JPH07262351A - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は上述した従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、カラー画像を拡大しても、色ずれを起
こさず、良好な出力画像を得ることを可能にする。 【構成】 Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー画像データを入力する
と、それを色空間信号であるＹ，Ｕ，Ｖに変換する。こ
の変換された信号のうち、Ｙ（輝度）信号の高解像度変
換処理（拡大処理）を輝度情報作成部１０２で行う。色
差情報作成部１０３では、輝度情報作成部１０２から出
力されてきた高解像度変換後の輝度信号Ｙを入力し、変
換前の輝度信号のどの位置に相当するかを判断する。変
換前の輝度信号の位置が判明すると、その位置に対応す
るＵ，Ｖ信号を選択し、高解像度変換後のＵ，Ｖ信号と
して、先に高解像度化された輝度信号とともに変換回路
１０４に出力する。変換回路１０４では、与えられた
Ｙ，Ｕ，Ｖを出力対象装置に合致した信号、例えば、
Ｒ，Ｇ，Ｂに変換し、出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置及びその制
御方法、詳しくは、カラー画像を拡大或は高解像度化す
る画像処理装置及びその制御方法に関するものである。

【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としては、対象とな
る画像の種類（例えば、各画素ごとに階調情報の持つ多
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。

【０００３】本発明は各画素ごとに階調情報の持つ自然
画像等の多値画像を主な対象にしているのであるが、従
来の内挿方法は、図５に示した様な、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や、図６に示した
様な、内挿点（補間画素）とそれを囲む４点（４点の画
素値をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする）までの距離により、以下
の演算によって内挿する画素値Ｅを決定する共１時内挿
法等が一般的に用いられている。

【０００４】 Ｅ＝(1-i)・(1-j)・A+i・(1-j)・B+j・(1-i)・C+i・j・D （但し、画素間距離を１とした場合に、内挿する画素は
画素Ａから横方向にｉ、縦方向にｊの距離の位置にある
とする（従って、ｉ≦１、ｊ≦１）。

【０００５】

【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。

【０００６】内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最
近内挿方法は、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
クごと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する。

【０００７】次に内挿点を囲む４点の距離によって計算
される共１次内挿方法は、自然画像の拡大には一般的に
よく用いられている方法であるのだが、この手法では、
平均化され、スムージングのかかった画質になり、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
るぼけのために、大切な情報が受け手に伝わらないこと
もある。

【０００８】そこで、本願発明者は、別件の特許出願
（特願平６−４４２４号）として以下のような提案をし
た。以下、簡単に説明する。

【０００９】多値画像（例えば８階調の画像）が与えら
れた場合、各々の階調値毎に入力多値画像を分離させる
（物理的に分離することのみを意味するものではな
い）。例えば、階調値として“５”の画像を分離させた
とする。この場合、この画像（階調値“５”の画像）の
中の或る画素を注目し、その注目画素とその周りの上下
左右の４つ（或は斜め方向を含めて８つ）の画素の値が
同じ場合には、注目画素を処理の対象外とし、以下、注
目画素位置をずらすことで、同様の処理を繰り返してい
く。この結果、最終的に階調値“５”のエッジのみが残
ることになる。そして、そのエッジの微小部分を着目
し、その部分が予め決められたパターンのどれに相当す
るかを判断し、そのエッジの特徴点を該当するパターン
に基づいて見つけていく。こうして、全ての特徴点が見
つけ出されると、個々の特徴点を結ぶベクトルを抽出す
る。全てのベクトルが抽出されたら、そのベクトルに基
づいて拡大率（或は解像度比＝出力解像度／入力解像
度）に基づいて補正し、その補正後のベクトルに従って
輪郭を描画し、その内部を階調値“５”で塗り潰す。

【００１０】以上の処理を分離した各階調値毎に行い、
各々の階調値に基づいて生成された塗り潰し画像を結合
（或は合成）して、最終的な拡大或は高解像度の画像を
生成する。

【００１１】しかし、かかる手法をカラー画像等に応用
すると、各色成分ごとに推測作成するエッジが微妙に異
なる場合が発生し、最終画像で色ずれが発生してしまう
という問題がある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、カラー画像を拡大
しても、色ずれを起こさず、良好な出力画像を得ること
を可能にする画像処理装置及びその制御方法を提供しよ
うとするものである。

