JP2000105825A - 画像拡大装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つのラインメモリ（ラインバッファ）を用
いて画像データを拡大することができ、当該画像拡大装
置の構成を簡略化することができること。 【解決手段】 画像データを１つの方向に拡大する拡大
回路において、その拡大倍率に一致するように、入力す
る画像データに同期する第１のクロックの周波数と当該
拡大回路での画像データの取り込み動作に同期する第２
のクロックの周波数の比率を決定、設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号を電子的
に拡大して表示するための画像拡大装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像拡大装置は、デジタル技術の
発展に伴ってその用途が拡大しつつある。具体的にいえ
ば、画像拡大装置は、ＪＰＥＧ規格やＭＰＥＧ１規格な
どの比較的画素数の少ない方式の画像データを画素数の
多いＮＴＳＣ、ＥＤＴＶなどの方式のものに変換するた
めの装置として用いられつつある。つまり、このような
画像拡大装置を用いることにより、例えばＤＶＤなどの
記録媒体からＭＰＥＧ１規格などに基づいて圧縮された
画像データを再生して、ＮＴＳＣ方式に対応したテレビ
ジョン受像機で違和感なく視ることができる。また、近
年、インターネットに接続可能なテレビジョン受像機が
開発、実用化されているが、このようなテレビジョン受
像機では、画像拡大装置を設けてインターネット上の画
素数の少ない画像を適切に拡大して表示しようとしてい
る。従来の画像拡大装置としては、例えば特開平５−２
４２２３７号公報に開示されたものが知られている。

【０００３】以下、上記の従来の画像拡大装置につい
て、図１３を参照して説明する。図１３は、従来の画像
拡大装置の構成を示すブロック図である。図１３におい
て、従来の画像拡大装置は、画像データを入力端５１か
らライン単位に入力し一時的に保持するラインバッファ
５２、前記ラインバッファ５２を制御するためのコント
ローラ５３、及びクロックＡに同期して前記ラインバッ
ファ５２から画像データを入力して拡大する１次元拡大
回路５４を備えている。この従来の画像拡大装置には、
上記ラインバッファ５２からの画像データを一時的に保
持するラインバッファ５５、前記ラインバッファ５５を
制御するためのコントローラ５６、及びクロックＡに同
期して前記ラインバッファ５５からの画像データを拡大
する１次元拡大回路５７が設けられている。さらに、従
来の画像拡大装置は、１次元拡大回路５４，５７からの
画像データを用いて補間データを作成する補間回路５
８、クロックＢに同期してコントローラ５３，５６から
対応するラインバッファ５２，５５に画像データの入力
を指示する指示信号を出力させるためのラインコントロ
ール回路５９、及び補間回路５８とラインコントローラ
回路５９を制御するためのカウンタ６０を具備してい
る。

【０００４】ラインバッファ５２は、コントローラ５３
からの指示信号に基づいて、入力端５１から１ライン分
の画像データを入力して保持する。ラインバッファ５２
は、コントローラ５３からの出力要求信号に基づいて、
保持している１ライン分の画像データを１次元拡大回路
５４とラインバッファ５５に出力する。同様に、ライン
バッファ５５は、コントローラ５６からの指示信号に基
づいて、ラインバッファ５２から１ライン分の画像デー
タを入力して保持する。ラインバッファ５５は、コント
ローラ５６からの出力要求信号に基づいて、保持してい
る１ライン分の画像データを１次元拡大回路５７に出力
する。このように、ラインバッファ５２，５５は入力し
た画像データをそのまま出力する機能と、内部に格納す
る機能を併せ持つ。これにより、従来の画像拡大装置で
は、入力した１ライン分の画像データの再使用が可能で
あった。

【０００５】コントローラ５３，５６は、ラインコント
ロール回路５９からの制御信号を入力したとき、上述の
指示信号を対応するラインバッファ５２，５５に出力す
る。コントローラ５３，５６は、それぞれ１次元拡大回
路５４，５７からのデータ要求信号を入力したとき、上
述の出力要求信号を対応するラインバッファ５２，５５
に出力する。１次元拡大回路５４，５７は、１ライン分
の画像データを所定の倍率、例えば２倍に拡大して、拡
大した画像データを補間回路５８に出力する。これらの
１次元拡大回路５４，５７は、それぞれラインバッファ
５２，５５からの画像データを入力するよう構成されて
いる。これにより、この従来の画像拡大装置では、１次
元拡大回路５７は１次元拡大回路５４が処理する画像デ
ータの１ライン前の画像データを拡大して、連続した２
ライン分の画像データをクロックＡに同期して同時に拡
大していた。

【０００６】補間回路５８は、１次元拡大回路５４，５
７によりそれぞれ拡大された２ライン分の画像データを
用いて、その２ライン分の間の画像データである補間デ
ータを内挿補間の手法により生成する。補間回路５８
は、ラインの順番に従って、上述の拡大された２ライン
分の画像データと生成した補間データを図示しない表示
装置に出力する。これにより、この従来の画像拡大装置
では、画像データを拡大したときでも、画質の低下を防
止していた。以上のように、この従来の画像拡大装置
は、１次元拡大回路５４，５７がクロックＡに同期して
ラインバッファ５２，５５からの画像データをそれぞれ
拡大し、さらに補間回路５８が拡大した２ライン分の間
の画像データを生成、補間していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の画
像拡大装置では、２組のラインバッファと１次元拡大回
路を設ける必要があり、当該画像拡大装置の回路規模を
小型化することができないという問題点があった。さら
に、従来の画像拡大装置では、２組のラインバッファと
１次元拡大回路、及び補間回路への画像データの入出力
制御が複雑なものとなった。また、ラインバッファは高
価なメモリであり、従来の画像拡大装置では、そのコス
トを低減することが困難なものであった。

