JP4436202B2 - 部分的テンプレート照合を用いた画質向上 - Google Patents

Description

本発明は、印刷画像および表示画像の画質を向上させる方法および回路に関する。

多くの文書及びデータを取り扱うためのシステムは、さまざまなデバイスが互いに結合されて、顧客の要求を解決する、統合コンピュータ化システムになる傾向を示している。こうした統合システムにおける重要な要素は、オリジナルの文書、チャート、または、画像を走査して、さらに、被走査物を観る者が、オリジナルに対して質的相違を感知しないように提示できるようにすることである。あいにく、走査プロセスによって、被走査画像を表わすデータにノイズ及びエラーが混入し、その結果、出力に知覚できる程の劣化を生じる可能性がある。システムに対するかなりの追加コンポーネントの追加を不要にして、走査によってノイズ及びエラーを導入された画像データを改善するためのテクノロジが必要とされている。

多くのコンピュータ化されたシステムには、スキャンした文書及び印刷される文書の質を向上させるためのいくつかの解像度向上テクノロジが含まれている。既存の解像度向上テクノロジでは、論理演算またはルックアップ・テーブルによって実行される、テンプレートの形態をとる解像度向上が用いられている。下記で引用される特許文献には、現在の統合コンピュータ・システムに既に組み込まれているコンポーネントを利用して、印刷画像及び表示の質を向上させるための、さまざまな画質向上または解像度の向上方法、装置、及び、システムの記載がある。画質向上は、現在のところ、解像度向上、外観調整、外観整合、グレイ・スケールへの変換（例えば、ハーフトーン・デスクリーニング）、画像復元、パターン検出、及び、セグメンテーションに用いることが可能である。

既存の画像解像度向上技法では、テンプレート・ベースの画質向上装置を利用して、多種多様なディジタル文書処理タスクを実行する。画質向上は、一般に、モノクロ画像及びカラー画像、並びに、バイナリ画像及び連続階調画像に対して実施される。典型的な画質向上装置には、ある画像を別の画像に変換するオペレータまたは装置とみなすことが可能な、画像を改善するテンプレート・オペレータが含まれている。画質向上装置は、いくつかの画像テンプレート・オペレータ（これはしばしばテンプレートと称される）から形成されている。テンプレートとしては、一般に、マスク、パターン、及び、改善ピクセルに関するものが含まれている。画質向上装置におけるテンプレート数は、わずかな数のテンプレートから数千のテンプレートまで変動する可能性がある。例えば、これらのテンプレートは、ルックアップ・テーブルに記憶しておき、ルックアップ・テーブル形式を用いて実施することが可能である。ブール論理のような他の同等の形式を用いることも可能である。

ラスタは、１次元配列の画像データであり、単一の次元（方向）、すなわち、画像の全長または全幅にわたる単一の線状のデータを反映している。さらに、画像における各位置すなわち「画素」は「ピクセル」と呼ぶことにする。データの各項目がある値を有する画像を規定する配列において、ある位置の特性を表わす各値は、ピクセル値と呼ぶことにする。各ピクセル値は、バイナリ形式の画像ではビットとなり、グレイ・スケール形式の画像ではグレイ・スケール値となり、あるいは、色座標形式の画像では１組の色空間座標となる。バイナリ形式、グレイ・スケール形式、及び、色座標形式の値は、それぞれ、一般に、画像を規定する行及び列による２次元配列をなすように構成される。

先行技術文献（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）には、解像度向上方法及び装置について解説したものがある。特許文献１及び２には、ピクセルを利用した印刷文字及び図に生じるいくつかのタイプの印刷エラー（印刷品質劣化）の例として、滑らかなエッジではない階段状エッジ、及び、鋭い先端及び円における省略された細部（特許文献１のコラム７及び８）などについての記載がある。特許文献１及び２には、その従来技術として、印刷される直線及び曲線を滑らかにし、また、ピクセルの解像度を高めることによって表示エラー（表示画像の画質劣化）を改善することが可能な解像度向上方法及び装置の記載がある。この先行技術において、画像解像度向上装置は、テンプレートを利用し、テンプレートとピクセル・パターンの照合によって、バイナリ画像の特定のピクセル・パターンを対応する改善ピクセル・パターンに変換する。テンプレート照合は、バイナリ・テンプレートがバイナリ画像に適用される、バイナリ照合プロセスである。バイナリ表現形式の線で構成される画像が、データ・バッファ・モジュールに送られる。バイナリ・パターン照合操作は、一般に、１及び０を処理するものと定義されるバイナリ・テンプレートを利用して実施される。バイナリ・パターン照合操作においてバッファに記憶された画像データとテンプレートを組み合わせた後の、出力ステップでは、１００パーセントの一致が検出されると、ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換えて、改善画像を生成する。画像解像度向上プロセスは、ブール論理モジュールまたはルックアップ・テーブルのような、さまざまなやり方で実施可能である。ブール論理表現の場合、ピクセル値は、論理積和のような論理アーキテクチャにおける変数として利用される。

