JP2004289340A

JP2004289340A - 画像拡大処理装置

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Publication number: JP2004289340A
Application number: JP2003076950A
Authority: JP
Inventors: Takashi Otsuki; 隆志大槻
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】如何なる拡大率の場合においても高品位な画像の円滑化を行う。
【解決手段】画像データを拡大する変倍機能を有する画像処理装置において、１ライン分の画像データを格納するためのラインＦＩＦＯ１０１と、最大拡大率に対応した各拡大処理後画素の保存メモリ１０２と、注目画素データにおける前後の画素データを保持するメモリ１０３と、拡大率に応じた画素数を計数するカウンタ１０４と、拡大率に応じた画像円滑化処理を行う画素間補間データ処理部１０６を設けた構成とし、境界付近のみの数画素に対する一様な円滑化処理ではなく、拡大率に合わせた円滑化処理を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やプリンタ、デジタルカメラ等のデジタル画像データを拡大処理する技術に係わり、特に、拡大画像に対する高品位な画像円滑化処理を行うのに好適な画像拡大処理技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像拡大処理装置においては、スキャナーにより１ライン単位ごとに読みこまれた画像データを一旦ラインＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ＩｎＦｉｒｓｔ−Ｏｕｔ、ファイフォ）に格納し、その後拡大率に合わせて、そのＦＩＦＯからの画像データの読み込み制御を行うことにより要求される拡大画像を生成していた。
【０００３】
例えば、主走査２倍、副走査２倍の拡大の場合は、ＦＩＦＯから読み出した１画素目のデータをまず主走査方向に２回繰り返すことにより横方向２倍の画像データを生成し、１ライン目の出力ＦＩＦＯに順次格納していく。
【０００４】
次のラインでも同じラインＦＩＦＯから同じ画像データを読み出し主走査方向に２回繰り返すことにより横方向２倍の画像データを生成し、２ライン目の拡大画像データとして順次出力ＦＩＦＯに格納していく。
【０００５】
結果としてこの処理により主走査、副走査各々２倍の画像が生成されることになり、この処理を２画素目以降のデータにも繰り返していくことにより全画像データに対する拡大画像が生成される。
【０００６】
この従来の技術では、オリジナルの画像データ毎に生成された拡大画像データ間には相関が全く無く、画像データによっては、その境界における周波数成分として考えると急峻な変化を持つ場合もあり、拡大画像としては高調波成分が目立つことになる。
【０００７】
このような問題に対処する従来技術としては、境界における数画素データに対して一様に畳み込み演算処理を行うことにより境界付近における画像の円滑さを持たせる円滑化処理を行うものがある。
【０００８】
しかしこの円滑化処理技術では、境界付近以外の画像においては相変わらず高調波成分が目立つ部分が発生する。特に拡大率が大きくなればなるほどこの症状は顕著になる。
【０００９】
また逆に、文字のように、エッジを強調して文字画像を明瞭とする必要がある場合に、上記のように一様に円滑化処理を行うと文字がぼけるという場合も起こり得る。
【００１０】
画像のエッジ部分の境界をはっきりさせて、画像のぼけを軽減する技術としては、例えば、特許文献１に記載のように、原画像データに乗算する係数に非線形特性を持たせてデータを補間して画像信号を拡大する技術がある。
【００１１】
また、境界付近における画像の円滑さを持たせると共に、文字・線画部分における画像拡大時の画像のぼけを軽減する技術として、例えば、特許文献２，３に記載の技術がある。
【００１２】
特許文献２に記載の技術で、画像を変倍して出力する場合に、文字・線画部分と擬似中間調成分それぞれに対して適切な変倍処理を行いそれを合成している。また、特許文献３には、上記特許文献２に記載の技術が２値画像向けであるのに対し、多値画像のエッジ部と非エッジ部に対して両者に適した拡大法で拡大し、合成を行い、高画質な拡大画像を作成する技術が記載されている。
【００１３】
しかし、これらの従来の技術では、境界付近以外の画像に対する円滑化処理を適切に行うことができない。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−３６０４１号公報
