JP3200351B2 - 画像処理装置及びその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力した画像情報
を、拡大変倍して出力するプリンタ等の画像出力装置
や、解像度の異なる機種間通信で、低解像情報から高解
像情報に解像度変換する画像処理装置及びその方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、入力した低解像情報を高解像
情報に解像度変換する方法として、様々な方法が提案さ
れている。提案されている従来方法は、対象となる画像
の種類（例えば、各画素ごとに階調情報を持つ多値画
像、疑似中間調により２値化された２値画像、固定閾値
により２値化された２値画像、文字画像等）によって、
その変換処理方法が異なっている。従来の内挿方法は図
１１に示すような、内挿点に最も近い同じ画素値を配列
する最近接内挿方法、図１２に示すような内挿点を囲む
４点（４点の画素値をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする）の距離に
より、以下の演算によって画素値Ｅを決定する共１次内
挿法等が一般的に用いられている。

【０００３】Ｅ＝（１−ｉ）（１−ｊ）Ａ＋ｉ・（１−
ｊ）Ｂ＋ｊ・（１−ｉ）Ｃ＋ｉｊＤ （但し、画素間距離を１とした場合に、Ａから横方向に
ｉ、縦方向にｊの距離があるとする。（ｉ≦１、ｊ≦
１））

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
は、以下に示す欠点がある。

【０００５】まず、図１１の方法は構成が簡単であると
いう利点はあるが、対象画像を自然画像等に用いた場合
には拡大するブロック毎に画素値が決定されるため、視
覚的にブロックが目立ってしまい画質的に劣悪である。

【０００６】また、文字、線画像、ＣＧ（コンピュータ
グラフィック）画像等に用いた場合でも、拡大するブロ
ック毎に同一画素値が連続する為、特に、斜線等には、
ジャギーといわれるギザギザの目立った劣悪な画像にな
ってしまう。ジャギーの発生の様子を図１３、図１４に
示す。図１３は入力情報、図１４が図１１の方法により
縦横ともに２倍の画素数にした解像度変換の例である。
一般に倍率が大きくなればなるほど、画質劣化は大きく
なる（図中の“２００”、“１０”は画素値であ
る。）。

【０００７】図１２の方法は自然画像の拡大には一般的
に良く用いられている方法である。この方法では、平均
化され、スムージングのかかった画質になるが、エッジ
部や、シャープな画質が要求される部分には、ぼけた画
質になってしまう。さらに、地図等をスキャンした画像
や、文字部を含む自然画像の様な場合には、補間による
ぼけの為に、たいせつな情報が受け手に伝わらないこと
もある。

【０００８】図１５は図１２の方法により、図１３の入
力画像情報を縦横２倍ずつに補間処理をした画像情報を
示している。

【０００９】図１５からも明らかな様に、斜線周辺のみ
ならず、斜線そのものも画素値が均一にならず、ぼけが
生じてしまう。

【００１０】そこで、本出願人は、低解像情報から高解
像情報の作成において、補間処理による補間ぼけもな
く、また、ジャギーが発生することなく解像度変換がで
きる方法を特開平７−９３５３１号公報、特開平７−１
０７２６８号公報、特開平７−１０５３５９号公報によ
り提案した。

【００１１】この提案の基本的な考え方は、入力した原
情報から解像度依存成分を除去し、除去した状態で、画
素数を出力解像度相当まで増加させ、増加させた状態の
中で新たな解像度に見合う情報を推測し作成する方法で
ある。入力解像度の依存性を取り除く手段はＬＰＦによ
る平滑化、画素数の増加は線形補間により実現可能であ
る。高解像情報の推測は補間後の情報を単純２値化し
て、“１”に分類された画素と“０”に分類された画素
とをそれぞれ異なる処理を行うことにより、出力する画
素値を算出する。また、前述したような補間手段を用い
ずに、ある規則性に基づいて、直接、拡大する画素数に
よるブロック内に出力画素値を算出する方法もある。し
かし、これらの提案には以下に示す問題点がある。

