JPH083844B2

JPH083844B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH083844B2
Application number: JP61032928A
Authority: JP
Inventors: 弘幸市川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1986-02-19
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS62191970A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、画像処理装置、特に入力画像情報の濃淡を
検出して画像処理をする画像処理装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来のこの種の装置として、例えば複写機があり、原
稿画像をライン状のイメージスキヤナ（CCD）等の固体
撮像素子でデジタル的に読み取り、読み取つた画像を拡
大及び縮小などの変倍機能を有しているものがある。こ
れらの装置における一般的な変倍方法としては、副走査
方向（CCDを送る移動方向）の走査速度を変える事によ
り、送り方向の倍率を変える。また、主走査方向（送り
方向と直角方向）の画素の保管、間引き等により主走査
方向の倍率を変えている。

例えば、３倍の拡大処理を行なう場合、等倍時の副走
査方向の移動速度をV₁とすると、副走査方向の移動速度
をV₁/3とし、また、主走査方向については、１画素の画
像データを３回繰返して出力することにより３倍の拡大
処理の出力画像を形成している。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、この様な手法のみで変倍処理を行なうと、第
６図に示す様に、拡大された出力画像は３画素単位で同
一データであるため、単一濃度からなる文字或は記号等
に関しては好ましいが、例えば写真等の濃度変化のなめ
らかな中間調画像に対しての変倍処理に関しては画像の
なめらかさという点で好ましくない。

このため、変倍処理を終えた画像データに対して濃度
変化の一次微分をとり濃度差の平滑化処理を有するかを
判断することが考えられる。しかし、変倍処理後の画像
データに一次微分をとつて読取画像の濃度差を検出する
場合では、縮小処理の間引き、或いは拡大処理の補間に
より変倍処理を施すため、変倍処理後の一時微分の微分
領域を変倍率に対応してそれぞれ設けて、それぞれに対
して一次微分を算出しなければならないという煩わしさ
がでてくる。

本発明は上記従来技術に鑑みなされたものであり、変
倍前の画像に基づいて入力画像の画調を判断すること
で、その判断を効率良く且つ精度良く行い、そして、変
倍率で変倍した画像を、判断結果に応じた空間周波数フ
ィルタに基づいて補正することで、その補正をフィルタ
に基づく処理のみでよくして原画像に忠実に、しかも、
良好な変倍画像を生成できる画像処理装置を提供しよう
とするものである。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以
下の構成を備える。すなわち、入力画像情報に対して変倍処理を行い、変倍処理され
た画像情報に対して所定の特性の空間周波数フィルタに
よる演算を行い、出力画像を形成する画像処理装置にお
いて、画像情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された画像情報に基づいて該画像
情報によって表わされる画像の画調を判断する判断手段
と、前記入力画像に対して行う変倍処理の変倍率を多段階
に設定する設定手段と、前記入力手段により入力された画像情報に対して、前
記設定手段で設定された変倍率に応じた変倍処理を行う
変倍手段と、前記判断手段による判断結果に基づいて空間周波数フ
ィルタの特性を設定するフィルタ設定手段と、設定された特性の空間周波数フィルタに従って、前記
変倍手段による変倍後の画像情報の画素値の補正演算を
行う補正手段とを備える。

［作用］かかる本発明の構成において、入力画像は設定された
変倍率に従って変倍される。また、一方で、判断手段に
よって判断された入力画像の画調に基づいて、空間周波
数フィルタの特性を設定する。そして、設定された特性
の空間周波数フィルタに従って、変倍後の画像情報の画
素値の補正演算を行う。

［実施例］以下、添付図面に従つて本発明に係る実施例を詳細に
説明する。

また、本実施例では入力画像の濃度変化である一次微
分を検出することにより入力画像の変倍処理に応用した
場合に説明する。

画像の読み取り手法としては、例えばライン状のイメ
ージスキヤナ（CCD）等の固体撮像素子内の多数（例え
ば128個）の絵素を副走査方向に配列し、撮像素子の中
の画像データを副走査方向へ送る事によりデジタル的に
読み取る場合が考えられる。CCDの巾が、例えば8mmであ
る場合には、各走査毎8mm巾で画像を読み取ることにな
る。つまり第７図において、（ａ）から（ｂ）まで8mm
巾で画像を読み取り、次に（ｂ）から（ｃ）にもどった
後、（ｃ）から（ｄ）以下同様に画像データを読み取
る。

