JPH03225480A - 画素補間回路 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、画像濃度を多値で表現する画像処理装置にお
いて画素の補間を行うために使用される画素補間回路に
関する。

「従来の技術」 画像処理技術の発達と共に、画素のそれぞれの濃度を多
値で表現することが広く行われるようになっており、文
字や線画だけでなく写真等の中間調も再現できるように
なっている。このよう画像処理の分野では、読み取った
画像を１対１の倍率（等倍）で処理する場合と画像の拡
大または縮小を行う場合がある。画像の拡大を行う場合
には、拡大率に応じて画素の数を増加させる処理を行う
のが通常であり、このような場合には読み取った画素の
間に新たに画素を補間する処理を行っている。

従来では、画素の補間を行う場合、この補間点の画素を
挟んだ２つの既存点の画素との間で線形補間を行ってい
た。例えば第１１図に示すように２つの既存の画素Ａ、
Ｂが存在し、これらの濃度が６４段階の階調表示でそれ
ぞれ“１５”と“７”であったとする。この図で縦軸は
濃度を、また横軸は各点（画素）の位置を表わしている
ものとする。今、既存の画素ＡＳＢの中間位置に補間す
る画素Ｐを定めるものとすると、既存の画素Ａ、、Ｂの
濃度を加算して２で割った値“１１”が補間点の画素Ｐ
の濃度とされた。

「発明が解決しようとする課題」 このように従来の画素補間の手法では、補間点を挟んだ
形の２点の濃度データを用いて補間点の濃度を算出して
いた。これは、２つの既存点の間で階調が同一の比率で
連続的に変化していることを前提としている。したがっ
て、このような場合には補間点の画素の濃度を正しく算
出することができたが、これ以外の場合には求められた
濃度が現実のものとかなり相違することがあった。

例えば、第１２図に示すように２つの既存点の画素Ａ、
Ｂの周囲の濃度が破線で示したように変化しているもの
とする。この場合、補間点の画素Ｐの濃度は、従来の手
法で求めた場合よりも高く、濃度誤差ｅを発生させてし
まう。このような濃度誤差ｅは、各画素の濃度を２値で
表現する場合には誤差として表面化しないことも多いが
、１６階調とか６４階調といった多くの階調で表現され
るようになると、誤差として現われ、これによる階調の
微妙な相違が全体的な画質に影響を与えることになった
。

そこで本発明の目的は、画素の補間を行うとき補間点の
画素の濃度をより正確に求めることのできる画素補間回
路を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 請求項１記載の発明では、（１）同−原稿上の濃度のわ
かった２つの画素の間に位置する濃度のわからない点と
しての補間点を指定する補間点指定手段と、（ｉｉ）ｆ
ｉ度のわかった２つの画素の間における多値化された各
濃度レベルそれぞれの発生頻度を求める濃度発生頻度算
出手段と、（ｉｉｉ　）この濃度発生頻度算出手段によ
って求められた濃度レベルと発生頻度を各濃度レベルご
とに乗算する乗算手段と、（ｉｖ）この乗算手段によっ
て得られた客積を濃度の増加方向または減少方向に順次
加算していきこれらの和の総和に対する比が前記した濃
度のわかった２つの画素の一方から補間点までの距離と
２つの画素の間の距離の比と等しくなる濃度レベルを求
め、これを補間点の濃度レベルとする濃度算出手段とを
画素補間回路に具備させる。

そして、補間点を挟んだ２つの画素の間の各濃度レベル
とそれらの発生頻度を求めておき、例えば２つの画素の
中点に補間点を設定した場合には、濃度レベルと発生頻
度の積を濃度レベルが増加する方向あるいは減少する方
向に順次加算していき、これらが各濃度レベルと発生頻
度の積の総和に対して２分の１となる値をとる点の濃度
レベルを補間点の濃度レベルとする。

請求項２記載の発明では、（１）同−原稿上の濃度のわ
かった２つの画素の間における多値化された各濃度レベ
ルそれぞれの発生頻度を求める濃度発生頻度算出手段と
、（ｕ）これらの発生頻度のうちの最大の頻度の濃度レ
ベルを選出しこれを前記した２つの画素の間で補間する
画素の濃度レベルとする濃度選出手段とを画素補間回路
に具備させる。

