JP4864332B2 - 解像度変換の補間方法、画像処理装置、画像表示装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
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Description
少ない参照画素数でも、補間後の画像に元画像の情報をより忠実に反映した高品位の画像を得るために、本発明では、入力された画像の当該画素(以下、元画素)間に補間する画素(以下、補間画素)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記各元画素(以下、参照画素)の画素値及び、前記補間画素と前記各参照画素間の距離を用いて重み付けを行うことにより、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、重み付けに従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、参照画素の画素値も因子として解像度変換処理を行うことにより、ノイズとなる画像情報を含む参照画素を含まない、少ない参照画素数でも元画像の情報を忠実に反映した高品位の画像を得ることができることから、回路規模が小さくなり、さらに高速処理による高品位画像の動画表示が可能となる。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/MA)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、4点の参照画素の画素値の平均との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、参照画素の傾向を表す画素値の平均に対して、差の大きな参照画素の重み付けを減らすことで、元画像の情報が反映された、境界部の滑らかで鮮明な高品位の画像を得ることができる。
M1=Max-Min+α
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M1)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、4点の参照画素の画素値の平均との差と、第二の所定値として参照画素中の最大及び最小な画素値の差以上の値を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、参照画素の傾向を表す画素値の平均に対して、差の大きな参照画素の重み付けを減らすことで、画像情報を一定の割合で反映した、境界部の滑らかで鮮明な高品位の画像を得ることができる。
M=Max-Min=0
の時に、b=a00(a10,a01,a11でも可)とし、前記補間画素の画素値bを生成する処理を行うことを特徴とし、参照画素の画素値差が0、つまり全て等しい場合、参照画素のいずれかの画素値を補間画素の画素値とする処理を行うことにより、重み付け等の以後の演算が不要となるため、処理速度を向上させることができる。
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/MA)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、非対角に位置する2つの参照画素の平均との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、非対角に位置する画素値の平均との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が反映された、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。
M1=Max-Min+α
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/M1)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、非対角に位置する2つの参照画素の平均との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、非対角に位置する画素値の平均との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が一定の割合で反映された、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/MA)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素と、対角に位置する参照画素の画素値との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、対角に位置する画素との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が反映された、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。また画素値の重み付けに用いる所定の画素値が対角に位置する参照画素の画素値だけのため、演算が少なくなり、演算速度が向上する。
M=Max-Min+α
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/M1)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素と、対角に位置する参照画素の画素値との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、対角に位置する画素との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が一定の割合で反映された、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。また画素値の重み付けに用いる所定の画素値が対角に位置する参照画素の画素値だけなため、演算が少なくなり、演算速度が向上する。
補間画素の画素値に不必要な情報を含まない少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像により忠実に反映しつつ、文字部の鮮明な高品位の画像を得るために、本発明では、入力された画像の当該画素(以下、元画素)間に補間する画素(以下、補間画素)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記元画素(以下、参照画素)の最近傍にある前記参照画素(以下、参照画素A)以外の前記参照画素の画素値と、第一の所定値との差及び、前記補間画素と前記各参照画素間の距離を用いて重み付けを行うことにより、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、重み付けに従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、参照画素の画素値も因子として解像度変換処理を行うことにより、ノイズとなる画像情報を含む参照画素を含まず、少ない参照画素数でも元画像の情報を忠実に反映した高品位の画像を得ることができ、参照画素Aを重視することで、文字部の鮮明な画像を得ることができる。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
前記参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/MA)
