JP2002051210A

JP2002051210A - 画像処理方法および画像処理プログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2002051210A
Application number: JP2000237525A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Kugo; 耕一久後
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタル画像データのサイズを変更する処理
を行う際に、サイズの変更を行った画像内での鮮鋭度の
不均一性によるムラの発生を抑制する画像処理方法を提
供する。【解決手段】元画像データに対して補間演算処理を行
うことによってサイズの変更が行われた補間演算済画像
に対して、各画素の位置に応じて、平滑化あるいは鮮鋭
化の度合いが変化するフィルタを用いてフィルタ演算処
理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像デー
タのサイズを変更する処理を行う画像処理方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今では、デジタルカメラやスキャナな
どの普及により、デジタル画像データに基づいて写真画
像のプリントを行うデジタルプリントが広く行われるよ
うになっている。このようなデジタルプリントは、例え
ば、インクジェット方式のプリンタやレーザプリンタ、
あるいは、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、ＤＭＤ(D
igital Micromirror Device)、ＰＬＺＴなどの光変調素
子を用い、印画紙などの感光材料を感光させることによ
って焼付を行うデジタルプリンタなどによって行われ
る。

【０００３】このようなデジタルプリンタは、画像デー
タに対して色補正や濃度補正、階調変換等の画像処理を
行う画像処理装置と組み合わせて用いることで、アナロ
グプリンタでは実現できないような色補正、濃度補正、
階調変換等を行うことが可能となっている。したがっ
て、デジタルプリンタは、上記の画像処理装置と共に用
いることによって、顧客の要望に応じた画像を容易にか
つ迅速に提供することができるという利点を有してい
る。

【０００４】上記の画像処理装置において、デジタル画
像のサイズを拡大縮小する場合、線型内挿法によって補
間画素を求めることによって、画素数を変化させる手法
が広く行われている。この線型内挿法は、補間対象の画
素のデータを、周囲の４つの画素のデータに基づいて線
型補間によって算出する手法である。この線型内挿法
は、エッジのシャープネスについてやや難があるもの
の、計算が簡単な割りには画質が良好で、最もよく用い
られている。

【０００５】ここで、この線型内挿法について詳細に説
明する。元画像の画素値がＰ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊは座標
値）で表されており、この元画像をｒ倍した拡大（縮
小）画像の画素値Ｑ（ｘ，ｙ）を計算する。なお、ｒ＞
１のときには拡大処理、０＜ｒ＜１のときには縮小処理
となる。このとき、Ｑ（ｘ，ｙ）は次に示す（１）式に
よって求められる。なお、上記（１）式において、ｉ＝［ｘ／ｒ］，ｊ＝
［ｙ／ｒ］（［ａ］は、ａ以下で最大の整数を表す），
ｓ＝ｘ／ｒ−ｉ，ｔ＝ｙ／ｒ−ｊである。

【０００６】上記（１）式の関係を図示したものが図６
である。同図に示すように、Ｑ（ｘ，ｙ）が、元画像に
おける４点Ｐ（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋１，ｊ），Ｐ（ｉ，
ｊ＋１），Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）を結ぶ四角形の内部領
域における特定の位置に相当する画素値を有することに
なるとする。この特定の位置は、ｘ座標が、Ｐ（ｉ，
ｊ）とＰ（ｉ＋１，ｊ）とをｓ：１−ｓに分割する位置
であり、ｙ座標が、Ｐ（ｉ，ｊ）とＰ（ｉ，ｊ＋１）と
をｔ：１−ｔに分割する位置となっている。ここで、
（１）式右辺第１項における、（１−ｓ）Ｐ（ｉ，ｊ）
＋ｓＰ（ｉ＋１，ｊ）は、同図中におけるＡ点、すなわ
ち、Ｐ（ｉ，ｊ）とＰ（ｉ＋１，ｊ）とをｓ：１−ｓに
分割する点の画素値を示しており、（１）式右辺第２項
における、（１−ｓ）Ｐ（ｉ，ｊ＋１）＋ｓＰ（ｉ＋
１，ｊ＋１）は、同図中におけるＢ点、すなわち、Ｐ
（ｉ，ｊ＋１）とＰ（ｉ＋１，ｊ＋１）とをｓ：１−ｓ
に分割する点の画素値を示している。そして、Ｑ（ｘ，
ｙ）は、Ａ点とＢ点とをｔ：１−ｔに分割する点の画素
値であることから、上記（１）式が設定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の線型内挿法にお
いて、Ｑ（ｘ，ｙ）に相当する画素の位置が、元画像に
おける点Ｐ（ｉ，ｊ）に一致するような場合、すなわ
ち、ｓ＝ｔ＝０である場合には、Ｐ（ｉ，ｊ）の画素値
がそのままＱ（ｘ，ｙ）の画素値に用いられることにな
る。一方、Ｑ（ｘ，ｙ）に相当する画素の位置が、元画
像における４点Ｐ（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋１，ｊ），Ｐ
（ｉ，ｊ＋１），Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）を結ぶ四角形の
内部領域における中心点に位置する場合、すなわち、ｓ
＝ｔ＝０．５である場合には、これら４点の画素値の平
均値がＱ（ｘ，ｙ）の画素値となる。

