方向ともに１／４とする。また、原画像は画像入力装置３００により入力され、メモリ装置２００内に格納されているとする。
【００１１】
〔原画像種別検出手段１１０〕
原画像種別検出手段１１０は、２値画像でも中間調画像でも本発明が適用できるように前処理する手段である。図２に原画像種別検出手段１１０の構成例を示す。
【００１２】
原画像判定手段１１１は、原画像２１０を入力して、それが２値画像か中間調画像かを判定して中間調画像の場合にはそのまま出力し、２値画像ならば中間調画像変換手段１１２に渡す。ここで、２値画像か中間調画像かは、１画素を１ビット表現か否かという意味で用いており、写真などを白黒の密度で表現する疑似中間調は２値画像とする。原画像の２値画像か中間調画像の判定には、（１）原画像に入力ファイルの形式として２値画像か中間調画像かの識別子がある場合にはその識別子を見て、２値画像か中間調画像かを判定する方法、（２）各画素の有効な情報量を判定し、有効な情報量が１ビットならば２値画像と判断し、各画素の有効な情報量が複数ビットならば中間調画像と判断方法などを適用することができる。
【００１３】
中間調画像変換手段１１２は、原画像２１０が２値画像の場合に、中間調画像への変換を行う。これは、０（白）および１（黒）で表現されている２値画像において、２値画像の１を中間調画像の最大値、例えば２５６階調ならば２５５と置き換え、２値画像の０を中間調画像の０と置き換えることにより、中間調画像の０（白）と２５５（黒）の値のみを用いている画像へと置き換わる。このようにして、原画像が２値画像においても、中間調画像として縮小変換が実現できる。
【００１４】
原画像種別検出手段１１０の出力画像は、変換中間調画像２２０としてメモリ装置２００に格納される。なお、該原画像種別検出手段１１０は本発明に必須な手段ではないことがある。これは、例えば原画像が２５６階調のスキャナのみのシステムに利用される場合には、原画像が２５６階調と固定でき、原画像種別検出手段１１０がなくても、以下の各手段１２０〜１５０によりなんら支障なく動作し、かつ本発明の効果を実現することが可能だからである。
【００１５】
〔領域分類手段１２０〕
領域分類手段１２０は、本発明が、中間調領域と２値調領域において、変換画素の値の決定アルゴリズムを変えて、画品質劣化の少ない変換画像を作成するために、前もって原画像（変換中間調画像）を中間調領域と２値領域に領域分割しておく手段である。図３に領域分類手段１２０の構成例を示す。
【００１６】
小領域分割手段１２１は、変換中間調画像２２０を入力し、複数の小領域に分割する。この変換中間調画像（原画像）を複数の小領域へ分割するアルゴリズムについて、図７に示す具体的な分割例を用いて説明する。図７の原画像において、右上のハッチ（斜線）がかかったところに写真が張ってあり、それ以外のところが文書とする。最初、水平方向Ｅ個と垂直方向Ｆ個に分ける小領域の数を、予め定めた数にしておく。水平方向Ｅ＝６個と、垂直方向Ｆ＝６個、均等、という条件を定めることにより、図７で示すように分割することができる。さらに、このＥとＦの数を大きくすることにより、きめ細かい分割が可能である。例えば、図７の例のように、Ｅ＝Ｆ＝６程度に荒い分割の場合、写真の範囲が楕円形のときには、その範囲がうまく中間調領域と分類できないことが生じる。これに対して、Ｅ＝１０、Ｆ＝２０のように、分割数を多くすることにより、細かな分割ができ、原画の写真と文書の構成に対して、より柔軟に適合でき、多くの種類の原画像に対処できる。反対に、１枚の原画像がすべて文書の場合、すべて写真の場合に用途が限られる場合には、Ｅ＝２、Ｆ＝１としたり、極端には、Ｅ＝Ｆ＝１とすることにより、細かく分類処理を行わないことになり、分割を伴わない高速な処理が実現できる。
【００１７】
