JPH1093810A

JPH1093810A - 画像を効率的に補間する方法及び装置

Info

Publication number: JPH1093810A
Application number: JP9025543A
Authority: JP
Inventors: Lars U Borg; ユー．ボルグラーク; Shankar J Iyer; ジェイ．アイヤーシャンカー
Original assignee: Adobe Systems Inc
Current assignee: Adobe Inc
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 1998-04-10
Also published as: DE69728918D1; EP0789325A2; DE69728918T2; EP0789325A3; EP0789325B1; US6213653B1

Abstract

(57)【要約】【課題】元の画像よりもより多くのグレイレベル数を
有しより大きな空間分解能を持った補間画像を発生させ
るために補間プロセスにおける拡大係数を効率的に決定
する方法及び装置を提供する。【解決手段】ある分解能を持った元の画像がコンピュ
ータシステム（１００）によって受領され、且つその画
像に対する拡大係数が決定される。該拡大係数は、ター
ゲット表示装置（１０２，１０４）上で表示可能なグレ
イレベル数及び元の画像から派生された補間画像におい
て表示可能なグレイレベル数から派生される。この拡大
係数は、ターゲット表示装置が補間グレイレベルの全て
を表示することが可能な最大の拡大係数に近いものであ
り、且つ高い視覚的品質及び最小のメモリ条件を持った
補間画像を供給するために使用される。元の画像は該拡
大係数を使用して補間され且つ好適には、例えばディス
プレイスクリーン（１０２）又は印刷装置（１０４）等
のターゲット表示装置へ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大略、出力装置に
よるデータの表示技術に関するものであって、更に詳細
には、画像のより高い表示視覚品質を与えるために低分
解能画像から高分解能画像を生成する補間方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムは広範な多様な出
力表示装置へデータを出力することが可能である。例え
ばレーザプリンタ、プロッタ及びその他の印刷装置等の
出力表示装置は、用紙又はその他の物理的表面又は媒体
上に画像を生成し、一方コンピュータモニタ及びフラッ
トパネル表示装置等の出力表示装置は、コンピュータス
クリーン上に視覚表現を展開させる。

【０００３】多くの出力表示装置は、「ビットマップ」
又は「ピクセルマップ（ｐｉｘｅｌｍａｐ）」の形態で
表示データを受取り且つ該表示データから画像を発生さ
せる。ピクセル即ち画素は、出力表示装置によって発生
される画像の基本的な画像要素であり、且つビットマッ
プは、該表現の多数のピクセルに関する情報を含むデー
タ構造である。例えばカラー値等のオン／オフ情報を超
えるものを含むビットマップは、しばしば、「ピクセル
マップ」と呼ばれる。本明細書においては、ビットマッ
プ及びピクセルマップの両方を「ビットマップ」として
言及する。例えば、プリンタはビットマップの情報に対
応して用紙上にドットをプリント即ち印字することが可
能である。一方、コンピュータモニタは、ビットマップ
情報に基づいてピクセルを発光させることが可能であ
る。「画像」という用語は、「ビットマップ」という用
語と交換可能に使用され、出力表示装置へ供給されるデ
ータ及び該表示装置によって表示された実際に出力され
た視覚的表現の両方のことを意味する。「ラスター」出
力装置は、ビットマップから行及び列の形態で配列され
た複数個のピクセルからなるアレイを表示することによ
って視覚的表現を形成する。プロッタ以外の殆どの出力
装置はラスター出力装置である。

【０００４】画像は、通常、その画像のピクセルの各々
へ割当てられた多数の異なるシェード、即ち色合又は明
暗（濃淡の度）、又はカラー（即ち色）で表示される。
本明細書においては、「グレイレベル（ｇｒａｙｌｅ
ｖｅｌ）」という用語は、１個のピクセルの特定のシェ
ード、カラー及び／又は輝度を言及するために使用され
る。例えば、２５６個の「グレイレベル」を表示可能な
出力表示装置は、グレイ即ち灰色の２５６個のシェード
を表示するか、又は、２５６個の異なるカラー又はカラ
ーの２５６個のシェードを表示する場合がある。本明細
書において、多くの例が、スケールの一端における黒
（即ち暗）と該スケールの反対端における白（又は明）
の極端なグレイレベルの間のグレイレベルに言及してい
る。これらの両端間の中間のグレイレベルはグレイ即ち
灰色のシェードとして又は例えば赤、黄色、青等の異な
るカラーとして、又は異なるカラーのシェードとして表
示される。画像は、更に、分解能で特定される。本明細
書において２つのタイプの分解能について言及がなさ
れ、即ち空間分解能及び「グレイレベル」（即ち「色
調」）分解能である。空間分解能は、画像における単位
寸法当たりのピクセル数のことを意味しており、しばし
ば、１インチの辺りのドット数（ｄｐｉ）即ち１インチ
当たりのピクセル数として表現される。グレイレベル分
解能は、画像において表示することの可能な異なるグレ
イレベルの量のことを意味しており、表示することの可
能なグレイレベルの数が大きければ大きい程、グレイレ
ベル分解能は一層大きい。

【０００５】画像はビットマップ深さ又はピクセル深さ
で特定することが可能であり、即ち、画像においてどれ
だけのグレイレベルを（潜在的に）表示することが可能
であるかを意味する「ｎビット」ビットマップ又は「ｎ
ビット」画像として特定することが可能である。表示さ
れるグレイレベルの数は２ⁿ に等しく、例えば、２ビッ
ト画像は、出力装置が４つのグレイレベルを表示するこ
とを可能とし、４ビット画像は、出力装置が１６個のグ
レイレベルを表示することを可能とする等である。ある
出力表示装置は、複数個の使用可能なグレイレベルのう
ちの１つにおいて個々のピクセルを表示することが可能
である。例えば、４ビットのピクセル深さを有する表示
装置は、１６個の異なるグレイレベルのうちの１つで１
個のピクセルを表示することが可能であり、一方８ビッ
ト表示装置は、２５６個の使用可能なグレイレベルのう
ちの１つで１個のピクセルを表示することが可能であ
る。例えば、連続諧調（即ち「ｃｏｎｔｏｎｅ（コント
ーン）」）出力装置は、２５６個のグレイレベルを表示
し、時折、１６グレイレベル装置はコントーン装置と呼
ばれる。その他の出力表示装置は、２つの使用可能なグ
レイレベル、例えば黒又は白のうちの１つで１個のピク
セルを表示することが可能であるに過ぎない場合があ
る。これらの「２レベル」即ち「ハーフトーン」表示装
置は、あるレーザプリンタや、インクジェットプリン
タ、その他の黒白プリンタ、単色モニタ、イメージセッ
ター、各カラー成分に対し２レベル出力を持ったカラー
出力装置等がある。

【０００６】その他の表示装置も、通常、「ピクセルク
ラスター」（「ハーフトーンセル」とも呼ばれる）にお
けるピクセルの空間密度を調節することによって付加的
なグレイレベルを表示することが可能である。この付加
的なグレイレベルを表示するプロセスは「ディザ」又は
「ハーフトーン」として知られている。ディザは、通
常、元の画像におけるピクセルを装置上で使用可能なグ
レイレベルへマッピングする。ピクセルクラスターは、
シミュレートしたグレイレベルを与えるためにある区域
にわたって繰り返される１つ又はそれ以上のピクセルか
らなるグループであり、その場合に、該ピクセルクラス
ター内の少なくとも２つのピクセルは異なるグレイレベ
ルにある。例えば、２つのグレイレベルを持った２レベ
ル方法においては、ピクセルクラスターのピクセルのう
ちの幾つかは黒（暗）として表示され、一方該クラスタ
ー内のその他のピクセルは白（明）として表示される。
黒及び白であるクラスター内のピクセル数を調節するこ
とによって、異なるグレイレベルをシミュレートするこ
とが可能である（通常、コントーン装置はディザを使用
することはない）。クラスターの空間分解能が充分に高
い場合には、観察者は該クラスターをグレイ即ち灰色の
シェードとして見る。例えば、各ピクセルクラスター内
の円形ドットパターンが通常プリント装置において使用
されており、その場合に、該ドットは表現されるべき各
グレイレベルに対しより大きく又はより小さくされる。
又は、黒ピクセル及び白ピクセルからなる格子状パター
ンを使用することが可能であり、その場合には、黒ピク
セル及び白ピクセルは、該クラスター内においてどのピ
クセルも同一のグレイレベルを持ったピクセルと隣接す
ることがないように、該ピクセルクラスター内において
交互に配置されている。これらのパターンは、しばし
ば、極限の黒及び白グレイレベルの間の中間のグレイレ
ベルを与えるために使用される。クラスター内の黒ピク
セルの数は、より暗いグレイレベルを形成するために増
加させることが可能であり、且つより明るいグレイレベ
ルを与えるために白ピクセルの数を増加させることが可
能である。

【０００７】画像は、しばしば、視覚的品質が劣ったも
のである場合がある。例えば、画像の空間分解能が低い
場合があり、その場合には、画像のピクセルは比較的大
きく且つライン及びオブジェクトにおいて滑らかな端部
としてではなく「ギザギザした」端部として該画像の観
察者によって認識される場合がある。画像は、更に、グ
レイレベル分解能が低い場合があり、即ち、画像が少数
のグレイレベルを有するに過ぎない場合があり及び／又
は出力装置が少数のグレイレベルを表示することが可能
であるに過ぎない場合がある。従って、観察者は、グレ
イレベルの滑らかな遷移（即ち、「混合」）が所望され
る箇所において異なるピクセルグレイレベル間に不所望
に大きな遷移又は輪郭を認識することが可能な場合があ
る。

【０００８】画像の視覚的品質を向上させるためにしば
しば画像を処理する場合がある。画像補間は、画像の視
覚的品質を向上させることの可能な１つの方法である。
図１は標準的な画像補間プロセス１０を示したブロック
図である。元の画像１２をコンピュータシステム上で実
現される補間プロセサ１４へ入力する。補間プロセサ１
４は、元の画像の分解能を決定し、且つその画像を表示
するために使用すべき主要なターゲットの表示装置１６
の分解能を決定する。拡大係数１８（即ち、スケールフ
ァクタ）が決定され、それは、画像を表示する場合に元
の画像の空間分解能を増加させる（必要な場合に）乗数
である。補間プロセサ１４は、補間画像２０を生成する
補間プロセスにおいて拡大係数を適用する。次いで、補
間画像が表示されるべきターゲットの表示装置１６へ供
給されるか、又は、補間画像を格納し、処理し、異なる
表示装置へ送給するか、又はその他の態様で操作するこ
とが可能である。補間画像２０は、通常、より高い空間
分解能のものであり、且つ、ある場合には、元の画像よ
りも一層高いグレイレベル分解能のものである場合があ
り、従って、通常、元の画像よりもより高い視覚品質の
ものであり、即ち、補間画像は、形状及びカラーの両方
においてより「滑らかなもの」として見え、且つより現
実的なものである。

