JP2000310984A

JP2000310984A - 組み合わされたビデオおよびコンピュータ生成画像をスケーリングするシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2000310984A
Application number: JP2000095919A
Authority: JP
Inventors: Zhu Daniel Qiang; キアンツーダニエル; John Steck Kevin; ジョンステックケビン
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2000-11-07
Also published as: US6424749B1; EP1041511B1; DE69906031T2; DE69906031D1; EP1041511A3; EP1041511A2

Abstract

(57)【要約】【課題】混合ビデオ／コンピュータ生成画像を含む画
像に対して用いることができるフォーマット変換を行う
システムおよび方法を提供すること。【解決手段】ビデオおよびコンピュータ生成画像成分
の両方を含む入力画像をスケーリングする方法であっ
て、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、通過帯域および阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第１の周波数応答特性を
用いて入力画像を処理することによって第１の中間スケ
ーリング済み画像を生成するステップと、ｂ）第１の中
間スケーリング済み画像を処理して、スケーリング済み
エッジ画像を抽出するステップと、ｃ）通過帯域と、阻
止帯域と、通過帯域および阻止帯域間にある遷移帯域と
を持つ第２の周波数応答特性を用いて入力画像を処理す
ることによって第２の中間スケーリング済み画像を生成
するステップであって、第２の周波数応答特性の遷移帯
域は、第１の周波数応答特性の遷移帯域よりも緩やかで
ある、ステップと、ｄ）スケーリング済みエッジ画像を
第２の中間スケーリング済み画像に加えて、出力画像を
生成するステップと、を包含する、方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオフ
ォーマット変換の分野に関する。より具体的には、本発
明は、組み合わされたビデオおよびコンピュータ生成画
像を処理するユニバーサルフォーマット変換アーキテク
チャに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、デジタルテレビ（ＤＴＶ）のポス
トプロダクション環境においては、異なるフォーマット
のビデオおよびコンピュータ生成画像（ＣＧＩ）を使用
することが一般的になってきている。高品質のリアルタ
イムビデオラスタＣＧＩのフォーマット変換は、効率的
なＤＴＶコンテンツの制作および配信のルーチン作業の
必須の部分になりつつある。ほとんどの従来のビデオ／
グラフィックスワークステーションは、ＣＰＵおよびグ
ラフィックスサブシステムに依存してソフトウェアでの
画像補間を行っている。これらのソフトウェアシステム
を利用する場合、画像素材を適切なフォーマットにして
おかないと、画像編集および画像合成が行えない。より
生産性の高い代替手段は、専用ハードウェアフォーマッ
トコンバータ（以下、フォーマットコンバータを「Ｆ
Ｃ」とも呼ぶ）を用いることである。

【０００３】しかし、生のビデオ画像とＣＧＩとでは信
号特性（例えば、帯域幅）が異なるために、ビデオのス
ケーリング用に最適化されたフォーマットコンバータが
必ずしもＣＧＩにも適しているとは限らない。単一の補
間器を用いた設計では、通常、画像エイリアシング、リ
ンギング、にじみ等のアーチファクトが発生するという
性能上の妥協をせねばならない。この単一の補間器によ
って課される性能上の障壁を克服するために、ビデオお
よびＣＧＩを同時にスケーリングできる新しいＦＣアー
キテクチャが必要とされている。

【０００４】ＤＴＶ時代の幕開けとともに、米国の主要
ＴＶネットワークはすべて、ＡＴＳＣが指定するＤＴＶ
送信フォーマットを採用している。しかし、個々のＴＶ
ネットワークによって、サポートするＤＴＶフォーマッ
トが異なっている場合がある。このように、複数のＤＴ
Ｖフォーマットが存在することによって、ビデオポスト
プロダクション処理はますます複雑になるであろう。な
ぜなら、ビデオ／グラフィックスワークステーション
を、複数の入力および出力フォーマットに対応できるよ
うに設計しなければならないからである。従って、ＤＴ
Ｖポストプロダクションにおいて、フォーマット変換処
理は、避けては通れないものであり、現実的な解決策を
見つけなければならない。ハイエンドビデオ／グラフィ
ックスワークステーションの中にはソフトウェア画像補
間を用いて「解像度に依存しない機能」を提供するもの
もあるが、その場合、処理速度と画像スケーリング処理
用システムリソース割付けとがトレードオフの関係とな
る。より生産性を高めるためには、あらゆるＤＴＶフォ
ーマットソースの組み合わせにおいて、効率的に動作す
る専用画像スケーリングハードウェアエンジンが必要で
ある。これは、様々な規格に基づいて作業をしている幅
広い範囲の顧客を相手にしようと考えているポストプロ
ダクション会社にとっては特に重要なことである。さら
に、複数のフォーマットを組み合わせる能力によって、
従来のビデオおよびコンピュータ生成画像（ＣＧＩ）を
含むプログラム財産の全てを、自由に使用することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フォーマットコンバー
タの設計においては、従来のビデオとＣＧＩの間の大き
く異なる特性を考慮に入れておくことが望ましい。従来
の考え方では、ナイキスト限界値（即ち、０．５サイク
ル／ピクセル）に達する帯域幅を持つＣＧＩは全て、リ
ンギングアーチファクトを防ぐために、スケーリングす
る前にアンチエイリアシングフィルタに通すことが望ま
しいとされている。しかし、ＣＧＩ画像成分に対して不
必要なアンチエイリアシングフィルタ処理を行うと、画
像のにじみを生じてこれらの画像成分の視覚的な効果を
低減してしまう場合がある。一方、ＣＧＩ画像成分は、
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）およびデジタル
光処理（ＤＬＰ）ビデオプロジェクタのようなデジタル
ディスプレイデバイス上に適切に表示されるように、Ｃ
ＧＩ画像成分の帯域幅は維持しておくことが望ましい。
なぜなら、これらのデバイスは、０．５サイクル／ピク
セルの帯域幅限界までのＣＧＩを表示することができる
からである。デジタルディスプレイの変調伝達関数（Ｍ
ＴＦ）は１００％であるので、グラフィックスアーティ
ストは、その作品を意図した通りに表示させることがで
きるようになった。他のスケーリングアーチファクト
（例えば、リンギング）を低減するためにグラフィック
スの鮮明度を犠牲にすることなく、あらゆるＣＧＩをス
ケーリングできるようなアーキテクチャが必要とされて
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、混合ビデオ／
コンピュータ生成画像を含む画像に対して用いることが
できるユニバーサルフォーマット変換を行うシンプル且
つ効果的な手段を提供する。第１の補間器を用いて第１
の中間スケーリング済み画像を生成する。そして、この
第１の第１の中間スケーリング済み画像をエッジ検出器
で処理して、スケーリング済みエッジ画像を生成する。
次に、第２の補間器を用いて第２の中間スケーリング済
み画像を生成する。そして、スケーリング済みエッジ画
像を第２の中間スケーリング済み画像に加えて変換済み
画像を生成する。