【特許文献２】
特開平７−１２１６９２号公報
【特許文献３】
特開２０００−９９７１３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、境界付近以外の画像に対する円滑化処理を効率的に行うことができず、特に、拡大率が大きくなればなるほど拡大画像の品質が劣化してしまう点である。
【００１６】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、如何なる拡大率の場合においても高品位な円滑化拡大画像の出力を可能とすることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、画像データを拡大する画像拡大処理装置において、境界付近のみの数画素に対する一様な円滑化処理ではなく、拡大率に合わせた円滑化処理を行うことにより、より原画像に近い階調を持った画像として拡大を行うことを特徴とするものであり、例えば後述の図１に示すように、拡大のために注目画素と隣接画素間に補間する各補間画素の値を、当該注目画素と隣接画素のそれぞれの値と拡大率に応じて算出する画素間補間データ処理部（１０６）を設け、拡大率に応じた画像円滑化処理を行う構成とする。また、この画素間補間データ処理部（１０６）の構成として、例えば後述の図２に示す画素間補間データ処理部（２０６）のように、この画素間補間データ処理部（２０６）として、注目画素の値と注目画素の後の画素の値の差分を求める差分演算器（２０６ｂ）と、この差分演算部（２０６ｂ）で求めた差分値を拡大率で除算する除算器（２０６ｃ）と、除算器（２０６ｃ）の除算結果の値を各補間画素の位置に応じて変更する演算器（乗算器２０６ｄ）と、この演算器（２０６ｄ）で変更した値を用いて当該位置の各補間画素の値を算出する算出器（２０６ｅ）とからなる構成、あるいは、図３に示す画素間補間データ処理部（３０６）のように、注目画素と隣接画素間の各補間画素にゼロデータを挿入するゼロデータ挿入器（３０６ａ）と、注目画素の値と隣接画素の値およびこれらの注目画素と隣接画素間の各ゼロデータと、補間画素の数に応じた予め定められた係数（３０６ｂ）との積和演算によりオーバーサンプリングフィルタ処理を行うオーバーサンプリングフィルタ（３０６ｃ）とからなる構成とする。さらに、画像の種類によって円滑処理の有無を決定することにより、文字画像のようなエッジを強調しなければならない画像に対しては円滑処理を行わせず、より明瞭な画像として拡大を行うことを可能とする構成として、図４に示すように、拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定する判定部（４１４）と、この判定部（４１４）の文字画像でないとの判定結果であれば、画素間補間データ処理部（４０６）による画像円滑化処理を選択して実行させる選択器（４１５）とを設け、また、判定部（４１４）は、拡大処理対象の画像データに対するエッジ判定を行うエッジ判定部（４１２）と、拡大処理対象の画像データに対する孤立点判定を行う孤立点判定部（４１３）の各々の判定結果に基づき拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定する構成とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係わる画像拡大処理装置の第１の構成例を示すブロック図であり、図２は本発明に係わる画像拡大処理装置の第２の構成例を示すブロック図、図３は本発明に係わる画像拡大処理装置の第３の構成例を示すブロック図、図４は本発明に係わる画像拡大処理装置の第４の構成例を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、１０１は１ライン分の画像データを格納するためのラインＦＩＦＯ、１０２は最大拡大率に対応した各拡大処理後の画素を保存する拡大処理後保管データ格納メモリ、１０３は注目画素データにおける前後の画素データを保持する画素保存メモリ、１０４は拡大率に応じたメモリ領域指定のための画素数を計数する画素カウンタ（図中「メモリ領域指定のための画素カウンタ」と記載）、１０５はＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）から設定指示された拡大率を保持する拡大率設定レジスタ、１０６は本発明に係わる画素間補間による画像の拡大処理を行う画素間補間データ処理部（図中「画素間補間データ処理ブロック」と記載）、そして、１０７は拡大処理後の画像データを出力する出力ラインＦＩＦＯである。
