JP2000253235A - 画像処理方法 - Google Patents

画像処理方法

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JP2000253235A
JP2000253235A JP11053718A JP5371899A JP2000253235A JP 2000253235 A JP2000253235 A JP 2000253235A JP 11053718 A JP11053718 A JP 11053718A JP 5371899 A JP5371899 A JP 5371899A JP 2000253235 A JP2000253235 A JP 2000253235A
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JP
Japan
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pixel
image
interpolation
processing method
picture
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JP11053718A
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English (en)
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Makoto Murata
信 村田
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低解像度の画像を高解像度の画像に変換する
画像処理方法であって、回路規模の増大及びコストの上
昇を抑えるとともに、処理の同時性の確保を容易にした
上で、解像度変換後の画像の画質を向上させた画像処理
方法を提供する。 【解決手段】 注目画素PTが周囲画素PA、PB、PC
Dのいずれかに近接して位置していれば、その注目画
素PTが近接した周囲画素の画素値を注目画素PTの画素
値とし、一方、注目画素PTが周囲画素PA、PB、PC
Dのいずれにも近接して位置していなければ、周囲画
素PA、PB、PC、PDの画素値を用いた積和演算の結果
を注目画素PTの画素値とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】低解像度の画像を高解像度の
画像に変換する画像処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】低解像度の画像を高解像度の画像に変換
する画像処理方法として様々なものが提案されている。
例えば、図4の(イ)に示すように、注目画素PTを囲
む元画素(以下、「周囲画素」と言う)PA、PB
C、PDのうちの注目画素PTに最も近い画素の画素値
を注目画素PTとする最近接内挿方法や、同図の(ロ)
に示すように、元画素の間隔をdとし、また、周囲画素
A、PB、PC、PDの画素値をそれぞれA、B、C、D
とし、また、注目画素PTが周囲画素PAから横方向、縦
方向にそれぞれ距離i、jだけ離れているとすると、内
挿画素PTの値Tを、T={(d−i)(d−j)A+i(d
−j)B+(d−i)jC+ijD}/d2として、周囲画
素の画素値を用いた積和演算の結果を注目画素の画素値
とする双一次内挿方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記最近接内挿方法や
双一次内挿方法は、簡単な構成で実現可能であるという
利点はあるものの、以下のような問題がある。まず、最
近接内挿方法では、視覚的にブロックが目立ってしまい
画質が良くない。また、双一次内挿方法では、スムージ
ングがかかった画面が得られるが、文字や図形などのシ
ャープな部分やエッジ部分がぼやけてしまう。
【0004】このため、実際には、より複雑な方法で解
像度変換が行われることが多い。例えば、注目画素の画
素値を求めるのにより多くの元画素の値を用いたり、比
較的簡単な方法で解像度変換を行って得られた画素の値
に輪郭補正成分のデータを生成して加算したりする方法
がある。
【0005】しかしながら、これらの方法を実現するた
めには構成が複雑になるので、解像度変換を行う装置の
回路規模が増大するとともに、コストの上昇を伴うとい
う問題がある。また、処理が複雑であるので、処理の同
時性を確保するのが難しいという問題もある。
【0006】そこで、本発明は、低解像度の画像を高解
