JP2001236498A - 画像処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低解像画像から高解像度画像を作成する。 【解決手段】 低解像度画素の近傍画素と前記近傍画素
に隣接する少なくとも２つの画素値から求められる所定
の関数を分割するエネルギー値を求め、分割により得ら
れたエネルギー値を高解像度画像の画素とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低解像情報から高
解像情報に解像度を変換する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】低解像情報を補間して拡大する解像度変
換処理においては、様々な方法が考案されている。一般
に多く用いられる方法は、新規画素の輝度値を周囲の元
画素から線形に補間する線形補間法である。

【０００３】図９は、従来の線形補間方法による新規補
間画素の形成方法を説明するための図であり、簡単のた
め１次元での線形補間を説明する。図９において、Ｐ₀
およびＰ₁は低解像度の元画素であり、Ｐ₀およびＰ₁の
輝度値はそれぞれＧおよびＨである。また、新規補間画
素Ｐ_h0はＰ₀とＰ₁の間にあり、Ｐ_h0とＰ₀との距離はｎ
である。このときのＰ_h0の輝度値Ｋは、Ｋ＝（１−ｎ）
Ｇ＋ｎＨで表される。このようにして求められた新規画
素Ｐ_h0の輝度値は、輝度曲線に存在する真の輝度値Ｐ_t
より低い値を示す。一般的には画像は２次元で表される
ので、図１０を用いて２次元での線形補間方法を説明す
る。

【０００４】図１０は、従来の線形補間法による画素の
補間位置を示す説明図である。図１０において、１００
１は輝度値Ｇを持つ元画素、１００２は輝度値Ｈを持つ
元画素、１００３は輝度値Ｉを持つ元画素、１００４は
輝度値Ｊを持つ元画素であり、これら低解像度画像の元
画素の間隔、すなわち水平方向および垂直方向での隣り
合う画素同士の間隔は１である。１００５は従来の線形
補間法で求めた輝度値Ｋを持つ新規画素である。ｍは元
画素１００１から新規画素１００５までの垂直方向の距
離、ｎは元画素１００１から新規画素１００５までの水
平方向の距離であり、これらの距離ｍおよびｎは、０≦
ｍ<１かつ０≦ｎ<１とする。新規画素１００５の輝度値
Ｋは、下記の式により算出する。

【０００５】Ｋ＝（１−ｍ）（（１−ｎ）Ｇ＋ｎＨ）＋
ｍ（（１−ｎ）Ｉ＋Ｊ） このような線形補間法では、周囲の元画素の平均値を新
規画素とするため、図１１に示したように線形補間で求
めた新規画素の輝度値が真の輝度値よりも小さくなる。
従って、新規画素間の輝度値の差が少なくなるため、画
像のエッジ部分がシャープさを失ない、ぼけた画像にな
るという問題があった。

【０００６】この問題を解決するものとして、図１１に
示すような、特開平７−９３５３１号公報に示される画
像処理装置がある。この画像処理装置は、線形補間を行
う線形補間手段９０１とともに、エッジ情報を作成する
エッジ作成手段９０２とこのエッジ情報と線形補間情報
との重み付けをおこなう配分比率決定手段９０３を持
ち、周辺画素の状況に応じて線形情報とエッジ情報との
配分を変えて加算することにより、エッジ部分を鮮明に
してシャープな画像を得ることを目的としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この特開平７
−９３５３１号公報に示される画像処理装置は、線形補
間処理に加えてエッジ作成手段や配分比率決定手段が必
要なため、構成が複雑になるとともに全体の処理時間が
長くなるという問題があった。本発明は、上記課題を解
決するために成されたもので、線形補間と同程度の簡便
な構成で、低解像度の画像を容易に高品位で高解像度な
画質を得られる画像処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１の発明に係わる画像処理方法は、低
解像度画像を高解像度画像に変換する際に、低解像度画
像の画素の輝度値と前記低解像度画素の近傍画素と前記
近傍画素に隣接する少なくとも２つの画素の値から求め
られる所定の関数を分割するエネルギー値を求め、分割
により得られたエネルギー値を高解像度画像の画素の輝
度値として用いることを特徴とするものである。

【０００９】また、本願の請求項２の発明に係わる画像
処理方法は、前記エネルギー値を、ｎが２以上のｎ次関
数で近似した画像輝度曲線の面積で表すことを特徴とし
た請求項１記載の画像処理方法である。また、本願の請
求項３の発明に係わる画像処理方法は、高解像度画像の
画素を作成するための注目画素としての低解像度画像の
画素と、前記注目画素と隣接する少なくとも２つの画素
を用いて２次関数を決定し、高解像度画像の画素と注目
画素からの距離をｎとし、高解像画像の画素数を低解像
度の画素数で除することにより求められる拡大倍率をΔ
とし、ｎ＋Δを第一の値としｎ−Δを第二の値としたと
き、前記２次関数における前記第一の値から前記第二の
値の面積を求めることで高解像画像の画素の輝度値を求
めることを特徴とする画像処理方法である。

【００１０】また、本願の請求項４の発明に係わる画像
処理方法は、整数部分と少数部分とからなる高解像度画
像の画素の位置情報の少数部分を予め定めた閾値と比較
して、前記少数部分が閾値よりも小なるときは前記少数
部分と前記整数部分をそのまま保持し、前記少数部分が
閾値よりも大なるときは前記少数部分から前記閾値を引
いた値を新たに少数部分とし、且つ前記整数部分に一を
加算して新たに整数部分とし、前記少数部分を前記ｎと
し前記整数部分を前記注目画素とすることを特徴とした
請求項３記載の画像処理方法である。

【００１１】また、請求項５の発明に係わる画像処理方
法は、前記閾値が０．５であることを特徴とする請求項
４記載の画像処理方法である。

【００１２】また、請求項６の発明に係わる画像処理装
置は、元画像情報を順次記憶するラインメモリ手段と、
前記ラインメモリ手段から順次出力される元画素情報を
記憶するデータバッファ手段と、前記データバッファ手
段に記憶された元画素情報と元画素から横方向に補間す
べき位置を示す横方向補間距離情報とを用いて横方向補
間画素を計算する横方向補間手段と、前記横方向補間画
素と元画素から縦方向に補間すべき位置を示す縦方向補
間距離情報を用いて縦方向補間画素を計算する手段をも
ち、前記縦方向補間画素を新規画素とする高解像度情報
を作成することを特徴としたものである。

【００１３】また、請求項７の発明に係わる画像処理装
置は、高解像度情報を作成するための元画像情報は、注
目画素と注目画素を中心に上下に隣接する上および下画
素と、注目画素に左右に隣接した左および右画素と、上
および下画素の左右に隣接した左上および左下および右
上および右下画素とで構成されたことを特徴とした請求
項６記載の画像処理装置である。

【００１４】また、請求項８の発明に係わる画像処理装
置は、整数部分と少数部分とからなる補間画素の位置情
報の少数部分を予め定めた閾値と比較して、前記少数部
分が閾値よりも小なるときは前記少数部分と前記整数部
分をそのまま保持し、前記少数部分が閾値よりも大なる
ときは前記少数部分から前記閾値を引いた値を新たに少
数部分とし、且つ前記整数部分に一を加算して新たに整
数部分とし、前記少数部分を前記縦および横方向補間距
離とし前記整数部分を前記注目画素とすることを特徴と
した請求項６記載の画像処理装置である。

