(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換方法において、
所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、
新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって中間画像を生成し、
前記中間画像から、前記新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求めることで前記画像変換を行うことを特徴とする画像変換方法。
【請求項２】
前記中間画像を生成する前記画像変換時の補間演算と前記中間画像から新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求める前記画像変換時の補間演算が異なることを特徴とする請求項１に記載の画像変換方法。
【請求項３】
前記中間画像は、前記新たに要求される画素数よりも多い画素数であり、前記新たに要求される画素数に最も近い画素数であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像変換方法。
【請求項４】
前記中間画像は、前記原画像データを部分画像に分割し、それぞれの前記部分画像について、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって生成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像変換方法。
【請求項５】
前記補間演算は、２種類以上の補間演算を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像変換方法。
【請求項６】
所定の画素数によって表現される原画像データから、繰り返し画素数１／２倍の補間演算を行うことによって要求される画素数によって表現される画像データを求める画像変換方法であって、
最初、途中、又は最後にｘ（１＞ｘ＞１／２）倍の補間演算を行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることを特徴とする画像変換方法。
【請求項７】
所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換方法において、
所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上の画素数によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、
前記補間演算を複数回行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることを特徴とする画像変換方法。
【請求項８】
前記新たに要求される画素数が１／Ｎ（Ｎ≧２の整数）倍以下であることを特徴とする請求項７に記載の画像変換方法。
【請求項９】
複数回行う前記補間演算は、変換倍率が小さい順に行うことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像変換方法。
【請求項１０】
前記補間演算は、２種類以上の補間演算を用いることを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の画像変換方法。
【請求項１１】
所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、
前記設定手段に設定された画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行う補間演算手段と、
前記補間演算手段を制御して、画素数が１／２倍となるように前記画像変換を繰り返し行わせることにより、原画像データから前記設定手段により設定された画素数に近い画素数の中間画像に変換させ、前記中間画像を更に設定された画素数となるように前記画像変換を行わせる制御手段と、
を有することを特徴とする画像変換装置。
【請求項１２】
所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、
所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって中間画像を生成する第１の補間演算手段と、
前記中間画像を更に前記設定手段に設定された画素数の画素によって表現される画像データとなるように補間演算を行う第２の補間演算手段と、
を有することを特徴とする画像変換装置。
【請求項１３】
所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、
Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上の補間演算を行う補間演算手段と、
前記補間演算を複数回行うことによって前記設定手段に設定された画素数で表現される画像データとなるように前記補間演算手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像変換装置。
【請求項１４】
コンピュータによって、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換プログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像変換プログラムは、
所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことにより中間画像を生成する第１のステップと、
第１のステップによって生成された前記中間画像から、新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求めることで前記画像変換を行う第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像変換プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１５】
コンピュータによって、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換プログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像変換プログラムは、
所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上に縮小した画素数によって表現される画像データを補間演算によって求める第１のステップと、
前記第１のステップを複数回行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求める第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像変換プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像をラインＣＣＤスキャナ等によって読取ることによって得られた画像データから拡大縮小画像を作成する等の画像変換時に行われる補間機能を有する画像変換装置、画像変換方法及び画像変換プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像データに対して補間演算を施す補間演算方法としては従来より種々の方法が提案されているが、一般に３次のスプライン補間関数による方法がよく用いられている。この方法は、原稿画像を読取ることによって得られた原画像データ｛ＺK｝を各区間ごとに３次関数｛ｆK｝で結び、補間点の設定位置（上記区間内での設定位置）におけるｆKの値を補間画像データとするものである。
【０００３】
このように原画像を通過する補間演算は、鮮鋭度が比較的高い補間方法であり、キュービックスプライン（Cubic Spline）補間演算などが知られている。
【０００４】
