JP2000149009A

JP2000149009A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2000149009A
Application number: JP11301515A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Miyake; 信孝三宅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-01
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】低解像度情報を高解像度情報に変換するにあ
たり、補間情報と補間情報から作成したエッジ情報とを
適応的な合成比率で合成し、高画質な高解像度画像が得
られる画像処理装置を提供する。【構成】入力端子１００より入力した低解像情報と、
注目画素に相当する線形補間手段１０１で補間された
（Ｎ×Ｍ）画素の補間情報を基にエッジ作成手段１０２
においてエッジを作成する。エッジ作成は注目画素の周
辺画素から最大値と最小値を注目画素の濃度が保存され
るように（Ｎ×Ｍ）画素内に配置する。配置後の画像情
報は、線形補間情報との適応的な合成比率で合成するこ
とによって、高品位な高解像情報に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低解像度情報を高
解像度情報に変換し、入力した画像情報の画素数を増加
させる画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、入力した低解像情報を高解像
情報に解像度を変換する方法として、様々な方法が提案
されている。これらの方法は、対象となる画像の種類
（例えば、各画素毎に階調情報を持つ多値画像、疑似中
間調により２値化された２値画像、固定閾値により２値
化された２値画像、文字画像等）によって、その変換処
理方法が異なっている。本発明で対象としている画像は
各画素事に階調情報を持つ自然画像等の多値画像である
が、従来の内挿方法は図１７に示すような内挿点に最も
近い同じ画素値を配列する最近接内挿方法や、図１８に
示すような内挿点を囲む４点（４点の画素値をＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄとする）の距離により、以下の演算によって画素
値Ｅを決定する共１次内挿等が一般的に用いられてい
る。

【０００３】Ｅ＝（１−ｉ）（１−ｊ）Ａ＋ｉ（１−
ｊ）Ｂ＋ｊ（１−ｉ）Ｃ＋ｉｊＤ但し、画素間距離を１とした場合に、Ａから横方向に
ｉ、縦方向にｊの距離があるとする（ｉ≦１，ｊ≦
１）。

【０００４】また、他の方法として、特開昭55- 112076
号に記載されている高密度画素復元方法があり、この方
法により低解像度情報から高解像度情報に適応的な補間
処理が可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下に示すような欠点があった。

【０００６】即ち、図１７の方法では、構成が簡単であ
るという利点はあるが、対象画像を自然画像等に用いた
場合、拡大するブロック毎に画素値が決定されるため、
視覚的にブロックが目立ってしまい画質的に劣悪であ
る。

【０００７】また図１８の方法は、自然画素の拡大には
一般的に良く用いられている方法である。この方法で
は、平均化され、スムージングかかった画質になるが、
エッジ部やシャープな画質が要求される部分には、ぼけ
た画質になってしまう。更に、地図等をスキャンした画
像や、文字部を含む自然画像のような場合には、補間に
よるぼけのために、大切な情報が受け手に伝わらないこ
ともある。

【０００８】また、前述した特開昭55- 112076号におい
ては、拡大する倍率が３倍に固定であり、更に処理後の
画像情報が白、黒の２値情報になってしまうため、適応
的なディザパターンによる２値化と等価である。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、低解像度情報を高解像度情報に変換するに
あたり、補間情報と補間情報から作成したエッジ情報と
を適応的な合成比率で合成し、高画質な高解像度画像が
得られる画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、低解像度情報を高解像度情報に変換し、
入力した画像情報の画素数を増加させる画像処理装置で
あって、低解像度の１画素の情報を複数画素の補間情報
に変換処理する補間手段と、前記補間手段によって得ら
れた複数画素の補間情報からエッジ情報を作成するエッ
ジ情報作成手段と、複数画素の低解像度情報から前記補
間情報と前記エッジ情報とを合成する際の合成比率を決
定する決定手段と、前記補間手段からの補間情報と前記
エッジ情報作成手段からのエッジ情報とを前記決定手段
で決定された合成比率により合成する合成手段とを有す
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態を詳細に説明する。

【００１２】尚、本発明に係る画像処理装置は、主とし
てプリンタ等の画像出力装置内部に具備することが効率
的であるが、画像出力装置以外の画像処理装置、ホスト
コンピュータ内のアプリケーションソフトとして内蔵す
ることも可能である。

