(57)【要約】【課題】  画像を構成する画素間に存在するエッジを検出できるようにする。【解決手段】  入力部１が画像データＳ０の入力を受け付け、フィルタリング部２が画像データＳ０により表される画像上において、隣接する２つの画素に対して２タップの差分フィルタによるフィルタリング処理を施して、隣接する２つの画素の画素値の差分を算出する。判定部３が差分がしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定し、判定が肯定されると２つの画素の間にエッジが存在し、判定が否定されると２つの画素の間にエッジが存在しないと判定する。補間演算部４が、エッジであるかエッジでないかに応じて異なる演算により補間画素の画素値を算出し、拡大された画像を表す画像データＳ１を出力する。【選択図】          図１
2005063196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記隣接する２つの画素の画素値の差分を得るフィルタリング手段と、
前記差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合に、前記隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするエッジ検出装置。
【請求項２】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得るフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするエッジ検出装置。
【請求項３】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る第１のフィルタリング手段と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る第２のフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするエッジ検出装置。
【請求項４】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得るフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするプロファイル判定装置。
【請求項５】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る第１のフィルタリング手段と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る第２のフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定するプロファイル判定手段とを備えたことを特徴とするプロファイル判定装置。
【請求項６】
画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記隣接する２つの画素の画素値の差分を得、
前記差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合に、前記隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定することを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項７】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項８】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することを特徴とするエッジ検出方法。
【請求項９】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定することを特徴とするプロファイル判定方法。
【請求項１０】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定することを特徴とするプロファイル判定方法。
【請求項１１】
画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記隣接する２つの画素の画素値の差分を得る手順と、
前記差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合に、前記隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定する手順とを有することを特徴とするエッジ検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１２】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る手順と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する手順とを有することを特徴とするエッジ検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る手順と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る手順と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する手順とを有することを特徴とするエッジ検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る手順と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定する手順とを有することを特徴とするプロファイル判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る手順と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る手順と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定する手順とを有することを特徴とするプロファイル判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば画像データにより表される画像を拡大縮小するに際し、画像を構成する画素間に存在するエッジを検出するエッジ検出装置および方法、画像を構成する画素値のプロファイル形状を判定するプロファイル判定装置および方法並びにエッジ検出方法およびプロファイル判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、写真フイルムに記録された画像を光電的に読み取ることにより得られた画像データあるいはデジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の撮像装置により被写体を撮像することにより得られた画像データを、それを再生するモニタのサイズに適合するように拡大縮小することが行われている。とくにカメラ付き携帯電話により被写体を撮像することにより得られた画像データを電子メールとして送信する際に、送信先の携帯電話が有する液晶モニタのサイズに応じて画像データを拡大縮小するサービスも提供されている。
【０００３】
このような画像データの拡大縮小は、画像データにより表される画像を構成する画素の間に拡大率に応じて新たな画素を補間することにより行われる。このように新たな画素を補間する方法としては、線形補間法、最近傍法、バイリニア法およびバイキュービック法等の各種方法が知られている。
【０００４】
