JPH04287568A - 画素密度変換方式 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画素密度変換方式に関し
、特に２値画像データを任意の倍率に変倍処理し、画素
密度の異なった２値画像データを出力する画素密度変換
方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、白と黒の２値データで表現された
２値画像の画素密度変換方式として、ＳＰＣ（Ｓｅｌｅ
ｃｔｅｄ　Ｐｉｘｅｌ　Ｃｏｄｉｎｇ）法、論理和法、
投影法、９分割法等が知られている。各々の画素密度変
換方式は文字や線画を対象にしたものでファクシミリや
ワードプロセッサ等では、装置構成が簡単なことからＳ
ＰＣ法で代表される画素ごとの単純な間引き、重複処理
による画素密度変換処理が行なわれている。

【０００３】また、組織的ディザ画像を対象とする画素
密度変換方式として、ディザマトリックスごとの間引き
、重複処理による変倍によりモアレ縞のない変倍画像を
得る手法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、画素ごとの単純間引き、重複処理を用い
た場合、文字や線画に対しては比較的良好な画像を得る
ことができる。しかし、濃度を一定面積中の黒画素の密
度によって表現している擬似中間調画像に対して上記処
理を行なうと、黒画素のパターンがみだれ、階調性のみ
だれやモアレ縞が発生するという欠点があった。例えば
、誤差拡散法により得られた擬似中間調画像に対して画
素ごとの単純間引き、重複処理を行なうと、階調性がみ
だれ、ノイズっぽい画像となる。また同様に、ディザ画
像に対し処理を行なうと、ディザマトリックスの周期と
間引き、重複処理により周期が干渉しモアレ縞が発生す
る。

【０００５】一方、ディザマトリックスを単位とする間
引き、重複処理では、ディザ画像がディザマトリックス
単位で濃度を表現しているため、階調性が保存された比
較的良好な変倍画像を得ることができる。しかし、変換
倍率が制限され、扱える画像がディザによる擬似中間調
画像に限定されるという欠点があった。また、拡大画像
の文字や線画に対しては、斜線部の段差が目立つという
欠点を有していた。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、２値化された画像を濃度データに変換して
処理を行うことにより、従来多値画像に用いられていた
種々の処理を行なうことが可能となり、文字画像や擬似
中間調画像が混在する画像に対しても同様な処理で濃度
保存性の優れた変倍画像が得られる画素密度変換方式を
提供することを目的とする。

【０００７】また、拡大時には着目画素及びその周囲画
素の濃度値から拡大後の個々の濃度値を決定する輪郭平
滑化拡大を行ない、文字や線画における斜線部の段差を
補間により滑らかにできる画素密度変換方式を提供する
ことを目的とする。更に、２値から多値濃度に変換する
際のウインドウのサイズ及び重み付けを変化させること
により、多値化時に発生しがちな文字画像のエッジ部の
ぼけを防ぎ、また同時に擬似中間調画像に対してはモア
レ縞や擬似輪郭の発生を抑え、高品位な画素密度変換画
像が得られる画素密度変換方式を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明の画素密度変換方式は以下の構成か
らなる。すなわち、主走査方向ｘ画素×副走査方向ｙ画
素からなる２値画像データを入力し、主走査方向Ｘ画素
×副走査方向Ｙ画素の任意のサイズに変換して２値画像
データを出力する画素密度変換方式において、入力され
た２値画像データの画像サイズを２値データのまま主走
査ｍ倍、副走査ｎ倍の任意の整数倍に拡大し、拡大前の
着目画素に該当する複数の画素群に対しその周囲画素の
濃度を基にそれぞれの濃度を決定することで輪郭平滑化
を行なう輪郭平滑化拡大手段と、拡大処理時には、前記
輪郭平滑化拡大手段により得られた整数倍拡大２値画像
データに対し、また縮小処理時には、前記入力された２
値画像データに対し、着目画素とその周囲画素濃度より
多値濃度を算出する２値多値濃度変換手段と、該２値多
値濃度変換手段により得られた多値濃度の画像データの
サイズを主走査方向、副走査方向それぞれ任意の倍率で
縮小する任意変倍手段と、該任意変倍手段により得られ
た多値濃度の画像データを２値化する２値化手段とを有
し、文字画像及び擬似中間調画像等どのような原画像も
高品位に変倍可能とし、擬似中間調画像に対しては、２
値データとして入力される原画像を濃度データに変換処
理し、変倍処理することで、濃度保存性に優れた画像を
得ることができ、また文字画像や線画に対しては、変倍
率に応じてウインドウサイズを変化させることで、多値
化時に発生しがちなエッジのぼけを防ぎ、かつ拡大時に
おける輪郭平滑化拡大により、斜線部の段差を滑らかに
補間した画素密度変換画像を得るものである。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係る好適
な一実施例を詳細に説明する。 ＜変倍処理の説明　　（図２）＞まず、本実施例におけ
る変倍処理の流れを、図２を参照して詳細に説明する。 図２は、主走査方向ｘ画素、副走査方向ｙ画素の２値デ
ータを主走査方向Ｘ画素、副走査方向Ｙ画素の２値デー
タに変倍する処理を示すフローチャートである。最初に
、ステップＳ１では、主走査及び副走査いずれか一方で
も拡大処理するか否かを判断し、拡大処理しない場合、
つまり縮小処理の場合にはステップＳ３へ処理を進める
が、拡大処理する場合は、ステップＳ２へ処理を進める
。

