JPH11331565A - Device and method for processing image - Google Patents

Device and method for processing image

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JPH11331565A
JPH11331565A JP10127848A JP12784898A JPH11331565A JP H11331565 A JPH11331565 A JP H11331565A JP 10127848 A JP10127848 A JP 10127848A JP 12784898 A JP12784898 A JP 12784898A JP H11331565 A JPH11331565 A JP H11331565A
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JP
Japan
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interpolation
values
pixels
value
pixel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10127848A
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Japanese (ja)
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Nobutaka Miyake
信孝 三宅
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for processing image with which the inputted image information of a low resolution is converted to the high- definition image information of a high resolution. SOLUTION: A maximum/minimum value detecting part 103 detects plural representative values from the pixel values of peripheral pixels including the concerned pixel of image information inputted from an input terminal 100 to a line buffer 101 and made into window by a window part 102, an interpolation function operating part 104 finds the interpolation values of plural interpolation pixels to interpolate the concerned pixel, a product sum coefficient calculating part 105 calculates respective product sum coefficients corresponding to the contrast of plural representative values, and a product sum operating part 106 operates the output interpolation values of the plural interpolation pixels through the product sum operation of respective product sum coefficients, plural representative values and interpolation values of plural interpolation pixels and outputs them from an output terminal 107.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、入力した画像情報
を、拡大変倍して出力するプリンタ等の画像出力装置
や、解像度の異なる機種間通信で、低解像度情報から高
解像度情報に解像度変換する画像処理装置及び方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image output device such as a printer for enlarging and changing input image information and outputting the image information, and a resolution conversion from low-resolution information to high-resolution information by communication between models having different resolutions. The present invention relates to an image processing apparatus and method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、入力した低解像度情報を高解
像度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は、対象となる
画像の種類(例えば、各画素毎に階調情報の持つ多値画
像、擬似中間調により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。
2. Description of the Related Art Conventionally, various methods have been proposed for converting the resolution of inputted low-resolution information into high-resolution information. In the proposed conventional method, the type of the target image (for example, a multi-valued image having gradation information for each pixel, a binary image binarized by pseudo halftone, a binarized image by a fixed threshold) Binary image, character image, etc.)
The conversion processing method is different.

【0003】従来の内挿方法として、図11に示すよう
な内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近接内挿法
と、図12に示すような内挿点を囲む4点(4点の画素
値をA,B,C,Dとする)の距離により、以下の演算
によって画素値Eを決定する共1次内挿法が一般的に用
いられている。
As a conventional interpolation method, a closest interpolation method in which the same pixel values closest to the interpolation point are arranged as shown in FIG. 11 and four points (4) surrounding the interpolation point as shown in FIG. A bilinear interpolation method is generally used in which the pixel value E is determined by the following calculation based on the distance between the pixel values of points (A, B, C, and D).

【0004】 E=(1-i)(1-j)A+i・(1-j)B+j・(1-i)C+ijD …式1 (但し、画素間距離を“1”とした場合に、Aから横方
向にi、縦方向にjの距離があるとする(i≦1、j≦
1))。
E = (1−i) (1−j) A + i · (1−j) B + j · (1−i) C + ijD Equation 1 (However, when the distance between pixels is “1”, It is assumed that there is a distance i in the horizontal direction and j in the vertical direction (i ≦ 1, j ≦
1)).

【0005】また、古くからサンプリング定理で表され
ているように、サンプリングされた離散信号を連続信号
によって変換する変換処理方法として、SINC関数で
表現できる理想低域ろ波器を通過させることによって再
現する方法がある。SINC関数を演算するのは処理時
間がかかることなどから、SINC関数で表現される補
間関数を近似して、簡単な積和演算のみで補間値を算出
する方法がある。
Further, as represented by the sampling theorem for a long time, a conversion processing method for converting a sampled discrete signal by a continuous signal is reproduced by passing through an ideal low-pass filter that can be expressed by a SINC function. There is a way to do that. Since it takes a long processing time to calculate the SINC function, there is a method of approximating an interpolation function represented by the SINC function and calculating an interpolation value only by a simple product-sum operation.

【0006】「画像解析ハンドブック:高木幹雄、下田
陽久監修 東京大学出版会」によると、3次たたみ込み
内挿法(Cubic Convolution interpolation)におい
て、補間関数の近似が実現できる。内挿したい点の周囲
の観測点16点の画像データを用いて、求める画像デー
タを次の式で示される3次たたみ込み関数を用いて内挿
する。
According to "Image Analysis Handbook: Mikio Takagi and Hirohisa Shimoda, University of Tokyo Press", an approximation of an interpolation function can be realized in the third-order convolution interpolation method (Cubic Convolution interpolation). Using the image data of 16 observation points around the point to be interpolated, the image data to be obtained is interpolated using a cubic convolution function represented by the following equation.

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】([]はガウス記号で整数部分をとる)P
11〜P44は周辺画素値を示し、図13に配置を示
す。
[[] Is a Gaussian symbol and takes an integer part) P
11 to P44 indicate peripheral pixel values, and the arrangement is shown in FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下に述べるような欠点があった。
However, the above-mentioned prior art has the following drawbacks.

【0010】まず、最近接内挿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毎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である。
First, although the nearest neighbor interpolation method has an advantage that its configuration is simple, when a target image is used for a natural image or the like, a pixel value is determined for each block to be enlarged, so that it is visually determined. The blocks are conspicuous and the image quality is poor.

【0011】また、文字、線画像、CG(コンピュータ
グラフィック)画像等に用いた場合でも、拡大するブロ
ック毎に同一画素値が連続するため、特に斜線等には、
ジャギーといわれるギザギザの目立った劣悪な画像にな
ってしまう。ジャギーの発生の様子を図14及び図15
に示す。図14は入力情報、図15が最近接内挿法によ
り縦横ともに2倍の画素数にした解像度変換の例であ
る。一般に倍率が大きくなればなるほど、画質劣化は大
きくなる(図中の“200”,“10”は画素値であ
る)。
Even when used for characters, line images, CG (computer graphic) images, etc., the same pixel value continues for each block to be enlarged.
The image becomes jaggy and jagged. FIGS. 14 and 15 show the appearance of jaggies.
Shown in FIG. 14 shows an example of input information, and FIG. 15 shows an example of resolution conversion in which the number of pixels is doubled both vertically and horizontally by the nearest neighbor interpolation method. Generally, the higher the magnification, the greater the image quality degradation ("200" and "10" in the figure are pixel values).

【0012】共1次内挿法は自然画像の拡大には一般的
に良く用いられている方法である。この方法では、平均
化され、スムージングのかかった画質になるが、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。更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ような場合には、補間によるぼけの
ため、大切な情報が受け手に伝わらないこともある。
[0012] The bilinear interpolation method is a commonly used method for enlarging a natural image. In this method, image quality is averaged and smoothed, but blurred image quality occurs at an edge portion or a part where sharp image quality is required. Further, in the case of an image obtained by scanning a map or the like or a natural image including a character portion, important information may not be transmitted to a recipient due to blurring due to interpolation.

