(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の補間カーネルのうち１つを使用して離散サンプル値の第１のセットを補間し、離散サンプル値の第２のセットを生成する方法であって、
前記補間カーネルが、前記第１のセットの各離散サンプル値について、エッジ強度指標、エッジ方向指標、エッジコンテキスト指標に応じて選択されることを特徴とした方法。
【請求項２】
１つの補間カーネルを使用して離散サンプル値の第１のセットを補間し、離散サンプル値の第２のセットを生成する方法であって、
前記補間カーネルが、前記第１のセットの離散サンプル値について、エッジ強度指標、エッジ方向指標、エッジコンテキスト指標に応じて選択されることを特徴とした方法。
【請求項３】
画像データ補間の方法であって、
前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスするステップと、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するステップと、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するステップと
を含む方法。
【請求項４】
前記カーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項１または請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000012
の形である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記複数のカーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000013
によって与えられる請求項１または請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記離散サンプル値の第１のセットが、前記離散サンプル値の第２のセットと異なる解像度である請求項１または請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項８】
画像データを補間するための装置であって、
前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスする手段と、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するための計算器手段と、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するための畳み込み手段と
を含む装置。
【請求項９】
前記補間カーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000014
の形である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記複数のカーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000015
によって与えられる請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記離散サンプル値の第１のセットが、前記離散サンプル値の第２のセットと異なる解像度である請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
データを処理し、前記処理が画像データ補間方法を含む装置のためにプログラムを格納するためのコンピュータで読出し可能な媒体であって、
前記プログラムが、前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスするためのコードと、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するためのコードと、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するための畳み込みのためのコードと
を含むコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項１４】
前記補間カーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項１３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項１５】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000016
の形である請求項１４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項１６】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記カーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000017
によって与えられる請求項１４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項１７】
前記離散サンプル値の第１のセットが、前記離散サンプル値の第２のセットと異なる解像度である請求項１３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項１８】
離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間する方法であって、
前記方法が、
（ｉ）前記第１のマッピング内でテキスト領域を識別し、各テキスト領域内で各離散サンプル値にラベル付けするステップと、
（ｉｉ）前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値について配置角度を格納するステップと、
（ｉｉｉ）前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を組み合わせて、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するステップと、
（ｉｖ）前記第２のマッピング内で各エッジサンプル値について前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成するステップと、
（ｖ）前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するステップと、
（ｖｉ）前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度に応じて、前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して、前記画像データの第５のマッピングを形成するステップと
を含む方法。
【請求項１９】
ステップ（ｖ）が、（ｖ）（ａ）前記第４のマッピングの各離散サンプル値を前記第３のマッピングの対応する離散サンプル値に関連付けるサブステップと、（ｖ）（ｂ）前記関連付けに基づいて前記画像データの前記第３のマッピングをスケールするサブステップとを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（ｖ）が、第２のカーネルを使用して前記第３のマッピングの前記画像データを補間するステップを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のカーネルがＮＮ(nearest  neighbour)補間カーネルである請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度を使用して、前記第１のカーネルのカーネルパラメータ値を選択する請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のカーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000018
の形である請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記複数のカーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000019
によって与えられる請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記ステップ（ｉ）乃至（ｖｉ）が、前記画像データの離散サンプル値の前記第１のマッピングの複数の部分のうち１つの部分について実行される請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
前記離散サンプル値の前記第２のマッピングを形成すときに、ラベルが前記配置角度よりも優先される請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記第４のマッピングが前記第１のマッピングと異なる解像度である請求項１８に記載の方法。
【請求項２９】
前記画像データが色画像データである請求項１８に記載の方法。