しかしながら、単一の方法のみを用いて画像データを拡大縮小した場合、画像に含まれるエッジ部分にボケやシャギーが発生するという問題がある。このため、画像に含まれるエッジ成分を検出し、エッジ部分と非エッジ部分とで異なる処理により補間演算を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載された方法等において画像からエッジを検出するためには、ソーベルフィルタやラプラシアンフィルタが一般的に用いられる。このようなソーベルフィルタやラプラシアンフィルタは、最短３タップの奇数タップ数を有し、フィルタリングにより注目画素がエッジであるか否かを判定することにより、エッジを検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−３１９０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、画像を拡大縮小する場合には、画素間に新たな画素を補間するため、画像に含まれる画素ではなく、画素の間にエッジがあるか否かを判定する必要がある。しかしながら、上述した奇数タップ数のフィルタを用いてエッジを検出する場合、画像中の注目画素そのものがエッジであるかどうかを判定することができるのみであり、画素間にエッジが存在するかどうかを判定することはできない。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、画像を構成する画素間に存在するエッジを検出できるようにすることを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、画像を構成する画素値のプロファイル形状を判定できるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による第１のエッジ検出装置は、画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記隣接する２つの画素の画素値の差分を得るフィルタリング手段と、
前記差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合に、前記隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
「差分フィルタ」とは、隣接する２つの画素の単純な差分を求めるフィルタのみならず、重み付け差分を求めることが可能なフィルタをも含む。具体的には、タップ数が偶数のフィルタ、例えばフィルタ値が（−１，１）の２タップのフィルタを用いることができる。
【００１１】
本発明による第２のエッジ検出装置は、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得るフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明による第３のエッジ検出装置は、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る第１のフィルタリング手段と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る第２のフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明による第１のプロファイル判定装置は、画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得るフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明による第２のプロファイル判定装置は、画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得る第１のフィルタリング手段と、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得る第２のフィルタリング手段と、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定するプロファイル判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明による第１のエッジ検出方法は、画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記隣接する２つの画素の画素値の差分を得、
前記差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合に、前記隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明による第２のエッジ検出方法は、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明による第３のエッジ検出方法は、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明による第１のプロファイル判定方法は、画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定することを特徴とするものである。
【００１９】
本発明による第２のプロファイル判定方法は、画像上の画素において、直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分を得、該３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ前記差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの２次差分を得、
前記直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して前記中央の２つの画素の画素値の差分を得、
前記３つの１次差分および前記２つの２次差分の正負の関係並びに前記中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、前記直列に隣接する４つの画素近傍の画素値のプロファイル形状を判定することを特徴とするものである。
【００２０】
なお、本発明によるエッジ検出方法およびプロファイル判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１のエッジ検出装置および方法によれば、画像上の隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて２つの画素の画素値の差分が得られ、この差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かが判定される。ここで、隣接する２つの画素の画素値の差分の絶対値が大きい場合は、そこにエッジが存在すると見なすことができる。したがって、差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かを判定することにより、画像の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを検出することができる。また、差分を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００２２】
