JP2000253238A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば、最近隣内挿法を使用する場合、非常
に簡易な構成で実現できる利点があるが、画素の繰り返
し処理を行うため濃度レベルが急激に変化する境界部分
がブロック状に目立ってしまう課題があった。 【解決手段】 原画素が属するエッジ領域の傾斜方向を
示す傾斜情報を原画素と補間画素にマッピングし、拡大
後のディジタル画像を構成する画素毎に当該画素の傾斜
情報に対応するフィルタ処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像情報を所定
の倍率に拡大して出力する画像入出力装置（例えば、プ
リンタ，スキャナ，複写機等）や、解像度の異なる機種
間通信で低解像度画像から高解像度画像に変換する解像
度変換装置に適用する画像処理装置及び画像処理方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理方法としては最近隣内挿
法を挙げることができるが、最近隣内挿法は画像解析ハ
ンドブック（高木幹雄監修）ｐ．４４１〜ｐ．４４２に
も記されているように（図１６を参照）、内挿する点の
座標を（ｕ，ｖ）、その画素値をＰ_u,v 、原画像のｊラ
インｉ画素目の観測点をＰ_i,j とすると、下記の式
（１）で表すことができる。 ｉ＝［ｕ＋０．５］， ｊ＝［ｖ＋０．５］， Ｐ_u,v ＝Ｐ_i,j 式（１）

【０００３】即ち、最近隣内挿法は、内挿点に最も近い
観測点の画素値と同じ画素値を配列する手法であり、非
常に簡易に実現できる手法として広く利用されている。
なお、式（１）の［ ］はガウス記号であり、［ ］内
の数値の整数部分を取ることを表している。

【０００４】また、同書ｐ．４４２〜ｐ．４４３には、
他の画像処理方法として、共一次内挿法（線形補間法）
が開示されているが、線形補間法は、内挿点を囲む４画
素の画素値と、その距離を下記の式（２）に代入して、
内挿点の画素値を求める方法であり、比較的高画質な拡
大方法として利用されている。

【０００５】 ｉ＝［ｕ］，ｊ＝［ｖ］ Ｐ_u,v ＝｛（ｉ＋１）−ｕ｝｛（ｊ＋１）−ｖ｝Ｐ_i,j ＋｛（ｉ＋１）−ｕ｝｛ｖ−ｊ｝Ｐ_i,j+1 ＋｛ｕ−ｉ｝｛（ｊ＋１）−ｖ｝Ｐ_i+1,j ＋｛ｕ−ｉ｝｛ｖ−ｊ｝Ｐ_i+1,j+1 式（２） なお、概念的に１次元で説明すると図１７のように示す
ことができる。即ち、補間画素を囲む二つの原画像の画
素値から線形に補間画素の画素値を求めるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像処理方法は
以上のように構成されているので、最近隣内挿法を使用
する場合、非常に簡易な構成で実現できる利点がある
が、画素の繰り返し処理を行うため濃度レベルが急激に
変化する境界部分がブロック状に目立ってしまう課題が
あった。特に、エッジの方向が斜めに向いている場合に
は、ジャギーと呼ばれる階段状のテクスチャが現れるた
め、文字・線画像等の場合、強い劣化感を覚えることに
なる。

【０００７】一方、線形補間法を使用する場合、補間画
素には近隣画素との中間値が割り当てられるため、最近
隣内挿法と比べると多少ジャギーを抑制することができ
るが、その程度は決して十分なものではない。即ち、通
常のラスタスキャンの場合、主走査方向の補間処理の
後、注目画素を挟む２ラインを用いて副走査方向に補間
処理を行うため、画像信号の相関は主走査方向又は副走
査方向に強くなってしまう。ところが、図１８に示すよ
うな画像の場合は、本来斜め方向に相関が強いにも拘わ
らず、拡大処理を実行する過程において、斜め方向の相
関を考慮していないため、ジャギーが発生してしまうの
である。また、線形補間法の場合、補間画素はそれを囲
む原画像の画素値の中間値により与えられるため、エッ
ジ部では先鋭度が低下してしまい、いわゆる“ぼけ”が
発生して画質が劣化する課題があった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、ディジタル画像を拡大するときに
生じるジャギーの発生を抑制することができる画像処理
装置及び画像処理方法を得ることを目的とする。また、
この発明は、ジャギーの発生を抑制することができると
ともに、ぼけの発生を抑制することができる画像処理装
置及び画像処理方法を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像処理
装置は、特定手段により特定された傾斜方向を示す傾斜
情報を原画素にマッピングするとともに、その傾斜情報
を補間画素にマッピングするマッピング手段と、拡大手
段により拡大されたディジタル画像を構成する画素毎に
当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ処理を実行する
平滑化手段とを設けたものである。

