(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの変倍処理を行う画像処理装置において、第１のクロックで前記画像データを書き込むとともに少なくとも前記第１のクロックの周波数と最大倍率に基づいて決定された前記第１のクロックのＮ倍の周波数の第２のクロックで読み出して出力する第１のラインメモリと、前記第２のクロックで前記第１のラインメモリの出力を書き込むとともに前記第２のクロックで読み出して出力する第２のラインメモリと、前記第１のラインメモリからの１回の出力及び前記第２のラインメモリからの（Ｎ−１）回の出力をもとに前記最大倍率までの任意の変倍率による副走査方向の変倍処理を行う処理手段を有していることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記処理手段は、前記第１のラインメモリの出力と前記第２のラインメモリの出力を交互に参照して前記変倍処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第２のラインメモリを複数備え、そのうちの１つに前記第１のラインメモリの出力を書き込むとともに、他の第２のラインメモリについてはそれぞれ別の第２のラインメモリの出力を書き込むように直列に接続されており、前記処理手段は、前記第１のラインメモリの出力及び複数の前記第２のラインメモリの出力をもとに前記変倍処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記処理手段は、前記第１のラインメモリの出力または複数の前記第２のラインメモリの出力のうちから１ないし複数の出力を選択的に参照して前記変倍処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第２のクロックの周波数は、前記第１のクロックの周波数の整数倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記処理手段は、設定された変倍率と前記第１のクロック及び前記第２のクロックの周波数比をもとに新たな変倍率を生成し、該変倍率に従って前記変倍処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像データ中の１ないし複数の画素データをもとに主走査方向の変倍処理を行う前段処理手段を備え、該前段画像処理手段の出力を前記第１のラインメモリに入力することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記前段画像処理手段は、縮小時のみ前記主走査方向へ変倍処理を行うものであることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第２のクロックの周波数は、主走査方向の変倍率も考慮して決定されることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記画像データは、原稿読取手段と原稿を相対的に移動させて画像を読み取る原稿読取装置で読み取ったものであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
さらに、変倍後の画像データを受け取って所定の画像を認識する画像認識手段を有し、前記処理手段は、前記画像認識手段において最適な画像が得られるように変倍処理を行うことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
画像を読み取る画像読取手段と、該画像読取手段で読み取った画像データに対して変倍処理を行う請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置と、該画像処理装置で変倍処理を行った画像データから所定の画像を認識する画像認識手段と、該画像認識手段による認識結果に従って前記画像読取手段で読み取った画像データの出力を制御する画像出力制御手段を有することを特徴とする画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを任意の変倍率で変倍する画像処理装置、及びその画像処理装置を用いた画像入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像データを副走査方向に関して拡大処理を行うものとしては、画像データをページメモリに一度蓄えてから、順次必要なラインを読み出すという画像処理装置が多数知られている。例えば特開平１１−１２２４８１号公報に記載されている画像処理装置では、拡大処理手段をメモリ手段の後段に備え、メモリ手段から読み出された画像信号を拡大処理し、拡大画像が出力される。このような装置では、入力された１ページ分の画像信号を一度メモリに書き込んでから読み出すという動作が発生するため、出力画像を得るのに長時間を要することになる。さらに、１ページ分の画像を格納できるだけのメモリを備えなければならず、コストの増大を引き起こす。
【０００３】
これに対し、ページメモリを必要とせず、またリアルタイムに出力画像を得ることができるものとして、書込みと読出しで周波数の異なるクロックに同期して動作するラインメモリを用いて画像の変倍を実現する画像処理装置がある。例えば特開平１０−２０７４３２号公報に記載されている画素数変換装置では、書込みクロックに同期してラインメモリに書き込み、書込みクロックの周波数に対応して画素数の変換比率に基づく周波数の読出しクロックに同期してラインメモリから読み出すことにより、画像データの変倍を実現している。しかし、このような方法でデジタル複写機のように任意かつ精細な変倍率で変倍を実現するためには、任意の周波数のクロックを生成可能なクロック生成手段を備えたり、クロック生成手段を複数備える必要があり、コスト高になるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、画像データの変倍に際し、ページメモリを必要とせず、リアルタイムに、任意かつ精細な変倍率で変倍を実現す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ものである。