【００１０】（１）拡大処理 拡大処理する場合には、ステップＳ２の輪郭平滑化拡大
処理で、主走査方向ｘ画素×副走査方向ｙ画素の２値の
デジタルデータを輪郭平滑化演算を伴う画素密度変換処
理によって主走査方向にｎ倍（ｎ＝［Ｘ／ｘ］ここでＸ
＞ｘ、［ａ］はａより小さくない整数を表す）、副走査
方向にｍ倍（ｍ＝［Ｙ／ｙ］、ここでＹ＞ｙ）に変倍し
、ｎｘ×ｍｙ画素の２値データに変換する。そして、ス
テップＳ３では、ステップＳ２で得られた２値データに
対し、変倍率に応じたウインドウを用い画素ごとに走査
を行ない、ウインドウ内の２値画像の画素パターンから
多値濃度データを算出し、ｎｘ×ｍｙ画素の多値濃度の
画像データに変換する。次のステップＳ４では、ステッ
プＳ３で変換されたｎｘ×ｍｙ画素サイズの多値濃度の
画像データをクロック及びライン同期信号によって間引
き処理し、任意のサイズに縮小変倍してＸ×Ｙ画素の多
値濃度の画像データに変換する。そして、ステップＳ５
では、Ｘ×Ｙ画素の多値濃度の画像データを２値化処理
することにより、Ｘ×Ｙ画素の変倍２値画像を得る。

【００１１】（２）縮小処理 一方、縮小処理の場合には、ステップＳ３でｘ×ｙ画素
の２値データに対し、変倍率に応じたウインドウを用い
画素ごとに走査を行ない、ウインドウ内の２値画像の画
素パターンから多値濃度データを算出し、ｘ×ｙ画素の
多値濃度の画像データに変換する。次に、ステップＳ４
では、ステップＳ３で変換されたｘ×ｙ画素サイズの多
値濃度の画像データをクロック及びライン同期信号によ
って間引き処理し、任意のサイズに縮小変倍してＸ×Ｙ
画素の多値濃度の画像データに変換する。そして、ステ
ップＳ５では、Ｘ×Ｙ画素の多値濃度の画像データを２
値化処理することにより、Ｘ×Ｙ画素の変倍２値画像を
得る。

【００１２】以上の流れにおいて、２値画像を多値濃度
の画像データに変換する際に変倍率によって参照画素及
び重み付けが異なるウインドウ走査を行ない、拡大処理
時には、一旦２値データのまま拡大処理した後、２値画
像を多値濃度の画像データに変換することで、多値化時
に発生する画像のエッジ部のボケを極力抑えた変倍画像
を得ることが可能となる。また、ここで、拡大時に輪郭
平滑化拡大処理を行なうことにより、重複拡大時に発生
する斜線部分の段差を滑らかに補間でき、より高品位な
文字画像を得ることが可能となる。

【００１３】＜構成の説明　　（図１）＞次に、上述し
た変倍処理を行なう具体的な装置について詳細に説明す
る。図１は、本実施例における画素密度変換装置の構成
を示すブロック図である。以下、順に構成要素を説明す
る。図１において、１００は本装置に入力されるデータ
線で、白及び黒の１ビットで表される２値のデジタルデ
ータ（ここで、黒を“１”、白を“０”とする）が入力
される。そして拡大処理を行う場合、輪郭平滑化拡大回
路２においてデータ線１００より入力された２値データ
を輪郭平滑化拡大によって主走査方向にｎ倍（ｎは整数
）、副走査方向ｍ倍（ｍは整数）にそれぞれ拡大し、こ
の処理により、斜線部分の段差が滑らかに補間された２
値データを信号線２００を介して後述するセレクタ６か
ら多値化回路３へ出力する。また、縮小変倍を行う場合
には、データ線１００から入力された２値データはその
ままセレクタ６から多値化回路３に入力される。セレク
タ６では、拡大処理時には信号線２００より入力された
２値データを選択し、また縮小処理時には、信号線１０
０より入力された２値データをそれぞれ選択して多値化
回路３への入力とする。

【００１４】多値化回路３では、データを不図示のメモ
リに一旦記憶し、任意の領域の画像データを取り出す。 そして、着目画素及びその周辺画素からなる領域を参照
し、荷重テーブルより出力されるウインドウを基に、多
値濃度の画像データ（例えば６ビット出力の場合、“０
”〜“６３”、白を“０”、黒を“６３”とする）を算
出し、この多値データを信号線３００を介して変倍回路
４へ出力する。次に、変倍回路４では、上述の多値化回
路３より出力された多値濃度の画像データを、画像クロ
ック及びライン同期信号の間引き処理によって任意のサ
イズに縮小変倍し、信号線４００を介して２値化回路５
へ出力する。２値化回路５では、上述の変倍回路４より
出力された多値データを２値データに変換し、データ線
５００へ出力する。

【００１５】以上の構成からなる画素密度変換装置の詳
細な構成を関連図面を参照しながら以下に詳述する。 ＜輪郭平滑化拡大回路の説明　　（図３〜図１２）＞図
３及び図４は、図１に示す輪郭平滑化拡大回路２の具体
的な構成を示す図である。本実施例では、主走査、副走
査方向共に２倍に拡大する場合について説明する。なお
、この回路を複数組み合わせることで主走査方向ｎ倍、
副走査方向ｍ倍の拡大も可能である。また、細分化によ
り解像度を上げることと拡大することは同じことを意味
するものとする。

【００１６】この回路では、入力された２値画像データ
を出力する際に細分化し、周囲画素パターンに応じて着
目画素の細分化画素の濃度を決定することで、文字画像
及び線画等において斜線部の輪郭平滑化を行なうもので
ある。また、この回路に入力される画像クロックＣＬＫ
１、ＣＬＫ２、ライン同期信号ＤＢ１、ＤＢ２は後述す
るタイミング制御回路１から入力される。ここで、画像
クロックＣＬＫ１及びライン同期信号ＤＢ１は、例えば
主走査方向にｎ倍、副走査方向にｍ倍に拡大処理する場
合には、重複処理後の画像クロックＣＬＫ２をｎ分周、
ライン同期信号ＤＢ２をｍ分周したものがタイミング制
御回路１の画像クロック及びライン同期信号選択部１２
０により選択入力される。

