JP2001186403A - 画像縮小装置 - Google Patents

画像縮小装置

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JP2001186403A
JP2001186403A JP36638999A JP36638999A JP2001186403A JP 2001186403 A JP2001186403 A JP 2001186403A JP 36638999 A JP36638999 A JP 36638999A JP 36638999 A JP36638999 A JP 36638999A JP 2001186403 A JP2001186403 A JP 2001186403A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 順次走査方式の映像信号を画像縮小する画像
縮小装置において、クロック周波数を下げることによ
り、消費電力を低減すること。 【解決手段】 直列/並列変換回路101は順次走査の
入力映像信号S1に対して2ライン単位で並列化する。
信号選択回路103は、奇数ラインとその遅延信号及び
偶数ラインの信号のうち2つを選択し、補間演算回路1
04に与える。倍率設定回路107が縮小倍率mを設定
すると、制御係数発生回路108は倍率mに応じて制御
係数kを発生させ、補間係数算出回路109が補間係数
wを算出する。補間演算回路104は信号選択回路10
3の出力信号に対して、補間係数wに応じた補間演算を
行う。こうすると、直列/並列変換回路101以外の回
路は、クロック発生器110の出力する低周波のCLK
2で動作できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インタレース走査
方式又は順次走査方式の映像信号を任意の倍率で縮小
し、インタレース走査方式で映像信号を出力する画像縮
小装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の画像縮小装置としては、例えば特
開平2−266831号公報で開示されているようなも
のが一般的である。この装置は入力映像信号としてイン
タレース走査方式の映像信号を想定している。しかし、
近年、順次走査方式の映像信号を出力できる固体撮像素
子(以下、CCDという)などがデジタルカメラなどで
用いられるようになり、順次走査方式の映像信号に対し
てズーム処理を行った後、テレビジョンに表示させるた
めにインタレース方式の映像信号に変換して出力する装
置も考案されている。そのような装置を搭載した例とし
ては、例えば特開平5−260447号公報の「テレビ
ジョン受像機」などがある。以下に順次走査方式の映像
信号を入力とし、インタレース方式の映像信号を出力と
した従来の画像縮小装置について、図面を参照しながら
説明する。
【0003】図19は、垂直方向に縮小ズームを行う従
来の画像縮小装置の全体構成を示すブロック図である。
入力映像信号S1はまず、1ライン周期(以下、1Hと
いう)の遅延時間を有する複数のラインメモリ(1HD
L)1901a,1901b・・・1901nのうちの
初段のラインメモリ1901aと、補間演算回路190
2とに入力される。ここで入力映像信号S1は、例えば
順次走査CCDから出力された順次走査方式アナログ映
像信号が、アナログ−ディジタル変換器(以下、A/D
変換器という)などで変換されたディジタル映像信号と
する。また2段目のラインメモリ1901b、・・・n
段目のラインメモリ1901nの出力も補間演算回路1
902に入力される。
【0004】補間演算回路1902は、倍率設定回路1
907が設定する縮小倍率mを基に、補間係数発生回路
1906により発生された補間係数wを用いて、入力信
号に対して補間演算を行い、映像信号S2を出力する。
そしてこの映像信号S2は、フレームメモリ1903に
書き込まれる。このフレームメモリ1903は、順次走
査方式の映像信号の1フィールド分、即ちインタレース
走査方式映像信号の1フレーム分の画像を記憶できる。
次にフレームメモリ1903から読み出された映像信号
S3はインタレース変換回路1904に入力されてイン
タレース走査方式に変換され、出力映像信号S4として
出力される。
【0005】メモリ制御回路1905は、補間係数wの
値に応じて、フレームメモリ1903への信号の読み出
し及び書き込みの際のアドレスを制御する。またクロッ
ク発生器1908は、ラインメモリ1901、補間演算
回路1902、インタレース変換回路1904、メモリ
制御回路1905、補間係数発生回路1906に対して
クロックCLK1を与え、インタレース変換回路190
4に対してクロックCLK2を与える。
【0006】ここで、クロックCLK1の周波数は順次
走査方式である入力映像信号S1の水平画素のサンプリ
ング周波数に等しく、クロックCLK2の周波数はイン
タレース走査方式の出力映像信号S4の水平画素のサン
プリング周波数と等しい。1フィールド期間内のライン
数を比較すると、順次走査方式のライン数がインタレー
ス方式のライン数の倍となるため、クロックCLK1の
周波数はクロックCLK2の周波数の2倍となる。
【0007】また、補間演算回路1902で行う補間演
算は、補間関数としてサンプリング定理で現れる標本化
関数、即ちsinπx/πxを用いて、かつ無限個の画
素に基づき補間することが望ましいが、そのためにはラ
インメモリが無限個必要となるので実質的に不可能とな
る。このため、実際には簡単化した補間演算方法とし
て、例えば線形補間法などが用いられる。線形補間法
は、補間画素をyとし、yの前後の画素を夫々xi ,x
i+1 とし、補間係数をwとすると、補間関数L(w)は
次の(1)式で与えられる。 L(w)=1−|w| ただし、0≦|w|<1 L(w)=0 ただし、|w|≧1 ・・・(1) この補間関数L(w)から補間画素yは次の(2)式が
得られる。 y=L(w)xi +L(1−w)xi+1 ・・・(2)
【0008】図19の画像縮小装置が行うズーム動作と
して、5/8倍に縮小する場合を例にして図20を用い
て説明する。図20は補間演算方法として線形補間法を
用いたときの縮小ズーム動作の原理を示す説明図であ
る。この場合、入力映像信号S1における縮小前の画像
の8つのラインを、夫々k,k+1,k+2,k+3,
k+4,k+5,k+6,k+7とすると、これらのラ
インから5つの補間ラインk’,(k+1)’,(k+
2)’,(k+3)’,(k+4)’を生成する。縮小
前のライン間隔を1とすると、図20の映像信号S2の
部分に示すように、縮小後のライン間隔は8/5とな
り、縮小後の画像は縮小前に比べて5/8倍になる。
【0009】縮小前の画像は、順次走査方式の入力映像
信号S1として図19の補間演算回路1902及びライ
ンメモリ1901a〜1901nに入力され、補間演算
回路1902は映像信号S1として入力されるライン
と、ラインメモリ1901i(iはa〜nのいずれか)
で遅らせたラインに対し、補間係数発生回路1906が
倍率mに応じて発生する補間係数wを用いて線形補間演
算を行う。そして生成された補間ラインの信号が順次走
査方式の映像信号S2としてフレームメモリ1903に
書き込まれる。
【0010】ここで補間係数発生回路1906が発生す
る補間係数wは、1ライン前の補間演算の際に用いた補
間係数に対して、縮小倍率mの逆数8/5=1.6を加
算した結果の小数部が用いられる。そして加算結果が
2.0を超えた場合、メモリ制御回路1905がフレー
ムメモリ1903に対して書き込み停止制御を行う。従
ってこの場合の補間ラインは間引かれることになる。そ
して加算結果の小数部が、引き続き次の補間演算の際の
補間係数wとして用いられる。この結果、図20の点線
部で示すように、補間ライン8ラインから(k+
2)”、(k+4)”、(k+5)”の3ラインが間引
かれ、映像信号S3の部分に示すように、残りの5ライ
ンがフレームメモリ1903に書き込まれることにな
る。
【0011】メモリ制御回路1905によってフレーム
メモリ1903から補間ラインの映像信号S3が1ライ
ンずつ読み出される。インタレース変換回路1904は
映像信号S3のうち、奇数フィールドではk’,(k+
2)’,(k+4)’のラインを出力し、偶数フィール
