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JP2004289340A - Image enlargement processing device - Google Patents

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Publication number
JP2004289340A
JP2004289340A JP2003076950A JP2003076950A JP2004289340A JP 2004289340 A JP2004289340 A JP 2004289340A JP 2003076950 A JP2003076950 A JP 2003076950A JP 2003076950 A JP2003076950 A JP 2003076950A JP 2004289340 A JP2004289340 A JP 2004289340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
image
data
enlargement
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003076950A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Otsuki
隆志 大槻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2003076950A priority Critical patent/JP2004289340A/en
Publication of JP2004289340A publication Critical patent/JP2004289340A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

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
An object of the present invention is to smooth a high-quality image at any magnification.
In an image processing apparatus having a scaling function for enlarging image data, a line FIFO for storing one line of image data, a storage memory for each post-enlargement pixel corresponding to a maximum enlargement ratio, and a memory. A memory 103 for holding pixel data before and after the pixel data of interest, a counter 104 for counting the number of pixels according to the enlargement ratio, and an inter-pixel interpolation data processing unit 106 for performing image smoothing processing according to the enlargement ratio. In this configuration, the smoothing process according to the enlargement ratio is performed instead of the uniform smoothing process for several pixels only near the boundary.
[Selection diagram] Fig. 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−In First−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(Central Processing Unit)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。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for enlarging digital image data of a digital copying machine, a printer, a digital camera, and the like, and more particularly to an image enlarging process technology suitable for performing a high-quality image smoothing process on an enlarged image. is there.
[0002]
[Prior art]
In a conventional image enlargement processing apparatus, image data read by a scanner in units of one line is temporarily stored in a line FIFO (First-In First-Out, Fifo), and thereafter, from the FIFO in accordance with the enlargement ratio. The required enlarged image is generated by controlling the reading of the image data.
[0003]
For example, in the case of enlargement by 2 times in the main scanning and 2 times in the sub-scanning, the data of the first pixel read from the FIFO is first repeated twice in the main scanning direction to generate twice the image data in the horizontal direction, thereby producing one line. The data is sequentially stored in the output FIFO of the eye.
[0004]
In the next line, the same image data is read from the same line FIFO and is repeated twice in the main scanning direction to generate twice the image data in the horizontal direction, and sequentially stores the enlarged image data of the second line in the output FIFO.
[0005]
As a result, an image which is twice as large in the main scanning and the sub-scanning is generated by this processing. By repeating this processing for the data of the second and subsequent pixels, an enlarged image for all the image data is generated.
[0006]
In this conventional technique, there is no correlation between the enlarged image data generated for each original image data, and depending on the image data, there may be a sharp change when considered as a frequency component at the boundary. As a result, a harmonic component becomes conspicuous.
[0007]
As a conventional technique for coping with such a problem, there is a technique for performing a smoothing process for providing smoothness of an image near a boundary by uniformly performing a convolution operation on several pixel data at the boundary.
[0008]
However, in this smoothing processing technique, a portion where a harmonic component is conspicuous still occurs in an image other than the vicinity of the boundary. In particular, the symptoms become more pronounced as the magnification increases.
[0009]
Conversely, in the case where it is necessary to emphasize the edges to make the character image clear like a character, the character may be blurred if the smoothing process is performed uniformly as described above.
[0010]
As a technique for reducing the blur of an image by clarifying the boundary of an edge portion of an image, for example, as described in Patent Document 1, interpolation is performed by giving a nonlinear characteristic to a coefficient by which original image data is multiplied. There is a technique for enlarging an image signal.
[0011]
Further, as a technique for improving the smoothness of the image near the boundary and reducing the blur of the image when the image is enlarged in the character / line drawing portion, there are techniques described in Patent Documents 2 and 3, for example.
[0012]
According to the technique described in Patent Document 2, when an image is scaled and output, appropriate scaling processing is performed on each of the character / line image portion and the pseudo halftone component, and the resultant is synthesized. Further, in Patent Document 3, while the technology described in Patent Document 2 is for binary images, an edge portion and a non-edge portion of a multi-valued image are enlarged by an enlargement method suitable for both, A technique for performing synthesis to create a high-quality enlarged image is described.