すなわち、図１及び図２を参照すると、画質向上装置は、選択されたテンプレートによって形成されるウィンドウ内のピクセル・パターンを観測する。図１及び図２には、上記先行技術による解像度向上テクノロジに関するいくつかの態様が例示されている。図１には、ターゲット・ピクセルと同じライン上のピクセルと、ターゲット・ピクセルより上側の少なくとも１つのライン及びターゲット・ピクセルより下側の少なくとも１つのラインからのピクセル（得られる場合）を含む、ターゲット・ピクセルの周囲に配置されたピクセルに相当する複数のビットを具備した、５×５ウィンドウが例示されている。多種多様なタイプ及びサイズのウィンドウが既知のところである。特定の用途に用いられるウィンドウは、解析される画像、及び、その画像に対して実施される特定のプロセスによって決まる。図１に例示の５×５のウィンドウには、画像のバイナリ・ピクセルの２５ピクセル・ブロックに相当する、５つの行（１〜５）と、５つの列（Ａ〜Ｅ）が含まれている。ウィンドウ内における１つのピクセル（一般には、中心ピクセル３Ｃ）が、ターゲット・ピクセルであり、ウィンドウ内の他のピクセルは、近傍ピクセルである。ターゲット・ピクセル及び近傍ピクセルは、１つの近傍区を形成する。ウィンドウは、一般に、画像を表わすデータ全体にわたって移動させられ、ターゲット・ピクセルからターゲット・ピクセルへと進む。

図２Ａ〜図２Ｄには、５×５ウィンドウ内のターゲット・ピクセル３Ｃに適用される従来の解像度向上テクノロジが例示されている。図２Ａには、５×５ウィンドウからなる、１ピクセル当たりのビット数が１であるバイナリ画像に関してピクセルの値及び位置が例示されている。「１」となっているピクセルが、「オンにされる」または「表示される」ピクセルを表わし、「０」となっているピクセルは、「オンにされない」ピクセルを表わしている。図２Ａのウィンドウ内で画定される画像部分は、通常のスラッシュ（「／」）の文字のような、左から右に向かって上がる２ピクセル幅の線を表わしていると考えることができる。図２Ａのウィンドウ内の各ピクセルは、後述するようにテンプレート・マッチ処理に入力される（テンプレート・マッチ処理される）。

図２Ｂには、ウィンドウ内の特定のピクセルが注目ピクセル（関心のあるピクセル、処理対象のピクセル）であるか否かを画定するテンプレートのマスク部分が例示されている。図２Ｂに例示されているマスクは、ウィンドウ内の全てのピクセルを注目ピクセルに設定する例を示してはいない。より正確に説明すると、このマスクは、通常はそうではないが、ウィンドウ内の全てのピクセル・ビットを含むことも可能な、ウィンドウで画定されたピクセル・ビット部分集合を規定するものである。図２Ｃには、注目される各特定のピクセルが備えなければならない、一致するとみなされる値を設定する、「予測ビット部分集合」を規定するテンプレートのパターン部分（パターンマッチ判定に際して用いられる基準のビットパターン）が例示されている。すなわち、「パターンが合致している」との判定結果を得るためには、図２Ｂにおいて「１」となっている位置にある図２Ａ中のピクセルはすべて、図２Ｃにおけるそれぞれのピクセルと等しくなければならない。図２Ｄには、上記先行技術において、図２Ａ中の注目ピクセル（図２Ｂのマスクによって画定されるウィンドウ中のピクセル・ビット部分集合）の１００パーセントが、図２Ｃのパターン（予測ビット部分集合）によって定義される必要な値を備えていて、一致が検出された例が示されている。

