(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像情報における注目画素の周辺の複数画素からｍ（ｍ≧１）点の画素（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検出する検出手段と、
前記入力画像情報に基づいて、前記注目画素を複数の画素に補間する補間手段と、
各補間点ｋにおいて補間された補間値Ｃ（ｋ）に基づいて出力値ｈ（ｋ）を
【数１】
0004065462.tif 000009
（α（ｎ）、β、γ（ｓ）は任意の係数、Ｑ（ｓ）は画素値のとりうる範囲内の任意の信号値、ωは任意の値、ｔはｔ≧１、ただし、β≠０）により演算する演算手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力画像情報を平滑化する平滑化手段を有し、前記補間手段は平滑化された情報に基づいて前記注目画素を複数の画素に補間することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記α（ｎ）、β、γ（ｓ）の関係は、
【数２】
0004065462.tif 000010
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
α（ｎ）、Ｐ（ｎ）、β、γ（ｓ）、Ｑ（ｓ）の複数の組み合わせを有し、演算された複数のｈ（ｋ）の値を相互に比較することによって最適な値を出力値Ｄ（ｋ）として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ｍがｍ＝２である場合、Ｐ（１）、Ｐ（２）は、前記周辺の複数画素の中の最大値と最小値であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記入力画像情報が１色あたりＺビット／画素であり、かつ前記ｔがｔ＝２である場合、Ｑ（１）、Ｑ（２）は"０"と"２Z−１"であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
入力画像情報における注目画素の周辺の複数画素からｍ（ｍ≧１）点の画素（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検出する検出工程と、
前記入力画像情報に基づいて、前記注目画素を複数の画素に補間する補間工程と、
各補間点ｋにおいて補間された補間値Ｃ（ｋ）に基づいて出力値ｈ（ｋ）を
【数３】
0004065462.tif 000011
（α（ｎ）、β、γ（ｓ）は任意の係数、Ｑ（ｓ）は画素値のとりうる範囲内の任意の信号値、ωは任意の値、ｔはｔ≧１、ただし、β≠０）により演算する演算工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記入力画像情報を平滑化する平滑化工程を有し、前記補間工程は平滑化された情報に基づいて前記注目画素を複数の画素に補間することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記α（ｎ）、β、γ（ｓ）の関係は、
【数４】
0004065462.tif 000012
を満たすことを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
α（ｎ）、Ｐ（ｎ）、β、γ（ｓ）、Ｑ（ｓ）の複数の組み合わせを有し、演算された複数のｈ（ｋ）の値を相互に比較することによって最適な値を出力値Ｄ（ｋ）として選択することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記ｍがｍ＝２である場合、Ｐ（１）、Ｐ（２）は、前記周辺の複数画素の中の最大値と最小値であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記入力画像情報が１色あたりＺビット／画素であり、かつ前記ｔがｔ＝２である場合、Ｑ（１）、Ｑ（２）は“０”と“２Z−１”であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力した画像情報を、拡大変倍して出力するプリンタ等の画像出力装置や、解像度の異なる機種間通信で、低解像情報から高解像情報に解像度変換する場合に用いて好適な画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、入力した低解像情報を高解像情報に解像度変換する方法として、様々な方法が提案されている。提案されている従来方法は、対象となる画像の種類（例えば、各画素ごとに階調情報を持つ多値画像、擬似中間調により２値化された２値画像、固定閾値により２値化された２値画像、文字画像等）によって、その変換処理方法が異なっている。