すなわち請求項２記載の発明では、補間点を挟んだ２つ
の画素の間の各濃度レベルとそれらの発生頻度を求めて
おき、このうち最も頻度の高かった濃度レベルを補間す
る画素の濃度レベルとする。

請求項３記載の発明では、（１）同−原稿上の所定の領
域内に属する濃度のわかった全画素について、濃度レベ
ルに対応させてそれらの出現確率を求める出現確率算出
手段と、（１１）この出現確率算出手段によって算出さ
れた出現確率を濃度レベルごとに記憶する記憶手段と、
（ｉｉｉ　）前記した領域内の補間すべき画素の位置を
指定する補間位置指定手段と、（ｉｖ）この補間位置指
定手段で指定された補間位置に隣接した２つの濃度のわ
かった画素のこれらの濃度レベルの間に嘱する各濃度レ
ベルとそれらの出現確率を記憶手段から読み出してそれ
ぞれの出現確率を対応する濃度レベ・ルと掛け合わせた
和からなる期待値を算出しこれを補間すべき画素の濃度
レベルとする濃度レベル算出手段とを画素補間回路に具
備させる。

すなわちこの請求項３記載の発明では、補間すべき画素
と隣接する２つの画素を包含するある領域について、そ
の領域内の濃度の既知の全画素の濃度レベルと出現確率
を予め求めておく。−例としては、原稿１ペ一ジ分の全
画素の濃度レベルをチエツクして、これらの各濃度レベ
ルとそれらの出現確率を求めることになる。そして、あ
る２つの画素の間に画素を補間する場合には、この２つ
の画素の濃度レベルの間に存在する全濃度レベルとそれ
らの出現確率を用いて期待値を算出し、これを補間点の
画素の濃度レベルとする。

「実施例」 以下、実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１の実施例 第１図は請求項１に対応した本発明の第１の実施例にお
ける画素補間回路の構成の概要を表わしたものである。

この図で画像データＲＡＭｌ０の出力側には第１〜第４
のラッチ回路１１〜１４が設けられており、これらが直
列に接続されている。画像データＲＡＭｌ０には、図示
しないイメージセンサから読み取られた１６階調の多値
画像データが格納されている。

画像データＲＡＭｌ０から出力されるこのような多値画
像データ１５は、クロック信号１６に同期して第１のラ
ッチ回路１１に１画素ずつラッチされるようになってい
る。この第１のラッチ回路１１にランチされた画像デー
タ１７はクロック信号１６の次のタイミングで第２のラ
ッチ回路１２にランチされるようになっている。第２の
ラッチ回路１２のラッチした画像データ１８および第３
のラッチ回路１３のラッチした画像データ１９について
も同様である。この結果、第４のラッチ回路１４かろは
４クロック分遅延した画像データ２０が出力されること
になる。この画像データ２０は第１の出力保持回路２２
にラッチされ、出力選択信号２３がＨ（ハイ）レベルの
状態でＦＩＦＯ（先入れ先出し〉メモリ２４に入力され
るようになっている。

また、第１〜第４のラッチ回路１１〜１４それぞれの出
力する画像データ１７〜２０はアドレス生成回路２５に
入力され、ここで４つの画素の濃度レベルに応じたアド
レス情報２６が作成される。

最も単純には、各画像データ１７〜２０における濃度レ
ベルをそれぞれ４ビツトで表わした合計１６ビツトのデ
ータが作成され、これがアドレス情報２６とされる。こ
のアドレス情報２６は加算・乗算器２７に供給される。

加算・乗算器２７では、後に詳しく説明するが２つの画
素の中点に存在する画素の濃度を表わした補間画像デー
タ２８を出力する。この補間画像データ２８は、第２の
出力保持回路２９に保持され、出力選択信号２３がＬ（
ロー）レベルの状態でＦＩＦＯメモリ２４に人力される
ようになっている。ＦＩＦＯメモリ２４からは図示しな
い記録装置等に多値画像データ３０が出力されることに
なる。