ドでは(k+1)’,(k+3)’,(k+5)’のラ
インを出力する。こうして順次走査方式の入力映像信号
S1を垂直方向に縮小したインタレース走査方式の出力
映像信号S4が得られる。
【0012】ここで、縮小ズーム動作のうちラインの補
間演算は、垂直フィルタリングに等しいと言える。一般
に順次走査方式の映像信号における垂直ラインサンプリ
ング周波数は、インタレース走査方式における映像信号
の垂直ラインサンプリング周波数の倍である。このた
め、順次走査方式の入力信号に対して縮小処理を行う従
来の画像縮小装置による縮小画像は、インタレース走査
方式の入力映像信号に対して縮小処理を行う画像縮小装
置による縮小画像に比べ、より高い周波数成分を残した
画像となる。縮小処理はサンプリング周波数が小さくな
ることと等価であり、縮小前画像中に高周波数成分が含
まれていると、縮小処理後に折り返し現象が発生し、画
質の劣化が生じてしまう。
【0013】しかしながら、例えば画角比が4:3の画
像から16:9の画像を作成するときは3/4倍の縮小
となる。このように縮小倍率mがm>1/2となる場合
は、垂直ラインのサンプリング周波数が縮小処理前の1
/2以下にはならない。また垂直ラインのサンプリング
周波数が順次走査方式の映像信号の1/2であるインタ
レース走査方式の映像信号では、縮小処理後の画像にお
いて折り返し成分が多くなる。従って順次走査方式の入
力信号の縮小画像の方が高画質といえる。
【0014】上記の従来例では、順次走査方式の映像信
号が入力されるものとしたが、インタレース走査方式の
映像信号についても、奇数フィールド画像と偶数フィー
ルド画像とを同時化し、倍速変換を施すことで順次走査
方式に変換することができる。その場合、インタレース
走査方式の入力映像信号が、奇数偶数フィールド間で動
きがない画像、例えば静止画像や2フィールド毎に動き
が生じる静止画連写画像であれば、入力が順次走査方式
の場合と同等画質の縮小画像となる。特に縮小倍率m>
1/2であれば、前述のように高画質の縮小画像が得ら
れる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の画像縮小装置には、次のような問題点がある。すなわ
ち、順次走査方式の入力映像信号S1に対してはそのま
まの方式で縮小ズームを行い、インタレース走査方式の
入力映像信号に対しては順次走査方式に変換した後で縮
小ズームを行っている。そして順次走査方式の縮小後画
像S3を得た後でインタレース走査方式に変換するた
め、順次走査入力から縮小後画像S3を得るまでの回路
は全てクロックCLK1で動作している。仮にインタレ
ース走査方式の入力映像信号に対して、その方式のまま
で画像縮小を行う場合は、クロックCLK1の1/2周
波数であるクロックCLK2で動作させればよいといえ
る。このようなクロックCLK1を主として用いる方式
では、回路全般のクロック周波数が高くなってしまう。
【0016】一般にディジタル回路で消費される電力
は、その回路を駆動するクロックの周波数と、回路規模
に比例する。このため上記従来の画像縮小装置は、イン
タレース走査方式の映像信号に対しズーム処理を行う画
像縮小装置に比べて、消費電力が大幅に増加するという
問題点があった。
【0017】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、順次走査方式の映像信号やイ
ンタレース走査方式の映像信号に対し、従来の画像縮小
装置と同等な画質の縮小画像を出力することができ、か
つ、従来に比べ消費電力を大幅に減らすことのできる画
像縮小装置を実現することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、出力画像の縮小倍率mを設定する倍率設定手段と、
前記倍率設定手段の縮小倍率mに応じて夫々の水平ライ
ンに対応した制御係数kを発生する係数発生手段と、複
数の被補間映像信号に対し前記制御係数kに応じた補間
演算を行い、補間映像信号を生成する補間演算手段と、
順次走査方式の入力映像信号に対しライン単位で並列化
を行う直列並列変換手段と、前記直列並列変換手段から
出力された映像信号をライン単位で遅延する遅延手段
と、前記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、
前記直列並列変換手段の出力及び前記遅延手段の出力か
ら選択する信号選択手段と、前記補間演算手段で生成さ
れた補間映像信号を少なくともフィールド単位で記憶す
る記憶手段と、前記記憶手段に対して前記補間映像信号
の書き込みを制御すると共に、前記記憶手段に対して前
記縮小倍率mの出力映像信号の読み出しを制御するメモ
リ制御手段と、を具備し、前記信号選択手段における被
補間映像信号の選択動作、及び前記メモリ制御手段の読
み書き動作が、前記係数発生手段の発生する制御係数k
に応じて制御されることを特徴とするものである。
【0019】本願の請求項2の発明は、請求項1の画像
縮小装置において、前記信号選択手段は、前記係数発生
手段が発生する制御係数kの小数部が第1の基準値a
(0≦a<1)以上か否かで被補間映像信号の選択方法
を変更し、前記メモリ制御手段は、前記係数発生手段が
発生する制御係数kが第2の基準値b(b≧0)以上の
場合に、前記補間映像信号の書き込みを停止することを
特徴とするものである。
【0020】本願の請求項3の発明は、出力画像の縮小
倍率mを設定する倍率設定手段と、前記倍率設定手段の
縮小倍率mに応じて夫々の水平ラインに対応した制御係
数kを発生する係数発生手段と、複数の被補間映像信号
に対し前記制御係数kに応じた補間演算を行い、補間映
像信号を生成する補間演算手段と、インタレース走査の
入力映像信号を順次走査の映像信号に変換すると共に、
ライン単位で並列化を行う走査変換手段と、前記走査変
換手段から出力された映像信号をライン単位で遅延する
遅延手段と、前記補間演算手段に与える前記被補間映像
信号を、前記走査変換手段の出力及び前記遅延手段の出
力から選択する信号選択手段と、前記補間演算手段で生
成された補間映像信号を少なくともフィールド単位で記
憶する記憶手段と、前記記憶手段に対して前記補間映像
信号の書き込みを制御すると共に、前記記憶手段に対し
て前記縮小倍率mの出力映像信号の読み出しを制御する
メモリ制御手段と、を具備し、前記信号選択手段におけ
る被補間映像信号の選択動作、及び前記メモリ制御手段
の読み書き動作が、前記係数発生手段の発生する制御係
数kに応じて制御されることを特徴とするものである。
【0021】本願の請求項4の発明は、請求項3の画像
縮小装置において、前記信号選択手段は、前記係数発生
手段が発生する制御係数kの小数部が第1の基準値a
(0≦a<1)以上か否かで被補間映像信号の選択方法
を変更し、前記メモリ制御手段は、前記係数発生手段が
発生する制御係数kが第2の基準値b(b≧0)以上の
場合に、前記補間映像信号の書き込みを停止することを
特徴とするものである。
【0022】本願の請求項5の発明は、出力画像の縮小
倍率mを設定する倍率設定手段と、前記倍率設定手段の
縮小倍率mに応じて夫々の水平ラインに対応した制御係
数kを発生する第1の係数発生手段と、前記第1の係数
発生手段が発生した制御係数kに基づいて、縮小倍率m
の大小に応じて異なる系列の補間係数wを発生する第2
の係数発生手段と、前記第2の係数発生手段の発生する
複数の補間係数wから1つの補間係数を選択する補間係
数選択手段と、前記複数の被補間映像信号に対し前記補
間係数選択手段で選択された補間係数を用いて補間演算
を行い、補間映像信号を生成する補間演算手段と、順次
走査方式の入力映像信号に対しライン単位で並列化を行
う直列並列変換手段と、前記直列並列変換手段から出力
された映像信号をライン単位で遅延する遅延手段と、前
記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、前記直
列並列変換手段の出力及び前記遅延手段の出力から選択
する信号選択手段と、前記補間演算手段で生成された補
間映像信号を少なくともフィールド単位で記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に対して前記補間映像信号の書き
込みを制御すると共に、前記記憶手段に対して前記縮小
倍率mの出力映像信号の読み出しを制御するメモリ制御
