JP3201338B2 - 画像データ補間装置、画像データ補間方法および画像データ補間プログラムを記録した媒体 - 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、ドットマトリクス
状の画素からなる画像データを補間する画像データ補間
装置、画像データ補間方法および画像データ補間プログ
ラムを記録した媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどで画像を扱う際には、
画像をドットマトリクス状の画素で表現し、各画素を階
調値で表している。例えば、コンピュータの画面で水平
方向に６４０ドット、垂直方向に４８０ドットの画素で
写真やコンピュータグラフィックスを表示することが多
い。

【０００３】一方、カラープリンタの性能向上がめざま
しく、そのドット密度は７２０ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃ
ｈ）というように極めて高精度となっている。すると、
６４０×４８０ドットの画像をドット単位で対応させて
印刷させようとすると極めて小さくなってしまう。この
場合、階調値も異なる上、解像度の意味合い自体が異な
るのであるから、ドット間を補間して印刷用のデータに
変換しなければならない。

【０００４】従来、このような場合にドットを補間する
手法として、最近隣内挿法（ニアリストネイバ補間：以
下、ニアリスト法と呼ぶ）や、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：以下、キュー
ビック法と呼ぶ）などの手法が知られている。また、特
開平６−２２５１４０号公報にはドットを補間したとき
の縁部のスムージングを行うにあたり、予め縁部がスム
ーズとなるような拡大形態となるようにドットパターン
を用意しておく技術が開示されている。

【０００５】一方、画像が自然画である場合、撮影条件
によってシャープさが低くなってしまうことがあり、画
質の向上のために画像処理プログラムなどでシャープさ
を向上させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の補間技
術においては、できるだけ元画像の画質を維持すること
を目的としており、元画像の段階でシャープさが欠ける
といったような場合には予め別の画像処理プログラムな
どを実行してシャープさを増しておいてから補間処理を
実行する必要があった。このため、作業が繁雑となる
し、利用者が適宜判断するのは難しかった。

【０００７】なお、特開平６−２２５１４０号公報に開
示された発明においては、予めパターンを用意しておく
ことから補間倍率が固定的にならざるを得ないし、カラ
ーの画像を前提とするとパターンの数が膨大となって予
め用意しておくこと自体が困難である。本発明は、上記
課題にかんがみてなされたもので、画像のシャープさが
適当でない場合に予め別個の処理を要することなくシャ
ープさを適当なものとした画像を得ることが可能な画像
データ補間装置、画像データ補間方法および画像データ
補間プログラムを記録した媒体の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、画像をドットマトリクス状の画素で表現した画像デ
ータを取得する画像データ取得手段と、上記画像データ
に基づいて画素単位で画像のシャープさを評価した上、
所定の領域内にて当該評価結果を集計処理し、当該領域
における画像のシャープさを評価するシャープ度合評価
手段と、上記画像データにおける構成画素数を増やす補
間処理を行うにあたり画像のシャープさを変化させる補
間処埋を実行可能な画素補間手段と、上記シャープ度合
評価手段によって評価された画像のシャープさに応じて
上記画素補間手段にシャープさを適切に変化させる補間
処理を実行させる補間処理制御手段とを具備する構成と
してある。

【０００９】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、画像をドットマトリクス状の画素で表現
した画像データの構成画素数を増やす補間処理を行うに
あたり、画素補間手段は画像のシャープさを変化させる
補間処埋を実行可能となっており、画像データ取得手段
が対象となる画像データを取得すると、上記シャープ度
合評価手段は同画像データに基づいて画素単位で画像の
シャープさを評価した上、所定の領域内にて当該評価結
果を集計処理し、当該領域における画像のシャープさを
評価する。そして、上記補間処理制御手段はこのシャー
プ度合評価手段によって評価された画像のシャープさに
基づき、上記画素補間手段にシャープさを適切に変化さ
せる補間処理を実行させる。

【００１０】すなわち、所定の領域での画像のシャープ
さが低い場合には補間処理によってシャープさを増し、
また、シャープすぎる場合にはシャープさを低減させ
る。ここで、画像データは画像をドットマトリクス状の
画素で表現したものであり、各画素についてデータで表
したものであればよく、カラー画像であっても良いし、
モノクログレースケール画像であってもよい。画像デー
タ取得手段は、かかる画像データを取得するものであ
り、上記画素補間手段が構成画素を増やすための補間処
理を行うにあたり、対象となる画像データを保持するよ
うなものであればよい。従って、その取得手法は特に限
定されるものではなく、各種のものを採用可能である。
例えば、インターフェイスを介して外部機器から取得す
るものであってもよいし、撮像手段を備えて画像を撮像
するものであっても良い。また、コンピュータグラフィ
ックアプリケーションを実行してマウスやキーボードか
ら入力するものであってもよい。

【００１１】シャープ度合評価手段は、所定の領域にお
ける画像のシャープさを評価するものであり、上記画像
データに基づいて画素単位で画像のシャープさを評価
し、その上で所定の領域内にて当該評価結果を集計処理
する。ここで、評価の手法や結果は特に限定されるもの
ではない。また、補間処理制御手段での同評価結果の利
用態様に応じて相対的に変更可能なものである。例え
ば、具体的なシャープさを連続量の数値として要するの
であればかかる数値を出力すればよいし、段階的な数値
を要するものであればそのような数値を出力すればよ
い。

【００１２】また、画素単位のシャープさを集計するに
あたって全画素のシャープさを集計する必要はなく、そ
の一例として、請求項２にかかる発明は、上記請求項１
に記載の画像データ補間装置において、上記シャープ度
合評価手段は、画素単位での画像のシャープさを集計す
るときに所定のしきい値以上のものだけを利用する構成
としてある。上記のように構成した請求項２にかかる発
明においては、上記シャープ度合評価手段が画素単位で
の画像のシャープさを集計するときに、所定のしきい値
以上のものだけを集計し、同しきい値に満たない場合は
集計をしないようにする。これにより、背景部分の面積
割合が大きいものでも背景部分の面積割合が小さいもの
と比較して平均値が低くなりがちとなることを防止す
る。

【００１３】集計処理する際の領域は一面において画像
全体の一部として評価することも可能であるし、反面、
画像全体を一つの領域と考えることも当然に可能であ
る。この一例として、請求項３にかかる発明は、上記請
求項１または請求項２のいずれかに記載の画像データ補
間装置において、上記シャープ度合評価手段は、画像全
体のシャープさを評価するとともに、上記補間処理制御
手段は、画像全体のシャープさに基づいて画像全体のシ
ャープさを変化させるように補間処理を実行させる構成
としてある。上記のように構成した請求項３にかかる発
明においては、上記シャープ度合評価手段が領域を画像
全体としてとらえて画像全体のシャープさを評価するの
で、上記補間処理制御手段はこの画像全体のシャープさ
に基づいて上記補間処理にて画像全体のシャープさを変
化させる。

【００１４】また、画素のシャープさ自体をどのように
して把握するかも適宜変更可能であり、その一例とし
て、請求項４にかかる発明は、請求項２に記載の画像デ
ータ補間装置において、上記シャープ度合評価手段は、
各画素ごとの明るさのパラメータを求めるとともに周囲
の画素のパラメータとの比較で当該画素毎のシャープさ
を算出する構成としてある。上記のように構成した請求
項４にかかる発明においては、画素毎のシャープさの評
価の基準として各画素ごとの明るさを利用するものと
し、上記シャープ度合評価手段は各画素の明るさのパラ
メータを求め、当該画素とその周囲の画素とで同パラメ
ータを比較し、比較結果を画素毎の変化度合いとして算
出する。むろん、これ以外にも画素の変化度合いを把握
することは可能であるが、多要素のパラメータで表され
る画素を一律に把握するにあたって明るさのパラメータ
は比較的容易である。