また、このような画像処理装置を用いた画像入力装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像データの変倍処理を行う画像処理装置において、第１のクロックで画像データを第１のラインメモリに書き込み、少なくとも前記第１のクロックの周波数と最大倍率に基づいて決定された第２のクロックで第１のラインメモリから読み出して出力する。また、第１のラインメモリから出力された画像データは、第２のクロックで第２のラインメモリに書き込まれ、第２のクロックで読み出されて出力される。例えば最大倍率が整数倍の場合、第２のクロックの周波数を第１のクロックの周波数の整数（Ｎ）倍とすればよい。この場合、１ラインの画像データを第１のラインメモリに書き込む間に、第１のラインメモリから１回と第２のラインメモリから（Ｎ−１）回、画像データが出力される。従って、副走査方向にＮ倍の拡大処理を行うためのラインが補充できることになる。第２のクロックの周波数は、さらに主走査方向の変倍率も考慮して決定するとよい。
【０００６】
処理手段は、このようにして最大倍率に基づいて（あるいはさらに変倍率も考慮して得られた）、ラインが補充された画像データを第１のラインメモリ及び第２のラインメモリから受け取り、副走査方向の変倍処理を行う。例えば第１のラインメモリからの出力と第２のラインメモリからの出力を交互に参照し、例えば不要ラインを間引くことによって、任意の変倍率で副走査方向に変倍処理した画像データを得ることができる。このとき、設定された変倍率と、第１のクロック及び第２のクロックの周波数比をもとに、新たな変倍率を生成し、生成した新たな変倍率に従って変倍処理を行うことになる。
【０００７】
例えば第２のラインメモリを複数備えている構成でもよく、その場合には、第２のラインメモリのうちの１つに第１のラインメモリの出力を書き込むとともに、他の第２のラインメモリについてはそれぞれ別の第２のラインメモリの出力を書き込むように直列に接続しておく。そして、処理手段は、第１のラインメモリの出力及び複数の第２のラインメモリの出力をもとに、例えば補間演算などの変倍処理を行えばよい。変倍処理の際には、第１のラインメモリの出力または複数の前記第２のラインメモリの出力のうちから１ないし複数の出力を選択的に参照して、変倍処理を行うことができる。
【０００８】
主走査方向に関しては、画像データ中の１ないし複数の画素データをもとに主走査方向の変倍処理を行う前段処理手段を設け、前段画像処理手段の出力を第１のラインメモリに入力するように構成することができる。このとき、前段処理手段は、縮小時のみ前記主走査方向へ変倍処理を行うように構成することにより、第１のラインメモリ及び第２のラインメモリの容量を必要最小限に抑えることができる。なお、主走査方向の拡大処理については、処理手段で行ったり、さらに後段に主走査方向の拡大処理を行う手段を設ければよい。
【０００９】
このような変倍処理の機能を利用し、例えば原稿読取手段と原稿を相対的に移動させて画像を読み取る原稿読取装置で読み取った画像データに対して変倍処理を行うように構成することができる。これによって、原稿読取時に相対的な移動速度を低下させずに、拡大された画像を入力することが可能になる。また、原稿読取装置の移動速度を固定しても倍率を変更することができ、原稿読取装置の構造を簡素化することができる。
【００１０】
また、変倍後の画像データを受け取って所定の画像を認識する画像認識手段を設けた画像処理装置、及び、画像認識手段による認識結果に従って画像データの出力を制御する画像出力制御手段を設けた画像入力装置として構成することも可能である。この場合、画像認識手段は入力される画像データの変形などによって画像の認識精度が左右されるが、処理手段により画像認識手段において最適な画像が得られるように変倍処理を行うことによって、画像認識手段における認識精度を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の画像処理装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。図中、１は第１ラインメモリ、２は第２ラインメモリ、３は第１画像処理部、４は制御部、１１は入力画像データ、１２は第１クロック信号、１３は第２クロック信号、１４は出力画像データである。第１ラインメモリ１は、第１クロック信号１２に従って入力画像データ１１を書き込み、第２クロック信号１３に従って画像データを読み出して出力するものである。また、第２ラインメモリ２は、第１ラインメモリ１から第２クロック信号１３に従って読み出された画像データを、同じく第２クロック信号１３に従って書き込み、第２クロック信号１３に従って読み出して出力するものである。
【００１２】
第２クロック信号１３の周波数は、第１クロック信号１２の周波数と最大倍率に基づいて決定されている。例えば最大倍率がＮ倍であるとき、第２クロック信号１３の周波数は、第１クロック信号１２のＮ倍の周波数とすることができる。以下の説明では、簡単のため、Ｎ＝２として説明する。
【００１３】
第１画像処理部３は、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２から出力される画像データを受け取り、これらの画像データを交互に参照して、副走査方向の変倍処理を行う。このとき、設定されている変倍率と、第１クロック信号１２及び第２クロック信号１３の周波数比をもとに、新たな変倍率を生成し、生成した変倍率に従って変倍処理を行う。副走査方向の変倍処理は、第１ラインメモリ１から出力される画像データ及び第２ラインメモリ２から出力される１ライン分ごとの画像データを、ライン単位で適宜間引くことによって行うことができる。変倍処理後の画像データを、出力画像データ１４として出力する。
【００１４】
制御部４は、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２に対する画像データの書き込み開始及び読み出し開始のタイミングを制御したり、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２の読み出しタイミングに同期して、第１画像処理部３の動作を制御する。なお図示していないが、第１クロック信号１２及び第２クロック信号１３を用いて制御するように構成してもよい。