また、画像形成機構としては、例えば8mm巾に128個ノ
ズルを有するマルチバブルジエツトヘツド（ヘツド部）
が第８図に示す様に（ｅ）から（ｆ）まで8mm巾で走査
しながら画像を形成していく。次に（ｆ）から（ｇ）ま
でもどる。以降同様に8mmずつ画像を形成していくこと
ことになる。

以上の様な画像の入力と出力の機構を踏まえて本実施
例の画像処理装置を第４図に従つて説明する。

図中、31は原稿を読み取り、画像情報の濃度レベルを
デジタル化して出力する画像読み取り部であり、32は画
像読み寄り部31から出力された画素データを随時読み出
して注目画素での濃度の変化を算出する一次微分部であ
る。また33は制御部34からの変倍指示により入力された
画像情報に変倍処理をする変倍部であり、35はこの変倍
部33で変倍処理された画像データの平滑化を施す平滑部
である。また36は平滑部35と変倍部33から出力される画
像データを切換えて画像処理部37に出力するセレクタで
ある。38は画像処理部で処理された画像データを可視化
して記録するプリンター部である。

さて、画像読み取り部31で読み取られデジタル濃度デ
ータに変換された画像信号は、一次微分部32を通り、注
目画素データの前後の画素データから注目画素付近の濃
度の変化率（一次微分値Ｄ）を次式より算出する。

Ｄ＝｛｜（ａ＋ｂ）−（ｄ＋ｅ）｜）｝/2 …１式ただし、D:注目画素の一次微分値、a:注目画素の２画
素後の画素データ、b:注目画素の１画素後の画素デー
タ、d:注目画素の１画素前の画素データ、e:注目画素の
２画素前の画素データである。

また、この一次微分値Ｄが所定の値以上の時には
“1"、それ以下のときには“0"として、この“0"か“1"
の信号（以下、この信号を濃度変化信号と称する。）を
後述する変換部33に出力する。

１式では注目画素を含む両側の画素の濃度変化を算出
しており、その変化が激しいほどＤは大きくなる。従つ
て、この一次微分値Ｄが所定値以上のときには入力画像
は単一濃度情報である文字または記号があると判断し、
所定値以下である場合には写真等の中間調画像情報であ
ると判断することになるわけである。

さて、画像読み取り部31より読み取られた画素データ
と、一次微分部32からの濃度変化信号は共に変倍部33に
入力される。

更に、変倍部33に入力された画素データは不図示の操
作スイツチ等により、指定された倍率に応じ、制御部34
からの指示により変倍され、変倍部33内の変倍RAM33aに
一旦格納される。

次に変倍RAM33aより読み取られた画像データは、平滑
部35に入力され、濃度変化信号は制御部34に入力され
る。制御部34においては、表１に示す様な条件により制
御部34は、セレクタ35、及びセレクタ36にセレクタ信号
を出力する。

このセレクタ36には、平滑化部35で変倍率に応じ、平
滑化処理された画像データと変倍部33からの画像データ
とをセレクタ36に入力され、制御部34はこのうち一方を
選択することになる。

この様にセレクト信号により変倍部33から或は平滑部
35から出力画像かを選択し、セレクタ36からは、選択さ
れた画像データが出力されることになる。

また、セレクタ36で選択された画像データは、画像処
理部37で処理され、ドツトデータに変換された後、プリ
ンタ部38に出力されて、プリンタ部において出力画像を
形成することになる。

次に第１図に従つて、一時微分部32の動作を説明す
る。この一次微分部32内では先に延た１式を求めること
になる。

さて、画像読み取り部31から出力される濃度データに
変換された画素データは、ラツチ部41でビデオロツクφ
により１画素分遅延された後加算器42に入力される。加
算器42では、画素データと１画素遅延された画素データ
が入力され加算される。加算器42からの出力は、ラツチ
部43、及びインバータ45に入力される。ラツチ部43、及
びラツチ部44はビデオクロツクφにより１画素分ずつ遅
延され、後に加算器46に入力される。また、インバータ
45に入力されたデータは反転され、１の補数となり加算
器46に出力される。加算器46ではインバータ45からの入
力データに“1"を加算し、１の補数を２の補数とし、ラ
ツチ44の出力と加算する事により、加算器42の出力画像
データとラツチ44の出力データとの減算を行なつてい
る。次に加算器46の出力は、テーブルROM47にアドレス
として入力される。テーブルROM47には、入力アドレス
に対し出力データが1/2となるように予め記憶されてい
る。この様にしてテーブルROM47で1/2とされ一次微分デ
ータとして出力される。更に、比較器48に入力された一
次微分データは、所定の設定値と比較し、一次微分値が
設定値より大きい場合は、“1"、小さい場合は“0"と
し、その結果を濃度変化信号として出力するわけであ
る。尚、この比較器48に設定する設定値は、外部からの
指示により任意に設置可能なものとする。