【０００９】補間プロセスを図２ａ及び２ｂを参照して
より詳細に説明する。図２ａは、元の画像１２内に含ま
れており且つｘ軸２３及びｙ軸２１に沿って表示装置上
で表示された状態として示した２つの隣接するピクセル
２２及び２４の模式的表現を示している。ピクセル２２
及び２４は単に２つのグレイレベル、即ち黒（即ち暗）
及び白（即ち明）を有するに過ぎず、この場合には、ピ
クセル２２が黒ピクセルであり且つピクセル２４が白ピ
クセルである。これらのピクセルの中心２６も示されて
いる。何故ならば、補間はピクセルの中心に関して実行
されることが多いからである。

【００１０】図２ｂは図２ａのピクセル２２及び２４の
輝度レベル（即ち、グレイレベル）を示したグラフ２８
を示している。垂直軸Ｂはピクセルの輝度レベルを表わ
しており、レベル１は黒を表わしており且つレベル０は
白を表わしている（これらの値は、異なる実施例におい
てはその他のグレイレベルを示すものとすることが可能
である）。ｘ軸２３は元の画像を補間すべきピクセルの
ｘ空間次元を表わすために設けられている。グラフ関数
３０は、輝度１において与えられている。何故ならば、
それは黒ピクセル２２に対応しているからである。グラ
フ関数３２は、白ピクセル２４に対応しているので、そ
れは輝度０において与えられている。

【００１１】図３ａ及び３ｂは、図２ａ及び２ｂの元の
画像ピクセル２２及び２４から派生された補間画像を表
わしている。図３ａはグラフ２８と同様なグラフ３４を
示しており、その場合に、補間ピクセルに対する輝度は
垂直軸上に表わされており且つｘ軸は水平軸である。図
３ｂは表示された場合の補間ピクセルのｘｙ平面上での
平面図を示している。元の画像の分解能の３倍の分解能
を有する補間画像を形成するために、ピクセル２２及び
２４に対して拡大係数３が適用されている。これらのピ
クセルはｘ次元においてのみ補間されている。補間ピク
セルの中心２６の間の区域３６は、好適には、ピクセル
対２２及び２４に関して処理されている。この区域３６
は現在全部で４つのグレイレベルを有しており、即ち
０，１／３，２／３，１のレベルとして表わされてい
る。拡大係数Ｘは、Ｘ−１個の中間グレイレベルを発生
させる。これらのグレイレベル値は２つの元のピクセル
の輝度値（０及び１）の間に均等に分布されている。従
って、元のピクセル２２の幅の１／３を有する補間ピク
セル３８は輝度レベル１においてグラフ関数４０を有し
ピクセル中心２６ａを中心としている。同様の補間ピク
セル４２はピクセル中心２６ｂを中心としており輝度レ
ベル０においてグラフ関数４４を有している。補間ピク
セル４６はグラフ関数４８によって示されるように輝度
値２／３を有しており且つピクセル３８から元のピクセ
ルの間の中間線４７へ位置決めされている。補間ピクセ
ル５０はグラフ関数５２によって示されるように輝度値
１／３を有しておりピクセル４６とピクセル４２との間
に位置されている。

【００１２】ピクセル２２及び２４の中心間の区域の外
側のピクセル５４の輝度レベルは、元のピクセル２２及
び２４のうちの１つと隣接するピクセル（不図示）の中
心間の補間値によって決定される。例えば、元のピクセ
ル２２に隣接し且つその左側に位置されている元のピク
セル（不図示）が輝度レベル０（白）を有している場合
には、ピクセル５４ａは点線のグラフ関数５６によって
示したように、輝度レベル２／３を有する場合がある。
ピクセル５４ｂに対しても、同様に、輝度値を決定する
ことが可能である。特定の方向において元のピクセルに
隣接する別のピクセルが存在しない場合には、ピクセル
５４ａ及び５４ｂに対してデフォルトのグレイレベル
（輝度レベル）、例えば適宜の元のピクセル２２又は２
４の輝度を与えることが可能である。

【００１３】図４ａ及び４ｂは二次元（即ち「双一
次」）補間の一例を模式的に示している。元のピクセル
５８，６０，６２，６４は、ピクセルの中心２６間にお
いてｘ次元及びｙ次元の両方において拡大係数３によっ
て補間されており、その結果、両方の次元において元の
分解能よりも３倍高い画像分解能が得られている。ピク
セル中心２６を中心とした補間ピクセル６６は、元のピ
クセルの輝度レベルと同一の輝度レベルを有している。
中間ピクセル６８はその中間ピクセルを取囲むピクセル
の輝度値によって決定される中間の輝度値を有してい
る。例えば、中間ピクセル７０のグレイレベルは、好適
には、図３ａ及び３ｂを参照して説明したように、最初
に決定される。次いで、内部中間ピクセル７２のグレイ
レベルが、好適には、ｘ又はｙ方向のいずれかにおいて
決定される。例えば、中間ピクセル７２ａ及び７２ｂは
ｘ方向において決定された端部ピクセル７０ａ及び７０
ｂの輝度値の間の中間グレイレベルを有している。該ピ
クセルの中心間区域の外側のピクセル７４のグレイレベ
ルは、適宜の隣接ピクセル（不図示）から決定される。

【００１４】画像補間の場合の問題の１つは、補間画像
が必要とされる格納空間の点で極端に大きくなる場合が
あり、格納及び操作する上で非効率的なものとなること
である。拡大係数の大きさが、補間画像がどれほど大き
なものであるかを決定し、その場合に、拡大係数が大き
過ぎると、補間画像が使用可能即ち所望のメモリ空間を
超える場合がある。例えば、元の画像が２つのグレイレ
ベル０及び１を有するものと仮定する。拡大係数Ｘは、
各元のピクセルに対してＸ−１個の補間ピクセルを発生
し、且つＸ−１個のグレイレベルを発生し、補間画像に
おいて全部でＸ＋１個のグレイレベルとなる。例えば、
拡大係数２５５は、元のピクセル当たり２５４個の補間
ピクセルを発生し、且つ全部で２５６個のグレイレベル
を発生する。該補間画像はＸ² の係数だけ元の分解能よ
りも向上された新たな空間分解能を有しており、例えば
２５５×２５５＝６５，０２５（ピクセル数）となる。
より大きな空間分解能（且つ、増加された場合には、グ
レイレベル分解能）は、著しくより大きな量のメモリ空
間を消費し、且つ使用可能即ち所望のメモリ空間の量を
超える場合がある。

【００１５】更に、拡大係数が大き過ぎる場合には、特
定の出力表示装置によって表示可能なものよりもより多
くのグレイレベルを与える場合がある。例えば、ディザ
を使用すると、３００ｄｐｉの２レベル出力表示装置
は、２５個のグレイレベルを表示することが可能な場合
がある。補間プロセスが画像内のグレイレベル数を２５
よりも大きなものに拡大する場合には、そのグレイレベ
ルのうちの幾つかは出力装置上に表示されることはな
い。このことは、画像内のグレイレベルの分布を不均一
なものとさせる場合があり、そのことは、画像の品質に
影響を与える。

【００１６】これらの問題は、種々の方法によって補間
画像に対する拡大係数を制限することによって従来技術
においては対処されている。１つの方法は、補間画像２
０の空間分解能をターゲットの表示装置の可能な最大の
空間分解能へ制限することである。例えば、ターゲット
の表示装置が最大分解能Ｄの６００ｄｐｉを表示し、且
つ元の画像の分解能Ｉが１０ピクセル／インチである場
合には、拡大係数はＤ／Ｉ＝６００／１０＝６０の上限
で与えられる。この最初の方法は、補間画像の各次元に
対して別々に使用することが可能である。従来技術にお
いて使用されている別の方法は、補間画像のグレイレベ
ル分解能を、ターゲットの表示装置の可能な最大のグレ
イレベル分解能へ制限することである。例えば、ポスト
スクリプト（ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ）装置は、通常、最
大が８ビット出力即ち２５６個のグレイレベル（例え
ば、ディザを使用）へ制限されており、且つ拡大係数
は、補間画像が２５６個を超えるグレイレベルを有する
ことがないように制限することが可能である。３番目の
方法は、ターゲットのディスプレイ装置のスクリーン線
数を元の画像分解能で割算したものを２度計算すること
によって拡大係数を制限する。「スクリーン線数」即ち
「ハーフトーン周波数」は、ハーフトーン出力表示装置
に対する分解能の尺度である。この３番目の基準は、後
に印刷機上で印刷する場合に画像をスキャニングする場
合の印刷業界において使用されている「目安」である。
従来の方法では、拡大係数を制限するためにこれら全て
の方法の組み合わせを使用する場合もある。

【００１７】補間画像の分解能及び拡大係数を制限する
従来方法を使用する場合には本来的に問題を有してい
る。補間画像の空間分解能を制限し、且つグレイレベル
分解能を既知の最大値へ制限する最初の２つの従来方法
は、未だに、不必要に高い拡大係数を発生する場合があ
り、結果的に得られる画像が必要なもの以上のメモリ空
間を消費する場合がある。これらの必要以上に大きな画
像は、プリント時間及び画像を処理又は表示する後のサ
ブシステムにおける転送時間等の点において効率を低下
させる場合もある。スクリーン線数又は別の同様の目安
によって制限する３番目の従来の「近似的」方法は、同
様に、非効率的な補間画像寸法を与える場合があり、且
つ例えば確率的スクリーニングを有するプリンタ等のス
クリーン線数を具備する従来のスクリーンを使用するこ
とのない表示装置に対して効果的なものではない。目安
係数を使用する３番目の方法は、更に、低過ぎる拡大係
数を与える場合があり、従って補間画像がターゲットの
ディスプレイ装置の使用可能な空間的即ちグレイレベル
分解能の全てを使用するものではなく、その結果表示さ
れた画像の視覚的品質が劣化したものとなる場合があ
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠
点を解消し、表示画像の視覚的品質を改善するために低
分解能画像から高分解能画像を発生させるための補間方
法及び装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、補間プロセス
用の拡大係数を決定するための方法及び装置を提供して
いる。拡大係数は、ターゲットの表示装置が表示するこ
との可能なグレイレベル数及び補間によって達成するこ
との可能な付加的なグレイレベル数の両方に鑑みて決定
され、従って高い視覚的品質を有し且つメモリ条件の低
い補間画像を提供する。

【００２０】より詳細に説明すると、本発明方法は、元
の画像から補間画像を生成する方法を提供しており、そ
の方法は、コンピュータシステム上で特定の分解能を持
った元の画像を受取り且つその画像に対する拡大係数を
決定するステップを有している。該拡大係数は、ターゲ
ットのディスプレイ装置上で表示可能なグレイレベル数
及び元の画像を保管することにより可能な補間画像にお
いて表現することの可能なグレイレベル数の両方に鑑み
て派生される。元の画像は、この拡大係数を使用されて
補間され、元の画像よりも一層大きな空間分解能を有し
ており且つ元の画像よりもより多くのグレイレベル数を
有している補間画像を生成する。元の画像の分解能は、
拡大係数によって乗算されて、補間画像の空間分解能を
決定し、且つ補間ピクセルは中間グレイレベルで充填さ
れる。この補間は、元の画像の一次元又はそれ以上の次
元において実施することが可能である。

