(57)【要約】  【課題】  カラー画像を高速かつ高画質に拡大することができる画像処理装置を提供する。  【解決手段】  画像処理装置２は、入力されたカラー画像の各色成分画像に基づいて１つの合成画像を作成し、作成された合成画像（サンプル画像）を高速拡大アルゴリズムと高画質拡大アルゴリズムとでそれぞれ拡大し、拡大されたサンプル画像の差分値を算出する。そして、画像処理装置２は、入力されたカラー画像の各色成分画像の階調変化量（エッジ量）に応じて、算出された差分値を補正量として分配し、分配された差分値（補正量）を用いて、高速拡大アルゴリズムにより拡大された入力カラー画像の各色成分画像を補正して、高画質なカラー拡大画像を得る。【選択図】図４
2006013751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理装置であって、
第１の拡大処理を適用して、画像を拡大する第１の拡大手段と、
この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、画像を拡大する第２の拡大手段と、
入力されたカラー画像のうち少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成するサンプル作成手段と、
前記サンプル作成手段により作成されたサンプル画像について、前記第１の拡大手段により拡大された画像と前記第２の拡大手段により拡大された画像との差分を算出する差分算出手段と、
前記第２の拡大手段により拡大された前記カラー画像の色成分画像それぞれと、前記差分算出手段により算出された差分と、各色成分画像の階調変化量とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する拡大画像生成手段と
を有する画像処理装置。
【請求項２】
各色成分画像の階調変化量に応じて、前記差分算出手段により算出された差分を分配値に分けて、それぞれの色成分画像に分配する差分分配手段
をさらに有し、
前記拡大画像生成手段は、前記第２の拡大手段により拡大された色成分画像それぞれと、前記差分分配手段によりそれぞれの色成分画像に分配された分配値とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
入力されるカラー画像は、ＲＧＢの各色成分画像を含み、
前記サンプル作成手段は、ＲＧＢの各色成分画像を用いて、サンプル画像を作成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
拡大処理を複数回繰り返して所望の拡大画像を得る場合に、それぞれの拡大処理に対して、前記第１の拡大手段のみによるカラー画像の拡大処理と、サンプル画像について算出された差分に基づくカラー画像の拡大処理とを切り替えて適用する制御手段
をさらに有する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１の拡大処理は、前記第２の拡大処理よりも高画質な拡大画像を生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理方法であって、
少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成し、
第１の拡大処理を適用して、作成されたサンプル画像を拡大し、
この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、このサンプル画像を拡大し、
前記第１の拡大処理により拡大されたサンプル画像と前記第２の拡大処理により拡大されたサンプル画像との差分を算出し、
各色成分画像の階調変化量に応じて、算出された差分をそれぞれの色成分画像に分配し、
前記第２の拡大処理により拡大された色成分画像それぞれと、それぞれの色成分画像に分配された差分とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する
画像処理方法。
【請求項７】
拡大処理を複数回繰り返して所望の拡大画像を得る場合に、少なくとも最初の拡大処理において、前記第１の拡大処理のみを適用してカラー画像を拡大し、少なくとも最後の拡大処理において、前記サンプル画像について算出された差分に基づく拡大処理を適用してカラー画像を拡大する
請求項６に記載の画像処理方法。
【請求項８】
複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理装置において、
少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成するステップと、
第１の拡大処理を適用して、作成されたサンプル画像を拡大するステップと、
この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、このサンプル画像を拡大するステップと、
前記第１の拡大処理により拡大されたサンプル画像と前記第２の拡大処理により拡大されたサンプル画像との差分を算出するステップと、
各色成分画像の階調変化量に応じて、算出された差分をそれぞれの色成分画像に分配するステップと、