【００１５】補間を実行しつつ画像のシャープさを変化
させる手法は各種のものを採用可能であり、基本的には
隣接する画素の間での変化度合いが大きく感じられるよ
うにするとシャープさを増すといえる。かかる補間手法
自体は特に限定されるものではないが、シャープさを変
化させうることも必要である。このような調整を比較的
行いやすい一例として、請求項５にかかる発明は、上記
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像データ補間
装置において、上記画素補間手段は、高次関数を利用し
て画像データの変化態様を略Ｓ字型とし、画像データの
低い側から高い側に移行するときに一旦は最低値よりも
減少してから上昇して最高値を超して再び減少させ、そ
の際のアンダーシュートと傾斜度合いとオーバーシュー
トとを上記高次関数のパラメータで調整して画像のシャ
ープさを適切に変化させる構成としてある。

【００１６】上記のように構成した請求項５にかかる発
明においては、補間する画素の画像データをなだらかに
変化させ、変化度合いの大きい画素間で画像データの変
化態様を略Ｓ字型とする。従って、その変化態様は単に
直線的に結ぶ勾配よりは急峻とさせることができ、その
傾斜を調整して画像のシャープさを最適なものとするこ
とが可能となる。また、両端部位で低い側にアンダーシ
ュートを発生させつつ高い側にオーバーシュートを発生
させると高低差は大きくなり、かつ、その高低差を調整
することによっても見かけ上の画像のシャープさを変化
させることができるようになる。

【００１７】このようなＳ字カーブをとる一例として、
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の画像データ
補間装置において、上記画素補間手段は、３次たたみ込
み内挿法におけるパラメータを調整して画像のシャープ
さを変化させる構成としてある。上記のように構成した
請求項６にかかる発明においては、補間処理として利用
される３次たたみ込み内挿法のパラメータを調整するこ
とにより、元の画像での隣接する画素の間に補間される
画素が３次関数を採用することによってＳ字を描き、な
だらかでありながら急峻さも併せ持つことになる。そし
て、このＳ字の曲がり具合をパラメータで調整すること
によって急峻さが変化し、画像のシャープさが変化す
る。

【００１８】シャープさを変化させるにあたり、必ずし
も一つの演算手法だけを採用する必要はなく、シャープ
さに影響を与える複数の補間処理を実行することも可能
である。そのような一例として、請求項７にかかる発明
は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像データ
補間装置において、上記画素補間手段は、画像のシャー
プさの変化度合いの異なる複数の補間処理を実行可能で
あるとともに、それぞれの補間倍率の割合を変化させて
画像のシャープさを調整する構成としてある。

【００１９】上記のように構成した請求項７にかかる発
明においては、複数の補間処理のそれぞれで画像のシャ
ープさの変化度合いが異なり、必要な補間倍率を得るた
めに複数の補間処理を実行する。従って、その補間倍率
の分担割合を互いに変化させることにより、シャープさ
を調整可能となる。例えば、シャープさの変化度合いの
低い補間処理とシャープさの変化度合いの高い補間処理
とがある場合に両者の分担割合を変化させれば二つの変
化度合の中間を選択可能となる。

【００２０】画像のシャープさは、必ずしも高ければよ
いわけではない。従って、シャープさを増す必要がない
場合もある。この場合、操作者が判断することも可能で
あるが、かかる判断を同時に実現する構成とすることも
できる。その一例として、請求項８にかかる発明は、上
記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像データ補
間装置において、上記補間処理制御手段は、上記画像の
シャープさが所定のしきい値を越えていると評価された
ときに上記画素補間手段にて画像のシャープさを変化さ
せるように補間処理を実行させる構成としてある。

【００２１】上記のように構成した請求項８にかかる発
明においては、上記補間処理制御手段が上記画像のシャ
ープさと所定のしきい値とを比較し、画像のシャープさ
がこれを越えていると評価されたときに上記画素補間手
段にて画像のシャープさを変化させるように制御する。
しかしながら、画像のシャープさがしきい値を越えてい
ないようであればあえて画像のシャープさを変化させる
ようには制御しない。例えば、自然画であるときの画像
のシャープさと非自然画であるときの画像のシャープさ
とを比較すれば、前者のものの方が一般的にはシャープ
さが高いと言えるからである。むろん、画像のシャープ
さは自然画か非自然画かといった分類だけで決まるもの
でもないため、他の判断要素を加えることも可能であ
る。例えば、画像の分類を取得し、その分類にたった上
で上記しきい値を変化させればより柔軟な対応が可能と
なる。

【００２２】このように、画像のシャープさに応じて補
間処理にて画像のシャープさを増す手法は必ずしも実体
のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機
能することは容易に理解できる。このため、請求項９〜
請求項１６にかかる発明は、上記画像データ補間装置が
実施する補間方法に対応した構成としてある。すなわ
ち、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法として
も有効であることに相違はない。

【００２３】ところで、このような画像データ補間装置
は単独で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれ
た状態で利用されることもあるなど、発明の思想として
はこれに限らず、各種の態様を含むものである。従っ
て、ソフトウェアであったりハードウェアであったりす
るなど、適宜、変更可能である。発明の思想の具現化例
として画像データ補間装置のソフトウェアとなる場合に
は、かかるソフトウェアを記録した記録媒体上において
も当然に存在し、利用されるといわざるをえない。その
意味で、請求項１７〜請求項２４にかかる発明は、上記
画像データ補間装置をコンピュータで実施させる各ステ
ップに対応した構成としてある。

【００２４】むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体で
あってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後
開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考え
ることができる。また、一次複製品、二次複製品などの
複製段階については全く問う余地無く同等である。その
他、供給方法として通信回線を利用して行なう場合でも
本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、
一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実
現されている場合においても発明の思想において全く異
なるものはなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必
要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあ
ってもよい。

【００２５】また、本画像データ補間装置全体を組み入
れる対象の一つには画像出力装置なども当然に上げられ
る。例えば、ディジタルスチルカメラであるとかビデオ
カメラなどでは光学ズームに加えてディジタルズームも
利用されているが、このようなカメラに組み込んでズー
ムをする際に利用してもよい。また、高機能なテレビジ
ョンにおいても画面をズームすることが可能となってい
るものもあるが、このような場合にも画像のシャープさ
に応じて補間処理を調整してズームするようにしても良
い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各画素単
位でシャープさを評価した上で、あるまとまった領域毎
に集計処理して画像のシャープさを求め、求められた画
像のシャープさに応じた補間処理でシャープさを調整す
るようにしているため、操作を煩雑にすることなく簡易
に画質を向上させることが可能な画像データ補間装置、
画像データ補間方法および画像データ補間プログラムを
記録した媒体を提供することができる。また、請求項
２、請求項１０、請求項１８にかかる発明によれば、画
素単位での画像のシャープさを集計するときに、所定の
しきい値以上のものだけを集計するようにしたため、背
景部分の面積割合が大きいものでも背景部分の面積割合
が小さいものと比較して平均値が低くなりがちとなるこ
とを防止することができる。

【００２７】さらに、請求項３、請求項１１、請求項１
９にかかる発明によれば、画像全体のシャープに基づい
て補間処理を選択するので処理を簡易化することができ
る。さらに、請求項４、請求項１２、請求項２０にかか
る発明によれば、画像のシャープさを明るさのパラメー
タに基づいて判断するため、比較的容易に同シャープさ
を求めることができる。さらに、請求項５、請求項１
３、請求項２１にかかる発明によれば、Ｓ字カーブの傾
斜と、アンダーシュートとオーバーシュートによる高低
差とにより、画質の調整を比較的容易に実現できる。