【０００７】ある実施形態において、本発明のフォーマ
ット変換アーキテクチャは、相補的な特性を持つ補間器
を各ＦＣ内に設けたデュアルＦＣを用いて実施される。

【０００８】本発明による方法は、ビデオおよびコンピ
ュータ生成画像成分の両方を含む入力画像をスケーリン
グする方法であって、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、該
通過帯域および該阻止帯域間にある遷移帯域とを持つ第
１の周波数応答特性を用いて該入力画像を処理すること
によって第１の中間スケーリング済み画像を生成するス
テップと、ｂ）該第１の中間スケーリング済み画像を処
理して、スケーリング済みエッジ画像を抽出するステッ
プと、ｃ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および
該阻止帯域間にある遷移帯域とを持つ第２の周波数応答
特性を用いて該入力画像を処理することによって第２の
中間スケーリング済み画像を生成するステップであっ
て、該第２の周波数応答特性の遷移帯域は、該第１の周
波数応答特性の遷移帯域よりも緩やかである、ステップ
と、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像を該第２の中間
スケーリング済み画像に加えて、出力画像を生成するス
テップとを包含し、これにより、上記目的が達成され
る。

【０００９】ある実施形態によれば、前記第１の中間ス
ケーリング済み画像を生成するステップは、前記入力画
像をカイザーウィンドウシンク関数で畳み込むステップ
を含み、前記第２の中間スケーリング済み画像を生成す
るステップは、該入力画像を打切り累乗コサイン関数で
畳み込むステップを含んでいてもよい。

【００１０】ある実施形態によれば、前記第１の中間ス
ケーリング済み画像を処理して、スケーリング済みエッ
ジ画像を抽出するステップは、該第１の中間スケーリン
グ済み画像をマーフィルタで処理するステップを含んで
いてもよい。

【００１１】ある実施形態によれば、前記入力画像は２
次元（２Ｄ）画像であり、前記第１の中間スケーリング
済み画像を生成するステップは、該入力画像を第１の１
次元（１Ｄ）周波数応答特性で処理し、これにより、水
平方向にフィルタリングされた画像を生成するステップ
と、該水平方向にフィルタリングされた画像を転置する
ステップと、該転置された水平方向にフィルタリングさ
れた画像を第２の１Ｄ周波数応答特性で処理し、これに
より、水平方向および垂直方向にフィルタリングされた
画像を生成するステップとを含んでもよく、該第２の１
Ｄ周波数応答特性は、該第１の１Ｄ周波数応答特性の通
過帯域、遷移帯域および阻止帯域を持つものであっても
よい。

【００１２】本発明によるシステムは、ビデオおよびコ
ンピュータ生成画像の両方を含む入力画像をスケーリン
グするシステムであって、ａ）通過帯域と、阻止帯域
と、該通過帯域および該阻止帯域間にある遷移帯域とを
規定する周波数応答特性を持ち、該入力画像を処理する
ことによって第１の中間スケーリング済み画像を生成す
る第１の補間器と、ｂ）該第１の中間スケーリング済み
画像を処理して、スケーリング済みエッジ画像を抽出す
るエッジ検出器と、ｃ）通過帯域と、阻止帯域と、該通
過帯域および該阻止帯域間にある遷移帯域とを規定する
周波数応答特性を持ち、該入力画像を処理することによ
って第２の中間スケーリング済み画像を生成する第２の
補間器であって、該第２の補間器の遷移帯域は、該第１
の補間器の遷移帯域よりも緩やかである、第２の補間器
と、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像を該第２の中間
スケーリング済み画像に加える加算器とを備えており、
これにより、上記目的が達成される。

【００１３】ある実施形態によれば、前記第１の補間器
の周波数応答特性は、３次周波数応答特性であってもよ
い。

【００１４】ある実施形態によれば、前記第１の補間器
はカイザーウィンドウシンク補間器であり、前記第２の
補間器は累乗コサイン補間器であってもよい。

【００１５】ある実施形態によれば、前記エッジ検出器
はマーフィルタであってもよい。

【００１６】ある実施形態によれば、前記入力画像は、
サンプルの水平ラインのシーケンスによって規定される
２次元（２Ｄ）画像であり、該入力画像を処理し、これ
により、水平方向にフィルタリングされた画像を生成す
る第１の１次元（１Ｄ）補間器と、該水平方向にフィル
タリングされた画像を受け取り、該水平方向にフィルタ
リングされた画像をサンプルの垂直ラインのシーケンス
として提供するように接続された転置メモリと、該転置
メモリにより提供される水平方向にフィルタリングされ
た画像を処理し、これにより、水平方向および垂直方向
にフィルタリングされた画像を生成する第２の１Ｄ補間
器と、該水平方向および垂直方向にフィルタリングされ
た画像をサンプルの垂直ラインのシーケンスとして受け
取り、該水平方向および垂直方向にフィルタリングされ
た画像をサンプルの水平ラインのシーケンスとして提供
する第２の転置メモリとを備えていてもよい。

【００１７】本発明による別のシステムは、ビデオおよ
びコンピュータ生成画像成分の両方を含む入力画像をス
ケーリングするシステムであって、ａ）該入力画像を受
け取るように接続された入力ポートと、出力ポートとを
有する第１の補間器であって、通過帯域と、阻止帯域
と、該通過帯域および該阻止帯域間にある遷移帯域とを
規定する周波数応答特性を持つ第１の補間器と、ｂ）入
力ポートおよび出力ポートを有するエッジ検出器であっ
て、該エッジ検出器の入力ポートは該第１の補間器の出
力ポートに接続されている、エッジ検出器と、ｃ）該入
力画像を受け取るように接続された入力ポートと、出力
ポートとを有する第２の補間器であって、通過帯域と、
阻止帯域と、該通過帯域および該阻止帯域間にある遷移
帯域とを規定する周波数応答特性を持ち、該第２の補間
器の遷移帯域は該第１の補間器の遷移帯域よりも緩やか
である、第２の補間器と、ｄ）該エッジ検出器の出力ポ
ートに接続された第１の入力ポートと、該第２の補間器
の出力ポートに接続された第２の入力ポートとを有する
加算器とを備えており、これにより、上記目的が達成さ
れる。

【００１８】ある実施形態によれば、前記第１の補間器
はカイザーウィンドウシンク補間器であって、前記第２
の補間器は累乗コサイン補間器であって、前記エッジ検
出器はマーフィルタであってもよい。

