JP3775180B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法及び装置に関し、特に多値画像の拡大処理をする画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディジタル画像を処理するディジタル複写機等において、高画質なディジタル画像を取得することができるように、画像を読み取るスキャナ等から入力された画像の解像度よりも、レーザによって感光体ドラムに描画されて出力される画像の解像度の方を高く設定している。このような場合、入力された画像の解像度を出力される画像の解像度に変換する為に、入力された画像の拡大処理を行う必要がある。
【０００３】
例えば、１画素が８ビット、２５６段階調で表現されている多値画像を拡大する方法として、「画像処理ハンドブック」（高木幹雄 著、下田陽久 監修、東京大学出版会、ｐ．４４２−４４３）に記載されている拡大方法においては、最近隣内挿法や共１次内挿法、３次たたき込み内挿法がある。最近隣内挿法では、図９（ａ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い観測点の画像データに基づいて、画像データを内挿することにより、多値画像の拡大処理をしていた。又、共一次内挿法では、図９（ｂ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い周囲４点の観測点の画像データ、３次たたき込み内挿法では、図９（ｃ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い周囲１６点の観測点の画像データにそれぞれ基づいて、画像データを内挿することにより、多値画像の拡大処理をしていた。
【０００４】
又、第２５２２３５７号特許公報に記載されている「画像の拡大方式」のような画像の拡大方法においては、入力画像の画像信号から、図１０（ａ）に示すような例えば、縦４画素、横４画素の合計１６画素を１ブロックとする入力画像信号ｘｉ（ｍ，ｎ）を生成して、このブロックに対してＤＣＴ演算を行い、ＤＣＴ係数Ｘｉ（ｕ，ｖ）を算出する。ブロックサイズを縦Ｎ画素、横Ｎ画素とするＤＣＴ演算式は式１に示すようになる。
【０００５】
【式１】
そして、入力画像を例えば２倍に拡大するのであれば、図１０（ｂ）に示すような縦８画素、横８画素の合計６４画素を１ブロックとして、その拡大ブロックの低域側にＤＣＴ演算により得られた係数、又高域側に零をそれぞれ設定して、縦８画素、横８画素の合計６４画素を１ブロックとする逆ＤＣＴ係数Ｘｏ（ｕ，ｖ）を生成し、この拡大ブロックに対して逆ＤＣＴ演算を行い、拡大した画像の拡大画像信号ｘｏ（ｍ，ｎ）を算出する。なお、ＤＣＴ演算式は式２に示すようになる。
【０００６】
【式２】
最後に、逆ＤＴＣ演算により算出した拡大画像信号の濃度レベルを調整する為に、その拡大画像信号ｘｏ（ｍ，ｎ）を拡大比率倍、ここでは２倍にすることで画像の拡大処理をしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような多値画像の拡大方法においては、拡大処理の対象となるブロックに急峻なエッジ部分が含まれている場合には、ブロックの高域側の信号成分では入力画像の画素間を線形に補間することができない為、拡大ブロックにおいて、リンギングが発生して、画質が著しく劣化するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、リンギングの発生を抑止して、高画質な画像を取得する画像処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、多値画像の拡大処理を行う画像処理方法において、前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成するステップと、前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行うステップと、前記多値画像の拡大処理を行うステップと、前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成するステップと、前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成するステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２のＤＣＴ係数は、前記第１のブロックのエッジの特徴を分析し、該分析結果に基いて、予め少なくとも２つ以上記憶した異なる第２の所定の定数の中から、前記第１のブロックのエッジの特徴に対応した前記第２の所定の定数を選択して生成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第１のＤＣＴ係数の量子化を行い、該量子化した前記第１のＤＣＴ係数をエントロピ符号化して圧縮処理を施し、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化する際に、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化して、量子化された前記第１のＤＣＴ係数を生成し、前記第２のブロックの低域側に、量子化された前記第１のＤＣＴ係数に前記所定の定数を乗じた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成し、該第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行い、前記多値画像の拡大処理に圧縮処理を融合して行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、多値画像の拡大処理を行う画像処理装置において、前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成する第１のブロック生成手段と、前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成する第１のＤＣＴ係数生成手段と、前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成する第２のＤＣＴ係数生成手段と、前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行う逆ＤＣＴ変換手段と、前記多値画像の拡大処理を行う拡大処理手段と、前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成する第３のブロック生成手段と、前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成する第３のＤＣＴ係数生成手段と、前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成する定数生成手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に関する画像処理方法及び装置の一実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明を適用した画像処理装置１００の構成について説明する。図１は、画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、画像処理装置１００は画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、エッジ検出部１０５、エッジ用フィルタテーブル１０６、非エッジ用フィルタテーブル１０７、係数制御部１０８、乗算部１０９、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１及び画像出力部１１２から構成される。
