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IMAGE PROCESSING DEVICE, METHOD, AND PROGRAM

Patent code P110004028
File No. A222P42
Posted date Jul 5, 2011
Application number P2007-211859
Publication number P2009-049562A
Patent number P4388110
Date of filing Aug 15, 2007
Date of publication of application Mar 5, 2009
Date of registration Oct 9, 2009
Inventor
  • (In Japanese)寅市 和男
  • (In Japanese)李 佳
  • (In Japanese)大宮 康宏
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title IMAGE PROCESSING DEVICE, METHOD, AND PROGRAM
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing device, method and program which can prevent image degradation which occurs when modifying the image magnification.
SOLUTION: The image processing device includes: an image input unit 10 which performs an image input; an edge direction calculation unit 24 which detects the edge direction contained in an image inputted by the image input unit 10; an interpolation position decision unit 26 which performs interpolation processing the image inputted by the image input unit 10 in the direction of an edge detected by the edge direction calculation unit 24, an interpolation object pixel decision unit 28, a first direction interpolation unit 30, and a second direction interpolation unit 32.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来から、バイキュービック法を用いて画像の補間処理を行う際に、画像のエッジ付近での補間係数の調整やサンプリング間隔の変更を行って水平方向および垂直方向での補間を順次行う手法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】
特開2006-54899号公報(第8-19頁、図1-15)

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、入力画像の解像度変換を行う画像処理装置、方法およびプログラムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
互いに直交する水平軸および垂直軸に沿って配置された複数の画素によって構成された画像の入力を行う画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像に対して拡大/縮小の倍率を指定する倍率指定手段と、
前記倍率指定手段によって指定された倍率に応じた補間位置を決定する補間位置決定手段と、
前記補間位置決定手段によって決定された一つの前記補間位置を包囲する4つの画素の画素値に基づいて、これら4つの画素に対応する画像の濃度勾配を算出し、濃度勾配に対して垂直な向きをエッジの方向として決定するエッジ方向検出手段と、
前記補間位置を通り、前記エッジ方向検出手段によって検出されたエッジの向きを有する第1の補間軸を設定するとともに、水平軸あるいは垂直軸のいずれか一方を第2の補間軸として用い、これら第1および第2のそれぞれに沿って前記補間位置を挟んで斜め方向と左右あるいは上下2画素ずつ合計16個の画素を、前記画像入力手段によって入力された画像を構成する複数の画素の中から補間対象画素として抽出する補間対象画素決定手段を有し、この抽出された16個の画素の画素値に基づき、前記補間位置の画素値を算出する補間処理手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】
 
請求項1において、
前記第1の補間軸は、エッジの向きに一致した直線形状を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項3】
 
請求項1において、
前記第1の補間軸は、補間位置においてエッジの向きに一致した直線に接する非直線形状を有することを特徴とする画像処理装置。

【請求項4】
 
請求項1において、
前記補間処理手段は、前記第2の補間軸に沿って第1の補間処理を行うことにより仮想的な複数の補間位置における画素値を算出し、この第1の補間処理によって得られた複数の補間位置に対応する画素値を用いて、前記補間位置決定手段によって決定された補間位置に対応する補間値を前記第1の補間軸に沿って算出することを特徴とする画像処理装置。

【請求項5】
 
請求項1において、
前記補間対象画素決定手段は、前記エッジ方向検出手段によって検出されたエッジの向きに基づいて、前記水平軸および前記垂直軸のいずれを前記第2の補間軸として用いるかを決定することを特徴とする画像処理装置。

【請求項6】
 
請求項1において、
前記補間対象画素決定手段は、前記第1の補間軸との角度が45度以上となる前記水平軸あるいは前記垂直軸を前記第2の補間軸として設定することを特徴とする画像処理装置。

【請求項7】
 
請求項1において、
前記補間処理手段は、前記第1および第2の補間軸に沿って格子状に配置されるように前記第2の補間軸に沿って前記所定個の画素の画素位置を調整した後に補間処理を行うことを特徴とする画像処理装置。

【請求項8】
 
請求項1~7のいずれかにおいて、
前記補間処理手段による補間処理は、隣接する画素の間隔をtとしたときに、
φ(t)=-1.75|t|2 +1.0 (|t|≦0.5)
1.25|t|2 -3.0|t|+1.75 (0.5<|t|≦1.0)
0.75|t|2 -2.0|t|+1.25 (1.0<|t|≦1.5)
-0.25|t|2 +|t|-1.0 (1.5<|t|≦2.0)
0 (2.0<|t|)
で表される標本化関数φ(t)を用いて行われることを特徴とする画像処理装置。

【請求項9】
 
互いに直交する水平軸および垂直軸に沿って配置された複数の画素によって構成された画像の入力を行う画像入力ステップと、
前記画像入力ステップにおいて入力された画像に対して拡大/縮小の倍率を指定する倍率指定ステップと、
前記倍率指定ステップにおいて指定された倍率に応じた補間位置を決定する補間位置決定ステップと、
前記補間位置決定ステップにおいて決定された一つの前記補間位置を包囲する4つの画素の画素値に基づいて、これら4つの画素に対応する画像の濃度勾配を算出し、濃度勾配に対して垂直な向きをエッジの方向として決定するエッジ方向検出ステップと、
前記補間位置を通り、前記エッジ方向検出ステップにおいて検出されたエッジの向きを有する第1の補間軸を設定するとともに、水平軸あるいは垂直軸のいずれか一方を第2の補間軸として用い、これら第1および第2のそれぞれに沿って前記補間位置を挟んで斜め方向と左右あるいは上下2画素ずつ合計16個の画素を、前記画像入力ステップにおいて入力された画像を構成する複数の画素の中から補間対象画素として抽出する補間対象画素決定ステップを有し、この抽出された16個の画素の画素値に基づき、前記補間位置の画素値を算出する補間処理ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。

