JPH05284338A - 画像データ補間方法および画像データ補間装置 - Google Patents
画像データ補間方法および画像データ補間装置Info
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- JPH05284338A JPH05284338A JP4347379A JP34737992A JPH05284338A JP H05284338 A JPH05284338 A JP H05284338A JP 4347379 A JP4347379 A JP 4347379A JP 34737992 A JP34737992 A JP 34737992A JP H05284338 A JPH05284338 A JP H05284338A
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- 101100083446 Danio rerio plekhh1 gene Proteins 0.000 claims description 44
- 101100129500 Caenorhabditis elegans max-2 gene Proteins 0.000 claims description 40
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/403—Edge-driven scaling; Edge-based scaling
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- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 解像度を保ち、ノイズの拡大を押さえ、斜線
を滑らかにする画像データ補間方法及び装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明は第1の画像を構成する複数の基礎画
素に対して、斜めに隣接する第1の擬似画素と、縦横に
隣接する第2の擬似画素とを配置して第2の画像を形成
する際に、まず第1の擬似画素について、非線形関数を
用いて補間値を決定し、次に第2の擬似画素について、
線形補間により補間値を決定することで拡大された第2
の画像を得る構成となっている。
を滑らかにする画像データ補間方法及び装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明は第1の画像を構成する複数の基礎画
素に対して、斜めに隣接する第1の擬似画素と、縦横に
隣接する第2の擬似画素とを配置して第2の画像を形成
する際に、まず第1の擬似画素について、非線形関数を
用いて補間値を決定し、次に第2の擬似画素について、
線形補間により補間値を決定することで拡大された第2
の画像を得る構成となっている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は階調画像を扱うテレビ、
ビデオ、ムービー、およびプリンタなどの情報機器にお
いて、例えば画像の拡大のような画素数の拡大を行う際
の補間方法および装置に関する。
ビデオ、ムービー、およびプリンタなどの情報機器にお
いて、例えば画像の拡大のような画素数の拡大を行う際
の補間方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、映像機器のディジタル化および高
密度化にともない、既存のソースを有効に活用するため
画像の補間技術の重要性が高まっている。面積比を約4
倍に拡大する画素補間技術において、従来では初期画像
を構成する基礎画素に対して、隣接する基礎画素の4画
素または2画素の内分値を演算する線形補間という手法
を用いている。
密度化にともない、既存のソースを有効に活用するため
画像の補間技術の重要性が高まっている。面積比を約4
倍に拡大する画素補間技術において、従来では初期画像
を構成する基礎画素に対して、隣接する基礎画素の4画
素または2画素の内分値を演算する線形補間という手法
を用いている。
【0003】以下図面を参照しながら、従来の線形補間
方式について原理を説明する。図27(a)は補間する
前の初期画像であり、○はこの画像を構成する基礎画素
とする。図27(b)は補間された画像であり、△、
▽、×の画素は補間される画素であり、基礎画素○を基
に補間する。△は上下に隣接する2つめの基礎画素の平
均、▽は左右に隣接する2つ基礎画素の平均によって求
め、×は隣接する4つの基礎画素の平均または△同士の
平均または▽同士の平均によって求める。
方式について原理を説明する。図27(a)は補間する
前の初期画像であり、○はこの画像を構成する基礎画素
とする。図27(b)は補間された画像であり、△、
▽、×の画素は補間される画素であり、基礎画素○を基
に補間する。△は上下に隣接する2つめの基礎画素の平
均、▽は左右に隣接する2つ基礎画素の平均によって求
め、×は隣接する4つの基礎画素の平均または△同士の
平均または▽同士の平均によって求める。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来技術では、周囲の情報を均等に配分して新たな画素デ
ータを作り出すため、補間された画素同志の帯域は、基
礎画素同志の帯域に対して劣化(隣接する画素のレベル
差が小さくなる)しており、画像全体がぼやけて見え、
解像度が劣化するという問題があった。
来技術では、周囲の情報を均等に配分して新たな画素デ
ータを作り出すため、補間された画素同志の帯域は、基
礎画素同志の帯域に対して劣化(隣接する画素のレベル
差が小さくなる)しており、画像全体がぼやけて見え、
解像度が劣化するという問題があった。
【0005】また、基礎画素にノイズがあれば、その周
囲にノイズを均等に配分するので、ノイズの拡大が生じ
るという問題がある。さらに、初期画像での濃度差によ
り生じる斜線は、人が見て斜線であっても画素が見える
程度に拡大すれば、例えば図28(a)(それぞれの枡
目が基礎画素であり、40、80という数値は輝度を表
す)に示すように見えるが、線形補間がなされた画像で
は図28(b)に示すようになり、人の目から見てもギ
ザギザに見えてしまうという問題を有している。
囲にノイズを均等に配分するので、ノイズの拡大が生じ
るという問題がある。さらに、初期画像での濃度差によ
り生じる斜線は、人が見て斜線であっても画素が見える
程度に拡大すれば、例えば図28(a)(それぞれの枡
目が基礎画素であり、40、80という数値は輝度を表
す)に示すように見えるが、線形補間がなされた画像で
は図28(b)に示すようになり、人の目から見てもギ
ザギザに見えてしまうという問題を有している。
【0006】本発明は上記問題点に鑑み、エッジ部を滑
らかに保ち、かつ拡大による解像度の劣化および、ノイ
ズの拡大を抑える画像データの補間方法及び装置を提供
することを目的とする。
らかに保ち、かつ拡大による解像度の劣化および、ノイ
ズの拡大を抑える画像データの補間方法及び装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【問題点を解決するための手段】上記の課題を解決する
ため、本発明の画像データ補間方法は、複数の基礎画素
から構成される元の画像を第1の画像とし、斜めに隣接
する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第1の擬似画
素、縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素
を第2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画
素および第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成す
る画像データ補間方法であって、単調増加な非線形関数
に基づいて第1の擬似画素の画素レベルを求める第1の
手順と、単調増加な非線形関数に基づいて第2の擬似画
素の画素レベルを求める第2の手順とからなる。
ため、本発明の画像データ補間方法は、複数の基礎画素
から構成される元の画像を第1の画像とし、斜めに隣接
する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第1の擬似画
素、縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素
を第2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画
素および第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成す
る画像データ補間方法であって、単調増加な非線形関数
に基づいて第1の擬似画素の画素レベルを求める第1の
手順と、単調増加な非線形関数に基づいて第2の擬似画
素の画素レベルを求める第2の手順とからなる。
【0008】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補
間すべき画素を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基
礎画素の間に補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記
第1の画像に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を
配置して第2の画像を形成する画像データ補間方法であ
って、単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素
の画素レベルを求める第1の手順と、線形関数に基づい
て第2の擬似画素の画素レベルを求める第2の手順とか
らなっていてもよい。
第1の画像とし、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補
間すべき画素を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基
礎画素の間に補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記
第1の画像に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を
配置して第2の画像を形成する画像データ補間方法であ
って、単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素
の画素レベルを求める第1の手順と、線形関数に基づい
て第2の擬似画素の画素レベルを求める第2の手順とか
らなっていてもよい。
【0009】前記非線形関数は、入力値の定義域と写像
値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とその
写像値とが一致し、一次導関数が上に凸であってもよ
い。前記非線形関数は、入力値が定義域の中心値である
とき、写像値が値域の中心近傍値になっていてもよい。
前記第1の手順は、前記第1の擬似画素と斜めに隣接す
る4つの前記基礎画素の画素レベルの最大値max1と最小
値min1を求める第1.1のステップと、前記4つの基礎画
素の画素レベルの平均、または前記4つの基礎画素の画
素レベルから前記最大値max1と前記最小値min1を除いた
2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平均値ave1
として算出する第1.2のステップと、最大値max1と最小
値min1に対応する写像値が各々max1とmin1であると共に
区間[min1,max1 ]で単調増加な非線形関数を用いて、
平均値ave1に対する前記非線形関数の写像値D1を求め
る第1.3のステップと、写像値D1を、前記第1の擬似
画素の画素データとして画像メモリに格納する第1.4の
ステップとからなり、前記第2の手順は、前記第2の擬
似画素と隣接する、2つの基礎画素と2つの第1の擬似
画素との4つの画素の画素レベルの最大値max2と最小値
min2を求める第2.1のステップと、前記4つの画素の画
素レベルの平均、または前記4つの画素の画素レベルか
ら前記最大値max2と前記最小値min2を除いた2画素の画
素レベルの平均のどちらか一方を平均値ave2として算出
する第2.2のステップと、最大値max2と最小値min2に対
応する写像値が各々max2とmin2であると共に区間[min
2,max2 ]で単調増加な非線形関数を用いて、平均値ave
2に対する前記非線形関数の写像値D2を求める第2.3の
ステップと、写像値D2を、前記第2の擬似画素の画像
データとして画像メモリに格納するする第2.4のステッ
プとからなっていてもよい。
値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とその
写像値とが一致し、一次導関数が上に凸であってもよ
い。前記非線形関数は、入力値が定義域の中心値である
とき、写像値が値域の中心近傍値になっていてもよい。
前記第1の手順は、前記第1の擬似画素と斜めに隣接す
る4つの前記基礎画素の画素レベルの最大値max1と最小
値min1を求める第1.1のステップと、前記4つの基礎画
素の画素レベルの平均、または前記4つの基礎画素の画
素レベルから前記最大値max1と前記最小値min1を除いた
2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平均値ave1
として算出する第1.2のステップと、最大値max1と最小
値min1に対応する写像値が各々max1とmin1であると共に
区間[min1,max1 ]で単調増加な非線形関数を用いて、
平均値ave1に対する前記非線形関数の写像値D1を求め
る第1.3のステップと、写像値D1を、前記第1の擬似
画素の画素データとして画像メモリに格納する第1.4の
ステップとからなり、前記第2の手順は、前記第2の擬
似画素と隣接する、2つの基礎画素と2つの第1の擬似
画素との4つの画素の画素レベルの最大値max2と最小値
min2を求める第2.1のステップと、前記4つの画素の画
素レベルの平均、または前記4つの画素の画素レベルか
ら前記最大値max2と前記最小値min2を除いた2画素の画
素レベルの平均のどちらか一方を平均値ave2として算出
する第2.2のステップと、最大値max2と最小値min2に対
応する写像値が各々max2とmin2であると共に区間[min
2,max2 ]で単調増加な非線形関数を用いて、平均値ave
2に対する前記非線形関数の写像値D2を求める第2.3の
ステップと、写像値D2を、前記第2の擬似画素の画像
データとして画像メモリに格納するする第2.4のステッ
プとからなっていてもよい。
【0010】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補
間すべき画素を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基
礎画素の間に補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記
第1の画像に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を
配置して第2の画像を形成する画像データ補間方法であ
って、第1の擬似画素の画素レベルの決定は、前記第1
の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画素の画素
レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.1のステ
ップと、前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、また
は前記4つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1
と前記最小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均の
どちらか一方を平均値ave1として算出する第1.2のステ
ップと、前記最大値max1と前記最小値min1との差を算出
し、その差が所定の値より小さいとき相関性があると判
定する第1.3のステップと、相関性がない場合、平均値a
ve1を第1の擬似画素の画素レベルとし、相関性がある
場合、単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素
の画素レベルを求める第1.4のステップとからなってい
てもよい。
第1の画像とし、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補
間すべき画素を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基
礎画素の間に補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記
第1の画像に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を
配置して第2の画像を形成する画像データ補間方法であ
って、第1の擬似画素の画素レベルの決定は、前記第1
の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画素の画素
レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.1のステ
ップと、前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、また
は前記4つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1
と前記最小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均の
どちらか一方を平均値ave1として算出する第1.2のステ
ップと、前記最大値max1と前記最小値min1との差を算出
し、その差が所定の値より小さいとき相関性があると判
定する第1.3のステップと、相関性がない場合、平均値a
ve1を第1の擬似画素の画素レベルとし、相関性がある
場合、単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素
の画素レベルを求める第1.4のステップとからなってい
てもよい。
【0011】前記第2の擬似画素の画素レベルの決定
は、前記第2の擬似画素と隣接する、2つの基礎画素と
2つの第1の擬似画素との4つの画素の画素レベルの最
大値max2と最小値min2を求める第2.1のステップと、前
記4つの画素の画素レベルの平均、または前記4つの画
素の画素レベルから前記最大値max2と前記最小値min2を
除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平均
値ave2として算出する第2.2のステップと、前記最大値m
ax2と前記最小値min2との差を算出し、その差が所定の
値より小さいとき相関性があると判定する第2.3のステ
ップと、相関性がない場合、平均値ave2を第2の擬似画
素の画素レベルとし、相関性がある場合、単調増加な非
線形関数に基づいて第2の擬似画素の画素レベルを求め
る第2.4のステップとからなっていてもよい。
は、前記第2の擬似画素と隣接する、2つの基礎画素と
2つの第1の擬似画素との4つの画素の画素レベルの最
大値max2と最小値min2を求める第2.1のステップと、前
記4つの画素の画素レベルの平均、または前記4つの画
素の画素レベルから前記最大値max2と前記最小値min2を
除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平均
値ave2として算出する第2.2のステップと、前記最大値m
ax2と前記最小値min2との差を算出し、その差が所定の
値より小さいとき相関性があると判定する第2.3のステ
ップと、相関性がない場合、平均値ave2を第2の擬似画
素の画素レベルとし、相関性がある場合、単調増加な非
線形関数に基づいて第2の擬似画素の画素レベルを求め
る第2.4のステップとからなっていてもよい。
【0012】前記非線形関数は、入力値の定義域と写像
値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とその
写像値とが一致し、一次導関数が上に凸である。ことを
特徴とする請求項10又は11記載の画像データ補間方
法。前記非線形関数は、入力値が定義域の中心値である
とき、写像値が値域の中心近傍値になることを特徴とす
る請求項12記載の画像データ補間方法。
値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とその
写像値とが一致し、一次導関数が上に凸である。ことを
特徴とする請求項10又は11記載の画像データ補間方
法。前記非線形関数は、入力値が定義域の中心値である
とき、写像値が値域の中心近傍値になることを特徴とす
る請求項12記載の画像データ補間方法。
【0013】前記第1の画像は、2つの色差情報ととも
にカラー画像を構成する輝度情報であり、色差情報が隣
接する複数の画素の平均値で補間されてもよい。前記画
像データ補間方法において、更に、補間により拡大され
た画像を縮小する第3の手順を有し、第3の手順は、第
1の方向の各画素列の長さを縮小する第3.1のステップ
と、第1の方向と直交する第2の方向の各画素列の長さ
を縮小する第3.2のステップとからなっていてもよい。
にカラー画像を構成する輝度情報であり、色差情報が隣
接する複数の画素の平均値で補間されてもよい。前記画
像データ補間方法において、更に、補間により拡大され
た画像を縮小する第3の手順を有し、第3の手順は、第
1の方向の各画素列の長さを縮小する第3.1のステップ
と、第1の方向と直交する第2の方向の各画素列の長さ
を縮小する第3.2のステップとからなっていてもよい。
【0014】また、本発明の画像データ補間装置は、複
数の基礎画素から構成される元の画像を第1の画像と
し、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素
を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基礎画素の間に
補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記第1の画像
に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を配置して第
2の画像を形成する画像データ補間装置であって、第1
画像および第2画像を記憶する画像メモリと、前記第1
の擬似画素に隣接する4つの前記基礎画素の画素レベル
の最大値max1と最小値min1、更に前記4つの基礎画素の
平均、または最大値max1と最小値min1を除いた2画素の
平均のどちらかを算出し平均値ave1を求める第1の平均
・最大・最小決定手段と、前記平均値ave1について、定
義域と値域の最小値と最大値が共にMin1とMax1である単
調増加な非線形関数である第1の関数F1を用いた次式
により算出される写像値D1を前記第1の擬似画素の画
像データとして前記画像メモリに格納する第1の関数写
像手段と、
数の基礎画素から構成される元の画像を第1の画像と
し、斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素
を第1の擬似画素、縦横に隣接する前記基礎画素の間に
補間すべき画素を第2の擬似画素とし前記第1の画像
に、第1の擬似画素および第2の擬似画素を配置して第
2の画像を形成する画像データ補間装置であって、第1
画像および第2画像を記憶する画像メモリと、前記第1
の擬似画素に隣接する4つの前記基礎画素の画素レベル
の最大値max1と最小値min1、更に前記4つの基礎画素の
平均、または最大値max1と最小値min1を除いた2画素の
平均のどちらかを算出し平均値ave1を求める第1の平均
・最大・最小決定手段と、前記平均値ave1について、定
義域と値域の最小値と最大値が共にMin1とMax1である単
調増加な非線形関数である第1の関数F1を用いた次式
により算出される写像値D1を前記第1の擬似画素の画
像データとして前記画像メモリに格納する第1の関数写
像手段と、
【0015】
【数9】
【0016】第2の擬似画素に隣接する2つの基礎画素
と2つの第1の擬似画素の4つの画素の画素レベルの最
大値max2と最小値min2、更に前記4つの画素の平均、ま
たは最大値max2と最小値min2を除いた2画素の平均であ
る平均値ave2を求める第2の平均・最大・最小決定手段
と、前記平均値ave2について、定義域と値域の最小値と
最大値が共にMin2とMax2である単調増加な非線形関数で
ある第2の関数F2を用いた次式により算出される写像
値D2を前記第2の擬似画素の画像データとして画像メ
モリに格納する第2の関数写像手段と
と2つの第1の擬似画素の4つの画素の画素レベルの最
大値max2と最小値min2、更に前記4つの画素の平均、ま
たは最大値max2と最小値min2を除いた2画素の平均であ
る平均値ave2を求める第2の平均・最大・最小決定手段
と、前記平均値ave2について、定義域と値域の最小値と
最大値が共にMin2とMax2である単調増加な非線形関数で
ある第2の関数F2を用いた次式により算出される写像
値D2を前記第2の擬似画素の画像データとして画像メ
モリに格納する第2の関数写像手段と
【0017】
【数10】
【0018】を備えている。
【0019】
【作用】 上記の手段により本発明は、まず、画像メモ
リから読み出された前記第1の擬似画素に隣接する4つ
の前記基礎画素の画素レベルについて、第1の平均・最
大・最小決定手段(ステップ)は、最大値max1、最小値
min1、平均値ave1を求める。前記平均値ave1について、
第1の関数写像手段(ステップ)は、定義域と値域の最
小値と最大値が共にMin1とMax1である単調増加な非線形
関数である第1の関数F1を用いた(数9)により算出
される写像値D1を求める。この写像値D1は、前記第
1の擬似画素の画像データとして前記画像メモリに格納
される。
リから読み出された前記第1の擬似画素に隣接する4つ
の前記基礎画素の画素レベルについて、第1の平均・最
大・最小決定手段(ステップ)は、最大値max1、最小値
min1、平均値ave1を求める。前記平均値ave1について、
第1の関数写像手段(ステップ)は、定義域と値域の最
小値と最大値が共にMin1とMax1である単調増加な非線形
関数である第1の関数F1を用いた(数9)により算出
される写像値D1を求める。この写像値D1は、前記第
1の擬似画素の画像データとして前記画像メモリに格納
される。
【0020】次に、画像メモリから読み出された第2の
擬似画素に隣接する2つの基礎画素と2つの第1の擬似
画素の4つの画素の画素レベルについて、第2の平均・
最大・最小決定手段(ステップ)は、平均値ave2を求め
る前記平均値ave2について、第2の関数写像手段(ステ
ップ)は、定義域と値域の最小値と最大値が共にMin2と
Max2である単調増加な非線形関数である第2の関数F2
を用いた(数10)により算出される写像値D2を求め
る。この写像値D2は、前記第2の擬似画素の画像デー
タとして前記画像メモリに格納される。
擬似画素に隣接する2つの基礎画素と2つの第1の擬似
画素の4つの画素の画素レベルについて、第2の平均・
最大・最小決定手段(ステップ)は、平均値ave2を求め
る前記平均値ave2について、第2の関数写像手段(ステ
ップ)は、定義域と値域の最小値と最大値が共にMin2と
Max2である単調増加な非線形関数である第2の関数F2
を用いた(数10)により算出される写像値D2を求め
る。この写像値D2は、前記第2の擬似画素の画像デー
タとして前記画像メモリに格納される。
【0021】
【実施例】(第1の実施例)以下本発明の第1の実施例
における画像デ−タ補間方法および装置について、図面
を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が輝度
情報を有する白黒画像の場合を取り上げる。
における画像デ−タ補間方法および装置について、図面
を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が輝度
情報を有する白黒画像の場合を取り上げる。
【0022】図1は、本実施例における画像データ補間
方法を実行する装置の構成を示す。1は、入力された第
1画像の画像データを8ビットのディジタル信号に変換
し、外部との入出力を制御する外部インターフェイスで
ある。2は、元の第1画像と拡大後の第2画像を格納す
る画像メモリである。第1画像は基礎画素からなり、第
2画像は、基礎画素および擬似画素からなる。擬似画素
は、第1画像を補間することにより追加される画素であ
る。図2に基礎画素と擬似画素の位置関係を示す。画像
メモリ2は、初めは基礎画素aのみを記憶しているが、
処理が進むにつれて、第1の擬似画素b、第2の擬似画
素c1、c2として後述の写像値D1、D2、D3を順
次記憶していく。図2中の(x,y) は画像中の画素の位置
を表し、この位置は画像メモリ2においてはn,mを用
いて表される縦、横のアドレスにより示される。
方法を実行する装置の構成を示す。1は、入力された第
1画像の画像データを8ビットのディジタル信号に変換
し、外部との入出力を制御する外部インターフェイスで
ある。2は、元の第1画像と拡大後の第2画像を格納す
る画像メモリである。第1画像は基礎画素からなり、第
2画像は、基礎画素および擬似画素からなる。擬似画素
は、第1画像を補間することにより追加される画素であ
る。図2に基礎画素と擬似画素の位置関係を示す。画像
メモリ2は、初めは基礎画素aのみを記憶しているが、
処理が進むにつれて、第1の擬似画素b、第2の擬似画
素c1、c2として後述の写像値D1、D2、D3を順
次記憶していく。図2中の(x,y) は画像中の画素の位置
を表し、この位置は画像メモリ2においてはn,mを用
いて表される縦、横のアドレスにより示される。
【0023】3はマイクロコンピュータであり、CP
U、ROM、RAMおよび入出力部を有し、第1の平均
値・最大値・最小値決定手段(ステップ)、第1の関数
写像手段(ステップ)、第2の平均値・最大値・最小値
決定手段(ステップ)、第2の関数写像手段(ステッ
プ)の各機能を有し、第1画像に対し本発明の補間処理
を行なう。
U、ROM、RAMおよび入出力部を有し、第1の平均
値・最大値・最小値決定手段(ステップ)、第1の関数
写像手段(ステップ)、第2の平均値・最大値・最小値
決定手段(ステップ)、第2の関数写像手段(ステッ
プ)の各機能を有し、第1画像に対し本発明の補間処理
を行なう。
【0024】4は第1の関数テーブルメモリであり、第
1の関数のテーブルを格納する。5は第2の関数テーブ
ルメモリであり、第2の関数のテーブルを格納する図3
は、図1における構成によりなされる処理を機能別に示