手段と、を具備し、前記補間係数選択手段は、前記倍率
設定手段で設定された縮小倍率mに応じて補間係数wを
選定し、前記信号選択手段は、前記第1の係数発生手段
の発生する制御係数k及び前記倍率設定手段で設定され
た縮小倍率mに応じて前記被補間映像信号を選択し、前
記メモリ制御手段は、前記第1の係数発生手段の発生す
る制御係数kの値に応じて映像信号の書き込みを制御す
ることを特徴とするものである。
【0023】本願の請求項6の発明は、請求項5の画像
縮小装置において、前記補間係数選択手段は、前記倍率
設定手段の設定した縮小倍率mが第3の基準値c(0≦
c<1)以上か否かで補間係数wの選択方法を変更し、
前記信号選択手段は、前記第1の係数発生手段が発生す
る制御係数kの小数部が第1の基準値a(0≦a<1)
以上か否か、又は縮小倍率mが第3の基準値c(0≦c
<1)以上か否かで前記被補間映像信号の選択方法を変
更し、前記メモリ制御手段は、前記第1の係数発生手段
が発生する制御係数kが第2の基準値b(b≧0)以上
の場合に、前記補間映像信号の書き込みを停止すること
を特徴とするものである。
【0024】本願の請求項7の発明は、出力画像の縮小
倍率mを設定する倍率設定手段と、前記倍率設定手段の
縮小倍率mに応じて夫々の水平ラインに対応した制御係
数kを発生する第1の係数発生手段と、前記第1の係数
発生手段が発生した制御係数kに基づいて、縮小倍率m
の大小に応じて異なる系列の補間係数wを発生する第2
の係数発生手段と、前記第2の係数発生手段の発生する
複数の補間係数wから1つの補間係数を選択する補間係
数選択手段と、前記複数の被補間映像信号に対し前記補
間係数選択手段で選択された補間係数を用いて補間演算
を行い、補間映像信号を生成する補間演算手段と、イン
タレース走査の入力映像信号を順次走査の映像信号に変
換すると共に、ライン単位で並列化を行う走査変換手段
と、前記走査変換手段から出力された映像信号をライン
単位で遅延する遅延手段と、前記補間演算手段に与える
前記被補間映像信号を、前記走査変換手段の出力及び前
記遅延手段の出力から選択する信号選択手段と、前記補
間演算手段で生成された補間映像信号を少なくともフィ
ールド単位で記憶する記憶手段と、前記記憶手段に対し
て前記補間映像信号の書き込みを制御すると共に、前記
記憶手段に対して前記縮小倍率mの出力映像信号の読み
出しを制御するメモリ制御手段と、を具備し、前記補間
係数選択手段は、前記倍率設定手段で設定された縮小倍
率mに応じて補間係数wを選定し、前記信号選択手段
は、前記第1の係数発生手段の発生する制御係数k及び
前記倍率設定手段で設定された縮小倍率mに応じて前記
被補間映像信号を選択し、前記メモリ制御手段は、前記
第1の係数発生手段の発生する制御係数kの値に応じて
映像信号の読み書き制御を行うことを特徴とするもので
ある。
【0025】本願の請求項8の発明は、請求項7の画像
縮小装置において、前記補間係数選択手段は、前記倍率
設定手段の設定した縮小倍率mが第3の基準値c(0≦
c<1)以上か否かで補間係数wの選択方法を変更し、
前記信号選択手段は、前記第1の係数発生手段が発生す
る制御係数kの小数部が第1の基準値a(0≦a<1)
以上か否か、又は縮小倍率mが第3の基準値c(0≦c
<1)以上か否かで前記被補間映像信号の選択方法を変
更し、前記メモリ制御手段は、前記第1の係数発生手段
が発生する制御係数kが第2の基準値b(b≧0)以上
の場合に、前記補間映像信号の書き込みを停止すること
を特徴とするものである。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態にお
ける画像縮小装置について、図面を参照しつつ説明す
る。 (実施の形態1)本発明の実施の形態1による画像縮小
装置の基本構成を図1のブロック図に示す。同図におい
て、直列/並列変換回路101は順次走査方式の入力映
像信号S1に対して2ライン単位で並列化して出力する
直列並列変換手段である。ラインメモリ(1HDL)1
02は直列/並列変換回路101から出力された映像信
号を1H期間遅延させる遅延手段である。信号選択回路
103は補間演算回路104への信号S3a,S3b
を、直列/並列変換回路の出力信号S2a,S2b及び
ラインメモリ102の出力信号S2cから夫々選択し、
被補間映像信号を出力する信号選択手段である。
【0027】補間演算回路104は信号選択回路103
の出力信号S3a,S3bから補間演算を行い、映像信
号S4を補間映像信号として出力する補間演算手段であ
る。フィールドメモリ105は補間演算回路104から
の出力信号S4を一時記憶し、出力映像信号S5を出力
する記憶手段である。メモリ制御回路106はフィール
ドメモリ105への信号の書き込み及び読み出しを出力
画像の縮小倍率mに応じて制御するメモリ制御手段であ
る。倍率設定回路107は出力画像の縮小倍率mを設定
する倍率設定手段である。制御係数発生回路108は倍
率設定回路107で設定された倍率mに基づいて、夫々
の水平ラインに対応した制御係数kを発生させる係数発
生手段である。補間係数算出回路109は制御係数kか
ら補間演算回路104が補間演算を行う際に用いる補間
係数wを算出する補間係数算出手段である。クロック発
生器110は本実施の形態による画像縮小装置の夫々の
回路に供給されるクロックCLK1及びクロックCLK
2を発生させるクロック発生手段である。
【0028】図2は図1に示した直列/並列変換回路1
01の具体的な構成例を示すブロック図である。同図に
おいて、ラインメモリ202,203は1ラインの映像
信号を一時保持するメモリである。セレクタ201は入
力映像信号S1をライン毎にラインメモリ202又はラ
インメモリ203に振り分ける回路である。書込制御回
路204はラインメモリ202,203の書き込み動作
を制御する回路である。読出制御回路205はラインメ
モリ202,203の読み出し動作を制御する回路であ
る。ラインメモリ202,203の書き込みはクロック
CLK1に同期して行われ、読み出しはクロックCLK
2に同期して行われる。
【0029】図3は図1に示した補間演算回路104の
具体的な構成例を示すブロック図である。同図におい
て、係数演算回路301は補間係数算出回路109から
与えられる補間係数wに基づき、乗算器302a,30
2bで乗ずるための係数を演算する回路である。乗算器
302a,302bは信号選択回路103からの出力信
号S3a,S3bに対して係数演算回路301によって
演算された係数を夫々乗じる回路である。加算器303
は乗算器302a,302bからの出力信号を加算し、
加算結果を映像信号S4として出力する回路である。
【0030】図1の入力映像信号S1は順次走査された
デジタル映像信号であり、例えば順次走査CCDからの
アナログ映像信号をA/D変換器によってデジタル信号
に変換した映像信号とする。また、クロックCLK1の
周波数は、順次走査方式であるディジタル映像信号S1
の水平画素サンプリング周波数と等しい。クロックCL
K2の周波数は、本実施の形態の画像縮小装置の出力で
あるインタレース走査方式のディジタル映像信号S5の
水平画素サンプリング周波数に等しい。1フィールド期
間内のライン数を比較すると、順次走査方式がインタレ
ース方式の倍のライン数となるため、クロックCLK1
の周波数はクロックCLK2の周波数の2倍となる。
【0031】以上のように構成された本実施の形態によ
る画像縮小装置の動作について説明する。まず入力映像
信号S1が、直列/並列変換回路101に入力される
と、2ライン単位で並列化変換された信号S2a、S2
bが生成される。図4は直列/並列変換回路101の動
作を表す模式図である。図4(a)に示すように、順次
走査水平同期信号HD1に同期して入力映像信号S1が
入力される。各ライン0,1,2,3,4、5の映像信
号は直列/並列変換回路101内のセレクタ201によ
ってライン毎に振り分けられ、奇数ライン1,3,5は
ラインメモリ202に書き込まれ、偶数ライン0,2,
4はラインメモリ203に書き込まれる。
【0032】そして、読出制御回路205の読み出し制
御によって、ライン0と1、次にライン2と3、そして
ライン4と5がそれぞれ同時に出力され、図4(b)に
示すようにインタレース走査の水平同期信号HD2に同
期した信号S2a,S2bが生成される。即ち、奇数ラ