前記第２の拡大処理により拡大された色成分画像それぞれと、それぞれの色成分画像に分配された差分とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成するステップと
を前記画像処理装置に実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像の拡大処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、Ｌ情報については精細画素密度変換手段を用い、Ｃ１，Ｃ２情報については最近傍置換処理を用いる画像処理装置を開示する。また、特許文献２は、４：２：２フォーマットの場合に、輝度信号に対してキュービック補間を行い、クロマ信号に対して直線補間を行う画像信号処理装置を開示する。また、特許文献３は、Ｙデータは９個の画素によるラグランジュの補間式を、ＵＶデータは４個の画素による線形補間式をそれぞれ用いて補間演算を行うディジタル撮像装置を開示する。
また、特許文献４は、Ｙプレーンについては曲面補間処理を行い、Ｕプレーンについては直線補間処理を行い、Ｖプレーンについては最近傍処理を行うカラーイメージ処理装置を開示する。また、特許文献５は、色成分や輝度成分ごとに、相似画像ブロックを検出するための所定条件を変更することができる画像処理装置を開示する。また、特許文献６は、輝度成分は二つ以上の補間方法で補間し、二つの色差成分は輝度成分の補間方法の種類以下の方法で補間する画像データ間引き・補間装置を開示する。
【特許文献１】特開平５−１２０４２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９１３９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２５０２３９号公報
【特許文献４】特開２０００−１８２０２２号公報
【特許文献５】特開２００２−１６３６４８号公報
【特許文献６】特開２００２−３００３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上述した背景からなされたものであり、カラー画像を高速かつ高画質に拡大する画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
［画像処理装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像処理装置は、複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理装置であって、第１の拡大処理を適用して、画像を拡大する第１の拡大手段と、この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、画像を拡大する第２の拡大手段と、入力されたカラー画像のうち少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成するサンプル作成手段と、前記サンプル作成手段により作成されたサンプル画像について、前記第１の拡大手段により拡大された画像と前記第２の拡大手段により拡大された画像との差分を算出する差分算出手段と、前記第２の拡大手段により拡大された前記カラー画像の色成分画像それぞれと、前記差分算出手段により算出された差分と、各色成分画像の階調変化量とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する拡大画像生成手段とを有する。
【０００５】
好適には、各色成分画像の階調変化量に応じて、前記差分算出手段により算出された差分を分配値に分けて、それぞれの色成分画像に分配する差分分配手段をさらに有し、前記拡大画像生成手段は、前記第２の拡大手段により拡大された色成分画像それぞれと、前記差分分配手段によりそれぞれの色成分画像に分配された分配値とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する。
【０００６】
好適には、入力されるカラー画像は、ＲＧＢの各色成分画像を含み、前記サンプル作成手段は、ＲＧＢの各色成分画像を用いて、サンプル画像を作成する。
【０００７】
好適には、拡大処理を複数回繰り返して所望の拡大画像を得る場合に、それぞれの拡大処理に対して、前記第１の拡大手段のみによるカラー画像の拡大処理と、サンプル画像について算出された差分に基づくカラー画像の拡大処理とを切り替えて適用する制御手段をさらに有する。
【０００８】
好適には、前記第１の拡大処理は、前記第２の拡大処理よりも高画質な拡大画像を生成する。
【０００９】
［画像処理方法］
また、本発明にかかる画像処理方法は、複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理方法であって、少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成し、第１の拡大処理を適用して、作成されたサンプル画像を拡大し、この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、このサンプル画像を拡大し、前記第１の拡大処理により拡大されたサンプル画像と前記第２の拡大処理により拡大されたサンプル画像との差分を算出し、各色成分画像の階調変化量に応じて、算出された差分をそれぞれの色成分画像に分配し、前記第２の拡大処理により拡大された色成分画像それぞれと、それぞれの色成分画像に分配された差分とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成する。
