(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像の画素数を変換する画像処理装置において、
前記入力された画像の画素を補間して、新たに画素を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された画素を用いて、前記入力された画像の画素数を変換する変換手段と、
前記生成手段により生成された画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、前記画素値の補正量を生成する補正量生成手段と、
前記補正量生成手段により生成された前記補正量に、前記補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す非線形処理手段と、
前記入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、前記通過信号を構成する画素値を通過画素値として出力する通過手段と、
前記通過画素値と前記入力された画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、前記変換手段により画素数が変換された画像の画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、前記生成手段により生成された画素の画素値を、前記非線形処理手段により非線形処理された補正量を乗じることにより補正する補正手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正量生成手段により生成された補正量は、前記生成手段により生成された画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅が、前記入力された画像の画素間の距離の1/2付近のとき最大となる
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】
前記補正量生成手段は、係数が、−１：２：−１の比を構成するトランスバーサルHPF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４】
エンハンス量を入力するエンハンス量入力手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記エンハンス量入力手段により入力されたエンハンス量と、前記補正量生成手段により生成された補正量により、前記生成手段により生成された画素の画素値を補正する
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】
入力された画像の画素数を変換する画像処理装置の画像処理方法において、
前記入力された画像の画素を補間して、新たに画素を生成する生成ステップと、
前記生成ステップの処理で生成された画素を用いて、前記入力された画像の画素数を変換する変換ステップと、
前記生成ステップの処理で生成された画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、前記画素値の補正量を生成する補正量生成ステップと、
前記補正量生成ステップの処理で生成された前記補正量に、前記補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す非線形処理ステップと、
前記入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、前記通過信号を構成する画素値を通過画素値として出力する通過ステップと、
前記通過画素値と前記入力画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、前記変換ステップの処理で画素数が変換された画像の画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、前記生成ステップの処理で生成された画素の画素値を、前記非線形処理ステップの処理で非線形処理された補正量を乗じることにより補正する補正ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
入力された画像の画素数を変換する画像処理装置を制御するプログラムであって、
前記入力された画像の画素を補間して、新たに画素の生成を制御する生成制御ステップと、
前記生成制御ステップの処理で生成された画素を用いて、前記入力された画像の画素数の変換を制御する変換制御ステップと、
前記生成ステップの処理で生成された画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、前記画素値の補正量の生成を制御する補正量生成制御ステップと、
前記補正量生成制御ステップの処理で生成された前記補正量に、前記補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す処理を制御する非線形処理制御ステップと、
前記入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、前記通過信号を構成する画素値の通過画素値としての出力を制御する通過制御ステップと、
前記通過画素値と前記入力画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、前記変換制御ステップの処理で画素数が変換された画像の画素と、前記入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、前記生成制御ステップの処理で生成された画素の画素値を、前記非線形処理制御ステップの処理で非線形処理された補正量を乗じることによる補正を制御する補正制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および方法、並びに記録媒体に関し、特に、画素数を変換する際に、変換前の画素と変換後の画素の位置のずれに対応して、画素値を補正することにより、画像のムラの発生を抑制するようにした画像処理装置および方法、並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像の画素数を変換する技術が一般に普及しつつある。例えば、VGA（Video Graphics Array）信号の画像の垂直有効画素数は480個であり、SVGA（Super VGA）信号の画像の垂直有効画素数は600個である。従って、VGA信号の画像をSVGA信号に対応する表示器に表示させるには、走査線の数を5/4（＝600/480）倍に変換する必要がある。
