画像処理装置及びその制御方法
【目的】 本発明は上述した従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、カラー画像を拡大しても、色ずれを起こさず、良好な出力画像を得ることを可能にする。
【構成】 Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー画像データを入力すると、それを色空間信号であるＹ，Ｕ，Ｖに変換する。この変換された信号のうち、Ｙ（輝度）信号の高解像度変換処理（拡大処理）を輝度情報作成部１０２で行う。色差情報作成部１０３では、輝度情報作成部１０２から出力されてきた高解像度変換後の輝度信号Ｙを入力し、変換前の輝度信号のどの位置に相当するかを判断する。変換前の輝度信号の位置が判明すると、その位置に対応するＵ，Ｖ信号を選択し、高解像度変換後のＵ，Ｖ信号として、先に高解像度化された輝度信号とともに変換回路１０４に出力する。変換回路１０４では、与えられたＹ，Ｕ，Ｖを出力対象装置に合致した信号、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂに変換し、出力する。
【構成】 Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー画像データを入力すると、それを色空間信号であるＹ，Ｕ，Ｖに変換する。この変換された信号のうち、Ｙ（輝度）信号の高解像度変換処理（拡大処理）を輝度情報作成部１０２で行う。色差情報作成部１０３では、輝度情報作成部１０２から出力されてきた高解像度変換後の輝度信号Ｙを入力し、変換前の輝度信号のどの位置に相当するかを判断する。変換前の輝度信号の位置が判明すると、その位置に対応するＵ，Ｖ信号を選択し、高解像度変換後のＵ，Ｖ信号として、先に高解像度化された輝度信号とともに変換回路１０４に出力する。変換回路１０４では、与えられたＹ，Ｕ，Ｖを出力対象装置に合致した信号、例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂに変換し、出力する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置及びその制御方法、詳しくは、カラー画像を拡大或は高解像度化する画像処理装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、入力した低解像情報を高解像情報に解像度変換する方法として、様々な方法が提案されている。提案されている従来方法としては、対象となる画像の種類（例えば、各画素ごとに階調情報の持つ多値画像、疑似中間調により２値化された２値画像、固定閾値により２値化された２値画像、文字画像等）によって、その変換処理方法が異なっている。
【０００３】本発明は各画素ごとに階調情報の持つ自然画像等の多値画像を主な対象にしているのであるが、従来の内挿方法は、図５に示した様な、内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近接内挿方法や、図６に示した様な、内挿点（補間画素）とそれを囲む４点（４点の画素値をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする）までの距離により、以下の演算によって内挿する画素値Ｅを決定する共１時内挿法等が一般的に用いられている。
【０００４】
Ｅ＝(1-i)・(1-j)・A+i・(1-j)・B+j・(1-i)・C+i・j・D（但し、画素間距離を１とした場合に、内挿する画素は画素Ａから横方向にｉ、縦方向にｊの距離の位置にあるとする（従って、ｉ≦１、ｊ≦１）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例には以下に示す欠点がある。
【０００６】内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近内挿方法は、構成が簡単であるという利点はあるが、対象画像を自然画像等に用いた場合には拡大するブロックごとに画素値が決定されるため、視覚的にブロックが目立ってしまい画質的に劣悪する。
【０００７】次に内挿点を囲む４点の距離によって計算される共１次内挿方法は、自然画像の拡大には一般的によく用いられている方法であるのだが、この手法では、平均化され、スムージングのかかった画質になり、エッジ部や、シャープな画質が要求される部分には、ぼけた画質になってしまう。さらに、地図等をスキャンした画像や、文字部を含む自然画像の様な場合には、補間によるぼけのために、大切な情報が受け手に伝わらないこともある。
【０００８】そこで、本願発明者は、別件の特許出願（特願平６−４４２４号）として以下のような提案をした。以下、簡単に説明する。
【０００９】多値画像（例えば８階調の画像）が与えられた場合、各々の階調値毎に入力多値画像を分離させる（物理的に分離することのみを意味するものではない）。例えば、階調値として“５”の画像を分離させたとする。この場合、この画像（階調値“５”の画像）の中の或る画素を注目し、その注目画素とその周りの上下左右の４つ（或は斜め方向を含めて８つ）の画素の値が同じ場合には、注目画素を処理の対象外とし、以下、注目画素位置をずらすことで、同様の処理を繰り返していく。この結果、最終的に階調値“５”のエッジのみが残ることになる。そして、そのエッジの微小部分を着目し、その部分が予め決められたパターンのどれに相当するかを判断し、そのエッジの特徴点を該当するパターンに基づいて見つけていく。こうして、全ての特徴点が見つけ出されると、個々の特徴点を結ぶベクトルを抽出する。全てのベクトルが抽出されたら、そのベクトルに基づいて拡大率（或は解像度比＝出力解像度／入力解像度）に基づいて補正し、その補正後のベクトルに従って輪郭を描画し、その内部を階調値“５”で塗り潰す。
