(57)【要約】【課題】  良好な画像を得る解像度変換方法を提供する。【解決手段】参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ１００で、参照アドレスと、参照画素に対する補間画素の位置オフセットを算出する。ここで、補間画素の位置に応じて選択する参照画素の組合せパターンは変化する。係数取得ステップ１０２で、補間画素位置オフセットに基づき係数テーブルより係数を得る。参照画素位置オフセット取得ステップ１０１で、参照アドレスに基づき参照画素位置オフセットテーブルより参照画素位置オフセットを得る。参照画素取得ステップ１０３で、参照アドレスと参照画素位置オフセットと参照用画素データから参照画素データを得る。補間画素作成ステップ１０４で、係数データと参照画素データから各参照画素と対応する各係数との積和を補間画素データとし、補間画素格納ステップ１０５でメモリへ格納する。【選択図】  図１
2005312014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの解像度を変換する解像度変換方法であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力するステップと、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップと、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
解像度変換方法。
【請求項２】
前記情報は、
前記補間画素に対して、前記領域よりも外側に位置し、且つ前記補間画素の近傍に位置する複数の画素である複数の近傍画素のうちの所定の画素、に対応する画素データが前記参照画素データとして選択され、かつ、
前記複数の近傍画素のうち、前記領域の重心位置からの距離が前記所定の画素と同じ距離である他の所定の画素であって、前記所定の画素と前記補間画素との距離よりも前記補間画素からの距離が大きい他の所定の画素に対応する画素データが前記参照画素データとして選択されないような情報である、請求項１に記載の解像度変換方法。
【請求項３】
前記選択された複数の参照画素データは、前記複数の隣接画素に対応する画素データを含む、請求項１もしくは２に記載の解像度変換方法。
【請求項４】
画像データの解像度を変換する解像度変換方法であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力するステップと、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップと、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
解像度変換方法。
【請求項５】
前記配置パターンは、いずれも、前記補間画素に最も近接した４つの画素を含む、請求項４に記載の解像度変換方法。
【請求項６】
前記補間画素の画素データの算出は、前記選択された複数の参照画素データを用いた非線形関数による補間演算を少なくとも含む請求項１乃至５のいずれかに記載の解像度変換方法。
【請求項７】
前記補間画素の画素データの算出は、前記選択された複数の参照画素データに対応する
各画素と、前記補間画素との距離に応じたパラメータを用いて実行される請求項１乃至６のいずれかに記載の解像度変換方法。
【請求項８】
画像データの解像度を変換する画像データ処理装置であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力する入力部と、
選択された複数の前記参照画素データを用いて、前記補間画素の画素データを算出する演算回路と、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
画像データ処理装置。
【請求項９】
画像データの解像度を変換する画像データ処理装置であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力する入力部と、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出する演算回路と、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
画像データ処理装置。
【請求項１０】
画像データの解像度を変換する解像度変換プログラムであって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データから選択された複数の前記参照画素データを用いて、前記補間画素の画素データを算出するステップを演算回路に実行させるように構成されており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
解像度変換プログラム。
【請求項１１】
画像データの解像度を変換する解像度変換プログラムであって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データから選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップを演算回路に実行させるように構成されており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素
の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
解像度変換プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの解像度変換方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背景技術１として、共一次解像度変換方法の一例を以下に示す。
【０００３】
まず、係数テーブル作成方法について説明する。
【０００４】