第２図は、補間画像データの作成の原理を表わしたもの
である。この第２図で曲線３１は、２つの画素Ｂ、Ｃの
近辺における濃度レベルとそれらの出現する割合を表わ
したものである。この曲線３１を得るには、まず画素Ｂ
、Ｃの前後の画素Ａ１Ｄを含めた４つの画素の濃度レベ
ルを用いて濃度変化を示す３次曲線を作成する。そして
、この３次曲線における２つの画素Ｂ、Ｃの間での各濃
度レベルとそれらの発生頻度を調べてこれを表わした曲
線３１の関数ｆ　　（ｘ、　）を求める。あるいは、４
つの画素Δ〜Ｄの濃度レベルに関するデータを用いて、
この関数ｆ　　（ｘ＋　）を直接作成してもよい。関数
ｆ　　（ｘ＋　　）が求められたら、画素Ｂに相当する
濃度レベルＮＢ　と画素Ｃに相当する濃度レベルＮ。と
の間でこの関数ｆ　　（ＸＩ　）を積分し、図で示した
斜線部分の面積Ｓを求める。次に、この面積Ｓを２分す
る濃度レベルＮ、を求める。この濃度レベルＮＰが補間
点の画素Ｐの濃度レベルのアナログ値となる。これを所
定の階調レベルで量子化したものが画素Ｐの補間画像デ
ータ２８である。本実施例では各画素を１６階調で表現
している。

この第２図で破線で示した濃度レベルＮ、　　は、２つ
の画素Ｂ、Ｃの濃度レベルＮＢ　、　Ｎｃ　の平均値で
あり、これが従来用いられていた画素Ｐの濃度の算出方
法である。

ところで、連続した４つの画素Ａ−Ｄの濃度レベルがわ
かれば、これに対応して画素Ｐの濃度レベルＮ、が求ま
ることは以上説明した原理から明らかである。そこで、
本実施例では以上の原理を用いて４つの画素の濃度レベ
ルと補間点の濃度レベルをすべての組み合わせについて
求めておき、これをＲＯＭデータとしてＲＯＭ　（リー
ド・オンリ・メモリ）に格納している。すなわち本実施
例の加算・乗算器２７はＲＯＭによって構成されており
、４つの画素のそれぞれの濃度レベルに応じたアドレス
情報２６によって該当する補間点の補間画像データ２８
が読み出されることになる。このように加算・乗算器２
７をＲＯＭで構成することによって、各種の演算が不要
となり、画像処理が高速化するという長所がある。

第３図は、２つの出力保持回路からＦＩＦ○メモリに取
り込まれる画像データの様子を表わしたものである。こ
のうち同図ａはＦＩＦＯメモリ２４の人力タイミングを
表わしたものであり、クロックの各立ち上がりで画像デ
ータの入力が行われる。同図すは出力選択信号２３を表
わしている。

出力選択信号２３は画素ＡおよびＢの画像データがそれ
ぞれ出力されるタイミングでＨレベルであり、これらの
画素についての画像データが順にＦＩＦ○メモリ２４に
入力される。次に第３図ａで示したクロックの１周期分
だけＬレベルとなる。

このとき補間点の画素Ｆの画像データがＦＩＦＯメモリ
２４に人力される。この後、出力選択信号２３がＨレベ
ルとなり、画素ＣおよびＤの画像データが順にＦＩＦＯ
メモリ２４に入力される。以下同様にして多値画像デー
タ１５の４画素分の画像データが５画素分の画像データ
に補間され、ＦＩＦ○メモリ２４に順次取り込まれるこ
とになる。ＦＩＦＯメモリ２４は、後段の装置の要求に
応じて多値画像データ３０を出力する。

以上説明した第１の実施例では、４画素に１画素の割合
で画素の補間を行ったが、同一の回路構成で第３図に示
した出力選択信号２３を変えるだけで、濃度のわかった
各既存点の間に１つずつ補間点を設けることも可能であ
る。

