JPH0777416B2

JPH0777416B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0777416B2
Application number: JP60233032A
Authority: JP
Inventors: 尚登河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPS6292676A

Description

【発明の詳細な説明】＜分野＞本発明は、入力された走査データによって表される画像
に対して回転処理と同時に走査方向及びその垂直方向に
夫々倍率α，βで変倍処理を行う画像処理装置に関す
る。

＜従来技術＞従来、デジタル画像の回転拡大・縮小を行なう装置は、
入力画像データを一担メモリ内にとり込んだ後に該処理
を実行してた。ところが、一般に入力画像のもつ情報量
は、処理済画像データのもつ情報量よりも多く、入力画
像情報を格納するには、処理済画像情報を格納するより
も多量のメモリ容量を要するので、入力画像情報を一担
メモリにとり込む方法は、入力走査同期信号に同期して
処理し、処理済データを出力メモリに逐次出力する方法
に比べ、メモリに要するコスト・回路規模の点で不利で
ある。

一方、走査入力画像データを走査同期信号に同期して逐
次回転拡大・縮小を行なう処理では、処理後のデータ
が、出力のピッチに一致しなくなり、画像のぬけ、もし
くはずれが発生し、画像の劣化が生ずるという欠点を有
していた。第２図に例を示した。第１図ａは、原画のピ
ツチを示す。第１図ｂの破線は、出力のピツチを示し、
実線は原画を35゜回転した像のピツチを示している。正
方形の各々が画素を表わしており、出力のピツチでなる
各出力画素（破線の正方形）には、回転された画像の画
素の中心が入っているその画素を対応づけた際に、ハツ
チングされた出力画素が抜け画素（対応づけられる画像
データがない画素）となることを示している。第２図ｃ
は、38゜回転及び主走査方向80％縮小、副走査方向120
％拡大の処理を施した場合の抜け画素を第１図ｂ同様に
示している。

＜目的＞本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、入力された
走査データによって表される画像に対して回転処理と同
時に走査方向及びその垂直方向に夫々倍率α，βで変倍
処理を行う際に、入力画像データをフレーム単位で記憶
するメモリを必要とすることなく、高速にかつ高画質の
変換画像を得ることができる画像処理装置を提供するこ
とを目的とする。

＜実施例＞第１図、第３図〜第11図は本発明の実施例で、第１図は
本実施例の基本構成図、第３図ａは、実施例全体の回路
のブロツク図の前半であり、第３図ｂは、同後半であ
る。第４図は第３図ａの回転・独立変倍処理後の座標検
出回路のさらに詳細なブロツク図、第５図は第３図ｂの
回転・独立変倍処理後の領域内格子点検出回路のさらに
詳細なブロツク図、第６図は第３図ｂの座標変換（逆変
換）回路のさらに詳細なブロツク図、第７図は第３図ｂ
の補間処理回路のさらに詳細なブロツク図である。第８
図は、画像の走査状態を示している。第９図は、ページ
同期信号と副走査同期信号の関係を示している。第10図
は、副走査同期信号と主走査同期信号の関係を示してい
る。第11図は、ラスターメモリの構成及び走査データと
の関係を示すものである。第12図は、補間処理の実行状
態を示す。第13図は、回転された入力走査画像データか
ら、補間された出力画像データを得る方法を図示したも
のである。

ここで原画の主走査方向をｘ軸方向、副走査方向をｙ軸
方向と考え、副走査同期信号を基点として、主走査同期
をもってｘ軸方向の座標1,2,3……と対応づける。ま
た、ページ同期信号を基点として副走査同期をもってｙ
軸方向の座標1,2,3……と対応づける。すなわち、（x₀,
y₀）は、原画の第y₀ラスターの第x₀ドツトに対応する第
７図，第９図，第10図）。

直交座標で（x,y）の座標にある点を（x_c,y_c）の点を回
転中心としてθだけ回転した座標を（ｘ′,y′）とする
と、（ｘ′,y′）と（x,y），（x_c,y_c）、θとの関係
は、で表現できる。

さらに、（ｘ′,y′）の座標にある点を（x_z,y_z）の点
を変倍中心として、主走査方向α倍、副走査方向β倍の
独立変倍実施後の座標を（ｘ″,y″）とすると、の関係が成立する。

