JP2724224B2

JP2724224B2 - ディジタル画像信号の変倍処理方法および装置

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Publication number: JP2724224B2
Application number: JP1294879A
Authority: JP
Inventors: 祐三小池; 直史山本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JPH03156579A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、ディジタル画像信号の変倍処理方法およ
び装置に関する。

（従来の技術）ディジタル画像処理系で画像の変倍処理、すなわち拡
大・縮小の処理を行う場合、一般にはディジタル画像信
号の離散化密度を変換する必要がある。すなわち、拡大
時には離散化密度を大きくし、縮小時は離散化密度を小
さくする。

離散化密度の変換方法として、間引き方式・補間方式
などが知られている。間引き方式は、原信号の一部を間
引く（拡大の場合には水増しする）ことにより、離散化
密度を変換するものである。この方法は回路構成は非常
に単純になるが、信号の精度が低下するという欠点があ
る。また、原画像が網点印刷などのように高い周波数成
分のピークを持つ場合、折返しにより画像にない低い周
波数成分のピーク、いわゆるモアレイズが発生すること
があり、画質が著しく劣化する。

補間方式は第２図に示すように、原サンプリング密度
に応じた格子点上で定義された原信号より、新サンプリ
ング密度に対応した格子店での信号を１次関数やsinc関
数などによる補間を行って求めるものである。１次関数
による補間（線形補間）では隣接画素間で係数の乗算お
よび加算を行うため、回路規模は間引き方式に比べ若干
増えるが、信号の精度は高くなる。この方法では、モア
レノイズは軽減されるが、完全に除去することはできな
い。

sinc関数により補間（sinc補間）は、原信号の離散化
密度と変換信号の離散化密度のうち、小さい方に対応し
たナイキスト周波数のsinc関数で補間を行うものであ
る。この方法では、折返しがなくなるため、モアレイズ
は発生しない。しかし、sinc関数は裾の長い関数なの
で、補間演算の項数が多くなり、演算数が大きく増える
という欠点を持つ。このためパイプライン処理などの実
時間処理の場合、回路規模が増大するという問題があ
る。

投影法は例えば特願昭62−297969号で提案されている
ように、変倍された画像（以下、変倍画像という）の格
子状の境界を変倍前の画像（以下、原画像という）上に
投影し、変倍画像の各画素が投影された原画像の全画素
の濃度を、投影された面積で重み付けを行なって加算す
ることにより、変倍画像の各画素の濃度を補間演算する
方法であり、原理的にはモアレノイズは発生しないが、
やや回路規模が大きくなるのが欠点である。また、回路
規模を小さくするために補間演算のビット数を少なくす
ると、変倍画素の値を求めるために原画素に乗ずる補間
係数の和が一定でなくなることにより、格子状のノイズ
（これを“かすり状ノイズ”という）が発生し、著しく
画質が劣化する。

一方、変倍率を2ⁿ/k（k,nは整数）などの形に丸め、
小数点以下ｎビットの精度で補間演算を行うと、かすり
状ノイズは生じないが、丸めの影響で実質的な変倍率が
変ってしまう。このため、高精度の倍率で変倍処理する
には、小数点以下のビット数ｎを十分に多くとらなけれ
ばならないので、結局、回路規模が増大するという問題
がある。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、従来の技術では画像の変倍処理を行
うための離散化密度の変換に間引き方式や線形補間方式
を用いると、モアレノイズが発生し、画質が劣化するこ
とがある。

また、sinc関数による補間や投影法では、モアノイズ
による画質の劣化は生じないが、補間演算の項数を多く
必要とするため演算数が増大し、さらに投影法では補間
演算のビット数を少なくすると原画像の直流成分のレス
ポンスが揺らぎに起因するかすり状ノイズが発生すると
いう問題がある。

この発明は、モアノイズやかすり状ノイズの発生を抑
え、かつ演算数の少ない簡易な処理により、高精度の変
倍率でディジタル画像信号の変倍処理を行なう方法およ
び装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明はディジタル画像信号の変倍に際して、変倍
画像賃号の画素位置A_j（再離散化位置に相当）を高精度
（ｎビット精度とする）で計算し、この画素位置A_jをｍ
ビット精度（ｍ＜ｎ）に丸めて第１の粗画素位置信号
A_j′を求め、さらに第１の粗画素位置信号A_jと指定変倍
率を丸めた変倍率、または指定変倍率の逆数を丸めた粗
逆数とから第２の粗画素位置信号B_j′を求める。そし
て、これら第１および第２の粗画素位置信号A_j′,B_j′
から、例えば原ディジタル画像信号の参照画素範囲ｉ
（ｋ≦ｉ＜ｌ）と、その参照範囲両端の原画像信号X_k,X
_lに対する重み付け係数a,bを定めることにより、変倍画
像信号Y_jを求める。