【００２１】
このように、本図１に示す例の画像拡大処理装置は、画素間補間データ処理部１０６を有し、画像データを拡大する際、この画素間補間データ処理部１０６により、拡大のために注目画素と隣接画素間に補間する各補間画素の値を、当該注目画素と隣接画素のそれぞれの値と拡大率に応じて算出することにより、拡大率に応じた画像円滑化処理を効率的に行うことができる。以下、その動作を説明する。
【００２２】
すなわち、本例の画像拡大処理装置は、まず、主走査、副走査方向それぞれに対する拡大率を各々の設定レジスタ１０５に設定する。そして、スキャナ等から読み取られた１ライン分の画像データをラインＦＩＦＯ１０１に取りこむ。
【００２３】
ラインＦＩＦＯ１０１から画像データを読みこむ際、拡大注目画素とその後ろの画素の合計２画素を読み込み、画素保存メモリ１０３に格納する。これらの画像データは後の補間画素値を算出するときに使われる。
【００２４】
画素カウント１０４により、設定レジスタ１０５に設定された拡大率に応じて、拡大後の連続画素数を算出し、その数に応じた拡大処理後のデータを保存する拡大処理後保管データ格納メモリ１０２におけるメモリ領域を決定する。
【００２５】
このように決定した拡大処理後保管データ格納メモリ１０２における領域の先頭番地に、画素保存メモリ１０３に格納した注目画素データを保存する。
【００２６】
そして、拡大率に応じた画素カウンタ１０４の計数結果に従って、画素間補間データ処理部１０６で補間処理された画素データを、拡大処理後保管データ格納メモリ１０２における注目画像データの次の番地から、順次に、保存していく。
【００２７】
尚、本例の画素間補間データ処理部１０６では、従来のように境界付近のみの数画素に対する一様な円滑化処理ではなく、例えば、図２および図３の例で詳細を述べるように、拡大率に合わせた円滑化処理を行うものである。
【００２８】
拡大処理後データ格納メモリへの保存が完了した時点でこれらのデータを出力ラインＦＩＦＯ１０７へ書きこむ。
【００２９】
以上までが、注目画素に対する拡大処理後のデータ出力処理であり、以後、この処理を、順次注目画素をシフトしながら行うことにより１ライン分全ての拡大処理を完了する。
【００３０】
このように、本例の画像拡大処理装置では、境界付近のみの数画素に対する一様な円滑化処理ではなく、拡大率に合わせた円滑化処理を行うことにより、より原画像に近い階調を持った画像として拡大を行う。
【００３１】
次の図２に示す例の画像拡大処理装置は、拡大率に応じた画像円滑化処理を効率的に行うために、画像円滑化処理に用いる画素間データとして線形階調データを適用したものである。
【００３２】
本図２において、２０１は１ライン分の画像データを格納するためのラインＦＩＦＯ、２０２は最大拡大率に対応した各拡大処理後の画素を保存する拡大処理後保管データ格納メモリ、２０３ａは注目画素データを記憶・保存する注目画素メモリ（図中「注目画素保存」と記載）、２０３ｂは注目画素後の画素データを記憶・保存する注目後画素メモリ（図中「注目後画素保存」と記載）、２０４は拡大率に応じたメモリ領域指定のための画素数を計数して出力する画素カウンタ（図中「画素数出力」と記載）、２０５はＣＰＵから設定指示された拡大率を保持する拡大率設定レジスタ、２０６は本発明に係わる画素間補間による画像の拡大処理を行う画素間補間データ処理部である。
【００３３】
本例の画素間補間データ処理部２０６は、差分演算器２０６ａ、大小比較器２０６ｂ、除算器２０６ｃ、乗算器２０６ｄ、拡大後補間データ算出器２０６ｅからなる。
【００３４】
差分演算器２０６ａは、注目画素メモリ２０３ａに記憶された注目画素データ（「Ａ」）と、注目後画素メモリ２０３ｂに記憶された注目画素後の画素データ（「Ｂ」）との差分を算出し、大小比較器２０６ｂは、注目画素メモリ２０３ａに記憶された注目画素データ（「Ａ」）と注目後画素メモリ２０３ｂに記憶された注目画素後の画素データ（「Ｂ」）の大小を判定する（Ａ＞Ｂ？，Ｂ＞Ａ？）。
【００３５】
除算器２０６ｃは、差分演算器２０６ａの演算結果（δ）と画素カウンタ２０４での画素数カウント結果（ｎ）を用いて、拡大率に合わせた補間計数（Δ＝δ／ｎ）を算出する。尚、画素カウンタ２０４での画素数カウント結果「ｎ」は、注目画素データと注目後画素データ間の各補間データの位置情報として用いられる。
【００３６】