【０００３】
従来の内挿方法は図１２に示すような、内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近接内挿方法、図１３に示すような、内挿点を囲む４点（４点の画素値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする）の距離により、以下の演算によって画素値Ｅを決定すると共１次内挿法等が一般的に用いられている。
Ｅ＝（１−ｉ）（１−ｊ）Ａ＋ｉ・（１−ｊ）Ｂ＋ｊ・（１−ｉ）Ｃ＋ｉｊＤ）
（但し、画素間距離を１とした場合に、Ａから横方向にｉ、縦方向にｊの距離があるとする（ｉ≦１、ｊ≦１））。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例には以下に示す欠点がある。
まず、図１２の方法は、構成が簡単であるという利点はあるが、対象画像を自然画像等に用いた場合には、拡大するブロック毎に画素値が決定されるため、視覚的にブロックが目立ってしまい画質的に劣悪である。
【０００５】
また、文字、線画像、ＣＧ（コンピュータグラフイック）画像等に用いた場合でも、拡大するブロック毎に同一画素値が連続するため、特に、斜線等には、ジャギーといわれるギザギザの目立った劣悪な画像になってしまう。ジャギーの発生の様子を図１４、図１５に示す。図１４は入力情報、図１５が図１２の方法により縦横ともに２倍の画素数にした解像度変換の例である。一般に倍率が大きくなるほど、画質劣化は大きくなる（図中の“２００”、“１０”は画素値である）。
【０００６】
一方、図１３の方法は自然画像の拡大には一般的に良く用いられている方法である。この方法では、平均化され、スムージングのかかった画質になるが、エッジ部や、シャープな画質が要求される部分には、ぼけた画質になってしまう。さらに、地図等をスキャンした画像や、文字部を含む自然画像のような場合には、補間によるぼけのために、重要な情報が受け手に伝わらないこともある。
【０００７】
図１６は図１３の方法により、図１４の入力画像情報を縦横２倍ずつに補間処理をした画像情報を示している。
この図１６からも明らかなように、斜線周辺のみならず、斜線そのものも画素値が均一にならず、ぼけが生じてしまう。
【０００８】
そこで、本出願人は、低解像情報から高解像情報の作成において、補間処理による補間ぼけもなく、また、ジャギーが発生することなく解像度変換ができる方法を特開平７−９３５３１号公報、特開平７−１０７２６８号公報、特開平７−１０５３５９号公報により提案した。
この提案の基本的な考え方は、入力した原情報から解像度依存成分を除去し、除去した状態で、画素数を出力解像度相当まで増加させ、増加させた状態の中で新たな解像度に見合う情報を推測し作成する方法である。入力解像度の依存性を取り除く手段としては、ＬＰＦによる平滑化、画素数の増加は線形補間により実現可能である。高解像情報の推測は、補間後の情報を単純２値化して、“１”に分類された画素と“０”に分類された画素とをそれぞれ異なる処理を行うことにより、出力する画素値を算出する。
【０００９】
また、特開平９−２５２４００号公報で提案したように、画素値の連続性が保たれた良好なエッジを作成する方法もある。この公報では、低解像度注目画素の周辺画素よりｍ点（ｍ≧１）の画素（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検出し、注目画素を複数画素分に補間した各補間点ｋにおける上記補間値Ｃ（ｋ）を基に、出力値ｈ（ｋ）を以下の式により演算している。
【００１０】
【数５】
0004065462.tif 000002
【００１１】
（α（ｎ）、βは任意の係数、ただしβ≠０）
しかし、上述した何れの公報の技術も、注目画素周辺のウインドウ内の最大値、最小値によるエッジ作成が基本的な思想になっていた。すなわち、注目画素１画素分を縦Ｎ倍、横Ｍ倍にした場合に、Ｎ×Ｍ画素内を最大値、最小値によるエッジ形成の一部分と仮定して、新たにＮ×Ｍ画素分の画素値を演算する方法である。この方法では、確かに原画に違和感なく、あたかも高解像情報を入力したかのように変換することができる。
【００１２】