【０００３】
また、同様にして、720P（Progressive）のテレビジョン信号をXGA（Extended Graphics Array）信号に対応する表示器に表示させるには、垂直有効走査線数720本からXGA信号に対応する垂直有効走査線数768本に変換する必要がある。すなわち、垂直有効走査線数は16/15（＝768/720）倍に変換される必要がある。
【０００４】
さらに、テレビジョン信号を液晶ディスプレイのような固定画素の表示器に表示させるため若干のオーバースキャン表示をさせる場合、1割程度の拡大を行う必要があり、また、パーソナルコンピュータの信号をCRT（Cathode Ray Tube）で表示させる場合、画像を画面外にはみ出させないようにするために、１割程度の縮小を行う必要がある。このため、垂直有効走査線数は、11/10倍、または、9/10倍に変換させる必要がある。
【０００５】
従来、これらの画素数の変換には、画質を重視する場合、双線形補間やsin(X)/Xといった補間関数を用いた補間フィルタによる補間処理を行ってきた。
【０００６】
図１は、画像の垂直有効走査線数を、双線形補間により9/8倍に変換するときに使用される、従来の画像処理装置１の構成を示している。ラインメモリ１１は、入力された画像の走査線のうちの1ライン分に相当する各画素値を記憶するメモリである。ラインメモリ１１は、画素値が入力されると、それを記憶し、さらに、新たな画素値が入力されると、それまでに記憶していた画素値を増幅器１３ａ乃至１３ｈに出力する。従って、ラインメモリ１１により増幅器１３ａ乃至１３ｈに入力される画素値は、増幅器１２ａ乃至１２ｈに入力される画素値より、1ライン分だけ前の画素値ということになる。
【０００７】
増幅器１２ａ乃至１２ｈおよび増幅器１３ａ乃至１３ｈは、入力された画像を、それぞれの倍率8/9乃至1/9、または、1/9乃至8/9で増幅し、各加算器１４ａ乃至１４ｈに出力する。すなわち、増幅器１２ａは、入力された画素値を8/9倍に増幅して加算器１４ａに出力する。増幅器１３ａは、入力された画素値を1/9倍して加算器１４ａに出力し、増幅器１２ｂは、7/9倍に増幅して加算器１４ｂに出力する。増幅器１３ｂは、入力された画素値を2/9倍して加算器１４ｂに出力する。以下、増幅器１２ｃ乃至１２ｈおよび１３ａ乃至１３ｈも同様の増幅処理を行った後、加算器１４ｃ乃至１４ｈに出力する。
【０００８】
加算器１４ａ乃至１４ｈは、増幅器１２ａ乃至１２ｈから入力された画素値と、増幅器１３ａ乃至１３ｈから入力された画素値とを加算し、端子１５ｂ乃至１５ｉに出力する。端子１５ａは、入力された画素値を、端子１５ｂ乃至１５ｉは、加算器１４ａ乃至１４ｈの加算結果となった画素値を、それぞれ出力する端子である。
【０００９】
９進ラインカウンタ１７は、0乃至８のカウント値をカウントする。また、９進ラインカウンタ１７は、カウント値に基づいて、切り替えスイッチ１６を制御し、対応する端子１５ａ乃至１５ｉに接続させる。すなわち、例えば、９進ラインカウンタ１７のカウント値が0である場合、９進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を端子１５ａに接続するように制御する。また、カウント値が１である場合、９進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を制御して、１５ｂに接続させる。以下、同様に、カウント値が、３乃至８である場合、９進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を制御して、端子１５ｃ乃至１５ｉに接続させる。
【００１０】
次に、画像の走査線数を変換する処理について説明する。例えば、図２（Ａ）に示す白のインパルス波形を示す画像の垂直有効走査線数を9/8倍に変換する場合、画像変換装置１は、図２（Ｂ）に示すように垂直有効走査線を9/8倍に変換する。尚、走査線Ｌ１乃至Ｌ１１は、入力された画像の走査線を表し、Ｌ'１乃至Ｌ'１２は、変換後の画像の走査線を表しており、図２においては、上の走査線から順に走査されるものとする。
【００１１】
図２に示すように、変換処理は、入力された画像の走査線の８本分の空間に、走査線数が変換された画像の９本の走査線が存在するように行われる。このとき、図２（Ｂ）の走査線Ｌ'１は、図２（Ａ）の走査線Ｌ１から生成され、同一の位置に配置される。続く、図２（Ｂ）の走査線Ｌ'２は、図２（Ａ）の走査線Ｌ２に対して、元の画像の走査線の間隔に対して1/9だけ走査線Ｌ'１寄りの位置にずれて、走査線Ｌ１，Ｌ２の画素値に基づいて補間生成される。さらに、図２（Ｂ）の走査線Ｌ'３は、図２（Ａ）の走査線Ｌ３に対して、図２（Ａ）の走査線の間隔の2/9だけ走査線Ｌ'２寄りの位置にずれて、走査線Ｌ２，Ｌ３の画素値に基づいて補間生成される。
【００１２】
このように、図２（Ａ）の走査線の間隔の1/9ずつ順次ずれて、新たな走査線が生成されることになる。このため、図２（Ｂ）の走査線Ｌ'１０は、図２（Ａ）の走査線Ｌ９と同じ位置（変換前の走査線Ｌ１０に対して、図２（Ａ）の走査線の間隔の9/9（＝１）だけずれた位置）に生成されることになる。このように、図２（Ｂ）の新たな走査線は、９本毎に、図２（Ａ）の変換前の走査線と同じ位置に生成される。
【００１３】
図３は、元の画像の走査線数の変換前と変換後の各画素値を示している。図３（Ａ）は、変換前の画素値を表し、図３（Ｂ）は、変換後の画素値を表しており、各画素の画素値を示す黒丸が、左側の直線に近いほど黒を表し、右側に位置するほど白を表している。ここでは、黒の画素値は０、白の画素値は１で表されるものとする。
【００１４】