本発明の第２のエッジ検出装置および方法によれば、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分が得られる。さらに、３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて２つの２次差分が得られる。ここで、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の値に応じて、直列に隣接する４つの画素の画素値のプロファイルを分類でき、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係を見れば、直列に隣接する４つの画素のうちの中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを判定できる。したがって、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係に基づいて、直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することにより、画像の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを検出することができる。また、差分を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００２３】
本発明の第３のエッジ検出装置および方法によれば、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分が得られる。さらに、３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて２つの２次差分が得られる。また、直列に隣接する４つの画素のうちの中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて中央の２つの画素の画素値の差分が得られる。ここで、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の値に応じて、直列に隣接する４つの画素値のプロファイルを分類でき、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係を見れば、直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを判定できる。また、エッジが存在すると判定された場合において、中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が小さい場合にはそこにエッジが存在する確度は小さいが、差分の絶対値が大きい場合は、そこに真のエッジが存在すると見なすことができる。したがって、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係並びに中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素の間にエッジが存在するか否かを検出することにより、画像の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを確実に検出することができる。また、差分を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００２４】
本発明の第１のプロファイル判定装置および方法によれば、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分が得られる。さらに、３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて２つの２次差分が得られる。ここで、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の値に応じて、直列に隣接する４つの画素値のプロファイル形状を分類でき、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係を見れば、直列に隣接する４つの画素値のプロファイル形状が、エッジであるかあるいはエッジではないかのように、どのような形状をなしているかを判定できる。したがって、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係に基づいて、直列に隣接する４つの画素近傍のプロファイル形状を判定することにより、４つの画素近傍がエッジであるのか、エッジでないのか等を判定することができる。
【００２５】
本発明の第２のプロファイル判定装置および方法によれば、画像上の直列に隣接する４つの画素に含まれる互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて３つの画素ペアの画素値のそれぞれについての３つの１次差分が得られる。さらに、３つの１次差分における隣接する２つの１次差分ペアに対してそれぞれ差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて２つの２次差分が得られる。また、直列に隣接する４つの画素の中央の２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理が施されて中央の２つの画素の画素値の差分が得られる。ここで、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の値に応じて、直列に隣接する４つの画素値のプロファイル形状を分類でき、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係を見れば、直列に隣接する４つの画素値のプロファイル形状が、エッジであるかあるいはエッジではないかのように、どのような形状をなしているかを判定できる。また、プロファイル形状がエッジであると判定された場合において、中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が小さい場合にはそこにエッジが存在する確度は小さいが、差分の絶対値が大きい場合は、そこに真のエッジが存在することからプロファイル形状は真にエッジであると見なすことができる。したがって、３つの１次差分および２つの２次差分の正負の関係並びに中央の２つの画素の画素値の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるか否かの判定結果に基づいて、直列に隣接する４つの画素近傍のプロファイル形状を判定することにより、４つの画素近傍がエッジであるのか、エッジでないのか等を確実に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本発明の第１の実施形態による画像拡大縮小装置は、画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける入力部１、フィルタリング部２、判定部３、補間画素の画素値を算出する補間演算部４、並びに入力部１、フィルタリング部２、判定部３および補間演算部４の動作を制御する制御部５を備える。
【００２７】
ここで、画像データＳ０により表される画像（以下画像についても同様に参照符号Ｓ０を用いる）は、図２に示すように２次元状に画素が並んで構成されてなるものであり、第１の実施形態および後述する他の実施形態においては、図２に示すようにｘ方向およびｙ方向を定めるものとする。
【００２８】
フィルタリング部２は、画像Ｓ０のｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて一列毎に、拡大により補間される画素（以下補間画素Ｐとする）が間に位置する隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して２つの画素の画素値の差分ｄ０を算出する。図３は差分フィルタの例を示す図である。図３に示すように、第１の実施形態のフィルタリング部２において使用される差分フィルタは、フィルタ値が（−１，１）の２タップのフィルタである。なお、差分フィルタはこれに限定されるものではなく、２つの画素値の重み付け差分を求めるフィルタ値を有するものや、２タップ以上の偶数タップ数を有するものを用いてもよい。