次に変倍部33についての処理を第２図に従つて説明す
る。

ここで、副走査方向の変倍処理は、読み取り部のプリ
ンタの副走査速度V1を一定としリーダーの速度をV₁/n
（n:変倍率）に変えることにより行なうものとして説明
は省略する。

さて、主走査方向の変倍処理については、不図示の制
御回路より変倍モード信号がメモリ制御部へ入力され
る。メモリ制御部には、アドレスクロツク発生器12及び
ライトパルス発生部13があり、変倍バツフアメモリ11−
a,11−ｂへの書き込む場合のアドレスカウンタ14−a,14
−ｂのクロックパルスの数を決定し、かつ変倍バツフア
メモリのライトパルスを発生させている。このクロツク
パルスの数及びライトパルスを変倍率に応じて増加減す
ることにより達成される。この変倍バツフアメモリは、
書き込み、読み出しを変倍バツフアメモリ11−ａと11−
ｂで交互に行なつている。例えばｎ倍拡大時には、変倍
バツフアメモリ11−a,11−ｂのうち、書き込みモード
（ｗ）になつている11−ｂに同一画素のデータがｎ個の
アドレスに書き込まれる。また、1/n縮小時には、ｎ個
の画素の内の１画素が１アドレスに書き込まれることに
なり、読み出しモードになった時、ビデオクロツクφに
よりアドレスが歩進されると画素データの補間、間引き
が達成されることになる。

また、本実施例では画像読み取り側のモーター速度を
変更しているが、記録側のモーター速度を変更してもよ
い。

次に平滑部35の処理動作を、第３図に従つて説明す
る。

平滑部35には、変倍倍率に対応したマトリクス、例え
ば２倍拡大のときには１×2,3倍拡大のときには１×３
の一次のマトリクスを有している。このマトリクスで
は、次式の演算を行なつている。

即ち、２倍拡大のときには、Ｄ＝1/2（ａ＋ｂ） :1×２３倍拡大のときには、Ｄ＝1/3（ａ＋ｂ＋ｃ）:1×３但し、Ｄは注目画素の画像出力データ、ｂは注目画素
の画像入力データ、ａは注目画素データから１画素後の
画像入力データ、ｃは注目画素データの１画素前の画像
入力データである。

このマトリクスは、拡大倍率に応じて、サイズの切り
換えを行なつており、本実施例では、１×2,1×３のマ
トリスクのみであるが、拡大倍率に応じて、１×ｎ（ｎ
倍拡大のとき）のマトリクスサイズを用いても何ら問題
ない。

さて、この平滑部35では次の様にして平滑処理を行な
う。

［等倍の場合］変倍バツフアの出力画像データは、ラツチ29で１画素
分データを遅延しセレクタ27へ行く。セレクタ27は、制
御部23からの選択信号により等倍の画像データを選択し
出力する。

［２倍拡大の場合］拡大された画像データは、ラツチ21で１画素分データ
を遅延する。遅延された画像データは、入力の拡大画像
データと、加算器24で加算される。加算されたデータ
は、テーブルROM28へアドレスとして出力され、1/2に平
均化されたデータをセレクタ27へ出力する。また、この
テーブルROM28は入力と出力が1:1に対応している構成に
なつている。セレクタ27は、上述した様に制御部23から
の選択信号により、テーブルROM28の出力データを選択
し出力する。

［３倍拡大の場合］ラツチ21で遅延されたデータをラツチ22でもう一画素
分データを遅延させる。ラツチ22の出力と加算器24の出
力を加算器25で加算し、テーブルROM26へ入る。テーブ
ルROM26で1/3に平均化した後、セレクタ27へ入る。セレ
クタ27は制御部23からの選択信号によりテーブルROM26
の出力を選択し出力する。

この様にして各倍率に対応して処理していくことにな
る。

第５図はこの平滑部35で、例えば変倍部33で３倍拡大
された画像データの平滑処理をした場合の出力画像を示
していて、従来の拡大処理（第６図）の様に単に注目画
像データを３つ並べて出力（３倍拡大の場合）した出力
画像とくらべても明らかな様に、その拡大処理後の出力
画像に濃度の段階を平滑して処理することが可能とな
る。