この発明による変倍処理装置は、一つの態様によれば
所定の初期値に指定変倍率によって定まる定数を累積加
算してｎビット精度の画素位置信号を出力する累積加算
手段と、この累積加算手段から出力される画素位置信号
をｍビット（ｍ＜ｎ）精度に丸めて第１の粗画素位置信
号を得る手段と、第１の粗画素位置信号と指定変倍率を
丸めた粗変倍率とから第２の画素位置信号を得る手段
と、第１および第２の粗画素位置信号によって定まる補
間係数を原ディジタル画像信号に乗じて複数の乗算結果
を得る第１の乗算手段と、これら複数の乗算結果を加算
する加算手段と、この加算手段の加算結果に粗変倍率に
よって定まる規格化係数を乗じて変倍処理されたディジ
タル画像信号を出力する第２の乗算手段とにより構成さ
れる。

また、他の態様によれば、第１、第２の乗算手段に代
えて、第１および第１の粗画素位置信号と粗変倍率によ
って定まる補間係数を原ディジタル画像信号に乗じて複
数の乗算結果を得る乗算手段が用いられる。その場合、
これら複数の乗算結果が加算手段により加算されること
により、変倍処理されたディジタル画像信号が出力され
る。

（作用）この発明による変倍処理では、概ねディジタル画像信
号の再離散化間隔に等しい幅で平滑化を行なうため、後
述するようにモアレノイズはほとんど発生しない。

また、補間演算は丸めた粗画素位置信号および粗変倍
率を用いて少ないビット数で行なうが、変倍率の精度を
決定する変倍画像信号の画素位置A_j自体は高精度で計算
しているため、演算数を増大させることなく変倍率を高
精度に設定することが可能である。

さらに、従来の投影法では第２の画素位置信号をA_j+1
より計算していたため、第１の画素位置信号A_jと第２の
画素位置信号A_j+1の丸めの関係により、変倍画像を求め
る際の補間関数が一定でなくなることによって直流ゲイ
ンが変り、かすり状ノイズが生じたのに対し、この発明
では第２の粗画素位置信号B_j′を丸められた第１の粗画
素位置信号A_j′と丸めた変倍率により計算することによ
り、変倍画像１画素当りの原画素の参照領域が一定とな
るため、補間係数の値が一定となり、かすり状ノイズが
生じない。

すなわち、この発明によれば演算数の少ない簡易な処
理によって、モアレノイズや、かすりノイズの発生を抑
えつつ、高精度の変倍率で変倍処理が可能となる。

（実施例）以下、この発明の実施例を説明する。

第３図はこの発明を用いた画像入力装置の構成を示
す。本装置は、画像読取り部11と信号処理部12からな
り、信号処理部12にこの発明を適用している。

画像読取り部11の構成を第４図に示す。光原21によっ
て証明された原稿22上の画像の線状領域が屈折率分布型
円筒レンズアレイを用いた密着光学系23によりラインセ
ンサ24の受光面上に結像され、電気信号に変換される。
ラインセンサ24は例えばCCDにより構成され、主走査に
よって１ラインのアナログ画像信号を順次出力する。こ
の画像信号は増幅器25で増幅された後、A/D変換回路26
でディジタル画像信号27に変換される。このような構成
で、光源21,光学系23,ラインセンサ24を一体にしてキャ
リッジ主走査方向に対して垂直に移動させ（副走査）な
がら、１ライン毎の読出しを繰返すことにより、原稿23
の全面の画像情報を得ることができる。

このようにして画像読取り部11で得られたディジタル
画像信号27に対し、信号処理部12において補正・変換な
どのディジタル処理が施される。信号処理部12において
は、まず規格化回路13により画像信号の規格化を行う。
この規格化回路13はシェーディング補正回路とも呼ば
れ、ラインセンサ24の各受光素子の感度むら・暗電流の
ばらつき、照明光源の主走査方向の照度むら等に起因す
る画像読取り部11の主走査方向のゲインやオフセットの
ばらつきを補正するものであり、その具体的構成は例え
ば特願昭59−192663号等に記載されている。この規格化
回路13により、画像信号は原稿が白の場合“1"、黒の場
合“0"となるように規格化される。また、ラインセンサ
24にカラーセンサを用いてカラー画像を読取る装置で
は、規格化回路13で白のバランスの補正も自動的に行わ
れる。