【００１０】以上の処理を分離した各階調値毎に行い、各々の階調値に基づいて生成された塗り潰し画像を結合（或は合成）して、最終的な拡大或は高解像度の画像を生成する。
【００１１】しかし、かかる手法をカラー画像等に応用すると、各色成分ごとに推測作成するエッジが微妙に異なる場合が発生し、最終画像で色ずれが発生してしまうという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、カラー画像を拡大しても、色ずれを起こさず、良好な出力画像を得ることを可能にする画像処理装置及びその制御方法を提供しようとするものである。
【００１３】この課題を解決するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段とを備える。
【００１４】また、本発明の画像処理装置の制御方法は以下の工程を備える。すなわち、カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置の制御方法であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程とを備える。
【００１５】
【作用】かかる本発明の構成或は工程において、カラー画像を拡大或は高解像度化する場合、与えられたカラー画像データの１つの所定の色成分信号に基づく拡大処理を施す。そして、他の色成分の拡大は独立して行うのではなく、既に拡大した所定色成分を考慮しながら、処理を進めていく。これによって、拡大後のカラー画像にいろずれが起こることがなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説明する。
【００１７】本発明の画像処理装置は、主としてカラープリンタ等の画像出力装置内部に具備することが効果的であるが、画像出力装置以外の画像処理装置、ホストコンピュータ内のアプリケーションソフトとして内蔵することも可能である。つまり、スキャナ等で入力したカラー画像を拡大し（或いは高解像度化し）、それを表示する場合にも適応できる。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例を表す全体図である。図中、１０１は色変換手段を示している。例えば入力したＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の信号から、他の色空間、例えばＹ（輝度），Ｕ，Ｖ（色差）の空間に変換する。この変換手段は演算によるものでもよいし、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）を利用したＬＵＴ（ルックアップテーブル）でもよい（この場合には変換速度が高速になる）。要は入力色空間よりも、より冗長度を減らした色空間、特に、輝度、色差に分解した色空間への変換が好ましい。１０２は変換した色空間のうち最も視覚的に影響の大きい成分、例えば、輝度，色差に分解した場合ではＹ（輝度）プレーンの高解像度の情報を作成する回路である。１０３は、輝度情報作成部１０２で作成した高解像度の輝度成分の情報と、色変換手段１０１からの低解像度の輝度・色差成分の情報を元に高解像度の色差成分を作成する回路である。そして、１０４は入力した色空間への変換、例えばＹＵＶよりＲＧＢへ変換する回路である。尚、この変換回路１００４の出力対象は表示装置になるが、印刷装置でも良い。特に、印刷装置の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂではなく、Ｙ，Ｍ，Ｃ（或はＵＣＲ処理を施して得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が好ましい。ただし、印刷装置側にＲ，Ｇ，Ｂから記録色成分への変換手段を備えているのであれば、図示の通りであっても構わない。
【００１９】次に上記構成の動作を説明する。
【００２０】図中の変換手段１０１に低解像度のＲＧＢカラー画像情報が入力されると、変換手段１０１内のＲＧＢ→ＹＵＶ変換回路で低解像度ＹＵＶ色空間の情報に変換される。次にそこで変換されたＹＵＶの画像情報の内、Ｙプレーンの画像情報を元に輝度情報作成部１０２にて高解像度のＹプレーンの画像情報を作成する（尚、ここで言う高解像度の度合は予めユーザによって指定されている）。
【００２１】次に、色差情報作成部１０３にて、変換手段１０１からの低解像度のＹ，Ｕ，Ｖ画像情報と、輝度情報作成部１０２からの高解像度の画像情報に基づいて、高解像度の色差情報を作成する。そして、輝度情報作成部１０２、色差情報作成部１０３で作られたＹＵＶの高解像度の画像情報が変換部１０４に出力され、その内部にあるＹＵＶ→ＲＧＢ変換回路によって入力色空間である、ＲＧＢの高解像度の画像情報に変換される。
【００２２】上記輝度情報作成部１０２の構造及びその動作を図２に基づいて説明する。
【００２３】図中、２０１は入力された低解像度の輝度情報で、２０２は画像分割値検出回路である。画像分割値検出回路２０２は、入力された低解像度の画像情報より階調値に対する使用頻度を調べ、或る一定値以上使用頻度が或る階調は、使われていると判断し、階調値を記録する。ここで記録されたいくつかの階調値を参照し、画像分割回路２０３によって分割を行う。本実施例では、入力した輝度情報をａ〜ｈの８つの段階に分割した場合を挙げている。
