JP2004088251A - 画像処理装置、方法、該方法を実行するプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿の画像情報量を確保して高画質を維持すること、及び画像データの保存容量と処理時間とを削減することを一定のレベルで両立させる。
【解決手段】スキャナから入力された高解像度の原画像データ２１に対して、解像度縮小処理を施す（Ｓ２）。得られた縮小画像２２に対して、注目画素における画像の変化度合いをあらわす特徴量を計算する（Ｓ３）。得られた特徴量２３と原画像データ２１とを用いて、原画像の部分画素に関連する制御情報を抽出する（Ｓ４）。そして縮小画像２２、及び部分原画像データと制御情報２４を用いて、拡大・合成処理を行う（Ｓ５）。拡大・合成処理は、原画像と同じ高解像度の拡大画像２５を合成し、上記の制御情報を参照して、部分的に保存される原画像があれば、拡大画像の対応場所において原画像の画素を拡大画像の画素と置き換える。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、該方法を実行するプログラム及び記録媒体に関し、特に、多値グレー画像またはカラー画像を縮小して保存し、縮小した画像を拡大して利用するための画像処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の画像処理システムの処理例について説明するための図で、スキャナで原稿の多値グレー画像またはカラー画像を入力して保存し、配信、画面表示、印刷出力、ＯＣＲなどの用途に再利用する画像処理システムを示すものである。画像処理システムにおいて、スキャナ３１から読み取られたデジタル画像信号３２ｂは、スキャナインタフェース（Ｉ／Ｆ）３２ａを通して、ＰＣ３２に入力され、ハードディスクＩ／Ｆ３２ｃを通してハードディスク３３に保存される。ハードディスク３３に保存されているデジタル画像を再利用するとき、ハードディスクＩ／Ｆ３２ｃを通して取り出したデジタル画像をプリンタＩ／Ｆ３２ｄを通してプリンタに印刷したり、そのデジタル画像に圧縮処理３２ｅを施し、又は非圧縮処理３２ｆにより通信Ｉ／Ｆ３２ｈを通して外部へ配信したり、２値化処理３２ｇによって２値化したＯＣＲ用の２値化画像を通信Ｉ／Ｆ３２ｈを通して外へ出力したりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したような従来例では、基本的にスキャナ３１で読み取るときと同じ解像度のデジタル画像がハードディスク３３に保存される。このように、カラースキャナやデジタルカメラを用いて入力された多値グレー画像またはカラー画像を保存し、配信、画面表示、印刷出力、ＯＣＲなどの用途に再利用するには、常に保存画像の画質と保存装置の容量及び処理時間とのトレードオフに配慮しなければならない。
【０００４】
つまり、原稿または被写体の情報をより多く得るには、高い解像度で画像入力することは有効であるが、高い解像度で入力された画像ファイルのサイズは保存装置の容量を大量に消費し、処理時間も長くなる。低い解像度での入力は、容量と時間を節約できるが、情報欠落の代償を払わなければならない。
【０００５】
そこで、本発明は、原稿の画像情報量を確保して高画質を維持すること、及び画像データの保存容量と処理時間とを削減することを一定のレベルで両立できるようにした画像処理装置、方法及び該方法を実行するプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、多値グレー画像またはカラー画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段より得られる画像（原画像）を解像度変換によって縮小する画像縮小手段と、画像入力手段より得られる画像（原画像）の一部を抽出する画像抽出手段と、画像縮小手段より得られる画像（縮小画像）を保存する縮小画像保存手段と、画像縮小手段における解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存手段と、前記画像抽出手段より得られる画像（部分原画像）を保存する部分画像保存手段と、画像抽出手段より得られる部分原画像の各画素の原画像における位置情報（部分原画像位置情報）を保存する部分原画像位置情報保存手段と、を具備することを特徴とする。この特徴により、原稿の情報量をできるだけ保持することと、保存容量をできるだけ節約することとを一定のレベルで両立できる。
【０００７】
また、縮小画像と解像度変換情報とを用いてその縮小画像を拡大することにより、前記原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大手段と、画像拡大手段より得られる画像（拡大画像），部分原画像，及び部分原画像の位置情報を用いて、原画像と同じ解像度の画像に部分原画像を合成する合成手段とを具備することを特徴とする。この特徴より、原稿の情報量をできるだけ保持することと、処理時間をできるだけ節約することとを一定のレベルで両立できる。