【請求項３０】
ステップ（ｉ）と（ｉｉ）が、前記色画像データの各色平面(colour  plane)について実行される請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ステップ（ｉ）と（ｉｉ）が、前記色画像データの輝度成分について実行される請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
ステップ（ｉ）は、（ｉ）（ａ）テキスト指標値Ｃを計算するサブステップと、（ｉ）（ｂ）前記テキスト指標値を閾値と比較し、各テキスト領域内の各離散サンプル値の前記ラベリングが前記比較に基づくサブステップとを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項３３】
前記テキスト指標Ｃが、Ｃ＝ｍａｘ（｜Ｐ０−Ｐｉ｜），ｉ∈１，．．，８の形であり、ｉが、中央離散サンプル値Ｐ０にもっとも近い８近傍離散サンプルの指数(index)である請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ステップ（ｉ）が、（ｉ）（ｃ）前記テキストラベル上のクリーニング動作を実行するサブステップを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記クリーニング動作が、形態開放動作(morphological  opening  operation)である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
ステップ（ｉｉ）は、
（ｉｉ）（ａ）前記各離散サンプル値についてエッジ応答値を計算するサブステップと、
（ｉｉ）（ｂ）前記エッジ応答値に基づいて勾配マグニチュード値を計算するサブステップと、
（ｉｉ）（ｃ）前記勾配マグニチュード値を閾値と比較するサブステップと、（ｉｉ）（ｄ）前記比較に基づいて現ピクセルを分類するサブステップと、
（ｉｉ）（ｅ）前記比較に基づいて現ピクセルについて前記配置角度を計算するサブステップと、
（ｉｉ）（ｆ）前記配置角度を格納するサブステップと
を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項３７】
ＧvとＧhをそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記勾配マグニチュード値Ｇｍは、Ｇｍ＝√(Ｇv2＋Ｇh2)である請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
ＧvとＧhをそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記エッジ勾配値Ｇθは、Ｇθ＝tan-1(Ｇv／Ｇh)である請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
ステップ（ｉｖ）は、
（ｉｖ）（ａ）前記離散データ値の複数の部分のうち１つについて各配置角度のいくつかの離散データ値を累計するサブステップと、
（ｉｖ）（ｂ）各配置角度について離散サンプル値の最大値と最小値を計算するサブステップと、
（ｉｖ）（ｃ）前記最大値と最小値をそれぞれ最大閾値と最小閾値に比較するサブステップと、
（ｉｖ）（ｄ）前記比較に基づいて前記部分の前記離散データ値の配置角度を再割り当てするサブステップと、
（ｉｖ）（ｅ）前記離散データ値の前記各部分についてステップ（ｉｖ）（ａ）から（ｉｖ）（ｅ）を繰り返すサブステップと
を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項４０】
前記離散データ値の前記複数の部分が５つの部分である請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
修正された３次補間カーネルが、テキストとしてラベル付けされた離散データ値に適用される請求項１８に記載の方法。
【請求項４２】
ｓ＝ｔ／Δｔが、サンプル点において整数値を有する正規化座標であり、０≦ｄ＜０．５であるとして、前記修正された３次補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数３】
0003890175.tif 000020
の形である請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
操向可能な(steerable)３次補間カーネルが、エッジと分類される離散データ値に適用される請求項１８に記載の方法。
【請求項４４】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記操向可能な３次補間カーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000021
の形である請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
従来の３次補間カーネルが、スムーズと分類される離散データ値に適用される請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
ｂ＝０、ｃ＝０．５として、前記従来の３次補間カーネルは、
【数４】
0003890175.tif 000022
の形である請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間するための装置であって、
前記第１のマッピング内のテキスト領域を識別し、各テキスト領域内の各離散サンプル値にラベル付けする手段と、
前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値について配置角度を格納するための第１の計算手段と、
前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を結合し、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するための結合手段と、
前記第２のマッピング内で各エッジサンプルについて前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成し、前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するための操作手段と、
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度に応じて前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して前記画像データの第５のマッピングを形成するための補間手段と
を含む装置。
【請求項４８】
前記装置はさらに、前記第４のマッピングの各離散サンプル値を、前記第３のマッピングの対応する離散サンプル値に関連付けるための関連付け手段と、前記関連付けに基づいて前記画像データの前記第３のマッピングをスケーリングするためのスケーリング手段をさらに含む請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
第２のカーネルを使用した前記第３のマッピングの前記画像データを補間するための補間手段をさらに含む請求項４７に記載の装置。
【請求項５０】
前記第２のカーネルがＮＮ補間カーネルである請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度を使用して、前記第１のカーネルのカーネルパラメータ値を選択する請求項４７に記載の装置。
【請求項５２】
前記第１のカーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項４７に記載の装置。
【請求項５３】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000023
の形である請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記の複数のカーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000024
によって与えられる請求項４７に記載の装置。
【請求項５５】
前記離散サンプル値の前記第２のマッピングを形成するときに、ラベルが前記配置角度よりも優先される請求項４７に記載の装置。
【請求項５６】
前記第４のマッピングが前記第１のマッピングと異なる解像度である請求項４７に記載の装置。
【請求項５７】
前記画像データが色画像データである請求項４７に記載の装置。
【請求項５８】
テキスト指標値Ｃを計算するための第２の計算手段と、前記テキスト指標値を閾値と比較し、各テキスト領域内の各離散サンプル値の前記ラベリングが前記比較に基づく比較手段とをさらに含む請求項４７に記載の装置。
【請求項５９】
前記テキスト指標Ｃが、Ｃ＝ｍａｘ（｜Ｐ０−Ｐｉ｜），ｉ∈１，．．，８の形であり、ｉが、中央離散サンプル値Ｐ０にもっとも近い８つの近傍離散サンプルの指数(index)である請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記識別のための手段が前記テキストラベルのクリーニング動作を実行する請求項５８に記載の装置。