像度の画像に変換する画像処理方法であって、ハードの
回路規模の増大及びコストの上昇を抑えるとともに、処
理の同時性の確保を容易にした上で、解像度変換後の画
像の画質を向上させた画像処理方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、低解像度の画像を高解
像度の画像に変換する画像処理方法において、その画素
値を求めようとしている画素である注目画素と解像度変
換対象である原画像の画素である元画素のうちの前記注
目画素の周囲に位置する画素である周囲画素との位置関
係に応じて、前記周囲画素のうちの前記注目画素に最も
近い画素の画素値と、前記周囲画素の画素値を用いた積
和演算の結果とのどちらか一方を前記注目画素の画素値
とするようにしている。
【0008】以上の方法により、ブロック状のパターン
が目立たない範囲で近接する元画素の画素値を代入する
とともに、注目画素がどの元画素からも比較的離れて位
置する場合はその重み付けをより強調した上で線形補間
を行うようにすることができる。
【0009】また、前記周囲画素の画素値を用いた所定
の演算の結果に基づいて、上記方法により注目画素の画
素値を求めるか、それとも、その他の方法により注目画
素の画素値を求めるかを切り換えるようにしても良い。
【0010】例えば、隣接する周囲画素の画素値の差の
大きさによってエッジ成分や文字・図形などであるか否
かを判別することができるので、以上のようにすれば、
上記請求項1に記載の画像処理方法により補間を行うの
か、それとも、その他の方法により補間を行うのかが画
像の属性に応じて切り換えられる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。本発明の第1実施形態である
画像処理方法では、注目画素と周囲画素との位置関係に
応じた方法で注目画素の画素値を求めるようになってい
る。具体的には、図1に示すように、注目画素PT及び
4つの周囲画素PA、PB、PC、PDに関して、横方向、
縦方向にそれぞれ隣接する2つの周囲画素の間隔を
x、dy、注目画素PTが周囲画素PAから横方向にi、
縦方向にjだけそれぞれ離れた位置にあるとすると、注
目画素PTの値Tを以下のようにして求める。
【0012】(1)i<txかつj<tyのとき(すなわ
ち、注目画素PTが領域R1に位置するとき)には、T
=Aとする。 (2)tx≦i≦dx−txかつj<tyのとき(すなわ
ち、注目画素PTが領域R2に位置するとき)には、 T={(dx−tx−i)A+(i−tx)B}/(dx−2t
) とする。 (3)d−tx<iかつj<tyのとき(すなわち、注
目画素PTが領域R3に位置するとき)には、T=Bと
する。 (4)i<txかつty≦j≦dy−tyのとき(すなわ
ち、注目画素PTが領域R4に位置するとき)には、 T={(dy−ty−j)A+(j−ty)C}/(dy−2
y) とする。 (5)tx≦i≦dx−txかつty≦j≦dy−tyのとき
(すなわち、注目画素PTが領域R5に位置するとき)
には、 T=(K12A+K23B+K14C+K34D)/(dx
−2tx)(dy−2ty) とする。但し、K1=dx−tx−i、K2=dy−ty
j、K3=i−tx、K4=j−tyである。 (6)dx−tx<iかつty≦j≦dy−tyのとき(す
なわち、注目画素PTが領域R6に位置するとき)に
は、 T={(dy−ty−j)B+(j−ty)D}/(dy−2
y) とする。 (7)i<txかつd−ty<jのとき(すなわち、注目
画素PTが領域R7に位置するとき)には、T=Cとす
る。 (8)tx≦i≦dx−txかつdy−ty<jのとき(す
なわち、注目画素PTが領域R8に位置するとき)に
は、 T={(dx−tx−i)C+(i−tx)D}/(dx−2
x) とする。 (9)dx−tx<iかつdy−ty<jのとき(すなわ
ち、注目画素PTが領域R9に位置するとき)には、T
=Dとする。
【0013】ここで、横方向、縦方向の別々に考え、例
えば、図1における2つの周囲画素PA、PBを用いた横
方向のみへの補間に着目して見ると、注目画素PTの画
素値Tは、 i<txときには、T=A tx≦i≦dx−txのときには、 T={(dx−tx−i)A+(i−tx)B}/(dx−2
x) dx−tx<iのときには、T=Bとなり、注目画素PT
の画素値TをT=αA+βBで表すとすると、iとα、
iとβはそれぞれ図2の(イ)、(ロ)中に実線で示す
関係がある。尚、双一次内挿方法によるiとα、iとβ
の関係を同図中に破線で示しておく。