【０００８】このように、Ｑ（ｘ，ｙ）に相当する画素
の位置が、元画像における４点Ｐ（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋
１，ｊ），Ｐ（ｉ，ｊ＋１），Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）の
いずれかに近ければ近いほど、Ｑ（ｘ，ｙ）の画素値
が、その近い点の画素値の割合が高い値となる。この場
合には、元画像の画素値に近い値が、拡大（縮小）画像
における画素値として用いられることになり、鮮鋭度の
変化は少ないことになる。

【０００９】一方、Ｑ（ｘ，ｙ）に相当する画素の位置
が、元画像における上記の４点を結ぶ四角形の内部領域
の中心位置に近ければ近いほど、Ｑ（ｘ，ｙ）の画素値
が、元画像におけるより多くの画素の画素値の影響を受
けた値となる。この場合には、元画像におけるいくつか
の画素の値を足し合わせて拡大（縮小）画像の画素値を
求めていることになる。このような処理は、画像を平滑
化する処理に相当することになるので、このようにして
算出された画素領域は、鮮鋭度が若干落ちた画像とな
る。

【００１０】以上のように、線型内挿法によって拡大
（縮小）処理された画像は、各画素の位置に応じて鮮鋭
度が異なっていることになる。特にノイズや細かい模様
などを含む画像に対しては、鮮鋭度が低くなった部分に
おいて画像が平滑化されてしまうので、残ったノイズや
細かい模様などがムラとして画像中に現れ、画質が著し
く低下するという問題が生じることになる。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、デジタル画像データのサ
イズを変更する処理を行う際に、サイズの変更を行った
画像内での鮮鋭度の不均一性によるムラの発生を抑制す
る画像処理方法および画像処理プログラムを記録した記
録媒体を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の画像処理方法は、デジタル画像デ
ータに対して、その画像サイズの変更を行う画像処理方
法において、上記デジタル画像データに対して、補間演
算処理を行うことによって補間画素を生成し、画像サイ
ズが変更された補間演算済画像データを生成するステッ
プと、上記補間演算済画像データに対して、各画素ごと
に鮮鋭度を変化させる処理を行うステップとを有し、上
記鮮鋭度を変化させる処理が、処理対象となる画素の位
置に応じて、変化させる鮮鋭度の度合いが変化するもの
であることを特徴としている。

【００１３】上記の方法では、まず、デジタル画像デー
タの画像サイズを変更するために、補間演算処理を行う
ことによって補間演算済画像データを生成している。そ
の後、この補間演算済画像データに対して、各画素ごと
に鮮鋭度を変化させる処理を行うが、この際に、処理対
象となる画素の位置に応じて、変化させる鮮鋭度の度合
いが変化するような処理が行われる。したがって、補間
演算処理の特性によって、補間演算済画像データに画素
の位置に応じて鮮鋭度のムラが生じる場合に、このムラ
が減じるように、各画素ごとに鮮鋭度を変化させること
が可能となる。よって、画像サイズを変更した画像にお
いて、鮮鋭度を均一化することが可能となり、不必要な
ムラのない良好な画質の画像を提供することができる。

【００１４】請求項２記載の画像処理方法は、請求項１
記載の方法において、上記鮮鋭度を変化させる処理が、
鮮鋭度を変化させる対象となる画素と、その周囲の複数
の画素に対して所定の係数をかけるフィルタによって行
われることを特徴としている。

【００１５】上記の方法によれば、鮮鋭度を変化させる
対象となる画素と、その周囲の複数の画素に対して所定
の係数をかけるフィルタを、補間演算済画像データに施
すことによって鮮鋭度を変化させている。したがって、
周囲の画素との違和感のない、自然な鮮鋭度変化処理を
行うことができる。

【００１６】請求項３記載の画像処理方法は、請求項２
記載の方法において、上記フィルタ内の係数が、鮮鋭度
を変化させる対象となる画素の位置に応じて変化する関
数となっていることを特徴としている。

【００１７】上記の方法によれば、鮮鋭度を変化させる
際に用いられるフィルタ内の係数が、鮮鋭度を変化させ
る対象となる画素の位置に応じて変化する関数となって
いるので、この関数を適宜設定することによって、処理
対象となる画素の位置に応じて、所望の鮮鋭度の変化を
施すことが可能となる。よって、補間演算済画像データ
において生じる鮮鋭度のムラの発生の特性に応じて上記
関数を設定することにより、的確に鮮鋭度を均一化させ
ることができる。

【００１８】請求項４記載の画像処理方法は、請求項２
または３記載の方法において、上記フィルタ内の係数
が、画像サイズの変更量に応じて変化する関数となって
いることを特徴としている。

【００１９】上記の方法によれば、鮮鋭度を変化させる
際に用いられるフィルタ内の係数が、画像サイズの変更
量に応じて変化する関数となっている。よって、この関
数を適宜設定することによって、画像サイズの変更量に
応じて補間演算済画像データに生じる鮮鋭度のムラの状
態の変化に対応することが可能となり、的確に鮮鋭度を
均一化させることができる。