【００２８】さらに、請求項６、請求項１４、請求項２
２にかかる発明によれば、多次演算処理として３次たた
み込み内挿法を利用することにより、Ｓ字カーブを調整
して比較的容易にシャープさを調整することができる。
さらに、請求項７、請求項１５、請求項２３にかかる発
明によれば、複数の補間処理で分担する補間倍率を変え
るだけであるので、パラメータの設定が簡易になる。

【００２９】さらに、請求項８、請求項１６、請求項２
４にかかる発明によれば、ある一定の範囲まではシャー
プさを変化させないようにするため、シャープさを変化
させることが不適当な画像まで自動的にシャープさを調
整してしまうといった不便さがなくなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の画像データ補間
装置を表すクレーム対応図である。ディジタル処理を前
提とすると、画像はドットマトリクス状の画素で表現す
ることになり、各画素を表すデータの集まりで画像デー
タが構成される。そして、画素単位で処理する系におい
ては、画像の拡大縮小は画素単位で実施することにな
る。

【００３１】一方、元の画像が自然画であるとすると、
画像によってはシャープさに欠けることがある。例え
ば、ピントの甘いような写真などが該当する。また、装
置間の解像度を一致させるための拡大にとどまらず、画
像自体を拡大して出力したいような場合には、シャープ
さの欠ける画像はさらにピントが甘くなりかねない。本
画像データ補間装置は画像データについて画素単位での
拡大処理を実施する際にシャープさを調整するものであ
り、画像データ取得手段Ｃ１は、同画像データを取得
し、画素補間手段Ｃ２はこの画像データにおける構成画
素数を増やす補間処理を行う。ここで、画素補間手段Ｃ
２は補間処理に付随して画像のシャープさを変化させる
ことが可能となっており、シャープ度合評価手段Ｃ３が
上記画像データに基づいて所定の領域の画像のシャープ
さを評価する。すると、補間処理制御手段Ｃ４はそのよ
うにして評価されたシャープさが低ければこれを高める
ような補間処理を実行するように上記画素補間手段Ｃ２
を制御する。

【００３２】本実施形態においてはこのような画像デー
タ補間装置を実現するハードウェアの一例としてコンピ
ュータシステム１０を採用している。図２は、同コンピ
ュータシステム１０をブロック図により示している。本
コンピュータシステム１０は、画像入力デバイスとし
て、スキャナ１１ａとデジタルスチルカメラ１１ｂとビ
デオカメラ１１ｃとを備えており、コンピュータ本体１
２に接続されている。それぞれの入力デバイスは画像を
ドットマトリクス状の画素で表現した画像データを生成
してコンピュータ本体１２に出力可能となっており、こ
こで同画像データはＲＧＢの三原色においてそれぞれ２
５６階調表示することにより、約１６７０万色を表現可
能となっている。

【００３３】コンピュータ本体１２には、外部補助記憶
装置としてのフロッピーディスクドライブ１３ａとハー
ドディスク１３ｂとＣＤ−ＲＯＭドライブ１３ｃとが接
続されており、ハードディスク１３ｂにはシステム関連
の主要プログラムが記録されており、フロッピーディス
クやＣＤ−ＲＯＭなどから適宜必要なプログラムなどを
読み込み可能となっている。また、コンピュータ本体１
２を外部のネットワークなどに接続するための通信デバ
イスとしてモデム１４ａが接続されており、外部のネッ
トワークに同公衆通信回線を介して接続し、ソフトウェ
アやデータをダウンロードして導入可能となっている。
この例ではモデム１４ａにて電話回線を介して外部にア
クセスするようにしているが、ＬＡＮアダプタを介して
ネットワークに対してアクセスする構成とすることも可
能である。この他、コンピュータ本体１２の操作用にキ
ーボード１５ａやマウス１５ｂも接続されている。

【００３４】さらに、画像出力デバイスとして、ディス
プレイ１７ａとカラープリンタ１７ｂとを備えている。
ディスプレイ１７ａについては水平方向に８００画素と
垂直方向に６００画素の表示エリアを備えており、各画
素毎に上述した１６７０万色の表示が可能となってい
る。むろん、この解像度は一例に過ぎず、６４０×４８
０画素であったり、１０２４×７２０画素であるなど、
適宜、変更可能である。

【００３５】また、カラープリンタ１７ｂはインクジェ
ットプリンタであり、ＣＭＹＫの四色の色インクを用い
て記録媒体たる印刷用紙上にドットを付して画像を印刷
可能となっている。画像密度は３６０×３６０ｄｐｉや
７２０×７２０ｄｐｉといった高密度印刷が可能となっ
ているが、階調表限については色インクを付すか否かと
いった２階調表現となっている。一方、このような画像
入力デバイスを使用して画像を入力しつつ、画像出力デ
バイスに表示あるいは出力するため、コンピュータ本体
１２内では所定のプログラムが実行されることになる。
そのうち、基本プログラムとして稼働しているのはオペ
レーティングシステム（ＯＳ）１２ａであり、このオペ
レーティングシステム１２ａにはディスプレイ１７ａで
の表示を行わせるディスプレイドライバ（ＤＳＰ ＤＲ
Ｖ）１２ｂとカラープリンタ１７ｂに印刷出力を行わせ
るプリンタドライバ（ＰＲＴ ＤＲＶ）１２ｃが組み込
まれている。これらのドライバ１２ｂ，１２ｃの類はデ
ィスプレイ１７ａやカラープリンタ１７ｂの機種に依存
しており、それぞれの機種に応じてオペレーティングシ
ステム１２ａに対して追加変更可能である。また、機種
に依存して標準処理以上の付加機能を実現することもで
きるようになっている。すなわち、オペレーティングシ
ステム１２ａという標準システム上で共通化した処理体
系を維持しつつ、許容される範囲内での各種の追加的処
理を実現できる。

【００３６】この基本プログラムとしてのオペレーティ
ングシステム１２ａ上でアプリケーション１２ｄが実行
される。アプリケーション１２ｄの処理内容は様々であ
り、操作デバイスとしてのキーボード１５ａやマウス１
５ｂの操作を監視し、操作された場合には各種の外部機
器を適切に制御して対応する演算処理などを実行し、さ
らには、処理結果をディスプレイ１７ａに表示したり、
カラープリンタ１７ｂに出力したりすることになる。

【００３７】かかるコンピュータシステム１０では、画
像入力デバイスであるスキャナ１１ａなどで画像データ
を取得し、アプリケーション１２ｄによる所定の画像処
理を実行した後、画像出力デバイスとしてのディスプレ
イ１７ａやカラープリンタ１７ｂに表示出力することが
可能である。この場合、アプリケーション１２ｄによっ
て画像の拡大処理を行なうのであれば、既存の画素と画
素の間に補間して画素を生成してディスプレイ１７ａに
表示することになり、この拡大処理で補間処理を実行す
る。また、アプリケーション１２ｄからカラープリンタ
１７ｂに印刷出力させるのであれば、アプリケーション
１２ｄはオペレーティングシステム１２ａに対して解像
度と画像データを出力し、同オペレーティングシステム
１２ａからプリンタドライバ１２ｃを介して印刷データ
がカラープリンタ１７ｂに出力される。このとき、オペ
レーティングシステム１２ａで管理する解像度とカラー
プリンタ１７ｂの解像度とが一致しない場合にプリンタ
ドライバ１２ｃは解像度を一致させる処理を実行する。
通常、カラープリンタ１７ｂの解像度はオペレーティン
グシステム１２ａが管理する解像度よりも細かいので、
解像度を一致させるためには画素を増やすための補間処
理が行われる。このようにアプリケーション１２ｄによ
って拡大処理する場合と、プリンタドライバ１２ｃによ
って解像度を一致させる場合に補間処理が行われるが、
これらの補間処理で画像のシャープさに影響を与えるこ
とができる。

