JPH0951429A - 画像データ補間演算方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最近傍補間を行う画像データの補間演算方法
および装置において、最近傍補間により得られる画像の
鮮鋭度を維持しつつ、原画像と同様に濃度の変化が滑ら
かな補間画像を得る。 【解決手段】 最近傍補間演算による補間係数ＢijとCu
bic スプライン補間演算による補間係数Ｃijとを、補間
画素と補間画素の近傍の原画素のうち、この補間画素に
最も近い位置にある原画素との距離が大きいほど単調減
少する重み付け係数ｗを用いて下記式にしたがって、新
たな補間係数Ａijを算出し、この新たな補間係数Ａijと
画像データ記憶装置22から入力された１次画像データＳ
org とに基づいて、補間画素とこの補間画素に最も近い
位置にある原画素との距離の大きさに応じた所望の鮮鋭
度の補間画像を得る。 Ａij＝ｗ・Ｂij＋（１−ｗ）・Ｃij

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像データの補間演
算方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、放射線写真フイルムに記録さ
れた放射線画像を光電的に読み取って画像信号を得、こ
の画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記
録することが種々の分野で行われている。たとえば、後
の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低い
Ｘ線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線画像
が記録されたフィルムからＸ線画像を読み取って電気信
号に変換し、この電気信号（画像信号）に画像処理を施
した後、コピー写真等に可視像として再生することによ
り、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質性能
の良好な再生画像を得ることが行われている（特公昭61
-5193 号参照）。

【０００３】また本願出願人により、放射線（Ｘ線，α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射すると、こ
の放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等
の励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝
尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用し
て、人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の
蓄積性蛍光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレー
ザー光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得
られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、
この画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光
材料等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる
放射線画像記録再生システムがすでに提案されている
（特開昭55-12429号，同56-11395号，同55-163472 号，
同56-104645号，同55- 116340号等）。このシステム
は、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較
して極めて広い放射線露出域にわたって画像を記録し得
るという実用的な利点を有している。

【０００４】上記のように画像信号を得てこの画像信号
に基づいて可視画像を再生するシステムにおいて、その
可視画像のうち観察対象となる関心領域をより詳細に観
察したいとき、その領域を拡大して再生することがあ
る。この拡大画像は、原画像を読み取って得られた原画
像データに対して所定の補間演算を施して原画像データ
数とは異なるデータ数の２次的な画像データである補間
画像データを求め、この補間画像データに基づいた可視
画像の再生を行うことによって得ることができる。

【０００５】ところで、画像入出力装置の構成のし易さ
の観点から一般的に用いられている、各画像データを担
持する画素が所定の間隔で縦横方向に正方形格子状に配
列されて画像を形成するようにしたものにおいては、上
記画像の拡大処理における補間演算は、その補間画像デ
ータを、補間して新たに設定しようとする画素（補間画
素）の近傍４点の原画素における原画像データを線形補
間することによって行っている。

【０００６】例えば、図６（Ａ）に示すように、正方形
格子状に配列された原画像の原画素Ｐ（○記号が記され
た点）について、その原画素Ｐが配列された間隔とは異
なる間隔で配列される補間画素Ｐ′（×記号が記された
点）の補間画像データを求めようとするときは、例えば
補間画素Ｐ′₀ の補間画像データについては以下の手順
によって求める。

【０００７】補間画素Ｐ′₀ を囲む近傍４点の原画像の
原画素Ｐ_A 、Ｐ_B 、Ｐ_C 、Ｐ_D の画像データＳ_A 、
Ｓ_B 、Ｓ_C 、Ｓ_D を用いる。

【０００８】ここで原画素Ｐ_A 〜Ｐ_B 間、Ｐ_C 〜Ｐ
_D 間、Ｐ_A 〜Ｐ_C 間、Ｐ_B 〜Ｐ_D 間のピッチをそれぞれ
１とし、補間画素Ｐ′₀ の、原画素Ｐ_A （Ｐ_C ）からの
ｘ軸方向（横方向）の距離がＴｘ（図６（Ｂ）参照）、
原画素Ｐ_A （Ｐ_B ）からのｙ軸方向（縦方向）の距離が
Ｔｙである場合、まず補間画素Ｐ′₀ のｘ軸方向の位置
に対応する補間画素Ｐ′ｍ、Ｐ′ｎの補間画像データ
Ｓ′ｍ、Ｓ′ｎを、下記の式の線形補間の演算により求
める。

【０００９】Ｓ′ｍ＝（１−Ｔｘ）Ｓ_A ＋ＴｘＳ_B Ｓ′ｎ＝（１−Ｔｘ）Ｓ_C ＋ＴｘＳ_D 次いで、補間画素Ｐ′₀ のｙ軸方向について補間画像デ
ータＳ′ｍ、Ｓ′ｎを用いた下記の式の線形補間の演算
を行って、補間画像データＳ′₀ を求める。