【００１０】
好適には、拡大処理を複数回繰り返して所望の拡大画像を得る場合に、少なくとも最初の拡大処理において、前記第１の拡大処理のみを適用してカラー画像を拡大し、少なくとも最後の拡大処理において、前記サンプル画像について算出された差分に基づく拡大処理を適用してカラー画像を拡大する。
【００１１】
［プログラム］
また、本発明にかかるプログラムは、複数の色成分画像で構成されたカラー画像を拡大する画像処理装置において、少なくとも１つの色成分画像を用いてサンプル画像を作成するステップと、第１の拡大処理を適用して、作成されたサンプル画像を拡大するステップと、この第１の拡大処理よりも高速な拡大処理が可能な第２の拡大処理を適用して、このサンプル画像を拡大するステップと、前記第１の拡大処理により拡大されたサンプル画像と前記第２の拡大処理により拡大されたサンプル画像との差分を算出するステップと、各色成分画像の階調変化量に応じて、算出された差分をそれぞれの色成分画像に分配するステップと、前記第２の拡大処理により拡大された色成分画像それぞれと、それぞれの色成分画像に分配された差分とに基づいて、入力されたカラー画像の拡大画像を生成するステップとを前記画像処理装置に実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像処理装置によれば、カラー画像を高速かつ高画質に拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の実施形態］
まず、本発明の理解を助けるために、その背景及び概略を説明する。
画像の拡大（すなわち、解像度変換）を行う場合に、高画質拡大アルゴリズムを適用すると、高画質な拡大画像が得られる一方で、拡大処理の負荷が大きく処理速度が低下してしまう。例えば、画像拡大アルゴリズムには、最近傍法（Nearest Neighbor法）、線形補間法（Bilinear法）、３次畳み込み法（Cubic Convolution法）、及び、フラクタルの概念に基づくフラクタル拡大法などがある。最近傍法は、高速処理が可能な高速拡大アルゴリズムであるが、拡大画像の画質があまりよくない。また、フラクタル拡大法は、高画質な拡大画像を得ることができるが、拡大処理に時間がかかる。このような状況において、高画質な拡大画像を高速に得ることができる画像拡大アルゴリズムが望まれている。特に、拡大処理の対象が複数の色成分画像からなるカラー画像である場合には、複数の色成分画像それぞれが拡大される必要があるため、拡大処理の高速化（すなわち、処理負荷の低減）がより重要になる。
【００１４】
図１は、高画質な拡大画像を高速に得ることができる画像拡大アルゴリズムを説明する図であり、図１（Ａ）は、一部の色成分画像についてのみ高画質拡大アルゴリズムを適用して全体として高速化する方法（特許文献３に相当）を示し、図１（Ｂ）は、高速拡大アルゴリズム及び高画質拡大アルゴリズムでそれぞれ拡大されたサンプル画像の差分に基づいてカラー画像を拡大する方法（本発明に相当）を示す。
図１（Ａ）に示すように、カラー画像が、ＹＵＶ色空間におけるＹ成分画像、Ｕ成分画像及びＶ成分画像で構成されている場合に、Ｙ成分画像についてのみ高画質拡大アルゴリズム（例えば、フラクタル拡大法）を適用し、他のＵ成分画像及びＶ成分画像については高速拡大アルゴリズム（例えば、最近傍法）を適用して、全体としての処理速度を向上させる方法が考えられる。
この場合に、Ｙ成分画像は高画質な拡大画像となり、Ｕ成分画像及びＶ成分画像は低画質な拡大画像となる。したがって、カラー画像として見た場合に、色差成分（Ｕ成分及びＶ成分）の階調変化が少ない領域では高画質となるが、輝度成分（Ｙ成分）の階調変化が少なく、かつ、色差成分の階調変化が大きな領域（Ｕ成分画像又はＶ成分画像のエッジ部分）では、Ｕ成分画像及びＶ成分画像における画質劣化が顕在化する。これは、高速拡大アルゴリズムによる画質劣化がエッジ部分に発生しやすいという性質に起因する。換言すると、高速拡大アルゴリズムにより拡大された拡大画像と高画質拡大アルゴリズムにより拡大された拡大画像との相違は、エッジ部分に発生しやすく、顕在化する可能性が高い。
【００１５】
そこで、本実施形態における画像処理装置２は、色成分画像それぞれの階調変化量に応じて、高速拡大アルゴリズムによる画質劣化を補正することにより、カラー画像の高速かつ高画質な拡大処理を実現する。
例えば、図１（Ｂ）に例示するように、画像処理装置２は、入力されたカラー画像の各色成分画像に基づいて１つの合成画像を作成し、作成された合成画像（サンプル画像）を高速拡大アルゴリズムと高画質拡大アルゴリズムとでそれぞれ拡大し、拡大されたサンプル画像の差分値を算出する。そして、画像処理装置２は、入力されたカラー画像の各色成分画像の階調変化量（エッジ量）に応じて、算出された差分値を補正量として分配し、分配された差分値を用いて、高速拡大アルゴリズムにより拡大された入力カラー画像の各色成分画像を補正して、高画質なカラー拡大画像を得る。