画質向上装置は、ウィンドウで画定されるピクセルと１つ以上のテンプレートとの照合を試行する。画質向上装置の、テンプレートまたは別の部分には、正確な一致が検出されたときに、ターゲット・ピクセル３Ｃと置き換えられる改善ピクセルが含まれている。ウィンドウのピクセル部分集合と予測ビット部分集合とを比較して、正確な一致が検出されると、画質向上装置は、適正な出力を生成する。この出力は、画像を改善するターゲット・ピクセルのための改善ピクセル・パターンとすることが可能である。画質向上装置は、一般に、各ターゲット・ピクセルに全てのテンプレートが適用され、全てのターゲット・ピクセルが改善される（テンプレートの一致が検出された場合）まで続行する。図２Ａ〜図２Ｄによって提示される例の場合、一致が検出されると、ターゲット・ピクセル３Ｃを改善ピクセルに置き換えて、線のぎざぎざが減ったように見えるようにする。こうした改善ピクセルとしては、ターゲット・ピクセル３Ｃに付加されるトナー・ビットを含めることが可能である。すなわち、ターゲット・ピクセル３Ｃの左上の象限（四半分）のみを暗くして、図２Ａのウィンドウにおける２ピクセル幅の線を滑らかにすることが可能である。１００パーセントの一致が検出されない場合、従来の解像度向上テクノロジでは、改善が生成されないので、ターゲット・ピクセルの値は、変更または改善されない。

上述の解像度向上テクノロジでは、走査データのノイズ及びエラーによって、必要とされる１００パーセントの一致を生じにくくする場合が多いので、走査画像の解像度を正確に高めることができない。既存の画像解像度向上テクノロジを利用して、文書走査時に生じる可能性のあるような、ノイズ及びエラーを含む可能性のあるディジタル画像データを効率よく改善する方法及び装置が必要とされる。
米国特許第４，８４７，６４１号明細書 米国特許第５，００５，１３９号明細書

以上を鑑みるに、データ中にノイズ及びエラーを含む画像の解像度を向上させるための新規で、改良された装置及び方法が求められる。

本発明の態様の１つによれば、部分的テンプレート照合を用いた画像解像度向上方法が得られる。この方法には、画像の少なくとも一部を記憶するステップと、画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップが含まれている。上記ウィンドウ中にはターゲット・ピクセルが含まれる。この方法には、ウィンドウの複数ピクセルとテンプレートを比較して部分的一致の有無を判定するステップと、部分的一致の検出に応答して、ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換えるステップとが含まれている。

こうした方法では、先行技術の１００パーセントの一致を必要とするのではなく、改善のための部分的一致を許容する（たとえ完全一致ではなくとも、部分的一致が検出されれば、改善ピクセルに置き換える）ことによって、ノイズまたは他のエラーによって軽い破損を生じている可能性のあるディジタル画像データについて画像解像度を向上させる。

本発明については、その目的及び利点と共に、そのうちのいくつかの図において、同様の参照番号によって同様の構成要素が識別されている、添付の図面に関連してなされる下記の非制限的説明（本発明を限定することを目的としたものではない説明）を参照することによって最も明確に理解することが可能である。

図３Ａ〜図３Ｄには、本発明の実施態様の１つによる部分的テンプレート照合を用いた画質向上方法が例示されている。図３Ａのウィンドウは、走査（スキャン）が完全ではなかったため、ピクセル５Ｄに、「０」ではなく「１」という形でデータ・エラーが導入された点を除いて、図２Ａのウィンドウに提示された５×５の画像部分と同様の、５×５の画像部分の走査結果を表わしている。図３Ｂのマスク及び図３Ｃのパターンからなるテンプレートは、図２Ｂ及び２Ｃと同じである。図３Ｂ及び図３Ｃのテンプレートのマスク及びパターンをこのウィンドウに適用すると、ピクセル５Ｄに存するデータ・エラーのため、１００パーセントの一致は得られない。図３Ｄには、ピクセル５Ｄに「不一致」状況を表わす「Ｎ」が例示されている。先行技術では、このようにバイナリデータが不完全であると、一致が検出されないので、改善ピクセルがターゲット・ピクセル３Ｃと置き換わることはない。従って、図１〜図２Ｄを参照して上述したように、先行技術では、図３Ａのウィンドウに提示された画像はそのままにされ、解像度は向上しない。