【００１０】Ｓ′₀ ＝（１−Ｔｙ）Ｓ′ｍ＋ＴｙＳ′ｎ 以上の演算を他の補間画素Ｐ′についても同様に適用し
て、各補間画像データＳ′を求めることができる。

【００１１】また、画像データの補間方法としては、上
述した線形補間による方法の他、２次あるいは３次のス
プライン補間関数を用いる方法など種々の方法が提案さ
れている。例えば、３次のスプライン補間関数を用いる
Cubic スプライン補間演算は、元のサンプリング点（画
素）を通ることと、その第１階微分係数が各区間間で連
続することが必要とされており、この条件に基づいて補
間画素近傍４点の原画像の画素に乗じる補間係数を算出
し、この補間係数を補間画素近傍４点の原画像の画素に
乗じて補間画像データを得る方法である。このCubic ス
プライン補間演算は、比較的鮮鋭度の高いシャープな２
次画像（補間により得られる画像）を再生するためのも
のである。また、Cubic スプライン補間演算に対して比
較的鮮鋭度の低い滑らかな２次画像を再生するための補
間画像データを得るＢスプライン補間演算も知られてい
る。このように２次画像を高い鮮鋭度でシャープに再生
したい場合は、Cubic スプライン補間演算を用い、低い
鮮鋭度で滑らかに再生したい場合はＢスプライン補間演
算を用いればよい。

【００１２】また、他の補間方法として最近傍補間（リ
プリケーション）なる方法が提案されている。この最近
傍補間なる方法は、補間画素における補間データとして
この補間画素に最も近い位置にある原画素の画像データ
の値をそのまま用いるものである。すなわち、図７に示
すように黒丸で表す原画素Ｐ_A 〜Ｐ_D を囲む四角形Ｋ_A
〜Ｋ_D のうち、四角形Ｋ_A 内に補間画素Ｐ′が存在する
場合は、その補間画素Ｐ′における補間画像データとし
て原画素Ｐ_A における原画像データの値をそのまま用い
るものである。この最近傍補間に基づいて画像データの
補間を行うことにより、非常に鮮鋭度が高く、また画像
にオーバーシュートやアンダーシュートが発生すること
が無くなるため、非常に良好な補間画像を得ることがで
きる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た最近傍補間による方法においては、補間画素が原画素
に近い位置にあるほど、鮮鋭度の高い補間画像を得るこ
とができるが、補間画素が格子状に配列されている各原
画素の中間地点に位置すると、補間画素の近傍の原画素
が画像上のエッジ部を表すものである場合、補間画像に
おけるエッジ部が原画素とずれた位置に発生してしま
う。このため、補間画像において原画像と異なる位置に
エッジが現れたり、原画像において濃度が滑らかに変化
していた部分が、補間画像において滑らかでなくなって
しまったり、また文字の太さが急激に変化したりする等
して得られる補間画像が原画像と比較して不自然なもの
となってしまう。

【００１４】本発明は上記事情に鑑み、最近傍補間によ
り得られる画像の鮮鋭度を維持しつつ、原画像と同様の
補間画像を得ることができる画像データの補間演算方法
および装置を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による画像データ
補間演算方法および装置は、画像を表す原画素のそれぞ
れについての画素値を表す多数の原画像データＹijにつ
いて、最近傍補間に基づく前記各原画像データＹijごと
の対応する補間係数Ｂij、および他の所定の補間に基づ
く前記各原画像データＹijごとの対応する補間係数Ｃij
を求め、該各補間係数を下記式（１）に示すように重み
付け係数ｗにより重み付け線形結合することにより得ら
れた新たな補間係数Ａijに基づく補間関数ｈによる式
（２）にしたがった補間演算を行って、前記原画素とは
間隔の異なる補間画素における補間画像データを求める
画像データの補間演算方法であって、 Ａij＝ｗ・Ｂij＋（１−ｗ）・Ｃij （１） ｈ＝ΣＡij・Ｙij （２） 前記画像上の前記補間画素と該補間画素に最も近い原画
素との距離を算出し、該距離が大きいほど前記重み付け
係数ｗの値が小さくなるように該重み付け係数ｗを補正
することを特徴とするものである。

【００１６】ここで、他の所定の補間とは、上述した線
形補間、Cubic スプライン補間、Ｂスプライン補間など
の最近傍補間と比較して、得られる画像の鮮鋭度が低い
滑らかな補間を行うことができる補間方法を言うもので
ある。