乗算器２０６ｄは、画素カウンタ２０４での画素数カウント毎に当該カウント数（１〜ｎ）を、大小比較器２０６ｂの判定結果（Ａ＞Ｂ？，Ｂ＞Ａ？）に応じて順に、除算器２０６ｃの算出結果（Δ）に対して乗算する。例えば、「Ｂ＞Ａ」であれば、「Δ×１，Δ×２，…，Δ×ｎ」を算出し、また、「Ａ＞Ｂ」であれば、「Δ×ｎ，Δ×ｎ−１，…，Δ×２，Δ×１」を算出する。
【００３７】
拡大後補間データ算出器２０６ｅでは、大小比較器２０６ｂでの判定結果（Ａ＞Ｂ？，Ｂ＞Ａ？）と乗算器２０６ｄでの算出結果に基づき、注目画素データと注目画素後データ間の各画素（補間データ）の値（Ｐ１〜Ｐｎ）を算出する。例えば「Ｂ＞Ａ」であれば、「Ｐ１＝Ａ＋Δ×１，Ｐ２＝Ａ＋Δ×２，…，Ｐｎ＝Ａ＋Δ×ｎ」を算出し、また、「Ａ＞Ｂ」であれば、「Ｐ１＝Ｂ＋Δ×ｎ，Ｐ２＝Ｂ＋Δ×ｎ_−１，…，Ｐｎ_−１＝Ｂ＋Δ×２，Ｐｎ＝Ｂ＋Δ×１」を算出する。
【００３８】
このように、乗算器２０６ｃにおいて、差分演算器２０６ａで求められた注目画素データと注目後画素データとの差分値（δ）から拡大率（ｎ＋１）に合わせたΔ（＝δ／ｎ）値を算出し、乗算器２０６ｄにおいて、このΔ値と、注目画素データと後の画素データ間の位置情報ｎとを用いて乗算し（Δ×１，…，ｎ）、拡大後補間データ算出器２０６ｅにおいて、上記乗算結果（Δ×１，…，ｎ）を、原画像データに足み、その結果を、拡大処理後保管データ格納メモリ２０２における当該補間データの位置（１〜ｎ）に格納する。
【００３９】
このように、本図２に示す例の画像拡大処理装置における画素間補間データ処理部２０６は、注目画素の値と注目画素の後の画素の値の差分を求める差分演算器２０６ｂと、この差分演算部２０６ｂで求めた差分値を拡大率で除算する除算器２０６ｃと、この除算器２０６ｃの除算結果の値を各補間画素の位置に応じて変更する乗算器２０６ｄと、この乗算器２０６ｄで変更した値を用いて当該位置の各補間画素の値を算出する拡大後補間データ算出器２０６ｅ、および、注目画素データと注目画素後の画素データの大小を比較する大小比較器２０６ｂにより構成されている。
【００４０】
以下、このような構成の画素間補間データ処理部２０６を具備した本例の画像拡大処理装置による、拡大率に応じた画像円滑化処理動作を説明する。
【００４１】
本例の画像拡大処理装置は、まず、主走査、副走査方向それぞれに対する拡大率を各々の設定レジスタ２０５に設定する。そして、スキャナ等から読み取られた１ライン分の画像データをラインＦＩＦＯ２０１に取りこむ。
【００４２】
ラインＦＩＦＯ１０１から画像データを読みこむ際、拡大注目画素とその後の画素の合計２画素を読み込み、それぞれを注目画素メモリ２０３ａと注目後画素メモリ２０３ｂに格納する。
【００４３】
このように格納した注目画素データ（Ａ）とその後の画素データ（Ｂ）に基づき、大小比較器２０６ｂにおいてはその大小を比較し（Ａ＞Ｂ？，Ｂ＞Ａ？）、その大小比較結果に基づいて、差分演算器２０６ａにおいて、値の大きいほうから小さい方の差分（δ）を求める（δ＝Ａ−Ｂ，δ＝Ｂ−Ａ）。
【００４４】
また、画素カウント２０４により、設定レジスタ２０５に設定された拡大率に応じて、拡大後の連続画素数（ｎ）、すなわち、注目画素メモリ２０３ａに格納された注目画素データと、注目後画素メモリ２０３ｂに格納された注目後画素データ間の画素数（ｎ）を算出する。本例では、この画素数（ｎ）を最大値として、「１〜ｎ」まで変化する変数として用い、拡大率に応じた注目画素データとその後の画素データ間での算出を行う。
【００４５】
すなわち、乗算器２０６ｃにおいて、画素カウント２０４で算出した画素数（ｎ）で、差分演算器２０６ａで求めた差分（δ＝Ａ−Ｂ，δ＝Ｂ−Ａ）を除算することにより、注目画素データとその後の画素データ間の画素数（ｎ）に対する補間算出用の係数（Δ＝（Ａ−Ｂ）／ｎ，Δ＝（Ｂ−Ａ）／ｎ）を求める。
【００４６】
そして、例えば、注目画素値（Ａ）よりも注目画素の後の画素値（Ｂ）のほうが大きい場合は（Ｂ＞Ａ）、乗算器２０６ｄにおいて補間データとして「Δ値×（１，２，…，ｎ）」を求め、さらに、拡大後補間データ算出器２０６ｅにおいて、注目画素値（Ａ）を基底値として、乗算器２０６ｄで求めた値を順次加算していき（Ａ＋Δ×１，Ａ＋Δ×２，…，Ａ＋Δ×ｎ）、それぞれの和を拡大処理後保管データ格納メモリ２０２に順次に保存していく。
【００４７】
また、逆に、注目画素値（Ａ）よりも注目画素の後の画素値（Ｂ）のほうが小さい場合は（Ａ＞Ｂ）、乗算器２０６ｄにおいて補間データとして「Δ値×（ｎ，…，２，１）」を求め、さらに、拡大後補間データ算出器２０６ｅにおいて、注目画素の後の画素値（Ｂ）を基底値として、乗算器２０６ｄで求めた値を順次加算していき（Ｂ＋Δ×ｎ，…，Ｂ＋Δ×２，Ｂ＋Δ×１）、それぞれの和を拡大処理後保管データ格納メモリ２０２に順次に保存していく。