本発明の実施態様の１つでは、ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換えるための要件として、ウィンドウのピクセルとパターンのピクセルとが１００パーセント一致していなく、部分的に一致していることが検出されるものであってもよいように、先行技術による解像度向上テクノロジに対して改善が施されている。この部分的一致の度合い（一致度）は、画質向上の所望の正確度が得られるように選択可能である。例えば、図３Ｂのマスクによって画定されるウィンドウのピクセル・ビット部分集合のビットのうち少なくとも９０パーセントが、図３Ｃのパターンによって決まるウィンドウの予測ビット部分集合のピクセルと等しければ、部分的一致を検出したと判定することが可能である。別の実施態様では、ピクセル・ビット部分集合のビットのうち少なくとも８０パーセントが予測ビット部分集合と同等であれば、部分的一致を検出したと判定することが可能である。

図３Ａに例示のウィンドウの場合、図３Ａの注目ピクセル中の１３／１４＝９３パーセントが図３Ｃのパターンと一致するので、ピクセル３Ｃの、改善するための一致が検出される。従って、ピクセル３Ｃは、例えば、その左上の象限（四半分）だけを暗くすることによって改善される。

本発明のもう１つの実施態様において、比較ステップには、各照合ビットに重みを割り当てる（重み付けする）ステップが含まれており、各照合ビットには、一致の有無を判定する前に、対応する重みが掛けられる。例えば、ターゲット・ピクセル３Ｃから遠くなるほど、ピクセルの重みを軽くすることが可能である。

図４には、本発明の実施態様の１つによる部分的テンプレート照合を用いた画質向上方法のフローチャート２０が示されている。

開始後、流れはブロック２２から始められ、通常２進形式のピクセル値として、解像度向上のための画像を入力する。

次に、ブロック２４では、解像度向上のための画像の少なくとも一部が、行及び列による２次元配列をなす、メモリまたはバッファ・モジュールに記憶される。

論理の流れはブロック２６に移行し、メモリに記憶された画像からのターゲット・ピクセルが選択される。

ブロック２８に進み、ターゲット・ピクセルと同じラインからのピクセル、並びに、ターゲット・ピクセルより上側の少なくとも１つのライン及びターゲット・ピクセルより下側の少なくとも１つのラインからのピクセル（得られる場合）を含む、ターゲット・ピクセルの周囲に配置されたピクセルに相当するビットからなる線状セグメントを複数具備した、ウィンドウが選択される。ウィンドウのサイズ及び形状は、改善される画像、及び、その画像に対して実施される特定の改善プロセスによって決まる。

流れは、次に、ブロック３２に移行し、それぞれが各ピクセル（の状態）を表す複数ビットからなる、複数の線状セグメントを具備したウィンドウと、テンプレート３０の集合中の少なくとも１つのテンプレートとが比較される。この比較は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、または、それらの組合せで実行可能である。この比較は、図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明したように実施される。

流れは、判断ブロック３４に移行し、一致を検出したか否かが判定される。一致度は、図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明したように決定することが可能である。

部分的一致が検出されると、流れはブロック３６に移行し、ターゲット・ピクセルが改善ピクセルに置き換えられる。

ブロック３６の後、流れは判断ブロック３８に移行し、画像の全てのピクセルが解像度向上プロセスを施されたか否かが判定される。はいの場合、流れは終了ブロックに移行する。いいえの場合、流れはブロック２６に戻り、解像度向上のためのもう１つのターゲット・ピクセルが選択される。

判断ブロック３４において部分的一致が検出されない場合、流れはブロック３８に移行する。解像度向上方法２０の流れが完了すると、画像を構成する全てのピクセルが処理され、部分的一致が生じる毎に、改善ピクセルへの置換が行われることになる。

