JP2002152505A - 画素補間装置及び画素補間方法 - Google Patents
画素補間装置及び画素補間方法Info
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シャープ且つジャギーが目立たない拡大画像
を広範な拡大率において得ることのできる画素補間装
置、画素補間方法及び画素補間プログラムを提供する。 【解決手段】 注目画素から注目画素と等しい色情報を
もつ複数の画素を配列した画素ブロックであって非方形
かつ既定形状のドットマトリックスである画素ブロック
を生成し、入力ディジタル画像の各画素ごとに生成する
画素ブロックを格子状に配列した拡大ディジタル画像を
生成し、この拡大ディジタル画像を表現する拡大画像デ
ータを出力する。すなわち、入力ディジタル画像を構成
する画素を非方形かつ既定形状に配列することにより画
素ブロックが生成され、この画素ブロックはディジタル
画像を構成する各画素について生成される。画素ブロッ
クが格子状に配列されることにより拡大ディジタル画像
が表現される。
を広範な拡大率において得ることのできる画素補間装
置、画素補間方法及び画素補間プログラムを提供する。 【解決手段】 注目画素から注目画素と等しい色情報を
もつ複数の画素を配列した画素ブロックであって非方形
かつ既定形状のドットマトリックスである画素ブロック
を生成し、入力ディジタル画像の各画素ごとに生成する
画素ブロックを格子状に配列した拡大ディジタル画像を
生成し、この拡大ディジタル画像を表現する拡大画像デ
ータを出力する。すなわち、入力ディジタル画像を構成
する画素を非方形かつ既定形状に配列することにより画
素ブロックが生成され、この画素ブロックはディジタル
画像を構成する各画素について生成される。画素ブロッ
クが格子状に配列されることにより拡大ディジタル画像
が表現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画素補間装置、画素
補間方法及び画素補間プログラムに関する。
補間方法及び画素補間プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの出力装置はデバイスごと
に解像度が異なるため、ディジタル画像を特定の大きさ
で出力するには出力装置の解像度に応じた画素補間が必
要である。従来、画素を補間して画像を拡大する技術と
してニアリストネイバ補間（最近隣内挿法）、３次たた
み込み内挿法（キュービックコンボリューション補間）
等が知られている。また、特開２０００−１２３１６２
号公報にはジャギーを目立たせない画素補間技術が開示
されている。
に解像度が異なるため、ディジタル画像を特定の大きさ
で出力するには出力装置の解像度に応じた画素補間が必
要である。従来、画素を補間して画像を拡大する技術と
してニアリストネイバ補間（最近隣内挿法）、３次たた
み込み内挿法（キュービックコンボリューション補間）
等が知られている。また、特開２０００−１２３１６２
号公報にはジャギーを目立たせない画素補間技術が開示
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ニアリストネ
イバ補間による拡大処理は、処理時間が短いというメリ
ットがある反面、補間処理により１つの画素が正方形に
拡大されることになるため、水平方向と垂直方向の鋭い
エッジラインが目立つジャギーの多い拡大画像が生成さ
れるというデメリットがある。特に、非水平かつ非垂直
方向に階調がなめらかに変化する部分では、水平方向及
び垂直方向のブロックノイズが見苦しく目立つこととな
る。一方、３次たたみ込み内挿法による拡大処理は、高
度な演算処理を行うために１画素あたりの演算量がニア
レストネイバ補間やバイリニア補間に比較して膨大であ
るため、倍率の大きな拡大処理を行う場合には処理時間
が非常に長くなるという問題がある。さらに、３次たた
み込み内挿法による拡大処理によると、拡大画像で水平
方向と垂直方向の鋭いエッジラインが目立つという問題
が解消され比較的きれいな拡大画像が生成されるという
メリットがある反面、拡大処理の内部に平均か処理を含
むために画像の輪郭がぼけるという問題がある。また、
特開２０００−１２３１６２号公報に開示される技術に
よると２．５倍程度にまで元画像を拡大する画素補間を
する場合には画像のぼけが小さくシャープな画像を得る
ことができるものの、それ以上に元画像を拡大しようと
すると画像のぼけが目立つようになる。
イバ補間による拡大処理は、処理時間が短いというメリ
ットがある反面、補間処理により１つの画素が正方形に
拡大されることになるため、水平方向と垂直方向の鋭い
エッジラインが目立つジャギーの多い拡大画像が生成さ
れるというデメリットがある。特に、非水平かつ非垂直
方向に階調がなめらかに変化する部分では、水平方向及
び垂直方向のブロックノイズが見苦しく目立つこととな
る。一方、３次たたみ込み内挿法による拡大処理は、高
度な演算処理を行うために１画素あたりの演算量がニア
レストネイバ補間やバイリニア補間に比較して膨大であ
るため、倍率の大きな拡大処理を行う場合には処理時間
が非常に長くなるという問題がある。さらに、３次たた
み込み内挿法による拡大処理によると、拡大画像で水平
方向と垂直方向の鋭いエッジラインが目立つという問題
が解消され比較的きれいな拡大画像が生成されるという
メリットがある反面、拡大処理の内部に平均か処理を含
むために画像の輪郭がぼけるという問題がある。また、
特開２０００−１２３１６２号公報に開示される技術に
よると２．５倍程度にまで元画像を拡大する画素補間を
する場合には画像のぼけが小さくシャープな画像を得る
ことができるものの、それ以上に元画像を拡大しようと
すると画像のぼけが目立つようになる。
【０００４】本発明は、これらの課題を解決するために
創作されたものであって、処理時間が短く、かつ、人間
の目が敏感にとらえる水平方向及び垂直方向のブロック
ノイズを低減し、比較的滑らかなエッジ感を含んだ輪郭
をもつ拡大画像を生成する画素補間装置、画素補間方法