【００２０】請求項５記載の画像処理方法は、請求項
２、３、または４記載の方法において、上記フィルタ内
の係数が、鮮鋭度を変化させる対象となる画素に対する
方向に応じて異なる係数となっていることを特徴として
いる。

【００２１】上記の方法によれば、フィルタ内の係数
が、鮮鋭度を変化させる対象となる画素に対する方向に
応じて異なる係数となっているので、例えば、フィルタ
内の係数をｘ方向とｙ方向とで異なる値とすることが可
能となる。例えば、元の画像データが、スキャナなどの
読み取り手段によって走査方式で読み取りが行われたデ
ータである場合などには、該読み取り手段の主走査方向
と副走査方向との読み取り精度が原因により、主走査方
向と副走査方向との間で鮮鋭度の差が生じている場合が
ある。このような場合に、フィルタ内の係数を、主走査
方向および副走査方向に対応する方向で異なる値とする
ことによって、どちらの方向においても鮮鋭度を均一化
させることが可能となる。

【００２２】請求項６記載の画像処理プログラムを記録
した記録媒体は、請求項１ないし５のいずれかに記載の
画像処理方法による処理を、コンピュータに実行させる
ためのプログラムを記録してなることを特徴としてい
る。

【００２３】上記の構成によれば、上記記録媒体に記録
されたプログラムを、画像処理を行うコンピュータシス
テムにロードすることによって、請求項１ないし５のい
ずれかの発明に係る画像処理方法をユーザーに提供する
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図６に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００２５】図２は、本発明の実施の形態に係る写真処
理システムの概略を示すブロック図である。同図に示す
ように、該写真処理システムは、画像処理装置１と、画
像処理装置１にデジタル画像データを入力するデジタル
カメラ２、およびスキャナ３と、画像処理装置１におい
て処理された画像データに基づいて、各種用紙に画像を
プリントするプリンタ４とを備えた構成となっている。

【００２６】デジタルカメラ２は、例えばＣＣＤ(Charg
e Coupled Device) などの撮像素子を用いて写真撮影を
行い、これをデジタル画像データとして記録するもので
ある。このデジタルカメラ２によって撮影された画像デ
ータは、フラッシュメモリーなどの各種記憶手段に記録
される。

【００２７】スキャナ３は、元画像としての各種アナロ
グ画像をＣＣＤなどによって読み取り、これをデジタル
画像データに変換するものである。このスキャナ３とし
ては、ネガフィルムなどの写真フィルムに記録されてい
る画像を読み取るフィルムスキャナでもよいし、例えば
プリント済の銀塩写真や、その他紙状媒体に記録された
画像などを読み取るスキャナでもよい。

【００２８】プリンタ４は、画像処理装置１から送られ
てくる画像データをプリントすることが可能なものであ
れば、どのようなものを用いてもよい。このプリンタ４
としては、例えば、インクジェット方式のプリンタやレ
ーザプリンタ、あるいは、ＬＣＤ、ＤＭＤ、ＰＬＺＴな
どの光変調素子を用い、印画紙などの感光材料を感光さ
せることによって焼付を行うデジタルプリンタなどが挙
げられる。

【００２９】画像処理装置１は、例えばＰＣ(Personal
Computer) ベースの装置によって構成され、図示はしな
いが、ＰＣ本体、モニターなどの表示手段、キーボー
ド、マウスなどの入力手段などによって構成されてい
る。そして、この画像処理装置１は、デジタルカメラ２
およびスキャナ３からデジタル画像データを取り込む画
像入力部５と、画像入力部５において取り込まれたデジ
タル画像データに対して種々の画像処理を行う画像処理
部６と、画像処理部６において画像処理されたデジタル
画像データをプリンタ４に対して出力する画像出力処理
部７とを備えている。

【００３０】画像入力部５は、上記のように、デジタル
カメラ２およびスキャナ３と、画像処理装置１とのイン
ターフェースとなる部分である。接続形態は特に限定さ
れるものではないが、例えばデジタルカメラ２との接続
は、RS-232C などによるシリアル接続、ＵＳＢ(Univers
al Serial Bus)接続、などが挙げられ、スキャナ３との
接続は、ＳＣＳＩ(Small Computer System Interface)
接続、パラレル接続、ＵＳＢ接続などが挙げられる。な
お、図２に示す例では、画像データの入力手段として、
デジタルカメラ２とスキャナ３とを挙げているが、これ
に限定されるものではなく、例えば、画像データが記録
されたハードディスクドライブや各種リムーバブルメデ
ィアドライブなどから画像データを入力するシステムと
することも可能である。

【００３１】画像処理部６は、例えば、ＰＣにおいて動
作する画像処理プログラムによって動作するものであ
る。この画像処理部６における処理の詳細については後
述する。

【００３２】画像出力処理部７は、画像処理部６におい
て画像処理がなされた画像データを、プリンタ４で出力
するのに最適なデータ形式に変換し、これをプリンタ４
に送信するものである。データ形式の変換は、例えばプ
リンタドライバと呼ばれるプログラムによって行われる
ことになる。また、プリンタ４との接続形態は特に限定
されるものではないが、例えば、パラレル接続、ＵＳＢ
接続などが挙げられる。