このキュービックスプライン補間演算は、デジタル的に読取って得られた連続する画素Ｘk-2、Ｘk-1、Ｘk、Ｘk+1、Ｘk+2、・・・の画像データをＺk-2、Ｚk-1、Ｚk、Ｚk+1、Ｚk+2、・・・とする。ここで、スプライン補間関数が各区間Ｘk-2Ｘk-1、Ｘk-1Ｘk、ＸkＸk+1、Ｘk+1Ｘk+2、ごとにそれぞれ設定され、各区間に対応するスプライン補間関数をｆk-2、ｆk-1、ｆk、ｆk+1、ｆk+2、・・・とする。この補間関数はいずれも各区間の位置を変数とする３次関数である。
【０００５】
ここで、補間しようとする点（以下、補間点という）Ｘpが区間ＸkＸk+1の範囲にある場合について説明する。なお、区間ＸkＸk+1に対応するスプライン補間関数ｆkは式（１）で表される。
【０００６】
ｆk（ｘ）＝Ａkｘ3＋Ｂkｘ2＋Ｃkｘ＋Ｄk・・・・（１）
ｆk（Ｘ）      ＝Ｚk ・・・・（２）
ｆk（Ｘk+1）    ＝Ｚk+1 ・・・・（３）
ｆ'k（Ｘk ）  ＝ｆ'k-1（Ｘk ）    ・・・・（４）
ｆ'k（Ｘk+1）＝ｆ'k+1（Ｘk+1）  ・・・・（５）
なお、ｆ' は関数ｆの第１階微分（３Ａkｘ2＋２Ｂkｘ＋Ｃk）を表すものである。
【０００７】
ここで、キュービックスプライン補間演算は厳密には第２階微分係数の連続条件も含むがこの第２階微分係数の連続条件によれば演算式が複雑になるため、上記のように簡略化して用いるのが一般的である。
【０００８】
また、キュービックスプライン補間演算においては、画素ＸKにおける第１階微分係数が、その画素Ｘkの前後の画素であるＸk-1、Ｘk+1とについて、これらの画像データＺk-1、Ｚk+1の勾配（Ｚk+1−Ｚk-1）／（Ｘk+1−Ｘk-1）に一致することが条件であるから、式（６）を満たす必要がある。
【０００９】
ｆ'k（Ｘk）＝（Ｚk+1−Ｚk-1）／（Ｘk+1−Ｘk-1）・・・・（６）
同時に、画素ＸK+1における第１階微分係数が、その画素ＸK+1の前後の画素であるＸkとＸk+2とについて、これらの画像データＺk、Ｚk+2の勾配（Ｚk+2−Ｚk）／（Ｘk+2−Ｘk）に一致することが条件であるから、式（７）を満たす必要がある。
【００１０】
ｆ'k（Ｘk+1）＝（Ｚk+2−Ｚk）／（Ｘk+2−Ｘk）・・・・（７）
ここで、各区間Ｘk-2Ｘk-1、Ｘk-1Ｘk、ＸkＸk+1、Ｘk+1Ｘk+2の間隔（格子間隔）を１とし、画素Ｘkからの画素ＸK+1方向への補間点Ｘpの位置をｔ（０≦ｔ≦１）とすれば、式（１）〜式（７）より、
ｆk（０）  ＝Ｄk＝Ｚk
ｆk（１）  ＝Ａk＋Ｂk＋Ｃk＋Ｄk＝Ｚk+1
ｆ'k（０）＝Ｃk＝（Ｚk+1−Ｚk-1）／２
ｆ'k（１）＝３Ａk＋２Ｂk＋Ｃk＝（Ｚk+2−Ｚk）／２
従って、
Ａk＝（Ｚk+2−３Ｚk+1＋３Ｚk−Ｚk-1）／２
Ｂk＝（−Ｚk+2＋４Ｚk+1−５Ｚk＋２Ｚk-1）／２
ＣK＝（ＺK+1−ＺK-1）／２
Ｄk＝Ｚk
なお、スプライン補間関数ｆk（ｘ）は上述の通り、Ｘ＝ｔなる変数変換をしているため、
ｆk（Ｘ）＝ｆk（ｔ）
となる。よって、補間点Ｘpにおける補間画像データＺpは、
0003937028.tif 000002
ここで、原画像データＺk-1、Ｚk、Ｚk+1の各係数を補間係数ｃk-1（ｔ）、ｃk（ｔ）、ｃk+1（ｔ）、ｃk+2（ｔ）と称する。すなわち、式（９）における原画像データＺk-1、Ｚk、Ｚk+1に対応する補間係数ｃk-1（ｔ）、ｃk（ｔ）、ｃk+1（ｔ）、ｃk+2（ｔ）は、
ｃk-1（ｔ）＝（−ｔ3＋２ｔ2−ｔ）／２
ｃk （ｔ）＝（３ｔ3−５ｔ2＋２）／２
ｃk+1（ｔ）＝（−３ｔ3＋４ｔ2＋ｔ）／２
ｃk+2（ｔ）＝（ｔ3−ｔ2）／２
となる。
【００１１】
以上の演算を各区間ＸkＸk-1、Ｘk-1Ｘk、ＸkＸk+1、Ｘk+1Ｘk+2について繰り返すことにより、原画像データの全体について原画像データとは間隔の異なる補間画像データを求めることができる。
【００１２】
また、言い換えるとキュービックスプライン補間演算は、式（９）からわかるように、周辺の４点を加重平均することによって補間点を演算している。
【００１３】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上述のように原画像の画素値を加重平均することにより補間を行う場合に、画質を向上させるためには、加重平均に用いる原画像の画素が多く用いることが考えられるが、その分の計算処理時間がかかるようになってしまう。
【００１４】
本発明は、上述を考慮して画像変換時の計算処理効率を向上し、且つ、画像変換後の画質を従来よりも向上することが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換方法において、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって中間画像を生成し、前記中間画像から、前記新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求めることで前記画像変換を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換方法において、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、原画像データの所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素で表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換（例えば、キュービックスプライン補間演算）を行い、更に、新たに要求される画素数に近い画素数になるまで画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行うことによって中間画像を生成し、生成された中間画像より新たに要求される画素数へキュービックスプライン補間演算等の補間演算によって画像変換を行う。これによって新たに要求される画素数の画像を得ることができる。
【００１７】
このように、中間画像を生成する際に、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行うことにより、より多くの周辺画素を反映した補間を行うことができる。また、画素数１／２倍の簡易な画素数への変換であるため、計算処理時間を多大に必要としないため、計算処理効率を向上することが可能である。すなわち、計算時間をかけずに、画像変換された画像の画質を向上することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、前記中間画像を生成する前記画像変換時の補間演算と前記中間画像から新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求める前記画像変換時の補間演算が異なることを特徴としている。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、中間画像を生成する際には、例えば、原画像データを連続的に表現するための補間曲線を生成し、生成された補間曲線において所定の変異率で一律に変移させ、且つ、原画像データの画素数に対して１／２倍の画素数で表現される画像データを補間演算によって求める補間法（以下、画素ずらしキュービックスプライン補間演算という。）によって中間画像を求めれば、画素数１／２倍の画像変換によって生じる画質劣化を軽減することができる。また、生成された中間画像からの画像変換は、キュービックスプライン補間演算等の通常の補間演算で新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求めるようにしてもよい。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、前記中間画像は、前記新たに要求される画素数よりも多い画素数であり、前記新たに要求される画素数に最も近い画素数であることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、原画像データから繰り返し１／２倍の画素数へ画像変換を行うことによって得られた中間画像の画素数が、新たに要求される画素数よりも多い画素数で、新たに要求される画素数に最も近い画素数とすることにより、続いて行われる新たに要求される画素数への画像変換の補間処理で、中間画像を新たに要求される画素数よりも少ない画素数にした時と比較して画質を向上することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、前記中間画像は、前記原画像データを部分画像に分割し、それぞれの前記部分画像について、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって生成されることを特徴としている。