【００２９】
判定部３は、差分ｄ０の絶対値が所定のしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定し、この判定が肯定されると差分ｄ０を求めた隣接する２つの画素の間にエッジが存在すると判定し、判定結果を補間演算部４に出力する。
【００３０】
補間演算部４は、判定部３の判定結果に基づいて、補間画素Ｐが間に位置する２つの隣接する画素の間がエッジであると判定された場合とエッジでないと判定された場合とで、それぞれ異なる演算により補間画素Ｐの画素値を算出する。具体的には、エッジでないと判定された場合はバイキュービック法を用いて補間画素Ｐの画素値を算出する。
【００３１】
ここで、バイキュービック法は３次補間の一手法であり、補間画素Ｐの近傍の１６画素を用いて補間画素Ｐの画素値を求める方法である。以下、バイキュービック法について説明する。
【００３２】
図４はバイキュービック法を説明するための図である。図４に示すように点Ｐを補間画素Ｐの位置とした場合、図４中黒丸で示される画素は第１次近傍、白丸で示される画素は第２次近傍と称される。第１次近傍および第２次近傍のそれぞれについて、下記の式（１）に示すようにｘ方向およびｙ方向それぞれに独立に距離ｄｘ，ｄｙ（式（１）においては単にｄと示す）に対して重みＷｘ，Ｗｙを求め、最終的にその画素に対する重みＷ＝ＷｘＷｙを得る。
【数１】
2005063196.tif 000003
【００３３】
例えば、図４における（−１，−１）の画素（第２次近傍）に対して、重みＷｘ，Ｗｙ，Ｗを求めると、
【数２】
2005063196.tif 000004
【００３４】
となる。
【００３５】
そして、Ｗ（ｉ，ｊ）を画素（ｉ，ｊ）の重み、ｆ（ｉ，ｊ）を画素（ｉ，ｊ）の画素値とすると、補間画素Ｐの画素値ｆ′（Ｐ）は、
【数３】
2005063196.tif 000005
【００３６】
により算出することができる。
【００３７】
なお、第１の実施形態および後述する他の実施形態においては、バイキュービック法をｘ方向またはｙ方向の１次元方向にのみ適用して、補間画素Ｐの画素値を算出するものとする。
【００３８】
一方、エッジであると判定された部分については、以下のようにして補間画素Ｐの画素値を求める。図５は、エッジであると判定された部分についての画素値のプロファイルを示す図である。なお、図５において、水平方向が画素が並ぶ方向であり、垂直方向が画素値の大きさを示す方向である。２つの隣接する画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在すると判定された場合、その２つの画素にさらにそれぞれ隣接する２つの画素Ｇ１，Ｇ４を加えた直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４の画素値のプロファイルは図５（ａ）または図５（ｂ）に示すものとなる。
【００３９】
プロファイルが図５（ａ）に示すステップエッジ形状をなす場合、画素が並ぶ方向において画素Ｇ２，Ｇ３間の距離を二等分する中線Ｍ（一点鎖線参照）を定め、中線Ｍの右側に補間画素（Ｐ１とする）が存在する場合には、画素Ｇ３，Ｇ４を結ぶ直線の延長線上の値を補間画素Ｐ１の画素値とする。また、中線Ｍの左側に補間画素（Ｐ２とする）が存在する場合には、画素Ｇ１，Ｇ２を結ぶ直線の延長線上の値を補間画素Ｐ２の画素値とする。
【００４０】
プロファイルが図５（ｂ）に示すエッジ形状をなす場合、画素Ｇ１，Ｇ２を結ぶ直線の延長線と、画素Ｇ３，Ｇ４を結ぶ直線の延長線との交点Ｃを求める。そして、交点Ｃの右側に補間画素Ｐ１が存在する場合には、画素Ｇ３，Ｇ４を結ぶ直線の延長線上の値を補間画素Ｐ１の画素値とする。また、交点Ｃの左側に補間画素Ｐ２が存在する場合には、画素Ｇ１，Ｇ２を結ぶ直線の延長線上の値を補間画素Ｐ２の画素値とする。
【００４１】
なお、ここでは２つの画素の画素値のみを用いて補間画素Ｐの画素値を算出しているが、３以上の画素の画素値を用いてもよい。この場合、画素を直線で結ぶことが困難な場合がある。このため、スプライン曲線等の任意の関数により規定される曲線により画素を結び、その曲線の延長線上の値を補間画素Ｐの値とすればよい。
【００４２】
ここで、以降の説明において、エッジであると判定された場合の演算を第１の補間演算、エッジでないと判定された場合の演算を第２の補間演算と称する。
【００４３】
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図６は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、本実施形態においては、補間画素Ｐは、画像Ｓ０の画素の間に存在するものとする。まず、入力部１が拡大する画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける（ステップＳ１）。そして、画素を補間する方向をまずｘ方向に設定する（ステップＳ２）。次いで、拡大率Ｋに応じた最初の補間画素Ｐ（例えば拡大された画像データＳ１により表される画像（以下画像についても同様に参照符号Ｓ１を用いる）上左上に位置する画素）について、フィルタリング部２がその補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して差分ｄ０を算出する（ステップＳ３）。
【００４４】
そして、判定部３が差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４が肯定されると、差分ｄ０を求めた隣接する２つの画素の間にエッジが存在するものとして、補間演算部４は上記第１の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ４が否定されると、差分ｄ０を求めた隣接する２つの画素の間にエッジが存在しないものとして、補間演算部４は上記第２の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ６）。
【００４５】
そして、制御部５が全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定し（ステップＳ７）、ステップＳ７が否定されると、画素値を算出する補間画素Ｐを次の補間画素Ｐに設定し（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻る。
【００４６】
ステップＳ７が肯定されると、ｙ方向についても全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定する（ステップＳ９）。ステップＳ９が否定されると、補間方向をｙ方向に設定し（ステップＳ１０）、ステップＳ３に戻る。ステップＳ９が肯定されると、補間画素Ｐからなる拡大された画像データＳ１を出力し（ステップＳ１１）、処理を終了する。
【００４７】
このように第１の実施形態においては、画像上の隣接する２つの画素の画素値の差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ以上である場合は、そこにエッジが存在すると見なすようにしたため、画像Ｓ０の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを検出することができる。また、差分ｄ０を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００４８】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は本発明の第２の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図である。図７に示すように、本発明の第２の実施形態による画像拡大縮小装置は、画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける入力部１１、フィルタリング部１２、判定部１３、補間画素Ｐの画素値を算出する補間演算部１４、並びに入力部１１、フィルタリング部１２、判定部１３および補間演算部１４の動作を制御する制御部１５を備える。