【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、１つのラインメモリ（ラ
インバッファ）を用いて画像データを拡大することがで
き、当該画像拡大装置の構成を簡略化することができる
画像拡大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】本発明の画像拡大装置
は、画像データを１つの方向に拡大する拡大回路を備え
た画像拡大装置であって、前記拡大回路の拡大倍率に一
致するよう、入力する画像データに同期する第１のクロ
ックの周波数と前記拡大回路での画像データの取り込み
動作に同期する第２のクロックの周波数との比率を設定
している。このように構成することにより、画像拡大装
置の構成の簡略化やコストの低減を容易に行うことがで
きる。

【００１０】別の観点による発明の画像拡大装置は、前
記第１のクロックを発生するクロック発生部、前記第２
のクロックに同期して画像データを入力し、入力した画
像データを水平方向に拡大する水平方向拡大回路、前記
水平方向拡大回路から入力した拡大画像データを１つの
水平走査期間の間保持して、その入力した拡大画像デー
タを１ライン分遅延するためのラインメモリ、及び前記
水平方向拡大回路からの拡大画像データと前記ラインメ
モリからの拡大画像データを用いて、垂直方向に拡大し
た画像データを生成する垂直方向拡大回路を備えてい
る。このように構成することにより、１つのラインメモ
リを用いて画像データを拡大することができ、画像拡大
装置の構成の簡略化やコストの低減を容易に行うことが
できる。

【００１１】別の観点による発明の画像拡大装置は、前
記第１のクロックを発生するクロック発生部、前記第１
のクロックに同期して画像データを入力し、入力した画
像データを１つの水平走査期間の間保持して、その入力
した画像データを１ライン分遅延するためのラインメモ
リ、前記第２のクロックに同期して画像データを入力
し、入力した画像データを水平方向に拡大する第１水平
方向拡大回路、前記第２のクロックに同期して前記ライ
ンメモリから画像データを入力し、入力した画像データ
を水平方向に拡大する第２水平方向拡大回路、及び前記
第１水平方向拡大回路からの拡大画像データと前記第２
水平方向拡大回路からの拡大画像データを用いて、垂直
方向に拡大した画像データを生成する垂直方向拡大回路
を備えている。このように構成することにより、１つの
ラインメモリを用いて画像データを拡大することがで
き、画像拡大装置の構成の簡略化やコストの低減を容易
に行うことができる。さらに、ラインメモリの必要な記
憶容量を低減できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像拡大装置を示
す好ましい実施例について図面を参照しながら説明す
る。

【００１３】《第１の実施例》 [画像拡大装置の構成]図１は、本発明の第１の実施例で
ある画像拡大装置の構成を示すブロック図である。図１
に示すように、本実施例の画像拡大装置１は、入力端１
ａから入力した画像データを水平方向に拡大する水平方
向拡大回路２、前記水平方向拡大回路２に接続されたラ
インメモリ３、及び水平方向拡大回路２とラインメモリ
３に接続された垂直方向拡大回路４を具備している。さ
らに、画像拡大装置１には、所定のクロック１０ａを発
振する発振器５、前記発振器５からのクロック１０ａを
後述の分周比で分周し入力クロック１０ｂとして入力ク
ロック発振端１ｂから出力するための分周器６、上記ラ
インメモリ３のライトアドレス及びリードアドレスをそ
れぞれ制御するためのライトアドレス制御回路７及びリ
ードアドレス制御回路８、及び入力端１ｃから入力した
走査線（ライン）の数をカウントして、現時点でのライ
ンが奇数番目のラインか偶数番目のラインであるかを示
す判別信号を出力する走査線判別回路９が設けられてい
る。

【００１４】上述の水平方向拡大回路２、ラインメモリ
３、垂直方向拡大回路４、ライトアドレス制御回路７、
及びリードアドレス制御回路８は、発振器５からのクロ
ック１０ａに同期して動作する。このクロック１０ａの
周波数に対する入力クロック１０ｂの周波数の比率、す
なわち分周器６での分周比は、水平方向拡大回路２にお
いて画像データを拡大する倍率の逆比に設定されてい
る。例えば、水平方向拡大回路２が画像データを水平方
向に２倍に拡大する場合、分周器６での分周比は１／２
に設定され、クロック１０ａの１／２の周波数をもつ入
力クロック１０ｂが入力クロック発振端１ｂに出力され
る。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、水平
方向拡大回路２が入力した画像データを画素単位に２倍
に拡大する構成について例示して説明する。さらに、本
実施例の画像拡大装置１では、発振器５と分周器６が入
力する画像データに同期する入力クロック１０ｂを発生
する入力クロック発生部を構成している。

【００１５】水平方向拡大回路２は、入力端１ａからの
画像データを水平方向に拡大して、画像を水平方向に拡
大するための拡大画像データを生成しラインメモリ３と
垂直方向拡大回路４に出力する。水平方向拡大回路２は
入力クロック１０ｂの２倍の周波数をもつクロック１０
ａに同期して画像データを入力端１ａから入力するの
で、水平方向拡大回路２は同一の画像データを２回連続
して入力端１ａから取り込む。拡大画像データは、補間
画像データと平均化画像データにより構成され、水平方
向拡大回路２は、補間画像データと平均化画像データを
交互に出力する。これにより、本実施例の画像拡大装置
１では、画像データを水平方向に拡大したときに生じる
画質の低下を防止している（詳細は後述）。尚、入力端
１ａは、例えばテレビジョン信号を受信するためのチュ
ーナ、あるいは映像信号を記憶しているビデオサーバ装
置などの画像データを出力する外部機器（図示せず）に
接続されている。また、入力クロック発振端１ｂは、画
像データが入力クロック１０ｂに同期して当該画像拡大
装置１に入力されるように、入力端１ａが接続された外
部機器に接続されている。