及び画素補間プログラムを提供することを目的とする。
創作されたものであって、処理時間が短く、かつ、人間
の目が敏感にとらえる水平方向及び垂直方向のブロック
ノイズを低減し、比較的滑らかなエッジ感を含んだ輪郭
をもつ拡大画像を生成する画素補間装置、画素補間方法
及び画素補間プログラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１、５、９記載の
発明によると、注目画素から注目画素と等しい色情報を
もち注目画素以外の画素の色情報を用いずに生成される
複数の画素からなり非方陣かつ既定配列のドットマトリ
ックスである画素ブロックを生成し、入力ディジタル画
像の各画素ごとに生成する画素ブロックを隙間なく配列
した拡大ディジタル画像を生成し、この拡大ディジタル
画像を表現する拡大画像データを出力する。
発明によると、注目画素から注目画素と等しい色情報を
もち注目画素以外の画素の色情報を用いずに生成される
複数の画素からなり非方陣かつ既定配列のドットマトリ
ックスである画素ブロックを生成し、入力ディジタル画
像の各画素ごとに生成する画素ブロックを隙間なく配列
した拡大ディジタル画像を生成し、この拡大ディジタル
画像を表現する拡大画像データを出力する。
【０００６】すなわち、入力ディジタル画像を構成する
画素の１つを非方陣かつ既定形状に複数配列することに
より画素ブロックが生成され、この画素ブロックはディ
ジタル画像を構成する各画素について生成される。各画
素について生成された画素ブロックが隙間なく配列され
ることにより拡大ディジタル画像が表現される。
画素の１つを非方陣かつ既定形状に複数配列することに
より画素ブロックが生成され、この画素ブロックはディ
ジタル画像を構成する各画素について生成される。各画
素について生成された画素ブロックが隙間なく配列され
ることにより拡大ディジタル画像が表現される。
【０００７】このようにして生成された拡大ディジタル
画像は互いに等しい色情報を持つ画素から構成される画
素ブロックの集合として表現されている。そしてこの画
素ブロックが非方陣であるため、隣接する画素ブロック
間の境界は凹凸を含む。この凹凸は意図的に作り出すも
のであり、入力ディジタル画像には存在しなかったもの
である。しかし、一般に画像を微視的にとらえた場合、
多くの画像のエッジは完全な直線であるものは少なく何
らかの形でジグザグと凹凸を持ったものが多い。一方、
入力ディジタル画像の各画素をそのまま或いは隣接画素
との混色処理を伴って方陣に複数配列した画素ブロック
からなる従来の拡大ディジタル画像には、自然界に存在
するはずもないシャープで不自然な水平方向ラインや垂
直方向ラインが存在するため、従来の拡大ディジタル画
像は人間の目に粗い画像として、すなわちディジタル画
像処理の痕跡がはっきりと残った画像として認識され
る。請求項１、５、９記載の発明は、入力ディジタル画
像には存在しない凹凸成分であっても拡大時に補間され
る画素領域にはなんらかの凹凸成分を持たせた方が自然
であるという考えに基づいており、人間の目が敏感にと
らえる水平方向及び垂直方向のブロックノイズを低減
し、比較的滑らかなエッジ感を含んだ輪郭をもつ拡大画
像を生成することができるという特徴がある。また、注
目画素の色情報とその隣接画素の色情報との演算処理を
伴わずに画素を補間するため、拡大処理に要する時間が
短いという特徴がある。
画像は互いに等しい色情報を持つ画素から構成される画
素ブロックの集合として表現されている。そしてこの画
素ブロックが非方陣であるため、隣接する画素ブロック
間の境界は凹凸を含む。この凹凸は意図的に作り出すも
のであり、入力ディジタル画像には存在しなかったもの
である。しかし、一般に画像を微視的にとらえた場合、
多くの画像のエッジは完全な直線であるものは少なく何
らかの形でジグザグと凹凸を持ったものが多い。一方、
入力ディジタル画像の各画素をそのまま或いは隣接画素
との混色処理を伴って方陣に複数配列した画素ブロック
からなる従来の拡大ディジタル画像には、自然界に存在
するはずもないシャープで不自然な水平方向ラインや垂
直方向ラインが存在するため、従来の拡大ディジタル画
像は人間の目に粗い画像として、すなわちディジタル画
像処理の痕跡がはっきりと残った画像として認識され
る。請求項１、５、９記載の発明は、入力ディジタル画
像には存在しない凹凸成分であっても拡大時に補間され
る画素領域にはなんらかの凹凸成分を持たせた方が自然
であるという考えに基づいており、人間の目が敏感にと
らえる水平方向及び垂直方向のブロックノイズを低減
し、比較的滑らかなエッジ感を含んだ輪郭をもつ拡大画
像を生成することができるという特徴がある。また、注
目画素の色情報とその隣接画素の色情報との演算処理を
伴わずに画素を補間するため、拡大処理に要する時間が
短いという特徴がある。
【０００８】請求項２、６、１０記載の発明によると、
画素ブロックの輪郭線は微視的な凹凸を内包する巨視的
な凹凸をもつため、エッジ領域で隣接する画素ブロック
の境界線が不規則な凹凸を含む曲線から構成されること
となり、これにより画像の微視的な領域で観者に知覚さ
れる規則的な変化も観者に自然なものとして認識され
る。すなわち、微視的な領域の中で相対的に大きな凹凸
の中に相対的に小さな凹凸が含まれるため、観者が画像
に近づき注視するほどにより小さな凹凸が観者に認識さ
れることから、拡大ディジタル画像は観者に自然な印象
を与える。したがって、拡大ディジタル画像は再現性の
高い画像として認識される。
画素ブロックの輪郭線は微視的な凹凸を内包する巨視的
な凹凸をもつため、エッジ領域で隣接する画素ブロック
の境界線が不規則な凹凸を含む曲線から構成されること
となり、これにより画像の微視的な領域で観者に知覚さ
れる規則的な変化も観者に自然なものとして認識され
る。すなわち、微視的な領域の中で相対的に大きな凹凸
の中に相対的に小さな凹凸が含まれるため、観者が画像
に近づき注視するほどにより小さな凹凸が観者に認識さ
れることから、拡大ディジタル画像は観者に自然な印象