【請求項６１】
前記クリーニング動作が、形態開放動作(morphological  opening  operation)である請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記第１の計算手段は、
前記各離散サンプル値についてエッジ応答値を計算する機能と、
前記エッジ応答値に基づいて勾配マグニチュード値を計算する機能と、
前記勾配マグニチュード値を閾値と比較する機能と、前記比較に基づいて現ピクセルを分類する機能と、
前記比較に基づいて現ピクセルについて前記配置角度を計算する機能と、
前記配置角度を格納する機能を実行するように構成されている請求項４７に記載の装置。
【請求項６３】
ＧvとＧhがそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記勾配マグニチュード値Ｇｍは、Ｇｍ＝√(Ｇv2＋Ｇh2)である請求項６２に記載の装置。
【請求項６４】
ＧｖとＧｈをそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記エッジ勾配値Ｇθは、Ｇθ＝tan-1(Ｇv／Ｇh)である請求項６２に記載の装置。
【請求項６５】
前記操作手段は、
（ｉ）前記離散データ値の複数の部分のうち１つについて各配置角度の多数の離散データ値を累計する機能と、
（ｉｉ）各配置角度について離散サンプル値の最大値と最小値を計算する機能と、
（ｉｉｉ）前記最大値と最小値をそれぞれ最大閾値と最小閾値に比較する機能と、
（ｉｖ）前記比較に基づいて前記部分の前記離散データ値の配置角度を再割り当てする機能と、
（ｖ）前記離散データ値の前記各部分について上記機能（ｉ）から（ｉｖ）を繰り返す機能と
を実行するように構成されている請求項４７に記載の装置。
【請求項６６】
前記離散データ値の前記複数の部分が５つの部分である請求項６５に記載の装置。
【請求項６７】
修正された３次補間カーネルが、テキストとしてラベル付けされた離散データ値に適用される請求項４７に記載の装置。
【請求項６８】
ｓ＝ｔ／Δｔが、サンプル点において整数値を有する正規化座標であり、０≦ｄ＜０．５であるとして、前記修正された３次補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数３】
0003890175.tif 000025
の形である請求項６７に記載の装置。
【請求項６９】
操向可能な３次補間カーネルが、エッジと分類される離散データ値に適用される請求項６７に記載の装置。
【請求項７０】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記操向可能な３次補間カーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000026
の形である請求項６９に記載の装置。
【請求項７１】
従来の３次補間カーネルが、スムーズと分類される離散データ値に適用される請求項６９に記載の装置。
【請求項７２】
ｂ＝０、ｃ＝０．５として、前記従来の３次補間カーネルは、
【数４】
0003890175.tif 000027
の形である請求項７１に記載の装置。
【請求項７３】
データを処理する装置のためにプログラムを格納するためのコンピュータで読出し可能な媒体であって、
前記処理が離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間する方法を含み、
前記プログラムは、
前記第１のマッピング内のテキスト領域を識別し、各テキスト領域内の各離散サンプル値にラベリングするためのコードと、
前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値について配置角度を格納するためのコードと、
前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を結合し、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するためのコードと、
前記第２のマッピング内で各エッジサンプルについて前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成するためのコードと、
前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するためのコードと、
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度に応じて前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して前記画像データの第５のマッピングを形成するためのコードと
を含むコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７４】
前記プログラムはさらに、
前記第４のマッピングの各離散サンプル値を、前記第３のマッピングの対応する離散サンプル値に関連付けるためのコードと、
前記関連付けに基づいて前記画像データの前記第３のマッピングをスケーリングするためのコードと
をさらに含む請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７５】
第２のカーネルを使用した前記第３のマッピングの前記画像データを補間するためのコードをさらに含む請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７６】
前記第２のカーネルがＮＮ補間カーネルである請求項７５に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７７】
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度を使用して、前記第１のカーネルのカーネルパラメータ値を選択する請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７８】
前記第１のカーネルが汎用補間カーネルｈ（ｓ）である請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項７９】
ｓ＝ｔ／Δｔおよび０≦ｄ＜０．５として、前記汎用補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数１】
0003890175.tif 000028
の形である請求項７８に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８０】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記の複数のカーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000029
によって与えられる請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８１】
前記離散サンプル値の前記第２のマッピングを形成するときに、ラベルが前記配置角度よりも優先される請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８２】
前記第４のマッピングが前記第１のマッピングと異なる解像度である請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８３】
前記画像データが色画像データである請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８４】
前記プログラムはさらに、テキスト指標値Ｃを計算するためのコードと、前記テキスト指標値を閾値と比較し、各テキスト領域内の各離散サンプル値の前記ラベリングが前記比較に基づく、比較のためのコードとを含む請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８５】
前記テキスト指標Ｃが、Ｃ＝ｍａｘ（｜Ｐ０−Ｐｉ｜），ｉ∈１，．．，８の形であり、ｉが、中央離散サンプル値Ｐ０にもっとも近い８つの近傍離散サンプルの指数(index)である請求項８４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８６】
前記プログラムはさらに、前記テキストラベルのクリーニング動作を実行するためのコードを含む請求項８４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８７】
前記クリーニング動作が、形態開放動作(morphological  opening  operation)である請求項８６に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８８】
前記プログラムはさらに、
前記各離散サンプル値についてエッジ応答値を計算するためのコードと、
前記エッジ応答値に基づいて勾配マグニチュード値を計算するためのコードと、
前記勾配マグニチュード値を閾値と比較するためのコードと、
前記比較に基づいて現ピクセルを分類するためのコードと、