【００１６】ラインメモリ３は、水平方向拡大回路２か
らの拡大画像データが入力端１ａから入力する画像デー
タの２倍に拡大されているため、１ライン分の画像デー
タの２倍のデータ量を記憶できる記憶容量を有する。こ
のラインメモリ３は、入力した拡大画像データを１つの
水平走査期間中保持して、その拡大画像データを１ライ
ン分遅延し垂直方向拡大回路４に出力する。以上のライ
ンメモリ３での画像データの書き込み、及び読み出し動
作は、ライトアドレス制御回路７からのライトアドレ
ス、及びリードアドレス制御回路８からのリードアドレ
スに基づきそれぞれ行われる。尚、ラインメモリ３で
は、記憶している拡大画像データを消去することなく垂
直方向拡大回路４に出力するために、上述のリードアド
レスは同じアドレスを示すライトアドレスより１つのク
ロック１０ａだけ先行して、ラインメモリ３に入力され
る。垂直方向拡大回路４は、水平方向拡大回路２からの
拡大画像データと、この拡大画像データに対して１ライ
ン分前の拡大画像データをラインメモリ３から入力す
る。垂直方向拡大回路４は、これらの拡大画像データを
用いて、垂直方向に画像を拡大するための垂直補間画像
データを生成する。垂直方向拡大回路４は、走査線判別
回路９からの判別信号に基づき生成した垂直補間画像デ
ータと水平方向拡大回路２からの拡大画像データを１ラ
イン毎に交互に選択して、出力端１ｄを介して、例えば
表示装置（図示せず）に出力する。これにより、本実施
例の画像拡大装置１は、後に詳述するように画像データ
を垂直方向に拡大したときに生じる画質の低下を防止し
ている。

【００１７】[水平方向拡大回路の構成]ここで、図２を
参照して、水平方向拡大回路２について詳細に説明す
る。図２は、図１に示した水平方向拡大回路の具体的な
構成を示すブロック図である。図２において、水平方向
拡大回路２は、直列に接続されたレジスタ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅにより構成され、クロック
１０ａに同期して入力端２ａから入力した画像データを
順次シフトする５段シフトレジスタ１１と、平均化画像
データを生成するための第１の演算器１２、加算器１
３、及び第２の演算器１４と、補間画像データを生成す
るための加算器１５及び第３の演算器１６を備えてい
る。さらに、水平方向拡大回路２には、入力端２ｃから
入力したライトアドレス制御回路７（図１）からのライ
トアドレスの下位ビットに基づいて、第２の演算器１４
からの平均化画像データと第３の演算器１６からの補間
画像データを出力端２ｂから交互に出力するための切り
替えスイッチ１７が設けられている。尚、入力端２ａは
画像データを入力する入力端１ａ（図１）に接続され、
出力端２ｂはラインメモリ３（図１）と垂直方向拡大回
路４（図１）に接続されている。また、切り替えスイッ
チ１７を切り替えるためのライトアドレスは、例えば８
ビットで構成されたライトアドレスのうちの下位の４ビ
ットであり、このような下位ビットを用いることによっ
てライトアドレス制御回路７から水平方向拡大回路２へ
の信号線の数を低減できる。さらに、平均化画像データ
と補間画像データとを周期的に切り替えられる。

【００１８】第１の演算器１２は、３段目のレジスタ１
１ｃに格納された画像データの値を２倍に重み付ける演
算処理を行う。加算器１３は、第１の演算器１２からの
画像データの値と１、５段目のレジスタ１１ａ，１１ｅ
にそれぞれ格納された画像データの値を加算する加算処
理を行う。第２の演算器１４は、加算器１３からの画像
データの値を４で除算する除算処理を行い、平均化画像
データとして出力する。尚、第２の演算器１４での除算
処理は、加算器１３からの画像データを２ビットシフト
することにより行われる。このように、第１の演算器１
２、加算器１３、及び第２の演算器１４により、３つの
連続した画素の画像データの値が平均化され、平均化画
像データとして生成、出力される。加算器１５は、２段
目のレジスタ１１ｂに格納された画像データの値と４段
目のレジスタ１１ｄに格納された画像データの値を加算
する加算処理を行う。第３の演算器１６は、加算器１５
からの画像データの値を２で除算する除算処理を行い、
補間画像データとして出力する。尚、第３の演算器１６
での除算処理は、加算器１５からの画像データを１ビッ
トシフトすることにより行われる。このように、加算器
１５、及び第３の演算器１６により、２つの連続した画
素を平均化した新たな画素である補間画素の画像データ
が補間画像データとして生成、出力される。