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、原画像データから繰り返し１／２倍の画素数へ画像変換を行うことによって得られる中間画像を生成する際に、原画像データを部分画像に分割し、分割された部分画像について繰り返し１／２倍の画素数へ画像変換を行い、続いて順次他の部分画像について同様に繰り返し１／２倍の画素数へ画像変換することによって中間画像を生成する。このようにして中間画像を生成することにより、中間画像を生成する際のメモリを節約することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記補間演算は、２種類以上の補間演算を用いることを特徴としている。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、補間演算としては、線形補間やキュービックスプライン補間などの補間方法を２種類以上使用することが可能である。また、速度重視の補間演算と画質重視の補間演算を組み合わせて行うことにより、処理速度（計算速度）と画質を両立することができる。
【００２６】
例えば、複数回行う１／２倍の補間演算のうち、はじめの方の補間演算は、速度重視の線形補間を行い、後の方の補間演算は、画質重視のキュービックスプライン補間を行うことによって処理速度と画質の両立を行うことが可能である。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、所定の画素数によって表現される原画像データから、繰り返し画素数１／２倍の補間演算を行うことによって要求される画素数によって表現される画像データを求める画像変換方法であって、最初、途中、又は最後にｘ（１＞ｘ＞１／２）倍の補間演算を行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることを特徴としている。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、新たに要求される画素数が１／２n（ｎ：自然数）以外の倍率である場合に、繰り返し１／２倍の補間演算を行う最初、途中、又は最後にｘ倍の補間演算を行うことによって新たに要求される画素数に変換することができる。例えば、新たに要求される画素数が１／２n（ｎ：自然数）以外の倍率である場合には、繰り返し行う１／２倍の補間演算の他にｘ倍の補間演算が必要となるが、ｘ倍の補間演算は繰り返し１／２倍の補間演算を行う最初、途中又は最後の何れかのタイミングで行うことにより新たに要求される画素数の画素で表される画像データに変換することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換方法において、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上の画素数によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、前記補間演算を複数回行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることを特徴としている。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、画素数を１／ａ倍に変換することは、原画像のａ画素毎に補間点を決めて補間することを意味する。すなわち、Ｎ画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて画素数を縮小するように画像変換する場合には、少なくとも１／Ｎ倍以上の変換を行うことによって、変換前の画素における画像データを変換後の画像データに反映することができる。従って、１／Ｎ倍以上の補間演算を繰り返すことによって、新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることにより画像変換後の画質を向上することができる。
【００３１】
また、Ｎ×Ｎサイズのフィルタを用いて画像変換を行った場合には、Ｎ2回の乗算を必要とする。そこで、請求項７に記載の発明では、１／Ｎ倍以上の変換を繰り返すことによって、新たに要求される画素数で表現される画像データに変換することにより乗算回数を減少させることができる。例えば、画像サイズが縦ｍ画素、横ｎ画素の画像を４×４サイズのフィルタを用いて３回の画像変換（例えば、２９／４５倍、１７／２９倍、１０／１７倍の画像変換）を行うことにより２／９倍に画像変換する場合と、１２×１２サイズのフィルタを用いて２／９倍に画像変換を行う場合を比較すると、前者の場合は、｛４2＋４2（２９／４５）2＋４2（１７／４５）2｝ｍｎ＝２５ｍｎ回の乗算回数で画像変換を行うことができ、後者の場合は、１２2＝１４４回の乗算回数で画像変換を行うことができる。すなわち、１／Ｎ倍以上の変換を複数回行い、新たに要求される画素数で表現される画像データに変換することによって、計算時間を短縮することができる。
【００３２】
従って、画像変換次の計算処理効率を向上し、且つ、画像変換後の画質を従来よりも向上することができる。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記新たに要求される画素数が１／Ｎ（Ｎ≧２の整数）倍以下であることを特徴としている。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明において、新たに要求される画素数が１／Ｎ倍以下である場合に１／Ｎ倍以上の補間演算を繰り返すことが可能となる。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の発明において、複数回行う前記補間演算は、変換倍率が小さい順に行うことを特徴としている。
【００３６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項７又は請求項８に記載の発明において、複数回の画像変換を繰り返すことによって新たに要求される画素数に変換する場合には、後の方で行われた画像変換後の１画素は、前の方で行われた画像変換後の１画素に比べて、原画像における画素が多く反映される。従って、変換倍率が小さい順に補間演算を行うことによって、後の方の画像変換による画質劣化を防止することができる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の発明において、前記補間演算は、２種類以上の補間演算を用いることを特徴としている。
【００３８】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の発明において、複数回行う補間演算としては、線形補間やキュービックスプライン補間などの補間方法を２種類以上使用することが可能である。また、速度重視の補間演算と画質重視の補間演算を組み合わせて行うことにより、処理速度（計算速度）と画質を両立することができる。
【００３９】
例えば、複数回行う補間演算のうち、はじめの方の補間演算は、速度重視の線形補間を行い、後の方の補間演算は、画質重視のキュービックスプライン補間を行うことによって処理速度と画質の両立を行うことが可能である。
【００４０】
請求項１１に記載の発明は、所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、前記設定手段に設定された画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行う補間演算手段と、前記補間演算手段を制御して、画素数が１／２倍となるように前記画像変換を繰り返し行わせることにより、原画像データから前記設定手段により設定された画素数に近い画素数の中間画像に変換させ、前記中間画像を更に設定された画素数となるように前記画像変換を行わせる制御手段と、を有することを特徴としている。