次に、こうして規格化回路13で規格化された画像信号
に対して、拡大／縮小回路14により主走査方向の拡大・
縮小処理、すなわち変倍処理が施され、所定の離散化密
度の画像信号が出力される。変倍の方法としては、読取
り光学系の結像倍率を変えて拡大・縮小を行う方法が従
来より用いられているが、結像光学系がスペースをと
る、拡大縮小のための移動機構が要るなどの欠点があ
る。本装置では副主査方向の拡大・縮小についてはキャ
リッジの主査速度を換えることにより行い、主走査方向
の拡大・縮小は拡大／縮小回路14で行っている。

以下、拡大／縮小回路14で行われる変倍処理について
説明する。変倍処理に際しては、次式（１）によりｉ番
目の画素の原画像信号X_i（ｉはｋ≦ｉ＜ｌの整数）か
ら、ｊ番目の画素の変倍画像信号Y_j（ｊは整数）を得
る。

ただし、ｒはユーザー等により与えられる指定変倍率
であり、この指定変倍率ｒの逆数をｑ、この値をｑをｍ
ビット精度に丸めた値をｑ′、ｎビット精度（ｍ＜ｎ）
で計算した変倍画像信号Y_jの画素位置をA_j＝ｊ・ｑ＋ｃ
（ｃは定数）とし、A_jをｍビット精度に丸めた第１の粗
画素位置信号をA_j′、A_j′とｍビット精度に丸められた
ｑ′から計算される第２の粗画素位置信号をB_j′＝A_j′
＋ｑ′とする。ここで、k,aはそれぞれA_j′の整数部分
および小数部分、l,bはそれぞれB_jの整数部分および小
数部分を表わす。また、ｒ′はｑ′の逆数をｍビット精
度に丸めた値、すなわちｍビット精度に丸めた変倍率で
ある。

従って、式（１）は第１および第２の粗画素位置信号
A_j′、B_j′によって原画像信号X_iの参照範囲ｉ（ｋ≦ｉ
＜ｌ）と、その参照範囲両端の原画像信号X_k,X_lに対す
る重み付け係数a,bを求めて、変倍画像信号Y_jを計算す
ることを表わしている。

この式（１）の意味を、第１図によりさらに詳しく説
明する。第１図はこの発明の一実施例の変倍処理方法に
おける演算法を説明するための図である。

指定変倍率ｒ＝11/15とした場合、ビット精度ｍを３
とすると、ｒの逆数はｑ＝15/11＝1.36なので、これを
丸めるとｑ′＝10/2³＝10/8となり、丸めた変倍率は
ｒ′＝8/10＝0.8となる。定数ｃは、原画像と変倍画像
との原点のズレに相当するので、それぞれの画像の端の
位置をどこと考えるかにより適当に選べば良い。

以下に、各画素の変倍画像信号Y_jの計算例を示す。

ｊ＝０の場合 A₀＝A₀′＝０（ｃ＝０）より、ｋ＝ａ＝０となり、ま
たB₀′（＝A₀′＋ｑ）＝1.25より、ｌ＝1,b＝0.25とな
る。従って、ｊ＝０の変倍画像信号Y₀は、 Y₀＝0.8（X₀＋0.25₁）となる。

ｊ＝１の場合 A₁＝1.36,A₁′＝1.25,B₁′（＝A₁′＋ｑ）＝2.5よ
り、ｋ＝1,a＝0.25,l＝2,b＝0.25となるから、変倍画像
信号Y₁は、 Y₁＝0.8｛（−0.25X₁）＋X₁＋0.25X₂｝＝0.8（0.75X₁＋0.5X₂）となる。

ｊ＝２の場合 A₂＝2.72,A₂′＝2.625,B₂′（＝A₂′＋ｑ′）＝3.875
より、ｋ＝2,a＝0.625,l＝3,b＝0.875となり、変倍画像
信号Y₂は、 Y₂ ＝0.8｛（−0.625X₂）＋X₂＋0.875X₃｝＝0.8（0.375X₂＋0.875X₃）となる。