【００１９】本発明によるキャリアは、コンピュータプ
ログラムがエンコードされたキャリアであって、該コン
ピュータプログラムは、実行時、コンピュータに、ビデ
オおよびコンピュータ生成画像成分の両方を含む入力画
像をスケーリングさせるコンピュータプログラムであ
り、該コンピュータプログラムは、該コンピュータに、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第１の周波数応答特性で
該入力画像を処理することによって第１の中間スケーリ
ング済み画像を生成するステップと、ｂ）該第１の中間
スケーリング済み画像を処理して、スケーリング済みエ
ッジ画像を抽出するステップと、ｃ）通過帯域と、阻止
帯域と、該通過帯域および該阻止帯域間にある遷移帯域
とを持つ第２の周波数応答特性で該入力画像を処理する
ことによって第２の中間スケーリング済み画像を生成す
るステップであって、該第２の周波数応答特性の遷移帯
域は該第１の周波数応答特性の遷移帯域よりも緩やかで
ある、ステップと、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像
を該第２の中間スケーリング済み画像に加えて、出力画
像を生成するステップと、を行わせるコンピュータプロ
グラムであるキャリアであって、これにより、上記目的
が達成される。

【００２０】ある実施形態によれば、前記入力画像は２
次元（２Ｄ）画像であり、前記第１の中間スケーリング
済み画像を生成するステップは、該入力画像を第１の１
次元（１Ｄ）周波数応答特性で処理し、これにより、水
平方向にフィルタリングされた画像を生成するステップ
と、該水平方向にフィルタリングされた画像を転置する
ステップと、該転置された水平方向にフィルタリングさ
れた画像を第２の１Ｄ周波数応答特性で処理し、これに
より、水平方向および垂直方向にフィルタリングされた
画像を生成するステップと、を含み、該第２の１Ｄ周波
数応答特性は、該第１の１Ｄ周波数応答特性の通過帯
域、遷移帯域および阻止帯域を持っていてもよい。

【００２１】

【発明の実施の形態】添付の図面を参照しながら以下の
詳細な説明を読むことにより、本発明が最良に理解され
る。

【００２２】ビデオおよびＣＧＩフォーマットコンバー
タの心臓部ともいえる部分は、オリジナル画像を２Ｄ平
面内でリサンプリングすることによってあるサンプリン
グ格子から別のサンプリング格子へとデジタル画像を変
換するための画像スケーラである。画像スケーラを設計
する前に、画像スケーリングエンジンにおいて補間器が
果たす役割を理解することが重要である。

【００２３】等間隔のデータサンプルに対する画像スケ
ーリングは、離散的補間関数（またはカーネル）とデー
タサンプルとの畳み込み演算と考えることができる。画
像スケーラの数値精度および計算の複雑さは、その補間
カーネルに直接関係している。従って、補間アルゴリズ
ムを作成する場合に設計上および解析上のターゲットと
なるのは、補間カーネルである。画像スケーリング用途
において、様々な種類の補間カーネルが用いられてい
る。これらの様々な種類の補間カーネルの主な違いは、
精度、効率、およびハードウェアの複雑さの間のトレー
ドオフである。

【００２４】共一次補間は非常に普及した方法であり、
主に消費者向けビデオおよびグラフィックス用途におい
てＰＣメーカーによって幅広く使用されている。１次元
の場合、出力サンプルは、以下の等式（１）に示すよう
に、隣接する２つのサンプルの加重和によって計算され
る。

【００２５】

【数１】

【００２６】但し、ｘ₀およびｘ₁は、入力サンプリング
格子点であり、ｘは、ｘ₀およびｘ₁の間の出力サンプリ
ング格子点であり、ｙ（）は、関数値（例えば、画像の
強度）である。

【００２７】空間領域において、共一次補間は、入力を
以下の等式（２）に示す補間カーネルで畳み込むことと
等価である。

【００２８】

【数２】

【００２９】共一次補間カーネルの波形および周波数応
答特性を、それぞれ、図１ａおよび図１ｂに示す。共一
次補間は、低コストで実現できるが、プロフェッショナ
ルクオリティのビデオ信号の処理にはあまり用いられな
い。図１ｂから明らかなように、この共一次補間カーネ
ルでは、エイリアシングの原因となるスプリアス阻止帯
域高周波成分リークが多量に発生している。さらに、通
過帯域は中程度に減衰されており、画像スムージングが
起こっている。通過帯域の減衰を防ぐために理想的なカ
ーネル周波数応答は、以下の等式（３）に示すボックス
カーフィルタである。

【００３０】

【数３】

【００３１】真性ボックスカー補間フィルタと、図１ｂ
に示す周波数応答特性を有するフィルタとの折衷案は、
３次補間フィルタである。３次補間フィルタリング（例
えば、３乗Ｂスプライン）を用いる動機は、複数の多項
式から生成された複数のセグメントを有限量のサポート
を用いて組み合わせて、これにより、打切りシンク関数
のゼロ交差をマッチングすることである。この種のカー
ネルは、共一次補間カーネルよりも高い補間精度を提供
し、空間領域において少量のサポートしか必要としな
い。これにより、打切りシンクカーネルを持つ補間フィ
ルタが、少ない計算量で出力サンプルを生成することが
可能になる。しかし、このカーネルにおける非線形項に
より、線形補間フィルタに比べてハードウェアコストが
高くなる。さらに、打切りシンク補間フィルタには、通
過帯域における望ましくない減衰があり、これにより、
画像スムージングを生じ得る。

【００３２】サンプリング理論によって、シンク関数が
理想的な補間カーネルであることが確立された。しか
し、これは、空間領域において無限サポートを有するの
で、物理的に実現不可能である。実際には、直接的なシ
ンク関数打切りの結果として生じるリンギングアーチフ
ァクトを低減するために、有限サポートを有するスムー
ザー「ロールオフ」ウィンドウィング関数が用いられて
いる。広く使用されているウィンドウ関数の中でもよく
用いられるのが、以下の等式（４）に示すカイザーウィ
ンドウ関数である。

【００３３】

【数４】

【００３４】但し、βは、以下の等式（５）に示すフリ
ーパラメータである。

【００３５】

【数５】

【００３６】従って、補間カーネルは、以下の等式
（６）に示すように、カイザーウィンドウ関数とシンク
関数との積である。

【００３７】

【数６】

【００３８】図２ａおよび図２ｂは、それぞれ、β＝
５、β＝２０の場合のカイザーウィンドウシンク関数を
示す。βを大きくすると、空間領域におけるテール部が
急に小さくなる。βを大きくすると、周波数領域におい
ては、通過帯域が狭くなり、遷移帯域が広くなり、これ
により、エイリアシングアーチファクトおよび画像のに
じみが増大し得る。しかし、遷移帯域をより緩やかにす
ると、鮮明なエッジ近傍におけるリンギングアーチファ
クトが低減される。通過帯域幅および遷移帯域幅は、用
途に応じてバランスをとって選択される。例えば、エッ
ジリンギングが主たるアーチファクトになる場合にはＣ
ＧＩスケーリングの際により大きなβの値を選択しても
よいし、一方、ビデオカメラによる帯域制限特性のため
に、ナチュラルビデオスケーリングの場合にはより小さ
なβの値が適切であり得る。