【００１０】この発明に係る画像処理装置は、特定手段
により特定された傾斜方向及び傾斜角度を示す傾斜情報
を原画素にマッピングするとともに、その傾斜情報を補
間画素にマッピングするマッピング手段と、拡大手段に
より拡大されたディジタル画像を構成する画素毎に当該
画素の傾斜情報に対応するフィルタ処理を実行する平滑
化手段とを設けたものである。

【００１１】この発明に係る画像処理装置は、距離計測
手段により計測された距離に基づいて補間画素の画素値
を補正する補正手段を設けたものである。

【００１２】この発明に係る画像処理装置は、最小画素
値検出手段により検出された原画素の画素値と補間画素
の画素値との差分値に重み係数を乗算し、その原画素の
画素値に当該乗算結果を加算する演算手段と、その演算
手段の加算結果が最大画素値検出手段により検出された
原画素の画素値に満たない場合には、その加算結果を出
力し、その原画素の画素値を超える場合には、その画素
値を出力するリミット手段とから補正手段を構成するよ
うにしたものである。

【００１３】この発明に係る画像処理方法は、原画素が
属するエッジ領域の傾斜方向を示す傾斜情報を原画素と
補間画素にマッピングし、拡大後のディジタル画像を構
成する画素毎に当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ
処理を実行するようにしたものである。

【００１４】この発明に係る画像処理方法は、原画素が
属するエッジ領域の傾斜方向及び傾斜角度を示す傾斜情
報を原画素と補間画素にマッピングし、拡大後のディジ
タル画像を構成する画素毎に当該画素の傾斜情報に対応
するフィルタ処理を実行するようにしたものである。

【００１５】この発明に係る画像処理方法は、斜線を構
成する画素と補間画素の距離に基づいて補間画素の画素
値を補正するようにしたものである。

【００１６】この発明に係る画像処理方法は、最小の原
画素の画素値と補間画素の画素値との差分値に重み係数
を乗算して、その原画素の画素値に当該乗算結果を加算
し、その加算結果が最大の原画素の画素値に満たない場
合には、その加算結果を画素値の補正結果とし、その原
画素の画素値を超える場合には、その画素値を画素値の
補正結果とするようにしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による画
像処理装置を示す構成図であり、図において、１はディ
ジタル画像を構成する各原画素の間に補間画素を追加し
てディジタル画像を拡大する拡大処理部（拡大手段）、
２はディジタル画像を構成する原画素のうちエッジ領域
に属する原画素を検出するエッジ検出部（特定手段）、
３は２値化処理に使用する閾値を演算する閾値演算部
（特定手段）、４はディジタル画像を構成する原画素の
画素値と閾値を比較して、原画素の画素値を２値化する
２値化処理部（特定手段）、５は２値化処理部４が出力
する２値データと予め設定された斜線検出パターンを照
合して斜線を検出し、その斜線方向を示す方向情報（斜
線情報）を出力する斜線検出部（特定手段）である。

【００１８】６はエッジ検出部２の出力がエッジ領域に
属する原画素である旨を示す場合には、斜線検出部５が
出力する方向情報を原画素にマッピングし、エッジ領域
に属する原画素でない旨を示す場合には、エッジ領域に
属しない画素であることを示す方向情報を原画素にマッ
ピングする判定部（マッピング手段）、７は拡大処理部
１の拡大率と同じ倍率で方向情報を拡大することによ
り、その方向情報を補間画素にマッピングするエッジ方
向情報拡大処理部（マッピング手段）、８は拡大処理部
１により拡大されたディジタル画像を構成する画素毎に
当該画素の方向情報に対応するフィルタ処理を実行する
フィルタ処理部（平滑化手段）である。なお、図２はこ
の発明の実施の形態１による画像処理方法を示すフロー
チャートである。

【００１９】次に動作について説明する。ただし、この
実施の形態１では、画素値を濃度として表すものとし、
白を“０”、黒を最大濃度レベルとする。最大濃度レベ
ルは、例えば、画像が８ビット表現されている場合には
“２５５”となる。

【００２０】最初に、ディジタル画像の入力画像信号は
拡大処理部１に入力され、拡大処理部１がディジタル画
像を構成する各原画素の間に補間画素を追加してディジ
タル画像を拡大する（ステップＳＴ１）。即ち、拡大処
理部１は、線形補間法を用いてディジタル画像の入力画
像信号をβ倍（β＞１）して拡大処理する（図１７を参
照）。