【００４９】
フィルタリング部１２は、以下のようにしてフィルタリング処理を行う。図８は第２の実施形態におけるフィルタリング部１２において行われるフィルタリング処理を説明するための図である。フィルタリング部１２は、画像Ｓ０のｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて一列毎に、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３およびこの２つの画素Ｇ２，Ｇ３のそれぞれに隣接する２つの画素Ｇ１，Ｇ４からなる直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４について、互いに隣接する２つの画素からなる３つの画素ペアＧ１，Ｇ２、画素ペアＧ２，Ｇ３および画素ペアＧ３，Ｇ４に対して図３に示す差分フィルタによるフィルタリング処理を施して、画素ペアＧ１，Ｇ２、画素ペアＧ２，Ｇ３および画素ペアＧ３，Ｇ４の画素値の差分を１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３として算出する。
【００５０】
続いて、フィルタリング部１２は、３つの１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３における隣接する２つの１次差分ペアｄ１，ｄ２および１次差分ペアｄ２，ｄ３に対して、同様に差分フィルタによるフィルタリング処理を施して、１次差分ペアｄ１，ｄ２およびｄ２，ｄ３の差分を２次差分ｄ４，ｄ５として算出する。
【００５１】
判定部１３は、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定し、判定結果を補間演算部１４に出力する。
【００５２】
図９から図１１は、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負と、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状との関係を示す表である。直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負は全１８種類の組み合わせがある。隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在する組み合わせは、図９に示すエッジ１およびエッジ２の２通りある。エッジ１は第１の実施形態における図５（ａ）に対応するものであり、（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（＋，＋，＋，＋，−）となる右上がりエッジおよび（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（−，−，−，−，＋）となる左上がりエッジの２種類がある。エッジ２は第１の実施形態における図５（ｂ）に対応するものであり、（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（＋，＋，＋，＋，＋）となる下に凸の右上がりエッジ、（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（＋，＋，＋，−，−）となる上に凸の右上がりエッジ、（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（−，−，−，＋，＋）となる下に凸の左上がりエッジ、（ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５）＝（−，−，−，−，−）となる上に凸の左上がりエッジの４種類がある。
【００５３】
判定部１３は、図９から図１１に示す表を記憶しており、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係が、図９に示すエッジ１およびエッジ２の関係となる場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在すると判定する。また、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係が、図１０および図１１に示す山、谷およびその他の関係となる場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在しないと判定する。
【００５４】
補間演算部１４は、第１の実施形態における補間演算部４と同様に、補間画素Ｐが間に位置する２つの隣接する画素の間がエッジであると判定された場合に第１の補間演算を行い、エッジでないと判定された場合に第２の補間演算を行って補間画素Ｐの画素値を算出する。
【００５５】
次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図１２は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に、補間画素Ｐは画像Ｓ０の画素の間に存在するものとする。まず、入力部１１が拡大する画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける（ステップＳ２１）。そして、画素を補間する方向をまずｘ方向に設定する（ステップＳ２２）。次いで、拡大率Ｋに応じた最初の補間画素Ｐ（例えば画像Ｓ１上左上に位置する画素）について、フィルタリング部１２がその補間画素Ｐが間に位置する直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４から１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する（ステップＳ２３）。
【００５６】
そして、判定部１３が１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４が肯定されると、補間演算部１４は判定部１３の判定結果に基づいて、上記第１の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ２５）。一方、ステップＳ２４が否定されると、補間演算部１４は判定部１３の判定結果に基づいて、上記第２の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ２６）。
【００５７】
そして、制御部１５が全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定し（ステップＳ２７）、ステップＳ２７が否定されると、画素値を算出する補間画素Ｐを次の補間画素Ｐに設定し（ステップＳ２８）、ステップＳ２３に戻る。
【００５８】
ステップＳ２７が肯定されると、ｙ方向についても全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９が否定されると、補間方向をｙ方向に設定し（ステップＳ３０）、ステップＳ２３に戻る。ステップＳ２９が肯定されると、補間画素Ｐからなる拡大された画像データＳ１を出力し（ステップＳ３１）、処理を終了する。
【００５９】
このように第２の実施形態においては、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定するようにしたため、画像Ｓ０の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを検出することができる。また、差分ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００６０】