図９は、背景技術１における係数テーブル作成処理フロー図であり、補間画素位置オフセット作成ステップ６００において、テーブル作成に必要な参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を作成し、係数算出ステップ６０１において、図１０のように前記補間画素位置オフセット作成ステップで算出した補間画素位置オフセットｄ（ｕ），ｄ（ｖ）を用いて、
【数１】
2005312014.tif 000003
としたとき、該当する係数Ｋ（ｕ，ｖ）を、
【数２】
2005312014.tif 000004
によって算出し、係数格納ステップ６０２において、前記係数算出ステップ６０１で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【０００５】
次に、前記テーブルを用いた解像度変換処理について説明する。
【０００６】
図８は、背景技術１における解像度変換方法の処理フロー図であり、参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ５００において、参照画素のアドレスと、参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を算出し、係数取得ステップ５０２において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ５００で算出した補間画素位置オフセットをインデクスとして予め作成した係数テーブルより係数を取得する。
【０００７】
参照画素取得ステップ５０１において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ５００で算出した参照アドレスと、参照用画素データとを用いて、参照すべき画素データを取得する。
【０００８】
補間画素作成ステップ５０３において、前記係数取得ステップ５０２で取得した係数データと、前記参照画素取得ステップ５０１で取得した参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで補間画素データとし、補間画素格納ステップ５０４において前記補間画素作成ステップ５０３で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【０００９】
以上のような背景技術１では、ぼやけた画像となり十分な画質を得られない問題がある。
【００１０】
背景技術２として、３次畳み込み解像度変換方法の一例を以下に示す。
【００１１】
係数テーブル作成処理、解像度変換処理は背景技術１にほぼ同じであり、差異のみを以下に挙げる。
【００１２】
背景技術１とは異なり、係数テーブル作成処理における係数算出ステップ６０１では、図１１のように前記補間画素位置オフセット作成ステップで算出した補間画素位置オフセットｄ（ｕ），ｄ（ｖ）を用いて、該当する係数Ｋ（ｕ，ｖ）を算出する。ここでは、
【数３】
2005312014.tif 000005
としたとき、係数は、
【数４】
2005312014.tif 000006
によって算出される。
【００１３】
また、解像度変換処理においても補間画素の近隣４画素ではなく近隣１６画素について同様の処理を行う。
【００１４】
以上のような背景技術２では、高周波数成分を保持し画像をぼやかさずに良好な画質を得られるものの、参照画素が多いためメモリアクセス回数や演算量が多く、ハードウエアで実現する場合は回路規模が大きくなり、ソフトウエアで実現する場合は処理負荷が大きい問題があった。
【００１５】
このような問題を解決する方法として、特許文献１に開示された解像度変換方法があり、これを背景技術３として挙げる。
【００１６】
以下、背景技術３の解像度変換方法の一実施例を示す。
【００１７】
まず、係数テーブル作成方法について説明する。
【００１８】
図１３は、背景技術３における係数テーブル作成処理フロー図であり、補間画素位置オフセット作成ステップ８００において、テーブル作成に必要な参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を作成し、第１係数算出ステップ８０１において、図１４の例のように前記補間画素位置オフセット作成ステップ８００で作成した補間画素位置オフセットｄ（ｕ）に応じて、
【数５】
2005312014.tif 000007
としたとき、該当する係数Ｋ（ｕ）を、
【数６】
2005312014.tif 000008
によって算出し、第１係数格納ステップ８０２において、前記第１係数算出ステップ８０１で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００１９】
第２係数算出ステップ８０３において、図１５の例のように前記補間画素位置オフセット作成ステップ８００で作成した補間画素位置オフセットｄ（ｕ）に応じて、
【数７】
2005312014.tif 000009
としたとき、該当する係数Ｋ（ｕ）を、
【数８】
2005312014.tif 000010
によって算出し、第２係数格納ステップ８０４において、前記第２係数算出ステップ８０３で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００２０】
次に、前記テーブルを用いた解像度変換処理について説明する。
【００２１】
図１２は、背景技術３における解像度変換方法の処理フロー図であり、水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２において、参照画素のアドレスと、参照画素に対する水平方向の補間画素の位置オフセット（水平方向補間画素位置オフセット）を算出し、垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０３において、参照画素のアドレスと、参照画素に対する垂直方向の補間画素の位置オフセット（垂直方向補間画素位置オフセット）を算出する。
【００２２】