例えば、今の場合、補間関数として双線形を使用するので、図４（Ｃ）に示す走査線Ｌ４，Ｌ５の間に位置する、図４（Ｄ）の走査線Ｌ'５を補間して生成するとき、補間関数は、図４（Ａ）に示すように、生成される走査線Ｌ'５に対応する位置に交点が位置するように、二つの直線が配置される。尚、図４は、図３において横方向に示されている。走査線が縦方向に示されている。
【００１５】
ここで、補間関数のそれぞれの直線と元の走査線Ｌ４，Ｌ５に対応する位置と交差する値、すなわち、今の場合、双直線同士の交点の値を１とすると、走査線Ｌ４，Ｌ５の位置に対応する値ｍ，ｎ（0≦m，n≦1）の値をそれぞれの画素値に乗算して、その和をとることにより、走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueが求められる。従って、今の場合、走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueは、
Ｌ'５value＝Ｌ４value×ｍ＋Ｌ５value×ｎ
で表される。
【００１６】
また、例えば、補間関数としてY=sin(X)/Xを使用した場合、図４（Ｂ）に示すように、求められる走査線Ｌ'５に対応する位置の頂点の値を１とし、走査線Ｌ４，Ｌ５の位置に対応するｍ'，ｎ'（0≦m'，n'≦1）を、各画素値に乗算した値が、走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueとなる。従って、今の場合、走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueは、
Ｌ'５value＝Ｌ４value×ｍ'＋ Ｌ５value×ｎ'
で表される。尚、補間関数としてY=sin(X)/Xを使用した場合は、図１の増幅器１２ａ乃至１２ｈおよび１３ａ乃至１３ｈの各増幅率は、sin（X）/Xの関数に対応した値に設定される。
【００１７】
ここで、図２（Ａ）に示すように、走査線Ｌ４（画素値Ｌ４value＝0）と走査線Ｌ５（画素値Ｌ５value＝1）の間に、図２（Ｂ）に示すように、走査線Ｌ'５が、双線形補間を用いて生成される場合（走査線Ｌ'５が、変換前の走査線の間隔の4/9ずれた位置に生成される場合）、ｍ＝4/9，ｎ＝5/9となるので、求められる走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueは、
Ｌ'５value＝0×4/9＋1×5/9＝5/9
となる。
【００１８】
このとき、図１の画像処理装置１の９進ラインカウンタ１７のカウント値は４となるので、９進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を制御し、端子１５ｅに接続させる。これにより、入力画像の走査線Ｌ５の画素値Ｌ５value（＝1）に、増幅器１２ｄにより5/9が乗じられた画素値と、ラインメモリ１１を介して、増幅器１３ｄにより走査線Ｌ４の画素値Ｌ４value（＝0）に4/9が乗じられた画素値とが、加算器１４ｄにより加算された画素値Ｌ'５value（＝5/9）が画素値として出力される。
【００１９】
また、走査線Ｌ'６が走査線Ｌ５とＬ６の間に生成される場合（走査線Ｌ'６が、元の画像の走査線Ｌ５に対して、新たな走査線の間隔の5/9だけずれた位置に生成される場合）も同様にして、９進ラインカウンタ１７のカウント値は５となるので、切り替えスイッチ１６は、端子１５ｆに接続される。これにより、入力画像の走査線Ｌ６の画素値Ｌ６value（＝0）に、増幅器１２ｅにより4/9が乗じられた画素値と、ラインメモリ１１を介して、増幅器１３ｅにより走査線Ｌ４の画素値Ｌ４value（＝1）に5/9が乗じられた画素値とが加算器１４ｅにより加算された画素値Ｌ'６value（＝5/9）が、出力画像として出力される。
【００２０】
以上のように、図３（Ｂ）の画素値Ｌ'１value乃至Ｌ'１０valueは、以下のように計算される。
【００２１】
Ｌ'１value＝Ｌ１value＝0（カウント値＝0）
Ｌ'２value＝Ｌ１value×1/9＋Ｌ２value×8/9＝0×1/9＋0×8/9＝0
（カウント値＝1）
Ｌ'３value＝Ｌ２value×2/9＋Ｌ３value×7/9＝0×2/9＋0×7/9＝0
（カウント値＝2）
Ｌ'４value＝Ｌ３value×3/9＋Ｌ４value×6/9＝0×3/9＋0×6/9＝0
（カウント値＝3）
Ｌ'５value＝Ｌ４value×4/9＋Ｌ５value×5/9＝0×4/9＋1×5/9＝5/9
（カウント値＝4）
Ｌ'６value＝Ｌ５value×5/9＋Ｌ６value×4/9＝1×5/9＋0×4/9＝5/9
（カウント値＝5）
Ｌ'７value＝Ｌ６value×6/9＋Ｌ７value×3/9＝0×6/9＋0×3/9＝0
（カウント値＝6）
Ｌ'８value＝Ｌ７value×7/9＋Ｌ８value×2/9＝0×7/9＋0×2/9＝0
（カウント値＝7）
Ｌ'９value＝Ｌ８value×8/9＋Ｌ９value×1/9＝0×8/9＋0×1/9＝0
（カウント値＝8）
Ｌ'１０value＝Ｌ９value＝1（カウント値＝0）
【００２２】
尚、以降の走査線は、画素値Ｌ'１value乃至Ｌ'１０valueの計算に使用された上記の係数（ｍ，ｎ）の繰り返しにより計算される。
【００２３】
さらに、図５（Ａ）に示すように、元の画像の画素値が、走査線に対して1本毎に１と０で構成される１／０交番信号の波形である場合、図５（Ｂ）に示すように、画素値は変換される。
【００２４】
すなわち、画像処理装置１の上述の処理と同様の処理により、走査線Ｌ１の画素値は、そのまま、走査線Ｌ'１の画素値に変換され、走査線Ｌ'２の画素値は、変換前の走査線Ｌ２に対して、その走査線の間隔の1/9だけずれることになるので、走査線L'２の画素値Ｌ'２valueは、Ｌ'２value＝1×1/9＋0×8/9＝1/9となる。
【００２５】
従って、図５（Ｂ）の画素値Ｌ'１value乃至Ｌ'１０valueは、以下のように計算される。
【００２６】
Ｌ'１value＝Ｌ１value＝1（カウント値＝0）
Ｌ'２value＝Ｌ１value×1/9＋Ｌ２value×8/9＝1×1/9＋0×8/9＝1/9
（カウント値＝1）
Ｌ'３value＝Ｌ２value×2/9＋Ｌ３value×7/9＝0×2/9＋1×7/9＝7/9