【００１５】また、請求項９の発明に係わる画像処理装
置は、前記閾値が０．５であることを特徴とする請求項
８記載の画像処理装置である。

【００１６】また、請求項１０の発明に係わる画像処理
装置は、前記横方向補間手段は、横方向補間距離を
ｎ_X、拡大倍率をＮ₀、上画素をＰ_0U、右上画素をＰ_1U、
左上画素をＰ_-1U、注目画素をＰ₀、右画素をＰ₁、左画
素をＰ_-1、下画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、左下画素を
Ｐ_-1D、としたとき、横方向補間画素Ｕ、Ｃ、Ｄを、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
１／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ
_-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
１／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ
_-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置である。

【００１７】また、請求項１１の発明に係わる画像処理
装置は、前記横方向補間手段は、横方向補間距離を
ｎ_X、上画素をＰ_0U、右上画素をＰ_1U、左上画素を
Ｐ_-1U、注目画素をＰ₀、右画素をＰ₁、左画素をＰ_-1、
下画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、左下画素をＰ_-1D、と
したとき、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下
補間画素をＤを、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ_-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ_X
²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ_-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置である。

【００１８】また、請求項１２の発明に係わる画像処理
装置は、前記縦方向補間手段は、縦方向補間距離をｎ_Y
拡大倍率をＮ₀、横上補間画素をＵ、横中補間画素を
Ｃ、横下補間画素をＤとしたとき、縦方向補間画素Ｐ_XY
は、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−１／
（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置である。

【００１９】また、請求項１３の発明に係わる画像処理
装置は、前記縦方向補間手段は、縦方向補間距離を
ｎ_Y、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下補間
画素をＤとしたとき、縦方向補間画素Ｐ_XYは、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−ｎ_Y ²
／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置である。

【００２０】また、請求項１４の発明に係わる画像処理
装置は、Ｍ行Ｎ列の低解像度情報をＱ行Ｐ列の高解像度
情報に変換する画像処理装置において、水平方向の拡大
倍率Ｎ_XをＮ_X＝Ｐ／Ｎとし水平方向の新規画素のきざみ
量ＨをＨ＝１／Ｎ_Xとし、垂直方向の拡大倍率Ｎ_Y＝Ｑ／
Ｍとし垂直方向の新規画素のきざみ量ＶをＶ＝１／Ｎ_Y
としたき、前記低解像度画像の画素と前記Ｎ_Xと前記Ｈ
より水平方向補間画素を計算する水平方向補間手段と前
記水平方向補間画素と前記Ｎ_Yと前記Ｖより垂直方向の
補間画素を計算する垂直方向補間手段をもち、前記垂直
方向補間手段の出力結果が高解像度情報の画素となるこ
とを特徴とする画像処理装置である。

【００２１】また、請求項１５の発明に係わる画像処理
装置は、前記水平方向補間手段において、前記新規画素
に対応する注目画素およびと水平方向補間距離ｎ_Xを請
求項６記載の手段で求めることを特徴とした請求項１４
記載の画像処理装置である。

【００２２】また、請求項１６の発明に係わる画像処理
装置は、前記垂直方向補間手段において、前記新規画素
に対応する注目画素およびと垂直方向補間距離ｎ_Yを請
求項６記載の手段で求めることを特徴とした請求項１４
記載の画像処理装置である。また、請求項１７の発明に
係わる画像処理装置は、前記水平方向補間手段におい
て、注目画素をＰ₀、水平方向の左右の隣接画素をそれ
ぞれＰ_-1およびＰ₁、拡大倍率をＮ_X、水平方向補間距離
をｎ_Xとしたとき、水平方向補間画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ_x ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置である。

【００２３】また、請求項１８の発明に係わる画像処理
装置は、前記水平方向補間手段において、注目画素をＰ
₀、水平方向の左右の隣接画素をそれぞれＰ_-1および
Ｐ₁、水平方向補間距離をｎ_Xとしたとき、水平方向補間
画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置である。

【００２４】また、請求項１９の発明に係わる画像処理
装置は、前記垂直方向補間手段において、注目画素をＰ
₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1および
Ｐ₁、拡大倍率をＮ_Y、水平方向補間距離をｎ_Yとしたと
き、水平方向補間画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ_Y ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置である。

【００２５】また、請求項２０の発明に係わる画像処理
装置は、前記垂直方向補間手段において、注目画素をＰ
₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1および
Ｐ₁、水平方向補間距離をｎ_Yとしたとき、水平方向補間
画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
_Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を図
に則して説明する。 （第一の実施例）本発明の実施の形態１に係わる画像処
理方法は、簡単な構成により低解像度画像を補間して高
解像度画像に変換するものである。

【００２７】図１は、横軸が画素位置、縦軸が輝度で連
続する３画素分の輝度分布を表している。高解像度画像
を得るためには、低解像度画像の元画素を利用して補間
画素を作成するが、そのためには補間画素を作成するた
めの基準となる元画素を決める必要がある。この基準と
なる画素が注目画素であり、補間画素に最も近い元画素
が注目画素になる。図１において、注目画素はＰ₀であ
り、その隣接画素はＰ₁およびＰ_-1である。注目画素Ｐ₀
の輝度値をＧとすると、この輝度値Ｇは特定のエネルギ
ー値を持つ。このエネルギー値は、図中に示す輝度曲線
の注目画素が占める面積Ｓ₀で表すことができる。すな
わち、注目画素はＰ₀の輝度値ＧはＧ＝Ｓ ₀となる。この
両者は等しい関係にある。

【００２８】簡単のため、解像度を２倍にするときの方
法を図２を用いて説明する。元画素Ｐ₀の輝度値は、輝
度曲線の面積Ｓ₀と考えられるので、２倍にするために
は元画像の面積を等分に分割すればよい。一般的に輝度
曲線は、ｎが２以上のｎ次関数で表すことができるが、
簡単のため２次関数を用いた時の例を説明する。輝度曲
線を２次関数Ｐ（ｘ）＝ａＸ²＋ｂｘ＋ｃとすると、係
数ａ、ｂおよびｃは、注目画素Ｐ₀とその隣接画素
Ｐ_-1、およびＰ₁の輝度値Ｇ₀、Ｇ₁およびＧ_-1は、次の
ように求められる。

【００２９】ａ＝（Ｇ₁＋Ｇ_-1）／２−Ｇ₀ ｂ＝（Ｇ₁−Ｇ_-1）／２ ｃ＝１３／１２Ｇ₀−（Ｇ₁＋Ｇ_-1）／２４ これを用いて、元画像から２倍の解像度にした新規画素
Ｐ_-0.25およびＰ_0.25の輝度値Ｇ_-0.25およびＧ_0.25は次
式で表される。