【００３８】画像のシャープさはそれぞれの隣接画素間
での変化度合いの総合評価と言える。シャープさに欠け
る画像というのは本来のエッジ部分でなだらかに画素が
変化していることを意味し、シャープな画像では本来の
エッジ部分で隣接画素間の変化度合いが急峻である。補
間処理は既存の画素と画素の間に新たな画素を生成する
ことになるので、新たな画素をどのような値とするかで
画像のシャープさが変化するからである。

【００３９】この意味で、本発明の画像データ補間装置
は、上述したコンピュータシステム１０におけるアプリ
ケーション１２ｄやプリンタドライバ１２ｃとして実現
されることになる。そして、アプリケーション１２ｄや
プリンタドライバ１２ｃは上述した画素補間手段Ｃ２は
もとより、以下に述べるようにシャープ度合評価手段Ｃ
３や補間処理制御手段Ｃ４を構成する。なお、ディスプ
レイドライバ１２ｂも同様の役割を担うことは可能であ
り、かかるアプリケーション１２ｄやディスプレイドラ
イバ１２ｂやプリンタドライバ１２ｃは、ハードディス
ク１３ｂに記憶されており、起動時にコンピュータ本体
１２にて読み込まれて稼働する。また、導入時にはＣＤ
−ＲＯＭであるとかフロッピーディスクなどの媒体に記
録されてインストールされる。従って、これらの媒体は
画像データ補間プログラムを記録した媒体を構成する。

【００４０】本実施形態においては、画像データ補間装
置をコンピュータシステム１０として実現しているが、
必ずしもかかるコンピュータシステムを必要とするわけ
ではなく、同様の画像データに対して補間処理が必要な
システムであればよい。例えば、図３に示すようにデジ
タルスチルカメラ１１ｂ１内に補間処理する画像データ
補間装置を組み込み、補間処理した画像データを用いて
ディスプレイ１７ａ１に表示させたりカラープリンタ１
７ｂ１に印字させるようなシステムであっても良い。ま
た、図４に示すように、コンピュータシステムを介する
ことなく画像データを入力して印刷するカラープリンタ
１７ｂ２においては、スキャナ１１ａ２やデジタルスチ
ルカメラ１１ｂ２あるいはモデム１４ａ２等を介して入
力される画像データについて自動的に解像度変換を行っ
て印刷処理するように構成することも可能である。

【００４１】この他、図５に示すようなカラーファクシ
ミリ装置１８ａや図６に示すようなカラーコピー装置１
８ｂといった画像データを扱う各種の装置においても当
然に適用可能である。図７は、補間処理を実行する一例
としてのプリンタドライバ１２ｃが実行する解像度変換
に関連するソフトウェアフローを示している。ステップ
ＳＴ１０２は元画像データを入力する。アプリケーショ
ン１２ｄにてスキャナ１１ａから画像を読み込み、所定
の画像処理を行った後で印刷処理すると、所定の解像度
の印刷データがオペレーティングシステム１２ａを介し
てプリンタドライバ１２ｃに引き渡されるため、この引
渡の段階が該当する。むろん、スキャナ１１ａにて画像
を読み込むものであってもよく、いずれにしても当該処
理が画像データ取得手段Ｃ１に該当する。

【００４２】この場合、画像データ取得手段Ｃ１はソフ
トウェアで実現されているが、その構成にオペレーティ
ングシステムは必須ではない。すなわち、オペレーティ
ングシステムの関数などを呼び出して所定の機能を実施
するようにもできるし、オペレーティングシステムを呼
び出すことなく所定の機能を実施するようにもできる。
そして、媒体にプログラムが記録されて供給される過程
においても、単独で本発明を構成することはいうまでも
ない。むろん、ソフトウェアで実現する他の構成要素に
ついても全く同様である。

【００４３】ステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０８は、読み
込んだ画像データにおける各画素の変化度合いから画像
のシャープさを評価する処理である。画像データはＲＧ
Ｂ２５６階調で表され、各要素色毎の変化をとるにして
も三色分の変化度合いが生じてしまうことになり、この
ままでは変化度合いを評価するのは困難である。そこ
で、本実施形態においては、輝度にのみ着目し、輝度勾
配をもって画素の変化度合いと判断することとする。

【００４４】ここで、画像データがその成分要素として
輝度を持っていればその輝度値を用いて輝度勾配を算出
することが可能であるが、上述したようにＲＧＢの各要
素色毎に階調表示する本画像データでは直接の成分値と
はなっていない。しかしながら、輝度値が直接の成分値
となっていない画像データの場合でも、間接的には輝度
を表す成分値を備えており、輝度値が直接の成分値とな
っていない表色空間から輝度値が直接の成分値となって
いる表色空間への変換を行えば輝度値を得ることができ
る。

【００４５】異なる表色空間の間での色変換は変換式に
よって一義的に定まるものではなく、それぞれの成分値
を座標とする色空間について相互に対応関係を求めてお
き、この対応関係を記憶した色変換テーブルを参照して
逐次変換する必要がある。すると、厳密には１６７０万
個の要素の色変換テーブルを持たなければならない。効
率的な記憶資源の利用を考えた結果、すべての座標値に
ついての対応関係を用意しておくのではなく、通常は適
当なとびとびの格子点について対応関係を用意してお
き、補間演算を併用することが多い。しかし、かかる補
間演算はいくつかの乗算や加算を経て可能となるもので
あるため、演算処理量は膨大となってくる。

【００４６】すなわち、フルサイズの色変換テーブルを
使用するのであれば処理量としては少なくなるもののテ
ーブルサイズが非現実的な問題となり、テーブルサイズ
を現実的なサイズにすれば演算処理量が非現実的となる
ことが多い。このような状況に鑑み、本実施形態におい
ては、テレビジョンなどの場合に利用されているよう
に、ＲＧＢの三原色から輝度を求める次式の変換式を採
用している。すなわち、Ｐ点での輝度ｙp についてはＲ
ＧＢの成分値（Ｒp,Ｇp,Ｂp ）から、 ｙp＝０．３０Ｒp＋０．５９Ｇp＋０．１１Ｂp とする。このようにすれば、三回の乗算と二回の加算だ
けで輝度値を求めることができるようになる。

【００４７】本実施形態においては、ＲＧＢの画像デー
タを対象としている結果、このような変換式を採用して
いるが、その背景には各成分値が色の明るさを示してい
るので、それぞれの成分値を単独で見た場合に輝度に線
形に対応しているという性質がある。従って、よりおお
ざっぱに言えばそれぞれの加算割合を考慮することなく
単に ｙp＝（Ｒp＋Ｇp＋Ｂp）／３ というように簡略化することも不可能ではない。

【００４８】このようにして輝度を求めることとした上
で、図８と図９は、輝度勾配を算出するためのエッジ検
出フィルタを示している。画像データはドットマトリク
ス状の画素から構成されているので、注目画素を中心と
する近隣の八画素との間で画素の変化度合いを評価すべ
きである。そういった意味では図９に示すように、注目
画素に８倍の重み付けを与えつつ周囲の画素を均等に評
価してそれを合算することでフィルタを掛けることが好
ましい。しかしながら、経験的には必ずしも周囲の八画
素を評価しなくても図８に示すように注目画素と周囲の
四画素だけから評価可能である。むろん、四画素を利用
するか八画素を利用するかでは演算量の差が大きく、こ
のようにして評価対象を少なくすると処理時間を減らす
ことができる。