【００１９】ここで、図３を参照して、拡大画像データ
について具体的に説明する。図３は、図２に示した水平
方向拡大回路により生成される拡大画像データを示す説
明図である。例えば図３の（ａ）に示す画素Ｅ１１，Ｅ
１３，Ｅ１５の画像データが水平方向拡大回路２に取り
込まれた場合、５段シフトレジスタ１１の１段目のレジ
スタ１１ａには画素Ｅ１１の画像データが保持されてい
る。また、このとき、２、３段目のレジスタ１１ｂ，１
１ｃには画素Ｅ１３の画像データが保持され、４、５段
目のレジスタ１１ｄ，１１ｅには画素Ｅ１５の画像デー
タが保持されている。拡大画像データのうち補間画像デ
ータ、例えば画素Ｅ１４の補間画像データは、図３の
（ｂ）に示すように、隣り合う２つの画素Ｅ１３，Ｅ１
５の画像データを用いて生成されている。つまり、加算
器１５が２、４段目のレジスタ１１ｂ，１１ｄに保持さ
れている画素Ｅ１３，Ｅ１５の両画像データを加算した
後、第３の演算器１６が加算器１５からの画像データを
２の値で除算する。これにより、画素Ｅ１４の補間画像
データが生成される。

【００２０】また、平均化画像データ、例えば画素Ｅ１
３’の平均化画像データは、図３の（ｃ）に示すよう
に、隣り合う２つの補間した画素Ｅ１２とＥ１４の画像
データを用いて生成されている。これらの補間した画素
Ｅ１２とＥ１４の画像データは、それぞれ取り込んだ画
素Ｅ１１，Ｅ１３と取り込んだ画素Ｅ１３，Ｅ１５によ
り生成されたものである。つまり、第１の演算器１２が
３段目のレジスタ１１ｃに保持されている画素Ｅ１３の
画像データを２倍に重み付けした後、加算器１３が第１
の演算器１２から出力された画像データと１、５段目の
レジスタ１１ａ，１１ｅにそれぞれ保持されている画素
Ｅ１１，Ｅ１５の両画像データを加算する。第２の演算
器１４が、加算器１３からの画像データを４の値で除算
する。これにより、画素Ｅ１３’の平均化画像データが
生成される。このように、水平方向拡大回路２では、隣
り合う２つの画素の画像データを用いて補間画像データ
を生成するだけでなく、隣り合う２つの補間した画素の
画像データを用いて平均化画像データを生成している。
すなわち、水平方向拡大回路２は、補間した画素と取り
込んだ画素との間で色や輝度の違和感がなくなるよう
に、画像データの平均化を行いつつ拡大補間している。
これにより、本実施例の画像拡大装置１では、画像デー
タを水平方向に拡大したときに生じる画質の低下を防止
している。

【００２１】[垂直方向拡大回路の構成]図４は、図１に
示した垂直方向拡大回路の具体的な構成を示すブロック
図である。図４に示すように、垂直方向拡大回路４は、
直列に接続されたレジスタ１８ａ，１８ｂ，１８ｃによ
り構成され、クロック１０ａに同期して入力端４ａを経
て水平方向拡大回路２（図１）から入力した拡大画像デ
ータを順次シフトする３段シフトレジスタ１８、及び直
列に接続されたレジスタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９
ｄにより構成され、クロック１０ａに同期して入力端４
ｂを経てラインメモリ３（図１）から入力した拡大画像
データを順次シフトする４段シフトレジスタ１９を備え
ている。さらに、垂直方向拡大回路４には、上述の垂直
補間画像データを生成するための第４の演算器２０、加
算器２１、第５の演算器２２、及び第６の演算器２３
と、入力端４ｄから入力した走査線判別回路９（図１）
からの判別信号に基づいて、２段目のレジスタ１８ｂか
らの拡大画像データと第６の演算器２３からの垂直補間
画像データを出力端４ｃからライン単位に交互に出力す
るための切り替えスイッチ２４が設けられている。尚、
上述したように、判別信号は、現時点でのラインが奇数
番目のラインか偶数番目のラインであるかを示す信号で
あり、垂直方向拡大回路４は、例えば偶数番目のライン
では水平方向拡大回路２からの拡大画像データをそのま
ま出力し、奇数番目のラインでは生成した垂直補間画像
データを出力する。

【００２２】第４の演算器２０は、３段シフトレジスタ
１８の２段目のレジスタ１８ｂに格納された拡大画像デ
ータの値を２倍に重み付ける演算処理を行う。第５の演
算器２２は、４段シフトレジスタ１９の３段目のレジス
タ１９ｃに格納された拡大画像データの値を２倍に重み
付ける演算処理を行う。加算器２１は、第４、第５の演
算器２０，２２からの拡大画像データの値と、３段シフ
トレジスタ１８の１、３段目のレジスタ１８ａ，１８ｃ
にそれぞれ格納された拡大画像データの値と、４段シフ
トレジスタ１９の２、４段目のレジスタ１９ｂ，１９ｄ
にそれぞれ格納された拡大画像データの値を加算する加
算処理を行う。第６の演算器２３は、加算器２１からの
拡大画像データの値を８で除算する除算処理を行い、得
られたデータを垂直補間画像データとして出力する。
尚、第６の演算器２３での除算処理は、加算器２１から
の拡大画像データを３ビットシフトすることにより行わ
れる。このように、加算器２１と第４〜第６の演算器２
０，２１，２３により、２つの連続したラインの拡大画
像データの値が平均化され、垂直補間画像データとして
生成、出力される。