【００２１】好適には、ターゲットのディスプレイ装置
の分解能と元の画像の分解能との間の比が決定される。
ターゲットのディスプレイ装置上で表示可能なグレイレ
ベル数は、表示されるグレイレベル数とターゲットの表
示装置によって表示されるピクセルクラスター（装置ピ
クセルにおいて）の寸法との間の第一関係として表現さ
れる。補間画像内のグレイレベル数は、拡大係数＋１で
あり、且つ特定の補間画像（即ち、補間によって得られ
たもの）におけるグレイレベル数とターゲット装置ピク
セルの単位で表現された補間画像ピクセルとの寸法との
間の第二関係として表現される。ターゲットの表示装置
分解能と元の画像分解能との比、及び補間画像ピクセル
寸法は、好適には、第二関係を決定することに貢献すべ
く使用される。拡大係数は、第一関係と第二関係との間
の交点を見つけ出すことによって決定される。この拡大
係数は、ターゲットの表示装置が補間グレイレベルの全
てを表示することを可能とする最大の拡大係数と等しい
か又はそれに近いものである。

【００２２】拡大係数を決定するためにこれらの２つの
関係の交点を見つけ出すための解析的方法及び数値的方
法について説明する。解析的方法では、交差点を見つけ
出すために第一関係及び第二関係を互いに等置し、且つ
交差点におけるグレイレベル数から拡大係数を決定す
る。数値的方法では、第一関係を表わす値のルックアッ
プテーブルから複数個の拡大係数を決定し且つ解析的方
法に類似して第二関係を使用する。出力表示装置が選択
した拡大係数に対応するピクセルクラスター寸法で表現
することの可能なグレイレベル数よりも大きな拡大係数
のうちで最も小さな拡大係数が該複数個の拡大係数から
拡大係数として選択される。選択された拡大係数は、補
間画像を形成するために使用される。

【００２３】第一関係と第二関係との交点から得られる
拡大係数は、好適には、予備的な拡大係数であり、且
つ、更に、該予備的な拡大係数に対して制限を付与し
て、補間ステップにおいて使用する実際の拡大係数を決
定する。該付加的な限界は、補間画像におけるビットに
よって表現することの可能なグレイレベル最大数（例え
ば、８ビットの場合には２５６）及び元の画像の分解能
に対するターゲットの装置の分解能の比を包含してい
る。又、拡大係数は、好適には、補間画像におけるアリ
アジング即ち量子化雑音を最小とするために奇数へ調節
される。

【００２４】補間画像は、好適には、例えばディスプレ
イスクリーン又は印刷装置等の出力表示装置へ供給され
る。該出力表示装置は、好適には、拡大係数を決定する
場合に使用した空間分解能を持ったターゲットの表示装
置である。出力表示装置は、ピクセル当たり複数個のグ
レイレベルを表示することの可能な２レベル（ハーフト
ーン）又はマルチレベル表示装置とすることが可能であ
る。

【００２５】元の画像から補間画像を生成するためのコ
ンピュータシステムは、プロセサ、読取／書込メモリ、
画像を表示するためのターゲットの表示装置を有してい
る。元の画像を受取るための機構、ターゲットの表示装
置上に表示可能なグレイレベル数及び元の画像から生成
することの可能な可能な補間画像におけるグレイレベル
数から派生される元の画像に対する拡大係数を決定する
ための機構、及び補間画像を生成するために該拡大係数
を使用して元の画像を保管するための機構が設けられて
いる。

【００２６】本発明の利点の１つは、視覚的品質が高く
且つ効率的な格納条件を有する画像を補間するために拡
大係数が精密に決定され且つ最適化されているというこ
とである。該拡大係数は、ターゲットの表示装置が表示
することの可能なグレイレベル数及び補間画像において
表現することの可能なグレイレベル数の両方の限界に鑑
みて決定される。このことは、ターゲットの表示装置に
よって表示することの可能なグレイレベルの全てが表示
されることのないグレイレベルデータを格納するために
メモリ空間を不必要に浪費することなしに、補間画像内
に含ませることを可能としている。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明は、高品質で効率的な補間
画像を与えるために補間拡大係数を制限するのに適して
いる。然しながら、本発明は、更に、一般的に、元の画
像をより高い分解能の画像へ変換するために使用するこ
とも可能である。

【００２８】本明細書においては、画像及び関連する構
造を記述するために多数の用語が使用されている。「ピ
クセル（画素）」は、画像の単一の画素のことを意味し
ている。集約的には、複数個のピクセルが画像を形成す
る。「画像」という用語は、コンピュータシステムによ
って処理され且つ出力表示装置へ供給されるデータ構
造、及び出力表示装置によって表示され且つユーザによ
って観察される視覚的表現の両方を記述するために使用
される。本明細書においては、「ビットマップ」という
用語は、「画像」という用語と交換可能に使用すること
が可能である。画像データ構造は、ピクセルを表わすデ
ータ構造でデジタルメモリ内に格納されているビットを
含んでいる。画像又はビットマップデ−タ構造は、黒及
び白のみのピクセルを含むことが可能であり、又は、画
像（ビットマップ）は、例えばカラー又はグレイスケー
ル表示用のより大きなグレイレベル分解能を与える「ピ
クセルマップ」を含むことが可能である。「グレイレベ
ル」という用語は、１個のピクセルの特定のシェード、
グレイシェード、カラー及び／又は輝度のことを意味し
ている。例えば、２５６個の「グレイレベル」を表示す
ることの可能な出力表示装置は、グレイ即ち灰色の２５
６個のシェード又はカラー即ち色の２５６個の異なるシ
ェードを表示する場合がある。「空間分解能」は、画像
における単位次元当たりのピクセル数であり、且つ「グ
レイレベル分解能」（「色調分解能」としても知られて
いる）は、画像内で表示することの可能な異なるグレイ
レベルの量である。「補間」という用語は、通常、それ
から補間画像が派生される元の画像よりも一層大きな空
間分解能及び／又はグレイレベル分解能を持った補間画
像を形成することを意味するために使用される。「表示
（ディスプレイ）」は、コンピュータスクリーン等、及
び例えば用紙上に画像をプリントすること等のその他の
媒体上に画像を描写することを意味することが可能であ
る。「出力表示装置」は、レーザプリンタ、プロッタ、
コンピュータディスプレイ、ビデオディスプレイ、ＬＣ
Ｄディスプレイ等がある。

【００２９】図５において、画像を補間し且つ補間画像
を表示するのに適したコンピュータシステム１００は、
デジタルコンピュータ１０１、ディスプレイスクリーン
１０２、プリンタ１０４、フロッピィディスクドライブ
１０６、ハードディスクドライブ１０８、ネットワーク
インターフェース１１０、キーボード１１２を有するこ
とが可能である。その他のタイプの周辺機器、例えばＣ
Ｄ−ＲＯＭドライブ、入力タブレット又はその他のユー
ザインターフェース等を有することも可能である。

【００３０】デジタルコンピュータ１０１は、典型的
に、マイクロプロセサ１１４、メモリバス１１６、ラン
ダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１８、リードオンリメ
モリ（ＲＯＭ）１２０、ペリフェラルバス１２２、キー
ボードコントローラ１２４を有している。デジタルコン
ピュータ１０１は、パソコン（例えば、ＩＢＭ−ＰＣＡ
Ｔコンパチ又はマッキントッシュパソコン）、ワークス
テーション（例えばサン又はヒューレット・パッカード
ワークステーション）、印刷装置に埋め込まれているコ
ントローラ、ラスター画像プロセサ等とすることが可能
である。

【００３１】マイクロプロセサ１１４は、コンピュータ
システム１００の動作を制御する汎用デジタルプロセサ
である。マイクロプロセサ１１４は、単一チッププロセ
サとするか又は複数個のコンポーネントで実現すること
が可能である。メモリから検索した命令を使用して、マ
イクロプロセサ１１４は入力データの受領及び操作及び
表示装置上でのデータの出力及び表示を制御する。図示
例においては、マイクロプロセサ１１４の機能は、拡大
係数を決定し且つ元の画像から補間画像を生成すること
である。コンピュータ及びマイクロプロセサに関する操
作を実行するためにプログラム命令を使用することは当
業者に公知である。該プログラム命令は、「コンピュー
タが読取可能な媒体」上に格納することが可能である。
この場合には、このような媒体は、１例として、例えば
マイクロプロセサ１１４へ結合されているＲＡＭ及びＲ
ＯＭ等のメモリ、磁気ディスク、磁気テープ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の光学的に読取可能な媒体、例えばＰＣＭＣＩＡ
カード等の半導体メモリ等がある。各々の場合におい
て、該媒体は、例えば小型のディスク、ディスケット、
カセット等のポータブルな物体の形態をとることが可能
であり、又は、例えばハードディスクドライブ等の比較
的大型で移動不可能な物体又は半導体メモリ等のコンポ
ーネントの形態をとることも可能である。

【００３２】メモリバス１１６は、ＲＡＭ１１８及びＲ
ＯＭ１２０へアクセスするためにマイクロプロセサ１１
４によって使用される。ＲＡＭ１１８は、汎用格納エリ
アとして及びスクラッチパッドメモリとしてマイクロプ
ロセサ１１４によって使用され、且つ、更に、表示され
る（又は表示されることのない）ダウンロードしたデー
タを格納するために使用することも可能である。ＲＯＭ
１２０は、マイクロプロセサ１１４によって使用される
命令及びその他の永久的なデータを格納するために使用
することが可能である。

【００３３】周辺バス１２２は、デジタルコンピュータ
１０１によって使用される入力装置、出力装置及び格納
（記憶）装置へアクセスするために使用される。図示例
においては、これらの装置は、ディスプレイスクリーン
１０２、プリンタ装置１０４、フロッピィディスクドラ
イブ１０６、バードディスクドライブ１０８、ネットワ
ークインターフェース１１０を包含している。キーボー
ドコントローラ１１５は、キーボード１１２から入力を
受取り且つ各押し下げられたキーに対するデコードされ
た記号をバス１１７を介してマイクロプロセサ１１４へ
送給するために使用される。