【００３０】Ｇ_-0.25＝２∫⁰ _-0.5（ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）
ｄｘ＝Ｇ₀−（Ｇ₁−Ｇ_-1）／８ Ｇ_0.25＝２∫^0.5 ₀（ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）ｄｘ＝Ｇ₀＋
（Ｇ₁−Ｇ_-1）／８ つまり、注目画素Ｐ₀の隣接画素Ｐ₁、Ｐ_-1の輝度値の差
分を固定の係数８で割った値に注目画素Ｐ₀の輝度値を
加算あるいは減算することにより、容易に２倍の解像度
を持つ新規画素を得ることができる。

【００３１】一般的に、高解像度画像から低解像度画像
に画像変換する場合には、高解像度画像の画素をＡおよ
びＢ、定数をｋとすると、低解像度の画素ｃは、次式で
計算できる。

【００３２】ｃ＝（Ａ＋Ｂ）／ｋ・・・・・（１） ここで、低解像度画像から作成された高解像度画素の輝
度値が、真の値に近いほど、高解像度画像の画素と
（１）式とより得られた画素ｃは、元の低解像度画像の
画素に限りなく近づく。しかし、図９に示すように従来
の線形補間法では、補間して得られた高解像度画素Ｐ_h1
およびＰ_h2から（１）式を使うと低解像度の元画素Ｐ_h0
が得られるが、Ｐ_h0は真の元画素Ｐ₀と大きく異なって
いる。ところが、本発明による画像処理方法であれば、
図２に図示したように注目画素Ｐ₀から分割した新規画
素Ｐ_-0.25とＰ_0.25とを加算すれば、完全に注目画素Ｐ₀
に一致する。したがって、本発明による画像処理方法に
より得られた新規画素の輝度値は、真の値に極めて近い
値を持つ。

【００３３】次に、元画素から任意の拡大倍率の新規画
素を作成する方法を図３を用いて説明する。元画素から
新規画素までの距離（以下補間距離とする。）をｎ、幅
を±Δとすると、拡大倍率Ｎ₀はＮ₀＝１／（２Δ）にな
る。（Δ≦０．５）このとき新規画素Ｐ_nの輝度値Ｇ
_nは、以下のように求められる。

【００３４】 Ｇ_n＝（１／（２Δ））∫ⁿ⁺Δ_n-Δ（ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ）ｄｘ ＝Ｇ₀＋（ｎ／２）（Ｇ₁−Ｇ_-1）＋（１／２４−Δ²／６−ｎ²／２）（２ Ｇ₀−（Ｇ₁＋Ｇ_-1） ＝Ｇ₀＋（ｎ／２）（Ｇ₁−Ｇ_-1）＋（１／２４−１／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ² ／２）（２Ｇ₀−（Ｇ₁＋Ｇ_-1）・・・・（２） ここで、（Δ²／６）または１／（２４Ｎ₀ ²）は非常に
小さい値なので省略することができ、上式は以下に示す
ように簡単になる。

【００３５】 Ｇ_n＝Ｇ₀＋（ｎ／２）（Ｇ₁−Ｇ_-1）＋（１／２４−ｎ²／２）（２Ｇ₀−（ Ｇ₁＋Ｇ_-1）・・・・・（３） 以上のように、新規画素Ｐ_nの輝度値Ｇ_nは、注目画素Ｐ
₀とその隣接画素Ｐ₁、Ｐ _-1の輝度値、拡大倍率Ｎ₀およ
び補間距離ｎから求めることができる。

【００３６】次に、新規画素を得るための補間距離を計
算する方法を説明する。図４は、説明を簡単にするため
に７００画素の元画像を補間して１０００画素の新規画
素を作成する場合を１次元で表している。図４におい
て、４０１はフレームの水平方向を示す軸、ｐ０、ｐ
１、ｐ２、ｐ３は矢印で軸４０１上の位置を示し画素間
隔を１とする元画素、ｑ０、ｑ１、ｑ３は矢印で軸４０
１上の位置を示す新規画素、（）内の数字は元画素ｐ０
からの距離で表した画素の位置である。４０２は、元画
素ｐ０からの距離を整数部分と少数部分とに分割する形
で表した新規画素の位置であり、少数部分の絶対値が閾
値０．５を越えないようにすることにより整数部分がそ
の新規画素に対する注目画素の位置を、さらに少数部分
が補間距離を表すようにしたものである。例えば、新規
画素ｑ３は元画素ｐ０からの距離が２．１であるので、
少数部分が０．５を越えないように整数部分と少数部分
に分割すれば２＋０．１となるから、新規画素ｑ３に対
する注目画素は元画素ｐ２であり、元画素ｐ２から新規
画素ｑ３までの補間距離は０．１である。また、新規画
素ｑ１は元画素ｐ０からの距離が０．７であるので、少
数部分が０．５を越えないように整数部分と小数部分と
に分割すれば１−０．３となるから、新規画素ｑ１に対
する注目画素は元画素ｐ１であり、元画素ｐ１から新規
画素ｑ１までの補間距離は−０．３である。

【００３７】図５は、本発明の実施の形態１に係わる画
像処理装置が補間する新規画素の位置を示す説明図であ
る。図５において、５０１〜５０９は水平方向あるいは
垂直方向で隣り合う、画素間隔を１とする元画素であ
る。５１０は低解像度の元画像を補間して作成する新規
画素である。５０５は、新規画素５１０に最も近い位置
にある注目画素であり、図４で説明した方法により求め
る。また、ｎ_xは新規画素５１０と注目画素５０５との
間の水平方向の補間距離であり、ｎ_yは新規画素５１０
と注目画素５０５との間の垂直方向の補間距離であり、
それぞれ図４で説明した方法により求められる。

【００３８】図６は、元画素から新規画素を作成する手
順を説明するための図である。Ｕは画素６０１、６０
２、６０３から横方向に補間した画素である。Ｃは画素
６０４、６０５、６０６から横方向に補間した画素であ
る。Ｄは、画素６０７、６０８、６０９より横方向に補
間した画素である。新規画素６１０は、横方向に補間し
た画素Ｕ、Ｃ、Ｄより縦方向に補間して作成する。この
ようにして順次新規画素を作成し、全ての新規画素の作
成を終了したときは、元画素情報を削除する。この結
果、残った新規画素は、高解像度画像情報となる。

【００３９】次に、図７を用いて、元画素から新規画素
を作成する手段を説明する。図７において７６０はライ
ンメモリ手段であり、以下のように構成される。すなわ
ち、７０１は低解像度画像をフレーム左上隅の元画素の
データから順に入力する下ラインメモリ、７０２は下ラ
インメモリ７０１の出力を入力する中ラインメモリ、７
０３は中ラインメモリ７０２の出力を入力する上ライン
メモリであり、各ラインメモリは元画素を低解像度画像
の横方法１ライン分まで格納する記憶容量を持ち、１画
素のデータを入力するときに記憶容量が一杯であれば格
納したデータの中で最も古い１画素のデータを出力す
る。