【００１３】＜第１の実施形態＞図１は、第１の実施形
態における画像処理装置の構成を示すブロック図であ
る。図中、１００は入力端子を示し、低解像の画像情報
（低解像情報）が入力される。この低解像情報は、線形
補間手段１０１に送信され、線形補間（共１次補間）処
理により、元のサンプリング間の画素が埋められ、縦Ｎ
倍、横Ｍ倍の補間情報が作成される。線形補間について
は図１７に示した従来例で説明したため、省略する。１
０２はエッジ作成手段を示し、低解像情報の注目画素
（Ｉ_xyとする）を中心とするＮ画素×Ｍ画素の補間情報
のブロック毎にエッジを作成する。エッジ作成の詳細に
ついては後述する。

【００１４】１０３は配分比率決定手段を示し、作成さ
れた線形補間情報とエッジ情報との合成において、その
配分比率（ａとおく。但し、０≦ａ≦１）を算出する。
この配分比率もＮ画素×Ｍ画素のブロック単位で決定さ
れる。この配分比率の決定についても詳細は後述する。
その後、求めた配分比率（ａ）を用いて乗算器１０４に
てエッジ情報がａ倍され、乗算器１０５にて線形補間情
報が（１−ａ）倍された後、加算器１０６にて合成され
る。１０７は出力端子を示し、入力された画像情報がＮ
×Ｍ倍の情報に変換されて出力される。

【００１５】図２は、図１に示したエッジ作成手段１０
２の詳細な構成を表した図である。このエッジ作成手段
１０２は第１の実施形態での特徴である。破線で囲んだ
部分がエッジ作成手段１０２に相当する。図中、１１０
は低解像情報の入力端子であり、１１１に示した情報が
入力される。１１１において、Ｅの画素が注目画素に相
当し、一点鎖線で囲んだ部分が注目画素の近傍画素に対
するウインドウである。１１２は線形補間手段１０１か
らの入力端子を示し、１１３に示した情報が入力され
る。１１３において、破線は各低解像情報の画素を中心
としたブロック境界を示し、実線で囲まれた部分が、注
目画素Ｅに対するブロックとなる。また、〇印は低解像
情報の画素を、Χ印は補間画素を示している。

【００１６】入力端子１１０から入力された低解像情報
１１１は、ＭＡＸ、ＭＩＮ検出手段１１４によりウイン
ドウ内の最大値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）が検出さ
れる。検出されたＭＡＸ及びＭＩＮは配置画素算出手段
１１５に送出され、エッジを作成する２値の代表値のそ
れぞれの画素数が算出される。ＭＡＸの代表値を配置す
る画素数をＤＯＴ_MAX 、ＭＩＮの代表値を配置する画素
数をＤＯＴ_MIN とおくと、それぞれの画素数は以下の式
により決定される。

【００１７】ＤＯＴ_MAX ＝（Ｉ_xy−ＭＩＮ）×Ｎ×Ｍ／
（ＭＡＸ−ＭＩＮ）ＤＯＴ_MIN ＝Ｎ×Ｍ−ＤＯＴ_MAX 決定されたそれぞれのＤＯＴと、ＭＡＸ及びＭＩＮはド
ット配置手段１１６に送出される。一方、入力端子１１
２から入力された線形補間の施された注目画素Ｅを中心
とするブロック１１３はソート手段１１７に送られ、ブ
ロック内の線形補間画素が画素値の大きな順にソーティ
ングされる。尚、ソートのアルゴリズム自体はここでは
限定しない。

【００１８】ソーティングの施されたＥを含むブロック
内の画素は、ドット配置手段１１６により画素値の大き
な順にＤＯＴ_MAX 画素分だけ、ＭＡＸが代入され、ブロ
ック内のその他の画素にはＭＩＮが代入される。１１８
は出力端子を示し、１１９に示したように２値化代表値
をＭＡＸ、ＭＩＮで割り当てたブロックの情報が出力さ
れる。

【００１９】図３は、上述の線形補間及びエッジ作成の
様子を示した図である。説明を簡単にするため、一次元
方向で示してある。図中、〇印は低解像度上のサンプリ
ング点の画素値を示し、Ｘ印はその間を内挿する補間点
の画素値を示す。また中央に位置する〇印の点を注目画
素とする。図３の（ａ）に示すように、隣接画素からＭ
ＡＸ、ＭＩＮをそれぞれ検出し、前述した式により、Ｄ
ＯＴ_MAX を算出する。いま、注目画素を中心とする拡大
した画素ブロックを５画素分とし、ＤＯＴ_MAXが４画素
分だとすると、同（ｂ）に示すように、画素値の大きな
４画素はＭＡＸと等しくなり、画素値の小さい１画素は
ＭＩＮと等しくなる。