前記比較に基づいて現ピクセルについて前記配置角度を計算するためのコードと、
前記配置角度を格納するためのコードと
を含む請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項８９】
ＧvとＧhがそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記勾配マグニチュード値Ｇｍは、Ｇｍ＝√(Ｇv2＋Ｇh2)である請求項８８に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９０】
ＧvとＧhがそれぞれ垂直エッジ応答と水平エッジ応答であるとして、前記エッジ勾配値Ｇθは、Ｇθ＝tan-1(Ｇv／Ｇh)である請求項８８に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９１】
前記プログラムはさらに、
前記離散データ値の複数の部分のうち１つについて各配置角度の多数の離散データ値を累計するためのコードと、
各配置角度について離散サンプル値の最大値と最小値を計算するためのコードと、
前記最大値と最小値をそれぞれ最大閾値と最小閾値に比較するためのコードと、
前記比較に基づいて前記部分の前記離散データ値の配置角度を再割り当てするためのコードと
を含む請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９２】
修正された３次補間カーネルが、テキストとしてラベル付けされた離散データ値に適用される請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９３】
ｓ＝ｔ／Δｔが、サンプル点において整数値を有する正規化座標であり、０≦ｄ＜０．５であるとして、前記変調された３次補間カーネルｈ（ｓ）は、
【数３】
0003890175.tif 000030
の形である請求項９１に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９４】
操向可能な３次補間カーネルが、エッジと分類される離散データ値に適用される請求項７３に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９５】
ｓｘ＝ｘ／Δｘとｓｙ＝ｙ／Δｙがそれぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」がマトリックス乗法を示すものとして、前記操向可能な３次補間カーネルは、
【数２】
0003890175.tif 000031
の形である請求項９４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９６】
従来の３次補間カーネルが、スムーズと分類される離散データ値に適用される請求項９４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【請求項９７】
ｂ＝０、ｃ＝０．５として、前記の従来の３次補間カーネルは、
【数４】
0003890175.tif 000032
の形である請求項９４に記載のコンピュータで読出し可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばディジタル画像データなどの多次元ディジタルデータの解像度変換の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルデータの解像度変換には、いくつかの方法が使用可能である。普及している方法は、部分フーリエ変換（fractional Fourier transform：部分ＦＦＴまたはＣｈｉｒｐ−Ｚ変換）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）などの領域変換法(transform domain method)である。さらに、再サンプリング、及び有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ）と無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）とを使用したディジタルフィルタリング、通常は３次スプラインを使用した連続的な補間などの、多くの空間的領域法(spatial domain method)もある。連続的なカーネル(kernel)が元のデータポイントを通過するデータを生成するとき、そのカーネルはしばしば補間カーネルと呼ばれる。生成された補間されたデータが元のデータポイントを通過するような制限を受けていない場合、そのカーネルはしばしば近似カーネルと呼ばれる。これらの連続的なカーネルの設計には、充たさなければならない多くの制約がある。
【０００３】
補間のために通常使用される連続的なカーネルは近傍（nearest neighbour:ＮＮ）カーネル、線形カーネル、２次(quadratic)カーネル、３次(cubic)カーネルである。ＮＮカーネルは補間のもっとも簡単な方法であり、補間が必要な画像に空間的にもっとも近いピクセル値で画像を補間するものである。この方法は、スケーリング比が元のデータの整数倍である場合には、新しい値を導入せず（すなわち新しい色を導入せず）鋭いエッジを保存するため、非常によく機能する。しかし整数比でない場合は、特にテキストや細い線による細部を含む画像においては、出力画像内にしばしば目に見える歪みを生み出す、エッジ位置の移動という欠点を有する。他方、線形補間はサブピクセル位置においてエッジの位置付けをするために効果的に使用される新しいグレーレベル（あるいは色）の導入を可能にする。これはエッジ位置の移動による効果を軽減する利点を有するが、鋭いエッジはぼけて見える可能性がある。２次元補間(quadratic interpolation)と３次補間(cubic interpolation)はより急なステップ応答を提供し、そのためエッジのぼけをより少なくするが、より急な応答は、エッジのどちらかの側でのオーバーシュートという結果をもたらす。これらのオーバーシュートは自然な画像のエッジをより鋭く見せることができるが、テキストや細かい線や他のコンピュータで生成されたグラフィクス上では、これらのオーバーシュートははっきりと目に見え、知覚された画質とテキストの読みやすさを損なう。
【０００４】
上記から、各カーネルにはそれぞれ独自の強みと弱みがあるという結論が得られる。さらに、異なる形のカーネルを使用すると最良に補間できる種類の画像領域もある。単一の連続的畳み込みカーネルを各画像ピクセルに適用しただけでは、汎用の解像度変換応用についてすべての要件を充たさない。
【０００５】
急なステップ応答があるがオーバーシュートのないカーネルを生成する１つの周知の方法は、ステップ応答内のオーバーシュートを除去するように、画像情報に従って３次カーネルのパラメータを調整することである。２パラメータのＣａｔｍｕｌｌ−Ｒｏｍ３次方程式は次式のような形のカーネルを有する。
【数５】
0003890175.tif 000002
【０００６】
よく使用されるパラメータｂとｃの選択は、（ｂ＝０，ｃ＝０．５）及び（ｂ＝１，ｃ＝０）である。前者は元の画像のテイラー級数展開の最初の３項に相当する補間３次方程式であり、後者は近似３次Ｂスプラインである。周知の方法の１つは、パラメータｂをｂ＝０に固定し、ｃは、ガウスのラプラシアン(Laplacian of Gaussian:ＬＯＧ)エッジ検出装置を使用して測定されたエッジ強度に応じて、０，０．５，１の間を変化させる。鋭いエッジｃ＝０においては、得られる３次方程式は次式の通りである。
【数６】
0003890175.tif 000003
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、たとえば再サンプリング比が１０／１１または１１／１０など、再サンプリングされたピクセルの変位が元のピクセルの変位とあまり異ならない場合、このカーネルを使用して画像データを補間することには問題がある。この例で、テキスト及び他の細い線のエッジにあるピクセルは、元の黒値あるいは白値ではなくグレー値をとる。このため、鋭いエッジのぼけと観察される画質の低減という結果がここでも生じる。
【０００８】
従来の連続畳み込みカーネルに伴うさらなる問題は、これを画像平面の斜めの方向にあるエッジへ適用するときに生じる。既存のカーネルは分離可能な方法、すなわち、まず画像の行に適用し次に列に適用するという方法でも適用できるし、または、カーネルが直接２次元画像データに畳み込まれる２次元の形式で適用することもできる。しかしながらこれらの実施におけるカーネルの方向は、水平、垂直、あるいは対称のどれかに限られている。斜めのエッジに遭遇すると、エッジに沿ったピクセルではなくエッジのどちらかの側にあるピクセルが主に補間に使用される。このため補間されたエッジはもはや鮮やかでスムースには見えず、ぎざぎざがついたりぼけたり、あるいはその両方であるように見える結果となる。上記の問題の解決法は、双線形補間においてエッジのもう一方の側にあるピクセルについてピクセル値の推定値を使用することによって、エッジを横切る方向についての補間を防ぐことによるものが知られている。しかしながらこの方法は、出力解像度における非常に正確なサブピクセルエッジの推定値と、連続的な近似手順を使用した反復的な後処理を必要とする。上記の方法は両方とも、多くのメモリ及び処理リソースを要求する。この問題に対する他の方法は、画像補間の間、エッジの線に沿って方向付けることのできる１セットの２次元の「操向可能な」カーネルを利用することである。この手法では、エッジ線に沿ってスムーズになる（エッジのぎざぎざは低減される）が、エッジを横切る方向についてはスムーズにならない（エッジの鋭さは保持される）。
