JP2001036812A - 画像処理装置および方法、並びに媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質で縮小率が大きい縮小画像を得る。 【解決手段】 制御信号発生回路１１は、縮小率に対応
して、ラインメモリ１２，１３の書き込みタイミングお
よび読み出しタイミングを制御する。ラインメモリ１
２，１３は、制御回路発生回路１１からの書き込み制御
信号に対応して、上段から供給される動画像信号を記憶
し、１水平走査周期時間だけ遅延して後段に出力する。
乗算器１４乃至１６は上段から供給される動画像信号に
予め与えられている係数を乗算して加算器１７に出力す
る。加算器１７は、乗算器１４乃至１６のそれぞれから
入力される、係数Ｋ１，Ｋ２、またはＫ３が乗算された
動画像信号を加算して、加算結果を縮小補間回路４に出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、並びに媒体に関し、特に、入力された動画像を
用いて縮小動画像または縮小静止画像を生成する場合に
用いて好適な画像処理装置および方法、並びに媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】動画像を縮小する場合、その処理は画素
の間引きや補間により実現されるが、縮小処理の際に発
生する折り返しノイズを軽減させるため、間引きや補間
の前処理として、帯域制限フィルタ（ローパスフィル
タ）を用いて動画像信号から高周波成分が除去される。

【０００３】一般に、動画像信号をより低周波帯域まで
制限することができるローパスフィルタを用いることが
できれば、折り返しノイズの影響を受けることなく、よ
り大きな縮小率で高画質な縮小画像を得ることが可能と
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、動画像信号
をより低周波帯域まで制限することができるローパスフ
ィルタを実現するためには数多くのラインメモリが必要
であり、その回路規模が大きいだけでなく、コスト高と
なる課題があった。

【０００５】また、ラインメモリの使用数を少なくする
ことで、回路を小規模化し、且つ、低コスト化したロー
パスフィルタを動画像の縮小処理に用いた場合、動画像
の縮小率を大きくすると折り返しノイズの影響を受けて
しまい、生成する縮小画像の画質が低下する課題があっ
た。

【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、２個のラインメモリを用いて高性能なロー
パスフィルタを実現することにより、高画質で縮小率が
大きい縮小画像を得ることができるようにするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像処
理装置は、縮小率を入力する入力手段と、入力された画
像信号の高周波成分を除去する除去手段と、縮小率に対
応して除去手段の周波数帯域制限特性を変更する変更手
段と、縮小率に対応して、高周波成分が除去された画像
信号の所定のラインを間引く間引き手段と、間引き手段
により所定のラインが間引かれた画像信号を用いて画素
を補間する補間手段と、補間手段が補間した画素の画像
信号を記憶媒体に書き込む書き込み手段と、記憶媒体か
ら画像信号を読み出す読み出し手段とを含むことを特徴
とする。

【０００８】前記間引き手段は、縮小静止画像生成時に
おける間引きの方法を縮小動画像生成時における間引き
方法と変更することを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載の画像処理方法は、縮小率
を入力する入力ステップと、入力された画像信号の高周
波成分を除去する除去ステップと、縮小率に対応して除
去ステップの処理での周波数帯域制限特性を変更する変
更ステップと、縮小率に対応して、高周波成分が除去さ
れた画像信号の所定のラインを間引く間引きステップ
と、間引きステップの処理で所定のラインが間引かれた
画像信号を用いて画素を補間する補間ステップと、補間
ステップの処理で補間した画素の画像信号を記憶媒体に
書き込む書き込みステップと、記憶媒体から画像信号を
読み出す読み出しステップとを含むことを特徴とする。

【００１０】請求項４に記載の媒体のプログラムは、縮
小率を入力する入力ステップと、入力された画像信号の
高周波成分を除去する除去ステップと、縮小率に対応し
て除去ステップの処理での周波数帯域制限特性を変更す
る変更ステップと、縮小率に対応して、高周波成分が除
去された画像信号の所定のラインを間引く間引きステッ
プと、間引きステップの処理で所定のラインが間引かれ
た画像信号を用いて画素を補間する補間ステップと、補
間ステップの処理で補間した画素の画像信号を記憶媒体
に書き込む書き込みステップと、記憶媒体から画像信号
を読み出す読み出しステップとを含むことを特徴とす
る。

【００１１】請求項１に記載の画像処理装置、請求項３
に記載の画像処理方法、および請求項４に記載の媒体の
プログラムにおいては、縮小率が入力され、入力された
画像信号の高周波成分が除去され、縮小率に対応して周
波数帯域制限特性が変更され、縮小率に対応して、高周
波成分が除去された画像信号の所定のラインが間引かれ
る。さらに、所定のラインが間引かれた画像信号を用い
て画素が補間され、補間された画素の画像信号が記憶媒
体に書き込まれて、記憶媒体から画像信号が読み出され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を適用した画像縮小装置の
構成例について、図１を参照して説明する。この画像縮
小装置のユーザインタフェース(I/F)１は、ユーザから
入力される各種の操作コマンドやパラメータ（画像の縮
小率Ｘ、オフセット値Ｙ、動画モード／静止画モードの
切り換え等）を受け付けて、その情報を制御回路２に出
力する。制御回路２は、ユーザI/F１から入力される操
作コマンドやパラメータ等の情報に対応して制御信号を
生成し、プリフィルタ３、縮小補間回路４、および読み
出し回路６に出力する。

