(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス表示用の原画像を入力し、行方向及び列方向の少なくとも一つの指定された方向に対して所定の画素数変換率で画素数変換する画像処理方法であって、
画素数変換率に基づいて定められる一定倍率で、入力画像に対応する変換後の画像を出力する第１補間法と、
入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンを、あらかじめ定められた変換表とパターンマッチングすることによって、入力画素に対応する変換後の画素を出力する第２補間法とを、
選択的に用いることによって画素数変換することを特徴とする。
【請求項２】
前記変換表は、複数の入力パターン及び前記複数の入力パターンに対応する複数の出力パターンを有し、
前記第２補間法では、前記複数の入力パターンの中から、前記入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンと合致する入力パターンを選択することによって前記パターンマッチングを行い、前記複数の出力パターンのうち、前記選択された入力パターンに対応する出力パターンに従って前記変換後の画素を生成する、
請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第２補間法においては、原画像内の直線または斜線を含む線分群を、変換の前後において、前記線分群の配置および幅および長さを変換率に応じて変化させるが、
前記線分群のうち交点を持つ線分同士は変換後も変換前と同じ線分同士で交点を持ち、前記線分群に含まれる個々の線分が変換後も途中で切断されることなく、且つ、原画像内の互いに同一の幅を持つ直線または斜線を含む線分群のうち所定の幅以下の線分群が変換後も互いに同一の線幅を保持する、
請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
マトリックス表示用の原画像を入力し、行方向及び列方向の少なくとも一つの指定された方向に対して所定の画素数変換率で画素数変換する画像処理方法であって、
画素数変換率に基づいて定められる一定倍率で、入力画像に対応する変換後の画像を出力する第１補間ステップと、
入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンを、あらかじめ定められた変換表とパターンマッチングすることによって、入力画素に対応する変換後の画素を出力する第２補間ステップと、
前記第１補間ステップ及び第２補間ステップのいずれかの出力を選択する選択ステップとを備える。
【請求項５】
請求項４記載の画像処理方法において、
原画像の領域ごとに特徴部分であるか否かを判定する特徴判定ステップを備え、
前記選択ステップでは、
前記特徴判定ステップで、特徴部分であると判定された画像部分については、入力される原画像中における同一の幅を持った線分については変換後も互いに同一の線幅が保持されるように画素数変換する第一の画素数変換方法を選択し、特徴部分でないと判定された画像部分については、変換の前後で重心位置が保持されるよう画素数変換する第二の画素数変換方法を選択し、
前記第一の画素数変換方法では、前記第１補間ステップ及び第２補間ステップのいずれかの出力を選択する。
【請求項６】
請求項５記載の画像処理方法において、
前記特徴判定ステップでは、
原画像に含まれる線分についての情報を基にして、原画像の部分ごとに特徴部分であるか否かを判定する。
【請求項７】
請求項５記載の画像処理方法において、
前記特徴判定ステップでは、
入力画像における注目画素を中心とする一定の領域において、所定幅以下の線分構成画素が含まれ、且つ、線分構成画素群の輝度値および周辺画素群の輝度値の変動係数がそれぞれ所定の値以下であって、前記線分構成画素群の階調値の平均値と、前記周辺画素群の階調値の平均値との差が所定の値以上である場合に特徴部分と判定する。
【請求項８】
請求項７記載の画像処理方法において、
前記所定の幅は１画素である。
【請求項９】
請求項５記載の画像処理方法において、
前記特徴判定ステップでは、
原画像の一画面分を分割した領域ごとに特徴部分であるか否かを判定する。
【請求項１０】
前記変換表は、複数の入力パターン及び前記複数の入力パターンに対応する複数の出力パターンを有し、
前記第２補間ステップでは、前記複数の入力パターンの中から、前記入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンと合致する入力パターンを選択することによって前記パターンマッチングを行い、前記複数の出力パターンのうち、前記選択された入力パターンに対応する出力パターンに従って前記変換後の画素を生成する、
請求項４〜９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記第２補間ステップにおいては、原画像内の直線または斜線を含む線分群を、変換の前後において、前記線分群の配置および幅および長さを変換率に応じて変化させるが、
前記線分群のうち交点を持つ線分同士は変換後も変換前と同じ線分同士で交点を持ち、
前記線分群に含まれる個々の線分が変換後も途中で切断されることなく、且つ、原画像内の互いに同一の幅を持つ直線または斜線を含む線分群のうち所定の幅以下の線分群が変換後も互いに同一の線幅を保持する、
請求項４〜１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
マトリックス表示用の原画像を入力し、行方向及び列方向の少なくとも一つの指定された方向に対して所定の画素数変換率で画素数変換する画像処理装置であって、
画素数変換率に基づいて定められる一定倍率で、入力画像に対応する変換後の画像を出力する第１補間法と、
入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンを、あらかじめ定められた変換表とパターンマッチングすることによって、入力画素に対応する変換後の画素を出力する第２補間法とを、
選択的に用いることによって画素数変換することを特徴とする。
【請求項１３】
前記変換表は、複数の入力パターン及び前記複数の入力パターンに対応する複数の出力パターンを有し、
前記第２補間法では、前記複数の入力パターンの中から、前記入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンと合致する入力パターンを選択することによって前記パターンマッチングを行い、前記複数の出力パターンのうち、前記選択された入力パターンに対応する出力パターンに従って前記変換後の画素を生成する、
請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第２補間法においては、原画像内の直線または斜線を含む線分群を、変換の前後において、前記線分群の配置および幅および長さを変換率に応じて変化させるが、
前記線分群のうち交点を持つ線分同士は変換後も変換前と同じ線分同士で交点を持ち、
前記線分群に含まれる個々の線分が変換後も途中で切断されることなく、且つ、原画像内の互いに同一の幅を持つ直線または斜線を含む線分群のうち所定の幅以下の線分群が変換後も互いに同一の線幅を保持する、
請求項１２または１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
マトリックス表示用の原画像を入力し、行方向及び列方向の少なくとも一つの指定された方向に対して所定の画素数変換率で画素数変換する画像処理装置であって、
画素数変換率に基づいて定められる一定倍率で、入力画像に対応する変換後の画像を出力する第１補間部と、
入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンを、あらかじめ定められた変換表とパターンマッチングすることによって、入力画素に対応する変換後の画素を出力する第２の補間部と、
前記第１補間部及び第２補間部のいずれかの出力を選択する選択部とを備える。
【請求項１６】
前記変換表は、複数の入力パターン及び前記複数の入力パターンに対応する複数の出力パターンを有し、
前記第２補間部は、前記複数の入力パターンの中から、前記入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンと合致する入力パターンを選択することによって前記パターンマッチングを行い、前記複数の出力パターンのうち、前記選択された入力パターンに対応する出力パターンに従って前記変換後の画素を生成する、
請求項１５に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記第２補間部は、原画像内の直線または斜線を含む線分群を、変換の前後において、
前記線分群の配置および幅および長さを変換率に応じて変化させるが、
前記線分群のうち交点を持つ線分同士は変換後も変換前と同じ線分同士で交点を持ち、
前記線分群に含まれる個々の線分が変換後も途中で切断されることなく、且つ、原画像内の互いに同一の幅を持つ直線または斜線を含む線分群のうち所定の幅以下の線分群が変換後も互いに同一の線幅を保持する、
請求項１５または１６に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、原画像を入力し、異なる画素数の画像に変換する画像処理方法及び画像処理装置に関する。
背景技術
パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと記載する。）やＴＶ受像器等において、画像源からディスプレイに画像を送って画面に表示する際に、画像処理装置を用いて所望の変換率で画素数変換する場合がある。
この種の画像処理装置に用いる画素数変換法の代表的なものとして、変換前の画素のまわりの複数画素の輝度値を使って補間するＣｕｂｉｃ補間法や線形補間法、変換前の画素座標に最も近い座標位置にある画素の階調値をそのまま用いる最近傍補間法などが知られている。
ところで、パソコンやＴＶにおいて、自然画像及び文字画像のいずれも表示する場合があり、いずれのタイプの画像においても画素数変換した後に見やすく表示する必要性が高まっている。
ここで、上記Ｃｕｂｉｃ補間法や線形補間法によれば、階調の重心位置が変換前後において保持されるので、自然画像に対しては、自然画像らしさを維持し且つ全体として画像ぼけが少ない良好な変換画像を得ることが出来るが、文字画像（文字や図形のように急峻なエッジ部を持つ画像）に対してはエッジ部がぼけてしまう点で適さない。
一方、最近傍補間法は、自然画像を変換すると自然画像らしさが失われやすいので適さないが、文字画像を変換すると変換後もエッジ部がぼけない点で適している。しかし、文字画像を最近傍補間法で画素数変換すると、線幅のバランスが崩れるという問題、即ち、変換前には線幅が互いに同一であったものが、線の位置によって、変換後には異なった線幅になってしまうという問題がある。