しかし、この技術の用途を拡大して考えると、原画の印象を大幅に変化させても、ユーザーに見やすい画像を提供した方が良い場合もある。例えば、文字情報である。プリンタをコンピュータに接続した場合には、コンピュータ側でベクトル形式のフォントを有し、プリンタ相当の解像度に変換して送信する方式や、また、プリンタ側でフォントを有し、コンピュータ側から送信されてきたコード情報に基づきフォントを展開して出力する方式がある。このようなケースでは、文字情報はベクトル形式を有しているために、入力側と出力側で解像度の違いがあったとしてもほとんど問題にはならない。
【００１３】
しかし、プリンタとコンピュータ以外の機器、例えばインターネットテレビ等との接続を仮定した場合、テレビの画面上に表示されているアンチエイリアス処理のかけられたスクリーンフォントをそのままプリンタ側に送信するケースもある。コンピュータとの接続でもスクリーン上の情報を複写するスクリーンコピーや、また、画像中に画像の一部として埋め込まれている文字をきれいに出力する用途もある。
【００１４】
また、文字、図形が中心であるファクシミリでも同様である。読み取る撮像系のＭＴＦによって、コントラストが低減し、エッジの急峻さの度合いが鈍ってしまうからである。これらの用途では、入力した低解像情報の印象を変化させずに、ジャギー、補間ボケを軽減させて高解像情報を作り上げるのではなく、低解像情報の印象を多少変化させても、より積極的に読みやすい画像に変換させなくてはならない。これはユーザーにとって、文字情報と自然画像等とでは伝えたい情報の性質が異なるからである。すなわち、前述した演算式では、作成する内挿点の画素値は、補間値と周辺画素値との積和演算によって作成しているが、これらの項だけでは不十分である。つまり、原画のコントラストが劣化していれば、原画のコントラスト以上の高解像画像を作成することはできない。
【００１５】
本発明は上述した従来の課題を解決するものであり、入力した低解像情報のコントラストが劣化している場合でも、入力情報のコントラスト以上の鮮明な高解像画像をジャギーレスに作成することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像処理装置は、入力画像情報における注目画素の周辺の複数画素からｍ（ｍ≧１）点の画素（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検出する検出手段と、前記入力画像情報に基づいて、前記注目画素を複数の画素に補間する補間手段と、各補間点ｋにおいて補間された補間値Ｃ（ｋ）に基づいて出力値ｈ（ｋ）を
【数６】
0004065462.tif 000003
（α（ｎ）、β、γ（ｓ）は任意の係数、Ｑ（ｓ）は画素値のとりうる範囲内の任意の信号値、ωは任意の値、ｔはｔ≧１、ただし、β≠０）により演算する演算手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る画像処理方法は、入力画像情報における注目画素の周辺の複数画素からｍ（ｍ≧１）点の画素（ただし、ｍ点中の観測点ｎにおける画素値をＰ（ｎ）とする）を検出する検出工程と、前記入力画像情報に基づいて、前記注目画素を複数の画素に補間する補間工程と、各補間点ｋにおいて補間された補間値Ｃ（ｋ）に基づいて出力値ｈ（ｋ）を
【数７】
0004065462.tif 000004
（α（ｎ）、β、γ（ｓ）は任意の係数、Ｑ（ｓ）は画素値のとりうる範囲内の任意の信号値、ωは任意の値、ｔはｔ≧１、ただし、β≠０）により演算する演算工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す要部ブロック図である。本実施の形態の画像処理装置は、主としてコンピュータと接続するプリンタや、コンピュータ以外の例えばインターネットテレビ本体、及びインターネットテレビのセットトップボックス等に接続するプリンタ、また、ビデオ信号を入力するビデオプリンタ等の画像出力装置内部に具備することが効率的であるが、画像出力装置以外の画像処理装置、ファクシミリ、ホストコンピュータ内のアプリケーションソフト、また、プリンタに出力するためのプリンタドライバソフトとして内蔵することも可能である。
【００２０】
次に、図１のブロック図に沿って本実施の形態の構成及び動作手順を説明する。本実施の形態では、入力した画像情報を縦Ｎ倍、横Ｍ倍の画素数の情報に変換する例について述べる。
