JPH0433068A - デジタル画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファ
クシミリ、カラーデイスプレィ等の各種映像機器に用い
て好適なデジタル画像処理装置に関し、更に詳しくは画
像を拡大及び縮小するための信号処理技術に関するもの
である。

［従来の技術〕 撮影により得た画像データ、或いはコンピュータにより
形成した画像データに基づき画像を再生する際に、画像
全体について相似な拡大・縮小を行ったり、垂直及び水
平方向の比率（以下において縦横比という）を変えたい
ことがある。このような要望に対処するため、従来から
画像の拡大・縮小方法について各種提案がなされている
。

以下、第５図及び第６図を参照して従来方法の一例を説
明する。

先ず、第５図を参照して画像を例えば２倍に拡大処理す
る場合について説明する。

この場合、第５図（Ａ）に升目で示した単位面積当りの
画像データＡを読み出し、演算処理により第５図（Ｂ）
に示す処理後画像Ｂのように縦横２倍に拡大するもので
あり、これに併せてデータ補完を行うこともあった。

一方、画像を縮小する場合は、第６図（Ａ）に示す画像
データＡを読み出し、第６図（Ｂ）に示すように間引き
を行って縮小した処理後画像Ｂを得るものであり、これ
に併せてデータ補完を行うこともあった。

しかし、前記拡大・縮小方法には、下記のような問題点
があった。

［発明が解決しようとする課題］ 即ち、拡大方法については、整数倍の拡大しかできない
、又、縮小については、データを間引ける範囲でしか縮
小を行うことができない。従って、拡大・縮小の何れに
ついても、倍率設定に限界があった。

更に、拡大と縮小とでアルゴリズムが異なるため、拡大
と縮小とを同一に扱うことができず、例えば画像の縦横
について異なった倍率を指定する場合には、信号処理が
複雑になっていた。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は画像の拡大・縮小を任意の倍率で且つ簡便な信
号処理で行い得るように構成したデジタル画像処理装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る前記目的は、デジタル画像処理装置におい
て、垂直及び水平方向に演算により所望倍率で拡大・縮
小した処理後画像を得るとともに、該処理後画像を形成
する各画素の画素値、例えば輝度成分を含む色信号を前
記拡大及び縮小を行う以前の処理前画像の対応画素、例
えば前記倍率によって複数の画素に掛かる場合は複数の
画素から求めることによって達成される。

［作用］ 前記構成のデジタル画像処理装置によれば、拡大・縮小
を同一アルゴリズムの演算で行うことができ、相偵的な
拡大・縮小はもとより、縦横比の異なった拡大・縮小を
容易に行うことができる。

従って、拡大・縮小等の倍率変換を行う際の倍率が、従
来の如く整数倍、或は画像データの間引き数に限定され
ず、デジタル画像処理装置の機能向上と多機能化とを図
ることができる。

しかも、拡大・縮小された処理後画像を形成する各画素
の画素値は、処理前画像の対応画素数に基づいて求めら
れるので、処理前画像の画質と処理後画像の画質との変
動低減がなされる。

［実施例］ 以下、第１図〜第４図を参照して本発明を適用したデジ
タル画像処理装置の実施例を説明する。

尚、第１図は画像の倍率設定を説明する説明図、第２図
は倍率設定にともなう信号処理を示す説明図、第３図は
フローチャート、第４図は回路構成の一例を示す回路ブ
ロック図である。

本発明でいう処理前画像を形成する画像データの発生形
態は特に限定されるものではなく、例えばデジタル電子
スチルカメラによる撮影で得たデジタル画像データやコ
ンピュータにより作成した画像データの何れであっても
よい。

但し、以下に説明する実施例では、説明の便宜のため第
１図（Ａ）に示す三角形の画像Ａを横方向に２倍に拡大
するとともに、縦方向に１／２に縮小する場合について
説明する。尚、画像Ａは正三角形に示されているが、こ
の形状に限定されるものではなく、自然物を撮影した画
像等の何れであってもよい。