特に、パソコンで扱う画像においては、原画像において文字や図表といった線幅が１画素の細線で構成されるものが多いので、最近傍補間法で画素数変換すると、変換後の画像において、見た目に線幅の不均一さが目立って違和感が感じられることとなる。
また、自然画像と文字画像の双方を画面表示することを考慮して、上記のＣｕｂｉｃ補間法と最近傍補間法とを選択的に用いる画像処理装置も開発されている。
例えば、特開平１１−２０３４６７号公報には、図２３に示すように、波形識別回路３１、セレクタ３２、Ｃｕｂｉｃ補間処理回路３３、最近傍補間処理回路３４で構成された画像処理装置が開示されている。
この装置においては、入力画像信号３５を波形識別回路３１によって識別し、セレクタ３２では、その結果によって、通常はＣｕｂｉｃ補間処理回路３３を選択するが、階段波形と識別されるエッジ部分については最近傍補間処理回路３４を選択するようになっており、これによって、自然画像に対してはＣｕｂｉｃ補間法を用いて自然画に適した画素像を得ると共に、エッジ部分の画像に対しては最近傍補間法を用いてぼけを低減した画像を得ることが可能となる。
しかし、この場合も、文字画像において線幅バランスが崩れるという問題が生じる点は同様である。
上述した課題について、図２４を参照しながら説明する。
図２４では、（ａ），（ｃ）では最近傍補間法、（ｂ）ではｃｕｂｉｃ補間法を用い、水平方向に補間する場合を示している。当図では、入力画像が、水平方向に並ぶ５つの画素座標Ｈ１〜Ｈ５で構成され、そして、この入力画像が水平方向に並ぶ画素座標Ｄ１〜Ｄ６…に変換される様子が示されている。
図２４において、白塗り画素は高輝度（輝度値２５５）、黒塗り画素は低輝度（輝度値０）、斜線網掛け画素は、やや低輝度（輝度値６４）、黒点網掛け画素は中間輝度（輝度値１２８）であることを示している。
図２４（ａ），（ｂ）では、入力画像中のＨ３は低輝度，その他の画素Ｈ１，Ｈ２，Ｈ４，Ｈ５は高輝度であって、この場合、Ｈ３が線分を構成する画素である。一方、図２４（ｃ）では、入力画像中のＨ４が線分を構成する画素である。
先ず、図２４（ｂ）のようにＣｕｂｉｃ補間を施す場合、変換後の各画素Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５の各々は、変換前の４つの画素から補間される（例えば出力側の座標Ｄ３は、入力画像側の座標Ｈ１〜Ｈ４から補間される）。
この場合、入力された画像では一画素（Ｈ３）の幅であったものが、変換後には４画素（Ｄ２〜Ｄ５）に広がると共に周囲の画素（Ｄ１，Ｄ６）との輝度差も少なくなるので、線がぼけてしまう。
次に、図２４（ａ），（ｃ）ではどちらも最近傍補間を施しているが、（ａ）のようにＨ３が線分構成画素の場合は、出力側ではＤ３，Ｄ４の２つが線分構成画素となる一方、（ｂ）のようにＨ４が線分構成画素の場合は、出力側ではＤ５だけが線分構成画素となる。このように入力側で線幅が同じ１画素であったものが、最近傍補間法で変換した後には、（ａ）では２画素幅、（ｃ）では１画素幅となっている。
発明の開示
本発明は、細線を含む文字画像を画素数変換する際に、ぼけがなく且つ見た目に違和感の少ない良質の画像を得ることのできる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。
そのため、本発明は、マトリックス表示用の原画像を入力し、行方向及び列方向の少なくとも一つの指定された方向に対して所定の画素数変換率で画素数変換する際に、当該指定された方向に対して、入力される原画像中の線分構成画素の連続数に関連する特徴情報を獲得し、獲得した特徴情報に基づいて、線分構成画素に対応する変換後の線分構成画素が、画素数変換率に基づいて定められる一定数だけ連続するよう調整することとした。
上記の「線分構成画素」は、文字や罫線などにおける線分を構成する画素のことである。
ここで、変換後の線分構成画素の位置は、基本的にできるだけ入力される線分構成画素の近傍となるよう調整することが好ましい。
従来技術で説明したように最近傍補間法で画素数変換する場合、上記のように変換前には文字や罫線の線幅が同一であったものが、変換後には線幅が異なってしまうことによって見た目に違和感が生じてしまうが、上記本発明のように画素数変換する際に、入力画像における文字や罫線等の線分（特に線幅が１画素，２画素といった細線）の線幅を保持することを優先する画素数変換することによって、最近傍補間法で画素数変換する場合と比べると線分の位置は多少ずれることもあるが、変換後における線幅の均一性が保持されるので、違和感はかなり低減される。
このように線幅の均一性を優先することによって違和感を低減できるのは、一般的に、画像中の文字や罫線といった線分（特に線幅が１画素，２画素といった細線）については、線分の位置が多少ずれるか否かよりも、線幅が均一であるか否かということが、画像を見たときに違和感を感じるか否かに大きな影響を与えるためと考えられる。
上記の線幅の均一性を保持しながら画素数変換するための具体的方法としては、以下に示すものが挙げられる。
・入力される原画像に含まれる線分構成画素を検出し、検出される線分構成画素に対応する変換後の線分構成画素が、指定された方向に対して、画素数変換率に基づいて定められる一定数だけ連続するよう調整する方法。
・入力される原画像に含まれるエッジ構成画素を検出し、検出されたエッジ構成画素について、指定された方向に対して、画素数変換率に基づいて一意に定まる整数を乗じた画素数だけ変換後のエッジ構成画素が連続するよう調整する方法。
・画素数変換率に基づいて定められる一定数だけ、入力画素の近傍に変換後の画素を出力する第１補間法と、入力される原画像に含まれる線分構成画素のパターンを、あらかじめ定められた変換表とパターンマッチングすることによって、入力画素に対応する変換後の画素を出力する第２補間法とを組み合わせることによって画素数変換する方法。
本発明においては更に、入力される画像が文字画像としての特徴を有するか否かを判定し、特徴を有する場合には上記の線幅優先補間法で変換し、文字画像としての特徴を有さない場合には、線形補間法あるいはＣｕｂｉｃ補間法といった重心保持補間法で変換するようにした。
これによって、自然画像に対しては、自然画像らしさを維持しながら変換すると共に、文字画像に対しては、線幅の均一性を保持しながら変換することができる。
また、画素数変換率が整数倍に近い値の場合だけ、上記の線幅優先補間法で変換するようにしてもよい。
発明を実施するための最良の形態
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる画像処理装置のブロック図である。
この画像処理装置１００は、パソコン１０から出力される画像信号（画像データ）を入力し、操作者が設定する画素数変換率Ｘで画素数変換を行ない、ＰＤＰ，ＬＣＤなどのマトリックス型表示装置２０に出力するのに用いられるものであって、特に、自然画像と文字画像とを含む画像信号が入力される場合に用いられるものである。
図１に示すように、画像処理装置１００は、重心保持補間回路１０１、線幅優先補間回路１０２、特徴・線分検出回路１０３、選択回路１０４、座標判定部１２０などから構成されている。
パソコン１０から画像処理装置１００に対して、画素データ（画面のマトリックス座標に対応する輝度値）が順次送られてくるが、説明上、画素座標ごとの輝度値（０〜２５５）を示す８ｂｉｔの画素データが、行毎に順次送られてくるものとする。即ち、パソコン１０からは１ライン目について座標（１，１），（２，１），（３，１）…の順、次に２ライン目について座標（１，２），（２，２），（３，２）…の順で画素データが入力されるものとする。
座標判定部１２０では、画素データが入力されるごとに、当該画素データが画面上のどの座標に相当するものであるかを示す画素座標（Ｐ，Ｑ）を求め（Ｐは水平座標、Ｑは垂直座標を表す）、これを特徴・線分検出回路１０３などに送る。
この座標判定部１２０による座標判定は、例えば、水平座標Ｐは、ラインの始まりを示す信号が入力されてから入力されてから画素データが入力されるごとにカウントすることによって、垂直座標は、１枚分の画像信号の始まりの信号が入力されてからラインの始まりを示す信号をカウントすることによって求めることができる。
説明の便宜上、先ず水平方向だけに画素数変換する場合について説明する。
画像処理装置１００には、操作者から変換率指示を受け付ける受付部（不図示）が設けられており、当該受付部がら各部に画素数変換率Ｘが送られるようになっている。
特徴・線分検出回路１０３は、画像信号が入力されるごとに、注目画素を中心とする一定範囲の画素データに基づいて、当該注目画素が文字画像としての特徴を有する特徴部分であるか否か、並びに、当該注目画素が「線分構成画素」であるか「周辺画素（線分構成画素でない画素）」であるかを判定する。また、線分構成画素が水平方向に連続する数Ｗ（このＷは線分の水平方向長さに相当する）も測定する。
重心保持補間回路１０１及び線幅優先補間回路１０２は、共に入力される画素データを変換率Ｘで画素数変換処理を行うものであり、この中、重心保持補間回路１０１は、輝度値（「階調値」でも同様。）の重心位置が変換後も保持されるように画素数変換する方法を用いており、具体的には、線形補間法やＣｕｂｉｃ補間法等がこれに相当する。
線幅優先補間回路１０２は、基本的には、最近傍補間法と同様に、変換前の画素座標に最も近い座標位置にある画素の輝度値をそのまま変換後も用いて補間するが、入力される画素データが線分構成画素の部分においては、出力する線分構成画素の数が、「入力される線分構成画素の連続数Ｗに画素数変換率Ｘを乗じた数」を整数化した数となるように、且つ画面全体としては画素数変換率Ｘに基づいた適切な画素数を持つ変換画像になるように調整する点が最近傍補間法と異なっている。
ここで、「入力される線分構成画素の連続数Ｗに画素数変換率Ｘを乗じた数」を整数化する際に、小数点以下を切り捨ててもよいし切り上げてもよいが、本実施形態では小数点以下を四捨五入し、［入力される線分構成画素の連続数Ｗ×画素数変換率Ｘ］（本明細書中において、記号［  ］は、［  ］内の小数点以下を四捨五入して整数化した値を示すこととする。）を用いることとする。
また、本実施形態においては、入力座標（Ｐ，Ｑ）と最近傍の位置関係にある出力座標（ｐ，ｑ）は、下記数１，２の条件を満たすものがこれに相当するとする（但し、ここでは垂直方向の変換率は１であってｑ＝Ｑなので、数１の条件だけを満たせば良い）。
［（Ｐ−１）×Ｘ］＜ｐ≦［Ｐ×Ｘ］…数１
［（Ｑ−１）×Ｘ］＜ｑ≦［Ｑ×Ｘ］…数２