【００１７】
画像入力部１０１は、例えば画像を読み取るスキャナ等に接続されて、画像信号を入力するものである。
ブロック生成部１０２は、画像入力部１０１から入力された画像信号を所定の画素数にブロック化するものであり、例えば、入力された画像信号を縦４画素、横４画素の画素数にブロック化する。
ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像信号に対してＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成するのものである。
１次バッファ１０４は、ＤＣＴ変換部１０３で生成されたＤＣＴ係数を一時的に蓄積するものである。
エッジ検出部１０５は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、検出結果を示すエッジ検出信号を出力するものである。
エッジ用フィルタテーブル１０６は、画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれている画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されたフィルタテーブルである。
非エッジ用フィルタテーブル１０７は、画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれていない画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されたフィルタテーブルである。
係数制御部１０８は、エッジ用フィルタテーブル１０６と非エッジ用フィルタテーブル１０７を有し、エッジ検出部１０５により出力されるエッジ検出信号に基づいて、画像信号の拡大処理に最適なフィルタテーブルを選択するものである。
乗算部１０９は、係数制御部１０８と１次バッファ１０４と同期を取りながら、逆ＤＣＴ係数を生成するものである。
２次バッファ１１０は、乗算部１０９で生成された逆ＤＣＴ係数を一時的に蓄積するものである。
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆ＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴ演算を行い、画像を拡大した拡大画像信号を出力するものである。
画像出力部１１２は、例えばプリンタ等の出力装置に接続されて、逆ＤＣＴ変換部１１１から出力された画像を出力するものである。
【００１８】
では、図２を参照して、画像の拡大処理方法を説明する。図２は、画像の拡大処理をする一連の流れを示す図である。
【００１９】
ここでは、１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素からなる入力画像を２倍の大きさに拡大して、１ブロック当たり縦８画素、横８画素の合計６４画素からなる画像に拡大処理をするものとして説明する。
【００２０】
まず、画像入力部１０１から画像を入力すると、ブロック生成部１０２は図２（ａ）に示すような縦４画素、横４画素の合計１６画素を１ブロックとする画像信号ａ［ｉ，ｊ］を生成する。ＤＣＴ変換部１０３はブロック化された画像信号ａ［ｉ，ｊ］に対してＤＣＴ演算を行い、図２（ｂ）に示すようなＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］を生成する。
【００２１】
又、エッジ検出部１０５から出力されるエッジ検出信号に基づいて、図２（ｃ）に示すように、生成された画像信号ａ［ｉ，ｊ］を拡大処理するのに最適なフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］が設定されているフィルタテーブルを選択する。
【００２２】
そして、図２（ｄ）に示すように、ｉ，ｊがそれぞれ４未満である画素の逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］にはＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］に選択されたエッジ用フィルタのフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］を乗じた値、又ｉ，ｊが４以上である画素の逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］には零をそれぞれ設定して、縦８画素、横８画素の合計６４画素を１ブロックとする逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］を生成する。この画像信号ｃ［ｉ，ｊ］に対して逆ＤＣＴ演算を行い、図２（ｅ）に示すような拡大ブロックを生成する。
【００２３】
なお、画像の拡大処理を行った際に、逆ＤＣＴ演算によって得られたブロックに対して画像濃度を調整する必要があり、例えば画像を２倍に拡大した場合には、画像の濃度を２倍に調整しなければならないが、ここでは逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］を生成する段階で、ＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］の各係数値にフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］が既に乗じてある為に、そのような濃度調整を行う必要はない。又、フィルタテーブルに設定されているフィルタ係数は、画質が劣化しないように考慮して任意の値を設定しておく。
【００２４】
では、図３を参照して、フィルタテーブルのフィルタ係数の設計方法について説明する。図３は、フィルタテーブルのフィルタ係数を設計する一連の流れを示す図である。
【００２５】
入力画像から生成した図３（ａ）に示すようなブロックを拡大すると、ブロックは図３（ｂ）に示す値になる。なお、図中の数字は、１画素当たり８ビット、２５６段階調で表現している画像の段階調を示している。
【００２６】
図３（ａ）に示したブロックを最近隣内挿法により拡大すると、図３（ｂ）に示すような係数値をもつブロックとなり、図３（ｂ）に示したブロックをＤＣＴ変換することにより、図３（ｄ）に示すようなブロックのＤＣＴ係数を取得する。又、図３（ａ）に示したブロックについても同様にＤＣＴ変換することにより、図３（ｃ）に示すようなブロックのＤＣＴ係数を取得する。
【００２７】
そして、図３（ｃ）に示したブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目の画素と図３（ｄ）に示したブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目の画素との比を算出し、図３（ｅ）に示すブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目にその比を当てはめて、１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックのフィルタ係数を生成する。図３（ｃ）に示したブロックは１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックであり、図３（ｄ）に示したブロックは１ブロック当たり縦８画素、横８画素の合計６４画素とするブロックであり、それぞれのブロックの画素数は異なるが、比率を算出する際に対応する画素部分は１６画素のみであり、他の対応する画素がない部分はフィルタ係数の値は零となり、従って、図３（ｅ）に示すような１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックのフィルタ係数となる。
【００２８】