を与える。したがって、拡大ディジタル画像は再現性の
高い画像として認識される。
【０００９】請求項３、７、１１記載の発明によると、
画素ブロックは点対称の形状であるため、いずれの方向
から見たときも自然さが保たれている拡大ディジタル画
像を得ることができる。
画素ブロックは点対称の形状であるため、いずれの方向
から見たときも自然さが保たれている拡大ディジタル画
像を得ることができる。
【００１０】請求項４、８、１２記載の発明によると、
拡大ディジタル画像に対しエッジ部分の平滑化処理及び
画素補間処理を施す。すなわち、入力ディジタル画像を
２段階の処理により拡大し、前段の処理では混色するこ
となく完全な色の再現性が保たれた拡大ディジタル画像
を得、後段の処理では拡大ディジタル画像のエッジ部分
に平滑化処理を施した画素を補間することによりエッジ
部分で隣接する画素ブロック間の境界をぼかして拡大デ
ィジタル画像をさらに拡大する。後段の処理で平滑化処
理によりぼかされる領域は後段で補間される画素の領域
に限られるため、ぼけが小さくシャープで自然なディジ
タル画像を出力することができる。
拡大ディジタル画像に対しエッジ部分の平滑化処理及び
画素補間処理を施す。すなわち、入力ディジタル画像を
２段階の処理により拡大し、前段の処理では混色するこ
となく完全な色の再現性が保たれた拡大ディジタル画像
を得、後段の処理では拡大ディジタル画像のエッジ部分
に平滑化処理を施した画素を補間することによりエッジ
部分で隣接する画素ブロック間の境界をぼかして拡大デ
ィジタル画像をさらに拡大する。後段の処理で平滑化処
理によりぼかされる領域は後段で補間される画素の領域
に限られるため、ぼけが小さくシャープで自然なディジ
タル画像を出力することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
実施例を図面に基づいて説明する。図２に本発明の一実
施例による画素補間装置を備える画像処理システムを示
す。磁気ディスク装置（以下ＨＤＤという）１９にはオ
ペレーティングシステム（以下ＯＳという）、プリンタ
ドライバ、ディスプレイドライバ、スキャナドライバ、
画像処理アプリケーション等の各種のプログラム並びに
画像データが記録されている。ＨＤＤ１９に記録されて
いるプログラム及びデータは入出力インタフェース（以
下Ｉ／Ｏという）２０を介して主記憶装置（以下ＭＳと
いう）１１に転送される。入出力インタフェース２０は
入出力チャネル、ＤＭＡ（direct memory access）コン
トローラ等により構成され、ＨＤＤ１９、デジタルスチ
ルカメラ１８（以下ＤＳＣという）、プリンタ（以下Ｐ
ＲＴという）１４等の周辺装置とＭＳ１１との間のデー
タ転送をＣＰＵ１２から独立して制御することができ
る。ＭＳ１１は半導体メモリセル、制御装置等から構成
されている。中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）１
２はＭＳ１１に格納されたプログラムを実行することに
よりＭＳ１１に格納されているデータに基づいて表示装
置１２、ＰＲＴ１４等にデータを出力し、或いはＨＤＤ
１９、フレキシブルディスク装置（以下ＦＤＤという）
２１等の補助記憶装置にデータを転送する。キーボード
１６及びマウス１５はプログラムに受け付けられるデー
タ及びコマンドを入力する。ＤＳＣ１８及びスキャナ１
７はＯＳの要求に応じてＭＳ１１に画像データを転送す
る。
実施例を図面に基づいて説明する。図２に本発明の一実
施例による画素補間装置を備える画像処理システムを示
す。磁気ディスク装置（以下ＨＤＤという）１９にはオ
ペレーティングシステム（以下ＯＳという）、プリンタ
ドライバ、ディスプレイドライバ、スキャナドライバ、
画像処理アプリケーション等の各種のプログラム並びに
画像データが記録されている。ＨＤＤ１９に記録されて
いるプログラム及びデータは入出力インタフェース（以
下Ｉ／Ｏという）２０を介して主記憶装置（以下ＭＳと
いう）１１に転送される。入出力インタフェース２０は
入出力チャネル、ＤＭＡ（direct memory access）コン
トローラ等により構成され、ＨＤＤ１９、デジタルスチ
ルカメラ１８（以下ＤＳＣという）、プリンタ（以下Ｐ
ＲＴという）１４等の周辺装置とＭＳ１１との間のデー
タ転送をＣＰＵ１２から独立して制御することができ
る。ＭＳ１１は半導体メモリセル、制御装置等から構成
されている。中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）１
２はＭＳ１１に格納されたプログラムを実行することに
よりＭＳ１１に格納されているデータに基づいて表示装
置１２、ＰＲＴ１４等にデータを出力し、或いはＨＤＤ
１９、フレキシブルディスク装置（以下ＦＤＤという）
２１等の補助記憶装置にデータを転送する。キーボード
１６及びマウス１５はプログラムに受け付けられるデー
タ及びコマンドを入力する。ＤＳＣ１８及びスキャナ１
７はＯＳの要求に応じてＭＳ１１に画像データを転送す
る。
【００１２】上記構成の画像処理システムにおいて、Ｉ
／Ｏ２０は特許請求の範囲に記載された入力手段を構成
し、ＭＳ１１及びＣＰＵ１２は特許請求の範囲に記載さ
れた出力手段及び二次出力手段を構成する。また、ＨＤ
Ｄ１９に内蔵された磁気ディスク、ＦＤＤ２１に接続さ
れるフレキシブルディスク等は特許請求の範囲に記載さ
れた記録媒体を構成する。特許請求の範囲に記載された
画素補間プログラムは、表示装置１２又はＰＲＴ１４の
制御プログラムを構成しているモジュールの一部、或い
は画像処理アプリケーションを構成しているモジュール
の一部から構成され、これらのプログラムは、フレキシ
ブルディスク等の記録媒体又はインターネット等の通信
回線により流通し、ＦＤＤ２１、モデム２２等によりＨ
ＤＤ１９に格納される。本発明の画素補間装置は上記構
成の画像処理システムに限らず例えば図３に示すように
ＤＳＣ１８及びＰＲＴ１４から構成される画像処理シス
テムに実装することも当然可能である。図３に示す画像