【０００９】
エッジ強度あるいはユーザの入力に基づいて補間カーネルを選択する方法は知られている。しかし、この方法が最適に機能することを妨げるいくつかの欠点がある。第１に、エッジの強度だけをカーネル選択の基礎として使用しても、信頼できるカーネルの選択に十分な情報が提供されない（特に斜めのエッジにおいて）。第２に、ユーザの入力だけに基づくカーネルの選択は実際的ではなく、十分に詳細なカーネルの選択が指定されない。たとえば図７（ａ）に示されたサブ画像内では、サブ画像全体に理想的なカーネルは１つもない。一般的に、ユーザによって指定できない解像度において異なるカーネルが要求される。
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の１つまたは複数の欠点を改善することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の補間カーネルのうち１つを使用して離散サンプル値の第１のセットを補間し、離散サンプル値の第２のセットを生成する方法であって、
前記補間カーネルが、前記第１のセットの離散サンプル値について、エッジ強度指標、エッジ方向指標、エッジコンテキスト指標に応じて選択されることを特徴とした方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、１つの補間カーネルを使用して離散サンプル値の第１のセットを補間し、離散サンプル値の第２のセットを生成する方法であって、
前記補間カーネルが、前記第１のセットの離散サンプル値について、エッジ強度指標、エッジ方向指標、エッジコンテキスト指標に応じて選択されることを特徴とした方法が提供される。
【００１３】
本発明のさらなる態様によれば、画像データ補間の方法であって、前記方法が、
前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスするステップと、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するステップと、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するステップを含む方法が提供される。
【００１４】
本発明のさらなる態様によれば、画像データを補間するための装置であって、前記装置が、
前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスするための手段と、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するための計算器手段と、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するための畳み込み手段を含む装置が提供される。
【００１５】
本発明のさらなる態様によれば、データを処理し、前記処理が画像データ補間方法を含む装置のためのプログラムを格納するコンピュータで読出し可能な媒体であって、
前記プログラムが、
前記画像データの離散サンプル値の第１のセットにアクセスするためのコードと、
前記各離散サンプル値について、エッジ配置指標、エッジ強度指標、エッジコンテキスト指標に応じて複数のカーネルのうち１つを使用して前記各離散サンプル値のカーネル値を計算するためのコードと、
前記カーネル値に前記離散サンプル値を畳み込み、離散サンプル値の第２のセットを提供するための畳み込みのためのコードを含むプログラムが提供される。
【００１６】
本発明のさらなる態様によれば、離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間する方法であって、前記方法が、
（ｉ）前記第１のマッピング内でテキスト領域を識別し、各テキスト領域内で各離散サンプル値にラベル付けするステップと、
（ｉｉ）前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値のための配置角度を保存するステップと、
（ｉｉｉ）前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を結合して、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するステップと、
（ｉｖ）前記第２のマッピング内で各エッジサンプル値について前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成するステップと、
（ｖ）前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するステップと、
（ｖｉ）前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度に応じて、前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して、前記画像データの第５のマッピングを形成するステップを含む方法が提供される。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間するための装置であって、前記装置が
前記第１のマッピング内のテキスト領域を識別し、各テキスト領域内の各離散サンプル値にラベリングするための手段と、
前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値について配置角度を格納するための第１の計算手段と、
前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を結合し、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するための結合手段と、
前記第２のマッピング内で各エッジサンプルについて前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成し、前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するための操作手段と、
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度によって前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して前記画像データの第５のマッピングを形成するための補間手段を含む装置が提供される。
【００１８】
本発明のさらなる態様によれば、データを処理する装置のためにプログラムを格納するためのコンピュータで読出し可能な媒体で、前記処理が離散サンプル値の第１のマッピングを含む画像データを補間する方法を含み、前記プログラムが、
前記第１のマッピング内のテキスト領域を識別し、各テキスト領域内の各離散サンプル値にラベリングするためのコードと、
前記画像データの前記各離散サンプル値についてエッジ情報を計算してエッジサンプル値を識別し、前記各エッジサンプル値について配置角度を格納するためのコードと、
前記各離散サンプル値について前記ラベルと前記配置角度を結合し、前記離散サンプル値の第２のマッピングを形成するためのコードと、
前記第２のマッピング内で各エッジサンプルについて前記配置角度を操作して前記離散サンプル値の第３のマッピングを形成するためのコードと、
前記第３のマッピングの前記画像データを操作して前記画像データの第４のマッピングを形成するためのコードと、
前記第４のマッピングの前記各サンプル値の前記ラベルと前記配置角度に応じて前記第４のマッピングの各サンプル値を複数のカーネルのうち第１のカーネルで補間して前記画像データの第５のマッピングを形成するためのコードを含む媒体が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
ディジタル画像を再サンプリングする時、スムーズな領域とエッジ領域は異なった方法で再サンプリングする必要がある。パラメータｃ＝０．５を伴う従来のＣａｔｍｕｌｌ−Ｒｏｍ３次方程式などの長い対称カーネルはスムーズ画像領域に理想的である。パラメータｃ＝０を伴うＣａｔｍｕｌｌ−Ｒｏｍ３次方程式などの短いカーネルは、エッジや角、高度にテキスチャ化された領域に一般的に適している。しかし、斜めエッジのぎざぎざの印象を低減するためには、補間プロセスでエッジ方向も考慮に入れる必要がある。補間によりエッジを横切ってではなくエッジに沿ってスムーズにできるためにはエッジの方向も重要である。このようにしてエッジの輪郭はスムーズに保たれる一方、エッジの変化は鋭いままで保たれる。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態は、各画像領域について適切な補間カーネルを自動的に選択する画像補間方法を開示する。この選択はエッジ強度情報だけではなく、エッジ方向情報と局所的なエッジコンテキスト情報にも基づいている。さらに、テキストの形状とコントラストを保存するように高コントラストのテキスト領域も検出され補間される。
