JPH08251397A - 画像処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高解像度の画像情報を高画質化し、処理を高
速化させた画像処理方法及び装置を提供する。 【構成】 低解像度のカラー画像１０１を、例えばＲＧ
ＢやＹＵＶ、Ｌａｂ等の色空間を利用してビットプレー
ンに分離１０２し、分離された多値画像１０３の１ビッ
ト目から４ビット目１０４〜１０７に対して線形補間処
理１１２を行い、また人間の視覚にとって目立ちやすい
５ビット目から８ビット目１０７〜１１１に対しては輪
郭抽出１１３、解像度変換１１４、及び描画処理１１５
を行った後、これらの処理を各プレーンに対して処理
し、色空間を結合１１７し、高解像度のカラー画像１１
８を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば入力したカラー
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装置に用いられ、入力
画像を低解像度情報から高解像度情報に解像度変換する
画像処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、入力した低解像情報を高解像
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、
疑似中間調により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。本発明は各画素毎に階調
情報の持つ自然画像等の多値画像を主な対象にしている
のであるが、従来は大まかに分けて、内挿方法を用いる
か、輪郭情報などをベクトル処理する方法が用いられて
いた。

【０００３】従来の内挿方法は、図５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方法や、
図６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次内挿法等が一般的に用いられて
いる。

【０００４】Ｅ＝(１-ｉ)(１-ｊ）Ａ＋ｉ・(１-ｊ)Ｂ＋
ｊ・(１-ｉ)Ｃ＋ｉｊＤ （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)） また、輪郭部分を抽出し、コントロールを行う点を決め
た後にスプライン処理を用い、解像度変換を行う方法に
は、階調値分割法と、ビットプレーン分割法の２通りの
方法がある。

【０００５】まず、図１５に示す階調値分割法は、多値
の画像情報（１５０１）を、幾つか予め決めていた階調
値、若しくは、画像情報から推定された階調値を用い、
それぞれの階調値毎に複数の画像情報に分割（１５０
２）を行い、それぞれの画像情報毎に輪郭部分を抽出
（１５０３）し、スプライン処理（１５０４〜１５０
７）を行い、拡大若しくは縮小変倍処理を行った後に、
１つの画像情報に結合（１５０８）を行い、出力画像を
得るものである。

【０００６】次に、図１６に示すビットプレーン分割法
は、フルカラー（１６０１）ならばＲ,Ｇ,Ｂの各々のプ
レーン（１６０２）を、８ビットによって表現（１６０
３）を行っているが、その各色毎のビット毎(３×８＝
２４枚)の画像情報（１６０４）を作成し、その画像情
報の輪郭部分を抽出（１６１２）し、拡大若しくは縮小
変倍処理（１６１３、１６１４）を行った後に、各ビッ
ト、各色毎の画像情報を合成（１６１５、１６１６）す
ることによって高解像度の画像情報（１６１７）を作成
するものである。

【０００７】

【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。

【０００８】内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最
近内挿方法は、構成が簡単であるという利点はあるが、
拡大するブロック毎に画素値が決定されてしまうため、
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。

【０００９】内挿点を囲む４点の距離によって計算され
る共１次内挿方法は、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のだが、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。そのため、
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
によるぼけのために、大切な情報が受け手に伝わらない
こともある。

【００１０】また、決められている閾値や、画像を参照
することによって求められた閾値を用い、幾つかの階調
毎に複数の２値情報を作成し、輪郭情報を抽出し、ベク
トル処理を行う処理の場合は、少ない階調数で処理する
と、自然画像など非人工的な画像では適度な自然のノイ
ズが削除されてしまうため、この処理は適しておらず、
出力画像は、めりはりのないのっぺりとした画像になっ
てしまう。また、画質が劣化しない程度に階調数を増や
して処理を行った場合、処理を行う画像が増え、処理が
重くなってしまう。