【００２０】図４は、エッジ情報を作成する例を示した
図である。ここで、前述したＤＯＴ算出の計算式につい
て説明する。図４の例では、低解像情報を縦Ｎ倍、横Ｍ
倍の高解像情報に変換するものとする。いま、Ｎ＝Ｍ＝
８の場合を例にする。また図４の（ａ）に示すように、
注目画素が中央に配した“８０”の画素値であったとす
る。この“８０”の低解像画素は、高解像情報で考えた
場合、同（ｂ）に示すように、２００の画素と２０の画
素の２値が、ある比率で含まれているエッジ部であり、
低解像にしたために８０の値に丸められたものと想定す
る。即ち、濃度保存を考えた場合、低解像８０の画素に
含まれる高解像２００の比率をＡ、２０の比率をＢと想
定すると、２００×Ａ＋２０×Ｂ＝８０になる。

【００２１】ここで、Ｉ_xy、ＭＡＸ、ＭＩＮの変数を用
いると、ＭＡＸ×Ａ＋ＭＩＮ×Ｂ＝Ｉ_xy いま、Ａ＋Ｂ＝１と想定するため、ＭＡＸ×Ａ＋ＭＩＮ×（１−Ａ）＝Ｉ_xy 即ち、Ａ＝（Ｉ_xy−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）とな
る。

【００２２】いま、低解像の１画素を（Ｎ×Ｍ）画素分
に拡大するため、ＭＡＸの配置する画素数は、ＤＯＴ_MAX ＝（Ｉ_xy−ＭＩＮ）×Ｎ×Ｍ／（ＭＡＸ×Ｍ
ＩＮ）で表される。

【００２３】この例では、Ｉ_xy＝８０、ＭＡＸ＝２０
０、ＭＩＮ＝２０、Ｎ＝Ｍ＝８であるため、前述した式
に代入すると、ＭＡＸ値を配置する画素数ＤＯＴ_MAX
は、２１画素分となる。即ち、８倍×８倍にした６４画
素分の内、画素値の大きい順から２１画素分にＭＡＸで
ある２００の値が代入され、残りの４３画素分にＭＩＮ
である２０の値が代入されることになる。

【００２４】このように、注目画素に対応するブロック
内にエッジを作成している。

【００２５】以上説明したエッジ作成処理により、拡大
されたブロック内で高解像度方向に滑らかなエッジ、即
ち、高解像情報を作成することが可能になる。

【００２６】図５は、配分比率決定手段１０３の詳細な
構成を示した図である。図中、破線で囲まれた部分が配
分比率決定手段１０３に相当する。図中、１２１は入力
端子を示し、１２２に示した低解像情報が入力される。
図２で説明したように、Ｅの画素を注目画素とする。上
述のエッジ作成手段１０２と同様に、ＭＡＸ、ＭＩＮ検
出手段１２３により、ウインドウ内のＭＡＸ、ＭＩＮが
検出される。この検出手段はエッジ作成手段１０２の中
のものと共有できることは勿論である。

【００２７】１２４は減算器を示し、（ＭＡＸ−ＭＩ
Ｎ）の演算が行われる。即ち、このウインドウ内のダイ
ナミックレンジを求めることに相当する。

【００２８】１２５は重み付け手段を示し、配分比率
（ａ）を求める時のエッジ情報をより重要視するか、或
いは軽視するかを決定するために設けた係数の乗算器で
ある。この係数は、システムに最適化するために実験的
に求めても良いし、対象画像に応じて決定しても良い。

【００２９】１２６はクリップ手段であり、係数の乗算
による値のオーバーフローをクリップする。こうして算
出された配分比率（ａ）は出力端子１２７により出力さ
れ、エッジ情報と線形補間情報との合成の配分を司る。

【００３０】以上の処理により、エッジの急峻な部分で
は作成したエッジ情報が大きく依存し、平坦部では線形
補間情報が大きく依存するようになる。

【００３１】＜第１の実施形態の変形例１＞図６は、第
１の実施形態によるエッジ作成手段１０２の変形例１を
示すブロック図である。この変形例１では、図２に示し
たエッジ作成手段１０２のソート手段１１７を簡略化し
ている点が異なっている。図６において、図２と同一部
分には同一番号を付して説明する。図中、１１５は配置
画素数算出手段を示し、第１の実施形態と同様、ＭＡＸ
を配置する画素数と、ＭＩＮを配置する画素数を算出す
る手段を示している。変形例１の特徴は、配置画素数算
出手段１１５にて算出した画素数をソート手段１３１に
送信する点にある。