【００１７】図中、２１１〜２１５は入力される２値画
像データを保持するラインメモリ、２２Ａ〜２２Ｙはシ
フトレジスタ、２３０は入力されるマトリックスデータ
より細分化処理後の個々の画素濃度を決定するための濃
度値決定回路、２４０は濃度値決定回路２３０より並列
に入力される個々の画素データをライン毎に画像クロッ
クＣＬＫ２に同期させて取り出すラインセレクタである
。以下、回路の動作を図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】まず、ラインメモリ群のラインメモリ２１
１に主走査方向１ライン分の２値画像データを読み込み
、そのデータをラインメモリ群のラインメモリ２１２→
２１３→２１４→２１５と副走査方向にライン単位でシ
フトしていく。ラインメモリ２１１〜２１５から画像デ
ータがタイミング制御回路１より出力されるＣＬＫ１及
びＤＢ１に同期して読み出され、副走査方向５画素分の
パラレルデータがシフトレジスタ群のシフトレジスタ２
２Ｙ，２２Ｔ，２２Ｏ，２２Ｊ，２２Ｅにそれぞれシフ
ト入力される。シフト入力された副走査５画素分の画像
データは、ＣＬＫ１に同期してシフトレジスタ群を順次
シフトされていく。ここで、個々のシフトレジスタ２２
Ａ〜２２Ｙから５ライン×５画素のマトリックスデータ
が取り出され、濃度値決定回路２３０に入力される。

【００１９】この濃度値決定回路２３０では、中心の着
目画素（ここでは、シフトレジスタ２２Ｍ）を４細分化
して補間処理を行なった画素データＭ１１〜Ｍ２２が出
力され、ラインセレクタ２４０に並列に入力される。ラ
インセレクタ２４０において出力ラインの画像データを
選択し、出力画像クロックＣＬＫ２に同期して細分化後
の画像データが出力される。ここで、ラインセレクタ２
４０の詳細を図５及び図６を参照して説明する。

【００２０】図５において、濃度値決定回路２３０より
補間処理後の画素データＭ１１，Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２
２が細分化前の画素の画像クロックＣＫＬ１に同期して
マルチプレクサ２４１，２４２に入力される。マルチプ
レクサ２４１，２４２で出力されるラインの画素データ
（ここではＭ１１，Ｍ１２）が選択され、アンドゲート
２４３，２４４に入力される。アンドゲート２４３，２
４４とオアゲート２４５で構成されるセレクタによって
主走査方向に２倍に高密度化された画素データ（例えば
Ｍ１１，Ｍ１２）がＣＬＫ１により順次セレクトされ、
最終的にＤフリップフロップ２４６において、画素クロ
ックＣＬＫ２に同期して図６のＯＵＴに示すような細分
化された画像データが出力される。また、ラインメモリ
２１１にＤＢ１に同期して画像データを１ライン読み込
むごとにＤＢ２に同期してマルチプレクサ２４１，２４
２を順次切り替え、細分化画素データを２ライン分取り
出すことで、副走査方向に２倍に細分化された画像デー
タを得ることもできる。

【００２１】また、濃度値決定回路２３０において、着
目画素が文字及び線画領域なのか、若しくは擬似中間調
領域なのかを判断する像域分離手段によって得られるフ
ラグを入力し、擬似中間調の場合には、着目画素である
シフトレジスタ２２Ｍからの入力データをそのままＭ１
１〜Ｍ２２に出力するようにする。この処理により、着
目画素が擬似中間調画像と判断された場合、細分化画素
のデータを補間することなく出力することが可能となり
、擬似中間調に対する輪郭平滑化拡大の副作用を防ぐこ
とができる。

【００２２】なお、濃度値決定回路２３０からの出力を
新たなマトリックスデータとして、同様な処理を繰り返
すことで更に４×４倍、８×８倍と高密度な変換画像を
得ることができる。次に、濃度値決定回路２３０に入力
されるマトリックスデータと、出力される細分化画素デ
ータとの関係について詳細に説明する。ここで、図７は
本実施例の参照画素と細分化画素とを示す図である。こ
こでは、着目画素をＭ、参照画素をＡ〜Ｙ、細分化画素
をＭ１１〜Ｍ２２とする。図８，図９，図１０は参照画
素の各濃度値に対する個々の細分化画素の濃度値を決定
するパターンを示す図である。図において、×の画素は
参照しない。そして、濃度値を決定するパターンは参照
画素が斜線の一部か直角を示す部分か又はそれ以外かに
より判断される。図９，図１０の（ａ）〜（ｌ）は、着
目画素が白画素の場合における補間処理を行なうパター
ンを示している。この（ａ）の場合、図７に示す参照画
素Ｈ及びＬが黒、Ｉ及びＱが白の場合であり、傾きｔａ
ｎ　θ＝１の黒斜線の一部と判断し、Ｍ１１の濃度を白
から黒に反転させる。（ｂ）〜（ｄ）は同様に対称性か
ら（ａ）をそれぞれ９０度づつ順次回転させたものであ
る。（ｅ）の場合は、上述の参照画素Ｈ及びＩ及びＬが
黒、Ｑが白の場合であり、傾きｔａｎ　θ＝１／２の黒
斜線の一部と判断し、Ｍ１１及びＭ１２の２画素の濃度
を白から黒に反転させる。また（ｆ）〜（ｈ）は同様に
対称性から（ｅ）をそれぞれ９０度づつ順次回転させた
ものである。そして、（ｉ）〜（ｌ）は（ｅ）を左右反
転させ、更に９０度づつ順次回転させたものである。こ
れに対し、図１０に示す（ｍ）〜（ｔ）は、着目画素が
黒画素の場合における補間処理を行なうパターンを示し
ている。（ｍ）の場合、図７に示す参照画素Ｇ，Ｈ，Ｉ
，Ｊ及びＬが白、Ｑが白の場合であり、傾きｔａｎ　θ
＝１／３の白斜線の一部と判断し、Ｍ１１及びＭ１２の
２画素の濃度を黒から白に反転させる。（ｎ）〜（ｐ）
は同様に対称性からそれぞれ９０度づつ順次回転させた
ものであり、（ｑ）〜（ｔ）は（ｍ）を左右反転させた
ものをそれぞれ９０度づつ順次回転させたものである。