【００４１】
請求項１１に記載の発明によれば、所定の画素数の画素によて表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定手段によって設定する。補間演算手段では、所望の画素数の画素によって表される画像データを補間演算を行うことにより画像変換を行う。制御手段は、この補間演算手段を制御し、繰り返し画素数１／２倍の画像変換を行わせることにより、設定手段に設定される画素数に近い画素数の中間画像を生成させる。また、生成された中間画像を更に設定手段に設定された画素数へ補間演算手段に補間演算を行わせることにより画像変換させ、設定手段に設定された画素数の補間画像を得ることができる。このように、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行うことにより中間画像が生成されるため、原画像データにおける周辺画素を多く反映した補間が行われ、画質を向上することができる。また、画素数１／２倍の画像変換は、簡易な計算により行うことができ、計算時間を多大に必要としないため、計算処理効率を向上することができる。
【００４２】
すなわち、計算時間をかけずに画像変換された画像の画質を向上することができる。
【００４３】
請求項１２に記載の発明は、所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことによって中間画像を生成する第１の補間演算手段と、前記中間画像を更に前記設定手段に設定された画素数の画素によって表現される画像データとなるように補間演算を行う第２の補間演算手段と、を有することを特徴としている。
【００４４】
請求項１２に記載の発明によれば、所定の画素数の画素によて表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定手段によって設定する。第１の補間演算手段では、所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の画像変換を行うことによって中間画像を生成する。なお、中間画像を生成する際の補間法は、上述した画素ずらしキュービックスプライン補間演算等の補間演算で画像変換を行うことによいり、画質の劣化を軽減することができる。こうして、生成された中間画像は、第２の補間演算手段によって、設定手段に設定された画素数へ画像変換が行われる。この時の補間法は、通常のキュービックスプライン補間演算等の補間法が行われ、設定手段に設定された画素数の画像を得ることができる。このように、第１の補間演算手段によって、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行うことにより中間画像が生成されるため、原画像データにおける周辺画素を多く反映した補間が行われ、画質を向上することができる。また、画素数１／２倍の画像変換は、簡易な計算により行うことができ、計算時間を多大に必要としないため、計算処理効率を向上することができる。
【００４５】
すなわち、計算時間をかけずに画像変換された画像の画質を向上することができる。
【００４６】
請求項１３に記載の発明は、所定の画素数の画素によって表現される原画像データの画像変換後の画素数を設定する設定手段と、Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上の補間演算を行う補間演算手段と、前記補間演算を複数回行うことによって前記設定手段に設定された画素数で表現される画像データとなるように前記補間演算手段を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【００４７】
請求項１３に記載の発明によれば、画素数を１／ａ倍に変換することは、原画像のａ画素毎に補間点を決めて補間することを意味する。すなわち、Ｎ画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて画素数を縮小するように画像変換する場合には、少なくとも１／Ｎ倍以上の変換を行うことによって、変換前の画素における画像データを変換後の画像データに反映することができる。そこで、請求項１３の発明は、設定手段により所定の画素数の画素によって表現される原画像データを画像変換によって変換する画素数を設定し、補間演算手段により、設定手段で設定された画素数の画素によって表現される画像データを複数回のＮサイズのフィルタを用いた１／Ｎ倍以上の補間演算によって求める。制御手段は、設定された画素数になるように設定手段により設定された変換倍率を分解し、分解された変換倍率の補間演算を補間演算手段を制御して複数回行わせることによって新たに要求される画素数の画像データに変換する。すなわち、１／Ｎ倍以上の変換を繰り返し、新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることにより画像変換後の画質を向上することができる。
【００４８】
また、Ｎ×Ｎサイズのフィルタを用いて画像変換を行った場合には、Ｎ2回の乗算を必要とする。そこで、請求項１３に記載の発明では、制御手段が補間演算手段を制御して１／Ｎ倍以上を繰り返し行わせて、新たに要求される画素数の画素で表現される画像データに変換することにより乗算回数を減少させることができる。例えば、画像サイズが縦ｍ画素、横ｎ画素の画像を４×４サイズのフィルタを用いて３回の画像変換（例えば、２９／４５倍、１７／２９倍、１０／１７倍の画像変換）を行うことにより２／９倍に画像変換する場合と、１２×１２サイズのフィルタを用いて２／９倍に画像変換を行う場合を比較すると、前者の場合は、｛４2＋４2（２９／４５）2＋４2（１７／４５）2｝ｍｎ＝２５ｍｎ回の乗算回数で画像変換を行うことができ、後者の場合は、１２2＝１４４回の乗算回数で画像変換を行うことができる。すなわち、１／Ｎ倍以上の変換を複数回行い、新たに要求される画素数で表現される画像データに変換することによって、計算時間を短縮することができる。
【００４９】
従って、画像変換次の計算処理効率を向上し、且つ、画像変換後の画質を従来よりも向上することができる。
【００５０】
請求項１４に記載の発明は、コンピュータによって、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換プログラムを記録した記録媒体であって、前記画像変換プログラムは、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、前記所定の画素数に対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを補間演算によって求めることで画像変換を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の前記画像変換を行うことにより中間画像を生成する第１のステップと、第１のステップによって生成された前記中間画像から、新たに要求される画素数の画素で表現される画像データを求めることで前記画像変換を行う第２のステップと、を含むことを特徴としている。
【００５１】
請求項１４に記載の発明によれば、第１のステップにて所定の画素数の画素によって画像を表す原画像データから、原画像データに対して１／２倍の画素数の画素によって表現される画像データを求める補間演算を行い、新たに要求される画素数近くの画素数になるまで、繰り返し画素数１／２倍の画像変換を行うことにより中間画像を生成する。このようにして、生成された中間画像は、原画像データの周辺画素を多く反映した補間を行うことができるため、画質を向上することができる。また、画素数１／２倍の簡易な画像変換であるため、計算処理効率を向上することができる。続いて、第２のステップにて、生成された中間画像から更に設定された画素数の画素によって表現される画像データを求めることができる。このような手順にて画像変換を行うことにより、計算処理効率を向上することができると共に、通常補間によって得られた画像データよりも画質を向上することができる。