【００４８】
このように、注目画素値（Ａ）よりも注目画素の後の画素値（Ｂ）のほうが小さい場合は（Ａ＞Ｂ）、注目画素値（Ａ）よりも注目画素の後の画素値（Ｂ）のほうが大きい場合（Ｂ＞Ａ）と反対に、注目画素の後の画素側が「１」となり、注目画素側が「ｎ」となる。
【００４９】
以上のようにして算出した注目画素データと後の画素データ間の線形階調データを、画素カウント２０４により設定レジスタ２０５に設定された拡大率に応じて算出され決定される拡大処理後保管データ格納メモリ１０２におけるメモリ領域に保存していく。このようにして、拡大画像データの円滑化を行う。
【００５０】
次の図３に示す画像拡大処理装置は、画像円滑化処理に対して、オーバーサンプリングフィルタ処理を適用するものであり、以下、この図３に示す画像拡大処理装置について説明する。
【００５１】
本図３において、３０１はスキャナから入力された１ライン分の画像データを格納するためのラインＦＩＦＯ、３０２は最大拡大率に対応した各拡大処理後の画素を保存する拡大処理後保管データ格納メモリ、３０３ａは注目画素データを記憶・保存する注目画素メモリ（図中「注目画素保存」と記載）、３０３ｂは注目画素後の画素データを記憶・保存する注目後画素メモリ（図中「注目後画素保存」と記載）、３０４は拡大率に応じたメモリ領域指定のための画素数を計数して出力する画素カウンタ（図中「画素数出力」と記載）、３０５はＣＰＵから設定指示された拡大率を保持する拡大率設定レジスタ、３０６は本発明に係わる画素間補間による画像の拡大処理を行う画素間補間データ処理部である。
【００５２】
本例の画素間補間データ処理部３０６は、ゼロデータ挿入器（図中「“０”データ埋め込み器」と記載）３０６ａ、オーバーサンプリングフィルタ３０６ｂ、フィルタ用係数ＲＯＭ３０６ｃを有する。
【００５３】
ゼロデータ挿入器３０６ａは、注目画素メモリ３０３ａに記憶された注目画素（「Ａ」）と、注目後画素メモリ３０３ｂに記憶された注目画素後の画素（「Ｂ」）との間に“０”を挿入する。この際、ゼロデータ挿入器３０６ａは、画素カウンタ３０４で計数されたカウント数（ｎ）分の“０”を挿入する。
【００５４】
フィルタ用係数ＲＯＭ３０６ｃには、注目画素と、その後の画素との間の画素数に応じた補間フィルタ係数が設定され、オーバーサンプリングフィルタ３０６ｂは、注目画素（「Ａ」）と注目画素後の画素（「Ｂ」）およびそれぞれの間に挿入された“０”からなるデータ列（Ａ，０，…、０，Ｂ）に対して、フィルタ用係数ＲＯＭ３０６ｃに予め設定されている係数に基づき、積和演算によるオーバーサンプリング処理を行いフィルタ演算を行う。
【００５５】
このように、本図３に示す例の画像拡大処理装置における画素間補間データ処理部３０６は、注目画素と隣接画素間の各補間画素にゼロデータを挿入するゼロデータ挿入器３０６ａと、注目画素の値と隣接画素の値およびこれらの注目画素と隣接画素間の各ゼロデータと、補間画素の数に応じたフィルタ用係数ＲＯＭ３０６ｃにおいて予め定められた係数との積和演算によりオーバーサンプリングフィルタ処理を行うオーバーサンプリングフィルタ３０６ｃとにより構成されている。
【００５６】
以下、このような構成の画素間補間データ処理部３０６を具備した本例の画像拡大処理装置による、拡大率に応じた画像円滑化処理動作を説明する。
【００５７】
本例の画像拡大処理装置は、まず、主走査、副走査方向それぞれに対する拡大率を各々の設定レジスタ３０５に設定する。そして、スキャナ等から読み取られた１ライン分の画像データをラインＦＩＦＯ３０１に取りこむ。
【００５８】
ラインＦＩＦＯ３０１から画像データを読みこむ際、拡大注目画素とその後の画素の合計２画素を読み込み、それぞれを注目画素メモリ３０３ａと注目後画素メモリ３０３ｂに格納する。
【００５９】
また、画素カウント３０４により、設定レジスタ３０５に設定された拡大率に応じて、拡大後の連続画素数（ｎ）、すなわち、注目画素メモリ３０３ａに格納された注目画素データと、注目後画素メモリ３０３ｂに格納された注目後画素データ間の画素数（ｎ）を算出し、この画素数（ｎ）に対してオーバーサンプリングフィルタ演算を行うために必要な、拡大処理後保管データ格納メモリ３０８におけるメモリ領域を確保する。
【００６０】
尚、この拡大処理後保管データ格納メモリ３０８のメモリ領域における先頭番地に注目画素メモリ３０３ａで記憶・保存している注目画素データを保存し、最後の番地に注目後画素メモリ３０３ｂで記憶・保存しているは注目後画素データを保存する。
【００６１】