[0013]
However, these conventional techniques cannot appropriately perform smoothing processing on an image other than near the boundary.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-36041
[Patent Document 2]
JP-A-7-121692
[Patent Document 3]
JP 2000-99713 A
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved is that the conventional technology cannot efficiently perform smoothing processing on an image other than the vicinity of the boundary, and in particular, the quality of the enlarged image deteriorates as the enlargement ratio increases. Is a point.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these problems of the prior art and to enable output of a high-quality smooth enlarged image at any enlargement ratio.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an image enlargement processing device that enlarges image data, by performing not a uniform smoothing process for a few pixels near the boundary but a smoothing process in accordance with an enlargement ratio. The enlargement is performed as an image having a gradation closer to the original image. For example, as shown in FIG. 1 described later, each interpolation for interpolating between a target pixel and an adjacent pixel for enlargement is performed. An inter-pixel interpolation data processing unit (106) for calculating the value of a pixel according to the value of the pixel of interest and the adjacent pixel and the enlargement ratio is provided, and an image smoothing process according to the enlargement ratio is performed. As the configuration of the inter-pixel interpolation data processing unit (106), for example, as in an inter-pixel interpolation data processing unit (206) shown in FIG. And a divider (206c) that divides the difference value obtained by the difference calculator (206b) by an enlargement ratio, and a divider (206b) that calculates the difference between the value of the pixel of interest and the value of the pixel after the pixel of interest. An arithmetic unit (multiplier 206d) for changing the value of the division result of (206c) according to the position of each interpolation pixel, and using the value changed by this arithmetic unit (206d), the value of each interpolation pixel at that position is calculated. A calculator (206e) for calculating, or zero data insertion for inserting zero data into each interpolated pixel between a target pixel and an adjacent pixel as in an inter-pixel interpolation data processing unit (306) shown in FIG. Container (306a Oversampling filter by the product-sum operation of the value of the pixel of interest and the value of the adjacent pixel, and each zero data between the pixel of interest and the adjacent pixel, and a predetermined coefficient (306b) corresponding to the number of interpolation pixels An oversampling filter (306c) for performing processing is provided. Furthermore, by determining the presence or absence of smooth processing according to the type of image, smooth processing is not performed on an image such as a character image in which edges must be emphasized, and enlargement is performed as a clearer image. As a possible configuration, as shown in FIG. 4, a determination unit (414) that determines whether image data to be enlarged is a character image, and a determination that the determination unit (414) is not a character image If the result is a result, a selector (415) for selecting and executing the image smoothing process by the inter-pixel interpolation data processing unit (406) is provided. An edge determination unit (412) that performs an edge determination and an isolated point determination unit (413) that performs an isolated point determination on the image data to be enlarged are processed based on the determination results. There is a determining configuration whether the character image.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example of an image enlargement processing device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a third configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a fourth configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention.
[0020]
In FIG. 1, 101 is a line FIFO for storing one line of image data, 102 is a post-enlargement storage data storage memory for storing pixels after each enlargement process corresponding to the maximum enlargement ratio, and 103 is target pixel data. , A pixel counter 104 for counting the number of pixels for specifying a memory area according to an enlargement ratio (described as “pixel counter for specifying a memory area” in the figure), 105 Reference numeral denotes an enlargement ratio setting register for holding an enlargement ratio designated by a CPU (Central Processing Unit). Reference numeral 106 denotes an inter-pixel interpolation data processing unit (in FIG. Interpolation data processing block ") and 107 is an output line F for outputting image data after the enlargement processing. Is a FO.
[0021]
As described above, the image enlargement processing device of the example shown in FIG. 1 includes the inter-pixel interpolation data processing unit 106, and when the image data is enlarged, the inter-pixel interpolation data processing unit 106 By calculating the value of each interpolated pixel to be interpolated between a pixel and an adjacent pixel according to the value of the pixel of interest and the adjacent pixel and the enlargement ratio, the image smoothing process according to the enlargement ratio is efficiently performed. be able to. Hereinafter, the operation will be described.
[0022]
That is, the image enlargement processing apparatus of this example first sets the enlargement ratio in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction in each setting register 105. Then, one line of image data read from a scanner or the like is loaded into the line FIFO 101.