更に、画像Ａは輪郭線を有しているものでもよいが、本
実施例に示す画像Ａは自然物を撮影した画像のように輪
郭を表す線を有していないものとする。従って、画像Ａ
と画像Ａ以外との境界は、外部から任意に指定するか、
色彩の相違、或は輝度の相違によって判別されるものと
する。

即ち、第１図（Ａ）に示す処理前の画像Ａは正三角形で
あり、基準位置Ｐから横軸の大きさをＸ、縦軸の大きさ
をｙとする。そして、横方向に２倍に拡大するのである
から、拡大及び縮小した処理後の画像Ｂの横方向の大き
さ、換言すればＰからの座標は（２・Ｘ）になり、縦方
向の大きさ、換言すればＰからの座標は（ｙ・１／２）
になる。

このような画像Ａの拡大と縮小は、先ず処理後の画像Ｂ
の輪郭、換言すれば縦横の大きさを指定することによっ
て行われる。そして、画像Ａを拡大・縮小して画像Ｂに
なす演算は、同一アルゴリズムによってデジタル的に加
算及び減算、又は乗算及び除算することにより行われる
。

しかし、画像の拡大・縮小は、単に画像Ａの形状、換言
すれば外形を拡大・縮小するのみでは不可である。画像
Ａの面は複数の画素からなり、画像Ａが輝度の相違によ
って形成されている場合、即ち各画素が色を有していな
い場合は輝度成分を、画像Ａが色を有している場合は、
処理後の画像Ｂの全領域にわたって輝度を含む色信号Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の情報、即ち画素値を拡大
・縮小した状態で信号処理しなければならない。

このような信号処理を第２図及び第３図を参照しつつ順
次説明する。

第３図のステップＳ１に示すように、拡大・縮小した処
理後画像Ｂの領域を計算し、次にステップＳ２に示すよ
うに処理後の画像Ｂを構成する各画素（ビクセル）の画
素値Ｆ（前記Ｒ，Ｇ、Ｂ）を求める。ステップＳ２の信
号処理について、第２図を参照して説明する。

処理後の画像Ｂについては、全領域にわたって画素値、
換言すれば画像情報を求めなければならない。処理後画
像Ｂを形成する各画素の画素値Ｆは、画像Ｂの各位置に
対応する画像Ａの位置の画像情報から求められる。そこ
で、画像Ａ、Ｂの各画素の位置を特定するために、第２
図（Ａ）、（Ｂ）に升目で示したような共通面積の単位
面積を設定する。この単位面積は、画素（ピクセル）の
大きさに対応して設定されているが、任意の大きさに設
定してもよい。

処理後画像Ｂの各画素の選択は、通常のフレーム画像形
成時のようなスキャンを行って、−行毎に順次選択する
方法であってよい。

今仮に、処理後画像Ｂの成る画素すが選択され、その画
素値を求めるものとする。画素値を求める画素すの位置
は、前記スキャンにより順次選択してよく、これに対応
する画像への画素ａの位置は基準点Ｐから前記倍率を勘
案したｘ、ｙ値によって選択される。

しかし、画像Ａ、Ｂは前記のような倍率関係に設定され
ているのであるから、画素ａ、ｂの大きさと位置とは同
一ではない。画素ａの大きさと位置は、処理後画像Ｂを
得る際の倍率設定によって異なることになる。しかも、
位置を選択する単位面積は共通に設定されているので、
画素すに対する画素ａが１つの単位面積に相当するとは
限らず、第２図（Ａ）に示すように複数の単位面積に掛
かるようになる。故に、画素ａについては、後述するス
テップ３１１．３１２等に記載したように領域ａと称し
てもよい。そして画素すの画素値Ｆは、複数の単位面積
に掛かった画素ａ全体、換言すれば各単位面積に重なっ
た各画素ａの領域から求めることになる。