ｊ＝３の場合 A₃＝4.08,A₃′＝4.0,B₃′（＝A₃＋ｑ′）＝5.25よ
り、ｋ＝4,a＝0,l＝5,b＝0,25となり、変倍画像信号Y₃
は、 Y₃＝0,8（X₄＋0.25X₅）となり、以下同様にして変倍画像信号Y_jが順次求まる。

以上説明した変倍処理においては、変倍画像の変倍率
の精度は画素位置信号A_jの精度（ｎビット精度）によっ
て決まる。A_jの精度を高めるには、ｑを加算する加算器
（後述する）のビット数を増やすだけで良いので、小さ
なハードウェアで高精度に変倍率の設定することができ
る。

この発明においては、式（１）の代わりに次式（２）
を用いても、同様の変倍処理が可能である。

ただし、ｒ′は指定変倍率ｒをｍビットに丸めた値、
ｋはｋ・ｒ＋ｃ＜ｊ（ｃは定数）となる最大の整数、
ａ′は（ｋ＋１）ｒの小数部分をａとして、ａをｍビッ
トに丸めた値である。さらに、ｌ′＝INT［（１−
ａ′）/r′］,b＝（１−ａ′）−ｌ′・ｒ′とし、ｌ＝
ｋ＋ｌ′＋１とする。なお、INT［］は［］内の値
を整数部分を表わす。

この式（２）で表される意味を第５図を参照して説明
する。

指定変倍率をｒ＝11/15＝0.73とした場合、ビット精
度ｍを３とすると、ｒ′＝5/8となる。定数ｃは式
（１）の場合と同様、原画像と変倍画像との原点のズレ
に相当するので、それぞれの画像の端の位置をどこと考
えるかにより適当に選べば良い。

ｊ＝０の場合ｋ＝−１（ｃ＝０）,a＝ａ′＝０、INT［1/（5/8）］
＝１より、ｌ＝1,b＝１−5/8＝3/8となり、Y₀＝5/8X₀＋
3/8X₁となる。

ｊ＝１の場合ｋ＝1,a＝0.46,a′＝3/8,l′＝０より、ｌ＝2,b＝5/8
となり、Y₁＝3/8X₁＋5/8X₂となって、変倍画像信号Y_jが
順次求まる。

式（２）の変倍処理における変倍率の精度は、ｋ・ｒ
の精度によって決まる。ｋ・ｒの精度を高めるには、ｒ
を加算する加算器のビット数を増やせば良いので、式
（１）による変倍処理と同様に小さなハードウェアで高
精度の変倍率を得ることができる。

第６図は、式（１）または（２）による変倍処理を適
用した拡大／縮小回路の具体的構成を示すブロック図で
ある。本回路は、入力部に２つのラインバッファ104,10
6を持ち、一方のラインバッファに転送クロックCK₁で原
画像信号が書き込まれ、リードクロックCK₂で他方のラ
インバッファより原信号が読み出され、ラッチ109〜111
に転送される。リードクロックCK₂は、転送クロックCK₁
より２倍以上速い内部クロックCK₃（図示せず）に同期
した信号である。

セルクタ101,108は、ラインバッファ104,106のリード
／ライトの切替えを行い、セレクタ102,103はラインバ
ッファ104,106へのアドレスデータを発生するアドレス
ジェネレータ105,107の入力クロックの切替えを行う。

ラッチ109〜111から出力された原画像信号X₁〜X₃は、
乗算器112〜114でコントローラ117から出力された補間
係数P₁〜P₃が乗じられた後、加算器115で加算される。
そして、加算器115の出力結果に乗算器116で規格化係数
が乗じられ、さらにセレクタ118を介して転送クロックC
K₁でラッチ119でラッチされることにより、式（１）に
対応した変倍画像信号Ｙが得られる。ここで、規格化係
数は、式（１）におけるｒ′である。

コントローラ117は式（１）に従って補間係数P₁〜P₃
およびリードクロックCK₂を出力する。各補間係数の値
は、P₃はb,P₂は１あるいは１−a,P₁は１−ａあるいは０
である。a,bは式（１）で用いたものである。リードク
ロックCK₂は、一回の補間演算につき原画像信号の画素
の参照位置が移動した分（画素数）だけ出力される。