[0023]
When image data is read from the line FIFO 101, a total of two pixels, that is, the pixel of interest to be enlarged and the pixel behind it, are read and stored in the pixel storage memory 103. These image data are used when calculating an interpolation pixel value later.
[0024]
The pixel count 104 calculates the number of continuous pixels after the enlargement according to the enlargement ratio set in the setting register 105, and stores the data after the enlargement processing according to the number in the post-enlargement storage data storage memory 102. Determine the memory area.
[0025]
The target pixel data stored in the pixel storage memory 103 is stored at the start address of the area in the post-enlargement storage data storage memory 102 determined in this way.
[0026]
Then, according to the counting result of the pixel counter 104 corresponding to the enlargement ratio, the pixel data interpolated by the inter-pixel interpolation data processing unit 106 is sequentially read from the next address of the target image data in the post-enlargement storage data storage memory 102. Then, save.
[0027]
Note that the inter-pixel interpolation data processing unit 106 of this example is not a uniform smoothing process for only a few pixels near the boundary as in the related art. For example, as described in detail in the examples of FIGS. The smoothing process is performed according to the enlargement ratio.
[0028]
These data are written into the output line FIFO 107 when the data is completely stored in the data storage memory after the enlargement processing.
[0029]
The above is the data output processing after the enlargement processing for the target pixel. Thereafter, this processing is performed while sequentially shifting the target pixel to complete the enlargement processing for one line.
[0030]
As described above, in the image enlargement processing apparatus of the present example, the gradation closer to the original image can be obtained by performing the smoothing process according to the enlargement ratio, instead of performing the uniform smoothing process for several pixels only near the boundary. Enlarge as a held image.
[0031]
The image enlargement processing apparatus of the example shown in FIG. 2 applies linear gradation data as inter-pixel data used in the image smoothing processing in order to efficiently perform the image smoothing processing according to the enlargement ratio. is there.
[0032]
In FIG. 2, reference numeral 201 denotes a line FIFO for storing one line of image data; 202, a post-enlargement storage data storage memory for storing pixels after each enlargement process corresponding to the maximum enlargement ratio; An attention pixel memory for storing and storing data (described as “save pixel of interest” in the figure), 203b is a pixel memory after attention for storing and storing pixel data after the pixel of interest (described as “save pixel of interest” in the figure) , 204 is a pixel counter (described as “pixel number output” in the figure) that counts and outputs the number of pixels for specifying a memory area according to the enlargement ratio, and 205 is an enlargement that holds the enlargement ratio set and instructed by the CPU. A ratio setting register 206 is an inter-pixel interpolation data processing unit that performs an image enlargement process by inter-pixel interpolation according to the present invention.
[0033]
The inter-pixel interpolation data processing unit 206 of this example includes a difference calculator 206a, a magnitude comparator 206b, a divider 206c, a multiplier 206d, and an enlarged interpolation data calculator 206e.
[0034]
The difference calculator 206a calculates a difference between the target pixel data (“A”) stored in the target pixel memory 203a and the pixel data (“B”) after the target pixel stored in the target pixel memory 203b. , The magnitude comparator 206b determines the magnitude of the pixel data of interest (“A”) stored in the pixel memory of interest 203a and the pixel data (“B”) after the pixel of interest stored in the pixel memory of interest 203b ( A> B ?, B> A?).
[0035]
The divider 206c calculates an interpolation count (Δ = δ / n) according to the enlargement ratio using the calculation result (δ) of the difference calculator 206a and the pixel count result (n) of the pixel counter 204. The pixel count result “n” of the pixel counter 204 is used as position information of each piece of interpolation data between the target pixel data and the target pixel data.
[0036]
The multiplier 206d sequentially divides the count number (1 to n) for each pixel count by the pixel counter 204 according to the determination result (A> B ?, B> A?) Of the magnitude comparator 206b. The calculation result (Δ) of 206c is multiplied. For example, if “B> A”, “Δ × 1, Δ × 2,..., Δ × n” is calculated, and if “A> B”, “Δ × n, Δ × n− ,..., Δx2, Δx1 ”.
