JP2557140B2

JP2557140B2 - 画素補間方法及び装置

Info

Publication number: JP2557140B2
Application number: JP2324708A
Authority: JP
Inventors: 篤志内田; 吉彦東; 潤染谷; 和弘千葉
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH04192875A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画素補間方法及び装置に係り、特にビデオ
プリンタ等の画素信号処理に係る画素補間方法及び装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来のビデオプリンタにおける信号処理回路について
第７図をもとに説明する。まず、ビデオ信号のNTSC信号
は、Y/C分離回路101で輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）に
分離された後、YC信号入力端子から直接入力されたYC信
号との間でスイッチ111によってどちらかが選択されデ
コーダ102に入力される。デコーダ102では、色信号
（Ｃ）がさらにＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙの２つの色差信号に分離
され、マトリクス回路103を経てＲ、Ｇ、Ｂの３原色信
号に変換される。

このＲ、Ｇ、Ｂの３原色信号またはRGB信号入力端子
から直接入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号はスイッチ112でど
ちらかが選択され、選択されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、Ｒ、
Ｇ、Ｂ信号の各々に対応するA/D変換器104に送られ、A/
D変換器104でデジタル信号に変換された後、１フィール
ド分の画像メモリ105にメモリされる。

ここでビデオ画像においては、1/60secで１フィール
ドの画像を、1/30secで２フィールドの画像を表現し、
２フィールドで１フレームの画像を表現するようになっ
ている。

一方、各画像メモリ105に記載されたＲ、Ｇ、Ｂ信号
は、濃度変換器106において、Ｒ、Ｇ、Ｂの補色である
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の濃度
信号に変換される。濃度変換器106によって変換された
濃度信号は、色修正回路107で色材の理想分光吸収特性
からのずれが補正されたＣ′、Ｍ′、Ｙ′の信号に変換
される。

昇華型熱転写方式などの面順次印字タイプのハードコ
ピーでは、１色分の面画像データを処理しながら順番に
各色のデータを印字する。ラインメモリ108は２ライン
分のデータメモリを備え、スイッチ114を交互に切り換
えることにより、順次１ライン分のデータが交互に記憶
される。一方、ライン補間回路109では量子化されたデ
ジタル画像データを拡大するにあたっては、原画像の画
素間に補間画素の内挿が行なわれている。第４図を参照
して説明すると、補間画素の内挿は第４図（ａ）のよう
な画素を第４図（ｂ）のように拡大しその補間画素Ｘを
挿入することによって行なわれる。ここで、第４図
（ａ）におけるa₁₁〜a₄₄は原画素データを示す。従来の
補間方法では、Ｘは、第４図（ｃ）に示すように、補間
するラインと垂直の方向にある原画素のみを補間参照画
素としており、例えば、線形補間法（バイリニア法）で
はＸ＝（ｂ＋ｅ）/2から求めるようになっている。

このようにしてライン補間回路109で補間されたデー
タは、ヘッド駆動回路110に送られ、このヘッド駆動回
路110では、補間データに応じた濃度値が得られるよう
に、各サーマルヘッドの通電時間を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の画素補間方法では上記したよう
に、垂直の方向にある原画素のみを補間参照画素として
いるため、原画像における斜め方向の輪郭部分が、補間
画像では不連続となり、補間画像の画質が低下するとい
う問題がある。

これを第８図を用いて説明すると、a₁₃、a₂₁、a₂₂、a
₂₃が黒画素であて、画像の斜め方向に走る輪郭部分の一
部であるとすると、補間画素Ｘは、これまでa₁₂、a₂₂と
を用いて求められていたためＸはa₁₂、a₂₂の中間調のグ
レー画素としての明度を保持し、従って、a₁₃とa₂₁との
間の輪郭部分の連続性を保持し得ず、補間画像の画質が
低下するという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を有する本発明は、原画像から補間画素を作
成する画素補間方法であって、原画像から、補間すべき
画素の周囲の原画素ブロックを抽出し、原画素ブロック
を構成する原画素から閾値を算出し前原画素ブロックを
構成する各画素を閾値に基づいて２値化し、あらかじめ
作成された２値化して得られる画素配列の全ての組合せ
に対する補間参照画素の方向を指示するパターンテーブ
ルと、２値化した原画素の画素配列とを参照して、補間
参照画素の方向に対応する補間参照画素を選択し、選択
した補間参照画素から補間画素値を算出する。