第７図はコントローラ117における補間係数P₁〜P₃の
発生に係る部分の機能ブロック図であり、累積加算部20
0と第１および第２の粗画素位置信号生成部201,202と補
間係数発生部203からなっている。累積加算部200は式
（１）に示した変倍画像信号Y_jの画素位置信号A_jを計算
する累積加算部であり、A_j＝ｊ・ｑ＋ｃ（ｃは定数）の
累積加算を行なう。第１の粗画素位置信号生成部201は
累積加算部200からの画素位置信号A_jをｍビット精度に
丸めて第１の粗画素位置信号A_j′を生成する。また、第
２の粗画素位置信号生成部202はA_j′とｍビット精度に
丸められたｑ′からB_j′＝A_j′＋ｑ′を計算して第２の
粗画素位置信号B_j′を生成する。これら第１および第２
の粗画素位置信号A_j,B_j′は補間係数発生部203に入力さ
れ、前記補間係数P₁,P₂,P₃が発生される。

この第６図の拡大／縮小回路によれば、式（２）によ
る変倍処理を行うこともできる。その場合、補間係数P₁
〜P₃を、P₃は１−ｂ、P₂はａ′またはｒ′、P₃は０また
はａ′とし、セレクタ118で加算器115の出力信号を変倍
画像信号として選択すれば良い。実際には、式（１）
（２）のいずれか一方の変倍処理が行えれば十分であ
る。

以上の構成により、原画像信号の転送クロックに同期
して変倍画像信号を出力することが可能となる。

なお、第６図の拡大／縮小回路では、変倍率1/2以下
の縮小は出来ないが、それ以下の変倍率の縮小について
は、ラッチと乗算器の数および加算器のビット数を増や
し、転送クロックCK₁の一周期あたりの内部クロックCK₃
の周期数を増やすことにより可能となる。

次に、この発明の変倍方法によりモアレノイズが極め
て発生しにくくなる理由を述べる。

一般に、連続信号をある離散化間隔Ｐで離散化する
と、原信号上のf/2以上の周波数成分がf/2以下にシフト
する、いわゆる折返しが生じることは良く知られてい
る。ｆは離散化周波数であり、離散化間隔Ｐの逆数であ
る。従って連続信号を離散化する場合には、離散化する
前に原連続信号のf/2以上の周波数成分をローパスフィ
ルタで除いておくことにより、折返しを防ぐことが行わ
れている。

しかし、折返しで多く問題となるのは、原連続信号に
変調用キャリヤなどの高い周波数成分のピークがある場
合に、それが折返しによって低周波域にシフトすること
により信号の質を劣化させる、いわゆるモアレ現象が発
生することである。例えば画像の場合には、視覚的に感
知しにくい印刷の網点が折返しによって視感度の高い低
周波域にシフトすることにより、画像上に本来存在しな
いモアレ網が観測され、著しく画質を劣化させる。従っ
て、モアレを起こす周波数のピークのみを除いておけ
ば、大抵の場合、画質の劣化は小さくなる。

ところで、変倍処理は換言すれば離散化密度の変換処
理であり、これは原離散化信号の連続化−ある関数との
畳み込み処理−再離散化の組合わせとみなせる。例え
ば、線形補間方式は離散化間隔（原離散化間隔）Pxの原
離散化信号X₁を第８図（ａ）に示すように離散化の格子
点でのみ値をもつ連続信号とみなし、これに第９図
（ａ）に示すインパルス応答をもつ線形補間関数ｈ
（ｔ）を畳込み、得られた第８図（ｂ）に示す信号Ｚ
（ｔ）を新たな離散化間隔（再離散化間隔）Pyで再離散
化した第８図（ｃ）に示す信号Y_jとみなすことができ
る。

一方、この発明の変倍法では原離散化信号X_iを同様に
連続信号とみなし、これに第９図（ｂ）に示すインパル
ス応答を持つ関数ｈ′（ｔ）を畳込んだ第10図（ａ）に
示す信号Ｚ′（ｔ）に、平滑化幅ｑ′・Pxが再離散化間
隔Pyにほぼ等しい第９図（ｃ）に示すインパルス応答を
もつ関数ｈ″（ｔ）を畳込むことにより平滑化処理を施
し、得られた第10図（ｂ）に示す信号Ｚ″（ｔ）を再離
散化間隔Pyで再離散化した第10図（ｃ）に示すY_jを計算
している。ただし、ｑ′は指定変倍率ｒの逆数を適当な
ビット精度で丸めたものである。この一連の処理を次式
（３）に示す。