図１において、１００は入力端子を示し、低解像の画像情報が入力される。この低解像情報は、ラインバッファ１０１により、数ライン分格納、保持される。この数ライン分の画像情報により、注目画素を含む複数の周辺画素によるウインドウ単位の処理が施される。１０２は、ウインドウ内の画像情報から、最大値、最小値を検出するＭＡＸ、ＭＩＮ検出部である。
【００２１】
１０３は平滑化部であり、ウインドウ内の各画素をＬＰＦ（ローパスフィルタ）にてフィルタリングする。図２は平滑化フィルタの一例であり、注目画素を中心として、注目画素を含む周囲９画素の平均をとることにより、高周波成分を遮断している。
【００２２】
図１において、１０４は補間部であり、注目画素を中心として、共１次補間処理（以下、線形補間処理という）により、元のサンプリング間の画素が埋められ、縦Ｎ画素、横Ｍ画素分の補間点の補間情報を作成する。線形補間処理については図１２に示した従来例で説明したので省略する。線形補間の積和演算に使用する周辺画素はフィルタリング後の画素値を用いる。例えば、図２に示したような３×３のフィルタを用いる場合には、ラインバッファ１０１の容量を５ライン分用意すれば、注目画素のみならず、積和演算に使用する周囲８画素分においてもフィルタリングが可能である。
【００２３】
１０５は演算部を示し、検出部１０２で検出したＭＡＸ、ＭＩＮ、補間部１０４において算出した補間点（ｉ、ｊ）（但し、０≦ｉ＜Ｎ、０≦ｊ＜Ｍとする）における補間値Ｐ（ｉ、ｊ）の３種の信号に加え、２種の固定の信号値とオフセット値を入力し、これらの入力した６種の信号を基に所定の演算を施して、新たな出力値を算出する。今、入力信号が１色あたりＺビット／画素より成るデジタル信号であった場合には、画像信号の取りうる値は、０から２Z −１のでの２Z りになる。本実施の形態では、演算部１０５に入力する固定の入力値は、“０”と“２Z −１”の２種とする。オフセット値は予め実験的に求めた値で良い。
【００２４】
演算部１０５は積和演算により成り立っていて、補間点（ｉ、ｊ）における出力値Ｄ（ｉ、ｊ）を以下の式により算出する。
Ｄ（ｉ、ｊ）＝
ａ×ＭＡＸ＋ｂ×ＭＩＮ＋ｃ×Ｐ（ｉ、ｊ）＋ｄ×（２Z −１）＋ｅ×０＋ω（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは所定の係数、ωは任意のオフセット値）
上記の出力点の演算をＮ×Ｍ回分実行して注目画素１画素分の高解像情報の作成が終了し、出力端子１０６に出力される。
【００２５】
以上の構成において、以下の手順により低解像情報から高解像情報を作成する。
図３は、本実施の形態の補間演算を１次元において簡単に説明するための図である。図３において、横軸方向は１次元の座標空間を示し、注目画素をｊとし、前後の周辺画素を（ｊ−１）、（ｊ＋１）とする。注目画素ｊにおいて、拡大して情報を作成する画素数分を注目画素ブロックと称する。すなわち、注目画素１画素から注目画素ブロック分の画素値を作成することになる。縦軸方向は画素値の深さ方向を示し、●印で示した点は、注目画素及び周辺画素の原情報の画素値である。それぞれ、Ｉ（ｊ）、Ｉ（ｊ−１）、Ｉ（ｊ＋１）とする。
【００２６】
いま、周辺画素によりエッジが形成され、注目画素がエッジ内部にあたると仮定する。注目画素及び周辺画素の原情報の画素値間を線形補間によりつなげた線をｏｒｇ（ｋ）とする（ｋは空間的な補間点による座標値）。ここでは説明を容易にするため、アナログ的に線をつないでいる。高解像情報の作成において、ジャギーの発生しない高解像エッジを作成するためには、入力した原情報に左右されてはならない。すなわち、作成するエッジ部では、●印で示した観測点、及び線形補間により作成した線ｏｒｇ（ｋ）に依存してはならない。そこで、原情報をＬＰＦで平滑化する。○印がそれぞれ、注目画素及び周辺画素を平滑化した画素の画素値になる（それぞれ、ｆｉ１ｔ（Ｉ（ｊ））、ｆｉ１ｔ（Ｉ（ｊ−１）、ｆｉ１ｔ（Ｉ（ｉ＋１））とする。
【００２７】
平滑化した○印を線形補間により結んだ線をｆｉ１ｔ（ｋ）とする。高解像のエッジはこのｆｉ１ｔ（ｋ）に基づいて作成する。ｆｉ１ｔ（ｋ）はｏｒｇ（ｋ）よりも深さ方向にコントラストの減少した濃度推移の軌跡になる。直線Ｔは周辺画素の最大値（ＭＡＸ）と最小値（ＭＩＮ）との平均値とする。すなわち、
Ｔ＝（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２                            ・・・（１）
となる。
【００２８】