【００３２】ソート手段１３１では、送信されてきたど
ちらかの画素数により、そのソート打ち切りを決定す
る。例えば、ここでＤＯＴ_MAX が２１画素だったと仮定
すると（ブロックはＮ＝Ｍ＝８で、６４画素分）、ソー
ト手段１１５では、２１画素という値を入力し、線形補
間情報１１３の各画素を値の大きな順に２１画素分限定
できれば良く、それより値の低い画素についてはソーテ
ィングする必要はない。上位２１画素分にドット配置手
段１１６によりＭＡＸが配置され、その他の４３画素分
にＭＩＮが配置されるのは、前述した実施形態と同様で
ある。このように、ソート手段を簡略化することによ
り、より高速に処理が実行できる。

【００３３】＜第１の実施形態の変形例２＞図７は、第
１の実施形態によるエッジ作成手段１０２の変形例２を
示すブロック図である。この変形例２では、図６に示し
た変形例１よりも一段とソート手段を簡略化している点
が異なっている。図７において、図６と同一部分には同
一番号を付して説明する。１１５は配置画素数算出手段
を示し、第１の実施形態と同様、ＭＡＸを配置する画素
数と、ＭＩＮを配置する画素数を算出する手段を示して
いる。変形例２の特徴は、配置画素数算出手段１１５に
て算出した画素数をＤＯＴ_MAX 、ＤＯＴ_MIN 比較器１３
２において、どちらの画素数が小さいかを比較する手段
を有している点である。

【００３４】ＤＯＴ_MAX 、ＤＯＴ_MIN 比較器１３２で
は、送信されてきたそれぞれの画素数を、どちらかの画
素数が小さいかを比較して、その小さい値をとる画素数
の方をソート手段１３１に送出する。この比較は画素数
同士を比較しても良いし、またどちらかの画素数、例え
ばＤＯＴ_MAX だけを算出し、ＤＯＴ_MAX が、ブロックの
画素数（Ｎ×Ｍ）の１／２より大か小かを比較しても良
い。例えば、１／２より大ならＤＯＴ_MIN を、小ならＤ
ＯＴ_MAX をソート手段１３１に送出する。これにより、
ソート手段１３１では、最大でも（Ｎ×Ｍ／２）画素分
の順位付けで済むことになる。このように、ソート手段
を簡略化することにより、より高速に処理が実行でき
る。

【００３５】以上説明したように、第１の実施形態によ
れば、入力した低解像情報の注目画素に相当する高解像
情報のブロック内の画素値を、注目画素値が保存できる
面積率で、周囲画素値を配置することによって、エッジ
情報を推測作成することに相当し、エッジのシャープな
高解像の情報を作成することができる。また、線形補間
した画素値のソーティングに基づいてエッジ作成を行う
ため、良好なエッジが作成できる。更に、作成したエッ
ジ情報と、線形補間情報との合成比率を適応的に変化さ
せることにより、入力が自然画像の場合には特に、人工
的なエッジ作成による絵画調な画像になることを回避す
ることができる。

【００３６】＜第２の実施形態＞次に、本発明に係る第
２の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００３７】図８は、第２の実施形態における画像処理
装置の構成を示すブロック図である。図示するように、
前述した第１の実施形態と同一部分には同一番号を付
し、説明は省略する。図中、２０１は第２の実施形態に
よるエッジ作成手段を示し、低解像の画像情報（低解像
情報）の注目画素（Ｉ_xyとする）を中心とするＮ画素×
Ｍ画素のブロック毎にエッジを作成する。

【００３８】図９は、図８に示したエッジ作成手段２０
１の詳細な構成を表した図である。このエッジ作成手段
２０１は第２の実施形態での特徴である。破線で囲んだ
部分がエッジ作成手段２０１に相当する。図中、２１０
は低解像情報の入力端子であり、２１１に示した情報が
入力される。２１１において、Ｅの画素が注目画素に相
当し、一点鎖線で囲んだ部分が注目画素の近傍画素に対
するウインドウである。