【００１５】
次に、本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における動作について説明する。図２は、本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャート、図３は、同じく一部の拡大図である。図中、ａは第１クロック信号１２、ｂは第２クロック信号１３、ｃは第１ラインメモリ１へ書き込まれる画像データ（すなわち入力画像データ１１）、ｄは第１ラインメモリ１より読み出される画像データ、ｅは第２ラインメモリ２へ書き込まれる画像データ（ｄと同データ）、ｆは第２ラインメモリ２より読み出される画像データである。ここでは、第２クロック信号１３が第１クロック信号１２の２倍の周波数であり、画像データは副走査方向に２００％までの拡大処理が可能な例を示している。また図３には、１ライン８画素として１ライン分のタイミングチャートを拡大して示している。
【００１６】
まず、入力画像データ１１がｃで示すように入力され、ａに示す第１クロック信号１２に同期して第１ラインメモリ１に書き込まれる。１ライン分の画像データが書き込まれた後、ｂに示す第２クロック信号１３に同期して第１ラインメモリ１より画像データが読み出される。例えばライン０の入力画像データ１１が第１ラインメモリ１に書き込まれると、次のライン１の入力画像データ１１が書き込まれるタイミングで、既に書き込まれているライン０の画像データが読み出されることになる。上述のように第２クロック信号１３は第１クロック信号１２の２倍の周波数であるので、ｄに示すように、第１ラインメモリ１については書き込み時の半分の時間で画像データを読み出すことができる。
【００１７】
第１ラインメモリ１より読み出された画像データは、第１画像処理部３に入力されるとともに、ｅに示すように第２ラインメモリ２へ第２クロック信号１３（ｂ）に同期して書き込まれる。１ライン分の画像データが書き込まれると、ｆに示すように、第２ラインメモリ２から画像データを読み出す。この第２ラインメモリ２からの画像データの読み出しは、ｂに示す第２クロック信号１３に同期して行われる。
【００１８】
また通常、画像データのライン間には数クロックの無効期間が存在する。そのため、第１ラインメモリ１へ入力画像データ１１を書き込むのに要する時間およびライン間の無効期間の間に、第２ラインメモリ２への画像データの書き込みと読み出しを行う。これによって、第１ラインメモリ１より読み出された画像データ（ｄ）と第２ラインメモリ２より読み出された画像データ（ｆ）を用いることにより、常に副走査方向に２００％の拡大画像が得られることになる。
【００１９】
第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２から読み出された画像データ（ｄ及びｆ）は、第１画像処理部３に送られる。第１画像処理部３では、時間的にずれて出力される第１ラインメモリ１から読み出された画像データ（ｄ）と第２ラインメモリ２から読み出された画像データ（ｆ）を交互に参照し、変倍処理を行う。画像データの参照の際に、画像データ（ｄ）と画像データ（ｆ）を切り替えてもよいが、ここでは第１ラインメモリ１から読み出された画像データ（ｄ）と及び第２ラインメモリ２から読み出された画像データ（ｆ）の論理和をとり、副走査方向に２００％の拡大画像を得る。
【００２０】
そして、あらかじめ設定された変倍率に従って副走査方向への縮小処理が行われる。このとき、最大倍率である２００％への拡大画像が得られているので、常に縮小処理となる。例えば、入力画像データ１１に対し、出力画像データ１４として副走査方向に１２０％の画像データを得たいとする。このとき、第１画像処理部３において変倍処理を行う以前の画像データは副走査方向に２００％に拡大されているので、１２０％／２００％＝６０％の副走査方向への縮小処理を行えばよい。このように新たに変倍率を算出し、縮小処理を行うことによって、最大倍率（ここでは２００％）までの任意の変倍率で副走査方向への拡大、縮小を行うことが可能である。
【００２１】
図４は、本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における第１画像処理部３内での変倍処理時の一例を示すタイミングチャートである。図中、ｄとｆは図２，図３と同様である。ｇはｄとｆの論理和をとった画像データである。またｈは変倍係数加算結果である。ここで変倍係数とは、変倍率の逆数で表される値である。以下の説明では、上述の例のように新たに算出した変倍率を６０％（＝１２０％／２００％）とし、この場合の変倍係数は１／６０％＝１．６６７となる。ｉは変倍係数加算結果の前結果である。ｊは出力画像データである。
【００２２】
上述のように、第１画像処理部３は、この例では第１ラインメモリ１から出力される画像データｄと第２ラインメモリ２から出力される画像データｆの論理和を演算し、画像データｇとする。
【００２３】
変倍係数加算結果ｈは初期値を０とし、出力画像データ１４の出力を１ライン終了後に変倍係数（この例では１．６６７）が加算され、更新される。変倍係数加算結果の前結果ｉは初期値を０とし、論理和の画像データｇの１ライン終了後に同期して、変倍係数加算結果ｈのデータを出力する。
【００２４】
変倍処理として、ここでは変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較し、差が２以上であれば無効ラインとしてそのタイミングでのラインを出力せず、差が２未満であれば有効ラインとしてそのタイミングでのラインを出力する。このようにして新たに算出した変倍率に従ったラインの間引き（縮小処理）を行い、副走査方向に変倍処理を実現する。もちろん、第１画像処理部３で行う変倍処理として、他の種々の方法を適用してもよい。
【００２５】