【００１３】この課題を解決するため、本発明の画像処
理装置は以下の構成を備える。すなわち、カラー画像デ
ータを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置であっ
て、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づ
く拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段
と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号
に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段と
を備える。

【００１４】また、本発明の画像処理装置の制御方法は
以下の工程を備える。すなわち、カラー画像データを拡
大、或は、高解像度化する画像処理装置の制御方法であ
って、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基
づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程
と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号
に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程と
を備える。

【００１５】

【作用】かかる本発明の構成或は工程において、カラー
画像を拡大或は高解像度化する場合、与えられたカラー
画像データの１つの所定の色成分信号に基づく拡大処理
を施す。そして、他の色成分の拡大は独立して行うので
はなく、既に拡大した所定色成分を考慮しながら、処理
を進めていく。これによって、拡大後のカラー画像にい
ろずれが起こることがなくなる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例
を詳細に説明する。

【００１７】本発明の画像処理装置は、主としてカラー
プリンタ等の画像出力装置内部に具備することが効果的
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として内蔵する
ことも可能である。つまり、スキャナ等で入力したカラ
ー画像を拡大し（或いは高解像度化し）、それを表示す
る場合にも適応できる。

【００１８】図１は本発明の第１の実施例を表す全体図
である。図中、１０１は色変換手段を示している。例え
ば入力したＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブル
ー）の信号から、他の色空間、例えばＹ（輝度），Ｕ，
Ｖ（色差）の空間に変換する。この変換手段は演算によ
るものでもよいし、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）を
利用したＬＵＴ（ルックアップテーブル）でもよい（こ
の場合には変換速度が高速になる）。要は入力色空間よ
りも、より冗長度を減らした色空間、特に、輝度、色差
に分解した色空間への変換が好ましい。１０２は変換し
た色空間のうち最も視覚的に影響の大きい成分、例え
ば、輝度，色差に分解した場合ではＹ（輝度）プレーン
の高解像度の情報を作成する回路である。１０３は、輝
度情報作成部１０２で作成した高解像度の輝度成分の情
報と、色変換手段１０１からの低解像度の輝度・色差成
分の情報を元に高解像度の色差成分を作成する回路であ
る。そして、１０４は入力した色空間への変換、例えば
ＹＵＶよりＲＧＢへ変換する回路である。尚、この変換
回路１００４の出力対象は表示装置になるが、印刷装置
でも良い。特に、印刷装置の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂでは
なく、Ｙ，Ｍ，Ｃ（或はＵＣＲ処理を施して得られた
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が好ましい。ただし、印刷装置側に
Ｒ，Ｇ，Ｂから記録色成分への変換手段を備えているの
であれば、図示の通りであっても構わない。

【００１９】次に上記構成の動作を説明する。

【００２０】図中の変換手段１０１に低解像度のＲＧＢ
カラー画像情報が入力されると、変換手段１０１内のＲ
ＧＢ→ＹＵＶ変換回路で低解像度ＹＵＶ色空間の情報に
変換される。次にそこで変換されたＹＵＶの画像情報の
内、Ｙプレーンの画像情報を元に輝度情報作成部１０２
にて高解像度のＹプレーンの画像情報を作成する（尚、
ここで言う高解像度の度合は予めユーザによって指定さ
れている）。

【００２１】次に、色差情報作成部１０３にて、変換手
段１０１からの低解像度のＹ，Ｕ，Ｖ画像情報と、輝度
情報作成部１０２からの高解像度の画像情報に基づい
て、高解像度の色差情報を作成する。そして、輝度情報
作成部１０２、色差情報作成部１０３で作られたＹＵＶ
の高解像度の画像情報が変換部１０４に出力され、その
内部にあるＹＵＶ→ＲＧＢ変換回路によって入力色空間
である、ＲＧＢの高解像度の画像情報に変換される。

【００２２】上記輝度情報作成部１０２の構造及びその
動作を図２に基づいて説明する。

【００２３】図中、２０１は入力された低解像度の輝度
情報で、２０２は画像分割値検出回路である。画像分割
値検出回路２０２は、入力された低解像度の画像情報よ
り階調値に対する使用頻度を調べ、或る一定値以上使用
頻度が或る階調は、使われていると判断し、階調値を記
録する。ここで記録されたいくつかの階調値を参照し、
画像分割回路２０３によって分割を行う。本実施例で
は、入力した輝度情報をａ〜ｈの８つの段階に分割した
場合を挙げている。