【0013】図16は共1次内挿法により、図14に示
す入力情報を縦横2倍ずつに補間処理を行った画像情報
を示す図である。図16からも明らかなように、斜線周
辺のみならず、斜線そのものも画素値が均一にならず、
ぼけが生じてしまう。
FIG. 16 is a diagram showing image information obtained by interpolating the input information shown in FIG. 14 twice vertically and horizontally by bilinear interpolation. As is clear from FIG. 16, the pixel values are not uniform not only in the vicinity of the oblique line but also in the oblique line itself.
Blur will occur.

【0014】補間関数を近似した3次たたみ込み内挿法
では、概ね良好な解像度変換や拡大処理が実現できる。
しかしながら、拡大処理に用いた場合、拡大率が大きく
なると、共1次内挿法のような平滑化にはならないもの
の、当然、補間によるぼけが発生してくる。
In the third-order convolution interpolation method approximating the interpolation function, generally good resolution conversion and enlargement processing can be realized.
However, when used in the enlargement processing, if the enlargement ratio becomes large, blurring due to interpolation naturally occurs although the smoothing is not performed as in the bilinear interpolation method.

【0015】図17は、周波数領域から見た補間の様子
である。説明を容易にするために、1次元にて示してい
る。
FIG. 17 shows the state of interpolation as viewed from the frequency domain. It is shown in one dimension for ease of explanation.

【0016】図17に示す(a)は空間的距離S毎にサ
ンプリングされた信号の帯域を示している。当然、離散
信号のため、1/S毎に繰り返される形になる。これを
S毎にサンプリングされた入力信号形態と仮定する。図
17に示す(b)は理想低域ろ波器を破線にて示してい
る。これが補間関数に相当する。理想的には−1/2S
〜1/2Sまでの帯域しか通過しないため、フィルタ後
の信号は図17に示す(c)に表した通りになる。
FIG. 17A shows a band of a signal sampled for each spatial distance S. Naturally, since the signal is a discrete signal, the signal is repeated every 1 / S. This is assumed to be an input signal form sampled every S. FIG. 17B shows an ideal low-pass filter by a broken line. This corresponds to the interpolation function. Ideally -1 / 2S
Since only the band up to 1 / S is passed, the signal after filtering is as shown in (c) shown in FIG.

【0017】これが、補間関数を用いた連続信号の復元
である。図17に示す(d)は補間後の信号をS’単位
(S’<S)に再びサンプリングした周波数領域を示す
図である。図17に示す(a)と同様に離散信号のた
め、今度は周波数領域では1/S’単位に繰り返される
形になるが、もともとの信号の帯域が−1/2Sから1
/2Sまでしかないため、高周波域の情報が全くない。
つまり、SとS’との空間的距離の相対値が大きければ
大きいほど、言い換えると、拡大処理時の拡大率が大き
いほど、この差がぼけとなって知覚されてしまう。再サ
ンプリングするのであれば、画質向上のため、図18に
示すように、−1/2S’から1/2S’までの帯域の
信号が欲しい。当然、これはもともとの信号系列にある
わけではなく、再サンプリング時に創造しなくてはなら
ない信号である。
This is the restoration of a continuous signal using an interpolation function. (D) shown in FIG. 17 is a diagram showing a frequency domain in which the signal after interpolation is sampled again in S ′ units (S ′ <S). As shown in FIG. 17A, since the signal is a discrete signal, the signal is repeated in units of 1 / S 'in the frequency domain, but the band of the original signal is changed from -1 / 2S to 1
/ 2S, there is no information in the high frequency range.
In other words, the larger the relative value of the spatial distance between S and S ′, that is, the larger the enlargement ratio in the enlargement process, the more the difference is perceived. If resampling is desired, a signal in a band from -1 / 2S 'to 1 / 2S' is desired as shown in FIG. Of course, this is not the original signal sequence, but a signal that must be created during resampling.

【0018】そこで、以前から、より高画質に変換する
技術が多々提案されている。
For this reason, many techniques have been proposed for converting to higher image quality.

【0019】例えば、米国特許USP5,280,546号には、補
間ボケを取り除くために自然画像と線画像とを分離し、
自然画像には線形補間を施し、線画像には線形補間を2
値化することによって周辺画素の最大値、最小値を配置
させる補間方法が述べられている。しかしながら、この
技術では、自然画像で補間ボケが生じ、また線画像に対
しても低画像情報の解像性を引きずったまま高解像度情
報を作成しようとしているため、ジャギーの発生は避け
られないという問題があった。しかも、線画像も2階調
に量子化しているため、原情報が2階調しか存在してい
ない場合には良いが、多階調の線画像に対しては、階調
数の減少した画質になってしまうことは避けられなかっ
た。
For example, US Pat. No. 5,280,546 discloses that a natural image and a line image are separated in order to remove interpolation blur.
Linear interpolation is applied to natural images, and linear interpolation is applied to line images.
An interpolation method for arranging the maximum value and the minimum value of the peripheral pixels by converting into a value is described. However, in this technology, interpolation blur occurs in a natural image, and since a high resolution information is created for a line image while reducing the resolution of the low image information, jaggies are unavoidable. There was a problem. In addition, since the line image is also quantized into two gradations, it is good if the original information has only two gradations. That was inevitable.

【0020】また、米国特許USP5,430,811号には、ルッ
クアップテーブル(LUT)を用いた非線形補間の技術
が示されている。しかし、この技術では、アルゴリズム
自体が2倍×2倍の拡大率にしか対応せず、他の倍率に
拡大するためには、この処理の繰り返し処理、若しくは
他の拡大処理との併用が必要であり処理が複雑になると
いう問題があった。しかも、繰り返し処理において2の
べき乗の拡大率を実現したとしても、最終的な拡大率に
おいて高解像度情報の各画素に所望な非線形性を持たせ
るような制御をすることは繰り返し処理の構成上、容易
なことではなかった。また、この技術では、観測画素
(原情報)の画素値を変更しないため、上述の米国特許
USP5,280,546号と同様、ジャギーの発生は避けられなか
った。
US Pat. No. 5,430,811 discloses a non-linear interpolation technique using a look-up table (LUT). However, in this technique, the algorithm itself only supports a magnification of 2 × 2 times, and in order to enlarge to another magnification, it is necessary to repeat this processing or use it together with another enlargement processing. There was a problem that the processing became complicated. Moreover, even if the power-of-two magnification is realized in the repetition processing, it is not possible to control each pixel of the high-resolution information to have a desired nonlinearity in the final magnification, due to the configuration of the repetition processing. It was not easy. Further, in this technique, since the pixel value of the observation pixel (original information) is not changed, the above-mentioned US Pat.
Jagging was inevitable, as was USP 5,280,546.