【００１１】また、ビットプレーンごとに分割した２値
画像の輪郭情報を抽出し、ベクトル処理を行う処理は、
上位ビットの画像に関して、相関のある情報が２値化さ
れるため、輪郭情報をベクトル化することに適している
のであるが、下位ビットに関しては相関のない情報が２
値化されているため、無駄な処理が行われてしまう上、
間違った判定を起しやすくなり、出力画像が劣化してし
まう部分がある。

【００１２】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、高解像度の画像情報を高画質化し、処理を
高速化させた画像処理方法及び装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像処理方法は以下の工程を有する。

【００１４】即ち、入力画像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において、多値画像の各画
素の情報を表している複数のビットを分割する分割工程
と、前記分割工程により分割された所定のビットに対し
て異なる解像度変換を行う解像度変換工程とを有する。

【００１５】また、上記目的を達成するために、本発明
による画像処理装置は以下の構成を備える。

【００１６】即ち、入力画像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において、多値画像の各画
素の情報を表している複数のビットを分割する分割手段
と、前記分割手段により分割された所定のビットに対し
て異なる解像度変換を行う解像度変換手段とを備える。

【００１７】

【作用】かかる構成において、多値画像の各画素の情報
を表している複数のビットを分割し、分割された所定の
ビットに対して異なる解像度変換を行うことにより、高
解像度の画像情報を高画質化し、処理の高速化を図るこ
とができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明に係る好適
な一実施例を詳細に説明する。

【００１９】本発明に係る画像処理装置は、主としてカ
ラープリンタ等の画像出力装置内部に具備されることが
効果的であるが、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と
して内蔵されることも可能である。

【００２０】図１は、本実施例における画像処理装置の
処理の流れを示す図である。図中、１０１は入力される
低解像度のフルカラー画像である。１０２は入力された
フルカラー画像１０１をある色空間を利用して分離を行
う色空間分離処理部である。１０３は色空間分離処理部
１０２で分離された低解像度の多値画像情報である。１
０４から１１１はビット毎に分割された画像情報であ
る。１１２は分割された１ビット目〜４ビット目の画像
に対して図７に示す線形補間情報により線形補間を行う
線形補間処理部である。１１３は５ビット目〜８ビット
目の画像に対して輪郭抽出を行う輪郭抽出処理部であ
る。１１４は低解像度から高解像度へ解像度変換を行う
解像度変換処理部である。１１５は描画処理を行う描画
処理部である。１１６は色毎に分解されている高解像度
の多値画像情報である。１１７は分解されている高解像
度の画像情報を結合させる色空間結合処理部である。そ
して、１１８は出力された高解像度の画像情報である。

【００２１】まず、低解像度のフルカラー画像１０１は
色空間分離処理部１０２によって、例えばＲ(レッド),
Ｇ(グリーン),Ｂ(ブルー)、Ｙ(輝度),Ｕ,Ｖ(色差)、Ｌ,
ａ,ｂ、或いはＧ,Ｂ,Ｒ等の色空間を利用して、３つの
プレーンに分離を行う。それで３つのプレーンに分離さ
れた低解像度の多値の画像１０３が作成される。ここ
で、分離された色空間毎に、１０４〜１１１のように、
ビット毎の画像情報に分割した後、ビット毎に処理を行
う内容を変える。つまり、下位（ＬＳＢに近い方）４ビ
ットに関しては線形補間処理部１１２によって線形補間
処理を行い、上位（ＭＳＢに近い方）４ビットに関して
は輪郭抽出処理部１１３によって輪郭部分を抽出し、解
像度変換処理部１１４によって低解像度から高解像度に
解像度変換を行い、描画処理部１１５によって描画を行
う。

【００２２】このように、輪郭抽出処理部１１３〜描画
処理部１１５によってスムージング処理が行え、高解像
度の多値の画像情報１１６となる。そして、これらの処
理を各色空間毎に行った後、色空間結合処理部１１７に
よって一つの画像情報に結合され、高解像度の画像情報
１１８となる。