【００２３】ここで、各パターンにおける補間処理での
個々の作用を説明する。 （１）直角部の検出 上述したパターン以外の場合には、濃度反転を行なわず
、各々の細分化画素の濃度を原画像の濃度と同じ濃度と
する。これにより、例えば着目画素が白で参照画素Ｈ，
Ｉ，Ｌ，Ｑが黒の場合、直角部分と判断され、補間処理
が行なわれないため、直角部分を鮮明に再現することが
可能となる。 （２）斜線の傾きの検出 上述したように、着目画素が白のパターン（ａ）〜（ｌ
）の場合、各パターン（ａ）〜（ｄ）と（ｅ）〜（ｌ）
とでは、白から黒に濃度反転する細分化画素の数が異な
る。このように、斜線の傾きを検出し、傾きの違いによ
り濃度反転させる画素数を変えることで、傾きが急な斜
線や滑らかな斜線に対し、より効果的に輪郭平滑化され
た画像を得ることができる。同様に、着目画素が黒のパ
ターン（ｍ）〜（ｔ）に対しては、黒から白へ濃度反転
する画素を２画素とし、急な斜線や滑らかな斜線に対し
、より効果的な輪郭平滑化を行なうことができる。 （３）傾きｔａｎ　θ＝１，１／２，２の斜線のおける
補間効果の相殺の防止 着目画素が白のパターン（ａ）〜（ｌ）と、着目画素が
黒のパターン（ｍ）〜（ｔ）とで、濃度反転が行なわれ
る斜線検出パターンの傾きが異なる。これは、着目画素
が白のパターンに対し、パターン（ａ）〜（ｌ）の個々
の画素に対して白と黒を反転させたパターンを用いると
、ｔａｎ　θ＝１，１／２，２の斜線に対して補間処理
が相殺しあうように働き、結果として斜線の階段がシフ
トするだけで補間の効果がなくなる。そのため、着目画
素が白のパターン（ａ）〜（ｌ）と着目画素が黒のパタ
ーン（ｍ）〜（ｔ）では、斜線検出の角度を変える（着
目画素が黒の場合には、ｔａｎ　θ＝１／３に対し処理
を行なう）ことで、ｔａｎ　θ＝１，１／２，２の斜線
に対しても効果的な輪郭平滑化を行なうことが可能とな
る。 （４）細い斜線判定による黒斜線のヌケの防止着目画素
が黒のパターン（ｍ）〜（ｔ）の場合、図７に示すＧ，
Ｉ，Ｑ，Ｓを参照しているが、着目画素が白のパターン
（ａ）〜（ｌ）では、Ｇ，Ｉ，Ｑ，Ｓを参照していない
。つまり、１ドットのつながりによる黒の斜線に対して
効果的に輪郭平滑化を行なう一方、１ドットのつながり
による白の斜線に対しては補間処理を行なわないことに
より、白の斜線の輪郭平滑化の副作用である黒の細い斜
線のつながりのヌケを防ぐことが可能となる。

【００２４】上述したパターンを論理回路で構成した回
路が前述した濃度決定回路２３０であり、画素密度変換
の論理演算部として構成されている。また、別の方法と
してシフトレジスタＡ〜Ｙの出力を２５ビットのアドレ
ス入力とし、データとしてＭ１１〜Ｍ２２の濃度が書き
込まれたＲＯＭを用いてもよい。以上、主走査、副走査
方向共に２倍に拡大する場合を説明したが、副走査方向
に２倍又は主走査方向に２倍する場合も同様に処理でき
る。図１１及び図１２は、副走査方向に２倍に拡大する
場合の着目画素及び周囲画素と着目画素の細分化画素と
の関係を示すパターンである。副走査方向のみ２倍に拡
大する場合には、着目画素を副走査方向に２分割し、図
１１及び図１２に示す関係により、細分化画素濃度を決
定すればよい。また、これらのパターン以外の場合は、
上述の実施例と同様に、対応する着目画素を細分化画素
の濃度値とする。また、主走査方向に２倍する場合は、
図１１及び図１２を９０度回転させたものを用いれば良
い。また更に、主走査方向２倍、副走査方向２倍及び主
走査方向２倍及び副走査方向２倍を種々組み合わせるこ
とにより、主走査ｍ倍、副走査ｎ倍の輪郭平滑化拡大が
可能となる。

【００２５】＜多値化回路の説明　　（図１３〜図１６
）＞次に、図１に示す多値化処理回路３の具体的な構成
を図１３及び図１４を参照して以下に説明する。本実施
例での多値化回路３は、ラインメモリ３１ａ〜３１ｄ、
シフトレジスタ群３２０、荷重テーブル３３０、データ
セレクタマルチプレクサ３４０、ゲート群３５０、加算
器３６０、荷重テーブルよりデータを出力するデータ線
３７０、そして、変倍率に応じて荷重テーブル３３０の
データ群を選択するデータ線３８０により構成され、入
力された２値データを基に、着目画素（ｉ，ｊ）及びそ
の周囲画素からなる領域を参照し、参照領域内の各画素
に対応する重みマスク（ここでは、荷重テーブル３３０
より出力されるマトリックスデータ）で重み付けした平
均濃度を算出し、多値濃度データ（６ビットの場合、最
大値６３）として出力する。