例えば図４において、論理和の画像データｇにおける１番目のライン０は、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較すると、２以上でないので、有効ラインであり、ｊに示すように出力画像データ１４として出力される。このとき、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉはともに更新され、変倍係数加算結果ｈは１．６６７、変倍係数加算結果の前結果ｉは０．０となる。
【００２６】
次に、論理和の画像データｇにおける２番目のライン０は、変倍係数加算結果ｈ，変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較すると、２以上でないので、有効ラインであり、ｊに示すように出力画像データ１４として出力される。このとき、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉはともに更新され、変倍係数加算結果ｈは３．３３３、変倍係数加算結果の前結果ｉは１．６６７となる。
【００２７】
１番目のライン１は、変倍係数加算結果ｈ，変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部が２以上の差であるので、無効ラインであり、出力画像データ１４へは出力されない。このとき、変倍係数加算結果ｈは更新されず３．３３３のままである。また、変倍係数加算結果の前結果ｉは更新され３．３３３となる。
【００２８】
変倍処理として、ここでは変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較し、差が２以上であれば無効ラインとしてそのタイミングでのラインを出力せず、差が２未満であれば有効ラインとしてそのタイミングでのラインを出力する。このようにして新たに算出した変倍率に従ったラインの間引き（縮小処理）を行い、副走査方向に変倍処理を実現する。
【００２９】
上述の例では、第２クロック信号１３が第１クロック信号１２の２倍の周波数である場合を説明したが、第２クロックを第１クロックの３倍、４倍もしくはそれ以上の倍数とした場合、３００％（３倍）、４００％（４倍）もしくはそれ以上の拡大が可能である。例えばＮ倍の拡大が可能であるとき、第１ラインメモリ１から出力される画像データと、第２ラインメモリ２を第２クロック信号１３に従って（Ｎ−１）回読み出して出力される画像データとによって、副走査方向にＮ倍に拡大した画像データを得ることができる。この副走査方向にＮ倍に拡大した画像データを、設定された変倍率に従って算出された新たな変倍率で縮小処理を行えばよい。
【００３０】
このようにして、画像データを１ページ分格納するメモリを設けることなく、また、クロック周波数を設定された変倍率に従って変更することなく、非常に簡単な回路によって、任意かつ精細な変倍率で変倍を実現することができる。
【００３１】
図５は、本発明の画像処理装置の第２の実施の形態を示すブロック構成図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。５は第２ラインメモリである。この第２の実施の形態では、複数の第２ラインメモリを直列に接続し、複数ラインの画像データを元にした変倍処理を可能とした例を示すものである。
【００３２】
第２ラインメモリ５は、第２ラインメモリ２と同様、第２クロック信号１３に従って画像データを書き込み、また第２クロック信号１３に従って読み出して出力するものであるが、書き込む画像データは第２ラインメモリ２の出力である。このように構成することによって、第２ラインメモリ２と第２ラインメモリ５を直列に接続している。
【００３３】
第１画像処理部３では、第１ラインメモリ１，第２ラインメモリ２，第２ラインメモリ５から出力された画像データが入力される。これらの画像データのうち、１ないし複数の画像データを選択的に参照し、例えば補間演算などによって変倍処理を行い、所定の変倍率の出力画像データ１４を生成して出力する。もちろん、補間演算以外の方法で変倍処理を行ってもよい。また制御部４は、第２ラインメモリ５についてもその書込み及び読出しのタイミング制御を行う。
【００３４】
次に、本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における動作について説明する。図６は、本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２，５への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャート、図７は、同じく一部の拡大図である。図中、ａ〜ｆは図２，図３と同様である。ｋは第２ラインメモリ５へ書き込まれる画像データ、ｍは第２ラインメモリ５より読み出される画像データである。なお、この例においても、第２クロック信号１３が第１クロック信号１２の２倍の周波数であり、画像データは副走査方向に２００％までの拡大処理が可能な例を示している。また図７には、１ライン８画素として１ライン分のタイミングチャートを拡大して示している。
【００３５】
まず、ｃに示すように入力画像データ１１が入力され、ａに示す第１クロック信号１２に同期して入力画像データ１１が第１ラインメモリ１に書き込まれる。１ライン分の画像データが書き込まれた後、ｂに示す第２クロック信号１３に同期して第１ラインメモリ１から画像データｄが読み出される。例えばライン０の入力画像データ１１が第１ラインメモリ１に書き込まれると、次のライン１の入力画像データ１１が書き込まれるタイミングで、既に書き込まれているライン０の画像データが第１ラインメモリ１から読み出されることになる。上述のように第２クロック信号１３は第１クロック信号１２の２倍の周波数であるので、ｄに示すように、第１ラインメモリ１については書き込み時の半分の時間で画像データを読み出すことができる。
【００３６】
第１ラインメモリ１から読み出された画像データｄは、ｂに示す第２クロック信号１３に同期して、ｅに示すように第２ラインメモリ２へ書き込まれる。１ライン分の画像データが第２ラインメモリ２へ書き込まれると、第２ラインメモリ２より第２クロックｂに同期して画像データｆが読み出される。第２ラインメモリ２より読み出された画像データｆは、ｂに示す第２クロック信号１３に同期して、ｋに示すように第２ラインメモリ５へ書き込まれる。
