JP2736803B2 - How to convert image magnification - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディジタル化（量子化及び標本化を含
む）された画像の縮小もしくは拡大を行う画像倍率の変
換方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image magnification conversion method for reducing or enlarging a digitized (including quantization and sampling) image.
［従来の技術］ ディジタル化された画像の縮小もしくは拡大を行うに
は、まず第１に縦、横に配列された画素を画像の変換倍
率に対応した画素数に変換することであり、第２には各
画素に配置させる階調などの画像情報を計算することで
ある。[Prior Art] To reduce or enlarge a digitized image, first, pixels arranged vertically and horizontally are converted into a number of pixels corresponding to the conversion magnification of the image, and secondly, Is to calculate image information such as gradation to be arranged in each pixel.
上記のうち、第２の階調などの画像情報の計算は一般
にアリゴリズムが複雑となり、大きなメモリ容量を必要
とする。Of the above, the calculation of image information such as the second gradation generally involves a complicated algorithm and requires a large memory capacity.
このため従来では、上記第１のように画素数を変換す
ることに重点をおいた間引き、平均値補間等の方法が種
々提案されている。For this reason, conventionally, various methods such as thinning and average value interpolation have been proposed, which focus on converting the number of pixels as described above.
そこでまず第６図〜第８図を参照して従来の単純間引
きの例を説明する。First, an example of conventional simple thinning will be described with reference to FIGS.
第６図は倍率変換前の10画素分の元データを示してお
り、横軸には等間隔にドット（画素）位置を、縦軸には
階調データが模擬されている。FIG. 6 shows original data for 10 pixels before magnification conversion, in which the horizontal axis simulates dot (pixel) positions at equal intervals and the vertical axis simulates gradation data.
第７図は前記元データを70％に縮小するために第２、
第４、第６番目のドットを間引いた場合を示している。FIG. 7 shows a second method for reducing the original data to 70%.
The case where the fourth and sixth dots are thinned out is shown.
また、第８図は同様に70％に縮小するために第２、第
５、第８番目のドットを間引いている。In FIG. 8, the second, fifth, and eighth dots are similarly thinned out to reduce the size to 70%.
次に第９図ならびに第10図を参照して従来の単純な平
均値補間による拡大画像の例を示す。Next, an example of an enlarged image by a conventional simple average value interpolation will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.
第９図は第６図の元データに対して130％の拡大を行
ったもので、元データの10ドットに対して13ドットとな
っている。そして補間は元のデータの第２と第３、第４
と第５、第６と第７番目の中間に、それぞれ各データの
単純な平均値として与えられている。FIG. 9 shows a 130% enlargement of the original data of FIG. 6, which is 13 dots for 10 dots of the original data. The interpolation is based on the second, third and fourth
And the middle of the fifth and sixth and seventh are given as simple average values of the respective data.
また、第10図は同じく130％の拡大にあたって、元デ
ータの第２と第３、第５と第６、第８と第９番目の中間
に、それぞれ各データの単純な平均値として与えられて
いる。FIG. 10 also shows a simple average value of each data in the middle of the second and third, fifth and sixth, and eighth and ninth of the original data when the enlargement of 130% is performed. I have.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の画像倍率の変換方法
では、例えば同じく70％に縮小しても、第７図と第８図
とではドットの間引き位置によって階調が全く変化して
しまっている。また第６図の元データの階調、例えば極
大値を示す第４ドットまでは階調増加の傾向が次第に急
になっているのに対しても、その傾向は全く消滅してし
まっている。第９図、第10図の拡大の場合についても同
様であって、拡大データ相互間、あるいは拡大データと
元データとの間においても階調の相違が生じていること
が明らかに読み取れる。[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional image magnification conversion method, even if the image is reduced to, for example, 70%, the gradation is not changed in FIG. 7 and FIG. It has changed completely. In addition, while the gradation of the original data shown in FIG. 6, for example, up to the fourth dot showing the maximum value, has a gradually increasing tendency, the tendency has completely disappeared. The same applies to the enlargement in FIGS. 9 and 10, and it can be clearly seen that a difference in gradation occurs between the enlarged data or between the enlarged data and the original data.
