JPH0950516A - 画像データ補間演算方法および装置 - Google Patents

画像データ補間演算方法および装置

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JPH0950516A
JPH0950516A JP7203211A JP20321195A JPH0950516A JP H0950516 A JPH0950516 A JP H0950516A JP 7203211 A JP7203211 A JP 7203211A JP 20321195 A JP20321195 A JP 20321195A JP H0950516 A JPH0950516 A JP H0950516A
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JP7203211A
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Wataru Ito
渡 伊藤
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    • 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

(57)【要約】 【課題】 画像データの補間演算方法および装置におい
て、最近傍補間により得られる画像の鮮鋭度を維持しつ
つ、原画像と同様に濃度の変化が滑らかな補間画像を得
る。 【解決手段】 原画像をx倍した補間画像を得る際に、
xを四捨五入して整数Nを得る。原画像データSorg を
リプリケーション補間演算によりN倍してN倍補間画像
データS′を得る。次いでこのN倍補間画像データS′
を線形補間によりx/N倍することにより、原画像デー
タのx倍の補間画像を表す補間画像データS″を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像データの補間演
算方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、放射線写真フイルムに記録さ
れた放射線画像を光電的に読み取って画像信号を得、こ
の画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記
録することが種々の分野で行われている。例えば、後の
画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低いX
線フィルムを用いてX線画像を記録し、このX線画像が
記録されたフィルムからX線画像を読み取って電気信号
に変換し、この電気信号(画像信号)に画像処理を施し
た後、コピー写真等に可視像として再生することによ
り、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質性能
の良好な再生画像を得ることが行われている(特公昭61
-5193 号参照)。
【0003】また本出願人により、放射線(X線,α
線,β線,γ線,電子線,紫外線等)を照射すると、こ
の放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等
の励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝
尽発光を示す蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用し
て、人体等の被写体の放射線画像情報を一旦シート状の
蓄積性蛍光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレー
ザー光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得
られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、
この画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光
材料等の記録材料、CRT等に可視像として出力させる
放射線画像記録再生システムがすでに提案されている
(特開昭55-12429号,同56-11395号,同55-163472 号,
同56-104645 号,同55-116340 号等)。このシステム
は、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較
して極めて広い放射線露出域にわたって画像を記録し得
るという実用的な利点を有している。
【0004】上記のように画像信号を得てこの画像信号
に基づいて可視画像を再生するシステムにおいて、その
可視画像のうち観察対象となる関心領域をより詳細に観
察したいとき、その領域を拡大して再生することがあ
る。この拡大画像は、原画像を読み取って得られた原画
像データに対して所定の補間演算を施して原画像データ
数とは異なるデータ数の2次的な画像データである補間
画像データを求め、この補間画像データに基づいた可視
画像の再生を行うことによって得ることができる。
【0005】ところで、画像入出力装置の構成のし易さ