【０００８】
本発明の画像処理方法は、多値グレー画像またはカラー画像を入力する画像入力ステップと、画像入力ステップより得られる画像（原画像）を解像度変換によって縮小する画像縮小ステップと、画像入力ステップより得られる画像（原画像）の一部を抽出する画像抽出ステップと、画像縮小ステップより得られる画像（縮小画像）を保存する縮小画像保存ステップと、画像縮小ステップにおける解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存ステップと、画像抽出ステップより抽出された画像（部分原画像）を保存する部分画像保存ステップと、画像抽出ステップより抽出された部分原画像の各画素の原画像における位置情報（部分原画像位置情報）を保存する部分原画像位置情報保存ステップとによって実施される。
【０００９】
また、本発明の画像処理方法は、縮小画像と解像度変換情報とを用いて縮小画像を拡大することにより、原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大ステップと、画像拡大ステップより得られる画像（拡大画像），部分原画像，及び部分原画像位置情報を用いて、原画像と同じ解像度の画像に部分原画像を合成する合成ステップとによって実施される。
【００１０】
本発明は、多値グレー画像またはカラー画像を入力する画像入力ステップと、画像入力ステップより得られる画像（原画像）を解像度変換によって縮小する画像縮小ステップと、画像入力ステップより得られる画像（原画像）の一部を抽出する画像抽出ステップと、画像縮小ステップより得られる画像（縮小画像）を保存する縮小画像保存ステップと、画像縮小ステップ中の解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存ステップと、画像抽出ステップより得られる画像（部分原画像）を保存する部分画像保存ステップと、画像抽出ステップより得られる該部分原画像の各画素の原画像における位置情報（部分原画像位置情報）を保存する部分原画像位置情報保存ステップとからなる画像処理方法を実行するためのプログラム及び、そのプログラムを記録したコンピュータでの読み取り可能な記録媒体により実施される。
【００１１】
また、本発明は、縮小画像と解像度変換情報とを用いてその縮小画像を拡大することにより、原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大ステップと、画像拡大ステップより得られる画像（拡大画像），部分原画像，及び部分原画像の位置情報を用いて、原画像と同じ解像度の画像に部分原画像を合成する合成ステップとからなる画像処理方法を実行するためのプログラム及び、そのプログラムを記録した記録媒体により実施される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。画像処理装置は、多値グレー画像またはカラー画像を原画像として入力する画像入力手段１と、画像入力手段１より得られる原画像を解像度変換によって縮小する画像縮小手段２と、原画像の一部を部分原画像として抽出する画像抽出手段３と、画像縮小手段２により得られた縮小画像を保存する縮小画像保存手段４と、画像縮小手段２における解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存手段５と、画像抽出手段３より抽出された部分原画像を保存する部分画像保存手段６と、画像抽出手段３より抽出された部分原画像の各画素の原画像における位置情報を保存する部分原画像位置情報保存手段７を具備する。
【００１３】
また、画像処理装置は、縮小画像と解像度変換情報とを用いて縮小画像を拡大することにより、原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大手段８と、画像拡大手段８より得られた拡大画像，部分原画像，及び部分原画像の位置情報を用いて、原画像と同じ解像度の画像に部分原画像を合成する合成手段９とを具備する。さらに、縮小画像の各画素の特徴量を計算する特徴量計算手段１０を有し、特徴計算手段１０により得られた特徴量を画像抽出手段３による部分原画像の抽出に用いる。
【００１４】
図２は、本発明の一実施例における処理を説明するためのブロック図で、１１は原稿から多値グレー画像またはカラー画像を入力するスキャナ、１２はＰＣ（パソコン）、１３は画像データと制御情報を保存するハードディスク、１４は画像データを紙に出力するプリンタである。
【００１５】