【００１２】すなわち、前述した提案はいずれも高解像
状態のエッジ作成は２値に分断しての処理であった。高
解像状態における解像性を重視する為に高解像度相当の
エッジを作成し、作成した解像情報を基に画素値を算出
することは必要な手段である。しかし、対象画像が自然
画像等になると、エッジ作成による処理の分断により、
画素値の連続性が途切れ、自然画像としては、違和感の
生じる画像になってしまう欠点があった。

【００１３】本発明は上述した従来の課題を解決するも
のであり、入力した低解像情報から高解像情報に変換す
る際に、自然画像では特に問題となっていた補間による
ぼけを生じることなく、また、原情報の低解像性に依存
せず、ジャギーの全く発生しない画質的に良好な変換処
理が実現でき、更に、高解像情報の作成時に、従来の閾
値処理による処理の分断がない為、自然画像において
も、連続性のある自然で鮮明な画像を作成することが極
めて容易にできる画像処理装置及びその方法の提供を目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため本発明の画像処理装置によれば、低解像情報を高解
像情報に変換し、入力した画像情報の画素数を増加させ
る画像処理装置であって、低解像情報を入力する入力手
段と、低解像の注目画素及びその複数の周辺画素より構
成されるウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素情報
（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）
とする）を検出する検出手段と、前記入力手段により入
力した低解像情報を基にして線形的に補間を行なうこと
により注目画素を複数画素分の情報に補間する補間手段
と、前記補間手段により補間された補間点を表す座標値
ｋの補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を

【００１５】

【外６】 により演算する演算手段とを有することを特徴とする。

【００１６】又、本発明の画像処理装置は、低解像情報
を高解像情報に変換し、入力した画像情報の画素数を増
加させる画像処理装置であって、低解像情報を入力する
入力手段と、低解像の注目画素及びその複数の周辺画素
より構成されるウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素
（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）
とする）を検出する検出手段と、前記入力手段により入
力した低解像情報をｅ種（ｅ≧１）のフィルタによりフ
ィルタリングするフィルタリング手段と、前記フィルタ
リング手段のフィルタリング結果を線形的に補間を行な
うことにより注目画素を複数画素分の情報に補間する補
間手段と、前記補間手段により補間された補間点を表す
座標値ｋの補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を

【００１７】

【外７】 により演算する演算手段と、前記ｅ種のフィルタリング
手段、及び、複数のα（ｎ）、Ｐ（ｎ）、βの組み合わ
せにより算出した複数のｈ（ｋ）の中からエッジ部では
急峻にまた、エッジから離れたところでは傾きが緩やか
に変化するように出力値Ｄ（ｋ）を選択する選択手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる第１の実施
の形態を表す要部ブロック図である。本実施の形態の画
像処理装置は、主としてコンピュータと接続されるプリ
ンタや、ビデオ信号を入力するビデオプリンタ等の画像
出力装置内部に具備することが効率的であるが、画像出
力装置以外の画像処理装置、ホストコンピュータ内のア
プリケーションソフトまた、プリンタに出力する為のプ
リンタドライバソフトとして内蔵することも可能であ
る。

【００１９】図１のブロック図に沿って本実施の形態の
動作手順を説明していく。本実施の形態では、入力した
画像情報を縦Ｎ倍、横Ｍ倍の画素数の情報に変換する例
について述べる。

【００２０】図中１００は入力端子を示し、低解像の画
像情報が入力される。この低解像情報は、ラインバッフ
ァ１０１により、数ライン分格納、保持される。この数
ライン分の画像情報により、注目画素を含む複数の周辺
画素によるウインドウ単位の処理が施される。１０２
は、ウインドウ内の画像情報から、最大値、最小値を検
出するＭＡＸ、ＭＩＮ検出部である。１０３は、平滑化
部であり、ウインドウ内の各画素をＬＰＦ（ローバスフ
ィルタ）にてフィルタリングする。図２は平滑化フィル
タの一例であり、注目画素を中心として、注目画素を含
む周囲９画素の平均をとることにより、高周波成分を遮
断している。