【００３４】ディスプレイスクリーン１０２は、周辺バ
ス１２２を介してマイクロプロセサ１１４によって供給
されるか又はコンピュータシステム内のその他のコンポ
ーネントによって供給されるデータの画像を表示する出
力表示装置である。図示例においては、ディスプレイス
クリーン１０２は、当業者にとって公知の如く、行及び
列の形態のピクセルからなるビットマップ（即ち、「画
像」）のビットに対応する視覚的表現をスクリーン上に
表示するラスター装置である。即ち、ビットマップをデ
ィスプレイスクリーン１０２へ入力させ且つ該ビットマ
ップのビットをピクセルとして表示させることが可能で
ある。入力したビットマップはディスプレイスクリーン
上に直接表示させることが可能であり、又は、コンピュ
ータシステム１０１のコンポーネントが、最初に、コー
ド又はその他の画像記述を頁記述ファイルからビットマ
ップへレンダリングし且つこれらのビットマップを表示
すべく公知の態様でディスプレイスクリーン１０２へ送
給することが可能である。例えばＣＲＴ、ＬＣＤディス
プレイ等のラスターディスプレイスクリーンが本発明に
適している。

【００３５】プリンタ装置１０４は、用紙又は同様の表
面上にビットマップの視覚的表現を与える出力表示装置
である。プリンタ１０４は、レーザプリンタとすること
が可能であり、それは、ディスプレイスクリーン１０２
と同様に、ビットマップから派生されるピクセルを表示
するラスター装置である。プリンタ装置１０４は、ポー
タブル電子文書において見出されるようなデータから派
生される視覚的表現をプリント即ち印刷することが可能
である。例えばプロッタ、タイプセッター等のその他の
出力装置をプリンタ装置１０４として使用することも可
能である。デジタルコンピュータ１０１は、メモリ、記
憶装置からのデータ、又はネットワークインターフェー
ス１１０によって接続されているネットワークを介して
別の供給源又はホストから受取ったデータを使用して例
えばディスプレイスクリーン１０２又はプリンタ１０４
等の出力表示装置上に視覚的表現を表示することが可能
である。一時的な又は永久的な形態のいずれかで視覚的
表現を表示するためにその他の出力表示装置を使用する
ことも可能であり、そのような装置としてはプロジェク
ション装置、プロッタ等がある。本明細書においては、
「ターゲットの表示装置」又はそれと同様の用語は、通
常、ディスプレイスクリーン装置１０２又はプリンタ装
置１０４のいずれかを意味するものとして使用されてい
る。

【００３６】出力表示装置は、視覚的画像を表示するこ
とに貢献するコンポーネントを有することが可能であ
る。例えば、プリンタ装置１０４は、バッファメモリ、
デジタルプロセサ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリ等を有
することが可能である。本明細書において説明する補間
ステップの幾つか又は全ては、ある実施例においては出
力表示装置によって実現することが可能である。プリン
タ装置及びその他の表示装置は、例えばカリフォルニア
州マウンテンビューのアドビシステムズインコーポレイ
テッドから入手可能なポストスクリプト等の頁記述言語
におけるコマンド及びデータを読取ることが可能であ
り、且つ該コマンドを解釈／実行して用紙又はスクリー
ン上にビットマップをラスタライズ即ちレンダリングさ
せることが可能である。ポストスクリプトは、後により
詳細に説明するように、出力表示装置によって表示する
ことの可能なグレイレベル数に対してそれ自身の制限を
有している。

【００３７】フロッピィディスクドライブ１０６及びハ
ードディスクドライブ１０８は、本発明によって使用す
べく検索され、ダウンロードされ又は作成された文書又
は画像等のデータを格納するために使用することが可能
である。フロッピィディスクドライブ１０６は、この様
なデータを他のコンピュータシステムへ移送することを
簡単化し、且つハードディスクドライブ１０８は大量の
格納データへ高速にアクセスすることを可能とする。例
えば非揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）、Ｐ
Ｃ−データカード等のその他の大量記憶装置も、コンピ
ュータシステム１０によって使用されるデータを格納す
るために使用することが可能である。本明細書において
は、「コンピュータ（又はマシン）によって読取り可能
な格納媒体」という用語は、ＲＡＭ１１８及びＲＯＭ１
２０等のメモリ及びディスクドライブ１０６及び１０８
又はデータを格納するためのその他の任意のタイプの装
置の両方を意味することが可能である。本発明の補間画
像は、出力表示装置へ送給する代わりに、その他のメモ
リ、格納装置又はネットワーク装置へ送給することも可
能である。

【００３８】ネットワークインターフェース１１０は、
例えばコンピュータ装置１１１等の１つ又はそれ以上の
その他のコンピュータシステムへ接続されているネット
ワークを介してデータを送給及び受領するために使用さ
れる。例えば、インターフェースカード、モデム、又は
同様の装置及びマイクロプロセサ１１４によって実行さ
れる適宜のソフトウエアを使用して、コンピュータシス
テム１００を既存のネットワークへ接続し且つ標準のプ
ロトコルにしたがってデータを転送することが可能であ
る。

【００３９】キーボード１１２は、コマンド及びその他
の命令をコンピュータシステム１００へ入力するために
ユーザによって使用される。ディスプレイスクリーン１
０２上に表示されるか又はコンピュータシステム１００
へアクセス可能な画像は、キーボード１１２上に命令を
入力することによってユーザによって編集されサーチさ
れ又はその他の処理を行なうことが可能である。本発明
に関連してその他のタイプのユーザ入力装置を使用する
ことも可能である。例えば、コンピュータマウス、トラ
ックボール、スタイラス及び／又はタブレットのポイン
ティング装置を使用して汎用コンピュータのスクリーン
のポインタを操作することが可能である。

【００４０】図６は本発明に基づいて画像を補間処理す
るプロセス１３０を示したフローチャートである。本プ
ロセスはステップ１３２において開始する。ステップ１
３４において、元の画像が発生され、処理され、コンピ
ュータシステム１００によって受領又は検索される。元
の画像は、当業者にとって公知の態様で、ビットマップ
画像を形成するのに適したソフトウエア及び／又はハー
ドウエアによって発生することが可能である。一方、元
の画像は、例えば、接続されている格納即ちメモリ装置
から、ネットワークインターフェース１１０、異なる伝
送装置又はＣＤ−ＲＯＭ又はフロッピィディスク等のポ
ータブルな媒体を介して異なるコンピュータ装置１１１
から、又は画像を操作する異なるプロセスから検索する
ことが可能である。従って、「受領」又は「供給」とい
う用語は、マイクロプロセサに元の画像を供給するため
の態様のことを意味することを意図している。元の画像
は、例えばインチ等の単位寸法当たりのピクセル数で表
わされた分解能を有している。例えば、ＰｈｏｔｏＣＤ
（商標）上の画像は、５１２×３０４（ｘ×ｙ）ピクセ
ルとして特定することが可能であり、その場合には、分
解能はそれが表示された場合の画像によってカバーされ
る面積によって決定される。一方、元の画像の分解能
は、例えば画像内のピクセル数等のその他の態様で表現
することが可能である。その他の実施例においては、コ
ンピュータシステム１００は、元の画像自身を受取る代
わりに、パラメータ又はデータ値として元の画像の分解
能のみを受取ることが可能である。又、全体的な元の画
像の分解能を決定するために元の画像の一部のみを受取
る場合もある。

【００４１】ステップ１３６において、ターゲットの出
力表示装置のグレイレベル数及び装置ピクセルクラスタ
ー及び補間画像ピクセルの異なる寸法に対する可能な補
間画像におけるグレイレベル数を使用して本発明に基づ
いて実際の拡大係数が決定される。このステップは、よ
り効率的な拡大係数を得るために、ターゲットの表示装
置のグレイレベル分解能及び補間画像のグレイレベル分
解能の両方を考慮に入れる。実際の拡大係数は、ターゲ
ットの表示装置が補間グレイレベルの全てを表示するこ
とを可能とする最大拡大係数に近いものである。ステッ
プ１３６の処理については図７を参照してより詳細に説
明する。

【００４２】ステップ１３８において、元の画像を補間
して、ステップ１３６において決定された実際の拡大係
数を使用して補間画像を供給する。このステップは、当
業者にとって公知のプロセスによって実行される。双一
次補間が、ポールＳ．ヘックバート編「グラフィッ
クスの宝IV（ＧｒａｐｈｉｃｓＧｅｍｓ IV）」、ア
カデミックプレス、１９９４年等のコンピュータグラフ
ィックステキストに記載されている一般的な方法であ
り、該文献は導入により本明細書に取込む。この処理
は、通常、元の画像の空間分解能を補間画像内において
増加させ、且つ新たな補間ピクセルを各対の元の画像ピ
クセルの間の中間グレイレベルで充填し、その場合に、
補間した中間グレイレベルは元のピクセルのグレイレベ
ルから決定される。線形（一次元）補間又は双一次（二
次元）補間を実行することが可能である。一方、例えば
立方補間等の非線形補間を本発明において与えることも
可能である。

【００４３】オプションのステップ１４０において特定
の結果を得るためにその他の方法及び／又は機構によっ
て補間画像を処理することが可能である。例えば、補間
画像を、より高い品質の画像を供給するか又はより少な
いメモリ空間（補間画像を格納すべき場合）内に格納す
ることが可能な圧縮画像を供給するために異なる画像プ
ロセサへ供給することが可能である。ステップ１４２に
おいて、補間画像は例えばプリンタ又はディスプレイス
クリーン等のターゲットの表示装置へ供給され、且つそ
のターゲットの表示装置によって表示される。一方、補
間画像は、異なる出力表示装置又は異なるプロセサはそ
の他の周辺機器へ供給することが可能であり、又は補間
画像を所望により格納することが可能である。次いで、
プロセス１３０はステップ１４４で完了する。

【００４４】ステップ１３４，１３６，１３８，１４０
は、マイクロプロセサ１１４上で実現することが可能で
ある。ターゲットの表示装置は、例えば、ディスプレイ
スクリーン１０２又は印刷装置１０４とすることが可能
である。一方、プロセス１３０のステップの異なるステ
ップ又は一部を異なるコンピュータシステム又はマイク
ロプロセサ上で実行することが可能である。例えば、元
の画像を受取るステップ及び拡大係数を決定するステッ
プは、１つのマイクロプロセサによって実行し、且つ補
間ステップを同一のコンピュータシステム１００又は異
なるコンピュータシステムにおける異なるマイクロプロ
セサによって実行することが可能である。

【００４５】図７は図６のステップ１３６を例示したフ
ローチャートであり、その場合に、ターゲットの表示装
置のグレイレベル及び可能な補間画像のグレイレベルか
ら実際の拡大係数が決定される。好適には、ステップ１
３６はｘ方向とｙ方向の両方に対して実行される。この
プロセスは、ステップ１５８において開始し、ステップ
１６０において、ターゲットの表示装置と元の画像との
間のピクセル分解能比が決定される。この比は、多数の
異なる方法で決定することが可能である。例えば、最も
一般的な方法は、例えば、ターゲットの表示装置又はデ
ジタルコンピュータ１０１からハードウエア情報を取り
出すことによって得ることの可能なターゲットの表示装
置の分解能を決定することである。元の画像の分解能
も、例えば元の画像ファイル内のヘッダから公知の方法
によって決定するか、又は元の画像のメモリ寸法を決定
することによって決定される。典型的に、元の画像の分
解能は、１インチ（又はその他の単位寸法）当たりのピ
クセル数で表現され、且つターゲットの表示装置の分解
能は１インチ当たりのドット数（ｄｐｉ）（印刷装置の
場合）又は１インチあたりのピクセル数（ディスプレイ
スクリーン装置の場合）で表現される。その他の単位寸
法を使用することも可能である。一方、ターゲット装置
の分解能と元の画像の分解能との間の比は異なる態様で
決定することも可能である。例えば、ステップ１３６
は、２つの別個の分解能の測定値としてではなく直接的
に所望の比で供給することが可能である。