【００２４】低解像度の輝度情報を分割した後、分割した画像をそれぞれ、エッジ抽出回路２０４でエッジ部分を抽出し、代表点設定回路２０５により代表点を設定し、ベクトル情報生成回路で輪郭ベクトルを生成する。そして、拡大率或は解像度比率に基づいてそのベクトルデータを補正し、描画回路２０７で高解像度の輪郭を描画すると共に、塗りつぶし回路２０８でそれぞれの輝度階調値に従って輪郭線内部を塗りつぶしす。最後に、各輝度階調値の高解像度塗り潰し画像を画像結合部２０９によって結合し、高解像度の輝度画像情報を生成する。以上により高解像度の輝度情報を作成することができた。
【００２５】もちろん、ここでこの様な、階調値に分割し、輪郭情報をベクトル化する方法を用いず、低解像度の画像情報から高解像度の画像情報を作成する他の方法を用いても構わない。
【００２６】色差情報作成部１０３の構成及び動作を図３R>３に基づいて説明する。
【００２７】図中、３０１が高解像度のＹプレーンの画像情報で、３０２はそれに対応する低解像度のＹプレーンの画像情報である。同輝度検索回路３０３は、高解像度のＹプレーンの画像情報が入力されると、低解像度のＹプレーンの画像情報の同じ位置と周辺を検索する。ここでは、注目輝度画素と周辺８ドットを用いている（合計９ドット）。
【００２８】同輝度検索回路３０３は、この９ドットの画素の内、階調値が一番近い画素の位置と、高解像度のＹプレーンの画像情報３０１の位置を、Ｕ，Ｖ配置回路３０６に伝える。Ｕ，Ｖ配置回路３０６は低解像度のＹプレーンの画像情報３０２とそれと同じ位置にある低解像度のＵプレーンの画像情報３０４と低解像度のＶプレーンの画像情報３０５の階調値を、高解像度のＹプレーンの画像情報３０１と同じ位置にある、高解像度のＵプレーンの画像情報３０８と、高解像度のＶプレーンの画像情報３０９としてそれらの階調値を配置する。
【００２９】上記作業を高解像度のＹプレーンの画素分を行うことによって、高解像度のＵ，Ｖプレーンの画像情報が得られる。
【００３０】以上の結果、高解像度のＹ，Ｕ，Ｖそれぞれの画像情報をＹＵＶ，ＲＧＢ変換回路に送り、ＲＧＢの画像情報に変換することによって、拡大変倍された画像情報となる。
【００３１】つまり、本実施例では、個々の色成分の拡大（高解像度化）処理を独立して行うのではなく、１つの成分で拡大処理し、その拡大処理で得られた情報に基づいて他の２つの色成分の値を決定するので、出力先でカラー画像を再現させても色ずれがおきることを防止することが可能になる。しかも、実施例で説明したように、一番、視覚的に影響のある輝度信号をキーとして、処理することにより、その画質は高品位とすることが可能になる。
【００３２】以上、図１に基づく動作を説明した。望ましくは、輝度情報作成部１０２は図２に示すように、輝度情報の分割〜塗り潰しにかかる処理は、各輝度階調値毎に並列して処理することが望ましいが、各処理をソフト的に順次行う例として図７に装置（或はシステム）の具体的な構成を示す。
【００３３】図７において、１は本装置全体の制御を司るＣＰＵ、２はＣＰＵ１を後述する処理部として機能させるためのプログラムを記憶しているＲＯＭ、３はＣＰＵ１のワークエリア等に使用するＲＡＭ、４はハードディスク装置等の外部記憶装置である。５は例えば２００ｄｐｉ程度でカラー原稿画像を読み取るイメージスキャナであり、６はイメージスキャナ５から出力されてきたカラー画像データをデジタルデータに変換し（例えば８階調）、装置本体に取りこむ為のスキャナＩ／Ｆである。７は画像データを記憶する画像メモリであり、８はプリンタＩ／Ｆ、９はイメージデータを入力して画像を記録するプリンタである。尚、このプリンタは６００ｄｐｉの解像度（スキャナの３倍の解像度）を持ったレーザビームプリンタとし、説明を簡単にするため、各記録色成分を８階調で記録することができるものとする。レーザビームプリンタで多階調画像を記録する技術としては公知のＰＷＭ（パルス幅変調）方式を採用しているものとし、ここでのこれ以上の説明は省略する。
【００３４】図７の動作説明を図８のフローチャートに従って説明する。尚、同フローチャートに基づくプログラムはＲＯＭ２に格納されているものである。
【００３５】先ず、ステップＳ１において、スキャナＩ／Ｆ６を介してデジタルＲ，Ｇ，Ｂを入力し、それをＲＯＭ２内に予め記憶されてるテーブルを使用することで、Ｙ，Ｕ，Ｖに変換し、それを画像メモリ７に格納する。
【００３６】次のステップＳ２では、画像メモリ７に展開された色成分のうち、Ｙ（輝度）を着目し、上記の如く、頻度を計算し、輝度情報をいくつかの階調値毎に分離する。
【００３７】ステップＳ３では、１つの輝度階調値に着目し、そのエッジを先に説明したような手順を経て、輪郭を抽出し、そのベクトルを得る。得られた各輝度毎のベクトルデータは外部記憶装置４にファイルとして格納する。こうして、全ての輝度階調値に対応するベクトル情報の抽出が行われると、その得られたベクトルを出力先のプリンタの解像度に合わせて（或は、拡大率に合わせて）補正し、輪郭の描画とその内部の該当する階調値による塗り潰を行う（画像メモリ７は２頁分の容量を有するものとしている）。そして、この処理を分離した各輝度階調値毎に行う。
【００３８】処理がステップＳ４に進と、ステップＳ３で生成された拡大画像の輝度情報に基づいて、注目輝度情報に対する色差情報（Ｕ，Ｖ）を生成し、それを画像メモリ７中の先に生成された拡大輝度情報に対応するように書き込む（この処理は図３で説明したとおりである）。
【００３９】こうして、Ｙ，Ｕ，Ｖの各成分信号の生成が済むと、ステップＳ５に進んで、その生成された画像データ（Ｙ，Ｕ，Ｖ）をＲ，Ｇ，Ｂ或はＹ，Ｍ，Ｃ（或はＢｋ）に直し、それをプリンタＩ／Ｆ８を介してプリンタに出力する。