【００２１】１０４は補間部であり、注目画素を中心と
して、共１次補間処理（以下、線形補間処理という）に
より、元のサンプリング間の画素が埋められ、縦Ｎ画
素、横Ｍ画素分の補間点の補間情報を作成する。線形補
間処理については図１２に示した従来例で説明した為、
省略する。線形補間の積和演算に使用する周辺画素はフ
ィルタリング後の画素値を用いる。例えば、図２に示し
たような３×３のフィルタを用いる場合には、ラインバ
ッファ１０１の容量を５ライン分用意すれば、注目画素
のみならず、積和演算に使用する周囲８画素分において
もフィルタリングが可能である。

【００２２】１０５は演算部を示し、検出したＭＡＸ、
ＭＩＮ、及び補間部において算出した補間点（ｉ、ｊ）
（但し、０≦ｉ＜Ｎ、０≦ｊ＜Ｍとする）における補間
値Ｐ（ｉ、ｊ）の３種の信号を基に所定の演算を施し
て、新たな出力値を算出する。

【００２３】演算部１０５は積和演算により成り立って
いて、補間点（ｉ、ｊ）における出力値Ｄ（ｉ、ｊ）を
以下の式により算出する。 Ｄ（ｉ、ｊ）＝ａ×ＭＡＸ＋ｂ×ＭＩＮ＋ｃ×Ｐ（ｉ、
ｊ） （ａ、ｂ、ｃは所定の係数） 上記の出力点の演算をＮ×Ｍ回分実行して注目画素１画
素分の高解像情報の作成が終了する。以上の構成におい
て、以下のように低解像情報から高解像情報を作成す
る。

【００２４】図３は、本実施の形態の補間演算を１次元
において簡単に説明するための図である。図３におい
て、横軸方向は１次元の座標空間を示し、注目画素をｊ
とし、前後の周辺画素を（ｉ−ｊ）、（ｉ＋ｊ）とす
る。注目画素ｊにおいて、拡大して情報を作成する画素
数分を注目画素ブロックと称する。すなわち、注目画素
１画素から注目画素ブロック分の画素値を作成すること
になる。縦軸方向は画素値の深さ方向を示し、●印で示
した点は、注目画素、及び周辺画素の原情報の画素値で
ある。それぞれ、Ｉ（ｊ）、Ｉ（ｉ−ｊ）、Ｉ（ｉ＋
ｊ）とする。いま、周辺画素によりエッジが形成され、
注目画素がエッジ内部にあたると仮定する。注目画素、
及び周辺画素の原情報の画素値間を線形補間によりつな
げた線をｏｒｇ（ｋ）とする（ｋは空間的な補間点によ
る座標値）。高解像情報の作成において、ジャギーの発
生しない高解像エッジを作成する為には、入力した原情
報に左右されてはいけない。すなわち、作成するエッジ
部では、●印で示した観測点、及び、線形補間により作
成した線ｏｒｇ（ｋ）に依存してはならない。そこで、
原情報をＬＰＦにて平滑化する。○印がそれぞれ、注目
画素、及び周辺画素を平滑化した画素の画素値になる
（それぞれ、ｆｉｌｔ（ｉ（ｊ））、ｆｉｌｔ（Ｉ（ｊ
−１））、ｆｉｌｔ（Ｉ（ｊ＋１））とする）。平滑化
した○印を線形補間により結んだ線をｆｉｌｔ（ｋ）と
する。高解像のエッジはこのｆｉｌｔ（ｋ）に基づいて
作成する。ｆｉｌｔ（ｋ）はｏｒｇ（ｋ）よりも深さ方
向にコントラストの減少した濃度推移の軌跡になる。破
線は周辺画素の最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）と
の平均でありｔｈとする。すなわち、 ｔｈ＝（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２ ・・・ （１） となる。前述したように本出願人が先に出願した高解像
情報の作成はこのｔｈ以上か、それ以下で処理を分断す
るものである。処理を分断することにより、新たな解像
度でエッジを作成することができる。しかし、前述した
ように処理を分断するということは、深さ方向の濃度値
の軌跡において連続性が消失してしまうことにもなる。
コンピュータにて人工的に作成した画像なら連続性の欠
如は問題にならないこともあるが、自然画像では違和感
の生じる画質になってしまう。そこで、ｆｉｌｔ（ｋ）
の濃度推移線を変形することにより、新たな高解像エッ
ジの作成を連続的な軌跡により実現する。前述したよう
にｆｉｌｔ（ｋ）の濃度推移線はコントラストの軽減し
た線になっている。そこで、エッジ部を中心にしてこの
傾きを急峻にするように変形させる。濃度推移線の変形
は、ｆｉｌｔ（ｋ）の濃度推移線とｔｈの直線との外挿
により算出する。すなわち、傾きを急峻に変換する推移
線をｈ（ｋ）とすると、 ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔ（ｋ）−（ａ−１）×ｔｈ ・・・ （２） （１）、（２）式より、 ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔ（ｋ）−（ａ−１）×（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２ ・・・ （３） 並び換えると、 ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔ（ｋ）＋ （−（ａ−１）／２））ＭＡＸ＋（−（ａ−１）／２））ＭＩＮ ・・・ （４） となる。一般的に、 ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔ（ｋ）＋ｂ×ＭＡＸ＋ｃ×ＭＩＮ ・・・ （５） （但し、ａ＋ｂ＋ｃ＝１）が成立する。