次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。図１３は本発明の第３の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図である。図１３に示すように、本発明の第３の実施形態による画像拡大縮小装置は、画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける入力部２１、第１および第２のフィルタリング部２２Ａ，２２Ｂ、判定部２３、補間画素Ｐの画素値を算出する補間演算部２４、並びに入力部２１、第１および第２のフィルタリング部２２Ａ，２２Ｂ、判定部２３および補間演算部２４の動作を制御する制御部２５を備える。
【００６１】
第１のフィルタリング部２２Ａは、上記第２の実施形態におけるフィルタリング部１２と同様にして、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３およびこの２つの画素のそれぞれに隣接する２つの画素Ｇ１，Ｇ４からなる直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４に対してフィルタリング処理を行い、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する。
【００６２】
第２のフィルタリング部２２Ｂは、上記第１の実施形態におけるフィルタリング部２と同様にして、直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４の中央の２つの画素Ｇ２，Ｇ３に対してフィルタリング処理を行い、画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０（＝ｄ２）を算出する。
【００６３】
判定部２３は、上記第２の実施形態における判定部１３と同様に、第１のフィルタリング部２２Ａが算出した１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定する（第１の判定）。すなわち、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係が、図９に示すエッジ１およびエッジ２の関係となる場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在すると判定する。また、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係が、図１０および図１１に示す山、谷およびその他の関係となる場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在しないと判定する。
【００６４】
さらに判定部２３は、エッジが存在すると判定された場合に、上記第１の実施形態における判定部３と同様に、画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０の絶対値が所定のしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定し（第２の判定）、第２の判定が肯定されると、そこに真にエッジが存在すると判定する。一方、第２の判定が否定されるとそこにはエッジは存在しないものと判定する。このように第２の判定を行うのは、第１の判定においてエッジが存在すると判定されても、例えば図１４に示すように、画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差が非常にわずかでノイズと見なせるような場合に、そこがエッジであるとして補間演算部２４が第１の補間演算を行い、かえってノイズが強調されてしまうことを防止するためである。そして、判定部２３は、判定結果を補間演算部２４に出力する。
【００６５】
補間演算部２４は、第１の実施形態における補間演算部４と同様に、補間画素Ｐが間に位置する２つの隣接する画素の間がエッジであると判定された場合に第１の補間演算を行い、エッジでないと判定された場合に第２の補間演算を行って補間画素Ｐの画素値を算出する。
【００６６】
次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図１５は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様に、補間画素Ｐは画像Ｓ０の画素の間に存在するものとする。まず、入力部２１が拡大する画像データＳ０および画像データＳ０の拡大率Ｋの入力を受け付ける（ステップＳ４１）。そして、画素を補間する方向をまずｘ方向に設定する（ステップＳ４２）。次いで、拡大率Ｋに応じた最初の補間画素Ｐ（例えば画像Ｓ１上左上に位置する画素）について、第１のフィルタリング部２２Ａがその補間画素Ｐが間に位置する直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４から１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する（ステップＳ４３）。また、第２のフィルタリング部２２Ｂが画素Ｇ２，Ｇ３に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して差分ｄ０を算出する（ステップＳ４４）。
【００６７】
そして、判定部２３が１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定する（第１の判定、ステップＳ４５）。ステップＳ４５が肯定されると、判定部２３が差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（第２の判定、ステップＳ４６）。
【００６８】
ステップＳ４６が肯定されると、補間演算部２４は判定部２３の判定結果に基づいて、上記第１の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ４７）。一方、ステップＳ４５およびステップＳ４６が否定されると、補間演算部２４は判定部２３の判定結果に基づいて、上記第２の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出する（ステップＳ４８）。
【００６９】
そして、制御部２５が全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定し（ステップＳ４９）、ステップＳ４９が否定されると、画素値を算出する補間画素Ｐを次の補間画素Ｐに設定し（ステップＳ５０）、ステップＳ４３に戻る。
【００７０】
ステップＳ４９が肯定されると、ｙ方向についても全ての補間画素Ｐについて画素値を算出したか否かを判定する（ステップＳ５１）。ステップＳ５１が否定されると、補間方向をｙ方向に設定し（ステップＳ５２）、ステップＳ４３に戻る。ステップＳ５１が肯定されると、補間画素Ｐからなる拡大された画像データＳ１を出力し（ステップＳ５３）、処理を終了する。
【００７１】
このように第３の実施形態においては、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在するか否かを判定する第１の判定を行い、第１の判定が肯定されると、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ以上であるか否かを判定する第２の判定を行い、第２の判定が肯定されると、そこに真にエッジが存在すると見なすようにしたため、画像Ｓ０の画素上ではなく、画素の間にエッジが存在するか否かを確実に検出することができる。また、差分ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５を算出しているのみであるため、簡易な演算により高速にエッジが存在するか否かを検出することができる。