A10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/MA)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/MA)
A01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/MA)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/MA)
A11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/MA)
Z11=x1・y1
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、4点参照画素の画素値の平均との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、参照画素の傾向を表す画素値の平均に対して、差の大きな参照画素の重み付けを減らすことで、元画像の情報が反映され、最近傍参照画素である参照画素Aの画素値を重視することにより、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。
M1=Max-Min+α
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
前記参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M1)
A10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M1)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M1)
A01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M1)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M1)
A11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M1)
Z11=x1・y1
を計算し、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により前記補間画素の画素値を算出することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、4点の参照画素の画素値の平均との差と、第二の所定値として参照画素中の最大及び最小な画素値の差以上の値を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、参照画素の傾向を表す画素値の平均に対して、差の大きな参照画素の重み付けを減らすことで、画像情報を一定の割合で反映し、最近傍参照画素である参照画素Aの画素値を重視することにより、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。
前記参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/MA)
A10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/MA)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/MA)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/MA)
A01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/MA)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/MA)
A11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/MA)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/MA)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/MA)
Z11=x1・y1
を計算し、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素の画素値と、非対角に位置する2つの参照画素の平均との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、非対角に位置する画素値の平均との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が反映され、最近傍参照画素である参照画素Aの画素値を重視することにより、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。
前記参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/M1)
A10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/M1)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/M1)
A01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/M1)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/M1)
A11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/M1)
Z11=x1・y1
を算出し、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
により前記補間画素の画素値を生成することを特徴とし、従来の補間画素と参照画素の距離による因子に加えて、ノイズとなる画像情報を含まない4点の各参照画素と、対角に位置する参照画素の画素値との差と、第二の所定値として画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数を用いて算出される因子を用いて、補間処理を行うことにより、対角に位置する画素との差の少ない、つまり変化の少ない参照画素の寄与を高めることで、元画像の情報、特に画像の方向性が一定の割合で反映され、最近傍参照画素である参照画素Aの画素値を重視することにより、境界部の鮮明な高品位の画像を得ることができる。また画素値の重み付けに用いる所定の画素値が対角に位置する参照画素の画素値だけなため、演算が少なくなり、演算速度が向上する。
補間画素の画素値に不必要な情報を含まない少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像により忠実に反映し、特に文字などの画素値の差が大きな部分で、さらに鮮明な高品位の画像を得るために、本発明では、入力された画像の当該画素(以下、元画素)間に補間する画素(以下、補間画素)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記各元画素(以下、参照画素)の画素値と所定値との差及び、前記補間画素と前記各参照画素間の距離を用いて重み付けを行うことにより、前記補間画素の画素値を生成することを特徴とする補間方法、画像処理装置または画像表示装置において、少なくとも所定の重み付け因子の値の相違を大きくする処理を行うことを特徴とし、補間画素の周囲近傍に位置する複数の元画素を参照し、重み付けに従来行われていた距離因子に加えて、新たに画像情報因子を用い、さらに所定の重み付け因子の値の相違を大きくする所定の処理を行うことにより、画素値に不必要な情報を含まない少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像に忠実に反映し、特に文字などの画素値の差が大きな部分で、さらに鮮明な高品位の画像を得ることができる。