【００３９】ウィンドウシンク関数を利用したフィルタ
が、エッジ近傍においてリンギングアーチファクトを生
じることは周知である。ウィンドウシンク関数を利用し
たフィルタは、直接的打切りシンク関数にはない改良点
を提供する一方、通過帯域から阻止帯域への遷移はやは
りかなり急峻である。従って、スムージングに関する制
約を、周波数領域においてフィルタ応答に課すことが望
ましい。望ましい周波数応答が通過帯域から阻止帯域へ
の滑らかな関数であるとすると、そのインパルス応答
は、これよりもずっと速く減衰し、明示的なウィンドウ
イングなしでも打ち切られ得る。

【００４０】通過帯域および阻止帯域の間において滑ら
かな遷移を呈する関数の具体例の１つは、累乗コサイン
関数（ｒａｉｓｅｄ−ｃｏｓｉｎｅｆｕｎｃｔｉｏ
ｎ）である。その対応補間カーネルは、以下の等式
（７）によって表される。

【００４１】

【数７】

【００４２】シンク関数と同様に、累乗コサイン関数
は、物理的に実現不可能である。しかし、累乗コサイン
関数のテール部は、１／ｘ³のレートで減衰し、シンク
関数のテール部よりも急速に減少する。実際には、累乗
コサイン関数は、γ値に依存する整数（ナイキスト周期
の整数倍）でパルスを打ち切ることによって近似化でき
る。パラメータγ（「ロールオフパラメータ」として知
られている）が、シンク関数の帯域幅に対して、最小帯
域幅の０％〜１００％の間で変化する余剰帯域幅を制御
することは言うまでもない。

【００４３】図３ａおよび図３ｂに、余剰帯域幅５０％
（γ＝５０％）の累乗コサイン関数（ｒｃ）を、その他
の点では類似のβ＝３０のカイザーウィンドウシンク関
数（ｋａｉｓｅｒ）と比較して示す。この場合、エイリ
アシング歪みの低減に関してはカイザーウィンドウ関数
の方が良好であるが、リンギング歪みの低減に関しては
累乗コサイン関数の方が良好である。

【００４４】画像スケーリングを行う場合、補間カーネ
ルからとった適切な値で入力サンプルを重み付けするこ
とが望ましい。補間器の係数をリアルタイムで計算する
ことを避けるためには、出力サンプルの位相（２つの入
力サンプル間の位置）に基づいて位相セレクタによって
アドレスできるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）内に複
数組の係数を格納しておけばよい。しかし、入力サンプ
ル格子に対して任意の関係を有するサンプル値を計算す
ることが望ましい。従って、理想的な補間器を定義する
には、無限の個数のフィルタ係数および位相が必要であ
る。現実的な解決策は、多数の、但し有限の個数の位相
を用意することである。従って、ＲＯＭルックアップテ
ーブルが対応する係数組を生成することを可能にする最
も近い補間位相に量子化された出力サンプル格子が可能
である。これは、６５位相のルックアップテーブルが、
画像データの丸め処理によって生じる誤差以外には実質
的に全く平均平方誤差を与えないことからも分かる。

【００４５】図４ａは、３つの位相を有する４タップＦ
ＩＲフィルタによって近似化されたカイザーウィンドウ
シンク関数を持つアナログ補間器カーネルを示す。点
（Ｃ₀₀、Ｃ₀₁、Ｃ₀₂）、三角（Ｃ₁₀、Ｃ₁₁、Ｃ₁₂）およ
び四角（Ｃ₂₀、Ｃ₂₁、Ｃ₂₂）でまとめられた３つの係数
組は、それぞれ、位相０、１および２に対応する。正規
化後の周波数スペクトルのプロット図を、図４ｂに示
す。

【００４６】このような補間器の可能な１つのハードウ
ェア実現例を図５に示す。図５に示す補間器例は、４タ
ップ３相ＦＩＲフィルタである。入力サンプルは、４つ
の直列接続された遅延素子５１０に与えられる。各遅延
素子は、係数乗算器５１２に接続されている。各乗算器
５１２は、３つの係数（各相につき１つ）を保持する係
数ルックアップテーブルメモリ（図示せず）を含む。補
間器６１４に位相選択信号が与えられ、各乗算器５１２
の１つの入力ポートに与えられる１つの係数組が選択さ
れる。乗算器５１２の出力信号を加算器５１４で合算し
て、フィルタ６１４の出力信号を生成する。

【００４７】図５に示す補間フィルタは、４タップ３相
ＦＩＲフィルタである。後述するように、本発明の一実
施形態において使用するフィルタは、１６タップ１２８
相フィルタである。このフィルタは、米国特許第５０５
７９１１号 ”ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＦ
ＯＲＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮＯＦＤＩＧＩＴＡＬ
ＶＩＤＥＯＳＩＧＮＡＬＳ”に開示されているような
フォーマット変換フィルタを用いて実現できる。この米
国特許は、そのデジタル補間フィルタに関する教示内容
について、参考として本願に援用する。

【００４８】一般的に、図６に示すもののような典型的
な１Ｄ画像スケーラは、複数の出力サンプルを同じ入力
サンプルから作成したときのサンプル値を保持するフロ
ントエンドバッファ６１０で構成できる。ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）６１２は、ダウンサンプリングの際にア
ンチエイリアシングフィルタとして用いられる。１Ｄ補
間器６１４は、図５を参照して上記したものと同じであ
る。バッファ６１６は、ダウン変換の際に出力データを
スムージングするために用いられる。ＤＲＯＰ信号は、
２つの入力サンプル間に出力サンプルが１つも無い場合
にアサートされる。この期間中、出力サンプルがバッフ
ァ６１６に書き込まれることはない。

【００４９】位相セレクタ６１８は、補間器６１４に位
相選択信号を提供するとともに、バッファ６１０からの
入力サンプルのフェッチ動作、およびバッファ６１６へ
の出力サンプルの格納動作を制御する。補間器６１４内
の係数ルックアップテーブルのアドレシングに用いられ
る位相シーケンスは、以下の等式（８）によって計算で
きる。