小領域分類手段１２２は、分割された小領域が中間調領域と２値領域のどちらに分類されるのかを判断する手段である。図８は、この小領域分類手段１２２のアルゴリズムのの具体的な説明図を示す。例えば、小領域の中から５×５原画素パターンを３個取り出し、水平方向の変換点の数、垂直方向の変化点の数を調べ、水平・垂直方向の変化点がともに規定値（例えば２）より多い場合が３個のうち２個ある場合には中間調領域とし、それ以下の場合には２値領域と判断する。これを各小領域について繰り返す。これにより、原画像を中間調領域と２値領域の２つの領域へ分類することができる。このようにして、図７の原画像において、ハッチの部分の各小領域を中間調領域、それ以外の小領域を２値領域と判断することができる。
【００１８】
中間調／２値パターン記憶手段１２３は、原画像パターンのとりうるすべてのパターンを記憶しておく手段である。具体的には、中間調領域を判断するための中間調パターンと２値領域を判断するための２値パターンを予め記憶しておく。例えば、図８の５×５原画素パターンの白黒パターンとして取りうるすべての状態を記憶しておき、小領域分割手段１２２においてこの全パターンと一致をチェックできるようにしておくものである。これにより、小領域分類手段１２２では、前記５×５原画素パターンの変化点検出による分類機能と同じ機能が実現可能である。また、図８の原画素パターンが取りうるすべての場合は２の２５乗通りであり、これをすべて記録しておくことで、すべての白黒パターンに対しての分類ができるために、原画素パターンの変化点検出によるよりも、精度高く中間調領域および２値領域の分類が可能である。なお、２の２５乗通りをすべて記録することと等価な手法、すなわち、同一パターンに帰着できるものは圧縮して必要なパターンのみを記憶することができ、これにより記憶容量を大幅に少なくすることができる。
【００１９】
小領域分類手段１２２では、原画像（変換中間調画像）の各小領域ごとに、それが中間調領域と２値領域のどちらに属するかを示す識別子（中間調／２値識別子）を付加し、中間調／２値分類画像２３０としてメモリ装置２００に格納する。例えば、図７の原画像において、ハッチ部分の各小領域には中間調識別子が付加され、それ以外の各小領域には２値識別子が付加される。この識別子は、後述する変換画素値算出手段１４０において、中間調領域あるいは２値領域ごとに変換画素値の決定アルゴリズムを振り分けるのに利用されることになる。
【００２０】
なお、中間調領域と２値領域の分類手段は、図３の構成に限定されるものでない。これは、本発明は、原画像の中間調領域と２値領域を分類し、それぞれ変換画素の値を決定する手段を有し、これにより画品質劣化を抑えることができればよく、その中間調領域と２値領域を分類する手法は他の従来の手法を適用することが可能である。他の領域分類手法の例としては、「文字／網点／写真混在画像の２値化表現−像域分類変数を用いた連続的適応２値化−：２０，５，ＰＰ４７６−４８３，１９９１年」や、領域分割法（秋山、増田：“周辺分布、線密度、外接矩形特徴を併用した文書の領域分割”、信学論（Ｄ）、Ｊ−６９−Ｄ、Ｎｏ．８（１９８６／８））や、領域抽出法（長谷、星野：“２次元フーリエ変換を用いた文書画像領域抽出法”、信学論（Ｄ）、Ｊ−６７−Ｄ，Ｎｏ．９（１９８４／９））が挙げられる。これらを用いたときには小領域分割手段１２１や中間調／２値パターン記憶手段１２３がなくても、中間調領域と２値領域が分類でき、以下の各手段１３０〜１５０によりなんら支障なく動作し、かつ本発明の効果を実現することが可能である。さらに、中間調領域と２値領域の位置が固定的に定められている特定社内文書の原画像に対しては、変換画素を決定するときに中間調領域か２値領域かを判断できるので、小領域分類手段１２２とパターン記憶手段１２３がなくても、本システムを構築することができ、本発明の効果を実現できる。
【００２１】
〔参照画素加算値算出手段１３０〕
加算値算出手段１３０は、変換画像における変換画素の値を算出するに先立ち、着目変換画素の周辺の参照画素の加算値を求める手段である。図４に該参照画素加算値算出手段１３０の構成例を示す。
【００２２】