【0021】また、米国特許USP5,054,100号も非線形補
間の提案である。しかし、この技術では、縦方向、及び
横方向にエッジの有する単純な補間ボケには有効である
が、少しでも複雑な画像情報になると効果を得ることが
できないという問題があった。そして、上述の2提案と
同様、ジャギーの発生は避けられなかった。
US Pat. No. 5,054,100 is also a proposal for nonlinear interpolation. However, this technique is effective for simple interpolation blur having edges in the vertical direction and the horizontal direction, but has a problem that the effect cannot be obtained if the image information becomes a little complicated. And like the above two proposals, the occurrence of jaggies was inevitable.

【0022】また、古くからディザ法や誤差拡散法等の
擬似階調処理を施した2値画像の解像度変換に注目画素
近辺にデジタルフィルタを通し、多値画像に変換した後
に、線形補間、再2値化を施し、良好な解像度変換を実
現する提案がある(米国特許USP4,803,558号,特公昭61
-56665号公報等)。これらの技術を応用し、原情報が多
値画像の場合に良好な解像度変換処理をする提案もある
が、エッジを作成する方法に2値化等の量子化技術を用
いている限り、画素値の空間的な連続性を持たせた良好
な多値画像形成は困難であった。
In addition, a binary filter that has been subjected to pseudo gradation processing such as a dither method or an error diffusion method for a long time is passed through a digital filter near a pixel of interest, converted to a multi-valued image, and then subjected to linear interpolation and re-encoding. There is a proposal to realize good resolution conversion by performing binarization (US Pat. No. 4,803,558, Japanese Patent Publication No. 61-61).
No. -56665). There is also a proposal to apply these techniques and perform a good resolution conversion process when the original information is a multi-valued image. However, as long as a quantization technique such as binarization is used in the method of creating an edge, the pixel value is not changed. It is difficult to form a good multi-valued image with spatial continuity.

【0023】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたもので、入力した低解像度の画像情報を高品位な
高解像度の画像情報に解像度変換する画像処理装置及び
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method for converting input low-resolution image information into high-quality high-resolution image information. Aim.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は入力した画像情報を低解像度から高解像度
に解像度変換する画像処理装置であって、入力した画像
情報の注目画素を含む周辺画素の画素値から複数の代表
値を検出する検出手段と、補間関数に基づき、前記注目
画素を補間する複数の補間画素の補間値を求める補間値
算出手段と、前記複数の代表値と、前記複数の補間画素
の補間値との積和演算により、前記複数の補間画素の出
力補間値を演算する演算手段とを有することを特徴とす
る。
According to the present invention, there is provided an image processing apparatus for converting the resolution of input image information from a low resolution to a high resolution, the apparatus including a pixel of interest of the input image information. Detecting means for detecting a plurality of representative values from the pixel values of the peripheral pixels, interpolation value calculating means for obtaining an interpolated value of a plurality of interpolated pixels for interpolating the target pixel, based on an interpolation function, and the plurality of representative values; Calculating means for calculating output interpolated values of the plurality of interpolated pixels by a product-sum operation with interpolated values of the plurality of interpolated pixels.

【0025】また、上記目的を達成するために、本発明
は入力した画像情報を低解像度から高解像度に解像度変
換する画像処理方法であって、入力した画像情報の注目
画素を含む周辺画素の画素値から複数の代表値を検出す
る検出工程と、補間関数に基づき、前記注目画素を補間
する複数の補間画素の補間値を求める補間値算出工程
と、前記複数の代表値と、前記複数の補間画素の補間値
との積和演算により、前記複数の補間画素の出力補間値
を演算する演算工程とを有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method for converting the resolution of input image information from a low resolution to a high resolution, the method comprising the steps of: A detection step of detecting a plurality of representative values from the values; an interpolation value calculating step of obtaining an interpolation value of a plurality of interpolation pixels for interpolating the pixel of interest based on an interpolation function; Calculating an output interpolation value of the plurality of interpolation pixels by a product-sum operation with the interpolation value of the pixel.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】[第1の実施形態]図1は、第1の実施形
態における画像処理装置の構成を示す概略ブロック図で
ある。本発明の画像処理装置は、主としてコンピュータ
と接続されるプリンタやビデオ信号を入力するビデオプ
リンタ等の画像出力装置内部に設けられることが効率的
であるが、画像出力装置以外の画像処理装置、例えばホ
ストコンピュータ内のアプリケーションソフト、またプ
リンタに出力するためのプリンタドライバソフトとして
内蔵されても良いことは言うまでもない。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to the first embodiment. The image processing apparatus of the present invention is efficiently provided mainly inside an image output apparatus such as a printer connected to a computer or a video printer for inputting a video signal, but an image processing apparatus other than the image output apparatus, for example, Needless to say, it may be incorporated as application software in the host computer or printer driver software for outputting to a printer.

【0028】第1の実施形態の解像度変換として、入力
画像情報を縦n倍、横m倍の画素数の情報に変換する場
合を例に説明する。
As an example of the resolution conversion of the first embodiment, a case where input image information is converted into information having n times the number of pixels and m times the number of pixels will be described.

【0029】図中、100は入力端子を示し、1画素が
低解像のcビット(c>1)で構成されている画像情報
が入力される。この低解像情報は、101のラインバッ
ファにより数ライン分格納及び保持される。そして、1
02のウインドウ化部でこの数ライン分の画像情報によ
り、注目画素を含む複数の周辺画素によるウインドウが
設定される。このウインドウは注目画素を中心とした矩
形が一般的であるが、矩形以外でも良いことは言うまで
もない。ここでは、図2に示す太線のように、ウインド
ウサイズを5×5画素の矩形として説明する。また、注
目画素は図中の「M」である。
In the figure, reference numeral 100 denotes an input terminal to which image information in which one pixel is composed of low-resolution c bits (c> 1) is input. This low-resolution information is stored and held for several lines by the line buffer 101. And 1
In the windowing unit 02, a window including a plurality of peripheral pixels including the pixel of interest is set based on the image information for the several lines. This window is generally a rectangle centered on the pixel of interest, but it goes without saying that it may be other than a rectangle. Here, a description will be given assuming that the window size is a rectangle of 5 × 5 pixels as shown by the thick line in FIG. The target pixel is “M” in the figure.

【0030】103は最大値・最小値検出部であり、図
2に示す5×5ウインドウ(画素A〜Yの25画素)内
の最大値(MAXとする)と最小値(MINとする)を
検出する。104は補間関数演算部であり、上述のウイ
ンドウから注目画素の1画素分をn×m画素分に補間す
る。本実施形態における補間処理は補間関数を用いた補
間であることが特徴である。実際の処理は、補間関数の
演算よりも、従来例で説明した補間関数を近似した3次
たたみ込み内挿法(Cubic convolution interpolatio
n)により実現する方が処理速度等の観点から、より現
実的である。
Reference numeral 103 denotes a maximum value / minimum value detection unit which detects the maximum value (MAX) and the minimum value (MIN) in a 5 × 5 window (25 pixels of pixels A to Y) shown in FIG. To detect. An interpolation function calculation unit 104 interpolates one pixel of the target pixel into n × m pixels from the above-described window. A feature of the present embodiment is that the interpolation processing is interpolation using an interpolation function. The actual processing is based on the cubic convolution interpolation method (Cubic convolution interpolation) that approximates the interpolation function described in the conventional example, rather than the operation of the interpolation function.
It is more practical to implement the method by n) from the viewpoint of processing speed and the like.