処理システムではＤＳＣ１８のＲＯＭ（read only memo
ry）等にプリンタドライバを格納し、このプリンタドラ
イバのモジュールの一部に画素補間プログラムを含めて
おけばよい。
／Ｏ２０は特許請求の範囲に記載された入力手段を構成
し、ＭＳ１１及びＣＰＵ１２は特許請求の範囲に記載さ
れた出力手段及び二次出力手段を構成する。また、ＨＤ
Ｄ１９に内蔵された磁気ディスク、ＦＤＤ２１に接続さ
れるフレキシブルディスク等は特許請求の範囲に記載さ
れた記録媒体を構成する。特許請求の範囲に記載された
画素補間プログラムは、表示装置１２又はＰＲＴ１４の
制御プログラムを構成しているモジュールの一部、或い
は画像処理アプリケーションを構成しているモジュール
の一部から構成され、これらのプログラムは、フレキシ
ブルディスク等の記録媒体又はインターネット等の通信
回線により流通し、ＦＤＤ２１、モデム２２等によりＨ
ＤＤ１９に格納される。本発明の画素補間装置は上記構
成の画像処理システムに限らず例えば図３に示すように
ＤＳＣ１８及びＰＲＴ１４から構成される画像処理シス
テムに実装することも当然可能である。図３に示す画像
処理システムではＤＳＣ１８のＲＯＭ（read only memo
ry）等にプリンタドライバを格納し、このプリンタドラ
イバのモジュールの一部に画素補間プログラムを含めて
おけばよい。
【００１３】一般に、ＤＳＣ１８は数十万から数百万の
画素から構成される画像データを出力し、ＰＲＴ１４は
３００〜１４４０ｄｐｉの画素密度で画像データを出力
する。例えば縦横３００×４００画素（１２万画素）の
画像データが１２００ｄｐｉで印刷されると極めて小さ
な画像が印刷されることになる。したがって、通常、画
像データを印刷する際には画素補間処理により画像を拡
大する必要がある。また、表示装置１３に大きく画像を
表示しようとする場合にも同様に画素補間処理により画
像を拡大する必要がある。このような画素補間処理は画
像処理アプリケーションをＣＰＵ１２が実行するとき、
又はプリンタドライバ等の各出力装置の制御プログラム
をＣＰＵ１２が実行するときに行われる。以下、画像処
理アプリケーション又はプリンタドライバ等の制御プロ
グラムの実行時に行われる画素補間処理について説明す
る。
画素から構成される画像データを出力し、ＰＲＴ１４は
３００〜１４４０ｄｐｉの画素密度で画像データを出力
する。例えば縦横３００×４００画素（１２万画素）の
画像データが１２００ｄｐｉで印刷されると極めて小さ
な画像が印刷されることになる。したがって、通常、画
像データを印刷する際には画素補間処理により画像を拡
大する必要がある。また、表示装置１３に大きく画像を
表示しようとする場合にも同様に画素補間処理により画
像を拡大する必要がある。このような画素補間処理は画
像処理アプリケーションをＣＰＵ１２が実行するとき、
又はプリンタドライバ等の各出力装置の制御プログラム
をＣＰＵ１２が実行するときに行われる。以下、画像処
理アプリケーション又はプリンタドライバ等の制御プロ
グラムの実行時に行われる画素補間処理について説明す
る。
【００１４】画素補間処理の概要を図４に示す。Ｓ１０
ではスキャナ１７、ＤＳＣ１８、ＨＤＤ１９、ＦＤＤ２
１、モデム２２等からＩ／Ｏ２０を介してＭＳ１１に画
像データが転送される。この画像データは、画像処理ア
プリケーションがＯＳのＡＰＩ（application program
interface）を呼び出すことによりＯＳから各出力装置
の制御プログラムに渡される。Ｓ２０及びＳ３０では、
画像処理アプリケーションの実行又は各出力装置の制御
プログラムの実行によって２段階の画素補間処理が行わ
れる。Ｓ２０では、入力ステップＳ１０でＭＳ１１に格
納された画像データ（以下入力画像データという）を構
成する各画素から後述する画素ブロックを生成し、この
画素ブロックを配列して拡大画像の中間画像データを生
成する。Ｓ３０では、Ｓ２０で生成された中間画像デー
タのエッジ部分においてエッジの延伸する方向に平滑化
処理を行った後、３次たたみ込み内挿法による画素補間
処理を行い拡大画像の最終画像データを得、これをＭＳ
１１に格納する。Ｓ４０ではＭＳ１１からＩ／Ｏ２０を
介して表示装置１３またはＰＲＴ１４に画素補間された
画像データが転送され、表示装置１３またはＰＲＴ１４
で画像が表示又は印刷される。
ではスキャナ１７、ＤＳＣ１８、ＨＤＤ１９、ＦＤＤ２
１、モデム２２等からＩ／Ｏ２０を介してＭＳ１１に画
像データが転送される。この画像データは、画像処理ア
プリケーションがＯＳのＡＰＩ（application program
interface）を呼び出すことによりＯＳから各出力装置
の制御プログラムに渡される。Ｓ２０及びＳ３０では、
画像処理アプリケーションの実行又は各出力装置の制御
プログラムの実行によって２段階の画素補間処理が行わ
れる。Ｓ２０では、入力ステップＳ１０でＭＳ１１に格
納された画像データ（以下入力画像データという）を構
成する各画素から後述する画素ブロックを生成し、この
画素ブロックを配列して拡大画像の中間画像データを生
成する。Ｓ３０では、Ｓ２０で生成された中間画像デー
タのエッジ部分においてエッジの延伸する方向に平滑化
処理を行った後、３次たたみ込み内挿法による画素補間
処理を行い拡大画像の最終画像データを得、これをＭＳ
１１に格納する。Ｓ４０ではＭＳ１１からＩ／Ｏ２０を
介して表示装置１３またはＰＲＴ１４に画素補間された
画像データが転送され、表示装置１３またはＰＲＴ１４
で画像が表示又は印刷される。
【００１５】Ｓ２０においてされる前段の画素補間処理
の概要を図５に示す。前段の画素補間処理では入力画像
データを構成する全画素について画素ブロックを生成す
るため、Ｓ２１ではループボディにはいる前に最初に処
理すべき注目画素を設定する。Ｓ２２〜Ｓ２４のループ
ボディでは入力画像を走査しながら全画素について画素
ブロックを生成する。
の概要を図５に示す。前段の画素補間処理では入力画像
データを構成する全画素について画素ブロックを生成す
るため、Ｓ２１ではループボディにはいる前に最初に処