【００４６】ステップ１６２及び１６４は、マイクロプ
ロセサ１１４によって（又は複数個のプロセサ）並列的
に又は実質的に並列的に実行することが可能である（例
えば、マルチタスキングを使用）。ステップ１６０から
伸びている２つの矢印はこの並列処理を表わしている。
一方、ステップ１６２及び１６４は逐次的に実行するこ
とも可能であり、その場合にはいずれか一方は他方のス
テップの前に実行される。例えば、ステップ１６２の図
６のステップ１３４における元の画像を受取る前又はそ
の後に実行することが可能であり、一方ステップ１６４
は元の画像を受取った後に実行することが可能である。
又、プロセス１３６の１つ又はそれ以上のステップを異
なるコンピュータシステム上で実行することが可能であ
る。

【００４７】ステップ１６２において、本プロセスは、
ターゲットの表示装置によって表示することの可能なグ
レイレベル数と装置ピクセルクラスターの種々の寸法と
の間の関係を決定する。この関係は、解析的方程式とし
て表現することが可能であり、又は異なるグレイレベル
及びピクセルクラスター寸法に対する多数の離散的デー
タ値として表現することも可能である。この関係を与え
る２つの異なる方法について以下に説明する。

【００４８】本明細書において使用されているように、
「ピクセルクラスター」とは、典型的に正方形に配列さ
れたターゲットの表示装置によって表示される一群のピ
クセルのことであり、その正方形の側部はＮ個のターゲ
ット装置ピクセルを有しており且つクラスター内にはＮ
² 個のピクセルが存在している。クラスター内のＮ²個
のピクセルの多数が暗（例えば、黒）であり、一方該ク
ラスター内のその他のピクセルは明（例えば、白）であ
る。異なる数のピクセルをターンオンさせることによっ
て、「ディザ」として知られるプロセスにおいて異なる
グレイレベルをシミュレートさせることが可能である。
多数のピクセルクラスターが互いに隣接して位置され且
つ表示されてグレイレベルを描写する。Ｎ² 個のピクセ
ルからなる１個のクラスターによって描写することの可
能なグレイレベルの数Ｌは、Ｌ＝Ｎ² ＋１として表現さ
れる（２レベル出力表示装置の場合）。従って、ターゲ
ットの表示装置によって表示することの可能なグレイレ
ベル数Ｌは、ピクセルクラスターの寸法に依存する。例
えば、Ｎ＝３、即ち全部で９個のピクセルを有する１個
のクラスターには１０個の可能なグレイレベルが存在し
ており、即ち、（１）０個のピクセルが暗、（２）１個
のピクセルが暗、（３）２個のピクセルが暗、等で最後
に（１０）９個全てのピクセルが暗である。同様に、Ｎ
＝４のクラスターは、ターゲット装置が４² ＋１＝１７
個のグレイレベルを表示することを可能とし、且つＮ＝
１６のクラスターは、ターゲット装置が２５７個のグレ
イレベルを表示することを可能とする。クラスター内の
暗ピクセル及び明ピクセルの位置配列は当業者に公知で
あり従ってその説明は割愛するが、それはグレイレベル
の様相及び滑らかさに影響を与える場合があり、且つ、
より低い度合いであるが、画像の様相及び滑らかさにも
提供を与える場合がある。

【００４９】ターゲットの表示装置によって表示するこ
との可能なグレイレベル数を決定する別の要因は、ター
ゲット装置によって１つのピクセルに対して表示するこ
との可能なグレイレベル数である。２レベル（ハーフト
ーン）装置においては、ピクセル当たりに、２つの可能
なグレイレベル、即ち黒又は白のうちの１つのみを表示
することが可能である。その他の装置は、各ピクセルに
対して付加的なグレイレベル（例えば、カラー、グレイ
のシェード等）を表示することが可能である。例えば、
ピクセル当たり８ビットの装置は、各ピクセルに対して
２５６個の可能なカラーのうちの１つを表示することが
可能である。ピクセル当たりのグレイレベル数を考慮に
入れると、種々のピクセルクラスター寸法におけるグレ
イレベル数Ｌは、より一般的に、Ｌ＝（Ｇ−１）Ｎ² ＋１（１）として表現することが可能であり、尚、Ｇはピクセル当
たり表示することの可能な可能なグレイレベル数であ
る。２レベル装置の場合にはＧ＝２であり、その他の装
置の場合にはより大きな値である。

【００５０】ターゲット装置によって表示することの可
能なグレイレベル数と装置ピクセルクラスターの種々の
寸法との間の関係は、図８に示したように、グラフ１８
０として示すことが可能である。垂直軸は表示可能なグ
レイレベル数を表わしており、且つ水平軸は装置ピクセ
ルクラスターの寸法を表わしている。曲線１８２は放物
線関係（Ｇ−１）Ｎ² ＋１であり、２レベル表示装置
（Ｇ＝２）に対する異なるクラスター寸法において表示
可能な異なるグレイレベルを示している。従って、例え
ば、ピクセルクラスター寸法が１の場合には２つのグレ
イレベルを表示することが可能であり、ピクセルクラス
ター寸法が２の場合には５つのグレイレベルを表示する
ことが可能であり、クラスター寸法が７の場合には５０
個のグレイレベルを表示することが可能である等であ
る。曲線１８４（点線）は、ピクセル当たり１６個のグ
レイレベルを表示することの可能な出力表示装置（Ｇ＝
１６）に対する同一の関係を表わしている。曲線１８４
は曲線１８２よりも一層大きな増加率を有している。曲
線１８６はピクセル当たり２５６個のグレイレベルを表
示することが可能な表示装置（Ｇ＝２５６）に対する同
様の曲線を示しており、且つ更により大きな増加率を有
している。水平線１８７は画像において（例えば、ポス
トスクリプトにおいて）表現することが可能であるか、
又はターゲットの表示装置又はコンピュータシステム１
０１からターゲットの表示装置への接続のその他の条件
に起因するグレイレベル数に対する限界を表わしてい
る。例えば、あるポストスクリプトインタプリターにお
いて使用される画像は、８ビットピクセル表現を使用
し、従ってピクセル当たり２５６個のグレイレベルへ制
限されている。ある実施例においては、周辺バス２０
（図１参照）が一度にある量のデータを転送することが
可能であるに過ぎない場合があり、そのことはターゲッ
トの表示装置によって表示することの可能なグレイレベ
ル数を制限する場合がある。その他の実施例において
は、その他の制限が課される場合がある。

【００５１】ステップ１６４もステップ１６０の後に実
行される。ステップ１６４において、本プロセスは、補
間画像において（即ち、可能な補間画像において）補間
によって与えられた最大グレイレベル数と補間画像ピク
セルの種々の寸法との間の第二関係を決定する。ステッ
プ１６２の関係の場合のように、この第二関係は、解析
的な方程式として与えるか、又は後に説明するように、
数値的に決定された多数のデータ点として与えることが
可能である。この第二関係は、ターゲット装置の分解
能、元の画像の分解能、及び補間画像ピクセルの種々の
寸法に依存しており、補間画像ピクセルの寸法はターゲ
ット装置ピクセルによって表現される。一般的に、補間
画像において表示されるグレイレベル数は、補間画像ピ
クセルの寸法に逆比例する。この関係が発生するのは、
ピクセル寸法が大きければ大きい程、元のピクセルの間
に納まる補間画像ピクセルはより少ないからである。従
って、補間画像におけるグレイレベル数が減少する。

【００５２】この第二関係は、図８のグラフ１８０にお
いて曲線１９０として示してある。この曲線は次式で表
わされる。

【００５３】Ｌ＝（Ｄ／Ｉ）／Ｎ＋１（Ｌ≧２）（２）尚、Ｌはグレイレベル数であり、Ｄはターゲット装置の
分解能であり、Ｉは元の画像の分解能であり、Ｎはター
ゲット装置ピクセルの単位で表現された補間画像ピクセ
ル寸法である。従って、曲線１９０は小さな寸法の補間
画像ピクセルに対して垂直軸上の高い値において開始し
（左側において）、且つ大きな補間画像ピクセルに対す
る低いグレイレベル数において終了する。元の画像の分
解能に対するターゲット装置分解能の各比に対し異なる
曲線が与えられ、即ち、曲線１９０はターゲット装置分
解能及び元の画像の分解能に依存して異なる座標位置に
位置される。例えば、図８に示した曲線１９０は、３０
０ｄｐｉの分解能を持ったターゲット装置に対して、１
インチ当たり１個のピクセルの分解能を有する元の画像
から補間した画像に対するグレイレベルの例である。従
って、式（２）はＬ＝（３００／１）／Ｎ＋１＝３００
／Ｎ＋１となる。異なる元の画像の分解能及び／又はタ
ーゲット装置の分解能は、曲線１９０を異なった位置と
させ且つ異なった様相とさせる。曲線１９０はグラフ１
８０上のその最も右側の点においてグレイレベルがＬ＝
２へ制限されており、且つ該グラフの左側端部において
は理論上制限されていないが、実際的には、曲線１９０
は現在のポストスクリプスト具体例におけるＬ＝２５６
限界（ライン１８７）等の制限によってグラフ１８０の
左側部分において制限される場合がある。

【００５４】ステップ１６６はステップ１６２及び１６
４に続いて実行される。ステップ１６６において、本プ
ロセスは、第一関係と第二関係との交点から予備的拡大
係数を決定する。この拡大係数は、「予備的な」拡大係
数として知られたものである。何故ならば、ステップ１
６６の結果は、ステップ１６８を参照して以下に説明す
るその他の要因に起因して所望の拡大係数でない場合が
あるからである。図８のグラフ１８０に示したように、
曲線１８２は点Ｅにおいて曲線１９０と交差する。点Ｅ
は、ピクセルクラスター寸法、補間画像ピクセル寸法及
びターゲット装置が表現することの可能なグレイレベル
数を超えることのない補間処理における最大のグレイレ
ベル数を表わしている。この予備的な拡大係数は、点Ｅ
における補間画像においての（曲線１９０上）グレイレ
ベル数Ｌ_E −１と等しい（２レベル及びマルチレベル装
置の両方に対して）。例えば、補間画像が元の画像の分
解能の３倍の分解能を有している場合（拡大係数３）、
図４ａ及び４ｂの例に示したように、４つのグレイレベ
ルが表示される（グレイレベル数＝拡大係数＋１）。