【００２３】ここで、図５を参照して、垂直補間画像デ
ータについて具体的に説明する。図５は、図４に示した
垂直方向拡大回路により生成される垂直補間画像データ
を示す説明図である。ラインメモリ３（図１）からの拡
大画像データ、例えば図５の（ａ）に示す画素Ｅ１２，
Ｅ１３，Ｅ１４，Ｅ１５の拡大画像データが４段シフト
レジスタ１９の１〜４段目のレジスタ１９ａ，１９ｂ，
１９ｃ，１９ｄにそれぞれ格納された場合、３段シフト
レジスタ１８の１〜３段目のレジスタ１８ａ，１８ｂ，
１８ｃには水平方向拡大回路２（図１）からの画素Ｅ２
３，Ｅ２４，Ｅ２５の拡大画像データが格納されてい
る。垂直補間画像データは、２つの連続するラインにお
いて、垂直方向で連続した２つの拡大画像データだけで
なく、その斜め上下方向の４つの拡大画像データをも用
いて生成されている。例えば画素Ｏ１４の画像データ
は、図５の（ｂ）に示すように、垂直方向で連続した２
つの画素Ｅ１４，Ｅ２４の拡大画像データと、その斜め
上下方向の４つの画素Ｅ１３，Ｅ１５，Ｅ２３，Ｅ２５
の拡大画像データを用いて生成されている。つまり、第
４の演算器２０が２段目のレジスタ１８ｂに格納されて
いる画素Ｅ２４の拡大画像データを２倍に重み付けし、
第５の演算器２２が３段目のレジスタ１９ｃに格納され
ている画素Ｅ１４の拡大画像データを２倍に重み付けす
る。加算器２１が、第４、第５の演算器２０，２２から
出力された拡大画像データと、１、３段目のレジスタ１
８ａ，１８ｃにそれぞれ保持されている画素Ｅ２３，Ｅ
２５の両拡大画像データと、２、４段目のレジスタ１９
ｂ，１９ｄにそれぞれ保持されている画素Ｅ１３，Ｅ１
５の両拡大画像データを加算する。第６の演算器２３
が、加算器２１からの拡大画像データを８の値で除算す
る。これにより、画素Ｏ１４の垂直補間画像データが生
成される。

【００２４】このように、垂直方向拡大回路４では、２
つの連続するラインにおいて、垂直方向で連続した２つ
の拡大画像データと斜め上下方向の４つの拡大画像デー
タを用いて、垂直補間画像データを生成している。これ
により、本実施例の画像拡大装置１では、水平方向に拡
大補間した画素との間でギザギザ感や違和感の発生を防
止することができ、画像データを垂直方向に拡大したと
きに生じる画質の低下を防止している。

【００２５】[画像拡大装置の動作]以下、本実施例の画
像拡大装置１の動作について説明する。まず、水平方向
拡大回路２の動作について、図２、及び図６を参照して
説明する。図６は、図２に示した水平方向拡大回路内の
各部での動作を示すタイミングチャートである。図６の
（ａ）、及び図６の（ｂ）に示すように、画像データＹ
０，Ｙ１，Ｙ２，・・・が、入力クロック１０ｂに同期
して入力端１ａ（図１）から入力されている。水平方向
拡大回路２は、図６の（ｃ）に示すクロック１０ａに同
期して上述の画像データＹ０，Ｙ１，Ｙ２，・・・を順
次取り込む。クロック１０ａの周波数は入力クロック１
０ｂの２倍の周波数であるため、水平方向拡大回路２内
の５段シフトレジスタ１１の各レジスタ１１ａ〜１１ｅ
には、図６の（ｄ）に示すように、同一の画像データが
２度続けてラッチされ順次シフトされている。水平方向
拡大回路２では、各レジスタ１１ａ〜１１ｅに格納され
ている画像データを用いて、補間画像データＡ０，Ａ
１，Ａ２，・・・と平均化画像データＨ０，Ｈ１，Ｈ
２，・・・とからなる拡大画像データを生成する。具体
的にいえば、水平方向拡大回路２では、２段目のレジス
タ１１ｂに格納された画像データＹ１と、４段目のレジ
スタ１１ｄに格納された画像データＹ０を加算器１５に
より加算した後、第３の演算器１６を用いて２の値で除
算する。これにより、補間画像データＡ０が生成され
る。

【００２６】その後、水平方向拡大回路２では、次のク
ロック１０ａに同期して、第１の演算器１２により３段
目のレジスタ１１ｃに格納された画像データＹ１を２倍
に重み付けた後、１段目のレジスタ１１ａと５段目のレ
ジスタ１１ｅにそれぞれ格納された画像データＹ２，Ｙ
０を加算器１３により加算し、第２の演算器１４を用い
て４の値で除算する。これにより、平均化画像データＨ
０が生成される。このように、水平方向拡大回路２は、
図６の（ｅ）に示すように、クロック１０ａに同期して
補間画像データＡ０，Ａ１，Ａ２，・・・と平均化画像
データＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・・を交互に生成して、そ
の切り替えスイッチ１７を介してラインメモリ３（図
１）と垂直方向拡大回路４（図１）に出力する。尚、切
り替えスイッチ１７での補間画像データＡ０，Ａ１，Ａ
２，・・・と平均化画像データＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・
・の切り替え動作は、図６の（ｆ）に示すラインメモリ
３へのライトアドレスの下位ビットに基づき行われる。