【００２５】図３には、ａ＝２、３、４の３種類の場合
のｈ（ｋ）の濃度推移線を示している。いずれもｔｈの
直線を中心にしてｆｉｌｔ（ｋ）の傾きが急峻になって
いる。すなわち、言い換えると、エッジの中心の空間的
な座標位置はｆｉｌｔ（ｋ）の場合と変化しないで濃度
推移の角度だけを変化させたことになる。

【００２６】図４は、ａ＝４の場合のエッジ作成の様子
を示す。当然、ｈ（ｋ）の推移線はコントラストを増大
させている為に、濃度値の大小でリミットをかける必要
がある。図４では、ＭＡＸ、ＭＩＮの値をリミット値に
している例である。太線で示した部分が注目画素ブロッ
クの新たな高解像情報になる。

【００２７】図５、図６には従来例で前述した本出願人
が特開平７−１０５３５９号にて提案した方法の図を示
す。

【００２８】図５では、平滑化していないｏｒｇ（ｋ）
を基に、 ｏｒｇ（ｋ）≧ｔｈの時 ｈ（ｋ）＝（ｏｒｇ（ｋ）＋ＭＡＸ）／２ ｔｈ＞ｏｒｇ（ｋ）の時 ｈ（ｋ）＝（ｏｒｇ（ｋ）＋ＭＩＮ）／２ ・・・ （６） を表している。この太線から明らかな様に、低解像情報
に依存したエッジ位置になっている。また、処理を分断
している為、連続性が途切れている。

【００２９】図６では、平滑化したｆｉｌｔ（ｋ）を基
に ｆｉｌｔ（ｋ）≧ｔｈの時 ｈ（ｋ）＝（ｏｒｇ（ｋ）＋ＭＡＸ）／２ ｔｈ＞ｆｉｌｔ（ｋ）の時 ｈ（ｋ）＝（ｏｒｇ（ｋ）＋ＭＩＮ）／２ ・・・ （７） を表している。平滑化情報を基にエッジを作成している
為、エッジの位置は低解像情報には依存しないが、処理
の分断による連続性の欠如が生じている。

【００３０】一方前述した、（４）式、もしくは（５）
式に基づく本実施の形態の関数により画素値を算出して
いけば、自然画像の処理時においても、連続性を消失し
ない良好なエッジ作成が可能である。また、係数ａがエ
ッジの傾きを管理する為、係数を出力装置に実験的に最
適化したり、また、エッジのコントラストの大小（ＭＡ
Ｘ−ＭＩＮの値）や、周辺画素の階調数等の画素値の状
態に応じて動的に係数を変化させることも可能である。
エッジのコントラストの大小で傾きを変化させる時に
は、コントラストが大きくなる程、傾きを大きくする
（（４）式のａの値を大きくする）方が好ましい。すな
わち、（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を算出する手段を有し、（Ｍ
ＡＸ−ＭＩＮ）の値に応じてａの値を決定する。実際は
離散的にａの値を数種類保持していて、（ＭＡＸ−ＭＩ
Ｎ）を基に切り替えるのが現実的だ。また、周辺画素の
階調数で変化させる時には、階調数が２階調しかない場
合には、人工的な画像と判断して、傾きを大きくする
（（４）式のａの値を大きくする）方が好ましい。すな
わち、周辺画素の画素値の分布状態から、注目画素が自
然画像の一部なのか、ＣＧや文字等のコンピュータで人
工的に発生させた画像の一部なのかの大まかな判断が可
能である。自然画像内のエッジ部を想定した場合、周辺
画素のウインドウ内で２階調しか発生しないということ
は稀である。傾きを大きくする（（４）式のａの値を大
きくする）処理は人工的な処理である為に、自然画像と
人工的な画像とで分類し、傾きを制御することも有効で
ある。