これにより、全ての色成分画像に対して高画質拡大アルゴリズムを適用した場合よりも拡大処理を高速化でき、かつ、十分な画質を実現することができる。
【００１６】
［ハードウェア構成］
次に、画像処理装置２のハードウェア構成を説明する。
図２は、本発明にかかる画像処理方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２０を中心に例示する図である。
図２に例示するように、画像処理装置２は、ＣＰＵ２０２及びメモリ２０４などを含む制御装置２０、通信装置２２、ＨＤＤ・ＣＤ装置などの記録装置２４、並びに、ＬＣＤ表示装置あるいはＣＲＴ表示装置及びキーボード・タッチパネルなどを含むユーザインターフェース装置（ＵＩ装置）２６から構成される。
画像処理装置２は、例えば、画像拡大プログラム５（後述）がインストールされた汎用コンピュータであり、通信装置２２又は記録装置２４などを介してカラー画像の画像データを取得し、取得された画像データを出力解像度に応じて拡大する。例えば、画像処理装置２は、プリンタ装置１０に対して画像データを出力する場合には、６００ｄｐｉ又は２４００ｄｐｉなどの解像度に変換し、ＵＩ装置２６に対して画像データを出力する場合には、７５ｄｐｉなどの解像度に変換する。
【００１７】
［画像拡大プログラム］
図３は、制御装置２０（図２）により実行され、本発明にかかる画像処理方法を実現する第１の画像拡大プログラム５の機能構成を例示する図である。
図３に例示するように、第１の画像拡大プログラム５は、記憶部５００、サンプル作成部５１０、高速拡大部５２０、高画質拡大部５３０、差分算出部５４０、階調変化判定部５５０、差分分配部５６０、拡大画像生成部５７０及び制御部５８０を有する。
画像拡大プログラム５において、記憶部５００は、メモリ２０４（図２）及び記録装置２４（図２）を制御して、入力されたカラー画像の画像データを記憶する。また、記憶部５００は、サンプル作成部５１０、高速拡大部５２０、高画質拡大部５３０、差分算出部５４０、階調変化判定部５５０、差分分配部５６０、拡大画像生成部５７０及び制御部５８０のワークエリアを確保する。
【００１８】
サンプル作成部５１０は、入力されたカラー画像に含まれる色成分画像に基づいて、サンプル画像を作成する。例えば、サンプル作成部５１０は、複数の色成分画像の少なくとも１つを用いてサンプル画像を作成する。本実施形態におけるサンプル作成部５１０は、カラー画像を構成する全ての色成分画像を既定の合成割合で合成し、合成された１つの合成画像をサンプル画像として作成する。色成分画像の合成割合は、色成分画像がＲＧＢ又はＣＭＹなど、３つ存在する場合には、それぞれ３分の１としてもよいし、「０．５」「０．２５」及び「０．２５」などのようにビットシフトのみで合成用の色成分画像を算出できる割合であってもよい。以下では、入力されたカラー画像の色成分がＲＧＢである場合を具体例として説明する。Ｒ、Ｇ及びＢの合成割合は、それぞれｐＲ、ｐＧ及びｐＢとして表す。
なお、サンプル作成部５１０は、画像領域ごとに合成割合を変更してもよい。例えば、サンプル作成部５１０は、各画像領域に表示されるオブジェクトの種類に応じて合成割合を変更することにより、それぞれのオブジェクトで重要な色成分の画質劣化を優先的に抑制する。
【００１９】
高速拡大部５２０（第２の拡大手段）及び高画質拡大部５３０（第１の拡大手段）は、共に画像を拡大する。高速拡大部５２０は、高画質拡大部５３０よりも高速に画像を拡大することができ、例えば、最近傍法を適用する。高画質拡大部５３０は、高速拡大部５２０よりも高画質に画像を拡大することができ、例えば、フラクタル拡大法を適用する。なお、高画質拡大部５３０は、高速拡大部５２０よりもエッジ再現性の高い拡大アルゴリズムを適用することが望ましい。
【００２０】
差分算出部５４０は、高画質拡大アルゴリズムにより拡大されたサンプル画像と、高速拡大アルゴリズムにより拡大されたサンプル画像との差分を算出する。具体的には、差分算出部５４０は、高速拡大部５２０により拡大されたサンプル画像と、高画質拡大部５３０により拡大されたサンプル画像とを画素ごとに比較して、画素ごとの差分値difを算出する。
【００２１】
階調変化判定部５５０は、入力されたカラー画像に含まれる色成分画像それぞれについて、階調変化量を判定する。具体的には、階調変化判定部５５０は、それぞれの色成分画像において、注目画素とこの注目画素の周囲にある画素とを比較して、画素値の変化量を算出する。
例えば、階調変化判定部５５０は、以下の式により、Ｒ成分の階調変化量dif_Rを画素ごとに算出する。
dif_R = |fr(x,y)-fr(x+1,y)| + |fr(x,y)-fr(x,y+1)| + |fr(x,y)-fr(x-1,y)| + |fr(x,y)-fr(x,y-1)|
ここで、fr(x,y)は注目画素の画素値である。
階調変化判定部５５０は、同様に、Ｇ成分画像の階調変化量dif_Gと、Ｂ成分画像の階調変化量dif_Bとを画素ごとに算出する。