【００２１】
本発明の第２の実施の形態では、画像内の各領域についてカーネルを適切な形に形成しなおすように、単一の補間カーネルのパラメータを調整する。
【００２２】
提案された解像度変換方法はまず、高コントラストのテキスト領域を識別し、画像データのエッジ強度とエッジ方向の両方を測定する。第１の実施の形態では、その後テキスト情報とエッジ情報を使用して、使用する適切な補間カーネルを選択する。第２の実施の形態では、エッジ強度とエッジ配置(edge orientation)データを使用して補間カーネルのパラメータを調節する。その後、テキストとエッジマップからのコンテキスト情報を使用して不必要なカーネルの変化を除去し、不適切なカーネルの選択を防ぐ。生のエッジ情報についてのこの後処理は、補間による人為的な結果を軽減し削除するために必要である。
【００２３】
好ましい実施の形態による開示された補間方法を、図１を参照して簡単に説明する。この方法は本明細書の後半でさらに詳しく説明される一連のステップから構成される。プロセスはステップ１００から始まり、ここで画像データがアクセスされる。このプロセスはステップ１０５に続き、ここで高コントラストのテキスト領域が検出される。ステップ１１０では、画像データのエッジ強度とエッジ配置が測定される。検出されたテキスト領域は、それらはテキストとして分類される孤立したピクセルやピクセルグループのケースを含む。不必要な補間カーネル切替えの可能性を低減するために、これらのケースは取り除く必要がある。これは好ましい実施の形態では、２値テキストマップについて従来の画像処理において知られた形態開放動作(morphological opening operation)を使用して次のステップ１１５で実行される。プロセスは次のステップ１２０に続き、検出されたテキスト領域とエッジ領域は、各入力ピクセルについてカーネル、またはカーネルパラメータ、選択マップに結合される。次のステップ１２５においては、カーネル選択マップ、またはカーネルパラメータ選択マップはクリーニングされる。これは、ステップ１３０においてクリーニングされたカーネル選択マップを生成するために、エッジ領域を、一様に方向付けられたエッジ領域あるいはスムーズな背景を下にして再配置することを含む。クリーニングされたカーネル選択マップは入力ピクセル解像度にある。プロセスは次のステップ１３５に続き、ここでクリーニングされたカーネル選択マップはＮＮ補間カーネルを使用して補間される。ＮＮ補間の結果は、ステップ１４０において各出力ピクセルについてカーネル選択マップ、またはカーネルパラメータ選択マップを生成することである。次のステップ１４５では、出力解像度カーネル選択マップに基づいて適切な補間カーネルが画像データに適用される。ステップ１４５において画像データに適用される補間カーネルは、好ましい実施の形態によれば、汎用３次カーネル１５０とすることもでき、これは本明細書の後半で開示される。プロセスはステップ１５５で終わり、ここで解像度が変換された出力画像は、好ましくは表示されるか、あるいはグラフィックスプロセッサなどでさらに処理される。
【００２４】
上記のステップは一時に画像全体について動作する必要はない。しかし簡単に説明するために、好ましい実施の形態は、入力ピクセルの画像全体の処理について説明されている。入力画像の限定された数の行（好ましくはラスタ走査方向に５行）だけが一時に要求されるように、好ましい実施の形態によるアルゴリズムは、メモリに配置された形で動作することが、必須ではないものの望ましい。代替方法として、アルゴリズムを、任意の画像副領域あるいはブロックに適用することもできる。
【００２５】
好ましい実施の形態の以下の説明は、赤、緑、青（ＲＧＢ）色空間で表現された色画像について記述されている。適切な変更をすると、この技術はグレーレベル画像（色平面が１つだけ）または任意の色空間表現（ＹＵＶ、ＹＣｂＣｒなど）に簡単に適用することができる。あるいは、画像が他の色空間で与えられている場合、これらをＲＧＢ色空間に変換してから処理することができる。
【００２６】
本発明の上記のステップを図１から図６を参照してさらに詳細に説明する。
【００２７】
テキストの検出とテキストマップのクリーニングステップ
テキストの検出とテキストマップのクリーニングを図２に関して説明する。隣接するピクセル間の局所的なコントラストは、テキスト領域検出の基礎として使用される。テキスト領域は通常、局所的なコントラストが高く、色数が限定されており、テキスチャが単純である領域である。これらの基準を使用すると、高コントラストで表現された多言語のテキスト情報の検出も可能になる。
【００２８】
プロセスはステップ２００で始まり、ここではテキストマップはスムーズになるよう初期化される。次のステップ２０５において、続くステップ２１５から２３０が画像内の各色平面と各ピクセルについて実行される。入力画像の各ピクセルと色平面は３×３近傍演算子で走査される。ステップ２１５においては、値Ｃの各中央ピクセルＰ０は、閾値Ｔｔｘｔと比較され、ここでＣは以下のように与えられる。
Ｃ＝ｍａｘ（｜Ｐ０−Ｐｉ｜），ｉ∈１，．．，８        （３）
上式でｉは、中央ピクセルＰ０にもっとも近い８つの近傍ピクセルの指数(index)である。好適な実施の形態では、Ｔｔｘｔ＝２２０という値が使用される。次のステップ２２０では、Ｃの値は閾値Ｔｔｘｔと比較される。Ｃの値が閾値Ｔｔｘｔを超えているとき、ピクセルＰ０はステップ２２５においてテキスト領域としてラベル付けされる。
【００２９】
検出されたテキスト領域は、テキストとしてラベル付けされた、孤立したピクセルやピクセルグループのケースを含む。不必要な補間カーネル切替えのチャンスを低減するために、これらのケースは削除する必要がある。これは好ましい実施の形態では、バイナリテキストマップについて従来の画像処理において知られている形態開放動作を使用して次のステップ２３０で実行される。マトリックスＳによって定義された構造要素は、次のようにテキスト検出マップをクリーニングするために使用される。
【数７】
0003890175.tif 000004
【００３０】
形態開放動作は、Ｓを用いた侵食とそれに続く膨張として定義され、以下のパターンを除去する（この回転された型も含む）。
【数８】
0003890175.tif 000005
【００３１】
テキストの検出とテキストマップのクリーニングプロセスは、画像内の各ピクセルについてステップ２１５から２３０が実行された後に完了する。
【００３２】
エッジ強度と方向検出ステップ
エッジ強度と方向検出ステップは図３を参照して説明される。プロセスはステップ３００で始まり、ここでＥｄｇｅＭａｐはスムーズに初期化される。次のステップ３０５において、続くステップ３１５から３３５は、画像内の各色平面と各ピクセルについて実行される。ステップ３１５においては、それぞれＧｈとＧｖと呼ぶ水平エッジ応答と垂直エッジ応答は、各入力画像ピクセルについて計算される。好適な実施の形態では、これは当技術では周知の５タップ最適エッジ検出器を利用して実行される。ＧｈとＧｖを形成するために使用される係数は表１に示される。
【表１】
0003890175.tif 000006
表１は、好適な実施の形態で使用されるエッジ検出係数である。示されているのは、低域（補間）カーネルと高域（第１導関数(derivative)）カーネルである。
【００３３】
次のステップ３２０では、勾配マグニチュードＧｍは、次式を使用してこれらの２つの構成要素の強度から得られる。
Ｇｍ＝√(Ｇv2＋Ｇh2)                          （５）
【００３４】
Ｒ色成分、Ｇ色成分、Ｂ色成分の最大の勾配値は、全体のエッジ勾配強度を決定するために使用される。プロセスは次のステップ３２０に続き、ここでは勾配マグニチュードＧｍが閾値Ｇｔｈと比較される。これがその閾値より小さい場合、ピクセルはエッジ以外のピクセルとして分類される。そうでない場合、ステップ３３０において、ピクセルはエッジピクセルとして分類され、エッジ方向ＧθがＥｄｇｅＭａｐに記録される。したがって、最大勾配強度を伴う色平面は、各入力ピクセルについてエッジ方向を推定するために使用される。エッジ勾配方向Ｇθは、次式を使用して推定される。
Ｇθ＝tan-1(Ｇv ／Ｇh)                            （４）
【００３５】
プロセスはステップ３３５に続き、ここではエッジピクセル方向は水平（０）、垂直（π／２）、対角（π／４）、逆対角（３π／４）の４つのケースのうち１つに量子化される。
【００３６】
エッジ強度とエッジ方向の検出プロセスは、画像内の各ピクセルについてステップ３１５から３３５が実行された後に完了する。
【００３７】
量子化ビンの数を増大し、対応して配置された操向可能なカーネルで補間することによって、よりよい補間出力が生成されることに注意されたい。しかし、これは実施の複雑さを増大させるので、好ましい実施の形態では４方向への量子化が使用される。
【００３８】
テキスト情報とエッジ情報とのカーネル選択マップへの組み合わせ