【００３３】次に、画像処理部６の構成について説明す
る。図３は、該画像処理部６の概念的な構成を示すブロ
ック図である。同図に示すように、画像処理部６は、変
更倍率設定手段８、補間演算部９、フィルタ演算部１
０、およびメモリ部１１を備えている。また、メモリ部
１１には、入力画像用メモリ１１Ａ、補間演算済画像用
メモリ１１Ｂ、および出力画像用メモリ１１Ｃが設けら
れている。

【００３４】変更倍率設定手段８は、各種入力手段、例
えばマウスやキーボードなどによるオペレータからの指
示に従って、入力された画像データのサイズ（画素数）
の変更倍率、すなわち拡大率あるいは縮小率を設定する
ブロックである。

【００３５】補間演算部９は、画像入力部５によって入
力された画像データをバッファする入力画像用メモリ１
１Ａのデータを参照しながら、変更倍率設定手段８にお
いて設定されている変更倍率に基づいて、補間演算を行
うブロックである。

【００３６】フィルタ演算部１０は、補間演算部９によ
って補間演算が行われ、サイズが変更された画像データ
をバッファする補間演算済画像用メモリ１１Ｂのデータ
を参照しながら、変更倍率設定手段８において設定され
ている変更倍率に基づいて、フィルタ演算を行うブロッ
クである。このフィルタ演算部１０によってフィルタ演
算が行われた画像データは、出力画像用メモリ１１Ｃに
バッファされ、上記した画像出力処理部７に出力され
る。

【００３７】次に、画像処理部６における処理の流れに
ついて、図１に示すフローチャートを参照しながら説明
する。まず、ステップ１（以下、Ｓ１のように称する）
において、元画像の画像データが入力され、入力画像用
メモリ１１Ａにバッファされる。ここで、この入力され
た元画像を、モニターなどの表示手段に表示するように
してもよい。

【００３８】次に、入力された元画像をどのようなサイ
ズに変更するかが、オペレータによって指示され、変更
倍率設定手段８において設定される（Ｓ２）。ここで、
オペレータによるサイズの変更の指示は、拡大（縮小）
倍率を直接指定してもよいし、サイズ変更後の画像の大
きさあるいは画素数を指定してもよい。後者の場合に
は、指定された画像の大きさあるいは画素数と、元画像
の大きさあるいは画素数との比較を行って、変更倍率
（拡大（縮小）倍率）が算出される。

【００３９】変更倍率が設定されると、この変更倍率に
応じた画像サイズとなるように画素数を変更するため
に、補間演算部９によって補間演算が行われ、各補間画
素の画素値が算出される（Ｓ３）。ここでの補間演算
は、上記で（１）式で示したような線型内挿法による補
間演算が行われる。

【００４０】このようにして補間演算された補間演算済
画像が、表示手段によって表示され（Ｓ４）、オペレー
タによって画像の状態が確認される。そして、ここでの
画像の状態に応じて、以降で行うフィルタ演算処理で用
いるフィルタがオペレータによって設定される（Ｓ
５）。このフィルタとしては、平滑化作用を有するフィ
ルタや、鮮鋭化作用を有するフィルタなどが挙げられ
る。すなわち、補間演算済画像の状態、および所望とす
る出力画像の画質などに応じて、平滑化を行うべきか、
鮮鋭化を行うべきかが判断される。また、さらに、平滑
化あるいは鮮鋭化の強度パラメータを設定するようにし
てもよい。

【００４１】このようにして設定されたフィルタによっ
て、フィルタ演算部１０により、フィルタ演算処理が行
われる（Ｓ６）。このフィルタ演算処理およびフィルタ
の特性についての詳細は後述する。

【００４２】そして、フィルタ演算処理が行われた画像
が、出力画像として表示手段によって表示される（Ｓ
７）。ここで表示された出力画像をオペレータが観察す
ることにより、画質の状態が所望とする状態であるか否
かが判断される（Ｓ８）。このＳ８において、画質の状
態が所望とする状態でないと判断された場合、Ｓ５に戻
って、フィルタの設定をやり直し、設定されたフィルタ
に基づいて再びフィルタ演算処理が行われる。一方、Ｓ
８において、画質の状態が所望とする状態であると判断
された場合、出力画像が確定され、処理が終了する。

【００４３】なお、上記のフローチャートにおいては、
Ｓ４において補間演算済画像の表示を行い、これをオペ
レータが確認してＳ５においてフィルタを設定すること
になっているが、これらの処理を省略することも可能で
ある。この場合には、フィルタ演算処理において用いら
れるフィルタをデフォルトで設定しておき、フィルタの
設定の変更が行われない限り、このデフォルトのフィル
タを用いてフィルタ演算処理が行われるようにしてお
く、というような処理としてもよい。