【００２３】ここで、輪郭抽出処理部１１３,解像度変
換処理部１１４,描画処理部１１５について詳しい説明
を行う。輪郭抽出処理部１１３に画像が入力されると、
図８に示すように、入力された画像をまずは３倍に拡大
する。最初に３倍に拡大を行うのは、孤立点の輪郭情報
も取り出すためである。次に、図９に示すように、注目
画素に対して上下左右の４方向に画素がある場合、注目
画素の削除を行う。この処理を行った結果、図１０に示
すようになる。次に、解像度変換処理部１１４におい
て、図１０に示す画像に対して、図１１に示す１１０
１,１１０２,１１０３のような３つの場合分けを行い、
それぞれに輪郭ベクトルのコントロールを行う点（コン
トロールポイント）を作成する。図１２は、この処理に
より作成されたコントロールポイントを示す図である。
次に、このコントロールポイントを用い、出力解像度の
輪郭情報を作成する。そして、描画処理部１１５によ
り、解像度変換部１１４で作成された輪郭情報を元に輪
郭ベクトルを作成する。図１３は、作成された輪郭ベク
トルを示す図である。最後に、この輪郭ベクトルの内部
を塗りつぶし、図１４に示すような画像が得られる。

【００２４】以上の処理により、全画像に対して線形補
間処理を行うよりも高画質な画像を得ることができる。
また全画像の輪郭を抽出して解像度変換を行う時のよう
に、自然界のノイズまで輪郭をとってしまうことが無
く、上位ビットのみ処理の重い輪郭抽出処理を行い、下
位ビットは処理の軽い線形補間処理を行うことによって
画質を低下させることなく高速化を図ることができる。

【００２５】本実施例では、フルカラーの画像情報につ
いて説明したが、入力画像が白黒の多値画像等の場合に
は、色空間分離処理部１０２及び色空間結合処理部１１
７が必要ないことは言うまでもない。

【００２６】また、処理を分けるビット位置を別の場所
にしたり、画像情報により、処理を分ける位置を変えて
もかまわない。

【００２７】次に、上述した本実施例の変形例について
以下に説明する。

【００２８】（変形例１）図２は、本実施例の変形例１
における画像処理の流れを示す図である。図中、２０１
は入力される低解像度のフルカラー画像である。２０２
は入力されたフルカラー画像をある色空間を利用して分
離を行う色空間分離処理部である。２０３は色空間分離
処理部２０２で分離された低解像度の多値画像情報であ
る。２０４から２１１はビット毎に分割された画像情報
である。２１２は線形補間処理部である。２１３は変形
例１によるパターンマッチング処理部である。２１４は
色毎に分解されている高解像度の多値画像情報である。
２１５は色空間結合処理部である。そして、２１６は出
力された高解像度の画像情報である。

【００２９】本実施例では、上位（ＭＳＢに近い方）４
ビットに対して輪郭部分を抽出し、ベクトル処理を行っ
ていたのに対し、変形例１では、パターンマッチング処
理を行うものである。この方式を用いることにより、決
まった倍数への解像度変換を行う場合に関しては、処理
を高速化することが可能となり、解像度変換時のミスが
発生することがない。

【００３０】（変形例２）図３は、本実施例の変形例２
における画像処理の流れを示す図である。図中、３０１
は入力される低解像度のフルカラー画像である。３０２
は入力されたフルカラー画像をある色空間を利用して分
離を行う色空間分割処理部である。３０３は色空間分離
処理部３０２で分離された低解像度の多値画像情報であ
る。３０４は１ビット目の情報を生成する情報生成部で
ある。３０５は２ビット目の情報を生成する情報生成部
である。３０６から３１１はビット毎に分割された画像
情報である。３１２は３ビット目及び４ビット目の画像
に対して線形補間を行う線形補間処理部である。３１３
は輪郭抽出処理部である。３１４は解像度変換処理部で
ある。３１５は描画処理部である。３１６は色毎に分解
されている高解像度の多値画像情報である。３１７は色
空間結合処理部である。そして、３１８は出力された高
解像度の画像情報である。