重心保持補間回路１０１と線幅優先補間回路１０２の各々から出力される画像信号は、共に、画素数変換処理された画素データが、ラインごとに順次出力されるようになっている。なお、当該画素数変換後の画像信号は、画像信号が入力される速度に対して、変換率Ｘ倍の速度で出力されるように出力タイミングが調整されている。
選択回路１０４は、重心保持補間回路１０１及び線幅優先補間回路１０２から並行して順次出力される画素データからいずれか一方を選択する。即ち、特徴・線分検出回路１０３が「特徴部分である」と検出した画素データに対応する出力画素データに対しては、線幅優先補間回路１０２からの出力を選択し、特徴・線分検出回路１０３が「特徴部分でない」として検出した画素データに対応する出力画素データに対しては、重心保持補間回路１０１で処理することを選択する。  なお、図示はしていないが、特徴・線分検出回路１０３における検出を可能とするため、特徴・線分検出回路１０３には、数ライン分の画素データを一時的に記憶する画素データ用ラインメモリが設けられており、重心保持補間回路１０１及び線幅優先補間回路１０２には、４ライン分遅延させて画像信号が送られるようになっている。また、選択回路１０４から出力される画像信号に対して、１枚分の画像信号の始まりとライン毎の始まりを示す信号を付与するようになっている。
（特徴・線分検出回路１０３の動作）
先ず、特徴・線分検出回路１０３による特徴部分判定及び線分判定動作について、その一例を説明する。
特徴部分検出回路１０３は、入力された画素の座標（Ｐ，Ｑ）の３ライン分だけ前に入力された画素（Ｐ，Ｑ−３）を注目画素として、以下のように、注目画素を中心とする一定範囲の画素データに基づいて、当該注目画素が、特徴部分（文字画像としての特徴を有する部分）であるか否か、また、線分構成画素であるか線分周辺画素であるかを判定する。
図２は、特徴・線分検出回路１０３による特徴部分検出及び線分検出動作についてのフローチャートである。画素データが入力されるごとに、特徴・線分検出回路１０３は、このフローチャートに示す処理を行う。
先ず、画素データ用ラインメモリを参照して、注目画素（Ｐ，Ｑ−３）を中心とする３×３画素枠内について平均輝度ＭＡを算出する。
また、３×３画素枠内の画素群を、輝度が平均輝度ＭＡ以上の画素グループと、輝度が平均輝度ＭＡ未満の輝度の画素グループとに分け、注目画素が含まれる画素グループをグループＡとし、他方のグループをグループＢとする（ステップＳ１）。
グループＡの輝度平均値ＭＡ及び変動係数ＤＡを算出する。また、グループＢの輝度平均値ＭＢ及び変動係数ＤＢも算出する（ステップＳ２）。
グループＡの変動係数ＤＡ及びグループＢの変動係数ＤＢが共に３％以下であり、且つグループＡの輝度平均値ＭＡとグループＢの輝度平均値ＭＢとの差が６４以上であるか否かを調べる（ステップＳ３，Ｓ４）。
そして、上記ステップＳ３，Ｓ４の条件を両方満たす場合は、注目画素が特徴部分であるものと判定する（Ｓ５）。
一方、Ｓ３，Ｓ４の条件を満たさない場合は、注目画素が特徴部分ではないと判定する（Ｓ６）。
注目画素が特徴部分であると判定された場合は、更に、以下のようにして、注目画素が線分周辺画素であるか否かを判定する。
注目画素を中心として、上記ステップＳ１で判定に用いた範囲より広い範囲（５×５画素）において、輝度がＭＡ±３％の範囲内にある画素の数αと、輝度がＭＢ±３％の範囲内にある画素の数βをカウントする（ステップＳ７）。
そして、画素数αが、画素数β未満であるならば、注目画素は線分構成画素であると判定し（Ｓ８→Ｓ９）、画素数αが、画素数β以上であるならば、注目画素は線分周辺画素であると判定する（Ｓ８〜Ｓ１０）。
上記のステップＳ７〜Ｓ１０のようにαとβを比較し、α＜βであればα側が文字を構成する画素群であろうと判定できるのは、一般的に、一定の部分を切り出した場合、文字を構成する画素の総数よりも背景を構成する画素の総数の方が多いと考えられるからである。線分構成画素か否かを判定するのに上記の方法を用いると、特にアルファベットなどではかなり高い確率で線分が検出されるものと考えられる。
また、上記説明では５×５画素枠をとって判定したが、経験的に、画面に含まれる文字のポイント数以上の窓で判定を行なうと、高い精度で検出できると考えられ、更に広い範囲（例えば１３×１３画素）をとって検出することにより、検出精度の向上が望まれる。
なお、特徴・線分検出回路１０３で特徴部分であるが否かを判定する方法としては、上記の方法に限られず、例えば注目画素を中心とする一定領域の空間周波数を測定し、測定した空間周波数が高い場合に特徴部分と判定する方法なども用いることができる。
また、特徴・線分検出回路１０３で線分構成画素を判定する方法についても、例えば、実施の形態３で説明するように、水平方向に隣接する画素との輝度値の差が大きいエッジ部分を検出し、エッジ間の画素の輝度値が小さい場合に、当該エッジ間の画素が線分構成画素と判定する方法も考えられる。
また、例えば、パソコンのグラフィックドライバが画素数変換を行う場合などについては、パソコンのＯＳと連携して直接的に線分構成画素か否かを知る回路を設けて、それによって線分構成画素か否かを検出する方法も考えられる。
特徴・線分検出回路１０３には、この検出結果（即ち、各画素データが特徴部分であるか否かを示す特徴情報、各画素データが線分構成画素であるか否かを示す線分情報）を一時的に記憶する検出結果用ラインメモリも設けられており、現在入力されている画素データから４ライン前までの特徴情報と線分情報を、当該検出結果用ラインメモリに記憶させておく。
そして、特徴・線分検出回路１０３によって検出した上記結果は、線幅優先補間回路１０２及び選択回路１０４に送る。
具体的には、線幅優先補間回路１０２で処理される画素データは、現在入力されている（Ｐ，Ｑ）の画素データに対して４ライン前に入力されたものなので、特徴・線分検出回路１０３は、検出結果用ラインメモリから（Ｐ，Ｑ−４）の線分情報を線幅優先補間回路１０２に送る。このとき、出力する特徴情報の個数が画素数変換率Ｘ倍になるように変換して送る。これによって、選択回路１０４では、画素数変換後の画素データを逐次判別するとができるようになる。
ここで、入力画像信号の具体例に基づいて上記判定動作を説明する。
図３は、入力画像信号の一例について、注目画素を中心とする５×５画素枠を当てはめた図であって、当図における（３，３）が注目画素である（ここで座標（ａ，ｂ）は、５×５画素枠中で、水平位置がａ，垂直位置がｂであることを表す）。
図３（ａ）及び（ｂ）において、各画素座標の模様は、画素の輝度値を示しており、黒塗り画素は低輝度（輝度値０付近）、斜線網掛け画素はやや低輝度（輝度値６４付近）、黒点網掛け画素は中間輝度（輝度値１２８付近）、白塗り画素は高輝度（輝度値２５５付近）である。
例えば、注目画素を中心とする５×５画素枠内が、図３（ａ）に示すような画像となっている場合、各画素を中心とする３×３の画素グループにおいて変動係数ＤＡまたはＤＢが大きな値をとるため特徴部分ではないと判定される。
一方、注目画素を中心とする５×５画素枠内が、図３（ｂ）のような画像の場合には、（２，１）、（３，１）、（４，１）、（２，２）、（２，３）、（３，３）、（４，３）、（２，４）、（２，５）の９画素を画素グループＡ、それ以外の１６画素を画素グループＢとすると、画素グループＡの変動係数ＤＡ及び画素グループＢの変動係数ＤＢは共に０に近く、線分構成画素群の輝度平均値ＭＡと周辺画素群の輝度平均値ＭＢとの差も２５５に近いので、この場合は注目画素が特徴部分であるものと判定されることになり、画素グループＡは線分構成画素群と判断され、画素グループＢは線分周囲画素群と判断される。
次に、特徴・線分検出回路１０３による線幅算出動作について説明する。
図４は、特徴・線分検出回路１０３による線幅算出のフローチャートである。特徴・線分検出回路１０３は、画素データが入力されるごとに、このフローチャートに示す処理も行う。
特徴・線分検出回路１０３は、線幅優先補間回路１０２に現在入力されている座標（Ｐ，Ｑ−４）の画素データが、線分構成画素が始まる箇所であるか否かを調べる（Ｓ１１）。
直前の座標（Ｐ−１，Ｑ−４）の線分情報が「周辺画素」であって、座標（Ｐ，Ｑ−４）の線分情報が「線分構成画素」であれば、水平方向について線分構成画素が始まる箇所であることになる。
そして、線分構成画素が始まる箇所である場合には、その後、水平方向に線分構成画素が連続する個数（線分画素連続数Ｗ）を求める（Ｓ１１→Ｓ１２）。
上記ステップＳ１１の検出は、例えば、検出結果用ラインメモリに記憶されている画素座標（Ｐ，Ｑ−４）とその前後の座標の線分情報を、パターンマッチング法で調べることによって求めることができる。
そして、求めた線分画素連続数Ｗを、線幅優先補間回路１０２に送る（Ｓ１３）。
更に、特徴・線分検出回路１０３は、画素データ用ラインメモリを参照して、座標（Ｐ，Ｑ−４）の次に続く座標（Ｐ＋１，Ｑ−４）の画素データも線幅優先補間回路１０２に送る（なお、この信号は、後述する線幅優先補間回路１０２のステップＳ２８で用いられる。）。
（線幅優先補間回路１０２の動作）
線幅優先補間回路１０２には、線分構成画素が入力されるときに、線分構成画素の始まりから画素データが何個出力されたかをカウントするためのカウンタＴが備えられている。
図５は、線幅優先補間回路１０２の動作の一例を示すフローチャートである。
線幅優先補間回路１０２は、画素データが入力されるごとに、当該図５に示す処理を行う。
特徴・線分検出回路１０３から入力される線分情報が「周辺画素である」場合、（Ｓ２１でＮｏの場合）は、線幅優先補間回路１０２に現在入力されている（Ｐ，Ｑ−４）の画素データが「周辺画素」であることになるので、この場合は最近傍補間処理を行う（ステップＳ２１→Ｓ２２）。
一方、特徴・線分検出回路１０３から入力される線分情報が「線分構成画素」であって、且つ特徴・線分検出回路１０３から「線分画素連続数Ｗ」の信号が入力される場合は、線幅優先補間回路１０２に現在入力されている画素データは、水平方向に線分構成画素が始まる箇所であるので、この線分画素連続数Ｗを元に、変換後の線分構成画素を連続して何個出力すべきか示す線分補間個数ｗを算出する。この線分画素出力個数ｗは、（線分画素連続数Ｗ）×（変換率Ｘ）を整数化したものであって、数式ｗ＝［Ｗ×Ｘ］で求められる（Ｓ２３→Ｓ２４）。そして、カウンタＴを初期化して（Ｓ２５）、カウンタＴに、現在入力されている（Ｐ，Ｑ−４）の画素データに対して最近傍の位置関係にある出力画素数Ｃ（上記数１式を満たすｐの数）を加える（Ｓ２６）。
一方、特徴・線分検出回路１０３から送られてくる線分情報が「線分構成画素」であるが、特徴・線分検出回路１０３から「線分画素連続数Ｗ」の信号が入力されない場合は、先行する線分構成画素に続く箇所であることになるので、カウンタＴを初期化せずに、現在入力されている（Ｐ，Ｑ−４）の画素データに対して最近傍の位置関係にある出力画素数Ｃを加える（Ｓ２３→Ｓ２６）。