また、この第１の実施例では２つの画素の中点に１つの
画素を補間する場合について説明したが、第４図に示す
ように例えば２つの画素ＡＳＢの間に２つの画素Ｐ＋　
、Ｐ２　を補間するようにしてもよい。この場合、濃度
レベルについての演算結果を格納したＲＯＭのアドレス
情報をどのように設定するかが問題となるが、ＲＯＭ内
のデータを例えば上位データと下位データに２分し、一
方の画素Ｐ１のアドレス情報を上位データを指定するア
ドレス情報とし、他方の画素Ｐ２　のアドレス情報を下
位データを指定するアドレス情報とすればよい。また、
２つの画素Ｐ、　、Ｐ２　についての濃度レベルは、画
素の一方、例えば画素Ｐ、から補間点までの距離と２つ
の画素Ｐ、　、　Ｐ２　の距離の比が、濃度レベルの積
の総和に対する所定の濃度レベルまで順次加算していっ
たときの和の比と等しくなるようなその所定の濃度レベ
ルとすればよい。

第１の実施例の変形例 第５図は、以上説明した第１の実施例の画素補間回路に
対する変形例を表わしたものである。この変形例では第
１図と同一部分に同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。

この変形例の画素補間回路では、画像データＲＡＭｌ０
に原稿１ペ一ジ分の画像データが格納されるようになっ
ており、これらの画像データは補間点の処理が行われる
前に加算・乗算器４１に供給されるようになっている。

この変形例の加算・乗算器４１はＣＰＵ　（中央処理装
置）やＲＯＭおよびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモ
リ）を備えたコンピュータで構成されており、この１ペ
一ジ分の多値画像データ１５を適宜用いて原稿の各部分
における前記した関数ｆ　　（ｘ、　）を算出する。

そして、それぞれの画素に対応させた形で補間点の濃度
レベルを内蔵のＲＡＭに格納しておく。

このような準備作業が終了したら、画像データＲＡＭｌ
０から順次１画素ずつの多値画像データ１５が出力され
、２つのラッチ回路１１．１２に供給される。これら第
１および第２のラッチ回路１１．１２は直列に接続され
ており、同一ラインにおける２つの隣接した画素の濃度
レベルが加算・乗算器４１にアドレス情報として供給さ
れる。加算・乗算器４１では、これら２つの画素のアド
レス情報を用いて内蔵のＲＡＭから対応する補間点の濃
度レベルを読み出し、これを補間画像データ４２として
第２の出力保持回路２９に供給することになる。この変
形例では、第２のラッチ回路１２から出力された画像デ
ータ１８が第１の出力保持回路２１に供給されることに
なる。

この変形例では、画像データＲＡＭｌ０に１ペ一ジ分の
多値画像データを格納しておくので、ライン方向く主走
査方向）のみならず、これと直交する副走査方向の画像
データをも参照して原稿の濃度状態の変化を捉えること
ができる。また、参照する画素をライン方向に限定して
も、その数を必要に応じて増加させたり減少させること
が可能である。

なお、この変形例における１ペ一ジ分の画像データＲＡ
Ｍｌ０の代わりに１ライン分のラインバッファを用意し
て画素補間回路を構成することも可能である。この場合
には、変形例の場合と異なり大容量のメモリを要しない
。

第２の実施例 第６図は、請求項２に対応した本発明の第２の実施例に
おける画素補間回路の構成を表わしたものである。第５
図と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。

さて、この第２の実施例では補間点を挟んだ２つの濃度
の既知の画素の間で、各濃度レベルとそれらの発生頻度
を求め、このうち最も頻度の高かった濃度レベルを補間
する画素の濃度レベルとするようにしている。補間デー
タ読出回路５１はこのための中心となる回路部分であり
、補間画像データ５２を出力する。この補間画像データ
５２は、第２の出力保持回路２９に保持され、出力選択
信号２３がＬ（ロー）レベルの状態でＦＩＦＯメモリ２
４に入力されるようになっている。ＦＩＦＯメモリ２４
からは図示しない記録装置等に多値画像データ３０が出
力されることになる。

第７図は、補間画像データの作成の原理を表わしたもの
である。この第７図で曲線５５は、２つの画素ＡＳＢの
近辺における濃度レベルとそれらの出現する割合を表わ
したものである。ここで画素Ａと画素Ｂと同一ラインの
隣り合った画素であり、第２のラッチ回路１２から画素
人の画像データ１８が出力されるとき第１のラッチ回路
１１から画素Ｂの画像データ１７が出力されることにな
る。