本実施の形態では、ｆｉ１ｔ（ｋ）の濃度推移線を変形することにより、新たな高解像エッジの作成を連続的な軌跡により実現する。前述したようにｆｉ１ｔ（ｋ）の濃度推移線はｏｒｇ（ｋ）よりもさらにコントラストの軽減した線になっている。そこで、エッジ部を中心にしてこの傾きを急峻にするように変形させる。濃度推移線の変形は、ｆｉ１ｔ（ｋ）の濃度推移線とＴの直線との外挿により算出する。
【００２９】
すなわち、傾きを急峻に変換する推移線をｈ（ｋ）とすると、
ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉ１ｔ（ｋ）−（ａ−１）×Ｔ          ・・・（２）
（１）、（２）式より、
ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉ１ｔ（ｋ）−（ａ−１）×（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）／２・・・（３）
並び換えると、
ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉ１ｔ（ｋ）＋（−（ａ−１）／２）ＭＡＸ＋（−（ａ−１）／２）ＭＩＮ・・・（４）
となる。
【００３０】
一般的に、
ｈ（ｋ）＝ａ×ｆｉ１ｔ（ｋ）＋ｂ×ＭＡＸ＋ｃ×ＭＩＮ  ・・・（５）
によって、エッジの傾きを急峻にすることができる。
【００３１】
図３には、ａ＝２、３、４、５の４種類の場合のｈ（ｋ）の濃度推移線を示している。いずれもｆｉ１ｔ（ｋ）とＴの直線との交点を中心にして、ｆｉ１ｔ（ｋ）の傾きが急峻になっている。言い換えると、エッジの中心の空間的な座標位置はｆｉ１ｔ（ｋ）の場合と変化しない濃度推移の角度だけを変化させたことになる。
【００３２】
図４は、ａ＝５の場合のエッジ作成の様子を示す。当然、ｈ（ｋ）の推移線はコントラストを増大させているために、濃度値の大小でリミットをかける必要がある。リミットをかける限界点は、信号の有するダイナミックレンジとなる。すなわち、本実施の形態では、０から２Z −１になる。いまＺを８、すなわち入力信号が１色あたり８ビット／画素と仮定すると、ダイナミックレンジは０から２５５になる。
【００３３】
本実施の形態では、本出願人が先に提案した特開平９−２５２４００号公報とは異なり、よりエッジのコントラストを増加させた高解像情報を作成する。図４では、ＭＡＸ、ＭＩＮの値を用いず、入力信号の取りうる最大値、最小値である“０”と“２５５”を用いて、以下の演算をする。
ｈ１（ｋ）＝（ｄ×２５５＋（１−ｄ）×ｆｉ１ｔ（ｋ））・・・（６）
ｈ２（ｋ）＝（ｅ×０＋（１−ｅ）×ｆｉ１ｔ（ｋ））    ・・・（７）
（６）、（７）式は、固定の信号値と補間値との積和演算になっている。
図５にｄ＝３／４の濃度推移線の軌跡を示す。
【００３４】
（５）、（６）、（７）式により作成した３種の推移線より以下のように出力値Ｄ（ｋ）を選択する。
ｈ（ｋ）≧ｈ１（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ１（ｋ）
ｈ１（ｋ）＞ｈ（ｋ）≧ｈ２（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ（ｋ）
ｈ２（ｋ）＞ｈ（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ２（ｋ）                                  ・・・（８）
【００３５】
以上の様子を図６に示す。太線で示した実線部分が注目画素ブロックの作成する高解像情報Ｄ（ｋ）に当たる。図６の太線から明らかなように、コントラストの低減したＭＡＸ、ＭＩＮにおいても、さらにコントラストを増加させた濃度推移線の軌跡が作成できる。しかも高解像のエッジ部においては急峻に、また、エッジ中心から空間的に離れた所は傾きをゆるやかに変化させることが可能である。例え角度がゆるやかでも、傾斜を有していることにより、固定値でクリップする場合よりも格段に滑らかな画像が作成できる。しかもそれらの傾きの変化が連続性を持って実現することができる。すなわち、この３種の濃度推移線を本処理を実行するシステムに最適に設計することによって、自由に高解像エッジの軌跡を作成することができる。
【００３６】
図７では、（６）、（７）式にさらにオフセット値ω１を加えたものである。つまり、文字等の画像を更に読みやすくするために、エッジ角度のみならず、濃度推移線が非線形的に切り替わるポイントを変化させることによって、文字の濃度を変化させることが可能である。