（カウント値＝2）
Ｌ'４value＝Ｌ３value×3/9＋Ｌ４value×6/9＝1×3/9＋0×6/9＝3/9
（カウント値＝3）
Ｌ'５value＝Ｌ４value×4/9＋Ｌ５value×5/9＝0×4/9＋1×5/9＝5/9
（カウント値＝4）
Ｌ'６value＝Ｌ５value×5/9＋Ｌ６value×4/9＝1×5/9＋0×4/9＝5/9
（カウント値＝5）
Ｌ'７value＝Ｌ６value×6/9＋Ｌ７value×3/9＝0×6/9＋1×3/9＝3/9
（カウント値＝6）
Ｌ'８value＝Ｌ７value×7/9＋Ｌ８value×2/9＝1×7/9＋0×2/9＝7/9
（カウント値＝7）
Ｌ'９value＝Ｌ８value×8/9＋Ｌ９value×1/9＝0×8/9＋1×1/9＝1/9
（カウント値＝8）
Ｌ'１０value＝Ｌ９value＝1（カウント値＝0）
【００２７】
尚、以降の走査線は、図３と同様に、画素値Ｌ'１value乃至Ｌ'１０valueの計算に使用された上記の係数（ｍ，ｎ）の繰り返しにより計算される。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３および図５、並びに上記演算結果に示すように、補間処理により生成された走査線の位置と、元の走査線の位置が、同一である場合（例えば、図３および図５の走査線Ｌ１とＬ'１、または、走査線Ｌ９とＬ'１０の場合）は、そのままの画素値が変換されて出力されるが、元の走査線からのずれが大きくなる場合（例えば、図３および図５の走査線Ｌ'５，Ｌ'６の場合）、画素値が小さく（暗く）なるという傾向がある。このため、画像の画素数を変換すると周期的にピークの明るさが異なったり、ムラが出てしまうという課題があった。
【００２９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像の画素数の変換において、周期的に発生するピークの明るさの変化やムラの発生を抑制するようにするものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置は、入力された画像の画素を補間して、新たに画素を生成する生成手段と、生成手段により生成された画素を用いて、入力された画像の画素数を変換する変換手段と、生成手段により生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、画素値の補正量を生成する補正量生成手段と、補正量生成手段により生成された補正量に、補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す非線形処理手段と、入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、通過信号を構成する画素値を通過画素値として出力する通過手段と、通過画素値と入力された画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、変換手段により画素数が変換された画像の画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、生成手段により生成された画素の画素値を、非線形処理手段により非線形処理された補正量を乗じることにより補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
前記補正量生成手段により生成された補正量は、生成手段により生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅が、入力された画像の画素間の距離の1/2付近のとき最大となるようにすることができる。
【００３３】
前記補正量生成手段は、係数が、−１：２：−１の比を構成するトランスバーサルHPFとすることができる。
【００３６】
エンハンス量を入力するエンハンス量入力手段をさらに設けるようにさせることができ、補正手段には、エンハンス量入力手段により入力されたエンハンス量と、補正量生成手段により生成された補正量により、生成手段により生成された画素の画素値を補正させるようにすることができる。
【００３８】
本発明の画像処理方法は、入力された画像の画素を補間して、新たに画素を生成する生成ステップと、生成ステップの処理で生成された画素を用いて、入力された画像の画素数を変換する変換ステップと、生成ステップの処理で生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、画素値の補正量を生成する補正量生成ステップと、補正量生成ステップの処理で生成された補正量に、補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す非線形処理ステップと、入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、通過信号を構成する画素値を通過画素値として出力する通過ステップと、通過画素値と入力画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、変換ステップの処理で画素数が変換された画像の画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、生成ステップの処理で生成された画素の画素値を、非線形処理ステップの処理で非線形処理された補正量を乗じることにより補正する補正ステップとを含むことを特徴とする。
【００３９】