理すべき注目画素を設定する。Ｓ２２〜Ｓ２４のループ
ボディでは入力画像を走査しながら全画素について画素
ブロックを生成する。
【００１６】Ｓ２２では注目画素と同じ色情報をもち前
段の画素補間処理における拡大倍率の二乗数の画素を所
定形状に配列した画素ブロックの集合として中間画像を
生成する。ここで色情報とはカラー画像の場合、各画素
のＲＧＢ（red, green, blue）、ＹＭＣ（yellow, cya
n, magenta）又はＨＳＩ（hue, saturation, intensit
y）の各値によって表される情報をいい、モノトーン画
像の場合、各画素の輝度値をいう。前段の画素補間処理
において入力画像を４倍に拡大する画素補間をする場
合、画素ブロックを構成する画素の配列としては、例え
ば図１（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す配列が望ましい。
段の画素補間処理における拡大倍率の二乗数の画素を所
定形状に配列した画素ブロックの集合として中間画像を
生成する。ここで色情報とはカラー画像の場合、各画素
のＲＧＢ（red, green, blue）、ＹＭＣ（yellow, cya
n, magenta）又はＨＳＩ（hue, saturation, intensit
y）の各値によって表される情報をいい、モノトーン画
像の場合、各画素の輝度値をいう。前段の画素補間処理
において入力画像を４倍に拡大する画素補間をする場
合、画素ブロックを構成する画素の配列としては、例え
ば図１（Ｂ）及び図８（Ａ）に示す配列が望ましい。
【００１７】図１（Ａ）は入力画像がモノトーン画像で
あるときの各画素の輝度値を２５６階調で表している。
図１（Ｂ）は画素ブロックで構成された中間画像を２５
６階調で表し、画素ブロックは同じ階調の輝度値をもつ
画素の配列として表されている。図１は、縦横Ｍ×Ｎ画
素の入力画像Ｆinが次の集合で表されるとき、 Ｆin＝｛ｆij；ｉ＝１，２，・・・，Ｍ，ｊ＝１，２，
・・・，Ｎ｝ 出力画像Ｆoutが次の集合で表され、 Ｆout＝｛ｇxy；ｘ＝１，２，・・・，４Ｍ，ｙ＝１，
２，・・・４Ｎ，｝ Ｆout＝｛Ｂij；ｉ＝１，２，・・・，Ｍ，ｊ＝１，
２，・・・，Ｎ｝ 画素ブロックＢijが次のようなｇxy＝ｆijを満たすｇxy
の集合として表されることを示している。
あるときの各画素の輝度値を２５６階調で表している。
図１（Ｂ）は画素ブロックで構成された中間画像を２５
６階調で表し、画素ブロックは同じ階調の輝度値をもつ
画素の配列として表されている。図１は、縦横Ｍ×Ｎ画
素の入力画像Ｆinが次の集合で表されるとき、 Ｆin＝｛ｆij；ｉ＝１，２，・・・，Ｍ，ｊ＝１，２，
・・・，Ｎ｝ 出力画像Ｆoutが次の集合で表され、 Ｆout＝｛ｇxy；ｘ＝１，２，・・・，４Ｍ，ｙ＝１，
２，・・・４Ｎ，｝ Ｆout＝｛Ｂij；ｉ＝１，２，・・・，Ｍ，ｊ＝１，
２，・・・，Ｎ｝ 画素ブロックＢijが次のようなｇxy＝ｆijを満たすｇxy
の集合として表されることを示している。
【００１８】 Ｂij＝｛ ｇ4(i-1) 4(j-1)+3， ｇ4(i-1)+1 4(j-1)+1，ｇ4(i-1)+1 4(j-1)+3，ｇ4(i-1)+1 4(j-1)+4， ｇ4(i-1)+2 4(j-1)，ｇ4(i-1)+2 4(j-1)+1，ｇ4(i-1)+2 4(j-1)+2，ｇ4(i-1)+2 4(j-1)+3 ， ｇ4(i-1)+3 (j-1)+2，ｇ4(i-1)+3 (j-1)+3，ｇ4(i-1)+3 (j-1)+4，ｇ4(i-1)+3 ( j-1)+5 ， ｇ4(i-1)+4 4(j-1)+1，ｇ4(i-1)+4 4(j-1)+2，ｇ4(i-1)+4 4(j-1)+4， ｇ4(i-1)+5 4(j-1)+2 ｝
【００１９】方陣配列を非方陣の画素ブロックで埋める
ことにより方形画像を形成しようとすると、画像の最外
周には、図１（Ｂ）に示すように画素ブロックが割り当
てられない配列要素と、方陣配列からはみ出す画素とが
現れる。これに対処する方策としては、例えば方陣配列
からはみ出す画素を画素ブロックが割り当てられない配
列要素に再配置することにより、方形画像を形成するこ
とができる。また、例えば、方陣配列からはみ出す画素
を削除し、画素ブロックが割り当てられない配列要素に
は隣接画素を再配置することにより、方形画像を形成す
ることができる。画素ブロックを構成する画素の配列
は、補間する画素数によって、すなわち画像の拡大倍率
によって異なり、拡大倍率ごとに１又は２以上の配列か
ら次の１〜４の基準を全て満たすものを選択することが
望ましい。 １．画素ブロックを構成する画素数が拡大倍率の二乗数
であること。 ２．互いに隣接する画素から構成されていること。 ３．配列が点対称であること。 ４．画素ブロックの輪郭に小さな凹凸を内包する大きな
凹凸を内包していること。 上記１〜４の基準を満たす画素ブロックの配列を各倍率
ごとに図６〜図１０に示す。画素ブロックの配列により
中間画像の滑らかさに違いが現れる。
ことにより方形画像を形成しようとすると、画像の最外
周には、図１（Ｂ）に示すように画素ブロックが割り当
てられない配列要素と、方陣配列からはみ出す画素とが
現れる。これに対処する方策としては、例えば方陣配列
からはみ出す画素を画素ブロックが割り当てられない配
列要素に再配置することにより、方形画像を形成するこ
とができる。また、例えば、方陣配列からはみ出す画素
を削除し、画素ブロックが割り当てられない配列要素に
は隣接画素を再配置することにより、方形画像を形成す
ることができる。画素ブロックを構成する画素の配列
は、補間する画素数によって、すなわち画像の拡大倍率
によって異なり、拡大倍率ごとに１又は２以上の配列か
ら次の１〜４の基準を全て満たすものを選択することが
望ましい。 １．画素ブロックを構成する画素数が拡大倍率の二乗数
であること。 ２．互いに隣接する画素から構成されていること。 ３．配列が点対称であること。 ４．画素ブロックの輪郭に小さな凹凸を内包する大きな