本発明の実施態様の１つでは、論理ゲートを含むハードウェアを利用して、解像度向上方法２０を実施する。ハードウェアは、ブロック３２において、テンプレート３０の集合中の複数のテンプレートと、選択されたウィンドウとを比較する働きをする。一般に、ハードウェアは、テンプレート３０の集合中の全てのテンプレートとウィンドウとを同時に比較することになる。テンプレートを同時に比較する場合、複数のテンプレート合致が得られる可能性がある。その場合、どのテンプレートと部分的一致をなしているかを選択して改善ピクセルを決定するために、優先順位処理方法を確立することが可能である。

本発明のもう１つの実施態様では、ファームウェア及び／またはソフトウェアを利用して、解像度向上方法２０を実施する。この実施態様の場合、テンプレート３０の集合中の複数のテンプレートには、それぞれ、優先順位が割り当てられる。テンプレート比較ブロック３２において、テンプレートは、最高優先順位から始めて、割り当てられた優先順位に従って順次比較される。部分的に一致する最初のテンプレートが、勝ちを収め、強化ピクセルを決定する。

図５には、本発明の実施態様の１つによる解像度向上装置５０のダイアグラムが例示されている。解像度向上装置５０には、メモリ５２、セレクタ・モジュール５４、テンプレート５６、論理モジュール５８、及び、ピクセル置換モジュール６０が含まれている。解像度向上装置５０は、一般に、プリンタまたはコンピュータのようなレンダリング装置に組み込まれているが、あるいは、独立型とすることも可能である。さらに、解像度向上装置の構成要素は、いくつかの装置間に分散することも可能である。例えば、メモリ５２は、パーソナル・コンピュータの一部とし、解像度向上装置５０の残りの部分は、プリンタの一部とすることも可能である。

メモリ５２は、改善される画像を構成する連続した線を記憶する働きをする任意のタイプのメモリとすることが可能であり、高速半導体記憶装置が望ましい。セレクタ・モジュール５４は、画像中から、ターゲット・ピクセルを含んでいるウィンドウであって、ピクセルに相当するビットからなる線状セグメントを複数具備したウィンドウ、を選択する働きをする任意のタイプの装置とすることが可能である。セレクタ・モジュール５４は、従来技術において概説したように、ターゲット・ピクセルを選択し、ターゲット・ピクセルまわりのウィンドウを選択する働きをする。セレクタ・モジュール５４は、さらに、画像内の全てのピクセルが選択されるまで、ターゲット・ピクセルとして画像内のピクセルを順次選択する働きをする。テンプレート５６には、従来技術において概説したように、複数のテンプレートが含まれている。各テンプレートには、ウィンドウ内のある特定のピクセルが注目ピクセルであるか否かを明らかにする、図２Ｂに例示のマスクと、注目される各特定のピクセルが備えなければならない、一致するとみなされる値（パターンマッチ判定に際して用いられる基準のビットパターン）を設定する「予測ビット部分集合」を規定する、図２Ｃに例示のパターンが含まれている。論理モジュール５８は、やはり、従来技術において概説したように、ウィンドウのピクセルとテンプレート５６を比較する働きをする。しかし、従来技術とは異なり、論理モジュール５８は、ウィンドウのピクセルとテンプレート５６のうちのあるテンプレートとの部分的一致を検出する働きをする。複数のテンプレートとの部分的一致が検出されると、論理モジュール５８は、さらに、優先順位処理方法を用いて、どのテンプレートによる部分的一致に応答して、改善ピクセルへ置換すべきかを判定する。ピクセル置換モジュール６０は、論理モジュール５８における部分的一致の検出に応答して、ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換える働きをする。

解像度向上装置５０は、一般に、描画すべき画像源とレンダリング装置７６との間に挿入され、画像源は、一般にピクセルの形態をなす。解像度向上装置５０は、入力画像７２を入力して、図４を参照して説明した画質向上方法２０を実施し、改善された出力画像７４をレンダリング装置７６に供給する。レンダリング装置７６には、一般に、プリンタが含まれるが、モニタ、投影装置、または、プロッタの中から選択されたものとすることも可能である。他の実施態様では、部分的テンプレート照合機能が、ユーザのホスト・コンピュータ上のファームウェア及び／またはソフトウェアによって実行することも可能である。