なお、本例では、注目画素と上下左右に隣接する４つの画素とを比較して階調変化量が算出されているが、これに限定されるものではなく、例えば、注目画素と周囲の８つの画素とを比較して階調変化量が算出されてもよい。
【００２２】
差分分配部５６０は、各色成分画像の階調変化量に応じて、差分算出部５４０により算出された差分値difを各色成分画像に分配する。具体的には、差分分配部５６０は、各色成分画像の階調変化量を画素ごとに比較して、差分算出部５４０により画素ごとに算出された差分値を、階調変化量の比率（ＲＧＢ間の比率）に応じて画素ごとに分配する。より具体的には、差分分配部５６０は、階調変化量の比率と、サンプル画像における合成比率pR、pG、pBとに応じて、差分値difを各色成分画像に分配する。
例えば、差分分配部５６０は、以下の式により、Ｒ成分画像に分配される分配値ｖＲを画素ごとに算出する。
vR = {（dif）* dif_R } / { pR * dif_R + pG * dif_G + pB * dif_B }
差分分配部５６０は、同様に、Ｇ成分画像の分配値ｖＧと、Ｂ成分画像の分配値ｖＢとを画素ごとに算出する。
【００２３】
拡大画像生成部５７０は、高速拡大部５２０により拡大された各色成分画像と、差分分配部５６０により各色成分に分配された差分値とに基づいて、拡大されたカラー画像のデータを生成する。具体的には、拡大画像生成部５７０は、高速拡大部５２０により拡大されたＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像に対して、差分分配部５６０により算出された分配値を加減算することにより、各色成分画像の画素値を補正して、高画質なカラー画像を構成する色構成分画像にする。
制御部５８０は、入力されたカラー画像が出力解像度に応じて拡大されるように、画像拡大プログラム５に含まれる各構成を制御する。
【００２４】
［全体動作］
次に、画像処理装置２による第１の画像拡大処理（Ｓ１０）を説明する。
図４は、第１の画像拡大処理（Ｓ１０）の全体動作を示すフローチャートである。なお、本例では、Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像からなるカラー画像が入力される場合を具体例とする。また、本例では、高速拡大部５２０が３次畳み込み法を適用し、高画質拡大部５３０がフラクタル拡大法を適用する場合を具体例とする。
図４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、画像処理装置２は、出力すべきカラー画像（ＲＧＢ）の画像データが入力され、出力先が指定されると、出力先の出力解像度に応じて拡大倍率を決定し、決定された拡大倍率まで拡大すべく画像拡大プログラム５（図３）に画像データを入力する。
画像拡大プログラム５において、入力されたカラー画像の各色成分画像（Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像）は、記憶部５００に格納される。
高速拡大部５３０は、３次畳み込み法を適用して、入力されたカラー画像の各色成分画像をそれぞれ拡大する。
【００２５】
ステップ１０５（Ｓ１０５）において、サンプル作成部５１０は、入力されたカラー画像（拡大前）の色成分画像を既定の合成割合（３分の１）で合成して、ＲＧＢ合成画像を作成する。具体的には、サンプル作成部５１０は、画素ごとに、各色成分の画素値に合成割合を掛けて合算する。
【００２６】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、高画質拡大部５３０は、フラクタル拡大法を適用して、サンプル作成部５１０により作成されたＲＧＢ合成画像を出力解像度まで拡大する。
ステップ１１５（Ｓ１１５）において、高速拡大部５２０は、３次畳み込み法を適用して、サンプル作成部５１０により作成されたＲＧＢ合成画像を出力解像度まで拡大する。
【００２７】
ステップ１２０（Ｓ１２０）において、差分算出部５４０は、高画質拡大部５３０により拡大されたＲＧＢ合成画像と、高速拡大部５２０により拡大されたＲＧＢ合成画像との差分値を、互いに対応する画素ごとに算出する。
【００２８】
ステップ１２５（Ｓ１２５）において、階調変化判定部５５０は、入力されたカラー画像の各色成分画像について、階調変化量を画素ごとに算出する。
ステップ１３０（Ｓ１３０）において、差分分配部５６０は、階調変化判定部５５０により算出された階調変化量の比率と、ＲＧＢ合成画像における合成割合とに応じて、差分算出部５４０により算出された差分値を振り分けて、Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像の分配値を画素ごとに決定する。
【００２９】
ステップ１３５（Ｓ１３５）において、拡大画像生成部５７０は、高速拡大部５２０によりそれぞれ拡大されたＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像に対して、差分分配値５６０によりそれぞれ決定された分配値を加算又は減算する。
画像処理装置２は、拡大画像生成部５７０により分配値が加減算されたＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像を出力先に転送して、拡大されたカラー画像を出力させる。