【００２６】次に、多値化回路３の動作を詳細に説明す
る。まず主走査方向及び副走査方向のどちらか一方でも
拡大処理する場合には、入力線２００より２値画像デー
タが画像クロックＣＬＫ２及びライン同期信号ＤＢ２に
同期して入力される。また、縮小処理する場合には、入
力線１００より２値画像データが画像クロックＣＬＫ２
＝ＣＬＫ１、ライン同期信号ＤＢ２＝ＤＢ１に同期して
そのまま入力される。入力された２値画像データは、ま
ずラインメモリ群３１０のラインメモリ３１ａに読み込
まれ、ライン同期信号ＤＢ２に同期してライン単位ごと
にラインメモリ３１ｂ→３１ｃ→３１ｄと順次副走査差
方向にシフトされていく。

【００２７】そして、各ラインメモリ３１ａ〜３１ｄか
ら副走査差方向４画素分のパラレルデータが画像クロッ
クＣＬＫ２に同期して読み出され、シフトレジスタ群３
２０にシフト入力される。このシフトレジスタ群３２０
において、画像データが画像クロックＣＬＫ２に同期し
て順次シフトされ、４画素×４ラインのマトリックスを
有する画像データが取り出され、１６個の１ビットマト
リックスデータとしてゲート群３５０に入力される。こ
こでシフトレジスタＣ３にラッチされるデータを着目画
素（ｉ，ｊ）とすると、図１５に示すように、各々の周
辺画素は、Ａ１が（ｉ−２，ｊ−２）、Ａ２が（ｉ−１
，ｊ−２）、Ａ３が（ｉ，ｊ−２）、Ａ４が（ｉ＋１，
ｊ−２）、同様に、Ｂ１が（ｉ−２，ｊ−１）、Ｂ２が
（ｉ−１，ｊ−１）、Ｂ３が（ｉ，ｊ−１）、Ｂ４が（
ｉ＋１，ｊ−１）、Ｃ１が（ｉ−２，ｊ）、Ｃ２が（ｉ
−１，ｊ）、Ｃ４が（ｉ＋１，ｊ）、Ｄ１が（ｉ−２，
ｊ＋１）、Ｄ２が（ｉ−１，ｊ＋１）、Ｄ３が（ｉ，ｊ
＋１）、Ｄ４が（ｉ＋１，ｊ＋１）のデータとなる。

【００２８】一方、荷重テーブル３３０には、サイズが
４×４のマトリックスデータが予め数種類記憶されてい
る。なお、荷重テーブル３３０においてゲート群３５０
に出力されるマトリックスデータの総和は多値出力の最
大値になるように規格化されている（６ビット出力の場
合、最大６３）。この荷重テーブル３３０の個々の画素
に対する重み付けの一例を図１６に示す。例えば、９０
％縮小率の場合には、図１６の（ｂ）に示すように、着
目画素に対する比重が大きい３×３のウインドウ（３×
３のウインドウの周囲の画素の重みを“０”にすること
で、ウインドウサイズを３×３にする）を用いる。また
、縮小率が大きい場合には、（ｃ）に示すような平坦な
ウインドウを用い、更に、５０％以下の縮小率の場合に
は、その縮小率に応じてウインドウサイズを大きくする
。

【００２９】ここで、変倍率に応じたウインドウを選択
するためのアドレスデータが信号線３８０を介してデー
タマルチプレクサ３４０に入力され、そのアドレスデー
タに応じて荷重テーブル３３０のマトリックスデータ群
のうち一つが選択され、ゲート群３５０に入力される。 次に、ゲート群３５０において、ラッチＡ１〜Ｄ４より
取り出された画像データが黒画素の場合、個々のラッチ
に対応するゲートが開き、データセレクタマルチプレク
サ３４０から出力された数値データが加算器３６０へ出
力される。画像データが白画素の場合には、個々のラッ
チに対応するゲートが閉じ、加算器３６０には“０”が
出力される。

【００３０】次に、加算器３６０において、ゲート群３
５０より出力されたデータの総和が算出され、その結果
が着目画素の多値データとして信号線３００へ出力され
る。本実施例での信号線３８０は、変倍率に応じてデー
タを入力しているが、例えば文字や線画及び擬似中間調
画像に対し、それぞれ適切な重みをもつウインドウを予
め荷重テーブル３３０に記憶させておき、着目画素が擬
似中間調領域か文字線画領域なのかを識別する像域分離
からの判定結果を加えたデータを入力し、個々の像域に
対して各々別々のマトリックスデータを選択することで
、より高画質な多値画像を得ることができる。

【００３１】なお、本実施例では、多値データを算出す
るための参照画素領域を４画素×４ラインとしたが、こ
れに限るものでなく、ラインメモリ、シフトレジスタ、
ゲート、荷重テーブルを増減させることにより容易に参
照画素領域を増減できる。 ＜変倍回路の説明　　（図１７〜図２２）＞次に、多値
画像データを縮小処理する変倍回路４の詳細を以下に説
明する。

【００３２】まず、変倍回路４による画像の縮小処理は
、画像クロック及びライン同期信号の間引きにより行わ
れる。ここでは、構成が簡単なことから変換画像が原画
素の最近接の画素値をとるＳＰＣ法（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ
　Ｐｉｘｅｌ　Ｃｏｄｉｎｇ）を例に説明する。なお、
説明に先立ち、縮小後の画像クロックＣＬＫ３及びライ
ン同期信号ＤＢ３を出力するタイミング制御回路１の詳
細を図１７を参照して説明する。