【００２７】次に、図４、及び図７を参照して、垂直方
向拡大回路４の動作について説明する。図７は、図４に
示した垂直方向拡大回路内の各部での動作を示すタイミ
ングチャートである。垂直方向拡大回路４には、水平方
向拡大回路２（図１）からの現時点でのラインの拡大画
像データとして、図７の（ｃ）に示すように、補間画像
データＡ０，Ａ１，Ａ２，・・・と平均化画像データＨ
０，Ｈ１，Ｈ２，・・・が交互に入力されている。これ
により、３段シフトレジスタ１８の各レジスタ１８ａ，
１８ｂ，１８ｃには、図７の（ｄ）に示すように、補間
画像データＡ０，Ａ１，Ａ２，・・・と平均化画像デー
タＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・・が交互にラッチされ順次シ
フトされている。また、垂直方向拡大回路４には、ライ
ンメモリ３（図１）からの１ライン前のラインの拡大画
像データとして、補間画像データａ０，ａ１，ａ２，・
・・と平均化画像データｈ０，ｈ１，ｈ２，・・・が交
互に入力されている。これにより、４段シフトレジスタ
１９の各レジスタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄに
は、図７の（ｆ）に示すように、補間画像データａ０，
ａ１，ａ２，・・・と平均化画像データｈ０，ｈ１，ｈ
２，・・・が交互にラッチされ順次シフトされている。
尚、ラインメモリ３からの拡大画像データは、クロック
１０ａ（図７の（ａ）に図示）に同期したリードアドレ
ス（図７の（ｅ）に図示）に基づき出力される。このリ
ードアドレスは、上述したように、ライトアドレス（図
７の（ｂ）に図示）に比べて１つのクロック１０ａだけ
先行してラインメモリ３に入力される。

【００２８】垂直方向拡大回路４では、第４、第５の演
算器２０，２２が、例えば２段目のレジスタ１８ｂ、及
び３段目のレジスタ１９ｃに格納されている拡大画像デ
ータＨ０、及び拡大画像データｈ０を２倍にそれぞれ重
み付けする。加算器２１が、第４、第５の演算器２０，
２２から出力された拡大画像データと、１、３段目のレ
ジスタ１８ａ，１８ｃにそれぞれ保持されている拡大画
像データＡ１，Ａ０と、２、４段目のレジスタ１９ｂ，
１９ｄにそれぞれ保持されている拡大画像データａ１，
ａ０を加算する。第６の演算器２３が、加算器２１から
の拡大画像データを８の値で除算する。これにより、垂
直補間画像データＶ０が生成される。以降、垂直方向拡
大回路４は、上述の動作と同様に、垂直補間画像データ
Ｖ１，Ｖ２，・・・を順次生成して出力する。垂直方向
拡大回路４は、走査線判別回路９（図１）からの判別信
号に基づいて、ライン単位に生成した垂直補間画像デー
タＶ０，Ｖ１，Ｖ２，・・・と水平方向拡大回路２から
の拡大画像データを交互に出力する。

【００２９】以上のように、本実施例の画像拡大装置１
では、水平方向拡大回路での画像データの拡大倍率に一
致するように、入力する画像データに同期する第１のク
ロック（入力クロック１０ｂ）の周波数に対する上記水
平方向拡大回路での画像データの取り込み動作に同期す
る第２のクロック（クロック１０ａ）の周波数の比率を
決定して、設定している。このように構成することによ
り、本実施例の画像拡大装置１では、１つのラインメモ
リを用いて画像データを拡大することができ、画像拡大
装置の構成の簡略化やコストの低減を容易に行うことが
できる。

【００３０】《第２の実施例》 [画像拡大装置の構成]図８は、本発明の第２の実施例で
ある画像拡大装置の構成を示すブロック図である。この
実施例では、画像拡大装置の構成において、拡大する前
の画像データをラインメモリに入力するよう構成した。
それ以外の各部は、第１の実施例のものと同様であるの
でその重複した説明は省略する。図８に示すように、こ
の実施例の画像拡大装置１’は、入力端１ａ’に接続さ
れたラインメモリ３’及び第１水平方向拡大回路２５、
前記ラインメモリ３’に接続された第２水平方向拡大回
路２６、及び上記第１水平方向拡大回路２５と第２水平
方向拡大回路２６に接続された垂直方向拡大回路４’を
備えている。ラインメモリ３’とライトアドレス制御回
路７は、分周器６からの入力クロック１０ｂに同期して
動作する。第１水平方向拡大回路２５、第２水平方向拡
大回路２６、垂直方向拡大回路４’、及びリードアドレ
ス制御回路８は、発振器５からのクロック１０ａに同期
して動作する。

【００３１】第１水平方向拡大回路２５は、入力クロッ
ク１０ｂに同期して入力される画像データを入力端１
ａ’から取り込む。それゆえ、第１水平方向拡大回路２
５は、同一の画像データを２度続けてラッチする。ライ
ンメモリ３’は、第１の実施例のものと同様に、入力し
た画像データを１つの水平走査期間中保持して、その画
像データを１ライン分遅延し第２水平方向拡大回路２６
にクロック１０ａに同期して出力する。それゆえ、第２
水平方向拡大回路２６は、第１水平方向拡大回路２５が
処理している画像データの１ライン分前の画像データを
拡大して垂直方向拡大回路４’に出力する。さらに、ラ
インメモリ３’は、画像データを入力端１ａ’から直接
入力するよう構成している。このように構成することに
より、本実施例の画像拡大装置１’では、拡大画像デー
タを記憶するよう構成した第１の実施例のものに比べ
て、ラインメモリ３’の記憶容量を１／２とすることが
できる。