【００５５】従って、予備的な拡大係数は、ターゲット
の表示装置上で表示することの可能なグレイレベル数
（曲線１８２）と可能な補間画像において表現すること
の可能なグレイレベル数（曲線１９０）の両方を考慮し
て決定される。前の方法では、曲線１９０が限界線１８
７と交差するか又はＮ＝１軸と交差する箇所へ拡大係数
を非効率的に制限する場合がある。

【００５６】点Ｅは、通常、以下に説明する２つの方法
を使用して得ることが可能である（その他の方法を使用
することも可能である）。両方の方法とも、両方の曲線
が単調（通常そうであるように）であるものと仮定して
解析的方法を使用して同一の結果を得るが、数値的方法
（後に説明する）を使用して多少異なる結果を得る場合
がある。好適な第一の方法は、ターゲット出力装置によ
って表示することの可能なグレイレベル数と等しいか又
はそれより大きなものであって且つ補間画像におけるグ
レイレベル数と等しいか又はそれより大きなグレイレベ
ルのうちで最小数のグレイレベル、即ち曲線１８２及び
１９０の両方より上側（又はそれと等しい）グレイレベ
ル（陰線を付けた区域１９２として示してある）の中で
最小数のグレイレベルを選択することである。グラフ１
８０内の点Ｅは区域１９２の最小点である。従って、予
備的な拡大係数は次式で表わすことが可能である。

【００５７】Ｅｘｐ＝ＭＩＮ［ＭＡＸ（ｆ（Ｎ），ｇ（Ｎ））］（３）尚、ｆ（Ｎ）はグレイレベル数対ターゲット表示装置上
のピクセルクラスターの寸法を表わす関数（曲線）１８
２（又は１８４又は１８６）であり、ｇ（Ｎ）はグレイ
レベル数対補間画像におけるピクセルの寸法（装置ピク
セルの単位において）を表わす関数（曲線）１９０であ
り、且つ「Ｅｘｐ」は予備的な拡大係数である。

【００５８】ＭＡＸ関数は、全てのＮに対する２つの関
係に対するグレイレベルの最大数を見つけ出し、且つＭ
ＩＮ関数はＭＡＸ領域内の最小のグレイレベル数を見つ
け出す。厳密でない実施例においては、この方法は、グ
ラフ１８０に示した点Ｅよりも僅かに上側の拡大係数を
見つけ出す傾向がある。このことは、ターゲット装置が
種々の寸法のピクセルクラスターをレンダリングさせる
ことの可能な例えばポストスクリプト等の殆どのコンピ
ュータシステムにおいて望ましいものであり、即ち、エ
キストラなグレイレベルが人によって観察される表示さ
れたグレイレベルの損失を発生させることはないので、
ターゲット装置によって表示可能なものよりも僅かに多
いグレイレベルを有することでエラーとなる方がよりよ
い。

【００５９】２番目の方法は、１番目の方法の代わりに
使用することの可能な別の方法である。この２番目の方
法は、ターゲットの出力装置によって表示することが可
能であり且つ補間画像内に含ませることの可能なグレイ
レベルのうちで最大数のグレイレベルを選択する。この
ことは、２つの曲線１８２及び１９０の最小区域（即
ち、曲線１８２及び１９０の両方の下側の区域）を取り
且つその最小区域の最大点を見つけ出すことと等価であ
る。２つの曲線１８２及び１９０の下側で陰線を付けた
最小区域１９４は、ターゲット出力装置上で表現するこ
とが可能であり且つ補間画像内に含ませることの可能な
グレイレベルの全てを表わしている。Ｅ点は、この最小
区域内の最大グレイレベル数である。予備的な拡大係数
は次式の如く表わすことが可能である。

【００６０】Ｅｘｐ＝ＭＡＸ［ＭＩＮ（ｆ（Ｎ），ｇ（Ｎ））］（４）尚、ｆ（Ｎ）はグレイ数対ターゲット表示装置上のピク
セルクラスター寸法を表わす曲線１８２（又は１８４又
は１８６）であり、且つｇ（Ｎ）はグレイ数対補間画像
内のピクセルの寸法を表わす曲線１９０である。このＭ
ＩＮ関数は、全てのＮ（装置ピクセル数）に対するこれ
ら２つの関数に対してのグレイレベルの最小数を見つけ
出し、且つそのＭＡＸ関数は、その最小数のグレイレベ
ル内の最大点を見つけ出す。この方法は、グラフ１８０
に示した点Ｅより僅かに下側の拡大係数を見つけ出す傾
向がある。必要とされるものよりもより少ない場合より
も僅かにより多くのグレイレベルを有することが一般的
により望ましいので、この２番目の方法は１番目の方法
程有用なものではないが、例えば、画像ピクセルの寸法
にセットされた固定されたピクセルクラスター寸法を使
用する画像を供給するコンピュータシステム／出力装置
において使用される場合がある。一方、本明細書におい
て説明する方法及び装置は、例えばハードウエア／ソフ
トウエア特性、ユーザの好み等のその他の基準に基づい
て画像を補間する場合に第一の方法を使用するか又は第
二の方法を使用するかを評価することが可能である。従
って、予備的な拡大係数を見つけ出すために、より効率
的即ち望ましい方法が選択され且つ使用される。

【００６１】予備的な拡大係数を見つけ出すための本発
明の方法を説明する別の方法は以下の如くである。ター
ゲット装置空間内の補間ピクセルによって表わされる区
域が小さくなって、ターゲット装置が更なる補間によっ
て導入される付加的なグレイレベルを表わすために有す
る装置ピクセルが少な過ぎるようになるまで、元の画像
の分解能を増加させる。元の画像の分解能の増加は、点
Ｅに到達するまで曲線１９０を右側から左側へ移動させ
ることであり、点Ｅより上においては、ターゲットの表
示装置はもはや付加的なグレイレベルを表現することは
不可能である。ステップ１６８において、本プロセス
は、予備的な拡大係数及びその他の限界に基づいて実際
の拡大係数を決定する。その他の限界は、頁記述言語又
はビット数（上述したような）、ハードウエア限界、ユ
ーザが課した限界（又は例えばＤ／Ｉターゲット装置分
解能を元の画像の分解能で割算したもの）の従来技術の
限界、目安乗数２等のシステムによって課されるその他
の限界に起因して表示することの可能なグレイレベル最
大数を含むことが可能である。例えば、ステップ１６６
において計算された予備的な拡大係数が特定の表示言語
によって課される場合のある２５６個のグレイレベル限
界を超えるグレイレベル数に対応する場合には、拡大係
数はその限界を超えることのない最大の拡大係数へ調節
させることが可能である。

【００６２】更に、好適には、拡大係数に対するその他
の調節も行なわれる。決定された拡大係数が非整数であ
る場合には、それは、好適には、最も近い整数へ丸めら
れる。このことは、補間画像が元の画像の境界を完全に
維持することを可能とする。別の好適な調節は、拡大係
数を奇数へ調節することである。例えば、ステップ１６
６の最初の方法において、拡大係数は最も近い奇数へ増
加させることが可能であり、２番目の方法を使用して、
拡大係数を最も近い奇数へ減少させることが可能であ
る。この調節は、図９ａ−９ｄを参照して更に詳細に説
明するように、偶数の拡大係数が使用された場合発生す
ることのある補間画像におけるアリアジング（ａｌｉａ
ｓｉｎｇ）即ち量子化効果の大きさを効果的に最小とさ
せる。このような調節（行なわれる場合）の後に、結果
的に得られる拡大係数は「実際の」拡大係数となる。こ
れは、図６の補間ステップ１３８において使用されるべ
き拡大係数である。この実際の拡大係数がステップ１６
８において決定された後に、本プロセス１３６はステッ
プ１７０において完了する。

【００６３】図９ａ−９ｄは図７のステップ１６８に関
して奇数の拡大係数と偶数の拡大係数とを使用した場合
の差異を示している。図９ａは２つの可能なグレイレベ
ルのみを有する３個の元の画像のピクセル１９０を示し
ており、その場合に、明るいピクセル１９２は２つの暗
いピクセル１９４の間に位置されている。図９ｂは偶数
の拡大係数（拡大係数２）を使用して一次元において元
のピクセル１９０を補間する１つの方法を示している。
元のピクセル１９０の中心が補間ピクセル１９８の境界
に位置されている。図示した如く、このことは、幾つか
の元のグレイレベルが除去されることに起因してアリア
ジング問題を発生する場合がある。図９ｂの例において
は、ピクセル１９３の中間グレイレベルを受け入れるた
めに元の明るいピクセル１９２が取り除かれている。元
のグレイレベルが失われると、補間画像が元の画像と異
なって見えるようにさせる場合がある。ある場合には、
付加的なアンチアリアジング処理、即ちアリアジング効
果を取り除く処理を実施せねばならない場合がある。

【００６４】図９ｃは、偶数の拡大係数（２）を使用す
る一次元補間の別の例を示している。この場合には、補
間ピクセル２００は元のピクセルの中心１９６に中心を
有している。然しながら、このことはその他の中間の補
間ピクセル２０２を元のピクセルの境界２０１を横断し
て位置させることとなる。このことは、補間画像が元の
画像によってカバーされる区域を近似的に充填させるに
過ぎない場合がある。何故ならば、境界区域２０４はピ
クセルで充填することのできない幅が半分に過ぎない区
域だからである。このことも、補間画像の画像模様及び
様相を元の画像と近似的に一致させるに過ぎない。何故
ならば、補間ピクセルの境界は元のピクセルの境界と異
なっているからである。

【００６５】図９ｄは奇数の拡大係数（拡大係数３）を
使用した一次元における補間の例を示している。この場
合には、補間ピクセル２０６は元のピクセルの中心１９
６を中心とすることが可能であり、且つ中間の補間ピク
セル２０８は元のピクセルの境界と同じ位置に位置した
境界を有している。このことは、元の画像の境界及び様
相がアリアジング効果なしで正確に一致することを可能
としている。境界区域２１０は、通常、次の隣接するピ
クセル（不図示）か又はデフォルトのグレイレベルのい
ずれかによって決定されるグレイレベルが割当てられる
完全な寸法のピクセルである。

【００６６】解析的方法の例この例では図７のプロセス１３６における予備的な拡大
係数について解くために解析的方法を使用する。元の画
像が１０ピクセル／インチの分解能を有しており且つタ
ーゲット表示装置が６００ｄｐｉの分解能を有している
ものと仮定すると、ステップ１６０の比Ｄ／Ｉは６００
／１０＝６０である。ステップ１６２において、ターゲ
ット表示装置によって表示可能なグレイレベル数とピク
セルクラスター寸法との間の第一関係が決定される。こ
れは２レベルターゲット装置を仮定した場合に次式で表
わすことが可能である。