【００２１】一方、エッジ検出部２は、拡大処理部１の
拡大処理と並行して、以下の処理を実行し、注目画素が
エッジ領域に属する画素であるか否かを判定する（ステ
ップＳＴ２）。即ち、注目画素を中心とする３×３画素
のウィンドウを構成し、そのウィンドウ内にある画素の
中で、濃度レベルが最大の画素と最小の画素を検出す
る。そして、濃度レベルが最大の画素の画素値ＭＡＸ
と、最小の画素の画素値ＭＩＮとの差分値が予め定めら
れた閾値よりも大きければエッジ部と判定し、小さけれ
ば非エッジ部と判定する。

【００２２】次に、閾値演算部３は、エッジ検出部２と
同様に、注目画素を中心とする３×３画素のウィンドウ
を構成して、濃度レベルが最大の画素の画素値ＭＡＸ
と、最小の画素の画素値ＭＩＮを検出し、これらを下記
の式（３）に代入して、２値化処理に使用する閾値ＴＨ
１を演算する（ステップＳＴ３）。 ＴＨ１＝（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／２＋ＭＩＮ 式（３） 最大値と最小値の中間値を閾値とすることにより２値化
処理の結果が全黒，全白になることを防止することがで
きる。なお、最大値ＭＡＸ，最小値ＭＩＮはエッジ検出
部２が求めたものを利用してもよい。

【００２３】そして、２値化処理部４は、閾値演算部３
が閾値ＴＨ１を演算すると、３×３画素のウィンドウを
構成する各画素の画素値を閾値ＴＨ１と比較して、各画
素の画素値を“１”又は“０”に変換する２値化処理を
実行する（ステップＳＴ４）。

【００２４】斜線検出部５は、２値化処理部４が２値化
処理を実行すると、２値化処理部４が出力する２値デー
タと予め設定された斜線検出パターンを照合するパター
ンマッチングを実行する（ステップＳＴ５）。即ち、斜
線検出部５は、図３に示すような斜線検出パターンと照
合して、注目画素が斜線領域に属する画素であるか否か
を検出し、注目画素が斜線領域に属する画素である場合
には、その斜線方向を特定して方向情報を出力する。

【００２５】図３の例では、右上がりの斜線の斜線検出
パターンと、右下がりの斜線の斜線検出パターンがそれ
ぞれ３種類用意され（傾斜角度が１のパターン、傾斜角
度が２以上のパターン、傾斜角度が１／２以下のパター
ン）、右上がりの斜線の斜線検出パターンの何れかに当
てはまる場合には、方向情報Ｄａを出力し、右下がりの
斜線の斜線検出パターンの何れかに当てはまる場合に
は、方向情報Ｄｂを出力し、何れのパターンにも当ては
まらない場合には、方向情報Ｄｎを出力する。なお、図
中×印は参照しないこと（Ｄｏｎ’ｔ Ｃａｒｅ）を意
味する。また、これらのパターンは全て注目画素が黒画
素の場合を示しているが、注目画素が白画素の反転パタ
ーンについても同様に検出する。

【００２６】このようにして、斜線検出部５が方向情報
を出力すると、判定部６は、エッジ検出部２の出力に応
じて当該注目画素に方向情報をマッピングする（ステッ
プＳＴ６）。即ち、当該注目画素がエッジ領域に属する
画素である場合には、斜線検出部５が出力する方向情報
（Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｎの何れか）を注目画素の方向情報と
して出力するが、当該注目画素がエッジ領域に属する画
素でない場合には、斜線ではないパターンとして、方向
情報Ｄｎを注目画素の方向情報として出力する。なお、
方向情報Ｄａ又はＤｂを有する画素については、以後
「斜線エッジ画素」と称する。

【００２７】次に、エッジ方向情報拡大処理部７は、拡
大処理部１の拡大率と同じ倍率で方向情報を拡大するこ
とにより、注目画素の方向情報を補間画素にマッピング
する（ステップＳＴ７）。ここでは、方向情報を２倍に
拡大する場合を図４の例を用いて説明する。図におい
て、実線は原画像の座標系、点線は２倍に拡大した時の
座標系、太い実線の矩形は原画像における注目画素を表
している。

【００２８】この例では、原画像の注目画素には先のパ
ターンマッチングから方向情報Ｄａがマッピングされる
ことになる。そして、原画像の座標系を拡大画像の座標
系に投影した時、原画像の注目画素領域に少しでも重な
る拡大画像の画素に、注目画素の方向情報をマッピング
する。即ち、拡大後の座標系において斜線で示した９画
素に方向情報Ｄａがマッピングされる。