【００３９】入力端子２１０から入力された低解像情報
２１１は、ＭＡＸ、ＭＩＮ検出手段２１２によりウイン
ドウ内の最大値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）が検出さ
れる。検出されたＭＡＸ及びＭＩＮは配置画素算出手段
２１３に送出され、エッジを作成する２値の代表値のそ
れぞれの画素数が算出される。ＭＡＸの代表値を配置す
る画素数をＤＯＴ_MAX 、ＭＩＮの代表値を配置する画素
数をＤＯＴ_MIN とおくと、それぞれの画素数は以下の式
により決定される。

【００４０】ＤＯＴ_MAX ＝（Ｉ_xy−ＭＩＮ）×Ｎ×Ｍ／
（ＭＡＸ−ＭＩＮ）ＤＯＴ_MIN ＝Ｎ×Ｍ−ＤＯＴ_MAX 一方、隣接画素群算出手段２１４にて、ウインドウの情
報により注目画素Ｅの隣接画素群の画素値が算出され
る。この隣接画素群の算出とは、注目画素の４角の値を
概算する処理である。４角の値は、以下のように算出さ
れる。

【００４１】左上の角：ａ＝αＡ＋βＢ＋βＤ右上の角：ｃ＝αＣ＋βＢ＋βＦ左下の角：ｇ＝αＧ＋βＤ＋βＨ右下の角：ｉ＝αＩ＋βＦ＋βＨ（α，βは係数）算出された４角の画素群値は、ＭＡＸ（a,c,g,i)算出手
段２１５に送出され、４角のうちで最も値の大きい角が
選定される。この選定された角が上述のＤＯＴ _MAX とみ
なされる。続いて、比率演算手段２１６により、最大値
の角と、その角を挟む辺に隣接する画素同士の比率が算
出される。例えば、最大値の画素群の角がｉであったと
すると、このｉの角を挟む辺に隣接する画素であるＦと
Ｈの値の比率が算出され、この算出された比率、及び配
置画素数算出手段２１３において算出された画素数によ
り、ＭＡＸとＭＩＮのドットが配置される。２１８は出
力端子を示し、２１９に示したようなブロック内にエッ
ジを作成したブロック情報が出力される。

【００４２】図１０は、比率によりドット配置を決定す
る例を示した図である。

【００４３】いま、図１０の（ａ）に示すように、低解
像情報の注目画素が中央に配された“６０”の画素値で
あったとする。この注目画素の１画素分を縦５倍、横５
倍の２５画素分に拡大するものとする。Ｉ_xy＝６０，Ｎ
＝Ｍ＝５，ＭＡＸ＝１８０，ＭＩＮ＝２０により、配置
画素数算出手段２１３にて算出された画素数（ＤＯＴ
_MAX ）は６画素分となる。即ち、同（ｂ）に示すよう
に、拡大する２５画素中の６画素分にＭＡＸである“１
８０”の値が配置され、１９画素分にＭＩＮである“２
０”の値が配置される。従って、この６画素を２５画素
中のどの画素に当てはめるかが第２の実施形態でのポイ
ントとなる。

【００４４】ここで、最大の画素群値をとる値は、上述
した比較手段により注目画素右下の角になり、この角を
中心にしてＭＡＸのドットを配置していくことになる。
この角を挟む２辺の隣接する画素はそれぞれ“１６０”
と“８０”であり、図１０の（ｂ）に示すｘ，ｙの比率
としては２：１となる。即ち、ｘ：ｙの比率が２：１の
比率を保ちつつ、ドット数が６画素になるようにｘ，ｙ
の値を算出する。算出されたｘ，ｙにより斜線を引き、
斜線よりも角側に位置している画素に、ＭＡＸ（この場
合、“１８０”）のドットが配置される。ブロック内の
残り１９画素分にＭＩＮ（この場合、“２０”）のドッ
トが配置される。つまり、この斜線が、予想するエッジ
の形状に相当する。

【００４５】このように、注目画素に対するブロック内
にエッジが作成される。

【００４６】また、図１０の例では、ＭＡＸを配置する
エッジの形状がブロック内で三角形になりえたが、ドッ
ト数によっては三角形になりえないことがある。

【００４７】図１１は、ブロック内でエッジが四角形に
なる例を示した図である。例えば、ｘ＞ｙの時に、ｘ＝
Ｎにおいても三角形の面積がドット数に満たない場合が
ある（ｘ＜ｙの時にはｙ＝Ｍ）。その場合、ｘ＝Ｎの時
に引かれた斜線の角度を保ったまま、図１１の（ａ）に
示したαの距離分だけ平行移動して、同（ｂ）に示す四
角形の面積がＭＡＸのドット数に適合するようにｘ（こ
の場合ｘ＝Ｎ），ｙ，αの値を算出し、同（ｃ）のよう
に、四角形内の画素をＭＡＸの値で埋めるように配置
し、その他の画素をＭＩＮの値で配置する。