【００３７】
次に第２ラインメモリ５から画像データを読み出す。上述のように、第２ラインメモリ５からの画像データの読出しは第２クロックに同期して行われ、第２クロックは第１クロックの２倍の周波数である。従って、ｍに示すように、第１ラインメモリ１へ１ラインの画像データを書き込むのに要する時間に、第２ラインメモリ５から１ライン分の同じ画像データを２度読み出すことが可能である。このように、第２ラインメモリ５からは、常に副走査方向に２００％の拡大画像が得られることになる。しかも、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２よりも１ライン前の画像データを出力することができる。
【００３８】
このようにして、上述の第１の実施の形態と同様にして第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２から副走査方向に２００％の拡大を行った画像データが得られるとともに、その画像データより１ライン前の画像データについて、副走査方向に２００％の拡大を行った画像データが第２ラインメモリ５から得られる。
【００３９】
第１ラインメモリ１および第２ラインメモリ２，５から出力された画像データは、第１画像処理部３に入力される。第１画像処理部３では、第２ラインメモリ２から出力された画像データと、第１ラインメモリ１から出力された画像データあるいは第２ラインメモリ２から出力された画像データのいずれかとを用い、補間演算等によって変倍処理を行う。第２ラインメモリ５から供給されている画像データｍは、同じラインの画像データが１番目、２番目と２度供給されているが、１番目の画像データは補間演算用に第１ラインメモリ１からの画像データｄとともに用い、２番目の画像データは補間演算用に第２ラインメモリ２からの画像データｆとともに用いる。なお、図６においては、補間演算に用いる画像データについて、ハッチングを施して示している。
【００４０】
第１画像処理部３ではあらかじめ設定された変倍率で副走査方向への縮小処理が行われる。例えば、ｃに示す入力画像データ１１に対し、出力画像データ１４として副走査方向に１２０％の画像データを得るとする。このとき、第１画像処理部３に入力される画像データｍは副走査方向に２００％に拡大された画像であるので、１２０％／２００％＝６０％の副走査方向への縮小処理を行えばよい。このように新たに変倍率を算出し、縮小処理を行うことによって、最大倍率（ここでは２００％）までの任意の変倍率で副走査方向への拡大、縮小を行うことが可能である。
【００４１】
図８は、本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における第１画像処理部３内での変倍処理時の一例を示すタイミングチャートである。図中のｄ，ｆ，ｍは図６，図７と、またｈ，ｉ，ｊは図４と同様である。なお、この例においても新たに算出された変倍率は６０％（＝１２０％／２００％）とする。この場合の変倍係数は１／６０％＝１．６６７である。
【００４２】
また、この例においても、第１画像処理部３で行われる変倍処理として、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較し、差が２以上であれば無効ラインとしてそのタイミングでのラインを出力せず、差が２未満であれば有効ラインとして補間処理によって１ライン分の画像データを生成して出力画像データ１４として出力する。このときの画素濃度補間演算は、第１ラインメモリ１より読み出された画像データｄ、第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍ及び変倍係数加算結果ｈの小数部を用いて計算する。例えば、
（１−ｈの小数部）×ｍの画素濃度＋ｈの小数部×ｄの画素濃度
で計算することができる。あるいは、第２ラインメモリ２より読み出された画像データｆ、第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍ及び変倍係数加算結果ｈの小数部を用いて、例えば、
（１−ｈの小数部）×ｍの画素濃度＋ｈの小数部×ｆの画素濃度
で計算することができる。このいずれかを用いて、出力画像データ１４の濃度を計算すればよい。もちろん、第１画像処理部３で行う変倍処理として、他の種々の方法を適用してもよい。
【００４３】
変倍係数加算結果ｈは初期値を０とし、第１画像処理部３における１ライン出力の終了後に同期して変倍係数が加算され、更新される。変倍係数加算結果の前結果ｉは初期値を０とし、第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍの１ライン終了後に変倍係数加算結果ｈのデータを出力する。第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍの１番目のライン０においては、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較すると、２以上でないので有効ラインであり、ｊに示すように出力画像データ１４を生成して出力する。このときの変倍係数加算結果ｈは０．０であるので、出力画像データ１４の画素濃度は（１−０）×ｍの画素濃度＋０×ｄの画素濃度＝ｍの画素濃度となる。すなわち、第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍが出力されることになる。出力画像データ１４の１ライン分出力終了後に、変倍係数加算結果ｈ，変倍係数加算結果の前結果ｉはともに更新され、変倍係数加算結果ｈは１．６６７、変倍係数加算結果の前結果ｉは０．０となる。
【００４４】