[0037]
In the post-enlargement interpolation data calculator 206e, based on the determination result (A> B ?, B> A?) In the magnitude comparator 206b and the calculation result in the multiplier 206d, each of the data between the target pixel data and the post-target pixel data is calculated. The values (P1 to Pn) of the pixels (interpolation data) are calculated. For example, if “B> A”, “P1 = A + Δ × 1, P2 = A + Δ × 2,..., Pn = A + Δ × n” is calculated, and if “A> B”, “P1 = B + Δ × n, P2 = B + Δ × n -1 , ..., Pn -1 = B + Δ × 2, Pn = B + Δ × 1 ”.
[0038]
As described above, in the multiplier 206c, the Δ (= δ / n) value adjusted to the enlargement ratio (n + 1) is calculated from the difference value (δ) between the pixel data of interest and the pixel data of interest obtained by the difference calculator 206a. .., N in the multiplier 206d by using the Δ value and the positional information n between the pixel data of interest and the subsequent pixel data, and the interpolation data calculator 206e after enlargement. , N) is added to the original image data, and the result is stored at the position (1 to n) of the interpolation data in the post-enlargement storage data storage memory 202.
[0039]
As described above, the inter-pixel interpolation data processing unit 206 in the image enlargement processing apparatus of the example shown in FIG. 2 includes the difference calculator 206b that calculates the difference between the value of the pixel of interest and the value of the pixel after the pixel of interest. A divider 206c that divides the difference value obtained by the operation unit 206b by the enlargement ratio, a multiplier 206d that changes the value of the division result of the divider 206c according to the position of each interpolation pixel, and a multiplier 206d that changes It is composed of an enlarged interpolation data calculator 206e that calculates the value of each interpolation pixel at the position using the calculated value, and a size comparator 206b that compares the size of the pixel data of interest with the pixel data after the pixel of interest. .
[0040]
Hereinafter, an image smoothing process operation according to an enlargement ratio by the image enlargement processing apparatus of the present example including the inter-pixel interpolation data processing unit 206 having such a configuration will be described.
[0041]
The image enlargement processing apparatus of the present embodiment first sets the enlargement ratio in each of the main scanning and sub-scanning directions in each setting register 205. Then, one line of image data read from a scanner or the like is loaded into the line FIFO 201.
[0042]
When reading the image data from the line FIFO 101, a total of two pixels, the enlarged target pixel and the subsequent pixels, are read and stored in the target pixel memory 203a and the target pixel memory 203b, respectively.
[0043]
Based on the pixel data of interest (A) stored in this way and the subsequent pixel data (B), the magnitude comparator 206b compares the magnitudes (A> B ?, B> A?) And obtains the magnitude comparison result. Based on this, the difference calculator 206a calculates the difference (δ) from the larger value to the smaller value (δ = AB, δ = BA).
[0044]
In addition, the number of continuous pixels (n) after the enlargement, that is, the target pixel data stored in the target pixel memory 203a and the post-target pixel memory 203b are determined by the pixel count 204 in accordance with the enlargement ratio set in the setting register 205. The number (n) of pixels between the pixel data after the attention stored in is calculated. In this example, the number of pixels (n) is used as a variable that changes from “1” to “n” as a maximum value, and calculation is performed between the target pixel data and the subsequent pixel data according to the enlargement ratio.
[0045]
That is, the multiplier 206c divides the difference (δ = AB, δ = BA) obtained by the difference calculator 206a by the number of pixels (n) calculated by the pixel count 204, thereby obtaining the pixel data of interest. And a coefficient (Δ = (AB) / n, Δ = (BA) / n) for interpolation calculation with respect to the pixel number (n) between the pixel data and the subsequent pixel data.
[0046]
For example, when the pixel value (B) after the target pixel is larger than the target pixel value (A) (B> A), the multiplier 206d calculates “Δ value × (1, 2,...)” As interpolation data. , N) ”, and the enlarged interpolation data calculator 206e sequentially adds the values obtained by the multiplier 206d using the pixel value of interest (A) as a base value (A + Δ × 1, A + Δ × 2). ,..., A + Δ × n) are sequentially stored in the storage data storage memory 202 after the enlargement processing.
