JPH08242360A

JPH08242360A - 画像処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH08242360A
Application number: JP4402595A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Hirai; 雄一平井; Hiroaki Kitazawa; 宏明北沢; Masaya Kikuta; 昌哉菊田; Norio Shimura; 典男志村; Kunio Imai; 邦雄今井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】低解像度の入力画像を高品質の高解像度の出
力画像に変換できる画像処理方法及び装置を提供する。【構成】切替器１４により周辺画素の平均値が近いと
きにはエッジ作成部１３からの２値化情報を遮断するよ
うにスイッチ１８を制御し、本来エッジの出現しない画
像箇所においてはエッジ情報を用いず線形補間処理部１
１からの情報のみを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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、低解像情報から高解像情報
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をもつ多値画像、
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
変換方法が異なっている。

【０００３】本発明で対象としている画像は、各画素毎
に階調情報を持つ自然画像等の多値画像であるが、従来
の内挿方法は図７に示すような内挿点に最も近い画素と
同じ画素値を配列する最近内挿方法や、図８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次内挿方法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)）

【０００５】

【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る。即ち、図７
の方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という欠点がある。

【０００６】図８の方法は、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。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、
文字等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。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたもので、低解像度の入力画像を高品質の高解像度の
出力画像に変換できる画像処理方法及び装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【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。即
ち、入力画像情報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であって、低解像度上の注目
画素に対応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)画素を２値化する
際の２値化閾値を注目画素の周辺画素より生成する生成
工程と、前記生成工程で生成された２値化閾値により前
記（Ｎ×Ｍ）画素を２値化する２値化工程と、前記生成
工程で生成された２値化閾値と前記周辺画素の平均値と
の比較結果に応じて前記２値化工程での２値化結果を出
力するか否かを制御する制御工程とを有する。

【０００９】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。即ち、入力
画像情報を低解像度情報から高解像度情報に解像度変換
する画像処理装置であって、低解像度上の注目画素に対
応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)画素を２値化する際の２値
化閾値を注目画素の周辺画素より生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された２値化閾値により前記（Ｎ×
Ｍ）画素を２値化する２値化手段と、前記生成手段で生
成された２値化閾値と前記周辺画素の平均値との比較結
果に応じて前記２値化手段での２値化結果を出力するか
否かを制御する制御手段とを備える。

【００１０】

【作用】かかる構成において、低解像度上の注目画素に
対応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)画素を２値化する際の２
値化閾値を注目画素の周辺画素より生成し、生成された
２値化閾値により（Ｎ×Ｍ）画素を２値化し、２値化閾
値と前記周辺画素の平均値との比較結果に応じて前記２
値化手段での２値化結果を出力するか否かを制御するよ
うに動作する。

【００１１】

【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。本発明の画像処理装置
は、主としてプリンタ等の画像出力装置内部に具備する
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、ホストコンピュータ内のアプリケーションソフトと
して内蔵することも可能である。

【００１２】図１は、本実施例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。図中、１１は線形補
間処理部であり、低解像度情報に対し（例えば、共１次
補間による線形補間処理により）縦Ｎ倍、横Ｍ倍の線形
補間情報を生成する。１３はエッジ生成部であり、注目
画素をＮ×Ｍ倍に線形補間したときに発生する画像の補
間によるぼけをなくすためにエッジ情報を生成する。こ
のエッジ生成部１３については、更に詳述する。１２は
配分比率決定部であり、線形補間処理部１１による生成
情報とエッジ生成部１３によるエッジ情報との出力バラ
ンスを決定する。本実施例では、線形補間処理部１１で
得た画像情報とエッジ生成部１３で得たエッジ情報とを
配分比率決定部１２で決定された比率によって１５、１
６の乗算器と１７の加算器によって分配する。１４は切
替器であり、注目画素周辺の参照画素とエッジ生成時の
閾値とを比較し、平坦画像又はそれに近い急峻なエッジ
のない画像処理時には１８のスイッチを切り離し、エッ
ジ情報を出力に伝達しない作用を施す。

【００１３】従来方法では、線形補間処理部１１で得た
画像情報とエッジ生成部１３で得たエッジ情報とを如何
なる条件下においても配分比率決定部１２によるある比
率によって乗算器１５、１６と加算器１７によって分配
されていた。これに対して、本実施例では、上述の切替
器１４及びスイッチ１８によって強制的にエッジ情報の
出力伝達を遮断することを特徴とする。