また、拡大処理後保管データ格納メモリ３０８において確保したメモリ領域における先頭番地と最後の番地以外の領域に対応付けて、ゼロデータ挿入器３０６ａにより、「０」値を保存する。
【００６２】
そして、オーバーサンプリングフィルタ３０６ｃにおいて、画素カウント２０４で算出した画素数（ｎ）に対応して補間フィルタ用係数ＲＯＭ３０６ｂから所定の係数を選択し、この選択した係数と、拡大処理後保管データ格納メモリ３０８において確保したメモリ領域における先頭番地の画素データ（Ａ）と最後の番地の画素データ（Ｂ）、および、ゼロデータ挿入器３０６ａにより埋め込まれたそれ以外の領域の画素データ（０）の積和演算を行うことにより、オーバーサンプリング演算を行い、その出力結果を、拡大処理後保管データ格納メモリ３０８に保存する。その後は、上記処理を繰り返すことにより、拡大画像データの円滑化を行う。
【００６３】
次の図４に示す画像拡大処理装置は、画像円滑化処理に対して、画像の種類によって、その円滑化処理を行うか否かを判定し、拡大画像の品質の向上を図るものであり、以下、この図４に示す画像拡大処理装置について説明する。
【００６４】
図４における画像拡大処理装置は、図１〜図３の例で説明した、拡大率に応じた拡大画像データの円滑化のための補間画像データ処理を行う前処理として、画像の種類を判別するものである。
【００６５】
本例の画像拡大処理装置は、それぞれスキャナから入力された１ライン分ずつの画像データを格納するためのｎ個のラインＦＩＦＯ（０）４０１ａ〜（ｎ）４０１ｂと、最大拡大率に対応した各拡大処理後の画素を保存する拡大処理後保管データ格納メモリ４０２、ｎ個のラインＦＩＦＯ４０１ａ〜４０１ｂに格納された画像データの内の処理対象の画像データを格納する判定画像領域保存メモリ４０３、図１〜図３で示した拡大率に応じた拡大画像データの円滑化のための補間画像データ処理を行う拡大画像円滑化処理部（図中「拡大画像円滑化処理ブロック」と記載）４０６、拡大処理後の画像データを出力する出力ＦＩＦＯ４０７を有すると共に、画像の種類を判別するためのエッジ判定部（図中「エッジ判定」と記載）４１２、孤立点判定部（図中「孤立点判定」と記載）４１３、文字画像判定部（図中「文字画像判定」と記載）４１４と、単に拡大率に応じた画像データの拡大を行うための画像繰り返し処理部（図中「画像繰り返し処理ブロック」と記載）４１１、および、文字画像判定部４１４の判定結果に基づき拡大画像円滑化処理部４０６と画像繰り返し処理部４１１のいずれかの処理結果を選択する選択器４１５を有している。
【００６６】
このように、本図４に示す例の画像拡大処理装置は、拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定する文字画像判定部４１４と、この文字画像判定部４１４の文字画像でないとの判定結果であれば、拡大画像円滑化処理部（画素間補間データ処理部）４０６による画像円滑化処理を選択して実行させる選択器４１５とを設けた構成とし、また、文字画像判定部４１４は、拡大処理対象の画像データに対するエッジ判定を行うエッジ判定部４１２と、拡大処理対象の画像データに対する孤立点判定を行う孤立点判定部４１３の各々の判定結果に基づき拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定する構成とし、画像の種類によって円滑処理の有無を決定することにより、文字画像のようなエッジを強調しなければならない画像に対しては円滑処理を行わせず、より明瞭な画像として拡大を行うことを可能とする。
【００６７】
このような構成により、本図４に示す例の画像拡大処理装置は、以下に説明するようにして、拡大率に応じた画像円滑化処理の実行を制御する。
【００６８】
すなわち、本例の画像拡大処理装置は、まず、任意の画像領域における画像判定のために複数ラインの画像データを保存するためのラインＦＩＦＯ（０）４０１ａ〜（ｎ）４０１ｂに画像データを書きこむ。尚、ｎ個のラインＦＩＦＯ（０）４０１ａ〜（ｎ）４０１ｂは、副走査方向処理のための画像データを格納するために設けたものである。
【００６９】
注目画素に対する前後上下の各々判定領域分の画像データをラインＦＩＦＯ（０）４０１ａ〜（ｎ）４０１ｂから判定画像領域保存メモリ４０３に読み込み、読み込んだ画像データに対してエッジ判定部４１２によるエッジ判定および孤立点判定部４１３による孤立点判定を行い、それぞれの判定結果に基づき文字画像判定部４１４により、その画像データが文字であるか否かの判定を行う。
【００７０】
文字画像判定部４１４における判定結果で、当該画像データが文字の一部であることが認識された場合、選択器４１５において、拡大画像円滑化処理４０６による拡大画像データに対する円滑化処理を行わず、画像繰り返し処理部４１１による単純な画素データ繰り返しにおける拡大を行うように処理を選択する。