このように、特定ドットの間引き、あるいは特定区間
へのデータ補間という従来の画像倍率の変換方法では、
処理を加える場所によって結果が変化してしまうという
問題点があった。そしてこのような従来の方法によって
画素の階調を計算する場合、原画像の階調変化が無視さ
れ、滑らかさや細線の保存性の点において、あるいは輪
郭のにじみなどで画像品質が劣化するという問題点があ
った。Thus, in the conventional image magnification conversion method of thinning out a specific dot or interpolating data to a specific section,
There is a problem that the result changes depending on the place where the processing is applied. When the pixel gradation is calculated by such a conventional method, the change in the gradation of the original image is ignored, and the image quality is degraded due to the smoothness, the preservation of fine lines, or the blur of the outline. There was a point.
［発明の目的］ この発明は、このような従来の技術おける問題点に鑑
みて成されたもので、データの間引きや補間が全領域に
わたって均一になされ、階調を求める際には原画像の特
徴が充分反映されたものであると共に、補間処理時間が
かからず、メモリ容量も少なくてすむようなディジタル
化画像倍率の変換方法を提供することを目的としてい
る。[Purpose of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the related art, and data thinning and interpolation are uniformly performed over the entire area. It is an object of the present invention to provide a method for converting a digitized image magnification, which fully reflects features, does not require interpolation processing time, and requires a small memory capacity.
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するたけこの発明の要旨とするところ
は、ディジタル化された画像の縮小もしくは拡大を行う
画像倍率の変換方法において、前記ディジタル化された
画像の各量子化データ区間を補間する分割点の数を設定
すると共に、この分割点の数と変換倍率とから、前記量
子化データ及び前記分割点全体に対する変換倍率に対応
した標本化間隔を決定し、この標本化間隔による標本化
で採択されるべき階調データが原画像の何番目の量子化
データ区間における何番目の位置に相当するのかを算出
し、この算出された位置での階調データを算出し、得ら
れた階調データを前記標本化間隔の標本化により採択さ
れた再構成データとして扱い、倍率変換後のディジタル
化画像の量子化データとするものである。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the gist of the present invention is to provide an image magnification conversion method for reducing or enlarging a digitized image. Along with setting the number of division points for interpolating the quantized data section, a sampling interval corresponding to the quantization data and the conversion magnification for the entire division point is determined from the number of division points and the conversion magnification. Calculates the position of the quantized data section of the original image to which the gradation data to be adopted in the sampling at the sampling interval corresponds, and calculates the gradation data at the calculated position. Then, the obtained gradation data is treated as reconstructed data adopted by sampling at the sampling interval, and is used as quantized data of a digitized image after magnification conversion.
［作用］ 画像を読み取ってディジタル化データを得る際には、
各データ間には読み取り時やディジタル化時に切り捨て
られた情報があった。[Operation] When reading an image to obtain digitized data,
Some information was truncated at the time of reading or digitization between data.
そこで、倍率を変換して画像を縮小したり拡大したり
するときには、各データ間に多数の補間データを求め、
読み取り時やディジタル化ときに切り捨てられた情報を
仮想した近似アナログデータを構成する。そして、この
再生後の量子化データを縮小または拡大倍率に対応した
標本化（例えばサンプリング）間隔で標本化する。こう
して得られたデータが縮小または拡大されたディジタル
化画像の量子化データである。Therefore, when reducing or enlarging the image by converting the magnification, a large number of interpolation data is obtained between each data,
Approximate analog data is formed by imagining information that has been truncated during reading or digitization. Then, the reproduced quantized data is sampled at sampling (eg, sampling) intervals corresponding to the reduction or enlargement magnification. The data thus obtained is the quantized data of the reduced or enlarged digitized image.
上記近似アナログデータを再度標本化して倍率変換後
の画像の量子化データを得る場合、補間された階調等の
画像情報データの多くは切り捨てられることになり、処
理時間、メモリの有効利用の観点からは好ましくはな
い。When re-sampling the approximate analog data to obtain quantized data of the image after the magnification conversion, much of the image information data such as the interpolated gradation is discarded, and the processing time and the viewpoint of effective use of the memory are reduced. Is not preferred.
そこで、量子化データ間を所定数の分割点で分割し、
補間処理以前にまず変換倍率に対応して標本化位置を決
定し、この決定された標本化位置においてのみ補間階調
データを計算する。不要のデータは計算する必要がない
ため、処理時間の短縮ならびにメモリの有効利用が図れ
る。Therefore, the quantization data is divided by a predetermined number of division points,
Prior to the interpolation processing, a sampling position is first determined in accordance with the conversion magnification, and interpolation gradation data is calculated only at the determined sampling position. Since unnecessary data need not be calculated, the processing time can be reduced and the memory can be effectively used.