このように設計されたフィルタは、フィルタ係数の最も低域側にあたるＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ；直流）成分に濃度調整の２が設定され、成分が高域側になるにつれてＤＣＴ係数値が滑らかに減衰するようになっており、逆ＤＣＴ変換したブロック内部において、リンギングが発生するのを抑制する。
【００２９】
ここまで、入力画像が１ブロック当たり縦４画素、横４画素の画素数からなるブロックを１ブロック当たり縦８画素、横８画素の画素数からなるブロックに拡大処理をするものとして説明したが、入力画像の画素数や出力画像の画素数はそれぞれ任意の値であって良く、又入力画像を拡大する比率にあっても用途に応じて任意に設定すれば良い。
【００３０】
では、図４及び図５を参照して、画像の拡大処理の流れを説明する。図４は画像の拡大処理をする一連の流れを示すフローチャートであり、図５は画像の拡大処理におけるフィルタ係数の乗算処理の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
画像入力部１０１から画像信号を入力し（ステップ２０１）、ブロック生成部１０２は入力した画像信号を縦横所定の画素数からなるブロックとして生成する（ステップ２０２）。ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像をＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成し（ステップ２０３）、１次バッファ１０４はＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ２０４）。
【００３２】
一方、エッジ検出部１０５は、画像入力部１０１から入力された画像のエッジ部分を検出して、エッジ部分の検出の有無を示すエッジ検出信号を出力し（ステップ２０５）、係数制御部１０８は検出されたエッジ検出信号に基づいて、拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているならば（ステップ２０６のＹＥＳ）、エッジ用フィルタテーブル１０６を選択し（ステップ２０７）、又急峻なエッジが含まれていなければ（ステップ２０６のＮＯ）、非エッジ用フィルタテーブル１０７を選択する（ステップ２０８）。
【００３３】
乗算部１０９は、係数制御部１０８と１次バッファ１０４との同期を取りながら、１次バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数に係数制御部１０８が選択したフィルタテーブルのフィルタ係数を乗算することで、逆ＤＣＴ係数を生成し（ステップ２０９）、２次バッファ１１０は逆ＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ２１０）。
【００３４】
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆ＤＣＴ係数から逆ＤＣＴ演算を行い、拡大ブロックを生成して（ステップ２１１）、画像出力部１１２は逆ＤＣＴ変換部１１１で拡大された画像信号を出力する（ステップ２１２）。
又、ステップ２０９の乗算処理において、逆ＤＣＴ係数の値を設定する際に、１次バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数の画素と対応するフィルタテーブルのフィルタ係数の画素がある部分については（ステップ２５１のＹＥＳ）、逆ＤＣＴ係数の値に、ＤＣＴ係数の値にフィルタ係数の値を乗算した値を設定する（ステップ２５２）。又、ステップ２５１において、ＤＣＴ係数の画素に対応するフィルタ係数の画素がない部分については（ステップ２５１のＮＯ）、逆ＤＣＴ係数の値に零を設定する（ステップ２５３）。
【００３５】
ブロックの横方向１列目でまだ画素があるならば（ステップ２５４のＹＥＳ）、横方向で次の画素に移って（ステップ２５５）、同様の処理を行う。そして、横方向１列目の全ての画素について処理が終了し（ステップ２５４のＮＯ）、続いて横方向で次の列があるならば（ステップ２５６のＹＥＳ）、横方向２列目に移って（ステップ２５７）、同様の処理を行う。横方向で次の列がなく、つまり逆ＤＣＴ係数の全ての画素について値が設定されたならば（ステップ２５６のＮＯ）、乗算処理を終了する。
【００３６】
なお、ステップ２０５において、エッジ検出部１０５がブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、その検出結果に基いて、係数制御部１０８が急峻なエッジ部分が含まれている画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されているエッジ用フィルタテーブル１０６を選択し、それ以外の時には非エッジ用フィルタテーブル１０７を選択するように構成しているが、上述したようにフィルタテーブルのフィルタ係数値は任意に設定することができる為、エッジ用フィルタテーブル１０６及び非エッジ用フィルタテーブル１０７の他にも、複数のフィルタテーブルを用意しておき、生成されたブロックの特徴をより詳細に分析して、ブロックの特徴に最も適したフィルタテーブルを選択し、拡大処理を行うように構成しても良い。
【００３７】
さて、上述したようなＤＣＴ変換を用いた画像の拡大処理は、画像の圧縮処理との融合性が高い。そこで、画像の拡大処理と圧縮処理とを融合させた処理例について説明する。
【００３８】
まず、図６を参照して、本発明を適用した画像処理装置１５０の構成について説明する。図６は、画像処理装置１５０の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
図６において、画像処理装置１５０は、上述の画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１、画像出力部１１２に加えて、図中に点線で示される枠内の量子化部１５１、量子化フィルタテーブル１５２、ハフマン符号化部１５３、記憶装置１５４、ハフマン復号化部１５５、逆量子化部１５６、逆量子化フィルタテーブル１５７から構成される。なお、ここで説明する画像処理装置１５０は図中の点線示される箇所を除いて、上述の画像処理装置１００と同様の構成である為、画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１、画像出力部１１２については説明を省略する。
【００４０】
量子化フィルタテーブル１５１は、１次バッファに蓄積されているＤＣＴ係数を量子化する量子化値が設定されているフィルタテーブルである。
量子化部１５２は、量子化フィルタテーブル１５１を有し、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている量子化値に基づいて、バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数を量子化するものである。
ハフマン符号化１５３は、量子化部１５２により量子化されたデータを、ハフマン符号に符号化するものである。なお、ここでは、ハフマン符号への符号化を例としているがこの他にも、算術符号化等を利用することもできる（本明細書中では、これらの符号化を総称してエントロピ符号化と表現する）。
【００４１】
記憶装置１５４は、例えばハードディスク装置であり、ハフマン符号化部１５３により符号化されたハフマン符号データを記憶するものである。
ハフマン復号化部１５５は、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化するものである。
逆量子化フィルタテーブル１５６は、ハフマン復号化部１５５で復号化されたデータを逆量子化する逆量子化値が設定されているフィルタテーブルである。 逆量子化部１５７は、逆量子化フィルタテーブル１５６を有し、逆量子化フィルタテーブル１５６に設定されている逆量子化値に基づいて、ハフマン復号化部１５５で復号化されたデータを逆量子化するものである。