の観点から一般的に用いられている、各画像データを担
持する画素が所定の間隔で縦横方向に正方形格子状に配
列されて画像を形成するようにしたものにおいては、上
記画像の拡大処理における補間演算は、その補間画像デ
ータを、補間して新たに設定しようとする画素(補間画
素)の近傍4点の原画素における原画像データを線形補
間することによって行っている。
【0006】例えば、図5(A)に示すように、正方形
格子状に配列された原画像の原画素P(○記号が記され
た点)について、その原画素Pが配列された間隔とは異
なる間隔で配列される補間画素P′(×記号が記された
点)の補間画像データを求めようとするときは、例えば
補間画素P′0 の補間画像データについては以下の手順
によって求める。
【0007】補間画素P′0 を囲む近傍4点の原画像の
原画素PA 、PB 、PC 、PD の画像データSA
B 、SC 、SD を用いる。
【0008】ここで原画素PA 〜PB 間、PC 〜P
D 間、PA 〜PC 間、PB 〜PD 間のピッチをそれぞれ
1とし、補間画素P′0 の、原画素PA (PC )からの
x軸方向(横方向)の距離がTx(図5(B)参照)、
原画素PA (PB )からのy軸方向(縦方向)の距離が
Tyである場合、まず補間画素P′0 のx軸方向の位置
に対応する補間画素P′m、P′nの補間画像データ
S′m、S′nを、下記の式に基づく線形補間の演算に
より求める。
【0009】S′m=(1−Tx)SA +TxSB S′n=(1−Tx)SC +TxSD 次いで、補間画素P′0 のy軸方向について補間画像デ
ータS′m、S′nを用いた下記の式に基づく線形補間
の演算を行って、補間画像データS′0 を求める。
【0010】S′0 =(1−Ty)S′m+TyS′n 以上の演算を他の補間画素P′についても同様に適用し
て、各補間画像データS′を求めることができる。
【0011】また、画像データの補間方法としては、上
述した線形補間による方法の他、2次あるいは3次のス
プライン補間関数を用いる方法など種々の方法が提案さ
れている。例えば、3次のスプライン補間関数を用いる
Cubic スプライン補間演算は、元のサンプリング点(画
素)を通ることと、その第1階微分係数が各区間間で連
続することが必要とされており、この条件に基づいて補
間画素近傍4点の原画像の画素に乗じる補間係数を算出
し、この補間係数を補間画素近傍4点の原画像の画素に
乗じて補間画像データを得る方法である。このCubic ス
プライン補間演算は、比較的鮮鋭度の高いシャープな2
次画像(補間により得られる画像)を再生するためのも
のである。また、Cubic スプライン補間演算に対して比
較的鮮鋭度の低い滑らかな2次画像を再生するための補
間画像データを得るBスプライン補間演算も知られてい
る。このように2次画像を高い鮮鋭度でシャープに再生
したい場合は、Cubic スプライン補間演算を用い、低い
鮮鋭度で滑らかに再生したい場合はBスプライン補間演
算を用いればよい。
【0012】また、他の補間方法として最近傍補間(リ
プリケーション)なる方法が提案されている。この最近
傍補間なる方法は、補間画素における補間データとして
この補間画素に最も近い位置にある原画素の画像データ
の値をそのまま用いるものである。すなわち、図6に示
すように黒丸で表す原画素PA 〜PD を囲む四角形KA
〜KD のうち、四角形KA 内に補間画素P′が存在する
場合は、その補間画素P′における補間画像データとし
て原画素PA における原画像データの値をそのまま用い
るものである。この最近傍補間に基づいて画像データの
補間を行うことにより、非常に鮮鋭度が高く、また画像
にオーバーシュートやアンダーシュートが発生すること
が無くなるため、非常に良好な補間画像を得ることがで
きる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上述した最近傍補間に
よる方法においては、補間画素が原画素に近い位置にあ
るほど、鮮鋭度の高い補間画像を得ることができる。す
なわち、補間画像が原画像の整数倍であれば、非常に鮮
鋭度の高い補間画像を得ることができる。しかしなが
ら、補間画像が原画像の整数倍でない場合、補間画素が
格子状に配列されている各原画素の中間地点に位置する
ため、補間画素の近傍の原画素が画像上のエッジ部を表
すものである場合、補間画像におけるエッジ部が原画素
とずれた位置に発生してしまい、得られる補間画像が原
画像と比較して不自然なものとなってしまう。
【0014】本発明は上記事情に鑑み、最近傍補間によ
り得られる画像の鮮鋭度を維持しつつ、原画像と同様の
補間画像を得ることができる画像データの補間演算方法
および装置を提供することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明による画像データ
補間演算方法および装置は、画像を表す原画素のそれぞ
れについての画素値を表す多数の原画像データについ
て、前記画像をx倍するための前記原画素とは間隔が異
なる補間画素における補間画像データを求める画像デー
タの補間演算方法において、xの小数点以下を切り上げ
または切り捨てて整数Nを得、前記原画像データを最近
傍補間に基づいてN倍することによりN倍補間画像デー