また、他の発明によれば、原画像より補間すべき画像
の周囲の原画素ブロックを抽出する抽出手段と、原画素
ブロックを構成する原画素から閾値を算出して前記原画
素ブロックを構成する各画素を閾値毎に基づいて２値化
する２値化手段と、あらかじめ作成された、２値化して
得られる画素配列の全ての組合わせに対する補間参照画
素の方向を設定し、設定した方向に対応する補間参照画
素を選択する補間参照画素選択手段と、選択した補間参
照画素から補間画素値を算出する補間画素値算出手段
と、ライン方向の補間とカラム方向の補間を実施する手
段とを有する。

〔作用〕

上記目的を有する本発明は、原画像の原画素ブロック
を抽出し、抽出した原画素より閾値を算出する。その原
画素を閾値に基づいてその閾値に比較して２値化する。

一方、２値化して得られる画素配列の全ての組み合わ
せに対して、補間参照画素の方向を指示するパターンテ
ーブルをあらかじめ作成しておく。

次に、閾値に基づいて２値化した原画素の画素配列
と、パターンテーブルとを参照して、補間参照画素の方
向を設定し、設定した方向に対応する補間参照画素を選
択し、選択する補間参照画素から補間画素値を算出す
る。

このようにあらかじめ定められたパターンテーブルに
応じて原画素の補間参照画素を選択し、補間画素を求め
るため、特に、現画像における斜め方向の輪郭部分の連
続性を保持し得る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第
１図に、本発明の画素補間装置のブロック図を示す。１
は原画像データであり、原画像データ１は、例えばライ
ンメモリ（図示せず）から送られる。原画像データ１は
所定のブロックを抽出するブロック抽出手段２に接続さ
れている。ブロック抽出手段２には、ブロック内の原画
像データを２値化する際の閾値を算出する閾値算出手段
３が接続されている。閾値算出手段３には原画像データ
を２値化する２値化手段４が接続され、２値化手段４に
は、２値化データの配列、すなわち、パターンをパター
ンテーブルと参照して補間方向を指示するパターンテー
ブル参照手段６が接続されている。パターンテーブル参
照手段６にはあらかじめ２値化されたパターンを記憶す
るパターンテーブル５と、補間参照画素選択手段７とが
接続されている。また、補間参照画素選択手段７は原画
素データラインａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆを介してブロッ
ク抽出手段２に接続され、また補間参照画素選択手段７
により選択された原画素データより補間画素値を算出す
る補間画素値算出手段８が接続されている。補間画素値
算出手段８によって算出されるＸが求めるべき補間画素
データである。

上記のような構成を有する画素補間装置の動作を説明
する。まず、原画像データ１からブロック抽出手段２に
よって、第２図（ａ）に示すようなａ（M₁₁）、ｂ
（M₁₂）、ｃ（M₁₃）、ｄ（M₂₁）、ｅ（M₂₂）、ｆ
（M₂₃）からなる２ライン×３カラムのブロックの６個
のデータが抽出される。このデータは例えば、第２図
（ｂ）のようにａ＝16、ｂ＝24、ｃ＝181、ｄ＝187、ｅ
＝198、ｆ＝206と仮定する。これらのデータ値は例えば
画素毎の濃度又は輝度あるいはA/D変換したときのデジ
タル化したデータである。このデータ中で最小値と最大
値はそれぞれ16と206であり、閾値SHは、SH＝（M_min＋M
_max）/2で求められ、ここでM_min＝min（M_ij）、M_max＝m
ax（M_ij）（ｉ＝１、ｊ＝、２、３）である。この式に
基づいて上記の場合のSHを算出するとSH＝（16＋206）/
2＝111となる。