[0047]
Conversely, when the pixel value (B) after the target pixel is smaller than the target pixel value (A) (A> B), the multiplier 206d calculates “Δ value × (n,. 2,1) ”, and the interpolated interpolation data calculator 206e sequentially adds the values obtained by the multiplier 206d using the pixel value (B) after the target pixel as a base value (B + Δ × n,..., B + Δ × 2, B + Δ × 1).
[0048]
As described above, when the pixel value (B) after the target pixel is smaller than the target pixel value (A) (A> B), the pixel value (B) after the target pixel is larger than the target pixel value (A). ) Is larger (B> A), the pixel side after the target pixel is “1” and the target pixel side is “n”.
[0049]
The linear gradation data between the target pixel data and the subsequent pixel data calculated as described above is stored and stored as post-enlargement storage data, which is calculated and determined according to the enlargement ratio set in the setting register 205 by the pixel count 204. The data is stored in the memory area of the memory 102. In this manner, smoothing of the enlarged image data is performed.
[0050]
The image enlargement processing apparatus shown in FIG. 3 applies oversampling filter processing to the image smoothing processing. Hereinafter, the image enlargement processing apparatus shown in FIG. 3 will be described.
[0051]
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a line FIFO for storing one line of image data input from the scanner, and 302 denotes a post-enlargement storage data storage memory for storing pixels after each enlargement process corresponding to the maximum enlargement ratio. , 303a is a pixel memory of interest that stores and stores the pixel data of interest (described as “pixel of interest storage” in the figure), and 303b is a pixel memory of interest that stores and stores pixel data after the pixel of interest (“pixel of pixel after attention” in the figure) ), A pixel counter (described as “pixel number output” in the figure) for counting and outputting the number of pixels for designating a memory area according to the enlargement ratio, and 305, an enlargement designated by the CPU. An enlargement ratio setting register 306 that holds the ratio is an inter-pixel interpolation data processing unit that performs an image enlargement process by inter-pixel interpolation according to the present invention.
[0052]
The inter-pixel interpolation data processing unit 306 of this example has a zero data inserter (described as “0” data embedding unit) 306a, an oversampling filter 306b, and a filter coefficient ROM 306c.
[0053]
The zero data inserter 306a sets “0” between the target pixel (“A”) stored in the target pixel memory 303a and the pixel after the target pixel (“B”) stored in the target pixel memory 303b. Insert At this time, the zero data inserter 306a inserts “0” for the count number (n) counted by the pixel counter 304.
[0054]
An interpolation filter coefficient corresponding to the number of pixels between the target pixel and the subsequent pixels is set in the filter coefficient ROM 306c, and the oversampling filter 306b sets the target pixel (“A”) and the pixel (“A”) after the target pixel. The data sum (A, 0,..., 0, B) composed of “B”) and “0” inserted therebetween is calculated based on the coefficient preset in the filter coefficient ROM 306c. The filter operation is performed by performing the oversampling process by the operation.
[0055]
As described above, the inter-pixel interpolation data processing unit 306 in the image enlargement processing device of the example illustrated in FIG. 3 includes the zero data inserter 306a that inserts zero data into each interpolated pixel between the target pixel and the adjacent pixel, Oversampling filter processing by sum-of-products operation of the value of, the value of the adjacent pixel, each zero data between the pixel of interest and the adjacent pixel, and a coefficient predetermined in the filter coefficient ROM 306c corresponding to the number of interpolation pixels. And an oversampling filter 306c.
[0056]
Hereinafter, an image smoothing process operation according to an enlargement ratio by the image enlargement processing apparatus of the present example including the inter-pixel interpolation data processing unit 306 having such a configuration will be described.
[0057]
First, the image enlargement processing apparatus of this example sets the enlargement ratio in each of the main scanning and sub-scanning directions in each setting register 305. Then, one line of image data read from a scanner or the like is loaded into the line FIFO 301.
[0058]
When image data is read from the line FIFO 301, a total of two pixels, an enlarged target pixel and subsequent pixels, are read and stored in the target pixel memory 303a and the target pixel memory 303b, respectively.
[0059]
In addition, the number of consecutive pixels (n) after the enlargement, that is, the attention pixel data stored in the attention pixel memory 303a and the attention pixel memory 303b, according to the enlargement ratio set in the setting register 305 by the pixel count 304. Calculates the number of pixels (n) between the post-attention pixel data stored in the storage area 308 and a memory area in the post-enlargement storage data storage memory 308 necessary to perform an oversampling filter operation on the number of pixels (n). To secure.