【００３１】変形例２では、下位（ＬＳＢに近い方）２
ビットに関して原画像を参照せずに画像情報を作成して
いる。下位のビットに関しては、原画像において、ノイ
ズのようなもので、忠実に再現する必要が無いため、適
当な乱数を用いたり、全画像を“１”若しくは“０”と
してしまっても、入力画像と出力画像において、殆ど劣
化を見受けられない。そのため、下位のビットに関して
は、忠実な再現処理を行わないことにより、処理を高速
化することが可能となる。

【００３２】尚、解像度変換の倍率が決まっている場
合、変形例１のように、上位ビットはパターンマッチン
グ法を用いることにより、更に処理の高速化を図ること
も可能である。

【００３３】（変形例３）図４は、本実施例の変形例３
における画像処理の流れを示す図である。図中、４０１
は入力される低解像度のフルカラー画像である。４１９
は変形例３によるＧｒａｙＣｏｒｄ変換部である。４０
２は入力されたフルカラー画像をある色空間を利用して
分離を行う色空間分離処理部である。４０３は色空間分
離処理部４０２で分離された低解像度の多値画像情報で
ある。４０４から４１１はビット毎に分割された画像情
報である。４１２は線形補間処理部である。４１３は輪
郭抽出処理部である。４１４は解像度変換処理部であ
る。４１５は描画処理部である。４１６は色毎に分解さ
れている高解像度の多値画像情報である。４１７は色空
間結合処理部である。４２０はＧｒａｙＣｏｒｄ逆変換
部である。そして、４１８は出力された高解像度の画像
情報である。

【００３４】変形例３では、入力されたフルカラー画像
４０１を、一旦ＧｒａｙＣｏｒｄに変換するものであ
る。図１７は、１６階調を表す通常の階調表記法と、Ｇ
ｒａｙＣｏｒｄを用いた階調表記法との比較を示す図で
ある。このＧｒａｙＣｏｒｄを用いた方が、上位のビッ
トに同じ値が集まりやすくなっているのがわかる。この
方式を用いることにより、輪郭情報を抽出してベクトル
処理を行う場合に、上位ビットほど階調値の近い階調が
集まりやすくなり、ミスを少なくすることができ、関連
のある情報が集まりやすい。

【００３５】更に、変形例１のように解像度変換処理に
パターンマッチング処理を用いても、同じようにミスが
少なく、関連のある情報が集まりやすくなる。

【００３６】また、変形例２のように、下位ビットに関
して原画像の情報を参照せず、新たに情報を作成するこ
とも可能であることは自明である。下位（ＬＳＢに近い
方）２ビットに関して原画像を参照せずに、画像情報を
作成している。下位のビットに関しては、原画像におい
て、ノイズのようなもので、忠実に再現する必要が無い
ため、適当な乱数を用いたり、全画像を“１”若しくは
“０”としてしまっても、入力画像と出力画像におい
て、殆ど劣化は見受けられない。そのため、このビット
に関しては、忠実な再現処理を行わないことによって、
処理を高速化することが可能となる。

【００３７】尚、解像度変換の倍率が決まっている場
合、変形例１のように、上位ビットはパターンマッチン
グ法を用いることにより、更に処理の高速化を図ること
も可能である。

【００３８】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。

【００３９】また、本発明はシステム或いは装置にプロ
グラムを供給することによって達成される場合にも適用
できることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像情報をビットプレーン毎に分離を行い、人間の視覚
にとって目立ちやすい上位ビット部分に関しては、輪郭
情報を抽出してベクトル処理を行ったり、パターンマッ
チング処理を行い、解像度変換処理中にスムージング処
理を行い、また人間の視覚において、目立ちにくい下位
ビット部分に関しては、線形補間処理や任意の情報を作
成してしまうことにより、高解像度の画像情報を高画質
化し、処理の高速化を図ることが可能となる。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例における画像処理装置の処理の流れを
示す図である。