【００４４】次に、フィルタ演算部１０におけるフィル
タ演算処理について説明する。図４は、フィルタ演算処
理において用いられるフィルタの一例を示す説明図であ
る。図４に示すフィルタ内の係数において、ｕ（ｓ，
ｒ）は、上記の（１）式で用いたｓおよびｒの値に応じ
て変化する関数を示しており、ｖ（ｔ，ｒ）は、同じく
上記の（１）式で用いたｔおよびｒの値に応じて変化す
る関数を示している。このｕ（ｓ，ｒ）およびｖ（ｔ，
ｒ）の一例を図５に示す。なお、この図５に示す関数
は、サンプルとしての複数の補間処理済画像に対してｕ
およびｖを変化させてフィルタを施し、最も画像の状態
が好ましいと判断されるｕおよびｖの値をプロットした
ものである。

【００４５】図５に示すｕおよびｖの関数は、ｓおよび
ｔが０．５のとき最小値０をとり、ｓおよびｔが０また
は１のとき最大値をとっている。ｓおよびｔが０．５の
状態とは、図６に示す画素の配置において、Ｑ（ｘ，
ｙ）が、４点Ｐ（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋１，ｊ），Ｐ
（ｉ，ｊ＋１），Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）を結ぶ四角形の
内部領域における中心点に位置する場合である。この場
合には、図４で示すフィルタは、該フィルタにおける座
標（ｘ，ｙ）＝（０，０）の係数のみ１となるフィルタ
となり、画素値の補正を行わないことになる。すなわ
ち、上記の４点を結ぶ四角形の内部領域における中心点
近傍の画素値となる画素に対しては、フィルタによる画
素値の変化は少ないことになる。

【００４６】一方、ｓおよびｔが０または１の状態と
は、Ｑ（ｘ，ｙ）が、４点Ｐ（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋１，
ｊ），Ｐ（ｉ，ｊ＋１），Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）のいず
れかに位置する場合である。この場合、図５に示す関数
値を図４に示すフィルタに代入すると、該フィルタは、
平滑化フィルタとして機能するフィルタとなる。すなわ
ち、上記の４点の近傍の画素値となる画素に対しては、
平滑化が施されることになる。

【００４７】ここで、上記したように、（１）式で示す
ような線型内挿法による補間を行った場合、Ｑ（ｘ，
ｙ）に相当する画素の位置が、元画像における４点Ｐ
（ｉ，ｊ），Ｐ（ｉ＋１，ｊ），Ｐ（ｉ，ｊ＋１），Ｐ
（ｉ＋１，ｊ＋１）のいずれかに近ければ近いほど、鮮
鋭度の変化は少なく、一方、Ｑ（ｘ，ｙ）に相当する画
素の位置が、元画像における上記の４点を結ぶ四角形の
内部領域の中心位置に近ければ近いほど、鮮鋭度が若干
落ちた画像となっている。このような補間演算済画像に
対して、図５に示す関数を適用した図４に示すフィルタ
によるフィルタ演算を行うと、鮮鋭度の変化が少ない上
記４点の近傍の画素値となる画素に対しては平滑化が施
され、鮮鋭度が若干落ちることになる上記４点を結ぶ四
角形の中心近傍の画素値となる画素に対しては、その画
素値が維持されることになる。

【００４８】すなわち、補間演算済画像において、鮮鋭
度の変化がない領域に対して平滑化を行い、鮮鋭度が落
ちている領域に対してはその鮮鋭度を維持する処理が、
上記のフィルタ演算によって行われることになる。した
がって、フィルタ演算処理が行われた画像においては、
どの領域においてもほぼ同程度の鮮鋭度となり、ノイズ
や細かい模様などによるムラの発生が抑制された画像と
なる。これにより、サイズの変更によって画素数を増や
す場合にも、モアレなどの発生のない、画質の良好な画
像を出力することができる。

【００４９】なお、図５に示すグラフは、ｓ，ｔの変化
に伴うｕ，ｖの変化を示しているが、ｕ，ｖは、ｓ，ｔ
の変化に伴って変化するだけではなく、ｕ（ｓ，ｒ），
ｖ（ｔ，ｒ）の記載どおり、ｒの変化にも伴って変化す
るものである。ｒが変化した場合にも、図５に示すよう
なｕ，ｖの変化の概略的な形状、すなわちＳ字状に変化
する形状は変わらないが、傾きや変曲点などは変化する
ことになる。このｒの変化に対するｕ，ｖの変化につい
ても、複数のサンプル画像に対してフィルタ演算処理を
実際に行い、その画質が最適となるような関数とするこ
とにより、実験的に設定されることになる。

【００５０】このように、ｕ，ｖがｒの関数となってい
る理由は、次のようなものである。すなわち、上記のよ
うに、ｒは拡大（縮小）率を示しているパラメータであ
り、ｒが変化するということは、画像全体の画素数が変
化することになる。このように画素数が変化するという
ことは、設けられる補間画素の数やそれぞれの位置が変
化することになり、これによって、鮮鋭度のムラの現れ
方が変化することになる。したがって、拡大（縮小）率
の変化に伴う鮮鋭度のムラの現れ方の変化に対応するた
めに、ｕ，ｖはｒの関数とする必要がある。