【００７２】
次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。図１６は本発明の４の実施形態によるプロファイル判定装置の構成を示す概略ブロック図である。図１６に示すように、本発明の第４の実施形態によるプロファイル判定装置は、画像データＳ０の入力を受け付ける入力部３１、フィルタリング部３２、判定部３３、並びに入力部３１、フィルタリング部３２および判定部３３の動作を制御する制御部３５を備える。
【００７３】
フィルタリング部３２は、上記第２の実施形態におけるフィルタリング部１２と同様にして、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３およびこの２つの画素のそれぞれに隣接する２つの画素Ｇ１，Ｇ４からなる直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４に対してフィルタリング処理を行い、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する。
【００７４】
判定部３３は、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、図９から図１１に示す表を参照して、直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４の画素値のプロファイル形状が、エッジ１、エッジ２、山、谷およびその他のいずれであるか否かを判定し、判定結果Ｒ０を出力する。
【００７５】
なお、判定結果Ｒ０は、画像Ｓ０上の画素の位置と対応づけて記録媒体に記録しておき、後で画像Ｓ０を拡大縮小する際にその判定結果Ｒ０を参照して、上記第１の実施形態と同様に、エッジであると判定された部分と、エッジでないと判定された部分とで異なる補間演算を行うようにすればよい。
【００７６】
次いで、第４の実施形態において行われる処理について説明する。図１７は第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、入力部１１が画像データＳ０の入力を受け付ける（ステップＳ６１）。そして、プロファイル形状を判定する方向をまずｘ方向に設定する（ステップＳ６２）。次いで、プロファイル形状を判定する最初の画素（例えば画像Ｓ０上左上に位置する画素）について、フィルタリング部３２がその画素を含む直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４から１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する（ステップＳ６３）。そして、判定部３３が１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、図９から図１１に示す表を参照して、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状が、エッジ１、エッジ２、山、谷およびその他のいずれであるかを判定し（ステップＳ６４）、判定結果Ｒ０を出力する（ステップＳ６５）。
【００７７】
そして、制御部３５が全ての画素についてプロファイル形状を判定したか否かを判定し（ステップＳ６６）、ステップＳ６６が否定されると、プロファイル形状を判定する画素を次の画素に設定し（ステップＳ６７）、ステップＳ６３に戻る。
【００７８】
ステップＳ６６が肯定されると、ｙ方向についても全ての画素についてプロファイル形状を判定したか否かを判定する（ステップＳ６８）。ステップＳ６８が否定されると、プロファイル形状を判定する方向をｙ方向に設定し（ステップＳ６９）、ステップＳ６３に戻る。ステップＳ６８が肯定されると、処理を終了する。
【００７９】
このように第４の実施形態においては、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状を判定しているため、４つの画素近傍がエッジであるのか、エッジでないのか等を判定することができる。
【００８０】
次いで、本発明の第５の実施形態について説明する。図１８は本発明の第５の実施形態によるプロファイル判定装置の構成を示す概略ブロック図である。図１８に示すように、本発明の第５の実施形態によるプロファイル判定装置は、画像データＳ０の入力を受け付ける入力部４１、第１および第２のフィルタリング部４２Ａ，４２Ｂ、判定部４３、並びに入力部４１、第１および第２のフィルタリング部４２Ａ，４２Ｂおよび判定部４３の動作を制御する制御部４５を備える。
【００８１】
第１のフィルタリング部４２Ａは、上記第２の実施形態におけるフィルタリング部１２と同様にして、補間画素Ｐが間に位置する隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３およびこの２つの画素のそれぞれに隣接する２つの画素Ｇ１，Ｇ４からなる直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４に対してフィルタリング処理を行い、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する。
【００８２】
第２のフィルタリング部４２Ｂは、上記第１の実施形態におけるフィルタリング部２と同様にして、直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４の中央の２つの画素Ｇ２，Ｇ３に対してフィルタリング処理を行い、画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０を算出する。
【００８３】
判定部４３は、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、図９から図１１に示す表を参照して、直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４の画素値のプロファイル形状が、エッジ１、エッジ２、山、谷およびその他のいずれであるか否かを判定する（第３の判定）。さらに、判定部４３は、エッジ１，２と判定された場合に、上記第１の実施形態における判定部３と同様に、画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０の絶対値が所定のしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定し（第４の判定）、第４の判定が肯定されると、そこに真にエッジが存在するため、第３の判定は正しいものとして、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状が、エッジ１、エッジ２のいずれかすなわちエッジであると判定する。一方、第４の判定が否定されるとそこにはエッジは存在しないものとして、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状をその他であると判定する。
【００８４】
なお、判定結果Ｒ０は、画像Ｓ０上の画素の位置と対応づけて記録媒体に記録しておき、後で画像Ｓ０を拡大縮小する際にその判定結果Ｒ０を参照して、上記第１の実施形態と同様に、エッジであると判定された部分と、エッジでないと判定された部分とで異なる補間演算を行うようにすればよい。
【００８５】
