(57)【要約】【課題】極めて簡単な処理で画像の一方向についての速やかな拡大処理を実行する。【解決手段】元画像１のラインデータを、拡大倍率に応じた画素数毎に区分してブロック２ａ，２ｂ…に分け、この各ブロック２ａ，２ｂ…において、当該ブロック２ａ，２ｂ…の画素数を簡単な線形演算により１個だけ増大して新たなブロック５ａ，５ｂ…とし、当該新たなブロック５ａ，５ｂ…を繋げて拡大画像６とする。一般的なバイリニア法及びバイキュービック法に比べて、ラインデータの処理だけで画素を容易に補間する。【選択図】　　　　図２
2004015170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元画像のラインデータを、拡大倍率に応じた画素数毎に区分してブロックに分ける第１の工程と、
前記各ブロックにおいて、当該ブロックの画素数を１個だけ増大して新たなブロックとし、当該新たなブロックを繋げて拡大画像とする第２の工程と
を備える画像水平拡大方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像水平拡大方法であって、
前記第２の工程において、
前記元画像の各ブロック内における先頭の画素が、前記拡大画像の各ブロック内における先頭の画素としてそのまま用いられ、
前記元画像の各ブロック内における後尾の画素が、前記拡大画像の各ブロック内における後尾の画素としてそのまま用いられ、
前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素が、元画像において互いに隣り合う２つの画素をサンプルとして線形的に求められることを特徴とする画像水平拡大方法。
【請求項３】
請求項２に記載の画像水平拡大方法であって、
各ブロックの画素数をｎとし、各ブロックにおいて出現する画素の番号をｋとした場合に、前記拡大画像の前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素Ｙｋが、元画像の画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの２つの画素をサンプルとして、前記画素Ｘｋ−１と前記画素Ｘｋの比率が（ｋ−１）：（ｎ−ｋ＋１）となるように比例平均演算して求められることを特徴とする画像水平拡大方法。
【請求項４】
請求項３に記載の画像水平拡大方法であって、前記拡大画像の前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素Ｙｋが、次の式が成立するように設定されることを特徴とする画像水平拡大方法。
【数１】
2004015170.tif 000007
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水平方向に画像を拡大する画像水平拡大方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル画像データを扱う場合において、画像の拡大を行う場合がある。例えば、携帯用ゲーム機の低解像度の画像データについて、その携帯用ゲーム機からテレビ接続用ゲーム機を介して家庭用テレビに出力し、その家庭用テレビの画面に携帯用ゲーム機の画面を表示しようとする場合、携帯用ゲーム機の画面よりも家庭用テレビの画面の解像度が高いため、画像データの拡大が実行される。また、横縦比率が４：３の画像データを１６：９の画像データに変換して家庭用テレビの画面に表示したい場合、画像データを水平方向に特化して拡大する必要がある。さらに、例えばディジタルカメラの画像の縦横比率が４：３であるのに対し、所謂銀塩カメラで撮像した写真の縦横比率は３：２であるため、これらの調整において画像の水平方向の拡大が行われることもある。
【０００３】
一般に、画像を拡大するアルゴリズムとしては、近くのドットをそのまま用いて画素補間するニアレストネイバー法や、水平方向と垂直方向の周辺画素を混ぜ合わせるようにして画素補間するバイリニア法及びバイキュービック法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したニアレストネイバー法では、画像がところどころで引き伸ばされたようになり、ジャギーが発生しやすくなるなど、画像が不自然に映るおそれがある。
【０００５】
一方、バイリニア法やバイキュービック法では、周囲の画素をサンプルとして画素補間を行うため、ニアレストネイバー法に比べるといくらか画像がぼやける傾向があるものの、比較的自然な画像を得ることができる。しかしながら、バイリニア法やバイキュービック法では、水平方向と垂直方向のそれぞれの周辺画素をサンプルにとって複雑な計算を行う必要があるため、画像処理の高速化に限界があった。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、極めて簡単な処理で画像の一方向についての速やかな拡大処理を実行し得る画像水平拡大方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、元画像のラインデータを、拡大倍率に応じた画素数毎に区分してブロックに分ける第１の工程と、前記各ブロックにおいて、当該ブロックの画素数を１個だけ増大して新たなブロックとし、当該新たなブロックを繋げて拡大画像とする第２の工程とを備えるものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像水平拡大方法であって、前記第２の工程において、前記元画像の各ブロック内における先頭の画素が、前記拡大画像の各ブロック内における先頭の画素としてそのまま用いられ、前記元画像の各ブロック内における後尾の画素が、前記拡大画像の各ブロック内における後尾の画素としてそのまま用いられ、前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素が、元画像において互いに隣り合う２つの画素をサンプルとして線形的に求められるものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像水平拡大方法であって、各ブロックの画素数をｎとし、各ブロックにおいて出現する画素の番号をｋとした場合に、前記拡大画像の前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素Ｙｋが、元画像の画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの２つの画素をサンプルとして、前記画素Ｘｋ−１と前記画素Ｘｋの比率が（ｋ−１）：（ｎ−ｋ＋１）となるように比例平均演算して求められるものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像水平拡大方法であって、前記拡大画像の前記先頭と前記後尾とに挟まれた中間の画素Ｙｋが、次の式が成立するように設定されるものである。