【００２９】なお、補間画素から見ると、異なる方向情
報が複数回マッピングされる場合もあり得るが（隣接す
る一方の原画素の方向情報がＤａで、他方の原画素の方
向情報がＤｂの場合）、このような場合は、方向の異な
るエッジ成分の交差点と判断し、当該補間画素にはＤｎ
の方向情報をマッピングする。ちなみに、隣接する一方
の原画素の方向情報がＤａ又はＤｂで、他方の原画素の
方向情報がＤｎの場合には、方向情報Ｄａ又はＤｂを優
先し、当該補間画素にはＤａ又はＤｂの方向情報をマッ
ピングする。

【００３０】次に、フィルタ処理部８は、拡大処理部１
により拡大されたディジタル画像を構成する画素毎に当
該画素の方向情報に対応するフィルタ処理を実行する
（ステップＳＴ８）。即ち、線形補間法のように、注目
画素と近傍画素の積和演算により拡大を行う場合、スム
ージング効果により滑らかな画像表現が可能となるが、
通常は主走査方向の積和演算、副走査方向の積和演算と
いう処理順序で拡大処理を行うため、主走査・副走査方
向に相関が強くなりジャギーが残ってしまうことにな
る。そこで、フィルタ処理部８では、エッジ方向情報拡
大処理部７で求めた方向情報を利用して、斜線エッジ画
素についてのみ斜め方向にフィルタ処理を実行する。

【００３１】図５は角度１の斜線を２倍に拡大する例を
示している。図５において、注目画素をＸとすると、そ
れを囲む８画素は前述したように方向情報Ｄａを有する
ため、例えば、画素Ａに対するフィルタ処理は、図６
（ａ）の網掛けの画素の参照領域でフィルタ処理を行
う。一方、方向情報Ｄｂを有する時には図６（ｂ）のよ
うな参照領域でフィルタ処理を行う。

【００３２】フィルタ処理については、図７（ａ）、図
７（ｂ）に示すような平滑化フィルタを用いれば、斜め
方向に対して相関が強くなり、ジャギーを抑制すること
が可能となる。また、平滑化フィルタとして図７（ｃ）
〜図７（ｆ）のようなものも用意し、検出された傾斜角
度によって平滑化フィルタ切り替えることにより、原画
像の持つエッジ方向をより忠実に反映させた高品質な拡
大処理が可能となる。

【００３３】例えば、図３において、傾斜方向が右上が
り（方向情報Ｄａ）で、角度２以上の左側のパターンに
は図７（ｃ）を、右側のパターンには（ｄ）を、角度１
／２以下の左側のパターンには図７（ｅ）を、右側のパ
ターンには（ｆ）を用いればよい。ただし、この場合に
は方向情報だけでは適当なパターンを選択することがで
きないので、傾斜角度や白画素の存在方向（実施の形態
２で述べる白方向に相当する）等の情報も必要となって
くるが、これは斜線検出部５がパターンマッチングを行
う際に得られる情報である。図８に平滑化フィルタを施
した画像を模式的に示す。斜め方向の平滑化がかかるた
めジャギーを抑制することが可能となる。

【００３４】以上で明らかなように、この実施の形態１
によれば、原画素が属するエッジ領域の傾斜方向を示す
傾斜情報を原画素と補間画素にマッピングし、拡大後の
ディジタル画像を構成する画素毎に当該画素の傾斜情報
に対応するフィルタ処理を実行するように構成したの
で、ディジタル画像を拡大するときに生じるジャギーの
発生を抑制することができる効果を奏する。

【００３５】なお、この実施の形態１では、平滑化フィ
ルタを用いてフィルタ処理を実行するものについて示し
たが、メディアンフィルタを用いても平滑化効果があ
り、ジャギーを抑制することができる。メディアンフィ
ルタは参照画素の画素値を昇順（又は降順）に並べた時
にちょうど中央にくる値をフィルタ対象画素の値とする
ものであり、例えば、参照画素数が３であれば２番目に
小さい（又は大きい）値を、参照画素数が５であれば３
番目に小さい（又は大きい）値を、フィルタ対象画素の
値とするものである。

【００３６】メディアンフィルタにはノイズ除去効果が
あり、現在課題としているジャギーを斜め方向に見れ
ば、ジャギーの頂点の画素がノイズとして除去されるこ
とにより、滑らかな斜線を表現することが可能となる。
例えば、斜線を線形補間法で拡大した時に画信号が図９
のようになった場合、斜め方向に画信号を抽出すると、
０，４０，０（１６進数表示）となる。ここでメディア
ンフィルタをかけると、中央の画素は３画素のうち２番
目に小さい（又は大きい）値、つまり０に変換されるこ
とになり、ジャギーを抑制することが可能となる。

