專利名稱:圖像轉(zhuǎn)換器的制作方法
本發(fā)明涉及圖像伸縮比(即圖像尺寸的放大或縮小)的變化或圖像清晰度的變化。本發(fā)明特別涉及一種這樣的圖像轉(zhuǎn)換器，它甚至能在各掃描行的行程中，通過隨意地增加或減小像素密度，使圖像伸縮比加大(放大)或減小(縮小)。
雖然日本已公開的第84358/83號(hào)專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N圖像放大裝置，但是由于它在表格存貯器內(nèi)只存放有效因數(shù)S，所以它不能可變地控制尋址，以便通過改變對(duì)應(yīng)于各存貯位置的有效因數(shù)的輸入地址運(yùn)算，讀出輸入圖像存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)。
隨著管理工作自動(dòng)化的發(fā)展，不僅對(duì)字符編輯的需求而且對(duì)圖像編輯的需求與日俱增。然而對(duì)于通用的圖像輸入/輸出裝置而言，由于字符與圖像的大小和清晰度都不統(tǒng)一，所以它們局部的變化或統(tǒng)一是難以實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明抓住這樣的難題作為要解決的主題。
由于注意到需要根據(jù)估計(jì)的像素位置信息依次位移參考像素區(qū)(參考窗)的位置來實(shí)現(xiàn)可變控制，所以當(dāng)隨意改變伸縮比時(shí)，將因數(shù)信息與參考像素位置信息一起存入表格存貯器內(nèi)。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例裝置的原理圖，圖2示出要調(diào)整掃描的像素位置關(guān)系示意圖，圖3示出放大示意圖，圖4示出參考窗區(qū)域W1和W2合在一起的縮小例，圖5是存入表格存貯器內(nèi)的信息格式圖。
圖1是實(shí)施例裝置的原理圖。輸入緩沖器1存放要變化伸縮比的原始圖像的像素信息。I1-I9表示存貯的各參考像素的亮度。輸出緩沖器2存放伸縮變化處理后的像素?cái)?shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)送到其后的顯示器和打印機(jī)。
本發(fā)明的圖像伸縮比轉(zhuǎn)換遵循所謂的擴(kuò)展卷積技術(shù)，它擴(kuò)展了卷積概念。
雖然在普通的卷積技術(shù)中參考像素的個(gè)數(shù)和像素位置都可隨意調(diào)整，但是需要說明的情況是將3×3的像素看做一個(gè)參考區(qū)(以下稱為“參考窗”)。
參見圖2，假設(shè)各像素的亮度為I1-I9，假設(shè)為伸縮比變化而確定的圖像位置是P點(diǎn)。因?yàn)镻點(diǎn)的估計(jì)亮度(插入亮度)受近處參考像素的影響大，受遠(yuǎn)處參考像素的影響小，所以它可用△x和△y的函數(shù)用下式表示P＝I1·f1(△x，△y)+……+I9·f9(△x，△y)＝Σi = 19]]>Ii·fi(△x，△y) (1)式中&Sigmafi(△x，△y)＝1。
在式(1)中，fi(△x，△y)可以認(rèn)為是一個(gè)比率，它表示各參考像素的亮度Ii對(duì)P點(diǎn)亮度P有多大影響，或稱為影響率。式中i＝1～9。設(shè)影響率為αi，因?yàn)棣羒＝fi(△x，△y)，所以式(1)可表示為
在簡單空間的普通卷積運(yùn)算中，當(dāng)輸出一個(gè)像素時(shí)，3×3參考窗的位置要位移一個(gè)像素位置。但是在完成伸縮比掃描的過程中，對(duì)于一種處理而言，3×3參考窗就不總是位移一個(gè)像素位置。因?yàn)榉糯笠馕吨鐚?00像素/英吋轉(zhuǎn)變?yōu)?00像素/英吋，如圖3所示，估計(jì)像素P1和P2的位置變得更近了。在計(jì)算P1和P2點(diǎn)的亮度P1和P2的過程中，這會(huì)引起同一參考像素對(duì)每個(gè)估計(jì)像素P1和P2的影響率變得不同。這樣亮度P1和P2的值可用下式表示P1＝