スキャナ１１からのデジタル画像信号１２ｂは、スキャナＩ／Ｆ１２ａを通してＰＣ１２に入り、ＰＣ１２はこのデジタル画像に対し、縮小、抽出処理１２ｉを施し、解像度縮小した画像と原解像度の部分原画像及び制御情報（解像度変換率、部分原画像の位置情報など）とを生成する。そしてこれら、解像度縮小画像、部分原画像、及び制御情報は、ハードディスクＩ／Ｆ１２ｃを通してハードディスク１３に保存される。
【００１６】
ハードディスクに保存した画像データを再利用する場合、ハードディスク１３から解像度縮小画像と原解像度の部分画像及び制御情報を読み出し、これらを用いて拡大、合成処理１２ｊによって原画像と同じ解像度のデータ画像を生成する。この画像データをプリンタＩ／Ｆ１２ｄを経てプリンタ１４に渡して紙に出力したり、または、ＪＰＥＧ等の圧縮処理１２ｅ、非圧縮処理１２ｆ、２値化処理１２ｇなどをＰＣ１２で施して、通信Ｉ／Ｆ１２ｈを通して、データ配信、画面上表示、ＯＣＲなどのためのデータとして外部へ出力する。
【００１７】
図３は、本発明の画像処理方法における処理例を説明するためのフローチャートである。まず、スキャナから高解像度（例えば６００ｄｐｉ）の原画像データ２１が入力される（ステップＳ１）。次にスキャナから入力された高解像度の原画像データ２１に対し、解像度縮小処理を施す（ステップＳ２）。ここでは、例えば、解像度を６００ｄｐｉから１００ｄｐｉに縮小変換する。変換方法は例えば、単純な平均縮小方法を採用する。縮小後の画像サイズは元の１／３６である。原画像の６×６＝３６画素の平均値は、縮小後の１画素の画素値になる。
【００１８】
次に上記の画像縮小処理で得られた縮小画像２２に対して、注目画素における画像の変化度合いをあらわす特徴量を計算する（ステップＳ３）。例えば、Ｓｏｂｅｌのエッジ検出方法（Ｒａｎｄｙ　Ｃｒａｎｅ，　Ａ　Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　Ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，　１９９７，）でエッジマップを計算する。
【００１９】
次に、上記特徴計算処理で計算された縮小画像の特徴量２３と原画像データ２１とを用いて、原画像の部分画素に関連する制御情報を抽出する（ステップＳ４）。この抽出処理では、例えば、エッジマップ中で一定以上のエッジ強度をもつ画素について、その画素に関連する原画像中の画素（複数個）を抽出し、抽出した部分原画像データと、制御情報（原画像と縮小画像との解像度変換率情報、抽出画素の原画像における位置情報）２４を抽出する。
【００２０】
そして上記縮小画像２２、及び部分原画像データと制御情報２４を用いて、拡大、合成処理を行う（ステップＳ５）。拡大、合成処理は、原画像と同じ高解像度の拡大画像２５を合成するもので、例えば、線形補間方法を用いる。合成処理は、上記の制御情報を参照して、部分的に保存される原画像があれば、拡大画像の対応場所において原画像の画素を拡大画像の画素と置き換える。
【００２１】
図４は、本発明の画像処理による画像を説明する図で、図４（Ａ）は、高解像度（６００ｄｐｉ）の原画像を示す図、図４（Ｂ）は原画像を縮小した縮小画像（１００ｄｐｉ）を示す図、図４（Ｃ）は縮小画像の特徴量のエッジマップ（表示のため、白黒逆転反転している）を示す図、図４（Ｄ）は上記の制御情報を示す図で、ある閾値で図４（Ｃ）のエッジマップを２値化した状態を示すものである。
【００２２】
画像処理装置に入力した原画像（図４（Ａ））は、画像縮小処理により縮小画像（図４（Ｂ））にされ、特徴計算により特徴量が抽出されてエッジマップ（図４（Ｃ））が生成される。そして抽出処理により、制御情報（図４（Ｄ））が抽出される。ここで図４（Ｄ）の制御情報は、一定強度以上のエッジ強度の画素について、それらの画素を黒にし、それ以外を白にするものである。
【００２３】
そして原画像（図４（Ａ））から、図４（Ｄ）の黒に対応する部分の画像（部分原画像）を抽出する（図示せず）。図４（Ｅ）は図４（Ｃ）の縮小画像を元の解像度に拡大した図で、この拡大画像において、上記抽出した部分原画像に該当する部分を、制御情報を用いて部分原画像に置き換える。図４（Ｆ）はこうして抽出された部分原画像と図４（Ｄ）の制御情報とを用いて合成された拡大図である。この例で分かるように、縮小画像、部分原画像及び制御情報の保存に必要な容量は、原画像の容量より少なくて済む。また、拡大合成した画像（図４（Ｆ））は、原画像ほどではないが、単純な拡大画像（図４（Ｅ））より情報量が多く、良質な画質を得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、原稿の画像情報量を確保して高画質を維持すること、及び画像データの保存容量と処理時間とを削減することを一定のレベルで両立できるようにした画像処理装置、方法，該方法を実行するプログラム及び記録媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の一実施例における処理を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の画像処理方法における処理例を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の画像処理による画像を説明する図である。