【００５２】
また、第１のステップで中間画像を生成する際の補間法は、上述した画素ずらしキュービックスプライン補間等の補間法で画像変換を行うようにすれば、画質の劣化を軽減することができる。
【００５３】
請求項１５に記載の発明は、コンピュータによって、所定の画素数によって表現される原画像データから、要求される画素数の画素で表現される画像データを求める画像変換プログラムを記録した記録媒体であって、前記画像変換プログラムは、所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、Ｎ（Ｎ≧２の整数）画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて、１／Ｎ倍以上に縮小した画素数によって表現される画像データを補間演算によって求める第１のステップと、前記第１のステップを複数回行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求める第２のステップと、を含むことを特徴としている。
【００５４】
請求項１５に記載の発明によれば、画素数を１／ａ倍に変換することは、原画像をａ画素毎に補間点を決めて補間することを意味する。すなわち、Ｎ画素から補間点を求めるＮサイズのフィルタを用いて画素数を縮小するように画像変換する場合には、少なくとも１／Ｎ倍以上の変換を行うことによって、変換前の画素における画像データを変換後の画像データに反映することができる。従って、請求項１５の発明では、第１のステップにて所定の画素数の画素によって表現される原画像データから、Ｎサイズのフィルタを用いて１／Ｎ倍以上に縮小した画素数によって表現される画像データを補間演算によって求める。そして、第２のステップにて第１のステップを複数回行うことによって新たに要求される画素数で表現される画像データを求めることによって、画像変換後の画質を向上することができる。
【００５５】
また、Ｎ×Ｎサイズのフィルタを用いて画像変換を行った場合には、Ｎ2回の乗算を必要とする。そこで、請求項１５の発明では、第１のステップ及び第２のステップにて１／Ｎ倍以上の変換を複数回行うことによって、新たに要求される画素数で表現される画像データに変換することにより乗算回数を減少させることができる。例えば、画像サイズが縦ｍ画素、横ｎ画素の画像を４×４サイズのフィルタを用いて３回の画像変換（例えば、２９／４５倍、１７／２９倍、１０／１７倍の画像変換）を行うことにより２／９倍に画像変換する場合と、１２×１２サイズのフィルタを用いて２／９倍に画像変換を行う場合を比較すると、前者の場合は、｛４2＋４2（２９／４５）2＋４2（１７／４５）2｝ｍｎ＝２５ｍｎ回の乗算回数で画像変換を行うことができ、後者の場合は、１２2＝１４４回の乗算回数で画像変換を行うことができる。すなわち、１／Ｎ倍以上の変換を複数回行い、新たに要求される画素数で表現される画像データに変換することによって、計算時間を短縮することができる。
【００５６】
従って、画像変換次の計算処理効率を向上し、且つ、画像変換後の画質を従来よりも向上することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明の実施の形態に係るデジタルラボシステム１０の概略構成図が示されている。
【００５８】
図１に示すように、このデジタルラボシステム１０は、画像入力部１２、画像変換部１４、レーザプリンタ部１６、プロセッサ部１８によって構成されている。
【００５９】
画像入力部１２は、ネガフィルムやリバーサルフィルム等の写真フィルムに記録されているコマ画像を読み取るためのものであり、例えば１３５サイズの写真フィルム、１１０サイズの写真フィルム、及び透明な磁気層が形成された写真フィルム（２４０サイズの写真フィルム：所謂ＡＰＳフィルム）、１２０サイズ及び２２０サイズ（ブローニサイズ）の写真フィルムのコマ画像を読取対象とすることができる。画像入力部１２は、上記の読取対象のコマ画像をラインＣＣＤ３０で読取り、増幅器ＡＭＰ３２によって増幅され、Ａ／Ｄ変換機３４によってＡ／Ｄ変換された後、画像データを画像変換部１４へ出力する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、１３５サイズの写真フィルム等の感光材料（以下、単に写真フィルムと称する）を適用した場合のデジタルラボシステム１０として説明する。
【００６１】
画像入力部１２は、光源部２０と写真フィルム１００に照射する光を拡散光とする導光部材としてのアクリルブロック２２と光拡散板２４が順に配置されている。
【００６２】
写真フィルム１００は、アクリルブロック２２の光射出側（光拡散板２４が配設された側）に配置されたフィルムキャリア２６によって、コマ画像の画面が光軸と垂直になるように搬送される。
【００６３】
また、写真フィルム１００を挟んで光源部２０と反対側には、光軸に沿って、コマ画像を透過した光を結像させるレンズユニット２８、ラインＣＣＤ３０が順に配置されている。なお、レンズユニット２８として単一のレンズのみを示しているが、レンズユニット２８は、実際には複数枚のレンズから構成されたズームレンズである。
【００６４】
ラインＣＣＤ３０は、複数のＣＣＤセルが搬送される写真フィルム１００の幅方向に沿って一列に配置され、且つ電子シャッタ機構が設けられたセンシング部が、間隔を空けて互いに平行に３ライン設けられており、各センシング部の光入射側にＲ、Ｇ、Ｂの色分解フィルタの何れかが各々取り付けられて構成されている (所謂３ラインカラーＣＣＤ) 。ラインＣＣＤ３０は、各センシング部の受光面がレンズユニット２８の結像点位置に一致するように配置されている。
【００６５】
また、各センシング部の近傍には転送部が各センシング部に対応して各々設けられており、各センシング部の各ＣＣＤセルに蓄積された電荷は、対応する転送部を介して順に転送される。
【００６６】
画像変換部１４では、画像入力部１２から出力された画像データ（スキャン画像データ）が入力されると共に、デジタルカメラ３６等での撮影によって得られた画像データ、原稿（例えば反射原稿等）をスキャナ３８（フラットベット型）で読取ることで得られた画像データ、他のコンピュータで生成され、フロッピィディスクドライブ４２、ＭＯドライブ又はＣＤドライブ４４に記録された画像データ、及びモデム４０を介して受信する通信画像データ等（以下、これらをファイル画像データと総称する）を外部から入力することも可能なように構成されている。
【００６７】
画像変換部１４には、変換する画素数の設定値を入力するキーボード４８Ｋを備える入力部４８と、キュービックスプライン演算を行うことによって画素数の変換を行う補間処理部５２と、補間処理部５２の制御を行う制御部５０と、補間処理部５２によって画像変換された画像データに対して各種の画像処理（色階調処理、ハイパートーン処理、ハイパーシャープネス処理等）を施す画像処理部５８により構成されている。
【００６８】
画像変換部１４では、入力部４８のキーボード４８Ｋに入力される変換後の画素数の設定値に従って、制御部５０の補間処理部５２を制御することにより、写真フィルム１００に記録されたコマ画像から画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行い、設定された画素数に近い画素数の中間画像へ画像変換される。続いて、中間画像から最終的に設定された画素数の画像への画像変換が行われる。ここで、中間画像生成時に行われる画像変換は、画素数を簡易比率の１／２倍に変換する補間演算のみ行うため、計算処理時間を短縮することができる。
【００６９】
また、こうして作成された設定値に近い画素数の中間画像は、制御部５０の制御により、補間処理部５２にて、設定された画素数へ最終的に画像変換が行われる。補間処理部５２で最終的に画像変換された補間画像データは、画像処理部５８で、各種の画像処理が施され、記録用画像データとして、レーザプリンタ部１６の画像メモリ５８へ出力される。なお、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行い中間画像を生成する際、変換前の画素数が２Ｎ＋１（奇数）の場合、画像変換後の画素数は、ＮでもＮ＋１でもどちらでもよい。