【００３０】
なお、本例の高速拡大部５２０及び高画質拡大部５３０は、３次畳み込み法及びフラクタル拡大法を適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、最近傍法とフラクタル拡大法との組合せ、又は、線形補間法とフラクタル拡大法との組合せなどであってもよい。特に、高画質な拡大画像が要求される場合には、高画質拡大部５３０は、特開２００３−２８３８１１に開示されている局所コラージュによる拡大法を適用することが望ましい。この局所コラージュによる拡大法（特開２００３−２８３８１１）は、フラクタル拡大法の適用に伴って生じるボケ、ジャギー及びブロック歪みなどの画質上の問題を総合的に解決するため、一般的なフラクタル拡大法よりも高画質な拡大画像を得ることができる。
【００３１】
また、本例の画像処理装置２は、Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像からなるカラー画像を拡大したが、拡大対象となる画像の色空間はこれに限定されるものではなく、例えば、ＹＵＶ色空間、Ｌａｂ色空間又はＣＭＹＫ色空間であってもよい。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置２は、色成分ごとに階調変化量を判定し、判定された階調変化量に応じて、高速拡大アルゴリズムで拡大された色成分画像を補正するため、エッジ部分で発生しやすい画質劣化を抑えつつ、高速にカラー画像を拡大することができる。
【００３３】
［変形例］
次に、高速拡大部５２０を要しない画像拡大方法を上記実施形態の変形例として説明する。
図５は、最近傍法による画像の拡大方法を説明する図である。
図５に示すように、最近傍法による出力画像の画素値Poutは、Poutの中心点を入力画像上に逆写像した点Prに最も近い入力画像上の画素値となり、具体的には入力画像の画素値Pinと横／縦方向の倍率（rx,ry）から以下の式で求められる。
Pout(X,Y)=Pin(floor((X+0.5)/rx),floor((Y+0.5)/ry))
なお、上記floor(a)は、ａの小数以下を切り捨てた整数値を求める関数である。
この式のように処理を行うと、入力画像を倍率(rx,ry)で最近傍拡大処理した出力画像が生成される。
このように、最近傍法は、拡大後の注目画素を原画像上に逆射影した場合に、逆射影された点と最も近い画素の画素値を、そのまま拡大後の画素値として適用するものである。したがって、最近傍法により拡大された画像の画素値は、画像データを実際に拡大することなく、拡大後の画素の位置と、原画像とに基づいて算出することができる。これにより、最近傍法で拡大された画像全体をメモリに展開することなく、最近傍法で拡大された合成画像の画素値、及び、最近傍法で拡大された各色成分画像の画素値が算出できる。
そこで、上記実施形態の変形例として、高速拡大部５２０を逆射影算出部５９０に置換した画像処理装置２を説明する。
【００３４】
図６は、第２の画像拡大プログラム５２の機能構成を説明する図である。なお、本図に示す各構成のうち、図３に示した構成と実質的に同一なものには同一の符号が付されている。
図６に示すように、第２の画像拡大プログラム５２は、第１の画像拡大プログラム５の各構成のうち、高速拡大部５２０を逆射影算出部５９０に置換した構成をとる。
逆射影算出部５９０は、拡大後の画素の位置と、原画像とに基づいて、最近傍法により原画像が拡大された場合の画素値を算出する。具体的には、逆射影算出部５９０は、拡大後の画素の位置を拡大倍率に応じて逆射影した逆射影点の座標を算出し、算出された逆射影点と最も近い原画像上の画素（以下、逆射影画素）を特定し、特定された逆射影画素の画素値を読み出す。この場合に、差分算出部５４０は、逆射影算出部５９０により読み出された逆射影画素の画素値と、高画質拡大部５３０により拡大された画像の画素値とを比較して、差分値を算出する。また、拡大画像生成部５７０は、逆射影算出部５９０により読み出された逆射影画素の画素値と、差分分配部５６０により分配された分配値とに基づいて、各色構成分画像の画素値を算出する。
【００３５】
図７は、第２の画像拡大処理（Ｓ１２）を説明するフローチャートである。なお、本図に示す各処理ステップのうち、図４に示した処理ステップと実質的に同一なものには同一の符号が付されている。また、本例では、Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像からなるカラー画像が入力される場合を具体例とする。
図７に示すように、まず、Ｓ１０５及びＳ１１０において、出力すべきカラー画像（ＲＧＢ）の画像データが画像処理装置２に入力されると、サンプル作成部５１０は、入力されたカラー画像（拡大前）の色成分画像を既定の合成割合（３分の１）で混合して、ＲＧＢ合成画像を作成し、高画質拡大部５３０は、高画質拡大アルゴリズム（例えばフラクタル拡大法）を適用して、サンプル作成部５１０により作成されたＲＧＢ合成画像を出力解像度まで拡大する。
【００３６】