少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像により忠実に反映し、滑らかさに優れ、特に文字や図形などの境界部分が鮮明な、高品位な画像を得るために、本発明では、入力された画像の当該画素(以下、元画素)間に補間する画素(以下、補間画素)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記各元画素(以下、参照画素)の画素値と所定値との差を用いた因子(以下、画像情報因子)及び、前記補間画素と前記各参照画素間の距離を用いた因子(以下、距離因子)を用い、さらに前記距離因子及び、或いは、前記画像情報因子の値の相違を大きくする処理を行った後に規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、前記補間画素の画素値を生成する第一の補間方法を含む複数の補間方法から、所定の方法により補間方法の選択を行うことを特徴とし、重み付けに従来行われていた距離因子に加えて、画像情報因子を用い、さらに距離因子及び、或いは、画像情報因子の値の相違を大きくする処理を行った後に規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、前記補間画素の画素値を生成する第一の補間方法の特徴である、文字や図形などの境界部分の鮮明さと滑らかさを得る部分に用い、そうでない部分に関して特徴を持つ第一の補間方法以外の補間方法(以下、他の補間方法)で処理することにより、少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像に忠実に反映し、滑らかさに優れ、特に文字や図形などの部分が鮮明な高品位の画像を生成することができ、高品位画像の表示ができる画像処理装置または画像表示装置を実現することができる。
本発明では、入力された画像の当該画素(以下、元画素と記す)間に補間する画素(以下、補間画素と記す)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記各元画素(以下、参照画素と記す)の画素値と所定値との差を用いた因子(以下、画像情報因子と記す)及び、前記補間画素と前記各参照画素間の距離を用いた因子(以下、距離因子と記す)により重み付けを行うことで、前記補間画素の画素値を生成する第一の補間方法と、最近傍補間法を所定の方法により選択して用いる。
前記所定の範囲は、前記補間画素の最近傍の参照画素と他の参照画素の画素値の差を用いて決定される値である。
前記所定の範囲は、前記参照画素値の最大の差を用いて決定される値である。
本発明の画像処理装置または画像表示装置は、少なくとも入力された画像の解像度を検出する解像度検出手段と、上記したいずれかの補間方法を行う解像度変換手段を有する。
本発明の画像表示装置は少なくとも画像表示手段と、上記した画像処理装置を有する。
(1)重み付けに距離因子に加えて、画像情報因子を用いた第一の補間方法は、非常に滑らかな画像になるという長所を有し、最近傍補間法は画像データの保存性に優れるという長所を有する。所定の方法により補間方法を選択して用いることにより、各補間方法の長所を併せ持つ、少ない参照画素数でも、元画像の情報を補間後の画像に忠実に反映し、滑らかさに優れ、特に文字や図形などの部分が鮮明な高品位の画像を生成することができる。
図1は、本発明を説明する上での画素の位置と距離を模式的に示したものであり、画素が二次元格子状に配列され、補間画素の画素値を算出するために、4点の参照画素を用いたものを例として示すが、本発明はこれに限定されない。
M=Max-Min
ここで、Mの値により異なる処理を行う(ステップ104)。処理が異なる算出された値Mが0、つまり4点の参照画素の画素値が等しい場合には、何れかの参照画素の画素値を補間画素の画素値とする処理を行い(ステップ108)、補間画素の画素値bを算出する。a00を使用したとすると、
b=a00
となる。置換えを行うことで、重み付けによる補間演算を行わずに済むことから、処理速度が向上する。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
実施例1では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/255)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/255)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/255)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/255)
実施例2では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
本実施例は、図1、図3を用いる。本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素と参照画素と非対角に位置する2点の参照画素の画素値の平均との差と、画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数である256を用いる実施例3(斜め線を考慮した実施例)と、最大画素値Maxと最小画素値Minの差以上の値であるMを用いる実施例4の2例を示す。ここで、参照画素の位置関係を図1で示すと、参照画素A00の位置から非対角位置にある参照画素はA10とA01という位置関係になる。
M1=Max-Min+1
実施例3では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/256)
実施例4では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/M1)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
本実施例においても図1、図3を用いる。本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素と対角に位置する参照画素の画素値の差と、画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数である256を用いる実施例5(斜め線を考慮した実施例)と、最大画素値Maxと最小画素値Minの差以上の値であるM1を用いる実施例6の2例を示す。ここで、参照画素の位置関係を図1で示すと、参照画素A00の位置から対角の位置にある参照画素はA11という位置関係になる。
M1=Max-Min+1
実施例5では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/256)
実施例6では、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/M1)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/M1)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/M1)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/M1)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