次に第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍの２番目のライン０においては、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較すると、２以上でないので有効ラインであり、ｊに示すように出力画像データ１４が出力される。出力画像データ１４の画素濃度は、変倍係数加算結果ｈが１．６６７であるので、（１−０．６６７）×ｍの画素濃度＋０．６６７×ｆの画素濃度により得られる。出力画像データ１４の１ライン分出力終了後に、変倍係数加算結果ｈ，変倍係数加算結果の前結果ｉはともに更新され、変倍係数加算結果ｈは３．３３３、変倍係数加算結果の前結果ｉは１．６６７となる。
【００４５】
第２ラインメモリ５より読み出された画像データｍの１番目のライン１においては、変倍係数加算結果ｈと変倍係数加算結果の前結果ｉの整数部の差を比較すると２以上であるので、無効ラインであり、ｊに示すように出力画像データ１４は出力されない。このとき、変倍係数加算結果ｈは更新されずに３．３３３のままとなり、変倍係数加算結果の前結果ｉのみ更新され、３．３３３となる。
【００４６】
このように、変倍係数を順次加算し、整数部を前結果と比較していくことにより、副走査方向へ間引くラインを選択し、出力画像データを出力するラインについては変倍係数加算結果の小数部、画素濃度補間演算の参照用データを用い、画素濃度補間演算をしながら縮小処理を行う。このようにして、副走査方向に２００％へ拡大した画像データを用い、複数ラインの画像データから補間処理を用いた縮小処理を行って、所定の変倍率の画像データを得るので、結果的に副走査方向への２００％までの任意の変倍率で変倍を行うことが可能である。
【００４７】
本実施例では、第２クロック信号１３を第１クロック信号１２の２倍の周波数とし、２００％までの副走査方向への変倍が可能な例を示した。しかしこれに限らず、３００％、４００％もしくはそれ以上の拡大を行うこともできる。その場合、第２クロック信号１３を第１クロック信号１２の３倍、４倍もしくはそれ以上の倍数とし、第２ラインメモリの個数をさらに１つ、２つあるいはそれ以上を直列に接続することにより実現することができる。
【００４８】
なお、図６，図７に示したタイミングチャートでは、第１ラインメモリ１から画像データを読み出し、その画像データを第２ラインメモリ２に書き込む際には、第２ラインメモリ２からの読み出し及び第２ラインメモリ５への書き込みを行っていない。しかし、このタイミングにおいては、第２ラインメモリ２からの読み出し及び第２ラインメモリ５への書き込みを行っても支障はない。この場合、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ５とともに、第２ラインメモリ２からも画像データが出力されることになるので、第１画像処理部３において、これらの出力を選択して参照すればよい。また、この場合には、第１ラインメモリ１の出力と、第２ラインメモリ２の出力とから補間演算を行うように構成することも可能である。
【００４９】
図９は、本発明の画像処理装置の第３の実施の形態を示すブロック構成図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。６は第２画像処理部である。この第３の実施の形態では、上述の第１の実施の形態の第１ラインメモリ１の前段に第２画像処理部６を備えたものであり、主走査方向に関しても変倍処理を行う構成を示している。なお、この第３の実施の形態において、副走査方向の変倍に関しては、上述の第１の実施の形態と同様の処理を行うので、ここでは説明を省略する。
【００５０】
第２画像処理部６は、入力画像データ１１中の１ないし複数の画素データをもとに主走査方向の変倍処理を行い、主走査方向の変倍結果を第１のラインメモリ１に入力する。このとき、第２画像処理部６は主走査方向に関して縮小処理のみを行う。また第１画像処理部３は、副走査方向の変倍に加え、主走査方向に関して拡大処理を行う。あるいは第１画像処理部３の後段に主走査方向に関して拡大処理を行う第３画像処理部を設けてもよい。
【００５１】
すなわち、主走査方向の変倍については、縮小処理は第２画像処理部６において行い、拡大処理は第１画像処理部３において行う。このように拡大処理を後段において行うことによって、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２の容量の増加を抑え、少ない容量によって変倍処理を行うことができる。
【００５２】
図１０は、本発明の画像処理装置の第３の実施の形態において主走査方向に変倍処理を行う際の各部間の画像データのデータ幅の一例の説明図である。図１０では、矩形の個数によってデータ幅の多少を表現している。図１０（Ａ）は主走査方向への縮小処理時を示している。主走査方向への縮小を行う場合には、入力画像データ１１が入力されると、第２画像処理部６において主走査方向への縮小処理が行われ、図１０（Ａ）に示すように、第２画像処理部６の出力は１ラインのデータ幅が少なくなる。次に第１ラインメモリ１、第２ラインメモリ２及び第１画像処理部３において副走査方向の変倍処理を行い、出力画像データ１４が出力される。この場合、第１画像処理部３では主走査方向の変倍処理は行わない。
【００５３】
図１０（Ｂ）は主走査方向への拡大処理時を示している。主走査方向への拡大を行う場合には、入力画像データ１１に対して第２画像処理部６では処理は行われない。そのため、図１０（Ｂ）に示すように第２画像処理部６から出力される画像データの１ラインのデータ幅は変わらない。次に第１ラインメモリ１、第２ラインメモリ２及び第１画像処理部３において副走査方向の変倍処理を行い、さらに第１画像処理部３において主走査方向への拡大処理を行う。従って、図１０（Ｂ）に示すように、出力画像データ１４は１ラインのデータ幅が広くなる。
【００５４】
このような構成により、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２へ書き込むデータ量は最大で等倍処理時のライン幅に相当するデータ量で済み、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２のコスト削減を図ることができる。このとき、主走査方向への拡大はライン間の無効期間に相当するデータ量までしか画素を補充できない。そこで、副走査方向の最高倍率とともに主走査方向の変倍率をも考慮して、第２クロック信号１２の周波数をさらにあげる。これにより、副走査方向の変倍後の各ライン間の無効期間を広げ、主走査方向の最高変倍率をあげることが可能である。