【００４０】尚、ここでは入力対象としてイメージスキャナを、出力対象としてプリンタを例にしたが、これによって本願発明が限定されるものではない。例えば、入力装置としてはビデオカメラや、予めその種の情報を記憶している記憶媒体、或は回線を介して送られてくるカラー画像でもよく、出力装置としては表示装置や回線であっても構わないからである。
【００４１】以上の結果、本実施例によれば、多値カラー画像を拡大して、或は／及び解像度を高くして出力する場合、色ずれを起こすことなく良好な出力画像を得ることが可能になる。
【００４２】
【他の実施例】次に、本発明にかかわる他の実施例を示す。
【００４３】図４は第２の実施例の全体図である。４０１，４０８は高解像度のＹプレーンの画像情報、４０２は低解像度のＹプレーンの画像情報、４０３は同輝度検索回路、４０４は低解像度のＵプレーンの画像情報、４０５が低解像度のＶプレーンの画像情報、４０６がＵ，Ｖ加算回路、４０７がＵ，Ｖ検索回路、４０９が高解像度のＵプレーンの画像情報、４１０が高解像度のＶプレーンの画像情報である。
【００４４】先に説明した実施例（第１の実施例）と異なっている点は、同輝度検索回路４０３で検出された位置をＵ，Ｖ加算回路に伝えた時、Ｕ，Ｖ加算回路は、以前に同じＹの値が登録されていない時、Ｕ，Ｖの値と比較を行う。このとき、以前から登録されているＵ，Ｖと今回のＵ，Ｖの値に一定の値以下の差しか認められない場合、同じ色と判断され、この意図についてのＵ，Ｖの平均値を再計算し再登録を行う。
【００４５】すべて登録が終わった後、Ｕ，Ｖ検索回路に移り、高解像度のＹプレーンの画像情報４０８やＵ，Ｖ加算回路登録した位置及びＵ，Ｖの値を用い、高解像度のＵ，Ｖプレーンの画像情報を作り出す。
【００４６】これは、ＮＴＳＣ等のアナログで信号処理されている画像情報をデジタルで取り込んできた場合等、独特のにじみの様な模様が発生してしまい、特にＮＴＳＣカラーペイント画像の場合、均一の色を用いた場所であるはずの場所が、不均一になって異しまうことが発生してしまうため、この様な処理を加えることにより、色が変わることを防ぐことが出来る。
【００４７】尚、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。
【００４８】
【発明の効果】以上より、本発明において、低解像度のカラー画像情報を、エッジ部や画質をぼけたものとせずに、高解像度の情報に変換することが行えるので、高解像度の出力装置への出力や、解像度が異なる機種間通信において、大切な情報を、出力する装置における解像度で出力することが可能となる。
【００４９】さらに、各色でのエッジ作成時のずれによる色ずれを解消し、良好な高解像度を作成することができる。
【００５０】また、ＮＴＳＣ等のアナログで処理されている画像情報をデジタルに取り込んだ時も良好な画質を得ることができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における画像処理装置のシステムの全体図である。
【図２】図１における輝度情報作成部の構造を示す図である。
【図３】図１における色差情報作成部の構造を示す図である。
【図４】第２の実施例における色差情報作成部の構造を示す図である。
【図５】従来例における解像度変換の方法を示す図である。
【図６】従来例における解像度変換の方法を示す図である。
【図７】第１の実施例における具体的な装置への適応した場合のブロック構成図である。
【図８】図７の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 変換手段（ＲＧＢ→ＹＵＶ）
１０２ 輝度情報作成部
１０３ 色差情報作成部
１０４ 変換回路（ＹＵＶ→ＲＧＢ）
２０２ 画像分割値検出回路
２０３ 画像分割部
２０４ エッジ抽出部
２０５ 代表点設定部
２０６ ベクトル情報生成部
２０７ 描画部
２０８ 塗りつぶし部
２０９ 画像結合部
３０３ 同輝度検索回路
３０６ Ｕ，Ｖ配置回路
４０６ Ｕ，Ｖ加算回路
４０７ Ｕ，Ｖ検索回路
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置及びその制御方法、詳しくは、カラー画像を拡大或は高解像度化する画像処理装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、入力した低解像情報を高解像情報に解像度変換する方法として、様々な方法が提案されている。提案されている従来方法としては、対象となる画像の種類（例えば、各画素ごとに階調情報の持つ多値画像、疑似中間調により２値化された２値画像、固定閾値により２値化された２値画像、文字画像等）によって、その変換処理方法が異なっている。
【０００３】本発明は各画素ごとに階調情報の持つ自然画像等の多値画像を主な対象にしているのであるが、従来の内挿方法は、図５に示した様な、内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近接内挿方法や、図６に示した様な、内挿点（補間画素）とそれを囲む４点（４点の画素値をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする）までの距離により、以下の演算によって内挿する画素値Ｅを決定する共１時内挿法等が一般的に用いられている。
【０００４】
Ｅ＝(1-i)・(1-j)・A+i・(1-j)・B+j・(1-i)・C+i・j・D（但し、画素間距離を１とした場合に、内挿する画素は画素Ａから横方向にｉ、縦方向にｊの距離の位置にあるとする（従って、ｉ≦１、ｊ≦１）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例には以下に示す欠点がある。