イン1,3,5は信号S2aとなり、偶数ライン0,
2,4は信号S2bとなる。この際、映像信号のライン
メモリへの書き込みはクロックCLK1に同期して行わ
れ、読み出しはクロックCLK2に同期して行われる。
【0033】変換された映像信号S2a,S2bは図1
の信号選択回路103に入力され、そのうちの信号S2
aはラインメモリ102にも入力される。ラインメモリ
102は入力信号を1H期間遅延させて信号選択回路1
03に与える。信号選択回路103は、制御係数発生回
路108により発生された制御係数kに応じて2通りの
信号選択状態をとる。図5は信号選択回路103のとる
信号選択状態を表した説明図である。
【0034】図5(a)の信号選択状態1では、ライン
メモリ102の出力信号S2cが補間演算回路104の
入力S3aに、直列/並列変換回路101の出力信号S
2bが補間演算回路104の入力S3bになるように信
号の選択が行われる。図5(b)の信号選択状態2で
は、直列/並列変換回路101の出力信号S2aが補間
演算回路104の入力S3bに,直列/並列変換回路1
01の出力信号S2bが補間演算回路104の入力S3
aになるように信号の選択が行われる。信号選択回路1
03は制御係数kの小数部の値が第1の基準値a未満の
場合は選択状態1となり、第1の基準値a以上の場合は
選択状態2となる。ここではaの値を0.5とする。
【0035】ここで制御係数kは、倍率設定回路107
の設定する縮小倍率をmとすると、制御係数発生回路1
08の内部において、ある初期値d(1>d≧0)に1
/mを加算し、それ以降は1H前の制御係数kの小数部
に対し1/mを加算することを1H毎に行った結果とし
て出力されるものである。加算の結果、制御係数kが2
以上となった場合は、次の加算の際には1/mの加算を
行わず、−1を加算する。
【0036】補間演算回路104では、入力信号S3
a,S3bに対し線形補間演算を行う。即ち信号S3
a,S3bが図3の乗算器302a,302bに入力さ
れると、補間係数算出回路109が出力した補間係数w
(0≦w<1)をもとに、係数演算回路301が求めた
係数w,1−wが夫々掛けられる。その乗算結果は加算
器303で加算され、映像信号S4として出力される。
補間係数算出回路109は入力される制御係数kを2倍
し、その小数部を次の新たな補間係数wとして出力す
る。
【0037】このような映像信号S4はフィールドメモ
リ105に書き込まれる。ここでメモリ制御回路106
は、制御係数発生回路108が発生した制御係数kが第
2の基準値b以上の場合、1H期間の書き込み停止制御
を行う。ここではbの値を2とする。そのため、制御係
数kが2以上のときに書き込まれるはずのラインは間引
かれることになる。フィールドメモリ105に書き込ま
れた映像信号は、メモリ制御回路106によって順次読
み出され、出力映像信号S5として出力される。
【0038】以下、本実施の形態の画像縮小装置の行う
画像縮小動作に関して、さらに詳しく図6〜図8を用い
て説明する。図6は縮小倍率m=5/8倍の場合を例に
して、入力映像信号S1、映像信号S2a、映像信号S
2b、映像信号S4、出力映像信号S5の関係を模式的
に示した説明図である。
【0039】まず、奇数フィールド時の動作について述
べる。図7は画像縮小動作のうち、制御係数k及び補間
係数wの発生、直列/並列変換回路102の出力S2
a、S2b、信号選択回路103の動作、補間演算、補
間ライン、メモリ制御回路106の動作について夫々ま
とめたものである。奇数フィールド時、制御係数発生回
路108は、まず初期値dをd=0.0とし、この初期
値dに1/m=8/5(=1.6)を加算し、制御係数
kを0.0,1.6のように発生する。そしてそれ以降
は、1H前の制御係数kの小数部に1/mを加算してい
くが、加算結果において、制御係数kが2以上となった
1H後の加算では、1/mではなく−1を加算する。こ
のようにして制御係数発生回路108は引き続き制御係
数kとして2.2,1.2,1.8,2.4,1.4の
ように発生する。また補間係数算出回路109は制御係
数kから、補間係数wを0.0,0.2,0.4,0.
4,0.6,0.8,0.8のように発生させる。
【0040】入力映像信号S1は、直列/並列変換回路
101によってS2a,S2bに変換され、まず信号S
2aとしてライン、次にラインが信号選択回路10
3に入力され、信号S2bとしてライン’、次にライ
ン’が信号選択回路103に入力される。画像縮小処
理は信号S2a,S2bとしてライン、’が信号選
択回路103に入力されるときから開始される。このと
き制御係数kの初期値dは0.0であるので、信号選択
回路103は選択状態1となる。この状態では信号S3
aとして信号S2c、即ち信号S2aの1H前のライン
が選択され、信号S3bとして信号S2b、即ちライ
ン’が選択される。そして補間演算回路104は信号
S3a,S3bから補間係数w=0.0を用いて、(1
−0.0)×+0.0×’=の補間演算を行い、
図6に示す補間後ライン(a)を映像信号S4としてフ
ィールドメモリ105へ出力する。ここでは制御係数k
が2未満であるため、メモリ制御回路106は通常の書
き込み動作を行い、補間後ライン(a)はフィールドメ
モリ105に書き込まれる。
【0041】次に直列/並列変換回路101からはライ
ン、’が出力される。このとき制御係数k=0.0
+1.6=1.6であるので、信号選択回路103は信
号選択状態2となる。この状態では信号S3a,S3b
として、ライン’、が出力される。補間演算回路1
04はw=0.2を用いて、(1−0.2)×’+
0.2×=0.2×+0.8×’の補間演算を行
い、補間後ライン(b)の映像信号S4をフィールドメ
モリ105へ出力する。ここでは制御係数kが2未満で
あるため、メモリ制御回路106は通常の書き込み動作
を行い、補間後ライン(b)はフィールドメモリ105
に書き込まれる。
【0042】次に直列/並列変換回路101からはライ
ン、’が出力される。このとき制御係数k=0.6
+1.6=2.2となるので、信号選択回路103は信
号選択状態1となり、信号S3a,S3bとして、ライ
ン、’が出力される。補間演算回路104はw=
0.4を用いて、(1−0.4)×+0.4×’=
0.6×+0.4×’の補間演算を行い、補間後ラ
イン(c)の映像信号S4をフィールドメモリ105へ
出力する。しかしここでは制御係数kが2以上であるの
で、メモリ制御回路106は書き込み停止制御を行い、
補間後ライン(c)はフィールドメモリに書き込まれ
ず、間引かれることになる。
【0043】次に直列/並列変換回路101からはライ
ン、’が出力される。1H前の制御係数kが2以上
であったので、このときの制御係数kは1H前の制御係
数に−1を加算したもの、つまりk=2.2−1=1.
2となる。信号選択回路103は信号選択状態1のまま
であり、この状態では信号S3a,S3bとして、ライ
ン、’が出力される。補間演算回路104はw=
0.4を用いて、(1−0.4)×+0.4×’=
0.6×+0.4×’の補間演算を行い、補間後ラ
イン(d)の映像信号S4をフィールドメモリ105へ
出力する。ここでは制御係数は再び2未満になるため、
メモリ制御回路106は通常の書き込み動作を行い、補
間後ライン(d)はフィールドメモリ105に書き込ま
れる。
【0044】以下、同様な動作を繰り返すことにより、
図6及び図7に示すような補間ライン(e),(f),
(g)がフィールドメモリ105へ出力される。そのう
ち補間後ライン(f)がメモリ制御回路106の書き込
み停止制御により間引かれ、それ以外の補間後ライン
(e),(g)がフィールドメモリ105に書き込まれ
る。フィールドメモリ105に全ての補間後ラインが書
き込まれた後で、メモリ制御回路106は読み出し制御
を行い、補間後ラインの出力映像信号S5を出力する。
【0045】次に偶数フィールド時の動作について述べ
る。図8は偶数フィールド時の動作における、制御係数
k及び補間係数wの発生、直列/並列変換回路102の
出力、信号選択回路103の動作、補間演算、補間後の
ライン、メモリ制御回路106の動作についての説明図
である。この場合、図1の制御係数発生回路108は奇
数フィールドの初期値d及び縮小倍率mを用いて、偶数
フィールドの初期値d’=d+(1/2m)+2=2.