αi·IiP2＝
βi·Ii總之，因?yàn)殡S著放大率變高，估計(jì)像素間距變近，用同一參考窗((即沒有位移的參考窗)計(jì)算估計(jì)值的頻率變高。
從另一方面說，在縮小時(shí)，隨著縮小率的變高，估計(jì)的像素間距變遠(yuǎn)。參見圖4，假設(shè)參考像素區(qū)(窗)為W1和W2，W1與W2之間的位移量是兩個(gè)像素，也就是說，在此縮小例中通過將參考窗位移兩個(gè)像素位置可以充分地進(jìn)行縮小的處理?？傊?，在縮小時(shí)，需要位移n個(gè)像素。但是對(duì)于放大和縮小的情況下，在一條掃描線的處理中，位移不是一個(gè)常數(shù)，而是隨著估計(jì)像素的位置而變化的。因此在處理過程中，需要可變地控制位移。
由上可知，在以擴(kuò)展普通的卷積運(yùn)算來改變伸縮比時(shí)需要增加以下兩個(gè)控制因數(shù)(1)為每個(gè)估計(jì)像素Pi提供不同系數(shù)(對(duì)每個(gè)參考像素的估計(jì)像素的影響率)的控制。
(2)按放大率或縮小率任意改變參考像素位置(地址)的控制。
因?yàn)檫M(jìn)行每個(gè)估計(jì)像素的計(jì)算都要花費(fèi)時(shí)間，為了得到上述控制，以下計(jì)算可預(yù)先進(jìn)行并存放入表格存貯器內(nèi)。
(1)給每個(gè)估計(jì)像素提供各種不同系數(shù)的表格(數(shù)表)，(2)給每個(gè)估計(jì)像素提供表明參考像素位置信息的表格。
這些表格可以分別存入一個(gè)大容量的存貯器內(nèi)，并有選擇地轉(zhuǎn)送到所需的表格存貯器。
這種表格的格式如圖5所示。參考像素位置信息(相對(duì)值)是一個(gè)數(shù)值，它表示為了計(jì)算下一個(gè)估計(jì)像素應(yīng)該將參考窗相對(duì)前一個(gè)參考窗需要位移幾個(gè)像素。如圖3所示的放大例中，因?yàn)镻1和P2的位置屬于同一參考窗，它們的亮度P1和P2可用同樣參考像素的I1-I9計(jì)算，所以位移量為零，而對(duì)P3位置參考窗移動(dòng)一個(gè)參考像素。這就是說，它表明需要+1增量。在圖4所示的縮小例中，表明對(duì)于P2位移為2個(gè)像素，或需要+2增量。
對(duì)于圖5表中所示的參考像素，相對(duì)位置控制信息能用每次指出一個(gè)參考窗區(qū)和采用系數(shù)信息的辦法得到一個(gè)估計(jì)值。這就有可能通過安排系數(shù)信息αij和重新寫入的相對(duì)像素位置信息(地址值)來改變此表格，以滿足任何算法和任何伸縮比所需的插入值。還可能只按固定比值進(jìn)行放大，如同上述先有技術(shù)(已公開的第84358/83號(hào)日本專利申請(qǐng))所提出的那樣。在這種情況下，使參考像素相對(duì)位置信息值總為+1是足夠的。
圖1是根據(jù)上述原理繪出的圖像轉(zhuǎn)換器電路框圖。
圖1中的表格存貯器3有一組用于卷積運(yùn)算的系數(shù)α1～α9和表示每個(gè)參考窗的參考像素相對(duì)地址的地址控制數(shù)據(jù)acd。為了輸出新像素，存貯在數(shù)據(jù)寄存器4中的3×3參考像素的I1-I9值和那時(shí)存貯在由地址計(jì)數(shù)器5指定的地址數(shù)的表格存貯器內(nèi)的系數(shù)a1-a9值依次送到乘法器6和算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)7進(jìn)行卷積運(yùn)算。其結(jié)果存入由地址計(jì)數(shù)器5指定的輸出緩沖器2的地址內(nèi)。然后，表格存貯器3和輸出緩沖器的地址數(shù)都加+1，表明下次卷積運(yùn)算的系數(shù)和輸出像素的存貯位置。