【００１３】プリフィルタ３は、制御回路２から入力さ
れる制御信号に対応して制限帯域特性を変更し、入力さ
れる動画像信号から高周波成分を除去して縮小補間回路
４に出力する。縮小補間回路４は、制御回路２から入力
される制御信号に対応して、プリフィルタ３からの高周
波成分が除去された動画像信号に対応する縮小動画像信
号、または縮小静止画像信号を生成して画像メモリ５に
出力する。

【００１４】図２は、プリフィルタ３および縮小補間回
路４の詳細な構成例を示している。プリフィルタ３の制
御信号発生回路１１は、制御回路２からの制御信号に対
応して、ラインメモリ１２，１３に対する画像信号の書
き込みタイミングおよび読み出しタイミングを制御す
る。ラインメモリ１２は、制御回路発生回路１１からの
制御に対応して、上段から供給される動画像信号を記憶
し、１水平走査周期時間だけ遅延してラインメモリ１３
および乗算器１５に供給する。ラインメモリ１３は、制
御回路発生回路１１から制御に対応して、ラインメモリ
１２から供給される動画像信号を記憶し、１水平走査周
期時間だけ遅延して乗算器１６に供給する。

【００１５】乗算器１４は上段から供給される動画像信
号（以下、画像信号Ａと記述する）に、予め与えられて
いる係数Ｋ１（＝０．２５）を乗算して加算器１７に出
力する。乗算器１５はラインメモリ１２から供給される
動画像信号（以下、画像信号Ｂと記述する）に予め与え
られている係数Ｋ２（＝０．５）を乗算して加算器１７
に出力する。乗算器１６はラインメモリ１３から供給さ
れる動画像信号（以下、画像信号Ｃと記述する）に予め
与えられている係数Ｋ３（＝０．２５）を乗算して加算
器１７に出力する。加算器１７は、乗算器１４乃至１６
のそれぞれから入力される乗算結果を加算して、加算結
果Ａ・Ｋ１＋Ｂ・Ｋ２＋Ｃ・Ｋ３（以下、画像信号Ｄと
記述する）を、高周波成分が除去された動画像信号（以
下、画像信号Ｄと記述する）として縮小補間回路４に出
力する。

【００１６】縮小補間回路４において、プリフィルタ３
から入力される画像信号Ｄは、SRAM(Static Random Acc
ess Memory)２２および乗算器２３に供給される。制御
信号発生回路２１は、制御回路２からの制御信号に対応
して、SRAM２２に対する画像信号Ｄの書き込みタイミン
グおよび読み出しタイミングを制御する。制御信号発生
回路２１はまた、制御回路２からの制御信号に含まれる
縮小率等の情報に基づいて、補間係数αを演算し、乗算
器２３に補間係数αを供給し、乗算器２４に（１−α）
を供給する。

【００１７】SRAM２２は、制御回路発生回路２１からの
制御に対応して、加算器１７からの画像信号Ｄを記憶
し、１水平走査周期時間だけ遅延して乗算器２４に供給
する。なお、この位置にラインメモリではなくSRAMを用
いる理由は、水平方向の内挿補間を実行する場合、ラン
ダムアクセス可能なメモリが必要となるからである。

【００１８】乗算器２３は、プリフィルタ３の加算器１
７から入力される画像信号Ｄに補間係数αを乗算して加
算器２５に出力する。乗算器２４は、SRAM２２から入力
される動画像信号（以下、画像信号Ｅと記述する）に係
数（１−α）を乗算して加算器２５に出力する。加算器
２５は、乗算器２３，２４から入力される乗算結果を加
算して、加算結果Ｄ・α＋Ｅ・（１−α）（以下、画像
信号Ｆと記述する）を後段の画像メモリ５に出力する。
ただし、画像信号Ｆを演算する乗算器２３，２４および
加算器２５は、実際には、より回路規模を小さくするた
めに、等価である（Ｄ−Ｅ）・α＋Ｅを演算する回路に
よって構成される。

【００１９】図１の説明に戻る。画像メモリ５は、縮小
補間回路４の加算器７から入力される画像信号Ｆを、縮
小補間回路４の制御信号発生回路２１から入力される書
き込み制御信号に対応するアドレスに記憶する。なお、
画像メモリ５は、図３に示すように、動画像信号に対応
するフレーム画像のうちの偶数番目の水平走査線からな
るフィールド画像を記憶するEvenエリア３１、および、
奇数番目の水平走査線からなるフィールド画像を記憶す
るOddエリア３２から構成されており、Evenエリア３１
およびOddエリア３２のうちの一方に書き込みが行われ
ているとき、それと同時に他方からは読み出しが可能と
されている。したがって、書き込みアドレスおよび読み
出しアドレスの相互の追い越しは発生しない。