【００２４】低解像度の輝度情報を分割した後、分割し
た画像をそれぞれ、エッジ抽出回路２０４でエッジ部分
を抽出し、代表点設定回路２０５により代表点を設定
し、ベクトル情報生成回路で輪郭ベクトルを生成する。
そして、拡大率或は解像度比率に基づいてそのベクトル
データを補正し、描画回路２０７で高解像度の輪郭を描
画すると共に、塗りつぶし回路２０８でそれぞれの輝度
階調値に従って輪郭線内部を塗りつぶしす。最後に、各
輝度階調値の高解像度塗り潰し画像を画像結合部２０９
によって結合し、高解像度の輝度画像情報を生成する。
以上により高解像度の輝度情報を作成することができ
た。

【００２５】もちろん、ここでこの様な、階調値に分割
し、輪郭情報をベクトル化する方法を用いず、低解像度
の画像情報から高解像度の画像情報を作成する他の方法
を用いても構わない。

【００２６】色差情報作成部１０３の構成及び動作を図
３に基づいて説明する。

【００２７】図中、３０１が高解像度のＹプレーンの画
像情報で、３０２はそれに対応する低解像度のＹプレー
ンの画像情報である。同輝度検索回路３０３は、高解像
度のＹプレーンの画像情報が入力されると、低解像度の
Ｙプレーンの画像情報の同じ位置と周辺を検索する。こ
こでは、注目輝度画素と周辺８ドットを用いている（合
計９ドット）。

【００２８】同輝度検索回路３０３は、この９ドットの
画素の内、階調値が一番近い画素の位置と、高解像度の
Ｙプレーンの画像情報３０１の位置を、Ｕ，Ｖ配置回路
３０６に伝える。Ｕ，Ｖ配置回路３０６は低解像度のＹ
プレーンの画像情報３０２とそれと同じ位置にある低解
像度のＵプレーンの画像情報３０４と低解像度のＶプレ
ーンの画像情報３０５の階調値を、高解像度のＹプレー
ンの画像情報３０１と同じ位置にある、高解像度のＵプ
レーンの画像情報３０８と、高解像度のＶプレーンの画
像情報３０９としてそれらの階調値を配置する。

【００２９】上記作業を高解像度のＹプレーンの画素分
を行うことによって、高解像度のＵ，Ｖプレーンの画像
情報が得られる。

【００３０】以上の結果、高解像度のＹ，Ｕ，Ｖそれぞ
れの画像情報をＹＵＶ，ＲＧＢ変換回路に送り、ＲＧＢ
の画像情報に変換することによって、拡大変倍された画
像情報となる。

【００３１】つまり、本実施例では、個々の色成分の拡
大（高解像度化）処理を独立して行うのではなく、１つ
の成分で拡大処理し、その拡大処理で得られた情報に基
づいて他の２つの色成分の値を決定するので、出力先で
カラー画像を再現させても色ずれがおきることを防止す
ることが可能になる。しかも、実施例で説明したよう
に、一番、視覚的に影響のある輝度信号をキーとして、
処理することにより、その画質は高品位とすることが可
能になる。

【００３２】以上、図１に基づく動作を説明した。望ま
しくは、輝度情報作成部１０２は図２に示すように、輝
度情報の分割〜塗り潰しにかかる処理は、各輝度階調値
毎に並列して処理することが望ましいが、各処理をソフ
ト的に順次行う例として図７に装置（或はシステム）の
具体的な構成を示す。

