JPH01303576A - 画像変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は入力画像を線密度変換して拡大・縮小された出
力画像を求める画像処理装置に関する。

（従来の技術） 画像処理における重要な技術の１つに線密度変換による
画像の拡大・縮小処理がある。この線密度変換による画
像の拡大・縮小処理は、例えば変換出力すべき画像の各
画素の入力画像上での対応位置を変換画素位置として求
め、入力画像上における上記変換画素位置周辺の画素情
報に所定の演算を施すことによって前記変換出力すべき
画像の画素情報を求めて行なわれる。しかし上記変換画
素位置周辺のどの程度の画素情報を参照するかによって
その処理負担量が大幅に変化し、また参照画素数（参照
画素範囲）を制限すると拡大・縮小処理の柔軟性が損わ
れ、また変換画像の画質が劣化する等の問題が生じる。

このような不具合を解消するものとして、例えば変換画
素位置周辺の画素情報に施す演算にスムージング関数を
導入し、入力画像に対するスムージング処理と、そのス
ムージング画像のサンプリングとによって任意の倍率で
の拡大・縮小変換を簡易に、且つ高画質で実現する手法
が、例えば特開昭５６−９０３７５号公報等に提唱され
ている。然し乍ら、実用的な見地からすると次のような
問題が残されている。

即ち、線密度変換により高精度に画像の縮小変換を行な
うと、その縮小変換画像と原画像との相似性を十分高く
することが可能であるが、相似性が高いか故に細線がよ
り細く細線化されてしまう。

この結果、文字・線画における細線部が極端に細くなり
、その細線部に途切れが生たり、その細線部が非常に見
え難くなって所謂カスレ文字となることがある。

このことは線密度変換による高精度な画像変換は、塗り
潰し画像等の縮小変換には適しているが、文字・線画画
像の縮小変換には一般的には適していないと云える。そ
こで所謂文字かすれや線抜けを防止するようにその変換
演算の方式を変えることが考えられるが、このようにす
ると前述した相似性を保った線密度変換が行なわれなく
なり、塗り潰し画像に対する線密度変換に問題が生じる
。

そこでこれらの不具合に対処するべく、画像の種別に応
じた変換方式のハードウェア（変換演算回路）を複数個
準備することが検討されているが、あまりにもそのハー
ドウェア構成が大掛りなものとなる等の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の線密度変換による画像処理装置にあっ
ては、その相似性を高めた場合には文字・線画像に対す
る変換処理画像の品質が劣化し、逆に文字・線画像に対
する画像変換品質を高めようとすると、その相似性が失
われて塗り潰し画像に対する変換処理に不具合が生じる
と云う大きな問題があった。

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、文字・線画像や塗り潰し画像等
の画像の種別に応じて、簡易な処理により高品質な拡大
・縮小変換を実現することのできる実用性の高い構成の
画像処理装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１図にその概略構成を示すように、入力画
像データを一時的に格納するラインバッファ１．変換出
力画像の画素に対する入力画像上での対応位置を求める
変換画素位置検出回路２゜この対応位置に従って前記ラ
インバッファｌから上記対応位置周辺の所定の画素領域
の画素データを求める画素抽出回路３、およびこれらの
画素データに所定の演算を施して出力画素データを算出
する変換演算回路４からなる画像処理装置において、 特に上記変換演算回路４における変換演算として、上記
画素抽出回路３にて抽出された所定の画素領域における
画像情報中の黒画素数を黒画素カウンタ４ａにより計数
し、この黒画素カウンタ４ａにより計測された上記所定
領域での黒画素数を閾値選択回路４ｂにて選択された閾
値にて弁別して出力画素の値を決定するようにしたもの
であり、上記閾値選択回路４ｂでは前記入力画像の種別
（文字・線画像か塗潰し画像か）に応じて上記黒画素数
を弁別する閾値を選択制御するようにしたことを特徴と
するものである。