8を求める。この初期値d’から制御係数kを図8に示
したように発生する。
【0046】また補間係数算出回路109は、制御係数
kから補間係数wを図8に示したように発生させる。こ
れらの制御係数k及び補間係数wを用いて補間ライン
(a)’,(b)’,(c)’,(d)’,(e)’,
(f)’,(g)’,(h)’,(i)’を出力する動
作については、奇数フィールド時と同様なので具体的な
説明は省略する。このようにして出力された偶数フィー
ルド時の補間ラインに対しても、奇数フィールド時と同
様にフィールドメモリの書き込み停止制御が行われ、図
6及び図8に示すように補間ライン(a)’,
(c)’,(e)’,(h)’ラインが間引かれ、フィ
ールドメモリ105からは補間ライン(b)’,
(d)’,(f)’,(g)’,(i)’が出力され
る。
【0047】これらのラインは、奇数フィールド時にフ
ィールドメモリ105から出力される補間ライン
(a),(b),(d),(e),(g)とインタレー
スの関係になる。さらに奇数フィールド及び偶数フィー
ルドを合わせた補間ラインの間隔は、順次走査方式であ
る入力映像信号S1のライン間隔を1とすると、8/5
となり、出力画像は縮小前の入力画像に比べ5/8倍に
なる。しかも、入力が順次走査方式の映像信号だったの
に対し、出力映像信号S5としてインタレース走査方式
の映像信号が得られる。
【0048】以上のような動作によって、順次走査方式
の入力映像信号S1に対して、特定の順次走査の各ライ
ンとその隣接する走査ラインを用いて補間ライン、即ち
縮小画像を出力することになるため、周波数の高いクロ
ックCLK1を主として用いる従来の画像縮小装置と同
等の画質を有する縮小画像が得られる。さらに本装置に
おいては、直列/並列変換回路101以降の回路は全て
周波数の低いクロックCLK2で動作できる。このた
め、従来の画像縮小装置の大半の回路が、CLK2の2
倍の周波数であるクロックCLK1で動作するので消費
電力が増加するのに対し、本実施の形態の画像縮小装置
では、消費電力を大幅に削減することができる。そして
従来の画像縮小装置ではフレームメモリを必要とした
が、本装置ではフィールドメモリでよく、メモリ容量も
削減できる。尚、図1ではラインメモリ102の段数を
1段としたが、被補間映像信号の選択が2H以上の期間
にまたがる場合は、ラインメモリの段数は2段以上必要
とする。このことは以下の実施の形態においても同様で
ある。
【0049】(実施の形態2)次に本発明の実施の形態
2における画像縮小装置について説明する。図9は、実
施の形態2による画像縮小装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。図9の画像縮小装置には、実施の形態1と
同様に、ラインメモリ(1HDL)102、信号選択回
路103、補間演算回路104、フィールドメモリ10
5、メモリ制御回路106、倍率設定回路107、制御
係数発生回路108、補間係数算出回路109が設けら
れている。これらのブロックについては図1に示すもの
と同じ符号を付け、詳しい説明は省略する。
【0050】IP変換回路901はインタレース走査さ
れた入力映像信号S1に対し、インタレース走査信号か
ら順次走査信号へ変換すると共に、ライン単位で並列化
を行う走査変換手段である。クロック発生器902は画
像縮小装置の各回路に供給するクロックCLKを発生さ
せるクロック発生手段である。
【0051】図10はIP変換回路901の具体的な構
成例を示すブロック図である。同図において、セレクタ
1001はインタレース走査された入力映像信号S1に
対し、1フィールド毎に入力映像信号S1を切り換え、
映像信号S1a又は映像信号S1bとして出力する回路
である。フィールドメモリ1002a,1002bはセ
レクタ1001から出力される映像信号S1a,S1b
を夫々一時記憶し、信号S2a,S2bを被補間映像信
号として信号選択回路103へ出力するメモリである。
メモリ制御回路1003はフィールドメモリ1002
a,1002bへの信号の書き込み及び読み出しを夫々
制御する回路である。
【0052】入力映像信号S1は前述したように、イン
タレース走査されたデジタル映像信号であり、例えばC
CDからのアナログ映像信号をA/D変換器によってデ
ジタル信号に変換した映像信号や、順次走査ディジタル
信号をインタレース変換回路によってインタレース走査
信号に変換した映像信号などが考えられる。また、クロ
ックCLKの周波数は実施の形態1におけるクロックC
LK2の周波数、すなわち本装置の出力であるインタレ
ース走査方式におけるディジタル映像信号S5の水平画
素サンプリング周波数に等しいものとする。
【0053】次に本実施の形態の画像縮小装置における
画像縮小動作について説明する。入力映像信号S1がI
P変換回路901に入力されると、IP変換回路901
はまず入力映像信号S1をセレクタ1001に与え、偶
数フィールド時には映像信号S1aとして切り換え、奇
数フィールド時には映像信号S1bとして切り換えて出
力する。これらの映像信号は夫々フィールドメモリ10
02a、1002bに書き込まれる。この結果、フィー
ルドメモリ1002aには偶数フィールドの画像が書き
込まれ、フィールドメモリ1002bには奇数フィール
ドの画像が書き込まれる。
【0054】次に、フィールドメモリ1002a,10
02bに書き込まれた画像は、メモリ制御回路1003
によって読み出され、映像信号S2a,S2bとして出
力される。これによって、奇数及び偶数フィールドの信
号が同時化され順次走査信号が得られ、図9の信号選択
回路103及びラインメモリ102に入力される。信号
選択回路103に入力された被補間映像信号は、その
後、補間演算回路104よって補間映像信号に変換さ
れ、フィールドメモリ105に対して映像信号S4とし
て出力される。この際のメモリ制御回路106のフィー
ルドメモリ105に対して行う書き込み制御、及び信号
選択回路103、補間演算回路104、制御係数発生回
路108、補間係数算出回路109の動作は、前述した
実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
【0055】以上のような動作によって、入力映像信号
S1が奇数フィールドと偶数フィールド間で動きがない
画像、例えば静止画像や、2フィールド毎に動きが生じ
る静止画連写画像である場合、実施の形態1と同等な画
質を有する縮小画像が得られる。加えて、全ての回路は
実施の形態1におけるクロックCLK2と等しい低周波
数のクロックCLKで動作するため、実施の形態1の画
像縮小装置よりも更に消費電力を削減できる。
【0056】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3における画像縮小装置について説明する。図11は実
施の形態3による画像縮小装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。図11において、実施の形態1又は実施の
形態2と同じ機能を有する回路については、同じ符号を
付けてそれらの詳しい説明は省略する。この画像縮小装
置には、実施の形態1と同様に、直列/並列変換回路1
01、ラインメモリ102、信号選択回路1101、補
間演算回路104、フィールドメモリ105、メモリ制
御回路106、倍率設定回路107、制御係数発生回路
1104、補間係数算出回路1102、クロック発生器
110が設けられている。
【0057】信号選択回路1101は補間演算回路10
4への信号S3a,S3bを与えるため、直列/並列変
換回路の出力信号S2a,S2b及びラインメモリ10
2の出力信号S2cから被補間映像信号を選択する信号
選択手段である。この信号選択回路1101が実施の形
態1及び2の信号選択回路103と機能で異なるのは、
倍率設定回路107の設定する縮小倍率mが1/2以下
の場合、実施の形態1及び2で述べた信号選択状態1,
2以外の信号選択状態、即ち第3の信号選択状態をとる
点である。
【0058】また、制御係数発生回路1104は倍率設
定回路107で設定された縮小倍率mに基づいて、夫々
の水平ラインに対応した制御係数kを発生させる第1の
係数発生手段である。補間係数算出回路1102は制御
係数kをもとに、補間係数選択回路1103へ出力する
2種類の補間係数w1,w2を算出する第2の係数発生
手段である。補間係数選択回路1103は倍率設定回路
107の設定した縮小倍率mの値に応じて、補間演算回
路104へ出力する補間係数として、補間係数算出回路
1102が算出した2種類の補間係数から一方の補間係
数を選択する係数選択手段である。尚、入力映像信号S
1、及びクロックCLK1,CLK2については、実施
の形態1における信号と同じであるため、説明は省略す
る。
【0059】次に、実施の形態3の画像縮小装置におけ
る画像縮小動作について、図11〜図17を用いて説明
する。まず図11の倍率設定回路107が設定した縮小
倍率mが1>m>1/2の場合について説明する。この
場合、入力映像信号S1は実施の形態1と同様に処理さ
れる。即ち入力映像信号S1は直列/並列変換回路10
1に入力され、2ライン単位で並列化変換され、信号S
2a、S2bとして出力される。そして変換された映像
信号S2a,S2bは信号選択回路1101に入力さ
れ、信号S2aはラインメモリ102にも入力される。