近年、会議等に用いられる画像表示装置が多くなってきたが、これらの場合には文字,グラフ,表等を表示する比率が高く、文字は滑らかで且つ鮮明なものが好まれる傾向がある。この点、線形補間法や標本化関数補間法やスプライン補間法等の方法は、文字の様な極端な境界での画素値の変化があるものでは、画像にボケが生じ、鮮明さが劣ることになる。
本実施例は、図1、図3を用いる。本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素と参照画素の画素値の平均との差と、画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数である255を用いる実施例7と、最大画素値Maxと最小画素値Minの差以上の値であるMを用いる実施例8の2例を示す。
M=Max-Min
ここで、Mの値により異なる処理を行う(ステップ404)。処理が異なる算出された値Mが0、つまり4点の参照画素の画素値が等しい場合には、何れかの参照画素の画素値を補間画素の画素値とする処理を行い(ステップ409)、補間画素の画素値bを算出する。a00を使用したとすると、
b=a00
となる。置換えを行うことで、重み付けによる補間演算を行わずに済むことから、処理速度が向上する。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
実施例7では、
・参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/255)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/255)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/255)
・参照画素AがA10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/255)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/255)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/255)
・参照画素AがA01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/255)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/255)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/255)
・参照画素AがA11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/255)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/255)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/255)
Z11=x1・y1
実施例8では、
・参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M)
・参照画素AがA10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M)
・参照画素AがA01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-AVE|/M)
・参照画素AがA11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=x1・y2・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=x2・y1・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=x1・y1
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
本実施例は、図1、図3を用いる。本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素と参照画素と非対角に位置する2点の参照画素の画素値平均との差と、画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数である256を用いる例を示す。ここで、参照画素の位置関係を図1で示すと、参照画素A00の位置から非対角位置にある参照画素はA10とA01という位置関係になる。
・参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/256)
・参照画素AがA10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/256)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/256)
・参照画素AがA01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/256)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-(a10+a01)/2|/256)
・参照画素AがA11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-(a10+a01)/2|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-(a00+a11)/2|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-(a00+a11)/2|/256)
Z11=x1・y1
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
本実施例は、図1、図3を用いる。本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素と対角に位置する参照画素の画素値の差と、画素値の用いることが可能な最大画素値以上の任意の定数である256を用いる例を示す。ここで、参照画素の位置関係を図1で示すと、参照画素A00の位置から対角の位置にある参照画素はA11という位置関係になる。
・参照画素AがA00の場合、
Z00=x2・y2
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/256)
・参照画素AがA10の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/256)
Z10=x1・y2
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/256)
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/256)
・参照画素AがA01の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/256)
Z01=x2・y1
Z11=x1・y1・(1-|a11-a00|/256)
・参照画素AがA11の場合、
Z00=x2・y2・(1-|a00-a11|/256)
Z10=x1・y2・(1-|a10-a01|/256)