次に、以下のステップＳ２７〜Ｓ３０の処理を行うことによって、［線分画素連続数Ｗ×変換率Ｘ］に相当する個数だけ線分構成画素を連続して出力する。カウンタＴの値がｗの値を越えていれば、Ｃ個の変換画素データを出力する際に、最初の（Ｃ−Ｔ＋ｗ）個については最近傍補間法で出力し、残りの（Ｔ−ｗ）個については、次の座標（Ｐ＋１，Ｑ−４）の画素データ（これは特徴・線分検出回路１０３から送られてくる。）の輝度値を当てはめて出力する（Ｓ２７→Ｓ２８）。
一方、カウンタＴの値がｗの値以下であって、現在入力されている（Ｐ，Ｑ−４）の画素データがＷ個目ではない場合（Ｗ個連続する途中の画素である場合）には、最近傍補間を行う（Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ２２）。
また、カウンタＴの値がｗの値以下であって、現在入力されている（Ｐ，Ｑ−４）の画素データがＷ個目である場合（Ｗ個連続する最後の画素である場合）には、最近傍補間を行う共に、更に（ｗ−Ｔ）個の画素データを同じ輝度で出力する。なお、この場合は、次に入力される（Ｐ＋１，Ｑ−４）の画素データについては、ステップＳ２２の最近傍補間する際に、最近傍位置にある出力座標の中、先頭の（ｗ−Ｔ）個をとばして、その次の座標から最近傍補間を行うようにする（Ｓ２７→Ｓ２９→Ｓ３０）。
線幅優先補間回路１０２が、上記ステップＳ２７〜Ｓ３０のような処理を行うことによって、線分構成画素が１個だけ入力される場合でも２個以上連続して入力される場合でも、［線分画素連続数Ｗ×変換率Ｘ］に相当する個数だけ線分構成画素が連続して出力されることになる。
（選択回路１０４の動作）
選択回路１０４には、重心保持補間回路１０１及び線幅優先補間回路１０２から変換後の画素データが並行して入力されると共に、これと同期して特徴・線分検出回路１０３から判定結果（注目画素が特徴部分であるか否か）が送られてくるので、以下のように、特徴・線分検出回路１０３からの判定結果に基づいて、どちらが一方の画素データを選択して出力する。
即ち、選択回路１０４は、画素データが入力されるごとに図６のフローチャートに示す処理を行う。
そして、特徴・線分検出回路１０３からの判定結果が「特徴部分ではない」場合には、線幅優先補間回路１０２から出力される画素データを選択し（ステップＳ３１→Ｓ３２）、「特徴部分である」場合には、重心保持補間回路１０１から出力される画素データを選択する（ステップＳ３１→Ｓ３３）。
（垂直方法にも画素数変換する場合について）
上では水平方向だけ画素数変換する場合について説明したが、上記のようにして水平方向変換率ＸＨで水平方向について変換した後、垂直方向についても同様に画素数変換率ＸＶで変換することによって、水平・垂直両方向の変換も可能となる。
例えば、上記のようにして水平方向変換率ＸＨで水平方向について変換した後、その出力画像信号について、画素データの順序をラインと列とで変換した後、上で説明したのと同様の装置で、今度は垂直方向変換率ＸＶで変換する。そして、その出力画像信号について、再度、画素データの順序をラインと列とで変換することによって、水平方向変換率ＸＨ，垂直両方向変換率ＸＶで画素数変換されることになる。
或は、特徴・線分検出回路１０３の検出結果を用いて、上記のように水平方向の変換を行うと共に垂直方向の変換も行うことによって、水平・垂直両方向の変換が可能となる。
この場合、特徴・線分検出回路１０３は、垂直方向についても線分画素連続数Ｗを測定し、選択回路１０４に特徴情報を送るときに、出力する特徴情報の個数が（画素数変換率ＸＨ×画素数変換率ＸＶ）倍になるように変換し、特徴・線分検出回路１０３は、上記図４のフローチャートと同様の処理を垂直方向についても行う。また、線幅優先補間回路１０２は、上記図５のフローチャートと同様の処理を垂直方向についても行う。但し、垂直方向のカウンタＴｖを１ラインの画素数分だけ設けて、各カウンタＴｖでは１ラインおきにカウントするという変更は必要である。
（本実施形態の効果について）
先ず、入力画像の具体例について、重心保持補間法、線幅優先補間法、最近傍補間法を比較してみる。
図７は、水平方向変換率ＸＨ＝２．２５、垂直方向変換率ＸＶ＝１で画素数変換する場合であって、入力画像（８画素×４画素）が出力画像（４画素×１８画素）に変換される様子を示している。図７の（ａ）〜（ｃ）に示される入力画像は、いずれも左から３番目（Ｈ３）と６番目（Ｈ６）の座標が線分構成画素であって、文字画像としての特徴を有する部分である。
（ａ）は、この入力画像を重心保持補間法で変換した場合を示しており、この場合、変換後の各出力画素は、変換前の４画素から補間される。輝度の重心位置は変換後も保持されているが、変換後に線分のエッジ部はぼやけてしまう。
（ｂ）は、上記線幅優先補間回路１０２で変換した場合を示しており、この場合、入力座標におけるＨ３の線分（線分幅１画素）は、出力座標でＤ６，Ｄ７の線分（線分幅２画素）に変換されており、入力座標におけるＨ６の線分（線分幅１画素）も、出力座標でＤ１２，Ｄ１３の線分（線分幅２画素）に変換されている。
（ｃ）は、最近傍補間法で変換した場合を示しており、この場合、入力座標におけるＨ３の線分（線分幅１画素）は、出力座標でＤ６，Ｄ７の線分（線分幅２画素）に変換されているが、入力座標におけるＨ６の線分（線分幅１画素）は、出力座標でＤ１２，Ｄ１３，Ｄ１４の線分（線分幅３画素）に変換されている。
このように、文字画像としての特徴を有する部分に対して、線幅優先補間回路１０２が用いて補間されると、線分のエッジ部分がぼけることなく、且つ入力画像中において水平方向に同一の幅である線分については、画素数変換後も同一に保持され、またエッジ位置も変換前の近傍位置にあることがわかる。
なお、垂直方向に変換する場合は、垂直方向においても同様に、画素数変換後の線幅の均一性が保持される。従って、水平方向・垂直方向・斜め方向のいずれの方向に対しても、入力画像中において同一の幅である線分については、画素数変換後も同一に保持されることになる。
また、曲線は、長さの短い線分が連続したものと見ることができるので、入力画像中において同一の幅である曲線も、画素数変換後に同一幅に保持されることになる。
なお、線幅優先補間法で変換すると、変換率によっては、最近傍補間法と比べて線の位置がずれてしまう箇所も生じ、その点では多少違和感が生じる可能性もある。しかし、文字画像において、一般的には、線の位置がすれることよりも線幅が不均一になる方が、見た目に違和感を生じると考えられる。
特に罫線などを含む画像は線分幅のバランスが崩れるとかなり違和感が感じられることを考慮すると、本実施形態における線幅優先補間法のように、画像変換後にも線分幅が均一に保たれることによる実用的な効果は大きい。
また、本実施形態では、注目画素が文字画像としての特徴部分であるか否かによって、線幅優先補間回路１０２と、重心保持補間回路１０１とを切り替えているので、文字画像（文字や罫線を主とする画像）に相当する部分に対しては、線幅優先補間回路１０２によって、線分部分がぼけることなく、且つ入力画像中における同一の幅であって線分について、画素数変換後も線幅が同一に保持される一方、自然画像に相当する部分に対しては、重心位置保持補間方法が選択されるため、自然画像として違和感のない出力画像が得られる。
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２にかかる画像処理装置のブロック図である。本実施の形態の画像処理装置２００は、実施の形態１の画像処理装置１００と同様に、パソコン）１０から出力される画像信号を、画素数変換率Ｘ（水平方向変換率ＸＨ，垂直方向変換率ＸＶ）で画素数変換を行ない表示装置２０に出力するものであるが、画素数変換率Ｘが整数に近い場合には線幅優先補間を用いて変換し、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合には重心保持補間を用いて変換を行う点が異なっている。
本実施形態でも、説明の便宜上、先ず水平方向だけに画素数変換する場合について説明する。
この画像処理装置２００は、重心保持補間回路２０１、線幅優先補間回路２０２、線分検出回路２０３、選択回路２０４、座標判定部２２０などから構成される。
この中、重心保持補間回路２０１，線幅優先補間回路２０２及び座標判定部２２０は、実施の形態１で説明した重心保持補間回路１０１，線幅優先補間回路１０２及び座標判定部１２０と同様のものである。
線分検出回路２０３も、実施の形態１の特徴・線分検出回路１０３と同様ものである。但し、本実施形態では、選択回路２０４は、画素数変換率Ｘに基づいて選択を行うので、線分検出回路２０３は、「注目画素が特徴部分であるか否か」を示す特徴情報を選択回路２０４に送らず、その代わり、受付部から画素数変換率Ｘの信号が選択回路２０４に送られるようになっている。
（選択回路２０４の動作）
図９は、選択回路２０４の動作を示すフローチャートであって、画素データが入力されるごとに当図に示す処理を行う。
選択回路２０４は、特徴・線分検出回路１０３から判定結果（注目画素が特徴部分であるか否か）が送られてくると、重心保持補間回路１０１及び線幅優先補間回路１０２から変換後の画素データが並行して入力されるごとに、特徴・線分検出回路１０３から入力される判定結果に基づいて、どちらか一方を選択して出力する。
この選択動作は、図９のフローチャートに示すように、受付部から送られてくる画素数変換率Ｘの値が「整数に近い」場合には、線幅優先補間回路１０２から重出力される画素データを選択し（ステップＳ４１→Ｓ４２）、「整数に近くない」場合には、重心保持補間回路１０１が出力される画素データを選択する（ステップＳ４１→Ｓ４３）。
画素数変換率Ｘが整数値に近いか否かを判定する方法としては、具体的には、変換率Ｘと［Ｘ］との差が、所定の値Δ以下の場合（｜Ｘ−［Ｘ］｜≦Δの場合）には「画素数変換率Ｘが整数値に近い」と判定し（この所定の値Δは、０．５よりも小さい０．３，０．２或は０．１といった値である。）、所定の値Δより大きい場合（以下｜Ｘ−［Ｘ］｜＞Δの場合）には「画素数変換率Ｘが整数値に近くない」と判定するという方法を挙げることができる。
なお、上では水平方向だけ画素数変換する場合について説明したが、実施の形態１で説明したのと同様にして、水平方向の変換と垂直方向の変換とを組み合わせれば、水平・垂直両方向の変換も可能となる。
（本実施形態の効果）
本実施形態の画素数変換によれば、画素数変換率Ｘが整数に近い値の場合には、入力画像において同一の線幅を持った線分群が変換後も互いに同一の線幅を保持する画素数変換方法が選択されることになる。
この場合、文字画像部分に対しては、線分部分がぼけることなく、且つ入力画像中における同一の幅であって線分については、画素数変換後も線幅が同一に保持される。また、自然画像に対しても、線幅優先補間方法が選択されることになるが、画素数変換率Ｘが整数値に近い場合には、自然画像に線幅優先補間方法を適用しても、それほど違和感がないことがわかっている。