【請求項10】
 
請求項9において、
前記第1の補間軸は、エッジの向きに一致した直線形状を有することを特徴とする画像処理方法。

【請求項11】
 
請求項9において、
前記第1の補間軸は、補間位置においてエッジの向きに一致した直線に接する非直線形状を有することを特徴とする画像処理方法。

【請求項12】
 
請求項9において、
前記補間処理ステップは、前記第2の補間軸に沿って第1の補間処理を行うことにより仮想的な複数の補間位置における画素値を算出し、この第1の補間処理によって得られた複数の補間位置に対応する画素値を用いて、前記補間位置決定ステップにおいて決定された補間位置に対応する補間値を前記第1の補間軸に沿って算出することを特徴とする画像処理方法。

【請求項13】
 
請求項9において、
前記補間対象画素決定ステップは、前記エッジ方向検出ステップにおいて検出されたエッジの向きに基づいて、前記水平軸および前記垂直軸のいずれを前記第2の補間軸として用いるかを決定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項14】
 
請求項9において、
前記補間対象画素決定ステップは、前記第1の補間軸との角度が45度以上となる前記水平軸あるいは前記垂直軸を前記第2の補間軸として設定することを特徴とする画像処理方法。

【請求項15】
 
請求項9において、
前記補間処理ステップは、前記第1および第2の補間軸に沿って格子状に配置されるように前記第2の補間軸に沿って前記所定個の画素の画素位置を調整した後に補間処理を行うことを特徴とする画像処理方法。

【請求項16】
 
請求項9~15のいずれかにおいて、
前記補間処理ステップにおける補間処理は、隣接する画素の間隔をtとしたときに、
φ(t)=-1.75|t|2 +1.0 (|t|≦0.5)
1.25|t|2 -3.0|t|+1.75 (0.5<|t|≦1.0)
0.75|t|2 -2.0|t|+1.25 (1.0<|t|≦1.5)
-0.25|t|2 +|t|-1.0 (1.5<|t|≦2.0)
0 (2.0<|t|)
で表される標本化関数φ(t)を用いて行われることを特徴とする画像処理方法。

【請求項17】
 
コンピュータを、
互いに直交する水平軸および垂直軸に沿って配置された複数の画素によって構成された画像の入力を行う画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像に対して拡大/縮小の倍率を指定する倍率指定手段と、
前記倍率指定手段によって指定された倍率に応じた補間位置を決定する補間位置決定手段と、
前記補間位置決定手段によって決定された一つの前記補間位置を包囲する4つの画素の画素値に基づいて、これら4つの画素に対応する画像の濃度勾配を算出し、濃度勾配に対して垂直な向きをエッジの方向として決定するエッジ方向検出手段と、
前記補間位置を通り、前記エッジ方向検出手段によって検出されたエッジの向きを有する第1の補間軸を設定するとともに、水平軸あるいは垂直軸のいずれか一方を第2の補間軸として用い、これら第1および第2のそれぞれに沿って前記補間位置を挟んで斜め方向と左右あるいは上下2画素ずつ合計16個の画素を、前記画像入力手段によって入力された画像を構成する複数の画素の中から補間対象画素として抽出する補間対象画素決定手段を有し、この抽出された16個の画素の画素値に基づき、前記補間位置の画素値を算出する補間処理手段と、
して機能させるための画像処理プログラム。

【請求項18】
 
請求項17において、
前記第1の補間軸は、エッジの向きに一致した直線形状を有することを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項19】
 
請求項17において、
前記第1の補間軸は、補間位置においてエッジの向きに一致した直線に接する非直線形状を有することを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項20】
 
請求項17において、
前記補間処理手段は、前記第2の補間軸に沿って第1の補間処理を行うことにより仮想的な複数の補間位置における画素値を算出し、この第1の補間処理によって得られた複数の補間位置に対応する画素値を用いて、前記補間位置決定手段によって決定された補間位置に対応する補間値を前記第1の補間軸に沿って算出することを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項21】
 
請求項17において、
前記補間対象画素決定手段は、前記エッジ方向検出手段によって検出されたエッジの向きに基づいて、前記水平軸および前記垂直軸のいずれを前記第2の補間軸として用いるかを決定することを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項22】
 
請求項17において、
前記補間対象画素決定手段は、前記第1の補間軸との角度が45度以上となる前記水平軸あるいは前記垂直軸を前記第2の補間軸として設定することを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項23】
 
請求項17において、
前記補間処理手段は、前記第1および第2の補間軸に沿って格子状に配置されるように前記第2の補間軸に沿って前記所定個の画素の画素位置を調整した後に補間処理を行うことを特徴とする画像処理プログラム。

【請求項24】
 
請求項17~23のいずれかにおいて、
前記補間処理手段による補間処理は、隣接する画素の間隔をtとしたときに、
φ(t)=-1.75|t|2 +1.0 (|t|≦0.5)
1.25|t|2 -3.0|t|+1.75 (0.5<|t|≦1.0)
0.75|t|2 -2.0|t|+1.25 (1.0<|t|≦1.5)
-0.25|t|2 +|t|-1.0 (1.5<|t|≦2.0)
0 (2.0<|t|)
で表される標本化関数φ(t)を用いて行われることを特徴とする画像処理プログラム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007211859thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST New High-Performance Information Processing Technology Supporting Information-Oriented Society - Aiming at the Creation of New High-Speed, Large-Capacity Computing Technology Based on Quantum Effects, Molecular Functions, Parallel Processing, etc.- AREA
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