次いで、第５の実施形態において行われる処理について説明する。図１９は第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。まず、入力部１１が画像データＳ０の入力を受け付ける（ステップＳ７１）。そして、プロファイル形状を判定する方向をまずｘ方向に設定する（ステップＳ７２）。次いで、プロファイル形状を判定する最初の画素（例えば画像Ｓ０上左上に位置する画素）について、フィルタリング部３２がその画素を含む直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４から１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５を算出する（ステップＳ７３）。また、第２のフィルタリング部４２Ｂが画素Ｇ２，Ｇ３に対して差分フィルタによるフィルタリング処理を施して差分ｄ０を算出する（ステップＳ７４）。
【００８６】
そして、判定部４３が１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、図９から図１１に示す表を参照して、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状が、エッジ１、エッジ２、山、谷およびその他のいずれであるかを判定する（第３の判定、ステップＳ７５）。そして、判定部４３は、エッジ１，２であると判定されたか否かを判定し（ステップＳ７６）、ステップＳ７６が肯定されると、差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（第４の判定、ステップＳ７７）。
【００８７】
第４の判定が否定されると、そこにはエッジは存在しないものとして、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状をその他であると判定する（ステップＳ７８）。第４の判定が肯定されると、そこに真にエッジが存在するため、第３の判定は正しいものとして、判定結果Ｒ０を出力する（ステップＳ７９）。なお、ステップＳ７６が否定された場合もステップＳ７９に進み、判定結果Ｒ０を出力する。
【００８８】
そして、制御部３５が全ての画素についてプロファイル形状を判定したか否かを判定し（ステップＳ８０）、ステップＳ８０が否定されると、プロファイルを判定する画素を次の画素に設定し（ステップＳ８１）、ステップＳ７３に戻る。
【００８９】
ステップＳ８０が肯定されると、ｙ方向についても全ての画素についてプロファイル形状を判定したか否かを判定する（ステップＳ８２）。ステップＳ８２が否定されると、プロファイル形状を判定する方向をｙ方向に設定し（ステップＳ８３）、ステップＳ７３に戻る。ステップＳ８２が肯定されると、処理を終了する。
【００９０】
このように第５の実施形態においては、１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係に基づいて、直列に隣接する４つの画素Ｇ１〜Ｇ４のプロファイル形状を判定する第３の判定を行い、さらにプロファイル形状がエッジであると判定された場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の画素値の差分ｄ０の絶対値がしきい値Ｔｈ以上であるか否かを判定する第４の判定を行い、第４の判定が否定されるとそこはエッジでないものと見なすようにしたため、４つの画素近傍がエッジであるのか、エッジでないのか等を精度よく判定することができる。
【００９１】
なお、上記第１から第３の実施形態においては、エッジでないと判定された場合、バイキュービック法を用いて補間画素Ｐ近傍の１６画素の画素値（１次元方向では４画素）から補間画素Ｐの画素値を算出しているが、補間画素Ｐ近傍の９画素（１次元方向では３画素）あるいは４画素（１次元方向では２画素）の画素値から補間画素Ｐの画素値を算出してもよい。また、ｘ方向またはｙ方向の１次元の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出しているが、２次元の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出してもよい。さらに、バイキュービック法のみならず、線形補間法、最近傍法およびバイリニア法等を用いて補間画素Ｐの画素値を算出してもよい。
【００９２】
また、上記第２および第３の実施形態においては、直列に隣接する４つの画素の１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負の関係が、山、谷およびその他となる場合に、隣接する２つの画素Ｇ２，Ｇ３の間にエッジが存在しないと判定して、第２の補間演算により補間画素Ｐの画素値を算出しているが、山および谷と判定された場合と、その他と判定された場合とでさらに異なる補間演算を行って補間画素Ｐの画素値を算出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】画像データにより表される画像の画素配列を示す図
【図３】差分フィルタの例を示す図
【図４】バイキュービック法を説明するための図
【図５】エッジであると判定された部分についての補間画素の画素値の算出を説明するための図
【図６】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図
【図８】第２の実施形態におけるフィルタリング部において行われるフィルタリング処理を説明するための図
【図９】１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負と、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状との関係を示す表（その１）
【図１０】１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負と、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状との関係を示す表（その２）
【図１１】１次差分ｄ１，ｄ２，ｄ３および２次差分ｄ４，ｄ５の正負と、直列に隣接する４つの画素のプロファイル形状との関係を示す表（その３）
【図１２】第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１３】本発明の第３の実施形態によるエッジ検出装置を適用した画像拡大縮小装置の構成を示す概略ブロック図
【図１４】隣接する２つの画素の画素値の差が非常にわずかであるのにエッジと判定されるプロファイル形状の例を示す図
【図１５】第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１６】本発明の第４の実施形態によるプロファイル判定装置の構成を示す概略ブロック図
【図１７】第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１８】本発明の第５の実施形態によるプロファイル判定装置の構成を示す概略ブロック図
【図１９】第５の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９４】
１，１１，２１，３１，４１    入力部
２，１２，２２Ａ，２２Ｂ，３２，４２Ａ，４２Ｂ    フィルタリング部
３，１３，２３，３３，４３    判定部
４，１４，２４    補間演算部
５，１５，２５，３５，４５    制御部
【図１】
2005063196.tif 000006
【図２】
2005063196.tif 000007
【図３】
2005063196.tif 000008
【図４】
2005063196.tif 000009
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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