【００２０】読み出し回路６は、制御回路２からの制御
に基づいて画像メモリ５から画像信号を読み出して後段
の例えば、ディスプレイ（不図示）に出力する。

【００２１】次に、画像縮小装置の動作について説明す
る。なお、以下に説明する動作は、ユーザからユーザイ
ンタフェース１に対して、処理の開始を指令するコマン
ド、および、縮小率Ｘ、オフセット値Ｙ等のパラメータ
が入力されたことに対応して、制御回路２が画像縮小装
置の全体を制御することによって開始される。

【００２２】はじめに、垂直縮小率Ｘを１／２とし、オ
フセット値Ｙを０．５として縮小動画像を生成する場合
の動作について説明する。プリフィルタ３の制御信号発
生回路１１は、図４に示すように、ラインメモリ書き込
み制御信号（ラインメモリＷ制御信号）を常にEnableと
してラインメモリ１２，１３に出力する。

【００２３】このラインメモリ書き込み制御信号に対応
して、ラインメモリ１２，１３は、上段から順次入力さ
れる全ての動画像信号を記憶し、ラインメモリ読み出し
制御信号に対応して１水平走査周期時間だけ遅延して読
み出して、対応する乗算器１５，１６に出力する。これ
により、乗算器１４乃至１６に入力される画像信号Ａ乃
至Ｃは、同図(A)乃至(C)に示すように、１ラインずつず
れたものとなる。すなわち、例えば、乗算器１４に第１
０番目の水平走査線の画像信号が入力されたタイミング
（同図(A)に対応する）において、乗算器１５には第９
番目の水平走査線の画像信号が入力され（同図(B)に対
応する）、乗算器１６には第８番目の水平走査線の画像
信号が入力される（同図(C)に対応する）ことになる。

【００２４】乗算器１４乃至１６では、画像信号Ａ乃至
Ｃに、対応する係数Ｋ１＝０．２５、Ｋ２＝０．５、ま
たはＫ３＝０．２５が乗算されて、その乗算結果が加算
器１７に供給される。加算器１７では、乗算器１４乃至
１６から供給された乗算結果が加算され、その加算結果
である画像信号Ｄ（＝０．２５Ａ＋０．５Ｂ＋０．２５
Ｃ）が、画像信号Ｂから高周波成分を除去した画像信号
Ｄとして縮小補間回路４のSRAM２２および乗算器２３に
出力される。例えば、画像信号Ｂが第９番目の水平走査
線の画像信号である場合、加算器１７から出力される画
像信号Ｄは、第９番目の水平走査線の画像信号から高周
波成分を除去したもの（同図において、９’と記述す
る）である。

【００２５】なお、このときのプリフィルタ３の周波数
帯域制限特性は、一般的な３タップのFIR(Finite Impul
se Response)フィルタと等価であり、図５に示すよう
に、サンプリング周波数ｆ_H（NTSC信号の場合、５２５
（本）×３０（フレーム））の１／２付近の信号を制限
するものとなり、大部分の折り返しノイズの発生を軽減
させることが可能となる。

【００２６】縮小補間回路４の御信号発生回路２１は、
制御回路２からの制御信号に含まれる垂直縮小率Ｘ（＝
１／２）に対応して、図４に示すように、SRAM書き込み
制御信号（SRAMＷ制御信号）を常にEnableとしてSRAM２
２に出力する。

【００２７】このSRAM書き込み制御信号に対応して、SR
AM２２は、加算器１７から順次入力される全ての画像信
号Ｄを記憶し、SRAM読み出し制御信号に対応して１水平
走査周期時間だけ遅延して読み出し、乗算器２４に出力
する。これにより、乗算器２３，２４に入力される画像
信号Ｄ，Ｅは、同図(D)，(E)に示すように、１ラインず
つずれたものとなる。すなわち、例えば、乗算器２３に
高周波成分が除去された第９番目の水平走査線の画像信
号（９’）が入力されたタイミングにおいて、乗算器２
４には、高周波成分が除去された第８番目の水平走査線
の画像信号（８’）が入力される。

【００２８】制御信号発生回路２１はまた、制御回路２
からの制御信号に含まれる垂直縮小率Ｘ（＝１／２）お
よびオフセット値Ｙ（＝０．５）を次式（１）に適用し
て補間係数αを演算して、乗算器２３に補間係数αを供
給し、乗算器２４に（α−１）を供給する。

【００２９】 補間係数α＝小数部（Ｙ＋（１／Ｘ）＊（ｎ−１））（ｎ＝１，２，・・・） ・・・（１） ただし、ｎは画像メモリ５に書き込む縮小動画像のライ
ン番号である。

【００３０】制御信号発生回路２１はさらに、求めた補
間係数αを適用する画像信号Ｄのライン番号ｐを次式
（２）を用いて演算し、乗算器２３に入力された画像信
号Ｄのライン番号がｐに一致するときだけ、画像メモリ
書き込み制御信号（画像メモリＷ制御信号）をEnableと
して画像メモリ５に出力する。