【００３７】実施の形態２．図１０はこの発明の実施の
形態２による画像処理装置を示す構成図であり、図にお
いて図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明
を省略する。９は斜線エッジ画素と補間画素の距離を計
測する距離計測部（距離計測手段）、１０は距離計測部
９により計測された距離に基づいて補間画素の画素値を
補正する補正処理部（補正手段）である。

【００３８】図１１は補正処理部１０の内部を示す構成
図であり、図において、１１は拡大画像領域における注
目画素を囲む原画像（４個の画素）の中から、濃度レベ
ルが最大の原画素の画素値を検出する最大値検出部（最
大画素値検出手段）、１２は拡大画像領域における注目
画素を囲む原画像（４個の画素）の中から、濃度レベル
が最小の原画素の画素値を検出する最小値検出部（最小
画素値検出手段）、１３は距離計測部９により計測され
た距離を重み係数に変換する重み係数変換部（変換手
段）である。

【００３９】１４は注目画素の画素値から最小値検出部
１２により検出された原画素の画素値を減算して、その
差分値を出力する減算器（演算手段）、１５は減算器１
４が出力する差分値に重み係数変換部１３が出力する重
み係数を乗算する乗算器（演算手段）、１６は最小値検
出部１２により検出された原画素の画素値に乗算器１５
の乗算結果を加算する加算器（演算手段）、１７は加算
器１６の加算結果が最大値検出部１１により検出された
原画素の画素値に満たない場合には、その加算結果を出
力し、その原画素の画素値を超える場合には、その画素
値を出力するリミッタ（リミット手段）である。

【００４０】次に動作について説明する。上記実施の形
態１では、斜線エッジ画素については斜め方向にフィル
タ処理を実行するので、ジャギーを低減することができ
るが、拡大処理により生じるぼけを低減することはでき
ない。特に、拡大率が大きくなるほど、そのぼけの程度
も大きくなり、画質が大きく劣化することになる。そこ
で、この実施の形態２では、拡大率が２倍を超える場合
でも、ぼけの発生を抑制することができるようにする。

【００４１】まず、距離計測部９の動作を説明する。原
画像が例えば図１２（ａ）の場合、方向情報がＤａ（右
上がり），傾斜角度が１，白画素の存在方向（以下、白
方向という）が１となる。ここで、「白方向」とは、エ
ッジ方向に対して垂直で、かつ、白画素が存在する方向
を表すこととする。つまり、右上がりの斜線の場合、白
方向としては、“１”又は“４”となり、右下がりの斜
線の場合、白方向としては、“２”又は“３”となる。

【００４２】また、図５に示すような線幅１，傾斜角度
１の斜線の場合は、白方向を２個有するものとする（図
５の場合、白方向は“１”と“４”）。この実施の形態
２では、判定部６は、注目画素の斜線エッジを検出した
ら、上記のように「方向，角度，白方向」の傾斜情報
を、距離計測部９に転送するものとする。距離計測部９
では、この情報を受けて、拡大後の各補間画素に対して
斜線エッジ画素との距離を計測する。

【００４３】図１２（ｂ）を参照して、距離計測方法を
説明する。この例では、主走査，副走査それぞれ３倍に
拡大する例を示している。まず、線形補間法により拡大
処理した時に注目画素Ａ（図１２（ａ）の中心の画素）
が影響を及ぼす範囲の画素のうち、白方向１にある画素
を距離計測対象の画素とする。具体的には、線形補間法
により拡大した時に注目画素Ａが影響を及ぼす範囲の画
素は、拡大画像である図１２（ｂ）における注目画素
Ａ’を囲む２５個（＝５×５）の画素であり、そのうち
白方向1にある９個の画素（図中灰色の太線で囲んだ領
域の画素）が距離計測対象の画素となる。なお、図中×
印をつけた画素は原画像の座標系と拡大画像の座標系が
一致している画素を示している。これを考慮して図１２
（ｂ）の中央の画素を原画像の注目画素Ａに対比させて
注目画素Ａ’としている。

【００４４】次に、注目画素Ａ’と距離計測対象画素の
距離を求める。具体的には、主走査方向又は副走査方向
に１画素進む毎に１を加算して求める。例えば，注目画
素Ａ’の左となりの画素は距離が１、注目画素Ａ’の左
斜め上に隣接している画素は、「主走査１＋副走査１」
進めれば注目画素Ａ’の位置に重なるため距離が２とな
る。距離計測対象画素である９個の画素の距離は図１２
（ｂ）に示す通りである。