この曲線５５を得るには、図示しないイメージセンサの
出力として予め画像データＲＡＭｌ０に格納された原稿
１ペ一ジ分のデータを多値画像データ１５として補間デ
ータ読出回路５１に人力させる。補間データ読出回路５
１は、ＣＰＵ　（中央処理装置）と、プログラムを格納
したＲＯＭと、各種データを一時的に格納するための作
業用のＲＡＭを備えている。そして、１ペ一ジ分の多値
画像データ１５を適宜用いて原稿のそれぞれの２つの既
知の画素の間における各濃度レベルとそれらの発生頻度
を表わした関数ｆ　　（Ｘ２　）を算出する。そして、
これら２つの既知の画素の間における最大頻度に相当す
る濃度レベルを算出する。

第７図に示した例で説明すると、関数ｆ　　（Ｘ２　）
を表わした曲線５５における２つの画素ＡＳＢの間の頻
度が最大となる点の濃度レベルＮ、が、これらの画素Ａ
、Ｂの間の補間点の画素Ｐの濃度レベルのアナログ値と
なる。これを所定の階調レベルで量子化したものが画素
Ｐの補間画像データ２８である。本実施例では各画素を
１６階調で表現している。

この第７図で破線で示した濃度レベルＮｐ　　は、２つ
の画素Ｂ、Ｃの濃度レベルＮ、　、Ｎｏ　の平均値であ
り、これが従来用いられていた画素Ｐの濃度の算出方法
である。

補間データ読出回路５１のＲＡＭには、以上のようにし
て各ラインの隣接する２つの既知の画素の間に補間され
る補間点の濃度レベルがこれら２つの画素の濃度レベル
の情報と対応づけて順次格納される。このようにして１
ペ一ジ分の補間画像データの作成が終了したら、画像デ
ータＲＡＭ１０から順次１画素ずつの多値画像データ１
５が出力され、２つのラッチ回路１１１２に供給される
。これら第１および第２のラッチ回路１１．１２から出
力される画像データ１７．１８は補間データ読出回路５
１に供給され、これにより対応する補間画像データ５２
が内蔵のＲ，Ａ　Ｍから読み出されることになる。

第２の実施例の変形例 第８図は、この第２の実施例の変形例における補間デー
タ読出回路の構成を原理的に表わしたものである。この
変形例の補間データ読出回路６１では、多値画像データ
１５がスイッチ回路６２に供給されるようになっている
。スイッチ回路６２は、最初の段階でその接点を関数ｒ
　（Ｘ２　）算出部６３側に接続しており、このとき前
記した関数ｆ（ｘｚ）が算出される。求められた関数ｆ
（ｘ２＞の情報６４は濃度レベルＮｐ　算出部６５に送
られ、ここで本実施例で説明した一番高い頻度における
補間点の濃度レベルＮ　ｐ　ｒと、従来行われていた線
形補間による濃度レベルＮＰ２（第１１図参照）の２つ
が求められる。後者の濃度レベルＮＰ２は、２つの既知
の画素の濃度レベルを加算してこれを２分することで得
られる。

濃度差比較部６６は、関数ｆ　　（Ｘ２　）算出部６３
の手前側で多値画像データ１５を入力しており、濃度レ
ベルＮ、算出部６５が算出した補間点の画素を挟む２つ
の既知の画素の濃度レベル差を求める。そして、これが
１６階調における５以上の濃度レベル差であるか否かを
示す濃度レベル差比較データ６７を濃度レベルＮ、算出
部６５に供給する。濃度レベルＮ、算出部６５は、濃度
レベル差が５以上であると判別された２つの画素によっ
て挟まれた補間点の画素については濃度レベルＮＰ１を
選択し、これを補間画像データ６８としてＲＡＭ６９に
供給する。これに対して、濃度レベル差が４以下である
と判別された２つの画素によって挟まれた補間点の画素
については、濃度レベルＮＰ２を選択し、これを補間画
像データ６８としてＲＡＭ６９に供給する。

このようにしてＲＡＭ６９にそれぞれの補間画像データ
が格納されたら、スイッチ回路６２の接点が切り換わり
、多値画像データ１５がアドレス作成部７１に供給され
る。アドレス作成［７１ではシリアルに送られてくる多
値画像データ１５を基にして、同一ラインおける２つの
既知の画素の濃度レベルをそれぞれ４ビツトずつのデー
タで表わした８ビツトのアドレス情報７２を作成し、こ
れをＲＡＭ６９に供給する。ＲＡＭ６９は、これら順次
送られてくる８ビツトずつのアドレス情報によって補間
画像データ７３を順次読み出すことになる。