【図２】本実施例の変形例１における画像処理の流れを
示す図である。

【図３】本実施例の変形例２における画像処理の流れを
示す図である。

【図４】本実施例の変形例３における画像処理の流れを
示す図である。

【図５】従来例における最近接内挿法を示す図である。

【図６】従来例における共１次内挿法を示す図である。

【図７】線形補間処理における線形補間情報を示す図で
ある。

【図８】輪郭抽出、解像度変換、及び描画処理を示す図
である。

【図９】輪郭抽出、解像度変換、及び描画処理を示す図
である。

【図１０】輪郭抽出、解像度変換、及び描画処理を示す
図である。

【図１１】輪郭抽出、解像度変換、及び描画処理を示す
図である。

【図１２】作成されたコントロールポイントを示す図で
ある。

【図１３】作成された輪郭ベクトルを示す図である。

【図１４】輪郭ベクトルの内部を塗りつぶす処理を示す
図である。

【図１５】従来例における階調値分割法を示す図であ
る。

【図１６】従来例におけるビットプレーン分割法を示す
図である。

【図１７】１６階調を表す通常の階調表記法と、Ｇｒａ
ｙＣｏｒｄを用いた階調表記法との比較を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 低解像度のカラー画像 １０２ 色空間分離処理部 １０３ 低解像度の多値画像 １０４ １ビット目の画像 １０５ ２ビット目の画像 １０６ ３ビット目の画像 １０７ ４ビット目の画像 １０８ ５ビット目の画像 １０９ ６ビット目の画像 １１０ ７ビット目の画像 １１１ ８ビット目の画像 １１２ 線形補間処理部 １１３ 輪郭抽出処理部 １１４ 解像度変換処理部 １１５ 描画処理部 １１６ 高解像度の多値画像 １１７ 色空間結合処理部 １１８ 高解像度のカラー画像 ２１３ パターンマッチング処理部 ３０４ １ビット目の情報生成部 ３０５ ２ビット目の情報生成部 ４１９ ＧｒａｙＣｏｒｄ変換部 ４２０ ＧｒａｙＣｏｒｄ逆変換部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像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において、 多値画像の各画素の情報を表している複数のビットを分
   割する分割工程と、 前記分割工程により分割された所定のビットに対して異
   なる解像度変換を行う解像度変換工程とを有することを
   特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 更に、低解像度のカラー画像を入力する
   入力工程と、該入力工程より入力されたカラー画像を所
   定の色空間を利用して分離する分離工程と、色毎に解像
   度変換された画像情報を前記色空間を利用して結合する
   結合工程とを有することを特徴とする請求項１記載の画
   像処理方法。
3. 【請求項３】 前記解像度変換工程は、３種類以上の解
   像度変換処理を使用することを特徴とする請求項１又は
   ２記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】 前記複数のビットの内、下位から所定の
   ビット分に関しては原画像の情報を参照せずに情報を生
   成することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
5. 【請求項５】 各画素の情報を表しているビット情報を
   ＧｒａｙＣｏｒｄを用いて表現することを特徴とする請
   求項１記載の画像処理方法。
6. 【請求項６】 入力画像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において、 多値画像の各画素の情報を表している複数のビットを分
   割する分割手段と、 前記分割手段により分割された所定のビットに対して異
   なる解像度変換を行う解像度変換手段とを備えることを
   特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】 更に、低解像度のカラー画像を入力する
   入力手段と、該入力手段より入力されたカラー画像を所
   定の色空間を利用して分離する分離手段と、色毎に解像
   度変換された画像情報を前記色空間を利用して結合する
   結合手段とを備えることを特徴とする請求項６記載の画
   像処理装置。
8. 【請求項８】 前記解像度変換手段は、３種類以上の解
   像度変換処理を使用することを特徴とする請求項６又は
   ７記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記複数のビットの内、下位から所定の
   ビット分に関しては原画像の情報を参照せずに情報を生
   成することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 各画素の情報を表しているビット情報
    をＧｒａｙＣｏｒｄを用いて表現することを特徴とする
    請求項６記載の画像処理装置。