本発明の記録媒体のプログラムは、入力された画像の画素を補間して、新たに画素の生成を制御する生成制御ステップと、生成制御ステップの処理で生成された画素を用いて、入力された画像の画素数の変換を制御する変換制御ステップと、生成ステップの処理で生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、画素値の補正量の生成を制御する補正量生成制御ステップと、補正量生成制御ステップの処理で生成された補正量に、補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施す処理を制御する非線形処理制御ステップと、入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過させ、通過信号を構成する画素値の通過画素値としての出力を制御する通過制御ステップと、通過画素値と入力画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、変換制御ステップの処理で画素数が変換された画像の画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、生成制御ステップの処理で生成された画素の画素値を、非線形処理制御ステップの処理で非線形処理された補正量を乗じることによる補正を制御する補正制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００４０】
本発明の画像処理装置および方法、並びに記録媒体においては、入力された画像の画素が補間されて、新たに画素が生成され、生成された画素が用いられて、入力された画像の画素数が変換され、生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応し、画素値の補正量が生成され、生成された補正量に、補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理が施され、入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみが通過信号として通過され、通過信号を構成する画素値が通過画素値として出力され、通過画素値と入力された画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、画素数が変換された画像の画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、生成された画素の画素値が、非線形処理された補正量を乗じることにより補正される。
【００４１】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明を適用した画像処理装置１の一実施の形態の構成を示すブロック図である。画像処理装置１の補間フィルタ部２１は、入力された画像信号を、上述の方法と同様の方法により補間処理して生成されたデータ（補間データ）を補正回路２２に出力する。
【００４２】
補正回路２２は、補間フィルタ部２１より入力された補間データに、HPF（High Pass Filter）処理を施し、さらに、補間フィルタ部２１より入力された補正量に基づいた補正処理を行い、その値を補間データに加算して出力画像データとして出力する。
【００４３】
次に、図７は、補間フィルタ部２１の構成例を表している。補間フィルタ部２１の基本的な構成は、図１に示した従来の画像処理装置の構成とほぼ同様である。上述の構成に対応するものについては、同一の番号を付しており、その説明は適宜省略する。
【００４４】
補間フィルタ部２１において、新たに設けられているのは、ROM３１である。ROM３１は、９進ラインカウンタ１７のカウント値に基づいて、切り替えスイッチ１６を制御するのに使用するカウント値に対応した補正量を記憶しており、９進ラインカウンタ１７からのカウント値に対応した補正量を補正回路２２に出力する。
【００４５】
図８には、ROM３１に記憶されているカウント値と補正量の関係が示されている。図８に示すように、カウント値が４，５を示す付近、すなわち、元の画像の走査線と変換された後の走査線の位置のずれ幅が大きい場合に、最も大きな補正量（図８の例では4/4.5）が設定されている。これに対して、カウント値が０，１，２，３，８，７，６の場合、補正量は小さい値（0，1/4.5，2/4.5，または、3/4.5）に設定されている。すなわち、換言すれば、この位置のずれ幅の変化の周期を位相として表した場合、変換位相角度が180°となったとき最大となるように設定されている。
【００４６】
次に、図９を参照して、図６の補正回路２２の詳細について説明する。補正回路２２は、HPF（High Pass Filter）４１により入力された画素値の高域成分を抽出し、その抽出された画素値の高域成分を補正し、さらに、補間処理された画素値に加算する。
【００４７】
HPF４１のラインメモリ５１ａは、補間処理された画素値を１ライン分遅延して出力する。ラインメモリ５１ａは、画素値を増幅器５３ａに出力すると同時に、ラインメモリ５１ｂに出力する。ラインメモリ５１ｂは、ラインメモリ５１ａと同様に、入力を1ライン分遅延して出力する。
【００４８】
加算器５２は、入力された画素値とラインメモリ５１ｂから入力された画素値を加算し、増幅器５３ｂに出力する。増幅器５３ａは、入力された画素値を1/2倍に増幅し減算器５４に出力する。増幅器５３ｂは、加算器５２より入力された画素値を1/4倍に増幅し、減算器５４に出力する。減算器５４は、増幅器５３ａより入力された画素値から、増幅器５３ｂより入力された画素値を減算し、増幅器４２に出力する。
【００４９】
すなわち、HPF４１は、一般的な−1/4：1/2：−1/4のトランスバーサルフィルタとして機能している。
【００５０】
増幅器４２は、補間フィルタ部２１から供給された補正量に基づいて、HPF４１の減算器５４から入力された画素値を増幅（補正）し、非線形特性処理部４３に出力する。非線形特性処理部４３は、増幅器４２より入力された画素値を図１０に示すように非線形特性処理し、加算器４４に出力する。
【００５１】
すなわち、非線形特性処理部４３は、入力された画像データの入力値が、図１０のａ'とａ（｜ａ｜＝｜ａ'｜）間の値の場合、出力値を0とすることにより、不感帯として機能し、ノイズ成分となりうる小振幅成分を除去する。また、画素値が、ｂ'よりも小さい場合、または、ｂよりも大きい場合（入力値の絶対値がダイナミックレンジの所定値を越えてしまう場合（｜ｂ｜＝｜ｂ'｜））、変換される画素が広がってしまったり、色がついたりしてしまうといった作用が働く可能性があるので、非線形特性処理部４３は、出力する画素値のレベルをダイナミックレンジの範囲（ｃ'または、ｃ）に制限する。
【００５２】
次に、図１１のフローチャートを参照して、本発明を適用した画像処理装置１が、図１２のインパルス波形の画像データの垂直有効走査線数を9/8倍に変換するときの処理について説明する。