次に、テキスト情報とエッジ情報を組み合わせてカーネル選択マップにすることを、図４を参照して説明する。入力画像は、エッジ領域やテキスト領域が検出されたピクセル以外ではスムーズであると仮定されている。したがって、カーネル選択マップはステップ４００で初期化され、一般的なスムージングカーネルを選択する。好適な実施の形態では、パラメータｃ＝０．５を伴う３次補間カーネルが、これらのスムーズ領域内でピクセルを補間するために使用される。プロセスはステップ４０５へと続き、ここでステップ４１０から４２５が入力画像内のピクセルについて実行され、入力画像において、テキスト領域情報とエッジ領域（エッジ方向）情報がカーネル選択マップの上に重ねられる。テキスト領域とエッジ領域の両方がある場合、テキスト領域情報が優先される。テキスト領域内には多くのエッジ活動があり、これらを方向性エッジと見なすことは過剰なカーネル切替えの原因となり、したがって視覚上の作為的構造(artefacts)をもたらす可能性があるため、テキスト領域がエッジ領域より優先されることは重要である。プロセスは４１０へと続き、ここでＥｄｇｅＭａｐ内の現在のピクセルがスムーズとして分類されるかどうかを確認するためにチェックが実行される。ＥｄｇｅＭａｐ内の現在のピクセルがスムーズでない場合、ＥｄｇｅＭａｐ情報はステップ４１５においてＫｅｒｎｅｌＭａｐ内に記録される。次のステップ４２０においては、ＴｅｘｔＭａｐ内の現在のピクセルがスムーズとして分類されるかどうかを確認するためにチェックが実行される。ＴｅｘｔＭａｐ内の現在のピクセルがスムーズでない場合、ＴｅｘｔＭａｐ情報はステップ４２５においてＫｅｒｎｅｌＭａｐ内に記録される。テキスト情報とエッジ情報をカーネル選択マッププロセスに組み合わせることは、画像内の各ピクセルについてステップ４１０から４２５が実行された後に完了する。
【００３９】
カーネル選択マップのクリーニング
カーネル選択マッププロセスのクリーニングは図５を参照して説明される。孤立したエッジ方向が、その他の点は一様に方向付けられた局所領域内で発生する場合がある。これらのまばらに分布したエッジ領域は、る一様に配置されたエッジ領域やスムーズ背景を下にして再配置されることが最良である。これはまた、補間された画像内の視覚的アーチファクトを引き起こす場合のある過剰なカーネル切替えを防ぐ。
【００４０】
プロセスはステップ５００で始まり、ここで累算器が初期化される。次のステップ５０５では、ステップ５１０から５４０がＫｅｒｎｅｌＭａｐ内の各５×５ブロックについて実行される。ステップ５１０では、５×５近傍において、各エッジ配置のエッジピクセルの数（テキストと背景を含む）が累算される。このプロセスはステップ５１５へと続き、ここで多数のエッジ配置が識別される。次のステップ５２０では、少数のエッジ配置が識別される。多数のエッジ配置と少数のエッジ配置は識別され、少数のエッジピクセルは次のステップ内で多数の配置に再び割り当てられるが、テキスト領域と識別されたピクセルは例外である。次のステップ５２５では、計算された多数のエッジ配置はＴｍａｊｏｒと比較され、計算された少数のエッジ配置はＴｍｉｎｏｒと比較される。ステップ５３０では、５×５領域内にＴｍａｊｏｒより多いピクセルがあった場合には配置は多数の配置に設定され、５×５領域内にＴｍｉｎｏｒより少ないピクセルがあった場合に配置は少数配置に設定される。好適な実施の形態では、多数閾値Ｔｍａｊｏｒは１５であり、少数閾値Ｔｍｉｎｏｒは５である。５×５領域内のピクセルの合計数は２５である。累計されたエッジピクセルが多数閾値より多い場合、多数のエッジ方向があてがわれる。累計されたエッジピクセルが多数閾値より多くない場合、ピクセル領域は変更されない。多数の配置あるいは少数の配置は背景である場合もあり、テキスト領域である場合もある。次のステップ５３５においては、５×５ピクセルブロックは画像バッファに沿って１列移動し、プロセスは次の隣接５×５ピクセルブロックについて繰り返す。これらのブロックは画像のどの単一パス内でも互いに重ならない。プロセスは固定された回数を繰返し、プロセスが完了する点で５回の繰返しが完了したかどうかを確認するためにステップ５４０でチェックが実行される。好適な実施の形態では、５回の繰返しは妥当な程度でマップをクリーンするためには十分であるが、５回の繰返しが必須であるわけではない。
【００４１】
補間をクリーンされたカーネル選択マップに適用する
クリーニングされたカーネル選択マップに補間を適用するステップを、図６を参照して説明する。プロセスはステップ６００で始まり、ここでカーネル選択マップ（ＫｅｒｎｅｌＭａｐ）は出力画像と同じ大きさに補間される。近傍（ＮＮ）補間法が、要求される出力解像度でカーネル選択マップを得るために使用される。ＮＮ補間は、出力画質を大幅に低減することなく、より複雑な補間方法（線形や３次など）に伴う計算コストを削減するために使用される。その代わりに、ＮＮ補間は実際には実行されずに、カーネルはＫｅｒｎｅｌＭａｐ内のもっとも近いピクセルに応じてＯ／Ｐ画像内で選択される。
【００４２】
カーネル選択マップ（ＫｅｒｎｅｌＭａｐ）が出力画像と同じ大きさに補間された後、正しい補間カーネルを使用できるように各入力が読み出される。次のステップ６１０では、ＫｅｒｎｅｌＭａｐ情報がテキストとして分類されるかどうかを確認するためにチェックが実行される。ＫｅｒｎｅｌＭａｐ＝テキストの場合、ステップ６１５でテキストピクセルは修正された３次カーネルで補間される。好適な実施の形態の修正された３次カーネルｈ（ｓ）は、次式によって与えられる。
【数９】
0003890175.tif 000007
上式において、ｓ＝ｔ／Δｔは、サンプル点で整数値を有する正規化座標である。
【００４３】
好適な実施の形態では、パラメータｄは０．２に設定される。このカーネルが２×２という縮小された大きさを有することに注意されたい。
【００４４】
ＫｅｒｎｅｌＭａｐがテキストとして分類されていない場合には、プロセスはステップ６２０へと続き、ここでＫｅｒｎｅｌＭａｐ情報がエッジとして分類されているかどうかを確認するためにチェックが実行される。ＫｅｒｎｅｌＭａｐ＝エッジの場合、ステップ６２５においてエッジピクセルは４つの操向可能な３次カーネルのうち１つで補間される。ｈ（ｓｘ，ｓｙ）として、好ましい実施の形態の操向可能なカーネルは次式によって与えられる。
【数１０】
0003890175.tif 000008
上式でｓｘ＝ｘ／Δｘ、ｓｙ＝ｙ／Δｙは、それぞれ水平方向と垂直方向の再サンプリング距離であり、「・」はマトリクスの乗算を示す。量子化されたエッジ配置は、操向可能な３次カーネルの必要とされる配置、すなわち０，π／４，π／２，または３π／４のいずれかを定義する。
【００４５】
プロセスはステップ６３０へと続き、ここでＫｅｒｎｅｌＭａｐがエッジとして分類されない場合、ＫｅｒｎｅｌＭａｐ情報がスムーズかどうか確認するためにチェックが実行される。ＫｅｒｎｅｌＭａｐ＝スムーズの場合、ピクセルは従来のＣａｔｍｕｌｌ−Ｒｏｍ３次カーネル（ｂ＝０，ｃ＝０．５）で補間される。
【００４６】
図７から図９は、多くの典型的な画像上での本発明の補間効力を図示する。図７（ａ）は、補間が行われる前の、ある解像度における元の画像を示す。図７（ｂ）は、従来の３次カーネルを使用して補間された後の、より高い解像度における図７（ａ）の画像を示す。これに対して、図７（ｃ）は、本発明の好適な実施の形態によって補間された後の、より高い解像度における図７（ａ）の画像を示す。図７（ｃ）が図７（ｂ）より鋭いエッジと少ないぼけを伴う画像を示していることが分かる。
【００４７】
図８（ｂ）は本発明の好適な実施の形態による補間方法を使用して、両方向に２．７倍拡大された図８（ａ）のテキスト画像を示す。
【００４８】
図９（ａ）は、従来のＮＮカーネルを使用して補間されたグラフィック画像を示す。図９（ｂ）は本発明の好適な実施の形態による補間方法を使用して補間された同じグラフィック画像を示す。図９（ｂ）の画像から、斜めの線は図９（ａ）に比べ、その方向に沿ってスムーズになっていることが分かる。
【００４９】
本発明の第２の実施の形態では、ＫｅｒｎｅｌＭａｐは補間に使用可能な異なるカーネルについての符号化を含まず、１つの「汎用」カーネルに適用されるパラメータ値を含む。方程式（１）の従来のカーネル、方程式（５）の修正されたカーネル、方程式（６），（７），（８），（９）の十分に操向可能な３次カーネルの組合せである汎用３次補間カーネルの定義は次の通りである。
【数１１】
0003890175.tif 000009
【００５０】
ここで、交差エッジ重み付け係数(the across edge weighting factor)ｗ（θ）は、θ＝０，π／ｓ，πの時には１を通し、θ＝π／４，３π／４の時には√２を通すように限定されているスムーズ関数である。好適な実施の形態に使用される関数は次の通りである。
【数１２】
0003890175.tif 000010
そして汎用補間カーネルｈ（ｓ）は次式によって与えられる。
【数１３】
0003890175.tif 000011
上式で、ｄは３次補間カーネルの「デッドゾーン」の幅を制御するパラメータである。
【００５１】
カーネルパラメータマップに基づいて、入力画像領域は次のように設定されたパラメータを伴う汎用３次カーネルで補間される。
【００５２】
テキスト領域は、エッジ配置角度パラメータθ＝０、「デッドゾーン」パラメータｄ＝０．２、３次方程式パラメータｂ＝０とｃ＝０を用いて補間される。これは、縮小された２×２サイズのカーネルを与え、すなわち残りのカーネル係数はすべてゼロである。