一方、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合は、Ｃｕｂｉｃ補間法や線形補間法等の重心位置保持補間方法が選択されることになる。
この場合、自然画像部分に対して適した変換がなされ、文字画像部分に対しても重心保持補間方法で変換されることになる。
線幅優先補間方法においては、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合に線の位置ずれが比較的大きくなることによる違和感が生じやすいが、本実施形態のように、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合に重心位置保持補間方法で変換すると、線ぼけは生じるものの線の位置ずれによる違和感は抑えることができる。
（本実施形態の変形例について）
本実施の形態２と実施の形態１とを組み合せることも可能である。
例えば、線分検出回路２０３で上記実施形態１のように画素データが特徴部分であるか否かを検出することも行ない、画素数変換率Ｘが整数に近い場合は、無条件に線幅優先補間回路２０２の出力を選択する一方、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合には、実施の形態１と同様に、画素データが特徴部分であれば選択回路２０４で線幅優先補間回路２０２の出力を選択し、画素数変換率Ｘが整数に近くない場合は重心保持補間回路２０１の出力を選択するという選択方法をとることも可能である。
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３にかかる画像処理装置のブロック図である。本実施の形態の画像処理装置３００も、実施の形態１の画像処理装置１００と同様に、パソコン１０から出力される画像信号を、画素数変換率Ｘ（水平方向変換率ＸＨ，垂直方向変換率ＸＶ）で画素数変換を行ない表示装置２０に出力するものである。但し、本実施形態では、エッジ部分に相当する画素データについては、画素数変換率Ｘに最も近い整数倍に画素数変換する一方、エッジ部分以外の画素データに対しては、画素数変換率Ｘに対し大きく離れない範囲で、且つ、出力画像全体としては画素数変換率Ｘで画素数変換されるように調整することによって線幅優先補間を行うようになっている。
この画像処理装置３００は、エッジ部検出回路３０３、線幅優先補間回路３１０、座標判定部３２０から構成され、この中、座標判定部３２０は、実施の形態１の座標判定部１２０と同様のものである。
エッジ部検出回路３０３は、注目画素の輝度と隣接する画素の輝度差に基づいて当該注目画素がエッジ構成画素に相当するか否かを判定し、その判定結果をエッジ情報として線幅優先補間回路３１０に送る。
線幅優先補間回路３１０は、基本的には最近傍補間法に基づいて補間を行うが、エッジ部検出回路３０３から送られるエッジ情報に基づいて、入力される画素データがエッジ構成画素である場合には、出力するエッジ構成画素の数が整数［画素数変換率Ｘ］となるように調整する。また、出力画像信号全体として画素数変換率Ｘとなるように、入力される画素データがエッジ構成画素でないところで出力画素数を調整する。
このような線幅優先補間回路３１０は、図１０に示すように、線幅優先補間回路３１０に、整数倍拡大部３１１と任意数倍拡大部３１２と選択部３１３を設けておいて、入力される画素データがエッジ構成画素である場合には、入力される画素データと同じ輝度値で出力画素を［画素数変換率Ｘ］個生成する整数倍拡大部３１１を用い、入力される画素データがエッジ構成画素である場合には、出力画素数を調整しながら出力する任意数倍拡大部３１２を用いるように、選択部３１３で切り替え制御することによって可能であるが、以下に示すようなエッジ部検出回路３０３及び線幅優先補間回路３１０の動作の具体例によっても、同様の機能が実現できる。
（エッジ部検出回路３０３の動作）
図示はしていないが、エッジ部検出回路３０３における検出を可能とするため、エッジ部検出回路３０３には、数ライン分の画素データを一時的に記憶する画素データ用ラインメモリが設けられており、線幅優先補間回路３１０には、２ライン分遅延させて画像信号が送られるようになっている。
エッジ部検出回路３０３は、注目画素がエッジ部であるかを判定すると共に、エッジ構成画素が水平方向に連続する数Ｚも測定する。
先ずエッジ部検出回路３０３によるエッジ部判定動作について説明する。
エッジ部検出回路３０３は、入力された画素の座標（Ｐ，Ｑ）の１ライン分だけ前に入力された画素（Ｐ，Ｑ−１）を注目画素として、以下のように、注目画素の前後に入力された画素データと比較することにより、当該注目画素がエッジ構成画素であるか否かを判定する。
具体的には、注目画素の前後に隣接する画素との輝度値の差が所定の値以上（例えば６４以上、或は３２以上）である場合にはエッジ部分であると判定し、当該輝度値の差が上記所定の値未満である場合にはエッジ部分でないと判定する方法を用いることができる。
またこの他にも、注目画素を中心とする近傍領域の空間周波数が所定の値以上であるか否かによって判定したり、輝度値の差と空間周波数の両方の条件を満たした場合だけエッジ部分であると判定する手法を用いることもできる。
この判定によって、水平方向について、図形，文字，罫線などのエッジ部分を形成する画素がエッジ構成画素として検出されることになる。
なお、エッジ部検出回路３０３には、この検出結果（即ち、各画素データがエッジ構成画素であるか否かを示すエッジ情報）を一時的に記憶する検出結果用ラインメモリも設けられており、現在入力されている画素データから２ライン前までのエッジ情報を、当該検出結果用ラインメモリに記憶させておく。
次に、エッジ部検出回路３０３によるエッジ連続数算出動作について説明する。
図１１は、エッジ部検出回路３０３によるエッジ連続数算出のフローチャートである。エッジ部検出回路３０３は、画素データが入力されるごとに、このフローチャートに示す処理も行う。
この処理は、実施の形態１で説明した特徴・線分検出回路１０３による線幅算出動作とほぼ同様であるので、以下に簡単に説明する。
現在、線幅優先補間回路３１０に入力されている座標（Ｐ，Ｑ−２）の画素データが、最終エッジ画素（エッジ構成画素が終了する箇所）であるか否かを調べる（Ｓ５１）。
座標（Ｐ，Ｑ−２）のエッジ情報が「エッジ構成画素」であって、次の座標（Ｐ＋１，Ｑ−２）の線分情報が「エッジ構成画素でない」場合、水平方向についてエッジ構成画素が終わる箇所であることになる。
そして、エッジ構成画素が終わる箇所である場合には、それまで水平方向にエッジ構成画素が連続していた個数（エッジ画素連続数Ｚ）を求める（Ｓ５１→Ｓ５２）。
上記ステップＳ５１の検出は、例えば、検出結果用ラインメモリに記憶されている画素座標（Ｐ，Ｑ−２）とその前後の座標のエッジ情報を、パターンマッチング法で調べることによって求めることができる。
そして、求めたエッジ画素連続数Ｚを、線幅優先補間回路３１０に送る（Ｓ５３）。
更に、特徴・線分検出回路１０３は、画素データ用ラインメモリを参照して、座標（Ｐ，Ｑ−２）の次に続く座標（Ｐ＋１，Ｑ−２）の画素データも線幅優先補間回路３１０に送る。
（線幅優先補間回路３１０の動作）
線幅優先補間回路１０２には、エッジ構成画素が入力されるときに、エッジ構成画素の始まりから画素データが何個出力されたかをカウントするためのカウンタＴが備えられている。
図１２は、線幅優先補間回路３１０の動作の一例を示すフローチャートであって、線幅優先補間回路３１０は、画素データが入力されるごとに、当該図１２に示す処理を行う。この動作は以下の通りである。
エッジ部検出回路３０３から入力されるエッジ情報が「エッジ構成画素でない」場合は、基本的に最近傍補間処理を行う（ステップＳ６１→Ｓ６２）。
一方、特徴・線分検出回路１０３から入力されるエッジ情報が「エッジ構成画素」であれば、変換画素データを整数Ｍ個づつ出力する（Ｍは変換率Ｘを整数化した値）。ここでは、Ｍ＝［変換率Ｘ］（但し、０＜Ｘ＜０．５の時にはＭ＝１）とする（Ｓ６１→Ｓ６３）。
カウンタＴに、現在入力されている（Ｐ，Ｑ−２）の画素データに対して最近傍の位置関係にある出力画素数Ｃ（上記数１式を満たすｐの数）を加算していく（Ｓ６５）。
次に、「エッジ画素連続数Ｚ」の信号が入力されていない場合（ステップＳ６５でＮｏの場合）は、次にもエッジ構成画素が続く箇所であるのでそのまま終わる。
一方、「エッジ画素連続数Ｚ」の信号が入力される場合は、水平方向についてエッジ構成画素が終わる箇所であるので、以下のステップＳ６６〜Ｓ６８ように調整する。
カウンタＴの値が（Ｍ×Ｚ）以上であれば、（Ｔ−ＭＺ）個だけ、次の座標（Ｐ＋１，Ｑ−２）の画素データの輝度値を当てはめて出力する（Ｓ６６→Ｓ６７）。
一方、カウンタＴの値が（Ｍ×Ｚ）未満の値以下であれば、次に入力される（Ｐ＋１，Ｑ−２）の画素データについては、ステップＳ６２の最近傍補間する際に、最近傍位置にある出力座標の中、先頭の（ＭＺ−Ｔ）個をとばして、その次の座標から最近傍補間を行うようにする（Ｓ６６→Ｓ６８）。
線幅優先補間回路３１０が、上記のような処理を行うことによって、エッジ構成画素については［変換率Ｘ］に相当する個数だけ出力され、エッジ構成画素以外については、出力画像全体が変換率Ｘとなるように、出力画素数が調整されることになる。
ところで、入力画像の中で線分構成画素と周辺画素とが１画素又は２画素の細かいピッチで並んでいるような箇所では、エッジ画素連続数Ｚがかなり大きくなることもある。
このようにエッジ画素連続数Ｚが大きい場合で且つ変換率Ｘの値が整数から離れている場合に、上記の処理を行うと、入力画像におけるエッジ位置と出力画像におけるエッジ位置がかなりずれてしまい、見た目に違和感が生じることもあると考えられる。
従って、上記の不都合を避けるために、特徴・線分検出回路１０３では、エッジ画素連続数Ｚの最大値を４とし、５個以上エッジ構成画像が連続する場合には、５個目について例外的にエッジ構成画素でないものとして処理するようにしてもよい。
（垂直方向への変換）
上では水平方向だけ画素数変換する場合について説明したが、実施の形態１で説明したのと同様、水平方向の変換と垂直方向の変換とを組み合わせれば、エッジ部検出回路３０３で垂直方向についてもエッジ画素連続数Ｚを測定するなどの設計変更は必要ではあるが、水平・垂直両方向の変換も可能となる。
以下、入力画像の具体例について、本実施形態の画素数変換法について説明する。
図１３は、水平方向変換率ＸＨ＝２．２５、垂直方向変換率ＸＶ＝１で画素数変換する場合であって、入力座標（Ｈ１からＨ８）の入力画像信号を、上記方法に基づいて水平方向に画素数変換し、出力座標（Ｄ１〜Ｄ１８）に出力した様子を示している。