從另一方面來說，地址控制器8解出從表格存貯器3中讀出的跟系數(shù)在一塊的acd數(shù)值，并指出下次卷積運(yùn)算所需的參考窗位置，還要將Ⅰ值作為一個(gè)新的要求值存入輸入緩沖器1中。例如在放大的情況下，參考窗的位置可能不變，相同的I1-I9值可以再用。在縮小的情況下，由地址控制器8指定的地址可能改變2或2以上。更進(jìn)一步地說，例如在濾波處理的情況下(假定為1對(duì)1轉(zhuǎn)換)，輸出的每個(gè)像素增量只為+1，與地址計(jì)數(shù)器5的數(shù)值相似。
因?yàn)橄袼孛芏瓤梢噪S意地變換為增大或減小，所以一幅圖像就能按任何伸縮比放大或減小。在圖像伸縮比縮小的情況下，如果變換前后的數(shù)據(jù)都輸入到同一顯示器，則變換后的數(shù)據(jù)由于其像素密度減小而顯示出尺寸縮小的圖像。如果它們都以相同的尺寸顯示，則變換后的數(shù)據(jù)提供了一幅清晰度下降的模糊不清的圖像。而放大的情況則與上述結(jié)果恰恰相反。
權(quán)利要求
1.一種圖像轉(zhuǎn)換器，其中當(dāng)具有第一像素密度的第一圖像轉(zhuǎn)換為具有第二像素密度的第二圖像時(shí)，上述第二圖像的P點(diǎn)新像素的亮度P可用下式表示P =Σi = 1ma i · Ii]]>式中m是上述第一圖像的參考像素的個(gè)數(shù)，它是對(duì)每個(gè)予定的參考像素區(qū)(參考窗)取樣的，至少要產(chǎn)生一個(gè)上述第二圖像的新像素，Ii是上述參考像素m個(gè)中的各像素亮度，ai是影響率，表示上參考像素m個(gè)中各像素對(duì)亮度P影響有多大，其內(nèi)包括一個(gè)存貯上述第一圖像的第一存貯裝置、一個(gè)位移上述參考像素區(qū)、依次對(duì)上述第一圖像的參考像素取樣的m個(gè)像素的地址控制器、一個(gè)存貯位移量信息(用來位移上述參考像素區(qū)的信息)的第二存貯器、一個(gè)計(jì)算上述新像素亮度P的計(jì)算裝置和一個(gè)“訪問”上述第二存貯器的信息表、為上述地址控制裝置提供上述位移量信息的地址裝置，其特征在于上述第二存貯器還按照相互關(guān)系，與上述位移信息一起存貯上述參考像素中取樣的m個(gè)像素的影響率信息，以確定上述P點(diǎn)的亮度P；上述地址裝置還為上述計(jì)算裝置提供上述影響率信息，借此，參考像素區(qū)的位移可用訪問上述第二存貯器和提供上述地址控制裝置的位移量信息的方法，受到可變地控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的圖像轉(zhuǎn)換器，其特征在于上述第二圖像的伸縮比可以通過加大或減小存入上述第二存貯器的上述位移量信息得到隨意的變化，或是加大或是減小。
專利摘要
憑借樣窗的可變?cè)隽繉?shí)現(xiàn)原圖像的可變像素轉(zhuǎn)換。在一頁圖像處理時(shí)轉(zhuǎn)換率是可變的。表格存貯器存入樣窗位移量信息和影響率信息(m個(gè)像素中各像素對(duì)新像素的影響，它由該像素與新像素的相對(duì)位置而定)。兩信息值要在計(jì)算新像素前算好存入表內(nèi)?？刂蒲b置“訪問”表格存貯器向地址控制裝置提供樣窗位移量，向計(jì)算裝置提供取樣的m個(gè)像素的影響率，以便計(jì)算新像素的黑電平P和控制供給計(jì)算裝置的已取樣的m個(gè)像素。
文檔編號(hào)G06T3/40GK86101346SQ86101346
公開日1986年12月24日 申請(qǐng)日期1986年3月4日
發(fā)明者鈴木尚志, 柳澤洋, 除村健俊 申請(qǐng)人:國際商用機(jī)器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan