JPH1063824A - 画像データの補間平滑化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッジ部分の補間平滑化に重点をおき、エッ
ジ以外の領域については単純な補間平滑化を採用するこ
とによって、処理時間を短縮すること。 【解決手段】 低解像度画像入力部には、低解像度画像
が入力される。エッジ抽出部は、急峻な濃度変化がある
エッジを抽出する。特徴抽出部は、エッジ抽出部によっ
て抽出されたエッジ画像から、直線や円弧といった特徴
点のパラメータを抽出する。単純補間部は、低解像度画
像上でのエッジ以外の領域に対応する高解像度画像上の
領域に対して単純な補間平滑化を行う。エッジ補間部
は、特徴点のパラメータを高解像度画像に当て嵌め、高
解像度画像のエッジ部分に階段状の濃度変化が発生しな
いように、高解像度画像におけるエッジ部分の補間を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低解像度の画像を
高解像度の出力装置に出力する場合に必要とされる画像
の補間と，それに伴う階段状の濃度変化を滑らかにする
画像データの補間平滑化装置に関するものである。出力
装置の高解像度化に伴い、取り扱う画像の解像度も高精
彩なものが多くなってきている。ところが、画像情報の
伝達や取扱には大容量の記憶装置等などが必要になって
くる。また、常に高解像度の画像が出力装置に送られて
くるわけではなく、劣化した画像に対する高い出力品質
が要求されている。このため、見た目に美しく且つメモ
リなどの資源の使用量が少なく且つ高速に補間平滑化を
行う必要がある。

【０００２】

【従来の技術】従来、低解像度の高解像度化について
は、アンチエリアシングによる階段状濃度変化部分を濃
度を変えた画素で埋めることで、視覚的に滑らかな線分
を表現している。また、同様な視覚的な平滑化として、
例えば特開昭６３−２０４３７９号公報に示されている
ように、階段状変化部分をギザつかせることによって平
滑化を行っていた。ところが、前者の方法では見た目境
界がぼやけてしまい、後者の方法では境界部分にギザつ
かせた画素が目についてしまっていた。

【０００３】一方、補間技術の方であるが、ニアレスト
ネーバー法や三次元補間法などが知られているが、処理
対象は画像全体に一様な処理が施され、処理時間と品質
が比例関係にあり、高解像度出力するためには、処理時
間がかかったり、記憶装置などの資源も多く必要となっ
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、高解像度画像の補間平滑化には処理時間と資源が多
く必要としていた。本発明は、エッジ部分の補間平滑化
に重点を置き、エッジ以外の部分については計算量や資
源をあまり必要としない補間平滑化を採用することによ
って、処理時間を軽減できる画像データの補間平滑化装
置を提供することを目的としている。

【０００５】従来の技術では、円や楕円などの二次曲線
のパラメータ抽出には高次の空間変換が必要であり、多
くの資源を必要としていた。本発明は、高次の空間変換
を行わない単純な手法によって、比較的にロバストな画
像からでも二次曲線のパラメータを求めることが出来る
画像データの補間平滑化装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】視覚的に目立ってしまうエッジ周囲の濃度
補間について、画像全体に一様に処理をしてしまうと、
この部分の品質が期待どおりでないことがある。本発明
は、エッジ部分とエッジ以外の部分に分け、エッジに直
交する画素列に対して一次元的な処理を施すことによっ
て、品質良好な高解像度画像を出力できる画像データの
補間平滑化装置を提供することを目的としている。

【０００７】エッジ直交方向のみの濃度補間では、エッ
ジ方向の濃度変化に斑が生じてしまう恐れがある。本発
明は、エッジ方向に平行な周囲の画素を考慮した濃度平
滑化を行うことにより、エッジをはっきりさせるととも
に、エッジ周囲の濃度変化を適切なものにすることが出
来る画像データの補間平滑化装置を提供することを目的
としている。

【０００８】入力画像がカラーである場合、例えば赤(R
ed) や緑(Green) ，青(Blue)などの各カラー・プレーン
毎に独立した処理を加えるのは、対象物の色相情報を取
り扱っておらず、プレーン数分の処理時間が掛かってし
まう。また、プレーンを重ね合わせた時の色が適切に再
現されない恐れがある。本発明は、色を忠実に再現でき
る画像データの補間平滑化装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の画像デ
ータの補間平滑化装置は、低解像度画像上で急峻な濃度
変化があるエッジを抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽
出部によって抽出されたエッジ画像から、直線や円弧と
いった特徴点のパラメータを抽出する特徴抽出部と、低
解像度画像でのエッジ以外の領域に対応する高解像度画
像上の領域に対して単純な補間平滑化を行う単純補間部
と、特徴抽出部によって得られた特徴点のパラメータを
高解像度画像に当て嵌め、高解像度画像のエッジ部分に
階段状の濃度変化が発生しないように、高解像度画像に
おけるエッジ部分の補間を行うエッジ補間部とを具備す
ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項１の発明では、画像上で一次元な線
を構成し、人の見た目に階段状部分が目立ってしまうエ
ッジに着目することによって、処理対象範囲を減らし、
一次元的な簡単な処理アルゴリズムによって処理時間を
軽減すると共に、高次の処理アルゴリズムに比べメモリ
などの資源の使用量も少なくて済むものである。

【００１１】請求項２の発明の画像データの補間平滑化
装置は、低解像度画像上で急峻な濃度変化があるエッジ
を抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽出部によって抽出
されたエッジ画像と低解像度入力画像とから、エッジ点
群内で隣接する同一濃度領域を分離する領域抽出部と、
領域抽出部によって抽出された各同一濃度領域からエッ
ジ上の任意の２点を結ぶ線分を抽出する線分抽出部と、
線分抽出部によって抽出された線分に直交する各直線の
交点が集積する点を求めることで円弧の中心点を求め、
求められた円弧の中心点から対象としたエッジ点までの
距離を算出することで円弧のパラメータを抽出する円弧
パラメータ抽出部と、円弧パラメータ抽出部によって抽
出された円弧のパラメータが適正であるか否かを検証す
る円弧パラメータ検証部と、円弧パラメータ検証部で適
正とされた円弧のパラメータに基づき高解像度画像領域
への補間を行う円弧補間部とを具備することを特徴とす
るものである。

【００１２】請求項２の発明では、同一濃度領域から抽
出されたエッジ画像に対して特徴抽出を行い、そのアル
ゴリズムとして任意の２点で構成される線分が用いられ
る。そのため、エッジ画像が連続していないようなロバ
ストな画像に対しても二次曲線のパラメータを容易に抽
出できるものである。さらに、対象となるものが２点で
構成される線分なので、資源の使用も大変少なくて済む
ものである。

【００１３】請求項３の発明の画像データの補間平滑化
装置は、低解像度画像上で急峻な濃度変化があるエッジ
を抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽出部によって抽出
されたエッジ画像に対し直交するエッジ直交線分上の数
画素の濃度変化を抽出するエッジ直交成分抽出部と、エ
ッジ直交成分抽出部によって抽出された濃度変化に基づ
いて濃度変化パターンを選択し、上記エッジ直交線分に
対応する高解像度画像上のエッジ直交線分上の画素列の
濃度変化が上記選択された濃度変化パターンになるよう
に、補間を行う直交濃度補間部とを具備することを特徴
とするものである。

【００１４】請求項３の発明では、エッジに直交する数
画素の変化量に基づいたパターンを当てはめることで、
高解像度画像上での濃度補間が急峻な濃度変化部分に関
してはそれを再現するパターンを当て嵌め、比較的緩や
かな変化部分についてもそのようなパターンを当て嵌め
ることで、エッジを適切に保った濃度補間が行える。ま
た、これらの処理はエッジに直交する一次元的な情報を
用いているため、メモリの使用量や処理対象範囲が低減
できると共に、処理時間も少なくて済む。

【００１５】請求項４の発明の画像データの補間平滑化
装置は、低解像度画像上で急峻な濃度変化があるエッジ
を抽出するエッジ抽出部と、エッジ抽出部によって抽出
されたエッジ画像に対し直交するエッジ直交線分上の数
画素の濃度変化を抽出するエッジ直交成分抽出部と、エ
ッジ直交成分抽出部によって抽出された濃度変化に基づ
いて濃度変化パターンを選択し、上記エッジ直交線分に
対応する高解像度画像上のエッジ直交線分上の画素列の
濃度変化が上記選択された濃度変化パターンになるよう
に、補間を行う直交濃度補間部と、直交濃度補間部によ
って補間された高解像度画像に対して、エッジに平行な
方向の濃度補正を行う平行濃度補間部とを具備すること
を特徴とするものである。

【００１６】請求項４の発明では、エッジに平行する濃
度変化についてもエッジ方向に一次元的な濃度平滑化を
行うことにより、エッジをシャープに保ちつつ隣り合う
画素間の斑を無くすことが出来る。

【００１７】請求項５の発明の画像データの補間平滑化
装置は、カラーの低解像度画像の色成分の濃度値を記憶
するカラー・プレーンの複数個と、複数のカラー・プレ
ーンを参照して、カラーの低解像度画像を色相毎に分割
する色領域分割部と、カラー・プレーン上で急峻な濃度
変化があるエッジ点を抽出するエッジ抽出部と、エッジ
抽出部によって抽出されたエッジ点から直線や円弧とい
った特徴点のパラメータを抽出する特徴抽出部と、低解
像度画像のカラー・プレーンにおけるエッジ以外の領域
に対応する高解像度画像の同一色成分のカラー・プレー
ン上の領域に対して、単純な補間平滑化を行う単純補間
部と、カラー・プレーンの特徴点のパラメータを高解像
度画像の同一色成分のカラー・プレーンに当て嵌め、高
解像度画像のカラー・プレーンにおけるエッジ部分を補
間するエッジ補間部と、エッジ抽出部によるエッジ抽出
処理，特徴抽出部による特徴点のパラメータの抽出処
理，単純補間部による単純補間処理，エッジ補間部によ
るエッジ部分の補間処理を、各カラー・プレーン毎に行
わせるための制御部と、高解像度画像の複数のカラー・
プレーンによって得られた各点の色相と，色領域分割部
によって得られる各点の色相を比較し、比較結果に応じ
て高解像度画像のカラー・プレーンの濃度値を補正する
色濃度補正部とを具備することを特徴とするものであ
る。

【００１８】請求項５の発明では、色相情報を用いるこ
とで、各カラー・プレーン毎に施された処理結果を重ね
合わせたときに色斑が生じないように、色相情報によっ
て周囲の色との色相での平滑化を行うことにより、カラ
ー画像における高解像度画像補間後の色を適切に再現で
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例のブロ
ック図である。同図において、１は低解像度画像入力
部、２はエッジ抽出部、３は特徴抽出部、４ａは単純補
間部、４ｂはエッジ補間部をそれぞれ示している。

【００２０】低解像度画像は、低解像度画像入力部１に
入力される。エッジ抽出部２は、低解像度画像上におけ
るエッジを抽出するものであり、従来から広く知られて
いるラプラシアン・オペレータとゼロ交差法によってエ
ッジ抽出を行っている。図６はエッジ断面とラプラシア
ンを示す。ラプラシアンが負に閾値以下に立ち下がって
いる部分がエッジ画素になる。図７において、４０は低
解像度画像上におけるエッジ画素を示す。即ち、図７の
例では、０行０列（最上行を０列、最左端の列を０列と
する）の画素，１行２列の画素，１行５列の画素，２行
２列の画素，２行４列の画素，３行３列の画素がエッジ
画素とされている。特徴抽出部３は、低解像度画像のエ
ッジ画素を参照して直線，円，楕円，放物線等の特徴点
を抽出する。抽出された特徴点は、単純補間部４ａ及び
エッジ補間部４ｂに送られる。

【００２１】図８は高解像度画像における階段状濃度変
化を示す図である。図７における画素の大きさをＤ×Ｄ
とするとき、図８の画素の大きさはｄ×ｄ（但し、ｄは
Ｄの１／２）とされている。図７のような場合には、特
徴抽出部３によって直線が抽出される。図８の４３，４
４は特徴抽出部３によって抽出された直線を示す。

【００２２】エッジ補間部４ｂは、直線部分４３，４４
を参照して、補間対象画素４２を見つけ出す。即ち、図
８の例では、１行２列の画素，２行１列の画素，３行４
列の画素，３行９列の画素，４行３列の画素，４行１０
列の画素，５行６列の画素，５行７列の画素，６行５列
の画素，６行８列の画素が補間対象画素となる。例え
ば、画素の濃度値が２値であり、図８のエッジ画素の値
が１であるとすると、図８の補間対象画素４２の値は１
とされる。なお、高解像度画像上におけるエッジ画素の
値は低解像度画像上のエッジ画素の値と同じである。例
えば、高解像度画像における０行０列，０行１列，１行
０列，１行１列の画素の値は低解像度画像における０行
０列の画素の値と等しくなる。

【００２３】低解像度画像上のエッジ画素点列から直
線，円，楕円，放物線ななどの特徴点を抽出し、抽出し
た直線または曲線を参照して補間対象画素を見つけ出
し、補間対象画素に適切な値を与える理由は、次の通り
である。低解像度画像から高解像度画像を生成する際
に、面積的な補間によって生じる階段状濃度変化が見た
目に気になる部分は、濃度変化が急峻なエッジ部分であ
る。従って、エッジ部分が示す直線または曲線を抽出
し、抽出された直線または曲線を含む面積部分を補間す
ることで、階段状変化を解消するものである。また、エ
ッジ部分の補間処理は、抽出された直線または曲線に関
する一次元的な処理であるため、処理も単純で処理に要
する時間も少なくて済む。

【００２４】単純補間部４ａは、エッジ部分以外の濃度
変化が緩やかな部分に対する補間を行うものである。エ
ッジ以外の濃度変化が緩やかな部分については、画像上
にぼけが生じても見た目に気になり難いため、これらの
部分に関しては、計算量の少ない単純な８近傍のウィン
ドウでの平均値を当て嵌めていくことで、処理の単純化
を図っている。すなわち、低解像度画像において対象画
素の周り８画素の値の平均値を取り、この平均値を低解
像度画像上の対象画素に対応する高解像度画像上の４個
の画素の値とする。

【００２５】図２は本発明の第２実施例のブロック図で
ある。同図において、５は低解像度画像入力部、６はエ
ッジ抽出部、７は領域抽出部、８は線分抽出部、９は特
徴分割部、１０は直線パラメータ抽出部、１１は直線パ
ラメータ検証部、１１ａは直線補間部、１２は直交直線
抽出部、１３は円弧パラメータ検証部、１４ａは円弧補
間部をそれぞれ示している。

【００２６】低解像度画像入力部５は図１の低解像度画
像入力部１と同じものであり、エッジ抽出部６は図１の
エッジ抽出部２と同じものである。

【００２７】領域抽出部７は、入力低解像度画像から得
られたエッジ領域の抽出を行うものである。画像領域全
体でエッジを抽出しただけでは、同一画像に含まれる対
象物が多い場合に、相互関係のない処理対象画像同士
で、特徴の抽出を行ってしまう恐れがある。このような
事態の発生を防止するために、領域抽出部７が設けられ
ている。領域抽出部７は、抽出されたエッジ画素点列か
ら隣接する画素間で濃度の相関が高いものでクラスタを
形成することによって、同一対象物内でエッジ群の抽出
を行っている。

【００２８】図９における処理対象画素４５〜４８は、
同一クラスタから任意に選ばれたものである。線分抽出
部８は、画素４５，４６，４７，４８などを選択し、画
素４５と４７を結ぶ線分４９，画素４６と４８を結ぶ線
分５０などを抽出するものである。図示の例では、任意
のエッジ画素を選択する際に、エッジ画素の距離が５画
素以上離れていることを基準としている。これは、あま
りに入力画像の解像度が低い場合に、この距離が短いと
適切な特徴抽出を困難にするためである。

【００２９】特徴分割部９は，線分抽出部８で得られた
線分群のパラメータから、特徴の分割を行う。この直線
の傾きの変化量が閾値以内であるならば、そのエッジ群
は直線を形成している。また、直線の傾きの変化量が閾
値以内でない場合には、形成した線分の中点から直交す
る直線を生成し、これによって生成される直線群の交点
の集積点が出来るならば、このエッジ群は円弧を形成し
ていると判断する。

【００３０】直線パラメータ抽出部１０は、特徴分割部
９で同時に得られる直線のパラメータ上の両端点を決定
する。これは、実際に得られた直線式とエッジ（エッジ
抽出部によって得られた）とを重ね合わせて、線分の両
端点を決定する。直線パラメータ検証部１１は、直線パ
ラメータ抽出部１０によって得られた線分と入力低解像
度画像を重ね合わせ、線分の周りの画素の濃度が同じよ
うに変化しているかを検証するものである。直線補間部
１１ａは、直線パラメータ検証部１１によって適正とさ
れた線分を高解像度画像に重ね合わせ、線分の周りに階
段状の濃度変化が発生しないように、線分を含む領域を
補間する。

【００３１】直交直線抽出部１２は、図１０に示すよう
に、得られた線分５５，５６にそれぞれ直交する直線５
７，５８を求める。円弧パラメータ抽出部１３は、図１
０に示すように、直線群の交点の集積点５９を抽出す
る。これは、集積点５９が円弧の中心点を形成するため
である。円弧の中心点５９から参照エッジ点５１，５
２，５３，５４（図１０を参照）までの距離を求めるこ
とで、円弧のパラメータが抽出される。

【００３２】円弧パラメータ検証部１４は、円弧パラメ
ータ抽出部１３によって得られた円弧のパラメータがエ
ッジ画像上で実際に円弧を形成しているかを確認するも
のである。先ず、エッジ画像上に円弧パラメータを重ね
合わせることで確認を行い、半円や放物線（円弧等と言
う）の端点を求める。次に、円弧パラメータ抽出部１０
によって得られた円弧等と入力低解像度画像を重ね合わ
せ、円弧等の周りの画素の濃度が同じように変化してい
るか否かを検証し、円弧のパラメータとして中心や半
径，端点（半円の場合）の座標を求める。円弧補間部１
４ａは、円弧パラメータ検証部１４によって適正とされ
た円弧等を高解像度画像に重ね合わせ、円弧等の周りに
階段状の濃度変化が発生しないように、円弧等を含む領
域を補間するものである。

【００３３】図３は本発明の第３実施例のブロック図で
ある。同図において、１５は低解像度画像入力部、１６
はエッジ抽出部、１７は領域抽出部、１８は線分抽出
部、１９はエッジ直交成分抽出部、２０は直交濃度補間
部をそれぞれ示している。

【００３４】低解像度画像入力部１５は図２の低解像度
画像入力部５と同じものであり、エッジ抽出部１６は図
２のエッジ抽出部６と同じものであり、領域抽出部１７
は図２の領域抽出部７と同じものである。

【００３５】線分抽出部１８は、同一クラスタに属する
エッジ点列を取り出し、エッジ点列中に存在する対象エ
ッジ点でのエッジの方向を抽出するものである。その方
法としては、例えば対象エッジ点を中心とする５×５ウ
ィンドウにおけるエッジ画素の配置を調べ、その配置に
基づいてエッジの方向を抽出する。

【００３６】直交成分抽出部１９は、線分抽出部１８に
よって抽出された対象エッジ点でのエッジ点列の方向に
直交する線分（エッジ直交線分）を求め、エッジ直交線
分上において対象エッジ点と，その前後の２画素を抽出
し、抽出した画素の濃度分布を求める。直交濃度補間部
２０は、エッジ直交成分抽出部１９で抽出された５個の
画素の濃度分布を調べ、その濃度分布を参照して、上記
５個の画素に対応する高解像度画像上の画素の濃度分布
を決定するものである。

【００３７】図１１は入力低解像度画像での直交成分の
例を示す図である。同図において、６２はエッジ点列が
示す線分を示し、６０と６１を結ぶ線分は対象エッジ点
でのエッジ直交線分を示す。図示の例では、４行４列の
画素が対象エッジ点であり、エッジ直交線分抽出部１９
によって抽出される画素は６行２列の画素，５行３列の
画素，４行４列の画素，３行５列の画素，２行６列の画
素となる。

【００３８】図１２は入力低解像度画像での直交成分の
濃度変化例を示す図である。同図において、６３は図１
１の６行２列の画素の濃度値を示し、６４は図１１の２
行６列の画素の濃度値を示し、６５は５行３列の画素の
濃度値と３行５列の画素の濃度値を結ぶ線分を示す。

【００３９】図１３は高解像度画像での直交成分の例を
示す図である。図１１の６行２列の画素は図１３の１２
行４列，１２行５列，１３行４列，１３行５列の画素に
対応しており、図１１の５行３列の画素は図１３の１０
行６列，１０行７列，１１行６列，１１行７列の画素に
対応しており、図１１の４行４列の画素は図１３の８行
８列，８行９列，９行８列，９行９列の画素に対応して
おり、図１１の３行５列の画素は図１３の６行１０列，
６行１１列，７行１０列，７行１１列の画素に対応して
おり、図１１の２行６列の画素は図１３の４行１２列，
４行１３列，５行１２列，５行１３列の画素に対応して
いる。図１１の６０と６２を結ぶ線分は図１３の６６と
６７を結ぶ線分に対応している。図１１の直線６２は図
１３の直線６８に対応している。

【００４０】図１４は高解像度画像での直交成分の濃度
変化例を示す図である。図１４において６９は図１３の
１３行４列の画素の濃度値を示し、７０は図１３の４行
１３列の画素の濃度値を示す。図１４の線７１は図１２
の線６５に対応しており、図１４の線７２は修正された
濃度分布ラインを示す。

【００４１】図３の直交濃度補間部２０は、抽出された
エッジ直交成分の濃度分布から図１４の７２に示すよう
な予想される補間部分の濃度分布を求める。単純な補間
では、高解像度画像におけるエッジ部分の濃度分布が図
１４の７１で示すようになってしまい、エッジ部分がぼ
けてしまうことがある。直交濃度補間部２０は、低解像
度画像における対象エッジ画素と，その前後の２画素の
濃度分布から、高解像度画像におけるエッジの立ち上が
りの濃度分布のパターンを予測する。上述の５画素の濃
度差が閾値以上の場合には、急なエッジの立ち上がり分
布パターン（図１４の７２を参照）を当て嵌め、そうで
ない場合には、エッジを保ちつつ緩やかなエッジの立ち
上がり分布パターン（図１４の７１を参照）を当て嵌め
る。

【００４２】図４は本発明の第４実施例のブロック図で
ある。同図において、２１は低解像度画像入力部、２２
はエッジ抽出部、２３は領域抽出部、２４は線分抽出
部、２５はエッジ直交成分抽出部、２６は直交濃度補間
部、２７はエッジ平行成分抽出部、２８は平行濃度補間
部をそれぞれ示している。

【００４３】図４の低解像度画像入力部２１は図３の低
解像度画像入力部１５と同じものであり、図４のエッジ
抽出部２２は図３のエッジ抽出部１６と同じものであ
り、図４の領域抽出部２３は図３の領域抽出部１７と同
じものであり、図４の線分抽出部２４は図３の線分抽出
部１８と同じものであり、図４のエッジ直交成分抽出部
２５は図３のエッジ直交成分抽出部１９と同じものであ
り、図４の直交濃度補間部２６は図３の直交濃度補間部
２０と同じものである。

【００４４】上述の記載から判るように、直交濃度補間
部２６ではエッジ直交方向の補間が行われる。エッジ平
行成分抽出部２７は、エッジ直交方向の補間が行われた
高解像度画像に対して、エッジに平行となる画素の濃度
分布を抽出する。平行濃度補間部２８は、抽出されたエ
ッジに平行な画素の濃度分布を参照して、エッジに平行
な濃度成分を平滑化する。

【００４５】エッジに平行な濃度成分の平滑化を行う理
由は、次の通りである。第３実施例のようにエッジに直
交する数画素から補間を行っただけでは、エッジ方向に
平行な画素の濃度に斑が生じてしまう恐れがある。エッ
ジに平行な濃度成分の平滑化を行うことにより、上記の
ような斑の発生を無くすことができ、エッジ部分での自
然な濃度変化が表現可能になる。

【００４６】図５は本発明の第５実施例のブロック図で
ある。同図において、２９は低解像度画像入力部、３０
は色領域分割部、３１はエッジ抽出部、３２は特徴抽出
部、３３は単純補間部、３４は線分抽出部、３５はエッ
ジ直交成分抽出部、３６は直交濃度補間部、３７はエッ
ジ平行成分抽出部、３８は平行濃度補間部、３９は色濃
度補間部をそれぞれ示している。

【００４７】図５のエッジ抽出部３１は図４のエッジ抽
出部２２と同じものであり、図５の特徴抽出部３２は図
１の特徴抽出部３と同じものであり、図５の線分抽出部
３４は図４の線分抽出部２４と同じものであり、図５の
エッジ直交成分抽出部３５は図４のエッジ直交成分検出
部２５と同じものであり、図５の直交濃度補間部３６は
図４の直交濃度補間部２６と同じものであり、図５のエ
ッジ平行成分抽出部３７は図４のエッジ平行成分抽出部
２７と同じであり、図５の平行濃度平滑部３８は図４の
平行濃度補間部２８と同じものである。

【００４８】第５実施例はカラー画像を対象としている
ものである。ＲＧＢ（またはＣＭＹＫ）の入力信号が低
解像度画像入力部２９から入力され、それぞれ対応する
カラー・プレーンに記憶される。色領域分割部３０は、
これらカラー・プレーンから色相情報を抽出し、色相毎
に画像領域を分割する。これは、ＮＴＳＣのＹＩＱ信号
におけるＩＱ平面上に現れる色相情報を抽出すること
で、色毎の領域分割を行う。

【００４９】エッジ抽出部３１によるエッジ抽出，特徴
抽出部３２による特徴抽出，単純補間部３３による単純
補間，線分抽出部３４による線分抽出，エッジ直交成分
抽出部３５によるエッジ直交成分抽出，直交濃度補間部
３６による直交濃度補間，エッジ平行成分抽出部３７に
よるエッジ平行成分抽出，平行濃度補間部３８による平
行濃度補間は、制御部（図示せず）の制御によって、カ
ラー・プレーン毎に行われる。

【００５０】すなわち、エッジ抽出部は、カラー・プレ
ーン上でエッジ抽出を行う。特徴抽出部３２は、抽出さ
れたエッジから直線，円，放物線といった特徴を抽出す
る。抽出された直線や円，放物線を特定する特徴情報
は、単純補間部３３および線分抽出部３４に送られる。
単純補間部３３は、特徴情報を受け取り、高解像度画像
上においてエッジ以外の部分を単純補間する。

【００５１】線分抽出部３４は、特徴情報を受け取り、
エッジ画素におけるエッジの傾きを抽出する。エッジ直
交成分抽出部３５は、線分抽出部で抽出されたエッジの
傾きを参照して、エッジ直交方向の濃度分布を抽出す
る。直交濃度補間部３６は、エッジ直交方向の濃度分布
を参照して、高解像度画像上においてエッジ直交線分上
に位置する画素の濃度値を決定する。エッジ平行成分抽
出部３７は、直交濃度補間された高解像度画像上におい
てエッジ平行成分の濃度分布を抽出する。平行濃度補間
部３８は、エッジ平行方向の濃度分布を参照して、エッ
ジに平行な画素の濃度値を補正する。

【００５２】色濃度補正部３９は、各カラープレーン毎
に行われたエッジ抽出，特徴抽出等の結果を合わせた際
に補間部分の色が適正であるかを検証し、色の斑が生じ
ないように、色相情報を基に補間部分の色濃度の補正を
行うものである。すなわち、色領域分割処理の結果を参
照して、単純補間部による補間処理の結果得られた画素
の色を補正すると共に、平行濃度補間部による補間処理
の結果得られた画素の色を補正する。

【００５３】例えば、ＣＭＹＫの４個のカーラ・プレー
ンを持ち、高解像度画像の解像度が低解像度画像のそれ
の２倍であると仮定する。このような状態の下で、低解
像度画像上のｉ行ｋ列の画素の色相が緑であり、高解像
度画像における２ｉ行２ｋ列の画素、２ｉ行２ｋ＋１列
の画素，２ｉ＋１行２ｋ列の画素，２ｉ＋１行２ｋ＋１
列の画素の色相が青緑であったとすると、上記４個の画
素が緑になるように、高解像度画像のＣＭＹＫプレーン
における対応する画素の濃度値を補正する。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高解像度画像上に現れる階段状濃度変化の平
滑化をエッジ部分に一次元的な画素列をもって行うと共
に、そこに現れる特徴抽出をエッジ列上の任意の２点か
ら求めることができ、メモリ等の資源の使用量の低減や
処理時間の短縮に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック図である。