凹凸を内包していること。 上記１〜４の基準を満たす画素ブロックの配列を各倍率
ごとに図６〜図１０に示す。画素ブロックの配列により
中間画像の滑らかさに違いが現れる。
【００２０】図１に示す入力画像及び中間画像にはエッ
ジを太線で示している。図１に示す入力画像をそのまま
拡大した比較例を図１１に示す。図１１で太線で示され
たエッジと図１（Ｂ）に示されたエッジとを比べると両
者の違いは明らかである。すなわち、入力画像をそのま
ま拡大した比較例ではエッジに４画素ピッチの規則的な
凹凸が生じているのに対し、本実施例の画素ブロックを
用いた図１の中間画像ではエッジに規則的な凹凸が生じ
ていない。このことは、入力画像をそのまま拡大した画
像にジャギーが認められるときにおいても、その拡大率
において得られる本実施例の中間画像にはジャギーが認
められないことを端的に示している。
ジを太線で示している。図１に示す入力画像をそのまま
拡大した比較例を図１１に示す。図１１で太線で示され
たエッジと図１（Ｂ）に示されたエッジとを比べると両
者の違いは明らかである。すなわち、入力画像をそのま
ま拡大した比較例ではエッジに４画素ピッチの規則的な
凹凸が生じているのに対し、本実施例の画素ブロックを
用いた図１の中間画像ではエッジに規則的な凹凸が生じ
ていない。このことは、入力画像をそのまま拡大した画
像にジャギーが認められるときにおいても、その拡大率
において得られる本実施例の中間画像にはジャギーが認
められないことを端的に示している。
【００２１】また、図１（Ｂ）に示す中間画像におい
て、巨視的には図１（Ａ）に示す画像が再現されている
といえる。すなわち、中間画像は入力画像の４倍の大き
さをもつところ、入力画像を観察するときの観者と画像
との距離の４倍の距離から中間画像を観察するとすれ
ば、観者にとって入力画像と中間画像とはほぼ同じもの
として認識される。さらにいえば、通常取り扱われるよ
うな、例えば１００万画素の入力画像について画素補間
する場合、本実施例の中間画像において入力画像の再現
性は完全に保たれるといえる。なぜならば、画素数の多
い中間画像においては個々の画素ブロックは中間画像の
極めて小さな領域を占めるものであるため、入力画像に
おいて存在しなかった要素が画素ブロックの輪郭要素に
含まれているとしても、画素ブロックの輪郭要素が画像
全体に与える影響は無視できるものだからである。
て、巨視的には図１（Ａ）に示す画像が再現されている
といえる。すなわち、中間画像は入力画像の４倍の大き
さをもつところ、入力画像を観察するときの観者と画像
との距離の４倍の距離から中間画像を観察するとすれ
ば、観者にとって入力画像と中間画像とはほぼ同じもの
として認識される。さらにいえば、通常取り扱われるよ
うな、例えば１００万画素の入力画像について画素補間
する場合、本実施例の中間画像において入力画像の再現
性は完全に保たれるといえる。なぜならば、画素数の多
い中間画像においては個々の画素ブロックは中間画像の
極めて小さな領域を占めるものであるため、入力画像に
おいて存在しなかった要素が画素ブロックの輪郭要素に
含まれているとしても、画素ブロックの輪郭要素が画像
全体に与える影響は無視できるものだからである。
【００２２】Ｓ２２では入力画像の１画素ごとに出力画
像の画素ブロックを生成し、画像ブロックを構成する画
素のデータをＭＳ１１に順次格納していく。全画素につ
いて画素ブロックが生成され、Ｓ２３において終了判定
がなされるとき、ＭＳ１１には全ての中間画像データが
格納される。
像の画素ブロックを生成し、画像ブロックを構成する画
素のデータをＭＳ１１に順次格納していく。全画素につ
いて画素ブロックが生成され、Ｓ２３において終了判定
がなされるとき、ＭＳ１１には全ての中間画像データが
格納される。
【００２３】Ｓ２０が完了し中間画像データがＭＳ１１
に格納されると、Ｓ３０では、中間画像のエッジ部分に
おいてエッジの延伸する方向を検出し、エッジ方向に沿
って当該エッジ部分を平滑化し、この平滑化処理を行っ
た後に３次たたみ込み内挿法による画素補間処理を行い
拡大画像の最終データを得る。
に格納されると、Ｓ３０では、中間画像のエッジ部分に
おいてエッジの延伸する方向を検出し、エッジ方向に沿
って当該エッジ部分を平滑化し、この平滑化処理を行っ
た後に３次たたみ込み内挿法による画素補間処理を行い
拡大画像の最終データを得る。
【００２４】Ｓ３０の処理は、中間画像で生ずるエッジ
領域の画素ブロックの輪郭要素の凹凸を平滑化により若
干ぼかして目立たなくするために行うものである。Ｓ３
０の平滑化処理でぼかされる範囲は中間画像におけるエ
ッジ部分の凹凸であるところ、この凹凸のピッチは画素
ブロックの構成画素数と等しい画素数からなる正方形の
ドットマトリックスの１辺の画素数より小さい。したが
って、図１１に示す比較例の画像に対してエッジ部分の
平滑化処理をする場合に比べ、本実施例で得られる最終
画像はぼけが小さいものとなる。例えばＳ２０で４倍の
拡大を行い、Ｓ３０で２．５倍の拡大により１０倍の最
終拡大画像のデータを得ることができる。
領域の画素ブロックの輪郭要素の凹凸を平滑化により若
干ぼかして目立たなくするために行うものである。Ｓ３
０の平滑化処理でぼかされる範囲は中間画像におけるエ
ッジ部分の凹凸であるところ、この凹凸のピッチは画素
ブロックの構成画素数と等しい画素数からなる正方形の
ドットマトリックスの１辺の画素数より小さい。したが
って、図１１に示す比較例の画像に対してエッジ部分の
平滑化処理をする場合に比べ、本実施例で得られる最終
画像はぼけが小さいものとなる。例えばＳ２０で４倍の
拡大を行い、Ｓ３０で２．５倍の拡大により１０倍の最
終拡大画像のデータを得ることができる。
【００２５】以上説明した本発明の一実施例による画素
補間装置を備える画像処理システムは、入力画像を構成
する画素から構成される非方陣の画素ブロックを配列す
ることにより画素補間された出力画像を得るため、出力
画像は、観者に再現性が高いものと認識されることとな
る。すなわち、ジャギーがなく、ぼけの小さい出力が象
を得ることができる。また、画素ブロックの輪郭に小さ