（x,y）の座標にある点を（x_c,y_c）の点を回転中心とし
てθだけ回転し、（x_z,y_z）を変倍中心として、主走査
方向α倍、副走査方向β倍の独立変倍を実行した場合、
その結果の座標を（ｘ″,y″）とすと、（１）式及び
（２）式より、の関係が成立する。（３）式を変形すると、（３）′式
となる。

入力の走査画像と回転・独立変倍処理済の走査画像を図
示したものが第11図ｂ、第11図ｃである。第11図ｂが現
画像、第11図ｃが回転・独立変倍処理後の画像である。
ｘが回転中心及び変倍中心である（つまり、回転中心と
変倍中心を同一にとった場合）。

ところで、（３）式のα，βは、一般には有理数、また
cosθ,sinθは一般には無理数であるため、x,y,x_c,y_c,x
_z,y_zが自然数であっても、ｘ″,y″は無理数となる。す
なわち、回転・独立変倍処理後の走査画像は、入出力の
同期信号で対応づけられる画素（ドツト）位置よりずれ
た位置にくる。

３本の連続するラスターのデータをもって、回転・独立
変倍処理後の画像の各画素の値を決定してゆく。３本の
連続するラスターの２本目のラスター（中央のラスタ
ー）の注目画素の中心を中心とする主走査方向にα（|s
inθ｜＋|cosθ｜）を一辺の長さに、副走査方向にβ
（|sinθ｜＋|cosθ｜）の長さをもつ長方形を仮定し、
この長方形内に中心をもつ出力画素を検出する。第13図
ａの丸印（A,B）が検出された画素を示す。これら、A,B
は、それぞれ該画素を囲む４つの被回転処理ラスターの
データをもってその値を求められる。Ａに注目した場合
を第13図ｂに示した。Ａを囲むa,b,c,dの４画素をもつ
値よりＡの値を決定する。第13図ｃに、その決定法を示
す。画素ｂを中心と画素ｄの中心を結ぶ線分（以下線分
bdと称する）に、画素Ａの中心から、画素ｃの中心と画
素ｄの中心を通る直線に平行に直線を引いた際に、この
直線と線分bdの交点が線分bdを内分するその内分比を
δ:1−δとする。また、画素ｃの中心と画素ｄの中心を
結ぶ線分（以下線分cdと称する）に、画素Ａの中心から
線分bdに平行に直線を引いた際に、この直線と線分cdの
交点が、線分cdを内分するその内分比をε:1−εとす
る。画素a,b,c,dのもつ値をそれぞれＶ（ａ）,V（ｂ）,
V（ｃ）,V（ｄ）としたとき、画素ＡのもつＶ（Ａ）をＶ（Ａ）＝（１−δ）（１−ε）Ｖ（ａ）＋（１−δ）
εＶ（ｂ）＋δ（１−ε）Ｖ（ｃ）＋δεＶ（ｄ） ……（４）とする。画素Ｂに対しても、同様にしてＶ（Ｂ）を求め
ることができる。

次に、本発明を実現する構成例に基づき、実施例の動作
を説明する。

第１図において操作指示装置２を用いて操作者により回
転指示がなされると、操作指示装置は、指示された回転
角度に応じた情報を処理回路10にセツトする。また、拡
大・縮小を指示されると、指示された主走査方向縮倍率
及び副走査方向縮倍率に応じた情報を処理回路10にセツ
トする。

操作者により起動の指示がなされると、操作指示装置２
は、同期制御装置６に起動をかけ、同期制御装置６は走
査データ源４及び処理回路10に同期信号を出力し、装置
の動作を実行させる。画像データは第７図のように走査
され、ページ同期信号の立ち下がりエツジより、一ペー
ジの画像の先頭が指定され、副走査同期信号の立ち下が
りによりページ内の各々の走査線内の先頭のデータが指
定される。主走査同期信号の立ち下がりで各画素のデー
タの取り込みタイミングを指定される（第9,10図）。