【００１４】図２は、本実施例におけるエッジ生成部１
３の構成を示すブロック図である。図中、１００は入力
端子を示し、図４の（ａ）に示すような低解像の画像情
報が入力される。この低解像度情報は、線形補間処理部
１０１に送られ、線形補間（共１次補間）処理により元
のサンプリング間の画素が埋められ、図４の（ｂ）に示
すような縦Ｎ倍、横Ｍ倍の補間情報が作成される。尚、
線形補間については、図８に示した従来例で説明したた
め省略する。そして、１０２の最大値・最小値検出部、
１０３の閾値決定部、１０６の２値化部により低解像度
画像の注目画素（図４に示す（ａ）のＥの画素に担当）
を中心とするＮ画素×横画素の補間情報のブロック（低
解像度の１画素に対応、図４に示す（ｂ）の太線内）毎
にエッジ情報を生成する。

【００１５】具体的には、まず最大値・最小値検出部１
０２により低解像画像の注目画素Ｅの近傍画素のウイン
ドウ内（図４に示す（ａ）の点線内）の最大値(ＭＡＸ)
情報・最小値(ＭＩＮ)情報を検出する。検出されたＭＡ
Ｘ情報・ＭＩＮ情報は、閾値決定部１０３に送出され、
注目画素Ｅを中心とする補間情報のブロックを２値化す
る際に参照される閾値が決定される。また、この閾値は
１０４の出力端子から出力され、本実施例の特徴箇所で
ある切替器１４に転送される。本実施例では、閾値（以
下、「ＴＨ」とする）を次式のように決定している。

【００１６】ＴＨ＝（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２次に、画素位置毎の量子化代表値（ＭＡＸ値・ＭＩＮ
値）は２値化部１０６に送出され、線形補間処理部１０
１で生成された注目画素Ｅを中心とするブロックの補間
情報が２値化される。ここでは、２値化閾値と補間画素
との比較を行い、その大小によりＭＡＸ値・ＭＩＮ値に
置き換えていき２値化する。

【００１７】図５は、本実施例における線形補間及びエ
ッジ情報を出力にどう反映させるかを決定する閾値Ｔ
Ｈ，平均値ＡＶの関係を示す図である。また図５に示す
例では、説明を簡単にするため、１次元方向で示してあ
る。図中、「○」印は低解像度上のサンプリング点を示
し、「×」印はその間を内挿する補間点の画素を示して
いる。中央に位置する○印の点を注目画素とする。図
中、（ａ）は上述のＴＨとＡＶに差があるときの様子
を、同（ｂ）にはＴＨとＡＶが僅差であるときの様子を
示している。ここで、上述のＴＨとＡＶとの差をそれぞ
れＸ１，Ｘ２とすると、図からも明らかなように、周辺
画素を含め平坦な画像である（ｂ）は差Ｘ２が小さい。

【００１８】即ち、本実施例では、差Ｘ１のようにある
程度の幅をもっているときには配分比率決定部１２に従
ってエッジ情報を出力に伝達し、差Ｘ２のように狭幅時
にはエッジ生成部１３の結果をスイッチ１８により遮断
し、出力に伝達しないように制御する（図１参照）。こ
の時の切替器１４の動作を図３を用いて説明する。図３
は、本実施例における切替器１４の構成を示すブロック
図である。図中、１００１は低解像の周辺画素を入力す
る入力端子、１００２はエッジ生成部１３の出力端子１
０４より閾値データを入力する入力端子である。１００
３は平均値算出部であり、入力端子１００１より参照画
素データを入力し、内部演算により注目画素を含め平均
値を算出する。１００４は比較器であり、算出された平
均値と入力端子１００２より入力した閾値とを比較す
る。尚、この比較器１００４内にも図５に示した差Ｘ
１、Ｘ２に相当する差分結果を判断する閾値を持ってい
る。この値を拡げるほど、画像が平坦な傾向にある場
合、線形補間結果をそのまま出力するようにスイッチ１
８を制御する信号を１００５の出力端子から出力する。
その結果、画像平坦部に突然ブロック単位のノイズが出
現するような画像劣化を防止することができる。