【００４２】
では、図７を参照して、フィルタテーブルの量子化値及び逆量子化値の設定方法について説明する。
【００４３】
図７は、フィルタテーブルに設定した量子化値及び逆量子化値を示す図である。
通常、画像の圧縮処理のみを行うのであれば、量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６とにそれぞれ同じ量子化値を設定すれば良いが、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理においては、逆量子化フィルタテーブル１５６には、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている図７（ａ）に示すような量子化値に、図３（ｅ）に示した画像の拡大処理に用いるフィルタ係数を乗算した、図７（ｂ）に示すような逆量子化値を設定する。
【００４４】
このように、逆量子化する際に必要な逆量子化フィルタテーブル１５６に対して、画像の拡大処理をする際に必要なフィルタテーブルの係数を乗算したフィルタを用いることで、画像処理装置１５０において、画像の圧縮処理を行うのみならずに画像の拡大処理を融合して行う。
【００４５】
では、図８を参照して、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを説明する。
【００４６】
図８は、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
画像入力部１０１から画像信号を入力し（ステップ３０１）、ブロック生成部１０２は入力した画像信号を縦横所定の画素数からなるブロックとして生成する（ステップ３０２）。ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像をＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成し（ステップ３０３）、１次バッファ１０４はＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ３０４）。
【００４８】
量子化部１５２は、量子化フィルタテーブル１５１を選択して（ステップ３０５）、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている量子化値に基づいて、バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数を量子化し（ステップ３０６）、ハフマン符号化１５３は量子化部１５２により量子化されたデータをハフマン符号に符号化し（ステップ３０７）、記憶装置１５４はハフマン符号化部１５３により符号化されたハフマン符号データを記憶する（ステップ３０８）。
【００４９】
又、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化する際は、ハフマン復号化部１５５は、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化して（ステップ３０９）、逆量子化部１５７は、逆量子化フィルタテーブル１５６を選択して（ステップ３１０）、逆量子化フィルタテーブル１５６に設定されている逆量子化値に基づいて、復号化したデータを逆量子化し（ステップ３１１）、２次バッファ１０４は逆量子化したデータを一時的に蓄積する（ステップ３１２）。
【００５０】
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆量子化したデータに対して逆ＤＣＴ演算を行い、拡大ブロックを生成して（ステップ３１３）、画像出力部１１２は逆ＤＣＴ変換部１１１で拡大された画像信号を出力する（ステップ３１４）。
【００５１】
このような融合処理においても、複数の量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６を用意して、上述のエッジ検出部１０５によりブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、このエッジ検出部１０５により出力されるエッジ検出信号に基づいて、そのブロックを処理する為に最適な量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６とを選択するように構成を拡張しても良い。なお、その際に量子化フィルタテーブル１５１に設定される量子化値と逆量子化フィルタテーブル１５６に設定される逆量子化値とを、それぞれ異なる値に設定しておく。
【００５２】
【発明の効果】
本発明においては、逆ＤＣＴ係数を生成する際に、ブロックの低域側にＤＣＴ係数にフィルタ係数を乗じた値、又広域側に零をそれぞれ設定して逆ＤＣＴ係数を生成するように構成したので、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、リンギングの発生を抑止して、高画質な画像を取得することができる。
【００５３】
又、予め複数のフィルタテーブルを用意しておき、画像のブロックの特徴を分析して、ブロックの特徴に最も適したフィルタ係数を随時選択しながら画像の拡大処理を行えることができる為、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、画質の劣化を一層抑えて、高画質な画像を取得することできる。
【００５４】
又、画像の圧縮処理を行う為に、画像データの量子化値を設定した量子化フィルタテーブルと逆量子化フィルタテーブルに対して、画像の拡大処理を行うフィルタ係数を考慮した値を設定することで、画像の圧縮処理を行う回路に、拡大処理を行う為の回路を新たに追加せずに圧縮処理と拡大処理とを融合することができる為、回路構成を簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図。
【図２】 画像の拡大処理をする一連の流れを示す図。
【図３】 フィルタテーブルのフィルタ係数を設計する一連の流れを示す図。
【図４】 画像の拡大処理をする一連の流れを示すフローチャート。
【図５】 画像の拡大処理におけるフィルタ係数の乗算処理の流れを示すフローチャート。
【図６】 画像処理装置１５０の概略構成を示すブロック図。
【図７】 フィルタテーブルに設定した量子化値及び逆量子化値を示す図。
【図８】 画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを示すフローチャート。
【図９】 従来における画像の拡大方法を示す第１の図。
【図１０】 従来における画像の拡大方法を示す第２の図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法及び装置に関し、特に多値画像の拡大処理をする画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ディジタル画像を処理するディジタル複写機等において、高画質なディジタル画像を取得することができるように、画像を読み取るスキャナ等から入力された画像の解像度よりも、レーザによって感光体ドラムに描画されて出力される画像の解像度の方を高く設定している。このような場合、入力された画像の解像度を出力される画像の解像度に変換する為に、入力された画像の拡大処理を行う必要がある。
【０００３】