［実施例］ 次に、第１図〜第５図に基づき本発明の一実施例を説
明する。なお、第６図は倍率変換前の元データとして以
下の説明にもそのまま参照する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 also refers to the original data before the magnification conversion in the following description.
本発明が対象とする画像は、イメージスキャナ等で読
み込んだ場合のような多階調ディジタル画像データであ
る。従って、画像倍率の変換を実行するには主走査方向
あるいは副走査方向の画素数を変換するのみならず、階
調情報をも変換する必要がある。第１図に画像倍率の変
換方法の流れを示す。The image targeted by the present invention is multi-tone digital image data as if it were read by an image scanner or the like. Therefore, in order to execute the conversion of the image magnification, it is necessary to convert not only the number of pixels in the main scanning direction or the sub-scanning direction but also the gradation information. FIG. 1 shows the flow of the image magnification conversion method.
ステップでは、補間精度すなわち原データの２点間
を何分割するのかを決定する。例えば分割数が10ならば
２点間は10の領域に分割されることになり、各領域の始
点と終点に当たる計11カ所に画素が存在するとしてステ
ップの補間を行えばよい。また、分割数が100とすれ
ば、２点間を100の領域に分割し、計101カ所に画素が存
在するとして補間（ステップ）すればよい。ただし、
分割数10の場合は第１領域の始点（第１番目のデータ）
と第10領域の終点（第11番目のデータ）が、また分割数
100の場合には第１領域の始点と第100領域の終点とが原
データの２点となり、実際に算出される補間データの数
としてはそれぞれ９個および99個である。In the step, the interpolation accuracy, that is, the number of divisions between two points of the original data is determined. For example, if the number of divisions is 10, the area between the two points is divided into 10 areas, and the interpolation of steps may be performed assuming that there are a total of 11 pixels at the start point and end point of each area. If the number of divisions is 100, the area between the two points may be divided into 100 areas, and interpolation (step) may be performed assuming that pixels exist at a total of 101 locations. However,
If the number of divisions is 10, the start point of the first area (first data)
And the end point of the 10th area (11th data)
In the case of 100, the start point of the first area and the end point of the 100th area are two points of the original data, and the numbers of interpolation data actually calculated are 9 and 99, respectively.
上記分割数は、ディジタル化された画像データを補間
して近似アナログデータを算出する場合のアナログ近似
度と、処理の実質的な変換倍率の精度に密接に関係して
いる。The number of divisions is closely related to the degree of analog approximation when calculating approximate analog data by interpolating digitized image data and the accuracy of the substantial conversion magnification of the processing.
補間のための分割数ならびに変換倍率が設定される
と、次にステップでは、これら２つの値から次式によ
って標本化（サンプリング）間隔を決定する。After the number of divisions for interpolation and the conversion magnification are set, in the next step, a sampling interval is determined from these two values by the following equation.
標本化間隔 ＝分割数x100/変換倍率％ ・・（※） 例えば元データの２点間を10分割し、かつ変換倍率を
100％とすると、標本化間隔は10となり、第１番目のデ
ータを標本化により採択した後、間隔10離れた第11番目
のデータを採択すればよいことになり、ここに標本化に
より採択された２点のデータは元データそのものであ
る。Sampling interval = number of divisions x 100 / conversion magnification% ... (*) For example, dividing the original data between two points by 10
If 100% is assumed, the sampling interval is 10, and after the first data is adopted by sampling, the eleventh data separated by an interval of 10 may be adopted, and is adopted here by sampling. The two data points are the original data itself.
以上の２ステップで第１に画像全体にわたる均等な間
引きあるいは補間効果と、第２には原画像データの階調
を考慮した再構成画像データの階調値の算出がなされる
ことを第６図の元データを70％に縮小した第３図によっ
て説明する。FIG. 6 shows that the above two steps are used to calculate the uniform thinning or interpolation effect over the entire image, and second, to calculate the gradation value of the reconstructed image data in consideration of the gradation of the original image data. This will be described with reference to FIG. 3 in which the original data is reduced to 70%.