【0031】ここで、各内挿点(i,j)における補間
値をp(i,j)とおく。105は積和係数算出部であ
り、最大値・最小値検出部103で検出したMAX,M
INの値を基に、MAX,MIN,p(i,j)の各積
和係数の算出を行う。いま、MAXの積和係数をα、M
INの積和係数をβ、P(i,j)の積和係数をγとす
る。また、積和係数算出部105では、以下の式により
算出したコントラスト値(CONTとおく)を評価する
ことにより、各積和係数を算出する。
Here, the interpolation value at each interpolation point (i, j) is set to p (i, j). Reference numeral 105 denotes a product-sum coefficient calculation unit, and MAX and M detected by the maximum value / minimum value detection unit 103.
Based on the value of IN, each product-sum coefficient of MAX, MIN, and p (i, j) is calculated. Now, let the product-sum coefficient of MAX be α, M
Let the product-sum coefficient of IN be β and the product-sum coefficient of P (i, j) be γ. In addition, the product-sum coefficient calculation unit 105 calculates each product-sum coefficient by evaluating the contrast value (referred to as CONT) calculated by the following equation.

【0032】CONT=MAX−MIN …式5 主にCONTの値が大きい程、積和係数α,βの値を大
きくし、積和係数γの値を低減する。これら積和係数の
算出方法については更に後述する。
CONT = MAX-MIN (Equation 5) As the value of CONT increases, the values of the product sum coefficients α and β are increased, and the value of the product sum coefficient γ is reduced. The method of calculating these product-sum coefficients will be further described later.

【0033】次に、106は積和演算部であり、各積和
係数の値を基に、内挿点(i,j)における出力値h
(i,j)を、以下の演算により算出する。
Next, reference numeral 106 denotes a product-sum operation unit which outputs the output value h at the interpolation point (i, j) based on the value of each product-sum coefficient.
(I, j) is calculated by the following calculation.

【0034】 h(i,j)=αMAX+βMIN+γP(i,j) …式6 107は出力端子を示し、算出されたh(i,j)が低
解像情報1画素当たり、n×m画素分出力される。
H (i, j) = αMAX + βMIN + γP (i, j) Expression 6 107 denotes an output terminal, and the calculated h (i, j) is output for n × m pixels per pixel of low-resolution information. Is done.

【0035】次に、3次たたみ込み内挿法について説明
する。この内挿法は、図13を参照して既に説明したた
め、詳細は省略するが、図2に示すウインドウ内で注目
画素をMとした場合、Mを4分割してそれぞれの領域毎
に積和演算の画素のメンバーを変える。即ち、各分割領
域毎にその領域を取り囲む16画素により補間を実行す
る。
Next, the third-order convolution interpolation method will be described. Since this interpolation method has already been described with reference to FIG. 13, the details will be omitted. However, when the target pixel is M in the window shown in FIG. Change the pixel member of the operation. That is, interpolation is executed for each divided region by using 16 pixels surrounding the divided region.

【0036】図3は、図2に示すウインドウの注目画素
「M」を4分割した様子を示す図である。いま、各領域
を左上、右上、左下、右下の順にM00,M10,M0
1,M11とおく。具体的には、図4に示すように、M
00はA,B,C,D,F,G,H,I,K,L,M,
N,P,Q,R,Sの16画素、M10はB,C,D,
E,G,H,I,J,L,M,N,O,Q,R,S,T
の16画素、M01はF,G,H,I,K,L,M,
N,P,Q,R,S,U,V,W,Xの16画素、M1
1はG,H,I,J,L,M,N,O,Q,R,S,
T,V,W,X,Yの16画素により補間が実行され
る。当然、図2で示したように、5×5の25画素の周
辺画素があれば充分に3次たたみ込み内挿法が実現でき
る。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the target pixel "M" of the window shown in FIG. 2 is divided into four parts. Now, each area is defined as M00, M10, M0 in the order of upper left, upper right, lower left, lower right.
1, M11. Specifically, as shown in FIG.
00 is A, B, C, D, F, G, H, I, K, L, M,
16 pixels of N, P, Q, R, S, M10 is B, C, D,
E, G, H, I, J, L, M, N, O, Q, R, S, T
16 pixels, and M01 is F, G, H, I, K, L, M,
16 pixels of N, P, Q, R, S, U, V, W, X, M1
1 is G, H, I, J, L, M, N, O, Q, R, S,
Interpolation is performed by 16 pixels of T, V, W, X, and Y. Naturally, as shown in FIG. 2, if there are 5 × 5 25 peripheral pixels, the third-order convolution interpolation method can be sufficiently realized.

【0037】次に、低解像情報から高解像情報を作成す
る様子を説明する。図5及び図6は、本発明の思想を簡
単に示している図である。説明を容易にするために、1
次元にて表している。
Next, how to create high-resolution information from low-resolution information will be described. 5 and 6 are diagrams simply showing the idea of the present invention. For ease of explanation, 1
Expressed in dimensions.

【0038】図5において、横軸方向は1次元の座標空
間を表し、注目画素をjとし、左右の周辺画素をそれぞ
れ(j−2),(j−1),(j+1),(j+2)と
する。注目画素jにおいて、拡大して情報を作成する画
素数分を注目画素ブロックと称する。即ち、注目画素1
画素から注目画素ブロック分の画素値を作成することに
なる。縦軸方向は画素値の深さ方向を示し、●印で示し
た点は、注目画素及び周辺画素の原情報の画素値(観測
値)である。また、観測値をそれぞれI(j),I(j
−1),I(j+1),I(j−2),I(j+2)と
する。そして、注目画素及び周辺画素の原情報の画素値
間を補間関数(3次たたみ込み内挿法)によりつなげた
線をD(k)とする(kは空間的な補間点による座標
値)。説明を容易にするため、アナログ的に線をつなげ
て示している。
In FIG. 5, the horizontal axis represents a one-dimensional coordinate space, the pixel of interest is j, and the left and right peripheral pixels are (j-2), (j-1), (j + 1), and (j + 2). And In the target pixel j, the number of pixels for which information is created by enlargement is referred to as a target pixel block. That is, the target pixel 1
The pixel values for the target pixel block are created from the pixels. The direction of the vertical axis indicates the depth direction of the pixel value, and points indicated by ● are the pixel values (observed values) of the original information of the target pixel and the peripheral pixels. In addition, the observed values are represented by I (j) and I (j), respectively.
-1), I (j + 1), I (j-2), I (j + 2). Then, a line connecting the pixel values of the original information of the target pixel and the surrounding pixels by an interpolation function (cubic convolution interpolation method) is defined as D (k) (k is a coordinate value by a spatial interpolation point). For ease of explanation, lines are connected in an analog manner.