エッジ検出ステップ７００において、参照用画素データを用いて、解像度変換処理前の画像からエッジ方向を算出し、補間方式判定ステップ７０１において、図１６に示すように、前記エッジ検出ステップ７００で検出されたエッジ方向に応じた補間方式を判定する。
【００２３】
前記補間方式判定ステップ７０１において、画像の垂直方向にエッジ成分が多いと判断された場合には、以下の一連の処理を行う。
【００２４】
水平方向第１係数取得ステップ７０５において、前記水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２で算出した水平方向補間画素位置オフセットをインデクスとして、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。水平方向第１参照画素取得ステップ７０４において、前記水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２で算出した水平方向参照アドレスと、参照用画素データとを用いて、参照すべき画素データを取得する。水平方向第１補間画素作成ステップ７０６において、前記水平方向第１係数取得ステップ７０５で取得した係数データと、前記水平方向第１参照画素取
得ステップ７０４で取得した参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで水平方向補間画素データとし、水平方向第１補間画素格納ステップ７０７において前記水平方向第１補間画素作成ステップ７０６で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００２５】
垂直方向第２係数取得ステップ７０９において、前記垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０３で算出した垂直方向補間画素位置オフセットをインデクスとして、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。垂直方向第２参照画素取得ステップ７０８において、前記垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２で算出した垂直方向参照アドレスと、前記水平方向第１補間画素格納ステップ７０７で格納された画素データとを用いて、参照すべき画素データを取得する。垂直方向第２補間画素作成ステップ７１０において、前記垂直方向第２係数取得ステップ７０９で取得した係数データと、前記垂直方向第２参照画素取得ステップ７０８で取得した参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで補間画素データとし、補間画素格納ステップ７１８において前記垂直方向第２補間画素作成ステップ７１０で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００２６】
一方、前記補間方式判定ステップ７０１において、画像の水平方向にエッジ成分が多いと判断された場合には、以下の一連の処理を行う。
【００２７】
水平方向第２係数取得ステップ７１１において、前記水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２で算出した水平方向補間画素位置オフセットをインデクスとして、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。水平方向第２参照画素取得ステップ７１２において、前記水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０２で算出した水平方向参照アドレスと、参照用画素データとを用いて、参照すべき画素データを取得する。水平方向第２補間画素作成ステップ７１３において、前記水平方向第２係数取得ステップ７１１で取得した係数データと、前記水平方向第２参照画素取得ステップ７１２で取得した参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで水平方向補間画素データとし、水平方向第２補間画素格納ステップ７１４において前記水平方向第２補間画素作成ステップ７１３で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００２８】
垂直方向第１係数取得ステップ７１５において、前記垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０３で算出した垂直方向補間画素位置オフセットをインデクスとして、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。垂直方向第１参照画素取得ステップ７１６において、前記垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ７０３で算出した垂直方向参照アドレスと、前記水平方向第２補間画素格納ステップ７１４で格納された画素データとを用いて、参照すべき画素データを取得する。垂直方向第１補間画素作成ステップ７１７において、前記垂直方向第１係数取得ステップ７１５で取得した係数データと、前記垂直方向第１参照画素取得ステップ７１６で取得した参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで補間画素データとし、補間画素格納ステップ７１８において前記垂直方向第１補間画素作成ステップ７１７で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００２９】
このように、背景技術３では、水平方向第１補間画素作成ステップ７０６と垂直方向第１補間画素作成ステップ７１７は共一次補間を行い、水平方向第２補間画素作成ステップ７１３と垂直方向第２補間画素作成ステップ７１０は３次畳み込み補間を行い、画像の垂直方向にエッジ成分が多いと判断された場合には、水平方向は第１補間画素作成ステップ７０６、垂直方向は第２補間画素作成ステップ７１０、画像の水平方向にエッジ成分が多いと判断された場合には、水平方向は第２補間画素作成ステップ７１３、垂直方向は第１補間画素作成ステップ７１７を施すことによって、ハードウエア回路規模を抑えつつ、エッジ部をなまらせずかつ擬似輪郭を抑えた画質を得ることができる。