【００５３】
エッジ領域は、０，π／４，π／２，または３π／４（エッジ角度Ｇθに依存する）のどれかに設定されたθと、ｄ＝０，ｂ＝０，ｃ＝０．５を用いて補間されている。これらの係数の６または８は、配置角度（θ）に応じてゼロになるであろうが、これは４×４カーネルである。
【００５４】
スムーズ領域は、θ＝０，ｄ＝０，ｂ＝０，ｃ＝０．５を用いて補間される。これは４×４の非ゼロカーネルである。
【００５５】
装置の好適な実施の形態
好適な方法は、好ましくは、図１０に示されたシステム１０００のような従来の汎用コンピュータシステムを使用して実行され、この中で図１から６のプロセスはコンピュータ上で実行されるソフトウェアとして実施できる。特に、この方法のステップは、コンピュータによって実行されるソフトウェア内の命令によって実行される。ソフトウェアは、好適な実施の形態の方法を実行する１つの部分と、後者とユーザの間のユーザインタフェースを管理するもう１つの部分の別々の２つの部分に分割することができる。このソフトウェアは、たとえば後述する保存装置を含むコンピュータで読出し可能な媒体に格納することができる。ソフトウェアはコンピュータで読出し可能な媒体からコンピュータにロードされ、次にコンピュータによって実行される。このようなソフトウェアまたはそのうえに記録されたコンピュータプログラムを有するコンピュータで読出し可能な媒体は、コンピュータプログラム製品である。コンピュータにおけるコンピュータプログラム製品の使用は、好ましくは、本発明の実施の形態による文字ストロークあるいはｎ次元の有限スペースカーブを方向付けるために有利な装置を実行する。
【００５６】
コンピュータシステム１０００はコンピュータモジュール１００２、ビデオ表示１０１６、入力装置１０１８、１０２０を有する。さらに、コンピュータシステム１０００は、コンピュータモジュール１００２に接続されたラインプリンタ、レーザープリンタ、プロッタ、そのほかの再生装置を含む任意の多数の他の出力装置を有することが可能である。コンピュータシステム１０００は、モデム通信パス、コンピュータネットワークなどの適切な通信チャネル１０３０を使用して、通信インタフェース１００８ｃを介して１つまたは複数の他のコンピュータに接続することができる。コンピュータネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネット、および／またはインターネットを含むことができる。
【００５７】
コンピュータモジュール１００２は、中央処理装置（複数可）（以下簡単にプロセッサと称する）１００４、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とリードオンリメモリ（ＲＯＭ）を含むことのできるメモリ１００６、入力／出力（ＩＯ）インタフェース１００８、ビデオインタフェース１０１０、図１０の中で一般的にブロック１０１２によって表わされる１つまたは複数の保存装置を有する。保存装置（複数可）１０１２は、フロッピディスク、ハードディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、あるいは当業者には周知の他の多くの非揮発性の保存装置のうち１つか複数を含むことができる。構成要素１００４から１０１２のそれぞれは、典型的にはバス１０１４を介して１つまたは複数の他の装置に接続され、バス１０１４は、データ、アドレス、制御バスを有する。
【００５８】
ビデオインタフェース１０１０はビデオ表示１０１６に接続され、ビデオ表示１０１６上で表示するためにコンピュータ１００２からのビデオ信号を供給する。コンピュータ１００２を動作するユーザ入力は、１つまたは複数の入力装置１００８によって供給できる。たとえば、オペレータはキーボード１０１８、および／またはマウス１０２０などのポインティングデバイスを使用して、コンピュータ１００２に入力を供給できる。
【００５９】
コンピュータシステム１０００はただ説明のために提供されたものであり、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、他の構成を採用することもできる。本実施の形態を実行することのできるコンピュータの例は、ＩＢＭ−ＰＣ／ＡＴまたは互換機、マッキントッシュ（ＴＭ）シリーズの１つのＰＣ、Ｓｕｎ  Ｓｐａｒｃｓｔａｔｉｏｎ（ＴＭ）、あるいはこれらから発展した構成などを含む。前述のコンピュータは、本発明の実施の形態を実行できるコンピュータのタイプの例に過ぎない。典型的には、次に説明する実施の形態のプロセスは、コンピュータで読出し可能な媒体としてのハードディスクドライブ上（一般的には図１０の中でブロック１０１２として描かれている）に記録されたソフトウェアやプログラムとして常駐しており、プロセッサ１００４を使用して読み出されたり制御されたりする。ネットワークから取り込まれたプログラム、ピクセルデータ、任意のデータの中間保存は、半導体メモリ１００６を使用して達成され、ハードディスクドライブ１０１２と協動する場合もある。
【００６０】
いくつかの例では、プログラムはＣＤ−ＲＯＭあるいはフロッピーディスク（共に一般的にブロック１０１２によって描かれる）上で符号化されてユーザに供給され、代替方法としては、たとえばコンピュータに接続されたモデム装置を介してネットワークからユーザによって読み込まれる。さらに、ソフトウェアは磁気テープ、ＲＯＭまたは集積回路、光磁気ディスク、コンピュータと他の装置の間の無線あるいは赤外線送信チャネル、ＰＣＭＣＩＡカードのようなコンピュータで読出し可能なカード、電子メール送信やウェブサイトに記録された情報を含むインターネットやイントラネットを含む、他のコンピュータで読出し可能な媒体からコンピュータシステム１０００にロードできる。前述の媒体は、関連するコンピュータで読出し可能な媒体の例に過ぎない。他のコンピュータで読出し可能な媒体も、本発明の範囲と精神を逸脱することなく実行可能である。
【００６１】
連続的な信号を再構築する好ましい方法も代替方法として、方法のステップの機能あるいは副機能を実行する１つまたは複数の集積回路などの専用ハードウェア内で実行することができる。このような専用ハードウェアは、グラフィックプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ、または１つまたは複数のマイクロプロセッサと関連するメモリを含むことができる。
【００６２】
前述した内容は、本発明の２つの実施の形態だけを記述したものであるが、当業者であれば本発明の範囲と精神から逸脱することなく、これに対して修正および／または変更することが可能である。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像をその特徴に応じた領域に分類し、分類された各領域に対して、信頼できるカーネルを選択するために十分な情報を用いて最適な補間カーネルを選択して画像の補間を行うことができる。また、このため、ユーザの入力に基づいてカーネルを選択する必要がなくなり、ユーザが指定できない領域に対しても最適なカーネルを選択して画像の補間を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による、補間の方法を示すフローチャートである。
【図２】図１の補間の方法によるテキスト検出の方法を示すフローチャートである。
【図３】図１の補間の方法によるエッジ強度と配置検出の方法を示すフローチャートである。
【図４】図１の補間の方法によるテキストマップとエッジマップを結合する方法を示すフローチャートである。
【図５】図１の補間の方法によるカーネル選択マップのクリーニングの方法を示すフローチャートである。
【図６】図１の補間の方法による出力画像の補間の方法を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）所定の解像度の元の画像を示す図である。
（ｂ）従来の３次カーネルを使用して補間された後のより高い解像度における図７ａの画像を示す図である。
（ｃ）本発明の第１の実施の形態によって補間された後のより高い解像度における図７ａの画像を示す図である。
【図８】（ａ）元のテキスト画像を示す図である。
（ｂ）本発明の実施の形態によって補間された後の図８（ａ）のテキスト画像を示す図である。
【図９】（ａ）従来のＮＮカーネルを使用して補間されたグラフィック画像を示す図である。
（ｂ）本発明の第１の実施の形態によって補間された後の図９ａのグラフィック画像を示す図である。
【図１０】実施の形態を実行できる汎用コンピュータの構成図である。
【図１】
0003890175.tif 000033
【図２】
0003890175.tif 000034
【図３】
0003890175.tif 000035
【図４】
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【図５】
0003890175.tif 000037
【図６】
0003890175.tif 000038
【図７】
0003890175.tif 000039
【図８】
0003890175.tif 000040
【図９】
0003890175.tif 000041
【図１０】
0003890175.tif 000042