次にこの閾値SHを基に２値化手段４によって２値化す
る。２値化はを条件として２値化手段４によって演算が行なわれる。

上記の例によれば、閾値SH＝111であり、６つの原画
素データを夫々SHと比較して、SHより小さい原画素デー
タを０、SHより大きい原画素データを１とすると、第２
図（ｂ）を構成する原画素データからは第２図（ｄ）に
よるようなパターンが得られる。

一方、あらかじめパターンテーブル５には第３図に示
すように２値化したパターンの組合せに対して、あらか
じめ補間参照画素の方向が設定してある。これは斜め方
向の輪郭部分に対して最も鮮明な画像が得られるような
補間参照画素の方向が決定されているものである。パタ
ーンテーブル参照手段６ではａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′、
ｅ′、ｆ′のパターンとパターンテーブルを参照して、
補間参照画素の方向を指示するデータＤを出力する。補
間参照画素選択手段７ではＤに従って補間参照画素とし
てａとｆ、ｂとｅ、ｃとｄのいずれかを選択する。第２
図（ｄ）のパターンは、第３図（ａ）のパターンテーブ
ルの最下段の左から２つ目のパターンと一致し、そこに
示された斜線方向からｃとｄに対応する画素が選択され
る。補間画素値算出手段８では、２個の補間参照画素の
平均値が補間画素値として算出され、補間画素データＸ
が得られる。第２図（ｂ）の例では、Ｘ＝（181＋187）
/2＝184となる。

この補間画素値を第２図（ｆ）に示す。上記実施例で
は、原画像より抽出するブロックのサイズを２ライン×
３カラムとしたが、補間精度に応じて補間画素が中心と
なるサイズすなわち、（偶数個ライン）×（奇数個カラ
ム）を任意に選択すればよい。また、上記実施例では、
閾値SHを入力データの最大値と最小値の平均としたが入
力データの平均値等を採用してもよい。また、上記実施
例では補間参照画素を２個とし、その平均値を補間画素
値としたが、抽出する原画像ブロックのサイズに応じ
て、必要な数の補間参照画素を選択し適当な補間演算を
行なえばよい。なお、他の態様のパターンテーブルを第
３図（ｂ）に示す。

次に第５図を参照してカラム方向の画素を補間する場
合を説明する。補間画素の内挿は第５図（ａ）のような
画素を第５図（ｂ）にように拡大し、その補間画素Ｘを
挿入することによって行われる。補間画素Ｘの算出方法
は、上記ライン補間実施例と同様である。すなわち、第
５図（ｃ）のように（偶数個カラム）×（奇数個ライ
ン）のサイズの原画素ブロックを原画像より抽出し、ブ
ロックを構成する各画素より閾値SHを算出する。次にブ
ロックを構成する各画素を閾値SHに基づいて２値化し、
あらかじめ作成されたパターンを選択し、選択した補間
参照画素より補間画素Ｘの値を算出すればよい。

次に第６図を参照して原画像を拡大する方法について
説明する。まず、原画像（ａ）に上記ライン補間を施
し、補間ラインL₁、L₂、L₃を内挿することによって、ラ
イン方向に拡大された画像（ｂ）が得られる。続いてこ
のライン方向に拡大された画像（ｂ）に上記カラム補間
を施し、補間カラムC₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆を内挿する
ことによって、原画像（ａ）を拡大した画像（ｃ）が得
られる。このようにライン補間とカラム補間を続けて実
施することにより、斜め方向の輪郭の連続性を保持した
補間画像を得ることができる。