【図２】本発明の第２実施例のブロック図である。

【図３】本発明の第３実施例のブロック図である。

【図４】本発明の第４実施例のブロック図である。

【図５】本発明の第５実施例のブロック図である。

【図６】エッジ断面とラプラシアンを示す図である。

【図７】低解像度エッジ画像の例を示す図である。

【図８】高解像度画像における階段状濃度変化の例を示
す図である。

【図９】直線抽出を説明する図である。

【図１０】円弧抽出を説明する図である。

【図１１】入力低解像度画像での直交成分の例を示す図
である。

【図１２】入力低解像度画像での直交成分の濃度変化例
を示す図である。

【図１３】高解像度画像での直交成分の例を示す図であ
る。

【図１４】高解像度画像での直交成分の濃度変化例を示
す図である。

【符号の説明】

１ 低解像度入力部 ２ エッジ抽出部 ３ 特徴抽出部 ４ａ 単純補間部 ４ｂ エッジ補間部 ７ 領域抽出部 ８ 線分抽出部 ９ 特徴分割部 １０ 直線パラメータ抽出部 １１ａ 直線補間部 １２ 直交直線抽出部 １３ 円弧パラメータ検証部 １４ａ 円弧補間部 １８ 線分抽出部 １９ エッジ直交成分抽出部 ２０ 直交濃度補間部 ２７ エッジ平行成分抽出部 ２８ 平行濃度補間部 ３０ 色領域分割部 ３９ 色濃度補正部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低解像度画像上で急峻な濃度変化がある
   エッジを抽出するエッジ抽出部と、 エッジ抽出部によって抽出されたエッジ画像から、直線
   や円弧といった特徴点のパラメータを抽出する特徴抽出
   部と、 低解像度画像でのエッジ以外の領域に対応する高解像度
   画像上の領域に対して単純な補間平滑化を行う単純補間
   部と、 特徴抽出部によって得られた特徴点のパラメータを高解
   像度画像に当て嵌め、高解像度画像のエッジ部分に階段
   状の濃度変化が発生しないように、高解像度画像におけ
   るエッジ部分の補間を行うエッジ補間部とを具備するこ
   とを特徴とする画像データの補間平滑化装置。
2. 【請求項２】 低解像度画像上で急峻な濃度変化がある
   エッジを抽出するエッジ抽出部と、 エッジ抽出部によって抽出されたエッジ画像と低解像度
   入力画像とから、エッジ点群内で隣接する同一濃度領域
   を分離する領域抽出部と、 領域抽出部によって抽出された各同一濃度領域からエッ
   ジ上の任意の２点を結ぶ線分を抽出する線分抽出部と、 線分抽出部によって抽出された線分に直交する各直線の
   交点が集積する点を求めることで円弧の中心点を求め、
   求められた円弧の中心点から対象としたエッジ点までの
   距離を算出することで円弧のパラメータを抽出する円弧
   パラメータ抽出部と、 円弧パラメータ抽出部によって抽出された円弧のパラメ
   ータが適正であるか否かを検証する円弧パラメータ検証
   部と、 円弧パラメータ検証部で適正とされた円弧のパラメータ
   に基づき高解像度画像領域への補間を行う円弧補間部と
   を具備することを特徴とする画像データの補間平滑化装
   置。
3. 【請求項３】 低解像度画像上で急峻な濃度変化がある
   エッジを抽出するエッジ抽出部と、 エッジ抽出部によって抽出されたエッジ画像に対し直交
   するエッジ直交線分上の数画素の濃度変化を抽出するエ
   ッジ直交成分抽出部と、 エッジ直交成分抽出部によって抽出された濃度変化に基
   づいて濃度変化パターンを選択し、上記エッジ直交線分
   に対応する高解像度画像上のエッジ直交線分上の画素列
   の濃度変化が上記選択された濃度変化パターンになるよ
   うに、補間を行う直交濃度補間部とを具備することを特
   徴とする画像データの補間平滑化装置。
4. 【請求項４】 低解像度画像上で急峻な濃度変化がある
   エッジを抽出するエッジ抽出部と、 エッジ抽出部によって抽出されたエッジ画像に対し直交
   するエッジ直交線分上の数画素の濃度変化を抽出するエ
   ッジ直交成分抽出部と、 エッジ直交成分抽出部によって抽出された濃度変化に基
   づいて濃度変化パターンを選択し、上記エッジ直交線分
   に対応する高解像度画像上のエッジ直交線分上の画素列
   の濃度変化が上記選択された濃度変化パターンになるよ
   うに、補間を行う直交濃度補間部と、 直交濃度補間部によって補間された高解像度画像に対し
   て、エッジに平行な方向の濃度補正を行う平行濃度補間
   部とを具備することを特徴とする画像データの補間平滑
   化装置。
5. 【請求項５】 カラーの低解像度画像の色成分の濃度値
   を記憶するカラー・プレーンの複数個と、 複数のカラー・プレーンを参照して、カラーの低解像度
   画像を色相毎に分割する色領域分割部と、 カラー・プレーン上で急峻な濃度変化があるエッジ点を
   抽出するエッジ抽出部と、 エッジ抽出部によって抽出されたエッジ点から直線や円
   弧といった特徴点のパラメータを抽出する特徴抽出部
   と、 低解像度画像のカラー・プレーンにおけるエッジ以外の
   領域に対応する高解像度画像の同一色成分のカラー・プ
   レーン上の領域に対して、単純な補間平滑化を行う単純
   補間部と、 カラー・プレーンの特徴点のパラメータを高解像度画像
   の同一色成分のカラー・プレーンに当て嵌め、高解像度
   画像のカラー・プレーンにおけるエッジ部分を補間する
   エッジ補間部と、 エッジ抽出部によるエッジ抽出処理，特徴抽出部による
   特徴点のパラメータの抽出処理，単純補間部による単純
   補間処理，エッジ補間部によるエッジ部分の補間処理
   を、各カラー・プレーン毎に行わせるための制御部と、 高解像度画像の複数のカラー・プレーンによって得られ
   た各点の色相と，色領域分割部によって得られる各点の
   色相を比較し、比較結果に応じて高解像度画像のカラー
   ・プレーンの濃度値を補正する色濃度補正部とを具備す
   ることを特徴とする画像データの補間平滑化装置。