【０００６】内挿点に最も近い同じ画素値を配列する最近内挿方法は、構成が簡単であるという利点はあるが、対象画像を自然画像等に用いた場合には拡大するブロックごとに画素値が決定されるため、視覚的にブロックが目立ってしまい画質的に劣悪する。
【０００７】次に内挿点を囲む４点の距離によって計算される共１次内挿方法は、自然画像の拡大には一般的によく用いられている方法であるのだが、この手法では、平均化され、スムージングのかかった画質になり、エッジ部や、シャープな画質が要求される部分には、ぼけた画質になってしまう。さらに、地図等をスキャンした画像や、文字部を含む自然画像の様な場合には、補間によるぼけのために、大切な情報が受け手に伝わらないこともある。
【０００８】そこで、本願発明者は、別件の特許出願（特願平６−４４２４号）として以下のような提案をした。以下、簡単に説明する。
【０００９】多値画像（例えば８階調の画像）が与えられた場合、各々の階調値毎に入力多値画像を分離させる（物理的に分離することのみを意味するものではない）。例えば、階調値として“５”の画像を分離させたとする。この場合、この画像（階調値“５”の画像）の中の或る画素を注目し、その注目画素とその周りの上下左右の４つ（或は斜め方向を含めて８つ）の画素の値が同じ場合には、注目画素を処理の対象外とし、以下、注目画素位置をずらすことで、同様の処理を繰り返していく。この結果、最終的に階調値“５”のエッジのみが残ることになる。そして、そのエッジの微小部分を着目し、その部分が予め決められたパターンのどれに相当するかを判断し、そのエッジの特徴点を該当するパターンに基づいて見つけていく。こうして、全ての特徴点が見つけ出されると、個々の特徴点を結ぶベクトルを抽出する。全てのベクトルが抽出されたら、そのベクトルに基づいて拡大率（或は解像度比＝出力解像度／入力解像度）に基づいて補正し、その補正後のベクトルに従って輪郭を描画し、その内部を階調値“５”で塗り潰す。
【００１０】以上の処理を分離した各階調値毎に行い、各々の階調値に基づいて生成された塗り潰し画像を結合（或は合成）して、最終的な拡大或は高解像度の画像を生成する。
【００１１】しかし、かかる手法をカラー画像等に応用すると、各色成分ごとに推測作成するエッジが微妙に異なる場合が発生し、最終画像で色ずれが発生してしまうという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、カラー画像を拡大しても、色ずれを起こさず、良好な出力画像を得ることを可能にする画像処理装置及びその制御方法を提供しようとするものである。
【００１３】この課題を解決するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段とを備える。
【００１４】また、本発明の画像処理装置の制御方法は以下の工程を備える。すなわち、カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置の制御方法であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程とを備える。
【００１５】
【作用】かかる本発明の構成或は工程において、カラー画像を拡大或は高解像度化する場合、与えられたカラー画像データの１つの所定の色成分信号に基づく拡大処理を施す。そして、他の色成分の拡大は独立して行うのではなく、既に拡大した所定色成分を考慮しながら、処理を進めていく。これによって、拡大後のカラー画像にいろずれが起こることがなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説明する。
【００１７】本発明の画像処理装置は、主としてカラープリンタ等の画像出力装置内部に具備することが効果的であるが、画像出力装置以外の画像処理装置、ホストコンピュータ内のアプリケーションソフトとして内蔵することも可能である。つまり、スキャナ等で入力したカラー画像を拡大し（或いは高解像度化し）、それを表示する場合にも適応できる。
【００１８】図１は本発明の第１の実施例を表す全体図である。図中、１０１は色変換手段を示している。例えば入力したＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の信号から、他の色空間、例えばＹ（輝度），Ｕ，Ｖ（色差）の空間に変換する。この変換手段は演算によるものでもよいし、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）を利用したＬＵＴ（ルックアップテーブル）でもよい（この場合には変換速度が高速になる）。要は入力色空間よりも、より冗長度を減らした色空間、特に、輝度、色差に分解した色空間への変換が好ましい。１０２は変換した色空間のうち最も視覚的に影響の大きい成分、例えば、輝度，色差に分解した場合ではＹ（輝度）プレーンの高解像度の情報を作成する回路である。１０３は、輝度情報作成部１０２で作成した高解像度の輝度成分の情報と、色変換手段１０１からの低解像度の輝度・色差成分の情報を元に高解像度の色差成分を作成する回路である。そして、１０４は入力した色空間への変換、例えばＹＵＶよりＲＧＢへ変換する回路である。尚、この変換回路１００４の出力対象は表示装置になるが、印刷装置でも良い。特に、印刷装置の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂではなく、Ｙ，Ｍ，Ｃ（或はＵＣＲ処理を施して得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）が好ましい。ただし、印刷装置側にＲ，Ｇ，Ｂから記録色成分への変換手段を備えているのであれば、図示の通りであっても構わない。