タを算出し、該N倍補間画像データを線形補間に基づい
てx/N倍することにより前記原画像データがx倍に拡
大された前記補間画像データを算出することを特徴とす
るものである。
【0016】なお、上記整数Nは、前記xの小数点以下
を四捨五入することにより得ることが好ましい。
【0017】
【発明の効果】本発明による画像データの補間演算方法
および装置は、原画像をx倍した補間画像を得る際に、
まずxの小数点以下を切り上げまたは切り捨て、整数N
を得る。そして原画像データを最近傍補間によりN倍し
て、鮮鋭度の高いN倍補間画像データを得る。このN倍
補間画像データを再生することにより得られる画像は、
最近傍補間により補間されているため、非常に鮮鋭度が
高いものとなっている。また、補間画像は整数倍されて
いるため、上述したように原画像と異なる位置にエッジ
が現れたり、原画像において濃度が滑らかに変化してい
た部分が、補間画像において滑らかでなくなってしまっ
たり、また文字の太さが急激に変化したりする等してい
ることはない。そして、このN倍されたN倍補間画像デ
ータをさらに線形補間によりx/N倍することによりx
倍の補間画像データを得ることができる。このx倍の補
間画像データは、線形補間により多少の鮮鋭度は落ちて
いるものの、その拡大率の大半を最近傍補間により得て
いるため、線形補間のみにより補間画像データを得るも
のと比較して、鮮鋭度が高いものとなっている。
【0018】このため、原画像を小数点を含むx倍する
場合であっても、最近傍補間のみにより補間画像データ
を得るものと比較して、原画像と異なる位置にエッジが
現れたり、原画像において濃度が滑らかに変化していた
部分が、補間画像において滑らかでなくなってしまった
り、また文字の太さが急激に変化したりする等すること
はなくなり、さらには線形補間のみにより補間画像デー
タを得るものと比較して鮮鋭度を向上させ、非常に原画
像に近い自然な補間画像を得ることができる。
【0019】また、xを四捨五入することにより整数N
を得ることにより、原画像はxにより近い整数倍される
こととなるため、線形補間の寄与する割合が少なくな
り、より鮮鋭度の高い補間画像を得ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。
【0021】図1は本発明の画像データの補間演算方法
を実施するための具体的な補間演算装置1を内包する画
像再生システムを示す概略ブロック図である。図示の画
像再生システムは、画像を表す画像データを記憶した画
像データ記憶装置22と、所定の再生フォーマットに適合
するように画像データ記憶装置22に記憶された画像デー
タ(以下、1次画像データまたは原画像データという)
Sorg に対して原画像をx倍するために補間演算を行う
補間演算装置1と、補間演算装置1において補間演算が
なされたx倍の拡大率の画像を再生するCRTやプリン
タ等の再生装置23とを備えた構成である。
【0022】ここで本発明の実施の形態に使用される1
次画像データSorg は、等間隔の周期でサンプリングさ
れた一方向に配列されたサンプリング点(画素)
k-2 、Xk-1 、Xk 、Xk+1 、Xk+2 、…に対応した
デジタル画像データYk-2 、Yk-1 k 、Yk+1 、Y
k+2 、…である。
【0023】補間演算装置1は、原画像を倍率xにより
x倍する際に、倍率xを入力する倍率入力手段2と、倍
率xを四捨五入して整数Nを算出する整数算出手段3
と、後述する線形補間演算を行う際の倍率x/Nを設定
する倍率設定手段4と、原画像データSorg をリプリケ
ーション補間(最近傍補間)によりN倍して補間画像デ
ータS′を得るリプリケーション補間演算手段5と、補
間画像データS′を線形補間によりx/N倍することに
より最終的な補間画像データS″を得る線形補間演算手
段6とからなる。
【0024】次いで、本実施の形態の作用について説明
する。
【0025】まず、倍率入力手段2から原画像データS
org の倍率xが入力される。本実施の形態においてはこ
の倍率xは1.7倍とする。倍率xが入力されると、整
数算出手段3において、倍率xを四捨五入して整数N
(2)を得る。一方、倍率設定手段4においては、倍率
入力手段2から入力された倍率xと、整数算出手段3か
ら入力された整数Nとから線形補間演算を行う際の倍率
x/N(1.7/2)が設定される。
【0026】リプリケーション補間演算手段5は、あら
かじめ、下記式(1)の3次のスプライン補間関数演算
式を記憶し、リプリケーション補間の補間係数ak-1
k、ak+1 、ak+2 および原画像データYk-1
k 、Yk+1 、Yk+2 に基づいて、補間点Xp の補間画
像データYp を式(1)にしたがって求めるものであ
る。
【0027】 Yp =ak-1 k-1 +ak k +ak+1 k+1 +ak+2 k+2 (1) 補間係数ak-1 、ak 、ak+1 、ak+2 は、あらかじめ
以下のアルゴリズムにより求められたものである。すな
わち、リプリケーション補間の補間係数は図2に示すよ
うに、補間画素P′の近傍の4点の原画素PA 〜P
D と、この補間画素P′との距離を算出し、この距離が
最も小さい最近傍原画素PA における補間係数の値を1