【００３３】図７において、１は本装置全体の制御を司
るＣＰＵ、２はＣＰＵ１を後述する処理部として機能さ
せるためのプログラムを記憶しているＲＯＭ、３はＣＰ
Ｕ１のワークエリア等に使用するＲＡＭ、４はハードデ
ィスク装置等の外部記憶装置である。５は例えば２００
ｄｐｉ程度でカラー原稿画像を読み取るイメージスキャ
ナであり、６はイメージスキャナ５から出力されてきた
カラー画像データをデジタルデータに変換し（例えば８
階調）、装置本体に取りこむ為のスキャナＩ／Ｆであ
る。７は画像データを記憶する画像メモリであり、８は
プリンタＩ／Ｆ、９はイメージデータを入力して画像を
記録するプリンタである。尚、このプリンタは６００ｄ
ｐｉの解像度（スキャナの３倍の解像度）を持ったレー
ザビームプリンタとし、説明を簡単にするため、各記録
色成分を８階調で記録することができるものとする。レ
ーザビームプリンタで多階調画像を記録する技術として
は公知のＰＷＭ（パルス幅変調）方式を採用しているも
のとし、ここでのこれ以上の説明は省略する。

【００３４】図７の動作説明を図８のフローチャートに
従って説明する。尚、同フローチャートに基づくプログ
ラムはＲＯＭ２に格納されているものである。

【００３５】先ず、ステップＳ１において、スキャナＩ
／Ｆ６を介してデジタルＲ，Ｇ，Ｂを入力し、それをＲ
ＯＭ２内に予め記憶されてるテーブルを使用すること
で、Ｙ，Ｕ，Ｖに変換し、それを画像メモリ７に格納す
る。

【００３６】次のステップＳ２では、画像メモリ７に展
開された色成分のうち、Ｙ（輝度）を着目し、上記の如
く、頻度を計算し、輝度情報をいくつかの階調値毎に分
離する。

【００３７】ステップＳ３では、１つの輝度階調値に着
目し、そのエッジを先に説明したような手順を経て、輪
郭を抽出し、そのベクトルを得る。得られた各輝度毎の
ベクトルデータは外部記憶装置４にファイルとして格納
する。こうして、全ての輝度階調値に対応するベクトル
情報の抽出が行われると、その得られたベクトルを出力
先のプリンタの解像度に合わせて（或は、拡大率に合わ
せて）補正し、輪郭の描画とその内部の該当する階調値
による塗り潰を行う（画像メモリ７は２頁分の容量を有
するものとしている）。そして、この処理を分離した各
輝度階調値毎に行う。

【００３８】処理がステップＳ４に進と、ステップＳ３
で生成された拡大画像の輝度情報に基づいて、注目輝度
情報に対する色差情報（Ｕ，Ｖ）を生成し、それを画像
メモリ７中の先に生成された拡大輝度情報に対応するよ
うに書き込む（この処理は図３で説明したとおりであ
る）。

【００３９】こうして、Ｙ，Ｕ，Ｖの各成分信号の生成
が済むと、ステップＳ５に進んで、その生成された画像
データ（Ｙ，Ｕ，Ｖ）をＲ，Ｇ，Ｂ或はＹ，Ｍ，Ｃ（或
はＢｋ）に直し、それをプリンタＩ／Ｆ８を介してプリ
ンタに出力する。

【００４０】尚、ここでは入力対象としてイメージスキ
ャナを、出力対象としてプリンタを例にしたが、これに
よって本願発明が限定されるものではない。例えば、入
力装置としてはビデオカメラや、予めその種の情報を記
憶している記憶媒体、或は回線を介して送られてくるカ
ラー画像でもよく、出力装置としては表示装置や回線で
あっても構わないからである。

【００４１】以上の結果、本実施例によれば、多値カラ
ー画像を拡大して、或は／及び解像度を高くして出力す
る場合、色ずれを起こすことなく良好な出力画像を得る
ことが可能になる。

【００４２】

【他の実施例】次に、本発明にかかわる他の実施例を示
す。

【００４３】図４は第２の実施例の全体図である。４０
１，４０８は高解像度のＹプレーンの画像情報、４０２
は低解像度のＹプレーンの画像情報、４０３は同輝度検
索回路、４０４は低解像度のＵプレーンの画像情報、４
０５が低解像度のＶプレーンの画像情報、４０６がＵ，
Ｖ加算回路、４０７がＵ，Ｖ検索回路、４０９が高解像
度のＵプレーンの画像情報、４１０が高解像度のＶプレ
ーンの画像情報である。

【００４４】先に説明した実施例（第１の実施例）と異
なっている点は、同輝度検索回路４０３で検出された位
置をＵ，Ｖ加算回路に伝えた時、Ｕ，Ｖ加算回路は、以
前に同じＹの値が登録されていない時、Ｕ，Ｖの値と比
較を行う。このとき、以前から登録されているＵ，Ｖと
今回のＵ，Ｖの値に一定の値以下の差しか認められない
場合、同じ色と判断され、この意図についてのＵ，Ｖの
平均値を再計算し再登録を行う。