【００６７】Ｌ＝（Ｇ−１）Ｎ² ＋１→Ｌ＝Ｎ² ＋１（５）尚、Ｌはグレイレベル数であり、Ｎはターゲット装置の
ピクセルクラスター寸法であり、Ｇはピクセル当たりに
表示することの可能なグレイレベル数であり、且つＤ／
Ｉは元の画像分解能に対するターゲット装置分解能の比
である。この式は、ターゲット表示装置が２レベル装置
であるか又はマルチレベル（コントーン等）装置である
かに拘らずに使用することが可能である。

【００６８】ステップ１６４において、補間によって与
えられたグレイレベル数と補間画像ピクセル寸法との間
の第二関係が決定される。この関係は次式のように表わ
すことが可能である。

【００６９】Ｌ＝（Ｄ／Ｉ）／Ｎ＋１＝６０／Ｎ＋１（６）尚、Ｌは補間画像におけるグレイレベル数であり、且つ
Ｎは補間画像（ターゲット装置ピクセルによって表現さ
れている）のピクセルの寸法である。

【００７０】ステップ１６６において、これら２つの関
係の交点が決定される。この解析的方法においては、こ
のことは、式（５）及び（６）を以下のように互いに等
置することによって達成することが可能である。

【００７１】（Ｄ／Ｉ）／Ｎ＋１＝Ｎ² ＋１Ｎ＝（Ｄ／Ｉ）^1/3 Ｎ＝（６０）^1/3 ≒３．９１従って、図８に示したように、交点ＥはＮ＝３．９１
（４）において発生する。予備的な拡大係数は計算され
たＮにおける補間画像のグレイレベル数−１に等しい。
グレイレベル数−１は（Ｄ／Ｉ）／Ｎ＋１−１に等し
く、従って予備的な拡大係数は（Ｄ／Ｉ）／Ｎ＝（Ｄ／
Ｉ）^2/3 ＝６０／３．９１＝１５．３３（１５）であ
る。この拡大係数は、小数の値が発生する場合には、好
適には、最も近い整数に丸められる（且つ、奇数に丸め
られる）。次いで、存在する可能性のあるその他の限界
を考慮に入れて実際の拡大係数はステップ１６８におい
て決定される。

【００７２】数値的方法の例この例では、図７のプロセス１３６における予備的な拡
大係数について解くために数値的方法を使用する。この
方法は、ターゲット装置が表示することの可能なグレイ
レベルが解析的な形態で容易に表現されない場合に使用
される可能性が高い。元の画像が３ピクセル／インチの
分解能を有しておりターゲット表示装置が６００ｄｐｉ
の分解能を有しており且つレーザプリンタのようなハー
フトーン（２レベル）装置であると仮定すると、ステッ
プ１６０の比Ｄ／Ｉは６００／３＝２００である。ステ
ップ１６２において、ターゲット表示装置によって表示
することの可能なグレイレベル数とピクセルクラスター
寸法との間の第一関係が決定される。これは、上述した
解析的な例における式（１）又は（５）として表わすこ
とが可能である。好適には、数値的方法においては、こ
のターゲット表示装置に対するピクセルクラスター寸法
とグレイレベル数との間の関係は、ルックアップテーブ
ルにおける値として与えられ、それらの値はＲＡＭ１
６、ＲＯＭ１８又は異なる格納（記憶）装置内に格納す
ることが可能である。これらの値は、例えば、先に実験
的に決定しておくことが可能である。例えば、ターゲッ
ト表示装置の製造業者が異なるピクセルクラスター寸法
に対するターゲット装置によって表示可能なグレイレベ
ル数を決定し且つターゲット表示装置のメモリ内にルッ
クアップテーブルを供給する場合がある。該テーブル
は、元の画像を補間する場合にコンピュータシステム１
０１へ転送することが可能である。このようなテーブル
の一例を以下の表１として与えてある（典型的に、実際
的な具体例においては付加的なピクセルクラスター寸法
に対してより多くの値が計算される）。

【００７３】表１ターゲット装置ターゲット装置に対しピクセルクラスター寸法（Ｎ）可能なグレイレベル数（Ｌ）２５４２５８６４１６１８０表１のようなテーブルは、拡大係数の所望の精度に対し
て必要とされるだけ多数の値を有することが可能であ
る。

【００７４】ステップ１６４において、補間画像におい
て可能なグレイレベル数と補間画像のピクセル寸法との
間の第二関係が決定される。この関係は、解析的方法に
おいて示した式（２）又は（６）を使用して計算するこ
とが可能である。この例に対して決定したＬの値は以下
の表２に示してある。

【００７５】表２補間画像ピクセル寸法（Ｎ）補間画像におけるグレイレベル数２１０１４５１８２６１６１４図７のステップ１６６において、ステップ１６２及び１
６４の２つの関係の交点を見つけ出す最初の方法が、図
８の２つの曲線の上側の最大区域に対するグレイレベル
の最小数を決定する。以下の表３はこのステップを要約
している。

【００７６】表３ターゲット装置に補間画像におけるＮ可能なグレイレベル数グレイレベル数最大値２５１０１１０１４２５５１５１８６４２６６４１６１８０１４１８０最大値の欄は、ターゲット装置グレイレベルと補間画像
グレイレベルとの間の最大値を示している（これらの最
大値から１を減算すると、これらは拡大係数となる）。
本プロセスは、最大値の欄の中での最小値、即ちこの場
合には５１を選択し、且つこれが交点における（近似的
な）グレイレベル数である。従って、予備的な拡大係数
は５１−１＝５０である。最大値の欄における各数値が
１を減算した値を有する場合には、このステップは最大
値の欄内の複数個の拡大係数から最小の拡大係数を選択
するものとして説明することも可能である。

【００７７】ステップ１６６の別の２番目の方法は、２
つの関係に対するグレイレベルの最小数を見つけ出し且
つこれらの最小の中での最大値を見つけ出すことによっ
て交点を見つけ出す。以下の表４はこのステップを要約
している。

【００７８】表４ターゲット装置に補間画像におけるＮ可能なグレイレベル数グレイレベル数最小値２５１０１５４２５５１２５８６４２６２６１６１８０１４１４この場合のグレイレベルの最小の中の最大値は２６であ
り、これは交点における（近似的な）グレイレベルであ
る。予備的な拡大係数は２６−１＝２５である。上述し
たように、最小値の欄における値から１を減算すると、
このステップは最小値の欄に示した複数個の拡大係数の
中から最大の拡大係数を選択するものとして説明するこ
とが可能である。従って、１番目の方法と２番目の方法
とは多少異なった結果を発生し、一方の結果は正確な交
点の上側であり、且つ他の結果は正確な交点の下側であ
る。所望により、両方の方法で計算されたデータを使用
して、正確な交点により近い値を見つけ出すためにその
他の方法を使用することが可能である。予備的な拡大係
数はステップ１６８において制限することが可能であ
る。１つの好適な方法は、拡大係数がＤ／Ｉより大きい
場合には、それが数値的な例内には存在しないことを判
別することである（存在するとした場合には、その拡大
係数はＤ／Ｉへ減少される）。数値的方法においては、
グレイレベル限界２５６を、ターゲット装置に対して前
に計算してある上述したルックアップテーブル内に含ま
せることが可能である。更に、例えば拡大係数を奇数へ
移動させること等の調節を実施することが可能である。

【００７９】２つの曲線の交点を決定するため、又は２
つの曲線の結果である最小曲線の最大値を決定するため
のその他の方法をその他の実施例において実施すること
が可能である。

【００８０】本発明方法は、効率的で且つ品質の高い補
間した画像を与えるための拡大係数を決定する。その拡
大係数は、目安又はその他の近似的方法に依存すること
なしに精密に決定することが可能であり、視覚的品質を
維持するために画像格納効率を犠牲にすることのない補
間画像を発生させる。

【００８１】以上、本発明の具体的実施の態様について
説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定される
べきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること
なしに種々の変形が可能であることは勿論である。例え
ば、本明細書において説明した補間画像は、特定のター
ゲット表示装置に対して与えることが可能であり、又は
異なる出力表示装置に対して与えるか又は格納装置によ
って格納することが可能である。更に、本明細書におい
て説明した拡大係数は、元の画像の１つ又はそれ以上の
次元において補間を行ない且つより高い分解能の画像を
形成するために使用することが可能である。本明細書に
おいて説明した補間方法は、更に、非対称的な画像に関
して使用することも可能であり、その場合には、１つの
次元においての画像の分解能は別の次元におけるその画
像の分解能とは異なっている。

【００８２】更に、説明を明確にするためにある用語が
使用されているが、それらの用語は本発明を制限すべき
ものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の補間プロセスを示したフローチャート
図。

【図２】（ａ）は元の画像ピクセルを示した概略図、
（ｂ）は（ａ）のピクセルの輝度レベルを示したグラフ
図。

【図３】（ａ）は図２（ａ）のピクセルから派生した
補間画像における補間ピクセルの輝度レベルを示したグ
ラフ図、（ｂ）は一次元において補間した補間画像ピク
セルを示した概略図。

【図４ａ】元の画像を示した概略図。

【図４ｂ】二次元において補間した補間画像を示した
概略図。

【図５】本発明に基づいて画像を受取り、補間し且つ
表示するのに適したコンピュータシステムを示した概略
ブロック図。

【図６】本発明に基づいて画像を補間するプロセスを
示したフローチャート図。

【図７】本発明に基づいて拡大係数を決定するための
図６のステップを示したフローチャート図。

【図８】図７の方法に従って拡大係数を見つけ出す方
法を例示したグラフ図。

【図９】（ａ）乃至（ｄ）は画像を補間するために偶
数の拡大係数と奇数の拡大係数とを使用した場合の差異
を示した各概略図。

【符号の説明】

１００コンピュータシステム１０１デジタルコンピュータ１０２ディスプレイスクリーン１０４プリンタ１０６フロッピィディスクドライブ１０８ハードディスクドライブ１１０ネットワークインターフェース１１２キーボード１１４マイクロプロセサ１１６メモリバス１１８ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２０リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１２２周辺バス１２４キーボードコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者シャンカージェイ．アイヤーアメリカ合衆国，カリフォルニア 94555，フリモント，マラードコモン 4709