次に、画素値Ｆの計算手順をステ、プＳｉ１以下につい
て説明する。

先ず、ステップＳｌｌに示すように、処理前画像Ａ内で
あって、処理後画像Ｂの画素すに相当す位置の画素ａと
その面積Ｓを求める。

次に、ステップ３１２に示すように、画素ａが重なって
いる全ての画素Ｃ１換言すれば画素ａが掛かっている全
ての単位面積の画素値ｆと、各画素Ｃに画素ａが重なっ
ている部分の面積Ｓとを求める。

即ち、ステップＳ１２においては、画素ａが重なってい
る複数の画素Ｃについて、画素値ｆと各画素Ｃ毎に画素
ａが重なっている面積Ｓとが求められる。面積Ｓと面積
Ｓとは、５＝ｓｌ　＋ｓ２　＋・・・＋ｓｎの関係にあ
る 次に、ステップ３１３に示した計算式に基づき画素ａの
画素値Ｆを求める。この画素値Ｆが処理後画像Ｂの画素
すの画素値Ｆとなる。画素値Ｆは、輝度成分Ｙを含む色
信号Ｒ，Ｇ、Ｂであり、信号処理が８ビツトで行われる
とすれば、Ｏ〜２５５階調のデジタル信号になる。画素
値Ｆは、処理後画像Ｂを形成する各画素すについて順次
求められ、後述するメモリ回路に１フレ一ム分の画像デ
ータとして格納される。

このように、本実施例においては、画素ａが掛かった複
数の単位面積、換言すれば画素Ｃのうち実際に掛かった
面積について画素値ｆを求める。

従って、画素ａが掛かった複数の単位面積、換言すれば
画素Ｃの画素値をそのまま求める場合に比較し画素値Ｆ
が正確になる。このため、拡大・縮小されているにも関
わらず、処理後画像Ｂの輝度変化、色変化等を低減する
ことができる。

次に、第４図を参照して前記信号処理を可能とするデジ
タル画像処理装置の一構成と回路動作を説明する。

セレクタ１１は入力及び出力の切り換えを行うものであ
り、入力データとして処理前画像Ａの画像データ（色信
号Ｒ，Ｇ、Ｂ）が供給される。フレームメモリ１２は、
入力データである色信号Ｒ１Ｇ、Ｂの格納や前記処理後
の画像Ｂとなる画像データ（色信号Ｒａ、Ｇａ、Ｂａ）
等を読み出し可能に格納するためのものである。

制御装置１３はデータ入力及びデータ出力の切り換え制
御、アドレスコントローラ１４の制御、演算回路１５の
制御等を統括して行うものである。

演算回路１５、データコントローラ１６は、前記ステッ
プ５ｌ−３３，３１１〜３１５で説明した拡大・縮小の
ための演算制御を行うものである。

次に、データ入力時の回路動作から順次説明する。制御
装置１３によってセレクタ１１がデータ入力に切り換え
られる。処理前画像Ａを形成する画像データ、即ち色信
号Ｒ，Ｇ、Ｂがフレームメモリ１２に格納されるが、そ
のアドレスはアドレスコントローラ１４によって制御さ
れる。そして、１フレ一ム分の画像データの格納が終了
し、次に拡大・縮小を行う場合は制御装置１３により倍
率を指定し、ステップ３１〜３１５について説明した演
算動作に移行する。

即ち、フレームメモリ１２に格納されていた色信号Ｒ，
Ｇ、Ｂがデータコントローラ１６により演算回路１５に
供給される。演算回路１５は、制御装置１３の指示に基
づき前記ステップ８１〜Ｓ１５について説明した演算動
作を行う。この演算は、倍率が指定された処理後の画像
Ｂを形成する全画素すについて順次行われ、全画素すに
対応する各画素ａについて画素値Ｆが求められる。

画素値Ｆは、データコントローラ１６を介して再びフレ
ームメモリ１２に順次格納される。そして、最終的に拡
大・縮小された処理後画像Ｂを形成する画素ｂ、換言す
れば１フレ一ム分の各画素す毎の画素値Ｆがフレームメ
モリ１２に格納される。尚、画素すの画素値Ｆは、前記
のようにＯ〜２５５階調のデジタル信号であり、輝度成
分を含む色信号Ｒ−ａ、Ｇａ、Ｂａである。