このように、この第２の実施例の変形例では、補間点の
濃度レベルを決定する２つの画素の濃度レベル差に応じ
て濃度レベルの算出方法を異ならせることにした。これ
は、第２の実施例で説明した最大の頻度の濃度レベルを
選択する手法が濃淡変化の大きな場所において特に有効
であることに基づくものである。すなわち、画像の濃淡
変化の大きな場所で従来の線形補間を行うと、画像のヒ
ストグラムとは関係なく補間が行われるため、元の画像
に忠実な拡大処理を行えない可能性を生じてくる。第２
の実施例で説明したようなヒストグラムを使用すれば、
補間データとして既知の２つの画素の間で最も出現確率
の高いものを選択するので、元のヒストグラムと同一傾
向をもった画像を得ることができる。

これに対して、２つの既知の画素の濃度レベル差が小さ
い場合には、従来の線形補間でも本実施例のヒストグラ
ムを用いた手法でも大差のない結果を得ることができる
。そこで、本実施例では濃度レベル差に応じて補間点の
濃度レベルの算出方法を異ならせることにした。この画
素補間回路の使用者の趣向によって、算出方法の切り換
えを行う濃度レベル差を異ならせてもよいし、切り換え
の有無を使用者に一任するようにしてもよい。

第３の実施例 第９図は、請求項３に対応した本発明の第３の実施例に
おける画素補間回路の構成を表わしたものである。第５
図と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。

さて、この第３の実施例では先の第１および第２の実施
例と異なり画像データＲＡＭが配置されていない。これ
は、第３の実施例の画素補間回路では原稿の本来の読み
取りに先立ってプレスキャンを行い、画像の状態を調べ
るようになっているからである。

プレスキャン時に図示しない読取装置から出力される例
えば６４階調の多値画像データ８１は１画素分ずつ第１
のラッチ回路１１に供給され、クロック信号１６に同期
してこれにラッチされる。

第１のランチ回路１１の後段には第２のラッチ回路１２
が配置されており、同様にクロック信号１６の供給を受
けるようになっている。したがって、第１のラッチ回路
１１から出力される画像データ１７が１クロック分だけ
遅延して第２のラッチ回路Ｉ２にラッチされることにな
る。第２のラッチ回路１２の出力する画像データ１８と
第１のランチ回路１１から出力される画像データ１７は
、平行して期待値生成回路８２に供給される。

期待値生成回路８２はＣＰＵ　（中央処理装置）と、内
蔵のＲＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ
を備えており、また、比較的大容量のＲＡＭとしてデー
タＲＡＭ８４を接続している。

このプレスキャン時には、期待値生成回路８２は画像デ
ータ１７のみを連続して取り込み、期待値の生成を行う
。すなわち、期待値生成回路８２は画像データ１７の１
画素ごとの濃度レベルをチェ７クし、各濃度レベルごと
にそれらの出現回数をカウントする。そして、原稿１ペ
一ジ分のカウントが終了したら濃度レベルごとにそれら
の出現率を求め、これをデータＲＡＭ８４に格納する。

本実施例では濃度レベル“０”から濃度レベル“６３″
までの６４段階の濃度レベルについての出現確率が求め
ろれることになる。

原稿のプレスキャンによって各濃度レベルに対する出現
率が求められたら、画素補間回路は再び原稿の走査を行
う。このとき、第１および第２のラッチ回路１１．１２
から隣接する２つの画素の画像データ１７．１８が同時
に出力され、期待値生成回路８２に入力されることにな
る。これら２つの画素を同一読取ラインにおける画素人
と画素Ｂとする。また、画素Ａが濃度レベルＮ＾であり
、画素Ｂが濃度レベルＮａ　であるとする。期待値生成
回路８２は画像データ１７．１８からこれらの濃度レベ
ルＮＡ　、　ＮＩｌ　を知り、これらの間の濃度レベル
に関するデータをデータＲＡＭ８４から引き出す。そし
て、これを用いて補間点の画素の濃度レベルを算出する
ことになる。