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】元の画像から補間画像を生成する方法に
おいて、ある空間分解能を持った元の画像をコンピュータシステ
ム上に与え、前記コンピュータシステム上において前記画像に対する
拡大係数を決定し、前記拡大係数はターゲットの表示装
置上で表示可能なグレイレベル数及び前記元の画像から
生成することの可能な補間画像におけるグレイレベル数
の両方から派生されるものであり、前記拡大係数を使用して前記元の画像を保管して補間画
像を生成し、前記補間画像は、前記元の画像よりも一層
大きな空間分解能と前記元の画像よりも一層大きなグレ
イレベル数とを含んでおり、前記補間が少なくとも１つ
のコンピュータシステム上で実行される、上記各ステッ
プを有することを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１において、更に、前記補間画像
を出力表示装置へ供給するステップを有することを特徴
とする方法。
【請求項３】請求項２において、前記出力表示装置が
前記ターゲットの表示装置であることを特徴とする方
法。
【請求項４】請求項３において、前記ターゲットの表
示装置がハーフトーン表示装置であることを特徴とする
方法。
【請求項５】請求項３において、前記ターゲットの表
示装置が表示される各ピクセルに対して複数個のグレイ
レベルのうちの１つを表示することの可能なマルチレベ
ル表示装置であることを特徴とする方法。
【請求項６】請求項３において、更に、前記元の画像
の前記分解能に対するターゲットの表示装置の分解能の
比を決定し且つ前記拡大係数の決定において前記比を使
用するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項７】請求項６において、前記ターゲットの表
示装置上で表示可能なグレイレベル数が表示されるグレ
イレベルの数と前記ターゲットの表示装置によって表示
されるピクセルクラスターの寸法との第一関係として表
現されることを特徴とする方法。
【請求項８】請求項７において、可能な補間画像にお
ける前記グレイレベル数が、特定の補間画像におけるグ
レイレベル数と前記補間画像におけるピクセルの寸法と
の間の第二関係として表わされることを特徴とする方
法。
【請求項９】請求項８において、前記第二関係が、前
記元の画像の分解能に対する前記ターゲットの装置の分
解能の比を使用して決定されることを特徴とする方法。
【請求項１０】請求項８において、前記拡大係数が、
前記第一関係と前記第二関係との間の交点を見つけ出す
ことによって決定されることを特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１０において、前記拡大係数
が、前記２つの関係の交点を見つけ出す解析的方法を使
用して決定することを特徴とする方法。
【請求項１２】請求項１０において、前記拡大係数
が、前記２つの関係の交点を見つけ出す数値的方法を使
用して決定することを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項３において、前記補間が前記元
の画像の１つの次元において実行されることを特徴とす
る方法。
【請求項１４】請求項１２において、前記交点を見つ
け出すステップから得られる拡大係数が、予備的拡大係
数であり、且つ、更に、前記補間ステップにおいて使用
される実際の拡大係数を決定するために前記予備的拡大
係数に対して付加的な限界を付与するステップを有する
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】請求項１において、交点を見つけるス
テップから得られる前記拡大係数は予備的拡大係数であ
り、且つ、更に、前記補間ステップにおいて使用される
実際の拡大係数を与えるために前記予備的拡大係数を奇
数整数へ調節するステップを有することを特徴とする方
法。
【請求項１６】高分解能出力表示装置上に画像を表示
する効率的な方法において、元の入力画像の分解能を決定し、前記出力表示装置の分解能を決定し、前記出力表示装置が複数個のピクセルクラスター寸法に
おいて表現することの可能なグレイレベル数を決定し、前記複数個のピクセルクラスター寸法の各々に対して前
記出力表示装置の分解能と前記元の画像の分解能から複
数個の拡大係数を決定し、選択した拡大係数に対応するピクセルクラスター寸法に
おいて前記出力表示装置が表現可能なグレイレベル数よ
りも一層大きな前記複数個の拡大係数のうちで最も小さ
な拡大係数である拡大係数を前記複数個の拡大係数から
選択し、前記選択した拡大係数を使用してその分解能が入力画像
分解能と前記選択した拡大係数との積である補間画像を
形成し、前記補間画像を前記入力画像から派生された補間グレイ
値で充填し、前記補間画像を前記出力表示装置上に表示する、上記各
ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】請求項１６において、前記出力表示装
置が表現可能なグレイレベル数を決定するステップが、
グレイレベル値とピクセルクラスター値のルックアップ
テーブルを参照することを特徴とする方法。
【請求項１８】請求項１６において、複数個の拡大係
数を決定する前記ステップが、元の入力画像の分解能及
び出力表示装置の分解能を使用して、装置のピクセル寸
法に等しい種々の補間画像ピクセル寸法において可能な
補間画像におけるグレイレベル数を決定することを特徴
とする方法。
【請求項１９】請求項１８において、前記選択した拡
大係数は、更に、必要な場合に、前記出力表示装置の分
解能を前記元の画像の分解能で割算したものより低い値
へ制限することを特徴とする方法。
【請求項２０】請求項１６において、前記出力表示装
置が表示スクリーン及び印刷装置のうちの１つを含むこ
とを特徴とする方法。
【請求項２１】表示装置上に画像を表示する方法にお
いて、ターゲットの表示装置の表示分解能とコンピュータシス
テムによって受け取られた元の画像の分解能との間の比
を決定し、前記ターゲットの表示装置によって表示可能なグレイレ
ベル数と前記ターゲットの表示装置によって実現される
ピクセルクラスターの寸法との間の第一関係を決定し、前記元の画像から派生される補間画像におけるグレイレ
ベル数と補間ピクセルの寸法との間の第二関係を決定
し、尚補間ピクセル寸法は前記ターゲットの装置ピクセ
ルクラスター寸法に等しいものであり、拡大係数を決定するために前記第一関係と前記第二関係
との交点を見つけ出し、前記拡大係数を使用して前記元の画像を補間して前記元
の画像よりも一層大きな分解能及び一層大きなグレイレ
ベル数を有する補間画像を生成し、前記補間画像を表示すべく出力表示装置へ供給する、上
記各ステップを有することを特徴とする方法。
【請求項２２】請求項２１において、前記出力表示装
置が前記ターゲットの表示装置であることを特徴とする
方法。
【請求項２３】請求項２１において、前記拡大係数
が、前記交点におけるグレイレベル数を決定し且つ前記
グレイレベル数から前記拡大係数を派生することによっ
て、前記交点から決定することを特徴とする方法。
【請求項２４】請求項２１において、前記拡大係数を
使用するステップが、前記元の画像の分解能を前記拡大
係数で乗算して前記補間画像の分解能を決定することを
特徴とする方法。
【請求項２５】請求項２４において、前記第一関係と
第二関係との交点を見つけ出すステップが、前記第一関
係が前記第二関係と等しくなる箇所を見つけ出すことを
特徴とする方法。
【請求項２６】請求項２５において、前記第一関係と
第二関係との交点を見つけ出すステップが、前記交点を
見つけ出すために解析的方法を使用することを特徴とす
る方法。
【請求項２７】請求項２４において、前記交点を見つ
け出すステップが、前記ターゲットの表示装置によって
表示可能なグレイレベル数よりも大きく且つ前記補間画
像を内に含ませることの可能なグレイレベル数よりも大
きなグレイレベルのうちで最も小さなグレイレベル数を
見つけ出すことを特徴とする方法。
【請求項２８】請求項２４において、前記元の画像
が、前記拡大係数を前記元の画像の１つの次元において
前記元の画像の分解能と乗算することによって１つの次
元において補間されることを特徴とする方法。
【請求項２９】請求項２４において、前記元の画像
が、前記拡大係数を、前記元の画像の２つの次元におい
て前記元の画像の分解能と乗算させることによって２つ
の次元において補間されることを特徴とする方法。
【請求項３０】請求項２２において、前記交点を見つ
け出すステップから得られる拡大係数が予備的拡大係数
であり、且つ、更に、前記補間ステップにおいて使用す
る実際の拡大係数を決定するために前記予備的拡大係数
に対して付加的な限界を付与するステップを有すること
を特徴とする方法。
【請求項３１】元の画像から補間画像を生成するコン
ピュータシステムにおいて、プロセサ、前記プロセサへ結合している読取／書込メモリ、画像を表示するために前記プロセサへ結合しているター
ゲットの表示装置、前記コンピュータシステム上である分解能を持った元の
画像を受取る手段、前記コンピュータシステム上で前記元の画像に対する拡
大係数を決定する手段、尚前記拡大係数はターゲットの
表示装置上で表示可能なグレイレベル数及び前記元の画
像から生成することの可能な可能な補間画像におけるグ
レイレベル数から派生されるものであり、補間画像を生成するために前記拡大係数を使用して前記
元の画像を補間する手段、尚、前記補間画像は、前記元
の画像よりも一層大きな分解能及び前記元の画像よりも
一層大きなグレイレベル数を持っており、前記補間は前
記コンピュータシステム上で実行され且つ表示するため
に前記ターゲットの表示装置へ供給される、を有するこ
とを特徴とするコンピュータシステム。
【請求項３２】請求項３１において、前記ターゲット
の表示装置がハーフトーン表示装置であることを特徴と
するコンピュータシステム。
【請求項３３】請求項３１において、前記ターゲット
の表示装置が表示される各ピクセルに対し２つを超える
可能なグレイレベルを表示することが可能であることを
特徴とするコンピュータシステム。
【請求項３４】請求項３１において、前記ターゲット
の表示装置上で表示可能なグレイレベル数が表示される
グレイレベル数と前記ターゲットの表示装置によって表
示されるピクセルクラスターの寸法との間の関係として
表現されることを特徴とするコンピュータシステム。
【請求項３５】請求項３４において、前記可能な補間
画像におけるグレイレベル数が、特定の補間画像におけ
るグレイレベル数と前記特定の補間画像におけるピクセ
ルの寸法との間の第二関係として表現されることを特徴
とするコンピュータシステム。
【請求項３６】請求項３５において、前記拡大係数を
決定する手段が、前記第一関係と前記第二関係との間の
交点を見つけ出す手段と、前記交点におけるグレイレベ
ル数から前記拡大係数を決定する手段とを有することを
特徴とするコンピュータシステム。
【請求項３７】請求項３１において、更に、前記ター
ゲットの表示装置によって課される付加的な限界を使用
して前記拡大係数から派生される実際の拡大係数を見つ
け出す手段を有することを特徴とするコンピュータシス
テム。
【請求項３８】画像を補間する方法において、ある分解能を持った元の画像を受取り、ターゲットの表示装置の分解能によって制限される拡大
係数を決定し、前記拡大係数を奇数整数へ調節し、前記調節した拡大係数を使用して前記元の画像の分解能
よりも一層大きな分解能を持った補間画像を形成し、前記補間画像を出力表示装置上に表示させる、上記各ス
テップを有することを特徴とする方法。
【請求項３９】請求項３８において、前記拡大係数が
前記出力表示装置上に表示可能なグレイレベル数及び前
記元の画像から生成することの可能な補間画像における
グレイレベル数から派生することを特徴とする方法。
【請求項４０】請求項３９において、前記拡大係数を
決定するステップが、前記出力表示装置によって表示可能なグレイレベル数と
前記出力表示装置によって実現されるピクセルクラスタ
ーの寸法との間の第一関係を決定し、前記元の画像から派生される補間画像におけるグレイレ
ベル数と前記出力表示装置によって実現されるピクセル
クラスターの寸法との間の第二関係を決定し、前記拡大係数を決定するために前記第一関係と前記第二
関係との交点を見つけ出す、上記各ステップを有するこ
とを特徴とする方法。