【００４８】また、エッジ形状がブロック内で五角形に
なる場合も同様に、斜線の平行移動により面積がＭＡＸ
のドット数に適合するように斜線の位置を算出する。

【００４９】以上説明したエッジ作成処理により、拡大
されたブロック内で高解像度方向に滑らかなエッジ、即
ち、高解像情報を作成することが可能となる。

【００５０】＜第２の実施形態の変形例１＞図１２は、
第２の実施形態によるエッジ作成手段２０１の変形例１
を示すブロック図である。この変形例１では、複数のエ
ッジ作成手段を有し、ウインドウ内の画素値の相互比較
に基づいてエッジ作成手段を選択するものである。

【００５１】図１２において、図９と同一ブロックには
同一番号を付して説明する。図中、２１５は第２の実施
形態と同様に、注目画素４角の画素群の値の最大値を算
出するＭＡＸ（a,c,g,i)算出手段である。比較手段２２
０では、この画素群値の最大値の信号を基に、最大値を
とる角と隣接する角との加算と、対向する２角の加算と
の比較を行う。例えば、最大値をとる角が、前述した
（a,c,g,i)の４角のうち、ｉであったとすると、比較手
段２２０では、（ｉ＋ｃ）−（ｇ＋ａ）＞ｔｈ１ … （１）（ｉ＋ｇ）−（ｃ＋ａ）＞ｔｈ１ … （２）（ｔｈ１は予め設定した閾値）か否かの比較判断が行わ
れる。即ち、図９で示したようなブロック内、一つの角
を中心にした斜め方向のエッジであるのか、また縦方
向、横方向に伸びたエッジであるのかをおおまかに判断
するものである。上記（１）式に適合した場合には（ｉ
＋ｃ）が（ｇ＋ａ）よりもかけ離れていることで、縦方
向のエッジであると予測できる。また、（２）式に適合
した場合においては、（ｉ＋ｇ）が（ｃ＋ａ）よりもか
け離れているため、横方向のエッジであると推測され
る。

【００５２】尚、縦方向のエッジであると判断する場合
には、式（１）に加えて、ｉ−ｃ＜ｔｈ２ … （３）（ｔｈ２は予め設定した閾値）の式を、また横方向のエ
ッジであると判断する場合には、式（２）に加えて、ｉ−ｇ＜ｔｈ２ … （４）の条件式を付加しても良い。

【００５３】図１２のエッジ作成方法決定手段２２１で
は、上述した比較結果を受けエッジが斜め方向なのか、
縦方向なのか、横方向なのかにより、エッジ作成方向を
決定する。上述した条件に適合しない場合には、斜め方
向のエッジと判断して、比率演算手段２１６において前
述した第２の実施形態と同様に、最大値の角を挟む辺に
隣接する画素同士の比率によりエッジが作成される。ま
た、縦方向、又は横方向のエッジと判断された場合に
は、比率演算手段２１６にて、縦方向エッジは注目画素
の上下の画素同士の比率（この場合、Ｂ：Ｈ）、横方向
エッジは注目画素の左右の画素同士の比率（この場合、
Ｄ：Ｆ）を求め、最大値をとる角を含むようにエッジが
作成される。

【００５４】図１３は、縦方向のエッジ作成の例を示し
た図である。図１３の（ａ）に示すように、ウインドウ
中央に位置する“１００”の画素を注目画素とする。こ
こで、この注目画素を縦、横８倍に解像度変換するもの
とする。

【００５５】いま、上記式（１）、及び式（３）に適合
して、縦方向のエッジと判断されたとする。そこで、注
目画素上下の“１００”、“１２０”の画素値に基づい
て、ｘ，ｙが１：１．２になるように、また図１３の
（ｃ）に示した四角形の面積がＭＡＸのドット数に適合
するようにｘとｙの値を算出する。