【００３７】
また、図８は、（６）、（７）式にオフセット値ω１を、また、（５）式にオフセット値ω２を加えたものである。これは文字等の画像ではエッジ中心位置がずれるために、文字の太り、細りを制御することが可能である。オフセットを加算することによって信号のダイナミックレンジを超える場合にはクリップすることは当然である。
【００３８】
また、（６）、（７）式をｆｉ１ｔ（ｋ）と固定値との積和ではなく、ｏｒｇ（ｋ）と固定値との積和により算出しても良い。ｆｉ１ｔ（ｋ）は入力した原情報の解像度依存性を除去した濃度推移線であるため、エッジの中心位置を作成する目的では大変重要である。しかし、エッジ中心位置を形成するのは（５）式であって、（６）、（７）式はエッジ中心から空間的に離れているため、ｆｉ１ｔ（ｋ）よりもコントラストの大きいｏｒｇ（ｋ）を用いることも非常に有効な手段になる。
【００３９】
また、本実施の形態において、ＭＡＸ＝２５５、もしくはＭＩＮ＝０である場合でも別に不具合は生じない。逆にＭＡＸ、及びＭＩＮが中間レベルに存在する場合には、必要以上にエッジのコントラストを増加させてしまうことになる。そのため、本処理を実行する条件として、ＭＡＸ−ＭＩＮのコントラストが、ある設定した閾値以上である場合、もしくはＭＡＸが、ある設定した値以上、かつ、ＭＩＮが、ある設定した値以下である場合、等の条件が必要である。また、入力した注目画素が文字部であるのか、自然画像の一部であるのかの判定条件を付加して、文字部等の人工的な画像と判断された時のみに実行させる仕様にするのも有効である。
【００４０】
以上は、補間値と周囲画素との積和演算による濃度推移線と、補間値と固定値との積和演算による濃度推移線の切り替えによる軌跡について述べたが、次に、補間値、周囲画素、固定値との積和演算により濃度推移線を算出する例について述べる。
図９において、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれＭＡＸと２５５、及びＭＩＮと０との平均値を示している。
Ｔ１＝（ＭＡＸ＋２５５）／２                          ・・・（９）
Ｔ２＝（ＭＩＮ＋０）／２                              ・・・（１０）
【００４１】
上記のＴ１、Ｔ２のそれぞれの直線と、（５）式によるｈ（ｋ）との内挿を算出する。いま図１０に示すように、ｈ（ｋ）＝５ｆｉ１ｔ（ｋ）−４Ｔと仮定し、Ｔ１、Ｔ２とｈ（ｋ）との内挿の係数を各々１／２とすると、
ｈ３（ｋ）＝（５ｆｉ１ｔ（ｋ）−４Ｔ＋Ｔ１）／２      ・・・（１１）
ｈ４（ｋ）＝（５ｆｉ１ｔ（ｋ）−４Ｔ＋Ｔ１）／２      ・・・（１２）
【００４２】
（１１）、（１２）式を（１）、（９）、（１０）式によりまとめると、
ｈ３（ｋ）＝（−３／４）×ＭＡＸ−ＭＩＮ＋（５／２）×ｆｉ１ｔ（ｋ）＋（１／４）×２５５                                      ・・・（１３）
ｈ４（ｋ）＝（−３／４）×ＭＡＸ−ＭＩＮ＋（５／２）×ｆｉ１ｔ（ｋ）＋（１／４）×Ｏ                                          ・・・（１４）
となる。
【００４３】
次に、（５）、（１３）、（１４）式により作成した３種の推移線より以下のように出力値Ｄ（ｋ）を選択する。
ｈ（ｋ）≧ｈ３（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ３（ｋ）
ｈ３（ｋ）＞ｈ（ｋ）≧ｈ４（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ（ｋ）
ｈ４（ｋ）＞ｈ（ｋ）の時
Ｄ（ｋ）＝ｈ４（ｋ）                                  ・・・（１５）
【００４４】
以上の様子を図１１に示す。太線で示した実線部分が注目画素ブロックの作成する高解像情報Ｄ（ｋ）に当たる。当然、２５５、０を超える推移線はクリップする。
この推移線の長所は、角度の制御が容易である点である。すなわち、図１１に示したＴ１、Ｔ２のように、推移線の傾きが切り替える濃度を予め設定できるわけである。（９）、（１０）式では、Ｔ１はＭＡＸと２５５の平均値、Ｔ２はＭＩＮと０の平均値である例を示したが、当然、この値以外に自由に設定できる。前述したように、高解像のエッジ部においては急峻に、また、エッジ中心から空間的に離れた所は傾きをゆるやかに変化させることを目的としている。その場合に、傾きをゆるやかに変化させる濃度が予め設定できれば、画像設計の自由度は大きくなる。当然図１１に示したＴ１、Ｔ２の２種よりも数多くの切り替え濃度う設定することも可能である。