Z01=x2・y1・(1-|a01-a10|/256)
Z11=x1・y1
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
上記した実施例では、従来の画素間の距離因子による重み付けに、画像情報の因子を加えることで、文字等の鮮明さや滑らかさを向上させた。
M=Max-Min
ここで、Mの値により異なる処理を行う(ステップ604、704)。算出された値Mが0、つまり4点の参照画素の画素値が等しい場合には、何れかの参照画素の画素値を補間画素の画素値とする処理(ステップ608、711)を行い、補間画素の画素値bを算出する。a00を使用したとすると、
b=a00
となる。置換えを行うことで、重み付けによる補間演算を行わずに済むことから、処理速度が向上する。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
以上、ここまでの処理は以下に示す実施例に共通のものであり、以下、各実施例を説明する。
図12において、各参照画素と補間画素の距離と、各参照画素の画素値と、参照画素の画素値の平均(AVE)との差を用いて、Z00,Z10,Z01,Z11の値を下記の式を用いて算出する(ステップ606)。
Z00=(x2・y2)n・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=(x1・y2)n・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=(x2・y1)n・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=(x1・y1)n・(1-|a11-AVE|/M)
距離因子である式の前半をn乗にすることにより、距離因子の値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図12において、各参照画素と補間画素の距離と、各参照画素の画素値と、参照画素の画素値の平均(AVE)との差を用いて、Z00,Z10,Z01,Z11の値を下記の式を用いて算出する(ステップ606)。
Z00=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)n
Z10=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)n
Z01=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)n
Z11=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)n
画像情報因子である式の後半部分をn乗にすることにより、画像情報因子の値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図12において、各参照画素と補間画素の距離と、各参照画素の画素値と、参照画素の画素値の平均(AVE)との差を用いて、Z00,Z10,Z01,Z11の値を下記の式を用いて算出する(ステップ606)。
Z00=(x2・y2)n・(1-|a00-AVE|/M)p
Z10=(x1・y2)n・(1-|a10-AVE|/M)p
Z01=(x2・y1)n・(1-|a01-AVE|/M)p
Z11=(x1・y1)n・(1-|a11-AVE|/M)p
本実施例では、nとpの値は等しいため、Z00,Z10,Z01,Z11は下記の式になる。
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より算出された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図14において、各参照画素と補間画素の距離と、各参照画素の画素値と、参照画素の画素値の平均(AVE)との差を用いて、Z00’,Z10’,Z01’,Z11’の値を下記の式を用いて算出する(ステップ706)。
Z00'=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)
Z10'=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)
Z01'=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)
Z11'=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)
次にZ00’,Z10’,Z01’,Z11’の値(参照値)より因子差拡大テーブル部11のテーブルを読出し(ステップ707)、参照値毎に対応する読出した値ADを各参照値に乗算し、Z00,Z10,Z01,Z11の値を算出する(ステップ708)。ADの値は、参照値の相違を大きくするために、参照値間の差の割合を乗算後の値間の割合が拡大するように定められる。例えば、参照値が1の場合AD=2とすると乗算後の値は2になり、参照値の2倍の値になる。参照値が2の場合には乗算後の値の割合が同等とするにはAD=2、拡大するためには乗算後の値が4を上回る必要があるので、AD>2となる。このようにして、参照値とADの値の関係を様々に設定することにより、画像に与える効果を調節することができる。所定の重み付け因子の値の相違を大きくすることを含む処理をテーブルから読出した値の乗算処理にすることにより、n乗にする場合に比較して、n>2の場合には乗算数が減ることで、処理速度が速くなるとともに、演算回路の規模が小さくなる。本実施例では、参照値にADの値を乗算しているが、参照値を距離因子や画像情報因子とし、参照値とした因子にADを乗算し、Z00,Z10,Z01,Z11の値を算出する等の方法もある。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図14において、各参照画素と補間画素の距離と、各参照画素の画素値と、参照画素の画素値の平均(AVE)との差を用いて、Z00’,Z10’,Z01’,Z11’の値を下記の式を用いて算出する(ステップ706)。
Z00'=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)
Z10'=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)
Z01'=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)
Z11'=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
上記した実施例では、従来の画素間の距離因子による重み付けに、画像情報の因子を加えることで、文字等の鮮明さや滑らかさを向上させた。また実施例11〜15では、実施例1〜6の重み付け因子の値の相違を大きくする処理を行った後に規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、特に文字などの画素値の差が大きな部分のさらに鮮明な高品位の画像を実現した。しかし、実施例11〜15では、自然画などの画像における滑らかさと、文字や図形などの画像における鮮明さの両立は実現できなかった。
本実施例においては、選択する補間方法が二つの場合を示すが、補間方法の数はこれに限定されるものではない。また、本実施例では、画素値をRGB各々0〜255の数値で表し、参照画素の画素値と参照画素の画素値の平均との差と、最大画素値Maxと最小画素値Minの差以上の値であるMを用る例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
M=Max-Min