【図５】従来の画像処理システムの処理例について説明するための図である。
【符号の説明】
１…画像入力手段、２…画像縮小手段、３…画像抽出手段、４…縮小画像保存手段、５…解像度変換情報保存手段、６…部分原画像保存手段、７…部分原画像位置情報保存手段、８…画像拡大手段、９…合成手段、１０…特徴量計算手段、１１…スキャナ、１２…ＰＣ（パソコン）、１３…ハードディスク、１４…プリンタ、２１…原画像データ、２２…縮小画像、２３…特徴量、２４…部分原画像と制御情報、２５…拡大画像、３１…スキャナ、３２…ＰＣ、３３…ハードディスク。

Claims (10)

1. 多値グレー画像またはカラー画像を原画像として入力する画像入力手段と、該画像入力手段より得られる原画像を解像度変換によって縮小する画像縮小手段と、前記原画像の一部を部分原画像として抽出する画像抽出手段と、前記画像縮小手段により得られた縮小画像を保存する縮小画像保存手段と、前記画像縮小手段における解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存手段と、前記画像抽出手段より抽出された前記部分原画像を保存する部分原画像保存手段と、前記画像抽出手段より抽出された前記部分原画像の各画素の原画像における位置情報を保存する部分原画像位置情報保存手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記縮小画像と前記解像度変換情報とを用いて前記縮小画像を拡大することにより、前記原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大手段と、該画像拡大手段より得られた拡大画像，前記部分原画像，及び前記部分原画像の位置情報を用いて、前記原画像と同じ解像度の画像に前記部分原画像を合成する合成手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記縮小画像の各画素の特徴量を計算する特徴量計算手段と、該特徴量計算手段により得られた前記特徴量を前記画像抽出手段による部分原画像の抽出に用いることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記特徴量は、注目画素とその周囲画素の画素値から算出し、該注目画素における画像の変化度合いをあらわすことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 多値グレー画像またはカラー画像を入力する画像入力ステップと、該画像入力ステップより得られる原画像を解像度変換によって縮小する画像縮小ステップと、前記原画像の一部を抽出する画像抽出ステップと、前記画像縮小ステップよりに得られた縮小画像を保存する縮小画像保存ステップと、前記画像縮小ステップにおける解像度変換情報を保存する解像度変換情報保存ステップと、前記画像抽出ステップより抽出された前記部分原画像を保存する部分原画像保存ステップと、前記画像抽出ステップより抽出された前記部分原画像の各画素の原画像における位置情報を保存する部分原画像位置情報保存ステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。
6. 前記縮小画像と解像度変換情報とを用いて前記縮小画像を拡大することにより、前記原画像と同じ解像度の画像を生成する画像拡大ステップと、該画像拡大ステップより得られた拡大画像，前記部分原画像，及び前記部分原画像の位置情報を用いて、前記原画像と同じ解像度の画像に前記部分原画像を合成するステップと、を有することを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
7. 前記縮小画像の各画素の特徴を計算する特徴量計算ステップと、該特徴量計算ステップにより得られた前記特徴量を前記画像抽出ステップによる部分原画像の抽出に用いることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
8. 前記特徴量は、注目画素とその周囲画素の画素値から算出し、該注目画素における画像の変化度合いをあらわすことを特徴とする請求項７記載の画像処理方法。
9. 請求項５ないし８のいずれか１に記載の画像処理方法を実行させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録した記録媒体。

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