【００１７】

【発明の効果】本発明による画像データの補間演算方法
および装置は、画像を表す多数の原画像データに対し
て、最近傍補間にに基づく補間係数と、他の滑らかな補
間画像を得ることができる補間にに基づく他の補間係数
との、各画像データごとの対応する補間係数同士につい
て線形結合して新たな補間係数を求める際に、補間画素
とこの補間画素に最も近い位置にある原画素（最近傍原
画素）との距離に応じて重み付けを変化するようにした
ものである。すなわち、補間画素と最近傍原画素との距
離が比較的大きい場合は、滑らかな補間画像を得ること
ができるよう他の補間係数の重み付けを大きくし、補間
画素と最近傍原画素との距離が比較的小さい場合は、鮮
鋭度の高い補間画像を得ることができるよう最近傍補間
による補間係数の重み付けを大きくするようにしたもの
である。

【００１８】このため、補間画素が原画素の中間位置に
存在する場合は滑らかな補間による補間係数により多く
の重み付けがなされた補間が行われ、補間画素が原画素
により近い位置に存在する場合は、最近傍補間による補
間係数により多くの重み付けがなされた補間が行われる
こととなる。したがって、最近傍補間のみにより補間を
行うものと比較して、補間画素が原画素の中間点近傍に
ある場合でも、原画像において濃度が滑らかに変化して
いた部分は原画像と同様に滑らかに変化することとなる
ため、補間画像において原画像と異なる部分にエッジが
現れたり、濃度が突然変化したり、文字の太さが急激に
変化したり等することが無くなる。また、他の滑らかな
補間画像を得る補間のみを行うものと比較して、エッジ
部分については最近傍補間による補間係数の重み付けが
なされることにより、原画像と同様の鮮鋭度を維持する
ことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。

【００２０】図１は本発明の画像データの補間演算方法
を実施するための具体的な補間演算装置１を内包する画
像再生システムを示す概略ブロック図である。図示の画
像再生システムは、画像を表す画像データを記憶した画
像データ記憶装置22と、所定の再生フォーマットに適合
するように画像データ記憶装置22に記憶された画像デー
タ（以下、１次画像データまたは原画像データという）
Ｓorg に対して補間演算を行う補間演算装置１と、補間
演算装置１において補間演算がなされた所望とする拡大
率の画像を再生するＣＲＴやプリンタ等の再生装置23と
を備えた構成である。

【００２１】ここで本実施の形態に使用される１次画像
データＳorg は、等間隔の周期でサンプリングされた一
方向に配列されたサンプリング点（画素）Ｘ_k-2 ，Ｘ
_k-1 ，Ｘ_k ，Ｘ_k+1 ，Ｘ_k+2 ，…に対応したデジタル画
像データＹ_k-2 ，Ｙ_k-1 ，Ｙ_k，Ｙ_k+1 ，Ｙ_k+2 ，…で
ある。

【００２２】補間演算装置１は、補間画素と原画素のう
ちこの補間画素に最も近い位置にある最近傍原画素との
距離Ｌを算出する距離算出手段２と、この距離算出手段
２において算出された距離Ｌの大きさに応じて変化す
る、後述する補間係数を線形結合する際の重み付け係数
ｗを記憶した重み付けテーブル記憶手段３と、オリジナ
ルのサンプリング点Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 間に設けられた補間点
Ｘ_p の第１の２次画像データＹ_p1を表す最近傍補間にお
ける各原画像データＹ_k-1 、Ｙ_k 、Ｙ_k+1 、Ｙ_k+2 にそ
れぞれ対応する補間係数ｂ_k-1 、ｂ_k 、ｂ_k+1 、ｂ_k+2
を記憶した最近傍補間係数記憶手段４と、オリジナルの
サンプリング点Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 間に設けられた補間点Ｘ_p
の第１の２次画像データＹ_p １を表す３次のCubic スプ
ライン補間演算式（３）における各原画像データ
Ｙ_k-1 、Ｙ_k 、Ｙ_k+1 、Ｙ_k+2 にそれぞれ対応する補間
係数ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ_k+1 、ｃ_k+2 を、下記にそれぞれ
示すものとして記憶したCubic スプライン補間係数記憶
手段５と、 Ｙ_p １＝ｃ_k-1 Ｙ_k-1 ＋ｃ_k Ｙ_k ＋ｃ_k+1 Ｙ_k+1 ＋ｃ_k+2 Ｙ_k+2 （３） ｃ_k-1 ＝（−ｔ³ ＋２ｔ² −ｔ）／２ ｃ_k ＝（３ｔ³ −５ｔ² ＋２）／２ ｃ_k+1 ＝（−３ｔ³ ＋４ｔ² ＋ｔ）／２ ｃ_k+2 ＝（ｔ³ −ｔ² ）／２ （ただし、ｔ（０≦ｔ≦１）は格子間隔を１とし、画素
Ｘ_k を基準としたときの補間点Ｘ_p の画素Ｘ_k+1 方向へ
の位置を示す。） 最近傍補間係数記憶手段４に記憶された補間係数（以下
最近傍補間係数という）と、Cubic スプライン補間係数
記憶手段５に記憶された補間係数（以下、Cubic スプラ
イン補間係数という）を、次式（４）〜（７）にしたが
って、原画像データＹ_k-1 、Ｙ_k 、Ｙ_k+1 、Ｙ_k+2 に対
応するごとに、重み付けテーブル記憶手段３を参照する
ことにより得られる重み付け係数ｗにより重み付けして
加算する補間係数演算手段６と、 ａ_k-1 ＝ｗｂ＋（１−ｗ）ｃ_k-1 （４） ａ_k ＝ｗｂ_k ＋（１−ｗ）ｃ_k （５） ａ_k+1 ＝ｗｂ_k+1 ＋（１−ｗ）ｃ_k+1 （６） ａ_k+2 ＝ｗｂ_k+2 ＋（１−ｗ）ｃ_k+2 （７） 予め、下記式（８）の３次のスプライン補間関数演算式
を記憶し、補間係数演算手段６により求められた重み付
け係数ｗに応じた補間係数ａ_k-1 、ａ_k 、ａ_k+1 、ａ
_k+2 および原画像データＹ_k-1 、Ｙ_k 、Ｙ_k+1 、Ｙ_k+2
に基づいて、補間点Ｘ_p の補間画像データＹ_p を式
（８）にしたがって求める補間演算手段７とを備えた構
成である。