【００４５】なお、注目画素Ａ’の距離は０とする。ま
た、補間画素を囲む原画像の４個の画素（補間画素が図
中の点線上にある時は２画素）の中に斜線エッジ画素が
無い場合には距離０とする。さらに、傾斜角度１以外の
場合、例えば、傾斜角度１／２以下の場合のパターンに
ついては図１３（ｂ）のようにする。即ち、原画像領域
で言えば２画素分の領域に対して距離を計測する、図１
３の例では、基準となる斜線エッジ画素を原画像領域で
１画素分右にずらし、この地点から「主走査方向に２画
素進んで距離１を加算、副走査方向に１画素進んで距離
１を加算」というように計測している。ただし、補間画
素を囲む原画像の４個の画素（補間画素が図中の点線上
にある時は２画素）が全て同色の場合には、距離を０と
する。

【００４６】次に、補正処理部１０の動作を説明する。
説明を簡単にするため図１４は１次元で拡大処理する場
合について示している。まず、拡大処理部１で求められ
た補間画素の画素値Ｉｘが補正処理部１０に入力され
る。この時同時に原画像の画素値も入力され、最小値検
出部１２では、補間画素を囲む２つの原画素の中で最も
濃度が低い画素を検出し、その画素値をＯｍｉｎとす
る。なお、２次元で考える場合には補間画素を囲む４個
の原画素の中で最も濃度が低い画素を検出する。

【００４７】次に、重み係数変換部１３は、拡大画素の
距離がｒとすると、それぞれの距離ｒに対して予め定め
られた重み係数α［ｒ］を読み出し、減算器１４，乗算
器１５及び加算器１６が補正後の画素値Ｉ’ｘを次のよ
うに計算する。 Ｉ’ｘ＝Ｏｍｉｎ＋（Ｉｘ―Ｏｍｉｎ）×α［ｒ］ 式（４） なお、図１４の「差分値」は式（４）の“Ｉｘ−Ｏｍｉ
ｎ”を表しており、図１１における減算器１４の処理に
相当する。

【００４８】最後に、最大値検出部１１が補間画素を囲
む２個の原画素の中で最も濃度が高い画素の画素値Ｏｍ
ａｘを求めると、リミッタ１７は、補正後の画素値Ｉ’
ｘが最大値Ｏｍａｘを超えないように制限する。即ち、
補正後の画素値Ｉ’ｘが最大値Ｏｍａｘに満たない場合
には、補正後の画素値Ｉ’ｘをそのまま出力するが、補
正後の画素値Ｉ’ｘが最大値Ｏｍａｘを超える場合に
は、最大値Ｏｍａｘを出力する。

【００４９】上記のような処理構成で、重みαを距離ｒ
が近いところでは、１付近の大きめの値に、距離ｒが大
きいところでは、０付近の小さめの値に設定しておくこ
とで、エッジ部でのぼけを抑制し、先鋭度の向上した画
像を再構成することができる。例えば、距離ｒに対し
て、以下の式（５）に示すように、ユーザが予め重み係
数を設定しておく。 α［０］＝１．０， α［１］＝１．１， α［２］＝０．９， α［３］＝０．５， α［４］＝０．４ 式（５）

【００５０】この時、例えば、図１４のような画像を処
理した場合、概念的には図１５のように画像信号が再構
成され、エッジをシャープにすることができる。さら
に、図１２や図１３からも分かるように、距離ｒは斜め
方向に同一の値を取るため、ジャギーの抑制にも大きな
効果を奏することができる。

【００５１】以上で明らかなように、この実施の形態２
によれば、斜線エッジ画素と補間画素の距離に基づいて
補間画素の画素値を補正するように構成したので、ジャ
ギーの発生を抑制することができるとともに、ぼけの発
生を抑制することができる効果を奏する。

【００５２】なお、上記実施の形態１，２では、拡大処
理部１が線形補間法を用いているが、これに限ったもの
ではなく、図１６に示すように，内挿したい点を囲む４
個の原画素から補間画素の画素値を生成する拡大方法を
用いてもよく、同様の効果を奏することができる。ま
た、エッジ検出部２及び閾値演算部３では、ウィンドウ
サイズを３×３画素としているが、これに限ったもので
はなく、例えば、ｍ×ｎ画素のウィンドウサイズのｍ，
ｎを大きくしていけば、より高精度の斜線エッジの検出
が可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、特定
手段により特定された傾斜方向を示す傾斜情報を原画素
にマッピングするとともに、その傾斜情報を補間画素に
マッピングするマッピング手段と、拡大手段により拡大
されたディジタル画像を構成する画素毎に当該画素の傾
斜情報に対応するフィルタ処理を実行する平滑化手段と
を設けるように構成したので、ディジタル画像を拡大す
るときに生じるジャギーの発生を抑制することができる
効果がある。