[0060]
Note that the target pixel data stored and stored in the target pixel memory 303a is stored at the head address in the memory area of the post-enlargement storage data storage memory 308, and the last address is stored and stored in the target pixel memory 303b. Saves pixel data after attention.
[0061]
In addition, the zero data inserter 306a stores the value “0” in association with areas other than the first address and the last address in the memory area secured in the post-expansion storage data storage memory 308.
[0062]
Then, in the oversampling filter 306c, a predetermined coefficient is selected from the interpolation filter coefficient ROM 306b corresponding to the number of pixels (n) calculated by the pixel count 204, and the selected coefficient and the post-enlargement storage data storage memory 308 -Sum operation of the pixel data of the first address (A) and the pixel data of the last address (B) in the memory area secured in the above, and the pixel data (0) of the other area embedded by the zero data inserter 306a Is performed, an oversampling operation is performed, and the output result is stored in the storage data storage memory 308 after the enlargement processing. Thereafter, the above processing is repeated to smoothen the enlarged image data.
[0063]
The image enlargement processing device shown in FIG. 4 determines whether or not to perform the smoothing process depending on the type of the image with respect to the image smoothing process, thereby improving the quality of the enlarged image. Hereinafter, the image enlargement processing apparatus shown in FIG. 4 will be described.
[0064]
The image enlargement processing apparatus in FIG. 4 determines the type of image as preprocessing for performing interpolation image data processing for smoothing enlarged image data according to the enlargement ratio described in the examples of FIGS. 1 to 3. Things.
[0065]
The image enlargement processing apparatus of the present example includes n line FIFOs (0) 401a to (n) 401b for storing image data of one line each input from the scanner, and each line corresponding to the maximum enlargement ratio. A post-enlargement storage data storage memory 402 for storing pixels after the enlargement processing, a determination image area storage memory 403 for storing image data to be processed among the image data stored in the n line FIFOs 401a to 401b, FIG. 3 to 406, which perform interpolation image data processing for smoothing the enlarged image data according to the magnification shown in FIG. 3 (described as "enlarged image smoothing processing block" in the figure) 406, It has an output FIFO 407 for outputting the subsequent image data, and has an edge determination unit (described as “edge determination” 412 in the figure) 412 for determining the type of the image. A determination unit (described as “isolated point determination” in the figure) 413, a character image determination unit (described as “character image determination” in the figure) 414, and an image repetition process for simply enlarging image data in accordance with an enlargement ratio (Referred to as “image repetition processing block” in the figure) 411 and selection for selecting one of the processing results of the enlarged image smoothing processing unit 406 and the image repetition processing unit 411 based on the determination result of the character image determination unit 414 415 is provided.
[0066]
As described above, the image enlargement processing device of the example shown in FIG. 4 includes the character image determination unit 414 that determines whether the image data to be enlarged is a character image, and the character image determination unit 414 If not, the selector 415 for selecting and executing the image smoothing process by the enlarged image smoothing processing unit (inter-pixel interpolation data processing unit) 406 is provided. A section 414 performs an edge determination on the image data to be enlarged and an isolated point determination section 413 that performs an isolated point determination on the image data to be enlarged based on the determination results of the isolated image. It is necessary to enhance the edge of a character image by deciding whether or not the data is a character image, by deciding whether or not to perform smooth processing depending on the type of the image. Without performing the smooth processing for the still picture to make it possible to perform enlargement as a more clear image.
[0067]
With such a configuration, the image enlargement processing device of the example shown in FIG. 4 controls the execution of the image smoothing process according to the enlargement ratio as described below.
[0068]
That is, the image enlargement processing apparatus of the present embodiment first writes image data in line FIFOs (0) 401a to (n) 401b for storing image data of a plurality of lines for image determination in an arbitrary image area. . The n line FIFOs (0) 401a to (n) 401b are provided for storing image data for sub-scanning direction processing.