【００５６】この例では、Ｉ_xy＝１００，Ｎ＝Ｍ＝８，
ＭＡＸ＝１８０，ＭＩＮ＝４０により、配置画素数算出
手段２１３において算出された画素数（ＤＯＴMAX ）は
２７画素分となる。即ち、ブロック内の６４画素中、２
７画素分に“１８０”の値を配置し、その他の３７画素
分に“４０”の値を配置する。４角のうちで最大値を示
すのは右下の角のため、右方向から、求めたｘ，ｙの値
に基づき、斜線を引き、四角形内部をＤＯＴMAX で埋め
るようにする。こうして図１３の（ｂ）に示すように、
縦方向のエッジが作成される。また、横方向のエッジ作
成手順も同様である。

【００５７】＜第２の実施形態の変形例２＞図１４は、
第２の実施形態によるエッジ作成手段２０１の変形例２
を示すブロック図である。この変形例２では、第２の実
施形態及びその変形例１でのエッジ作成手段よりも簡易
的なエッジ作成手段を提供するものであり、主に低倍率
時に有効である。

【００５８】図１４において、図９と同一ブロックには
同一番号を付して説明する。図中、２３０はソート手段
を示し、隣接画素群算出手段２１４において設定された
画素群値を大きい順にソートする。４角のうち、簡易的
には大きい順に２番目までをソートできれば良い。この
変形例２では、算出したソート情報を基に、最も大きな
値を有する角から、２番目に大きな角に向けてＤＯＴ
_MAX を配置していくことを特徴とする。

【００５９】ここで、図１５を参照して変形例２におけ
るエッジ作成を説明する。図１５の（ａ）において、中
央の“８０”の画素を注目画素とする。いま、４角の画
素群値を大きい順にソートすると、同（ｂ）に示すよう
になる。最も大きいのは右下であり、続いて右上であ
る。ここで、Ｉ_xy＝８０，Ｎ＝Ｍ＝４，ＭＡＸ＝１８
０，ＭＩＮ＝２０により、配置画素数算出手段２１３に
おいて算出された画素数（ＤＯＴ_MAX ）は、６画素分と
なる。即ち、ブロック内の６画素分に“１８０”が配置
され、その他の１０画素分に“２０”が配置される。こ
の６画素を配置する方法であるが、図１５の（ｃ）のよ
うに、ソート情報で示された右下から右上に向けて６画
素分を配置して行く。これにより、容易にブロック内の
エッジを作成することが可能となる。また、４角中、ソ
ート手段２３０により、最も大きい角と２番目に大きな
角が対角になった場合には、単純なエッジではないと判
断し、エッジ作成処理を行わないようにしても良い。

【００６０】以上、幾つかのエッジ作成手段を述べた
が、これらの手段を適応的に切り換えることも可能であ
る。また、注目画素の近傍画素の状態や、それぞれの画
素値の比率により、エッジを作成する手段は、これまで
に述べた方法に限定されるものではない。

【００６１】更に、本処理を行うブロックを画像のエッ
ジ部の中心に限定する方法も有効である。また、ウイン
ドウサイズ、ウインドウ形状も前述した実施形態に限定
されるものではない。

【００６２】以上説明したように、第２の実施形態によ
れば、入力した低解像情報からエッジの向き、方向性、
形状等を推測し、その情報を基にするため、エッジのシ
ャープな高解像情報を作成することができる。また、エ
ッジ作成手段が、周囲画素間の大小関係や、比率を基に
しているため、簡便に良好なエッジを作成することが可
能である。

【００６３】＜第３の実施形態＞図１６は、本発明に係
る第３の実施形態を示す要部ブロック図である。図１と
同一部には同一番号を付して説明する。図中１００は入
力端子を示し、低解像の画像情報（低解像情報）が入力
される。自然画像等の中間調を有する画像の場合、ホス
トコンピュータ等で作成した文字、線画像等とは異な
り、画像作成時に何らかのＬＰＦ（ローパスフィルタ）
がかかっていると考えられる。ここで、入力画像情報の
解像度依存性を考える。ホストコンピュータ等で作成し
た文字、線画像等では、低解像度に生じているエッジ
は、原解像度に依存している為、解像度変換には邪魔な
周波数成分が含まれている。その為、邪魔な周波数成分
を消してから（エッジを崩してから）解像度変換して、
新たな解像度に見合ったエッジ（高周波成分の情報）を
作成する必要がある。