【００３１】 ライン番号ｐ＝整数部（Ｙ＋（１／Ｘ）＊（ｎ−１））＋１ ・・・（２） 例えば、画像メモリ５に書き込む縮小動画像の第５番目
（ｎ＝５）の水平走査線の画像信号を求める場合、補間
係数αは０．５（＝小数部（０．５＋（１／（１／
２））＊（５−１）））であり、ライン番号は９（＝整
数部（０．５＋（１／（１／２））＊（５−１））＋
１）となる。したがって、画像信号Ｄが（９’）である
ときに、画像メモリ書き込み制御信号がEnableとされて
画像メモリ５に出力される。

【００３２】以上のような制御信号発生回路２１の制御
により、加算器２５から画像メモリ４に出力される縮小
動画像信号（以下、画像信号Ｆと記述する）は、図６に
示すものとなる。すなわち、例えば、画像信号Ｆの第５
番目の水平走査線の信号Ｆ５としては、画像信号Ｅ８’
にα（＝０．５）が乗算された値と、画像信号Ｄ９’に
０．５（＝１−α）が乗算された値の加算値が用いられ
る。また、画像信号Ｆの第６番目の水平走査線の信号Ｆ
６としては、画像信号Ｅ１０’にα（＝０．５）が乗算
された値と、画像信号Ｄ１１’に０．５（＝１−α）が
乗算された値の加算値が用いられる。さらに、画像信号
Ｆの第７番目の水平走査線の信号Ｆ７としては、画像信
号Ｅ１２’にα＝０．５が乗算された値と、画像信号Ｄ
１３’に１−α＝０．５が乗算された値の加算値が用い
られる。

【００３３】なお、このようにして求められた画像信号
Ｆは、画像メモリ書き込み制御信号に基づいて、画像メ
モリ４のEvenエリア３１またはOddエリア３２に交互に
その対応するアドレスに書き込まれ、書き込みと同時
に、読み出し回路６により、書き込みが行われていない
方のエリアから読み出されることにより、画像メモリ５
上で追い越しが発生せずに縮小動画像が後段に出力され
る。

【００３４】次に、より縮小率が大きい場合、例えば、
垂直縮小率Ｘを１／５とし、オフセット値Ｙを１．５と
して縮小動画像を生成する場合の動作について説明す
る。プリフィルタ３の制御信号発生回路１１は、図７に
示すように、ラインメモリ書き込み制御信号を１水平走
査周期時間おきにEnableとしてラインメモリ１２，１３
に出力する。

【００３５】このラインメモリ書き込み制御信号に対応
して、ラインメモリ１２，１３は、上段から順次入力さ
れる動画像信号を記憶し、ラインメモリ読み出し制御信
号に対応して１水平走査周期時間だけ遅延して読み出し
て、対応する乗算器１５，１６に出力する。これによ
り、乗算器１４乃至１６に入力される画像信号Ａ乃至Ｃ
は、同図(A)乃至(C)に示すように、２ラインずつずれた
ものとなる。すなわち、例えば、乗算器１４に第１０番
目の水平走査線の画像信号が入力されたタイミング（同
図(A)に対応する）において、乗算器１５には第８番目
の水平走査線の画像信号が入力され（同図(B)に対応す
る）、乗算器１６には第６番目の水平走査線の画像信号
が入力される（同図(C)に対応する）ことになる。

【００３６】乗算器１４乃至１６では、画像信号Ａ乃至
Ｃに、対応する係数Ｋ１＝０．２５、Ｋ２＝０．５、ま
たはＫ３＝０．２５が乗算されて、その乗算結果が加算
器１７に供給される。加算器１７では、乗算器１４乃至
１６から供給された乗算結果が加算され、その加算結果
である画像信号Ｄ（＝０．２５Ａ＋０．５Ｂ＋０．２５
Ｃ）が、画像信号Ｂから高周波成分を除去したものとし
て縮小補間回路４のSRAM２２および乗算器２３に出力さ
れる。例えば、画像信号Ｂが第８番目の水平走査線の画
像信号である場合、加算器１７から出力される画像信号
Ｄは、第８番目の水平走査線の画像信号から高周波成分
を除去したもの（同図において、８’と記述する）であ
る。

【００３７】なお、このときのプリフィルタ３は、係数
の値が０．２５，０，０．５，０，０．２５である一般
的な５タップのFIRフィルタと等価であり、図８に示す
ような周波数帯域制限特性となる。一般に、通常の動画
像信号は、サンプリング周波数ｆ_Hの１／２付近の高周
波信号は比較的少ないので、ぼけが目立たない程度に縮
小するほど縮小率が大きい場合、この周波数帯域制限特
性の状態とすることで画質が向上する。ただし、この周
波数帯域制限特性は簡易な構造によって擬似的に実現し
ているものであるので、この周波数帯域制限特性を適用
して高周波成分を除去することができるのは、同図(D)
に示すように１ラインおきとなる。