ステップ１４０（Ｓ１４０）において、逆射影算出部５９０は、拡大後の画素の位置を、拡大倍率（出力解像度）に応じて逆射影して逆射影点の座標を算出し、算出された逆射影点と最も近いＲＧＢ合成画像上の逆射影画素を特定し、特定された逆射影画素の画素値をＲＧＢ合成画像から読み出す。
【００３７】
ステップ１４５（Ｓ１４５）において、差分算出部５４０は、高画質拡大部５３０により拡大されたＲＧＢ合成画像と、逆射影算出部５９０により読み出された画素値（逆射影画素の画素値）との差分値を、画素ごとに算出する。
【００３８】
次に、Ｓ１２５及びＳ１３０において、階調変化判定部５５０は、入力されたカラー画像の各色成分画像について、階調変化量を画素ごとに算出し、差分分配部５６０は、階調変化判定部５５０により算出された階調変化量の比率と、ＲＧＢ合成画像における合成割合とに応じて、差分算出部５４０により算出された差分値を振り分けて、Ｒ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像の分配値を画素ごとに決定する。
【００３９】
ステップ１５０（Ｓ１５０）において、逆射影算出部５９０は、拡大後の画素の位置を、拡大倍率（出力解像度）に応じて逆射影して逆射影点の座標を算出し、算出された逆射影点と最も近い逆射影画素を拡大前の画像において特定し、特定された逆射影画素の画素値をＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像からそれぞれ読み出す。
拡大画像生成部５７０は、逆射影算出部５９０によりＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像から読み出された画素値に対して、差分分配値５６０によりそれぞれ決定された分配値を加算又は減算する。
画像処理装置２は、拡大画像生成部５７０により分配値が加減算されたＲ成分画像、Ｇ成分画像及びＢ成分画像を出力先に転送して、拡大されたカラー画像を出力させる。
【００４０】
以上説明したように、本変形例における画像処理装置２は、最近傍法で拡大された画像全体をメモリに展開することなく、最近傍法で拡大された合成画像の画素値、及び、最近傍法で拡大された各色成分画像の画素値が算出できる。
【００４１】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態を説明する。
原画像を所望の出力解像度まで拡大する場合に、拡大処理を複数の段階に分けて所望の拡大画像を得る場合がある。例えば、原画像を主走査方向及び副走査方向に８倍拡大したい場合に、２倍に拡大する処理を３段階適用することにより８倍拡大を実現する。
このような場合に、第２の実施形態における画像処理装置２は、複数の段階からなる拡大処理において、前段の拡大処理では、画質を優先した画像拡大アルゴリズムを適用し、後段の拡大処理では、処理速度を優先した画像拡大アルゴリズムを適用する。具体的には、画像処理装置２は、ｎ段階（ｎ：２以上の自然数）で拡大処理が構成される場合に、最初から（ｎ−１）段目までの拡大処理では、高画質拡大部５３０（図３）により全ての色成分画像を拡大し、最後のｎ段目の拡大処理では、差分値に基づく拡大処理（図４）を適用して拡大する。
これにより、画像処理装置２は、対象画像のサイズが小さく処理負荷が比較的小さな前段において、高画質拡大アルゴリズムを適用することにより、画質劣化をできるだけ抑え、対象画像のサイズが大きくなり処理負荷が大きな後段において、差分値に基づく拡大処理を適用して、画質劣化を抑えつつ、全体としての処理速度を向上させることができる。
【００４２】
図８は、多段階拡大処理（Ｓ２０）を説明するフローチャートである。
図８に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、画像拡大プログラム５における制御部５８０（図３）は、出力すべきカラー画像（ＲＧＢ）の画像データが記憶部５００に入力され、出力先が指定されると、入力された画像データの解像度と、出力先の出力解像度とに基づいて、拡大処理の段数を決定し、画像拡大プログラム５の各構成に対して拡大処理を開始するよう指示する。
【００４３】
ステップ２０５（Ｓ２０５）において、制御部５８０は、次に行うべき拡大処理が最後段であるか否かを判断し、最後段の拡大処理である場合に、Ｓ１０の処理に移行し、これ以外の場合に、Ｓ２１０の処理に移行する。
なお、Ｓ１０では、図４を参照して説明した拡大処理により、差分値に基づく拡大処理が行われる。
【００４４】
ステップ２１０（Ｓ２１０）において、制御部５８０は、高画質拡大部５３０に対して、各色成分画像の拡大処理を行うよう指示する。
高画質拡大部５３０は、制御部５８０の制御に応じて、高画質拡大アルゴリズム（例えばフラクタル拡大法）を適用して各色成分画像を拡大する。
【００４５】
ステップ２１５（Ｓ２１５）において、制御部５８０は、決定した拡大処理の全段数が終了したか否かを判断し、全段数が終了した場合には、多段階拡大処理を終了して画像データを出力先に転送し、全段数が終了していない場合には、Ｓ２０５の処理に戻って拡大処理を繰り返す。
【００４６】
以上説明したように、第２の実施形態における画像処理装置２は、多段階からなる拡大処理において、それぞれの段階に応じて、高画質拡大アルゴリズムを用いた拡大処理と、差分値に基づく拡大処理とを切り替えることにより、画質劣化を抑えつつ、全体の処理速度を向上させることができる。