【００４９】図８や図９に示すエッジ検出フィルタを利
用した結果を各画素のエッジ量Ｅと呼ぶと、その分布は
図１０に示すように正規分布的となることが予想され
る。このようにしてドットマトリクス状の画素の全てに
おいて算出するのがステップＳＴ１０６の処理であり、
エッジ量の絶対値をステップＳＴ１０８にて集計する。
集計は単純な平均値であっても良いが、背景部分の面積
比の影響を受けやすいとも言える。例えば、図１１では
被写体たる人物像が大きく映って背景部分が少ないが、
Ｆ２では被写体たる人物像が小さく映って背景部分が多
くなる。背景部分では画素の変化度合いが小さくなりが
ちであるから、背景部分の面積割合が大きい図１２に示
すものでは図１１に示すものと比較して平均値が低くな
りがちである。この意味で、或る一定のしきい値を設け
ておき、そのしきい値以上のものだけの平均を算出する
ようにしても良い。

【００５０】一方、この集計の段階では画像のシャープ
さを求めるのが主目的であるが、そもそも自然画のよう
なシャープさを要求される画像であるのか否かをこの集
計結果から判断することも可能である。自然画の場合は
単なる背景のような部分であっても色の明暗であるとか
背景としての実物の形状に応じて同一の画素が並んでい
るわけではないことから、エッジ量の絶対値の集計結果
は図１３に示すようになり、エッジ量は大きめになりが
ちである。これに対してビジネスグラフのような画像で
は同色で一定領域を塗りつぶすことが多いので、エッジ
量の絶対値の集計結果は図１４に示すようになり、エッ
ジ量が低めになる。

【００５１】従って、集計結果の平均値があるしきい値
Ｔｈより低い場合にはシャープさを増すような処理が必
要でない画像と言え、シャープさに影響を与えない補間
処理を実行させるようにすればよい。以上のようにして
ステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０８において画像を構成す
る各画素の変化度合いを集計し、当該画像がシャープな
画像と言えるか否かの評価を実施したことになるため、
これらのステップＳＴ１０４〜ＳＴ１０８の処理がシャ
ープ度合評価手段Ｃ３を構成することになる。

【００５２】この評価結果に基づき、ステップＳＴ１１
０では画像のシャープさの高低に応じた補間処理を選択
する。本実施形態においては、シャープな画像に対して
キュービック法による補間処理を実行し、シャープさに
欠ける画像に対してＭキュービック法による補間処理を
実行する。従って、この意味で当該ステップＳＴ１１０
は補間処理制御手段Ｃ４を構成するし、別々の補間処理
を備えているステップＳＴ１１２，ＳＴ１１４の処理は
画素補間手段Ｃ２を構成することになる。ここで、それ
ぞれの補間処理について詳述する。

【００５３】キュービック法やＭキュービック法は３次
関数による多次補間処理であるが、より簡易な手法から
その原理を説明する。補間する画素間をなだらかにする
ための演算処理を要しない補間処理として、ニアリスト
法の補間処理がある。ニアリスト法は図１５に示すよう
に、周囲の四つの格子点Ｐｉｊ，Ｐｉ＋１ｊ，Ｐｉｊ＋
１，Ｐｉ＋１ｊ＋１と内挿したい点Ｐｕｖとの距離を求
め、もっとも近い格子点のデータをそのまま移行させ
る。これを一般式で表すと、 Ｐｕｖ＝Ｐｉｊ ここで、ｉ＝［ｕ＋０．５］、ｊ＝［ｖ＋０．５］であ
る。なお、［］はガウス記号で整数部分を取ることを示
している。

【００５４】図１６は、ニアリスト法で画素数を縦横３
倍ずつに補間する状況を示している。補間される画素は
最初の四隅の画素のうちもっとも近い画素のデータをそ
のまま移行させることになる。従って、図１７に示すよ
うに白い画素を背景として黒い画素が斜めに配置される
元画像は、図１８に示すように黒の画素が縦横に３倍に
拡大されつつ斜め方向に配置される関係が保持される。
ニアリスト法においては、画像のエッジがそのまま保持
される特徴を有する。それ故に隣接する画素の差が大き
い場合には、拡大するとジャギーが目立つことになる。

【００５５】ニアリスト法が画素間をなだらかに補間す
るための演算を要しないのに対し、３次内挿法によって
なだらかに補間するものとして、キュービック法の補間
処理がある。キュービック法は図１９に示すように、内
挿したい点Ｐｕｖを取り囲む四つの格子点のみならず、
その一周り外周の格子点を含む計１６の格子点のデータ
を利用する。３次たたみ込み関数を用いた一般式は次式
のようになる。

【００５６】

【数１】 また、ここで距離に応じた影響度合いを３次たたみ込み
関数で表すとすると、 f(t) = {sin(πt)}/πt となる。なお、上述した各距離ｘ１〜ｘ４，ｙ１〜ｙ４
は格子点Ｐｕｖの座標値（ｕ，ｖ）について絶対値を利
用して次のように算出することになる。 x1 = 1+(u-|u|) y1 = 1+(v-|v|) x2 = (u-|u|) y2 = (v-|v|) x3 = 1-(u-|u|) y3 = 1-(v-|v|) x4 = 2-(u-|u|) y4 = 2-(v-|v|) 以上の前提のもとでＰについて展開すると、

【００５７】

【数２】 となる。なお、３次たたみ込み関数と呼ばれるように距
離に応じた影響度合いｆ（ｔ）は次のような三次式で近
似される。

【００５８】

【数３】 このキュービック法では一方の格子点から他方の格子点
へと近づくにつれて徐々に変化していき、その変化具合
がいわゆる３次関数的になるという特徴を有している。

【００５９】図２０と図２１はキュービック法にて補間
される際の具体例を示している。理解を容易にするた
め、垂直方向についてのデータの変化はなく、水平方向
についてエッジが生じているモデルについて説明する。
また、補間する画素を３点とする。まず、図２１の具体
的数値について説明する。補間前の画素の階調値を左列
に「Ｏｒｉｇｉｎａｌ」として示しており、階調値「６
４」の画素（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が４点並び、階
調値「１２８」の画素（Ｐ４）を１点挟み、階調値「１
９２」の画素（Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９）が５点
並んでいる。この場合、エッジは階調値「１２８」の画
素の部分である。

【００６０】ここで各画素間に３点の画素（Ｐｎ１、Ｐ
ｎ２、Ｐｎ３）を内挿することになると、内挿される画
素間の距離は「０．２５」となり、上述したｘ１〜ｘ４
は内挿点毎に表の中程の列の数値となる。ｘ１〜ｘ４に
対応してｆ（ｘ１）〜ｆ（ｘ４）も一義的に計算される
ことになり、例えば、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４が、それ
ぞれ「１．２５」、「０．２５」、「０．７５」、
「１．７５」となる場合、それに対するｆ（ｔ）につい
ては、概略「−０．１４」、「０．８９」、「０．３
０」、「−０．０５」となる。また、ｘ１，ｘ２，ｘ
３，ｘ４が、それぞれ「１．５０」、「０．５０」、
「０．５０」、「１．５０」となる場合、それに対する
ｆ（ｔ）については、「−０．１２５」、「０．６２
５」、「０．６２５」、「−０．１２５」となる。ま
た、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４が、それぞれ「１．７
５」、「０．７５」、「０．２５」、「１．２５」とな
る場合、それに対するｆ（ｔ）については、概略「−
０．０５」、「０．３０」、「０．８９」、「−０．１
４」となる。以上の結果を用いて内挿点の階調値を演算
した結果を表の右列に示しているとともに、図２０にお
いてグラフで示している。なお、このグラフの意味する
ところについて後に詳述する。

【００６１】垂直方向についてのデータの変化がないも
のとみなすと、演算は簡略化され、水平方向に並ぶ四つ
の格子点のデータ（P1,P2,P3,P4 ）だけを参照しつつ、
内挿点から各格子点までの距離に応じた影響度合いｆ
（ｔ）を利用して次のように算出できる。 P=P1・f(x1)+P21f(x2)+P3・f(x3)+P4・f(x4) 従って、内挿点Ｐ２１について算出する場合には、 P21=64*f(1.25)+64*f(0.25)+64*f(0.75)+128*f(1.75) =64*(-0.14063)+64*(0.890625)+64*(0.296875)+128*(-
0.04688) =61 となる。