【００５３】
ステップＳ１において、処理すべき画素の有無が判定され、例えば、処理すべき画素があると判定された場合、その処理は、ステップＳ２に進む。また、処理すべき画素がないと判定された場合、その処理は終了される。
【００５４】
ステップＳ２において、図３を参照して説明した場合と同様の補間処理が行われ、図１２（Ａ）に示される元の画像データが図１２（Ｂ）に示される画像データに変換される。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、それぞれ図３（Ａ）と図３（Ｂ）に対応している。このとき、補間フィルタ部２１の９進ラインカウンタ１７は、カウント値に基づいて、切り替えスイッチ１６を制御すると共に、ROM３１にカウント値を出力する。また、ROM３１は、図８に示したテーブルに基づいて、９進ラインカウンタ１７より入力されたカウント値に対応する補正量を読み出し、補正回路２２に出力する。
【００５５】
すなわち、例えば、図１２（Ｂ）の走査線Ｌ'１を生成する場合、元の画素値の走査線Ｌ１は、生成される走査線Ｌ'１と同じ位置にあるので、走査線Ｌ１のデータが、そのまま走査線Ｌ'１のデータとして出力される。このとき、９進ラインカウンタ１７のカウント値は0であるので、９進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を端子１５ａに接続するように制御すると共に、カウント値をROM３１に出力する。また、ROM３１は、９進ラインカウンタ１７のカウント値0（図８）に対応した、補正量0を補正回路２２に出力する。
【００５６】
また、例えば、図１２（Ｂ）の走査線Ｌ'５を生成する場合、元の画像データの走査線Ｌ４と、走査線Ｌ'５のずれ幅は、元の画像の走査線の間隔の4/9となるので、９進ラインカウンタ１７のカウント値は４となり、これに基づいて、9進ラインカウンタ１７は、切り替えスイッチ１６を制御して、端子１５ｅに接続させると共に、カウント値の４をROM３１に出力する。ROM３１は、予め記憶しているカウント値の４に対応する補正量である4/4.5（図８）を補正回路２２に出力する。
【００５７】
ステップＳ３において、補正回路２２により補正処理が施される。
【００５８】
ここで、図１３のフローチャートを参照して、補正回路２２の補正処理について説明する。ステップＳ１１において、補正回路２２のHPF４１は、入力された画像データの高域成分を抽出し、増幅器４２に出力すると共に、入力された画像データを加算器４４に出力する。例えば、図１２の走査線Ｌ'５の画素値Ｌ'５valueを補正処理する場合、この処理は、走査線Ｌ'６が入力されたタイミングで処理されることになる。
【００５９】
走査線Ｌ'６の画素値Ｌ'６value（＝5/9）がラインメモリ５１ａおよび加算器５２に入力されると、ラインメモリ５１ａは、このとき、その前のタイミングで画素値Ｌ'５value（＝5/9）を記憶しているので、入力された画素値Ｌ'６valueを記憶すると共に、記憶していた画素値Ｌ'５valueを増幅器５３ａおよびラインメモリ５１ｂに出力する。さらに、ラインメモリ５１ｂは、その前のタイミングで画素値Ｌ'４value（＝0）を記憶しているので、入力された画素値Ｌ'５valueを記憶し、画素値Ｌ'４valueを加算器５２に出力する。
【００６０】
加算器５２は、入力された画素値Ｌ'６valueと画素値Ｌ'４valueを加算して増幅器５３ｂに出力する。
【００６１】
増幅器５３ａは、ラインメモリ５１ａから入力された画素値Ｌ'５valueを1/2倍に増幅し、減算器５４に出力する。また、増幅器５３ｂは、加算器５２から入力された画素値（Ｌ'６value＋Ｌ'４value）を1/4倍に増幅し、減算器５４に出力する。減算器５４は、増幅器５３ａより入力された画素値1/2×Ｌ'５valueから、増幅器５３ｂより入力された画素値1/4×（Ｌ'６value＋Ｌ'４value）を減算し、増幅器４２に出力する（画素値（1/2×Ｌ'５value−1/4×（Ｌ'６value＋Ｌ'４value）））を増幅器４２に出力する）。従って、HPF２１は、高域成分として、5/36（＝1/2×5/9−1/4×（5/9−0））を画素値として抽出し、増幅器４２に出力する。
【００６２】
ステップＳ１２において、増幅器４２は、補間フィルタ部２１より入力された補正量に基づいて、入力された画素値を増幅する。すなわち、今の場合、９進ラインカウンタ１７は、画素値Ｌ'５valueを補間処理したときにカウント値が４であったので、図８に示すように対応する補正量4/4.5に基づいて、入力された画素値を増幅し、非線形特性処理部４３に出力する。具体的には、今の場合、ステップＳ１１において、高域成分として抽出された画素値5/36が4/4.5倍に増幅された値（＝10/81）が非線形特性処理部４３に出力される。
【００６３】
ステップＳ１３において、非線形特性処理部４３は、入力された画素値を図１０に示した特性に従って変換し、加算器４４に出力する。例えば、｜ａ｜＝｜ａ'｜＝0，｜ｂ｜＝｜ｂ'｜＝｜ｃ｜＝｜ｃ'｜＝１であった場合、出力される非線形特性処理された補正高域成分は、10/81ということになる。
【００６４】
ステップＳ１４において、加算器４４は、ラインメモリ５１ａより入力された画素値Ｌ'５valueと、非線形特性処理部４３より入力された補正されている高域成分（＝10/81）を加算して出力する。今の場合、ラインメモリ５１ａより入力される画素値Ｌ'５valueは、5/9であり、非線形特性処理部４３より入力される補正された高域成分は、10/81であるので、加算器４４は、これらを加算し、補正処理を施した画素値Ｌ"５value（＝10/81＋5/9＝55/81）を出力する。
【００６５】
ここで、図１１のフローチャートの説明に戻る。
【００６６】
ステップＳ３において、補正処理が終了すると、その処理は、ステップＳ１に戻り、処理すべき画素がなくなるまで、ステップＳ１乃至Ｓ３の処理が繰り返される。
【００６７】
図１２（Ｂ）に示される補間データについて、図１１のフローチャートの処理を実行した結果、図１２（Ｃ）に示すような画像データが得られる。各ラインの画素値は、次のようになる。