した概略フロー図である。202は第1の平均値・最大
値・最小値決定ステップであり、第1の擬似画素bに隣
接する4つの基礎画素a(x,y) 、a(x+1,y) 、a(x,y+
1) 、a(x+1,y+1)について、それらの画素レベルの最大
値max1、最小値min1、平均値ave1を求める。平均値ave1
は、前記4つの基礎画素から前記最大値max1と前記最小
値min1を除いた2画素の平均であってもよい。
1の関数のテーブルを格納する。5は第2の関数テーブ
ルメモリであり、第2の関数のテーブルを格納する図3
は、図1における構成によりなされる処理を機能別に示
した概略フロー図である。202は第1の平均値・最大
値・最小値決定ステップであり、第1の擬似画素bに隣
接する4つの基礎画素a(x,y) 、a(x+1,y) 、a(x,y+
1) 、a(x+1,y+1)について、それらの画素レベルの最大
値max1、最小値min1、平均値ave1を求める。平均値ave1
は、前記4つの基礎画素から前記最大値max1と前記最小
値min1を除いた2画素の平均であってもよい。
【0025】203は第1の関数写像ステップであり、
最大値max1と最小値min1に対応する写像値が各々max1と
min1であると共に区間[min1,max1 ]で単調増加な非線
形関数である(数11)に示す式により、正規化すると
共に平均値ave2に対する第1の関数の写像値D1を算出
し、この写像値D1を、第1の擬似画素b(x,y) として
画像メモリ2の所定の位置に書き込む。
最大値max1と最小値min1に対応する写像値が各々max1と
min1であると共に区間[min1,max1 ]で単調増加な非線
形関数である(数11)に示す式により、正規化すると
共に平均値ave2に対する第1の関数の写像値D1を算出
し、この写像値D1を、第1の擬似画素b(x,y) として
画像メモリ2の所定の位置に書き込む。
【0026】
【数11】
【0027】204は第2の平均値・最大値・最小値決
定ステップであり、第2の擬似画素c1に隣接する、2
つの基礎画素a(x,y) 、a(x+1,y) と、2つの第1の擬
似画素b(x,y) 、b(x,y-1) について、それらの画素レ
ベルの最大値max2、最小値min2、平均値ave2を求める。
平均値ave2は、前記4つの基礎画素の画像データから前
記最大値max2と前記最小値min2を除いた2画素の画像デ
ータの平均であってもよい。また、第2の擬似画素c2
についても、同様に最大値max3、最小値min3、平均値av
e3を求める。
定ステップであり、第2の擬似画素c1に隣接する、2
つの基礎画素a(x,y) 、a(x+1,y) と、2つの第1の擬
似画素b(x,y) 、b(x,y-1) について、それらの画素レ
ベルの最大値max2、最小値min2、平均値ave2を求める。
平均値ave2は、前記4つの基礎画素の画像データから前
記最大値max2と前記最小値min2を除いた2画素の画像デ
ータの平均であってもよい。また、第2の擬似画素c2
についても、同様に最大値max3、最小値min3、平均値av
e3を求める。
【0028】205は第2の関数写像ステップであり、
最大値max2と最小値min2に対応する写像値が各々max2と
min2であると共に区間[min2,max2 ]で単調増加な非線
形関数である(数12)に示す式により、正規化すると
共に平均値ave2に対する第2の関数の写像値D2を算出
し、この写像値D2を、第2の擬似画素c1(x,y)として
画像メモリ2の所定の位置に書き込む。また、第2の擬
似画素c2(x,y)についても、同様に(数13)に示す式
により写像値D3を求める。
最大値max2と最小値min2に対応する写像値が各々max2と
min2であると共に区間[min2,max2 ]で単調増加な非線
形関数である(数12)に示す式により、正規化すると
共に平均値ave2に対する第2の関数の写像値D2を算出
し、この写像値D2を、第2の擬似画素c1(x,y)として
画像メモリ2の所定の位置に書き込む。また、第2の擬
似画素c2(x,y)についても、同様に(数13)に示す式
により写像値D3を求める。
【0029】
【数12】
【0030】
【数13】
【0031】以上のように構成された本発明の第1の実
施例における画像データ補間方法および装置について、
その動作を図面を用いて説明する。図4に補間処理のメ
インフローを示す外部から入力される第1画像の輝度情
報は、図1の外部インターフェイス1で8ビットのディ
ジタル信号に変換され、図2の基礎画素として画像メモ
リ2の縦横のアドレスが偶数のセルに格納され、座標
x、yの初期設定がなされる(図4のステップ30
1)。次に、第1および第2の関数のテーブルがマイク
ロコンピュータ3により作成される。つまり、本実施例
では直接、関数F1、F2を用いた(数11)、(数1
2)、(数13)の計算は行われず、各関数の入力値と
写像値の関係を示すルックアップテーブルに用いて、各
関数の入力値をアドレスとして、テーブルの読み出した
値を写像値とすることにより各数式を計算するようにし
ている(ステップ302)。図5に本実施例における第
1および第2の関数のテーブルの入出力特性例を示す。
この2つの関数は共に、単調増加な非線形関数であり、
入力値の最大値1.0、最小値0、中心値0.5に対す
る写像値が各々1.0、0、0.5と一致し、その一次
導関数が上に凸である。
施例における画像データ補間方法および装置について、
その動作を図面を用いて説明する。図4に補間処理のメ
インフローを示す外部から入力される第1画像の輝度情
報は、図1の外部インターフェイス1で8ビットのディ
ジタル信号に変換され、図2の基礎画素として画像メモ
リ2の縦横のアドレスが偶数のセルに格納され、座標
x、yの初期設定がなされる(図4のステップ30
1)。次に、第1および第2の関数のテーブルがマイク
ロコンピュータ3により作成される。つまり、本実施例
では直接、関数F1、F2を用いた(数11)、(数1
2)、(数13)の計算は行われず、各関数の入力値と
写像値の関係を示すルックアップテーブルに用いて、各
関数の入力値をアドレスとして、テーブルの読み出した
値を写像値とすることにより各数式を計算するようにし
ている(ステップ302)。図5に本実施例における第
1および第2の関数のテーブルの入出力特性例を示す。
この2つの関数は共に、単調増加な非線形関数であり、
入力値の最大値1.0、最小値0、中心値0.5に対す
る写像値が各々1.0、0、0.5と一致し、その一次
導関数が上に凸である。
【0032】上記のように本実施例では第1および第2
の関数テーブルは、様々な関数を利用可能にするために
画像入力の度にマイクロコンピュータにより作成される
が、これらの関数テーブルをあらかじめROMに作成し
ておくこともできる。このROMテーブルを参照する構
成にしておけば、画像の取り込みの度にテーブルを作成
しなくてもよく、ステップ302は省略でき、より高速
に補間処理を実現できる。
の関数テーブルは、様々な関数を利用可能にするために
画像入力の度にマイクロコンピュータにより作成される
が、これらの関数テーブルをあらかじめROMに作成し
ておくこともできる。このROMテーブルを参照する構
成にしておけば、画像の取り込みの度にテーブルを作成
しなくてもよく、ステップ302は省略でき、より高速
に補間処理を実現できる。
【0033】この後、第1の擬似画素b(x,y) が求めら
れる(ステップ303)。図6に、ステップ303の詳
細なフローチャートを示す。まず、第1の擬似画素b
(x,y) を求めるため、4つの基礎画素a(x,y) 、a(x+
1,y) 、a(x,y+1) 、a(x+1,y+1) が画像メモリ2から
読み出される(ステップ401)。次に、4つの画素の
画素レベル(輝度情報)の平均値ave1、最大値max1、最
小値min1が求められる(ステップ402)。これらの平
均値、最大値、最小値から、第1の関数テーブルのアド
レスad1 (数14)に示す式より、ROMテーブルのア
ドレスの範囲内[admin1、admax1]の値となるように正
規化した後、第1の関数テーブルを引き、そのテーブル
値e1が得られる(ステップ403)。ただし、(数1
4)の式中、admax1、admin1は、第1の関数テーブルの
アドレスの最大値、最小値である。
れる(ステップ303)。図6に、ステップ303の詳
細なフローチャートを示す。まず、第1の擬似画素b
(x,y) を求めるため、4つの基礎画素a(x,y) 、a(x+
1,y) 、a(x,y+1) 、a(x+1,y+1) が画像メモリ2から
読み出される(ステップ401)。次に、4つの画素の
画素レベル(輝度情報)の平均値ave1、最大値max1、最
小値min1が求められる(ステップ402)。これらの平
均値、最大値、最小値から、第1の関数テーブルのアド
レスad1 (数14)に示す式より、ROMテーブルのア
ドレスの範囲内[admin1、admax1]の値となるように正
規化した後、第1の関数テーブルを引き、そのテーブル
値e1が得られる(ステップ403)。ただし、(数1
4)の式中、admax1、admin1は、第1の関数テーブルの
アドレスの最大値、最小値である。
【0034】
【数14】
【0035】このテーブル値の範囲は[admin1、admax
1]であるので、ステップ404において、テーブル値e
1は(数15)に示す式より実際の画素レベルD1へ変
換され(ステップ404)、D1が画像メモリ2の所定
の位置に書き込まれる(ステップ405)。
1]であるので、ステップ404において、テーブル値e
1は(数15)に示す式より実際の画素レベルD1へ変
換され(ステップ404)、D1が画像メモリ2の所定
の位置に書き込まれる(ステップ405)。
【0036】
【数15】
【0037】さらに、第2の擬似画素c1(x,y)を求める
(図4のステップ304)。図7(a)に、ステップ3
04の詳細なフローチャートを示す。まず、第2の擬似
画素c1(x,y)を求めるため、2つの基礎画素a(x,y) 、
a(x+1,y) と2つの第1の擬似画素b(x,y-1) 、b(x,
y) が画像メモリ2から読み出される(図7のステップ
501)。次に、これら4画素の輝度情報の平均値ave
2、最大値max2、最小値min2が求められる(ステップ5
02)。この平均値、最大値、最小値から、第2の関数
テーブルのアドレスad2 (数16)に示す式より、RO
Mテーブルのアドレスの範囲内[admin2、admax2]の値
となるように正規化した後、第1の関数テーブルを引
き、そのテーブル値e1が得られる(ステップ503)。
なお(数16)の式中、admax2、admin2は、第2の関数
テーブルのアドレスの最大値、最小値である。
(図4のステップ304)。図7(a)に、ステップ3
04の詳細なフローチャートを示す。まず、第2の擬似
画素c1(x,y)を求めるため、2つの基礎画素a(x,y) 、
a(x+1,y) と2つの第1の擬似画素b(x,y-1) 、b(x,
y) が画像メモリ2から読み出される(図7のステップ
501)。次に、これら4画素の輝度情報の平均値ave
2、最大値max2、最小値min2が求められる(ステップ5
02)。この平均値、最大値、最小値から、第2の関数
テーブルのアドレスad2 (数16)に示す式より、RO
Mテーブルのアドレスの範囲内[admin2、admax2]の値
となるように正規化した後、第1の関数テーブルを引
き、そのテーブル値e1が得られる(ステップ503)。
なお(数16)の式中、admax2、admin2は、第2の関数
テーブルのアドレスの最大値、最小値である。
【0038】
【数16】
【0039】このテーブル値の範囲は[admin2、admax
2]であるのでテーブル値e2は(数17)に示す式より
実際の画素レベルD2へ変換され(ステップ504)、
D2が画像メモリ2の所定の位置に書き込まれる(ステ
ップ505)。
2]であるのでテーブル値e2は(数17)に示す式より
実際の画素レベルD2へ変換され(ステップ504)、
D2が画像メモリ2の所定の位置に書き込まれる(ステ
ップ505)。
【0040】
【数17】
【0041】引続き、第2の擬似画素c2(x,y)を求める
(図6のステップ305)。図7(b)に、ステップ3
05の詳細なフローチャートを示す。まず、第2の擬似
画素c2(x,y)を求めるため、2つの基礎画素a(x,y) 、
a(x,y+1) と2つの擬似画素b(x-1,y) 、b(x,y) が画
像メモリ2より読み出される(ステップ506)。次
に、上記ステップ304と同様に、平均値ave3、最大値
max3、最小値min3、(数18)に示す式より第2の関数
テーブルのアドレスad3、更に第2の関数テーブルより
テーブル値e3と(数19)に示す式より画素レベルD3
が求められる(ステップ507〜509)。
(図6のステップ305)。図7(b)に、ステップ3
05の詳細なフローチャートを示す。まず、第2の擬似
画素c2(x,y)を求めるため、2つの基礎画素a(x,y) 、
a(x,y+1) と2つの擬似画素b(x-1,y) 、b(x,y) が画
像メモリ2より読み出される(ステップ506)。次
に、上記ステップ304と同様に、平均値ave3、最大値
max3、最小値min3、(数18)に示す式より第2の関数
テーブルのアドレスad3、更に第2の関数テーブルより
テーブル値e3と(数19)に示す式より画素レベルD3
が求められる(ステップ507〜509)。
【0042】
【数18】
【0043】
【数19】
【0044】上記ステップ303〜305は、ステップ
306、307によりx方向、ステップ308、309
によりy方向について、所定の画素数が終えるまで順次
補間がなされていく。なお、画像の端の画素(例えば
(x,y)=(0,0) のとき)から第2の擬似画素(c1(0,0)、
c2(0,0))の画像データを作成するとき画像メモリ2中
に存在しない第1の擬似画素(b(0,-1)、b(-1,0))が
必要となるため、この場合の第2の擬似画素の画像デー
タは基礎画素の画像データの平均値(c1(0,0)に対して
はa(0,0) とa(1,0) の平均、c2(0,0)に対してはa
(0,0) とa(0,1) の平均)を用いている。
306、307によりx方向、ステップ308、309
によりy方向について、所定の画素数が終えるまで順次
補間がなされていく。なお、画像の端の画素(例えば
(x,y)=(0,0) のとき)から第2の擬似画素(c1(0,0)、
c2(0,0))の画像データを作成するとき画像メモリ2中
に存在しない第1の擬似画素(b(0,-1)、b(-1,0))が
必要となるため、この場合の第2の擬似画素の画像デー
タは基礎画素の画像データの平均値(c1(0,0)に対して
はa(0,0) とa(1,0) の平均、c2(0,0)に対してはa
(0,0) とa(0,1) の平均)を用いている。
【0045】また、(数20)に本実施例の第1および
第2の関数に用いた非線形関数を示す。ただし、定数
は、a=0.98、b=0.01、c=0.22としている。
第2の関数に用いた非線形関数を示す。ただし、定数
は、a=0.98、b=0.01、c=0.22としている。
【0046】
【数20】
【0047】続いて、本実施例における具体的な効果に
ついて説明する。まず解像度劣化の低減と斜線の滑らか
さの効果について説明する。まず、図8に示すような斜
め方向にレベルの違う輝度情報が入力された場合の本方
式と従来の線形方式による補間結果を図9に示す。図9
(a)は線形方式、(b)は本方式による場合である。
線形方式、本方式とも太字の数字が基礎画素でその他の