ラインメモリ102は入力信号を1H期間遅延させた信
号S2cを信号選択回路1101に出力する。信号選択
回路1101は制御係数発生回路1104が発生させる
制御係数kに応じて3通りの信号選択状態をとる。
【0060】制御係数発生回路1104も実施の形態1
と同様に制御係数kを発生させ、信号選択回路1101
と、補間係数算出回路1102と、メモリ制御回路10
6とに出力する。そして補間係数算出回路1102は制
御係数kを元に2種類の補間係数w1、w2を発生す
る。即ち、補間係数w1は制御係数kを2倍したその小
数部として求め、補間係数w2は制御係数kの小数部と
して求める。ここで補間係数w1は実施の形態1におい
て補間係数算出回路109が発生する補間係数wと等し
い。補間係数選択回路1103は倍率設定回路107が
設定した縮小倍率mが第3の基準値cを越える場合、例
えばcの値を1/2とすると、m>1/2の場合はw1
を選択する。即ち実施の形態1における補間係数wを選
択する。また倍率mがm≦c=1/2の場合は、補間係
数w2を選択する。こうして補間係数選択回路1103
は選択したものを補間係数wとして補間演算回路104
に与える。
【0061】補間演算回路104ではこの補間係数wに
基づいて、入力信号S3a,S3bに対し線形補間演算
を行う。この場合、フィールドメモリ105へ出力され
る信号S4は実施の形態1と同じものとなる。また、メ
モリ制御回路106も実施の形態1と同じ動作を行う。
以上のように縮小倍率m>1/2の場合は、本装置は実
施の形態1と全く同様の動作を行う。
【0062】次に、倍率設定回路107が設定した縮小
倍率mが、m≦c=1/2となる場合について説明す
る。この場合も、入力映像信号S1が直列/並列変換回
路101及びラインメモリ102を通って信号選択回路
1101に入力される点は、縮小倍率m>1/2の場合
と同じである。しかし信号選択回路1101は縮小倍率
m≦1/2の場合、即ち実施の形態1で述べた信号選択
状態1,2以外の第3の信号選択状態をとる。図12は
信号選択回路1101がとる信号選択状態3を示す説明
図である。信号選択状態3では、ラインメモリ102の
出力信号S2cが補間演算回路104の入力信号S3a
として選択され、直列/並列変換回路101の出力信号
S2aが補間演算回路104の入力信号S3bとして選
択される。
【0063】制御係数発生回路1104は実施の形態1
と同じ制御係数kを発生させる。そして補間係数算出回
路1102は縮小倍率m>1/2の場合と同じく制御係
数kを元に2種類の補間係数w1、w2を発生させる。
ここでは縮小倍率m≦1/2であるので、補間係数選択
回路1103は補間演算回路104へ出力する補間係数
wとして補間係数w2を選択する。
【0064】補間演算回路104ではこの補間係数wに
基づいて入力信号S3a,S3bに対し線形補間演算を
行い、フィールドメモリ105へ映像信号S4を出力す
る。フィールドメモリ105及びメモリ制御回路106
は実施の形態1と同じ動作を行うため、詳細は省略す
る。以下、本装置の行う画像縮小動作に関して更に詳し
く説明する。
【0065】図13は縮小倍率m=2/5(≦1/2)
倍の場合を例にして、本装置が行う画像縮小動作を模式
的に示した説明図である。まず、奇数フィールド時の動
作について述べる。図14は奇数フィールドにおける画
像縮小動作のうち、制御係数k及び補間係数wの発生、
補間演算、補間後のライン、フィールドメモリの制御に
ついてまとめたものである。縮小倍率m≦1/2の場
合、信号選択回路1101は信号選択状態3のみをと
り、その場合、直列/並列変換回路101の出力S2b
は使用されないため、図14において直列/並列変換回
路101の出力及び信号選択回路1101の動作の説明
は省略した。
【0066】制御係数発生回路1104は、まず初期値
dを0.0にし、d=0.0に1/m=5/2(=2.
5)を加算し、制御係数kを0.0,2.5のように発
生する。そしてそれ以降は、1H前の制御係数kの小数
部に1/mを加算していくが、加算結果で制御係数kが
2以上となった1H後の加算では、1/mではなく−1
を加算する。このようにして制御係数発生回路108は
引き続き制御係数kを1.5,3.0,2.0,1.
0,2.5のように発生する。また補間係数算出回路1
102はこれらの制御係数kから、補間係数w1を0.
0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0,0.0
のように発生し、補間係数w2を0.0,0.5,0.
5,0.0,0.0,0.0,0.5のように発生す
る。そして補間係数選択回路1103は、現在の倍率m
が1/2以下であることから、補間係数wとしてw2を
選択し、補間演算回路104へ出力する。
【0067】入力映像信号S1は、直列/並列変換回路
101によってS2a,S2bに変換される。図13に
示すように、信号S2aとしてまずラインが、次に
が被補間映像信号として信号選択回路1101に入力さ
れる。画像縮小処理は信号S2aとしてラインが信号
選択回路1101に入力される時点から開始される。信
号選択回路1101は信号選択状態3であるので、信号
S3aとして信号S2c、即ち信号S2aの1H前のラ
インを選択し、信号S3bとして信号S2a、即ちラ
インを出力する。そして図14に示すように、補間演
算回路104は信号S3a,S3bに対して補間係数w
=0.0を用いて、(1−0.0)×+0.0×=
の補間演算を行う。そして補間後ライン(a)の補間
映像信号としてフィールドメモリ105へ出力する。こ
こでは制御係数kが2未満であるため、メモリ制御回路
106は通常の書き込み動作を行い、補間後ライン
(a)はフィールドメモリ105に書き込む。
【0068】次に信号選択回路1101からはライン
、が出力される。補間演算回路104はw=0.5
を用いて、(1−0.5)×+0.5×=0.5×
+0.5×の補間演算を行い、補間後ライン(b)
をフィールドメモリ105へ出力する。ここで制御係数
kが2.5、即ち2以上であるので、メモリ制御回路1
06は書き込み停止制御を行い、補間後ライン(b)を
フィールドメモリに書き込まず、間引くことになる。
【0069】次に信号選択回路1101からはライン
、が出力される。補間演算回路104はw=0.5
を用いて、(1−0.5)×+0.5×=0.5×
+0.5×の補間演算を行い、補間後ライン(c)
をフィールドメモリ105へ出力する。ここで制御係数
kは1.5となって2未満の値に戻るので、メモリ制御
回路106は書き込み動作を行い、補間後ライン(c)
をフィールドメモリ105に書き込む。
【0070】以下、同様な動作を繰り返すことにより、
補間ライン(d),(e),(f),(g)がフィール
ドメモリ105へ出力され、そのうち補間後ライン
(d),(e),(g)がメモリ制御回路106の書き
込み停止制御により間引かれ、それ以外の補間後ライン
(f)がフィールドメモリ105に書き込まれる。フィ
ールドメモリ105に全ての補間後ラインが書き込まれ
た後で、メモリ制御回路106は読み出し制御を行い、
補間後ラインの信号を出力映像信号S5として出力す
る。
【0071】次に偶数フィールド時の動作について述べ
る。図15は偶数フィールド時の動作における、制御係
数k及び補間係数wの発生、補間演算、補間後のライ
ン、フィールドメモリの制御についてまとめたものであ
る。この場合、制御係数発生回路1104は奇数フィー
ルドの初期値d及び縮小倍率mを用いて、偶数フィール
ドの初期値d’=d+(1/2m)+1=2.25を求
め、このd’から制御係数kを図15に示したように発
生する。また補間係数算出回路1102は制御係数kか
ら補間係数w1を0.5,0.5,0.5,0.5,
0.5,0.5,0.5のように発生し、補間係数w2
を0.25,0.25,0.75,0.75,0.2
5,0.25,0.25のように発生する。そして補間
係数選択回路1103は縮小倍率mが1/2以下である
ことから、補間係数wとしてw2を選択して補間演算回
路104へ出力する。
【0072】これらの制御係数k及び、補間係数wを用
いて、図15に示すような補間ライン(a)’,
(b)’,(c)’,(d)’,(e)’,(f)’,
(g)’を出力する。これらの動作については奇数フィ
ールド時と同様なので説明を省略する。このようにして
出力された偶数フィールド時の補間ラインに対しても、
奇数フィールド時と同様にフィールドメモリの書き込み
停止制御が行われ、補間ライン(a)’,(c)’,
(e)’,(f)’ラインが間引かれ、フィールドメモ
リ105からは補間ライン(b)’,(d)’,
(g)’が出力される。これらのラインは、奇数フィー
ルド時にフィールドメモリ105から出力される補間ラ
イン(a),(c),(f)とインタレースの関係にな
る。さらに奇数フィールド及び偶数フィールドを合わせ
た補間ラインの間隔は、順次走査方式である入力映像信
号S1のライン間隔を1とすると、5/2となり、出力
画像は縮小前に比べ2/5倍になる。しかも入力が順次
走査方式の映像信号だったのに対し、出力映像信号S5
はインタレース走査方式の映像信号となる。
【0073】以上のような動作によって、奇数及び偶数
フィールド共に、縮小倍率mがm>1/2か、又はm≦
1/2かによって、ライン補間処理時の周波数特性が変
化する。即ち縮小倍率mがm>1/2の場合は、実施の
形態1と同じく順次走査方式の入力映像信号S1に対し