以下、第１図内の処理回路10の回転・独立変倍補間の実
行に関して第３図a,bを用いて説明する。操作者により
指示された回転角θに応じてsinθ、−sinθ,cosθの各
値がともに処理後の座標算出回路22及び座標変換（逆変
換）回路28に、|sinθ|,|cosθ｜の各値が処理後の領域
内格子点検出回路24にセツトされる。また、操作者によ
り指示された回転中心に応じて、主走査オフセツト（回
転）、副走査オフセツト（回転）の各値が共に処理後の
座標算出回路22および座標変換（逆変換）回路28にセツ
トされる。さらに、操作者により指示された縮倍率に応
じて、主走査方向変倍率α、副走査方向変倍率βの各値
が処理後の座標算出回路22及び処理後の領域内格子点検
出回路24に、また、それらの逆数1/α及び1/βが座標変
換（逆変換）回路28にセツトされる。操作者により指示
された変倍中心に応じて、主走査オフセツト（変倍）、
副走査オフセツト（変倍）の各値がともに、処理後の座
標算出回路22および座標変換（逆変換）回路28にセツト
される。

同期制御装置６により出力される同期信号に従い、走査
データ源は、画像データを走査データとしてラスタメモ
リ10に出力する。第11図ａにラスタメモリ10の構成を示
す。４本の走査線に対応する４本のラインメモリ10−１
〜10−４の１本は走査データ源４よりの画像データを取
込み他の３本は入力済データとして、このデータをもっ
て回転・独立変倍補間処理を実行する。そして、１本の
走査データを入力する間に既に入力済の１本の走査線に
対応するデータを出力する。

第３図に示すように、すでに入力済の走査データに対し
て、その入力座標を拡大・縮小回転処理した結果の座標
を処理後の座標算出回路22で算出する。その処理後の座
標を中心とした主走査方向にα（|sinθ｜＋|cosθ｜）
を一辺の長さに副走査方向に一辺がβ（|sinθ｜＋|cos
θ｜）の長さをもつ長方形領域内に存在する出力画像の
格子点を処理後の領域内格子点検出回路24で検出する。
領域内格子点検出回路24で検出された格子点を順次座標
変換（逆変換）回路28で座標軸自体を回転・独立変倍し
た場合の該格子点の処理後の座標系での座標を求める。
この座標より補間に用いる入力画素と補間に用いる係数
を各々その整数部と小数部より求める。これにより、出
力格子点に対応する値を求めて出力する。

次に、第４図に従って処理後の座標算出回路22を説明す
る。前述の（１）式の演算の実行を行うものである。入
力の走査データ源４で用いられる読出同期信号４−a,4
−b,4−ｃに同期して動作する。ページ同期信号４−ｃ
により、副走査カウンタ41はリセツトされ、初期値とし
て−２がロードされる。これは、走査データ源４より、
走査線２本分だけ遅れて動作するためである。副走査同
期信号４−ａにより、主走査カウンタ42はリセツトさ
れ、初期値として０がロードされる。前述の（１）式の
x,yがそれぞれ主走査カウンタ42の出力、副走査カウン
タ41の出力であり、x_c,y_cがそれぞれ主走査オフセツト
（回転）43、副走査オフセツト（回転）44であり、回転
中心の座標である。また、回転角θに応じ、sinθ,cos
θ，−sinθが定数としてセツトされている。これらを
減算、乗算、加算することにより、回転処理後の座標
（ｘ′,y′）を出力する。ｘ′,y′は小数である。次
に、ｘ′から主走査オフセツト（変倍）x_z,y′から副走
査オフセツト（変倍）y_zを減じ、それらの結果にそれぞ
れ主走査方向変倍率α、副走査方向変倍率βと乗じ、そ
れぞれx_z,y_zを加えることにより、回転・独立変倍の処
理を施された後の座標ｘ″,y″を得る。

該格子点の座標（整数）の、座標軸自体を回転・独立変
倍した座標系での座標を、第６図で示す座標変換回路で
求める。これは、第４図で示す処理後の座標算出回路22
の処理の逆変換を行なうものであり、主走査方向変倍率
1/α、副走査方向変倍率1/βで独立変倍し、−θだけ回
転させるのである。

該逆変換された座標（小数）の整数部と、整数部＋１の
副走査、主走査それぞれの値よりラスターバツフア内４
画素（第13図ｂのa,b,c,d）を求め、小数部より補間係
数（第13図ｃのα，β）を定めて、第７図で示す補間処
理回路によって（２）式の演算を実行し、補正値を算出
し出力する。第７図の回路は、主走査同期１クロツクに
対して、処理後の座標の前述の仮想の長方形領域内に存
在する全ての格子点の補間処理を行なってゆく。