Ｚ（ｔ）＝ｈ（ｔ）＊Ｘ（ｔ）Ｚ′（ｔ）＝ｈ′（ｔ）＊Ｘ（ｔ）Ｚ″（ｔ）＝ｈ″（ｔ）＊Ｚ′（ｔ）（＊は畳み込み積分を表わす） …（３）線形補間と、この発明による変倍処理の周波数特性
を、それぞれ第11図（ａ）（ｂ）に示す。これらはそれ
ぞれｈ（ｔ）のフーリエ変換Ｈ（ｆ）およびｈ′（ｔ）
＊ｈ″（ｔ）のフーリエ変換Ｈ′（ｆ）・Ｈ″（ｆ）で
ある。

ただし、fx,fyはそれぞれ原離散化間隔Px,再離散化間
隔Pyの逆数である。前者では周波数fxでのみ零点を持つ
のに対し、後者では周波数fxとfyの極く近傍で零点を持
つ。今、原離散化信号にfy＋Δｆ（Δｆは０に近い周波
数）の周波数にピークを持つと仮定する。これは原連続
信号がその周波数成分をもっている場合以外に、原信号
の低周波成分（fx−fy−Δｆ）が離散化により畳込まれ
て低い周波数Δｆにシフトした場合にも起こり得る。こ
れらの周波数成分は再離散化により畳込まれて低い周波
数にシフトし、モアレノイズが発生する。線形補間では
補間処理によりfx＋Δｆの周波数成分はいくらか低減す
るが、周波数fyでの応答が変倍率によっては大きくなる
ため、完全になくすことはできず、依然としてモアレノ
イズが発生する。

これに対し、この発明の変倍処理では補間処理の周波
数応答がfyでほぼ０となるため、この極く近傍にあるモ
アレノイズを生ずるfy＋Δｆの周波数成分は再離散化の
前にほとんど除去され、モアレノイズは生じない。

次に、この発明によればビット精度を粗くしてもかす
り状ノイズが発生しない理由を述べる。ここで、かすり
状ノイズとは変倍画像を求める際の補間係数の和を揺ら
ぎに起因する格子状のノイズをいう。

第12図（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ原画像の画素間を
３ビットで分割（８分割）した場合の種々の変倍法を示
している。ここで、指定変倍率は11/15である。また、
変倍画像の各画素の原画像に対する参照範囲の両端をそ
れぞれa_j,b_jで表わしている。

第12図（ａ）の変倍法は、従来の投影法の補間演算精
度を粗くした方法であり、指定変倍率の逆数ｑを15/11
＝10.9/8で表わし、a_j＝b_j−１＝fn（ｊ・ｑ）として変
倍画像を求める。但し、fn（）は、小数点以下３ビッ
トでの丸めを意味する。この変倍法では、変倍画像の１
画素当りの原画素参照領域が必ずしも一定にならない。
このため、かすり状ノイズが生じる。

第12図（ｂ）の変倍法は、変倍率を2ⁿ/k（n,kは整
数）で近似する方法であり、変倍率の逆数ｑ′を10/8で
近似し、a_j＝b_j−１＝ｊ・ｑとして変倍画像を求める。
この方法では、変倍画像１画素当りの原画素参照領域が
一定（ｑ′）のため、かすり状ノイズが生じないが、変
倍率自体を丸めてしまうため、高精度に変倍率を設定で
きない。また、変倍率を高精度に設定するには、画素間
の分割ビット数ｎの値を大きくしなければならないの
で、回路規模が大きくなる。

第12図（ｃ）の変倍法は、この発明の実施例による方
法であり、指定変倍率ｒの逆数ｑを15/11＝10.9/8で表
わし、ｑ′＝fn（ｑ）,a_j＝fn（ｊ・ｑ）,b_j＝a_j＋ｑ′
として変倍画像を求めるものである。従って、この発明
の方法では、変倍画像１画素当りの原画素の参照領域が
一定（ｑ′）のため、かすり状ノイズが生じない。しか
も、変倍画像の再離散化位置（再サンプリング位置）a_j
自体は、高精度なｑを使って計算しているので、回路規
模をさほど増大させずに高精度の変倍率が設定できる。