【特許文献１】特開２０００−６９２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
良好な画質が得られる解像度変換が求められている。本願発明は新規かつ良好な解像度変換技術を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
ここで課題を解決できる発明の構成を説明する。なお発明の理解を助けるためにこの項でも具体的な構成例について言及している。
【００３２】
本願に係わる解像度変換方法の発明の一つは以下のように構成される。すなわち、
画像データの解像度を変換する解像度変換方法であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力するステップと、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップと、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
解像度変換方法である。
【００３３】
複数の補間画素の画素データを算出するにあたっては、前記領域内における前記補間画素の位置に対応する情報は、各補間画素に対応させてあらかじめ求めておいたものを用いることもできるし、各補間画素の画素データを算出するたびに求めることもできる。入力される画像データの解像度が１つもしくは複数決まっており、出力すべき画像データの解像度も一つもしくは複数決まっていれば、解像度の変更の条件は予め１つもしくは複数決めておくことができるので、この情報は、この解像度変換を実行する装置の製造時など、その装置の出荷前に定めておくことができる。この場合、上記情報を求めるための処理は、その装置の出荷後に行う必要はない。なお、前記領域内における前記補間画素の位置に対応する情報は、種々の形態をとりうる。前記領域内における前記補間画素の位置を厳密に示す情報である必要はなく、たとえば、前記領域内の複数のサブ領域にそれぞれ対応するパラメータによって、該領域内のどのサブ領域に補間画素が位置するかがわかるようにする構成を好適に採用できる。
【００３４】
また前記情報は、
前記補間画素に対して、前記領域よりも外側に位置し、且つ前記補間画素の近傍に位置する複数の画素である複数の近傍画素のうちの所定の画素、に対応する画素データが前記参照画素データとして選択され、かつ、
前記複数の近傍画素のうち、前記領域の重心位置からの距離が前記所定の画素と同じ距離である他の所定の画素であって、前記所定の画素と前記補間画素との距離よりも前記補間画素からの距離が大きい他の所定の画素に対応する画素データが前記参照画素データとして選択されないような情報である、構成を好適に採用できる。
【００３５】
なお本願において、画素の位置とは、実際に表示される画像における画素の位置によって特定したものである必要はなく、仮想的な位置として判断できればよい。なお領域の重心とは、領域内に均等に質量が分布したことを仮定した場合の重心の位置である。
【００３６】
また前記選択された複数の参照画素データは、前記複数の隣接画素に対応する画素データを含む、構成を好適に採用できる。
【００３７】
画素の位置が、画像データが想定する仮想的な平面においては、画像の垂直方向に伸びる複数の直線と、画像の水平方向に伸びる複数の直線との交点に位置する構成を好適に採用でき、この場合、複数の隣接画素としては矩形の４つの頂点の位置に位置する４つの画素を採用できる。前記情報に応じて可変な４つの画素とこれら４つの隣接画素とを合わせた８個の画素の画素データを選択された参照画素データとして用いる構成を好適に採用できる。選択された参照画素データの数を８個とすることによって、また、６４ビット・１２８ビットプロセッサのＳＩＭＤ（Single  Instruction  Multiple  Data）演算の積
和演算を有効活用することができる。
【００３８】
また本願に係わる他の解像度変換方法の発明は、以下のように構成される。すなわち、
画像データの解像度を変換する解像度変換方法であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力するステップと、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップと、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
解像度変換方法である。
【００３９】
この構成において、前記配置パターンは、いずれも、前記補間画素に最も近接した４つの画素を含む構成を好適に採用できる。
【００４０】
なお以上述べた各発明において、前記補間画素の画素データの算出は、前記選択された複数の参照画素データを用いた非線形関数による補間演算を少なくとも含む構成を好適に採用できる。
【００４１】
また前記補間画素の画素データの算出は、前記選択された複数の参照画素データに対応する各画素と、前記補間画素との距離に応じたパラメータを用いて実行されるようにすると好適である。なおこのパラメータを前記情報として用いることもできる。例えば、補間画素の画素データの算出が、パラメータを参照画素の画素データに積算する演算を含むものであれば、選択すべき参照画素データに対応するパラメータとして有意な値を設定し、選択すべきでない参照画素データに対応するパラメータとして０を設定しておけば、該選択すべきでない参照画素データの該積算演算における寄与を０にすることができ、結果として選択すべき参照画素データのみを用いた演算が可能となる。
【００４２】
また本願は画像データ処理装置の発明を含んでおり、それは以下のように構成される。すなわち、