【００５４】この発明によれば、特定手段により特定さ
れた傾斜方向及び傾斜角度を示す傾斜情報を原画素にマ
ッピングするとともに、その傾斜情報を補間画素にマッ
ピングするマッピング手段と、拡大手段により拡大され
たディジタル画像を構成する画素毎に当該画素の傾斜情
報に対応するフィルタ処理を実行する平滑化手段とを設
けるように構成したので、更にジャギーの発生を抑制す
ることができる効果がある。

【００５５】この発明によれば、距離計測手段により計
測された距離に基づいて補間画素の画素値を補正する補
正手段を設けるように構成したので、ジャギーの発生を
抑制することができるとともに、ぼけの発生を抑制する
ことができる効果がある。

【００５６】この発明によれば、最小画素値検出手段に
より検出された原画素の画素値と補間画素の画素値との
差分値に重み係数を乗算し、その原画素の画素値に当該
乗算結果を加算する演算手段と、その演算手段の加算結
果が最大画素値検出手段により検出された原画素の画素
値に満たない場合には、その加算結果を出力し、その原
画素の画素値を超える場合には、その画素値を出力する
リミット手段とから補正手段を構成するようにしたの
で、ぼけの発生を抑制することができる効果がある。

【００５７】この発明によれば、原画素が属するエッジ
領域の傾斜方向を示す傾斜情報を原画素と補間画素にマ
ッピングし、拡大後のディジタル画像を構成する画素毎
に当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ処理を実行す
るように構成したので、ディジタル画像を拡大するとき
に生じるジャギーの発生を抑制することができる効果が
ある。

【００５８】この発明によれば、原画素が属するエッジ
領域の傾斜方向及び傾斜角度を示す傾斜情報を原画素と
補間画素にマッピングし、拡大後のディジタル画像を構
成する画素毎に当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ
処理を実行するように構成したので、更にジャギーの発
生を抑制することができる効果がある。

【００５９】この発明によれば、斜線を構成する画素と
補間画素の距離に基づいて補間画素の画素値を補正する
ように構成したので、ジャギーの発生を抑制することが
できるとともに、ぼけの発生を抑制することができる効
果がある。

【００６０】この発明によれば、最小の原画素の画素値
と補間画素の画素値との差分値に重み係数を乗算して、
その原画素の画素値に当該乗算結果を加算し、その加算
結果が最大の原画素の画素値に満たない場合には、その
加算結果を画素値の補正結果とし、その原画素の画素値
を超える場合には、その画素値を画素値の補正結果とす
るように構成したので、ぼけの発生を抑制することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による画像処理装置
を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による画像処理方法
を示すフローチャートである。

【図３】 斜線検出パターンの一例を示す説明図であ
る。

【図４】 方向情報の拡大処理を説明する説明図であ
る。

【図５】 角度１の斜線を２倍に拡大する場合の説明図
である。

【図６】 フィルタ処理の参照領域を示す説明図であ
る。

【図７】 平滑化フィルタのパターンを示すパターン図
である。

【図８】 平滑化フィルタを施した画像を示す模式図で
ある。

【図９】 メディアンフィルタによるフィルタ処理を説
明する説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態２による画像処理装
置を示す構成図である。

【図１１】 補正処理部１０の内部を示す構成図であ
る。

【図１２】 距離の計測方法を示す説明図である。

【図１３】 距離の計測方法を示す説明図である。

【図１４】 画像の拡大処理を示す説明図である。

【図１５】 画像の拡大処理を示す説明図である。

【図１６】 最近隣内挿法を示す概念図である。

【図１７】 線形補間法を示す概念図である。

【図１８】 ジャギーの発生を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 拡大処理部（拡大手段）、２ エッジ検出部（特定
手段）、３ 閾値演算部（特定手段）、４ ２値化処理
部（特定手段）、５ 斜線検出部（特定手段）、６ 判
定部（マッピング手段）、７ エッジ方向情報拡大処理
部（マッピング手段）、８ フィルタ処理部（平滑化手
段）、９ 距離計測部（距離計測手段）、１０ 補正処
理部（補正手段）、１１ 最大値検出部（最大画素値検
出手段）、１２ 最小値検出部（最小画素値検出手
段）、１３ 重み係数変換部（変換手段）、１４ 減算
器（演算手段）、１５ 乗算器（演算手段）、１６ 加
算器（演算手段）、１７ リミッタ（リミット手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 BA30 CA12 CA16 CB12 CB16 CC01 CD06 CE05 CE06 CH08 CH09 CH18 DA08 DA17 DB02 DC03 DC08 DC16 DC36 5C076 AA21 AA32 BA06 BB25 CA10 5C077 LL19 PP02 PP20 PP43 PP47 PP48 PP54 PP55 PP65 PP68 PQ08 PQ12 PQ18 PQ20 RR03 RR14 RR19