【００２３】 Ｙ_p ＝ａ_k-1 Ｙ_k-1 ＋ａ_k Ｙ_k ＋ａ_k+1 Ｙ_k+1 ＋ａ_k+2 Ｙ_k+2 （８） なお、記憶手段４、５に記憶された補間係数ｂ_k-1 、ｂ
_k 、ｂ_k+1 、ｂ_k+2 、ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ_k+1 、ｃ
_k+2 は、予め以下のアルゴリズムにより求められたもの
である。すなわち、最近傍補間の補間係数は図２に示す
ように、補間画素Ｐ′の近傍の４点の原画素Ｐ_A 〜Ｐ_D
と、この補間画素Ｐ′との距離を算出し、この距離が最
も小さい最近傍原画素Ｐ_A における補間係数の値を１と
し、その他の原画素Ｐ_B 〜Ｐ_D の補間係数の値を０とす
るものである。

【００２４】また、Cubic スプライン補間係数について
は以下のようにして求める。

【００２５】なお、本実施の形態において得られる原画
像データは正方形格子状に配列されているが、ここでは
説明のため１次元状に並べられた原画像データを例に挙
げて説明する。

【００２６】原画像からデジタル的に読み取って得られ
た、連続する画素Ｘ_k-2 ，Ｘ_k-1 ，Ｘ_k ，Ｘ_k+1 ，Ｘ
_k+2 ，…の原画像データを図３に示すようにそれぞれＹ
_k-2 ，Ｙ_k-1 ，Ｙ_k ，Ｙ_k+1 ，Ｙ_k+2 ，…とする。ここ
で、３次のスプライン補間関数は、各区間Ｘ_k-2 〜Ｘ
_k-1 ，Ｘ_k-1 〜Ｘ_k ，Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 ，Ｘ_k+1 〜Ｘ_k+2 ご
とにそれぞれ設定され、各区間に対応するスプライン補
間関数をｆ_k-2 ，ｆ_k-1 ，ｆ_k ，ｆ_k+1 ，ｆ_k+2 とす
る。この補間関数はいずれも各区間の位置を変数とする
３次関数である。

【００２７】ここでまず、補間しようとする点（以下、
補間点という）Ｘ_p が区間Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 の範囲にある場
合について説明する。なお、区間Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 に対応す
るスプライン補間関数ｆ_k は下記の式（９）で表され
る。

【００２８】 ｆ_k （ｘ）＝Ａ_k ｘ³ ＋Ｂ_k ｘ² ＋Ｃ_k ｘ＋Ｄ_k （９） Cubic スプライン補間演算においては、スプライン補間
関数ｆ_k は元のサンプリング点（画素）を通ることと、
その第１階微分係数が各区間間で連続することが必要と
され、これらの条件から下記の式（10）〜（13）を満た
す必要がある。

【００２９】 ｆ_k （Ｘ_k ）＝Ｙ_k （10） ｆ_k （Ｘ_k+1 ）＝Ｙ_k+1 （11） ｆ_k ′（Ｘ_k ）＝ｆ_k-1 ′（Ｘ_k ） （12） ｆ_k ′（Ｘ_k+1 ）＝ｆ_k+1 ′（Ｘ_k+1 ） （13） なお、ｆ_k ′は関数ｆ_k の第１階微分（３Ａ_k ｘ² ＋２
Ｂ_k ｘ＋Ｃ_k ）を表すものである。