【００１１】
【数２】
2004015170.tif 000003
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の一の実施の形態に係る画像水平拡大方法は、図１の如く、ラインメモリＬＭに元画像の水平方向のデータを格納した後、この水平方向の元画像のラインデータに対して、１．５倍／１．３３３倍／１．２５倍／１．２倍／１．１６６倍／１．１４２倍／１．１２５倍／１．１１倍／１．１倍の９通りのうちのいずれかの倍率で画像拡大を行うもので、特に、ラインデータについて所定の画素数のブロックに区切り、それぞれのブロックの内部で１画素だけ画像拡大を行う。
【００１３】
具体的に、倍率と、ブロック内のラインデータ（ブロックデータ）の画素数の変更とり対応関係を次の表１に示す。
【００１４】
【表１】
2004015170.tif 000004
【００１５】
表１の通り、１．５倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの２画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この２画素分のブロックデータを３画素に拡大する。
【００１６】
１．３３３倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの３画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この３画素分のブロックデータを４画素に拡大する。
【００１７】
１．２５倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの４画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この４画素分のブロックデータを５画素に拡大する。
【００１８】
１．２倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの５画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この５画素分のブロックデータを６画素に拡大する。
【００１９】
１．１６６倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの６画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この６画素分のブロックデータを７画素に拡大する。
【００２０】
１．１４２倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの７画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この７画素分のブロックデータを８画素に拡大する。
【００２１】
１．１２５倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの８画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この８画素分のブロックデータを９画素に拡大する。
【００２２】
１．１１倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの９画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この９画素分のブロックデータを１０画素に拡大する。
【００２３】
１．１倍の倍率で拡大を行うときは、ラインデータの１０画素分を１つのブロック単位のブロックデータとして、この１０画素分のブロックデータを１１画素に拡大する。
【００２４】
ここで、元画像のブロック内における先頭（最も左）の画素は、これを拡大した画像（拡大画像）のブロック内における先頭（最も左）の画素としてそのまま用いられる。
【００２５】
また、元画像のブロック内における後尾（最も右）の画素は、これを拡大した画像（拡大画像）のブロック内における後尾（最も右）の画素としてそのまま用いられる。
【００２６】
先頭（最も左）と後尾（最も右）とに挟まれた中間の画素については、元画像において互いに隣り合う２つの画素をサンプルとして線形的に求められる。
【００２７】
具体的に、１．３３３倍の倍率で拡大を行う場合を例に挙げて説明する。倍率が１．３３３倍の場合、表１より、各ブロックにおいて３画素のブロックラインを４画素に拡大することになる。即ち、図２の如く、元画像１のラインデータの３画素分を各ブロック２ａ，２ｂ…とし、この各ブロックにおける３画素分のブロックライン３ａ，３ｂ…のそれぞれを、４画素分のブロックライン４ａ，４ｂ…に拡大し、それぞれをブロック５ａ，５ｂ…として拡大画像６を生成する。
【００２８】
図３は、元画像１の１つのブロック２ａが拡大される様子を示す図である。この元画像１のブロック２ａ内の先頭（最も左）の画素Ｘ１は、拡大画像６のブロック４ａ内の先頭（最も左）の画素Ｙ１としてそのまま使用される。また、元画像１のブロック２ａ内の後尾（最も右）の画素Ｘ３は、拡大画像６のブロック４ａ内の後尾（最も右）の画素Ｙ４としてそのまま使用される。
【００２９】