【００５０】

【数８】

【００５１】但し、ｘは、現在のサンプル位置であり、
ＡおよびＢは、それぞれ出力および入力サンプル間隔で
あり、Ｎｐは、位相の合計数である。

【００５２】上記の補間カーネルは全て２Ｄの場合に一
般化できるが、２Ｄカーネルを利用した画像補間は、ハ
ードウェアが高度になる。あるいは、１Ｄ補間を各次元
について行うことによって２Ｄ補間を実現することも可
能である。図７に示すように、まず、水平走査線を１Ｄ
補間器７１０を用いて処理する。中間結果を、水平方向
に（即ち、行ごとに）転置メモリ７１２に格納してお
き、その後、この中間結果を垂直方向に（即ち、列ごと
に）読み出して、第１のパスと同じ第２パス補間器に適
用する。これと等価な２Ｄ補間カーネルは分離可能（例
えば、ｈ（ｘ）ｈ（ｙ））であるので、上記の処理の順
序は任意である。

【００５３】以下の表２に示すように、分離可能な補間
は、計算の複雑さを大幅に低減する（Ｎ×Ｎの画像で、
ｎ×ｎのフィルタカーネルの場合、Ｏ（ｎ²Ｎ²）からＯ
（ｎＮ²）となる）。

【００５４】

【表１】

【００５５】補間カーネルは、画像スケーリングにおい
て中枢的な役割を果たす。周波数領域における狭い遷移
領域が望ましい。なぜなら、通過帯域および阻止帯域の
間におけるシャープなカットオフは、にじみおよびエイ
リアシングを最小化するからである。残念なことに、シ
ャープな遷移は、リンギングアーチファクトにも貢献す
る。グラフィックスオーバーレイ付きの映像（例えば、
映画のクレジット）またはテキスト付きの映像（例え
ば、ウェブページ）のようなＣＧＩをスケーリングする
際に、リンギングアーチファクトは特に厄介である。リ
ンギングアーチファクトを低減する目的と、にじみおよ
びエイリアシングを低減する目的は両立しないのであ
る。

【００５６】上記の問題を解決する単一の補間器を設計
することは困難であり、好ましい折衷案は、２つの補間
器を用いることである。２つの補間器によってスケーリ
ングされた画像を適切に融合すれば、得られる融合画像
の総合パフォーマンスは、同等の複雑さの単一補間器用
いて得られる画像よりも優れたものとなる。

【００５７】上記のように、カイザーウィンドウシンク
関数を調節して、エイリアシング歪みおよびにじみを最
小化するのに好適な狭い遷移帯域を有するようにするこ
とが可能である。一方、累乗コサイン関数を、リンギン
グ歪みを最小化するのに好適な滑らかな遷移帯域を有す
るようにすることが可能である。発見的アルゴリズムを
用いれば、これらの２つのフィルタの好適な特性を融合
することが可能である。発見的アルゴリズムの一例を実
現した装置を図８に示す。

【００５８】図８は、本発明によるフォーマット変換シ
ステムを示すブロック図である。２つのＦＣ内に設けら
れた補間器は、相補的な特性を持つように設計されてお
り、これにより、画像合成によって良好なパフォーマン
スを達成することが可能である。

【００５９】図８を用いて、入力画像をスケーリングす
る方法を説明することもできる。この方法は、ディス
ク、ディスケットなどの記録媒体または変調搬送波のよ
うなキャリア上のコンピュータプログラムとして実施可
能である。この例示的な方法をコンピュータプログラム
として実施する場合、入力画像および出力画像は、各フ
レームバッファ内に格納することができ、データは、列
方向または行方向のいずれの方向でもフレームバッファ
への出し入れが可能であるので、別に転置処理を行う必
要はない。さらに、２つの補間処理のうちのいずれか一
方または両方において、２つの１次元フィルタを組み合
わせて単体の２次元フィルタとすることができる。

【００６０】図８に戻って、入力画像は、第１の補間器
８００においてスケーリングされる。本発明の例示的な
実施形態における補間器８００は、（βの値を小さくし
たカイザーウィンドウシンク関数のような）比較的シャ
ープなカットオフを持つ周波数応答を有する補間カーネ
ルを用いた２パス１Ｄスケーラであり、これにより、第
１の中間スケーリング済み画像を生成する。

【００６１】スケーラ８００によって処理されたものと
同じ入力画像をスケーラ８１０で処理して、これによ
り、第２の中間スケーリング済み画像を生成する。スケ
ーラ８１０は、例えば、（中程度のロールオフパラメー
タγを持つ累乗コサイン関数のような）その遷移帯域内
により緩やかなロールオフを持つ補間フィルタを用いた
２パス１Ｄスケーラであり得る。

【００６２】（２Ｄ３×３マーフィルタ（Ｍａｒｒｆ
ｉｌｔｅｒ）のような）ノイズ不感エッジ検出器８０５
により、補間器８００によって与えられた第１の中間ス
ケーリング済み画像を処理して、これにより、第１の中
間スケーリング済み画像の高周波成分を分離する。

【００６３】第１の中間スケーリング済み画像を形成す
る際に、その通過帯域から阻止帯域にかけて比較的シャ
ープな遷移を持つ補間器を用いているのは、過剰なエッ
ジリンギングを生じることなくエッジのぼやけ（ｓｏｆ
ｔｅｎｉｎｇ）およびエイリアシングを低減するためで
ある。エッジ検出器８０５を形成する２Ｄマーフィルタ
は、本質的には、軽微なリンギングのようなスプリアス
信号に対してロバストであることが分かっている高域通
過フィルタである。エッジ検出器８０５の高周波出力信
号の振幅をゲインブロック８２０によってスケーリング
し、これにより、補間器８１０によって丸められたエッ
ジを補償する。ゲインブロック８２０において得られる
出力は、リンギングが低減されたスケーリング済み画像
の高域通過信号であり、これを用いてスケーラ８１０に
よって与えられる出力信号を補償する。図８に示すフォ
ーマット変換システムにおいて、ゲインブロック８２０
は、エッジ検出器８０５とは別部材として図示されてい
る。しかし、エッジ検出器８０５に用いられている係数
を適切にスケーリングすることにより、ゲインブロック
８２０がエッジ検出器８０５内に設けられ得ることは、
本願において想起されている。

【００６４】滑らかな遷移帯域を持つ補間器８１０を使
用することは適切である。なぜなら、補間器８１０は、
リンギングアーチファクトを識別不可能なレベルにまで
抑制できるからである。但し、その代わりに、通過帯域
エッジ近傍における周波数応答の減衰、およびエイリア
シングの問題がある。減衰した周波数は、上記のよう
に、ゲインブロック８２０の高周波出力信号によって大
部分が補償される。