[0069]
Image data for each of the front, rear, upper and lower determination areas for the target pixel is read from the line FIFOs (0) 401a to (n) 401b into the determination image area storage memory 403, and the edge determination unit 412 performs edge determination on the read image data. The isolated point determination unit 413 performs an isolated point determination, and the character image determination unit 414 determines whether the image data is a character based on each determination result.
[0070]
When the result of the determination by the character image determination unit 414 recognizes that the image data is a part of the character, the selector 415 does not perform the smoothing process on the enlarged image data by the enlarged image smoothing process 406, The processing is selected so that enlargement in simple pixel data repetition by the image repetition processing unit 411 is performed.
[0071]
When the character image determination unit 414 determines that the image data is other than a character in the determination result, the selector 415 determines that the image repetition processing unit 411 performs enlarged image smoothing instead of simple pixel data repetition. The processing is selected so as to perform the smoothing processing on the enlarged image data by the conversion processing 406.
[0072]
The enlarged image data by the image repetition processing unit 411 selected by the selector 415 or the enlarged image data by the enlarged image smoothing processing 406 is stored in the post-enlargement processing storage data storage memory 402, and then, via the output FIFO 407. Output.
[0073]
By the process selection according to the image type described above, the character image is output as a clear image without blurring the edge portion.
[0074]
As described above with reference to FIGS. 1 to 4, in the image enlargement processing apparatus of the present example, an image processing apparatus having a scaling function for enlarging image data stores image data for one line. A line FIFO, a storage memory for each post-enlargement pixel corresponding to the maximum enlargement ratio, a memory for holding the preceding and succeeding pixel data in the target pixel data, a pixel counter corresponding to the enlargement ratio, and the number of pixels according to the enlargement ratio And a counter that counts the number of images to perform an image smoothing process in accordance with the enlargement ratio. With this configuration, by performing the image smoothing process in accordance with the enlargement ratio, it is possible to uniformly smooth the image at any enlargement ratio.
[0075]
In particular, as shown in FIG. 2, a memory for holding the subsequent pixel data in the target pixel data, a difference calculator for calculating a difference between the target pixel data and the subsequent pixel data, and a comparison for determining the magnitude of the difference value And a calculator (divider) for calculating a Δ value corresponding to the enlargement ratio from the difference value, and a multiplier and an adder for adding the Δ value to the original image data. The smoothing process for the enlarged image is efficiently performed by applying the gradation data.
[0076]
Further, as shown in FIG. 3, a memory for holding the pixel data after the pixel data of interest and a pixel number calculator for calculating the required number of pixels between the pixel data of interest and the subsequent pixel according to the enlargement ratio A “0” data inserter for embedding “0” between the pixel data of interest and a subsequent pixel, and a storage device storing interpolation filter coefficients corresponding to the number of pixels between the pixel data of interest and the subsequent pixel ( A filter ROM) and a product-sum calculator for performing an oversampling filter operation are provided, and oversampling filter processing is applied as inter-pixel data. As described above, by applying the oversampling filter processing as inter-pixel data, efficient smoothing of an enlarged image can be performed.
[0077]
Also, as shown in FIG. 4, a line FIFO for storing image data for sub-scanning direction processing, a memory for holding pixel data before and after the pixel data of interest, and a decision unit for detecting a character image And a selector that controls to perform image enlargement by simply repeating processing without performing the smoothing processing on the character image, and determines whether to perform the image smoothing processing depending on the image type. Make a decision. As described above, by determining whether or not to perform the image smoothing process depending on the image type, it is possible to retain an edge component particularly for a character image with respect to enlargement and output a clear image.
[0078]
It should be noted that the present invention is not limited to the example described with reference to FIGS. 1 to 4 and can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, in the example of FIG. 4, the selector 415 selects one of the processing results of the enlarged image smoothing processing unit 406 and the image repetition processing unit 411 based on the determination result of the character image determination unit 414. However, the selector 415 may be configured to select and execute one of the enlarged image smoothing processing unit 406 and the image repetition processing unit 411. In this case, based on the selection result, there is no need to execute any of the processes of the enlarged image smoothing processing unit 406 and the image repetition processing unit 411, and the efficiency of the processing can be further improved.