【００３０】またCubic スプライン補間演算において
は、画素Ｘ_k における第１階微分係数が、その画素Ｘ_k
の前後の画素であるＸ_k-1 とＸ_k+1 とについて、これら
の原画像データＹ_k-1 、Ｙ_k+1 の勾配（Ｙ_k+1 −
Ｙ_k-1 ）／（Ｘ_k+1 −Ｘ_k-1 ）に一致することが条件で
あるから、下記の式（14）を満たす必要がある。

【００３１】 ｆ_k ′（Ｘ_k ）＝（Ｙ_k+1 −Ｙ_k-1 ）／（Ｘ_k+1 −Ｘ_k-1 ） （14） 同様に、画素Ｘ_k+1 における第１階微分係数が、その画
素Ｘ_k+1 の前後の画素であるＸ_k とＸ_k+2 とについて、
これらの原画像データＹ_k 、Ｙ_k+2 の勾配（Ｙ_k+2 −Ｙ
_k ）／（Ｘ_k+2 −Ｘ_k ）に一致することが条件であるか
ら、下記の式（15）を満たす必要がある。

【００３２】 ｆ_k ′（Ｘ_k+1 ）＝（Ｙ_k+2 −Ｙ_k ）／（Ｘ_k+2 −Ｘ_k ） （15） ここで、各区間Ｘ_k-2 〜Ｘ_k-1 ，Ｘ_k-1 〜Ｘ_k ，Ｘ_k 〜
Ｘ_k+1 ，Ｘ_k+1 〜Ｘ_k+2 の間隔（格子間隔という）を１
とし、画素Ｘ_k からの画素Ｘ_k+1 方向への補間点Ｘ_p の
位置をｔ（０≦ｔ≦１）とすれば、式（９）〜（12）お
よび（14）、（15）より、 ｆ_k （０）＝Ｄ_k ＝Ｙ_k ｆ_k （１）＝Ａ_k ＋Ｂ_k ＋Ｃ_k ＋Ｄ_k ＝Ｙ_k+1 ｆ_k ′（０）＝Ｃ_k ＝（Ｙ_k+1 −Ｙ_k-1 ）／２ ｆ_k ′（１）＝３Ａ_k ＋２Ｂ_k ＋Ｃ_k ＝（Ｙ_k+2 −
Ｙ_k ）／２ したがって、 Ａ_k ＝（Ｙ_k+2 −３Ｙ_k+1 ＋３Ｙ_k −Ｙ_k-1 ）／２ Ｂ_k ＝（−Ｙ_k+2 ＋４Ｙ_k+1 −５Ｙ_k ＋２Ｙ_k-1 ）／２ Ｃ_k ＝（Ｙ_k+1 −Ｙ_k-1 ）／２ Ｄ_k ＝Ｙ_k なお、スプライン補間関数ｆ_k （ｘ）は上述の通り、Ｘ
＝ｔなる変数変換をしているため、 ｆ_k （ｘ）＝ｆ_k （ｔ） となる。よって、補間点Ｘ_p における補間画像データＹ
_p は、 Ｙ_p ＝ｆ_k （ｔ）＝Ａ_k ｔ³ ＋Ｂ_k ｔ² ＋Ｃ_k ｔ＋Ｄ_k （16） で表すことができる。ここで上記各係数Ａ_k ，Ｂ_k ，Ｃ
_k ，Ｄ_k を式（16）に代入すると、 Ｙ_p ＝｛（Ｙ_k+2 −３Ｙ_k+1 ＋３Ｙ_k −Ｙ_k-1 ）／２｝
ｔ³ ＋｛（−Ｙ_k+2 ＋４Ｙ_k+1 −５Ｙ_k ＋２Ｙ_k-1 ）／
２｝ｔ² ＋｛（Ｙ_k+1 −Ｙ_k-1 ）／２｝ｔ＋Ｙ_k となり、これを原画像データＹ_k-1 ，Ｙ_k ，Ｙ_k+1 ，Ｙ
_k+2 について整理すると、下記の式（17）で表すことが
できる。

【００３３】 Ｙ_p ＝｛（−ｔ³ ＋２ｔ² −ｔ）／２｝Ｙ_k-1 ＋｛（３ｔ³ −５ｔ² ＋２）／２｝Ｙ_k ＋｛（−３ｔ³ ＋４ｔ² ＋ｔ）／２｝Ｙ_k+1 ＋｛（ｔ³ −ｔ² ）／２｝Ｙ_k+2 （17） と表すことができる。