【００５１】また、図４に示すフィルタでは、該フィル
タにおける座標の（±１，０）の係数と（０，±１）の
係数とが、それぞれ異なる関数ｕ，ｖによって設定され
ている。これは以下のような理由によるものである。元
画像として入力されるデジタル画像データは、何らかの
画像を様々な手法でデジタルデータ化することによって
得られるものである。これらの手法の中で、図２に示す
構成におけるスキャナ３によって、フィルム上などに形
成されている画像を読み込むことにより、デジタル画像
データを得る手法がある。このスキャナ３においては、
一般的に線走査を行うことによって画像の読み取りが行
われる。この読み取りの際に、主走査方向における画像
の読み取り精度と、副走査方向における画像の読み取り
精度とは、装置の構造上、若干の相違が生じることにな
る。すなわち、このようにして読み取られた画像におい
ては、主走査方向と副走査方向とにおいて、鮮鋭度が異
なっている場合が多い。そこで、図４に示すフィルタの
ように、ｘ方向とｙ方向の係数をそれぞれ別の関数とし
て設定することによって、元画像における主走査方向と
副走査方向との鮮鋭度の違いに対応することが可能とな
る。

【００５２】なお、図４に示すフィルタにおいて、該フ
ィルタにおける座標の（−１，−１），（１，−１），
（−１，１），（１，１）の係数は０となっているが、
これに限定するものではなく、ｓ，ｔ，ｒの関数からな
る係数であってもよい。しかしながら、これらの係数を
関数によって設定したとしても、画質の向上に対する効
果は比較的少なく、また、これらの係数の最適な関数を
実験によって求めるには、パラメータが多くなることに
よって見極めが困難になるという問題もあり、実際に
は、図４に示すようなフィルタで必要十分である。

【００５３】また、図４に示すフィルタにおいて、各座
標成分における各関数に対する係数（例えば、該フィル
タにおける座標の（−１，０）におけるｕに対する係数
１／２など）は特に限定するものではない。すなわち、
これらの係数を変化させた場合、設定される関数の値が
係数に応じて変化することになる。しかしながら、この
フィルタでは、画像全体の画素値の平均を元の画像の平
均値と同じにする必要があるため、フィルタの各座標成
分における係数の総和が１になる必要がある。これは、
フィルタの各座標成分における係数の総和が１でない場
合には、フィルタ演算済の画像全体の輝度が、元画像全
体における輝度から変化してしまうことになり、画像全
体の明るさを変化させてしまうことになるからである。

【００５４】また、上記では、フィルタ演算処理に用い
るフィルタとして、図４に示すようなフィルタを提示し
たが、これに限定されるものではなく、平滑化効果を、
ｓ，ｔ，およびｒのパラメータで増減できるフィルタで
あれば、必要以上の鮮鋭度の低下を抑制した状態で、補
間演算済画像におけるムラを抑えることが可能である。
ここで、フィルタによる平滑化効果は、フィルタの各座
標成分を構成する係数ｗ（ｉ，ｊ）の２次モーメント：
Ｍ＝Σ｛ｗ（ｉ，ｊ）×（ｉ²＋ｊ²）｝と強い相関を
有している。すなわち、Ｍが大きい値である場合には、
平滑化効果が大きいという特性がある。よって、フィル
タ演算処理に用いるフィルタとしては、該フィルタにお
けるＭの値が、ｓ，ｔ，およびｒのパラメータで変化す
るようなフィルタであればよい、とも言うことができ
る。

【００５５】また、図４に示すフィルタにおいて、上記
では、図５に示すように、正の値をとる関数を関数ｕ，
ｖとして用いており、結果として平滑化フィルタとして
機能するものとなっているが、これに限定されるもので
はない。例えば、ｕ，ｖが負の値をとるような関数とし
た場合には、フィルタとしては、画像を鮮鋭化させる鮮
鋭化フィルタとして機能するものとなる。

【００５６】このように鮮鋭化フィルタとして機能する
フィルタを用いる場合には、補間演算済画像において、
鮮鋭度が落ちている領域、すなわち上記の例で言うと、
元画像における上記の４点を結ぶ四角形の内部領域の中
心位置に近い領域に相当する画素に対して強い鮮鋭化処
理が施され、鮮鋭度が変化していない領域、すなわち、
上記の４点近傍の領域に相当する画素に対しては弱い鮮
鋭化処理が施されるように、負の値をとる関数ｕ，ｖを
設定することになる。

【００５７】また、さらに、関数ｕ，ｖを正の値、負の
値の両方にまたがった関数として設定することによっ
て、画素の位置に応じて、平滑化と鮮鋭化との間で切り
替わるようなフィルタを実現することも可能である。こ
の場合には、補間演算済画像において鮮鋭度が落ちてい
る領域に対して鮮鋭化を行い、鮮鋭度が変化していない
領域に対して平滑化が行われるように、関数ｕ，ｖを設
定することになる。