【００３８】１ラインおきに出力される画像信号Ｄに対
応して、縮小補間回路４の御信号発生回路２１は、図７
に示すように、SRAM書き込み制御信号を１水平走査周期
時間おきにEnableとしてSRAM２２に出力する。このSRAM
書き込み制御信号に対応して、SRAM２２は、加算器１７
から順次入力される画像信号Ｄを記憶し、SRAM読み出し
制御信号に対応して１水平走査周期時間だけ遅延して読
み出し、乗算器２４に出力する。これにより、乗算器２
３，２４に入力される画像信号Ｄ，Ｅは、同図(D)，(E)
に示すように、２ラインずつずれたものとなる。すなわ
ち、例えば、乗算器２３に高周波成分が除去された第８
番目の水平走査線の画像信号（８’）が入力されたタイ
ミングにおいて、乗算器２４には、高周波成分が除去さ
れた第６番目の水平走査線の画像信号（６’）が入力さ
れる。

【００３９】制御信号発生回路２１はまた、制御回路２
からの制御信号に含まれる垂直縮小率Ｘ（＝１／５）お
よびオフセット値Ｙ（＝１．５）を次式（３）に適用し
て補間係数αを演算して、乗算器２３に補間係数αを供
給し、乗算器２４に（α−１）を供給する。

【００４０】 補間係数α＝小数部（（Ｙ＋（１／Ｘ）＊（ｎ−１））／２） （ｎ＝１，２，・・・） ・・・（３） 制御信号発生回路２１はさらに、求めた補間係数αを適
用する画像信号Ｄのライン番号ｐを次式（４）を用いて
演算し、乗算器２３に入力された画像信号Ｄのライン番
号がｐに一致するときだけ、画像メモリ書き込み制御信
号（画像メモリＷ制御信号）をEnableとして画像メモリ
５に出力する。

【００４１】 ライン番号ｐ＝整数部（（Ｙ＋（１／Ｘ）＊（ｎ−１））／２）＊２＋２ ・・・（４） 例えば、画像メモリ５に書き込む縮小動画像の第２番目
（ｎ＝２）の水平走査線の画像信号を求める場合、補間
係数αは０．２５（＝小数部（（１．５＋（１／（１／
５））＊（２−１））／２））であり、ライン番号は８
（＝整数部（（１．５＋（１／（１／５））＊（２−
１））／２）＊２＋２）となる。また、例えば、画像メ
モリ５に書き込む縮小動画像の第３番目（ｎ＝３）の水
平走査線の画像信号を求める場合、補間係数αは０．７
５（＝小数部（（１．５＋（１／（１／５））＊（３−
１））／２））であり、ライン番号は１２（＝整数部
（（１．５＋（１／（１／５））＊（３−１））／２）
＊２＋２）となる。

【００４２】したがって、画像信号Ｄが（８’）および
（１２’）であるときに、画像メモリ書き込み制御信号
がEnableとされて画像メモリ５に出力される。

【００４３】以上のような制御信号発生回路２１の制御
により、加算器２５から画像メモリ４に出力される縮小
動画像信号Ｆは、図９に示すものとなる。すなわち、例
えば、画像信号Ｆの第２番目の水平走査線の信号Ｆ２と
しては、画像信号Ｅ６’に１−α＝０．７５が乗算され
た値と、画像信号Ｄ８’にα＝０．２５が乗算された値
の加算値が用いられる。また、画像信号Ｆの第３番目の
水平走査線の信号Ｆ３としては、画像信号Ｅ１０’に１
−α＝０．２５が乗算された値と、画像信号Ｄ１２’に
α＝０．７５が乗算された値の加算値が用いられる。

【００４４】なお、このようにして求められた画像信号
Ｆは、画像メモリ書き込み制御信号に基づいて、画像メ
モリ４のEvenエリア３１またはOddエリア３２に交互に
その対応するアドレスに書き込まれ、書き込みと同時
に、読み出し回路６により、書き込みが行われていない
方のエリアから読み出されることにより、画像メモリ５
上で追い越しが発生せずに縮小動画像が後段に出力され
る。

【００４５】次に、インタレース方式の動画像信号から
縮小静止画像を生成する場合について説明する。ところ
で、一般に、インタレース方式の動画像信号をフレーム
静止画像としてキャプチャする場合、そのフレーム画像
を構成するフィールド画像間に動きがあると、キャプチ
ャしたフレーム画像は、動きの分だけぶれた静止画像と
なってしまう。そこで、本実施の形態においては、垂直
縮小率Ｘを１／２以下に限定して、１フィールド分だけ
の画像信号を用いてぶれがない縮小静止画像を得ること
ができるようになされている。

【００４６】縮小静止画像を得るためには、１枚のフィ
ールド画像信号から２枚分のフィールド画像信号（１枚
分のフレーム画像信号）を生成するため、同じ縮小率の
縮小動画像を得る場合に比べて実質的に２倍の処理が必
要となる。換言すれば、縮小率が１／４の縮小静止画像
を得るためには、縮小率が１／２の縮小動画像を得ると
同等の処理が必要となる。したがって、あるサイズの縮
小動画像と同じサイズの縮小静止画像を得るためには、
縮小動画像を得る際に用いた縮小率の１／２の縮小率を
プリフィルタ３に適用する。