【００７０】
また、画像変換部１４は、補間処理等の画像変換及び画像処理を行った画像データを画像ファイルとして外部へ出力する（例えば、ＦＤ、ＭＯ、ＣＤ等の記憶媒体に出力したり、通信回線を介して他の情報処理器へ送信する等）ことも可能とされている。
【００７１】
レーザプリンタ部１６はＲ、Ｇ、Ｂのレーザ光源６４を備えており、レーザドライバ６２を制御して、画像変換部１４から入力された記録用画像データ（一旦、画像メモリ６０に記憶される）に応じて変調したレーザ光を印画紙に照射して、走査露光（本実施の形態では、主としてポリゴンミラー６６、ｆθレンズ６８を用いた光学系）によって印画紙７０に画像を記録する。また、プロセッサ部１８は、レーザプリンタ部１６で走査露光によって画像が記録された印画紙６８に対し、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を施す。これにより、印画紙上に画像が形成される。
【００７２】
ここで、制御部５０の制御により、補間処理部５２で行われる補間処理について、図２を参照して説明する。
【００７３】
図２（Ａ）は、キュービックスプライン補間演算にて画素数１／４倍の任意の点の補間値Ｚpを求める場合を示した図である。また、図２ (Ｂ) はキュービックスプライン補間演算にて画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行うことにより、画素数１／４倍の任意の点の補間値Ｚpを求める場合（制御部５０の制御により補間処理部５２で作成される中間画像の補間値を求める場合）を示した図である。
【００７４】
図２（Ａ）に示すようにキュービックスプライン補間演算によって画素数１／４倍の任意の点の補間値Ｚp求めた場合、求められた補間値Ｚpは、原画像データの周辺４画素の画素データしか反映されないため画質が劣化してしまう。これに対して、図２（Ｂ）では、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行い中間画像を作成し、中間画像から最終的に設定された画素数に変換する場合について説明する。
【００７５】
キュービックスプライン補間演算において、画素数１／２倍の補間演算を行う場合、補間係数が決まった係数となり、求める補間値Ｚpは、式（１０）のように表され、
Ｚp＝ＢＺ0＋ＡＺ1＋ＡＺ2＋ＢＺ3・・・（１０）
ここで、
Ｚ0、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3 ：原画像データの中の周辺４点の画素データ
Ａ                    ：補間係数（実際には、Ａ＝０．５６２５）
Ｂ                    ：補間係数（実際には、Ｂ＝−０．０６２５）
である。
【００７６】
このように、単純な加重平均の計算で、且つ、固定された補間係数で補間演算が行われるため、計算処理時間の効率を向上することができる。
【００７７】
また、図２（Ｂ）の補間値ＺP1、ＺP2、ＺP3、ＺP4を求める場合、式（１０）を利用して式（１２）〜式（１５）で表される。
【００７８】
Ｚp1＝ＢＺ0＋ＡＺ1＋ＡＺ2＋ＢＺ3・・・（１２）
Ｚp2＝ＢＺ2＋ＡＺ3＋ＡＺ4＋ＢＺ5・・・（１３）
Ｚp3＝ＢＺ4＋ＡＺ5＋ＡＺ6＋ＢＺ7・・・（１４）
Ｚp4＝ＢＺ6＋ＡＺ7＋ＡＺ8＋ＢＺ9・・・（１５）
ここで、
Ｚ0〜Ｚ9：画素値
Ａ：補間係数（実際には、Ａ＝０．５６２５）
Ｂ      ：補間係数（実際には、Ｂ＝−０．０６２５）
である。
となり、これより、求める補間値Ｚp は、
0003937028.tif 000003
となる。
【００７９】
式（１６）から見てわかるように、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行っていくことにより、求められる補間値Ｚpは、周辺の画素値を広く反映しているため、画質を向上することができる。
【００８０】
更に、設定された画素数が１／２n（ｎは整数）以外の画素数の場合は、設定された画素数に近い画素数の中間画像から、最終的に中間画像をキュービックスプライン補間演算によって、設定された画素数に変換される。
【００８１】
すなわち、１回で設定された画素数に変換しないで、１／２倍の画素数への画像変換を繰り返し行い、設定された画素数に近い画素数の補間データから補間演算されるため、最終的に得られる画像データの画質を向上することができる。
【００８２】
次に、本実施の形態の作用について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００８３】
ステップ２００で、画像入力部１２での原稿画像の読取りが行われ、画像変換部１４の画像メモリ４６に読取られた画像データが出力される。
【００８４】
続いて、ステップ２０２では、画像変換部１４の入力部４８にキーボード４８Ｋによって、変換する画素数の設定値（縦Ｗx、横Ｈx）が入力され、ステップ２０４へ移る。なお、設定値は、拡大縮小倍率、又は、原稿画像サイズと画像変換後の画像サイズ等を入力するようにしてもよい。
【００８５】
ステップ２０４では、制御部５０によって原稿画像の画素数（縦Ｗ0、横Ｈ0）をＷ＝Ｗ0、Ｈ＝Ｈ0として演算条件が設定される。次のステップ２０６では、画素数がＷ／２＜Ｗx、又は、Ｈ／２＜Ｈxの判定が行われる。ステップ２０６の判定が、否定判定されるとステップ２０８へと移行する。
【００８６】
ステップ２０８では、制御部の制御により補間処理部５２によって画素数１／２倍へ画像変換を行うキュービックスプライン補間演算が行われる。続いてステップ２１０で制御部５０では、演算条件がＷ＝Ｗ／２、Ｈ＝Ｈ／２に置き換えられ、再びステップ２０６での判定が行われる。ステップ２０６〜ステップ２１０は、ステップ２０６の判定で肯定されるまで制御部５０の制御により補間処理部５２での画素数１／２倍のキュービックスプライン補間演算が行われる。すなわち、設定された画素数に近い画素数の中間画像となるまで画素数１／２倍への画像変換が繰り返される。
【００８７】
ステップ２０６の判定が肯定判定されると、ステップ２１２へ移行する。ステップ２１２では、上述のステップによって画像変換された中間画像に対して、制御部５０の制御によって補間処理部５２では、設定された画素数へと最終的に変換するために、キュービックスプライン補間演算が行われ、ステップ２１４へ移行する。なお、ここで行われるキュービックスプライン補間演算は、画素数を少なくする補間演算が行われる。
【００８８】
ステップ２１４では、設定された画素数に変換された補間画像データが画像処理部５８へと出力される。次のステップ２１６で、画像処理部５８に出力された補間画像データに対して各種の画像処理（色階調処理、ハイパートーン処理、ハイパーシャープネス処理等）が行われ、記録用画像データとしてレーザプリンタ部１６の画像メモリ６０へ出力される。レーザプリンタ部１６の画像メモリ６０に出力された記録用画像データは、レーザプリンタ部１６のレーザドライバ６２、レーザ光源６４、ポリゴンミラー６６、f θレンズ６８によって、印画紙７０に画像が記録され、プロセッサ部１８で画像が記録された印画紙に対して、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理が施される。これによって、印画紙上に画像が形成される。
【００８９】
なお、ステップ２０８で画素数１／２倍のキュービックスプライン補間演算をおこなうようにしたが、ステップ２０８の画素数１／２倍のキュービックスプライン補間演算をフィルタを用いた補間演算等の他の補間法により行うようにしてもよい。このフィルタを用いた補間演算は、例えば、次のようにして補間値を求めるものである。
【００９０】
原画像の画素値が…Ｚk，Ｚk+1，Ｚk+2，…と表されているとき、画素数１／２倍に画素値を減らした補間点における画素値を…Ｚpk-1、Ｚpk、Ｚpk+1…とすると、補間点における画素値は、
0003937028.tif 000004