【0014】すなわち、本第1実施形態の画像処理方法
では、注目画素と周囲画素との位置関係に応じて補間方
法を切り換えている。具体的には、注目画素が周囲画素
に近接していれば、その周囲画素の画素値を注目画素の
画素値とし、一方、注目画素が周囲画素に近接していな
ければ、周囲画素の画素値を用いた積和演算の結果を注
目画素の画素値としている。尚、横方向には距離tx
縦方向には距離tyをそれぞれ閾値として、注目画素が
周囲画素に近接しているか否かを判定している。
【0015】ここで、例えば、コンピュータの画面出力
で使用される小さな文字・図形は構成する画素数が少な
く、線も細いものが多い。これを従来の方法により低い
倍率(1倍〜3倍程度)で拡大すると、原画像の原形が
失われ、判読が困難になることもあった。特に、双一次
内挿方法を用いると、幅が1画素の斜めの直線などは影
響を受けやすかった。
【0016】これに対して、本第1実施形態の画像処理
方法では、距離tx、tyを例えば0.25dx、0.2
5dyなどの値にそれぞれ設定すれば、回路構成が簡単
で済む。そして、注目画素の画素値として、ブロック状
のパターンが目立たない範囲で近接する元画素の画素値
を代入するとともに、注目画素がどの元画素からも比較
的離れて位置する場合はその重み付けをより強調した上
で線形補間を行うことになるので、文字・図形などのシ
ャープな画像出力が要求される場合には、双一次内挿方
法と比較して解像度変換後の画像はぼやけの少ないもの
となる。また、最近接内挿方法と比較してもブロックは
目立たなくなる。したがって、本第1実施形態の画像処
理方法は、細かい文字・図形からなる画像を低倍率で拡
大して解像度変換を行う場合に特に適した方法であると
言える。
【0017】また、ラプラシアンなどのフィルタを用い
て輪郭補正を行う方法も従来からあったが、この方法で
は演算でオーバーフローやアンダーフローが生じる場合
があり、回路的なリミッタを設ける必要があった。これ
に対して、上記第1実施形態の画像処理方法では、この
ような問題が生じることはなく、双一次内挿方法とほぼ
同程度の回路規模で実現することができる。また、処理
の同時性を確保するのも容易である。
【0018】次に本発明の第2実施形態である画像処理
方法について説明する。本第2実施形態の画像処理方法
を実現する画像処理装置のブロック図を図3に示す。同
図に示す各ブロックについて説明する。
【0019】1は解像度変換の対象である画像を構成す
る元画素の画素値が入力される入力端子である。2は入
力端子1から入力された画素値をもとに双一次内挿方法
にて補間を行う線形補間回路である。3は入力端子1か
ら入力された画素値をもとに上記第1実施形態の方法に
て補間を行う非線形補間回路である。4は線形補間回路
2の出力と非線形補間回路3の出力とを入力しており、
どちらか一方を選択するセレクタである。
【0020】5は注目画素を囲む元画素の画素値の差で
ある隣接画素差分を求める隣接画素差分回路である。6
は隣接画素差分回路5で求められた隣接画素差分を閾値
入力端子7から入力される閾値と比較し、その結果、隣
接画素差分の方が閾値よりも小さければ線形補間回路2
の出力を、一方、隣接画素差分の方が閾値よりも大きけ
れば非線形補間回路3の出力を、それぞれ選択するよう
にセレクタ4を制御する比較器である。8はセレクタ4
にて選択された画素値を出力するための出力端子であ
る。
【0021】以上の構成により、隣接画素差分が閾値よ
りも大きい部分には、上記第1実施形態の画像処理方法
により補間が行われ、一方、隣接画素差分が閾値よりも
小さい部分には、双一次内挿方法により補間が行われ
る。
【0022】したがって、エッジ成分や文字・図形など
では、隣接する画素の画素値の差が大きくなることから
して、エッジ成分や文字・図形などである可能性が高い
場合には、より元画素の成分を保存するように機能する
上記第1実施形態の方法により補間が行われ、一方、そ
れ以外の場合には、スムージングがかかる双一次内挿方
法により補間が行われる。
【0023】このようにして、本第2実施形態の方法で
は、画像の属性(エッジ成分や文字・図形などであるか
否か)に適した方法で補間が行われるので、解像度変換
後の画質を向上させることができる。尚、閾値入力端子
7に入力される閾値を制御することにより、画質の調整
を行うこともできる。
【0024】また、上記第1実施形態の方法は回路機構
的に双一次内挿方法と親和性が高いので、双一次内挿方
法にて補間を行う線形補間回路2と上記第1実施形態の