つまり塗潰し画像の場合には、その白黒比を一定とする
線密度変換を実現する閾値を設定し、文字・線画像の画
像の場合にはその黒画素を優先した線密度変換を実現す
る閾値を設定するようにしたことを特徴とするものであ
る。

（作用） このような変換演算回路４を備えて構成される本発明に
係る画像処理装置によれば、線密度変換の演算対象とな
る所定の局所領域の黒画素数を所定の閾値で弁別して出
力画素の値を決定するのでその演算処理が非常に簡単で
あり、また画像の種別（文字・線画像か塗潰し画像か）
に応じて上記黒画素数を弁別する閾値を選択制御し、塗
潰し画像の場合にはその白黒比を一定とする線密度変換
を実現する閾値を設定し、文字・線画像の画像の場合に
はその黒画素を優先した線密度変換を実現する閾値を設
定するので、第２図にその処理概念を示すようにその画
像の種別に応じた高品質な線密度変換画像を簡易に得る
ことが可能となる。

この結果、処理対象画像が文字・線画像であっても、或
いは塗り潰し画像であっても、その双方に対してそれぞ
れ高品質な線密度変換を簡易に施すことが可能となる。

しかも黒画素数に対する弁別閾値を選択制御するだけで
良いので、装置コストが安価であり実用性が高い。

（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３図は本発明に係る一実施例装置の概略構成図である
。

第３図においてｌは処理対象画像を格納し、線密度変換
処理に供するラインバッファであり、例えば４ラインバ
ツフアが用いられる。変換画素位置検出回路２は、線密
度変換して出力する出力画像の各画素に対応する人力画
像上での位置を変換画素位置として計算するもので、画
素抽出回路３は上記変換画素位置の情報に従い、その変
換画素位置周辺の入力画素データを前記ラインバッファ
１から選択的に抽出する。尚、外部領域クリア回路３ａ
は、変換画素位置周辺の画素データとして入力画像の外
部領域が参照されたとき、その外部領域に相当する画素
のデータを背景濃度（例えば自画素データ）に変換（ク
リア）するものである。

このような画素抽出回路３にて抽出された前記変換画素
位置周辺の入力画素データに対して変換演算回路４は所
定の演算処理を施し、前記出力画像の各画素データを求
めるものとなっている。この変換処理は、例えば後述す
るように黒画素優先パラメータを設定する等して行なわ
れる。

ここで上記各回路により構成される画像処理装置本体の
入力部（ラインバッファｌの前段）に設けられた白黒反
転回路５は、入力インターフェース７を介して与えられ
る処理対象画像（人力画像）の濃度をその画像の性質に
応じて反転処理し、白地画像として前記ラインバッファ
１に格納して線密度変換に洪するものである。また画像
処理装置本体の出力段（変換演算回路４の後段）に設け
られた白黒反転回路６は、前記人力段の白黒反転回路５
の動作に応動して変換演算回路４から出力される出力画
像を白黒反転するものである。線密度変換されて求めら
れる出力画像は、この白黒変換回路６から出力インター
フェース８を介して出力される。このように画像処理装
置本体の入出力段にそれぞれ設けられた白黒反転回路５
．６により、処理対象画像の濃度を反転する第１および
第２の濃度変換手段が実現されている。

尚、９はこれらの各回路の動作を制御し、線密度変換に
よる画像の拡大・縮小処理のシーケンスを制御する制御
回路である。この制御回路９はＣＰＵバスを介して外部
ＣＰＵとの間で各種の制御コマンドや実行パラメータを
授受して、その処理動作を実行する。またここでは前記
入力インターフェース７．出力インターフェース８を介
する画像情報の入出力は、画像データバスを介して所定
の外部機器との間で行なわれるものとなっている。