【００６５】合算回路８４０は、エッジ検出器８０５お
よびゲインブロック８２０によって抽出された高周波成
分を合計し、これにより、最終スケーリング済み画像を
生成する。この画像は、カイザーウィンドウシンク補間
器８００、エッジ検出器８０５およびゲインブロック８
２０によって与えられたシャープなエッジを有するとと
もに、累乗コサイン補間器８１０によって与えられる信
号によりリンギングアーチファクトが実質的に全くな
い。

【００６６】以下の表３、表４、表５は、それぞれ、累
乗コサイン応答を利用した補間器（γ＝５０％）の場合
のフィルタ情報、カイザーウィンドウシンク関数補間器
（β＝５）の場合のフィルタ情報、およびゲインｋ＝１
の５×５エッジ検出器の場合のフィルタ情報を示す。本
実施形態の補間フィルタには１２８の位相があり、各位
相には１６個の係数がある。本実施形態は、１２８相フ
ィルタであるが、本願発明者らは、それぞれの位相が異
なるサンプル間位置を規定する６５の位相を持つ補間フ
ィルタを用いても良好な結果が得られることを確認し
た。そのようなフィルタの係数は、例えば、表３および
表４に示す偶数の位相を削除することによって得られ
る。

【００６７】表３累乗コサイン応答を利用した補間器（γ＝５０％）の場
合のフィルタ情報位相１〜位相７

【００６８】

【数９】

【００６９】位相８〜位相１４

【００７０】

【数１０】

【００７１】位相１５〜位相２１

【００７２】

【数１１】

【００７３】位相２２〜位相２８

【００７４】

【数１２】

【００７５】位相２９〜位相３５

【００７６】

【数１３】

【００７７】位相３６〜位相４２

【００７８】

【数１４】

【００７９】位相４３〜位相４９

【００８０】

【数１５】

【００８１】位相５０〜位相５６

【００８２】

【数１６】

【００８３】位相５７〜位相６３

【００８４】

【数１７】

【００８５】位相６４〜位相７０

【００８６】

【数１８】

【００８７】位相７１〜位相７７

【００８８】

【数１９】

【００８９】位相７８〜位相８４

【００９０】

【数２０】

【００９１】位相８５〜位相９１

【００９２】

【数２１】

【００９３】位相９２〜位相９８

【００９４】

【数２２】

【００９５】位相９９〜位相１０５

【００９６】

【数２３】

【００９７】位相１０６〜位相１１２

【００９８】

【数２４】

【００９９】位相１１３〜位相１１９

【０１００】

【数２５】

【０１０１】位相１２０〜位相１２６

【０１０２】

【数２６】

【０１０３】位相１２７〜位相１２８

【０１０４】

【数２７】

【０１０５】表４カイザーウィンドウを利用した補間器（γ＝５）の場合
のフィルタ情報位相１〜位相７

【０１０６】

【数２８】

【０１０７】位相８〜位相１４

【０１０８】

【数２９】

【０１０９】位相１５〜位相２１

【０１１０】

【数３０】

【０１１１】位相２２〜位相２８

【０１１２】

【数３１】

【０１１３】位相２９〜位相３５

【０１１４】

【数３２】

【０１１５】位相３６〜位相４２

【０１１６】

【数３３】

【０１１７】位相４３〜位相４９

【０１１８】

【数３４】

【０１１９】位相５０〜位相５６

【０１２０】

【数３５】

【０１２１】位相５７〜位相６３

【０１２２】

【数３６】

【０１２３】位相６４〜位相７０

【０１２４】

【数３７】

【０１２５】位相７１〜位相７７

【０１２６】

【数３８】

【０１２７】位相７８〜位相８４

【０１２８】

【数３９】

【０１２９】位相８５〜位相９１

【０１３０】

【数４０】

【０１３１】位相９２〜位相９８

【０１３２】

【数４１】

【０１３３】位相９９〜位相１０５

【０１３４】

【数４２】

【０１３５】位相１０６〜位相１１２

【０１３６】

【数４３】

【０１３７】位相１１３〜位相１１９

【０１３８】

【数４４】

【０１３９】位相１２０〜位相１２６

【０１４０】

【数４５】

【０１４１】位相１２７〜位相１２８

【０１４２】

【数４６】

【０１４３】表５ゲインｋ＝１の５×５エッジ検出器（マーフィルタ）の
場合のフィルタ情報

【０１４４】

【数４７】

【０１４５】上記では、本発明を、カイザーウィンドウ
シンク関数および累乗コサイン関数を利用した補間器を
例に挙げて説明してきたが、他の種類の補間関数を用い
得ることも本願において想起されている。例えば、ＬＳ
誤差の周波数領域重み付けを可能にする汎用化された周
波数領域最小自乗（ＬＳ）ＦＩＲとして適切なフィルタ
を設計することが可能である。上記の設計上の条件を考
慮すれば、このような補間器を用いることが可能であ
る。あるいは、異なる（または同じ）ウィンドウイング
関数および／または異なるパラメータを持つ複数のウィ
ンドウシンク関数を用いることが可能である。理想的に
は、２つの補間器の特性は相補的である。エッジ検出器
の前段に設けられる補間器は、画像の高周波成分を保護
するために、通過帯域において比較的平坦であることが
望ましい。また、この補間器は、過剰なエッジリンギン
グを生じることなく適度にシャープなカットオフを有す
ることが望ましい。さらに、他方の補間器は、リンギン
グアーチファクトを最低限に抑えるために帯域の端部に
おいてより緩やかなロールオフを有しているとともに、
エイリアシング誤差を最小限に抑えるために良好な阻止
帯域減衰を有することが望ましい。

【０１４６】図９、図１０ａおよび図１０ｂは、それぞ
れ、オリジナル画像、および２つのアップ変換済みテキ
スト画像を示す。これらの画像は全て、リンギングアー
チファクトの有無をよりはっきりと示すためにコントラ
ストを高めてある。図１０ａは、１６タップ１２ビット
１２８相１Ｄフィルタを用いて実施されたカイザーウィ
ンドウシンク補間器（β＝５）のみを用いた場合に得ら
れるテキスト画像である。各文字の周りには強いリンギ
ングアーチファクトが見られ、これにより、文字の読み
やすさを低下させている。これにより、ウィンドウシン
ク補間器だけでは、得られる結果を妥協することなく良
好なスケーリングを行うことは不可能であることが明ら
かである。

【０１４７】図１０ｂは、同じカイザーウィンドウシン
ク補間器およびロールオフ５０％の累乗コサイン補間器
を用いた図８に示す本発明のフォーマット変換アーキテ
クチャを用いて得られるテキスト画像である。このスケ
ーリング済みテキストは、目に見えるリンギングアーチ
ファクトがほとんどなく、より読みやすいものになって
いる。

