"原画像内の解像度変換対象の画素から拡大フィルタ処理により、前記画素の周辺位置のm個mは自然数の候補補間画素群を求め、その候補補間画素群に前記画素を加えたテンプレートを生成するテンプレート生成ステップと、前記原画像内の自己相似性を利用した比較対象パターンを含む所定画素数の画素群を取得する画素群取得ステップと、前記所定画素数の画素群内の比較対象パターンのうち、前記テンプレートと比較対象パターンとの間の、低解像度撮像センサ画素値は高解像度撮像センサ画素値の平均値であるという撮像センサの動作モデルを考慮した所定の評価関数が最小となる比較対象パターンを前記テンプレートとのパターンマッチングにより探索し、その探索された比較対象パターンの画素群を拡大画素群として出力するパターンマッチングステップと、を含むことを特徴とする画像解像度変換方法。前記パターンマッチングステップにおける前記所定の評価関数は、前記テンプレートの画素群の第1の平均値と比較対象パターンの画素群の第2の平均値との差分の絶対値と、前記テンプレート内の前記解像度変換対象の画素の値と比較対象パターンの画素群内の前記解像度変換対象の画素に対応する画素の値との誤差の絶対値と、前記テンプレートの画素群の各画素とその画素に対応する比較対象パターンの画素群の各画素との間の画素差分値の絶対値の積算値との和であることを特徴とする請求項1記載の画像解像度変換方法。原画像内の解像度変換対象の画素からフィルタ処理により、前記画素の周辺位置のm個mは自然数の候補補間画素群を求め、その候補補間画素群に前記画素を加えたテンプレートを生成する拡大フィルタ手段と、前記原画像内の自己相似性を利用した比較対象パターンを含む所定画素数の画素群を取得する画素群取得手段と、前記所定画素数の画素群内の比較対象パターンのうち、前記テンプレートと比較対象パターンとの間の、低解像度撮像センサ画素値は高解像度撮像センサ画素値の平均値であるという撮像センサの動作モデルを考慮した所定の評価関数が最小となる比較対象パターンを前記テンプレートとのパターンマッチングにより探索し、その探索された比較対象パターンの画素群を拡大画素群として出力するパターンマッチング手段と、を備えることを特徴とする画像解像度変換装置。前記パターンマッチング手段における前記所定の評価関数は、前記テンプレートの画素群の第1の平均値と比較対象パターンの画素群の第2の平均値との差分の絶対値と、前記テンプレート内の前記解像度変換対象の画素の値と比較対象パターンの画素群内の前記解像度変換対象の画素に対応する画素の値との誤差の絶対値と、前記テンプレートの画素群の各画素とその画素に対応する比較対象パターンの画素群の各画素との間の画素差分値の絶対値の積算値との和であることを特徴とする請求項3記載の画像解像度変換装置。しかしながら、上記の補間拡大方式による画像解像度拡大では、画像内のエッジが滑らかに再現されるものの、画素のピークが保存されず、ボケ等の画像劣化が生じ易い。特に、低解像度撮像センサの撮像画像から上記の補間拡大方式により図7Dに示すような解像度拡大画像を得た場合、図7Eに示す高解像度撮像センサの撮像画像の近傍画素a0とa1の平均画素値が、低解像度撮像センサの画素値aになるという前提と不一致になり、正確な画像拡大結果を得ることができないという問題がある。本発明は上記の点に鑑みなされたもので、ボケ等の画像劣化の無い良好な高解像度の拡大画像を得ることができる画像解像度変換方法及び画像解像度変換装置を提供することを目的とする。上記目的を達成するため、本発明の画像解像度変換方法は、原画像内の解像度変換対象の画素から拡大フィルタ処理により、画素の周辺位置のm個mは自然数の候補補間画素群を求め、その候補補間画素群に画素を加えたテンプレートを生成するテンプレート生成ステップと、原画像内の自己相似性を利用した比較対象パターンを含む所定画素数の画素群を取得する画素群取得ステップと、所定画素数の画素群内の比較対象パターンのうち、テンプレートと比較対象パターンとの間の、低解像度撮像センサ画素値は高解像度撮像センサ画素値の平均値であるという撮像センサの動作モデルを考慮した所定の評価関数が最小となる比較対象パターンをテンプレートとのパターンマッチングにより探索し、その探索された比較対象パターンの画素群を拡大画素群として出力するパターンマッチングステップと、を含むことを特徴とする。ここで、上記のパターンマッチングステップにおける所定の評価関数は、テンプレートの画素群の第1の平均値と比較対象パターンの画素群の第2の平均値との差分の絶対値と、テンプレート内の解像度変換対象の画素の値と比較対象パターンの画素群内の解像度変換対象の画素に対応する画素の値との誤差の絶対値と、テンプレートの画素群の各画素とその画素に対応する比較対象パターンの画素群の各画素との間の画素差分値の絶対値の積算値との和であることを特徴とする。