【００３３】同図において、１１０は基本クロックを発
生させる水晶発振子、１２０は画像クロックＣＬＫ１，
ＣＬＫ２及びライン同期信号ＤＢ１，ＤＢ２を出力する
画像クロック及びライン同期信号選択部、１３０は変倍
回路の主走査縮小率に応じて任意のクロック間引きを行
なう主走査画像クロック制御回路、１４０は変倍回路の
副走査縮小率に応じて任意のライン同期信号の間引き処
理を行なう副走査ライン同期信号制御回路である。

【００３４】以上の構成において、外部から入力される
基準クロックＣＬＫ０に基づいて、画像クロック及びラ
イン同期信号選択部１２０は輪郭平滑化拡大回路２にお
ける主走査方向の拡大率に応じて基本クロックを分周し
た画像クロックＣＬＫ１，ＣＬＫ２及び、同様に輪郭平
滑化拡大回路２における副走査方向の拡大率によって決
まるライン同期信号ＤＢ１，ＤＢ２を選択して出力する
。そして、出力された画像クロックＣＬＫ２は、主走査
画像クロック制御部１３０に入力され、ここで変倍回路
４における縮小率に応じて入力画像クロックＣＬＫ２が
間引き処理され、縮小された画像データの画像クロック
ＣＬＫ３が出力される。また同様に、変倍回路４での副
走査方向の縮小処理であるライン同期信号ＤＢ２の間引
き処理が副走査ライン同期信号制御回路１４０において
行なわれ、変倍された画像データのライン同期信号ＤＢ
３が出力される。

【００３５】次に、上述した主走査画像クロック制御部
回路１３０の詳細な動作を図１８を参照して以下に説明
する。例えば、主走査方向をγｘ　／Ｒｘ（γｘ　，Ｒ
ｘ　は縮小率によって決まる任意の整数）に縮小する場
合（γｘ　＜Ｒｘ　）、図１８に示すように、原画素を
距離γｘごとに配置すると、変換画素は距離Ｒｘ　ごと
に配置される。ここで、△Ｘ＝Ｒｘ−γｘ　とおき、一
番目の原画素と変換画素の座標を原点に位置合わせする
と、２番目の原画素と変換画素の距離の差は△ｘ、また
３番目の距離の差は２△Ｘと、原画素ごとに△Ｘが加算
されていく。 ここで、加算された結果が原画像間の距離γｘ　より大
きくなるごとに、加算結果より距離γｘ　を減算し、そ
のとき原画像の座標を一つ送る。このように、順次原画
像と変換画像との距離の差を演算し演算結果に応じて原
画像の座標を送ると、縮小率に応じてある一定の割合で
原画像が送られ、残りの画素を変換画素とすることによ
り、縮小率に応じた間引き処理が行なわれることになる
。ここで、座標原点での原画像と変換画像との距離の差
を２／γｘ　として同様な演算処理を行うと、変換画像
は原画像に対して最近接の画素が選択されるように原画
像の間引きが行なわれ、ＳＰＣ法（Ｓｅｌｅｃｔｅｔｅ
ｄ　ＰｉｘｅｌＣｏｄｉｎｇ　）と等化になる。

【００３６】ここで、原画像の主走査方向の画素サイズ
をγｘ　＝２５６として、主走査画像クロック制御回路
１３０の動作を図１９及び図２０を参照して詳細に説明
する。図１９において、４１０，４２０はＤフリップフ
ロップ、４３０はキャリー信号線を有する８ビット出力
の加算器、４４０はクロックＣＬＫ２にゲートをかける
ゲート回路である。図示するように、△ＸがＣＬＫ２に
同期して加算器４３０に入力される。ここで、△Ｘは変
倍率に応じて決まる値で、例えば８／１１に縮小する場
合、△Ｘ＝２５６×１１／８−２５６＝９６となる。ま
た、リセット時に加算器４３０の出力はγｘ　／２＝１
２８となる。出力線４０５に出力される加算処理の結果
はＤフリップフロップ４２０に入力され、ＣＬＫ２に同
期して加算器４３０に入力される。加算器４３０ではＤ
フリップフロップ４１０とＤフリップフロップ４２０よ
り出力される値が画像クロックＣＬＫ２に同期して加算
され、順次△Ｘが１つ前の加算結果に加算されることに
なる。ここで、加算器４３０の出力のうち８ビットのデ
ータのみが、信号線４０５を介してＤフリップフロップ
４２０に戻される。

【００３７】従って、加算結果がγｘ　（２５６）以上
になるごとに、γｘ　の減算が行なわれることになる。 また、ゲート４４０に入力される画像クロックＣＬＫ２
は、出力線４０６により出力された加算器４３０のキャ
リー信号によってマスク処理が行なわれ、ＣＬＫ２のク
ロック間引きされた画像クロックＣＬＫ３が出力される
。図２０に示すように、画像クロックＣＬＫ２に同期し
て入力される画像データをＣＬＫ３によりサンプリング
することで主走査方向の間引き処理が行なわれる。また
、副走査ライン同期信号制御回路１４０は主走査画像ク
ロック制御回路１３０と同様に構成され、ライン同期信
号ＤＢ２に対して間引き処理し、ＤＢ３を出力する。 そして、主走査方向と同様に、ライン同期信号の間引き
により副走査方向の縮小が行なわれることになる。

【００３８】本実施例では、変倍回路４として画像クロ
ック及びライン同期信号の間引きにより原画像を間引き
縮小する場合を説明したが、原画像データを用い、演算
処理によって変換画像を求め変倍処理を行なうことも可
能である。以下、この場合の変倍処理を説明する。上述
したように、図１７に示す主走査画像クロック制御回路
１３０及び副走査ライン同期信号制御回路１４０より、
出力として原画像と変倍画像の距離の差を得ることがで
きる。従って、原画像と変倍画像の位置関係から変換画
素近傍の原画像データの重み付けを行ない、変換画素濃
度を算出することで、ＳＰＣ法より濃度保存性に優れた
変倍多値濃度データを得ることができる。重み付けの方
法としては、距離反比例法や図２２に示すように、変換
画素が原画素に占める面積占有率を用いることもできる
。ここで、図中の破線で囲まれた部分を原画素、実線で
囲まれた部分を変換画素とする。