例えば、１画素が８ビット、２５６段階調で表現されている多値画像を拡大する方法として、「画像処理ハンドブック」（高木幹雄 著、下田陽久 監修、東京大学出版会、ｐ．４４２−４４３）に記載されている拡大方法においては、最近隣内挿法や共１次内挿法、３次たたき込み内挿法がある。最近隣内挿法では、図９（ａ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い観測点の画像データに基づいて、画像データを内挿することにより、多値画像の拡大処理をしていた。又、共一次内挿法では、図９（ｂ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い周囲４点の観測点の画像データ、３次たたき込み内挿法では、図９（ｃ）に示すように、画像データを内挿したい位置に最も近い周囲１６点の観測点の画像データにそれぞれ基づいて、画像データを内挿することにより、多値画像の拡大処理をしていた。
【０００４】
又、第２５２２３５７号特許公報に記載されている「画像の拡大方式」のような画像の拡大方法においては、入力画像の画像信号から、図１０（ａ）に示すような例えば、縦４画素、横４画素の合計１６画素を１ブロックとする入力画像信号ｘｉ（ｍ，ｎ）を生成して、このブロックに対してＤＣＴ演算を行い、ＤＣＴ係数Ｘｉ（ｕ，ｖ）を算出する。ブロックサイズを縦Ｎ画素、横Ｎ画素とするＤＣＴ演算式は式１に示すようになる。
【０００５】
【式１】
【０００６】
【式２】
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような多値画像の拡大方法においては、拡大処理の対象となるブロックに急峻なエッジ部分が含まれている場合には、ブロックの高域側の信号成分では入力画像の画素間を線形に補間することができない為、拡大ブロックにおいて、リンギングが発生して、画質が著しく劣化するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、リンギングの発生を抑止して、高画質な画像を取得する画像処理方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、多値画像の拡大処理を行う画像処理方法において、前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成するステップと、前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行うステップと、前記多値画像の拡大処理を行うステップと、前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成するステップと、前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成するステップと、前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成するステップとを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２のＤＣＴ係数は、前記第１のブロックのエッジの特徴を分析し、該分析結果に基いて、予め少なくとも２つ以上記憶した異なる第２の所定の定数の中から、前記第１のブロックのエッジの特徴に対応した前記第２の所定の定数を選択して生成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第１のＤＣＴ係数の量子化を行い、該量子化した前記第１のＤＣＴ係数をエントロピ符号化して圧縮処理を施し、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化する際に、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化して、量子化された前記第１のＤＣＴ係数を生成し、前記第２のブロックの低域側に、量子化された前記第１のＤＣＴ係数に前記所定の定数を乗じた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成し、該第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行い、前記多値画像の拡大処理に圧縮処理を融合して行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、多値画像の拡大処理を行う画像処理装置において、前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成する第１のブロック生成手段と、前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成する第１のＤＣＴ係数生成手段と、前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成する第２のＤＣＴ係数生成手段と、前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行う逆ＤＣＴ変換手段と、前記多値画像の拡大処理を行う拡大処理手段と、前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成する第３のブロック生成手段と、前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成する第３のＤＣＴ係数生成手段と、前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成する定数生成手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に関する画像処理方法及び装置の一実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
まず、図１を参照して、本発明を適用した画像処理装置１００の構成について説明する。図１は、画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、画像処理装置１００は画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、エッジ検出部１０５、エッジ用フィルタテーブル１０６、非エッジ用フィルタテーブル１０７、係数制御部１０８、乗算部１０９、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１及び画像出力部１１２から構成される。
【００１７】
画像入力部１０１は、例えば画像を読み取るスキャナ等に接続されて、画像信号を入力するものである。
ブロック生成部１０２は、画像入力部１０１から入力された画像信号を所定の画素数にブロック化するものであり、例えば、入力された画像信号を縦４画素、横４画素の画素数にブロック化する。
ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像信号に対してＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成するのものである。
１次バッファ１０４は、ＤＣＴ変換部１０３で生成されたＤＣＴ係数を一時的に蓄積するものである。
エッジ検出部１０５は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、検出結果を示すエッジ検出信号を出力するものである。
エッジ用フィルタテーブル１０６は、画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれている画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されたフィルタテーブルである。
非エッジ用フィルタテーブル１０７は、画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれていない画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されたフィルタテーブルである。