【００４０】また、７６１はデータバッファ手段であ
り、以下のように構成される。すなわち、７０４は右下
画素データバッファ、７０５は右画素データバッファ、
７０６は右上画素データバッファ、７０７は下画像デー
タバッファ、７０８は注目画素データバッファ、７０９
は上画像データバッファ、７１０は左下画素データバッ
ファ、７１１は左画像データバッファ、７１２は左上画
素データバッファであり、各データバッファは１画素分
のデータを一時的に格納する記憶容量であって、１画素
分のデータを入力するときに前に格納したデータを出力
する。

【００４１】また、７６２は縦方向補間手段であり、以
下のように構成される。すなわち、７１３、７２０、７
２７は入力された値を２倍にするための乗算器、７１
４、７１７、７２１、７２４、７２８、７３１は入力さ
れた値を加算する加算器、７１５、７１８、７２２、７
２５、７２９、７３２は入力された値を減算する減算
器、７１６、７１９、７２３、７２６、７３０、７３３
は入力された値に縦補間距離ｎ_yに応じた所定の係数を
乗算する乗算器である。

【００４２】また、７６３は横方向補間手段であり、以
下のように構成される。すなわち、７３４は入力された
値を２倍にするための乗算器、７３５、７３８は入力さ
れた値を加算する加算器、７３６、７３９は入力された
値を減算する減算器、７３７、７４０は入力された値に
横補間距離ｎ_xに応じた所定の係数を乗算する乗算器で
ある。

【００４３】次にラインメモリ手段７６０とデータバッ
ファ手段７６１の動作について説明する。説明のため
に、ラインメモリ手段７６０とデータバッファ手段７６
１は、それぞれ記憶容量一杯のデータを格納していると
する。ここで、下ラインメモリ７０１は、外部から１画
素のデータを入力し、格納したデータの中で最も古い１
画素のデータを中ラインメモリ７０２と右下画素データ
バッファ７０４に出力する。また、中ラインメモリ７０
２は、下ラインメモリ７０１から１画素のデータを入力
し、格納したデータの中で最も古い１画素のデータを上
ラインメモリ７０３と右画素データバッファ７０５に出
力する。また、上ラインメモリ７０３は、中ラインメモ
リ７０２から１画素のデータを入力し、格納したデータ
の中で最も古い１画素のデータを右上画素データバッフ
ァ７０６に出力する。

【００４４】右下画素データバッファ７０４は、下ライ
ンメモリ７０１から１画素のデータが入力されると格納
された画素データを下画素バッファ７０７と横方向補間
手段７６２に出力する。下画素データバッファ７０７
は、右下画素データバッファ７０４から１画素のデータ
が入力されると格納された画素データを左下画素バッフ
ァ７１０と横方向補間手段７６２に出力する。左下画素
データバッファ７１０は、下画素データバッファ７０７
から１画素のデータが入力されると格納された画素デー
タを横方向補間手段７６２に出力する。

【００４５】右画素データバッファ７０５は、中ライン
メモリ７０２から１画素のデータが入力されると格納さ
れた画素データを注目画素バッファ７０８と横方向補間
手段７６２に出力する。注目画素データバッファ７０８
は、右画素データバッファ７０５から１画素のデータが
入力されると格納された画素データを左画素バッファ７
１１と横方向補間手段７６２に出力する。左画素データ
バッファ７１１は、注目画素データバッファ７０８から
１画素のデータが入力されると格納された画素データを
横方向補間手段７６２に出力する。

【００４６】右上画素データバッファ７０６は、上ライ
ンメモリ７０３から１画素のデータが入力されると格納
された画素データを上画素バッファ７０９と横方向補間
手段７６２に出力する。上画素データバッファ７０９
は、右上画素データバッファ７０６から１画素のデータ
が入力されると格納された画素データを左上画素バッフ
ァ７１２と横方向補間手段７６２に出力する。左上画素
データバッファ７１２は、上画素データバッファ７０９
から１画素のデータが入力されると格納された画素デー
タを横方向補間手段７６２に出力する。

【００４７】従って、この図７のデータバッファ手段７
６１のデータバッファ７０４ないし７１２には、注目画
素データバッファ７０８を中心として、右画素、注目画
素、左画素、右下画素、下画素、左下画素、右上画素、
上画素、左上画素がそれぞれ格納され、これにより図６
に示す画素配置の格納が実現される。

【００４８】次に、横方向補間手段の動作について説明
する。図７では、補間式は（２）式を用いているが、
（３）式の補間式を用いるのであれば、乗算器７１６、
７２３、７２４の係数を変更すればよい。図６に示した
横方向に補間画素Ｃの作成手順を説明する。右画素デー
タバッファ７０５の出力Ｐ₁は、加算器７２１と減算器
７２５に出力される。注目画素データバッファ７０８の
出力Ｐ₀は、乗算器７２０と加算器７２４に出力され
る。左画素データバッファ７１１の出力Ｐ_-1は加算器７
２１と減算器７２５に出力される。乗算器７２０では入
力されたＰ₀を乗算し２Ｐ₀にし減算器７２２に出力す
る。加算器７２１は入力された信号を加算しＰ_-1＋Ｐ₁
として減算器７２２に出力する。減算器７２２は入力さ
れた信号を減算し（２Ｐ₀−Ｐ₁＋Ｐ_-1）として乗算器７
２３に出力する。乗算器７２３は横補間距離ｎ_xに応じ
て係数を変え、減算器７２２から入力された信号を（２
Ｐ₀−Ｐ ₁＋Ｐ_-1）（１／２４−ｎ_x２／２）として加算
器７２４に出力する。

【００４９】減算器７２５は入力された信号を減算し
（Ｐ₁−Ｐ_-1）として乗算器７２６に出力する。乗算器
７２６は横補間距離ｎ_xに応じて係数を変え、減算器７
２５から入力された信号を（ｎ_x／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）と
して加算器７２４に出力する。

【００５０】加算器７２４には、注目画素データバッフ
ァ７０８の出力と乗算器７２３および７２６の出力が加
算されるので、（２）式に従って演算された横方向補間
画素Ｃが出力される。以下、同様の手順で横方向補間画
素Ｕ、Dがそれぞれ加算器７３１、７１７から縦方向補
間手段に出力される。

【００５１】次に縦方向補間手段について説明する。横
方向補間手段から出力された横方向補間画素Ｄは、加算
器７３５と減算器７３９に入力される。横方向補間手段
から出力された横方向補間画素Ｃは、加算器７３８と乗
算器７３４に入力される。横方向補間手段から出力され
た横方向補間画素Ｕは、加算器７３５と減算器７３９に
入力される。乗算器７３４は入力された信号を２Ｃとし
て減算器７３６に出力する。減算器７３６は乗算器７３
４と加算器７３５からの出力を演算し２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）
を計算し乗算器７３７に出力する。乗算器７３７は、縦
補間距離ｎ_yに応じて係数を変え、減衰器７３６からの
出力を（１／２４−ｎ_y２／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ））
として加算器２３８に出力される。横方向補間手段から
出力された横方向補間画素Ｕは、減算器７３９は入力さ
れた信号を（Ｕ−Ｄ）にして乗算器７４０に出力する。
乗算器７４０は、縦補間距離ｎ_yに応じて係数を変え、
減算器７３９からの入力された信号を演算し（ｎ_x／
２）（Ｕ−Ｄ）として加算器７３８に入力する、こうし
て加算器７３８には（２）式あるいは（３）式の第１
項、第２項および第３項に対応する入力が加えられるの
で、その出力は図６の新規画素６１０に対応する新規画
素データが得られる。 （第二の実施例）本発明の第二の実施例を、図８を例に
取り説明する。説明のために、水平方向にＮ個（Ｎ
列）、垂直方向にＭ個（Ｍ行）の元画素を持つ画像を、
水平方向にＰ個（Ｐ列）、垂直方向にＱ個（Ｑ行）の新
規画素を作成する場合の手順を示す。