【００１９】次に上記構成の動作を説明する。
【００２０】図中の変換手段１０１に低解像度のＲＧＢカラー画像情報が入力されると、変換手段１０１内のＲＧＢ→ＹＵＶ変換回路で低解像度ＹＵＶ色空間の情報に変換される。次にそこで変換されたＹＵＶの画像情報の内、Ｙプレーンの画像情報を元に輝度情報作成部１０２にて高解像度のＹプレーンの画像情報を作成する（尚、ここで言う高解像度の度合は予めユーザによって指定されている）。
【００２１】次に、色差情報作成部１０３にて、変換手段１０１からの低解像度のＹ，Ｕ，Ｖ画像情報と、輝度情報作成部１０２からの高解像度の画像情報に基づいて、高解像度の色差情報を作成する。そして、輝度情報作成部１０２、色差情報作成部１０３で作られたＹＵＶの高解像度の画像情報が変換部１０４に出力され、その内部にあるＹＵＶ→ＲＧＢ変換回路によって入力色空間である、ＲＧＢの高解像度の画像情報に変換される。
【００２２】上記輝度情報作成部１０２の構造及びその動作を図２に基づいて説明する。
【００２３】図中、２０１は入力された低解像度の輝度情報で、２０２は画像分割値検出回路である。画像分割値検出回路２０２は、入力された低解像度の画像情報より階調値に対する使用頻度を調べ、或る一定値以上使用頻度が或る階調は、使われていると判断し、階調値を記録する。ここで記録されたいくつかの階調値を参照し、画像分割回路２０３によって分割を行う。本実施例では、入力した輝度情報をａ〜ｈの８つの段階に分割した場合を挙げている。
【００２４】低解像度の輝度情報を分割した後、分割した画像をそれぞれ、エッジ抽出回路２０４でエッジ部分を抽出し、代表点設定回路２０５により代表点を設定し、ベクトル情報生成回路で輪郭ベクトルを生成する。そして、拡大率或は解像度比率に基づいてそのベクトルデータを補正し、描画回路２０７で高解像度の輪郭を描画すると共に、塗りつぶし回路２０８でそれぞれの輝度階調値に従って輪郭線内部を塗りつぶしす。最後に、各輝度階調値の高解像度塗り潰し画像を画像結合部２０９によって結合し、高解像度の輝度画像情報を生成する。以上により高解像度の輝度情報を作成することができた。
【００２５】もちろん、ここでこの様な、階調値に分割し、輪郭情報をベクトル化する方法を用いず、低解像度の画像情報から高解像度の画像情報を作成する他の方法を用いても構わない。
【００２６】色差情報作成部１０３の構成及び動作を図３R>３に基づいて説明する。
【００２７】図中、３０１が高解像度のＹプレーンの画像情報で、３０２はそれに対応する低解像度のＹプレーンの画像情報である。同輝度検索回路３０３は、高解像度のＹプレーンの画像情報が入力されると、低解像度のＹプレーンの画像情報の同じ位置と周辺を検索する。ここでは、注目輝度画素と周辺８ドットを用いている（合計９ドット）。
【００２８】同輝度検索回路３０３は、この９ドットの画素の内、階調値が一番近い画素の位置と、高解像度のＹプレーンの画像情報３０１の位置を、Ｕ，Ｖ配置回路３０６に伝える。Ｕ，Ｖ配置回路３０６は低解像度のＹプレーンの画像情報３０２とそれと同じ位置にある低解像度のＵプレーンの画像情報３０４と低解像度のＶプレーンの画像情報３０５の階調値を、高解像度のＹプレーンの画像情報３０１と同じ位置にある、高解像度のＵプレーンの画像情報３０８と、高解像度のＶプレーンの画像情報３０９としてそれらの階調値を配置する。
【００２９】上記作業を高解像度のＹプレーンの画素分を行うことによって、高解像度のＵ，Ｖプレーンの画像情報が得られる。
【００３０】以上の結果、高解像度のＹ，Ｕ，Ｖそれぞれの画像情報をＹＵＶ，ＲＧＢ変換回路に送り、ＲＧＢの画像情報に変換することによって、拡大変倍された画像情報となる。
【００３１】つまり、本実施例では、個々の色成分の拡大（高解像度化）処理を独立して行うのではなく、１つの成分で拡大処理し、その拡大処理で得られた情報に基づいて他の２つの色成分の値を決定するので、出力先でカラー画像を再現させても色ずれがおきることを防止することが可能になる。しかも、実施例で説明したように、一番、視覚的に影響のある輝度信号をキーとして、処理することにより、その画質は高品位とすることが可能になる。
【００３２】以上、図１に基づく動作を説明した。望ましくは、輝度情報作成部１０２は図２に示すように、輝度情報の分割〜塗り潰しにかかる処理は、各輝度階調値毎に並列して処理することが望ましいが、各処理をソフト的に順次行う例として図７に装置（或はシステム）の具体的な構成を示す。
【００３３】図７において、１は本装置全体の制御を司るＣＰＵ、２はＣＰＵ１を後述する処理部として機能させるためのプログラムを記憶しているＲＯＭ、３はＣＰＵ１のワークエリア等に使用するＲＡＭ、４はハードディスク装置等の外部記憶装置である。５は例えば２００ｄｐｉ程度でカラー原稿画像を読み取るイメージスキャナであり、６はイメージスキャナ５から出力されてきたカラー画像データをデジタルデータに変換し（例えば８階調）、装置本体に取りこむ為のスキャナＩ／Ｆである。７は画像データを記憶する画像メモリであり、８はプリンタＩ／Ｆ、９はイメージデータを入力して画像を記録するプリンタである。尚、このプリンタは６００ｄｐｉの解像度（スキャナの３倍の解像度）を持ったレーザビームプリンタとし、説明を簡単にするため、各記録色成分を８階調で記録することができるものとする。レーザビームプリンタで多階調画像を記録する技術としては公知のＰＷＭ（パルス幅変調）方式を採用しているものとし、ここでのこれ以上の説明は省略する。
【００３４】図７の動作説明を図８のフローチャートに従って説明する。尚、同フローチャートに基づくプログラムはＲＯＭ２に格納されているものである。