画像データの解像度を変換する画像データ処理装置であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力する入力部と、
選択された複数の前記参照画素データを用いて、前記補間画素の画素データを算出する演算回路と、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
画像データ処理装置である。
【００４３】
また画像データ処理装置の他の構成として以下を挙げる。すなわち、
画像データの解像度を変換する画像データ処理装置であって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データを入力する入力部と、
選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出する演算回路と、
を有しており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
画像データ処理装置である。
【００４４】
なお画像データ処理装置の演算回路としては、汎用のＣＰＵや、上述の処理を実行できるように専用に構成したＡＳＩＣや、上述の処理を実行できるようにプログラムしたＦＰＧＡなどを用いることができる。
【００４５】
また本願は解像度変換プログラムの発明を含んでおり、それは以下のように構成される。すなわち、
画像データの解像度を変換する解像度変換プログラムであって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データから選択された複数の前記参照画素データを用いて、前記補間画素の画素データを算出するステップを演算回路に実行させるように構成されており、
前記選択された複数の参照画素データは、
前記補間画素に隣接する複数の画素であってそれぞれの位置を互いを結んだ領域内に前記補間画素が位置する複数の画素である複数の隣接画素、の位置を結んだ前記領域内、における、
前記補間画素の位置、
に対応する情報に応じて選択される参照画素データを含む、
解像度変換プログラムである。
【００４６】
また、
画像データの解像度を変換する解像度変換プログラムであって、
補間画素の画素データの算出に用いうる画素データである参照画素データから選択された複数の前記参照画素データを用いて前記補間画素の画素データを算出するステップを演
算回路に実行させるように構成されており、
前記選択された複数の参照画素データは、前記補間画素の近傍にあって所定の配置パターンを構成する複数の画素に対応する画素データであり、
該所定の配置パターンは、前記画像データによって形成されるべき画像の前記補間画素の近傍におけるエッジの方向に対応して複数の配置パターンから選択されるものであり、該複数の配置パターンは、表示されるべき画像の水平方向に対して斜めになるエッジの方向に対応する配置パターンを含む、
解像度変換プログラムである。
【００４７】
これらのプログラムは、前述の汎用ＣＰＵでの演算を実行するためのプログラムとして、または前述のＦＰＧＡのようなプログラマブルな演算装置のゲート構造を設定するためのプログラムとして、ハードディスク、半導体メモリのような内蔵型の記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型の記憶媒体や通信ケーブルなどの伝送媒体上に置くことができる。
【発明の効果】
【００４８】
本願発明によれば好適な解像度変換を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る解像度変換方法について説明する。
【００５０】
図１は本実施形態に係る解像度変換方法の処理を示すフロー図であり、図２は同解像度変換方法における係数／参照画素位置オフセットテーブル作成処理を示すフロー図である。
【００５１】
まず、図２を参照して、係数／参照画素位置オフセットテーブル作成方法について説明する。図２に示すフローは、実際の解像度変換処理に先立って準備段階として行うものである。
【００５２】
図２に示すように、補間画素位置オフセット作成ステップ２００において、テーブル作成に必要な参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を作成する。補間画素の位置オフセットとは、補間画素に最も近い４つの画素の位置を頂点とする矩形領域内における補間画素の位置を示すものである。
【００５３】
次に、参照画素位置判定ステップ２０１において、図３（ａ）〜（ｅ）に示す様に、補間画素位置オフセット作成ステップ２００で作成した補間画素位置オフセットに応じて参照すべき画素を判定する。図３において各画素は丸で表示されている。中央の４つの画素に囲まれた領域のうちの網掛けされた各領域に補間画素が位置する場合に参照すべき画素が、それぞれ網掛けされた丸で示されている。図３に示されるように、網掛けで表示された補間画素の領域に応じて、参照すべき画素の位置が異なる。ここで２次元の座標系を、図の上下方向に伸びる軸と図の左右方向に伸びる軸による座標系（ｕ，ｖ）で示すと、この実施形態の構成では、４つの隣接画素の位置（１，１）（２，１）（１，２）（２，２）を頂点とする矩形領域の重心位置に対して、（１，０）（２，０）（０，１）（０，２）（１，３）（２，３）（３，１）（３，２）はいずれも等距離にある。
【００５４】
図３（ｂ）では補間画素の位置は前述の重心位置よりも図面上左よりに位置しており、
（１，０）の画素と補間画素との距離＜（１，３）の画素と補間画素との距離
の関係を満たしている。そして（１，０）の画素は選択された参照画素となり、補間画素の画素データの算出に用いられる。一方（１，３）の画素は選択された参照画素とはなら
ず、補間画素の画素データの算出には用いられない。
【００５５】
図３（ｅ）では補間画素の位置は前述の重心位置よりも図面上右よりに位置しており、
（１，０）の画素と補間画素との距離＞（１，３）の画素と補間画素との距離