【００１９】

【他の実施例】次に、本発明に係る他の実施例を図面を
参照しながら以下に説明する。図６は、他の実施例によ
る画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。こ
の実施例では、図１に示した配分比率決定部１２で決定
される配分比率を固定値としたものである。図６におい
て、線形補間処理部１１、エッジ生成部１３、乗算器１
５，１６、加算器１７は前述した実施例で示した制御動
作と何ら変るところがないので説明を省略する。

【００２０】他の実施例の特徴であるところの固定配分
比率部１２０は、ある任意の値を（唯一、又は複数）持
ち、入力である低解像度画像の特性に関わらず、一定の
比率で乗算器１５，１６にて乗算を行い、加算器１７を
通して高解像度の画像を出力するものである。この固定
配分比率部１２０の設定値は、実験的に確定するもので
ある。他の実施例はアニメーションのような平坦とエッ
ジのはっきりした画像が対象なのではなく、グラデーシ
ョンが重要となる自然画像に対する軽度の輪郭補正とし
て有効である。

【００２１】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。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。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力した低解像度情報からエッジ情報を推測作成する方
式において、出力画像の階調性がなくなり絵画調となる
傾向があるという問題は、画素信号の微小変化時にはエ
ッジ情報の出力を遮断すること、補間情報とエッジ情報
とを固定配分比率にし、過度のエッジ強調を無くすこと
によって解決できる。また、固定配分比率により、従来
演算により算出していた配分比率を固定としたために当
該処理速度の短縮が可能となる。

【００２３】また、入力画像の内容に制約はないが、特
に自然画像に対してグラデーションを大切にしながら、
かつ、適当な輪郭の補正を可能にすることにより従来に
ない高品質の高解像度画像を出力することが可能とな
る。

【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構成を示す概
略ブロック図である。

【図２】本実施例におけるエッジ生成部１３の構成を示
すブロック図である。

【図３】本実施例における切替器１４の構成を示すブロ
ック図である。

【図４】原画像と線形補間画像の説明図である。

【図５】本実施例における線形補間及びエッジ情報を出
力にどう反映させるかを決定する閾値ＴＨ，平均値ＡＶ
の関係を示す図である。

【図６】他の実施例による画像処理装置の構成を示す概
略ブロック図である。

【図７】従来例における最近接内挿法を示す図である。

【図８】従来例における共１次内挿法を示す図である。

【符号の説明】

１１線形補間処理部１２配分比率決定部１３エッジ生成部１４切替器１５乗算器１６乗算器１７加算器１００入力端子１０１線形補間処理部１０２最大値、最小値検出部１０３閾値決定部１０４出力端子１０６２値化部１０７出力端子１２０固定配分比率部１００１入力端子１００２入力端子１００３平均値算出部１００４比較器１００５出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志村典男東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者今井邦雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像情報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であって、低解像度上の注目画素に対応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)
画素を２値化する際の２値化閾値を注目画素の周辺画素
より生成する生成工程と、前記生成工程で生成された２値化閾値により前記（Ｎ×
Ｍ）画素を２値化する２値化工程と、前記生成工程で生成された２値化閾値と前記周辺画素の
平均値との比較結果に応じて前記２値化工程での２値化
結果を出力するか否かを制御する制御工程とを有するこ
とを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】前記制御工程は、２値化閾値と平均値と
の比較結果が僅差の場合、２値化結果を出力しないよう
に制御することを特徴とする請求項１記載の画像処理方
法。
【請求項３】入力画像情報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装置であって、低解像度上の注目画素に対応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)
画素を２値化する際の２値化閾値を注目画素の周辺画素
より生成する生成手段と、前記生成手段で生成された２値化閾値により前記（Ｎ×
Ｍ）画素を２値化する２値化手段と、前記生成手段で生成された２値化閾値と前記周辺画素の
平均値との比較結果に応じて前記２値化手段での２値化
結果を出力するか否かを制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】前記制御手段は、２値化閾値と平均値と
の比較結果が僅差の場合、２値化結果を出力しないよう
に制御することを特徴とする請求項３記載の画像処理装
置。
【請求項５】入力画像情報を低解像度情報から高解像
度情報に解像度変換する補間処理手段を有する画像処理
装置であって、低解像度上の注目画素に対応する高解像度上の(Ｎ×Ｍ)
画素を２値化する２値化手段と、前記補間処理手段での補間結果と、前記２値化手段での
２値化結果の出力配分比率を固定値とする固定配分比率
出力手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。