【００３５】先ず、ステップＳ１において、スキャナＩ／Ｆ６を介してデジタルＲ，Ｇ，Ｂを入力し、それをＲＯＭ２内に予め記憶されてるテーブルを使用することで、Ｙ，Ｕ，Ｖに変換し、それを画像メモリ７に格納する。
【００３６】次のステップＳ２では、画像メモリ７に展開された色成分のうち、Ｙ（輝度）を着目し、上記の如く、頻度を計算し、輝度情報をいくつかの階調値毎に分離する。
【００３７】ステップＳ３では、１つの輝度階調値に着目し、そのエッジを先に説明したような手順を経て、輪郭を抽出し、そのベクトルを得る。得られた各輝度毎のベクトルデータは外部記憶装置４にファイルとして格納する。こうして、全ての輝度階調値に対応するベクトル情報の抽出が行われると、その得られたベクトルを出力先のプリンタの解像度に合わせて（或は、拡大率に合わせて）補正し、輪郭の描画とその内部の該当する階調値による塗り潰を行う（画像メモリ７は２頁分の容量を有するものとしている）。そして、この処理を分離した各輝度階調値毎に行う。
【００３８】処理がステップＳ４に進と、ステップＳ３で生成された拡大画像の輝度情報に基づいて、注目輝度情報に対する色差情報（Ｕ，Ｖ）を生成し、それを画像メモリ７中の先に生成された拡大輝度情報に対応するように書き込む（この処理は図３で説明したとおりである）。
【００３９】こうして、Ｙ，Ｕ，Ｖの各成分信号の生成が済むと、ステップＳ５に進んで、その生成された画像データ（Ｙ，Ｕ，Ｖ）をＲ，Ｇ，Ｂ或はＹ，Ｍ，Ｃ（或はＢｋ）に直し、それをプリンタＩ／Ｆ８を介してプリンタに出力する。
【００４０】尚、ここでは入力対象としてイメージスキャナを、出力対象としてプリンタを例にしたが、これによって本願発明が限定されるものではない。例えば、入力装置としてはビデオカメラや、予めその種の情報を記憶している記憶媒体、或は回線を介して送られてくるカラー画像でもよく、出力装置としては表示装置や回線であっても構わないからである。
【００４１】以上の結果、本実施例によれば、多値カラー画像を拡大して、或は／及び解像度を高くして出力する場合、色ずれを起こすことなく良好な出力画像を得ることが可能になる。
【００４２】
【他の実施例】次に、本発明にかかわる他の実施例を示す。
【００４３】図４は第２の実施例の全体図である。４０１，４０８は高解像度のＹプレーンの画像情報、４０２は低解像度のＹプレーンの画像情報、４０３は同輝度検索回路、４０４は低解像度のＵプレーンの画像情報、４０５が低解像度のＶプレーンの画像情報、４０６がＵ，Ｖ加算回路、４０７がＵ，Ｖ検索回路、４０９が高解像度のＵプレーンの画像情報、４１０が高解像度のＶプレーンの画像情報である。
【００４４】先に説明した実施例（第１の実施例）と異なっている点は、同輝度検索回路４０３で検出された位置をＵ，Ｖ加算回路に伝えた時、Ｕ，Ｖ加算回路は、以前に同じＹの値が登録されていない時、Ｕ，Ｖの値と比較を行う。このとき、以前から登録されているＵ，Ｖと今回のＵ，Ｖの値に一定の値以下の差しか認められない場合、同じ色と判断され、この意図についてのＵ，Ｖの平均値を再計算し再登録を行う。
【００４５】すべて登録が終わった後、Ｕ，Ｖ検索回路に移り、高解像度のＹプレーンの画像情報４０８やＵ，Ｖ加算回路登録した位置及びＵ，Ｖの値を用い、高解像度のＵ，Ｖプレーンの画像情報を作り出す。
【００４６】これは、ＮＴＳＣ等のアナログで信号処理されている画像情報をデジタルで取り込んできた場合等、独特のにじみの様な模様が発生してしまい、特にＮＴＳＣカラーペイント画像の場合、均一の色を用いた場所であるはずの場所が、不均一になって異しまうことが発生してしまうため、この様な処理を加えることにより、色が変わることを防ぐことが出来る。
【００４７】尚、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても１つの機器から成る装置に適用しても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適用できることはいうまでもない。
【００４８】
【発明の効果】以上より、本発明において、低解像度のカラー画像情報を、エッジ部や画質をぼけたものとせずに、高解像度の情報に変換することが行えるので、高解像度の出力装置への出力や、解像度が異なる機種間通信において、大切な情報を、出力する装置における解像度で出力することが可能となる。
【００４９】さらに、各色でのエッジ作成時のずれによる色ずれを解消し、良好な高解像度を作成することができる。
【００５０】また、ＮＴＳＣ等のアナログで処理されている画像情報をデジタルに取り込んだ時も良好な画質を得ることができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における画像処理装置のシステムの全体図である。
【図２】図１における輝度情報作成部の構造を示す図である。
【図３】図１における色差情報作成部の構造を示す図である。
【図４】第２の実施例における色差情報作成部の構造を示す図である。
【図５】従来例における解像度変換の方法を示す図である。
【図６】従来例における解像度変換の方法を示す図である。
【図７】第１の実施例における具体的な装置への適応した場合のブロック構成図である。
【図８】図７の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 変換手段（ＲＧＢ→ＹＵＶ）
１０２ 輝度情報作成部
１０３ 色差情報作成部
１０４ 変換回路（ＹＵＶ→ＲＧＢ）
２０２ 画像分割値検出回路
２０３ 画像分割部
２０４ エッジ抽出部
２０５ 代表点設定部
２０６ ベクトル情報生成部
２０７ 描画部
２０８ 塗りつぶし部
２０９ 画像結合部
３０３ 同輝度検索回路
３０６ Ｕ，Ｖ配置回路