【００６８】
0004144159.tif 000002
0004144159.tif 000003
【００６９】
尚、走査線Ｌ"１０以降は、上記の演算を順次繰り返すことになる。
【００７０】
また、図５（Ａ），（Ｂ）を参照して説明したように、図１４（Ａ）に示す1/0交番信号を補間フィルタ部２１で補間処理すると、図１４（Ｂ）に示すデータが得られる。このデータを補正回路２２により補正すると、図１４（Ｃ）に示すデータが得られる。その各ラインの画素値は次のようになる。
【００７１】
0004144159.tif 000004
0004144159.tif 000005
【００７２】
尚、走査線Ｌ"１０以降は、上記の演算を順次繰り返すことになる。
【００７３】
また、この補正回路２２の補正処理は、画素値をその変換位相に対応して補正している。このため、強い補正を必要とする変換位相180°付近（例えば、図１２（Ｃ）、図１４（Ｃ）の走査線Ｌ"５，Ｌ"６）の補正量を大きくし、逆に、補正をあまり必要としない変換位相0°付近（＝360°）（例えば、図１２（Ｃ）、図１４（Ｃ）の走査線Ｌ"１，Ｌ"１０）の補正量を小さくするようにしてもよい。
【００７４】
すなわち、例えば、図１５に示す例では、変換位相0°付近のカウント値１，２，３，６，７，８の補正量は、それぞれ0.5/4.5，1/4.5，2/4.5，2/4.5，1/4.5，0.5/4.5にすることにより、図８の補正量より小さくされている。逆に、変換位相180°付近のカウント値４，５における補正量は、いずれも5/4.5とされており、図８のカウント値４，５よりも大きな補正量により、強い補正ができるようになされている。
【００７５】
補正回路２２は、図１６に示されるように、エンハンサと兼用することができる。従って、図１６の例では、エンハンス量入力部６１と加算器６２を設け、補間フィルタ部２１より増幅器４２に入力される補正量に、エンハンス量入力部６１から入力されたエンハンス量を加算させて、増幅器４２に入力させている。このようにすれば、補間画素値の補正処理機能とエンハンサの機能の両方を持たせることができる。
【００７６】
さらにまた、上述のような補正回路２２による補正処理は、インパルス信号や1/0交番信号といった、ナイキスト条件を満たさない信号の画像、すなわち、サンプリング周波数が、元信号の周波数の２倍以下である信号の画像（例えば、モノスコパターンの画像やコンピュータグラフィックス画像）の場合に特に有効となる。
【００７７】
従って、入力が非ナイキスト信号であるか否かを検出し、非ナイキスト信号である場合だけ補正処理するようにしても良い。図１７は、この場合の例を示している。この例では、入力された信号（画素値）の周波数に基づいて、ナイキスト信号であるか否かを判定する非ナイキスト信号検出部７１が設けられ、その判定結果が、補正回路２２に出力されている。補正回路２２は、この判定結果に基づいて、非ナイキスト信号が検出されたときにのみ、補正処理を実行し、ナイキスト条件を満たす信号には、補正処理を実行しない。
【００７８】
図１８は、図１７の非ナイキスト信号検出部７１の構成例を示している。非ナイキスト信号検出部７１のLPF（Low Pass Filter）８１は、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過させる。さらに、減算器８２は、元信号とLPF８１を通過した信号との差分信号をとり、ABS（絶対値評価部）８３に送る。ABS８３は、その差分信号の絶対値が所定の値以上であるか否かを判定し、所定値以上であると判定した場合、非ナイキスト信号を検出したことを示す信号を補正回路２２のスイッチ制御部９３（図１９）に出力する。
【００７９】
このとき、補正回路２２には、図１９に示すように、スイッチ９１およびスイッチ制御部９３が設けられ、スイッチ制御部９３は、入力が非ナイキスト信号であることを示す信号を受信した場合、スイッチ９１を制御して、端子９２ａに接続させ、非線形特性処理部４３からの信号を加算器４４に出力させる。これにより、出力信号には、補正処理がなされることになる。また、逆に、入力が非ナイキスト信号ではない場合、スイッチ制御部９３は、スイッチ９１を制御して、端子９２ｂに接続させる。このとき、非線形特性処理部４３からの出力は加算器４４に供給されないので、補間信号には補正処理がなされないことになる。
【００８０】
尚、以上においては、垂直方向の画素数を変換する場合について説明してきたが、水平方向の画素数を変換させる場合、または、水平方向と垂直方向の画素数を同時に変換させる場合にも、本発明は適用が可能である。
【００８１】
以上によれば、画像の画素数の変換において、画像のムラの発生を抑制することが可能となる。
【００８２】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【００８３】
図２０は、画像処理装置１をソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの一実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのCPU１０１は、パーソナルコンピュータの動作の全体を制御する。また、CPU１０１は、バス１０４および入出力インターフェース１０５を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部１０６から指令が入力されると、それに対応してROM(Read Only Memory)１０２に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、CPU１０１は、ドライブ１１０に接続された磁気ディスク１１１、光ディスク１１２、光磁気ディスク１１３、または半導体メモリ１１４から読み出され、記憶部１０８にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)１０３にロードして実行する。これにより、上述した画像処理装置１の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、CPU１０１は、通信部１０９を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。