このように構成された本実施例装置の各部について更に
詳しく説明すると、先ず前記白黒反転回路５．６は、例
えば第４図（ａ）に示すように排他的論理和回路（ＥＸ
−ＯＲ）により、前記画素データ（２値）と白地・黒地
の識別情報（２値）とを排他的論理和処理する如く構成
される。また第４図、（ｂ）に示すように排他的否定論
理和回路（ＥＸ−ＮＯＲ）と反転回路（ＩＮＶ）とを用
いて同種の処理を行なう如く構成され、或いは同図（ｃ
）に示すように反転回路（ＩＮＶ）にて反転された画素
データ、非反転画素データをマルチブルクサ（ＭＰＸ）
を用いて選択的に抽出する如（構成される。

このように構成される白黒反転回路５．６により、白地
画像であれば黒地画像に、また黒地画像であれば白地画
像に濃度反転処理される。しがして入力段に設けられる
第１の白黒反転回路５は、前記制御回路９の制御の下で
その出力画像が白地画像となる如く動作制御される。こ
の動作制御により、人力画像が白地画像である場合には
、その白地画像のままラインバッファｌに出力され、黒
地画像であれば白地画像に反転処理されてラインバッフ
ァ１に出力される。また出力段側の第２の白黒反転回路
Ｇは上記第１の白黒反転回路５の動作に応動し、白黒反
転回路５にて反転処理動作が実行されたときにのみ前記
変換演算回路４からの出力画像に対して反転処理を実行
する。

ここで線密度変換による画像の拡大・縮小の原理につい
て説明すると、第１１図に示すように入力画像の画素（
図中Ｏ印で示す）間距離を“１゜として正規化し、拡大
・縮小された出力画像の画素（図中Ｘ印で示す）間距離
を“Ｓｏとじて示すと、その変換倍率ｒは（１／ｓ）で
表わされる。

また出力画像のｊ番目の画素に対応する入力画像上での
画素位置（サンプリング位置）ｉは、［］をガウスＪ己
号として ｉ−［５−ｊｌ を満足する入力画像上でのｉ＠目の画素位置からｔ＝ｓ
−ｊ−１ なる微小変位を持つ位置として考えることができる。

変換画素位置検出回路２はこのような線密度変換におけ
る入力画像と出力画像との対応関係に立脚して実現され
る。第５図はこの変換画素位置検出回路２を構成する列
方向（Ｘ方向）および行方向（Ｙ方向）の画素位置検出
部の構成例を示すもので、処理対象画像に対してＸ方向
およびＹ方向の画素位置検出部を２組用いて上記変換画
素位置検出回路２が実現される。

しかして第１のレジスタ２ａは上記サンプリング間隔Ｓ
を示すデータの整数部（ｉ）を格納するもので、第２の
レジスタ２ｂはその小数部（１）を格納する。これらの
レジスタ２ａ、　２ｂにそれぞれ格納された６値が加算
器２ｃ、　２ｄに与えられ、クロックＣＰ−ＣＮＶに従
ってラッチ回路２ｅ、　２［’に順次取込まれる。尚、
上記加算器２ｃ、　２ｄはラッチ回路２ｅ、　２ｆのラ
ッチデータにレジスタ２ａ、　２ｂから与えられるデー
タを累積加算するものであり、小数部のデータを累積加
算する加算器２ｄのキャリー信号は整数部データを加算
する加算器２Ｃに与えられ、その加算出力値が（＋１）
される。これらの加算器２ｃ、　２ｄとラッチ回路２ｃ
、　２ｆとにより前記クロックＣＰ−ＣＮＶに同期して
変換画素位置が順次更新される。

一方、カウンタ２ｇはクロックＣＰ−ＯＲＧを計数して
入力画像の画素走査位置を求めている。二〇カウンタ２
ｇにより計数される入力画像の走査画素位置のデータと
前記ラッチ回路２ｅにより求められる変換画素位置のデ
ータとが比較器２ｈにより比較され、それらのデータが
一致したとき変換演算要求信号１？　Ｑ　−ＣＮ　Ｖが
発せられる。

このような変換座標位置の検出処理が、処理対象画像の
Ｘ方向（主走査方向）およびＹ方向（副走査方向）につ
いてそれぞれ行なわれ、その双方から変換演算要求信号
ＲＱ−ＣＮＶが発せられるタイミングとして、変換画素
位置が特定される。