【００３４】ここで、原画像データＹ_k-1 ，Ｙ_k ，Ｙ
_k+1 ，Ｙ_k+2 の各係数が補間係数ｃ_{k- 1} 、ｃ_k 、
ｃ_k+1 、ｃ_k+2 となる。すなわち、式（17）における原
画像データＹ_k-1 ，Ｙ_k ，Ｙ_k+1 ，Ｙ_k+2 にそれぞれ対
応する補間係数ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ_k+1、ｃ_k+2 は、 ｃ_k-1 ＝（−ｔ³ ＋２ｔ² −ｔ）／２ ｃ_k ＝（３ｔ³ −５ｔ² ＋２）／２ ｃ_k+1 ＝（−３ｔ³ ＋４ｔ² ＋ｔ）／２ ｃ_k+2 ＝（ｔ³ −ｔ² ）／２ となる。

【００３５】以上の演算を各区間Ｘ_k-2 〜Ｘ_k-1 ，Ｘ
_k-1 〜Ｘ_k ，Ｘ_k 〜Ｘ_k+1 ，Ｘ_k+1 〜Ｘ_k+2 について繰
り返すことにより、原画像データの全体についての補間
係数を求めることができる。

【００３６】また、実際の画像は画素が２次元に配列さ
れて形成されるため、上記補間係数ａ_k-1 、ａ_k 、ａ
_k+1 、ａ_k+2 は、画像を構成する画素の互いに異なる２
つの配列方向（ｉ方向、ｊ方向とする）ごとに求められ
るものであり、そのように求められたものを、補間係数
Ａijと表記し、同様に最近傍補間係数ｂ_k-1 、ｂ_k 、ｂ
_k+1 、ｂ_k+2 のｉ方向およびｊ方向ごとに求められるも
のをＢij、Cubic スプライン補間係数ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ
_k+1 、ｃ_k+2 のｉ方向およびｊ方向ごとに求められるも
のをＣijと表記する。

【００３７】さらに、補間係数演算手段６が予め前記式
（４）〜（７）を記憶しておくことによって、最近傍補
間係数記憶手段４およびCubic スプライン補間係数記憶
手段５に代えることもできる。

【００３８】次に、本実施の形態の画像再生システムの
作用について説明する。

【００３９】まず、補間演算装置１は画像データ記憶装
置22に予め記憶されている１次画像データＳorg を読み
出す。また補間演算装置１は、図示しない他の入力手段
から入力された拡大倍率に応じた拡大画像を表す２次画
像データを得るために、この読み出された１次画像デー
タＳorg を補間演算装置１に入力する。

【００４０】補間演算装置１に入力された１次画像デー
タＳorg は、距離算出手段２および補間演算手段７に入
力される。

【００４１】なお、距離算出手段２においては、上述し
た図２に示すように、補間画素Ｐ′と最近傍原画素Ｐ_A
との距離Ｌ_A が算出される。

【００４２】また上記重み付け係数ｗは補間画素と最近
傍原画素との距離Ｌの大きさに基づく関数であり、距離
Ｌの大きさと重み付け係数ｗの大きさとの関係を表す重
み付けテーブル記憶手段３に記憶された重み付けテーブ
ルは図４に示すように、距離Ｌの大きさが増加するにつ
れて単調減少する関数となっている。すなわち、距離Ｌ
が０の時に最大値１となり、補間画素と最近傍原画素と
の距離の最大値√２／２の時に最小値０となるものであ
る。なお図４の重み付けテーブルの横軸の単位は原画素
間の距離を１として設定している。

【００４３】一方、Cubic スプライン補間係数記憶手段
５は、図示しない入力手段から入力された拡大倍率に応
じた各補間係数におけるｔの値を設定する。例えば２倍
の拡大率が入力された場合は、ｔの値として0.5 および
22が設定され、４倍の場合は0.25,0.5,0.75,1.0 の各値
が設定され、10倍の場合は0.1,0.2,…,1.0の各値がｔの
値として設定される。このようにして設定されたｔの値
ごとのCubic スプライン補間係数は補間係数演算手段６
に入力される。

【００４４】補間係数演算手段６は、入力されたｔの値
ごとのCubic スプライン補間係数および最近傍補間係数
と、重み付けテーブル記憶手段３とを参照することによ
り得られる重み付け係数ｗに基づいて、重み付け係数ｗ
の値に応じた新たな補間係数ａ_k-1 、ａ_k 、ａ_k+1 、ａ
_k+2 を式（４）〜（７）にしたがって算出する。