の関係を満たしている。そして（１，３）の画素は選択された参照画素となり、補間画素の画素データの算出に用いられる。一方（１，０）の画素は選択された参照画素とはならず、補間画素の画素データの算出には用いられない。
【００５６】
図３（ｃ）、（ｄ）には補間画素が前述の重心位置よりも図面上よりに位置する場合、および下側に位置する場合が図示されている。ここでも（０，１）の画素と（３，１）の画素を対比すると、図３（ｃ）の構成では前者が補間画素により近くなっており、前者が選択された参照画素となり、後者は選択されない。
【００５７】
なお上記条件は全ての補間画素の画素データの算出に際して満たされている必要はない。例えば本実施形態では、４つの隣接画素の位置（１，１）（２，１）（１，２）（２，２）を頂点とする矩形領域内を、５つのサブ領域に分けている。４つの隣接画素の位置（１，１）（２，１）（１，２）（２，２）を頂点とする矩形領域内に、図面左側のサブ領域（図３（ｂ））、図面右側のサブ領域（図３（ｅ））、図面上側のサブ領域（図３（ｃ））、図面下側のサブ領域（図３（ｄ））が設定され、更に、４つの隣接画素の位置（１，１）（２，１）（１，２）（２，２）を頂点とする矩形領域内の中心付近にももう一つのサブ領域（図３（ａ））を設けている。図３（ａ）のサブ領域内にある補間画素がどの画素により近いかを判別できるように構成することもできるが、このサブ領域内に補間画素がある場合には、補間画素と（１，０）（２，０）（０，１）（０，２）（１，３）（２，３）（３，１）（３，２）の各位置にある画素との距離の差は小さいので、判別をしない構成としている。
【００５８】
次に、係数算出ステップ２０２において、図４の例のように前記参照画素位置判定ステップ２０１で算出した参照画素位置に応じて、該当する係数を算出する。図４において、補間画素の位置から参照すべき画素は網掛け表示された８つの画素となる。ここでは、非線形関数による補間演算を行う３次たたみ込み解像度変換方法を用いる。３次元各画素の位置を、左上を原点とし、２つの座標軸が下方及び右方に延びる２次元の座標系（ｕ，ｖ）で示すと、参照すべき画素の位置は、
【数９】
2005312014.tif 000011
で示される。
【００５９】
ここで、
【数１０】
2005312014.tif 000012
とおくと、各参照すべき画素位置に対応する係数は、
【数１１】
2005312014.tif 000013
となる。ｄ（ｕ）、ｄ（ｖ）はそれぞれ、選択された参照画素と補間画素との間のｕ軸上での距離、ｖ軸上での距離を示している。
【００６０】
次に、係数格納ステップ２０３において、前記係数算出ステップ２０２で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００６１】
また、参照画素位置オフセット算出ステップ２０４において、前記参照画素位置判定ステップ２０１で算出した参照画素位置に応じて、参照画素のアドレス（以下、「参照アドレス」という。）に対する参照画素の位置オフセット（参照画素位置オフセット）を算出し、参照画素位置オフセット格納ステップ２０５において、前記参照画素位置オフセット算出ステップ２０４で算出した参照画素位置オフセットをテーブル内の該当する場所に格納する。参照画素位置オフセットとは、以下に示す解像度変換処理を演算回路で円滑に行うことができるように、参照画素のアドレスを、補間画素を中心付近に位置付けることとなる４×４画素の範囲内での相対アドレスに置き換えたものであり、具体的には、図４の（０，０）の画素に対する、選択された参照画素の相対的な位置を示すものである。
【００６２】
なお入力画像データの解像度と出力画像データの解像度との関係が予め定まっている場合には、図２に示すフローはここで説明する解像度変換を行う装置の出荷前（製造時など）に行い、上述の各係数や参照画素位置オフセットをその装置に予め記憶させておくこともできる。解像度が任意に指定される構成においては、上述の処理を指定された解像度に応じて行い、以降解像度の条件が変更されるまで上記係数テーブル及び参照画素位置オフセットテーブルの内容を維持する。
【００６３】
次に、図１に従って係数テーブル及び参照画素位置オフセットテーブルを用いた解像度変換処理について説明する。
【００６４】
まず、参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ１００において、参照アドレスと、参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を算出する。
【００６５】
次に、係数取得ステップ１０２において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ１００で算出した補間画素位置オフセットをインデクスとして、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。
【００６６】
また、参照画素位置オフセット取得ステップ１０１において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ１００で算出した参照アドレスをインデクスとして、予め作成した参照画素位置オフセットテーブルより参照アドレスに対する参照画素の位置オフセット（参照画素位置オフセット）を取得する。
【００６７】
次に、参照画素取得ステップ１０３において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ１００で算出した参照アドレスと、前記参照画素位置オフセット取得ステップ１０１で算出した参照画素位置オフセットと、を用いて入力される参照用画素データから選択すべき参照画素データを取得する。ここで、参照用画素データは、解像度変換処理前の画素データである。これによって補間画素の画素データの算出に必要な画素データ（選択された参照画素データ）が得られる。
【００６８】