当図において、白塗り表示した入力座標（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８）はいずれも画素データの輝度値が２５５付近であり、黒塗りした入力座標（Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５）は、いずれも画素データの輝度値が０付近である。
この場合、４つの入力座標Ｈ２，Ｈ３，Ｈ５，Ｈ６の画素データがエッジ構成画素として検出されることななる。
変換率Ｘ＝２．２５の場合、Ｍ＝［２．２５］＝２であるので、図１３に示すように、入力座標（Ｈ２、Ｈ３、Ｈ５、Ｈ６）の入力画素データは、等しく２倍の画素数で、比較的近い位置に出力されることになる（整数倍拡大部３１１の機能）。
一方、Ｈ１、Ｈ４、Ｈ７、Ｈ８の画素データについては、基本的には最近傍補間法で変換されて出力されるが、全体の出力画素数が１８となるように調整され、全体の変換率は２．２５となる。
（本実施形態の効果について）
以上のように本実施形態の画素数変換法によれば、入力画像のエッジ部分は変換後もぼけることなくエッジ部分となる。また、入力される画像や変換率Ｘによっては、変換後のエッジ部の位置がずれる可能性はあるが、通常はあまり大きくずれることはない。
また、線幅が１画素または２画素の画像部分については、変換率Ｘによって定まる一定の拡大率Ｍで変換されることになる。
即ち、入力画像において線分構成画素の連続数が１（線幅が１画素の画像部分）の場合は、エッジ画素連続数Ｚが通常３となるが、この場合、変換後の線分構成画素がＭ個だけ連続して出力されることになる。また、線分構成画素の連続数が２の場合は、エッジ画素連続数Ｚが通常４となるが、この場合、変換後には線分構成画素が２Ｍ個だけ連続して出力されることになる。
よって、パソコンなどに多く使われる細線文字や細い図形を含む画像について、細線幅のバランスが崩れることなく、見た目に違和感の少ない変換画像が得られる。
なお、本実施形態の画素数変換法において、線分構成画素の連続数が３以上の場合は、線分構成画素の始まりの部分でエッジ画素連続数Ｚが通常２となり、この場合、変換後の線幅が一定なるとは限らないが、線幅が大きいものについては、線幅のバランスが多少崩れても違和感は少ないので、１画素・２画素の細線について線幅のバランスが維持できるだけでも十分に実用的である。
また、水平方向のみならず、同様に垂直方向においても、細い線幅の画像部分については、画素数変換後も線幅が一定に保持される。即ち、水平方向・垂直方向・斜め方向のいずれの方向に対しても、入力画像中において同一の幅である細い線分については、画素数変換後も同一に保持されることになるし、入力画像中において同一の幅である曲線についても、画素数変換後も同一幅に保持されることになる。
（本実施形態の変形例について）
上記説明では、基本的に、入力画素データの輝度値をそのまま変換後の画素データに当てはめる方法をとっているが、図１４の例に示すように、エッジ部分については基本的に上記と同様に整数倍拡大による補間を行ない、エッジ部分から離れたところでは線形補間法を併用した補間を行うことも可能である。
即ち、図１４の例では、出力座標の中で、エッジ部分の近傍位置にあるＤ４〜Ｄ７、Ｄ１１〜Ｄ１４については、整数倍拡大による補間（図１４中実線矢印で表記）が行われ、且つ輝度値がそのまま割り当てられているが、出力座標の中でエッジ部分から離れた位置にあるＤ１〜Ｄ３，Ｄ８〜Ｄ１０，Ｄ１５〜Ｄ１８については、２タップの線形補間（図１４中点線矢印で表記）に基づいて補間されている。
このような画素数変換は、例えば、以下のようにして行うことができる。
上述した画像処理装置３００において、線幅優先補間回路３１０と並列に線形補間回路を設けると共に、線幅優先補間回路３１０からの出力と当該線形補間回路からの出力とを選択する選択回路を設ける。そして、当該選択回路に、エッジ部検出回路３０３からエッジ情報を送り、エッジ情報が「エッジ部分である」場合には線幅優先補間回路３１０からの出力を選択し、エッジ情報が「エッジ部分でない」場合には、線形補間回路からの出力を選択する。
なお、上記図１４の例では、２タップの線形補間で作成されているが、ハード的な制限がなければタップ数は任意で良いのはもちろんのこと、Ｃｕｂｉｃ補間でも可能なのは言うまでもない。
このように、線形補間法やＣｕｂｉｃ補間法を併用することによって、上述した線ぼけがなく線幅の均一性が維持されるという効果に加えて、更に変換後の画像の画質が向上される。即ち、エッジ部分以外については滑らかさが増すため、画質に自然感が高められる。この効果は一般に、線形補間よりもＣｕｂｉｃ補間の方が大きく、タップ数が多いほど大きいものと考えられる。
（実施の形態４）
図１５は、実施の形態４にかかる画像処理装置のブロック図である。
この画像処理装置４００は、重心保持補間回路４０１、特徴部分検出回路４０４、Ｂ選択回路４０６、線幅優先補間回路４１０、座標変換部４２０などから構成されている。
この中、重心保持補間回路４０１、座標変換部４２０については、実施の形態１で説明した重心保持補間回路１０１，線幅優先補間回路１０２及び座標判定部１２０と同様のものである。
特徴部分検出回路４０４も、実施の形態１で説明した特徴・線分検出回路１０３と同様、画像信号が入力されるごとに、注目画素を中心とする一定範囲の画素データに基づいて、当該注目画素が特徴部分であるか否か、並びに、当該注目画素が「線分構成画素」であるか「周辺画素（線分構成画素でない画素）」であるかを判定して、その判定結果を線幅優先補間回路４１０及びＢ選択回路４０６に送る。
線幅優先補間回路４１０には、最近傍補間回路４１１，パターンマッチング補間回路４１２及びＡ選択回路４１３が備えられ、画素数変換率信号Ｘに基づいて、最近傍補間回路４１１とパターンマッチング補間回路４１２とを用いて補間処理を行う。
最近傍補間回路４１１は、変換後の画素と最も近い座標位置にある入力画素の輝度値を、そのまま変換後の画素の輝度値とする方法で補間を行うものである。パターンマッチング補間回路４１２は、入力画像信号の各画素を中心とする一定の領域において、線分構成画素であるか否かの情報に基づいてパターンマッチングを行う手法で補間を行う回路である。なお、詳しくは後述するが、パターンマッチング補間回路４１２は、様々な画素数変換率Ｘごとに設定されている補間テーブルを有しており、この補間テーブルを参照することによって補間を行う。Ａ選択回路４１３には、最近傍補間回路４１１で画素数変換した後の画像信号またはパターンマッチング補間回路４１２で画素数変換した後の画素データを、一時的に記憶できるようにラインメモリが備えられている。そして、当該ラインメモリに一時記憶された画素数変換後の画像信号を順次出力するようになっている。
上記重心保持補間回路４０１から出力される変換後の画像信号、及びＡ選択回路４１３から出力される変換後の画像信号は、共に、変換後の画素ごとにＢ選択回路４０６に送られる。なお、当該画素数変換後の画像信号は、画像信号が入力される速度に対して、（水平方向変換率ＸＨ）×（垂直方向変換率ＸＶ）倍の速度で出力されるように出力タイミングが調整されている。
Ｂ選択回路４０６は、特徴部分検出回路４０４から送られてくる判定結果（特徴部分否かについての判定結果）に基づいて、重心保持補間回路４０１及び線幅優先補間回路４１０から並列的に出力される画素データのいずれが一方を選択する。
（パターンマッチング補間回路４１２の補間テーブルについて）
図１６は、線幅優先補間回路４１０が用いる補間テーブルの一例を示す図であって、当図に例示した補間テーブルは、画素数変換率Ｘが（水平方向の変換率ＸＨ＝１．２倍、垂直方向の変換率ＸＶ＝１．４倍）のときに用いるものである。
パターンマッチング補間回路４１２は、最も近い位置関係もしくはその近傍位置にある変換前の画素データを元にして、変換後の画素データを生成する点については、最近傍補間回路と同様であるが、補間元画素の輝度値をすべての近傍位置の変換後画素座標に当てはめるのではなく、パターンマッチングに基づいて選択された画素座標にだけ当てはめる点が異なっており、この方式で補間することによって、線幅の均一性を変換後も維持し、且つ線が切れたりすることなく画素数変換を行うことができるようになっている。
入力画像とそれに対応する出力画像の画素数の比率は、画素数変換率Ｘによって決まる。この画素数変換率Ｘが（水平方向の変換率ＸＨ＝１．２倍、垂直方向の変換率ＸＶ＝１．４倍）である場合、入力される５画素×５画素の画像データ（２５画素データ）は、６画素×７画素の画素（４２画素データ）に変換されることなる。
図１７は、上記補間テーブルを説明するための図であって、図１６の補間テーブルと同じ入力画像座標枠とそれと画面上で同等の位置にある出力画像座標枠が示されている。
当図において、入力画像座標枠（２５画素）の各画素座標について、出力画像座標枠（４２画素）の中で近傍位置にある画素座標と１対１で対応させるとき、出力画像座標の中で、１対１で対応するもののない「残り画素座標」が（４２−２５）＝１７画素分生じる（図１７の出力画像座標中において、「残り画素座標」は、斜線で網掛け表示している。）。
（入力画素座標（Ｒ，Ｓ）に１対１で対応する出力画素座標（ｒ，ｓ）は、数式ｒ＝［Ｒ×ＸＨ］、ｓ＝［Ｓ×ＸＶ］によって求められる。
例えば、入力画素座標（３，３）に１対１対応する出力画素座標は、水平座標が［３×１．２］＝４で垂直座標も［３×１．４］＝４なので、（４，４）となる。
そして、この「残り画素座標」の各々に対して、補間元の入力画素座標として選ばれているのが、（１，１）、（２，１）、（４，１）、（５，１）、（６，１）、（２，３）、（１，４）、（２，４）、（４，４）、（５，４）、（６，４）、（２，６）、（２，７）の計１３の画素座標であって図１７の入力画素枠において、横線で編みかけ表示している。
図１６の補間テーブルにおいても、この補間元の座標に対応する画素データに対して、パターンマッチングを適用するように定められている。
即ち、図１６の補間テーブルにおいて、テーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）に相当する座標枠のところに、「垂直」「水平」或は「２方向」と記載されている場合は、パターンマッチング補間回路４１２において、「垂直方向」「水平方向」或は「２方向」に拡大することによって、座標枠内に記されている出力画素座標を補間処理を選択することを意味し、図１６の補間テーブルにおいて、テーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）に相当する座標枠がブランクの場合は、最近傍補間回路４１１からの出力を選択することを意味する。