【００４５】すなわち、距離Ｌが大きいほど図４に示す
重み付けテーブルにおける重み付け係数ｗは小さくなる
ため、式（４）〜（７）におけるCubic スプライン補間
係数ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ_k+1 、ｃ_k+2 に乗じられる係数は
大きくなり、最近傍補間係数ｂ_k-1 、ｂ_k 、ｂ_k+1 、ｂ
_k+2 に乗じられる係数は小さくなる。逆に、距離Ｌが小
さいほど重み付けテーブルにおける重み付け係数ｗは大
きくなるため、式（４）〜（７）におけるCubic スプラ
イン補間係数ｃ_k-1 、ｃ_k 、ｃ_k+1 、ｃ_k+2 に乗じられ
る係数は小さくなり、最近傍補間係数ｂ_k-1 、ｂ_k 、ｂ
_k+1 、ｂ_k+2 に乗じられる係数は大きくなる。

【００４６】そしてこのようにして算出された新たな補
間係数ａ_k-1 、ａ_k 、ａ_k+1 、ａ_k+2 は、補間演算手段
７に入力される。

【００４７】補間演算手段７は、補間係数演算手段６か
ら入力された補間係数ａ_k-1 、ａ_k、ａ_k+1 、ａ_k+2 と
画像データ記憶装置22から入力された原画像データＹ
_k-1 、Ｙ_k 、Ｙ_k+1 、Ｙ_k+2 とに基づいて、記憶された
式（８）の３次のスプライン補間関数演算式にしたがっ
て、補間点Ｘ_p の補間画像データＹ_p を算出する。

【００４８】このようにして得られたすべての補間点の
補間画像データＳ′は再生装置23に出力される。再生装
置23は入力された補間画像データＳ′に基づいた画像を
可視画像として再生する。この再生された可視画像は、
補間画素とこの補間画素に最も近い位置にある原画素と
の距離Ｌが大きい、すなわち、補間画素が原画素同士の
中間位置に存在する場合は、Cubic スプライン補間係数
の重み付けを大きくして補間がなされ、補間画素が原画
素の近傍に存在する場合は、最近傍補間係数により補間
がなされることとなる。このように補間画素とこの補間
画素に最も近い位置に存在する原画素との距離に応じ
て、最近傍補間係数とCubic スプライン補間係数との重
み付けを変更して補間画像データを求めるようにしたた
め、最近傍補間のみにより補間を行うものと比較して、
補間画素が原画素の中間点近傍にある場合でも、原画像
において濃度が滑らかに変化していた部分は原画像と同
様に滑らかに変化することとなるため、補間画像におい
て濃度が突然変化したり、文字の太さが急激に変化した
り等することが無くなる。また、他の滑らかな補間画像
を得る補間のみを行うものと比較して、エッジ部分につ
いては最近傍補間による補間係数が重み付けされること
により、原画像と同様の鮮鋭度を維持することができ
る。

【００４９】なお、上述した実施の形態においては、最
近傍補間係数とCubic スプライン補間係数とを線形結合
して最終的な補間係数を求めるようにしているが、最近
傍補間係数以外の補間係数はCubic スプライン補間係数
に限定されるものではなく、Ｂスプライン補間係数や２
次の線形補間係数（バイリニア）を用いるようにしても
よい。

【００５０】さらに、上述した式（14）、（15）にパラ
メータｋを付加した下記の式（14′）、（15′）におい
て、パラメータｋの値を種々変更してより鮮鋭度の高い
補間画像を得ることができるが、このような場合は、比
較的鮮鋭度の高い放射線画像を得る補間係数として式
（14′）、（15′）に基づくCubic スプライン補間係数
を用いるようにしてもよい。

【００５１】 ｆ_k ′（Ｘ_k ）＝ｋ（Ｙ_k+1 −Ｙ_k-1 ）／（Ｘ_k+1 −Ｘ_k-1 ） （14′） ｆ_k ′（Ｘ_k+1 ）＝ｋ（Ｙ_k+2 −Ｙ_k ）／（Ｘ_k+2 −Ｘ_k ） （15′） なお、本実施の形態の画像再生システムで用いられる補
間演算装置１は、画像データ記憶装置22に予め記憶され
た１次画像データを用いるものについて説明したが、本
発明の補間演算装置はこれに限るものではなく、例えば
図５に示すような画像読取装置により読み取って得られ
た、画像を表す画像データを用いるものであってもよ
い。

【００５２】すなわち、図５に示すように、放射線画像
読取装置は、例えばＸ線等の放射線が人体等の被写体を
介して照射されることによりこの被写体の透過放射線画
像情報を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10は、エンド
レスベルト等のシート搬送手段11により、副走査のため
に矢印Ｙ方向に搬送される。半導体レーザ等の励起光源
12から射出された励起光（読取光）としてのレーザビー
ム13は、高速回転する回転多面鏡14によって反射偏向さ
れ、通常ｆ・θレンズからなる走査レンズ18によって集
束され、ミラー19で反射して蓄積性蛍光体シート10上を
上記副走査方向Ｙと略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。