第１０図は、補間点の画素の濃度レベルを期待値を用い
て算出する原理を表わしたものである。

この図で曲線９１は、２つの画素Ａ、Ｂの近辺における
濃度レベルとそれらの出現する確率を表わしたものであ
る。ここで画素Ａと画素Ｂとは同一ラインの濃度レベル
の既知な隣り合った画素である。期待値生成回路８２は
、これらの画素Ａ、Ｂについての濃度レベルＮＡ、　Ｎ
ｓ　を判別すると、この第１０図に示すようにこれらの
間の全濃度レベルＮＡＮＮ＋、Ｎ２、・・・・・・Ｎｌ
、、ＮＩｌ　に関する出現確率ＸＡ　、　ＸＩ　ＳＸ２
、−・・−・Ｘ、　、ＮＩｌ　をデータＲＡＭ８４から
読み出す。そして、これを基にして補間点の画素の期待
値（平均値）を求める。

期待値Ｅ　（ＡＢ）は、次の（１）式で求めることがで
きる。

Ｅ　　（ＡＢ）＝ ＸＡ　　＋　Ｘ　＋　　＋　・・・−Ｘｌ、　＋　Ｘｉ
・・・・・・　（１） 以上のようにして期待値Ｅ　（ＡＢ）が求められたら、
その値が補間点の画素の補間画像データ８５として出力
される。この補間画像データ８５は、第２の出力保持回
路２９に保持され、出力選択信号２３がＬレベルの状態
でＦＩＦ○メモリ２４に入力される。一方、第２のラッ
チ回路１２から出力される画像データ１８は第１の出力
保持回路２１に保持され、出力選択信号２３がＨレベル
の状態でＦＩＦＯメモリ２４に入力される。これらの関
係は、第１の実施例における第３図で説明した通りであ
る。この結果、ＦＩＦＯメモリ２４からは図示しない記
録装置等に対して、画像が所定の比で拡大された多値画
像データ３０が出力されることになる。

なお、以上説明した第３の実施例では原稿１ペ一ジ分の
画像データを用いて各濃度レベルに対する出現確率を求
めたが、補間点の周囲のある矩形範囲あるいはある走査
ライン等の一部の領域について濃度レベルと出現卓立を
求めるようにしてもよい。また、本実施例ではプレスキ
ャンを行ったが、１ペ一ジ分の画像メモリを備えてプレ
スキャンを省略するようにしてもよい。更にプレスキャ
ン時には、本来の読み取りが行われるときの解像度より
も低い解像度で原稿の濃度状態を調べるようにしてもよ
いことはもちろんである。

「発明の効果」 以上説明したように請求項１記載の発明では、補間点を
挟んだ２つの画素の間の各濃度レベルとそれらの発生頻
度を求めておき、これらが各濃度レベルと発生頻度の積
の総和に対して２分の１となる値をとる点の濃度レベル
を補間点の濃度レベルとするので、画像の拡大処理を行
った後も元の画像に近似した形のヒストグラムを示すこ
とになり、それだけ元の画像に忠実な画像を再現するこ
とができるという効果がある。

請求項２記載の発明では、補間点を挟んだ２つの画素の
間の各濃度レベルとそれらの発生頻度を求めておき、こ
のうち最も頻度の高かった濃度レベルを補間する画素の
濃度レベルとするので、元の画像のヒストグラムと同一
の傾向をもった画像を得ることができる。また、濃度の
既知の隣接する２つの画素の濃度レベルの差が大きい場
合には特に画像を忠実に再現することができるという効
果がある。