尚、上記Ｘ方向の画素位置検出においては、１行の画素
走査が終了する都度、ラッチ回路２ｅ、　Ｈ’をクリア
して、各行における画素位置検出が行なわれる。

さて第６図は上述した如く構成された変換画素位置検出
回路２からの変換演算要求信号ＲＱ−ＣＮＶを受けて動
作する画素抽出回路３の回路部分を示すもので、ここで
はラインバッファｌおよび外部領域クリア回路３ａと共
に示しである。

ラインバッファ１は、具体的には第６図に示すように４
ライン分の画素データを順次格納する４ラインバツフア
として実現される。画素抽出回路３はこの４ラインバツ
フア１から列方向に４画素ずつ並列出力される画素デー
タを（４Ｘ４）画素の範囲に亙って格納する（４Ｘ４）
個のレジスタ３ｂと、これらのレジスタ３ｂに格納され
た画素データを画像回転処理を施して抽出するマルチプ
レクサ３ｃとにより構成される。

このマルチプレクサ３ｃによる抽出画素の回転処理につ
いて簡単に説明すると、（４Ｘ４）画素領域においてそ
の参照画素が第１２図（ａ）に示される場合と、同図（
ｂ）に示されるような場合とで、その変換演算結果が同
じであることに着目し、第１２図に示すように変換画素
位置が原画素間を４分割してなる第２象現となるように
して画素データの選択抽出を行なうことにより、上記変
換演算の冗長柱を除去するようにしたものである。

基本的にはこのように構成される画素抽出回路３に対し
て、外部領域クリア回路３ａは前記ラインバッファｌへ
の画素データの入力を制御するゲート回路３ｃ、および
レジスタ３ｂへの（４Ｘ４）画素領域の画素データの格
納を制御するシフトレジスタ３ｒと４つのゲート回路３
ｇ、３ｈ、〜３ｊとにより構成される。

即ち、変換画素位置が決定されてその周辺の（４×４）
画素領域の画素データを参照して線密度変換の為の演算
処理を行なおうとする場合、第７図に例示するように変
換画素位置によっては、つまり変換画素位置が入力画像
の境界部として特定された場合には入力画像領域以外の
外部領域までも参照してしまう場合がある。このような
外部領域の画素データは、通常ラインバッファｌｌ：ｔ
８納される際、その値が不定となるもので、この不定値
をそのまま変換演算に用いるには問題がある。

そこで外部領域クリア回路３ａはラインバッファ１の入
力段に設けられたゲート回路３ｅにて入力画像の走査開
始前、および走査終了後における画素データの入力を阻
止し、且つ行方向の画素走査ラインにおいてその先頭部
以前および後尾部以後の画素データの入力を阻止してい
る。そしてラインバッファｌへのデータの格納動作につ
いては、最初にラインバッファ１の全てを零（０）にク
リアした後、変換演算に（４Ｘ４）画素の領域として参
照される外部領域を含む入力画像全体に亙って、その画
素データをラインバッファｌに格納する如く、そのデー
タ人力制御を行なっている。この結果、ラインバッファ
１には、画像領域内の画素データだけが人力され、上記
ラインバッファ１上で領域外の画素部分に該当するデー
タ格納位置にはそれぞれ“０”なるデータ値が格納され
るようなっている。