変換画素位置検出手段１３１は、変換画像を原画像（ここでは中間調／２値分類画像）に写像したときの変換画素と原画素の位置関係を求める。図９は、水平方向と垂直方向との変換比率がともに１／４の場合について、変換画像を原画像へ写像した場合を示した図である。変換画素位置検出手段１３１では、図９のように、変換画像を原画像に写像し、着目する変換画素の原画像上における位置として着目変換画素の左上最近傍の原画素からの相対位置を求める。例えば、変換画素Ｑ１１については原画素Ｐ２２が左上最近傍の原画素となり、変換画素Ｑ２１については原画素Ｐ６２が左上最近傍の原画素である。
【００２３】
次に、参照画素決定手段１３２において、変換画素の周囲の複数の原画素を参照画素として求める。これは、着目変換画素を中心として、必要な複数の原画素の水平方向ｎ個×垂直方向ｎ個を求め、これを参照画素とする。なお、参照画素とは、変換画素の値を決定するために必要な複数の原画素のことである。ここで、ｎ個は、変換比率の逆数の値を自然数化させた値とすることで求められる。例えば、変換比率が１／４ならばｎ＝４、変換比率が１／４．２ならばｎ＝５である。図９の具体例では、Ｑ１１を中心に４個×４個＝１６個を求め、Ｐ１１〜Ｐ４４となる。次の変換画素Ｑ２１の場合は、Ｑ２１を中心に４個×４個＝１６個となり、Ｐ５１〜Ｐ８４である。また、Ｑ１２はＰ１５〜Ｐ４８の１６個であり、Ｑ２２はＰ５５〜Ｐ８８の１６個である。それぞれの線で囲んだ原画素を参照画素とする。
【００２４】
なお、本実施例の説明においては、一例として変換比率１／４のときのｎ＝４個として、ｎ×ｎ＝４個×４個を取り上げた。しかし、ｎ個×ｎ個に限定するものでなく、（ｎ−１）×（ｎ−１）＝９個用いる方法でも可能であり、（ｎ＋１）×（ｎ＋１）＝２５個用いる方法でも可能である。さらに、Ｑ１１の参照画素として、Ｐ１１〜Ｐ４４の１６個の中から１つ用いないものを参照画素とする方法も可能であり、さらに、Ｐ１１〜Ｐ４４の１６個にＰ５１，Ｐ５２，Ｐ５３，Ｐ５４の４個を付け加えることも可能である。すなわち、参照画素の個数は、１種類と限定されるものではない。変換画素を中心として変換比率の逆数を基本とした水平方向×垂直方向の個数を参照画素とすることを基本に多少の個数を増加させたり減らしたりすることができる。以下では、変換画素を求めるために必要な参照画素の個数を一般に（ｎ×ｎ）個として説明する。
【００２５】
加算値決定手段１３３は、着目変換画素の参照画素の加算値を求める手段であり、次のような処理となる。最初に、参照画素決定手段１３２で求めた原画素
（参照画素）Ｐｓｔを読みとる。次に、参照画素の値を加算する。ここで、原画像の中間調の階調の最大値をＡとし、白値を０、黒値をＡとする。例えば、２５６階調ならば取りうる階調の値は０〜２５５であり、０が白、２５５が黒を示すことにする。また、出力する中間調画像の中間調の階調の最大値をＢとする。このとき、参照画素と着目する変換画素との位置情報を示す関数をｇ（ｓ，ｔ）とすると、Ｑｉｊに対する加算値ｒｉｊを
【００２６】
【数１】

【００２７】
として求める。なお、一例として、ｇ（ｓ，ｔ）＝１として
【００２８】
【数２】

【００２９】
とすることが可能である。これにより、加算値ｒｉｊは、０〜Ａ×ｎ×ｎまでの値を得ることができる。これが変換画素の値を算出する元になる。加算値ｒｉｊは、変換画像を原画像へ写像した場合の各小領域の変換画素について求める。
【００３０】
最大値算出手段１３４は、各小領域内での加算値ｒｉｊの最大値を算出する。これは、加算値決定手段１３３で求めたｒｉｊを記憶しておき、該当小領域の中から最大値を算出することで可能である。なお、本発明は、小領域の中からの最大値でなく、分類された領域内の中からの最大値をもとめる手段で代替することが可能である。これは、小領域を用いないで領域を分類する方法を本発明に適用した場合には、小領域内でなく分類された領域内での最大値とすることにより、本発明が実現できる。なお、本発明での中間調の階調は、数値が大きくなるに従い、黒色濃度が増すという前提で最大値を求めるが、システムによっては数値が小さくなるに従い黒色濃度が増すものもあり、このような場合には最小値を求めることにより本発明を実現する。この最大値は、２値領域の黒濃度を保持しておくものであり、後述する。
【００３１】