【００５５】
図１１は、本発明の画像処理装置の第３の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。図中のａ〜ｆは図２と同様である。図１１（Ａ）は、第２クロック信号１３の周波数が第１クロック信号１２の周波数の２倍であるときのタイミングチャートであり、図１１（Ｂ）は、第２クロック信号１３の周波数が第１クロック信号１２の周波数の３倍であるときのタイミングチャートである。図１１（Ａ）、（Ｂ）いずれの場合も副走査方向への最大変倍率は２００％としており、第１ラインメモリ１へ画像データを書き込む間に、第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２から２ライン分の画像データを読み出している。
【００５６】
図１１（Ａ）に示すように、第２クロック信号１３の周波数が第１クロック信号１２の周波数の２倍である場合、第１ラインメモリ１から読み出された画像データｄと、第２ラインメモリ２から読み出された画像データｆとの間の期間、すなわち、図１１（Ａ）において無効期間として示した期間が短い。そのため、主走査方向に拡大して画素データを増加できる期間は、この短い期間しかなく、主走査方向への拡大率が非常に制限されてしまう。
【００５７】
図１１（Ｂ）に示すように、第２クロック信号１３の周波数が第１クロック信号１２の周波数の３倍である場合、第１ラインメモリ１から読み出された画像データｄと、第２ラインメモリ２から読み出された画像データｆとの間の無効期間が、図１１（Ａ）に示す場合よりも長い。この長い無効期間に多くの画素データを出力することができるので、主走査方向へ大きな変倍率で拡大して画素が増加した場合にも対応することができ、主走査方向への最高変倍率をあげることが可能となる。
【００５８】
図１１では第２クロック信号１３の周波数が第１クロック信号１２の２倍及び３倍のときについて説明したが、第２クロック信号１３の周波数を第１クロック信号１２の４倍、５倍あるいはそれ以上とすることにより、さらに主走査方向への最高変倍率をあげることも可能である。このように、第２クロック信号１３の周波数は、副走査方向の最高倍率と第１クロック信号１２の周波数とともに、主走査方向の最高倍率も考慮して決定するとよい。
【００５９】
なお、この第３の実施の形態では、上述の第１の実施の形態に基づいた構成をもとに説明を行ったが、もちろん、上述の第２の実施の形態に基づいた構成も可能である。
【００６０】
以下、本発明の画像処理装置の応用例について、いくつか示す。図１２は、本発明の画像処理装置の第１の応用例を示すブロック図、図１３は、スキャニング装置の一例を示す構成図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。２１はスキャニング装置、２２は画像処理装置、３１はプラテン、３２は原稿、３３は原稿読取部である。この第１の応用例では、スキャニング装置２１で読み取った画像を入力画像データ１１として本発明の画像処理装置２２に入力し、変倍処理を行う例を示している。
【００６１】
スキャニング装置２１は、原稿上の画像を読み取り、画像データをラインごとに出力する。スキャニング装置２１の構成としてはいくつかの方式があるが、図１３にはフラットベッド型のスキャナを示している。原稿３２は、例えば透明ガラスなどがはめ込まれたプラテン３１上に載置される。そして、透明ガラスを挟んで対向する原稿読取部３３によって原稿３２上の画像を光学的に読み取り、画像データとして出力する。原稿３２上の画像を読み取る際には、図１３に矢印で示す方向に原稿読取部３３を移動させながら、矢印と略直交する方向に画像を読み取る。
【００６２】
このような構成において、スキャニング装置２１は、副走査方向への変倍指示があっても一定の速度で原稿読取部３３を移動させればよく、変倍処理は本発明の画像処理装置２２において行えばよい。特に副走査方向への拡大処理時には、原稿読取部３３の移動速度を遅くする必要がなく、読み取り処理の高速化が可能になる。また、原稿読取部３３の移動速度が一定であるために、原稿読取部３３の制御機構が簡素化されるという効果も得られる。
【００６３】
なお、図１２では本発明の画像処理装置２２の構成として、上述の第３の実施の形態に基づいた構成を示しているが、例えば第１の実施の形態及び第２の実施の形態に基づいた構成も可能である。
【００６４】
図１４は、本発明の画像処理装置の第２の応用例を示すブロック図である。図中、４１はスキャニング装置、４２は画像処理装置、４３は画像認識部、４４は画像出力制御部、４５は読取画像データ、４６は認識結果、４７は出力画像データである。この第２の応用例では、本発明の画像処理装置を、画像認識部を備えた画像入力装置に組み込んだ例を示している。このような構成は、例えばデジタルカラー複写機の画像入力及び画像処理を行う部分に適用することができる。
【００６５】
スキャニング装置４１は、例えば図１３に示した構成を有するものであり、読取画像データ４５を出力する。この構成では、副走査方向の変倍は、スキャニング装置４１中の画像読取部３３を移動させる速度を変化させることによって行う。主走査方向については、画像読取部３３の最高解像度のままの画像データが出力されるものとする。
【００６６】
画像出力制御部４４は、スキャニング装置４１から出力される読取画像データ４５をもとに、主走査方向の変倍処理を行って、出力画像データ４７として出力する。このとき、画像認識部４３からの認識結果４６に従い、後述するように出力制御を行う。
【００６７】
画像処理装置４２は、上述の本発明の画像処理装置であり、スキャニング装置４１で行った副走査方向の変倍処理を、元に戻すように副走査方向の変倍処理を行う。なお、画像処理装置４２として、上述の第１ないし第３の実施の形態で示した構成あるいはその変形例など、いずれの構成でも適用可能である。
【００６８】