のように求めることができる。上式のそれぞれの係数は、倍率が固定されているため決まった係数であり、補間曲線を求める必要がないため、高速な処理を行うことができる。この場合、１次元のものを考えているが、１次元フィルタを「最初ｘ方向、次にｙ方向」と２段階で処理する方法や、１次元フィルタを２次元フィルタに拡張して６×６サイズ等の２次元フィルタを用いてもよい。また、ここでは２次元の静止画像における実施例しか挙げていないが、これだけに限る話ではない。動画像や３次元画像（Voxel）における画像縮小も可能である。更に、動画像においては、サイズだけではなく時間に関しても同様に補間縮小することが可能である。
【００９１】
また、画像変換部１４で行われる処理は、図４に示すフローチャートのような処理にすることが可能である。図４のフローチャートは、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行って得られる中間画像の作成条件が異なる場合のフローチャート（図３のステップ２０６の判定条件が異なる）であり、同一のステップは、説明を省略する。
【００９２】
図３のフローチャートで得られる中間画像は、設定された画素数よりも多い画素数の画像であるが、図４のフローチャートで得られる中間画像は、ステップ２２０の判定条件を設定された画素数により近い画素数の中間画像を得るための条件が設定されている。
【００９３】
この設定条件は、例えば、中間画像の画素数から設定された画素数を差し引いた絶対値が設定された画素数の１／２よりも小さくなる条件（｜Ｗ−Ｗx｜≦Ｗx／２、Ｗ≧Ｗx／２、｜Ｈ−Ｈx｜≦Ｈx／２、Ｈ≧Ｈx／２）とすることにより設定された画素数により近い中間画像となる。すなわち、上述の式の解より、ステップ２２０の判定条件を「２Ｗ≦３Ｗx、又は、２Ｈ≦３Ｈxであるか否か」とすることにより、設定された画素数により近い画素数に近づけられた中間画像を得ることができる。そのため、ステップ２１２で行われるキュービックスプライン補間演算は、画素数を多く、又は、少なくすることによって最終的に設定された画素数に変換される。
なお、第１実施形態では、制御部５０の制御により画素数１／２倍の画像変換を補間処理部５２に繰り返し行わせ、設定された画素数に近い画素数の中間画像を生成させる。作成された中間画像に対してキュービックスプライン補間演算を行わせることにより最終的に設定された画素数に変換する構成としたが、図５に示すように、制御部５０と補間処理部５２を補間処理部Ａ５４と補間処理部Ｂ５６に置き換えて構成するようにしてもよい。この場合、補間処理部Ａ５４では、入力部４８に入力された設定値に応じて画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行う回数が決定され、決定された回数に従って、画素数１／２倍の画像変換を行い設定された画素数に近い画素数の中間画像を生成される。補間処理部Ｂ５６では、補間処理部Ａ５４によって生成された中間画像を設定された画素数へ変換する補間演算が行われる。また、補間処理部Ａ５４及び補間処理部Ｂで行われる補間演算は、キュービックスプライン補間演算に限るものではなく、線形補間やLagrange補間等の補間によって行うものでもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行い、最後に任意倍率の画像変換を行うことによって設定された画素数の画像に変換する構成としたが、１／２倍の画像変換を行う前に任意倍率の画像変換を行ってもよいし、１／２倍の画像変換を繰り返し行う途中に任意倍率の画像変換を行うようにしてもよい。
【００９５】
また、第１実施形態では、画素数１／２倍の画像変換を繰り返し行って中間画像を作成する際、図６（Ａ）のように、原画像全体を繰り返し画像変換して中間画像を作成するようにしたが、図６（Ｂ）のように、部分画像について、繰り返し画像数１／２倍の画像変換を行い、続いて、次の部分画像について、繰り返し画像数１／２倍の画像変換を行っていくことにより、中間画像を作成するようにしてもよい。また、このように中間画像を作成することにより、中間画像を作成演算する際のメモリを節約することが可能である。
【００９６】
また、本実施の形態では、主にキュービックスプライン補間演算によって画像変換を行う構成として説明したが、他の補間法（例えば、線形補間やLagrange補間等）によって行うようにしてもよい。
［第２実施形態］
第２実施形態におけるデジタルラボシステムは、第１実施形態の画像変換部１４の制御部５０及び補間処理部５２における処理が異なり、その他の構成については同一であるため説明を省略する。
【００９７】
第２実施形態では、制御部５０は入力部４８のキーボード４８Ｋに入力される変換後の画素数の設定値に従って補間処理部５２を制御することにより、写真フィルム１００に記録されたコマ画像から多段階に画像変換を行うことによって設定された画素数の画像に変換する制御を行う。
【００９８】
補間処理部５２は、制御部５０の制御によって多段階の画像変換を行うように構成されている。なお、この多段階の画像変換は、例えば、入力部４８に設定された変換倍率が２／９倍であった場合には、（２９／４５）×（１７／２９）×（１０／１７）のように３段階に分解し、２９／４５倍のキュービックスプライン変換、１７／２９倍のキュービックスプライン変換、１０／１７倍のキュービックスプライン変換というように３回の変換を行うことによって設定された画素数の画像に画像変換を行うものであり、多段階の画像変換はそれぞれ、縮小に用いるフィルタがＮ×Ｎサイズで１／Ｎ倍未満に縮小する場合には、１／Ｎ倍以上の縮小（画像変換）を行う。上述の例の場合は、４×４サイズのフィルタを用いて１／４倍以上の変換を行う。
【００９９】
続いて、第２実施形態における作用を２／９倍に画像変換する場合を例に、第１実施形態と比較しながら説明する。
【０１００】
従来のキュービックスプライン補間を用いて例えば２／９倍に画像変換する場合には、補間係数としてｃk-1〜ｃk+2の４つの係数を用いる。このため、４×４サイズのフィルタを作用して縮小変換（画像変換）の画素値を決定していることになる。この様子を図７に示す。なお、図７は、簡単のため１次元で示す。
【０１０１】
この時のフィルタは、
ｃk-1（ｔ）＝（−ｔ3＋２ｔ2−ｔ）／２
ｃk （ｔ）＝（３ｔ3−５ｔ2＋２）／２
ｃk+1（ｔ）＝（−３ｔ3＋４ｔ2＋ｔ）／２
ｃk+2（ｔ）＝（ｔ3−ｔ2）／２
にＡの場合にはｔ＝０を、Ｂの場合にはＴ＝０．５を代入することにより求まり、表１に示すようになる。
【０１０２】
【表１】
0003937028.tif 000005
【０１０３】
従って、Ａのフィルタからは４画素中１画素が、Ｂのフィルタからは４画素中４画素が用いられることになる。すなわち、画像全体の５／９（２次元の場合は、２５／８１）の画素しか変換された画像に反映されていないことになる。しかしながら、第２実施形態においては、２／９倍に画像変換する際に、多段階に画像変換を行う。例えば、２／９＝（２９／４５）×（１７／２９）×（１０／１７）のように分解し、２９／４５倍のキュービックスプライン補間、１７／２９倍のキュービックスプライン補間、１０／１７倍のキュービックスプライン補間を順に行う。
【０１０４】
このように多段階に画像変換を行うことによって、第１実施形態と同様に、見かけ上４×４より大きなフィルタを用いたのと同様な処理を行うことができ、原画像の全ての画素を反映することができる。例えば、このように３回の画像変換を行ったことにより、変換された１画素につき元画素１２画素（２次元の場合は、１２2画素）が対応しているとすると、見かけ上１２×１２サイズのフィルタを用いた画像変換を行うことができる。
【０１０５】
また、一般にＮ×Ｎサイズのフィルタを用いて画像変換を行った場合には、１画素の計算にＮ2回の乗算を必要とする。このため、４×４サイズのフィルタを３回使用して画像変換を行う場合と、１２×１２サイズのフィルタを使用した場合の乗算回数を比較すると、元画像のサイズが縦ｍ画素、横ｎ画素とすると必要とされる乗算回数は図８のようになる。
【０１０６】