４０６ Ｕ，Ｖ加算回路
４０７ Ｕ，Ｖ検索回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】 カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】 前記所定の成分信号は、輝度信号であることを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項３】 前記第２の拡大手段は、ある一定の範囲内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色成分信号を作成する手段を有することを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項４】 前記第１の拡大手段は、入力した所定成分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞれの画像を結合することを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】 カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置の制御方法であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程と、を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項６】 前記所定の成分信号は、輝度信号であることを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項７】 前記第２の拡大工程は、ある一定の範囲内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色成分信号を作成する工程を有することを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項８】 前記第１の拡大工程は、入力した所定成分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞれの画像を結合することを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項１】 カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大手段と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】 前記所定の成分信号は、輝度信号であることを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項３】 前記第２の拡大手段は、ある一定の範囲内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色成分信号を作成する手段を有することを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項４】 前記第１の拡大手段は、入力した所定成分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞれの画像を結合することを特徴とする請求項第１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】 カラー画像データを拡大、或は、高解像度化する画像処理装置の制御方法であって、入力したカラー画像データの所定の成分信号に基づく拡大化或は高解像度化処理を行なう第１の拡大工程と、拡大化された成分信号と、拡大前の他の色成分信号に基づき、他の色成分の拡大化を行う第２の拡大工程と、を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項６】 前記所定の成分信号は、輝度信号であることを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項７】 前記第２の拡大工程は、ある一定の範囲内の前記所定の色成分信号ごとに平均化し、前記他の色成分信号を作成する工程を有することを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【請求項８】 前記第１の拡大工程は、入力した所定成分の画像データをその階調値の分布に基づいて分割し、各分割した画像毎に拡大或は高解像度化した後、それぞれの画像を結合することを特徴とする請求項第５項に記載の画像処理装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図８】
【図３】
【図４】
【図７】
【図２】
【図５】
【図６】
【図８】
【図３】
【図４】
【図７】
【公開番号】特開平７−２６２３５１
【公開日】平成７年（１９９５）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−５４１０７
【出願日】平成６年（１９９４）３月２４日
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【公開日】平成７年（１９９５）１０月１３日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）３月２４日
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
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