【0039】破線は周辺画素の最大値(MAX)と最小
値(MIN)との平均でありAveとする。即ち、Av
eは以下の式のようになる。
The broken line is the average of the maximum value (MAX) and the minimum value (MIN) of the peripheral pixels, which is indicated by Ave. That is, Av
e is as follows.

【0040】 Ave=(MAX+MIN)/2 …式7 本実施形態では、補間関数により生成した濃度推移線D
(k)を変形することにより、新たな高解像エッジの作
成を連続的な軌跡により実現している。前述のようにD
(k)の濃度推移線は入力低解像時のナイキスト限界の
周波数帯域しか有していない。拡大率が大きくなるほ
ど、エッジの勾配がなだらかになり、補間ぼけとして知
覚される。そこで、いま、周辺画素によりエッジが形成
され、注目画素がエッジ内部にあたると仮定した場合、
図6に示すように、エッジ部を中心にしてこの勾配を急
峻にするように変形させる。
Ave = (MAX + MIN) / 2 Expression 7 In this embodiment, the density transition line D generated by the interpolation function
By modifying (k), creation of a new high-resolution edge is realized by a continuous trajectory. D as described above
The density transition line (k) has only the Nyquist limit frequency band at the time of low input resolution. As the enlargement ratio increases, the gradient of the edge becomes gentler and is perceived as interpolation blur. Therefore, assuming now that an edge is formed by peripheral pixels and the pixel of interest falls inside the edge,
As shown in FIG. 6, the deformation is made such that the gradient is steep around the edge.

【0041】濃度推移線の変形は、D(k)の濃度推移
線とAveの直線との外挿によって算出する。即ち、傾
きを急峻に変換する推移線をh(k)とすると、以下の
式のようになる。ここで、aは係数である。
The deformation of the density transition line is calculated by extrapolating the density transition line of D (k) and the straight line of Ave. That is, assuming that a transition line that changes the slope steeply is h (k), the following equation is obtained. Here, a is a coefficient.

【0042】 h(k)=a×D(k)−(a−1)×Ave …式8 上記の式7を式8に代入すると、以下の式が求められ
る。
H (k) = a × D (k) − (a−1) × Ave Expression 8 By substituting Expression 7 into Expression 8, the following expression is obtained.

【0043】 h(k)=a×D(k)−(a−1)×(MAX+MIN)/2 …式9 これを並び換えると、以下の式のようになる。H (k) = a × D (k) − (a−1) × (MAX + MIN) / 2 Expression 9 Rearranging this results in the following expression.

【0044】 h(k)=a×D(k)+(−(a−1)/2))MAX+(−(a−1) /2))MIN) …式10 即ち、一般的に、次式が成立する。但し、α+β+γ=
1である。
H (k) = a × D (k) + (− (a−1) / 2)) MAX + (− (a−1) / 2)) MIN) Equation 10 That is, generally, The equation holds. Where α + β + γ =
It is one.

【0045】 h(k)=αMAX+βMIN+γD(k) …式11 図6は、γ=2,3の2種類の場合におけるh(k)の
濃度推移線を示す図である。いずれもAveの直線を中
心にしてD(k)の傾きが急峻になっている。即ち、言
い換えると、エッジの中心の空間的な座標位置をD
(k)の場合と同様に変化させないで濃度推移の角度だ
けを変化させたことになる。
H (k) = αMAX + βMIN + γD (k) Expression 11 FIG. 6 is a diagram showing concentration transition lines of h (k) in two types of γ = 2 and 3. In each case, the slope of D (k) is steep centering on the straight line of Ave. That is, in other words, the spatial coordinate position of the center of the edge is represented by D
As in the case of (k), only the angle of the density transition is changed without changing.

【0046】図7は、α=−1/2,β=−1/2,γ
=2の場合のエッジ作成の様子を示す図である。尚、h
(k)の推移線はコントラストを増大させているため、
濃度値の大小でリミットをかける必要がある。図7に示
す例では、MAX,MINの値をリミット値にしてい
る。また、太線で示す部分が注目画素ブロックの新たな
高解像情報になる。これにより、図からも明らかなよう
に、急峻な勾配のエッジ作成が実現できる。
FIG. 7 shows that α = −1 / 2, β = −1 / 2, γ
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of edge creation when = 2. Note that h
Since the transition line in (k) increases the contrast,
It is necessary to set a limit depending on the density value. In the example shown in FIG. 7, the values of MAX and MIN are set as limit values. Further, a portion indicated by a bold line becomes new high-resolution information of the target pixel block. As a result, as is apparent from the figure, it is possible to realize the creation of an edge having a steep gradient.

【0047】この時に注意しなくてはならないのが、次
の注目画素に移動したときの連続性の維持である。注目
画素ブロック内では連続性が保てていても、注目画素ブ
ロック間で濃度値が分断してしまうと、階調の不連続性
(トーンジャンプ)により、擬似輪郭を発生したりす
る。そこで、対策としては、MAX,MINの検出を、
1つのエッジが完全に含まれるようなウインドウからM
AX,MINを検出するように構成する方法やAveの
値を複数の注目画素内で固定にする方法、或いは1画素
単位での注目画素ブロックの情報作成ではなく、複数画
素単位での注目画素ブロック群の情報作成にする方法
等、様々な方法が考えられる。いずれの場合において
も、本発明に係る補間関数の勾配アップの思想には変わ
りない。
At this time, attention must be paid to maintaining continuity when moving to the next target pixel. Even if the continuity is maintained in the target pixel block, if the density value is divided between the target pixel blocks, a pseudo contour may be generated due to discontinuity of gradation (tone jump). Therefore, as a countermeasure, detection of MAX and MIN
M from a window that completely contains one edge
A method of detecting AX and MIN, a method of fixing the value of Ave within a plurality of target pixels, or a method of generating target pixel block information of a plurality of target pixels instead of a target pixel block of a plurality of target pixels Various methods are conceivable, such as a method of creating group information. In any case, the idea of increasing the gradient of the interpolation function according to the present invention is not changed.

【0048】次に、前述したCONTに応じて積和係数
を調節する方法について説明する。図8は、CONTに
依存して式11の係数αの値を大きくする例を示す図で
ある(尚、βはβ=αとする)。図8に示す(a)は、
CONTとαが線形的に変化する例、図8に示す(b)
は非線形に変化する例、図8に示す(c)は段階的に変
化する例である。いずれの例も可能であるが、図8に示
す(c)が最も容易で現実的である。
Next, a method for adjusting the product-sum coefficient according to the above-mentioned CONT will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example in which the value of the coefficient α in Expression 11 is increased depending on CONT (β is β = α). (A) shown in FIG.
FIG. 8B shows an example in which CONT and α linearly change.
FIG. 8C shows an example in which it changes nonlinearly, and FIG. 8C shows an example in which it changes stepwise. Either example is possible, but (c) shown in FIG. 8 is the easiest and most realistic.