【００３１】図７は本実施の形態に係る第２の実施の形
態の要部ブロック図である。図７において図１と同一部
には同一番号を付して説明する。

【００３２】入力端子１００から入力した低解像の画像
情報は、ラインバッファ１０１に数ライン分格納され
る。この数ライン分の画像情報により、注目画素を含む
複数の周辺画素によるウインドウ単位の処理が施され
る。１０２は、ウインドウ内の画像情報から、最大値、
最小値を検出するＭＡＸ、ＭＩＮ検出部である。７０
０、７０１は、各々異なるフィルタ（フィルタＡ、フィ
ルタＢとする）を示していて、ウインドウ内の各画素を
それぞれ、異なる特性のフィルタでフィルタリングす
る。例えば、フィルタＡでは図２に示す平滑化フィルタ
を、フィルタＢでは図８のようなスルーのフィルタを想
定する（スルーフィルタの場合には、フィルタリングし
ない場合と等価）。当然、フィルタ種は図２、図８に限
らないし、また、２種のみでなく、より複数種のフィル
タを有しても良い。１０４は補間部であり、フィルタリ
ングされた注目画素、周辺画素に基づいて線形補間する
手段である。７０２、７０３は各々の補間情報、及び、
ＭＡＸ、ＭＩＮを基に、注目画素ブロック内の画素値を
演算する手段である。各々の演算手段により算出された
値を基に、どの値を最終的な出力値とするかを出力値選
択手段７０４にて選択する。図７では、各々のフィルタ
リング、補間手段、演算手段の一連の処理を２種毎に並
列に記載しているが、直列に処理しても良いことは当然
である。

【００３３】次に演算部７０２、７０３について説明す
る。

【００３４】図２のフィルタによる平滑化が施された後
に、線形補間された補間点ｋにおける情報をｆｉｌｔＡ
（ｋ）とし、同様に図８のスルーフィルタ後に線形補間
された補間点ｋにおける情報をｆｉｌｔＢ（ｋ）とす
る。演算部Ａ７０２では、（４）式と同様に、変換後の
濃度推移線ｈＡ（ｋ）を算出する為、以下の演算が行わ
れる。 ｈＡ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔＡ（ｋ）＋ （−（ａ−１）／２））ＭＡＸ＋（−（ａ−１）／２）ＭＩＮ ・・・ （８） これは、図３と同様にｔｈの直線を中心にして傾きを変
化する演算内容になっている。つまり、作成すべき高解
像エッジ周辺の画素値を形成している。演算部Ｂ７０３
では、以下の２つの演算が行われる。（濃度推移線をｈ
Ｂ１（ｋ）、ｈＢ２（ｋ）とする。） ｈＢ１（ｋ）＝（ｄ×ｆｉｌｔＢ（ｋ）＋（１−ｄ）ＭＡＸ）・・（９） （但し、０＜ｄ＜１） ｈＢ２（ｋ）＝（ｅ×ｆｉｌｔＢ（ｋ）＋（１−ｅ）ＭＩＮ）・・（１０） （但し、０＜ｅ＜１） （８）式、（９）式、（１０）式のいずれの式において
も係数の和が１になるという（５）式の条件を満たして
いる。