本発明の実施態様は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を用いて実行することも可能である。テンプレートは、記憶されており、照合はＡＳＩＣゲートにおいて実施される。テンプレートは、ハードウェア記述言語によって記述され、コードは、ＡＳＩＣの論理の一部をなすように合成される。代替実施態様の場合、いくつかのより新しいＡＳＩＣビデオ・ブロックは、ハードウェア内の固定テーブルに加えて、いくつかのプログラマブル・テーブル・エントリを備えている。これらのプログラマブル・テーブル・エントリは、プリンタのファームウェアによって、外部ＲＯＭからＡＳＩＣテーブルにロードすることが可能である。これらのテーブルは、ハードウェアによって直接読み取られ、組み込みテーブルの照合と同様（予め組み込まれているテーブルを用いての照合と同様）に、同時に比較される。

本発明の各種実施態様は、相互接続された機械論理回路または回路モジュールとして、及び／または、計算システムで実行される一連のコンピュータ実施ステップまたはプログラム・モジュールとして実行可能である。その実行は、本発明を実施するシステムの性能要件によって決まる選択の問題である。本開示に鑑みて、当該技術者には明らかなように、開示された各種実施態様の機能及び動作は、本発明の精神または範囲を逸脱することなく、ソフトウェア、ファームウェア、専用ディジタル論理回路、または、それらの任意の組み合わせによって実施することが可能である。

本発明については、いくつかの望ましい実施態様に関連してかなり詳細に解説したが、他の実施態様も可能である。従って、付属の請求項の精神または範囲は、本明細書に含まれる実施態様の説明に制限されるべきではない。本発明は付属の請求項によって規定されるべきものと意図される。

なお、本発明は例として次の態様を含む。（ ）内の数字は添付図面の参照符号に対応する。
［１］ 部分的なテンプレートの照合を用いた画質向上方法であって、
画像（７２）の少なくとも一部を記憶するステップ（２４）と、
前記画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップであって、前記ウィンドウはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
前記ウィンドウの前記複数ピクセルをテンプレート（３０）と比較して部分的一致の有無を判定する、比較するステップ（３２）と、
部分的一致の検出（３４）に応答して、前記ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
を有することを特徴とする画質向上方法。
［２］ さらに、複数のターゲット・ピクセルに対して前記方法を実施するステップ（３８）を有することを特徴とする、上記［１］に記載の画質向上方法。
［３］ 部分的テンプレート照合を用いた画質向上方法であって、
連続する複数の線からなる画像（７２）を記憶するステップ（２４）と、
前記画像から、隣接した複数の線状セグメントをなす複数のビットを含むウィンドウを選択するステップであって、前記複数のビットのそれぞれは各ピクセルの値を表し、前記ウィンドウはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
テンプレート（３０）中のマスクによって画定される、前記ウィンドウ中のピクセル・ビット部分集合を、部分一致判定用のための所定のパターンを有するテンプレートで定義される予測ビット部分集合と比較して、部分的一致の有無を判定する、比較するステップ（３２）と、
部分的一致が検出（３４）されたのに応じて、前記ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
を有することを特徴とする方法。
［４］ 前記予測ビット部分集合が、前記ピクセル・ビット部分集合と比較するための値を含むことを特徴とする、上記［３］に記載の方法。
［５］ 前記テンプレート（３０）が、部分的一致の検出（３４）時に、前記ターゲット・ピクセルと置き換えられる改善ピクセルを含むことを特徴とする、上記［３］に記載の方法。
［６］ 前記ピクセル・ビット部分集合のビットの少なくとも９０パーセントが前記予測ビット部分集合に一致すると、前記部分的一致が検出（３４）されることを特徴とする、上記［３］に記載の方法。
［７］ 前記比較するステップ（３２）が、第１のテンプレートの予測ビット部分集合を前記ウィンドウの第１のピクセル・ビット部分集合と比較し、第２のテンプレートの第２の予測ビット部分集合を第２のピクセル・ビット部分集合と比較する、さらなるステップを含むことを特徴とする、上記［３］に記載の方法。
［８］ 複数のテンプレート（３０）中から少なくとも１つのテンプレートを選択するもう１つのステップを有し、前記複数のテンプレートのうち少なくとも２つのテンプレートが、前記ターゲット・ピクセルにおける異なるエラーに対応し、各テンプレートが、改善ピクセルを含み、
前記比較するステップ（３２）が、さらに、テンプレートのマスクによって画定される前記ウィンドウ中のピクセル・ビット部分集合を、前記選択されたテンプレートのパターンによって定義される予測ビット部分集合と比較して部分的一致の有無を判定するステップを含み、
前記部分的一致の検出（３４）に応答することが、さらに、前記選択されたテンプレートによって検出される部分的一致に応答して、前記ターゲット・ピクセルを前記部分的に一致したテンプレートの改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）を有することを特徴とする、
上記［３］に記載の方法。
［９］ 画像（７２）の連続した線を記憶する働きをするメモリ（５２）と、
前記画像から、ピクセルに相当するビットからなる隣接した線状セグメントを複数含むウィンドウを選択する働きをするセレクタ・モジュール（５４）であって、前記ウィンドウはターゲット・ピクセルを含む、セレクタ・モジュールと、
それぞれ、マスク及びパターンを有する複数のテンプレート（５６）と、
前記ウィンドウのピクセルを前記複数のテンプレート（５６）のうちの１つのテンプレートと比較して部分的一致の有無を検出する働きをする論理モジュール（５８）と、
部分的一致の検出に応答して、前記ターゲット・ピクセルを改善ピクセルに置き換える働きをするピクセル置換モジュール（６０）と、
を具備することを特徴とする画像改善回路。
［１０］ 前記論理モジュール（５８）が少なくとも部分的にハードウェアで実施されることを特徴とする、上記［９］に記載の回路。