【００６２】キュービック法によれば３次関数的に表せ
る以上、そのカーブの形状を調整することによって補間
結果の品質を左右することができる。その調整の一例と
して、 0＜t＜0.5 f(t) = -(8/7)t**3-(4/7)t**2+1 0.5＜t＜1 f(t) = (1-t)(10/7) 1＜t＜1.5 f(t) = (8/7)(t-1)**3+(4/7)(t-1)**2-(t-1) 1.5＜t＜2 f(t) = (3/7)(t-2) としたものをＭキュービック法と呼ぶことにする。

【００６３】図２２はＭキュービック法にて補間される
際の具体例を示しており、キュービック法の場合と同じ
仮定のモデルについて補間した結果を示している。ま
た、図２０にもＭキュービック法による補間処理結果を
示しており、この例では３次関数的なカーブがわずかに
急峻となり、画像全体のイメージがシャープとなる。上
述したニアリスト法がなだらかにする演算を行わないの
と比べ、キュービック法やＭキュービック法では３次関
数を利用してなだらかにする演算を実行するが、既存の
画素の間を１次関数を利用してなだらかにするのが共１
次内挿法（バイリニア補間：以下、バイリニア法と呼
ぶ）による補間処理である。

【００６４】バイリニア法は、図２３に示すように、一
方の格子点から他方の格子点へと近づくにつれてなだら
かに変化していく点でキュービック法に近いが、その変
化が両側の格子点のデータだけに依存する一次関数的で
ある点で異なる。すなわち、内挿したい点Ｐｕｖを取り
囲む四つの格子点Ｐｉｊ，Ｐｉ＋１ｊ，Ｐｉｊ＋１，Ｐ
ｉ＋１ｊ＋１で区画される領域を当該内挿点Ｐｕｖで四
つの区画に分割し、その面積比で対角位置のデータに重
み付けする。これを式で表すと、 Ｐ＝｛（ｉ＋１）−ｕ｝｛（ｊ＋１）−ｖ｝Ｐｉｊ ＋｛（ｉ＋１）−ｕ｝｛ｖ−ｊ｝Ｐｉｊ＋１ ＋｛ｕ−ｉ ｝｛（ｊ＋１）−ｖ｝Ｐｉ＋１ｊ ＋｛ｕ−ｉ ｝｛ｖ−ｊ｝Ｐｉ＋１ｊ＋１ となる。なお、ｉ＝［ｕ］、ｊ＝［ｖ］である。

【００６５】以上の各補間処理での特性の相違について
説明する。二つのキュービック法とバイリニア法は一方
の格子点から他方の格子点へと近づくにつれて徐々に変
化していく点で共通するが、その変化状況が３次関数的
であるか１次関数的であるかが異なり、画像としてみた
ときの差異は大きい。図２４はニアリスト法とキュービ
ック法とＭキュービック法とバイリニア法における補間
結果の相違を理解しやすくするために二次元的に表した
図である。同図において、横軸に位置を示し、縦軸に補
間関数を示している。むろん、この補間関数は上述した
距離に応じた影響度合いに該当する。ｔ＝０、ｔ＝１、
ｔ＝２の位置に格子点が存在し、内挿点はｔ＝０〜１の
位置となる。

【００６６】バイリニア法の場合、隣接する二点間（ｔ
＝０〜１）で直線的に変化するだけであるので境界をス
ムージングすることになり、画像の印象はぼやけてしま
う。すなわち、角部のスムージングと異なり、境界がス
ムージングされると、本来あるべき輪郭がなくなってし
まい、シャープさが劣化する。一方、キュービックにお
いては、隣接する二点間（ｔ＝０〜１）においては山形
の凸を描いて徐々に近接するのみならず、さらに同二点
間の外側（ｔ＝１〜２）において下方に押し下げる効果
をもつ。すなわち、エッジ部分は段差が生じない程度に
大きな高低差を有するように変化され、写真においては
シャープさを増しつつ段差が生じないという好適な影響
を及ぼす。また、Ｍキュービックではよりシャープさを
増す影響を及ぼす。なお、キュービック法は演算処理量
が大きく、補間倍率が大きくなって補間すべき画素数が
大きくなれば多大な演算処理量を要することになる。

【００６７】画質の面を重視すれば、キュービック法の
ような三次関数を選びそうであるが、コンピュータの処
理では速度と画質のバランスも大きい。すなわち、画質
の向上程度に応じて処理速度の低下具合の許容度が大き
くなるが、画質の向上が微量あるいは多少画質が向上落
ちるとしても処理速度が高速である方を好むという場合
もある。一方、以上のような補間関数の比較とともに具
体的な数値を示す図２０、図２１、図２２を参照すると
より理解しやすい。図２０の例を参照し、もともとのエ
ッジ部分である階調値「６４」の画素（Ｐ３）と、階調
値「１２８」の画素（Ｐ４）と、階調値「１９２」の画
素（Ｐ５）という三点に注目してみると、単純に直線的
に連結する手法はバイリニア法に相当し、これに対して
キュービック法では具体的なＳ字カーブが形成されてい
るし、Ｍキュービック法ではそのＳ字カーブがより急峻
となっている。むろん、Ｓ字カーブの方向は画素の階調
値変化を急峻とするものであり、エッジが強調されてい
る。また、このエッジ画素に隣接する領域（Ｐ２〜Ｐ
３、Ｐ５〜Ｐ６）ではいわゆるアンダーシュートとオー
バーシュートが生じており、低い側に生じるアンダーシ
ュートと高い側に生じるオーバーシュートにより、エッ
ジ画素を挟む両側の高低差が大きくなる。従って、これ
らの二つの要因によってエッジが強調されることが理解
できる。

【００６８】画像がシャープに見えるか否かはこのＳ字
カーブにおける中央部分の傾斜角度が影響を与えること
は容易に理解できる。また、エッジの両側のアンダーシ
ュートとオーバーシュートによって生じる高低差も同様
に影響を与えるものといえる。すなわち、高次関数を利
用して画像データの変化態様を略Ｓ字型とし、画像デー
タの低い側から高い側に移行するときに一旦は最低値よ
りも減少してから上昇して最高値を超して再び減少させ
ている。そして、その際のアンダーシュートと傾斜度合
いとオーバーシュートとを上記高次関数のパラメータで
調整して画像の変化度合いを最適なものとさせている。

【００６９】一方、このような関係は図２４に示す補間
関数においてｔ＝０〜１の区間において傾斜が急となり
つつ、ｔ＝１〜２の区間において増加した重み分を打ち
消すように負の側へ引き寄せるカーブとなっている場合
に生じる。従って、シャープさを調整しようとする場合
には、補間関数においてシャープさの基準となる理想
的な傾斜を決定し、ｔ＝０〜１の区間において上記傾
斜を発生させるカーブを決定し、ｔ＝１〜２の区間に
おいてこのカーブによって増える重み付けを相殺するよ
うに負の側に引き寄せつつ、オーバーシュートとアンダ
ーシュートが生じやすいカーブを決定することによって
実現できる。むろん、この後の作業では特定されるカー
ブとなるように多次演算関数のパラメータを決定する
が、かかるパラメータの決定方法は極めて多様であるか
ら、実質的な意味でＳ字カーブにおける中央部分の傾斜
角度とアンダーシュート及びオーバーシュートを調整す
ることに他ならない。