【００４５】
その場合には、除々に傾きを急峻なものからゆるやかなものに変化させることができる。傾きをゆるやかにするには、ｈ（ｋ）の内挿の係数を除々に減少させれば実現できる。すなわち、補間値であるｏｒｇ（ｋ）、もしくはｆｉ１ｔ（ｋ）と、補間アドレスであるｋに依存しない関数（周囲画素値や固定値）との内挿、外挿により算出した線を濃度推移の軌跡にすることによって、連続性を保ちながら自由にエッジの角度を急峻にすることもゆるやかにすることも容易にできる。
【００４６】
以上、一次元にて高解像のエッジ作成について説明したが、当然二次元に拡張しても同様である。また、ＭＡＸ、ＭＩＮ値を検出するウインドウと、フィルタリングするウインドウ、また、補間に要するウインドウは同サイズでも異なっていても良い。また、補間演算とフィルタリングの演算とをまとめて積和演算の回数を減らすように実行しても良いのは当然である。また、補間方法は線形補間以外でも可能である。
【００４７】
また、フィルタは平滑化を中心に述べてきたが、平滑化により重要な情報が消失してしまう場合もある。そのような恐れがある際には、はじめから異なるフィルタを用いることも可能である。あるいは画像の特徴量を評価して動的にフィルタを切り替えることも可能である。
【００４８】
また、周辺画素からの検出をＭＡＸ、ＭＩＮの２種の値を抜き出して処理する例を示したが、当然ながらこの２種の値には限定しない。ウインドウ内の中間値等、他の値を有する画素であっても良いし、あるいは抜き出す画素数も２に限定することではない。例えばウインドウサイズを変化させた２種のウインドウを用いて、それぞれのウインドウ内でＭＡＸ、ＭＩＮを検出し、その結果検出された合計４種の値を用いた関数により濃度推移線を作成することもできる。
【００４９】
また、積和演算に使用する固定値も入力信号のダイナミックレンジの最大値、最小値である“０”、“２Z −１”の２種の値を用いたが、これに限定するものでもないし、２種以上の固定値を用いても良い。すなわち、抜き出す周辺画素の各画素値Ｐ（ｎ）、演算に使用する固定値Ｑ（ｓ）とすると、
0004065462.tif 000005
一般的に周辺画素をｍ点抜き出し、固定値をｔ種だけ用いると、
【００５０】
【数９】
0004065462.tif 000006
【００５１】
と記述することができる。この場合においても、複数のａ、α（ｎ）、Ｐ（ｎ）、γ（ｓ）、Ｑ（ｓ）の組み合わせを有し、算出した複数のｈ（ｋ）の中から、出力値Ｄ（ｋ）を選択することが可能である。
【００５２】
また、前述したように平滑化フィルタに限定しない場合には、補間点ｋにおける補間値をＣ（ｋ）と記述し、任意のオフセット分ωを追加すると、（１７）式は一般的に以下のように記述できる。
【００５３】
【数１０】
0004065462.tif 000007
【００５４】
（α（ｎ）、β、γ（ｓ）は任意の係数、Ｑ（ｓ）は画素値のとりうる範囲の信号値、ωは任意の値、ｍはｍ≧１、ｔはｔ≧１、ただし、β≠０）
【００５５】
【数１１】
0004065462.tif 000008
【００５６】
（１８）、（１９）式を満たすｈ（ｋ）は、補間点に依存している関数と補間点とは非依存の関数との和になっている。非依存の関数は、周囲画素によるものと、周囲画素とは関連のない固定の値によるものとに分類できる。
【００５７】
従来例で説明した図１２の例では、近傍の観測点を置き換えるために、補間点に非依存の関数（最短距離の観測点の置き換えでは、注目画素である観測点を中心とした注目画素ブロック内は補間点に関らず一定値となる）、図１３は補間点に依存の関数となっている。また、従来の高次の補間演算においても補間点に依存した関数になっている。しかし、高解像情報を作成する目的の場合には、エッジ位置の推測、コントラストの傾斜変化等のなんらかの情報作成を行わなければ画質が良好な変換はできない。つまり、補間点に依存している関数のみでは新たな情報作成は実現できない。
【００５８】
本発明の思想は、原情報には存在しない高解像情報の推移作成にある。前述したように、（１８）、（１９）式を満たすものは、エッジ位置の推移、コントラストの傾斜変化等が自由に設定できる良好な変換が実現できる。また、周囲画素とは関連のない固定値による関数の項を含んでいることにより、任意に濃度を変化させたり、線幅を搭載させる制御が可能であるために、原画が劣化している場合でも、さらに良好な画質が得られる。