て、全てのラインS2a及びS2bを用いたライン線形
補間を行うため、入力映像信号S1の垂直ラインサンプ
リング周波数をfsとすると、その周波数特性は図16
のように、fs/2に零点を持つ周波数特性となる。
【0074】一方、m≦1/2の場合は、順次走査方式
の入力映像信号S1に対して、1ラインおきの信号S2
aだけを用いたライン線形補間を行うため、ライン補間
処理時の周波数特性は図17のようにfs/4に零点を
持つ周波数特性となる。縮小倍率mが1/2であるとい
うことは、垂直ラインサンプリング周波数がfs/2に
なるということと同等であり、fs/4以上の周波数成
分は縮小処理後に折り返しとして現れる。しかしながら
本装置では、縮小倍率m≦1/2の場合は前述のように
ライン補間処理時の周波数特性が図17のようになり、
fs/4以上の周波数成分が十分抑えられるので、折り
返し劣化が軽減される。縮小倍率がm>1/2の場合
は、図17のようにfs/4以上の周波数成分を抑える
必要がないため、図16のような周波数特性でも問題な
く、またその場合、高周波数成分が残っているため高画
質な縮小画像となる。
【0075】以上のように本実施の形態では、縮小倍率
m>1/2の場合は実施の形態1と同等な高画質の縮小
画像が得られる。更に縮小倍率m≦1/2の場合でも、
折り返し劣化が軽減された良好な縮小画像を得ることが
できる。
【0076】また、本実施の形態では、実施の形態1と
同様、直列/並列変換回路101以降の回路は全てクロ
ックCLK2で動作する。このため、CLK2の2倍の
周波数であるクロックCLK1で大半の回路が動作する
従来の画像縮小装置に比べ、大幅に消費電力を削減する
ことができる。また従来の画像縮小装置ではフレームメ
モリを必要としたが、本装置ではフィールドメモリでよ
く、メモリ容量も削減できる。
【0077】(実施の形態4)次に本発明の実施の形態
4における画像縮小装置について説明する。図18は、
実施の形態4による画像縮小装置の全体構成を示すブロ
ック図である。図18において、実施の形態3と同じ機
能を有する回路については、同じ符号を付けてそれらの
詳しい説明は省略する。この画像縮小装置には、実施の
形態2と同様のIP変換回路901とクロック発生器9
02とが設けられ、実施の形態3と同様のラインメモリ
102、信号選択回路1101、補間演算回路104、
フィールドメモリ105、メモリ制御回路106、倍率
設定回路107、制御係数発生回路1104、補間係数
算出回路1102、補間係数選択回路1103が設けら
れている。
【0078】入力映像信号S1はインタレース走査され
たデジタル映像信号であり、例えばCCDからのアナロ
グ映像信号をA/D変換器によってデジタル信号に変換
した映像信号や、順次走査ディジタル信号をインタレー
ス変換回路によってインタレース走査信号に変換した映
像信号などが考えられる。また、クロックCLKの周波
数は実施の形態3におけるクロックCLK2の周波数、
即ち本装置の出力であるインタレース走査方式における
ディジタル映像信号S5の水平画素サンプリング周波数
に等しい。
【0079】次に本実施の形態の画像縮小動作について
説明する。入力映像信号S1はIP変換回路901に入
力される。IP変換回路では実施の形態2と同様に、奇
数及び偶数フィールドの信号が同時化された順次走査信
号S2a,S2bを生成し、被補間映像信号を信号選択
回路1101に出力する。信号選択回路1101で選択
された被補間映像信号は補間演算回路104で補間映像
信号に変換され、フィールドメモリ105に映像信号S
4として出力される。この際のメモリ制御回路106の
フィールドメモリ105に対して行う書き込み制御や、
信号選択回路1101、補間演算回路104、制御係数
発生回路1104、補間係数算出回路1102、補間係
数選択回路1103の各動作は、実施の形態3と同じで
あるので説明を省略する。
【0080】以上のような動作によって、入力映像信号
S1が奇数フィールドと偶数フィールド間で動きがない
画像、例えば静止画像や、2フィールド毎に動きが生じ
る静止画連写画像である場合でも、縮小倍率m>1/2
であれば、実施の形態1又は3と同等な高画質の縮小画
像が得られる。縮小倍率m≦1/2でも、実施の形態3
と同等な折り返し成分が軽減された良好な縮小画像が得
られる。加えて、全ての回路は実施の形態1におけるク
ロックCLK2と等しい低周波数のクロックCLKで動
作するため、実施の形態3よりもさらに消費電力を削減
できる。
【0081】なお、以上の各実施の形態では、補間演算
回路104で用いる補間法として線形補間法を用いてい
るが、これに限定されるものではなく、要は隣接する2
ラインを用いた補間法であればよい。
【0082】
【発明の効果】請求項1及び2記載の画像縮小装置によ
れば、例えば順次走査方式の入力映像信号に対して、順
次の各ラインとそれに隣接するラインを用いて補間ライ
ンを生成し、縮小画像を出力することができる。このた
め、従来の順次走査方式の映像信号を入力とする画像縮
小装置と同等の画質の縮小画像を、低周波数のクロック
信号を用いて得ることができる。こうして装置内の大半
の回路が従来に比べて半分の周波数のクロックで動作で
きるため、消費電力を大幅に削減することができる。更
に必要とするメモリ容量も従来より少なくてすむ。
【0083】請求項3及び4記載の画像縮小装置によれ
ば、例えば入力映像信号が奇数偶数フィールド間で動き
がない画像、例えば静止画像や、2フィールド毎に動き
が生じる静止画連写画像である場合、請求項1記載の画
像縮小装置と同等な画質の縮小画像が得ることができ、
消費電力も削減できる。
【0084】請求項5及び6記載の画像縮小装置によれ
ば、縮小倍率が1に近い場合は、従来の順次走査方式の
映像信号を入力とする画像縮小装置と同等の画質の縮小
画像を、低周波数のクロック信号を用いて得ることがで
きる。更に縮小倍率をより小さくする場合でも、折り返
し劣化が軽減された良好な縮小画像を得ることができ
る。また請求項1と同様に消費電力を大幅に削減でき、
必要とするメモリ容量も従来より少なくてすむ。
【0085】請求項7及び8記載の画像縮小装置によれ
ば、例えば入力映像信号が奇数偶数フィールド間で動き
がない画像、例えば静止画像や、2フィールド毎に動き
が生じる静止画連写画像である場合など、請求項6記載
の画像縮小装置と同等な画質の縮小画像を得ることがで
きる。また消費電力も削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による画像縮小装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1の画像縮小装置に用いられる直列
/並列変換回路の構成例を示すブロック図である。
【図3】実施の形態1の画像縮小装置に用いられる補間
演算回路の構成例を示すブロック図である。
【図4】実施の形態1における直列/並列変換回路の動
作を表す模式図である。
【図5】実施の形態1における信号選択回路の信号選択
状態1,2を表す模式図である。
【図6】実施の形態1における縮小処理動作を示す説明
図である。
【図7】実施の形態1における縮小処理動作において、
奇数フィールド時の動作説明図である。
【図8】実施の形態1における縮小処理動作において、
偶数フィールド時の動作説明図である。
【図9】本発明の実施の形態2による画像縮小装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図10】実施の形態2の画像縮小装置に用いられるI
P変換回路の構成例を示すブロック図である。
【図11】本発明の実施の形態3による画像縮小装置の
全体構成を示すブロック図である。
【図12】実施の形態3における信号選択回路の信号選
択状態3を表す模式図である。
【図13】実施の形態3における縮小処理動作を示す説
明図である。
【図14】実施の形態3における縮小処理動作におい
て、奇数フィールド時の動作説明図である。
【図15】実施の形態3における縮小処理動作におい
て、偶数フィールド時の動作説明図である。
【図16】実施の形態3における補間処理時(その1)
の周波数特性図である。
【図17】実施の形態3における補間処理時(その2)
の周波数特性図である。
【図18】本発明の実施の形態4による画像縮小装置の
全体構成を示すブロック図である。
【図19】従来の画像縮小装置の構成例を示すブロック
図である。
【図20】従来の画像縮小装置における縮小処理動作を
表す模式図である。
【符号の説明】
101 直列/並列変換回路 102 ラインメモリ(1HDL) 103,1101 信号選択回路 104 補間演算回路 105,1002a,1002b フィールドメモリ 106,1003 メモリ制御回路 107 倍率設定回路 108,1104 制御係数発生回路 109,1102 補間係数算出回路 110,902 クロック発生器 201,1001 セレクタ 202,203 ラインメモリ 204 書込制御回路 205 読出制御回路 301 係数演算回路 302a,302b 乗算器 303 加算器 1103 補間係数選択回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力画像の縮小倍率mを設定する倍率設
    定手段と、 前記倍率設定手段の縮小倍率mに応じて夫々の水平ライ