参照画素加算値算出手段１３０で求まった各変換画素の参照画素加算値２４０はメモリ装置２００に格納される。この参照画素加算値２４０には当該小領域中での加算値の最大値が付加され、また、領域分類手段１２０で分類された当該小領域が中間調領域か２値領域かを示す識別子（中間調２値識別子）も属性として付加される。
【００３２】
〔変換画素値算出手段１４０〕
変換画素値算出手段１４０は、図５に示すように、中間調領域の変換画素値算出手段１４１と２値領域の変換画素値算出手段１４２の２つからなる。中間調領域の変換画素値算出手段１４１は、参照画素加算値２４０を入力し、属性として付加されている中間調／２値識別子を参照して、領域分類手段１２０により中間調領域と分類されたときに処理が実施される。２値領域の変換画素値算出手段１４２は、領域分類手段１２０により２値領域と分類されたときに処理が実施される。
【００３３】
ここで、原画像の中間調の階調の最大値をＡとし、変換画像の中間調の階調の最大値をＢとする。また、白値を０とし、最大の黒色濃度はＡまたはＢとする。例えば、２５６階調ならば取りうる階調の値は０〜２５５であり、０が白、２５５が黒を示すことにする。また、１３４で算出した小領域内の最大値をＭとする。
【００３４】
ここで、該当の小領域が中間調領域と領域分類手段１２０で分類されているときには、中間調領域の変換画素値算出手段１４１により、変換画素Ｑｉｊの値を、
【００３５】
【数３】

【００３６】
として算出する。反対に、該当の小領域が２値領域と分類されているときには、２値領域の変換画素値算出手段１４２により、変換画素Ｑｉｊの値を、
【００３７】
【数４】

【００３８】
として算出する。なお、原画像が２値画像の時はＡ＝１とすることで、算出が可能である。このように、中間調領域の場合は加算値を原画階調数と参照画素個数で割り、一方、２値領域の場合は加算値を小領域内の最大値Ｍで割り変換画素の値とする。このとき、Ｍ≦Ａ×ｎ×ｎである。このＭは、小領域の中の最大値であり、最も濃度の高い値を保持するものである。中間調領域の変換画素の値はｒｉｊを（Ａ×ｎ×ｎ）、すなわち、（原画階調数×参照画素個数）で割るが、２値領域ではｒｉｊをＭで割ることにより、変換画素の値が薄くなるのを抑える効果を有している。これは、２値領域において、特に変換比率が小さくなるにつれて、加算する参照画素個数（ｎ×ｎ）個が増加し、加算値が平準化されるために、最も強い濃度の値が薄くなる現象が生じるからである。このため、２値領域において、小領域の中の加算値の最大値Ｍを求め、そのＭを最大黒濃度として（原画階調数×参照画素個数）と置き換えることにより、特に変換比率が小さい場合の、原画像の細い線が薄くなるのを防止できる大きな効果を有している。
【００３９】
変換画素値算出手段１４０の出力が変換画像２５０としてメモリ装置２５０に格納される。画像出力装置４００には、この変換画像２５０をそのま出力することも可能である。
【００４０】
〔変換画像修正手段１５０〕
変換画像修正手段１５０は、図６に示すように、中間調出力値決定手段１５１と２値化手段１５２からなる。
中間調出力値決定手段１５１は出力機器の表現できる階調数と変換画像の有する階調数が一致しない場合に、整合性をとる手段である。変換画像を５１２階調まで表現できる変換画として作成する場合、Ｂ＝５１１として０〜５１１の値を表現することができる。一度作成した変換画像を、出力機器にあわせて、表現する階調数を最終的に変化させるものである。例えば、４階調しか表現できない出力機器の場合など、２５６階調を４階調の限られた中間調値へ割り当てて、実際に出力する値を決定する。反対に、出力機器が２５６階調表現可能であり、画像が４階調のみの場合、白や黒の偏りなく、６４階調おきに平均的に分布させて表現した値を決定する。
【００４１】
なお、中間調出力値決定手段１５１は本発明に必須な手段ではないことがある。例えば、２５６階調表現の中間調画像をそのまま４階調表現の可能な出力機器へ入力すると、自動的に出力する階調数、４階調へ自動的に割り当てることができる出力機器がある。このような機器へ出力する場合には、本発明においては中間調出力値決定手段１５１は必要がない。これにより、本発明の請求範囲を限定することにはならない。