【0049】本実施形態ではいずれもCONTが大きく
なる程、係数αを増加させる。即ち、低周波域である平
坦部では補間関数の寄与率を上げ、補間関数特有のなめ
らかな信号の連続性を再現する。一方、高周波域である
エッジ部では再サンプリングによる更なる高周波域に帯
域を広げるために、補間関数の寄与率を下げ、エッジを
急峻に加工することにより、新たな信号作成を実現す
る。簡単に説明すると、本実施形態での思想は、補間関
数の長所を充分に活かし、足りない点は加工することに
より補う構成にある。
In this embodiment, the coefficient α increases as the CONT increases. That is, the contribution rate of the interpolation function is increased in the flat portion, which is a low frequency range, and the smooth signal continuity unique to the interpolation function is reproduced. On the other hand, in the edge portion, which is a high-frequency region, in order to widen the band to a further high-frequency region by resampling, the contribution ratio of the interpolation function is reduced, and the edge is sharply processed, thereby creating a new signal. In brief, the idea of the present embodiment lies in a configuration in which the advantages of the interpolation function are fully utilized, and the missing points are compensated for by processing.

【0050】以上説明したように、式10若しくは式1
1(2次元では式6)に基づく関数により画素値を算出
していけば、自然画像の処理時においても、補間ぼけの
ない良好なエッジ作成が可能である。また、係数の調節
はCONTのみならず、周辺画素の階調数、画素値の分
布状態等により、如何なる種類の画像かを評価すること
により実現することも可能である。
As described above, Equation 10 or Equation 1
If a pixel value is calculated using a function based on 1 (Equation 6 in two dimensions), it is possible to create a good edge without blurring even when processing a natural image. Further, the adjustment of the coefficient can be realized by evaluating not only the CONT but also what kind of image based on the number of gradations of peripheral pixels, the distribution state of pixel values, and the like.

【0051】また、補間関数の近似を3次たたみ込み内
挿法を用いたが、より高次の近似を用いても良いし、当
然、SINC関数を演算する方法でも構わない。
Although the approximation of the interpolation function is performed by using the third-order convolution interpolation method, a higher-order approximation may be used, or a method of calculating a SINC function may be used.

【0052】[第2の実施形態]次に、本発明に係る第
2の実施形態について詳細に説明する。第2の実施形態
では、複数の積和演算部と各積和演算部からの出力を選
択する出力値選択部とを更に備え、数種の異なる補間後
の値を比較、選択することにより如何なる高解像エッジ
情報も自由に推測、作成するものである。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment according to the present invention will be described in detail. The second embodiment further includes a plurality of sum-of-products operation units and an output value selection unit that selects an output from each of the sum-of-products operation units, and compares and selects several different interpolated values. High-resolution edge information is also freely estimated and created.

【0053】図9は、第2の実施形態における画像処理
装置の構成を示す概略ブロック図である。図9におい
て、図1と同一部には同一符号を付して説明する。
FIG. 9 is a schematic block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment. In FIG. 9, the same parts as those in FIG.

【0054】入力端子100から入力した低解像の画像
情報は、ラインバッファ101に数ライン分格納され
る。この数ライン分の画像情報により、ウインドウ化部
102にて、注目画素を含む複数の周辺画素によるウイ
ンドウ単位の処理が施される。最大値・最小値検出部1
03は、ウインドウ内の画像情報からMAX,MINを
検出する。そして、補間関数演算部104は、前述した
実施形態と同様に、3次たたみ込み補間を行う。901
は積和係数算出部であり、本実施形態では2通りの組み
合わせの係数を算出する。1つの係数の組み合わせは9
02の積和演算部Aに、もう一方の係数の組み合わせは
903の積和演算部Bに送信される。双方の積和演算部
から出力された値を基に、904の出力値選択部にてど
ちらの演算結果を最終的に出力するかが選択される。
The low-resolution image information input from the input terminal 100 is stored in the line buffer 101 for several lines. Based on the image information for the several lines, the windowing unit 102 performs a process in units of windows using a plurality of peripheral pixels including the target pixel. Maximum / minimum value detector 1
03 detects MAX and MIN from the image information in the window. Then, the interpolation function calculation unit 104 performs the third-order convolution interpolation as in the above-described embodiment. 901
Denotes a product-sum coefficient calculation unit, which calculates coefficients of two combinations in this embodiment. One combination of coefficients is 9
02 is transmitted to the product-sum operation unit A and the other coefficient combination is transmitted to the product-sum operation unit B 903. Based on the values output from both the product-sum operation units, an output value selection unit 904 selects which operation result is finally output.

【0055】次に、本実施形態における積和演算部につ
いて説明する。補間関数により補間された補間点kにお
ける情報をD(k)とする。まず、積和演算部A902
では、式10と同様に、変換後の濃度推移線hA(k)
を算出するため、以下の演算が行われる。
Next, the product-sum operation unit in this embodiment will be described. Information at the interpolation point k interpolated by the interpolation function is defined as D (k). First, the product-sum operation unit A902
Then, similarly to Equation 10, the converted density transition line hA (k)
In order to calculate the following, the following calculation is performed.

【0056】 hA(k)=a×D(k)+(−(a−1)/2))MAX+(−(a−1 )/2))MIN …式12 これは、図6と同様に、Aveの直線を中心にして傾き
を変化する演算内容になっている。つまり、作成すべき
高解像エッジ周辺の画素値を形成している。
HA (k) = a × D (k) + (− (a−1) / 2)) MAX + (− (a−1) / 2)) MIN Equation 12 This is similar to FIG. , Ave, the calculation content of which changes the inclination around the straight line. That is, pixel values around the high-resolution edge to be created are formed.

【0057】また、積和演算部B903では、以下の2
つの演算が行われる。尚、濃度推移線をhB1(k),
hB2(k)とする。但し、d,eは係数で、0<d<
1、0<e<1である。
The product-sum operation unit B 903 calculates the following 2
Two operations are performed. Note that the concentration transition line is represented by hB1 (k),
hB2 (k). Here, d and e are coefficients, and 0 <d <
1, 0 <e <1.

【0058】 hB1(k)=(d×D(k)+(1−d)×MAX) …式13 hB2(k)=(e×D(k)+(1−e)×MIN) …式14 ここで、式12、式13、式14のいずれの式において
も係数の和が1になるという条件を満たしている。ま
た、hB1(k)、hB2(k)の2つの値は、作成す
べきエッジ周辺の画素値よりも、エッジ中央から空間的
に多少離れた部分の画素値を形成する。即ち、図7での
リミットと同様の役割を負っている。
HB1 (k) = (d × D (k) + (1-d) × MAX) Expression 13 hB2 (k) = (e × D (k) + (1-e) × MIN) Expression 14 Here, the condition that the sum of the coefficients is 1 is satisfied in any of Expressions 12, 13, and 14. Further, the two values hB1 (k) and hB2 (k) form a pixel value in a portion that is slightly spaced from the center of the edge than the pixel value around the edge to be created. That is, it has the same role as the limit in FIG.