    ンに対応した制御係数kを発生する係数発生手段と、 複数の被補間映像信号に対し前記制御係数kに応じた補
    間演算を行い、補間映像信号を生成する補間演算手段
    と、 順次走査方式の入力映像信号に対しライン単位で並列化
    を行う直列並列変換手段と、 前記直列並列変換手段から出力された映像信号をライン
    単位で遅延する遅延手段と、 前記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、前記
    直列並列変換手段の出力及び前記遅延手段の出力から選
    択する信号選択手段と、 前記補間演算手段で生成された補間映像信号を少なくと
    もフィールド単位で記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に対して前記補間映像信号の書き込みを制
    御すると共に、前記記憶手段に対して前記縮小倍率mの
    出力映像信号の読み出しを制御するメモリ制御手段と、
    を具備し、 前記信号選択手段における被補間映像信号の選択動作、
    及び前記メモリ制御手段の読み書き動作が、前記係数発
    生手段の発生する制御係数kに応じて制御されることを
    特徴とする画像縮小装置。
  2. 【請求項2】 前記信号選択手段は、 前記係数発生手段が発生する制御係数kの小数部が第1
    の基準値a(0≦a<1)以上か否かで被補間映像信号
    の選択方法を変更し、 前記メモリ制御手段は、 前記係数発生手段が発生する制御係数kが第2の基準値
    b(b≧0)以上の場合に、前記補間映像信号の書き込
    みを停止することを特徴とする請求項1記載の画像縮小
    装置。
  3. 【請求項3】 出力画像の縮小倍率mを設定する倍率設
    定手段と、 前記倍率設定手段の縮小倍率mに応じて夫々の水平ライ
    ンに対応した制御係数kを発生する係数発生手段と、 複数の被補間映像信号に対し前記制御係数kに応じた補
    間演算を行い、補間映像信号を生成する補間演算手段
    と、 インタレース走査の入力映像信号を順次走査の映像信号
    に変換すると共に、ライン単位で並列化を行う走査変換
    手段と、 前記走査変換手段から出力された映像信号をライン単位
    で遅延する遅延手段と、 前記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、前記
    走査変換手段の出力及び前記遅延手段の出力から選択す
    る信号選択手段と、 前記補間演算手段で生成された補間映像信号を少なくと
    もフィールド単位で記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に対して前記補間映像信号の書き込みを制
    御すると共に、前記記憶手段に対して前記縮小倍率mの
    出力映像信号の読み出しを制御するメモリ制御手段と、
    を具備し、 前記信号選択手段における被補間映像信号の選択動作、
    及び前記メモリ制御手段の読み書き動作が、前記係数発
    生手段の発生する制御係数kに応じて制御されることを
    特徴とする画像縮小装置。
  4. 【請求項4】 前記信号選択手段は、 前記係数発生手段が発生する制御係数kの小数部が第1
    の基準値a(0≦a<1)以上か否かで被補間映像信号
    の選択方法を変更し、 前記メモリ制御手段は、 前記係数発生手段が発生する制御係数kが第2の基準値
    b(b≧0)以上の場合に、前記補間映像信号の書き込
    みを停止することを特徴とする請求項3記載の画像縮小
    装置。
  5. 【請求項5】 出力画像の縮小倍率mを設定する倍率設
    定手段と、 前記倍率設定手段の縮小倍率mに応じて夫々の水平ライ
    ンに対応した制御係数kを発生する第1の係数発生手段
    と、 前記第1の係数発生手段が発生した制御係数kに基づい
    て、縮小倍率mの大小に応じて異なる系列の補間係数w
    を発生する第2の係数発生手段と、 前記第2の係数発生手段の発生する複数系列の補間係数
    wから1系列の補間係数を選択する補間係数選択手段
    と、 前記複数の被補間映像信号に対し前記補間係数選択手段
    で選択された補間係数を用いて補間演算を行い、補間映
    像信号を生成する補間演算手段と、 順次走査方式の入力映像信号に対しライン単位で並列化
    を行う直列並列変換手段と、 前記直列並列変換手段から出力された映像信号をライン
    単位で遅延する遅延手段と、 前記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、前記
    直列並列変換手段の出力及び前記遅延手段の出力から選
    択する信号選択手段と、 前記補間演算手段で生成された補間映像信号を少なくと
    もフィールド単位で記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に対して前記補間映像信号の書き込みを制
    御すると共に、前記記憶手段に対して前記縮小倍率mの
    出力映像信号の読み出しを制御するメモリ制御手段と、
    を具備し、 前記補間係数選択手段は、 前記倍率設定手段で設定された縮小倍率mに応じて補間
    係数wを選定し、 前記信号選択手段は、 前記第1の係数発生手段の発生する制御係数k及び前記
    倍率設定手段で設定された縮小倍率mに応じて前記被補
    間映像信号を選択し、 前記メモリ制御手段は、 前記第1の係数発生手段の発生する制御係数kの値に応
    じて映像信号の書き込みを制御することを特徴とする画
    像縮小装置。
  6. 【請求項6】 前記補間係数選択手段は、 前記倍率設定手段の設定した縮小倍率mが第3の基準値
    c(0≦c<1)以上か否かで補間係数wの選択方法を
    変更し、 前記信号選択手段は、 前記第1の係数発生手段が発生する制御係数kの小数部
    が第1の基準値a(0≦a<1)以上か否か、又は縮小
    倍率mが第3の基準値c(0≦c<1)以上か否かで前
    記被補間映像信号の選択方法を変更し、 前記メモリ制御手段は、 前記第1の係数発生手段が発生する制御係数kが第2の
    基準値b(b≧0)以上の場合に、前記補間映像信号の
    書き込みを停止することを特徴とする請求項5記載の画
    像縮小装置。
  7. 【請求項7】 出力画像の縮小倍率mを設定する倍率設
    定手段と、 前記倍率設定手段の縮小倍率mに応じて夫々の水平ライ
    ンに対応した制御係数kを発生する第1の係数発生手段
    と、 前記第1の係数発生手段が発生した制御係数kに基づい
    て、縮小倍率mの大小に応じて異なる系列の補間係数w
    を発生する第2の係数発生手段と、 前記第2の係数発生手段の発生する複数系列の補間係数
    wから1系列の補間係数を選択する補間係数選択手段
    と、 前記複数の被補間映像信号に対し前記補間係数選択手段
    で選択された補間係数を用いて補間演算を行い、補間映
    像信号を生成する補間演算手段と、 インタレース走査の入力映像信号を順次走査の映像信号
    に変換すると共に、ライン単位で並列化を行う走査変換
    手段と、 前記走査変換手段から出力された映像信号をライン単位
    で遅延する遅延手段と、 前記補間演算手段に与える前記被補間映像信号を、前記
    走査変換手段の出力及び前記遅延手段の出力から選択す
    る信号選択手段と、 前記補間演算手段で生成された補間映像信号を少なくと
    もフィールド単位で記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に対して前記補間映像信号の書き込みを制
    御すると共に、前記記憶手段に対して前記縮小倍率mの
    出力映像信号の読み出しを制御するメモリ制御手段と、
    を具備し、 前記補間係数選択手段は、 前記倍率設定手段で設定された縮小倍率mに応じて補間
    係数wを選定し、 前記信号選択手段は、 前記第1の係数発生手段の発生する制御係数k及び前記
    倍率設定手段で設定された縮小倍率mに応じて前記被補
    間映像信号を選択し、 前記メモリ制御手段は、 前記第1の係数発生手段の発生する制御係数kの値に応
    じて映像信号の読み書き制御を行うことを特徴とする画
    像縮小装置。
  8. 【請求項8】 前記補間係数選択手段は、 前記倍率設定手段の設定した縮小倍率mが第3の基準値
    c(0≦c<1)以上か否かで補間係数wの選択方法を
    変更し、 前記信号選択手段は、 前記第1の係数発生手段が発生する制御係数kの小数部
    が第1の基準値a(0≦a<1)以上か否か、又は縮小
    倍率mが第3の基準値c(0≦c<1)以上か否かで前
    記被補間映像信号の選択方法を変更し、 前記メモリ制御手段は、 前記第1の係数発生手段が発生する制御係数kが第2の
    基準値b(b≧0)以上の場合に、前記補間映像信号の
    書き込みを停止することを特徴とする請求項7記載の画
    像縮小装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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