なお、図１７の出力画素座標枠において、補間元の画素座標と１対１で対応する座標（縦線網掛けで表示している。）は、「残り画素座標」に対して左または上に隣接している。
また、図１７の出力画像座標枠に示されるように、２ライン目及び５ライン目は全て「残り画素座標」に相当しており、これらは入力画素座標枠の１ライン目及び３ライン目の画素座標に当てはまる入力画素データが補間元となる。
以上のように、上記補間テーブルは、補間元となる入力画素から、１対１で対応する出力画素座標を補間すると共にその近傍（右，下，或は右下）に位置する「残り座標」も補間できるようにすることを考慮して設定されている。
なお、ここでは、水平方向の変換率ＸＨ＝１．２倍、垂直方向の変換率ＸＶ＝１．４倍についての補間テーブルについて説明したが、任意の変換率について、同様にして補間テーブルを設定することができる。
（特徴部分検出回路４０４の動作について）
特徴部分検出回路４０４は、入力された画素の座標（Ｐ，Ｑ）の３ラインに相当する時間だけ前に入力された画素（Ｐ，Ｑ−３）を注目画素として、注目画素を中心とする一定範囲の画素データに基づいて、当該注目画素が、特徴部分内にあるか否か、また、線分構成画素であるか線分周辺画素であるかを判定する。
この特徴部分検出回路４０４による特徴部分判定及び線分判定動作については、実施の形態１において図２のフローチャートを参照しながら説明した特徴部分検出回路１０３の動作と同様なので、ここでは説明を省略する。
なお、この検出を可能とするため、実施の形態１と同様に、特徴部分検出回路４０４には、数ライン分の画素データを一時的に記憶する画素データ用ラインメモリが設けられており、また、重心保持補間回路４０１及び線幅優先補間回路４１０には、特徴部分検出回路４０４よりも５ライン分遅延させて画像信号が送られる。
特徴部分検出回路４０４によって検出された結果は、パターンマッチング補間回路４０３及びＢ選択回路４０６に送られる。
具体的には、パターンマッチング補間回路４０３で処理される画素データは、現在入力されている（Ｐ，Ｑ）の画素データに対して５ライン分前に入力されたものなので、検出結果用ラインメモリ用ラインから（Ｐ，Ｑ−５）を中心とする３×３画素枠の線分情報を、パターンマッチングの対象パターン情報としてパターンマッチング補間回路４０３に送る。それと共に、線分構成画素群の輝度平均値ＭＡと周辺画素群の輝度平均値ＭＢも、パターンマッチング補間回路４０３に送る。
また、Ｂ選択回路４０６には、検出結果用ラインメモリ用ラインから（Ｐ，Ｑ−５）の特徴情報を読み出して送る。
なお、Ｂ選択回路４０６に特徴情報を送る際には、画素数変換率Ｘに応じて（水平方向変換率ＸＨ）×（垂直方向変換率ＸＶ）倍に、特徴情報の個数を変換して送る。即ち、Ｂ選択回路４０６に送られ判定結果情報の数は（水平方向変換率ＸＨ）倍とし、上記図１７の入力画像座標中において補間元となった１ライン目及び３ライン目の画素座標に相当する判定信号については、２回繰り返してＢ選択回路４０６に送るようにする。これによって、Ｂ選択回路４０６では、画素数変換後の画素データを逐次判別するとができる。
（線幅優先補間回路４１０の動作について）
ここでは、説明の便宜上、操作者によって指定される画素数変換率Ｘが（水平方向変換率ＸＨ＝１．２、垂直方向変換率ＸＶ＝１．４）であって、特徴部分検出回路４０４で検出される線分構成画素の幅が１画素幅である場合（即ち、線分構成画素における水平方向連続数又は垂直方法連続数のいずれかが１である場合）について説明する。
図１８〜図２０は、特徴部分検出回路４０４で検出される線分幅が１画素である場合に、パターンエッチング補間回路４１２が使用する変換表を示す図である。なお、この変換表について詳しくは後述する。
線幅優先補間回路４１０は、画素データが入力されるごとに、図２１のフローチャートに示す処理を行う。
特徴部分検出回路４０４から送られてくる線分情報が「線分構成画素でない」という情報である場合（Ｓ７１でＮｏの場合）は、最近傍補間回路４１１からの出力を選択する（Ｓ７２）。
一方、特徴部分検出回路４０４から送られてくる線分情報が「線分構成画素である」場合、注目画素の座標（Ｐ，Ｑ−５）に基づいて、図１６の補間テーブルを循環的に参照して補間方法を決定する。
そのために、先ず、図１６の補間テーブルを参照する際に用いる注目画素のテーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）を算出する（Ｓ７３）。
図１６の補間テーブルでは水平方向の画素数が５で、垂直画素数も５であるので、この場合、テーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）は、Ｒ＝（Ｐ−１）ｍｏｄ５＋１、Ｓ＝（Ｑ−６）ｍｏｄ５＋１という数式によって算出することができる。
そして、上記ステップＳ７１で求めたテーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）に基づいて、図１６の補間テーブルを参照することによって補間方法を決定する（Ｓ７４）。
即ち、図１６の補間テーブルにおいて、テーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）に相当する座標枠のところに記載されている方向に拡大して、当該座標枠に記されている出力画素座標の画素データを生成するよう指示する。また、この場合は、パターンマッチング補間回路４１２の出力を選択するようＡ選択回路に指示する。
一方、図１６の補間テーブルにおいて、テーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）に相当する座標のところがブランクの場合は、最近傍補間回路４１１からの出力を選択するようＡ選択回路に指示する。
そして、選択した補間方法に従って、以下のように補間を行う（Ｓ７５）。
（パターンマッチング補間回路４１２の動作についての説明）
図１８〜図２０は、入力画像における線分幅が１画素である場合に共通して使用するパターンマッチング変換表である。当該変換表において、矢印の左側にある３×３画素枠がマッチングに用いるパターンであって、矢印の右側にある枠は、太線内が出力画素座標を示し、出力する画素データのパターンが示されている。
また、図１８〜図２０において、黒塗りの画素枠は線分構成画素であることを示し、白塗り画素枠は線分の周辺画素であることを示す。また、斜線で網掛けをしている複数の画素枠は、その少なくとも１つの画素枠が線分構成画素であり、横線で網掛けをしている画素枠部分は、線分構成画素でもそれ以外の画素でも構わないことを示している。
パターンマッチング補間回路４１２は、上記ステップＳ７４で決定した補間方法に従い、図１８〜図２０のパターンマッチング変換表を参照する。そして、図１８〜図２０の入力パターンの中で、上記特徴部分検出回路４０４から送られる線分情報（３×３画素枠の線分情報）と合致する入力パターンを選択し、選択した入力パターンに対応する出力パターンに従って出力画素データを生成する。なお、図１８〜図２０における出力パターンの黒塗り画素に対しては、線分構成画素の輝度平均値ＭＡを当てはめ、白塗り画素に対しては、周辺画素の輝度平均値ＭＢを当てはめる。
具体的には以下のように行う。
（１）水平方向に拡大する場合
水平方向に拡大する場合は、図１８のパターンマッチング変換表を参照してパターンマッチングを行う。
先ず、注目画素を中心とする３×３画素中に、線分構成画素が１画素のみの場合、図１８（ａ）の▲１▼のパターンマッチング変換表に従って水平方向に拡大する。
注目画素を中心とする３×３画素中に線分構成画素が２以上ある場合、次のようにパターンマッチングする。
先ず、▲２▼と▲３▼のいずれかに該当するパターンがある場合は、そのパターンマッチング変換表を用いる。
一方、▲２▼，▲３▼の両方の条件を満たす場合には、先ず、図１８（ｂ）に示す例外のいずれかに該当するか否かを判断し、該当するものがある場合には、当該パターンマッチング変換表を用い、該当するものがない場合には、▲２▼と▲３▼の両方のパターンマッチング変換表を適用する。この場合、出力画像信号も▲２▼と▲３▼の双方を加えたものとする。
なお、例外と例外、もしくは例外と基本パターンとの組み合わせはないものとする。
（２）垂直方向に拡大する場合については、上記（１）の水平方向拡大する場合と全く同様であって、図１９のパターンマッチング変換表を参照してパターンマッチングを行う。
（３）２方向に拡大する場合は、図２０のパターンマッチング変換表を参照してパターンマッチングを行う。
注目画素を中心とする３×３画素中に、線分構成画素が１画素のみの場合は、図２０（ａ）における▲１▼のパターンマッチング変換表に従って２方向に拡大する。
注目画素を中心とする３×３画素枠内に、線分構成画素が２以上ある場合、（ａ）における▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼のいずれかに該当するものがあれば、それを用いてパターンマッチングを行う。
一方、（ａ）における▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼の中の２以上の条件を満たす場合には、先ず、図２０（ｂ）に示す例外のいずれかに該当するか否かを判断し、該当するものがある場合には、当該パターンマッチング変換表を用い、該当するものがない場合には、図２０（ａ）▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼のパターンマッチング変換表の中から選択された２以上を組み合わせて適用する。この場合、出力画像信号も、▲２▼，▲３▼，▲４▼，▲５▼から選択されたものを加えたものとする。
上記パターンマッチングによる補間の具体例として、図２２の画像（図３（ｂ）と同じ）が入力され、且つ、そのテーブル参照座標（Ｒ，Ｓ）が図２２の入力画像に示すものと一致する場合について考察してみる。
例えば入力画像の座標（２，３）について見ると、２方向拡大に相当するので、図２０の変換表を用い、図２２の出力画像の中の４つの画素（２，４）、（３，４）、（２，５）、（３，５）を補間することになる。
入力座標（２，３）の画素データは、それ自体が線分構成画素であり且つ上と右と下にも線分構成画素が存在する。この場合、図２０（ｂ）の例外には当てはまらず、図２０（ａ）の▲２▼、▲３▼、▲４▼を組み合わせた場合に相当するので、変換後の出力画像において（２，４）、（３，４）、（２，５）は線分構成画素（黒）となり、（３，５）は周辺画素（白）となる。
次に入力座標（２，４）について見ると、水平方向拡大に相当するので、図１８の変換表を用いて、図２２の出力画像の中の２つの座標（２，６）、（３，６）を補間することになる。