【００５２】Ｓ８０１は、Ｎ個ｘＭ個の元画像を取り込
むステップである。Ｓ８０２は、水平方向の拡大倍率Ｎ
_xと水平方向補間数Ｖを決定するステップである。Ｎ_xは
水平方向の拡大倍率でありＮ／Ｐと計算され、ＶはＶ＝
１／Ｎ_Xで求められる。Ｓ８０３は、０からＭ−１まで
カウントする縦方向カウンタｙを０にするステップであ
る。Ｓ８０４は、補間する元画素の位置Ｐを０にするス
テップであり、元画素の初期値を設定する。Ｓ８０５
は、０からＰ−１までカウントする横方向カウンタｘを
０にするステップである。Ｓ８０６は、新規画素Ｐの注
目画素Ｐ₀と横方向補間距離ｎを求めるステップであ
り、新規画素の位置に閾値０．５を加算してその整数部
から注目画素Ｐ₀を、新規画素から注目画素Ｐ₀を減算し
てその少数部を横方向補間距離ｎを求める。Ｓ８０７
は、Ｓ８０２で求めた拡大倍率Ｎ_xとＳ８０６で求めた
注目画素Ｐ₀と横方向補間距離ｎから（２）式または
（３）式を用いて横方向補間画素を作成するステップで
ある。Ｓ８０８は、補間画素Ｐに横方向補間数Ｖを加算
する手段で、次にＳ８０７により横方向補間画素を計算
するための新規画素の位置を求める。Ｓ８０９は、横方
向カウンタｘを一つカウントアップする手段である。Ｓ
８１０は、横方向カウンタｘの状態に応じて手順を分岐
する手段であり、本例では横方向カウンタｘの値がＰ−
１になるまではＳ８０６に分岐し次の横方向補間画素を
計算する。Ｓ８１０において横方向カウンタｘの値がＰ
−１になると元画素の一つの水平方向の補間演算が終了
したので、Ｓ８１１に分岐し、次の行の横方向補間画素
の演算を行う。Ｓ８１１は、縦方向カウンタｙを一つカ
ウントアップする手段である。Ｓ８１２は縦方向カウン
タｙの状態に応じて手順を分岐する手段であり、本例で
は縦方向カウンタがＭ−１になるまではＳ８０４に分岐
し、上記に説明した手順で次の横方法補間画素を計算す
る。Ｓ８１２において縦方向カウンタｙの値がＭ−１に
なると、元画素のＮ列についての補間がすべて終了した
ので、Ｓ８１３に分岐し、元画素のＰ行についても補間
を行う。

【００５３】Ｓ８１３は、垂直方向の拡大倍率Ｎ_yと垂
直方向補間数Ｖを決定するステップである。Ｎ_yは垂直
方向の拡大倍率でありＱ／Ｍと計算され、ＶはＶ＝１／
Ｎ_yで求められる。Ｓ８１４は、０からＰ−１までカウ
ントする縦方向カウンタｙを０にするステップである。
Ｓ８１５は、補間する元画素の位置Ｐを０にするステッ
プであり、補間すべき画素の初期位置を設定する。Ｓ８
１６は、０からＱ−１までカウントする横方向カウンタ
ｘを０にするステップである。Ｓ８１７は、新規画素Ｐ
の注目画素Ｐ₀と横方向補間距離ｎを求めるステップで
あり、新規画素の位置に閾値０．５を加算してその整数
部から注目画素Ｐ₀を、新規画素から注目画素Ｐ₀を減算
してその少数部を横方向補間距離ｎを求める。Ｓ８１８
は、Ｓ８１７で求めた注目画素Ｐ₀と横方向補間距離ｎ
からの結果と（２）式または（３）式を用いて縦方向補
間画素を作成するステップである。Ｓ８１９は、補間画
素Ｐに縦方向補間数Ｖを加算する手段であり、次に補間
すべき画素の位置を計算する。Ｓ８２０は、縦方向カウ
ンタｙを一つカウントアップする手段である。Ｓ８２１
は、縦方向カウンタｙの値に応じて手順を分岐する手段
であり、本例では縦方向カウンタｙの値がＱ−１になる
までは一つの列の垂直方向の補間演算が終了していない
ため、Ｓ８１７に分岐し、次の補間演算を行う。Ｓ８２
１において縦方向カウンタｙの値がＱ−１になると一列
の垂直方向の補間演算が終了したので、Ｓ８２２に分岐
し、次の列の垂直方向補間画素の演算を行う。Ｓ８２２
は、横方向カウンタｘを一つカウントアップする手段で
ある。Ｓ８２３は横方向カウンタｘの値に応じて手順を
分岐する手段であり、本例では横方向カウンタがＰ−１
になるまではＳ８１５に分岐し、横方向カウンタｘの値
がＰ−１になると、全ての補間画素の作成が終了し、Ｐ
画素ｘＱ画素の新規画素が作成される。

【００５４】このように、本実施例では、横方向の補間
を全て行った後、縦方向の補間を行うので、実施例１に
比べて演算時間が少なくできるので、ソフトウェアで画
像作成する際には処理時間が早くなる。また、縦横の拡
大倍率Ｎ_x、Ｎ_yが等しいときは、Ｓ８１３のステップは
省略してよい。

【００５５】なお、本実施例では、先に横方向の補間を
全て行い、その後に縦方向の補間を行う動作を説明した
が、この補間の順番が逆であっても同じ効果が得られ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本願の請求項１の発明に
係わる画像処理方法によれば、低解像度画像を高解像度
画像に変換する際に、低解像度画像の画素の輝度値と前
記低解像度画素の近傍画素と前記近傍画素に隣接する少
なくとも２つの画素の値から求められる所定の関数を分
割するエネルギー値を求め、分割により得られたエネル
ギー値を高解像度画像の画素の輝度値としたので、低解
像度の画素での輝度値を損なうことなく、先鋭感のある
高解像度画像を得ることができる画像処理方法が得られ
る効果がある。

【００５７】また、本願の請求項２の発明に係わる画像
処理方法によれば、前記エネルギー値を、ｎが２以上の
ｎ次関数で近似した画像輝度曲線の面積で表すようにし
たので、低解像度画像の画素から求めたい画素のエネル
ギー値を演算することができる画像処理方法が得られる
効果がある。