ターゲット・ピクセルの周囲に配置された従来の５×５ウィンドウのピクセルを例示した図である。 ある画像の５×５ウィンドウのピクセル値を例示した図である。 図２Ａの５×５ウィンドウにおける特定のピクセルが注目ピクセルであるか否かを画定するテンプレートのマスク部分を例示した図である。 注目される特定のピクセルそれぞれが備えなければならない、一致するとみなされる値（パターンマッチ判定に際して用いられる基準のビットパターン）を設定する、「予測ビット部分集合」を規定するテンプレートのパターン部分を例示した図である。 従来の技術において、図２Ａの５×５ウィンドウにおける注目される全ピクセル（図２Ｂのマスクによって決まるウィンドウのピクセル・ビット部分集合）が、それぞれ、図２Ｃのパターン（予測ビット部分集合）によって定められる必要な値を備えている場合に、一致が検出されることを例示した図である。 本発明の実施態様の１つによる、ピクセル値の１つにエラーがある、図２Ａのウィンドウと同様の、画像の５×５ウィンドウの値及び位置を例示した図である。 本発明の実施態様の１つによる、図３Ａの５×５ウィンドウにおける特定のピクセルが注目ピクセルであるか否かを明らかにするテンプレートのマスク部分を例示した図である。 本発明の実施態様の１つによる、注目される特定の各ピクセルが備えなければならない、一致するとみなされる値（パターンマッチ判定に際して用いられる基準のビットパターン）を設定する、「予測ビット部分集合」を規定するテンプレートのパターン部分を例示した図である。 本発明の実施態様の１つによる、バイナリデータにエラーがあるため、及び、１００パーセントの一致がないため、図３Ａの５×５ウィンドウのピクセル５Ｄに「不一致」状況を表わす「Ｎ」を例示した図である。 本発明の実施態様の１つによる、部分的テンプレート照合を用いた画質向上方法のフローチャートである。 本発明の実施態様の１つによる解像度向上装置のダイアグラムである。

符号の説明

３０ テンプレート
５０ 解像度向上装置
５２ メモリ
５４ セレクタ・モジュール
５６ テンプレート
５８ 論理モジュール
６０ 置換モジュール
７２ 入力画像
７４ 改善された出力画像
７６ レンダリング装置

Claims (4)