【００４２】
２値化手段１５２は、中間調領域と２値領域にそれぞれ対応したしきい値を設け、中間調表現の変換画像を２値化し、２値画像を出力する手段である。この処理は、次の通りである。一例として、縮小変換した中間調画像がＢ＝２５５、すなわち、２５６階調の画像を作成する。中間調領域と２値領域とに分けて、予め中間調領域用ｓ１と２値領域用のｓ２の値定めておく。例えば、ｓ１＝１２８とし、ｓ２＝６４とする。ｓ１とｓ２を記憶しておき、領域分割手段１２０により中間調域と分類されたときにはｓ１の２値化処理が実施され、領域分割手段１２０により２値領域と分類されたときはｓ２の２値化が実施される。これにより、縮小変換された中間調画像の２値化することが実現可能である。さらに、中間調領域と２値領域のしきい値を別々に設定することにより、中間調領域の最適なしきい値と、２値領域の最適なしきい値が設定でき、それぞれに最良の変換画品質が作成できる。
【００４３】
このように、２値化手段１５２により、本実施例による中間調画像を２値化して２値画像が生成できる。なお、２値化に関しては、１つの変換画素を対象に２値化する手段と、複数の変換画素を集めて２値化する手法があり、どちらも２値化手段１５２へ適用することが可能である。１つの変換画素のみを２値化するのは、処理が簡易で、ハードウェアが小さくなる利点を有している。複数の変換画素を集めて２値化する手法は、処理や装置が複雑になるが、特に写真などの中間調領域を２値化するときに階調特性を損なわないような従来手法が適用でき、品質劣化を抑えて２値化することができる利点を有している。
【００４４】
以上の実施例の説明においては、２値領域と中間調領域に分けた変換画素の値を決定する際に、中間調領域は加算値を参照画素個数と原画階調数で割る手法を、２値領域は加算値ｒｉｊを小領域内の最大値Ｍで割る手法を示した。これに対し、中間調領域の係数α１、２値領域の係数α２それぞれの係数をあらかじめ定めて記憶しておき、その領域ごとにα１とα２を用いて実現する本発明の別の実施例を以下に示す。ここで、小領域が中間調領域と領域分割手段１２０で分類されているときに、中間調領域の変換画素値算出手段１４１において、変換画素Ｑｉｊの値を、
【００４５】
【数５】

【００４６】
を算出して求める。また、小領域が２値領域と領域分類手段１２０で分類されているときに、２値領域の変換画素値算出手段１４２において、
【００４７】
【数６】

【００４８】
を算出して、求める。なお、原画像が２値画像の時はＡ＝１とする。
【００４９】
このように、小領域が中間調領域の場合は係数α１を掛け、２値領域の場合はα２を掛けて、変換画素の値を算出する。この二つの係数を用いることにより、最大値算出手段１３４、すなわち最大値Ｍを用いないで変換画を作成することができる。
【００５０】
これは、変換比率が特に小さくなると、２値領域の文字や細い線が薄くなるため、品質の劣化が大きくなる。このため、２値領域に対しては、係数α２を大きくし変換画素の濃度を黒色濃度を強調し、これにより生成される最適となる変換画の品質を生成するようにしたものである。反対に、中間調領域は、このような薄くなる現象がないために、α１を１に近い値としておく。すなわち、中間調領域の場合をα１、２値領域の場合をα２として、α１≦α２として、特に２値領域の変換画素のみを黒色濃度を強調することが本発明の大きな特徴である。ここで、係数α１とα２の具体的な例として、例えば、α１＝１，α２＝３と定める。このように、係数α１，α２を予め定義しておく。なお、α１，α２の値は一例であり、この値に固定するものでなく、出力機器の種別により最適な値とする事が可能である。
【００５１】
ここで説明したように、原画像の領域を２値領域と中間調領域に分け、２値領域の変換画素の階調値を強調するように係数α２を定め、かつ中間調領域の階調特性を悪化させないようにα１を定めるものであり、領域ごとに変換画素を決定する手段を有していることにより、画品質劣化を防ぐことができ、これによりきわめて大きな効果を有している。