これに対して、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙ２は、元画像の画素Ｘ１と画素Ｘ２の２つの画素をサンプルとして、当該両画素Ｘ１，Ｘ２の境界部分を補間するように線形演算して求められる。この場合、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙ２の位置を考慮して、画素Ｘ１と画素Ｘ２の比率が１：２となるように比例平均演算して画素Ｙ２を求める。
【００３０】
また、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙ３は、元画像の画素Ｘ２と画素Ｘ３の２つの画素をサンプルとして、当該両画素Ｘ２，Ｘ３の境界部分を補間するように線形演算して求められる。この場合も、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙ３の位置を考慮して、画素Ｘ２と画素Ｘ３の比率が２：１となるように比例平均演算して画素Ｙ３を求める。
【００３１】
これらの演算を数式化したものが次の数３である。
【００３２】
【数３】
2004015170.tif 000005
【００３３】
これを一般化した式が次の数４である。
【００３４】
【数４】
2004015170.tif 000006
【００３５】
数４では、ｎ個の画素からなる元画像１のブロックに対して、画素数を一個だけ増大してｎ＋１個の画素のブロックを生成し、これにより拡大画像６を作成する場合について記述している（図４参照）。
【００３６】
元画像１の先頭（最も左）の画素Ｘ１は、拡大画像６の先頭（最も左）の画素Ｙ１としてそのまま使用される。また、元画像１の後尾（最も右）の画素Ｘｎは、拡大画像６の後尾（最も右）の画素Ｙｎ＋１としてそのまま使用される。
【００３７】
これに対して、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙｋは、元画像の画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの２つの画素をサンプルとして、当該両画素Ｘｋ−１，Ｘｋの境界部分を補間するように線形演算して求められる。この場合、拡大画像６のブロック４ａ内の画素Ｙｋの位置を考慮して、画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの比率が（ｋ−１）：（ｎ−ｋ＋１）となるように比例平均演算して画素Ｙｋを求める。
【００３８】
かかる処理を、全てのブロック毎に実行し、また全てのラインデータについて実行すれば、水平方向に１．５倍／１．３３３倍／１．２５倍／１．２倍／１．１６６倍／１．１４２倍／１．１２５倍／１．１１倍／１．１倍の９通りの拡大処理を容易に実行することができる。
【００３９】
特に、水平方向及び垂直方向の周辺画素をサンプルにとって画素補間を行っていたバイリニア法及びバイキュービック法に比べて、ラインメモリＬＭ内だけで容易に拡大処理を行うことができ、また複雑な演算が必要なくなるので、画像の拡大処理を高速に実行することができる。
【００４０】
また、ニアレストネイバー法に比べてジャギーの発生などの不自然な画像の生成を防止できる点で利点がある。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、元画像のラインデータを、拡大倍率に応じた画素数毎に区分してブロックに分け、この各ブロックにおいて、当該ブロックの画素数を１個だけ増大して新たなブロックとし、当該新たなブロックを繋げて拡大画像とするので、一般的なバイリニア法及びバイキュービック法に比べて、ラインデータの処理だけで画素を容易に補間することができる。したがって、高速な画像拡大処理を行うことができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、元画像の各ブロック内における先頭の画素が、拡大画像の各ブロック内における先頭の画素としてそのまま用いられ、元画像の各ブロック内における後尾の画素が、拡大画像の各ブロック内における後尾の画素としてそのまま用いられ、先頭と後尾とに挟まれた中間の画素が、元画像において互いに隣り合う２つの画素をサンプルとして線形的に求められるので、ラインデータの各ブロック内における成分のみを使用して拡大画像のための画素補間を行うことができる。したがって、容易な方法で画像拡大処理を行うことができる。
【００４３】
請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、各ブロックの画素数をｎとし、各ブロックにおいて出現する画素の番号をｋとした場合に、拡大画像の先頭と後尾とに挟まれた中間の画素Ｙｋが、元画像の画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの２つの画素をサンプルとして、画素Ｘｋ−１と画素Ｘｋの比率が（ｋ−１）：（ｎ−ｋ＋１）となるように比例平均演算して求められるので、極めて簡単な演算を行うだけで画像拡大処理のための画素補間を行うことができる。したがって、高速な画像拡大処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る画像水平拡大方法においてラインメモリを活用している様子を示す図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係る画像水平拡大方法における画素補間の概念を示す図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係る画像水平拡大方法でのブロック内における画素補間の概念を示す図である。
【図４】この発明の一の実施の形態に係る画像水平拡大方法でのブロック内における画素補間の概念を示す図である。
【符号の説明】
１　元画像
２ａ，２ｂ…　ブロック
３ａ，３ｂ…　ブロックライン
４ａ，４ｂ…　ブロックライン
５ａ，５ｂ…　ブロック
６　拡大画像
ＬＭ　ラインメモリ
【図１】
2004015170.tif 000008
【図２】
2004015170.tif 000009
【図３】
2004015170.tif 000010
【図４】
2004015170.tif 000011