【００５８】以上のように、関数ｕ，ｖを適宜設定する
ことによって、補間演算済画像に対してフィルタ演算処
理を行った画像の鮮鋭度の度合いを制御することが可能
となる。したがって、出力する画像に応じて、所望とさ
れる画質の状態が変化する場合にも、これに対応するこ
とが可能となる。具体的には、所望とする画質の状態を
複数設定しておき、各画質の状態に対応した関数ｕ，ｖ
を複数設定しておくとともに、オペレータの指示によっ
て、フィルタに用いる関数が選択される構成とすること
ができる。このような構成とすれば、オペレータが、出
力画像として鮮鋭度の高い画像を所望とする場合、例え
ば画像内の物体の形状が明確となった画像が必要とされ
る場合には、鮮鋭度が高い画像となるようにフィルタを
設定し、逆に、出力画像として鮮鋭度を若干低くした画
像を所望とする場合、例えば人物のポートレート写真画
像などの場合には、鮮鋭度を若干落とした画像となるよ
うにフィルタを設定するなどの対応が可能となる。

【００５９】なお、このように、出力画像における鮮鋭
度を変化させる場合にも、補間画素を生成したことによ
る画像のムラの発生は抑えられていることになる。例え
ば、補間演算済画像に対して、通常用いられている平滑
化フィルタあるいは鮮鋭化フィルタを施した場合には、
補間演算済画像における画素位置に応じた鮮鋭度の違い
を認識したフィルタ演算を行っているわけではないの
で、補間演算済画像において生じているムラを取り除く
ような作用はなく、出力画像における画質は、本発明の
方法および構成による方が、数段良好なものとなる。

【００６０】また、上記では、補間演算処理として、上
記の（１）式に示すような線型内挿法による補間演算を
行っているが、これに限定されるものではなく、補間演
算済画像において、画素の位置に応じて鮮鋭度が変化す
るような補間演算処理であれば、どのような補間演算処
理を用いても、本発明の方法および構成を適用すること
ができる。このような補間演算処理の例としては、３次
補間法がある。

【００６１】３次補間法は、対象となる画素の周囲の１
６個の元画像画素値を用いて、３次式によって補間を行
う方法である。この３次補間法は、線型内挿法に比べて
計算量が大分増えるが、高い精度で補間を行うことがで
きる。計算式は次の通りである。なお、次式において、
（ｕ₀，ｖ₀）は、補間対象となる画素の座標、
（ｕ _k，ｖ_i）は、（ｕ₀，ｖ₀）の周囲に位置する元
画像の画素の座標を示している。

【００６２】

【数１】

【００６３】この３次補間法は、上記のように精度の高
い補間を行うことができる補間法であるが、線型内挿法
と同様に、画素の位置に応じて鮮鋭度が変化することに
なり、補間演算済画像にはムラが生じることになる。よ
って、上記で示したフィルタのように、画素位置に応じ
て平滑化あるいは鮮鋭化の度合いを変化させることが可
能なフィルタによるフィルタ演算を行うことによって、
ムラの発生を抑制することができる。

【００６４】なお、上記では、図２に示すような写真処
理システムを想定した実施の形態を示したが、これに限
定するものではなく、単にデジタル画像の拡大または縮
小を行う画像処理装置単体として実現しても構わない。
例えば画像処理装置をパソコンによって構成するととも
に、上記の画像処理部６における処理を、例えばパソコ
ン上で動作する画像処理プログラムとして実現してもよ
い。この場合、画像処理プログラムは、パソコン内のハ
ードディスクなどの記録媒体に記憶されるとともに、使
用時にはこのプログラムをパソコン内のＲＡＭ上などに
読み出し、ＣＰＵなどによる演算によって処理が行われ
ることになる。この画像処理プログラムは、例えばＣＤ
ＲＯＭなどの記録媒体に記録し、様々なコンピュータ上
で動作させることも可能である。また、このような画像
処理プログラムを動作させることが可能なマイクロプロ
セッサやＤＳＰ(Digital Signal Processor)などのデジ
タル回路によって画像処理装置を構成することも可能で
ある。

【００６５】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明に係る画
像処理方法は、デジタル画像データに対して、その画像
サイズの変更を行う画像処理方法において、上記デジタ
ル画像データに対して、補間演算処理を行うことによっ
て補間画素を生成し、画像サイズが変更された補間演算
済画像データを生成するステップと、上記補間演算済画
像データに対して、各画素ごとに鮮鋭度を変化させる処
理を行うステップとを有し、上記鮮鋭度を変化させる処
理が、処理対象となる画素の位置に応じて、変化させる
鮮鋭度の度合いが変化するものである方法である。

【００６６】これにより、補間演算処理の特性によっ
て、補間演算済画像データに画素の位置に応じて鮮鋭度
のムラが生じる場合に、このムラが減じるように、各画
素ごとに鮮鋭度を変化させることが可能となる。よっ
て、画像サイズを変更した画像において、鮮鋭度を均一
化することが可能となり、不必要なムラのない良好な画
質の画像を提供することができるという効果を奏する。

【００６７】請求項２の発明に係る画像処理方法は、上
記鮮鋭度を変化させる処理が、鮮鋭度を変化させる対象
となる画素と、その周囲の複数の画素に対して所定の係
数をかけるフィルタによって行われる方法である。