この座標（２，４）の画素データは、それ自体が線分構成画素であり且つ上と下と右上にも線分構成画素が存在する。この場合、例外である図１８（ｂ）の▲３▼に当てはまるので、変換後の出力画像において、（２，６）が線分構成画素（黒）、（３，６）が周辺画素（白）となる。
このようにパターンマッチングを繰り返すことで、図２２に示すように線幅が一定（１画素）の出力画像が形成されることになる。
Ａ選択回路では、上記ステップＳ７４における指示に従って、最近傍補間回路４１１から出力される画素データ及びパターンマッチング補間回路４１２から出力される変換後の画素データのいずれかを選択する。
なお、上記図１７の出力画像座標枠における１ライン目と２ライン目の画素データ、並びに４ライン目と５ライン目の画素データは、同時にＡ選択回路４０５に入力されることになる。従って、入力される１ライン目，２ライン目の中、２ライン目の信号を一旦ラインメモリに記憶しておき、１ライン目の出力が終了してから２ライン目の信号を出力し（４ライン目と５ライン目についても同様）、これによって、Ａ選択回路４０５で変換後の画像信号をライン順に並べ替え、Ｂ選択回路４０６にに送るようにする。
但し、上記方式の他に、線幅優先補間回路４１０にラインメモリを設けておいて、線幅優先補間回路４１０で変換後の画像信号をライン順に並べ変えてからＡ選択回路４０５に送るようにしてもよい。
（Ｂ選択回路４０６の動作）
Ｂ選択回路４０６は、特徴部分検出回路４０４から判定結果（注目画素が特徴部分であるか否か）が送られてくると、重心保持補間回路４０１及び線幅優先補間回路４１０から変換後の画素データが並行して入力されるごとに、特徴部分検出回路４０４から入力される判定結果に基づいて、どちらか一方を選択して出力する。
この選択動作は、実施の形態１で説明した図６のフローチャートに示すように、特徴部分検出回路４０４から入力される判定結果が、特徴部分であるか否に基づき、「特徴部分ではない」場合には、重心保持補間回路４０１か出力される画素データを選択し（ステップＳ３１→Ｓ３２）、「特徴部分である」場合には、Ａ選択回路４０５から出力される画素データを選択する（ステップＳ３１→Ｓ３３）。
以上の動作により、変換前の注目画素が特徴部分ではない場合には、それと対応する重心保持補間回路４０１からの画素データが選択され、一方、変換前の注目画素信号が特徴部分である場合には、それと対応する４１０からの画素データが選択されることになる。
具体例として、注目画素の周辺画像が上記図３（ａ）のような場合は、重心保持補間回路４０１により変換されることになる。
一方、注目画素の周辺画像が上記図３（ｂ）の場合は、線幅優先補間回路４１０による画素数変換がなされることになる。
（本実施形態の効果について）
以上のように画素数変換処理をすることによって、１対１で補間された箇所（図１７で白塗りの座標）については、水平・垂直両方向に対して、原画像で線分構成画素が１画素幅だった場合には変換後にも１画素幅が維持される。また、図１８〜図２０の変換表は、原画像で１画素の幅だった場合には変換後にも１画素幅が維持されるように設定されているので、パターンマッチングによって補間された箇所についても（図１７で網掛け表示した座標）についても、原画像で１画素幅の線分は線幅が維持される。
従って、文字画像については、水平・水平のいずれの方向についても、細線がぼけたりせず、また線幅のバランスが崩れたり線が切れたりすることなく変換される。
特に、本実施形態では、線幅優先補間を行うのにパターンマッチング法を用いているので、斜線や線の交差が多い領域、例えば線分画像の精細な部分についても再現性よく画素数変換され、精細な文字についても読みやすさが維持される。
一方、自然画像については、自然画像らしさが失われることなく変換される。また、特徴部分と特徴部分以外の境界においても比較的スムーズな出力画像が得られ、文字と画像の混在するような入力画像においても良好な画質で変換画像を得ることが出来る。
（本実施形態の変形例などについて）
上記説明では、水平方向変換率が１．２倍、垂直方向変換率が１．４倍の場合について説明したが、水平・垂直の各変換率が１倍以上で２倍未満であれば、上述した方法と同じ方法によって画素数変換を行い、良好な画素数変換結果を得ることが可能である。
上記説明では、特徴部分検出回路によって検出される線分幅が１画素である場合について説明したが、より画素数の多いブロックを対象とした参照パターンを多く備えておけば、対応可能な線分の画素幅が広範囲になるので、線分構成画素の幅が２画素以上の場合にも、各線幅に応じた参照パターンを参照することによって、良好な変換結果を得ることができる。
また、画素数変換率が２倍以上である場合についても、入力画像座標と出力画像座標を１対１で対応させる代りに、１対（画素数変換率Ｘの小数以下を切り捨てた整数）で対応させ、パターンマッチングに用いるブロックの画素数も増やすことによって実施可能と考えられる。
（上記実施の形態１〜４についての変形例など）
＊上記実施の形態では、操作者によって画素数変換率が入力されるものとしたが、この他に例えば、入力画像信号のフォーマトを判定し、表示装置２０の画素数に合わせて画素数変換率を自動算出するようにしてもよい。
＊上記実施の形態１〜４では、画素数変換率が画面全体で一律であるものとして説明したが、画面の領域ごとに画素数変換率が異なる場合においても、同様にして実施することは可能である。
＊上記実施の形態１，３，４では、画素データが入力されるごとに特徴部分であるか否かを判定し、選択回路ではその判定結果に基づいて選択するようにしたが、一画面を分割した領域ごとに、文字画像の特徴を有する部分であるか否か（自然画像部分である）かを判定し、選択回路では、その判定結果に基づいて選択するようにしても良い。
例えば、特徴・線分検出回路において一旦一画面分の画像信号を記憶して、画面を分割した領域毎に、文字画像の特徴を有するか否かを判定してもよいし、パソコン１０のＯＳが管理している管理情報から、画面の自然画像領域と文字画像領域とを判別できる場合（具体的には、例えばグラフィックドライバが画素数変換を行う場合など、領域ごとに文字情報があるか否かが管理情報からわかる場合）には、その管理情報を画像処理装置に送るようにすれば、文字画像部分であるか自然画像部分であるかを画面分割領域ごとに判定することも可能である。
＊実施の形態１に示した変換方法と，実施形態３に示した変換方法とを組み合わせてもよい。例えば、水平方向については実施形態１の変換方法を、垂直方向については実施形態３の変換方法を組み合わせることも可能である。
＊実施の形態３，４においても、実施の形態２のように変換率Ｘが整数に近い場合だけに限って線幅優先補間法を適用することもできる。
＊上記実施の形態１〜４においては、画素データを順次入力するごとに補間処理して出力する例を示したが、同様にして、画面を分割した領域単位で補間処理を行うことも可能である。
＊上記実施の形態１〜４において説明した画像処理装置における処理（図２，４，５，６，９，１１，１２，２１のフローチャートで示す処理）は、ソストウエアによって実現することも可能であり、コンピュータに適用することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、画像信号源からＰＤＰ，ＬＣＤなどのマトリックス型表示装置に画像信号を送る途中に介在させる画像処理装置に利用できる。或はマトリックス型表示装置に内蔵させる画像処理装置にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、実施の形態１にかかる画像処理装置のブロック図である。
図２は、実施の形態１にかかる特徴部分検出及び線分検出動作についてのフローチャートである。
図３は、入力画像信号の一例について一定領域枠を当てはめたときの図である。
図４は、実施の形態１にかかる線幅算出のフローチャートである。
図５は、実施の形態１にかかる線幅優先補間回路の動作を示すフローチャートである。
図６は、実施の形態１にかかる選択回路の動作を示すフローチャートである。
図７は、線幅優先補間法と他の補間方法の比較図である。
図８は、実施の形態２にかかる画像処理装置のブロック図である。
図９は、画像処理装置の選択回路の動作を示すフローチャートである。
図１０は、実施の形態３にかかる画像処理装置のブロック図である。
図１１は、実施の形態３にかかるエッジ連続数算出のフローチャートである。
図１２は、実施の形態３にかかる線幅優先補間回路の動作の一例を示すフローチャートである。
図１３は、実施の形態３にかかる画素数変換法の説明図である。
図１４は、実施の形態３にかかる画素数変換法の説明図である。
図１５は、実施の形態４にかかる画像処理装置のブロック図である。
図１６は、実施の形態４にかかる補間テーブルの一例を示す図である。
図１７は、実施の形態４にかかる画像処理の説明に用いる図である。
図１８は、実施の形態４にかかるパターンマッチング変換表である。
図１９は、実施の形態４にかかるパターンマッチング変換表である。
図２０は、実施の形態４にかかるパターンマッチング変換表である。
図２１は、実施の形態４にかかる線幅優先補間回路の動作を示すフローチャートである。
図２２は、実施の形態４にかかる画像補間を説明するための画像例である。
図２３は、従来例にかかる画像処理装置のブロック図である。
図２４は、最近傍補間法とＣｕｂｉｃ補間法による画素数変換を示す図である。
【図１】
0004880172.tif 000002
【図２】
0004880172.tif 000003
【図３】
0004880172.tif 000004
【図４】
0004880172.tif 000005
【図５】
0004880172.tif 000006
【図６】
0004880172.tif 000007
【図７】
0004880172.tif 000008
【図８】
0004880172.tif 000009
【図９】
0004880172.tif 000010
【図１０】
0004880172.tif 000011
【図１１】
0004880172.tif 000012
【図１２】
0004880172.tif 000013
【図１３】
0004880172.tif 000014
【図１４】
0004880172.tif 000015
【図１５】
0004880172.tif 000016
【図１６】
0004880172.tif 000017
【図１７】
0004880172.tif 000018
【図１８】
0004880172.tif 000019
【図１９】
0004880172.tif 000020
【図２０】
0004880172.tif 000021
0004880172.tif 000022
【図２１】
0004880172.tif 000023
【図２２】
0004880172.tif 000024
【図２３】
0004880172.tif 000025
【図２４】
0004880172.tif 000026