図８（Ａ）に示すように１２×１２サイズのフィルタを使用した場合には、乗算回数は、１２2ｍｎ＝１４４回となり、図８（Ｂ）に示すように４×４サイズのフィルタを使用して３段階に画像変換を行った場合の乗算回数は、｛４2＋４2（２９／４５）2＋４2（１７／４５）2｝ｍｎ＝２５ｍｎ回となり、この場合においては、４×４サイズのフィルタを３回使用する場合は、１２×１２サイズのフィルタを使用する場合に比べて計算時間が１７％となり、計算時間を短縮することができる。
【０１０７】
なお、上述したように多段階に画像変換を行う場合には、後の方で行われた画像変換の１画素は、前の方で行われた画像変換の１画素に比べて、多くの元画素が反映されるため、前の方の画像変換に比べて、後の方の画像変換の倍率を１に近づけ、後の方の画像変換による画質の劣化を抑制するようにするほうが好ましい。例えば、ｐ０、ｐ２、・・・ｐｎ倍の画像変換を順に行う場合には、ｐ０＜ｐ１＜…＜ｐｎ＜１となるように変換倍率を分解する。
【０１０８】
また、１／ａ倍の画像変換を行うことは、元画像のａ画素毎に補間点を決めて補間することを意味し、Ｎ×Ｎサイズのフィルタを用いて画像変換を行う場合には、少なくとも１／Ｎ倍以上の画像変換を行わないと画像変換後の画素に反映されない画素が生じることになる。従って、多段階に画像変換を行う場合には、１／Ｎ倍以上の倍率の画像変換のみを組み合わせることが好ましい。
［第３実施形態］
第３実施形態におけるデジタルラボシステムは、第１実施形態及び第２実施形態に係るデジタルラボシステムに対して、画像変換部１４の構成が異なり、その他の構成については、第１実施形態及び第２実施形態と同一であるため説明を省略する。
【０１０９】
第３実施形態の画像変換部１４は図９に示すように、変換する画素数の設定値を入力するキーボード４８Ｋを備える入力部４８、線形補間を用いて画像変換を行う第１補間処理部７６、キュービックスプライン補間を用いて画像変換を行う第２補間処理部７８、第１補間処理部７６及び第２補間処理部７８を制御する制御部７４、画像メモリ４６、及び画像処理部５８によって構成されている。
【０１１０】
第１補間処理部７６は、線形補間により１／２倍の画像変換を行う。線形補間は、原画像を読み取ることによって得られた原画像データ｛Ｚk｝を各区間毎に１次関数｛ｆk｝で結び、補間点の設定位置におけるｆkの値を補間画像データとするものであり、連続する元画像の画素Ｘk、Ｘk+1の画像データをＺk、Ｚk+1とし、区間ＸkＸk+1で設定される１次関数をｆkとすると、
ｆk（Ｘ）＝（Ｚk+1−Ｚk）（Ｘ−Ｘk）／（Ｘk+1−Ｘk）＋Ｚk・・・（１７）
区間を区間０〜１になるように規格化（ｔ＝（Ｘ−Ｘk）／（Ｘk+1−Ｘk））とすると、式（１７）は、
ｆk（ｔ）＝（Ｚk+1−Ｚk）ｔ＋Ｚk＝（１−ｔ）Ｚk＋ｔＺk+1・・・（１８）
となる。従って、原画像データＺｋ、Ｚｋ＋１に対応する補間係数ｃk（ｔ）、ｃk+1（ｔ）は式（１８）より
ｃk（ｔ）＝１−ｔ
ｃk+1（ｔ）＝ｔ
となる。
【０１１１】
線形補間により１／２倍の画像変換を行う場合、原画像の画素位置と補間点の画素位置を揃えて補間すると、単純な１／２画素間引きになって画質が劣化してしまう。そこで、本実施形態における線形補間は、０．５画素分ずらした補間を行う。このときの補間係数は、ｔ＝０．５を代入することにより、ｃk（ｔ）＝ｃk+1（ｔ）＝０．５となるフィルタを用いればよいことになる。
【０１１２】
また、第２補間処理部７８は、第１実施形態で説明した０．５画素ずらしキュービックスプライン補間及び通常の任意倍率のキュービックスプライン補間によって画像変換を行う。
【０１１３】
続いて第３実施形態における作用を１／２０倍に画像変換する場合を例に挙げて説明する。
【０１１４】
入力部４８に１／２０倍の画像変換倍率が設定されると制御部７４によって第１補間処理部７６と第２補間処理部７８によって行われる画像変換倍率が決定される。例えば、第１補間処理部７６では、１／２倍の線形補間を２回、第２補間処理部７８では、１／２倍の０．５画素ずらしキュービックスプライン補間が２回と４／５倍のキュービックスプライン補間を行うように制御部７４によって制御される。
【０１１５】
そして、画像メモリ４６に一時的に記憶された画像データが第１補間処理部７６に出力され、第１補間処理部７６で上述したように１／２倍の線形補間が実行される。そして、１／４倍に画像変換された画像データが第２補間処理部７８に出力され、第２補間処理部７８によって、０．５画素ずらしキュービックスプライン補間及び任意倍率キュービックスプライン補間が実行されて最終的に１／２０倍に画像変換された画像データが画像処理部５８に出力される。
【０１１６】
第２実施形態で説明したように、多段階に画像変換する場合には、前の方の画像変換に比べて画質に対する影響は、後の方の画像変換の方が大きい。すなわち、第３実施形態では、第１補間処理部７６によって処理速度を重視した画像変換を行い、第２補間処理部７８では画質を重視した画像変換を行うことによって、処理速度と画質劣化を両立した画像変換を行うことができる。
【０１１７】
なお、第１補間処理部７６及び第２補間処理部７８により行われる補間処理は、処理速度重視・画質劣化重視の補間処理であれば、線形補間・キュービックスプライン補間に限るものではない。また、第１補間処理部７６及び第２補間処理部７８において２種類の補間処理を行うようにしたが、速度・画質に差がある３種類以上の補間処理を順に行うようにしてもよいし、第１実施形態のように１／２倍画像変換を繰り返し行う処理とを組み合わせて画像変換を行うようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記の実施の形態では、写真フィルムを読取って補間処理を行うデジタルラボシステムを例に説明したが、これに限定されるものではなく、原稿として印画紙や普通紙、感熱紙等の記録材料（反射原稿等）を適用し、記録材料に記録された画像を読取って拡大縮小等の画像変換を行う際に補間処理を行うもの（例えば、複写機等）に本発明を適用することも可能である。
【０１１９】
更に、上記の本実施の形態で行われる補間処理（図３、図４のフローチャートで行われる処理等）をプログラムとしてフロッピィーディスク、ハードディスク等の記録媒体に記録し、コンピュータによって読取って補間処理を行う構成としてもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、計算処理効率を向上し、且つ、画像変換後の画質を従来に比べて向上することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルラボシステムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態で作成される中間画像の作成時の補間方法を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデジタルラボシステムの画像変換部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係るデジタルラボシステムの画像変換部で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】画像変換部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態で作成される中間画像の作成を表す図である。
【図７】第３実施形態の係る画像変換部の構成を示すブロック図である。
【図８】４×４サイズのフィルタを用いて行う画像変換を説明するための図である。
【図９】（Ａ）は１２×１２サイズのフィルタを用いて画像変換を行ったときの乗算回数を説明する図であり、（Ｂ）は４×４サイズのフィルタを用いて３段階の画像変換を行ったときの乗算回数を説明する図である。
【符号の説明】
１４    画像変換部
４８    入力部
５０    制御部
５２    補間処理部
５４    補間処理部Ａ
５６    補間処理部Ｂ
７４    制御部
７６    第１補間処理部
７８    第２補間処理部
【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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