【００４７】
なお、画像処理装置２は、高画質拡大アルゴリズムを用いた拡大処理及び差分値に基づく拡大処理に加えて、高速拡大アルゴリズムを用いた拡大処理を組み合わせてもよい。例えば、画像処理装置２は、ｎ段階（ｎは３以上の自然数）からなる拡大処理を行う場合に、最前段から（ｎ−２）段目までは、高画質拡大アルゴリズム（例えばフラクタル拡大法）を適用して拡大し、（ｎ−１）段目では、差分値に基づく拡大処理（図４など）を行い、最後段であるｎ段目では、高速拡大アルゴリズム（例えば最近傍法）を適用して拡大する。この場合に、画像処理装置２は、既定の切替基準に基づいて、高画質拡大アルゴリズムを用いた拡大処理、差分値に基づく拡大処理、及び、高速拡大アルゴリズムを用いた拡大処理を切り替える。切替基準は、例えば、出力先の実際の解像度（以下、実解像度）である。プリンタなどで出力する場合に、スクリーンの影響などにより実際の解像度（実解像度）が、出力解像度よりも低い場合がある。そこで、画像処理装置２は、対象画像の解像度が実解像度となる直前で、差分値に基づく拡大処理を適用し、対象画像の解像度が実解像度以上となった後で、高速拡大アルゴリズムを用いた拡大処理を適用する。
【００４８】
図９は、高画質拡大アルゴリズムを用いた拡大処理、差分値に基づく拡大処理、及び、高速拡大アルゴリズムを組み合わせた多段階拡大処理（Ｓ２２）のフローチャートである。なお、本図に示す各処理ステップのうち、図８に示した処理ステップと実質的に同一なものには同一の符号が付されている。
図９に示すように、まず、Ｓ２００において、制御部５８０（図３）は、出力すべきカラー画像（ＲＧＢ）の画像データが記憶部５００に入力され、出力先が指定されると、入力された画像データの解像度と、出力先の出力解像度とに基づいて、拡大処理の段数を決定し、画像拡大プログラム５の各構成に対して拡大処理を開始するよう指示する。
【００４９】
ステップ２２０（Ｓ２２０）において、制御部５８０は、対象画像の解像度が出力先の実解像度以上となる直前であるか否かを判断し、実解像度以上となる直前である場合に、Ｓ１０の処理に移行し、これ以外場の場合に、Ｓ２１０の処理に移行する。
なお、Ｓ１０では、図４を参照して説明した拡大処理により、差分値に基づく拡大処理が行われる。また、Ｓ２１０では、制御部５８０の指示に応じて、高画質拡大部５３０（図３）により各色成分画像が拡大される。
【００５０】
ステップ２２５（Ｓ２２５）において、制御部５８０は、対象画像の解像度が実解像度以上となったか否かを判断し、実解像度以上となった場合には、Ｓ２３０の処理に移行し、実解像度未満である場合には、Ｓ２２０の処理に戻って拡大処理を繰り返す。
ステップ２３０（Ｓ２３０）において、制御部５８０は、高速拡大部５２０（図３）に対して、各色成分画像の拡大処理を行うよう指示する。
高速拡大部５２０は、制御部５８０の制御に応じて、高速拡大アルゴリズム（例えば最近傍法）を適用して各色成分画像を拡大する。
これにより、画像処理装置２は、出力先の実際の解像度を加味して、画質劣化を抑えつつ、全体の処理速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】高画質な拡大画像を高速に得ることができる画像拡大アルゴリズムを説明する図であり、（Ａ）は、一部の色成分画像についてのみ高画質拡大アルゴリズムを適用して全体として高速化する方法を示し、（Ｂ）は、高速拡大アルゴリズム及び高画質拡大アルゴリズムでそれぞれ拡大されたサンプル画像の差分に基づいてカラー画像を拡大する方法を示す。
【図２】本発明にかかる画像処理方法が適応される画像処理装置２のハードウェア構成を、制御装置２０を中心に例示する図である。
【図３】制御装置２０（図２）により実行され、本発明にかかる画像処理方法を実現する第１の画像拡大プログラム５の機能構成を例示する図である。
【図４】第１の画像拡大処理（Ｓ１０）の全体動作を示すフローチャートである。
【図５】最近傍法による画像の拡大方法を説明する図である。
【図６】第２の画像拡大プログラム５２の機能構成を説明する図である。
【図７】第２の画像拡大処理（Ｓ１２）を説明するフローチャートである。
【図８】多段階拡大処理（Ｓ２０）を説明するフローチャートである。
【図９】高画質拡大アルゴリズムを用いた拡大処理、差分値に基づく拡大処理、及び、高速拡大アルゴリズムを組み合わせた多段階拡大処理（Ｓ２２）のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
２・・・画像処理装置
５・・・画像拡大プログラム
５００・・・記憶部
５１０・・・サンプル作成部
５２０・・・高速拡大部
５３０・・・高画質拡大部
５４０・・・差分算出部
５５０・・・階調変化判定部
５６０・・・差分分配部
５７０・・・拡大画像生成部
５８０・・・制御部
５９０・・・逆射影算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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