ここで、Mの値により異なる処理を行う(ステップ804、904、1004、1104、1204、1304)。Mが0、つまり4点の参照画素の画素値が等しい場合には、何れかの参照画素の画素値を補間画素の画素値とする処理(ステップ810、910、1010、1110,1210、1312)を行い、補間画素の画素値bを生成する。a00を使用したとすると、
b=a00
となる。置換えを行うことで、重み付けによる補間処理を行わずに済むことから、処理速度が向上する。
図16において、Mの値と第一の所定値Eの値を比較することにより補間方法を選択する(ステップ805)。M<Eの時は線形補間法、M≧Eの時は第一の補間方法を用いる。第一の補間方法は、特に文字や図形などの境界部分のような、参照画素値の差が大きな部分において、鮮明な画像を得られることが特徴である。線形補間法は、自然画などの参照画素値の差が小さな部分において、滑らかな画像を得られることが特徴である。つまり両補間方法の長所を生かした高品質の画像を得るために、基準として所定値Eを定め、補間方法の選択を行う。4点の参照画素値の差がE以上の場合には、文字や図形などの境界部分と判断し、鮮明な画像を得られる第一の補間方法を用い、E未満の場合には、自然画などの参照画素値の差が小さな部分で、滑らかな画像を得られる線形補間方法を用いる。
Z00=(x2・y2)
Z10=(x1・y2)
Z01=(x2・y1)
Z11=(x1・y1)
M≧Eの場合は、4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ807)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
M<Eの場合は、Z00+Z10+Z01+Z11=1のため規格化は必要なく
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)
M≧Eの場合は、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図17において、各参照画素の画素値a00,a01,a10,a11を最大の画素値Maxと最小の画素値Minと比較し、a00,a01,a10,a11のいずれかが、MaxでもMinない値を有するかにより補間方法を選択する(ステップ905)。有する場合は線形補間法を用い、無い場合には第一の補間方法を用いる。つまり参照画素値が2値をとる場合には、文字や図形などの境界部分と判断し、そのような場合に長所を発揮する、鮮明な画像が得られる第一の補間方法を用い、それ以外の場合は、境界部分ではないと判断し、滑らかな画像を得られる線形補間方法を用いる。
Z00=(x2・y2)
Z10=(x1・y2)
Z01=(x2・y1)
Z11=(x1・y1)
無い場合は、4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ907)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
有する場合は、Z00+Z10+Z01+Z11=1のため規格は必要なく
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)
無い場合は、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図18において、画素値の取り得る範囲を定めるための値S(S>2)とMを用いて、範囲を決定する。
M1=M/S
また、M1は定数を用いてもよい。前者は、参照画素の状況により範囲が変動し、後者は参照画素の状況によらず一定な補間方法選択のための範囲となる(ステップ1005)。
Z00=(x2・y2)
Z10=(x1・y2)
Z01=(x2・y1)
Z11=(x1・y1)
全ての画素値が範囲内の場合は、4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1007)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)
全ての画素値が範囲内の場合は、
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図19において、4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1105)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Mの値と第一の所定値Eの値を比較することにより補間方法を選択する(ステップ1106)。M<Eの時は、画像情報因子及び、距離因子を用いて規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、補間画素の画素値を生成する補間方法(以下、第二の補間方法とする)、M≧Eの時は第一の補間方法を用いる。
M<Eの場合は(ステップ1108)
Z00=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)
M≧Eの場合は(ステップ1107)、
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図20において、4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1205)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
各参照画素の画素値a00,a01,a10,a11と最大の画素値Maxと最小の画素値Minを比較し、a00,a01,a10,a11のいずれかが、MaxでもMinない値を有するかにより補間方法を選択する(ステップ1206)。有する場合は画像情報因子及び、距離因子を用いて規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、補間画素の画素値を生成する補間方法、無い場合には第一の補間方法を用いる。つまり参照画素値が2値をとる場合には、文字や図形などの境界部分と判断し、そのような場合に長所を発揮する、鮮明な画像が得られる第一の補間方法を用い、それ以外の場合は、境界部分ではないと判断し、滑らかな画像を得られる第二の補間方法を用いる。
有する場合は(ステップ1208)
Z00=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)
無い場合は(ステップ1207)、
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図21において、Mが0以外のとき(ステップ1304)、画素値の取り得る範囲を定めるための値S(S>2)とMを用いて、範囲を決定する。
M1=M/S
また、M1は定数を用いてもよい。前者は、参照画素の状況により範囲が変動し、後者は参照画素の状況によらず一定な補間方法選択のための範囲となる(ステップ1305)。
Z00=(x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=(x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=(x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=(x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M)
全ての画素値が範囲内の場合は、各参照画素と補間画素の距離を用いてZ00,Z10,Z01,Z11の値を下記の式を用いて生成する(ステップ1308)。