【００５８】また、本願の請求項３の発明に係わる画像
処理方法によれば、高解像度画像の画素を作成するため
の注目画素としての低解像度画像の画素と、前記注目画
素と隣接する少なくとも２つの画素を用いて２次関数を
決定し、高解像度画像の画素と注目画素からの距離をｎ
とし、高解像画像の画素数を低解像度の画素数で除する
ことにより求められる拡大倍率をΔとし、ｎ＋Δを第一
の値としｎ−Δを第二の値としたとき、前記２次関数に
おける前記第一の値から前記第二の値の面積を求めるこ
とで高解像画像の画素の輝度値を求めることにより、注
目画素に隣接した画素から注目画素の輝度値を演算する
ことができる画像処理方法が得られる効果がある。

【００５９】また、本願の請求項４の発明に係わる画像
処理方法によれば、整数部分と少数部分とからなる高解
像度画像の画素の位置情報の少数部分を予め定めた閾値
と比較して、前記少数部分が閾値よりも小なるときは前
記少数部分と前記整数部分をそのまま保持し、前記少数
部分が閾値よりも大なるときは前記少数部分から前記閾
値を引いた値を新たに少数部分とし、且つ前記整数部分
に一を加算して新たに整数部分とし、前記少数部分を前
記ｎとし前記整数部分を前記注目画素とすることによ
り、少ない演算で注目画素と補間距離を得ることのでき
る画像処理方法が得られる効果がある。

【００６０】また、請求項５の発明に係わる画像処理方
法によれば、前記閾値が０．５であることを特徴とする
請求項４記載の画像処理方法であるので、少ない演算で
注目画素と補間距離を得ることのできる画像処理方法が
得られる効果がある。

【００６１】また、請求項６の発明に係わる画像処理装
置によれば、元画像情報を順次記憶するラインメモリ手
段と、前記ラインメモリ手段から順次出力される元画素
情報を記憶するデータバッファ手段と、前記データバッ
ファ手段に記憶された元画素情報と元画素から横方向に
補間すべき位置を示す横方向補間距離情報とを用いて横
方向補間画素を計算する横方向補間手段と、前記横方向
補間画素と元画素から縦方向に補間すべき位置を示す縦
方向補間距離情報を用いて縦方向補間画素を計算する手
段をもち、前記縦方向補間画素を新規画素とする高解像
度情報を作成することにより、簡単な構成で鮮鋭感のあ
る画像を得ることができる画像装置が得られる効果があ
る。

【００６２】また、請求項７の発明に係わる画像処理装
置によれば、高解像度情報を作成するための元画像情報
は、注目画素と注目画素を中心に上下に隣接する上およ
び下画素と、注目画素に左右に隣接した左および右画素
と、上および下画素の左右に隣接した左上および左下お
よび右上および右下画素とで構成されたことにより、元
画素９個からを鮮鋭感のある画素１個を得ることができ
る画像処理装置が得られる効果がある。

【００６３】また、請求項８の発明に係わる画像処理装
置によれば、整数部分と少数部分とからなる補間画素の
位置情報の少数部分を予め定めた閾値と比較して、前記
少数部分が閾値よりも小なるときは前記少数部分と前記
整数部分をそのまま保持し、前記少数部分が閾値よりも
大なるときは前記少数部分から前記閾値を引いた値を新
たに少数部分とし、且つ前記整数部分に一を加算して新
たに整数部分とし、前記少数部分を前記縦および横方向
補間距離とし前記整数部分を前記注目画素とすることを
特徴とした請求項６記載の画像処理装置であり、少ない
演算で注目画素と補間距離を得ることのできる画像処理
装置が得られる効果がある。

【００６４】また、請求項９の発明に係わる画像処理装
置によれば、前記閾値が０．５であることを特徴とする
請求項８記載の画像処理装置であり、少ない演算で注目
画素と補間距離を得ることのできる画像処理装置が得ら
れる効果がある。

【００６５】また、請求項１０の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記横方向補間手段は、横方向補間距離
をｎ_X、拡大倍率をＮ₀、上画素をＰ_0U、右上画素を
Ｐ_1U、左上画素をＰ_-1U、注目画素をＰ₀、右画素を
Ｐ₁、左画素をＰ_-1、下画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、
左下画素をＰ_-1D、としたとき、横方向補間画素Ｕ、
Ｃ、Ｄを、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
１／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ
_-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
１／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ
_-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置であり、少ない演算量で横方向に補間でき、しかも鮮
鋭感のある画像を得ることができる画像処理装置が得ら
れる効果がある。

【００６６】また、請求項１１の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記横方向補間手段は、横方向補間距離
をｎ_X、上画素をＰ_0U、右上画素をＰ_1U、左上画素をＰ
_-1U、注目画素をＰ₀、右画素をＰ₁、左画素をＰ_-1、下
画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、左下画素をＰ_-1D、とし
たとき、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下補
間画素をＤを、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ_-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ_X
²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ_-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置であり、より少ない演算量で横方向に補間でき、しか
も鮮鋭感のある画像を得ることができる画像処理装置が
得られる効果がある。

【００６７】また、請求項１２の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記縦方向補間手段は、縦方向補間距離
をｎ_Y拡大倍率をＮ₀、横上補間画素をＵ、横中補間画素
をＣ、横下補間画素をＤとしたとき、縦方向補間画素Ｐ
_XYは、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−１／
（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置であり、少ない演算量で縦方向に補間でき、しかも鮮
鋭感のある画像を得ることができる画像処理装置が得ら
れる効果がある。

【００６８】また、請求項１３の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記縦方向補間手段は、縦方向補間距離
をｎ_Y、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下補
間画素をＤとしたとき、縦方向補間画素Ｐ_XYは、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−ｎ_Y ²
／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
置であり、より少ない演算量で縦方向に補間でき、しか
も鮮鋭感のある画像を得ることができる画像処理装置が
得られる効果がある。

【００６９】また、請求項１４の発明に係わる画像処理
装置によれば、Ｍ行Ｎ列の低解像度情報をＱ行Ｐ列の高
解像度情報に変換する画像処理装置において、水平方向
の拡大倍率Ｎ_XをＮ_X＝Ｐ／Ｎとし水平方向の新規画素の
きざみ量ＨをＨ＝１／Ｎ_Xとし、垂直方向の拡大倍率Ｎ_Y
＝Ｑ／Ｍとし垂直方向の新規画素のきざみ量ＶをＶ＝１
／Ｎ_Yとしたき、前記低解像度画像の画素と前記Ｎ_Xと前
記Ｈより水平方向補間画素を計算する水平方向補間手段
と前記水平方向補間画素と前記Ｎ_Yと前記Ｖより垂直方
向の補間画素を計算する垂直方向補間手段をもち、前記
垂直方向補間手段の出力結果が高解像度情報の画素とな
ることを特徴とする画像処理装置であり、簡単な構成で
画像の補間ができ、しかも鮮鋭感のある画像を得ること
ができる画像処理装置が得られる効果がある。

【００７０】また、請求項１５の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記水平方向補間手段において、前記新
規画素に対応する注目画素およびと水平方向補間距離ｎ
_Xを請求項６記載の手段で求めることを特徴とした請求
項１４記載の画像処理装置であり、簡単な演算で注目画
素と水平補間距離を求めることが出来る画像処理装置を
得る効果がある。