第５図ｂで示される回路により与えられる長方領域に存
在する格子点の主走査方向の座標の最大値（主走査出力
１）及び最小値（主走査出力２）、副走査方向の座標の
最大値（副走査出力１）及び最小値（副走査出力２）か
ら、すべて格子点の座標を主走査同期よりも高速のクロ
ツクの主走査動作同期と主走査動作同期よりも高速のク
ロツクの副走査動作同期に同期して該領域内の格子点の
主走査座標と副走査座標を順次出力する。主走査同期に
対して主走査動作同期は以上の高速で動作する。例では４倍で動作している（第
５図ｃ）。主走査動作同期に対して副走査動作同期も以上の高速で動作する（第５図ｄ）。例では倍率は1.6
倍であるので以上の高速で動作すればよい。第５図ｂのカウンタ101
及び102は、ワンシヨツトのダウンカウンタであり、カ
ウント中はハイレベルを出力し、カウントが０になると
ローレベルを出力するものである。また、第５図ｂの10
3,104もダウンカウンタである。（２）式の演算は、第
７図の補間処理回路では、まず、（１−δ）Ｖ（ａ）＋
δＶ（ｃ）と、（１−δ）Ｖ（ｂ）＋δＶ（ｄ）を各々 δ｛Ｖ（ｃ）−Ｖ（ａ）｝＋Ｖ（ａ）＝（１−δ）Ｖ
（ａ）＋δＶ（ｃ）＝V₁ δ｛Ｖ（ｄ）−Ｖ（ｂ）｝＋Ｖ（ｂ）＝（１−δ）Ｖ
（ｂ）＋δＶ（ｄ）＝V₂ として算出したのち ε（V₂−V₁）＋V₁＝（１−ε）V₁＋εV₂ ＝（１−δ）（１−ε）Ｖ（ａ）＋（１−δ）εＶ
（ｂ）＋δ（１−ε）Ｖ（ｃ）＋δεＶ（ｄ）＝Ｖ（Ｄ）として算出している。

＜効果＞以上説明したように、本発明によれば、入力された走査
データによって表される画像に対して回転処理と同時に
走査方向及びその垂直方向に夫々倍率α，βで変倍処理
を行う際に、入力画像データをフレーム単位で記憶する
メモリを必要とすることなく、高速にかつ高画質の変換
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の基本構成図、第２図a,b,cは従来の
不具合を示す図、第３図ａは、実施例全体の回路の前半
のブロツク図、第３図ｂは、同後半のブロツク図、第４
図は第３図ａの回転後の座標算出回路のさらに詳細なブ
ロツク図、第５図a,bは第３図ａの回転・独立変倍後の
領域内格子点検出回路のさらに詳細なブロツク図、第５
図ｃは主走査同期−主走査動作同期の信号関係図、第５
図ｄは主走査動作同期−副走査動作同期の信号関係図、
第６図は第３図ｂの座標変換（逆変換）回路のさらに詳
細なブロツク図、第７図は第３図ｃの補間処理回路のさ
らに詳細なブロツク図、第８図は、画像の走査状態を示
す図、第９図は、ページ同期信号と副走査同期信号の関
係を示す図、第10図は、副走査同期信号と主走査同期信
号の関係を示す図、第11図ａは、ラスターメモリの構成
図、第11図b,cはラスターメモリと走査データとの関係
を示す図、第12図は補間処理の実行状態を示す図、第13
図a,b,cは回転・独立変倍された入力走査画像データか
ら補間された出力画像データを得る方法を示す図、第14
図は第５図ａの変形例のブロツク図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素毎の画像データをライン単位の走査デ
ータとして入力する走査入力手段と、前記走査入力手段により入力された走査データによって
表される画像に対して回転処理と同時に走査方向及びそ
の垂直方向に夫々倍率α，βで変倍処理を行う処理手段
と、前記処理手段による処理後の画像データを順次出力する
出力手段とを有する画像処理装置であって、前記処理手段は、前記走査入力手段により入力された画
像データの回転処理及び変倍処理後の位置を算出する算
出手段と、前記算出手段により算出された位置の近傍画素のデータ
を回転処理及び変倍処理前の複数の画像データに基づい
て補間する補間手段30とを含み、更に、前記算出手段及び前記補間手段に、前記走査入力
手段による画像データの入力に同期した算出及び補間処
理を行わしめるべく、前記走査入力手段、算出手段及び
補間手段に所定の同期信号を供給する同期制御手段を有
することを特徴とする画像処理装置。