【００３５】ｈＢ１（ｋ）、ｈＢ２（ｋ）の２つの値
は、作成すべきエッジ周辺の画素値よりもエッジ中央か
ら空間的に多少離れた部分の画素値を形成する。すなわ
ち、図４におけるリミットと同様の役割を負っている。
出力値選択部７０４では、演算後の各々の値を比較し
て、以下の様に出力値Ｄ（ｋ）を選択する。 ｈＡ（ｋ）≧ｈＢ１（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＢ１（ｋ） ｈＢ１（ｋ）＞ｈＡ（ｋ）≧ｈＢ２（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＡ（ｋ） ｈＢ２（ｋ）＞ｈＡ（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＢ２（ｋ） ・・・ （１１）

【００３６】以上の様子を図９に示す。太線で示した実
線部分が注目画素ブロックの作成する高解像情報Ｄ
（ｋ）に当たる。図９において、ｈＡ（ｋ）における係
数ａはａ＝４としている。また、ｈＢ１（ｋ）における
係数ｄはｄ＝１／２、ｈＢ２（ｋ）における係数ｅはｅ
＝１／２に設定している。本実施の形態では、フィルタ
Ｂに図８のフィルタを用いている為、フィルタ後の補間
値ｆｉｌｔＢ（ｋ）はｏｒｇ（ｋ）と等価である。この
太線からも明らかなように作成したい高解像のエッジ部
においては急峻に、また、エッジ中心から空間的に離れ
た所は傾きをゆるやかに変化させることが可能である。
しかもそれらの傾きの変化が連続性を持って実現するこ
とができる。すなわち、数種の異なる補間後の値を比
較、選択することによっていかなる高解像エッジ情報も
自由に推測、作成することができる。また、次の注目画
素に処理が移った時に、前の注目画素ブロックとの連続
性を維持するようにすることも必要である。また、フィ
ルタは１種のみしか使用しないで、補間方法や演算手段
の方法を複数種類実行して、算出した複数の演算結果か
ら出力値を選択する方法も考えられる。例えばフィルタ
Ａだけで、以下の３種の濃度推移線（ｈＡ１（ｋ）、ｈ
Ａ２（ｋ）、ｈＡ３（ｋ））を算出する。 ｈＡ１（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔＡ（ｋ）＋ （−（ａ−１）／２））ＭＡＸ＋（−（ａ−１）／２））ＭＩＮ ・・・ （１２） ｈＡ２（ｋ）＝（ｄ×ｆｉｌｔＡ（ｋ）＋（１−ｄ）×ＭＡＸ） ・・・ （１ ３） （但し、０＜ｄ＜１） ｈＡ３（ｋ）＝（ｅ×ｆｉｌｔＡ（ｋ）＋（１−ｅ）×ＭＩＮ） ・・・ （１ ４） （但し、０＜ｅ＜１）

【００３７】また、出力値選択手段では、図９の例と同
様に、演算後の各々の値を比較して、以下の様に出力値
Ｄ（ｋ）を選択する。 ｈＡ１（ｋ）≧ｈＡ２（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＡ２（ｋ） ｈＡ２（ｋ）＞ｈＡ１（ｋ）≧ｈＡ３（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＡ１（ｋ） ｈＡ３（ｋ）＞ｈＡ１（ｋ）の時 Ｄ（ｋ）＝ｈＡ３（ｋ） ・・・ （１５）

【００３８】図１０の太線部が注目画素ブロックの作成
情報の結果である。この例では、フィルタリング、補間
処理が１種で済む為、高解像情報の作成処理が簡便にな
る。以上、一次元にて高解像のエッジ作成について説明
したが、当然、二次元に拡張しても同様である。また、
ＭＡＸ、ＭＩＮ値を検出するウインドウと、フィルタリ
ングするウインドウ、また、補間に要するウインドウは
同サイズでも異なっていても良い。また、補間演算とフ
ィルタリングの演算とをまとめて積和演算の回数を減ら
すように実行しても良いのは当然である。また、補間方
法は線形補間以外でも可能である。また、フィルタは平
滑化を中心に述べてきたが、平滑化により重要な情報が
消失してしまう場合もある。その様な恐れがある際に
は、はじめから異なるフィルタを用いることも可能であ
るし、また、画像の特徴量を評価して動的にフィルタを
切り替えることも可能である。また、周辺画素からの検
出をＭＡＸ、ＭＩＮの２種の値を抜き出して処理する例
を示したが、当然この２種の値に限定しない。ウインド
ウ内の中間値等、他の値を有する画素であっても良い
し、また、抜き出す画素数も２に限定することではな
い。例えばウインドウサイズを変化させた２種のウイン
ドウを用いて、それぞれのウインドウ内でＭＡＸ、ＭＩ
Ｎを検出し、その結果検出された合計４種の値を用いた
関数により濃度推移線を作成することもできる。すなわ
ち、抜き出す周辺画素の各画素値Ｐ（ｎ）とすると、
（５）式は ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉｌｔ（ｋ）＋ ｂ×Ｐ（１）＋ｃ×Ｐ（２）＋ｄ×Ｐ（３）＋ｅ×Ｐ（４）＋・・・ ・・・ （１６） 一般的に周辺画素をｍ点抜き出すとすると、