以上の様な平滑処理は前述した、一次微分部32からの
濃度変化信号が“0"の場合、即ち１式の一次微分値Ｄが
所定値以下になり入力画像が中間調画像であることを判
断したときに、制御部34がセレクタ36にその旨のセレク
ト信号を出力することにより平滑部35からの画像データ
を画像処理部37に出力することになる。

また、一次微分値Ｄが所定値以上であるときには制御
部34への濃度変化信号は“1"となり、制御部34はセレク
タ36にその旨のセクト信号を出力することにより、変倍
部33からの画像データを画像処理部37に出力することに
なるわけである。

以上、説明した様に本実施例によれば、変倍処理以前
に入力画像の濃度の一時微分値（濃度変化率）を算出す
ることにより、その算出に係る画素の領域を換えること
なく算出することが可能となる。また、一次微分値から
直ちにその入力画像が文字記号等の単一画像情報か、或
いは写真等の中間調画像情報であるかを判断することが
極めて簡単な構成で可能となる。

また、本実施例では入力画像の濃度変化を算出して、
それを変倍処理に応用した場合について述べたがこれに
限定されるものではなく、例えば入力画像のエツジ部を
検出する機能を備えた他の画像処理装置にも応用するこ
とが可能である。

また、本実施例では一次微分値を算出するために注目
画素の前後２個づつの画素データからその一次微分値を
算出したが、この読み出される画素の個数は注目画素の
隣接する２つの画素でも構わないし、それ以上でも構わ
ない。

更にまた、本実施例を変倍処理に応用した場合に、入
力画像情報を変倍して出力するときに、入力画像中に中
間調画像情報があることを検出したときの変倍処理で
は、その中間調画像情報のみの濃度変化の不連続さを小
規模な回路構成により、濃淡の変化をなめらかにするこ
とができるようになる。

また、本実施例では変倍率を等倍、２倍、３倍の場合
にのみ説明したが、この他の倍率についても適応できる
ことは言うまでもない。

また、画像の読み取装置、及び出力画像を形成する出
力装置を限定するものではなく、例えば出力装置ではレ
ーザビームプリンタ等でもよいことは明らかである。

［発明の効果］以上説明した様に本発明によれば、変倍前の画像に基
づいて入力画像の画調をを判断するので、その判断は効
率良く且つ精度良く行え、そして、変倍率で変倍した画
像を、判断結果に応じた空間周波数フイルタに基づいて
補正するので、その補正はフイルタに基づく処理のみで
よくなり、原画像に忠実に、しかも、良好な変倍画像を
生成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一次微分部のブロツク図、第２図は変倍部のブロツク図、第３図は平滑部のブロツク図、第４図は本実施例の画像処理装置の全体ブロツク図、第５図は本実施例の拡大処理の一例を示す図、第６図は従来の拡大処理を示す図、第７図は画像を読取り処理の動作を示す図、第８図は出力画像を形成するときの処理動作を示す図で
ある。図中、11−a,11−ｂ……変倍バツフアRAM、12……アド
レスクロツク発生器、13……ライトパルス発生器、14−
a,14−ｂ……カウンタ、21,22,29……ラツチ、24,25…
…加算器、26,28……テーブルROM、23……平滑化制御
部、27……セレクタ、31……画像読み取り部、32……一
次微分部、33……変倍部、34……制御部、35……平滑
部、36……セレクタ、37……画像処理部、38……プリン
タ部、41,43,44……ラツチ、42,46……加算器、45……
インバータ、47……テーブルROM、48……比較器であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像情報に対して変倍処理を行い、変
倍処理された画像情報に対して所定の特性の空間周波数
フィルタによる演算を行い、出力画像を形成する画像処
理装置において、画像情報を入力する入力手段と、前記入力手段で入力された画像情報に基づいて該画像情
報によって表わされる画像の画調を判断する判断手段
と、前記入力画像に対して行う変倍処理の変倍率を多段階に
設定する設定手段と、前記入力手段により入力された画像情報に対して、前記
設定手段で設定された変倍率に応じた変倍処理を行う変
倍手段と、前記判断手段による判断結果に基づいて空間周波数フィ
ルタの特性を設定するフィルタ設定手段と、設定された特性の空間周波数フィルタに従って、前記変
倍手段による変倍後の画像情報の画素値の補正演算を行
う補正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。