【００７１】また、請求項１６の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記垂直方向補間手段において、前記新
規画素に対応する注目画素およびと垂直方向補間距離ｎ
_Yを請求項６記載の手段で求めることを特徴とした請求
項１４記載の画像処理装置であり、簡単な演算で注目画
素と垂直補間距離を求めることができる画像処理装置を
得ることができる効果がある。また、請求項１７の発明
に係わる画像処理装置は、前記水平方向補間手段におい
て、注目画素をＰ₀、水平方向の左右の隣接画素をそれ
ぞれＰ_-1およびＰ₁、拡大倍率をＮ_X、水平方向補間距離
をｎ_Xとしたとき、水平方向補間画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ_x ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置であり、少ない演算で水平方向に画素を補間
でき、しかも鮮鋭感のある画像を求めることができる画
像処理装置を得ることができる効果がある。

【００７２】また、請求項１８の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記水平方向補間手段において、注目画
素をＰ₀、水平方向の左右の隣接画素をそれぞれＰ_-1お
よびＰ₁、水平方向補間距離をｎ_Xとしたとき、水平方向
補間画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置であり、より少ない演算で水平方向に画素を
補間でき、しかも鮮鋭感のある画像を求めることができ
る画像処理装置を得ることができる効果がある。ある。

【００７３】また、請求項１９の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記垂直方向補間手段において、注目画
素をＰ₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1お
よびＰ₁、拡大倍率をＮ_Y、水平方向補間距離をｎ_Yとし
たとき、水平方向補間画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
／（２４Ｎ_Y ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置であり、少ない演算で垂直方向に画素を補間
でき、しかも鮮鋭感のある画像を求めることができる画
像処理装置を得ることができる効果がある。

【００７４】また、請求項２０の発明に係わる画像処理
装置によれば、前記垂直方向補間手段において、注目画
素をＰ₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1お
よびＰ₁、水平方向補間距離をｎ_Yとしたとき、水平方向
補間画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
_Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
像処理装置であり、より少ない演算で垂直方向に画素を
補間でき、しかも鮮鋭感のある画像を求めることができ
る画像処理装置を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】３画素の輝度分布を表す図

【図２】本発明による１画素を２分割して２倍の新規画
素を得るための図

【図３】本発明による１画素を任意の分割をして任意の
倍率の新規画素を得るための図

【図４】１ラインに７００画素存在する元画素を１００
０画素の新規画素により補間した場合の新規画素の位置
を示す図

【図５】元画素と本発明により求められた新規画素との
間の水平方向の距離および垂直方向の距離を示す図

【図６】本発明による元画素と横方向補間画素および新
規画素の配置を示す図

【図７】本発明の実施の形態１に係わる画像処理装置の
ブロック図

【図８】本発明の実施の形態２に係わる画像処理装置の
フローチャート

【図９】従来の線形補間による新規画素を求めるための
説明図

【図１０】元画素と従来の線形補間をして求めた新規画
素の配置を示す図

【図１１】従来の画像処理装置のブロック図

【符号の説明】

４０１ 軸 ４０２ 整数部と小数部に分割する形で表した新規画素
の位置 ５０１ 左上画素 ５０２ 上画素 ５０３ 右上画素 ５０４ 左画素 ５０５ 注目画素 ５０６ 右画素 ５０７ 左下画素 ５０８ 下画素 ５０９ 右下画素 ５１０ 新規画素 ｎｘ 水平方向の距離 ｎｙ 垂直方向の距離 ６０１ 左上画素 ６０２ 上画素 ６０３ 右上画素 ６０４ 左画素 ６０５ 注目画素 ６０６ 右画素 ６０７ 左下画素 ６０８ 下画素 ６０９ 右下画素 ６１０ 新規画素 ｎｘ 横補間位置 ｎｙ 縦補間位置 Ｕ 横方向補間画素 Ｃ 横方向補間画素 Ｄ 横方向補間画素 ７０１ 下ラインメモリ ７０２ 中ラインメモリ ７０３ 上ラインメモリ ７０４ 右下画素データバッファ ７０５ 右画素データバッファ ７０６ 右上画素データバッファ ７０７ 下画素データバッファ ７０８ 注目画素データバッファ ７０９ 上画素データバッファ ７１０ 左下画素データバッファ ７１１ 左画素データバッファ ７１２ 左上画素データバッファ ７１３、７２０、７２７、７３４ 乗算器 ７１４、７２１、７２８、７３５ 加算器 ７１５、７１８、７２２、７２５、７２９、７３２、７
３６、７３９ 減算器 ７１６、７１９、７２３、７２６、７３０、７３３、７
３７、７４０ 乗算器 ７１７、７２４、７３１、７３８ 加算器 ７６０ ラインメモリ手段 ７６１ データバッファ手段 ７６２ 横方向補間手段 ７６３ 縦方向補間手段 ｎｘ 横補間位置 ｎｙ 縦補間位置 １００１ 輝度値Ｇを持つ元画素 １００２ 輝度値Ｈを持つ元画素 １００３ 輝度値Ｉを持つ元画素 １００４ 輝度値Ｊを持つ元画素 １００５ 輝度値Ｋを持つ新規画素 ｍ 垂直方向の距離 ｎ 水平方向の距離 １１００ 入力端子 １１０１ 線形補間手段 １１０２ エッジ作成手段 １１０３ 配分比率決定手段 １１０４、１１０５ 乗算器 １１０６ 加算器 １１０７ 出力端子