【００３９】

【外８】 と記述することができる。この場合においても、複数の
ａ、α（ｎ）、Ｐ（ｎ）の組み合わせを有し、算出した
複数のｈ（ｋ）の中から、出力値Ｄ（ｋ）を選択するこ
とが可能である。又、前述したように平滑化フィルタに
限定しない場合には、補間点ｋにおける補間値をＣ
（ｋ）とすると、（１７）式は一般的に以下の様に記述
できる。

【００４０】

【外９】 （１８）、（１９）式を満たすｈ（ｋ）は、補間点に依
存している関数と補間点とは非依存の関数との和になっ
ている。従来例で説明した図１１の例は近接の観測点を
置き換える為に補間点に非依存の関数（最短距離の観測
点の置き換えでは、注目画素である観測点を中心とした
注目画素ブロック内は補間点に関らず一定値となる）、
図１２は補間点に依存の関数となっている。また、従来
の高次の補間演算においても補間点に依存した関数にな
っている。しかし、高解像情報を作成する目的の場合に
は、エッジ位置の推測、コントラストの傾斜変化等のな
んらかの情報作成を行わなければ画質が良好な変換はで
きない。つまり、補間点に依存している関数のみでは新
たな情報作成は実現できない。本発明の思想は原情報に
は存在しない高解像情報の推測作成にある。前述したよ
うに、（１８）（１９）式を満たすものは、エッジ位置
の推測、コントラストの傾斜変化等が自由に設定でき良
好な変換が実現できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力した低解像情報から高解像情報に変換する際に、自
然画像では特に問題となっていた補間によるぼけを生じ
ることなく、また、原情報の低解像性に依存せず、ジャ
ギーの全く発生しない画質的に良好な変換処理が実現で
きる。また、高解像情報の作成時に、従来の閾値処理に
よる処理の分断がない為、自然画像においても、連続性
のある自然で鮮明な画像を作成することが極めて容易に
できる。この技術により、情報量の少ない画像でも画質
の良い出力が期待できるプリンタや、ビデオプリンタ等
の製品が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部ブロック
図。

【図２】平滑化フィルタの一例を示した図。

【図３】高解像エッジ作成の説明図。

【図４】高解像エッジ作成の説明図。

【図５】従来例のエッジ作成の説明図。

【図６】従来例のエッジ作成の説明図。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示す要部ブロック
図。