【０１４８】開示したスケーリングアーキテクチャは、
図１２ａ、図１２ｂに示したアップ変換したＴＶテスト
パターン、および図１３ａ、図１３ｂに示したダウン変
換したＴＶテストパターンに示すように、従来のビデオ
スケーリング用途に適している。図１１は、オリジナル
テストパターンである。本発明のスケーリング方法によ
れば、単一の補間器の場合とほぼ同じ画像を生成するこ
とができ、従来のビデオスケーリングに対して全く妥協
をしていない。テスト画像に対するシミュレーションに
より、１つの補間器のみを使用するスケーリング技術と
比べても本発明による新規なスケーリング方法が効果的
であることが確認されている。

【０１４９】デジタルビデオフォーマット変換により、
ビデオポストプロダクション施設・業者が、現在のよう
なＤＴＶマルチフォーマット放送環境において様々な規
格に基づいて作業をしている幅広い範囲の顧客を相手に
することが可能になる。さらに、フォーマット変換によ
って、ポストプロダクション施設・業者が、その出処に
関わらずあらゆるプログラム財産を自由に利用すること
ができるようになる。多くのビデオ／グラフィックスワ
ークステーションが、画像スケーリング機能をソフトウ
ェアで提供しているが、専用ハードウェアソリューショ
ンがより効率的な選択肢であることがはっきりするであ
ろう。本発明は、上記のような高効率２パス１Ｄ補間ア
ーキテクチャを用いている。スケーリング済みＣＧＩに
おいて典型的に見られるリンギングアーチファクトをな
くすために、本発明のユニバーサルフォーマット変換ア
ーキテクチャは、２つのＦＣを使用する。２つのＦＣの
主な違いは、その周波数応答特性にある。即ち、これら
の２つのＦＣの補間カーネルは、相補的な周波数応答特
性を持つようにプログラムされているのである。従っ
て、一方の補間器は、エイリアシングおよびにじみをあ
まり生じず、他方の補間器は、リンギングをあまり生じ
ない。エッジエクストラクション技術を用いることによ
り、２つのスケーリング済み画像を合成して、ビデオ／
ＣＧＩ同時スケーリングとしては最高のパフォーマンス
を有する１つの画像を得ることができる。

【０１５０】通過帯域が比較的広く、この通過帯域から
阻止帯域にかけての遷移帯域が比較的狭い第１の補間器
を用いて第１の中間スケーリング済み画像を生成する。
この補間器は、補間された画像中に高周波成分を残す
が、強いエッジに隣接する箇所ではリンギング歪みを引
き起こし得る。そして、この第１の第１の中間スケーリ
ング済み画像を、強いエッジを抽出し、その強いエッジ
に関連するリンギング歪みは無視するエッジ検出器で処
理する。エッジ検出器の出力信号は、スケーリング済み
エッジ画像である。次に、比較的狭い通過帯域およびよ
り緩やかな遷移帯域を持つ第２の補間器を用いて第２の
中間スケーリング済み画像を生成する。この補間器は元
の画像に比べて高周波成分が低減された画像を生成す
る。そして、スケーリング済みエッジ画像を第２の中間
スケーリング済み画像に加えて変換済み画像を生成す
る。この変換済み画像には、第１の中間スケーリング済
み画像と実質的に同じ程度の高周波成分があるが、リン
ギング歪み成分は実質的になくなっている。

【０１５１】本発明を、特定の実施形態を例に挙げて説
明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されない。
従って、特許請求の範囲の記載は、本発明の上記の実施
形態のみを包含するものではなく、特許請求の範囲に規
定される本発明の範囲を逸脱することなく当業者がなし
得る他の実施形態をも包含するものである。

【０１５２】

【発明の効果】本発明によれば、混合ビデオ／コンピュ
ータ生成画像を含む画像に対して用いることができるフ
ォーマット変換を行うシステムおよび方法を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】共一次補間のフィルタカーネルを示す振幅対
周波数のグラフ