係数制御部１０８は、エッジ用フィルタテーブル１０６と非エッジ用フィルタテーブル１０７を有し、エッジ検出部１０５により出力されるエッジ検出信号に基づいて、画像信号の拡大処理に最適なフィルタテーブルを選択するものである。
乗算部１０９は、係数制御部１０８と１次バッファ１０４と同期を取りながら、逆ＤＣＴ係数を生成するものである。
２次バッファ１１０は、乗算部１０９で生成された逆ＤＣＴ係数を一時的に蓄積するものである。
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆ＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴ演算を行い、画像を拡大した拡大画像信号を出力するものである。
画像出力部１１２は、例えばプリンタ等の出力装置に接続されて、逆ＤＣＴ変換部１１１から出力された画像を出力するものである。
【００１８】
では、図２を参照して、画像の拡大処理方法を説明する。図２は、画像の拡大処理をする一連の流れを示す図である。
【００１９】
ここでは、１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素からなる入力画像を２倍の大きさに拡大して、１ブロック当たり縦８画素、横８画素の合計６４画素からなる画像に拡大処理をするものとして説明する。
【００２０】
まず、画像入力部１０１から画像を入力すると、ブロック生成部１０２は図２（ａ）に示すような縦４画素、横４画素の合計１６画素を１ブロックとする画像信号ａ［ｉ，ｊ］を生成する。ＤＣＴ変換部１０３はブロック化された画像信号ａ［ｉ，ｊ］に対してＤＣＴ演算を行い、図２（ｂ）に示すようなＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］を生成する。
【００２１】
又、エッジ検出部１０５から出力されるエッジ検出信号に基づいて、図２（ｃ）に示すように、生成された画像信号ａ［ｉ，ｊ］を拡大処理するのに最適なフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］が設定されているフィルタテーブルを選択する。
【００２２】
そして、図２（ｄ）に示すように、ｉ，ｊがそれぞれ４未満である画素の逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］にはＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］に選択されたエッジ用フィルタのフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］を乗じた値、又ｉ，ｊが４以上である画素の逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］には零をそれぞれ設定して、縦８画素、横８画素の合計６４画素を１ブロックとする逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］を生成する。この画像信号ｃ［ｉ，ｊ］に対して逆ＤＣＴ演算を行い、図２（ｅ）に示すような拡大ブロックを生成する。
【００２３】
なお、画像の拡大処理を行った際に、逆ＤＣＴ演算によって得られたブロックに対して画像濃度を調整する必要があり、例えば画像を２倍に拡大した場合には、画像の濃度を２倍に調整しなければならないが、ここでは逆ＤＣＴ係数ｃ［ｉ，ｊ］を生成する段階で、ＤＣＴ係数ｂ［ｉ，ｊ］の各係数値にフィルタ係数ｓ［ｉ，ｊ］が既に乗じてある為に、そのような濃度調整を行う必要はない。又、フィルタテーブルに設定されているフィルタ係数は、画質が劣化しないように考慮して任意の値を設定しておく。
【００２４】
では、図３を参照して、フィルタテーブルのフィルタ係数の設計方法について説明する。図３は、フィルタテーブルのフィルタ係数を設計する一連の流れを示す図である。
【００２５】
入力画像から生成した図３（ａ）に示すようなブロックを拡大すると、ブロックは図３（ｂ）に示す値になる。なお、図中の数字は、１画素当たり８ビット、２５６段階調で表現している画像の段階調を示している。
【００２６】
図３（ａ）に示したブロックを最近隣内挿法により拡大すると、図３（ｂ）に示すような係数値をもつブロックとなり、図３（ｂ）に示したブロックをＤＣＴ変換することにより、図３（ｄ）に示すようなブロックのＤＣＴ係数を取得する。又、図３（ａ）に示したブロックについても同様にＤＣＴ変換することにより、図３（ｃ）に示すようなブロックのＤＣＴ係数を取得する。
【００２７】
そして、図３（ｃ）に示したブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目の画素と図３（ｄ）に示したブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目の画素との比を算出し、図３（ｅ）に示すブロックの横ｉ番目、縦ｊ番目にその比を当てはめて、１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックのフィルタ係数を生成する。図３（ｃ）に示したブロックは１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックであり、図３（ｄ）に示したブロックは１ブロック当たり縦８画素、横８画素の合計６４画素とするブロックであり、それぞれのブロックの画素数は異なるが、比率を算出する際に対応する画素部分は１６画素のみであり、他の対応する画素がない部分はフィルタ係数の値は零となり、従って、図３（ｅ）に示すような１ブロック当たり縦４画素、横４画素の合計１６画素とするブロックのフィルタ係数となる。
【００２８】
このように設計されたフィルタは、フィルタ係数の最も低域側にあたるＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ；直流）成分に濃度調整の２が設定され、成分が高域側になるにつれてＤＣＴ係数値が滑らかに減衰するようになっており、逆ＤＣＴ変換したブロック内部において、リンギングが発生するのを抑制する。
【００２９】
ここまで、入力画像が１ブロック当たり縦４画素、横４画素の画素数からなるブロックを１ブロック当たり縦８画素、横８画素の画素数からなるブロックに拡大処理をするものとして説明したが、入力画像の画素数や出力画像の画素数はそれぞれ任意の値であって良く、又入力画像を拡大する比率にあっても用途に応じて任意に設定すれば良い。
【００３０】
では、図４及び図５を参照して、画像の拡大処理の流れを説明する。図４は画像の拡大処理をする一連の流れを示すフローチャートであり、図５は画像の拡大処理におけるフィルタ係数の乗算処理の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
画像入力部１０１から画像信号を入力し（ステップ２０１）、ブロック生成部１０２は入力した画像信号を縦横所定の画素数からなるブロックとして生成する（ステップ２０２）。ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像をＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成し（ステップ２０３）、１次バッファ１０４はＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ２０４）。
【００３２】
一方、エッジ検出部１０５は、画像入力部１０１から入力された画像のエッジ部分を検出して、エッジ部分の検出の有無を示すエッジ検出信号を出力し（ステップ２０５）、係数制御部１０８は検出されたエッジ検出信号に基づいて、拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているならば（ステップ２０６のＹＥＳ）、エッジ用フィルタテーブル１０６を選択し（ステップ２０７）、又急峻なエッジが含まれていなければ（ステップ２０６のＮＯ）、非エッジ用フィルタテーブル１０７を選択する（ステップ２０８）。