【００７１】
また、文字画像判定部４１４における判定結果で、当該画像データが文字以外であると認識された場合、選択器４１５において、画像繰り返し処理部４１１による単純な画素データ繰り返しにおける拡大ではなく、拡大画像円滑化処理４０６による拡大画像データに対する円滑化処理を行うように処理を選択する。
【００７２】
選択器４１５で選択された画像繰り返し処理部４１１による拡大画像データ、もしくは、拡大画像円滑化処理４０６による拡大画像データを、拡大処理後保管データ格納メモリ４０２に格納し、その後、出力ＦＩＦＯ４０７を介して出力する。
【００７３】
以上の画像の種類による処理選択により、文字画像についてはエッジ部分がぼけることなく明瞭な画像として出力される。
【００７４】
以上、図１〜図４を用いて説明したように、本例の画像拡大処理装置では、画像データを拡大する変倍機能を有する画像処理装置において、１ライン分の画像データを格納するためのラインＦＩＦＯと、最大拡大率に対応した各拡大処理後画素の保存メモリと、注目画素データにおける前後の画素データを保持するメモリと、拡大率に応じた画素カウンタと、拡大率に応じた画素数を計数するカウンタとを設け、拡大率に応じた画像円滑化処理を行わせる構成としている。この構成により、拡大率に応じた画像円滑化処理を行うことにより、如何なる拡大率の場合においても均一に画像の円滑化を行うことができる。
【００７５】
特に、図２に示すように、注目画素データにおける後の画素データを保持するメモリと、注目画素データと後の画素データとの差分を算出する差分演算器と、差分値の大小を判定する比較器と、差分値から拡大率に合わせたΔ値を算出する演算器（除算器）と、Δ値を原画像データに足しむための乗算器および加算器とを設けた構成とし、画素間データとして線形階調データを適用して、拡大画像に対する円滑化処理を効率的に行う。
【００７６】
また、図３に示すように、注目画素データにおける後の画素データを保持するメモリと、拡大率に応じた注目画素データと後の画素との間に必要な画素数を求める画素数算出器と、注目画素データと後の画素との間に「０」を埋め込む”０”データ挿入器と、注目画素データと後の画素との間の画素数に応じた補間フィルタ係数を格納した記憶装置（フィルタ用係数ＲＯＭ）と、オーバーサンプリングフィルタ演算を行うための積和演算器とを設けた構成とし、画素間データとしてオーバーサンプリングフィルタ処理を適用する。このように、画素間データとしてオーバーサンプリングフィルタ処理を適用することにより、拡大画像に対する効率的な円滑化を行うことができる。
【００７７】
また、図４に示すように、副走査方向処理のための画像データを格納するためのラインＦＩＦＯと、注目画素データにおける前後の画素データを保持するメモリと、文字画像を検出するための判定器と、文字画像に対しては円滑化処理を行わずに単に繰り返し処理による画像拡大を行うように制御する選択器とを設けた構成とし、画像種類によって、画像円滑化処理を行うか否かの判定を行う。このように、画像種類によって画像円滑化処理を行うか否かの判定を行うことにより、拡大に対して特に文字画像に対するエッジ成分を保持させ明瞭な画像を出力させることができる。
【００７８】
尚、本発明は、図１〜図４を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、図４の例では、選択器４１５において、文字画像判定部４１４での判定結果に基づき、拡大画像円滑化処理部４０６と画像繰り返し処理部４１１のいずれかの処理結果を選択する構成としているが、選択器４１５により、拡大画像円滑化処理部４０６と画像繰り返し処理部４１１のいずれかを選択して実行させる構成としても良い。この場合、選択結果に基づき、拡大画像円滑化処理部４０６と画像繰り返し処理部４１１のいずれかの処理は実行する必要がなく、さらなる処理の効率化を図ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、境界付近のみの数画素に対する一様な円滑化処理ではなく、拡大率に応じた画像円滑化処理を行い、如何なる拡大率の場合においても均一に画像の円滑化を行うことができ、より原画像に近い階調を持った画像として拡大を行うことが可能である。特に、画素間データとして線形階調データを適用することにより、あるいは、画素間データとしてオーバーサンプリングフィルタ処理を適用することにより、拡大に対して円滑な画像を出力させることができる。