【００３９】図２１は、面積占有率を用いた場合の濃度
演算回路の構成を示すブロック図である。同図において
、６１０は各ラインメモリ６１０ａ，６１０ｂ，６１０
ｃで構成されるラインメモリ群、６２０はシフトレジス
タ群、６３０は個々の画素の重みを変換画素と原画素と
の位置関係から算出する重み係数演算回路、６４０は複
数の乗算器６４０ａ，６４０ｂ，６４０ｃ，６４０ｄ，
６４０ｅ，６４０ｆ，６４０ｇ，６４０ｈ，６４０ｉで
構成される乗算器群、そして、６５０は加算器である。 このような構成において、変換画素（着目画素）の近傍
の原画素（周辺画素）のデータは多値化回路３で示した
場合と同様にラインメモリ群６１０及びシフトレジスタ
群６２０により得ることができる。この実施例では、５
０％以上の縮小時に、変換画素が原画素に対して最大９
画素の影響を受けることを考慮し３画素×３ラインのマ
トリックスデータを上述の回路により取り出す例を示す
。また、前述した多値化回路３で示した時と同様に、参
照画素は任意に取ることが可能である。

【００４０】次に、重み係数演算回路６３０により出力
される重み係数の算出方法を以下に説明する。図２２に
示すように、前述した主走査画像クロック制御回路１３
０及び副走査ライン同期信号制御回路１４０より出力さ
れる加算結果及びキャリー信号（△ｘｘ，△ｙｙ）を用
い、変換画素が原画素により分割される個々の辺の長さ
（Ｒｘ−△ｘｘ，γｘ　，△ｘｘ−γｘ　，ＲＹ　−△
ｙｙ，γｙ，△ｙｙ−γｙ）をそれぞれ求める。ここで
△ｘｘ，△ｙｙはキャリー信号を含む原画素と変換画素
の距離の差である。また変換画素が原画素の３画素にま
たがらない場合には、個々の辺の長さはそれぞれＲｘ　
−△ｘｘ，△ｘｘ，ＲＹ　−△ｙｙ，△ｙｙで表わされ
る。次に、上述の各辺の長さより変換画素が原画素に占
める面積を算出する。例えば原画素Ａに占める変換画素
の面積ａは、（Ｒｘ　−△ｘｘ）×（ＲＹ　−△ｙｙ）
、原画素Ｂに占める変換画素の面積ｂは、γｘ　×（Ｒ
Ｙ　−△ｙｙ）、以下同様に、ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ
，ｉを計算する。そして、個々の面積ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉを変換画素の面積で規格化したもの
を、対応するそれぞれの画素に対する重み係数として用
いる。また、重み付けは、主走査画像クロック制御回路
１３０及び副走査ライン同期信号制御回路１３０より出
力される原画像と変倍画像の距離の差△ｘｘ，△ｙｙに
より一義的に決まるので、△ｘｘ，△ｙｙをテーブルの
アドレスとするＲＯＭテーブルに重み付けデータを格納
しておき、重み係数演算回路６３０の代りとしても良い
。また距離反比例法の場合も同様にＲＯＭにより構成可
能である。

【００４１】次に、上述の重み係数演算回路６３０より
得られる重み付けデータに基づいて原画素濃度の重み付
けが行なわれる。この処理は、乗算器６４０ａ〜６４０
ｉにより原画素濃度値に対する積ｉが求められ、個々の
乗算器よりの出力の総和を加算器６５０で求め、最終的
に変換画像の濃度値として出力する処理である。 ＜２値化回路の説明　　（図２３〜図２５）＞図２３は
、図１に示す２値化回路５の具体的な構成例を示す図で
ある。２値化回路５は、前述した多値化回路４において
多値データに変換された画像データを再び２値データに
変換し、２値の変倍画像データを出力する。２値化方式
としては、ディザ法や平均誤差最小法等の全ての２値化
方式を利用できる。ここでは、２値化する際に発生する
誤差を周囲画素に拡散して２値化することで、濃度保存
性の良い変倍画像を得ることができる誤差拡散法を用い
る。

【００４２】以下、誤差拡散処理を用いた２値化回路５
の詳細を図面を参照して説明する。図２３において、５
１ａ〜５１ｄはデータをラッチするＤフリップフロップ
、５２ａ〜５２ｄは加算器、５３０は１ライン遅延用の
ラインメモリ、５４０は比較器、そして、５６０は誤差
配分制御回路である。以上の構成において、まず変倍回
路４より出力された多値（例えば６ビット、０〜６３）
濃度の画像データが信号線４００を介して画像クロック
ＣＬＫ３及びライン同期信号ＤＢ３に同期して入力され
る。ここで入力された多値濃度データ（着目画素位置（
ｉ，ｊ）に対応する原画像多値濃度データ）は、当該画
素位置に配分される誤差の総和と加算器５２ｄで加算さ
れ、その値が信号線から比較器５４０と誤差配分制御回
路５６０へそれぞれ出力される。そして、比較器５４０
では、信号線上のデータと一定の閾値ＴＨ（例えば６ビ
ットデータの場合３２）との比較を行ない、信号線上の
データが閾値ＴＨより大きければ“１”（黒）を、小さ
ければ“０”（白）を画像クロックＣＬＫ３及びライン
同期信号ＤＢ３に同期して信号線５００へ出力する。