【図８】フィルタの一例を示した図。

【図９】第２の実施の形態の高解像エッジ作成の説明
図。

【図１０】第２の実施の形態の高解像エッジ作成の説明
図。

【図１１】従来例である再近接内挿法の説明図。

【図１２】従来例である共１次内挿法の説明図。

【図１３】入力情報の例を示した図。

【図１４】図１１の方法による処理例を示した図。

【図１５】図１２の方法による処理例を示した図。

【符号の説明】

１００ 入力端子 １０１ ラインバッファ １０２ ＭＡＸ、ＭＩＮ検出部 １０３ 平滑化部 １０４ 補間部 １０５ 演算部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低解像情報を高解像情報に変換し、入力
   した画像情報の画素数を増加させる画像処理装置であっ
   て、 低解像情報を入力する入力手段と、 低解像の注目画素及びその複数の周辺画素より構成され
   るウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素情報（ただ
   し、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とす
   る）を検出する検出手段と、 前記入力手段により入力した低解像情報を基にして線形
   的に補間を行なうことにより注目画素を複数画素分の情
   報に補間する補間手段と、 前記補間手段により補間された補間点を表す座標値ｋの
   補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を 【外１】 により演算する演算手段とを有することを特徴とする画
   像処理装置。
2. 【請求項２】 さらに、低解像情報を平滑化する平滑化
   手段を有し、 前記補間手段は、前記平滑化後の前記ウインドウ内の情
   報を線形的に補間することにより、注目画素を複数画素
   分の情報に補間することを特徴とする請求項１記載の画
   像処理装置。
3. 【請求項３】 前記α（ｎ）、βの関係は 【外２】 を満たすことを特徴とする請求項１記載の画像処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記ｍがｍ＝２である時、 α（１）＝α（２）＝−（β−１）／２ を満たす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】 複数のα（ｎ）、Ｐ（ｎ）、βの組み合
   わせを有し、算出した複数のｈ（ｋ）の値の相互比較に
   より、エッジ部では急峻にまた、エッジから離れたとこ
   ろでは傾きが緩やかに変化するように複数のｈ（ｋ）の
   値の中から出力値Ｄ（ｋ）を選択することを特徴とする
   請求項１記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 低解像情報を高解像情報に変換し、入力
   した画像情報の画素数を増加させる画像処理装置であっ
   て、 低解像情報を入力する入力手段と、 低解像の注目画素及びその複数の周辺画素より構成され
   るウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素（ただし、ｍ
   点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検
   出する検出手段と、 前記入力手段により入力した低解像情報をｅ種（ｅ≧
   １）のフィルタによりフィルタリングするフィルタリン
   グ手段と、 前記フィルタリング手段のフィルタリング結果を線形的
   に補間を行なうことにより注目画素を複数画素分の情報
   に補間する補間手段と、 前記補間手段により補間された補間点を表す座標値ｋの
   補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を 【外３】 により演算する演算手段と、 前記ｅ種のフィルタリング手段、及び、複数のα
   （ｎ）、Ｐ（ｎ）、βの組み合わせにより算出した複数
   のｈ（ｋ）の中からエッジ部では急峻にまた、エッジか
   ら離れたところでは傾きが緩やかに変化するように出力
   値Ｄ（ｋ）を選択する選択手段とを有することを特徴と
   する画像処理装置。
7. 【請求項７】 低解像情報を高解像情報に変換し、入力
   した画像情報の画素数を増加させる画像処理方法であっ
   て、 低解像情報を入力する入力工程と、 低解像の注目画素及びその複数の周辺画素より構成され
   るウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素情報（ただ
   し、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とす
   る）を検出する検出工程と、 前記入力工程により入力した低解像情報を基にして線形
   的に補間を行なうことにより注目画素を複数画素分の情
   報に補間する補間工程と、 前記補間工程により補間された補間点を表す座標値ｋの
   補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を 【外４】 により演算する演算工程とを有することを特徴とする画
   像処理方法。
8. 【請求項８】 低解像情報を高解像情報に変換し、入力
   した画像情報の画素数を増加させる画像処理方法であっ
   て、 低解像情報を入力する入力工程と、 低解像の注目画素及びその複数の周辺画素より構成され
   るウインドウ内からｍ点（ｍ≧１）の画素（ただし、ｍ
   点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検
   出する検出工程と、 前記入力工程により入力した低解像情報をｅ種（ｅ≧
   １）のフィルタによりフィルタリングするフィルタリン
   グ工程と、 前記フィルタリング工程のフィルタリング結果を線形的
   に補間を行なうことにより注目画素を複数画素分の情報
   に補間する補間工程と、 前記補間工程により補間された補間点を表す座標値ｋの
   補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を 【外５】 により演算する演算工程と、 前記ｅ種のフィルタリング手段、及び、複数のα
   （ｎ）、Ｐ（ｎ）、βの組み合わせにより算出した複数
   のｈ（ｋ）の中からエッジ部では急峻にまた、エッジか
   ら離れたところでは傾きが緩やかに変化するように出力
   値Ｄ（ｋ）を選択する選択工程とを有することを特徴と
   する画像処理方法。