また、画像の種類によって画像円滑化処理を行うか否かの判定をさせることにより、特に文字画像に対するエッジ成分を保持させ、明瞭な拡大画像を出力させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる画像拡大処理装置の第１の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わる画像拡大処理装置の第２の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係わる画像拡大処理装置の第３の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係わる画像拡大処理装置の第４の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１：ラインＦＩＦＯ、１０２：拡大処理後保管データ格納メモリ、１０３：画素保存メモリ、１０４：画素カウンタ（「メモリ領域指定のための画素カウンタ」）、１０５：拡大率設定レジスタ、１０６：画素間補間データ処理部（「画素間補間データ処理ブロック」）、１０７：出力ラインＦＩＦＯ、２０１：ラインＦＩＦＯ、２０２：拡大処理後保管データ格納メモリ、２０３ａ：注目画素メモリ（「注目画素保存」）、２０３ｂ：注目後画素メモリ（「注目後画素保存」）、２０４：画素カウンタ（「画素数出力」）、２０５：拡大率設定レジスタ、２０６：画素間補間データ処理部、２０６ａ：差分演算器、２０６ｂ：大小比較器、２０６ｃ：除算器、２０６ｄ：乗算器、２０６ｅ：拡大後補間データ算出器、３０１：ラインＦＩＦＯ、３０２：拡大処理後保管データ格納メモリ、３０３ａ：注目画素メモリ（「注目画素保存」）、３０３ｂ：注目後画素メモリ（「注目後画素保存」）、３０４：画素カウンタ（「画素数出力」）、３０５：拡大率設定レジスタ、３０６：画素間補間データ処理部、３０６ａ：ゼロデータ挿入器（「“０”データ埋め込み器」）、３０６ｂ：オーバーサンプリングフィルタ、３０６ｃ：フィルタ用係数ＲＯＭ、４０１ａ〜４０１ｂ：ラインＦＩＦＯ（０）〜（ｎ）、４０２：拡大処理後保管データ格納メモリ、４０３：判定画像領域保存メモリ、４０６：拡大画像円滑化処理部（「拡大画像円滑化処理ブロック」）、４０７：出力ＦＩＦＯ、４１２：エッジ判定部（「エッジ判定」）、４１３：孤立点判定部（「孤立点判定」）、４１４：文字画像判定部（「文字画像判定」）、４１１：画像繰り返し処理部（「画像繰り返し処理ブロック」）、４１５：選択器。

Claims

画像データを拡大する画像拡大処理装置であって、
拡大のために注目画素と隣接画素間に補間する各補間画素の値を、当該注目画素と隣接画素のそれぞれの値と拡大率に応じて算出する画素間補間データ処理手段を有し、
拡大率に応じた画像円滑化処理を行うことを特徴とする画像拡大処理装置。
請求項１に記載の画像拡大処理装置であって、
上記画素間補間データ処理手段は、
上記注目画素の値と該注目画素の後の画素の値の差分を求める差分演算手段と、該差分演算手段で求めた差分値を上記拡大率で除算する除算手段と、
該除算手段の除算結果の値を各補間画素の位置に応じて変更する演算手段と、
該演算手段で変更した値を用いて当該位置の各補間画素の値を算出する算出手段とを有することを特徴とする画像拡大処理装置。
請求項１に記載の画像拡大処理装置であって、
上記画素間補間データ処理手段は、
上記注目画素と隣接画素間の各補間画素にゼロデータを挿入するゼロデータ挿入手段と、
上記注目画素の値と上記隣接画素の値および該注目画素と隣接画素間の各ゼロデータと、上記補間画素の数に応じた予め定められた係数との積和演算によりオーバーサンプリングフィルタ処理を行う手段とを有することを特徴とする画像拡大処理装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像拡大処理装置であって、
拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段の文字画像でないとの判定結果であれば、上記画素間補間データ処理手段による画像円滑化処理を選択して実行させる選択手段と
を有することを特徴とする画像拡大処理装置。
請求項４に記載の画像拡大処理装置であって、
上記判定手段は、
拡大処理対象の画像データに対するエッジ判定を行うエッジ判定手段と、
拡大処理対象の画像データに対する孤立点判定を行う孤立点判定手段と
を有し、上記エッジ判定手段と上記孤立点判定手段の各々の判定結果に基づき拡大処理対象の画像データが文字画像であるか否かを判定することを特徴とする画像拡大処理装置。