【００３３】
乗算部１０９は、係数制御部１０８と１次バッファ１０４との同期を取りながら、１次バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数に係数制御部１０８が選択したフィルタテーブルのフィルタ係数を乗算することで、逆ＤＣＴ係数を生成し（ステップ２０９）、２次バッファ１１０は逆ＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ２１０）。
【００３４】
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆ＤＣＴ係数から逆ＤＣＴ演算を行い、拡大ブロックを生成して（ステップ２１１）、画像出力部１１２は逆ＤＣＴ変換部１１１で拡大された画像信号を出力する（ステップ２１２）。
又、ステップ２０９の乗算処理において、逆ＤＣＴ係数の値を設定する際に、１次バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数の画素と対応するフィルタテーブルのフィルタ係数の画素がある部分については（ステップ２５１のＹＥＳ）、逆ＤＣＴ係数の値に、ＤＣＴ係数の値にフィルタ係数の値を乗算した値を設定する（ステップ２５２）。又、ステップ２５１において、ＤＣＴ係数の画素に対応するフィルタ係数の画素がない部分については（ステップ２５１のＮＯ）、逆ＤＣＴ係数の値に零を設定する（ステップ２５３）。
【００３５】
ブロックの横方向１列目でまだ画素があるならば（ステップ２５４のＹＥＳ）、横方向で次の画素に移って（ステップ２５５）、同様の処理を行う。そして、横方向１列目の全ての画素について処理が終了し（ステップ２５４のＮＯ）、続いて横方向で次の列があるならば（ステップ２５６のＹＥＳ）、横方向２列目に移って（ステップ２５７）、同様の処理を行う。横方向で次の列がなく、つまり逆ＤＣＴ係数の全ての画素について値が設定されたならば（ステップ２５６のＮＯ）、乗算処理を終了する。
【００３６】
なお、ステップ２０５において、エッジ検出部１０５がブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、その検出結果に基いて、係数制御部１０８が急峻なエッジ部分が含まれている画像信号を拡大処理するのに最適な係数値が設定されているエッジ用フィルタテーブル１０６を選択し、それ以外の時には非エッジ用フィルタテーブル１０７を選択するように構成しているが、上述したようにフィルタテーブルのフィルタ係数値は任意に設定することができる為、エッジ用フィルタテーブル１０６及び非エッジ用フィルタテーブル１０７の他にも、複数のフィルタテーブルを用意しておき、生成されたブロックの特徴をより詳細に分析して、ブロックの特徴に最も適したフィルタテーブルを選択し、拡大処理を行うように構成しても良い。
【００３７】
さて、上述したようなＤＣＴ変換を用いた画像の拡大処理は、画像の圧縮処理との融合性が高い。そこで、画像の拡大処理と圧縮処理とを融合させた処理例について説明する。
【００３８】
まず、図６を参照して、本発明を適用した画像処理装置１５０の構成について説明する。図６は、画像処理装置１５０の概略構成を示すブロック図である。
【００３９】
図６において、画像処理装置１５０は、上述の画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１、画像出力部１１２に加えて、図中に点線で示される枠内の量子化部１５１、量子化フィルタテーブル１５２、ハフマン符号化部１５３、記憶装置１５４、ハフマン復号化部１５５、逆量子化部１５６、逆量子化フィルタテーブル１５７から構成される。なお、ここで説明する画像処理装置１５０は図中の点線示される箇所を除いて、上述の画像処理装置１００と同様の構成である為、画像入力部１０１、ブロック生成部１０２、ＤＣＴ変換部１０３、１次バッファ１０４、２次バッファ１１０、逆ＤＣＴ変換部１１１、画像出力部１１２については説明を省略する。
【００４０】
量子化フィルタテーブル１５１は、１次バッファに蓄積されているＤＣＴ係数を量子化する量子化値が設定されているフィルタテーブルである。
量子化部１５２は、量子化フィルタテーブル１５１を有し、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている量子化値に基づいて、バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数を量子化するものである。
ハフマン符号化１５３は、量子化部１５２により量子化されたデータを、ハフマン符号に符号化するものである。なお、ここでは、ハフマン符号への符号化を例としているがこの他にも、算術符号化等を利用することもできる（本明細書中では、これらの符号化を総称してエントロピ符号化と表現する）。
【００４１】
記憶装置１５４は、例えばハードディスク装置であり、ハフマン符号化部１５３により符号化されたハフマン符号データを記憶するものである。
ハフマン復号化部１５５は、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化するものである。
逆量子化フィルタテーブル１５６は、ハフマン復号化部１５５で復号化されたデータを逆量子化する逆量子化値が設定されているフィルタテーブルである。 逆量子化部１５７は、逆量子化フィルタテーブル１５６を有し、逆量子化フィルタテーブル１５６に設定されている逆量子化値に基づいて、ハフマン復号化部１５５で復号化されたデータを逆量子化するものである。
【００４２】
では、図７を参照して、フィルタテーブルの量子化値及び逆量子化値の設定方法について説明する。
【００４３】
図７は、フィルタテーブルに設定した量子化値及び逆量子化値を示す図である。
通常、画像の圧縮処理のみを行うのであれば、量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６とにそれぞれ同じ量子化値を設定すれば良いが、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理においては、逆量子化フィルタテーブル１５６には、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている図７（ａ）に示すような量子化値に、図３（ｅ）に示した画像の拡大処理に用いるフィルタ係数を乗算した、図７（ｂ）に示すような逆量子化値を設定する。
【００４４】
このように、逆量子化する際に必要な逆量子化フィルタテーブル１５６に対して、画像の拡大処理をする際に必要なフィルタテーブルの係数を乗算したフィルタを用いることで、画像処理装置１５０において、画像の圧縮処理を行うのみならずに画像の拡大処理を融合して行う。
【００４５】
では、図８を参照して、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを説明する。
【００４６】
図８は、画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
画像入力部１０１から画像信号を入力し（ステップ３０１）、ブロック生成部１０２は入力した画像信号を縦横所定の画素数からなるブロックとして生成する（ステップ３０２）。ＤＣＴ変換部１０３は、ブロック生成部１０２でブロック化された画像をＤＣＴ演算を行うことで、ＤＣＴ係数を生成し（ステップ３０３）、１次バッファ１０４はＤＣＴ係数を一時的に蓄積する（ステップ３０４）。
【００４８】