〔発明の効果〕

上記の本発明によれば、垂直あるいは水平方向にある
原画素のみではなく斜め方向の画素も補間参照画素とす
るため、特に、原画像の斜め方向の輪郭部分における画
質劣化の少ない補間処理を実施し良好な補間画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画素補間装置のブロック図、第２図
は抽出ブロックの説明図、第２図（ａ）は、２ライン×
３カラムのブロックを原画像より抽出した図、第２図
（ｂ）は８ビットの原画像データを抽出した一例の図、
第２図（ｃ）は、第２図（ａ）を２値化したパターンの
構成を示す図、第２図（ｄ）は、第２図（ｂ）を、その
最大値と最小値の平均値を用いて閾値を求め画素を２値
化した一例の図、第２図（ｅ）は、第２図（ｄ）に対応
するパターンテーブルに従って、第２図（ａ）から補間
参照画素を選択した状態を示す図、第２図（ｆ）は、第
２図（ｅ）に従って第２図（ｂ）から補間参照画素を選
択し、線形補間法で補間演算を行なった一例の図、第３
図は、２値化した原画素データに対する補間参照画素の
方向を設定したパターンテーブルの説明図であり、第３
図（ａ）はパターンテーブル、第３図（ｂ）は他の態様
を示すパターンテーブル、第４図（ａ）は、原画像デー
タの一部の状態を示した説明図、第４図（ｂ）は、第４
図（ａ）の原画像データにライン内挿を行った状態を示
した説明図、第４図（ｃ）は、ライン内挿入の一実施例
を示した説明図、第５図（ａ）は、原画像データの一部
の状態を示した説明図、第５図（ｂ）は、第５図（ａ）
の原画像データにカラム内挿入を行った状態を示した説
明図、第５図（ｃ）は、カラム内挿入の一実施例を示し
た説明図、第６図（ａ）〜（ｃ）は、拡大補間の実施例
を示した説明図、第７図はビデオプリンタの信号処理回
路のブロック図、第８図は従来技術の画素補間方法の説
明図である。１……原画像データ、２……ブロック抽出手段、３……
閾値算出手段、４……２値化手段、５……パターンテー
ブル、６……パターンテーブル参照手段、７……補間参
照画素選択手段、８……補間画素値算出手段、101……Y
/C分離回路、102……デコーダ、103……マトリクス回
路、104……A/D変換器、105……画像メモリ、106……濃
度変換器、107……色修正回路、108……ラインメモリ、
109……ライン補間回路、110……ヘッド駆動回路、111
……YC信号切替スイッチ、112……RGB信号切替スイッ
チ、113……Ｃ′Ｍ′Ｙ′信号切替スイツチ、114……ラ
インメモリ切替スイッチ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、a
₁₁〜a₄₄……原画素データ、Ｘ……補間画素データ、
ａ′、ｂ′、ｃ′、ｄ′、ｅ′、ｆ′……２値化した原
画素データ、SH……閾値、Ｄ……補間参照画素の方向を
指示するデータ。

フロントページの続き (72)発明者染谷潤京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社電子商品開発研究所内 (72)発明者千葉和弘京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社電子商品開発研究所内 (56)参考文献特開昭55−4194（ＪＰ，Ａ) 特開平１−256869（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像から補間画素を作成する画素補間方
法であって、原画像から、補間すべき画素の周囲の原画
素ブロックを抽出し、原画素ブロックを構成する原画素
を用いて閾値を算出し、前記原画素ブロックを構成する
各画素毎に閾値に基づいて２値化し、あらかじめ作成さ
れた、２値化して得られる画素配列の全ての組合せに対
する補間参照画素の方向を指示するパターンテーブル
と、２値化した原画素の配列とを参照して、補間参照画
素の方向に対応する補間参照画素を選択し、選択した補
間参照画素から補間画素値を算出することからなる画素
補間方法。
【請求項２】原画像より補間すべき画像の周囲の原画素
ブロックを抽出する抽出手段と、原画素ブロックを構成
する原画素から閾値を算出して前記原画素ブロックを構
成する各画素を閾値に基づいて２値化する２値化手段
と、あらかじめ作成された、２値化して得られる画素配
列の全ての組合わせに対する補間参照画素の方向を設定
し、設定した方向に対応する補間参照画素を選択する補
間参照画素選択手段と、選択した補間参照画素から補間
画素値を算出する補間画素値算出手段と、ライン方向の
補間とカラム方向の補間を実施する手段とを有する画素
補間装置。