な凹凸を内包する大きな凹凸を内包しているため、観者
が出力画像に近づけば近づくほど、遠くからは認識でき
なかった凹凸が観者に認識されるようになることから、
出力画像は真実味のあるものとなる。尚、本実施例にお
いては画素補間処理を２段階としているが、後段の画素
補間処理は必ずしも必要ではない。
補間装置を備える画像処理システムは、入力画像を構成
する画素から構成される非方陣の画素ブロックを配列す
ることにより画素補間された出力画像を得るため、出力
画像は、観者に再現性が高いものと認識されることとな
る。すなわち、ジャギーがなく、ぼけの小さい出力が象
を得ることができる。また、画素ブロックの輪郭に小さ
な凹凸を内包する大きな凹凸を内包しているため、観者
が出力画像に近づけば近づくほど、遠くからは認識でき
なかった凹凸が観者に認識されるようになることから、
出力画像は真実味のあるものとなる。尚、本実施例にお
いては画素補間処理を２段階としているが、後段の画素
補間処理は必ずしも必要ではない。
【図１】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成する
画素の配列を示す模式図であって、（Ａ）は元画像を示
し、（Ｂ）は補間処理後の画像を示す。
画素の配列を示す模式図であって、（Ａ）は元画像を示
し、（Ｂ）は補間処理後の画像を示す。
【図２】本発明の実施例による画素補間装置を備える画
像処理システムを示すブロック図である。
像処理システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例による画素補間装置を備える画
像処理システムを示すブロック図である。
像処理システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例による画素補間装置を備える画
像処理システムで実行する画素補間プログラムのフロー
チャートである。
像処理システムで実行する画素補間プログラムのフロー
チャートである。
【図５】本発明の実施例による画素補間装置を備える画
像処理システムで実行する画素補間プログラムの前段の
補間処理を示すフローチャートである。
像処理システムで実行する画素補間プログラムの前段の
補間処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成する
画素の配列を示す模式図である。
画素の配列を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成する
画素の配列を示す模式図である。
画素の配列を示す模式図である。
【図８】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成する
画素の配列を示す模式図である。
画素の配列を示す模式図である。
【図９】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成する
画素の配列を示す模式図である。
画素の配列を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例に係る画素ブロックを構成す
る画素の配列を示す模式図である。
る画素の配列を示す模式図である。
【図１１】比較例に係る画素ブロックを構成する画素の
配列を示す模式図である。
配列を示す模式図である。
１１ 主記憶装置（出力手段） １２ 中央演算処理装置（出力手段） １３ ディスプレイ １４ プリンタ １５ マウス １６ キーボード １８ デジタルスチルカメラ １９ 磁気ディスク装置 ２０ 入出力インタフェース（入力手段） ２１ フレキシブルディスク装置 ２２ モデム
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０９Ｇ 5/391 Ｆターム(参考） 5B057 AA20 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC02 CD06 CD08 CD10 CE05 5C076 AA21 AA32 BA06 BB04 BB15 BB24 CB04 5C080 BB05 CC03 DD01 EE21 EE29 EE30 JJ01 JJ02 JJ05 JJ07 5C082 BA34 BA35 CA22 CA33 CA85 CB01 DA87 MM02 MM10
Claims (12)
- 【請求項１】 ディジタル画像を表現する画像データを
入力する入力手段と、 前記ディジタル画像の注目画素と等しい色情報をもち前
記注目画素以外の画素の色情報を用いずに生成される複
数の画素からなり非方陣かつ既定配列のドットマトリッ
クスである画素ブロックを隙間なく配列した拡大ディジ
タル画像を表現する拡大画像データを出力する出力手段
と、 を備えることを特徴とする画素補間装置。 - 【請求項２】 前記画素ブロックの輪郭線は微視的な凹
凸を内包する巨視的な凹凸をもつことを特徴とする請求
項１記載の画素補間装置。 - 【請求項３】 前記画素ブロックは点対称の形状である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画素補間装置。 - 【請求項４】 前記拡大ディジタル画像に対しエッジ部
分の平滑化処理及び画素補間処理を施す二次出力手段を
さらに備えることを特徴とする請求項１、２又は３記載
の画素補間装置。 - 【請求項５】 ディジタル画像を表現する画像データを
入力する入力段階と、 前記ディジタル画像の注目画素と等しい色情報をもち前
記注目画素以外の画素の色情報を用いずに生成される複
数の画素からなり非方陣かつ既定配列のドットマトリッ
クスである画素ブロックを隙間なく配列した拡大ディジ
タル画像を表現する拡大画像データを出力する出力段階
と、 を含むことを特徴とする画素補間方法。 - 【請求項６】 前記画素ブロックの輪郭線は微視的な凹
凸を内包する巨視的な凹凸をもつことを特徴とする請求
項５記載の画素補間方法。 - 【請求項７】 前記画素ブロックは点対称の形状である