Z00=((x2・y2)・(1-|a00-AVE|/M))n
Z10=((x1・y2)・(1-|a10-AVE|/M))n
Z01=((x2・y1)・(1-|a01-AVE|/M))n
Z11=((x1・y1)・(1-|a11-AVE|/M))n
距離因子と画像情報因子の両方を含む式をn乗にすることにより、距離因子と画像情報因子双方の関係より生成された値の相違を大きくする。この時のnは1以上の数値である。
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
ところで、近年では会議等に用いられる画像表示装置が多くなってきた。これらには文字を表示する比率が高く、文字は滑らかで鮮明なものが好まれる傾向がある。この点から線形補間法、標本化関数補間法やスプライン補間法等の方法は、文字の様な極端な境界での画素値の変化があるものでは、画像にボケが生じ、鮮明さが劣るとともに、滑らかさでも物足りないものになる。これを解決する為に、上記した実施例1〜10では、従来の画素間の距離因子による重み付けに、画像情報の因子を加えることで、文字等の鮮明さや滑らかさを向上させた。また上記した実施例11〜15では、実施例1〜6の重み付け因子の値の相違を大きくする処理を行った後に規格化を行い、それにより重み付けを行うことで、特に文字などの画素値の差が大きな部分のさらに鮮明な高品位の画像を実現した。しかし、実施例11〜15では自然画などの画像における実施例1〜6の滑らかさと、文字や図形などの画像における実施例11〜15の鮮明さの両立は実現できなかった。
第2の目的は、最近傍補間法と実施例16〜21の補間方法の長所を生かすことによる、滑らかでジャギーがなく、画像データの保存性の向上による画像の鮮明な画像を得る為の、補間方法の選択方法を提供する。
第3の目的は、文字や図形等の一定範囲の画素値の連続する部分にグラデーションなどの画素値の変化がある画像が隣接する部分の鮮明さを向上させる補間方法の選択方法を提供する。
第4の目的は、元画像を解像度変換し、元画像の情報を補間後の画像により忠実に反映した、滑らかさに優れ、特に文字や図形などの部分の鮮明な、高品位の画像データを出力することができる画像処理装置を安いコストで実現する。
第5の目的は、元画像を解像度変換し、元画像の情報を補間後の画像により忠実に反映した、滑らかさに優れ、特に文字や図形などの部分が鮮明な高品位の画像を表示することができる画像表示装置を安いコストで実現する。
本実施例においては、選択する補間方法が二つの場合を示すが、補間方法の数はこれに限定されるものではない。
図1と図23は、本実施例を説明する上での画素の位置と距離を模式的に示したものである。図1は既に説明したものと同様であるので、その説明を省略する。図23は、補間画素Bと参照画素A00との座標間距離をL00、参照画素A10との座標間距離をL10、参照画素A01との座標間距離をL01、参照画素A11との座標間距離をL11とする。
図3は本実施例の画像処理装置を含む画像表示装置のブロック図であり、図24〜27は実施例22〜25の補間方法の処理に関する流れを表したフローチャートである
画像処理装置9では、入力された画像データを解像度検出部2において、入力された画像データを制御信号としてクロック、水平同期信号、垂直同期信号を使用し、その解像度を判定する。一般的には入力画像の解像度は幾つかに特定できるため、数種類の解像度に対応する座標割付けを座標テーブル部3にルックアップテーブル(LUT)として格納されており、解像度を元にどのLUTを使用するかを選択する。また解像度検出部2において判定した解像度を元に、座標割付け処理部を設けて座標割付け処理を行い、LUTを生成する方法にすると、如何なる入力画像の解像度にも対応が可能となる。出力画像は一般的に定まっていることが多く、予め解像度に対応する座標割付けをLUTとして格納されている。また定まっていない場合には、複数のLUTを持つ方法や、解像度に応じて座標割付け処理部を設けて座標割付け処理を行い、LUTを生成する方法などがある。入力された画像データをそのまま処理する方法や、画素、ライン、フレーム等の単位で一旦、入力データ記憶部4に格納する方法がある。本例では後者を示す。補間画素を処理する為には、画素間距離や参照画素を特定し、画素値を用いて補間処理部5で補間処理を行う。その為には、補間画素と参照画素の座標のLUTから、参照画素を特定し、画素間距離を出し、画素値を入力データ記憶部3より読み出す。それらより距離因子や画像情報因子を生成し、さらに距離因子及び、或いは、画像情報因子の値の相違を大きくする処理を行い、これらを元に補間処理部5で補間画素の画素値を算する処理を繰り返すことにより、解像度変換された出力画像データが生成される。第一の補間方法は前記のように処理される。他の補間方法も前記ブロック内で処理を行う。補間方法の選択は、本実施例では補間処理部5内で行われる。勿論、補間処理部5内に含まず、他に補間方法を選択するブロックを用意しても機能上、同様の処理を行うことができる。補間処理部5で処理された補間画素の画素値は、そのまま出力してもよいが、ここでは一時出力データ記憶部7に格納し、所定の単位毎に出力される。出力された出力画像データは表示部8により、解像度変換された画像を表示する。
次に各参照画素と補間画素の距離を用いて座標間距離L00,L10,L01,L11の値を下記の式を用いて生成する(ステップ1403)。
L00=(x1・y1)
L10=(x2・y1)
L01=(x1・y2)
L11=(x2・y2)
以上、ここまでは以下に示す実施例に共通のものであり、以下に実施例22〜25を示す。
図24は、実施例22の補間方法の処理フローチャートを示す。図24において、座標間距離の一番短い参照画素の画素値と、水平・垂直方向に隣接する参照画素の画素値を比較し(ステップ1404)、少なくともどちらかの画素値と等しい場合には、座標間距離の一番短い参照画素の画素値を補間画素の画素値bとする最近傍補間法を行う(ステップ1405)。図23の場合、参照画素A11の画素値と参照画素A01,A10の画素値を比較し、a11=a01か、a11=a10の場合には、b=a11とすることとなる。
それ以外の場合には、第一の補間方法を用いる為、4点の参照画素の画素値中、最大の画素値Maxと最小の画素値Minを求め(ステップ1406)、その差に正の所定値αを加えた値Mを算出する(ステップ1407)。最大,最小の画素値は、画素値の比較等の方法で求める。
M=Max-Min+α
4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1408)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=L11・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=L01・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=L10・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=L00・(1-|a11-AVE|/M)
次に、各参照画素の画素値とZ00,Z10,Z01,Z11の値を用いて、各参照画素の重み付けを行い、補間画素の画素値bを生成する(ステップ1410)。