【００４５】すべて登録が終わった後、Ｕ，Ｖ検索回路
に移り、高解像度のＹプレーンの画像情報４０８やＵ，
Ｖ加算回路登録した位置及びＵ，Ｖの値を用い、高解像
度のＵ，Ｖプレーンの画像情報を作り出す。

【００４６】これは、ＮＴＳＣ等のアナログで信号処理
されている画像情報をデジタルで取り込んできた場合
等、独特のにじみの様な模様が発生してしまい、特にＮ
ＴＳＣカラーペイント画像の場合、均一の色を用いた場
所であるはずの場所が、不均一になって異しまうことが
発生してしまうため、この様な処理を加えることによ
り、色が変わることを防ぐことが出来る。

【００４７】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【００４８】

【発明の効果】以上より、本発明において、低解像度の
カラー画像情報を、エッジ部や画質をぼけたものとせず
に、高解像度の情報に変換することが行えるので、高解
像度の出力装置への出力や、解像度が異なる機種間通信
において、大切な情報を、出力する装置における解像度
で出力することが可能となる。

【００４９】さらに、各色でのエッジ作成時のずれによ
る色ずれを解消し、良好な高解像度を作成することがで
きる。

【００５０】また、ＮＴＳＣ等のアナログで処理されて
いる画像情報をデジタルに取り込んだ時も良好な画質を
得ることができる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における画像処理装置のシステム
の全体図である。

【図２】図１における輝度情報作成部の構造を示す図で
ある。

【図３】図１における色差情報作成部の構造を示す図で
ある。

【図４】第２の実施例における色差情報作成部の構造を
示す図である。

【図５】従来例における解像度変換の方法を示す図であ
る。

【図６】従来例における解像度変換の方法を示す図であ
る。

【図７】第１の実施例における具体的な装置への適応し
た場合のブロック構成図である。

【図８】図７の動作を説明するためのフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１０１ 変換手段（ＲＧＢ→ＹＵＶ） １０２ 輝度情報作成部 １０３ 色差情報作成部 １０４ 変換回路（ＹＵＶ→ＲＧＢ） ２０２ 画像分割値検出回路 ２０３ 画像分割部 ２０４ エッジ抽出部 ２０５ 代表点設定部 ２０６ ベクトル情報生成部 ２０７ 描画部 ２０８ 塗りつぶし部 ２０９ 画像結合部 ３０３ 同輝度検索回路 ３０６ Ｕ，Ｖ配置回路 ４０６ Ｕ，Ｖ加算回路 ４０７ Ｕ，Ｖ検索回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０９Ｇ 5/02 Ｂ 9471−5Ｇ Ｃ 9471−5Ｇ 5/36 ５１０ Ｃ 9471−5Ｇ ５２０ Ｊ 9471−5Ｇ Ａ 9471−5Ｇ Ｈ０４Ｎ 1/393 1/46 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３１０ Ａ Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｚ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像データを拡大、或は、高解像
   度化する画像処理装置であって、 入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡
   大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段と、 拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基
   づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段と、 を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記所定の成分信号は、輝度信号である
   ことを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記第２の拡大手段は、ある一定の範囲
   内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色
   成分信号を作成する手段を有することを特徴とする請求
   項第１項に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記第１の拡大手段は、入力した所定成
   分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、
   各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞ
   れの画像を結合することを特徴とする請求項第１項に記
   載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 カラー画像データを拡大、或は、高解像
   度化する画像処理装置の制御方法であって、 入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡
   大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程と、 拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基
   づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程と、 を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
6. 【請求項６】 前記所定の成分信号は、輝度信号である
   ことを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の
   制御方法。
7. 【請求項７】 前記第２の拡大工程は、ある一定の範囲
   内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色
   成分信号を作成する工程を有することを特徴とする請求
   項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
8. 【請求項８】 前記第１の拡大工程は、入力した所定成
   分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、
   各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞ
   れの画像を結合することを特徴とする請求項第５項に記
   載の画像処理装置の制御方法。