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル画像を構成する各原画素の間
   に補間画素を追加して上記ディジタル画像を拡大する拡
   大手段と、上記ディジタル画像を構成する原画素のうち
   エッジ領域に属する原画素を検出して、その原画素が属
   するエッジ領域の傾斜方向を特定する特定手段と、上記
   特定手段により特定された傾斜方向を示す傾斜情報を原
   画素にマッピングするとともに、その傾斜情報を上記補
   間画素にマッピングするマッピング手段と、上記拡大手
   段により拡大されたディジタル画像を構成する画素毎に
   当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ処理を実行する
   平滑化手段とを備えた画像処理装置。
2. 【請求項２】 ディジタル画像を構成する各原画素の間
   に補間画素を追加して上記ディジタル画像を拡大する拡
   大手段と、上記ディジタル画像を構成する原画素のうち
   エッジ領域に属する原画素を検出して、その原画素が属
   するエッジ領域の傾斜方向及び傾斜角度を特定する特定
   手段と、上記特定手段により特定された傾斜方向及び傾
   斜角度を示す傾斜情報を原画素にマッピングするととも
   に、その傾斜情報を上記補間画素にマッピングするマッ
   ピング手段と、上記拡大手段により拡大されたディジタ
   ル画像を構成する画素毎に当該画素の傾斜情報に対応す
   るフィルタ処理を実行する平滑化手段とを備えた画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 斜線を構成する画素と補間画素の距離を
   計測する距離計測手段と、上記距離計測手段により計測
   された距離に基づいて上記補間画素の画素値を補正する
   補正手段とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求
   項２記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 補間画素を囲む原画素のうち、濃度レベ
   ルが最大の原画素の画素値を検出する最大画素値検出手
   段と、上記補間画素を囲む原画素のうち、濃度レベルが
   最小の原画素の画素値を検出する最小画素値検出手段
   と、距離計測手段により計測された距離を重み係数に変
   換する変換手段と、上記最小画素値検出手段により検出
   された原画素の画素値と上記補間画素の画素値との差分
   値に上記重み係数を乗算し、その原画素の画素値に当該
   乗算結果を加算する演算手段と、上記演算手段の加算結
   果が上記最大画素値検出手段により検出された原画素の
   画素値に満たない場合には、その加算結果を出力し、そ
   の原画素の画素値を超える場合には、その画素値を出力
   するリミット手段とから補正手段を構成することを特徴
   とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 ディジタル画像を構成する各原画素の間
   に補間画素を追加して上記ディジタル画像を拡大する一
   方、上記ディジタル画像を構成する原画素のうちエッジ
   領域に属する原画素を検出して、その原画素が属するエ
   ッジ領域の傾斜方向を特定するとともに、その傾斜方向
   を示す傾斜情報を原画素と補間画素にマッピングし、拡
   大後のディジタル画像を構成する画素毎に当該画素の傾
   斜情報に対応するフィルタ処理を実行する画像処理方
   法。
6. 【請求項６】 ディジタル画像を構成する各原画素の間
   に補間画素を追加して上記ディジタル画像を拡大する一
   方、上記ディジタル画像を構成する原画素のうちエッジ
   領域に属する原画素を検出して、その原画素が属するエ
   ッジ領域の傾斜方向及び傾斜角度を特定するとともに、
   その傾斜方向及び傾斜角度を示す傾斜情報を原画素と補
   間画素にマッピングし、拡大後のディジタル画像を構成
   する画素毎に当該画素の傾斜情報に対応するフィルタ処
   理を実行する画像処理方法。
7. 【請求項７】 斜線を構成する画素と補間画素の距離を
   計測し、その距離に基づいて上記補間画素の画素値を補
   正することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の画
   像処理方法。
8. 【請求項８】 補間画素の画素値を補正する際、補間画
   素を囲む原画素のうち、濃度レベルが最大の原画素の画
   素値と、上記補間画素を囲む原画素のうち、濃度レベル
   が最小の原画素の画素値とを検出するとともに、斜線を
   構成する画素と上記補間画素の距離を重み係数に変換す
   る一方、最小の原画素の画素値と上記補間画素の画素値
   との差分値に上記重み係数を乗算して、その原画素の画
   素値に当該乗算結果を加算し、その加算結果が最大の原
   画素の画素値に満たない場合には、その加算結果を画素
   値の補正結果とし、その原画素の画素値を超える場合に
   は、その画素値を画素値の補正結果とすることを特徴と
   する請求項７記載の画像処理方法。