また、上記の目的を達成するため、本発明の画像解像度変換装置は、原画像内の解像度変換対象の画素からフィルタ処理により、画素の周辺位置のm個mは自然数の候補補間画素群を求め、その候補補間画素群に画素を加えたテンプレートを生成する拡大フィルタ手段と、原画像内の自己相似性を利用した比較対象パターンを含む所定画素数の画素群を取得する画素群取得手段と、所定画素数の画素群内の比較対象パターンのうち、テンプレートと比較対象パターンとの間の、低解像度撮像センサ画素値は高解像度撮像センサ画素値の平均値であるという撮像センサの動作モデルを考慮した所定の評価関数が最小となる比較対象パターンをテンプレートとのパターンマッチングにより探索し、その探索された比較対象パターンの画素群を拡大画素群として出力するパターンマッチング手段と、を備えることを特徴とする。ここで、上記のパターンマッチング手段における所定の評価関数は、テンプレートの画素群の第1の平均値と比較対象パターンの画素群の第2の平均値との差分の絶対値と、テンプレート内の解像度変換対象の画素の値と比較対象パターンの画素群内の解像度変換対象の画素に対応する画素の値との誤差の絶対値と、テンプレートの画素群の各画素とその画素に対応する比較対象パターンの画素群の各画素との間の画素差分値の絶対値の積算値との和であることを特徴とする。本発明によれば、ボケ等の画像劣化が無い良好な高解像度拡大画像を得ることができる。次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明になる画像解像度変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、本実施の形態の画像解像度変換装置10は、原画像11を1フレーム単位で記憶するフレームメモリ12と、フレームメモリ12から読み出された画素A及びその周辺の各画素データが供給される拡大フィルタ13と、パターンマッチングを行って拡大画像15を出力するパターンマッチング部14とを有する構成であり、拡大倍率mが2の例である。ところで、ある解像度の撮像センサで撮影した画像をm倍に拡大し、解像度のm倍の撮像センサで撮影した画像を推定することは所謂逆問題であり、通常、解は不定となる。拡大対象画像をFとし、拡大対象画像Fをm倍画素数としてはm2倍に拡大する場合、ある座標の画素Aはm2個の画素群D=Ap0Ap1ApnApm21に拡大される。ここで、拡大後の画像F’は解像度がm倍の撮像センサで撮影されたものだと考えると、以下の関係となる。A=ΣApnm2上記1式のみを拡大の拘束条件とした場合、図2に示した画素群のどれもが、画素Aの拡大の解として成り立つことになる。図2はm=2の例で、画素Aの画素値を3とした場合、図2Aに示すAp0=Ap1=Ap2=Ap3=3の場合、同図Bに示すAp0=2、Ap1=10、Ap2=Ap3=0の場合、同図Cに示すAp0=12、Ap1=Ap2=Ap3=0の場合、同図Dに示すAp0=2、Ap1=Ap2=3、Ap3=4の場合のいずれも1式で表わされる画素Aの値が3となり正解となる。図2A~Dに示す場合以外にも1式を満たす画素Aの周辺画素Ap0、Ap1、Ap2、Ap3の値の組み合わせは多数ある。そこで、本発明ではまず画像Fを、既存の拡大手法でm倍に拡大し、拡大対象画像内の画素Aに対して候補補間画素群Dのm2個の画素Ap0Ap1ApnApm21を得る。候補値を得るための拡大手法は任意であるが、最終的に修正を行うので、ボケ等の劣化要因があっても処理量の少ないアルゴリズムが望ましい。従って、通常のフィルタ処理で候補補間画素群を求めてもよい。前述したように、拡大画像の推定は逆問題であり、解は不定となる。通常のフィルタ処理によりこの逆問題の解を求めた場合は、実際に解像度のm倍の撮像センサで撮影した画像よりボケたものになるのが一般的である。そこで、本発明では画像の自己合同性を利用してフィルタによる拡大画像を修正する。この場合、図3に示すように、画素Aをフィルタ処理することで得られた拡大画素群D=Ap0Ap1ApnApm21をテンプレートとして、画像F内をパターンマッチングし、最も類似度が高いパターンD=Ap0Ap1ApnApm21を見つける。その後、図3に示すように、画素Aの最終拡大画素群として、拡大画素群Dをパターンマッチング後の画素群D’で置き換える。パターンマッチング後の画素群D’はパターンマッチング前の拡大画素群Dに較べてフィルタ処理がかけられていないため、ボケがなく良好な拡大画像となる。なお、図3はm=2の例を示しているので、D=Ap0Ap1Ap2Ap3,D=Ap0Ap1Ap2Ap3である。