【００３２】[第１水平方向拡大回路の構成]ここで、図
９を参照して、第１水平方向拡大回路２５の構成につい
て詳細に説明する。尚、以下の説明では、図２に示した
第１の実施例の水平方向拡大回路のものと異なる部分に
ついて主に説明する。図９は、図８に示した第１水平方
向拡大回路の具体的な構成を示すブロック図である。図
９に示すように、第１水平方向拡大回路２５では、入力
端２５ｂから入力するクロック１０ａに同期して、切り
替え信号を切り替えスイッチ１７’に出力する切り替え
回路２７が設けられている。これにより、第１水平方向
拡大回路２５では、切り替えスイッチ１７’が上述の切
り替え信号に基づき第２の演算器１４からの平均化画像
データと第３の演算器１６からの補間画像データを交互
に出力する。入力端２５ａは画像データを入力する入力
端１ａ’（図８）に接続され、出力端２５ｃは垂直方向
拡大回路４’（図８）に接続されている。尚、図２に示
した第１の実施例の水平方向拡大回路においても、その
内部に上記切り替え回路２７を設けて、ライトアドレス
に代わりに切り替え信号を用いて平均化画像データと補
間画像データとの切り替え動作を行うよう構成してもよ
い。また、図８に示した第２水平方向拡大回路２６は、
処理対象の画像データが第１水平方向拡大回路２５のも
のと異なるだけであり、図９に示した第１水平方向拡大
回路２５と同一に構成されている。

【００３３】[垂直方向拡大回路の構成]次に、本実施例
の垂直方向拡大回路４’の構成について、図１０を参照
して詳細に説明する。尚、以下の説明では、図４に示し
た第１の実施例のものと異なる部分について主に説明す
る。図１０は、図８に示した垂直方向拡大回路の具体的
な構成を示すブロック図である。図１０に示すように、
垂直方向拡大回路４’には、直列に接続されたレジスタ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃにより構成され、クロック１０
ａに同期して入力端４ｂ’から入力した第２水平方向拡
大回路２６（図８）からの拡大画像データを順次シフト
する３段シフトレジスタ２８が設けられている。垂直方
向拡大回路４’では、入力端４ａ’は第１水平方向拡大
回路２５（図８）に接続され、３段シフトレジスタ１８
は上記第１水平方向拡大回路２５からの拡大画像データ
を入力し、クロック１０ａに同期して順次シフトする。
第５の演算器２２’は、３段シフトレジスタ２８の２段
目のレジスタ２８ｂに格納された拡大画像データの値を
２倍に重み付ける演算処理を行う。加算器２１’は、第
４、第５の演算器２０，２２’からの拡大画像データの
値と、３段シフトレジスタ１８の１、３段目のレジスタ
１８ａ，１８ｃにそれぞれ格納された拡大画像データの
値と、３段シフトレジスタ２８の１、３段目のレジスタ
２８ａ，２８ｃにそれぞれ格納された拡大画像データの
値とを加算する加算処理を行う。第６の演算器２３’
は、加算器２１’からの拡大画像データの値を８で除算
する除算処理を行い、垂直補間画像データとして切り替
えスイッチ２４’に出力する。切り替えスイッチ２４’
は、入力端４ｄ’を介して走査線判別回路９（図８）か
ら入力する判別信号に基づいて、２段目のレジスタ１８
ｂからの拡大画像データと第６の演算器２３’からの垂
直補間画像データを出力端４ｃ’からライン単位に交互
に出力する。

【００３４】[画像拡大装置の動作]以下、本実施例の画
像拡大装置１’の動作について、図９乃至図１２を参照
して説明する。尚、以下の説明では、第１の実施例のも
のと異なる動作について主に説明する。まず、第１水平
方向拡大回路２５の動作について、図９、及び図１１を
参照して説明する。図１１は、図９に示した第１水平方
向拡大回路内の各部での動作を示すタイミングチャート
である。図１１において、第１水平方向拡大回路２５
が、補間画像データＡ０，Ａ１，Ａ２，・・・と平均化
画像データＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・・からなる拡大画像
データを生成する処理動作は第１の実施例のもの同一で
ある。第１水平方向拡大回路２５の処理動作において、
第１の実施例のもの異なる点は、図１１の（ｅ）に示す
拡大画像データでの補間画像データＡ０，Ａ１，Ａ２，
・・・と平均化画像データＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・・と
の切り替え動作が、図１１の（ｃ）に示すクロック１０
ａに同期して行うことである。また、図８に示した第２
水平方向拡大回路２６での処理動作は、第１水平方向拡
大回路２５のものと同一であり、処理対象の画像データ
だけが異なる。つまり、第２水平方向拡大回路２６は、
ラインメモリ３’（図８）からの画像データを用いて、
１ライン前の拡大画像データを生成する。

【００３５】次に、図１０、及び図１２を参照して、垂
直方向拡大回路４’の動作について説明する。図１２
は、図１０に示した垂直方向拡大回路内の各部での動作
を示すタイミングチャートである。図１２の（ｃ）に示
すように、３段シフトレジスタ１８の各レジスタ１８
ａ，１８ｂ，１８ｃには、第１水平方向拡大回路２５
（図８）からの現時点でのラインの拡大画像データとし
て、補間画像データＡ０，Ａ１，Ａ２，・・・と平均化
画像データＨ０，Ｈ１，Ｈ２，・・・が交互にラッチさ
れ順次シフトされている。また、図１２の（ｅ）に示す
ように、３段シフトレジスタ２８の各レジスタ２８ａ，
２８ｂ，２８ｃには、第２水平方向拡大回路２６（図
８）からの１ライン前の拡大画像データとして、補間画
像データａ０，ａ１，ａ２，・・・と平均化画像データ
ｈ０，ｈ１，ｈ２，・・・が交互にラッチされ順次シフ
トされている。