【００５２】
以上説明したように、原画像を中間調領域と２値領域に分け、それぞれ変換画素の値を算出する手段を持つことが、本発明の特徴である。
【００５３】
さらに、中間調領域では参照画素の加算値を原画階調数と参照画素個数で割り、２値領域では加算値を小領域内の最大値Ｍで割る手段を持つことが本発明の特徴である。
【００５４】
また、小領域の最大値Ｍを求めることなく、中間調領域には係数α１、２値領域には係数α２を予め定めておき、加算値へそれぞれの係数を掛けたものを用いて変換画素の値を決定する別の実施手段を実現することが本発明の特徴である。
【００５５】
なお、本発明では、水平方向と垂直方向の変換比率が同一の場合について説明したが、水平方向と垂直方向の変換比率が異なる場合、及びその一方が拡大変換に対しても、適用可能である。
【００５６】
また、本発明では原画像および変換画像ともに、白黒の中間調画像もしくは白黒の２値画像である場合を対象に説明してきた。しかし、本発明は画像として白黒に限定されるものでない。白黒画像以外、例えば、白色地に赤文字のような２色で表現されている画像に対しても適用が可能である。すなわち、情報の有無を例えば中間調画像の最大値２５５、最小値０で表現すると、２５５を赤、０を白の下地として、本技術における中間調画像へと帰着できる。これによる縮小変換された中間調画像は、最大の階調を持つ色を赤とし、最低の階調を白地として、中間の濃度を赤の階調成分で表現することで、白赤の２色の画像を中間調画像へ縮小した画像が得られる。また、それを２値化処理した結果は、情報がある場所を赤で、ない場所を白地に彩色したことに相当する。
【００５７】
以上、本発明の一実施例を説明したが、図１の各手段１１０〜１５０、さらには図２乃至図６に示した具体的実現手段は、コンピュータプログラムを用いて実現することでもよい。その機能や手順、アルゴリズムをコンピュータで実行可能なように記述したプログラムは、フロッピーディスクやメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ等に記録して提供することも可能である。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、中間調画像を表現できる出力機器へ出力する場合、原画像を、中間調領域と２値領域とに領域分類を行い、それぞれの領域ごとに変換画素の濃度値を算出することで、最適な品質の中間調画像を作成して出力できる。
また、中間調領域では、参照画素の加算値を参照画素の個数と原画像の階調数で割り、２値領域では、加算値を小領域の最大値で割り、それぞれ変換画素の値を求めることにより、最適な変換画素の値をそれぞれ算出できる。
また、中間調領域には係数α１、２値領域には係数α２を設けて、それぞれ加算値へ係数を掛けることにより、最大値Ｍを用いなくても、それぞれの領域に最適な変換画素の値を求められる。
以上により、中間調領域でも、２値領域でも、それぞれ画品質劣化の少ない最良の変換画を作成することができる。特に、変換比率が小さくなったとき、さらには出力機器が高解像度になったときに、２値領域において変換画が薄く表現されて、変換画品質が著しく劣化してしまうという従来の欠点を本発明により克服できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における一実施例のブロック図である。
【図２】原画像種別検出手段の構成例を示す図である。
【図３】領域分類手段の構成例を示す図である。
【図４】参照画素加算値算出手段の構成例を示す図である。
【図５】変換画素値算出手段の構成例を示す図である。
【図６】変換画像修正手段の構成例を示す図である。
【図７】原画像を小領域へ分割し、２値領域と中間調領域がある例を示す図である。
【図８】中間調領域と２値領域との領域分類を実現する手法の一例を示す図である。
【図９】原画素と変換画素との位置配置関係の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１１０原画像種別検出手段