とし、その他の原画素PB 〜PD の補間係数の値を0と
するものである。例えば、図2の原画素PA の補間係数
が1となり、他の原画素PB 、PC 、PD の補間係数は
0となる。なお、本実施の形態においては、倍率が2倍
であるため、補間画素P′は各原画素PA 〜PD のちょ
うど中間点に位置せしめられるが、このような場合は、
例えば補間画素の右側に位置する原画素あるいは補間画
素の下側に位置する原画素をその補間画素に最も近い位
置にある原画素とするよう、あらかじめ設定しておく。
例えば、図2に示す補間画素P′が原画素PA 〜PD
対角線の交点に位置している場合は、原画素PC を補間
画素P′から最も近い原画素と設定しておけばよい。
【0028】以上の演算を画像全体について行うことに
より、全補間画素P′における補間係数を求め、さらに
上記式(1)に基づく演算を行うことにより、原画像全
体について原画像を2倍に拡大する補間画像データS′
を求めることができる。
【0029】次いで、線形補間演算手段6により補間画
像データS′をx/N(1.7/2)倍する補間演算が
行われる。この線形補間は、例えば、図3(A)に示す
ように、正方形格子状に配列されたリプリケーション補
間による補間画像の補間画素P′(○記号が記された
点)について、その補間画素P′が配列された間隔とは
異なる間隔で配列される新たな補間画素P″(×記号が
記された点)の補間画像データを求めようとするとき
は、例えば補間画素P″0 の補間画像データについては
以下の手順によって求める。
【0030】新たな補間画素P″0 を囲む近傍4点の補
間画素P′A 、P′B 、P′C 、P′D の補間画像デー
タS′A 、S′B 、S′C 、S′D を用いる。
【0031】ここで補間画素P′A 〜P′B 間、P′C
〜P′D 間、P′A 〜P′C 間、P′B 〜P′D 間のピ
ッチをそれぞれ1とし、新たな補間画素P″0 の、補間
画素P′A (P′C )からのx軸方向(横方向)の距離
がTx(図3(B)参照)、原画素P′A (P′B )か
らのy軸方向(縦方向)の距離がTyである場合、まず
補間画素P″0 のx軸方向の位置に対応する補間画素
P″m、P″nの補間画像データS″m、S″nを、下
記の式に基づく線形補間の演算により求める。
【0032】S″m=(1−Tx)S′A +TxS′B S″n=(1−Tx)S′C +TxS′D 次いで、補間画素P″0 のy軸方向について補間画像デ
ータS″m、S″nを用いた下記の式に基づく線形補間
の演算を行って、補間画像データS″0 を求める。
【0033】S″0 =(1−Ty)S″m+TyS″n 以上の演算を他の新たな補間画素P″についても同様に
適用して、最終的に原画像を1.7倍する補間画像デー
タS″を求めることができる。
【0034】このようにして得られたすべての補間点の
補間画像データS″は再生装置23に出力される。再生装
置23は入力された補間画像データS″に基づいた画像を
可視画像として再生する。
【0035】このように本発明による補間演算装置は、
原画像をx倍した補間画像を得る際に、まず整数算出手
段3によりxの小数点以下を切り上げまたは切り捨てて
整数Nを得、リプリケーション補間演算手段5により原
画像データをN倍して、鮮鋭度の高い補間画像データ
S′を得るようにしたものである。この補間画像データ
S′を再生することにより得られる画像は、リプリケー
ション補間により補間されているため、非常に鮮鋭度が
高いものとなっている。また、補間画像は整数倍されて
いるため、原画像と異なる位置にエッジが現れたり、原
画像において濃度が滑らかに変化していた部分が、補間
画像において滑らかでなくなってしまったり、また文字
の太さが急激に変化したりする等していることはない。
そして、このN倍された補間画像データS′をさらに線
形補間によりx/N倍することによりx倍の補間画像デ
ータS″を得る。このx倍の補間画像データS″は、線
形補間により多少の鮮鋭度は落ちているものの、その拡
大率の大半をリプリケーション補間により得ているた
め、線形補間のみにより補間画像データS″を得るもの
と比較して、鮮鋭度が高いものとなっている。
【0036】このため、原画像を小数点を含むx倍する
場合であっても、リプリケーション補間のみにより補間
画像データを得るものと比較して、原画像と異なる位置
にエッジが現れたり、原画像において濃度が滑らかに変
化していた部分が、補間画像において滑らかでなくなっ
てしまったり、また文字の太さが急激に変化したりする
等していることはなくなり、さらには線形補間のみによ
り補間画像データを得るものと比較して鮮鋭度を向上さ
せ、非常に原画像に近い自然な補間画像を得ることがで
きる。
【0037】なお、本発明の実施の形態の画像再生シス
テムで用いられる補間演算装置1は、画像データ記憶装
置22にあらかじめ記憶された1次画像データを用いるも
のについて説明したが、本発明の補間演算装置はこれに
限るものではなく、例えば図4に示すような画像読取装
置により読み取って得られた、画像を表す画像データを
用いるものであってもよい。
【0038】すなわち、図4に示すように、放射線画像
読取装置は、例えばX線等の放射線が人体等の被写体を
介して照射されることによりこの被写体の透過放射線画