【００５９】
尚、図１の各機能ブロックによるシステムは、ハード的に構成してもよく、また、ＣＰＵやメモリ等から成るマイクロコンピュータシステムに構成してもよい。マイクロコンピュータシステムに構成する場合、上記メモリは本発明による記憶媒体を構成する。この記憶媒体には、前述した処理を実行するためのプログラムが記憶される。またこの記憶媒体としてはＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、これらとしてＣＤ−ＲＯＭ、フロッピ（登録商標）ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いてよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力した低解像度情報から高解像度情報に変換する際に、原情報の低解像性に依存せず、ジャギーの全くない画質的に良好な変換処理を実現できる。
【００６１】
また、インターネットテレビ等との接続時、及びコンピュータとの接続でもスクリーン上の情報を複写するスクリーンコピーや、また、画像中に画像の一部として埋め込まれている文字をきれいに出力する用途、また、文字、図形が中心であるファクシミリ等の撮像系のＭＴＦにより入力情報のコントラストが劣化している場合でも、入力情報のコントラスト以上の高解像画像を作成することができる。また、新たなエッジ角度、及びエッジの中心位置を自由に設計できるため、連続性のある良好なエッジを作成することができる。
【００６２】
従って、本発明により、読み手に鮮明なジャギーレスの画像を出力することができ、情報量の少ない画像でも画質の良い出力が期待できるプリンタや、ビデオプリンタ等の製品が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】平滑化フィルタの一例を示す構成図である。
【図３】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図４】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図５】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図６】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図７】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図８】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図９】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図１０】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図１１】高解像エッジについて説明するための構成図である。
【図１２】従来の最近接内挿法を示す構成図である。
【図１３】従来の共１次内挿法を示す構成図である。
【図１４】入力情報の例を示した構成図である。
【図１５】図１１の方法による処理例を示した構成図である。
【図１６】図１２の方法による処理例を示した構成図である。
【符号の説明】
１０１  ラインバッファ
１０２  ＭＡＸ、ＭＩＮ検出部
１０３  平滑化部
１０４  補間部
１０５  演算部
【図１】
0004065462.tif 000013
【図２】
0004065462.tif 000014
【図３】
0004065462.tif 000015
【図４】
0004065462.tif 000016
【図５】
0004065462.tif 000017
【図６】
0004065462.tif 000018
【図７】
0004065462.tif 000019
【図８】
0004065462.tif 000020
【図９】
0004065462.tif 000021
【図１０】
0004065462.tif 000022
【図１１】
0004065462.tif 000023
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004065462.tif 000026
【図１５】
0004065462.tif 000027
【図１６】
0004065462.tif 000028