１２０領域分類手段
１３０参照画素加算値算出手段
１４０変換画素値算出手段
１５０変換画像修正手段

Claims

原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換装置において、
原画像を複数の小領域に分割する手段と、
前記分割された小領域を中間調領域あるいは２値領域に分類する手段と、
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める手段と、
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記個数と原画像階調数を掛けた値で除算して変換画素の値とし、前記２値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記最大値で除算して変換画素の値とする手段と、
を有することを特徴とする画像縮小変換装置。
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換装置において、
原画像を複数の小領域に分割する手段と、
前記分割された小領域を中間調領域あるいは２値領域に分類する手段と、
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める手段と、
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α１を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とし、前記２値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α２（α１≦α２）を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とする手段と、
を有することを特徴とする画像縮小変換装置。
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換方法において、
原画像を複数の小領域に分割する処理と、
前記分割された小領域を中間調領域あるいは２値領域に分類する処理と、
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める処理と、
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記個数と原画像階調数を掛けた値で除算して変換画素の値とし、前記２値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値を前記最大値で除算して変換画素の値とする処理と、
を有することを特徴とする画像縮小変換方法。
原画像を任意の変換比率で縮小して出力する画像の縮小変換方法において、
原画像を複数の小領域に分割する処理と、
前記分割された小領域を中間調領域あるいは２値領域に分類する処理と、
前記小領域毎に、変換後の画像の画素を変換画素とし、前記変換画素を原画像上におけるそれぞれの該当位置に重ねて配置したときの、各変換画素の周囲の変換比率に応じた個数の原画像の画素を参照画素として、それぞれ前記参照画素の値の加算値を求めるとともに、当該小領域の加算値の最大値を求める処理と、
前記中間調領域と分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α１を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とし、前記２値領域に分類された小領域の場合は、それぞれ前記加算値にあらかじめ定めた係数α２（α１≦α２）を掛けた値を前記個数で除算して変換画素の値とする処理と、
を有することを特徴とする画像縮小変換方法。
請求項３もしくは４記載の画像縮小変換方法をコンピュータで実行するためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。