【００４７】図１０に示すように、垂直縮小率Ｘを１／
１０とし、オフセット値Ｙを１．５として縮小静止画像
を生成する場合の動作について説明する。ただしこの場
合、得られる縮小静止画像のサイズは、垂直縮小率Ｘを
１／５とした縮小動画像のサイズと同様である。

【００４８】プリフィルタ３の制御信号発生回路１１
は、図１０に示すように、ラインメモリ書き込み制御信
号を１水平走査周期時間おきにEnableとしてラインメモ
リ１２，１３に出力する。

【００４９】このラインメモリ書き込み制御信号に対応
して、ラインメモリ１２，１３は、上段から順次入力さ
れる動画像信号を記憶し、ラインメモリ読み出し制御信
号に対応して１水平走査周期時間だけ遅延して読み出し
て、対応する乗算器１５，１６に出力する。これによ
り、乗算器１４乃至１６に入力される画像信号Ａ乃至Ｃ
は、同図(A)乃至(C)に示すように、２ラインずつずれた
ものとなる。すなわち、例えば、乗算器１４に第１０番
目の水平走査線の画像信号が入力されたタイミング（同
図(A)に対応する）において、乗算器１５には第８番目
の水平走査線の画像信号が入力され（同図(B)に対応す
る）、乗算器１６には第６番目の水平走査線の画像信号
が入力される（同図(C)に対応する）ことになる。

【００５０】乗算器１４乃至１６では、画像信号Ａ乃至
Ｃに、対応する係数Ｋ１＝０．２５、Ｋ２＝０．５、ま
たはＫ３＝０．２５が乗算されて、その乗算結果が加算
器１７に供給される。加算器１７では、乗算器１４乃至
１６から供給された乗算結果が加算され、その加算結果
である画像信号Ｄ（＝０．２５Ａ＋０．５Ｂ＋０．２５
Ｃ）が、画像信号Ｂから高周波成分を除去したものとし
て縮小補間回路４のSRAM２２および乗算器２３に出力さ
れる。例えば、画像信号Ｂが第８番目の水平走査線の画
像信号である場合、加算器１７から出力される画像信号
Ｄは、第８番目の水平走査線の画像信号から高周波成分
を除去したもの（同図において、８’と記述する）であ
る。

【００５１】なお、このときのプリフィルタ３の周波数
帯域制限特性は図８に示したものと同様となる。

【００５２】１ラインおきに出力される画像信号Ｄに対
応して、縮小補間回路４の御信号発生回路２１は、図１
０に示すように、SRAM書き込み制御信号を１水平走査周
期時間おきにEnableとしてSRAM２２に出力する。このSR
AM書き込み制御信号に対応して、SRAM２２は、加算器１
７から順次入力される画像信号Ｄを記憶し、SRAM読み出
し制御信号に対応して１水平走査周期時間だけ遅延して
読み出して、乗算器２４に出力する。これにより、乗算
器２３，２４に入力される画像信号Ｄ，Ｅは、同図
(D)，(E)に示すように、２ラインずつずれたものとな
る。すなわち、例えば、乗算器２３に高周波成分が除去
された第８番目の水平走査線の画像信号（８’）が入力
されたタイミングにおいて、乗算器２４には、高周波成
分が除去された第６番目の水平走査線の画像信号
（６’）が入力される。

【００５３】制御信号発生回路２１はまた、制御回路２
からの制御信号に含まれる垂直縮小率Ｘ（＝１／１０）
およびオフセット値Ｙ（＝１．５）を次式（５）に適用
して補間係数αを演算して、乗算器２３に補間係数αを
供給し、乗算器２４に（α−１）を供給する。

【００５４】 補間係数α＝小数部（（Ｙ＋（２／Ｘ）＊（ｎ−１））／２） （ｎ＝１，２，・・・） ・・・（５） ただし、垂直縮小率Ｘは１／２以下である。

【００５５】制御信号発生回路２１はさらに、求めた補
間係数αを適用する画像信号Ｄのライン番号ｐを次式
（６）を用いて演算し、乗算器２３に入力された画像信
号Ｄのライン番号がｐに一致するときだけ、画像メモリ
書き込み制御信号（画像メモリＷ制御信号）をEnableと
して画像メモリ５に出力する。

【００５６】 ライン番号ｐ＝整数部（（Ｙ＋（２／Ｘ）＊（ｎ−１）））＋２ ・・・（６） 例えば、画像メモリ５のEvenエリア３１に書き込む縮小
動画像の第２番目（ｎ＝２）の水平走査線の画像信号を
求める場合、補間係数αは０．２５であり、ライン番号
は８となる。また、例えば、画像メモリ５のOddエリア
３２に書き込む縮小動画像の第３番目（ｎ＝３）の水平
走査線の画像信号を求める場合、補間係数αは０．７５
であり、ライン番号は１２となる。さらに、Evenエリア
３１に書き込む第４番目（ｎ＝４）の水平走査線の画像
信号を求める場合、補間係数αは０．２５であり、ライ
ン番号は１８となる。