次に、再生動作について説明すると、制御装置１３によ
りセレクタ１１を駆動し、フレームメモリ１２に格納さ
れていた画素値Ｆに基づく色信号を順次読み出してＤ／
Ａ変換器１７に供給する。

従って、Ｄ／Ａ変換器１７には、処理後画像Ｂを表示す
る画素値Ｆ、即ち色信号Ｒａ、Ｇａ、Ｂａが順次供給さ
れる。

色信号Ｒａ、Ｇａ、Ｂａは、Ｄ／Ａ変換器１７によりア
ナログ信号に変換され、デイスプレィ装置１８によって
処理後画像Ｂが目視可能に再生される。

再生された画像、即ち処理後画像Ｂは、第２図（Ｂ）に
ついて説明したように、指定された倍率によりに大・縮
小処理がなされるとともに、輝度や色彩が処理前画像Ａ
に対応したものになる。

このように、本実施例に示したデジタル画像処理装置は
、同一アルゴリズムにより画像の拡大・縮小を行う得る
とともに、処理前画像の画素値に基づいた輝度成分、色
彩の処理後画像を得ることができる。

以上に本発明の一実施例を説明したが、本発明は前記に
限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、基準値Ｐは前記位置に限定されず、他の任意の
位置に設定することができる。

更に、アナログ式の輝度・色差分離回路をＤ／Ａ変換器
１７の後段に設置してよく、デジタル式の輝度・色差分
離回路をＤ／Ａ変換器の前段に設置してもよい。

又、拡大・縮小の倍率は、前記のように縦横比を変える
場合はもとより、相イ以形に拡大・縮小する際にも自在
に設定することができる。

前記実施例に示したデジタル画像処理装置は、カラープ
リンタ等の各種映像機器に広く利用することができる。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明に係るデジタル画像処理
装置は、成る一画像を形成するデジタル画像データにつ
いて同一アルゴリズムにより所望倍率で拡大・縮小した
処理後画像を得るとともに、該処理後画像を形成する各
画素の画素値を前記拡大・縮小を行う以前の処理前画像
の対応画素について求めるように構成したものである。

前記構成のデジタル画像処理装置によれば、拡大・縮小
を同一アルゴリズムの演算により行うので、倍率が限定
されず、しかも倍率演算を簡単に行うことができる。更
に、処理後画像を形成する各画素の画素値は、処理前画
像の対応位置から求められるので、拡大・縮小を行うに
も関わらず輝度、色彩等の画質変化を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明を適用したデジタル画像処理装
置の一実施例を示すものであって、第１図は画像の拡大
・縮小を説明する説明図、第２図は画素値の算出を説明
する説明図、第３図は拡大・縮小と画素値算出を示すフ
ローチャート、 第４図はデジタル画像処理装置の一例を示す回路ブロン
ク図− 第５図は従来の画像拡大方法を示す説明図、第６図は従
来の画像縮小方法を示す説明図である。 図中の符号； １１・・・セレクタ、 １２・・　・フレームメモリ、 １３・・・制御装置、 １４・・・アドレスコントローラ、 １５・・・演算回路、 １６・・・データコントローラ、 １７・・・Ｄ／Ａ変換器、 １８・・・モニタ、 Ｓ１〜Ｓ１３・・・ステップ。 Ａ・・・処理前画像、 Ｂ・・・処理後画像、 ａ・・・処理前画像の画素、 ｂ・・・処理後画像の画素、 Ｐ・・・拡大・縮小する際の基準点、 ・・・座標、 ・画素ａの面積、 ・画像Ａの画素、 ・画素値。 第１図 （Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一画像を形成するデジタル化された画像データを記録及
   び再生するように構成したデジタル画像処理装置におい
   て、 演算により所望倍率で垂直及び水平方向に拡大・縮小し
   た処理後画像を得るとともに、該処理後画像を形成する
   各画素の画素値を前記拡大・縮小を行う以前の処理前画
   像の対応画素から求めるように構成したことを特徴とす
   るデジタル画像処理装置。