【００６８】これにより、請求項１の方法による効果に
加えて、周囲の画素との違和感のない、自然な鮮鋭度変
化処理を行うことができるという効果を奏する。

【００６９】請求項３の発明に係る画像処理方法は、上
記フィルタ内の係数が鮮鋭度を変化させる対象となる画
素の位置に応じて変化する関数となっている方法であ
る。

【００７０】これにより、請求項２の方法による効果に
加えて、上記の関数を適宜設定することによって、処理
対象となる画素の位置に応じて、所望の鮮鋭度の変化を
施すことが可能となる。よって、補間演算済画像データ
において生じる鮮鋭度のムラの発生の特性に応じて上記
関数を設定することにより、的確に鮮鋭度を均一化させ
ることができるという効果を奏する。

【００７１】請求項４の発明に係る画像処理方法は、上
記フィルタ内の係数が、画像サイズの変更量に応じて変
化する関数となっている方法である。

【００７２】これにより、請求項２または３の方法によ
る効果に加えて、上記の関数を適宜設定することによっ
て、画像サイズの変更量に応じて補間演算済画像データ
に生じる鮮鋭度のムラの状態の変化に対応することが可
能となり、的確に鮮鋭度を均一化させることができると
いう効果を奏する。

【００７３】請求項５の発明に係る画像処理方法は、上
記フィルタ内の係数が、鮮鋭度を変化させる対象となる
画素に対する方向に応じて異なる係数となっている方法
である。

【００７４】これにより、請求項２、３、または４の方
法による効果に加えて、例えば、元の画像データが、ス
キャナなどの読み取り手段によって走査方式で読み取り
が行われたデータである場合などに、主走査方向と副走
査方向との間で鮮鋭度の差が生じている場合に、フィル
タ内の係数を、主走査方向および副走査方向に対応する
方向で異なる値とすることによって、どちらの方向にお
いても鮮鋭度を均一化させることが可能となるという効
果を奏する。

【００７５】請求項６の発明に係る画像処理プログラム
を記録した記録媒体は、請求項１ないし５のいずれかに
記載の画像処理方法による処理を、コンピュータに実行
させるためのプログラムを記録してなる構成である。

【００７６】これにより、上記記録媒体に記録されたプ
ログラムを、画像処理を行うコンピュータシステムにロ
ードすることによって、請求項１ないし５のいずれかの
発明に係る画像処理方法をユーザーに提供することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る写真処理システム
の画像処理部における処理の流れを示すフローチャート
である。

【図２】上記写真処理システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】上記画像処理部の概念的な構成を示すブロック
図である。

【図４】フィルタ演算処理において用いられるフィルタ
の一例を示す説明図である。

【図５】図４に示すフィルタ内の係数において、用いら
れる関数ｕ（ｓ，ｒ）およびｖ（ｔ，ｒ）の一例を示す
グラフである。

【図６】線型内挿法における補間対象画素と元画像画素
との位置関係、および演算に用いられるパラメータを示
す説明図である。

【符号の説明】

１画像処理装置２デジタルカメラ３スキャナ４プリンタ５画像入力部６画像処理部７画像出力処理部８変更倍率設定手段９補間演算部１０フィルタ演算部１１メモリ部１１Ａ入力画像用メモリ１１Ｂ補間演算済画像用メモリ１１Ｃ出力画像用メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/409 Ｈ０４Ｎ 5/262 ５Ｃ０７７ 5/208 Ｂ４１Ｊ 3/12 Ｌ 5/262 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ＤＦターム(参考） 2C062 AA24 5B057 BA02 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC02 CD06 CE03 CE05 CE06 5C021 PA31 PA62 PA72 PA89 RB03 RB08 XA01 XA03 XA06 XB03 XB07 XB11 5C023 AA02 AA38 BA07 BA13 CA09 DA04 EA10 5C076 AA21 AA22 AA31 BA06 BB04 CB01 5C077 LL04 LL19 NN02 PP02 PP03 PP20 PP46 RR19 TT02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル画像データに対して、その画像サ
イズの変更を行う画像処理方法において、上記デジタル画像データに対して、補間演算処理を行う
ことによって補間画素を生成し、画像サイズが変更され
た補間演算済画像データを生成するステップと、上記補間演算済画像データに対して、各画素ごとに鮮鋭
度を変化させる処理を行うステップとを有し、上記鮮鋭度を変化させる処理が、処理対象となる画素の
位置に応じて、変化させる鮮鋭度の度合いが変化するも
のであることを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】上記鮮鋭度を変化させる処理が、鮮鋭度を
変化させる対象となる画素と、その周囲の複数の画素に
対して所定の係数をかけるフィルタによって行われるこ
とを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】上記フィルタ内の係数が、鮮鋭度を変化さ
せる対象となる画素の位置に応じて変化する関数となっ
ていることを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】上記フィルタ内の係数が、画像サイズの変
更量に応じて変化する関数となっていることを特徴とす
る請求項２または３記載の画像処理方法。
【請求項５】上記フィルタ内の係数が、鮮鋭度を変化さ
せる対象となる画素に対する方向に応じて異なる係数と
なっていることを特徴とする請求項２、３、または４記
載の画像処理方法。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の画像
処理方法による処理を、コンピュータに実行させるため
のプログラムを記録してなることを特徴とする画像処理
プログラムを記録した記録媒体。