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低解像度画像を高解像度画像に変換する
   際に、低解像度画像の画素の輝度値と前記低解像度画素
   の近傍画素と前記近傍画素に隣接する少なくとも２つの
   画素の値から求められる所定の関数を分割するエネルギ
   ー値を求め、分割により得られたエネルギー値を高解像
   度画像の画素の輝度値として用いることを特徴とした画
   像処理方法。
2. 【請求項２】 前記エネルギー値を、ｎが２以上のｎ次
   関数で近似した画像輝度曲線の面積で表すことを特徴と
   した請求項１記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 高解像度画像の画素を作成するための注
   目画素としての低解像度画像の画素と、前記注目画素と
   隣接する少なくとも２つの画素を用いて２次関数を決定
   し、高解像度画像の画素と注目画素からの距離をｎと
   し、高解像画像の画素数を低解像度の画素数で除するこ
   とにより求められる拡大倍率をΔとし、ｎ＋Δを第一の
   値としｎ−Δを第二の値としたとき、前記２次関数にお
   ける前記第一の値から前記第二の値の面積を求めること
   で高解像画像の画素の輝度値を求めることを特徴とする
   画像処理方法。
4. 【請求項４】 整数部分と少数部分とからなる高解像度
   画像の画素の位置情報の少数部分を予め定めた閾値と比
   較して、前記少数部分が閾値よりも小なるときは前記少
   数部分と前記整数部分をそのまま保持し、前記少数部分
   が閾値よりも大なるときは前記少数部分から前記閾値を
   引いた値を新たに少数部分とし、且つ前記整数部分に一
   を加算して新たに整数部分とし、前記少数部分を前記ｎ
   とし前記整数部分を前記注目画素とすることを特徴とし
   た請求項３記載の画像処理方法。
5. 【請求項５】 前記閾値が０．５であることを特徴とす
   る請求項４記載の画像処理方法。
6. 【請求項６】 元画像情報を順次記憶するラインメモリ
   手段と、前記ラインメモリ手段から順次出力される元画
   素情報を記憶するデータバッファ手段と、前記データバ
   ッファ手段に記憶された元画素情報と元画素から横方向
   に補間すべき位置を示す横方向補間距離情報とを用いて
   横方向補間画素を計算する横方向補間手段と、前記横方
   向補間画素と元画素から縦方向に補間すべき位置を示す
   縦方向補間距離情報を用いて縦方向補間画素を計算する
   手段をもち、前記縦方向補間画素を新規画素とする高解
   像度情報を作成することを特徴とした画像処理装置。
7. 【請求項７】 高解像度情報を作成するための元画像情
   報は、注目画素と注目画素を中心に上下に隣接する上お
   よび下画素と、注目画素に左右に隣接した左および右画
   素と、上および下画素の左右に隣接した左上および左下
   および右上および右下画素とで構成されたことを特徴と
   した請求項６記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 整数部分と少数部分とからなる補間画素
   の位置情報の少数部分を予め定めた閾値と比較して、前
   記少数部分が閾値よりも小なるときは前記少数部分と前
   記整数部分をそのまま保持し、前記少数部分が閾値より
   も大なるときは前記少数部分から前記閾値を引いた値を
   新たに少数部分とし、且つ前記整数部分に一を加算して
   新たに整数部分とし、前記少数部分を前記縦および横方
   向補間距離とし前記整数部分を前記注目画素とすること
   を特徴とした請求項６記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記閾値が０．５であることを特徴とす
   る請求項８記載の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 前記横方向補間手段は、横方向補間距
    離をｎ_X、拡大倍率をＮ₀、上画素をＰ_0U、右上画素をＰ
    _1U、左上画素をＰ_-1U、注目画素をＰ₀、右画素をＰ₁、
    左画素をＰ_-1、下画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、左下画
    素をＰ_-1D、としたとき、横方向補間画素Ｕ、Ｃ、Ｄ
    を、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
    １／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ
    _-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
    ／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
    １／（２４Ｎ₀ ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ
    _-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
    置。
11. 【請求項１１】 前記横方向補間手段は、横方向補間距
    離をｎ_X、上画素をＰ_0U、右上画素をＰ_1U、左上画素を
    Ｐ_-1U、注目画素をＰ₀、右画素をＰ₁、左画素をＰ_-1、
    下画素をＰ_0D、右下画素をＰ_1D、左下画素をＰ_-1D、と
    したとき、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下
    補間画素をＤを、 Ｕ＝Ｐ_0U＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1U−Ｐ_-1U）＋（１／２４−
    ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0U−（Ｐ_1U＋Ｐ_-1U）） Ｃ＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ_X
    ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） Ｄ＝Ｐ_0D＋（ｎ_X／２）（Ｐ_1D−Ｐ_-1D）＋（１／２４−
    ｎ_X ²／２）（２Ｐ_0D−（Ｐ_1D＋Ｐ_-1D）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
    置。
12. 【請求項１２】 前記縦方向補間手段は、縦方向補間距
    離をｎ_Y拡大倍率をＮ₀、横上補間画素をＵ、横中補間画
    素をＣ、横下補間画素をＤとしたとき、縦方向補間画素
    Ｐ_XYは、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−１／
    （２４Ｎ₀ ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
    置。
13. 【請求項１３】 前記縦方向補間手段は、縦方向補間距
    離をｎ_Y、横上補間画素をＵ、横中補間画素をＣ、横下
    補間画素をＤとしたとき、縦方向補間画素Ｐ_XYは、 Ｐ_XY＝Ｃ＋（ｎ_Y／２）（Ｕ−Ｄ）＋（１／２４−ｎ_Y ²
    ／２）（２Ｃ−（Ｕ＋Ｄ）） と演算することを特徴とする請求項６記載の画像処理装
    置。
14. 【請求項１４】 Ｍ行Ｎ列の低解像度情報をＱ行Ｐ列の
    高解像度情報に変換する画像処理装置において、水平方
    向の拡大倍率Ｎ_XをＮ_X＝Ｐ／Ｎとし水平方向の新規画素
    のきざみ量ＨをＨ＝１／Ｎ_Xとし、垂直方向の拡大倍率
    Ｎ_Y＝Ｑ／Ｍとし垂直方向の新規画素のきざみ量ＶをＶ
    ＝１／Ｎ_Yとしたき、前記低解像度画像の画素と前記Ｎ_X
    と前記Ｈより水平方向補間画素を計算する水平方向補間
    手段と前記水平方向補間画素と前記Ｎ_Yと前記Ｖより垂
    直方向の補間画素を計算する垂直方向補間手段をもち、
    前記垂直方向補間手段の出力結果が高解像度情報の画素
    となることを特徴とする画像処理装置。
15. 【請求項１５】 前記水平方向補間手段において、前記
    新規画素に対応する注目画素およびと水平方向補間距離
    ｎ_Xを請求項６記載の手段で求めることを特徴とした請
    求項１４記載の画像処理装置。
16. 【請求項１６】 前記垂直方向補間手段において、前記
    新規画素に対応する注目画素およびと垂直方向補間距離
    ｎ_Yを請求項６記載の手段で求めることを特徴とした請
    求項１４記載の画像処理装置。
17. 【請求項１７】 前記水平方向補間手段において、注目
    画素をＰ₀、水平方向の左右の隣接画素をそれぞれＰ_-1
    およびＰ₁、拡大倍率をＮ_X、水平方向補間距離をｎ_Xと
    したとき、水平方向補間画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
    ／（２４Ｎ_x ²）−ｎ_X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
    像処理装置。
18. 【請求項１８】 前記水平方向補間手段において、注目
    画素をＰ₀、水平方向の左右の隣接画素をそれぞれＰ_-1
    およびＰ₁、水平方向補間距離をｎ_Xとしたとき、水平方
    向補間画素Ｐ_Hは、 Ｐ_H＝Ｐ₀＋（ｎ_X／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
    _X ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
    像処理装置。
19. 【請求項１９】 前記垂直方向補間手段において、注目
    画素をＰ₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1
    およびＰ₁、拡大倍率をＮ_Y、水平方向補間距離をｎ_Yと
    したとき、水平方向補間画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−１
    ／（２４Ｎ_Y ²）−ｎ_Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
    像処理装置。
20. 【請求項２０】 前記垂直方向補間手段において、注目
    画素をＰ₀、垂直方向の上下の隣接画素をそれぞれＰ_-1
    およびＰ₁、水平方向補間距離をｎ_Yとしたとき、水平方
    向補間画素Ｐ_Vは、 Ｐ_V＝Ｐ₀＋（ｎ_Y／２）（Ｐ₁−Ｐ_-1）＋（１／２４−ｎ
    _Y ²／２）（２Ｐ₀−（Ｐ₁＋Ｐ_-1）） と演算して求めることを特徴とする請求項１４記載の画
    像処理装置。