数字が補間によって求められた画素のレベルであり、各
斜め方向1〜5毎に画素レベルの平均値を併記してい
る。なお、ここでは図8の範囲外でもこの線が連続して
いると考えて補間を行っている。
ついて説明する。まず解像度劣化の低減と斜線の滑らか
さの効果について説明する。まず、図8に示すような斜
め方向にレベルの違う輝度情報が入力された場合の本方
式と従来の線形方式による補間結果を図9に示す。図9
(a)は線形方式、(b)は本方式による場合である。
線形方式、本方式とも太字の数字が基礎画素でその他の
数字が補間によって求められた画素のレベルであり、各
斜め方向1〜5毎に画素レベルの平均値を併記してい
る。なお、ここでは図8の範囲外でもこの線が連続して
いると考えて補間を行っている。
【0048】同図に基づいて、補間による境界部のレベ
ルの変化を比較するため、基礎画像での境界(方向3の
一点鎖線)と、その前後それぞれ2ライン(方向1、
2、4、5の一点鎖線)上の画素レベルの平均を求めた
結果を図10に示す。図10において、○は本方式によ
るそれぞれの方向の画素の平均、×は線形の場合の平均
である。この図より本方式が線形方式による場合と比
べ、エッジが立っており、境界をより保存している。つ
まり、基礎画像の解像度をより保っていることが分か
る。
ルの変化を比較するため、基礎画像での境界(方向3の
一点鎖線)と、その前後それぞれ2ライン(方向1、
2、4、5の一点鎖線)上の画素レベルの平均を求めた
結果を図10に示す。図10において、○は本方式によ
るそれぞれの方向の画素の平均、×は線形の場合の平均
である。この図より本方式が線形方式による場合と比
べ、エッジが立っており、境界をより保存している。つ
まり、基礎画像の解像度をより保っていることが分か
る。
【0049】また図11に、この境界を人間が見た場合
の見え方を示す。図中の太い実線はレベル40と60の
間の境界で、線形方式を用いた場合(図11(a))で
はレベル差が20程度で連続する境界がなくなり、レベ
ル50の所であやふやな見え方となる、つまり境界が図
で示された大きな波線のように認識され、これが斜線が
ギザギザに見える原因となっている。
の見え方を示す。図中の太い実線はレベル40と60の
間の境界で、線形方式を用いた場合(図11(a))で
はレベル差が20程度で連続する境界がなくなり、レベ
ル50の所であやふやな見え方となる、つまり境界が図
で示された大きな波線のように認識され、これが斜線が
ギザギザに見える原因となっている。
【0050】これに対し本方式の場合(図11
(b))、レベル差が20程度で連続しているため、こ
の境界は図のように細かい波線となり、これにより線形
に比べ斜線はかなり滑らかに見える。続いて本方式のノ
イズ低減の原理を説明する。4つの基礎画素中にノイズ
が含まれている場合、それは通常他の3画素とレベルが
明らかに違うものとなっているため、ノイズは4基礎画
素中の最大値または最小値をとり易い。
(b))、レベル差が20程度で連続しているため、こ
の境界は図のように細かい波線となり、これにより線形
に比べ斜線はかなり滑らかに見える。続いて本方式のノ
イズ低減の原理を説明する。4つの基礎画素中にノイズ
が含まれている場合、それは通常他の3画素とレベルが
明らかに違うものとなっているため、ノイズは4基礎画
素中の最大値または最小値をとり易い。
【0051】このとき、従来のように線形平均で補う
と、4画素中のノイズの輝度が他の3つの画素と大きく
異なる場合は、その輝度差が均等に分配されて、第2画
像では大きなノイズとなってしまう。これに対して本方
式では、この最大値、最小値を用いて正規化し、平均値
を用いて第1または第2の関数テーブルを引くことにな
るわけであるが、その際、図5に示すような非線形関数
による第1および第2の関数は、平均値が最大値に近い
場合は写像値がより最大値に近い値に、最小値に近い値
はより最小値に近い値に写像する特性を持っている。
(言い換えると、平均値が最大値、最小値から遠い場合
は写像値がより最大値、最小値から遠い値になる。)そ
の結果、4画素中のノイズの輝度が他の3つの画素と大
きく異なる場合は、写像値はこのノイズの影響がほとん
ど無視されたものとなる。つまり、線形方式と比べて本
方式ではノイズの拡大が大きく抑えられる。
と、4画素中のノイズの輝度が他の3つの画素と大きく
異なる場合は、その輝度差が均等に分配されて、第2画
像では大きなノイズとなってしまう。これに対して本方
式では、この最大値、最小値を用いて正規化し、平均値
を用いて第1または第2の関数テーブルを引くことにな
るわけであるが、その際、図5に示すような非線形関数
による第1および第2の関数は、平均値が最大値に近い
場合は写像値がより最大値に近い値に、最小値に近い値
はより最小値に近い値に写像する特性を持っている。
(言い換えると、平均値が最大値、最小値から遠い場合
は写像値がより最大値、最小値から遠い値になる。)そ
の結果、4画素中のノイズの輝度が他の3つの画素と大
きく異なる場合は、写像値はこのノイズの影響がほとん
ど無視されたものとなる。つまり、線形方式と比べて本
方式ではノイズの拡大が大きく抑えられる。
【0052】本実施例において、480×640ドット
の白黒画像を補間により拡大した場合に本実施例で述べ
る補間方法を実行すると、従来の線形補間では実現でき
なかったなめらかな斜め線を実現し、良好な画質の第2
画像を得ることができた。また、本実施例では第1およ
び第2の関数を、最大値および最小値により関数の正規
化を行なっているが、これを行わない場合、ノイズ低減
効果が無くなり、また解像度も改善されないことも分か
った。
の白黒画像を補間により拡大した場合に本実施例で述べ
る補間方法を実行すると、従来の線形補間では実現でき
なかったなめらかな斜め線を実現し、良好な画質の第2
画像を得ることができた。また、本実施例では第1およ
び第2の関数を、最大値および最小値により関数の正規
化を行なっているが、これを行わない場合、ノイズ低減
効果が無くなり、また解像度も改善されないことも分か
った。
【0053】また、本実施例では、第1の関数および第
2の関数は、共に最大値1、最小値0と中心0.5で入
力値と写像値が一致し、定義域の中心0.5より小さい
範囲では関数は下に凸で、定義域の中心より大きい範囲
では関数は上に凸となっている単調増加関数が用いられ
ている。これに限らず、各関数として最大値1、最小値
0と定義域の中心以外の点の3点で入力値と写像値が一
致する関数を用いることもできる。このとき、第2画像
の明るさの程度を変更することができる。但し、この場
合は入力値0.4以上0.6以下で写像値と一致するよ
うにすることが望まれる。なぜならば、この範囲以外で
写像すると、基礎画素と擬似画素の輝度が大きく異な
り、モザイク状に画像が見え、画質が大きく低下するか
らである。
2の関数は、共に最大値1、最小値0と中心0.5で入
力値と写像値が一致し、定義域の中心0.5より小さい
範囲では関数は下に凸で、定義域の中心より大きい範囲
では関数は上に凸となっている単調増加関数が用いられ
ている。これに限らず、各関数として最大値1、最小値
0と定義域の中心以外の点の3点で入力値と写像値が一
致する関数を用いることもできる。このとき、第2画像
の明るさの程度を変更することができる。但し、この場
合は入力値0.4以上0.6以下で写像値と一致するよ
うにすることが望まれる。なぜならば、この範囲以外で
写像すると、基礎画素と擬似画素の輝度が大きく異な
り、モザイク状に画像が見え、画質が大きく低下するか
らである。
【0054】また、図8で示された基礎画素の画像デー
タに関して、第1の擬似画素を(数20)で示された第
1の関数の写像で算出し、第2の擬似画素を隣接する2
つの基礎画素の平均値とした場合は、図9の本方式で示
したものと同一であり、高画質にすることができると共
に、第2の擬似画素を2画素の平均だけで算出できるの
で計算時間が短く、前述よりも高速に計算ができる。
タに関して、第1の擬似画素を(数20)で示された第
1の関数の写像で算出し、第2の擬似画素を隣接する2
つの基礎画素の平均値とした場合は、図9の本方式で示
したものと同一であり、高画質にすることができると共
に、第2の擬似画素を2画素の平均だけで算出できるの
で計算時間が短く、前述よりも高速に計算ができる。
【0055】また、図6で示された基礎画素の画像デー
タに関して、他の補間処理を実施した場合の結果を図1
2、図13に示す。図12(a)では第1の擬似画素を
(数12)で示された第1の関数の写像で算出し、第2
の擬似画素を隣接する2つの基礎画素と2つの第1の擬
似画素の4画素の平均値とした場合を示し、図12
(b)では第1の擬似画素を隣接する4つの基礎画素の
平均値とし、第2の擬似画素は(数12)で示された第
2の関数の写像で算出した場合を示す。
タに関して、他の補間処理を実施した場合の結果を図1
2、図13に示す。図12(a)では第1の擬似画素を
(数12)で示された第1の関数の写像で算出し、第2
の擬似画素を隣接する2つの基礎画素と2つの第1の擬
似画素の4画素の平均値とした場合を示し、図12
(b)では第1の擬似画素を隣接する4つの基礎画素の
平均値とし、第2の擬似画素は(数12)で示された第
2の関数の写像で算出した場合を示す。
【0056】図12(a)では、図9の従来の線形と比
べて、解像度が保持されると共に、斜線が滑らかである
ことが判る。しかし、図12(b)では、従来の線形処
理と同様に解像度が低下し、斜線もギザギザとなる補間
となってしまう。したがって、第1の擬似画素だけは、
非線形な関数による写像値を使用することが必要であ
り、また、それで十分な効果が得られる。
べて、解像度が保持されると共に、斜線が滑らかである
ことが判る。しかし、図12(b)では、従来の線形処
理と同様に解像度が低下し、斜線もギザギザとなる補間
となってしまう。したがって、第1の擬似画素だけは、
非線形な関数による写像値を使用することが必要であ
り、また、それで十分な効果が得られる。
【0057】図13では、前述の図5で示された第1お
よび第2の関数を用い、これらの非線形関数に与える平
均値を、4つの基礎画素または2つの基礎画素と2つの
擬似画素の4つの画素の画像データのうち、最大値およ
び最小値の画素を除く残り2画素の平均値による写像値
を第1および第2の擬似画素の輝度情報とした場合を示
す。斜線の解像度が最も保存でき、滑らかな斜線とする
ことができる。
よび第2の関数を用い、これらの非線形関数に与える平
均値を、4つの基礎画素または2つの基礎画素と2つの
擬似画素の4つの画素の画像データのうち、最大値およ
び最小値の画素を除く残り2画素の平均値による写像値
を第1および第2の擬似画素の輝度情報とした場合を示
す。斜線の解像度が最も保存でき、滑らかな斜線とする
ことができる。
【0058】なお、本実施例では、第1、第2の関数
は、同じ関数を用いたが、異なる関数とすることももち
ろんできる。本実施例では非線形関数として(数20)
に示されるような関数を用いたが、定義域と値域の各々
の最大値、最小値と中心が1、0、0.5であるような
単調増加関数であれば良い。例えば、(数21)で示さ
れる3次関数などの高次関数や(数22)で示される3
角関数を含む関数などを用いることもできる。この(数
20)の関数において、定数aは、一次導関数y′の値
がxが0から1の間で正になるように調整される。
は、同じ関数を用いたが、異なる関数とすることももち
ろんできる。本実施例では非線形関数として(数20)
に示されるような関数を用いたが、定義域と値域の各々
の最大値、最小値と中心が1、0、0.5であるような
単調増加関数であれば良い。例えば、(数21)で示さ
れる3次関数などの高次関数や(数22)で示される3
角関数を含む関数などを用いることもできる。この(数
20)の関数において、定数aは、一次導関数y′の値
がxが0から1の間で正になるように調整される。
【0059】
【数21】
【0060】
【数22】
【0061】また、本実施例では、画像メモリ内に基礎
画素と第1の擬似画素およぞ第2の擬似画素の画像デー
タを、画像上での配列と同じように隣接したメモリ番地
内に入力するようにしているが、そのほかに、例えば画
像メモリ内に基礎画素の画像データだけを、または擬似
画素の画像データだけを隣接してメモリ内に入れること
ももちろんできる。また、第1画像と第2画像を同一の
画像メモリに記憶したが、複数の画像メモリを用いる構
成とすることももちろんできる。 (第2の実施例)以下本発明の第2の実施例における画
像データ補間方法および装置について、図面を参照しな
がら説明する。本実施例では画像データが輝度および2
つの色差情報を有するフルカラー画像の場合を取り上げ
る。
画素と第1の擬似画素およぞ第2の擬似画素の画像デー
タを、画像上での配列と同じように隣接したメモリ番地
内に入力するようにしているが、そのほかに、例えば画
像メモリ内に基礎画素の画像データだけを、または擬似
画素の画像データだけを隣接してメモリ内に入れること
ももちろんできる。また、第1画像と第2画像を同一の
画像メモリに記憶したが、複数の画像メモリを用いる構
成とすることももちろんできる。 (第2の実施例)以下本発明の第2の実施例における画
像データ補間方法および装置について、図面を参照しな
がら説明する。本実施例では画像データが輝度および2
つの色差情報を有するフルカラー画像の場合を取り上げ
る。
【0062】図14は、本実施例における画像データ補
間装置の構成を示す。この構成は、図1に示した第1の
実施例の構成と基本的には同じであるが、外部インター
フェイス1101、画像メモリ1102およびマイクロ
コンピュータ1103についてはフルカラー画像対応と
なっている点が異なる。以下、異なる点のみ説明する。
間装置の構成を示す。この構成は、図1に示した第1の
実施例の構成と基本的には同じであるが、外部インター
フェイス1101、画像メモリ1102およびマイクロ
コンピュータ1103についてはフルカラー画像対応と
なっている点が異なる。以下、異なる点のみ説明する。
【0063】外部インターフェイス1101は、外部か
ら入力される第1画像の画像データである輝度情報Yお
よび、2つの色差情報R−Y、B−Yをそれぞれ8のビ
ットディジタル信号に変換する。画像メモリ1102
は、第1画像と拡大後の第2画像を格納する画像メモリ
で、それぞれの情報を格納するために3ページ有してお
り、ページ0(p=0)には輝度情報Yを、ページ1
(p=1)には色差情報R−Yを、ページ2(p=2)
には色差情報B−Yを格納する。
ら入力される第1画像の画像データである輝度情報Yお
よび、2つの色差情報R−Y、B−Yをそれぞれ8のビ
ットディジタル信号に変換する。画像メモリ1102
は、第1画像と拡大後の第2画像を格納する画像メモリ
で、それぞれの情報を格納するために3ページ有してお
り、ページ0(p=0)には輝度情報Yを、ページ1
(p=1)には色差情報R−Yを、ページ2(p=2)
には色差情報B−Yを格納する。
【0064】マイクロコンピュータ1103は、CP
U、ROM、RAMおよび入出力部を有し、輝度情報に
対する第1の平均・最大・最小決定手段、第1の関数写
像手段、第2の平均・最大・最小決定手段および第2の
関数写像手段の機能を、更に色差情報に対しては隣接画
素の色差情報の平均を求める平均手段を有し、第1画像
に対し本発明の補間処理を行なう。
U、ROM、RAMおよび入出力部を有し、輝度情報に
対する第1の平均・最大・最小決定手段、第1の関数写
像手段、第2の平均・最大・最小決定手段および第2の
関数写像手段の機能を、更に色差情報に対しては隣接画
素の色差情報の平均を求める平均手段を有し、第1画像