方法にて補間を行う非線形補間回路3とは回路構成の多
くの部分を共用することが可能であり、したがって、回
路規模の増大を極力抑えることができる。
【0025】尚、本第2実施形態の画像処理方法では、
隣接画素差分の大きさによっては、上記第1実施形態の
画像処理方法の代わりに双一次内挿方法により補間を行
うようになっているが、解像度変換対象である画像の属
性に応じてその他の補間方法を用いるようにしても良
い。
【0026】また、本第2実施形態の画像処理方法で
は、隣接画素差分の大きさを1つの閾値と比較すること
で、上記第1実施形態の画像処理方法と他の1つの補間
方法との2つの補間方法のいずれか1つに切り換えるよ
うになっているが、隣接画素差分の大きさを複数の閾値
と比較することで、上記第1実施形態の画像処理方法と
他の複数の補間方法との3つ以上の補間方法のいずれか
1つに切り換えるようにしてもよい。
【0027】また、本第2実施形態の画像処理方法で
は、補間方法の切り換えを、隣接画素差分の大きさに基
づいて行うようになっているが、このようにする代わり
に、周囲画素の画素値を用いた他の演算結果に基づいて
行うようにしても良い。どのような演算を行うかは、解
像度変換対象である画像の属性などによって決定すれば
良い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
方法によれば、低解像度の画像を高解像度の画像に変換
するにあたって、回路規模の増大及びコストの上昇を抑
えるとともに、処理の同時性の確保を容易にした上で、
解像度変換後の画像の画質を向上させることができる。
請求項1に記載の画像処理方法は、細かい文字・図形か
らなる画像を低倍率で拡大して解像度変換を行う場合に
特に適している。特に、第2の実施形態の画像処理方法
は、より多くの属性の画像に対して解像度変換後の画像
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 注目画素と周囲画素との位置関係を示す図で
ある。
【図2】 一次元方向への補間で考えたときに第1実施
形態の画像処理方法を積和演算で表わした場合の係数と
注目画素の位置との関係を示す図である。
【図3】 本発明の第2実施形態である画像処理方法を
実現する画像処理装置のブロック図である。
【図4】 最近接内挿方法及び双一次内挿方法を説明す
るための図である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 線形補間回路 3 非線形補間回路 4 セレクタ 5 隣接画素差分回路 6 比較器 7 閾値入力端子 8 出力端子 PT 注目画素 PA、PB、PC、PD 周囲画素

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 低解像度の画像を高解像度の画像に変換
    する画像処理方法において、その画素値を求めようとし
    ている画素である注目画素と解像度変換対象である原画
    像の画素である元画素のうちの前記注目画素の周囲に位
    置する画素である周囲画素との位置関係に応じて、前記
    周囲画素のうちの前記注目画素に最も近い画素の画素値
    と、前記周囲画素の画素値を用いた積和演算の結果との
    どちらか一方を前記注目画素の画素値とすることを特徴
    とする画像処理方法。
JP11053718A 1999-03-02 1999-03-02 画像処理方法 Pending JP2000253235A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228107A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Yamaha Corp 画像処理方法および装置
US7826686B2 (en) 2005-03-18 2010-11-02 Seiko Epson Corporation Pixel interpolation apparatus and pixel interpolation program product

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JP2006228107A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Yamaha Corp 画像処理方法および装置
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