【００５７】したがって、画像信号Ｄが（８’）、（１
２’）、および（１８’）であるときに、画像メモリ書
き込み制御信号がEnableとされて画像メモリ５に出力さ
れる。

【００５８】以上のような制御信号発生回路２１の制御
により、加算器２５から画像メモリ４に出力される縮小
動画像信号Ｆは、図１１に示すものとなる。すなわち、
例えば、画像信号Ｆの第２番目の水平走査線の信号Ｆ２
としては、画像信号Ｅ６’に１−α＝０．７５が乗算さ
れた値と、画像信号Ｄ８’にα＝０．２５が乗算された
値の加算値が用いられる。また、画像信号Ｆの第３番目
の水平走査線の信号Ｆ３としては、画像信号Ｅ１０’に
１−α＝０．２５が乗算された値と、画像信号Ｄ１２’
にα＝０．７５が乗算された値の加算値が用いられる。
さらに、画像信号Ｆの第３番目の水平走査線の信号Ｆ３
としては、画像信号Ｅ１６’に１−α＝０．７５が乗算
された値と、画像信号Ｄ１８’にα＝０．２５が乗算さ
れた値の加算値が用いられる。

【００５９】なお、このようにして求められた画像信号
Ｆの偶数番の水平走査線の信号は、画像メモリ５のEven
エリア３１に書き込まれ、奇数番目の水平走査線の信号
は、画像メモリ５のOddエリア３２に書き込まれことに
より、Evenエリア３１およびOddエリア３２のそれぞれ
には、高品質な縮小静止画像の信号が記憶されることと
なる。Evenエリア３１およびOddエリア３２上の縮小静
止画像信号は、読み出し回路６により読み出されて後段
に出力される。

【００６０】以上のように本実施の形態によれば、２個
のラインメモリを用いた簡易な構造のプリフィルタ３
を、縮小率に応じてその書き込みタイミングや読み出し
タイミングを制御し、さらに、縮小補間回路４において
も縮小率に応じてその書き込みタイミングを制御するこ
とにより、大きな縮小率であっても画質がよい縮小動画
像や縮小静止画像を生成することが可能となる。

【００６１】ところで、上述した一連の処理は、ハード
ウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェア
により実行させることもできる。一連の処理をソフトウ
ェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構
成するプログラムが、専用のハードウェアとしての画像
縮小装置に組み込まれているコンピュータ、または、各
種のプログラムをインストールすることで、各種の機能
を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコン
ピュータなどにインストールされる。

【００６２】次に、図１２を参照して、上述した一連の
処理を実行するプログラムをコンピュータにインストー
ルし、コンピュータによって実行可能な状態とするため
に用いられる媒体について、そのコンピュータが汎用の
パーソナルコンピュータである場合を例として説明す
る。

【００６３】プログラムは、図１２(A)に示すように、
パーソナルコンピュータ３０１に内蔵されている記録媒
体としてのハードディスク３０２や半導体メモリ３０３
に予めインストールした状態でユーザに提供することが
できる。

【００６４】あるいはまた、プログラムは、図１２(B)
に示すように、フロッピー（登録商標）ディスク３１
１、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)３１２、
ＭＯ(Magneto Optical)ディスク３１３、ＤＶＤ（登録
商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓ
ｃ）３１４、磁気ディスク３１５、半導体メモリ３１６
などの記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納し、パ
ッケージソフトウエアとして提供することができる。

【００６５】さらに、プログラムは、図１２(C)に示す
ように、ダウンロードサイト３２１から、無線で衛星３
２２を介して、パーソナルコンピュータ３０１に転送し
たり、ローカルエリアネットワーク、インターネットと
いったネットワーク３３１を介して、有線または無線で
パーソナルコンピュータ３０１に転送し、パーソナルコ
ンピュータ３０１において、内蔵するハードディスク３
０２などに格納させることができる。

【００６６】本明細書における媒体とは、これら全ての
媒体を含む広義の概念を意味するものである。

【００６７】パーソナルコンピュータ３０１は、例え
ば、図１３に示すように、CPU(Central Proccessing Un
it)３４１を内蔵している。CPU３４１にはバス３４１を
介して、入出力インタフェース３４５が接続されてお
り、CPU３４２は、入出力インタフェース３４５を介し
て、ユーザから、キーボード、マウスなどよりなる入力
部３４７から指令が入力されると、それに対応して、図
１２(A)の半導体メモリ３０３に対応するROM(Read Only
Memory)３４３に格納されているプログラム、衛生３２
２もしくはネットワーク３３１から転送され、通信部３
４８により受信され、さらにハードディスク３０２にイ
ンストールされたプログラム、またはドライブ３４９に
装着されたフロッピディスク３１１、CD-ROM３１２、Ｍ
Ｏディスク３１３、DVD３１４、もしくは磁気ディスク
３１５から読み出され、ハードディスク３０２にインス
トールされたプログラムを、RAM(Random Access Memor
y) ３４４にロードして実行する。さらに、CPU３４２
は、その処理結果を、例えば、入出力インタフェース３
４５を介して、LCD(Liquid Crystal Display)などより
なる表示部３４６に必要に応じて出力する。