に対し本発明の補間処理を行なう。
【0065】以上のように構成された本発明の第2の実
施例における画像データ補間方法および装置について、
その動作を図面を用いて説明する。図15に補間処理の
メインフローを示す外部から入力される第1画像の輝度
および2つの色差情報の基礎画素は、外部インターフェ
イス1101によりそれぞれ8ビットディジタル信号に
変換され、画像メモリ1102のそれぞれのページの偶
数アドレスにそれぞれ格納される。これと共に座標x、
yの初期設定が行われる(図15のステップ120
1)。次に、第1および第2の関数のテーブルがマイク
ロコンピュータ1103により作成される(ステップ1
202)。この関数の入出力特性は、前述した図5と同
一である。そして、画像のページが輝度情報のあるp=
0に設定され(ステップ1203)、画像メモリ110
2のページをそのときのPの値のページに切り替える
(ステップ1204)。
施例における画像データ補間方法および装置について、
その動作を図面を用いて説明する。図15に補間処理の
メインフローを示す外部から入力される第1画像の輝度
および2つの色差情報の基礎画素は、外部インターフェ
イス1101によりそれぞれ8ビットディジタル信号に
変換され、画像メモリ1102のそれぞれのページの偶
数アドレスにそれぞれ格納される。これと共に座標x、
yの初期設定が行われる(図15のステップ120
1)。次に、第1および第2の関数のテーブルがマイク
ロコンピュータ1103により作成される(ステップ1
202)。この関数の入出力特性は、前述した図5と同
一である。そして、画像のページが輝度情報のあるp=
0に設定され(ステップ1203)、画像メモリ110
2のページをそのときのPの値のページに切り替える
(ステップ1204)。
【0066】次に、第1の擬似画素b(x,y) が求められ
る(ステップ1205)。図16にステップ1205の
詳細なフローチャートを示す。4つの基礎画素a(x,y)
、a(x+1,y) 、a(x,y+1) 、a(x+1,y+1) の画像デー
タが画像メモリ1102から読み出される(図16のス
テップ1301)。そして、これらの情報が輝度情報か
色差情報か(P=0か否か)が判断され(ステップ13
02)、輝度情報の場合(P=0の場合)、これらの平
均値ave1、最大値max1、最小値min1が求められる(ステ
ップ1303)。この平均値、最大値、最小値から、第
1の関数テーブルのアドレスad1 が(数14)に示す式
より算出され、第1の関数テーブルを引くことで、テー
ブル値e1が得られる(ステップ1304)。テーブル値
e1は、(数15)に示す式より、実際の画素の輝度レベ
ルD1に変換される(ステップ1305)。この写像値
D1は、第1の擬似画素b(x,y) として画像メモリ11
02の所定の位置に書き込まれる(ステップ130
6)。
る(ステップ1205)。図16にステップ1205の
詳細なフローチャートを示す。4つの基礎画素a(x,y)
、a(x+1,y) 、a(x,y+1) 、a(x+1,y+1) の画像デー
タが画像メモリ1102から読み出される(図16のス
テップ1301)。そして、これらの情報が輝度情報か
色差情報か(P=0か否か)が判断され(ステップ13
02)、輝度情報の場合(P=0の場合)、これらの平
均値ave1、最大値max1、最小値min1が求められる(ステ
ップ1303)。この平均値、最大値、最小値から、第
1の関数テーブルのアドレスad1 が(数14)に示す式
より算出され、第1の関数テーブルを引くことで、テー
ブル値e1が得られる(ステップ1304)。テーブル値
e1は、(数15)に示す式より、実際の画素の輝度レベ
ルD1に変換される(ステップ1305)。この写像値
D1は、第1の擬似画素b(x,y) として画像メモリ11
02の所定の位置に書き込まれる(ステップ130
6)。
【0067】また、ステップ1302において画像デー
タが色差情報の場合(P=0でない場合)は、基礎画素
の色差情報の平均を求め(ステップ1307)、この平
均値は、第1の擬似画素b(x,y) として画像メモリ11
02の所定の位置に書き込まれる(ステップ130
6)。さらに、第2の擬似画素c1(x,y)が求められる
(図15のステップ1206)。図17にステップ12
06の詳細なフローチャートを示す。
タが色差情報の場合(P=0でない場合)は、基礎画素
の色差情報の平均を求め(ステップ1307)、この平
均値は、第1の擬似画素b(x,y) として画像メモリ11
02の所定の位置に書き込まれる(ステップ130
6)。さらに、第2の擬似画素c1(x,y)が求められる
(図15のステップ1206)。図17にステップ12
06の詳細なフローチャートを示す。
【0068】2つの基礎画素a(x,y) 、a(x+1,y) と2
つの第1の擬似画素b(x,y-1) 、b(x,y) の4画素の画
像データが、画像メモリ1102から読み出される(図
17のステップ1401)。これらの4画素の画像デー
タが輝度情報か色差情報か(P=0か否か)を判断し
(ステップ1402)、輝度情報の場合(P=0の場
合)、これらの平均値ave2、最大値max2、最小値min2が
求められ(ステップ1403)、平均値、最大値、最小
値から、第2の関数テーブルのアドレスad2 が(数1
6)に示す式より算出され、第2の関数テーブルを引く
ことで、テーブル値e2が得られる(ステップ140
4)。テーブル値e2は、(数17)に示す式より実際の
画素の輝度レベルD2へ変換される(ステップ140
5)。この写像値D2は、第2の擬似画素c1(x,y)とし
て画像メモリ1102の所定の位置に書き込まれる(ス
テップ1406)。
つの第1の擬似画素b(x,y-1) 、b(x,y) の4画素の画
像データが、画像メモリ1102から読み出される(図
17のステップ1401)。これらの4画素の画像デー
タが輝度情報か色差情報か(P=0か否か)を判断し
(ステップ1402)、輝度情報の場合(P=0の場
合)、これらの平均値ave2、最大値max2、最小値min2が
求められ(ステップ1403)、平均値、最大値、最小
値から、第2の関数テーブルのアドレスad2 が(数1
6)に示す式より算出され、第2の関数テーブルを引く
ことで、テーブル値e2が得られる(ステップ140
4)。テーブル値e2は、(数17)に示す式より実際の
画素の輝度レベルD2へ変換される(ステップ140
5)。この写像値D2は、第2の擬似画素c1(x,y)とし
て画像メモリ1102の所定の位置に書き込まれる(ス
テップ1406)。
【0069】また、ステップ1402において画像デー
タが色差情報の場合は、4画素の色差情報の平均を求め
られる(ステップ1407)。この平均値は、第2の擬
似画素c1(x,y)として画像メモリ1102の所定の位置
に書き込まれる(ステップ1406)。この後、第2の
擬似画素c2(x,y)が求められる(図15のステップ12
07)。図18にステップ1207の詳細なフローチャ
ートを示す。
タが色差情報の場合は、4画素の色差情報の平均を求め
られる(ステップ1407)。この平均値は、第2の擬
似画素c1(x,y)として画像メモリ1102の所定の位置
に書き込まれる(ステップ1406)。この後、第2の
擬似画素c2(x,y)が求められる(図15のステップ12
07)。図18にステップ1207の詳細なフローチャ
ートを示す。
【0070】上記した第2の擬似画素c1(x,y)を求めた
方法と同様に、輝度情報の場合は、写像値D3を算出
し、これを第2の擬似画素c2(x,y)として、色差情報の
場合は、平均を算出し、これを第2の擬似画素c2(x,y)
として、画像メモリ1102の所定の位置に書き込まれ
る(ステップ1501〜1506)。第2の擬似画素c
2(x,y)が求められると、上記の処理が3ページ目(P=
2)まで終了したか否か(P>1か否か)をチェックし
(ステップ1208)、終了していない場合(P=0、
1の場合)、次のページが設定され(ステップ120
9)、次のページについて上記と同じ処理を繰り返す。
方法と同様に、輝度情報の場合は、写像値D3を算出
し、これを第2の擬似画素c2(x,y)として、色差情報の
場合は、平均を算出し、これを第2の擬似画素c2(x,y)
として、画像メモリ1102の所定の位置に書き込まれ
る(ステップ1501〜1506)。第2の擬似画素c
2(x,y)が求められると、上記の処理が3ページ目(P=
2)まで終了したか否か(P>1か否か)をチェックし
(ステップ1208)、終了していない場合(P=0、
1の場合)、次のページが設定され(ステップ120
9)、次のページについて上記と同じ処理を繰り返す。
【0071】更に、ステップ1210、1211、12
12、1213に従って、x、yそれぞれの位置の画素
について順次補間が行われ、最終的に画像メモリ110
2内に第2画像の画像データが全て形成される。続い
て、本実施例における効果を説明する。本実施例では、
輝度情報については第1の実施例と同様の処理となって
おり、第1の実施例の効果に示したように、ノイズを増
大させず、なめらかな斜め線を再現し、解像度の劣化も
小さくするなどの効果がある。
12、1213に従って、x、yそれぞれの位置の画素
について順次補間が行われ、最終的に画像メモリ110
2内に第2画像の画像データが全て形成される。続い
て、本実施例における効果を説明する。本実施例では、
輝度情報については第1の実施例と同様の処理となって
おり、第1の実施例の効果に示したように、ノイズを増
大させず、なめらかな斜め線を再現し、解像度の劣化も
小さくするなどの効果がある。
【0072】2つの色差情報R−YとB−Yに対しては
線形方式と同じ処理を行っているため、色相および彩度
が元のそれと大きく違うことがなく、良好な色再現を実
現できる。ただし、色差情報に対して線形方式と同じ処
理を行っているため色信号に対する解像度に対しては輝
度のような効果はない。しかし、色の解像度に対する人
間の視覚特性は、輝度の解像度ほど良くないため、線形
方式による補間で十分である。また、色差情報について
は線形方式とする方が、計算速度も早いために、より高
速な補間処理ができる。
線形方式と同じ処理を行っているため、色相および彩度
が元のそれと大きく違うことがなく、良好な色再現を実
現できる。ただし、色差情報に対して線形方式と同じ処
理を行っているため色信号に対する解像度に対しては輝
度のような効果はない。しかし、色の解像度に対する人
間の視覚特性は、輝度の解像度ほど良くないため、線形
方式による補間で十分である。また、色差情報について
は線形方式とする方が、計算速度も早いために、より高
速な補間処理ができる。
【0073】画素数480×640のフルカラー画像に
対して、本補間方法を用いて画素数を増大したところ、
なめらからな斜め線を実現し、約4倍の画素数を有する
良好なフルカラー画像を作成できた。なお、画像の端の
画素(例えば(x,y)=(0,0) の時)の画像データから第2
の擬似画素(c1(0,0)、c2(0,0))の画像データを作成
するとき画像メモリ2中に存在しない第1の擬似画素
(b(0,-1)、b(-1,0))の画像データが必要となるた
め、この場合の第2の擬似画素は基礎画素の画像データ
の平均値(c1(0,0)に対してはa(0,0) とa(1,0) の平
均、c2(0,0)に対してはa(0,0) とa(0,1) の平均)を
用いている。
対して、本補間方法を用いて画素数を増大したところ、
なめらからな斜め線を実現し、約4倍の画素数を有する
良好なフルカラー画像を作成できた。なお、画像の端の
画素(例えば(x,y)=(0,0) の時)の画像データから第2
の擬似画素(c1(0,0)、c2(0,0))の画像データを作成
するとき画像メモリ2中に存在しない第1の擬似画素
(b(0,-1)、b(-1,0))の画像データが必要となるた
め、この場合の第2の擬似画素は基礎画素の画像データ
の平均値(c1(0,0)に対してはa(0,0) とa(1,0) の平
均、c2(0,0)に対してはa(0,0) とa(0,1) の平均)を
用いている。
【0074】第2の実施例で色差情報の平均を基礎画素
の情報で行なっているが、これを基礎画素と擬似画素の
情報を用いても良い。また、本実施例ではフルカラー画
像情報の入力を輝度情報Yと、R−Y、B−Yの2つの
色差情報としているが、RGB情報やCMY情報等の入
力の場合も解像度に対する効果は同じものとなる。しか
しながら、R−Y、B−Yに対して本発明の補間を行っ
た場合と同様に色相および彩度が若干変化してしまうと
いう欠点を有するので、RGB情報やCMY情報を、ま
ず輝度情報Yと、2つの色差情報R−Y、B−Yに変換
した後、本発明の第2の実施例で述べた補間処理を施
し、再度RGB情報またはCMY情報に変換することが
望ましい。
の情報で行なっているが、これを基礎画素と擬似画素の
情報を用いても良い。また、本実施例ではフルカラー画
像情報の入力を輝度情報Yと、R−Y、B−Yの2つの
色差情報としているが、RGB情報やCMY情報等の入
力の場合も解像度に対する効果は同じものとなる。しか
しながら、R−Y、B−Yに対して本発明の補間を行っ
た場合と同様に色相および彩度が若干変化してしまうと
いう欠点を有するので、RGB情報やCMY情報を、ま
ず輝度情報Yと、2つの色差情報R−Y、B−Yに変換
した後、本発明の第2の実施例で述べた補間処理を施
し、再度RGB情報またはCMY情報に変換することが
望ましい。
【0075】本実施例では第1の関数および/または第
2の関数を非線形関数としているが、これを非線形関数
および/または線形関数を組合せた関数を用いた場合、
例えば、図19に示すような関数でも、同様の効果を得
ることができる。ただし、関数の導関数が不連続になる
部分で擬似輪郭を生じ易いので、1次微分が連続な非線
形関数とすることが望ましい。
2の関数を非線形関数としているが、これを非線形関数
および/または線形関数を組合せた関数を用いた場合、
例えば、図19に示すような関数でも、同様の効果を得
ることができる。ただし、関数の導関数が不連続になる
部分で擬似輪郭を生じ易いので、1次微分が連続な非線
形関数とすることが望ましい。
【0076】本実施例では、第1の擬似画素および第2
の擬似画素を求めるために、各々1つの非線形関数を用
いたが、例えば入力の最小値と最大値の差に応じて複数
の非線形関数を使い分けて用いることもできる。本実施
例では第1の擬似画素を求め続いて第2の擬似画素を求
めているが、第1の擬似画素を全て求めた後に第2の擬
似画素を求めるようにすることももちろんできる。
の擬似画素を求めるために、各々1つの非線形関数を用
いたが、例えば入力の最小値と最大値の差に応じて複数
の非線形関数を使い分けて用いることもできる。本実施
例では第1の擬似画素を求め続いて第2の擬似画素を求
めているが、第1の擬似画素を全て求めた後に第2の擬
似画素を求めるようにすることももちろんできる。
【0077】また、本実施例では画素数を約4倍にする
補間についてのみ示しているが、第2画像に対して本補
間方法を繰り返し適用することで容易に、画素数を更に
拡大することができる。 (第3の実施例)以下本発明の第3の実施例について、
図面を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が
輝度情報を有する白黒画像の場合を取り上げる。
補間についてのみ示しているが、第2画像に対して本補
間方法を繰り返し適用することで容易に、画素数を更に
拡大することができる。 (第3の実施例)以下本発明の第3の実施例について、
図面を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が