【００７０】各補間処理には以上のような特性の違いが
あり、ステップＳＴ１１０にて画像がシャープであると
判断されればステップＳＴ１１２にてキュービック法の
補間処理を実行するし、逆にシャープではないと判断さ
れるとＭキュービック法の補間処理を実行する。Ｍキュ
ービック法で補間処理をする場合には補間するカーブが
急峻となってシャープさを増すことができ、かかる補間
処理が選択されるのは対象とする画像のシャープさを評
価し、その評価結果に基づくものである。このため、操
作者は特段の判断をしなくてもシャープでない画像をシ
ャープにすることができる。

【００７１】本実施形態においては、二種類ある補間処
理のいずれかを実行するようにしているが、画素の変化
度合いに対して段階的に対応する複数の補間処理を実行
するようにしても良い。図２５はシャープさの評価を４
段階に分けて３次内挿法のパラメータを変化させた四つ
のキュービック法を実施する例を示している。図中
「０」は通常のシャープさの画像に適用されるキュービ
ック法のカーブを示しており、「＋１」のカーブはわず
かにシャープさに欠ける画像に適用されるキュービック
法を示しており、「＋２」のカーブはかなりシャープさ
が欠ける画像に適用されるキュービック法を示してい
る。また、シャープすぎる画像については「−１」のカ
ーブのキュービック法を適用する。むろん、これらはい
ずれもＭキュービック法の場合と同様にＳ字カーブにお
ける中央部分の傾斜角度とアンダーシュート及びオーバ
ーシュートを調整して実現している。

【００７２】次に、この場合の手続のフローを図２６に
示す。画像のシャープさに基づいてステップＳＴ２１０
ではこれらのパラメータを設定し、かかるパラメータを
使用したキュービック法をステップＳＴ２１４にて実行
する。また、このフローでは、画像のシャープさが部分
的に異なることを考慮し、画像を小領域であるブロック
に分割して各ブロック毎に最適な補間処理を実行する。
すなわち、各ブロック毎にシャープさを評価して補間処
理を選択するため、ステップＳＴ２０８にてブロック毎
のエッジ量を集計し、ステップＳＴ２１６，ＳＴ２１８
にてブロックを順次移動させながら補間処理を実行する
ようにしている。

【００７３】

【００７４】また、図２９には、二つの補間処理を重ね
て実行することとして一定の補間倍率を実現しつつ、そ
の分担割合で画像のシャープさを調整する手法を示して
いる。例えば、補間倍率が５倍であるとして画像のシャ
ープさが高いのであればキュービック法で５倍に補間処
理するし、画像のシャープさが低いのであればＭキュー
ビック法で５倍の補間処理する。これらの場合は上述し
た実施形態と同様であるが、画像のシャープさが中間的
な値である場合にはＭキュービック法で２倍に補間処理
し、残りの２．５倍をキュービック法で補間処理する。
このようにして二つの補間処理でありながら実質的には
画像のシャープさに応じた補間処理を実現できることに
なる。

【００７５】全ての画像データについて補間処理を終了
したら、ステップＳＴ１２０やステップＳＴ２２０にて
補間された画像データを出力する。なお、プリンタドラ
イバ１２ｃの場合、解像度変換だけで印刷データが得ら
れるわけではなく、色変換であるとか、ハーフトーン処
理が必要になる。従って、ここで画像データを出力する
というのは、次の段階へのデータの受け渡しを意味する
ことになる。このように、画像入力デバイスを有すると
ともに画像出力デバイスを有するコンピュータシステム
１０において、プリンタドライバ１２ｃはステップＳＴ
１０２にて元画像データを入力した後、ステップＳＴ１
０４〜１０８にて画像のシャープさを評価して集計する
とともに、ステップＳＴ１１０にて同集計結果に基づい
てシャープさに欠ける画像であればステップＳＴ１１４
にてシャープさを増す補間処理を実行するし、シャープ
な画像であればステップＳＴ１１２にて通常の補間処理
を実行するようにしたため、操作者が別段にシャープさ
を増す画像処理を選択しなくても補間処理を経るだけで
シャープな画像とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる画像データ補間装
置のクレーム対応図である。

【図２】同画像データ補間装置の具体的ハードウェアの
ブロック図である。

【図３】本発明の画像データ補間装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図４】本発明の画像データ補間装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図５】本発明の画像データ補間装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図６】本発明の画像データ補間装置の他の適用例を示
す概略図である。

【図７】本発明の画像データ補間装置におけるフローチ
ャートである。

【図８】エッジ検出フィルタの一例を示す図である。

【図９】エッジ検出フィルタの他の一例を示す図であ
る。

【図１０】エッジ量の分布としきい値との関係を示す図
である。

【図１１】背景部分の小さい画像を示す図である。

【図１２】背景部分の大きい画像を示す図である。

【図１３】自然画のエッジ量の集計結果を示す図であ
る。

【図１４】ビジネスグラフのエッジ量の集計結果を示す
図である。

【図１５】ニアリスト法の概念図である。

【図１６】ニアリスト法で各格子点のデータが移行され
る状況を示す図である。

【図１７】ニアリスト法の補間前の状況を示す概略図で
ある。

【図１８】ニアリスト法の補間後の状況を示す概略図で
ある。

【図１９】キュービック法の概念図である。

【図２０】キュービック法の具体的適用時におけるデー
タの変化状況を示す図である。

【図２１】キュービック法の具体的適用例を示す図であ
る。

【図２２】Ｍキュービック法の具体的適用例を示す図で
ある。

【図２３】バイリニア法の概念図である。

【図２４】補間関数の変化状況を示す図である。

【図２５】補間関数の変化状況を示す図である。

【図２６】補間関数を選択するフローを示す図である。

【図２７】画像の変化度合いに応じて複数の補間処理の
補間倍率を分配する関係を示す図である。

【符号の説明】

１０…コンピュータシステム １１ａ…スキャナ １１ａ２…スキャナ １１ｂ…デジタルスチルカメラ １１ｂ１…デジタルスチルカメラ １１ｂ２…デジタルスチルカメラ １１ｃ…ビデオカメラ １２…コンピュータ本体 １２ａ…オペレーティングシステム １２ｂ…ディスプレイドライバ １２ｂ…ドライバ １２ｃ…プリンタドライバ １２ｄ…アプリケーション １３ａ…フロッピーディスクドライブ １３ｂ…ハードディスク １３ｃ…ＣＤ−ＲＯＭドライブ １４ａ…モデム １４ａ２…モデム １５ａ…キーボード １５ｂ…マウス １７ａ…ディスプレイ １７ａ１…ディスプレイ １７ｂ…カラープリンタ １７ｂ１…カラープリンタ １７ｂ２…カラープリンタ １８ａ…カラーファクシミリ装置 １８ｂ…カラーコピー装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/38 - 1/393 G06T 3/40