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図25は、実施例23の補間方法の処理フローチャートを示す。図25において、補間画素との座標間距離が最近傍に位置する参照画素の画素値を元にした所定の範囲の値と、水平・垂直方向に隣接する参照画素の画素値を比較し(ステップ1504)、少なくともどちらかの画素値が、最近傍の画素値から所定の範囲内の値を有する場合は、補間画素との座標間距離が最近傍に位置する参照画素の画素値を補間画素の画素値bとする最近傍補間法を行う(ステップ1505)。図23の場合、a11より値の大きい方の幅をβ、小さい方の幅をγとすると、参照画素A11の画素値と参照画素A01,A10の画素値を比較し、a11+β≧a01≧a11−γか、a11+β≧a10≧a11−γの場合には、b=a11となる。β,γは予め定められた0以上の数。この時、所定の範囲であるβ+γの値は、参照画素が取り得る最大の値の50%以下なるように定める。図29(h)はこの値を50%以上にした場合の例である(図29(e)の画像を実施例23の補間方法によって、範囲を画素値の取り得る値の50%を超える範囲にして解像度変換した画像)。所定の範囲が広くなり過ぎると、自然画などの画素値の変化の少ない部分や、右下のグレーの三角形の斜め部分は、最近傍補間法が用いられることによりジャギーが発生し、結果として画質が低下している。
M=Max-Min+α
4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1508)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=L11・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=L01・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=L10・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=L00・(1-|a11-AVE|/M)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
よって、このような補間方法の使い分けにより、滑らかでジャギーがなく、鮮明さに優れる画像を得ることができる。
図26は、実施例24の補間方法の処理フローチャートを示す。図26において、4点の参照画素の画素値中、最大の画素値Maxと最小の画素値Minを求め(ステップ1604)、その差Dを求める(ステップ1605)。
D=Max-Min
またDは、補間画素との座標間距離が最近傍に位置する参照画素の画素値と、それ以外の参照画素の画素値の最大の差を用いて求める方法もある。図23の場合には|a11−a10|,|a11−a01|,|a11−a00|の最大値をDとする。後者の方が参照画素値の状況をより反映することができ、前者の方が演算処理数が少ないという長所がある。
β=D/E
γ=D/F
とする。E,Fは2以上の数。
これを用いて、補間画素との座標間距離が最近傍に位置する参照画素の画素値を元にした所定の範囲の値と、水平・垂直方向に隣接する参照画素の画素値を比較し(ステップ1607)、少なくともどちらかの画素値が、所定の範囲内の値を有する場合は、補間画素との座標間距離が最近傍に位置する参照画素の画素値を補間画素の画素値bとする最近傍補間法を行う(ステップ1608)。図23の場合、参照画素A11の画素値と参照画素A01,A10の画素値を比較し、a11+β≧a01≧a11−γか、a11+β≧a10≧a11−γの場合には、b=a11となる。
M=D+α
4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1610)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=L11・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=L01・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=L10・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=L00・(1-|a11-AVE|/M)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
図27は、実施例25の補間方法の処理フローチャートを示す。図27において、4点の参照画素の画素値中、最大の画素値Maxと最小の画素値Minを求め(ステップ1704)、その差Dを求める(ステップ1705)。
D=Max-Min
β=D/E
γ=D/F
とする。E,Fは2以上の数。
M=D+α
4点参照画素の画素値の平均(AVE)を求める(ステップ1711)。
AVE=(a00+a01+a10+a11)/4
Z00=L11・(1-|a00-AVE|/M)
Z10=L01・(1-|a10-AVE|/M)
Z01=L10・(1-|a01-AVE|/M)
Z11=L00・(1-|a11-AVE|/M)
b=(Z00・a00+Z10・a10+Z01・a01+Z11・a11)/(Z00+Z10+Z01+Z11)
因みに、各参照画素の重み付けは、A00がZ00/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A10がZ10/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A01がZ01/(Z00+Z10+Z01+Z11)、A11がZ11/(Z00+Z10+Z01+Z11)である。
2 解像度検出部
3 座標テーブル部
4 入力データ記憶部
5 補間処理部
6 補間データ記憶部
7 出力データ記憶部
8 表示部
9 画像処理装置
10 画像表示装置
11 因子差拡大テーブル部
Claims (7)
- 入力された画像の当該画素(以下、元画素)間に補間する画素(以下、補間画素)を生成する解像度変換の補間方法において、少なくとも前記補間画素の近傍に位置する複数の前記元画素を参照し、参照する前記元画素(以下、参照画素)のうち、補間画素の最近傍にある前記参照画素(以下、参照画素A)については、補間画素と参照画素Aとの距離のみを用いた重みを設定し、前記参照画素A以外の参照画素については、当該参照画素の画素値と第一の所定値との差、および、補間画素と当該参照画素間の距離の両方を用いた重みを設定することにより、前記補間画素の画素値を生成し、前記第一の所定値は、前記参照画素の画素値の平均であることを特徴とする解像度変換の補間方法。
- 前記参照画素A以外の前記参照画素の画素値を用いた重み付けは、前記参照画素の画素値と前記第一の所定値の差をそれより大きな第二の所定値で規格化した値を用い、前記第二の所定値は、画素値としてとりうる最大値(最大画素値)以上の任意の定数であることを特徴とする請求項1記載の解像度変換の補間方法。
- 前記補間画素を生成するために参照する前記参照画素の画素値が全て同一である場合、前記参照画素中の画素値を前記補間画素の画素値とする処理を行うことを特徴とする請求項1記載の解像度変換の補間方法。
- 少なくとも入力された画像の解像度を検出する解像度検出手段と、請求項1〜3のいずれか1項に記載の補間方法を行う解像度変換手段を有することを特徴とする画像処理装置。
- 少なくとも画像表示手段と、請求項4記載の画像処理装置を有することを特徴とする画像表示装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の解像度変換の補間方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の解像度変換の補間方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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