しかし、テンプレートとして用いる拡大画素群Dは逆問題の性格上、拡大前の画素Aの情報を完全には保存できていないため、パターンマッチングの結果である画素群D’が画素Aの正確な拡大画像としては誤差が大きいという問題がある。そこで、本発明ではテンプレートとして用いる拡大画素群Dに元画素Aを加えた図4に示すパターンEをテンプレートとする。E=AA=AAp0Ap1ApnApm21ただし、図4に示すように、パターンEをテンプレートとして、画像F内をパターンマッチングしても画像F内にはパターンEと合同なパターンが存在しないため、パターンマッチングできない。そこで、自己合同性の利用を、自己相似性の利用に拡大し、図4のパターンE’をパターンマッチングの探索対象とする。画像の自己相似性はフラクタル画像圧縮にも利用される良く知られた性質であるため、この拡張は妥当なものと考えられる。そして、パターンEとパターンE’とを評価関数に基づいて、パターンマッチングを行う。このパターンマッチングの評価関数は、一般的には二乗誤差、若しくは絶対値誤差の総和が用いられる。しかし、これらの評価関数では、前述した低解像度撮像センサ画素値は、高解像度撮像センサ画素値の平均値であるという性質が考慮されないため、正確なパターンマッチングができない。例えば、図5Aに示すようなAp0=Ap1=Ap2=Ap3=3のパターンの拡大画素群Dを、同図Bに示すAp0=Ap1=Ap2=3、Ap3=4のパターンBと、同図Cに示すAp0=2、Ap1=Ap2=3、Ap3=4のパターンCとを、二乗誤差を評価関数に用いてパターンマッチングした場合、同図CのパターンCが平均値は3であるので、本来なら解の一つであるが、平均値の異なるパターンBが二乗誤差により選択されてしまう。そこで、本発明では二乗誤差、若しくは絶対値誤差の総和を評価関数として用いず、以下の評価関数を用いてパターンマッチングする。argMinaA-AbΣApn-ΣApncΣApn-Apnなお、3式のargMinは、を最小にする変数を求めるという意味を示す。すなわち、3式の内の値を最小とするAp0Ap1ApnApm21を求めるパターンマッチングを行うことになる。ここで、3式には、図6に示すように、絶対値誤差の積算項ΣApn-Apn以外に、平均値同士の差分項ΣApn-ΣApnと、拡大前の画素相当の誤差項A-Aが加わっているので、前述した拡大前画素情報の欠落、センサモデルにおける平均値処理の欠如が解消され、より推定の精度が上がった拡大画像相当のパターンが選択される。なお、3式中、abcは任意の定数であり、どの要素を重視するかで変更可能であるし、これをノイズ状況などの情報で動的に変化させてもよい。図1に戻って説明する。図1に示す本実施の形態の画像解像度変換装置10は、上記のアルゴリズムに従った装置で、フレームメモリ12は蓄積した原画像11の画素Aのデータと、m倍ここではm=2の拡大のフィルタ処理に必要な画素Aの近傍の画素のデータとを同時に拡大フィルタ13に供給する。拡大フィルタ13はフィルタアルゴリズムに応じて、画素Aの拡大画素群Dを生成し、更にその拡大画素群Dに元画素Aを加えた2式に示したパターンEを生成し、このパターンEをパターンマッチング部14にテンプレートとして出力する。パターンマッチング部14はフレームメモリ12に対し、原画像11画像F内の自己合同性の利用を自己相似性の利用に拡大した比較対象パターンE’を含んだ所定画素数の画素群の読出しアドレスを順次送信することで、フレームメモリ12から読み出した比較対象パターンE’を含んだ画素群を取得する。続いて、パターンマッチング部14は、フレームメモリ12から取得した比較対象パターンE’を含んだ画素群と、拡大フィルタ13から供給されるテンプレートEとの評価関数を計算するパターンマッチングを行う。このときの評価関数は前述の3式であり、撮像センサの動作モデルを考慮した評価関数である。そして、パターンマッチング部14は、取得した画素群内の比較対象パターンE’の中で、上記の評価関数が最小となる比較対象パターンを、パターンマッチングで探索した画素Aの最終的な拡大画素群として出力する。最終的な拡大画素群を順に出力することで原画像11の2倍m=2の拡大画像15がパターンマッチング部14から得られる。このように、本実施の形態によれば、通常の拡大フィルタ処理で生成した候補補間画素群に元画素を加えたパターンであるテンプレートEと、原画像11内の自己相似性を利用した所定画素数の比較対象パターンE’とを、撮像センサの動作モデルを考慮した評価関数に基づいてパターンマッチングを行い、評価関数が最小となる比較対象パターンを最終的な拡大画素群としたため、フィルタ型画素補間のような低域フィルタ処理を行わないため、低域フィルタ処理に起因するボケの無い良好な解像度拡大画像を得ることができる。"