【００４３】次に、誤差配分制御回路５６０では、２値
化の結果に応じて、出力が白ならば信号線５５０から入
力されるデータを、また出力が黒ならば信号線５５０と
定数Ｔ（６ビットデータの場合６３）との差分を誤差と
して、周囲の画素に配分する誤差量５６ａ〜５６ｄを算
出する。誤差量信号５６ａ〜５６ｄは、図２４に示すよ
うに着目画素位置を（ｉ，ｊ）とした時、その周囲画素
（ｉ−１，ｊ＋１）、（ｉ，ｊ＋１）、（ｉ＋１，ｊ＋
１）、（ｉ＋１，ｊ）に既に配分された誤差量と加算器
５２ａ〜５２ｄでそれぞれ加算される。また、ここでは
誤差を配分する画素数を着目画素の４画素としているが
、これに限るものではなく、容易に増減できるものであ
る。

【００４４】上述の誤差配分回路５６０の詳細な構成を
図２５を参照して以下に説明する。図中、５６１は減算
器、５６２はセレクタ、５６３ａ〜５６３ｄは所定の乗
算を行なう乗算器である。まず減算器５６１では、原画
像濃度に配分誤差を加えた補正濃度の信号５５０と信号
線５７０からの信号（定数Ｔ＝６３）との差分（信号５
５０−定数Ｔ）が算出され、セレクタ５６２に出力され
る。セレクタ５６２は、信号線５００から入力された２
値化結果に応じて２値化結果が“０”（白）ならば前者
（信号５５０）を、また２値化結果が“１”（黒）なら
ば後者（信号５５０−Ｔ）を選択し、乗算器５６３ａ〜
５６３ｄへ出力する。ここで、乗算器５６３ａ〜５６３
ｄは、図２５に示すように、着目画素（ｉ，ｊ）に対し
て各々ｗ１　〜ｗ４　の重みをもつ周辺画素（ｉ−１，
ｊ＋１）、（ｉ，ｊ＋１）、（ｉ＋１，ｊ＋１）、（ｉ
＋１，ｊ）に対応しており、重みに応じて以下に示すよ
うな乗算を行って信号線５６ａ，５６ｂ，５６ｃ及び５
６ｄへ結果を出力する。

【００４５】

【数１】

【００４６】以上説明した２値化方式により、擬似中間
調に対して濃度保存性に優れた変倍２値画像を得ること
が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力される２値のデジタル画像が擬似中間調や文字画像
の場合でも、２値多値変換処理を行ない、個々の画素を
多値濃度に変換した後、変倍処理を行なうことで、高品
位な任意の変倍画像を得ることができる。また拡大処理
時に、文字や線画に対して着目画素とその周囲画素から
決定される輪郭平滑化拡大を行なうことで、文字や線画
を拡大する際に目に付き易い斜線部の段差を滑らかにす
ることができるという優れた効果を呈する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における画素密度変換装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】本実施例における変倍処理を示すフローチャー
トである。

【図３】，

【図４】図１に示す輪郭平滑化拡大回路の構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図４に示す濃度値決定回路の構成を示す図であ
る。

【図６】輪郭平滑化拡大回路の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図７】輪郭平滑化拡大における参照画素と細分化画素
との対応を示す図である。

【図８】，

【図９】，

【図１０】５×５の周囲画素濃度値より細分化画素濃度
値を決定するためのパターンを示す図である。

【図１１】，

【図１２】５×３の周囲画素濃度値より細分化画素濃度
値を決定するためのパターンを示す図である。

【図１３】，

【図１４】図１に示す多値化回路の構成を示すブロック
図である。

【図１５】４×４の画像データと座標の関係を説明する
図である。

【図１６】多値化処理のウインドウの重み付け割合を示
す図である。

【図１７】図１に示すタイミング制御回路の構成を示す
ブロック図である。

【図１８】変倍回路における原画像と変換画像の位置関
係を示す図である。

【図１９】任意倍率での縮小時のクロック間引きを説明
する図である。

【図２０】主走査方向の縮小を説明するタイミングチャ
ートである。

【図２１−１】，

【図２１−２】演算により縮小画素濃度を求める回路の
構成を示すブロック図である。

【図２２】縮小変倍時の重み付けを説明するための図で
ある。

【図２３】図１に示す２値化回路の構成を示すブロック
図である。

【図２４】着目画素と誤差を配分する画素との関係を示
す図である。

【図２５】図１６に示す誤差配分制御回路の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】 １　　タイミング制御回路 ２　　輪郭平滑化拡大回路 ３　　多値化回路 ４　　変倍回路 ５　　２値化回路 ６　　セレクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主走査方向ｘ画素×副走査方向ｙ画素
   からなる２値画像データを入力し、主走査方向Ｘ画素×
   副走査方向Ｙ画素の任意のサイズに変換して２値画像デ
   ータを出力する画素密度変換方式において、入力された
   ２値画像データの画像サイズを２値データのまま主走査
   ｍ倍、副走査ｎ倍の任意の整数倍に拡大し、拡大前の着
   目画素に該当する複数の画素群に対しその周囲画素の濃
   度を基にそれぞれの濃度を決定することで輪郭平滑化を
   行なう輪郭平滑化拡大手段と、拡大処理時には、前記輪
   郭平滑化拡大手段により得られた整数倍拡大２値画像デ
   ータに対し、また縮小処理時には、前記入力された２値
   画像データに対し、着目画素とその周囲画素濃度より多
   値濃度を算出する２値多値濃度変換手段と、該２値多値
   濃度変換手段により得られた多値濃度の画像データのサ
   イズを主走査方向、副走査方向それぞれ任意の倍率で縮
   小する任意変倍手段と、該任意変倍手段により得られた
   多値濃度の画像データを２値化する２値化手段とを有す
   ることを特徴とする画素密度変換方式。