像情報を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10は、エンド
レスベルト等のシート搬送手段11により、副走査のため
に矢印Y方向に搬送される。半導体レーザ等の励起光源
12から射出された励起光(読取光)としてのレーザビー
ム13は、高速回転する回転多面鏡14によって反射偏向さ
れ、通常f・θレンズからなる走査レンズ18によって集
束され、ミラー19で反射して蓄積性蛍光体シート10上を
上記副走査方向Yと略直角な矢印X方向に主走査する。
【0039】こうしてレーザビーム13が照射されたシー
ト10の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報
に応じた光量の輝尽発光光15が発散され、この輝尽発光
光15は集光体16によって集光され、光検出器としてのフ
ォトマルチプライヤー(光電子増倍管)17によって光電
的に検出される。
【0040】上記集光体16はアクリル板等の導光性材料
を成形して作られたものであり、直線状をなす入射端面
16aが蓄積性蛍光体シート10上のビーム走査線に沿って
延びるように配され、円環状に形成された出射端面16b
に上記フォトマルチプライヤー17の受光面が結合されて
いる。上記入射端面16aから集光体16内に入射した輝尽
発光光15は、該集光体16の内部を全反射を繰り返して進
み、出射端面16bから出射してフォトマルチプライヤー
17に受光され、前記放射線画像情報を担持する輝尽発光
光15の光量がこのフォトマルチプライヤー17によって検
出される。
【0041】フォトマルチプライヤー17のアナログ出力
信号(画像信号)Sは対数増幅器20によって増幅され、
A/D変換器21において所定の収録スケールファクター
でデジタル化される。こうして得られた、2次元画像を
担持するデジタルの原画像データは、補間演算装置1に
入力される。
【0042】このように本発明の補間演算装置1に使用
される1次画像データは、画像データ記憶装置22にあら
かじめ記憶されたものであってもよいし、図4に示すよ
うな画像読取装置により読み取って得られたものであっ
てもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像データの補間演算方法を実施する
ための補間演算装置を内包する画像再生システムを示す
概略ブロック図
【図2】リプリケーション補間を説明するための図
【図3】線形補間を説明するための図
【図4】放射線画像読取装置を示す図
【図5】線形補間を説明するための図
【図6】最近傍補間(リプリケーション)を説明するた
めの図
【符号の説明】
1 補間演算装置 2 倍率入力手段 3 整数算出手段 4 倍率設定手段 5 リプリケーション補間演算手段 6 線形補間演算手段 22 画像データ記憶装置 23 再生装置 Sorg 1次画像データ(原画像データ) S′ 2次画像データ(補間画像データ)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像を表す原画素のそれぞれについての
    画素値を表す多数の原画像データについて、前記画像を
    x倍するための前記原画素とは間隔が異なる補間画素に
    おける補間画像データを求める画像データの補間演算方
    法において、 最近傍補間に基づいて、前記原画像データをxの小数点
    以下を切り上げまたは切り捨てることにより得られる整
    数であるN倍することによりN倍補間画像データを算出
    し、 線形補間に基づいて、該N倍補間画像データをx/N倍
    することにより前記補間画像データを算出することを特
    徴とする画像データの補間演算方法。
  2. 【請求項2】 前記整数Nを、前記xの小数点以下を四
    捨五入することにより得ることを特徴とする請求項1記
    載の画像データの補間演算方法。
  3. 【請求項3】 画像を表す原画素のそれぞれについての
    画素値を表す多数の原画像データについて、前記画像を
    x倍するための前記原画素とは間隔が異なる補間画素に
    おける補間画像データを求める画像データの補間演算装
    置において、 最近傍補間に基づいて、前記原画像データをxの小数点
    以下を切り上げまたは切り捨てることにより得られる整
    数であるN倍することによりN倍補間画像データを算出
    する第1の補間データ算出手段と、 線形補間に基づいて、該N倍補間画像データをx/N倍
    することにより前記原画像データがx倍に拡大された前
    記補間画像データを算出する第2の補間データ算出手段
    とを備えたことを特徴とする画像データの補間演算装
    置。
  4. 【請求項4】 前記整数Nを、前記xの小数点以下を四
    捨五入することにより得ることを特徴とする請求項3記
    載の画像データの補間演算装置。
JP7203211A 1995-08-09 1995-08-09 画像データ補間演算方法および装置 Withdrawn JPH0950516A (ja)

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