次に、補間画素作成ステップ１０４において、前記係数取得ステップ１０２で取得した係数データと、前記参照画素取得ステップ１０３で選択された参照画素データとを用いて、各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで補間画素データとする。
【００６９】
次に、補間画素格納ステップ１０５において前記補間画素作成ステップ１０４で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００７０】
図１に示す処理を各補間画素ごとに行う。
【００７１】
なお本実施形態では係数算出方法として、テーブル作成時に一括して算出する方法を示したが、テーブル作成を行わずに補間画素作成と同時に算出する方法、またはテーブル作成時に一部係数（１次元用の係数等）を算出して補間画素作成と同時に残りの係数作成（１次元用係数から２次元用係数算出等）を算出する方法を用いてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では補間演算のための参照パターンとして、５つのパターンを用意したが、これに限るものではない。
【００７３】
なお、本実施形態及び第２の実施形態における各ステップは、演算回路としてのＣＰＵと記憶回路としてのＲＡＭ，ＲＯＭ等を備える演算装置を用いて実行することができる。この演算装置は解像度変換装置として機能する。この演算装置の構成を図１７に示す。図１７の演算装置は、演算回路であるＣＰＵ１７０１、上述の処理を実行するためのプログラムを格納するメモリであるＲＯＭ１７０２、画像データを入力する入力部であるインターフェース１７０３、解像度変換前の画像データを構成する画素データや、上述の係数やオフセットを記憶するメモリであるＲＡＭ１７０４、解像度変換された画像データ（補間画素の画素データを少なくとも含む）を出力する出力部を構成するインターフェース１７０５を有している。なお本発明の解像度変換を実行するためのプログラムを外部から供給できるようにする場合は、ＲＯＭ１７０２を書き換え可能なものとすればよい。なおこれらの構成要件の少なくとも一部は一つの基板上に集積することもできる。
【００７４】
本実施形態によれば、補間画素に隣接する４つの隣接参照画素と、さらに離れた離間参照画素の組み合わせを変えて、より補間画素との距離が短い参照画素のみで補間演算を行うことができる。これにより、処理コストを抑えつつ、良好な画質を得ることができる。
【００７５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る解像度変換方法について説明する。
【００７６】
図５は本実施形態に係る解像度変換方法の処理フロー図であり、図６は同解像度変換方法における係数テーブル作成処理のフロー図である。
【００７７】
まず、図６を参照して、係数テーブル作成方法について説明する。
【００７８】
図６に示すように、補間画素位置オフセット作成ステップ４００において、テーブル作成に必要な参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を作成する。
【００７９】
第１係数算出ステップ４０１において、図４の例のように補間画素位置オフセット作成ステップ４００で作成した補間画素位置オフセットに応じて、該当する係数を算出し、第１係数格納ステップ４０２において、第１係数算出ステップ４０１で算出した係数をテー
ブル内の該当する場所に格納する。
【００８０】
第２係数算出ステップ４０３において、図４の例のように補間画素位置オフセット作成ステップ４００で作成した補間画素位置オフセットに応じて、該当する係数を算出し、第２係数格納ステップ４０４において、前記第２係数算出ステップ４０３で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００８１】
第３係数算出ステップ４０５において、図４の例のように補間画素位置オフセット作成ステップ４００で作成した補間画素位置オフセットに応じて、該当する係数を算出し、第３係数格納ステップ４０６において、前記第３係数算出ステップ４０５で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００８２】
第４係数算出ステップ４０７において、図４の例のように補間画素位置オフセット作成ステップ４００で作成した補間画素位置オフセットに応じて、該当する係数を算出し、第４係数格納ステップ４０８において、前記第４係数算出ステップ４０７で算出した係数をテーブル内の該当する場所に格納する。
【００８３】
ここで、第１〜４係数算出ステップは、例えば、それぞれ図７（ａ）〜（ｄ）に示す参照パターンに示された参照画素位置に対応する係数を算出する。
【００８４】
第１の実施形態と同様にここまでの処理は、入力画像データの解像度及びもしくは出力画像データの解像度の変更が指定されたときに行い、それ以降解像度の条件が変更されるまでは行う必要がない。また解像度変換の条件が一つ乃至複数に固定されている場合には、以上の係数は画像データ処理装置にプリセットして置けばよい。
【００８５】
次に、図５に従って係数テーブルを用いた解像度変換処理について説明する。
【００８６】
まず、エッジ検出ステップ３００において、参照用画素データを用いて、解像度変換処理前の画像からエッジ方向を算出し、参照パターン判定ステップ３０１において、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、エッジ検出ステップ３００で検出されたエッジ方向に応じた参照パターンを判定する。図７（ａ）〜（ｄ）は、それぞれエッジ方向とこれに対応する参照パターンを示す。図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、画像が、それぞれ垂直方向，右上から左下への斜め方向，水平方向，左上から右下への斜め方向のエッジ成分を含む場合を示す。図３と同様に、網掛けで示された丸が選択されるべき画素位置を示す。
【００８７】