【００６８】なお、本明細書において、媒体により提供
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【００６９】また、本明細書において、システムとは、
複数の装置により構成される装置全体を表すものであ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の画像処
理装置、請求項３に記載の画像処理方法、および請求項
４に記載の媒体のプログラムによれば、縮小率に対応し
て周波数帯域制限特性を変更して高周波成分を除去し、
さらに、縮小率に対応して画像信号の所定のラインを間
引き、所定のラインが間引かれた画像信号を用いて画素
を補間するようにしたので、高画質で縮小率が大きい縮
小画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像縮小装置の構成例を示す
ブロック図である。

【図２】図１のプリフィルタ３および縮小補間回路４の
詳細な構成例を示すブロック図である。

【図３】図１の画像メモリ５の記憶領域を示す図であ
る。

【図４】プリフィルタ３および縮小補間回路４の動作タ
イミングを説明するための図である。

【図５】プリフィルタ３の周波数帯域制限特性を示す図
である。

【図６】縮小補間回路４の動作を説明するための図であ
る。

【図７】プリフィルタ３および縮小補間回路４の動作タ
イミングを説明するための図である。

【図８】プリフィルタ３の周波数帯域制限特性を示す図
である。

【図９】縮小補間回路４の動作を説明するための図であ
る。

【図１０】プリフィルタ３および縮小補間回路４の動作
タイミングを説明するための図である。

【図１１】縮小補間回路４の動作を説明するための図で
ある。

【図１２】プログラムをパーソナルコンピュータ３０１
にインストールし、実行可能な状態とするために用いら
れる媒体について説明するための図である。

【図１３】パーソナルコンピュータ３０１について説明
するための図である。

【符号の説明】

１ ユーザインタフェース， ２ 制御回路， ３ プ
リフィルタ， ４ 縮小補間回路， ５ 画像メモリ，
６ 読み出し回路， １１ 制御信号発生回路， １
２，１３ ラインメモリ， １４，１５，１６ 乗算回
路， １７ 加算器， ２１ 制御信号発生回路， ２
２ SRAM， ２３，２４ 乗算器， ２５ 加算器，
３１ Evenエリア， ３２ Oddエリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 勝成 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 長徳 弘一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 BA02 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC01 CD06 CE02 CH09 CH11 5C023 AA02 AA31 CA01 DA04 EA03 EA06 EA10 EA13 5C076 AA22 BA03 BA04 BA08 BB04 BB06 CB01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された動画像信号を用いて縮小動画
   像または縮小静止画像を生成する画像処理装置におい
   て、 縮小率を入力する入力手段と、 入力された画像信号の高周波成分を除去する除去手段
   と、 前記縮小率に対応して前記除去手段の周波数帯域制限特
   性を変更する変更手段と、 前記縮小率に対応して、前記高周波成分が除去された前
   記画像信号の所定のラインを間引く間引き手段と、 前記間引き手段により所定のラインが間引かれた前記画
   像信号を用いて画素を補間する補間手段と、 前記補間手段が補間した前記画素の前記画像信号を記憶
   媒体に書き込む書き込み手段と、 前記記憶媒体から前記画像信号を読み出す読み出し手段
   とを含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記間引き手段は、縮小静止画像生成時
   における間引きの方法を縮小動画像生成時における間引
   き方法と変更することを特徴とする請求項１に記載の画
   像処理装置。
3. 【請求項３】 入力された動画像信号を用いて縮小動画
   像または縮小静止画像を生成する画像処理装置の画像処
   理方法において、 縮小率を入力する入力ステップと、 入力された画像信号の高周波成分を除去する除去ステッ
   プと、 前記縮小率に対応して前記除去ステップの処理での周波
   数帯域制限特性を変更する変更ステップと、 前記縮小率に対応して、前記高周波成分が除去された前
   記画像信号の所定のラインを間引く間引きステップと、 前記間引きステップの処理で所定のラインが間引かれた
   前記画像信号を用いて画素を補間する補間ステップと、 前記補間ステップの処理で補間した前記画素の前記画像
   信号を記憶媒体に書き込む書き込みステップと、 前記記憶媒体から前記画像信号を読み出す読み出しステ
   ップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
4. 【請求項４】 入力された動画像信号を用いて縮小動画
   像または縮小静止画像を生成する画像処理用のプログラ
   ムであって、 縮小率を入力する入力ステップと、 入力された画像信号の高周波成分を除去する除去ステッ
   プと、 前記縮小率に対応して前記除去ステップの処理での周波
   数帯域制限特性を変更する変更ステップと、 前記縮小率に対応して、前記高周波成分が除去された前
   記画像信号の所定のラインを間引く間引きステップと、 前記間引きステップの処理で所定のラインが間引かれた
   前記画像信号を用いて画素を補間する補間ステップと、 前記補間ステップの処理で補間した前記画素の前記画像
   信号を記憶媒体に書き込む書き込みステップと、 前記記憶媒体から前記画像信号を読み出す読み出しステ
   ップとを含むことを特徴とするプログラムをコンピュー
   タに実行させる媒体。