なお、以上の実施例では変倍処理として全て一次元の
離散化密度を変換のみを行ったが、この発明は必ずしも
これに限るものではない。例えばzy軸上で定義されてい
る原画像信号に対し、まずｘ軸方向に拡大・縮小を行
い、その後、ｙ軸方向に拡大・縮小を行うことにより、
２次元の拡大・縮小を行うことができる。この場合、キ
ャリッジの移動に伴う変倍は行わなくて良い。勿論、こ
の変倍法による変倍処理とキャリジの移動による変倍動
作とを併用してもよい。

さらに、以上の実施例では変倍処理（離散化密度変換
処理）を信号処理回路で行ったが、同様の変換式に従っ
て処理をCPUを用いてソフトウェアで実行しても、同じ
効果が得られることは言うまでもない。その他、この発
明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

［発明の効果］この発明によれば、信号の実時間処理に適した演算数
の少ない構成で、モアレノイズやかすりノイズの発生を
抑えつつ変倍処理を行なうことができ、かつ変倍率を高
精度に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の変倍方法の一実施例における演算法
を説明するための図、第２図は補間法の原理を示す図、
第３図はこの発明が適用される画像入力装置の構成を示
すブロック図、第４図は第３図における画像読取り部の
構成を示すブロック図、第５図はこの発明の変倍方法の
他の実施例における演算法を説明するための図、第６図
は第３図における拡大／縮小回路のこの発明に基づく構
成を示すブロック図、第７図は第６図におけるコントロ
ーラ内の補間係数発生に関する部分の機能ブロック図、
第８図は線形補間の処理過程を示す図、第９図は線形補
間及びこの発明による変倍方法のインパルス応答を示す
図、第10図はこの発明による変倍方法の処理過程を示す
図、第11図は線形補間及びこの発明による変倍方法の周
波数応答を示す図、第12図は種々の変倍法における変倍
画像と原画像の参照領域との関係を示す図である。 14……拡大／縮小回路（変倍処理装置） 112〜114……第１の乗算器 115……加算器 116……第２の乗算器 200……累積加算部 201……第１の粗画素位置信号生成部 202……第２の粗画素位置信号生成部 203……補間係数発生部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル画像信号を指定変倍率に従って
変倍処理する方法において、変倍画像信号の画素位置をｎビット精度で計算するステ
ップと、計算された前記画素位置をｍビット（ｍ＜ｎ）精度に丸
めて第１の粗画素位置信号を得るステップと、前記第１の粗画素位置信号と前記指定変倍率を丸めた粗
変倍率、もしくは前記指定変倍率の逆数を丸めた粗逆数
とから、第２の粗画素位置信号を計算するステップと、前記第１および第２の粗画素位置信号に従って前記変倍
画像信号を計算するステップとを具備することを特徴とするディジタル画像信号の変倍
処理方法。
【請求項２】所定の初期値に指定変倍率によって定まる
定数を累積加算してｎビット精度の画素位置信号を出力
する累積加算手段と、前記累積加算手段から出力される画素位置信号をｍビッ
ト（ｍ＜ｎ）精度に丸めて第１の粗画素位置信号を得る
手段と、前記第１の粗画素位置信号と前記指定変倍率を丸めた粗
変倍率、もしくは前記指定変倍率の逆数を丸めた粗逆数
とから第２の粗画素位置信号を得る手段と、前記第１および第２の粗画素位置信号によって定まる補
間係数を原ディジタル画像信号に乗じて複数の乗算結果
を得る第１の乗算手段と、前記複数の乗算結果を加算する加算手段と、この加算手段により得られた加算結果に前記粗変倍率に
よって定まる規格化係数を乗じて変倍処理されたディジ
タル画像信号を出力する第２の乗算手段とを具備することを特徴とするディジタル画像信号の変倍
処理装置。
【請求項３】所定の初期値に指定変倍率によって定まる
定数を累積加算してｎビット精度の画素位置信号を出力
する累積加算手段と、前記累積加算手段から出力される画素位置信号をｍビッ
ト（ｍ＜ｎ）精度に丸めて第１の粗画素位置信号を得る
手段と、前記第１の粗画素位置信号と前記指定変倍率を丸めた粗
変倍率とから第２の粗画素位置信号を得る手段と、前記第１および第２の粗画素位置信号と前記粗変倍率に
よって定まる補間係数を原ディジタル画像信号に乗じて
複数の乗算結果を得る乗算手段と、前記複数の乗算結果を加算して変倍処理されたディジタ
ル画像信号を出力する加算手段とを具備することを特徴とするディジタル画像信号の変倍
処理装置。