輝度情報を有する白黒画像の場合を取り上げる。
【0078】本実施例における画像デ−タ補間方法を実
行する装置の構成は、図1に示す第1の実施例の構成と
ほぼ同一であるが、マイクロコンピュータ3に縮小手段
(ステップ)および縮小率指示手段(ステップ)の機能
が追加されている点が異なる。図20は、本実施例によ
りなされる処理を機能別に示した概略フロー図である。
同図は、図3に示した第1の実施例の概略フロー図と基
本的には同じであるが、縮小率指示ステップ2106、
縮小ステップ2107が追加されている点が異なる。以
下、異なる点のみ説明する。
行する装置の構成は、図1に示す第1の実施例の構成と
ほぼ同一であるが、マイクロコンピュータ3に縮小手段
(ステップ)および縮小率指示手段(ステップ)の機能
が追加されている点が異なる。図20は、本実施例によ
りなされる処理を機能別に示した概略フロー図である。
同図は、図3に示した第1の実施例の概略フロー図と基
本的には同じであるが、縮小率指示ステップ2106、
縮小ステップ2107が追加されている点が異なる。以
下、異なる点のみ説明する。
【0079】縮小率指示ステップ2106は、補間によ
り拡大された画像に対する縮小率kが設定され、その縮
小率を縮小手段に指示する。縮小率kは、1/2より大き
く1より小さい任意の値が設定される。縮小ステップ2
107は、補間により拡大された画像を縮小指示ステッ
プから指示された縮小率kで縮小する。
り拡大された画像に対する縮小率kが設定され、その縮
小率を縮小手段に指示する。縮小率kは、1/2より大き
く1より小さい任意の値が設定される。縮小ステップ2
107は、補間により拡大された画像を縮小指示ステッ
プから指示された縮小率kで縮小する。
【0080】以上のように構成された本実施例における
デ−タ補間方法および装置について、その動作を説明す
る。第1の実施例と全く同様にして補間により拡大され
た画像デ−タが、縮小前の元の画像データとして画像メ
モリ2に格納されているものとする。元の画像データ
と、縮小率k=3/4の場合の縮小後の画像データの簡単
な例を図21(a)、(b)に示す。同図において、m,
nは横方向、縦方向のアドレスである。縮小ステップ2
107は、図21(a)に示すような元の画像に対し
て、m方向の画素の縮小処理、n方向の画素の縮小処理を
行う。この縮小処理の詳細な動作フローを図22に示
す。
デ−タ補間方法および装置について、その動作を説明す
る。第1の実施例と全く同様にして補間により拡大され
た画像デ−タが、縮小前の元の画像データとして画像メ
モリ2に格納されているものとする。元の画像データ
と、縮小率k=3/4の場合の縮小後の画像データの簡単
な例を図21(a)、(b)に示す。同図において、m,
nは横方向、縦方向のアドレスである。縮小ステップ2
107は、図21(a)に示すような元の画像に対し
て、m方向の画素の縮小処理、n方向の画素の縮小処理を
行う。この縮小処理の詳細な動作フローを図22に示
す。
【0081】まず、縮小率kとして任意の値があらかじ
め設定され(ステップ2201)、画像のアドレスのm
方向に縮小処理をしていくに先立って、元の画像で縮小
を開始するアドレス(m,n)の初期値としてn=0,m=0が設定
される(ステップ2202)。元の画像において現在設
定されたアドレス(m,n)の画素について、その画素が縮
小後の画像においてm方向のアドレス上のどこの位置に
相当するかを次式によりその位置を計算する(ステップ
2203)。 Pm=(1/k)m 元の画像の画素数が4x4で、縮小率k=3/4の場合の元の画
像に対するm方向における縮小後の画素の相当する位置P
mを図23(a)に示す。同図において、○は画素を示
し、Pmは求めるべき画素の元の画像におけるm方向の位
置を示す。このPmの値は実在するアドレスに一致すると
は限らない(必ずしも整数とはならない)ので、その位
置の前後に実在する画素のm方向のアドレスm0,m1を次式
により求める(ステップ2004)。 m0=int(Pm) ただし、intは小数点以下nを切り捨
てる。 m1=m0+1 さらに、求めるべき画素の位置Pmと、前後の実在する2
画素(m0,n)、(m1,n)とのそれぞれの距離の比は、Pm-m0
: 1-(Pm-m0) である。このことから、求めるべき画素
データD(m',n)は、前後2画素の画素レベルを距離の逆
比 1-(Pm-m0): Pm-m0 で内分する次式によって求めら
れ、その値が画像メモリ2のアドレス(m',n)に格納され
る(ステップ2005)。 D(m',n) = {1-(Pm-m0)}D(m0,n) + (Pm-mo)D(m1,n) = {D(m1,n)-D(m0,n)}(Pm-m0) + D(m0,n) 続いて、m方向の次の画素が設定され(ステップ200
6、2007)、上記のステップ2003〜2005に
よってm方向の一行分の縮小が行われる。m方向の一行
分の縮小が終わるとnに1を加えて(ステップ200
8、2009)、次のm方向の1行について、上記ステ
ップ2002〜2007により一行分の縮小を行い、n
個のすべての行についてm方向の縮小を行う。図23
(b)にm方向に縮小された画像の例を示す。同図にお
いて、▽が縮小後の画素であり、○が元の画像に相当す
る画素である。
め設定され(ステップ2201)、画像のアドレスのm
方向に縮小処理をしていくに先立って、元の画像で縮小
を開始するアドレス(m,n)の初期値としてn=0,m=0が設定
される(ステップ2202)。元の画像において現在設
定されたアドレス(m,n)の画素について、その画素が縮
小後の画像においてm方向のアドレス上のどこの位置に
相当するかを次式によりその位置を計算する(ステップ
2203)。 Pm=(1/k)m 元の画像の画素数が4x4で、縮小率k=3/4の場合の元の画
像に対するm方向における縮小後の画素の相当する位置P
mを図23(a)に示す。同図において、○は画素を示
し、Pmは求めるべき画素の元の画像におけるm方向の位
置を示す。このPmの値は実在するアドレスに一致すると
は限らない(必ずしも整数とはならない)ので、その位
置の前後に実在する画素のm方向のアドレスm0,m1を次式
により求める(ステップ2004)。 m0=int(Pm) ただし、intは小数点以下nを切り捨
てる。 m1=m0+1 さらに、求めるべき画素の位置Pmと、前後の実在する2
画素(m0,n)、(m1,n)とのそれぞれの距離の比は、Pm-m0
: 1-(Pm-m0) である。このことから、求めるべき画素
データD(m',n)は、前後2画素の画素レベルを距離の逆
比 1-(Pm-m0): Pm-m0 で内分する次式によって求めら
れ、その値が画像メモリ2のアドレス(m',n)に格納され
る(ステップ2005)。 D(m',n) = {1-(Pm-m0)}D(m0,n) + (Pm-mo)D(m1,n) = {D(m1,n)-D(m0,n)}(Pm-m0) + D(m0,n) 続いて、m方向の次の画素が設定され(ステップ200
6、2007)、上記のステップ2003〜2005に
よってm方向の一行分の縮小が行われる。m方向の一行
分の縮小が終わるとnに1を加えて(ステップ200
8、2009)、次のm方向の1行について、上記ステ
ップ2002〜2007により一行分の縮小を行い、n
個のすべての行についてm方向の縮小を行う。図23
(b)にm方向に縮小された画像の例を示す。同図にお
いて、▽が縮小後の画素であり、○が元の画像に相当す
る画素である。
【0082】m方向の縮小が終わると、n方向について
も上記と同様に縮小していく(ステップ2010〜20
16)。図24(a)にn方向に縮小する前の画像デー
タ、図24(b)にn方向に縮小した後の画像データの
例を示す。▽は縮小前の画素を、□はn方向に縮小後の
画素を示す。こうして図22(b)に示した縮小率3/4
で縮小された画像データが得られる。
も上記と同様に縮小していく(ステップ2010〜20
16)。図24(a)にn方向に縮小する前の画像デー
タ、図24(b)にn方向に縮小した後の画像データの
例を示す。▽は縮小前の画素を、□はn方向に縮小後の
画素を示す。こうして図22(b)に示した縮小率3/4
で縮小された画像データが得られる。
【0083】縮小された画像P3と、縮小される前の画
像データ(補間により拡大された画像データ)P2と、
補間される前の画像データP1との関係を説明すると、
P1からP2への拡大率を2倍、P2からP3への縮小
率を3/4倍とすると、p1からP3へは2×3/4=2/3倍と
なる。なお、縮小率kを1/2より大きく、1より小さ
い値としているのは、倍率が1以上の場合、第1の実施
例で述べた方法によりもう一度拡大し、その画像を縮小
したほうが解像度の点で、有利であるという理由と、倍
率が1/2より小さい場合は、元の画像を拡大する前に
縮小したほうが解像度、処理時間の点で有利であるとい
う2つの理由からである。
像データ(補間により拡大された画像データ)P2と、
補間される前の画像データP1との関係を説明すると、
P1からP2への拡大率を2倍、P2からP3への縮小
率を3/4倍とすると、p1からP3へは2×3/4=2/3倍と
なる。なお、縮小率kを1/2より大きく、1より小さ
い値としているのは、倍率が1以上の場合、第1の実施
例で述べた方法によりもう一度拡大し、その画像を縮小
したほうが解像度の点で、有利であるという理由と、倍
率が1/2より小さい場合は、元の画像を拡大する前に
縮小したほうが解像度、処理時間の点で有利であるとい
う2つの理由からである。
【0084】続いて、本実施例における具体的な効果に
ついて説明する。第1の実施例では縦横それぞれ2のべ
き乗倍の拡大しかできないという欠点があったが、本実
施例はこれを解決するものであり、元の画像を任意の倍
率で拡大することが可能となる。つまり、P1からP2
への拡大率と、P2からP3への縮小率との組み合わせ
を、適切に選ぶことことにより任意の拡大率を設定する
ことができる。
ついて説明する。第1の実施例では縦横それぞれ2のべ
き乗倍の拡大しかできないという欠点があったが、本実
施例はこれを解決するものであり、元の画像を任意の倍
率で拡大することが可能となる。つまり、P1からP2
への拡大率と、P2からP3への縮小率との組み合わせ
を、適切に選ぶことことにより任意の拡大率を設定する
ことができる。
【0085】なお、本実施例では白黒の画像についての
み述べたが、フルカラー画像についても同様の処理で簡
単に任意倍率の拡大を行うことができる。 (第4実施例)以下本発明の第4の実施例について、図
面を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が輝
度情報からなる白黒画像の場合について取り上げる。本
実施例における画像データ補間方法を実行する装置の構
成は、図1に示した第1の実施例の構成とほぼ同一であ
る。
み述べたが、フルカラー画像についても同様の処理で簡
単に任意倍率の拡大を行うことができる。 (第4実施例)以下本発明の第4の実施例について、図
面を参照しながら説明する。本実施例では入力画像が輝
度情報からなる白黒画像の場合について取り上げる。本
実施例における画像データ補間方法を実行する装置の構
成は、図1に示した第1の実施例の構成とほぼ同一であ
る。
【0086】図25は、本実施例によりなされる処理を
機能別に示したフロー図である。図3に示す第1の実施
例と基本的には同じであるが、相関決定手段(ステッ
プ)3106、擬似画素選択手段(ステップ)3107
が追加されている点が異なっており、異なる点のみ説明
する。相関検出ステップ3106は、最大値と最小値の
差が所定の値より小さければ相関性があると判断する。
機能別に示したフロー図である。図3に示す第1の実施
例と基本的には同じであるが、相関決定手段(ステッ
プ)3106、擬似画素選択手段(ステップ)3107
が追加されている点が異なっており、異なる点のみ説明
する。相関検出ステップ3106は、最大値と最小値の
差が所定の値より小さければ相関性があると判断する。
【0087】擬似画素選択ステップ3107は、相関性
があると判断された場合は平均値を、相関性がないと判
断された場合は写像値を擬似画素として出力する。以上
のように構成された本実施例におけるデ−タ補間方法お
よび装置について、その動作を説明する。図26に第1
の擬似画素b(x,y)を求める場合の処理フローを示
す。なお、他の擬似画素を求める場合も同様である。
があると判断された場合は平均値を、相関性がないと判
断された場合は写像値を擬似画素として出力する。以上
のように構成された本実施例におけるデ−タ補間方法お
よび装置について、その動作を説明する。図26に第1
の擬似画素b(x,y)を求める場合の処理フローを示
す。なお、他の擬似画素を求める場合も同様である。
【0088】4つの基礎画素について、その平均値、最
大値、最小値が計算され(ステップ3201、320
2)、さらに最大値と最小値との差が求められる(ステ
ップ3203)。この差に基づいて、補間すべき画素と
元の画素との間に相関性があるか否かが判断される。つ
まり、この差が所定の値より小さい場合は相関性があ
り、大きい場合は相関性がないと判断される(ステップ
3204)。
大値、最小値が計算され(ステップ3201、320
2)、さらに最大値と最小値との差が求められる(ステ
ップ3203)。この差に基づいて、補間すべき画素と
元の画素との間に相関性があるか否かが判断される。つ
まり、この差が所定の値より小さい場合は相関性があ
り、大きい場合は相関性がないと判断される(ステップ
3204)。
【0089】相関性があると判断された場合、ステップ
3202において求められた平均値が補間すべき画素の
レベルとして画像メモリ2に書き込まれる(ステップ3
207)。また、相関性が無いと判断された場合、平均
値を基に第1の関数テーブルを参照して(ステップ32
05)、画素レベルが計算され(ステップ3206)、
画像メモリ2に書き込まれる(ステップ3207)。
3202において求められた平均値が補間すべき画素の
レベルとして画像メモリ2に書き込まれる(ステップ3
207)。また、相関性が無いと判断された場合、平均
値を基に第1の関数テーブルを参照して(ステップ32
05)、画素レベルが計算され(ステップ3206)、
画像メモリ2に書き込まれる(ステップ3207)。
【0090】続いて、本実施例における具体的な効果に
ついて説明する。本実施例では、画像において画素のレ
ベル差がほとんどない部分では、平均値をそのまま擬似
画素とすることから、写像値を用いた場合に比べかなり
処理時間を短縮することができる。また、レベル差がほ
とんどない部分の解像度劣化は、人間の目には認識でき
ないため、本実施例によっても画質劣化がない補間を高
速に処理することができる。
ついて説明する。本実施例では、画像において画素のレ
ベル差がほとんどない部分では、平均値をそのまま擬似
画素とすることから、写像値を用いた場合に比べかなり
処理時間を短縮することができる。また、レベル差がほ
とんどない部分の解像度劣化は、人間の目には認識でき
ないため、本実施例によっても画質劣化がない補間を高
速に処理することができる。
【0091】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
線形関数を用いて第1の擬似画素の画像データを求める
ことにより、斜線がギザギザに見えないようエッジ部を
滑らかに保ち、かつ拡大による解像度の劣化を抑え、ノ
イズの拡大を抑える補間を行うことができるという効果
がある。このとき、第2の擬似画素の算出に関しては、
隣接する画素の線形平均、または第1の擬似画素を算出