しかしてシフトレジスタ３ａは、ラインバッファｌから
読出されてレジスタ３ｂに格納される（４Ｘ４）画素領
域の画素データを、そのライン走査位置（副走査位置）
に応じて行単位でクリアするものである。具体的にはｍ
８図に示すように原画像の参照位置に応じてフトレジス
タ３ｒから領域外の画素データのレジスタ３ｂへのデー
タ格納を禁止するクリア信号を出力し、その領域外の画
素データを“０”にクリアしている。つまり第８図（ａ
）に示すような場合には、（４Ｘ４）の参照画素領域中
のＰ　１１．　〜Ｐ１４．　　Ｐ２１．　〜Ｐ　２４．
　　Ｐ　３１．　〜Ｐ３４をそれぞれクリアするべく、
［０００１］なるクリア信号をレジスタ３ｆから出力し
、これを前記レジスタ３ｂに与えている。このようなシ
フトレジスタ３ｆを用いたレジスタ３ｂへのデータ格納
制御により、入力画像の外部領域となる参照画素のデー
タがそれぞれ零（０）にリセットされる。

以上のような処理手続きにより、画素抽出回路３から読
出される（４Ｘ４）の参照領域の画素データの内、外部
領域に該当する画素は零（０）にクリアされて変換演算
回路４に与えられることになる。

さて本発明の特徴的な処理機能を呈する変換演算回路４
は、例えば第９図に示すように複数の加算器（＾ＤＤ）
からなり前述した（４Ｘ４）画素領域における黒画素数
を計数する黒画素数カウンタ４ａと、この黒画素数カウ
ンタ４ａによる計数された黒画素数を、マルチプレクサ
（閾値選択回路）４ｂにより選択された所定の閾値で弁
別して出力画素データの値を決定する比較器４ｃとによ
り構成される。

マルチプレクサ４ｂは、第２図に例示するように文字・
線画を白黒比を一定とする高閾値で変換演算したときに
文字のカスレが生じること、またこの文字カスレを生じ
ることのない低閾値で、所謂塗り潰し画像に対する変換
演算を行うと、白黒面積比が大幅に変化することに着目
し、文字・線画についてはその線成分を優先する変換演
算を実現する低閾値を選択し、塗り潰し画像の場合には
その白黒面積比を変えることのない変換演算を実現する
高閾値を選択するものである。尚、この閾値の選択制御
は、処理対象画像の種別に応じて行なわれる。

即ち、白黒濃度比を変えることのない閾値（例えば１６
画水素対する閾値［８］）にて（４Ｘ４）画素領域の黒
画素数を弁別していくと、第１２図（ａ）に示すような
線画像にあっては、その変換画素デー夕がそれぞれ（０
）となってしまい、前述した文字カスレが生じる。従っ
てこのよ、うな文字・線画像に対しては、黒画素に対す
る優先度を高め、例えば閾値として［３］なる低い値を
設定してその変換演算を行なう。このような低閾値によ
れば線画部分を参照画素領域として含む変換画素データ
が（１）となることから、ここに黒画素を優先した線密
度変換が実現できる。

一方、上述した低閾値にて第１２図（ｂ）に示すような
塗り潰し画像を線密度変換すると、その塗り潰し画像部
分を参照画素領域とする変換画素データの全てが（１）
となり、その黒線幅が不本意に太くなる。この場合には
、４画素の線幅が６画素に拡大されてしまう。そこでこ
のような場合には前述した高閾値を選択し、その白黒比
が一定に保たれるような変換演算にて、その線密度変換
を実行するものとなりでいる。

このような参照画素領域における黒画素数の計数と、閾
値の選択制御、および選択された閾値による上記黒画素
数の弁別により、第２図に示すような原画像の情報を良
く反映させた画像の線密度変換が実現される。

尚、この変換演算回路４における文字・線画像に対する
閾値は、白地に黒画素で描かれた文字線画に対して有効
なものである。しかして文字線がが黒地に白画素にて描
かれている場合には、−船釣には、前記黒画素優先の変
換演算を実現する低閾値に変えて、白画素を優先して変
換閾値を実行する更に高い閾値を設定する必要があるる
。しかしここでは前述した白黒反転回路５，６による白
黒反転処理により、第１３図に示すように黒地の文字・
線画像を白地の文字線画像に反転処理した変換処理に供
している。この結果、上述した低閾値を用いて白地の文
字線画像に対する処理と全く同様にしてその線密度変換
が行なわれる。その後、上述した如く線密度変換された
出力画像は元の黒地画像に変換されて出力されるものと
なっている。