【図１ｂ】図１ａに示す共一次補間カーネルの周波数応
答特性を示す振幅対周波数のグラフ

【図２ａ】カイザーウィンドウシンク関数についての２
つのフィルタカーネルの例を示す振幅対周波数のグラフ

【図２ｂ】図２ａに示すカイザーウィンドウシンク関数
の周波数応答特性を示す振幅対周波数のグラフ

【図３ａ】２つの累乗コサイン関数についての２つのフ
ィルタカーネルの例を示す振幅対周波数のグラフ

【図３ｂ】図３ａに示す累乗コサイン関数についての２
つの周波数応答特性の例を示す振幅対周波数のグラフ

【図４ａ】３相フィルタカーネルを規定する補間カーネ
ルのアナログ波形のサンプリング例を示す振幅対周波数
のグラフ

【図４ｂ】図４ａに示す３つの相のそれぞれについての
周波数応答特性を示す周波数対振幅のグラフ

【図５】従来技術による、３つの相を有する１次元４タ
ップ有限インパルス応答補間器の一例を示す図

【図６】従来技術による、１Ｄ画像スケーラアーキテク
チャの一例を示す図

【図７】画像スケーリングに用いられ得る２パス１Ｄ補
間アーキテクチャの一例を示す図

【図８】本発明による、ユニバーサルフォーマット変換
アーキテクチャの一例を示す図

【図９】本発明の動作を説明するための、オリジナルテ
キスト画像の一例を示す図

【図１０ａ】従来技術による、単一補間器を用いたアッ
プ変換の一例を示すテキスト図

【図１０ｂ】図８に示すユニバーサルフォーマット変換
アーキテクチャを用いたアップ変換の一例を示すテキス
ト図

【図１１】テレビ用テストパターンを示すイメージ図

【図１２ａ】単一補間器を用いてアップ変換された図１
１のテストパターンを示すイメージ図

【図１２ｂ】図８に示すユニバーサルフォーマット変換
アーキテクチャを用いてアップ変換された図１１のテス
トパターンを示すイメージ図

【図１３ａ】単一補間器を用いてダウン変換された図１
１のテストパターンを示すイメージ図

【図１３ｂ】図８に示すユニバーサルフォーマット変換
アーキテクチャを用いてダウン変換された図１１のテス
トパターンを示すイメージ図

【符号の説明】

８００カイザーウィンドウシンク補間器８０５エッジ検出器８１０累乗コサイン補間器８２０ゲインブロック８４０合算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビデオおよびコンピュータ生成画像成分
の両方を含む入力画像をスケーリングする方法であっ
て、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第１の周波数応答特性を
用いて該入力画像を処理することによって第１の中間ス
ケーリング済み画像を生成するステップと、ｂ）該第１の中間スケーリング済み画像を処理して、ス
ケーリング済みエッジ画像を抽出するステップと、ｃ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第２の周波数応答特性を
用いて該入力画像を処理することによって第２の中間ス
ケーリング済み画像を生成するステップであって、該第
２の周波数応答特性の遷移帯域は、該第１の周波数応答
特性の遷移帯域よりも緩やかである、ステップと、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像を該第２の中間スケ
ーリング済み画像に加えて、出力画像を生成するステッ
プと、を包含する、方法。
【請求項２】前記第１の中間スケーリング済み画像を
生成するステップは、前記入力画像をカイザーウィンド
ウシンク関数で畳み込むステップを含み、前記第２の中間スケーリング済み画像を生成するステッ
プは、該入力画像を打切り累乗コサイン関数で畳み込む
ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記第１の中間スケーリング済み画像を
処理して、スケーリング済みエッジ画像を抽出するステ
ップは、該第１の中間スケーリング済み画像をマーフィ
ルタで処理するステップを含む、請求項１に記載の方
法。
【請求項４】前記入力画像は２次元画像であり、前記
第１の中間スケーリング済み画像を生成するステップ
は、該入力画像を第１の１次元周波数応答特性で処理し、こ
れにより、水平方向にフィルタリングされた画像を生成
するステップと、該水平方向にフィルタリングされた画像を転置するステ
ップと、該転置された水平方向にフィルタリングされた画像を第
２の１次元周波数応答特性で処理し、これにより、水平
方向および垂直方向にフィルタリングされた画像を生成
するステップと、を含み、該第２の１次元周波数応答特性は、該第１の１次元周波
数応答特性の通過帯域、遷移帯域および阻止帯域を持
つ、請求項１に記載の方法。
【請求項５】ビデオおよびコンピュータ生成画像の両
方を含む入力画像をスケーリングするシステムであっ
て、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを規定する周波数応答特性を持
ち、該入力画像を処理することによって第１の中間スケ
ーリング済み画像を生成する第１の補間器と、ｂ）該第１の中間スケーリング済み画像を処理して、ス
ケーリング済みエッジ画像を抽出するエッジ検出器と、ｃ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを規定する周波数応答特性を持
ち、該入力画像を処理することによって第２の中間スケ
ーリング済み画像を生成する第２の補間器であって、該
第２の補間器の遷移帯域は、該第１の補間器の遷移帯域
よりも緩やかである、第２の補間器と、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像を該第２の中間スケ
ーリング済み画像に加える加算器と、を備える、システ
ム。
【請求項６】前記第１の補間器の周波数応答特性は、
３次周波数応答特性である、請求項５に記載のシステ
ム。
【請求項７】前記第１の補間器はカイザーウィンドウ
シンク補間器であり、前記第２の補間器は累乗コサイン
補間器である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】前記エッジ検出器はマーフィルタであ
る、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】前記入力画像は、サンプルの水平ライン
のシーケンスによって規定される２次元画像であり、前
記第１の補間器は、該入力画像を処理し、これにより、水平方向にフィルタ
リングされた画像を生成する第１の１次元補間器と、該水平方向にフィルタリングされた画像を受け取り、該
水平方向にフィルタリングされた画像をサンプルの垂直
ラインのシーケンスとして提供するように接続された転
置メモリと、該転置メモリにより提供される水平方向にフィルタリン
グされた画像を処理し、これにより、水平方向および垂
直方向にフィルタリングされた画像を生成する第２の１
次元補間器と、該水平方向および垂直方向にフィルタリングされた画像
をサンプルの垂直ラインのシーケンスとして受け取り、
該水平方向および垂直方向にフィルタリングされた画像
をサンプルの水平ラインのシーケンスとして提供する第
２の転置メモリと、を備えている、請求項５に記載のシ
ステム。
【請求項１０】ビデオおよびコンピュータ生成画像成
分の両方を含む入力画像をスケーリングするシステムで
あって、ａ）該入力画像を受け取るように接続された入力ポート
と、出力ポートとを有する第１の補間器であって、通過
帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止帯域間に
ある遷移帯域とを規定する周波数応答特性を持つ第１の
補間器と、ｂ）入力ポートおよび出力ポートを有するエッジ検出器
であって、該エッジ検出器の入力ポートは該第１の補間
器の出力ポートに接続されている、エッジ検出器と、ｃ）該入力画像を受け取るように接続された入力ポート
と、出力ポートとを有する第２の補間器であって、通過
帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止帯域間に
ある遷移帯域とを規定する周波数応答特性を持ち、該第
２の補間器の遷移帯域は該第１の補間器の遷移帯域より
も緩やかである、第２の補間器と、ｄ）該エッジ検出器の出力ポートに接続された第１の入
力ポートと、該第２の補間器の出力ポートに接続された
第２の入力ポートとを有する加算器と、を備える、シス
テム。
【請求項１１】前記第１の補間器はカイザーウィンド
ウシンク補間器であって、前記第２の補間器は累乗コサイン補間器であって、前記エッジ検出器はマーフィルタである、請求項１０に
記載のシステム。
【請求項１２】コンピュータプログラムがエンコード
されたキャリアであって、該コンピュータプログラム
は、実行時、コンピュータに、ビデオおよびコンピュー
タ生成画像成分の両方を含む入力画像をスケーリングさ
せるコンピュータプログラムであり、該コンピュータプ
ログラムは、該コンピュータに、ａ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第１の周波数応答特性で
該入力画像を処理することによって第１の中間スケーリ
ング済み画像を生成するステップと、ｂ）該第１の中間スケーリング済み画像を処理して、ス
ケーリング済みエッジ画像を抽出するステップと、ｃ）通過帯域と、阻止帯域と、該通過帯域および該阻止
帯域間にある遷移帯域とを持つ第２の周波数応答特性で
該入力画像を処理することによって第２の中間スケーリ
ング済み画像を生成するステップであって、該第２の周
波数応答特性の遷移帯域は該第１の周波数応答特性の遷
移帯域よりも緩やかである、ステップと、ｄ）該スケーリング済みエッジ画像を該第２の中間スケ
ーリング済み画像に加えて、出力画像を生成するステッ
プと、を行わせるコンピュータプログラムである、キャ
リア。
【請求項１３】前記入力画像は２次元画像であり、前
記第１の中間スケーリング済み画像を生成するステップ
は、該入力画像を第１の１次元周波数応答特性で処理し、こ
れにより、水平方向にフィルタリングされた画像を生成
するステップと、該水平方向にフィルタリングされた画像を転置するステ
ップと、該転置された水平方向にフィルタリングされた画像を第
２の１次元周波数応答特性で処理し、これにより、水平
方向および垂直方向にフィルタリングされた画像を生成
するステップと、を含み、該第２の１次元周波数応答特性は、該第１の１次元周波
数応答特性の通過帯域、遷移帯域および阻止帯域を持
つ、請求項１２に記載のキャリア。