[0079]
【The invention's effect】
According to the present invention, instead of performing uniform smoothing processing for only a few pixels near the boundary, an image smoothing process is performed in accordance with an enlargement ratio, and an image is uniformly smoothed at any enlargement ratio. It is possible to enlarge an image having a gradation closer to that of the original image. In particular, by applying linear gradation data as inter-pixel data, or by applying oversampling filter processing as inter-pixel data, it is possible to output a smooth image with respect to enlargement. In addition, by determining whether or not to perform the image smoothing process depending on the type of image, it is possible to hold an edge component particularly for a character image and output a clear enlarged image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example of an image enlargement processing device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth configuration example of the image enlargement processing device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
101: line FIFO, 102: storage data storage memory after enlargement processing, 103: pixel storage memory, 104: pixel counter (“pixel counter for specifying memory area”), 105: enlargement ratio setting register, 106: inter-pixel interpolation Data processing unit (“inter-pixel interpolation data processing block”), 107: output line FIFO, 201: line FIFO, 202: storage data storage memory after enlargement processing, 203a: target pixel memory (“target pixel storage”), 203b: Pixel memory after attention (“Save pixel after attention”), 204: pixel counter (“pixel number output”), 205: enlargement ratio setting register, 206: inter-pixel interpolation data processing unit, 206a: difference calculator, 206b: large and small Comparator, 206c: divider, 206d: multiplier, 206e: interpolation data calculator after enlargement, 301: line F FO, 302: storage data storage memory after enlargement processing, 303a: target pixel memory (“preserve target pixel”), 303b: post-target pixel memory (“preserve target pixel”), 304: pixel counter (“output pixel number”) ), 305: enlargement ratio setting register, 306: inter-pixel interpolation data processing unit, 306a: zero data inserter (“0” data embedding unit), 306b: oversampling filter, 306c: coefficient ROM for filter, 401a to 401b: line FIFO (0) to (n), 402: storage data storage memory after enlargement processing, 403: determination image area storage memory, 406: enlarged image smoothing processing unit (“enlarged image smoothing processing block”), 407 : Output FIFO, 412: edge determination unit (“edge determination”), 413: isolated point determination unit (“isolated point determination”), 41 : Character image determining unit ( "character image determining"), 411: image repetitive processing unit ( "image repeat processing block"), 415: selector.

Claims (5)

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。
An image enlargement processing device for enlarging image data,
Interpolated pixel data processing means for calculating the value of each interpolated pixel to be interpolated between the pixel of interest and adjacent pixels for enlargement in accordance with the respective values and the magnification of the pixel of interest and adjacent pixels,
An image enlargement processing device for performing an image smoothing process according to an enlargement ratio.
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。
The image enlargement processing device according to claim 1,
The inter-pixel interpolation data processing means includes:
Difference calculation means for calculating a difference between the value of the pixel of interest and a value of a pixel after the pixel of interest, and division means for dividing the difference value obtained by the difference calculation means by the enlargement ratio;
Calculating means for changing the value of the division result of the dividing means according to the position of each interpolation pixel;
Calculating means for calculating the value of each interpolated pixel at the position using the value changed by the calculating means.
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。
The image enlargement processing device according to claim 1,
The inter-pixel interpolation data processing means includes:
Zero data insertion means for inserting zero data into each interpolation pixel between the target pixel and the adjacent pixel,
Oversampling filter processing is performed by a product-sum operation of the value of the pixel of interest, the value of the adjacent pixel, and each zero data between the pixel of interest and the adjacent pixel, and a predetermined coefficient corresponding to the number of the interpolation pixels. And an image enlargement processing device.
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。
The image enlargement processing device according to any one of claims 1 to 3, wherein
Determining means for determining whether the image data to be enlarged is a character image,
An image enlargement processing apparatus comprising: a selection unit that selects and executes an image smoothing process by the inter-pixel interpolation data processing unit if the result of the determination is that the image is not a character image.
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。
The image enlargement processing device according to claim 4,
The determining means is:
Edge determination means for performing edge determination on image data to be enlarged;
An isolated point determination unit for performing an isolated point determination on the image data to be enlarged; and whether the image data to be enlarged is a character image based on the determination results of the edge determination unit and the isolated point determination unit. An image enlargement processing device for determining whether or not the image is enlarged.
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