【００５３】こうしてレーザビーム13が照射されたシー
ト10の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報
に応じた光量の輝尽発光光15が発散され、この輝尽発光
光15は集光体16によって集光され、光検出器としてのフ
ォトマルチプライヤー（光電子増倍管）17によって光電
的に検出される。

【００５４】上記集光体16はアクリル板等の導光性材料
を成形して作られたものであり、直線状をなす入射端面
16ａが蓄積性蛍光体シート10上のビーム走査線に沿って
延びるように配され、円環状に形成された出射端面16ｂ
に上記フォトマルチプライヤー17の受光面が結合されて
いる。上記入射端面16ａから集光体16内に入射した輝尽
発光光15は、該集光体16の内部を全反射を繰り返して進
み、出射端面16ｂから出射してフォトマルチプライヤー
17に受光され、前記放射線画像情報を担持する輝尽発光
光15の光量がこのフォトマルチプライヤー17によって検
出される。

【００５５】フォトマルチプライヤー17のアナログ出力
信号（画像信号）Ｓは対数増幅器20によって増幅され、
Ａ／Ｄ変換器21において所定の収録スケールファクター
でデジタル化される。こうして得られた、２次元画像を
担持するデジタルの原画像データは、補間演算装置１に
入力される。

【００５６】このように本発明の補間演算装置１に使用
される１次画像データは、画像データ記憶装置22に予め
記憶されたものであってもよいし、図５に示すような画
像読取装置により読み取って得られたものであってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像データの補間演算方法を実施する
ための補間演算装置を内包する画像再生システムを示す
概略ブロック図

【図２】補間画素と原画素との距離の算出を説明するた
めの図

【図３】等間隔の周期でサンプリングされた一方向に配
列されたサンプリング点（画素）の原画像データからCu
bic スプライン補間演算により補間画像データを求める
作用を説明するグラフ

【図４】重み付けテーブルを示す図

【図５】放射線画像読取装置を示す図

【図６】原画像データを構成する画素と補間画像データ
を構成する画素とを示す図

【図７】最近傍補間を説明するための図

【符号の説明】

１ 補間演算装置 ２ 距離算出手段 ３ 重み付けテーブル記憶手段 ４ 最近傍補間係数記憶手段 ５ Cubic スプライン補間係数記憶手段 ６ 補間係数演算手段 ７ 補間演算手段 22 画像データ記憶装置 23 再生装置 Ｓorg １次画像データ（原画像データ） Ｓ′ ２次画像データ（補間画像データ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表す原画素のそれぞれについての
   画素値を表す多数の原画像データＹijについて、最近傍
   補間に基づく前記各原画像データＹijごとの対応する補
   間係数Ｂij、および他の所定の補間に基づく前記各原画
   像データＹijごとの対応する補間係数Ｃijを求め、該各
   補間係数を下記式（１）に示すように重み付け係数ｗに
   より重み付け線形結合することにより得られた新たな補
   間係数Ａijに基づく補間関数ｈによる式（２）にしたが
   った補間演算を行って、前記原画素とは間隔の異なる補
   間画素における補間画像データを求める画像データの補
   間演算方法であって、 Ａij＝ｗ・Ｂij＋（１−ｗ）・Ｃij （１） ｈ＝ΣＡij・Ｙij （２） 前記画像上の前記補間画素と該補間画素に最も近い原画
   素との距離を算出し、 該距離が大きいほど前記重み付け係数ｗの値が小さくな
   るように該重み付け係数ｗを補正することを特徴とする
   画像データの補間演算方法。
2. 【請求項２】 画像を表す原画素のそれぞれについての
   画素値を表す多数の原画像データＹijについて、最近傍
   補間に基づく前記各原画像データＹijごとの対応する補
   間係数Ｂij、および他の所定の補間に基づく前記各原画
   像データＹijごとの対応する補間係数Ｃijを求め、該各
   補間係数を下記式（１）に示すように重み付け係数ｗに
   より重み付け線形結合することにより得られた新たな補
   間係数Ａijに基づく補間関数ｈによる式（２）にしたが
   った補間演算を行って、前記原画素とは間隔の異なる補
   間画素における補間画像データを求める画像データの補
   間演算装置であって、 Ａij＝ｗ・Ｂij＋（１−ｗ）・Ｃij （１） ｈ＝ΣＡij・Ｙij （２） 前記画像上の前記補間画素と該補間画素に最も近い原画
   素との距離を算出する距離算出手段と、 該距離が大きいほど前記重み付け係数ｗの値が小さくな
   るように該重み付け係数ｗを補正する補正手段とからな
   ることを特徴とする画像データの補間演算装置。