【００３６】そして、垂直方向拡大回路４’では、第
４、第５の演算器２０，２２’が、例えば２段目のレジ
スタ１８ｂ、及び２段目のレジスタ２８ｂに格納されて
いる拡大画像データＨ０、及び拡大画像データｈ０を２
倍にそれぞれ重み付ける。加算器２１’が、第４、第５
の演算器２０，２２’から出力された拡大画像データ
と、１、３段目のレジスタ１８ａ，１８ｃにそれぞれ保
持されている拡大画像データＡ１，Ａ０と、１、３段目
のレジスタ２８ａ，２８ｃにそれぞれ保持されている拡
大画像データａ１，ａ０を加算する。第６の演算器２
３’が、加算器２１’からの拡大画像データを８の値で
除算する。これにより、垂直補間画像データＶ０が生成
される。以降、垂直方向拡大回路４’は、上述の動作と
同様に、垂直補間画像データＶ１，Ｖ２，・・・を順次
生成して出力する。垂直方向拡大回路４’は、走査線判
別回路９（図８）からの判別信号に基づいて、ライン単
位に生成した垂直補間画像データＶ０，Ｖ１，Ｖ２，・
・・と第１水平方向拡大回路２５からの拡大画像データ
を交互に出力する。

【００３７】以上のように、本実施例の画像拡大装置
１’では、画像データをラインメモリ３’に直接入力す
るよう構成している。これにより、本実施例の画像拡大
装置１’では、第１の実施例での効果に加えて、ライン
メモリ３’の記憶容量を第１の実施例のものに比べて１
／２とすることができる。

【００３８】尚、上述の第１、及び第２の実施例では、
画像データの入力クロックを発生する入力クロック発生
部として、発振器からのクロックを分周する分周器を用
いた構成について説明したが、実施はこれに限定される
ものではなく、入力クロックに対するクロックの比率が
画像データの拡大倍率に一致するように入力クロックを
設定、出力できる構成であればよい。例えば上記発振器
と別個に設けた別の発振器を用いて、入力クロックを出
力する構成でもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明の画像拡大装置は、画像データを
拡大処理する拡大回路の拡大倍率に一致するように、入
力する画像データに同期する第１のクロックの周波数
と、上記拡大回路での画像データの取り込み動作に同期
する第２のクロックの周波数の比率を決定し設定してい
る。このように構成することにより、本発明の画像拡大
装置では、１つのラインメモリを用いて画像データを拡
大することができ、画像拡大装置の構成の簡略化やコス
トの低減を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である画像拡大装置の構
成を示すブロック図

【図２】図１に示した水平方向拡大回路の具体的な構成
を示すブロック図

【図３】図２に示した水平方向拡大回路により生成され
る拡大画像データを示す説明図

【図４】図１に示した垂直方向拡大回路の具体的な構成
を示すブロック図

【図５】図４に示した垂直方向拡大回路により生成され
る垂直補間画像データを示す説明図

【図６】図２に示した水平方向拡大回路内の各部での動
作を示すタイミングチャート

【図７】図４に示した垂直方向拡大回路内の各部での動
作を示すタイミングチャート

【図８】本発明の第２の実施例である画像拡大装置の構
成を示すブロック図

【図９】図８に示した第１水平方向拡大回路の具体的な
構成を示すブロック図

【図１０】図８に示した垂直方向拡大回路の具体的な構
成を示すブロック図

【図１１】図９に示した第１水平方向拡大回路内の各部
での動作を示すタイミングチャート

【図１２】図１０に示した垂直方向拡大回路内の各部で
の動作を示すタイミングチャート

【図１３】従来の画像拡大装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１，１’ 画像拡大装置 ２ 水平方向拡大回路 ３，３’ ラインメモリ ４，４’ 垂直方向拡大回路 ５ 発振器 ６ 分周器 ２５ 第１水平方向拡大回路 ２６ 第２水平方向拡大回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久野 良樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA11 CA12 CA16 CB12 CB16 CD05 CH11 5C023 AA02 AA31 CA01 DA04 EA03 EA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを１つの方向に拡大する拡大
   回路を備えた画像拡大装置であって、 前記拡大回路の拡大倍率に一致するよう、入力する画像
   データに同期する第１のクロックの周波数と前記拡大回
   路での画像データの取り込み動作に同期する第２のクロ
   ックとの周波数の比率を設定したことを特徴とする画像
   拡大装置。
2. 【請求項２】 前記第１のクロックを発生するクロック
   発生部、 前記第２のクロックに同期して画像データを入力し、入
   力した画像データを水平方向に拡大する水平方向拡大回
   路、 前記水平方向拡大回路から入力した拡大画像データを１
   つの水平走査期間の間保持して、その入力した拡大画像
   データを１ライン分遅延するためのラインメモリ、及び
   前記水平方向拡大回路からの拡大画像データと前記ライ
   ンメモリからの拡大画像データを用いて、垂直方向に拡
   大した画像データを生成する垂直方向拡大回路、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像拡大装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１のクロックを発生するクロック
   発生部、 前記第１のクロックに同期して画像データを入力し、入
   力した画像データを１つの水平走査期間の間保持して、
   その入力した画像データを１ライン分遅延するためのラ
   インメモリ、 前記第２のクロックに同期して画像データを入力し、入
   力した画像データを水平方向に拡大する第１水平方向拡
   大回路、 前記第２のクロックに同期して前記ラインメモリから画
   像データを入力し、入力した画像データを水平方向に拡
   大する第２水平方向拡大回路、及び前記第１水平方向拡
   大回路からの拡大画像データと前記第２水平方向拡大回
   路からの拡大画像データを用いて、垂直方向に拡大した
   画像データを生成する垂直方向拡大回路、 を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像拡大装
   置。