ことを特徴とする請求項５又は６記載の画素補間方法。 - 【請求項８】 前記拡大ディジタル画像に対しエッジ部
分の平滑化処理及び画素補間処理を施す二次出力段階を
さらに備えることを特徴とする請求項５、６又は７記載
の画素補間方法。 - 【請求項９】 ディジタル画像を表現する画像データを
入力させる入力手順と、 前記ディジタル画像の注目画素と等しい色情報をもち前
記注目画素以外の画素の色情報を用いずに生成される複
数の画素からなり非方陣かつ既定配列のドットマトリッ
クスである画素ブロックを隙間なく配列した拡大ディジ
タル画像を表現する拡大画像データを出力させる出力手
順と、 をコンピュータに実行させるための画素補間プログラム
を記録した記録媒体。 - 【請求項１０】 前記画素ブロックの輪郭線は微視的な
凹凸を内包する巨視的な凹凸をもつことを特徴とする請
求項９記載の画素補間プログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項１１】 前記画素ブロックは点対称の形状であ
ることを特徴とする請求項９又は１０記載の画素補間プ
ログラムを記録した記録媒体。 - 【請求項１２】 前記拡大ディジタル画像に対しエッジ
部分の平滑化処理及び画素補間処理を施す手順をさらに
含むことを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の画
素補間プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000345278A JP3503136B2 (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 画素補間装置及び画素補間方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000345278A JP3503136B2 (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 画素補間装置及び画素補間方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003345703A Division JP2004080823A (ja) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | 画素補間装置及び画素補間方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002152505A true JP2002152505A (ja) | 2002-05-24 |
| JP3503136B2 JP3503136B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=18819339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000345278A Expired - Fee Related JP3503136B2 (ja) | 2000-11-13 | 2000-11-13 | 画素補間装置及び画素補間方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503136B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054899A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Samsung Electronics Co Ltd | 解像度変換方法および解像度変換装置 |
| JP2009053436A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Lg Display Co Ltd | デジタル表示装置の駆動装置 |
| JP2016527611A (ja) * | 2013-06-19 | 2016-09-08 | クゥアルコム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | デジタルカメラに対する単一フレームベースのスーパー解像度補間のためのシステムおよび方法 |
-
2000
- 2000-11-13 JP JP2000345278A patent/JP3503136B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054899A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Samsung Electronics Co Ltd | 解像度変換方法および解像度変換装置 |
| US7876979B2 (en) | 2004-08-12 | 2011-01-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Resolution-converting apparatus and method |
| JP2009053436A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-03-12 | Lg Display Co Ltd | デジタル表示装置の駆動装置 |
| JP2016527611A (ja) * | 2013-06-19 | 2016-09-08 | クゥアルコム・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | デジタルカメラに対する単一フレームベースのスーパー解像度補間のためのシステムおよび方法 |
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|---|---|
| JP3503136B2 (ja) | 2004-03-02 |
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