1. 部分的なテンプレートの照合を用いた画質向上方法であって、
   画像（７２）の少なくとも一部を記憶するステップ（２４）と、
   前記画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップであって、前記ウィンドウの前記複数ピクセルはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
   前記ウィンドウの前記複数ピクセルをテンプレート（３０）と比較して、前記テンプレートとの部分的一致の有無を判定する、比較するステップ（３２）と、
   前記テンプレートとの部分的一致の検出（３４）に応答して、前記ターゲット・ピクセルを、前記テンプレートに対応する改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
   を有し、
   前記テンプレートは、前記ウィンドウのピクセル部分集合を画定するマスクと、予測ビット部分集合とを有し、
   前記予測ビット部分集合は、前記ピクセル部分集合の各ピクセルに対応する予測ビットを含み、
   前記部分的一致の有無の判定は、前記ピクセル部分集合の各ピクセルおよび対応する予測ビットが一致する数の前記ピクセル部分集合の全ピクセル数に対する割合と、所定の閾値との比較により、
   前記所定の閾値が１００％未満である場合に、前記テンプレートに関して部分的一致が判定されることを特徴とする画質向上方法。
2. 部分的なテンプレートの照合を用いた画質向上方法であって、
   画像（７２）の少なくとも一部を記憶するステップ（２４）と、
   前記画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップであって、前記ウィンドウの前記複数ピクセルはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
   テンプレートのマスクによって画定される前記ウィンドウのピクセル・ビット部分集合と、部分的一致のための前記テンプレートのパターンによって画定される予測ビット部分集合とを比較するステップ（３２）と、
   前記比較の間に特定された各照合ビットに重みを割り当てるステップと、
   各照合ビットに、対応する割り当てられた重みを乗じた後に、前記テンプレートとの部分的一致の有無を判定するステップと、
   前記テンプレートの部分的一致の検出（３４）に応答して、前記ターゲット・ピクセルを、前記テンプレートに対応する改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
   を有することを特徴とする画質向上方法。
3. 複数のテンプレートのそれぞれが、割り当てられた優先順位および改善ピクセルを有する、画像のピクセルとの部分的な照合のための前記複数のテンプレートを用いた画質向上方法であって、
   前記画像（７２）の少なくとも一部を記憶するステップ（２４）と、
   前記画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップであって、前記ウィンドウの前記複数ピクセルはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
   前記ウィンドウの前記複数ピクセルを前記複数のテンプレート（３０）と比較して、前記複数のテンプレートの１のテンプレートとの部分的一致の有無を判定する、比較するステップ（３２）と、
   少なくとも１つのテンプレートとの部分的一致の検出（３４）に応答して、前記ターゲット・ピクセルを、前記少なくとも１つのテンプレートの前記改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
   を有し、
   前記複数のテンプレートは、前記複数のテンプレートの前記割り当てられた優先順位によって画定される順序で、前記複数ピクセルと比較され、
   前記複数のテンプレートは、それぞれ前記ウィンドウのピクセル部分集合を画定するマスクと、予測ビット部分集合とを有し、
   前記予測ビット部分集合は、前記ピクセル部分集合の各ピクセルに対応する予測ビットを含み、
   前記複数のテンプレートの１のテンプレートとの部分的一致は、前記ピクセル部分集合の各ピクセルおよび対応する前記テンプレートの予測ビット部分集合が一致する数の前記ピクセル部分集合の全ピクセル数に対する割合と、所定の閾値との比較によって判定され、
   前記所定の閾値が１００％未満である場合に、前記テンプレートに関して部分的一致が判定されることを特徴とする画質向上方法。
4. 複数のテンプレートのそれぞれが、割り当てられた優先順位および改善ピクセルを有する、画像のピクセルとの部分的な照合のための前記複数のテンプレートを用いた画質向上方法であって、
   前記画像（７２）の少なくとも一部を記憶するステップ（２４）と、
   前記画像から、複数ピクセルを有する隣接した線状セグメントを複数有するウィンドウを選択するステップであって、前記ウィンドウの前記複数ピクセルはターゲット・ピクセル（２６）を含む、選択するステップ（２８）と、
   前記ウィンドウの前記複数ピクセルを各ピクセルに重みが割り当てられた前記複数のテンプレート（３０）と比較して、前記複数のテンプレートの１のテンプレートとの部分的一致の有無を判定する、比較するステップ（３２）と、
   少なくとも１つのテンプレートとの部分的一致の検出（３４）に応答して、前記ターゲット・ピクセルを、前記少なくとも１つのテンプレートの前記改善ピクセルに置き換えるステップ（３６）と、
   を有し、
   前記複数のテンプレートは、前記複数のテンプレートの前記割り当てられた優先順位に対応する順序で、前記複数ピクセルと比較されることを特徴とする画質向上方法。

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