【００８４】
プログラムが記録されている記録媒体は、図２０に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク１１１（フロッピーディスクを含む）、光ディスク１１２（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk）を含む）、光磁気ディスク１１３（MD（Mini-Disc）を含む）、もしくは半導体メモリ１１４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM１０２や、記憶部１０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【００８５】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【００８６】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置および方法、並びに記録媒体によれば、入力された画像の画素が補間されて、新たに画素が生成され、生成された画素が用いられて、入力された画像の画素数が変換され、生成された画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、画素値の補正量を生成し、生成した補正量に、補正量が正の場合と負の場合とで、異なる特性の非線形処理を施し、入力された画像の画素値からなる信号のうち、ナイキスト周波数に近いカットオフ周波数以下の信号のみを通過信号として通過し、通過信号を構成する画素値を通過画素値として出力し、通過画素値と入力された画像の画素の画素値との差分絶対値が所定の値以上である場合、画素数が変換された画像の画素と、入力された画像の画素との位置のずれ幅に対応して、生成された画素の画素値を、非線形処理した補正量を乗じることにより補正するようにしたので、画像の画素数を変換させる際に、特に、インパルス信号や1/0交番信号といった、ナイキスト条件を満たさない信号の画像、すなわち、サンプリング周波数が、元信号の周波数の２倍以下である信号の画像（例えば、モノスコパターンの画像やコンピュータグラフィックス画像）の場合、周期的に発生する画像のムラを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像処理装置のブロック図である。
【図２】図１の画像処理装置の垂直方向の画素数の変換を説明する図である。
【図３】図１の画像処理装置のインパルス信号の画素値の補間処理を説明する図である。
【図４】図１の画像処理装置の画素値の補間処理を説明する図である。
【図５】図１の画像処理装置の1/0交番信号の画素値の補間処理を説明する図である。
【図６】本発明を適用した画像処理装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図６の補間フィルタ部を説明するブロック図である。
【図８】図７のROMに記憶されているカウント値と補正量の関係を説明する図である。
【図９】図６の補正回路を説明するブロック図である。
【図１０】図９の非線形特性処理部の特性処理を説明する図である。
【図１１】図６の画像処理回路が画素数を変換するときの処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図６の画像処理回路が、インパルス信号の画素数を変換するときの処理を説明する図である。
【図１３】図１１の補正処理を説明するフローチャートである。
【図１４】図６の画像処理回路が、1/0交番信号の画素数を変換するときの処理を説明する図である。
【図１５】図７のROMに記憶されているカウント値と補正量の関係を説明する図である。
【図１６】図９の補正回路にエンハンス量入力部を設けた場合の構成を示す図である。
【図１７】図６の画像処理装置に非ナイキスト信号検出部を設けた場合の構成を示す図である。
【図１８】図６の画像処理装置に非ナイキスト信号検出部の構成を説明する図である。
【図１９】非ナイキスト信号検出部を設けた場合の補正回路の構成を説明する図である。
【図２０】媒体を説明する図である。
【符号の説明】
１  画像処理装置，１１  ラインメモリ，１２ａ乃至１２ｈ，１３ａ乃至１３ｈ  増幅器，１４ａ乃至１４ｈ  加算器，１５ａ乃至１５ｉ  端子，１６  切り替えスイッチ，１７  ９進ラインカウンタ，２１  補間フィルタ部，２２  補正回路，３１  ROM，４１  HPF，４２  増幅器，４３  非線形特性処理部，４４  加算器，５１ａ，５１ｂ  ラインメモリ，５２  加算器，５３ａ，５３ｂ  増幅器，５４  減算器，６１  エンハンス量入力部，６２  加算器，７１  非ナイキスト信号検出部，８１  LPF，８２  減算器，８３  ABS，９１  スイッチ，９２ａ，９２ｂ  端子，９３  スイッチ制御部
【図１】
0004144159.tif 000006
【図２】
0004144159.tif 000007
【図３】
0004144159.tif 000008
【図４】
0004144159.tif 000009
【図５】
0004144159.tif 000010
【図６】
0004144159.tif 000011
【図７】
0004144159.tif 000012
【図８】
0004144159.tif 000013
【図９】
0004144159.tif 000014
【図１０】
0004144159.tif 000015
【図１１】
0004144159.tif 000016
【図１２】
0004144159.tif 000017
【図１３】
0004144159.tif 000018
【図１４】
0004144159.tif 000019
【図１５】
0004144159.tif 000020
【図１６】
0004144159.tif 000021
【図１７】
0004144159.tif 000022
【図１８】
0004144159.tif 000023
【図１９】
0004144159.tif 000024
【図２０】
0004144159.tif 000025