【００６４】それに対して自然画像では、前述したよう
にＬＰＦがかかっている為に、低解像時でも解像度フリ
ーの状態に近い。すなわち、入力状態からエッジが崩さ
れた状態であるために、邪魔になる周波数成分が少な
く、画素数を増やした状態で、新たな高解像エッジを作
成する。

【００６５】さて、入力した画像情報は、線形補間手段
１０１に送信され、前述の実施形態同様に、注目画素の
１画素分が（Ｍ×Ｎ）画素分に補間される。エッジ作成
手段２４０は（Ｍ×Ｎ）画素内にエッジを作成する手段
を示し、図２に示した実施形態の様に、ウインドウ内の
ＭＡＸ値、ＭＩＮ値から、注目画素に配置する配分比率
を算出して、ソートを用いて配置するエッジの作成手段
でも良いし、また、容易な構成では、ＭＡＸ値、ＭＩＮ
値から閾値（例えばＴＨ＝（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２）を
算出して、（Ｍ×Ｎ）画素の線形補間情報を、算出した
閾値により２値化してエッジを作成する手段でもよい。
エッジを作成したあとのブロック内はＭＡＸ、ＭＩＮの
値が代入される。

【００６６】さて、このエッジ情報は、新たな解像度に
見合った新しいエッジである。自然画像では、このエッ
ジ情報をそのまま出力してしまっては、エッジだらけの
階調のない絵画調な画像になってしまうので、このエッ
ジ情報を知覚的に自然画像らしく見えるように新たな解
像度上で平滑化手段２４１により平滑化を施す。平滑化
は、フィルタにより実現できる。

【００６７】前述した実施形態では、エッジ情報と線形
補間情報との加算合成により、自然画像らしく見せてい
たが、エッジ途中の中間調の画素値はＬＰＦの為に発生
した値、いわば、原解像度に依存している値（あまり信
用できない値）と想定できる。そのため、線形補間情報
との加算合成のない本実施形態では、より解像度依存性
を失くした状態の画像の作成ができる。

【００６８】従って、第１、第２、及び第３の実施形態
によれば、低解像度の画像を高解像度に容易に変換でき
るため、解像度の異なる機種間通信や拡大変倍して高画
質な画像を出力するプリンタ、或いは複写機を提供でき
る。

【００６９】尚、本発明は複数の機器（例えば、ホスト
コンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。

【００７０】また、本発明の目的は前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシ
ステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰ
Ｕ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。

【００７１】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００７２】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えばフロッピーディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００７３】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００７４】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処
理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も
含まれることは言うまでもない。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低解像度情報を高解像度情報に変換するにあたり、補間
情報と補間情報から作成したエッジ情報とを適応的な合
成比率で合成するので、高画質な高解像度画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１に示したエッジ作成手段１０２の詳細な構
成を表した図である。

【図３】線形補間及びエッジ作成の様子を示した図であ
る。

【図４】エッジ情報を作成する例を示した図である。

【図５】配分比率決定手段１０３の詳細な構成を示した
図である。

【図６】図１に示したエッジ作成手段１０２の変形例１
を示すブロック図である。

【図７】図１に示したエッジ作成手段１０２の変形例２
を示すブロック図である。

【図８】第２の実施形態における画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図９】図８に示したエッジ作成手段２０１の詳細な構
成を表した図である。

【図１０】比率によりドット配置を決定する例を示した
図である。

【図１１】ブロック内でエッジが四角形になる例を示し
た図である。

【図１２】図８に示したエッジ作成手段２０１の変形例
１を示すブロック図である。

【図１３】縦方向のエッジ作成の例を示した図である。

【図１４】図８に示したエッジ作成手段２０１の変形例
２を示すブロック図である。

【図１５】変形例２におけるエッジ作成の例を示した図
である。

【図１６】第３の実施形態における画像処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図１７】従来例である最接近内挿法である。

【図１８】従来例である共１次内挿法である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低解像度情報を高解像度情報に変換し、
入力した画像情報の画素数を増加させる画像処理装置で
あって、低解像度の１画素の情報を複数画素の補間情報に変換処
理する補間手段と、前記補間手段によって得られた複数画素の補間情報から
エッジ情報を作成するエッジ情報作成手段と、複数画素の低解像度情報から前記補間情報と前記エッジ
情報とを合成する際の合成比率を決定する決定手段と、前記補間手段からの補間情報と前記エッジ情報作成手段
からのエッジ情報とを前記決定手段で決定された合成比
率により合成する合成手段とを有することを特徴とする
画像処理装置。