【0059】次に、出力値選択部904では、演算後の
各々の値を比較して、以下のように出力値h(k)を選
択する。
Next, the output value selection section 904 compares the values after the operation and selects the output value h (k) as follows.

【0060】 hA(k)≧hB1(k)の時、h(k)=hB1(k) hB1(k)>hA(k)≧hB2(k)の時、h(k)=hA1(k) hB2(k)>hA(k)の時、h(k)=hA2(k) …式15 図10は、出力値選択部904の出力値h(k)選択の
様子を示す図である。同図において、太線で示した実線
部分が注目画素ブロックの作成する高解像情報h(k)
に相当する。また、hA(k)における係数aはa=2
とし、hB1(k)における係数dはd=1/2、hB
2(k)における係数eはe=1/2に設定している。
When hA (k) ≧ hB1 (k), h (k) = hB1 (k) When hB1 (k)> hA (k) ≧ hB2 (k), h (k) = hA1 (k) When hB2 (k)> hA (k), h (k) = hA2 (k) Expression 15 FIG. 10 is a diagram showing a state of the output value selection unit 904 selecting the output value h (k). In the figure, the solid line part shown by the thick line is the high-resolution information h (k) created by the pixel block of interest.
Is equivalent to The coefficient a in hA (k) is a = 2
And the coefficient d in hB1 (k) is d = 1 /, hB
The coefficient e in 2 (k) is set to e = 1 /.

【0061】この太線からも明らかなように、作成した
い高解像のエッジ部においては急峻に、またエッジ中心
から空間的に離れた所は傾きをゆるやかに変化させるこ
とが可能である。しかもそれらの傾きの変化が連続性を
持って実現することができる。即ち、数種の異なる補間
後の値を比較、選択することによって如何なる高解像エ
ッジ情報も自由に推測、作成することができる。
As is clear from the bold line, it is possible to change the inclination steeply at the edge portion of the high resolution to be created, and at a portion spatially separated from the center of the edge. Moreover, the change in the inclination can be realized with continuity. That is, any high-resolution edge information can be freely estimated and created by comparing and selecting several different values after interpolation.

【0062】また、本実施形態においても、前述したよ
うに、次の注目画素に処理が移った時に、前の注目画素
ブロックとの連続性を維持するようにすることも必要で
ある。
Also in the present embodiment, as described above, it is necessary to maintain continuity with the previous target pixel block when the processing shifts to the next target pixel.

【0063】以上、一次元にて高解像のエッジ作成につ
いて説明したが、当然、二次元に拡張しても同様であ
る。また、MAX,MIN値を検出するウインドウと、
補間に要するウインドウは同サイズでも異なっていても
良い。
Although the creation of one-dimensional high-resolution edges has been described above, the same applies to two-dimensional expansion. A window for detecting MAX and MIN values;
The windows required for interpolation may be the same size or different.

【0064】また、本実施形態では、3本の濃度推移線
の大小比較により出力値を決定したが、より複数の推移
線の比較であっても良い。
Further, in the present embodiment, the output value is determined by comparing the magnitudes of the three density transition lines, but a comparison of a plurality of transition lines may be performed.

【0065】また、以上説明した実施形態では、説明を
容易にするために、補間関数演算部と積和演算部とを別
に記載したが、補間関数演算部においても前述したよう
に、SINC関数を周囲画素の積和演算にて近似した方
法を用いるのであれば、補間関数演算部を積和演算部に
含ませても良いことは言うまでもない。
In the embodiment described above, the interpolation function calculation unit and the product-sum calculation unit are described separately for ease of explanation. However, the SINC function is also used in the interpolation function calculation unit as described above. It is needless to say that the interpolation function operation unit may be included in the product-sum operation unit if a method approximated by the product-sum operation of surrounding pixels is used.

【0066】以上説明したように、実施形態によれば、
入力した低解像度情報から高解像度情報に変換する際に
及び拡大処理の際に、自然画像で特に問題となっていた
補間によるぼけが生じることなく、画質的に良好な変換
処理が実現できる。補間関数による演算を用いているに
も関わらず、入力情報の周波数以上の高周波域の情報作
成を行うため、自然画像においても、連続性のある自然
で鮮明な画像を作成することが極めて容易にできる。
As described above, according to the embodiment,
When converting the input low-resolution information into high-resolution information and during the enlarging process, it is possible to realize a conversion process with good image quality without blurring due to interpolation, which has been a particular problem in natural images. In spite of using the calculation by the interpolation function, since the information is created in the high frequency range equal to or higher than the frequency of the input information, it is extremely easy to create a natural and clear image with continuity even in a natural image. it can.

【0067】また、低解像画像の部分的な画素値の状態
に基づいて、動的に変換条件を変化させるため、低周波
領域では補間関数の有する良好な変換が行え、また、高
周波領域では補間関数のみの変換よりも更なる高画質化
が実現できる。
Further, since the conversion condition is dynamically changed based on the state of the partial pixel value of the low-resolution image, a good conversion having the interpolation function can be performed in the low-frequency region, and in the high-frequency region. Further higher image quality can be realized than the conversion using only the interpolation function.

【0068】また、エッジ部を急峻にすることによっ
て、ジャギーの発生が軽減される。
Further, by making the edge portion sharp, occurrence of jaggies is reduced.

【0069】本発明のアルゴリズムをハード化、若しく
はソフト化することにより、インターネット上に流通し
ている画像や、デジタルビデオカメラから入力した画像
等の情報量の少ない画像でも画質の良い出力が期待でき
るプリンタやビデオプリンタ、アプリケーションソフト
等の様々な製品が提供できる。
By making the algorithm of the present invention hardware or software, high quality output can be expected even for an image distributed on the Internet or an image with a small amount of information such as an image input from a digital video camera. Various products such as printers, video printers, and application software can be provided.

【0070】尚、本発明は複数の機器(例えば、ホスト
コンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリンタ
など)から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置な
ど)に適用してもよい。
The present invention can be applied to a system including a plurality of devices (for example, a host computer, an interface device, a reader, a printer, etc.), and can be applied to a single device (for example, a copier, a facsimile). Device).

【0071】また、本発明の目的は前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシ
ステム或いは装置のコンピュータ(CPU若しくはMP
U)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。
Further, an object of the present invention is to provide a storage medium storing a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or an apparatus, and to provide a computer (CPU or MP) of the system or apparatus.
It goes without saying that U) can also be achieved by reading and executing the program code stored in the storage medium.

【0072】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
In this case, the program code itself read from the storage medium implements the functions of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.

【0073】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えばフロッピーディスク,ハードディス
ク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD
−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMな
どを用いることができる。
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD
-R, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

【0074】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
When the computer executes the readout program code, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also the OS (Operating System) running on the computer based on the instruction of the program code. ) May perform some or all of the actual processing, and the processing may realize the functions of the above-described embodiments.

【0075】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
CPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処
理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も
含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code, It goes without saying that the CPU included in the function expansion board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力した低解像度の画像情報を高品位な高解像度の画像
情報に解像度変換し、自然画像においても連続性のある
自然で鮮明な画像を出力することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to convert the input low-resolution image information into high-quality high-resolution image information and output a natural and clear image with continuity even in a natural image.