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像をドットマトリクス状の画素で表現
   した画像データを取得する画像データ取得手段と、 上記画像データに基づいて画素単位で画像のシャープさ
   を評価した上、所定の領域内にて当該評価結果を集計処
   理し、当該領域における画像のシャープさを評価するシ
   ャープ度合評価手段と、 上記画像データにおける構成画素数を増やす補間処理を
   行うにあたり画像のシャープさを変化させる補間処埋を
   実行可能な画素補間手段と、 上記シャープ度合評価手段によって評価された画像のシ
   ャープさに応じて上記画素補間手段にシャープさを適切
   に変化させる補間処理を実行させる補間処理制御手段と
   を具備することを特徴とする画像データ補間装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の画像データ補間装
   置において、上記シャープ度合評価手段は、画素単位で
   の画像のシャープさを集計するときに所定のしきい値以
   上のものだけを利用することを特徴とする画像データ補
   間装置。
3. 【請求項３】 上記請求項１または請求項２のいずれか
   に記載の画像データ補間装置において、上記シャープ度
   合評価手段は、画像全体のシャープさを評価するととも
   に、上記補間処理制御手段は、画像全体のシャープさに
   基づいて画像全体のシャープさを変化させるように補間
   処理を実行させることを特徴とする画像データ補間装
   置。
4. 【請求項４】 上記請求項２に記載の画像データ補間装
   置において、上記シャープ度合評価手段は、各画素ごと
   の明るさのパラメータを求めるとともに周囲の画素のパ
   ラメータとの比較で各画素毎のシャープさを算出するこ
   とを特徴とする画像データ補間装置。
5. 【請求項５】 上記請求項１〜請求項４のいずれかに記
   載の画像データ補間装置において、上記画素補間手段
   は、高次関数を利用して画像データの変化態様を略Ｓ字
   型とし、画像データの低い側から高い側に移行するとき
   に一旦は最低値よりも減少してから上昇して最高値を超
   して再び減少させ、その際のアンダーシュートと傾斜度
   合いとオーバーシュートとを上記高次関数のパラメータ
   で調整して画像のシャープさを適切に変化させることを
   特徴とする画像データ補間装置。
6. 【請求項６】 上記請求項５に記載の画像データ補間装
   置において、上記画素補間手段は、３次たたみ込み内挿
   法におけるパラメータを調整して画像のシャープさを変
   化させることを特徴とする画像データ補間装置。
7. 【請求項７】 上記請求項１〜請求項６のいずれかに記
   載の画像データ補間装置において、上記画素補間手段
   は、画像のシャープさの変化度合いの異なる複数の補間
   処理を実行可能であるとともに、それぞれの補間倍率の
   割合を変化させて画像のシャープさを調整することを特
   徴とする画像データ補間装置。
8. 【請求項８】 上記請求項１〜請求項７のいずれかに記
   載の画像データ補間装置において、上記補間処理制御手
   段は、上記画像のシャープさが所定のしきい値を越えて
   いると評価されたときに上記画素補間手段にて画像のシ
   ャープさを変化させるように補間処理を実行させること
   を特徴とする画像データ補間装置。
9. 【請求項９】 画像をドットマトリクス状の画素で表現
   した画像データを取得する工程と、 上記画像データに基づいて画素単位で画像のシャープさ
   を評価した上、所定の領域内にて当該評価結果を集計処
   理し、当該領域における画像のシャープさを評価する工
   程と、 評価された画像のシャープさに応じてシャープさを適切
   に変化させる補間処理を決定する工程と、 決定された補間処理で上記画像データにおける構成画素
   数を増やす工程とを具備することを特徴とする画像デー
   タ補間方法。
10. 【請求項１０】 上記請求項９に記載の画像データ補間
    方法において、画素単位での画像のシャープさを集計す
    るときに所定のしきい値以上のものだけを利用すること
    を特徴とする画像データ補間方法。
11. 【請求項１１】 上記請求項９または請求項１０のいず
    れかに記載の画像データ補間方法において、画像全体の
    シャープさを評価するとともに、画像全体のシャープさ
    に基づいて画像全体のシャープさを変化させるように補
    間処理を実行させることを特徴とする画像データ補間方
    法。
12. 【請求項１２】 上記請求項１０に記載の画像データ補
    間方法において、各画素ごとの明るさのパラメータを求
    めるとともに周囲の画素のパラメータとの比較で各画素
    毎のシャープさを算出することを特徴とする画像データ
    補間方法。
13. 【請求項１３】 上記請求項９〜請求項１２のいずれか
    に記載の画像データ補間方法において、高次関数を利用
    して画像データの変化態様を略Ｓ字型とし、画像データ
    の低い側から高い側に移行するときに一旦は最低値より
    も減少してから上昇して最高値を超して再び減少させ、
    その際のアンダーシュートと傾斜度合いとオーバーシュ
    ートとを上記高次関数のパラメータで調整して画像のシ
    ャープさを適切に変化させることを特徴とする画像デー
    タ補間方法。
14. 【請求項１４】 上記請求項１３に記載の画像データ補
    間方法において、３次たたみ込み内挿法におけるパラメ
    ータを調整して画像のシャープさを変化させることを特
    徴とする画像データ補間方法。
15. 【請求項１５】 上記請求項９〜請求項１４のいずれか
    に記載の画像データ補間方法において、画像のシャープ
    さの変化度合いの異なる複数の補間処理を実行可能であ
    るとともに、それぞれの補間倍率の割合を変化させて画
    像のシャープさを調整することを特徴とする画像データ
    補間方法。
16. 【請求項１６】 上記請求項９〜請求項１５のいずれか
    に記載の画像データ補間方法において、上記画像のシャ
    ープさが所定のしきい値を越えていると評価されたとき
    に画像のシャープさを変化させるように補間処理を実行
    させることを特徴とする画像データ補間方法。
17. 【請求項１７】 画像をドットマトリクス状の画素で表
    現した画像データを取得するステップと、 上記画像データに基づいて画素単位で画像のシャープさ
    を評価した上、所定の領域内にて当該評価結果を集計処
    理し、当該領域における画像のシャープさを評価するス
    テップと、 評価された画像のシャープさに応じてシャープさを適切
    に変化させる補間処理を決定するステップと、 決定された補間処理で上記画像データにおける構成画素
    数を増やすステップとをコンピュータに実行させること
    を特徴とする画像データ補間プログラムを記録した媒
    体。
18. 【請求項１８】 上記請求項１７に記載の画像データ補
    間プログラムを記録した媒体において、画素単位での画
    像のシャープさを集計するときに所定のしきい値以上の
    ものだけを利用することを特徴とする画像データ補間プ
    ログラムを記録した媒体。
19. 【請求項１９】 上記請求項１７または請求項１８のい
    ずれかに記載の画像データ補間プログラムを記録した媒
    体において、画像全体のシャープさを評価するととも
    に、画像全体のシャープさに基づいて画像全体のシャー
    プさを変化させるように補間処理を実行させることを特
    徴とする画像データ補間プログラムを記録した媒体。
20. 【請求項２０】 上記請求項１８に記載の画像データ補
    間プログラムを記録した媒体において、各画素ごとの明
    るさのパラメータを求めるとともに周囲の画素のパラメ
    ータとの比較で各画素毎のシャープさを算出することを
    特徴とする画像データ補間プログラムを記録した媒体。
21. 【請求項２１】 上記請求項１７〜請求項２０のいずれ
    かに記載の画像データ補間プログラムを記録した媒体に
    おいて、高次関数を利用して画像データの変化態様を略
    Ｓ字型とし、画像データの低い側から高い側に移行する
    ときに一旦は最低値よりも減少してから上昇して最高値
    を超して再び減少させ、その際のアンダーシュートと傾
    斜度合いとオーバーシュートとを上記高次関数のパラメ
    ータで調整して画像のシャープさを適切に変化させるこ
    とを特徴とする画像データ補間プログラムを記録した媒
    体。
22. 【請求項２２】 上記請求項２１に記載の画像データ補
    間プログラムを記録した媒体において、３次たたみ込み
    内挿法におけるパラメータを調整して画像のシャープさ
    を変化させることを特徴とする画像データ補間プログラ
    ムを記録した媒体。
23. 【請求項２３】 上記請求項１７〜請求項２２のいずれ
    かに記載の画像データ補間プログラムを記録した媒体に
    おいて、画像のシャープさの変化度合いの異なる複数の
    補間処理を実行可能であるとともに、それぞれの補間倍
    率の割合を変化させて画像のシャープさを調整すること
    を特徴とする画像データ補間プログラムを記録した媒
    体。
24. 【請求項２４】 上記請求項１７〜請求項２３のいずれ
    かに記載の画像データ補間プログラムを記録した媒体に
    おいて、上記画像のシャープさが所定のしきい値を越え
    ていると評価されたときに画像のシャープさを変化させ
    るように補間処理を実行させることを特徴とする画像デ
    ータ補間プログラムを記録した媒体。