参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ３０２において、参照画素のアドレスと、参照画素に対する補間画素の位置オフセット（補間画素位置オフセット）を算出する。
【００８８】
次に、係数取得ステップ３０３において、前記参照パターン判定ステップ３０１で取得した参照パターンに応じて、予め作成した係数テーブルより係数を取得する。
【００８９】
また、参照画素取得ステップ３０４において、前記参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ３０２で算出した参照アドレスと、を用いて入力される参照用画素データから、補間画素の画素データの算出に用いるべき参照画素データを選択する。この選択は、前記参照パターン判定ステップ３０１で取得した参照パターンに基づいて行われることになる。  
【００９０】
次に、補間画素作成ステップ３０５において、前記係数取得ステップ３０３で取得した係数データと、前記参照画素取得ステップ３０４で選択した参照画素データとを用いて、
各参照画素と対応する各係数との積算と、その結果の総和を算出することで補間画素データとする。
【００９１】
次に、補間画素格納ステップ３０６において前記補間画素作成ステップ３０５で作成した補間画素データをメモリへ格納する。
【００９２】
また、本実施形態では係数算出方法として、テーブル作成時に一括して算出する方法を示したが、テーブル作成を行わずに補間画素作成と同時に算出する方法を用いてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、テーブル作成時に全参照パターンについて係数を求める方法を示したが、左右または上下対称となる参照パターンについては係数をテーブルとして持たずに、係数参照時に対称型パターン用の係数を参照することで、テーブル用のメモリを省略してもいい。
【００９４】
本実施形態によれば、補間画素に隣接する４つの隣接参照画素と、さらに離れた離間参照画素の組み合わせを変えて、ななめ方向のエッジにも対応した補間演算を行うことができる。これにより、処理コストを抑えつつ、エッジ部をなまらせずかつ擬似輪郭を抑えた良好な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施形態における解像度変換処理フロー図
【図２】本発明の第１の実施形態におけるテーブル作成処理フロー図
【図３】本発明の第１の実施形態における動作説明図１
【図４】本発明の第１の実施形態における動作説明図２
【図５】本発明の第２の実施形態における解像度変換処理フロー図
【図６】本発明の第２の実施形態におけるテーブル作成処理フロー図
【図７】本発明の第２の実施形態における動作説明図１
【図８】第１の背景技術における解像度変換処理フロー図
【図９】第１の背景技術におけるテーブル作成処理フロー図
【図１０】第１の背景技術における動作説明図１
【図１１】第２の背景技術における動作説明図１
【図１２】第３の背景技術における解像度変換処理フロー図
【図１３】第３の背景技術におけるテーブル作成処理フロー図
【図１４】第３の背景技術における動作説明図１
【図１５】第３の背景技術における動作説明図２
【図１６】第３の背景技術における動作説明図３
【図１７】第２の実施形態における演算装置の構成図
【符号の説明】
【００９６】
３００，７００  エッジ検出ステップ
３０１  参照パターン判定ステップ
７０１  補間方式判定ステップ
１００，３０２，５００  参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ
７０２  水平方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ
７０３  垂直方向参照アドレス／補間画素位置オフセット算出ステップ
１０１  参照画素位置オフセット取得ステップ
１０２，３０３，５０２  係数取得ステップ
７０５，７１１  水平方向係数取得ステップ
７０９，７１５  垂直方向係数取得ステップ
１０３，３０４，５０１  参照画素取得ステップ
７０４，７１２  水平方向参照画素取得ステップ
７０８，７１６  垂直方向参照画素取得ステップ
１０４，３０５，５０３  補間画素作成ステップ
７０６，７１３  水平方向補間画素作成ステップ
７１０，７１７  垂直方向補間画素作成ステップ
１０５，３０６，５０４，７１８  補間画素格納ステップ
７０７，７１４  水平方向補間画素格納ステップ
２００，４００，６００，８００  補間画素位置オフセット作成ステップ
２０１  参照画素位置判定ステップ
２０２，４０１，４０３，４０５，４０７，６０１，８０１，８０３    係数算出ステップ
２０３，４０２，４０４，４０６，４０８，６０２，８０２，８０４  係数格納ステップ２０４，７００  参照画素位置オフセット算出ステップ
２０５，７００  参照画素位置オフセット格納ステップ
【図１】
2005312014.tif 000014
【図２】
2005312014.tif 000015
【図３】
2005312014.tif 000016
【図４】
2005312014.tif 000017
【図５】
2005312014.tif 000018
【図６】
2005312014.tif 000019
【図７】
2005312014.tif 000020
【図８】
2005312014.tif 000021
【図９】
2005312014.tif 000022
【図１０】
2005312014.tif 000023
【図１１】
2005312014.tif 000024
【図１２】
2005312014.tif 000025
【図１３】
2005312014.tif 000026
【図１４】
2005312014.tif 000027
【図１５】
2005312014.tif 000028
【図１６】
2005312014.tif 000029
【図１７】
2005312014.tif 000030