したときと同一または異なる非線形関数を使用して第1
の擬似画素と同様の手順で行うことができる。
線形関数を用いて第1の擬似画素の画像データを求める
ことにより、斜線がギザギザに見えないようエッジ部を
滑らかに保ち、かつ拡大による解像度の劣化を抑え、ノ
イズの拡大を抑える補間を行うことができるという効果
がある。このとき、第2の擬似画素の算出に関しては、
隣接する画素の線形平均、または第1の擬似画素を算出
したときと同一または異なる非線形関数を使用して第1
の擬似画素と同様の手順で行うことができる。
【0092】特に、カラー画像について、擬似画素の輝
度情報に関しては非線形関数を用いた補間を行い、更に
擬似画素の色差情報に関しては隣接する各画素の色差情
報の平均値を用いることにより、色相および彩度の変化
のない良好なカラー画像を作成できるという効果があ
る。また、一度拡大した画像に対して、さらに縮小を行
うことによって、解像度劣化の少ない任意の大きさの画
像に拡大することができる。
度情報に関しては非線形関数を用いた補間を行い、更に
擬似画素の色差情報に関しては隣接する各画素の色差情
報の平均値を用いることにより、色相および彩度の変化
のない良好なカラー画像を作成できるという効果があ
る。また、一度拡大した画像に対して、さらに縮小を行
うことによって、解像度劣化の少ない任意の大きさの画
像に拡大することができる。
【0093】また、画素の相関性に応じて非線形関数に
よる補間と平均値による補間を切り替えて擬似画素を求
めることによって、解像度劣化なくかつ高速処理を行う
ことができる。
よる補間と平均値による補間を切り替えて擬似画素を求
めることによって、解像度劣化なくかつ高速処理を行う
ことができる。
【図1】本発明の第1の実施例における画像データ補間
装置の構成図。
装置の構成図。
【図2】基礎画素aと第1の擬似画素b、第2の擬似画
素c1、c2の位置関係を示す図。
素c1、c2の位置関係を示す図。
【図3】本発明の第1の実施例における補間処理の手順
を示す流れ図。
を示す流れ図。
【図4】同実施例における画像データ補間方法のメイン
のフローチャート。
のフローチャート。
【図5】第1および第2の実施例における第1および第
2の関数の入出力特性の図。
2の関数の入出力特性の図。
【図6】第1の実施例における第1の擬似画素bを求め
るフローチャート。
るフローチャート。
【図7】(a) 同実施例における第2の擬似画素c1
を求めるフローチャート。 (b) 同実施例における第2の擬似画素c2 を求める
フローチャート。
を求めるフローチャート。 (b) 同実施例における第2の擬似画素c2 を求める
フローチャート。
【図8】同実施例における補間特性を求めるための基礎
画素の一例の図。
画素の一例の図。
【図9】(a) 線形方式による図6の例に対する補間
結果の図。 (b) 同実施例による図6の例に対する補間結果の
図。
結果の図。 (b) 同実施例による図6の例に対する補間結果の
図。
【図10】同実施例と線形補間方式における境界部の特
性図。
性図。
【図11】(a) 線形方式による斜めの境界の視覚的
な見え方の図。 (b) 同実施例による斜めの境界の視覚的な見え方の
図。
な見え方の図。 (b) 同実施例による斜めの境界の視覚的な見え方の
図。
【図12】(a) 同実施例において、第1の関数を非
線形、第2の関数を線形(4点平均)とした場合の図6
の例に対する補間結果の図。 (b) 同実施例において、第1の関数を線形(4点平
均)、第2の関数を非線形とした場合の図6の例に対す
る補間結果の図。
線形、第2の関数を線形(4点平均)とした場合の図6
の例に対する補間結果の図。 (b) 同実施例において、第1の関数を線形(4点平
均)、第2の関数を非線形とした場合の図6の例に対す
る補間結果の図。
【図13】同実施例において、4画素のうち最大値およ
び最小値を除く他の2画素の平均で写像値を求めた場合
の図6の例に対する補間結果の図。
び最小値を除く他の2画素の平均で写像値を求めた場合
の図6の例に対する補間結果の図。
【図14】本発明の第2の実施例における補間記録装置
の構成図。
の構成図。
【図15】同実施例における画像データ補間方法のメイ
ンのフローチャート。
ンのフローチャート。
【図16】同実施例における第1の擬似画素bを求める
フローチャート。
フローチャート。
【図17】同実施例における第2の擬似画素c1 を求め
るフローチャート。
るフローチャート。
【図18】同実施例における第2の擬似画素c2 を求め
るフローチャート。
るフローチャート。
【図19】非線形関数と線形関数を組み合わせた関数の
図。
図。
【図20】本発明の第3の実施例における画像データ補
間方法のメインのフローチャート。
間方法のメインのフローチャート。
【図21】同実施例における元の画像データと、縮小率
k=3/4の場合の縮小後の画像データの簡単な例を示す
図。
k=3/4の場合の縮小後の画像データの簡単な例を示す
図。
【図22】同実施例における画像の縮小を行うフローチ
ャート。
ャート。
【図23】同実施例における、元の画像の画素数が4x4
でかつ縮小率k=3/4の場合の元の画像に対するm方向にお
ける縮小後の画素の相当する位置Pmを示す図。
でかつ縮小率k=3/4の場合の元の画像に対するm方向にお
ける縮小後の画素の相当する位置Pmを示す図。
【図24】同実施例における、元の画像の画素数が4x4
でかつ縮小率k=3/4の場合の元の画像に対するn方向にお
ける縮小後の画素の相当する位置Pnを示す図。
でかつ縮小率k=3/4の場合の元の画像に対するn方向にお
ける縮小後の画素の相当する位置Pnを示す図。
【図25】本発明の第4の実施例における画像データ補
間方法のメインのフローチャート。
間方法のメインのフローチャート。
【図26】同実施例における相関検出、選択を行い擬似
画素を求めるフローチャート。
画素を求めるフローチャート。
【図27】従来例の線形補間方式の原理図。
【図28】(a) 基礎画像における斜めの境界の視覚
的な見え方の図。 (b) (a)についての従来技術による補間結果およ
びその斜めの境界の視覚的な見え方の図。
的な見え方の図。 (b) (a)についての従来技術による補間結果およ
びその斜めの境界の視覚的な見え方の図。
1 外部インターフェイス 2 画像メモリ 3 マイクロコンピュータ 4 第1の関数テーブルメモリ 5 第2の関数テーブルメモリ 1101 外部インターフェイス 1102 画像メモリ 1103 マイクロコンピュータ 1104 第1の関数テーブルメモリ 1105 第2の関数テーブルメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G09G 5/36 9177−5G
Claims (29)
- 【請求項1】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間方法であって、 単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素の画素
レベルを求める第1の手順と、 単調増加な非線形関数に基づいて第2の擬似画素の画素
レベルを求める第2の手順とからなることを特徴とする
画像データ補間方法。 - 【請求項2】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間方法であって、 単調増加な非線形関数に基づいて第1の擬似画素の画素
レベルを求める第1の手順と、 線形関数に基づいて第2の擬似画素の画素レベルを求め
る第2の手順とからなることを特徴とする画像データ補
間方法。 - 【請求項3】前記非線形関数は、入力値の定義域と写像
値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とその
写像値とが一致し、一次導関数が上に凸であることを特
徴とする請求項1又は2記載の画像データ補間方法。 - 【請求項4】前記非線形関数は、入力値が定義域の中心
値であるとき、写像値が値域の中心近傍値になることを
特徴とする請求項3記載の画像データ補間方法。 - 【請求項5】前記第1の手順は、 前記第1の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画
素の画素レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.
1のステップと、 前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、または前記4
つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1と前記最
小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか
一方を平均値ave1として算出する第1.2のステップと、 最大値max1と最小値min1に対応する写像値が各々max1と
min1であると共に区間[min1,max1 ]で単調増加な非線
形関数を用いて、平均値ave1に対する前記非線形関数の
写像値D1を求める第1.3のステップと、 写像値D1を、前記第1の擬似画素の画素データとして
画像メモリに格納する第1.4のステップとからなり、 前記第2の手順は、 前記第2の擬似画素と隣接する、2つの基礎画素と2つ
の第1の擬似画素との4つの画素の画素レベルの最大値
max2と最小値min2を求める第2.1のステップと、 前記4つの画素の画素レベルの平均、または前記4つの
画素の画素レベルから前記最大値max2と前記最小値min2
を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平
均値ave2として算出する第2.2のステップと、 最大値max2と最小値min2に対応する写像値が各々max2と
min2であると共に区間[min2,max2 ]で単調増加な非線
形関数を用いて、平均値ave2に対する前記非線形関数の
写像値D2を求める第2.3のステップと、 写像値D2を、前記第2の擬似画素の画像データとして
画像メモリに格納するする第2.4のステップとからなる
ことを特徴とする請求項4記載の画像データ補間方法。 - 【請求項6】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間方法であって、 第1の擬似画素の画素レベルを求める第1の手順と、 第2の擬似画素の画素レベルを求める第2の手順とから
なり、 前記第1の手順は、 前記第1の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画
素の画素レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.
1のステップと、 前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、または前記4
つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1と前記最
小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか
一方を平均値ave1として算出する第1.2のステップと、 最大値max1と最小値min1に対応する写像値が各々max1と
min1であると共に区間[min1,max1 ]で単調増加な非線
形関数を用いて、平均値ave1に対する前記非線形関数の
写像値D1を求める第1.3のステップと、 写像値D1を、前記第1の擬似画素の画素データとして
画像メモリに格納する第1.4のステップとからなり、 前記第2の手順は、 前記第2の擬似画素と隣接する、2つの基礎画素と2つ
の第1の擬似画素との4つの画素の画素レベルの最大値
max2と最小値min2を求める第2.1のステップと、 前記4つの画素の画素レベルの平均、または前記4つの
画素の画素レベルから前記最大値max2と前記最小値min2
を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平
均値ave2として算出する第2.2のステップと、 最大値max2と最小値min2に対応する写像値が各々max2と
min2であると共に区間[min2,max2 ]で単調増加な非線
形関数を用いて、平均値ave2に対する前記非線形関数の
写像値D2を求める第2.3のステップと、 写像値D2を、前記第2の擬似画素の画像データとして
画像メモリに格納するする第2.4のステップとからなる
ことを特徴とする画像データ補間方法。 - 【請求項7】複数の基礎画素から構成される元の画像を
第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間方法であって、 第1の擬似画素の画素レベルを求める第1の手順と、 第2の擬似画素の画素レベルを求める第2の手順とから
なり、 前記第1の手順は、 前記第1の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画
素の画素レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.
1のステップと、 前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、または前記4
つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1と前記最
小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか
一方を平均値ave1として算出する第1.2のステップと、 最大値max1と最小値min1に対応する写像値が各々max1と
min1であると共に区間[min1,max1 ]で単調増加な非線
形関数を用いて、平均値ave1に対する前記非線形関数の
写像値D1を求める第1.3のステップと、 写像値D1を、前記第1の擬似画素の画素データとして
画像メモリに格納する第1.4のステップとからなり、 第2の手順は隣接する2つの基礎画素の平均、または隣
接する、前記2つの基礎画素と2つの第1の擬似画素と
の4つの画素の平均のどちらかを算出する第2.1のステ
ップと、 その平均を、第2の擬似画素の画像データとして画像メ
モリに格納する第2.2のステップとからなることを特徴
とする画像データ補間方法。 - 【請求項8】前記第1.3のステップは、 定義域と値域の最小値と最大値が共にMin1とMax1である
と共に区間[Min1,Max1 ]で単調増加な非線形関数であ
る第1の関数F1を用いた次式により、平均値ave1を入
力値として算出される値D1を写像値とし、 【数1】 前記第2.3のステップは、 定義域と値域の最小値と最大値が共にMin2とMax2である
と共に区間[Min2,Max2 ]で単調増加な非線形関数であ
る第2の関数F2を用いた次式により、平均値ave2を入
力値として算出される値D2を写像値とする 【数2】 ことを特徴とする請求項6又は7記載の画像データ補間
方法。 - 【請求項9】前記第1の関数F1及び/又は第2の関数
F2は、次式のF(x)から選択されることを特徴とす
る請求項8記載の画像データ補間方法。 【数3】 【数4】 【数5】 - 【請求項10】複数の基礎画素から構成される元の画像
を第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間方法であって、 第1の擬似画素の画素レベルの決定は、 前記第1の擬似画素と斜めに隣接する4つの前記基礎画
素の画素レベルの最大値max1と最小値min1を求める第1.