【0077】[0077]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態における画像処理装置の構成を
示す概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment.

【図2】実施形態におけるウインドウの一例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a window in the embodiment.

【図3】図2に示すウインドウの注目画素「M」を4分
割した様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a target pixel “M” of the window shown in FIG. 2 is divided into four parts.

【図4】図2に示すウインドウの注目画素を補間する例
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of interpolating a target pixel in a window illustrated in FIG. 2;

【図5】実施形態における補間処理を説明するための図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an interpolation process in the embodiment.

【図6】γ=2,3の2種類の場合におけるh(k)の
濃度推移線を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing density transition lines of h (k) in two types of γ = 2, 3;

【図7】α=−1/2,β=−1/2,γ=2の場合の
エッジ作成の様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing how an edge is created when α = −1 / 2, β = −1 / 2, and γ = 2.

【図8】CONTに依存して式11の係数αの値を大き
くする例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the value of a coefficient α in Expression 11 is increased depending on CONT.

【図9】第2の実施形態における画像処理装置の構成を
示す概略ブロック図である。
FIG. 9 is a schematic block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a second embodiment.

【図10】出力値選択部904の出力値h(k)選択の
様子を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing how an output value selection unit 904 selects an output value h (k).

【図11】従来例における最近接内挿法を説明するため
の図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a nearest neighbor interpolation method in a conventional example.

【図12】従来例における共1次内挿法を説明するため
の図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a bilinear interpolation method in a conventional example.

【図13】従来例における3次たたみ込み内挿法を説明
するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining a third-order convolution interpolation method in a conventional example.

【図14】入力情報の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of input information.

【図15】最近接内挿法による処理例を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an example of processing by the nearest neighbor interpolation method.

【図16】共1次内挿法による処理例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of processing by bilinear interpolation;

【図17】3次たたみ込み内挿法を周波数領域で説明す
るための図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining the third-order convolution interpolation method in the frequency domain.

【図18】図17との比較で高周波成分作成を説明する
ための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining creation of high-frequency components in comparison with FIG. 17;

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力した画像情報を低解像度から高解像
度に解像度変換する画像処理装置であって、 入力した画像情報の注目画素を含む周辺画素の画素値か
ら複数の代表値を検出する検出手段と、 補間関数に基づき、前記注目画素を補間する複数の補間
画素の補間値を求める補間値算出手段と、 前記複数の代表値と、前記複数の補間画素の補間値との
積和演算により、前記複数の補間画素の出力補間値を演
算する演算手段と、 を有することを特徴とする画像処理装置。
1. An image processing apparatus for converting the resolution of input image information from a low resolution to a high resolution, comprising: detecting means for detecting a plurality of representative values from pixel values of peripheral pixels including a target pixel of the input image information. An interpolation value calculating means for obtaining an interpolation value of a plurality of interpolation pixels for interpolating the target pixel based on an interpolation function; and a product-sum operation of the plurality of representative values and the interpolation values of the plurality of interpolation pixels. An arithmetic unit for calculating output interpolation values of the plurality of interpolation pixels.
【請求項2】 前記補間値算出手段は、高次の補間関数
を近似した積和係数と周辺画素の画素値との積和演算に
より、前記複数の補間画素の補間値を求めることを特徴
とする請求項1記載の画像処理装置。
2. The method according to claim 1, wherein the interpolated value calculating means obtains interpolated values of the plurality of interpolated pixels by performing a multiply-and-accumulate operation of a product sum coefficient approximating a higher-order interpolation function and pixel values of peripheral pixels. The image processing device according to claim 1.
【請求項3】 前記補間値算出手段は、3次たたみ込み
内挿法であることを特徴とする請求項2記載の画像処理
装置。
3. The image processing apparatus according to claim 2, wherein said interpolation value calculation means is a cubic convolution interpolation method.
【請求項4】 前記演算手段は、前記複数の代表値の積
和係数と前記複数の補間画素の補間値の積和係数との相
対的な比率を、前記注目画素を含む周囲画素の画素値の
状態により動的に変化させて前記複数の補間画素の出力
補間値を演算することを特徴とする請求項1記載の画像
処理装置。
4. The arithmetic means calculates a relative ratio between a product-sum coefficient of the plurality of representative values and a product-sum coefficient of an interpolated value of the plurality of interpolated pixels by a pixel value of a surrounding pixel including the target pixel. 2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the output interpolation values of the plurality of interpolation pixels are calculated by dynamically changing the interpolation values according to the state of (1).
【請求項5】 前記相対的な比率は、前記注目画素を含
む周囲画素のコントラストにより変化することを特徴と
する請求項4記載の画像処理装置。
5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the relative ratio changes according to contrast of surrounding pixels including the target pixel.
【請求項6】 前記相対的な比率は、前記コントラスト
の増加に伴い、増加することを特徴とする請求項5記載
の画像処理装置。
6. The image processing apparatus according to claim 5, wherein the relative ratio increases as the contrast increases.
【請求項7】 更に、前記複数の代表値の積和係数と前
記複数の補間画素の補間値の積和係数との積和演算を行
う複数の補間値算出手段と、前記複数の補間値算出手段
による演算結果に基づき、出力補間値を選択する選択手
段とを有することを特徴とする請求項1記載の画像処理
装置。
7. A plurality of interpolation value calculating means for performing a product-sum operation of a product-sum coefficient of the plurality of representative values and a product-sum coefficient of an interpolation value of the plurality of interpolation pixels; 2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising a selection unit that selects an output interpolation value based on a calculation result by the unit.
【請求項8】 前記複数の代表値は、注目画素を含む周
囲画素の中の最大値及び最小値であることを特徴とする
請求項1記載の画像処理装置。
8. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of representative values are a maximum value and a minimum value in surrounding pixels including a target pixel.
【請求項9】 入力した画像情報を低解像度から高解像
度に解像度変換する画像処理方法であって、 入力した画像情報の注目画素を含む周辺画素の画素値か
ら複数の代表値を検出する検出工程と、 補間関数に基づき、前記注目画素を補間する複数の補間
画素の補間値を求める補間値算出工程と、 前記複数の代表値と、前記複数の補間画素の補間値との
積和演算により、前記複数の補間画素の出力補間値を演
算する演算工程と、 を有することを特徴とする画像処理方法。
9. An image processing method for converting input image information from low resolution to high resolution, comprising: detecting a plurality of representative values from pixel values of peripheral pixels including a target pixel of the input image information. An interpolation value calculating step of obtaining an interpolation value of a plurality of interpolation pixels for interpolating the target pixel based on an interpolation function; and a product-sum operation of the plurality of representative values and the interpolation values of the plurality of interpolation pixels. A calculating step of calculating output interpolation values of the plurality of interpolation pixels.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7242800B2 (en) 2002-03-15 2007-07-10 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, image processing system, image processing method, storage medium, and program

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