第２図は、第６図の元データを分割数は10とし、補間
の方法は簡単のために２点間を直線で近似し、その直線
上の点を補間値としている。すなわち、第２図では元デ
ータ10ドットに対し、各データ間を10分割して近似アナ
ログデータを予測している。この近似アナログデータは
分割数を大きくするればアナログ近似度はより増大し、
再構成画像の原画像に対する変換倍率の精度も増すこと
になる。In FIG. 2, the original data of FIG. 6 is divided into 10, the interpolation method is to approximate a straight line between two points for simplicity, and points on the straight line are used as interpolation values. That is, in FIG. 2, approximate analog data is predicted by dividing each data into 10 parts for 10 dots of original data. This approximation analog data increases the analog approximation degree by increasing the number of divisions,
The accuracy of the conversion magnification of the reconstructed image with respect to the original image is also increased.
そこでステップを実行し、分割数10と変換倍率70％
を（※）式に代入すると標本化間隔は14と計算される。
従って先に求めた第２図の近似アナログデータを14間隔
で標本化した結果が第３図の70％に縮小されたデータで
ある。Therefore, execute the steps, and set the number of divisions to 10 and the conversion magnification to 70%.
Substituting into (*), the sampling interval is calculated as 14.
Therefore, the result obtained by sampling the approximate analog data of FIG. 2 obtained in advance at intervals of 14 is data reduced to 70% of FIG.
第３図は第６図の元データの階調を良く再現してお
り、従来の第７図などと比較しても優れていることがわ
かる。FIG. 3 well reproduces the gradation of the original data shown in FIG. 6, and it can be seen that it is superior to the conventional FIG. 7 and the like.
同様に、第６図の元データ間を10分割し、130％に拡
大した例を第５図に示す。前記（※）式により標本化間
隔は第４図のように７となり、結果が第５図に示されて
いる。Similarly, FIG. 5 shows an example in which the original data in FIG. 6 is divided into 10 parts and enlarged to 130%. According to the equation (*), the sampling interval is 7 as shown in FIG. 4, and the result is shown in FIG.
この第５図においても極大値以外では元データの階調
がよく再現されている。Also in FIG. 5, the gradation of the original data is well reproduced except for the maximum value.
しかしながら、元データの第６図の最大特徴の一つで
ある極大値近傍の特徴が再現されていない。これは、標
本化間隔の精度にあるのであって、厳密な標本化間隔の
計算値7.69を７として標本化を実行した結果である。こ
のような不正確さを避けるには、分割数を１桁大きくし
て100とすることにより、標本化間隔は76となり、１桁
精度を上げることができる。However, the feature near the maximum value, which is one of the largest features in FIG. 6, of the original data is not reproduced. This is due to the accuracy of the sampling interval, and is a result of performing sampling with the calculated value 7.69 of the exact sampling interval set to 7. To avoid such inaccuracies, increasing the number of divisions by one digit to 100 increases the sampling interval to 76, thereby increasing the precision of one digit.
しかしながら、上記のように補間操作を先に実行し、
その後標本化を施したのでは実際には使用されないデー
タが数多く発生し、処理時間やメモリ容量の点で非効率
である。However, as described above, perform the interpolation operation first,
Subsequent sampling produces a lot of data that is not actually used, which is inefficient in terms of processing time and memory capacity.
そこでステップおよびを実行することによりこの
不具合を解決した。Therefore, this problem was solved by executing steps and.
すなわち、ステップで標本化で採択されるべきデー
タが元データのどの区間のどの位置にあるかを補間処理
を行う前に算出し、ステップでその標本化時に採択さ
れるべきデータのみを算出する。この方法を第２図につ
いて見ると、第１番目のデータは元データの第１ドット
目のデータとなり、第２番目に採択されるべきデータは
元データの第２ドットと第３ドット目の間にあり、かつ
元データの第２ドットから４離れた位置のデータであ
る。従って、標本化により採択されるべきデータとして
この位置の階調データを算出し、再構成データの第２番
目のデータとすれば、それ以外の不用のデータは計算す
る必要がなく、処理時間の短縮ならびにメモリの有効利
用に寄与することが出来る。特に、計算精度を上げよう
としてステップの分割数を例えば１桁増加させると、
ステップ、の方法だけでは処理時間、メモリ容量が
約10倍に膨れ上がってしまうが、ステップおよびの
追加によって処理時間ならびにメモリ容量は殆ど変わら
ないことになる。In other words, in which section of the original data the data to be adopted in the sampling is located before performing the interpolation processing, and only the data to be adopted in the sampling is computed in the step. Looking at this method with reference to FIG. 2, the first data is the data of the first dot of the original data, and the data to be adopted second is between the second dot and the third dot of the original data. And data at a position four distances from the second dot of the original data. Therefore, if the gradation data at this position is calculated as data to be adopted by sampling and used as the second data of the reconstructed data, other unnecessary data need not be calculated, and the processing time is reduced. This can contribute to shortening and effective use of memory. In particular, if the number of divisions of a step is increased by one digit, for example, in order to increase the calculation accuracy,
The processing time and the memory capacity are increased by about 10 times only by the method of the step, but the processing time and the memory capacity are hardly changed by the addition of the step and the like.