かくしてこのように構成された本装置によれば、線密度
変換処理を実行する参照領域の黒画素数を計測し、この
黒画素数を所定の閾値で弁別して出力画素の値を決定す
るのでその変換処理手続きを非常に簡易に実行すること
ができる。しがも処理対象画像の種別に応じて上記黒画
素数を弁別する閾値を選択制御し、塗潰し画像の場合に
はその白黒比を一定とする線密度変換を実現する閾値を
設定し、文字・線画像の画像の場合にはその黒画素を優
先した線密度変換を実現する閾値を設定するので、その
変換演算の形態を本質的に変更することなく、上記各画
像をそのまま高品質な線密度変換により拡大・縮小変換
することができる。この結果、処理対象画像が文字・線
画像であっても、また塗潰し画像であっても、簡易な処
理制御の下で高品質な画像の線密度変換を実現すること
が可能となる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。ここでは白黒反転回路を設けることで文字・線画像に
対して一定の閾値を設定するようにしたが、その文字線
画像が黒地であるか白地であるかに応じて異なる閾値を
選択することも可能である。この場合には前述した白黒
反転回路は不要となる。また文字・線画像に対する閾値
や参照領域の大きさは、その画像変換処理の仕様に応じ
て定めれば良いものである。その他、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
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、入力画像を線密度
変換して拡大・縮小画像を得るに際し、所定の参照領域
における黒画素数を計測し、その黒画素数を選択制御さ
れた閾値にて弁別して出力画素の値を決定するので、そ
の線密度変換演算を非常に簡易に効率良く行なうことが
できる。しかも処理対象画像の種別に応じて上記黒画素
数弁別の為の閾値を選択制御するので、画像の種別に応
じた高品質な線密度変換を実現し得る等の実用上多大な
る効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明に
係る画像処理装置の概略的な構成図、第２図は本発明の
画像処理装置による特徴的な処理作用を説明する為の変
換演算に用いられる閾値と処理画像の例を示す図、第３
図は実施例装置の全体構成図、第４図は実施例装置にお
ける白黒反転回路の構成例を示す図、第５図は変換画素
位置検出回路の構成例を示す図、第６図はラインバッフ
ァと画素抽出回路の構成例を示す図、第７図は変換処理
における画素参照領域の概念を示す図、第８図は画素参
照領域に含まれる外部領域に対するクリア処理を説明す
る為の図、第９図は変換演算回路の構成例を示す図、第
１０図および第１１図は画像の線密度変換処理の基本概
念を説明する為の図、第１２図は変換閾値の異なりによ
る変換画像の変化を説明する為の図、第１３図は白黒反
転回路の処理機能を説明する為の図である。 １・・・ラインバッファ、２・・・変換画素位置検出回
路、３・・・画素抽出回路、４・・・変換演算回路、４
ａ・・・黒画素数カウンタ、４ｂ・・・マルチプレクサ
（閾値選択回路）、４Ｃ・・・比較器、５．６・・・白
黒反転回路（ａ度反転手段）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　図 第２　エ 籐３　エ （Ｃ） 藍４　図 基７図 第８　ヌ 舊９図 ｇ１０図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｚｌｌ
　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像を線密度変換して拡大・縮小された出力画像を
   求める画像変換装置において、 線密度変換により生成される出力画像の各画素に対応す
   る入力画像内の位置を変換画素位置情報として求める手
   段と、この変換画素位置を含む所定の画素範囲を参照領
   域として定め、この参照領域の画素情報を前記入力画像
   から選択的に抽出する手段と、この選択的に抽出された
   画素情報中の黒画素数を求める手段と、上記参照領域の
   画素情報が構成する画像の種別に応じて複数の閾値の中
   から１つの閾値を選択する手段と、この選択された閾値
   にて上記黒画素数を弁別して出力画素情報を決定する手
   段とを備えたことを特徴とする画像変換装置。