1のステップと、 前記4つの基礎画素の画素レベルの平均、または前記4
つの基礎画素の画素レベルから前記最大値max1と前記最
小値min1を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか
一方を平均値ave1として算出する第1.2のステップと、 前記最大値max1と前記最小値min1との差を算出し、その
差が所定の値より小さいとき相関性があると判定する第
1.3のステップと、 相関性がない場合、平均値ave1を第1の擬似画素の画素
レベルとし、 相関性がある場合、非線形関数に基づいて第1の擬似画
素の画素レベルを求める第1.4のステップとからなるこ
とを特徴とするデータ補間方法。 - 【請求項11】前記第2の擬似画素の画素レベルの決定
は、 前記第2の擬似画素と隣接する、2つの基礎画素と2つ
の第1の擬似画素との4つの画素の画素レベルの最大値
max2と最小値min2を求める第2.1のステップと、 前記4つの画素の画素レベルの平均、または前記4つの
画素の画素レベルから前記最大値max2と前記最小値min2
を除いた2画素の画素レベルの平均のどちらか一方を平
均値ave2として算出する第2.2のステップと、 前記最大値max2と前記最小値min2との差を算出し、その
差が所定の値より小さいとき相関性があると判定する第
2.3のステップと、 相関性がない場合、平均値ave2を第2の擬似画素の画素
レベルとし、 相関性がある場合、非線形関数に基づいて第2の擬似画
素の画素レベルを求める第2.4のステップとからなるこ
とを特徴とする請求項10記載のデータ補間方法。 - 【請求項12】前記非線形関数は、入力値の定義域と写
像値の値域とが一致し、その範囲内の1点で入力値とそ
の写像値とが一致し、一次導関数が上に凸である。こと
を特徴とする請求項10又は11記載の画像データ補間
方法。 - 【請求項13】前記非線形関数は、入力値が定義域の中
心値であるとき、写像値が値域の中心近傍値になること
を特徴とする請求項12記載の画像データ補間方法。 - 【請求項14】前記第1の画像は、2つの色差情報とと
もにカラー画像を構成する輝度情報であり、色差情報が
隣接する複数の画素の平均値で補間されることを特徴と
する請求項5又は9又は13記載の画像データ補間方
法。 - 【請求項15】請求項5又は9又は13記載の画像デー
タ補間方法において、更に、補間により拡大された画像
を縮小する第3の手順を有し、 第3の手順は、 第1の方向の各画素列の長さを縮小する第3.1のステッ
プと、 第1の方向と直交する第2の方向の各画素列の長さを縮
小する第3.2のステップとからなることを特徴とする画
像データ補間方法。 - 【請求項16】前記第3の手順において、 補間により拡大された画像の第1の方向の画素アドレス
をm、第2の方向の画素アドレスをn、縮小率をk(1/2<k<
1)とすると、 第3.1のステップは、縮小後画像における第1の方向の
求めるべき各画素について、 縮小前の画像において、縮小後の画像の対応する画素の
輝度レベルを示す位置Pmを次式により求めるサブステッ
プと、 Pm=(1/k)m 位置Pmの第1の方向の両隣に実在する画素のアドレスm
0、m1を次式により求めるサブステップと、 m0=int(Pm) ただし、intは整数化を示す。 m1=m0+1 アドレスm0、m1にある画素の画素レベルD0,D1に基づい
て、次式による内分値を求めるべき画素レベルDとする
サブステップと D = (D1-D0)(Pm-m0) + D0 からなり、 第3.2のステップは、縮小後画像における第2の方向の
求めるべき各画素について、 縮小前の画像において、縮小後の画素の輝度レベルを示
す位置Pnを次式により求めるサブステップと、 Pn=(1/k)n 位置Pnの第2の方向の両隣に実在する画素のアドレスn
0、n1を次式により求めるサブステップと、 n0=int(Pn) ただし、intは整数化を示す。 n1=n0+1 アドレスn0、n1にある画素の画素レベルE0,E1に基づい
て、次式による内分値を擬似画素の画素レベルEとする
サブステップと E = (E1-E0)(Pn-n0) + E0 からなることを特徴とする請求項15記載の画像データ
補間方法。 - 【請求項17】複数の基礎画素から構成される元の画像
を第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データ補間装置であって、 第1画像および第2画像を記憶する画像メモリと、 前記第1の擬似画素に隣接する4つの前記基礎画素の画
素レベルの最大値max1と最小値min1、更に前記4つの基
礎画素の平均、または最大値max1と最小値min1を除いた
2画素の平均のどちらかを算出し平均値ave1を求める第
1の平均・最大・最小決定手段と、 前記平均値ave1について、定義域と値域の最小値と最大
値が共にMin1とMax1である単調増加な非線形関数である
第1の関数F1を用いた次式により算出される写像値D
1を前記第1の擬似画素の画像データとして前記画像メ
モリに格納する第1の関数写像手段と、 【数6】 第2の擬似画素に隣接する2つの基礎画素と2つの第1
の擬似画素の4つの画素の画素レベルの最大値max2と最
小値min2、更に前記4つの画素の平均、または最大値ma
x2と最小値min2を除いた2画素の平均である平均値ave2
を求める第2の平均・最大・最小決定手段と、 前記平均値ave2について、定義域と値域の最小値と最大
値が共にMin2とMax2である単調増加な非線形関数である
第2の関数F2を用いた次式により算出される写像値D
2を前記第2の擬似画素の画像データとして画像メモリ
に格納する第2の関数写像手段と 【数7】 を備えたことを特徴とする画像データ補間装置。 - 【請求項18】複数の基礎画素から構成される元の画像
を第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データの補間装置であって、 第1画像および第2画像を記憶する画像メモリと、 前記第1の擬似画素に隣接する4つの前記基礎画素の画
素レベルの最大値max1と最小値min1、更に前記4つの基
礎画素の平均、または最大値max1と最小値min1を除いた
2画素の平均のどちらかを算出し平均値ave1を求める第
1の平均・最大・最小決定手段と、 前記平均値ave1について、定義域と値域の最小値と最大
値が共にMin1とMax1である単調増加な非線形関数である
第1の関数F1を用いた次式により算出される写像値D
1を前記第1の擬似画素の画像データとして前記画像メ
モリに格納する第1の関数写像手段と、 【数8】 第2の擬似画素に 隣接する2つの基礎画素の平均、ま
たは隣接する、前記2つの基礎画素と2つの第1の擬似
画素との4つの画素の平均のどちらかを平均値として算
出し、その平均値を、第2の擬似画素の画像データとし
て画像メモリに格納する平均決定手段とを備えたことを
画像データ補間装置。 - 【請求項19】前記第1の関数F1及び第2の関数F2
は、 入力値の定義域と写像値の値域とが一致し、その範囲内
の1点で入力値とその写像値とが一致し、一次導関数が
上に凸であることを特徴とする請求項17又は18記載
の画像データ補間装置。 - 【請求項20】前記第1の関数F1及び第2の関数F2
は、 入力値が定義域の中心値であるとき、写像値が値域の中
心近傍値になることを特徴とする請求項19記載の画像
データ補間装置。 - 【請求項21】前記第1の関数写像手段は、 読み出しアドレスを第1の関数の入力値に対応させ、そ
の入力に対応する写像値を記憶する第1の関数テーブル
と、 最大値max1、最小値min1及び平均値ave1に基づいて、第
1の関数テーブルを参照して写像値を求める第1の画素
レベル決定部とからなることを特徴とする請求項20記
載の画像データ補間装置。 - 【請求項22】前記第2の関数写像手段は、 読み出しアドレスを第2の関数の入力値に対応させ、そ
の入力に対応する写像値を記憶する第2の関数テーブル
と、 最大値max2、最小値min2及び平均値ave2に基づいて、第
2の関数テーブルを参照して写像値を求める第2の画素
レベル決定部とからなることを特徴とする請求項21記
載の画像データ補間装置。 - 【請求項23】複数の基礎画素から構成される元の画像
を第1の画像とし、 斜めに隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
1の擬似画素、 縦横に隣接する前記基礎画素の間に補間すべき画素を第
2の擬似画素とし前記第1の画像に、第1の擬似画素お
よび第2の擬似画素を配置して第2の画像を形成する画
像データの補間装置であって、 第1画像および第2画像を記憶する画像メモリと、 前記第1の擬似画素に隣接する4つの前記基礎画素の画
素レベルの最大値max1と最小値min1、更に前記4つの基
礎画素の平均、または最大値max1と最小値min1を除いた
2画素の平均のどちらかを算出し平均値ave1を求める第
1の平均・最大・最小決定手段と、 前記最大値max1と前記最小値min1との差を算出し、その
差が所定の値より小さいとき相関性があると判定する第
1の相関性判定手段と、 相関性がない場合、平均値ave1を第1の擬似画素の画素
レベルとし、 相関性がある場合、単調増加な非線形関数に基づいて第
1の擬似画素の画素レベルを求める第1の画素レベル決
定手段とを備えたことを特徴とする画像データ補間装
置。 - 【請求項24】前記画像データ補間装置は、更に、 第2の擬似画素に隣接する2つの基礎画素と2つの第1
の擬似画素の4つの画素の画素レベルの最大値max2と最
小値min2、更に前記4つの画素の平均、または最大値ma
x2と最小値min2を除いた2画素の平均である平均値ave2
を求める第2の平均・最大・最小決定手段と、 前記最大値max2と前記最小値min2との差を算出し、その
差が所定の値より小さいとき相関性があると判定する第
2の相関性判定手段と、 相関性がない場合、平均値ave2を第2の擬似画素の画素
レベルとし、 相関性がある場合、単調増加な非線形関数に基づいて第
2の擬似画素の画素レベルを求める第2の画素レベル決
定手段とを備えたことを特徴とする請求項23記載の画
像データ補間装置。 - 【請求項25】前記第1の関数F1及び第2の関数F2
は、 入力値の定義域と写像値の値域とが一致し、その範囲内
の1点で入力値とその写像値とが一致し、一次導関数が
上に凸であることを特徴とする請求項23又は24記載
の画像データ補間装置。 - 【請求項26】前記第1の関数F1及び第2の関数F2
は、 入力値が定義域の中心値であるとき、写像値が値域の中
心近傍値になることを特徴とする請求項25記載の画像
データ補間装置。 - 【請求項27】前記第1の画像は、2つの色差情報とと
もにカラー画像を構成する輝度情報であり、 色差情報が隣接する複数の画素の平均値で補間されるこ
とを特徴とする請求項22又は26記載の画像データ補
間装置。 - 【請求項28】前記画像データ補間装置は、更に、 補間により拡大された画像について、第1の方向の各画
素列の長さを縮小する第1の縮小手段と、 第1の縮小手段により縮小された画像について、第1の
方向と直交する第2の方向の各画素列の長さを縮小する
第2の縮小手段とを有することを特徴とする請求項22
又は26記載の画像データ補間装置。 - 【請求項29】補間により拡大された画像の第1の方向
の画素アドレスをm、第2の方向の画素アドレスをn、縮
小率をk(1/2<k<1)とすると、 前記第1の縮小手段は、 縮小後画像における第1の方向の求めるべき各画素につ
いて、 縮小前の画像において、縮小後の画像の対応する画素の
輝度レベルを示す位置Pmを次式により求める第1の位置
計算部と、 Pm=(1/k)m 位置Pmの第1の方向の両隣に実在する画素のアドレスm
0、m1を次式により求める第1の隣接画素計算部と、 m0=int(Pm) ただし、intは整数化を示す。 m1=m0+1 アドレスm0、m1にある画素の画素レベルD0,D1に基づい
て、次式による内分値を求めるべき画素レベルDとする
画素レベル計算部と D = (D1-D0)(Pm-m0) + D0 からなり、 第2の縮小手段は、 縮小後画像における第2の方向の求めるべき各画素につ
いて、 縮小前の画像において、縮小後の画素の輝度レベルを示
す位置Pnを次式により求める第2の位置決定部と、 Pn=(1/k)n 位置Pnの第2の方向の両隣に実在する画素のアドレスn
0、n1を次式により求める第2の隣接画素計算部と、 n0=int(Pn) ただし、intは整数化を示す。 n1=n0+1 アドレスn0、n1にある画素の画素レベルE0,E1に基づい
て、次式による内分値を擬似画素の画素レベルEとする
第2の画素レベル計算部と、 E = (E1-E0)(Pn-n0) + E0 からなることを特徴とする請求項28記載の画像データ
補間装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP34737992A JP3161849B2 (ja) | 1991-12-25 | 1992-12-25 | 画像データ補間方法および画像データ補間装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP34300591 | 1991-12-25 | ||
JP34737992A JP3161849B2 (ja) | 1991-12-25 | 1992-12-25 | 画像データ補間方法および画像データ補間装置 |
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JPH05284338A true JPH05284338A (ja) | 1993-10-29 |
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ID=26577399
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JP34737992A Expired - Fee Related JP3161849B2 (ja) | 1991-12-25 | 1992-12-25 | 画像データ補間方法および画像データ補間装置 |
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JP (1) | JP3161849B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7039254B1 (en) | 1999-08-05 | 2006-05-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image interpolating method |
US10846846B2 (en) | 2017-08-25 | 2020-11-24 | Nuflare Technology, Inc. | Pattern inspection apparatus and pattern inspection method |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34737992A patent/JP3161849B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10846846B2 (en) | 2017-08-25 | 2020-11-24 | Nuflare Technology, Inc. | Pattern inspection apparatus and pattern inspection method |
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