［発明の効果］ この発明は、標本化により採択されるべきデータが元
データのどの区間のどの位置にあるかを補間処理より先
に算出し、標本化により採択されるべきデータのみの補
間処理を実行するようにしたから、処理時間が短縮さ
れ、メモリ容量も増大させることがない。[Effects of the Invention] The present invention calculates, prior to interpolation processing, in which section of original data data to be adopted by sampling is performed, and performs interpolation processing of only data to be adopted by sampling. Is executed, the processing time is shortened, and the memory capacity is not increased.
しかも結果的には、量子化データ間を所定数の補間デ
ータにより補間することにより近似アナログデータを
得、変換倍率に対応した標本化間隔で標本化して倍率変
換後の量子化データとすることと等価であるので、間引
きあるいは補助効果が画像全体に均等になされ、原画像
データの階調を考慮した再構成ディジタル化画像データ
の階調を得ることが可能である。Moreover, as a result, approximate analog data is obtained by interpolating between the quantized data with a predetermined number of interpolation data, and is sampled at a sampling interval corresponding to the conversion magnification to obtain quantized data after magnification conversion. Since they are equivalent, the thinning-out or auxiliary effect is equally applied to the entire image, and it is possible to obtain the gradation of the reconstructed digitized image data in consideration of the gradation of the original image data.
第１図〜第５図はこの発明の方法の各種実施例を示して
おり、第１図は本発明のフローチャート、第２図は元デ
ータを70％に縮小するための処理説明図、第３図は元デ
ータを70％に縮小した縮小データ図、第４図は元データ
を130％に拡大するための処理説明図、第５図は元デー
タを130％に拡大した拡大データ図である。 第６図は元データの図、第７図は従来の方法による元デ
ータの70％縮小データ図、第８図は同じく間引き位置を
異ならせた70％縮小データ図、第９図は従来の方法によ
る元データの130％拡大データ図、第10図は同じく補間
位置を異ならせた130％拡大データ図である。1 to 5 show various embodiments of the method of the present invention. FIG. 1 is a flowchart of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a process for reducing original data to 70%, and FIG. FIG. 4 is a reduced data diagram in which the original data is reduced to 70%, FIG. 4 is a processing explanatory diagram for expanding the original data to 130%, and FIG. 5 is an enlarged data diagram in which the original data is expanded to 130%. FIG. 6 is a diagram of the original data, FIG. 7 is a diagram of a 70% reduced data of the original data by the conventional method, FIG. 8 is a diagram of a 70% reduced data in which the thinning-out positions are also different, and FIG. And FIG. 10 is a 130% enlarged data diagram in which the interpolation positions are also different.
Claims (1)
大を行う画像倍率の変換方法において、 前記ディジタル化された画像の各量子化データ区間を補
間する分割点の数を設定すると共に、 この分割点の数と変換倍率とから、前記量子化データ及
び前記分割点全体に対する変換倍率に対応した標本化間
隔を決定し、 この標本化間隔による標本化で採択されるべき階調デー
タが原画像の何番目の量子化データ区間における何番目
の位置に相当するのかを算出し、 この算出された位置での階調データを算出し、 得られた階調データを前記標本化間隔の標本化により採
択された再構成データとして扱い、倍率変換後のディジ
タル化画像の量子化データとする画像倍率の変換方法。An image magnification conversion method for reducing or enlarging a digitized image, comprising: setting a number of division points for interpolating each quantized data section of the digitized image; From the number and the conversion magnification, a sampling interval corresponding to the quantization data and the conversion magnification with respect to the entire division point is determined. The number of the position corresponding to the number-th quantized data section is calculated, the gradation data at the calculated position is calculated, and the obtained gradation data is adopted by sampling at the sampling interval. A method of converting image magnification, which is treated as reconstructed data and used as quantized data of a digitized image after magnification conversion.
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