画像認識部４３は、読取画像データ４５中に複写が禁止されている画像が含まれているか否かを認識し、認識結果４６を出力するものである。最近、複写機のデジタル化、カラー化、高解像度化に伴い、紙幣あるいは有価証券等を複写するという違法行為が深刻化している。こういった行為の対策として、複写しようとする原稿が紙幣あるいは有価証券等の複写してはいけない対象であるか否かを、この画像認識部４３において行っている。この画像認識部４３によって原稿が紙幣あるいは有価証券等と認識された場合、画像出力制御部４４において、例えば画像を出力しない等の処理が行われるように構成されている。
【００６９】
このような構成において、画像認識部４３が正確に画像認識処理を行うためには、画像認識部４３に対して等倍の画像が入力されることが望ましい。しかし、変倍が指定されている場合、上述のようにスキャニング装置４１において副走査方向の変倍処理を行っている。そのため、スキャニング装置４１から出力される読取画像データ４５は、原画像に対して副走査方向に伸びた画像であったり、潰れた画像であったりする。このような読取画像データ４５に基づいて画像認識処理を行うと、紙幣や有価証券などを認識できない場合が発生する。
【００７０】
しかし図１４に示した構成では、画像認識部４３の前段に、副走査方向について等倍画像に戻すための画像処理装置４２が設けられている。そのため、スキャニング装置４１で副走査方向の変倍が行われても、画像認識部４３では等倍の画像を用いて画像認識処理を行うことができ、良好に紙幣や有価証券などの複写してはならない画像を認識することができる。
【００７１】
また、出力画像データ４７を生成するためには、画像認識部４３から認識結果４６が画像出力制御部４４に入力されなければならない。そのため、出力画像データ４７を早く出力するためには、画像処理装置４２および画像認識部４３において高速処理が必要となる。上述のように、本発明の画像処理装置４２では、画像の変倍処理を高速に行うことができるので、画像処理装置４２における変倍処理が高速化を阻害することはない。さらに、本発明の画像処理装置４２は構成が簡単であるので、複写機としてのコストを抑えることができる。
【００７２】
ここでは２つの応用例について示したが、もちろんこのほかにも、様々な用途に本発明の画像処理装置を適用することが可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来のようにページメモリを必要とせず、また変倍率に応じて周波数を変更するといった複雑な構成を必要とせず、リアルタイムに、しかも簡単な構成で、任意かつ精細な変倍率で変倍を実現することができる画像処理装置を提供することができるという効果がある。また、このような画像処理装置を画像入力装置に適用することによって、例えば画像読取装置の構成の簡略化や読取速度の高速化を実現でき、また画像認識手段を設けた構成では画像をリアルタイムに正規化することによって認識精度を向上させることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像処理装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】  本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図３】  本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２への書込み、読出しのタイミングの一例の一部拡大図である。
【図４】  本発明の画像処理装置の第１の実施の形態における第１画像処理部３内での変倍処理時の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】  本発明の画像処理装置の第２の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図６】  本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２，５への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図７】  本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２，５への書込み、読出しのタイミングの一例の一部拡大図である。
【図８】  本発明の画像処理装置の第２の実施の形態における第１画像処理部３内での変倍処理時の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】  本発明の画像処理装置の第３の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図１０】  本発明の画像処理装置の第３の実施の形態において主走査方向に変倍処理を行う際の各部間の画像データのデータ幅の一例の説明図である。
【図１１】  本発明の画像処理装置の第３の実施の形態における第１ラインメモリ１及び第２ラインメモリ２への書込み、読出しのタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】  本発明の画像処理装置の第１の応用例を示すブロック図である。
【図１３】  スキャニング装置の一例を示す構成図である。
【図１４】  本発明の画像処理装置の第２の応用例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…第１ラインメモリ、２，５…第２ラインメモリ、３…第１画像処理部、４…制御部、６…第２画像処理部、１１…入力画像データ、１２…第１クロック信号、１３…第２クロック信号、１４…出力画像データ、２１…スキャニング装置、２２…画像処理装置、３１…プラテン、３２…原稿、３３…原稿読取部、４１…スキャニング装置、４２…画像処理装置、４３…画像認識部、４４…画像出力制御部、４５…読取画像データ、４６…認識結果、４７…出力画像データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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