更に請求項３記載の発明では、補間すべき画素と隣接す
る２つの画素を包含するある領域について、その領域内
の濃度の既知の全画素の濃度レベルと出現確率を予め求
めておき、ある２つの画素の間に画素を補間する場合に
は、この２つの画素の濃度レベルの間に存在する全濃度
レベルとそれらの出現確率を用いて期待値を算出し、こ
れを補間点の画素の濃度レベルとするので、原稿全体の
調子を考慮した忠実な画像を再現することができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を説明するため
のもので、このうち第１図は画素補間回路の構成の概要
を表わしたブロック図、第２図は補間画像データの作成
の原理を表わした原理図、第３図は第１図の画素補間回
路におけるＦＩＦＯメそりに取り込まれる画像データの
様子を表わした各種タイミング図、第４図は第１の実施
例の変形として２つの既知の点の間に２つの画素を補間
する例を表わした説明図、第５図は第１の実施例に対す
る変形例としての画素補間回路の構成の概要を表わした
ブロック図、第６図および第７図は本発明の第２の実施
例における画素補間回路を説明するためのもので、この
うち第６図は画素補間回路の構成の概要を表わしたブロ
ック図、第７図は補間画像データの作成の原理を表わし
た原理図、第８図は第２の実施例の変形例における補間
データ読出回路の要部を示すブロック図、第９図および
第１０図は本発明の第３の実施例を説明するためのもの
で、このうち第９図は画素補間回路の構成の概要を表わ
したブロック図、第１０図は補間点の画素の濃度レベル
を期待値を用いて算出する原理を表わした原理図、第１
１図は従来の線形補間による画素の補間方法を説明する
ための説明図、第１２図は従来のこの方法によって生ず
る誤差を説明するための説明図である。 １０・・・・・・画像データＲＡＭ、 １１・・・・・・第１のラッチ回路、 １２・・・・・・第２のランチ回路、 １３・・・・・・第３のラッチ回路、 １４・・・・・・第４のラッチ回路、 １５・・・・・・（補間前の）多値画像データ、２１・
・・・・・第１の出力保持回路、２５・・・・・・アド
レス生成回路、 ２７．４１・・・・・・加算・乗算器、２９・・・・・
・第２の出力保持回路、３０・・・・・・（補間後の）
多値画像データ、５１・・・・・・補間データ読出回路
、６３・・・・・・関数ｆ　（Ｘ２　）算出部、６５・
・・・・・濃度レベルＮｐ算出部、６６・・・・・・濃
度差比較部、 ７１・・・・・・アドレス作成部、６９・・・・・・Ｒ
ＡＭ。 ８２・・・・・・期待値生成回路、 ８４・・・・・・データＲＡＭ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同一原稿上の濃度のわかった２つの画素の間に位置
   する濃度のわからない点としての補間点を指定する補間
   点指定手段と、 前記濃度のわかった２つの画素の間における多値化され
   た各濃度レベルそれぞれの発生頻度を求める濃度発生頻
   度算出手段と、 この濃度発生頻度算出手段によって求められた濃度レベ
   ルと発生頻度を各濃度レベルごとに乗算する乗算手段と
   、 この乗算手段によって得られた各積を濃度の増加方向ま
   たは減少方向に順次加算していきこれらの和の総和に対
   する比が前記濃度のわかった２つの画素の一方から補間
   点までの距離と２つの画素の間の距離の比と等しくなる
   濃度レベルを求め、これを補間点の濃度レベルとする濃
   度算出手段とを具備することを特徴とする画素補間回路
   。 ２、同一原稿上の濃度のわかった２つの画素の間におけ
   る多値化された各濃度レベルそれぞれの発生頻度を求め
   る濃度発生頻度算出手段と、これらの発生頻度のうちの
   最大の頻度の濃度レベルを選出しこれを前記２つの画素
   の間で補間する画素の濃度レベルとする濃度選出手段 とを具備することを特徴とする画素補間回路。 ３、同一原稿上の所定の領域内に属する濃度のわかった
   全画素について、濃度レベルに対応させてそれらの出現
   確率を求める出現確率算出手段と、この出現確率算出手
   段によって算出された出現確率を濃度レベルごとに記憶
   する記憶手段と、前記領域内の補間すべき画素の位置を
   指定する補間位置指定手段と、 この補間位置指定手段で指定された補間位置に隣接した
   ２つの濃度のわかった画素のこれらの濃度レベルの間に
   属する各濃度レベルとそれらの出現確率を前記記憶手段
   から読み出してそれぞれの出現確率を対応する濃度レベ
   ルと掛け合わせた和からなる期待値を算出し、これを前
   記補間すべき画素の濃度レベルとする濃度レベル算出手
   段とを具備することを特徴とする画素補間回路。