量子化部１５２は、量子化フィルタテーブル１５１を選択して（ステップ３０５）、量子化フィルタテーブル１５１に設定されている量子化値に基づいて、バッファ１０４に蓄積されているＤＣＴ係数を量子化し（ステップ３０６）、ハフマン符号化１５３は量子化部１５２により量子化されたデータをハフマン符号に符号化し（ステップ３０７）、記憶装置１５４はハフマン符号化部１５３により符号化されたハフマン符号データを記憶する（ステップ３０８）。
【００４９】
又、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化する際は、ハフマン復号化部１５５は、記憶装置１５４に記憶されているハフマン符号データを復号化して（ステップ３０９）、逆量子化部１５７は、逆量子化フィルタテーブル１５６を選択して（ステップ３１０）、逆量子化フィルタテーブル１５６に設定されている逆量子化値に基づいて、復号化したデータを逆量子化し（ステップ３１１）、２次バッファ１０４は逆量子化したデータを一時的に蓄積する（ステップ３１２）。
【００５０】
逆ＤＣＴ変換部１１１は、２次バッファ１１０に蓄積されている逆量子化したデータに対して逆ＤＣＴ演算を行い、拡大ブロックを生成して（ステップ３１３）、画像出力部１１２は逆ＤＣＴ変換部１１１で拡大された画像信号を出力する（ステップ３１４）。
【００５１】
このような融合処理においても、複数の量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６を用意して、上述のエッジ検出部１０５によりブロック生成部１０２でブロック化された画像信号の拡大処理の対象となるブロックに、急峻なエッジ部分が含まれているか否かを検出し、このエッジ検出部１０５により出力されるエッジ検出信号に基づいて、そのブロックを処理する為に最適な量子化フィルタテーブル１５１と逆量子化フィルタテーブル１５６とを選択するように構成を拡張しても良い。なお、その際に量子化フィルタテーブル１５１に設定される量子化値と逆量子化フィルタテーブル１５６に設定される逆量子化値とを、それぞれ異なる値に設定しておく。
【００５２】
【発明の効果】
本発明においては、逆ＤＣＴ係数を生成する際に、ブロックの低域側にＤＣＴ係数にフィルタ係数を乗じた値、又広域側に零をそれぞれ設定して逆ＤＣＴ係数を生成するように構成したので、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、リンギングの発生を抑止して、高画質な画像を取得することができる。
【００５３】
又、予め複数のフィルタテーブルを用意しておき、画像のブロックの特徴を分析して、ブロックの特徴に最も適したフィルタ係数を随時選択しながら画像の拡大処理を行えることができる為、急峻なエッジが含まれている多値画像の拡大処理をする際に、画質の劣化を一層抑えて、高画質な画像を取得することできる。
【００５４】
又、画像の圧縮処理を行う為に、画像データの量子化値を設定した量子化フィルタテーブルと逆量子化フィルタテーブルに対して、画像の拡大処理を行うフィルタ係数を考慮した値を設定することで、画像の圧縮処理を行う回路に、拡大処理を行う為の回路を新たに追加せずに圧縮処理と拡大処理とを融合することができる為、回路構成を簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図。
【図２】 画像の拡大処理をする一連の流れを示す図。
【図３】 フィルタテーブルのフィルタ係数を設計する一連の流れを示す図。
【図４】 画像の拡大処理をする一連の流れを示すフローチャート。
【図５】 画像の拡大処理におけるフィルタ係数の乗算処理の流れを示すフローチャート。
【図６】 画像処理装置１５０の概略構成を示すブロック図。
【図７】 フィルタテーブルに設定した量子化値及び逆量子化値を示す図。
【図８】 画像の拡大処理と圧縮処理との融合処理の流れを示すフローチャート。
【図９】 従来における画像の拡大方法を示す第１の図。
【図１０】 従来における画像の拡大方法を示す第２の図。
Claims (4)
- 多値画像の拡大処理を行う画像処理方法において、
前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成するステップと、
前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成するステップと、
前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成するステップと、
前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行うステップと、
前記多値画像の拡大処理を行うステップと、
前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成するステップと、
前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成するステップと、
前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成するステップと
を具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。 - 前記第２のＤＣＴ係数は、前記第１のブロックのエッジの特徴を分析し、該分析結果に基いて、予め少なくとも２つ以上記憶した異なる第２の所定の定数の中から、前記第１のブロックのエッジの特徴に対応した前記第２の所定の定数を選択して生成されることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
- 前記第１のＤＣＴ係数の量子化を行い、該量子化した前記第１のＤＣＴ係数をエントロピ符号化して圧縮処理を施し、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化する際に、該エントロピ符号化した第１のＤＣＴ係数を復号化して、量子化された前記第１のＤＣＴ係数を生成し、前記第２のブロックの低域側に、量子化された前記第１のＤＣＴ係数に前記所定の定数を乗じた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成し、該第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行い、前記多値画像の拡大処理に圧縮処理を融合して行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
- 多値画像の拡大処理を行う画像処理装置において、
前記多値画像の画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読み出し、第１のブロックを生成する第１のブロック生成手段と、
前記第１のブロックに対してＤＣＴ変換を行って第１のＤＣＴ係数を生成する第１のＤＣＴ係数生成手段と、
前記第１のブロックを所定倍することによって得られる第２のブロックの低域側に、前記第１のＤＣＴ係数に所定の定数を乗じて得られた値を設定するとともに、高域側に零を設定した第２のＤＣＴ係数を生成する第２のＤＣＴ係数生成手段と、
前記第２のＤＣＴ係数に逆ＤＣＴ変換を行う逆ＤＣＴ変換手段と、
前記多値画像の拡大処理を行う拡大処理手段と、
前記第１のブロックを最近隣内挿法により拡大して第３のブロックを生成する第３のブロック生成手段と、
前記第３のブロックに対してＤＣＴ変換を行い第３のＤＣＴ係数を生成する第３のＤＣＴ係数生成手段と、
前記第１のブロックと前記第３のブロックとのそれぞれ対応する画素に設定されているＤＣＴ係数の比率に基いて、前記所定の定数を生成する定数生成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
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