JP2002185934A - 走査線補間装置 - Google Patents
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Abstract
かな補間処理を行うことができる走査線補間装置を提供
することである。 【解決手段】 垂直方向補間回路2は、補間画素に対し
て垂直方向の上下に位置する画素を用いた補間処理を行
い、垂直方向補間値IDを出力する。斜め方向平均値演
算部3は、斜めエッジの角度信号ANに基づき補間画素
に対して斜め方向に位置する画素の値の平均値を算出
し、算出結果を斜め方向平均値ADとして出力する。斜
め方向差分絶対値演算部4は、斜めエッジの角度信号A
Nに基づき補間画素に対して斜め方向に位置する画素の
値の差分の絶対値を算出し、算出結果を斜め方向差分絶
対値DDとして出力する。混合部5は、斜め方向差分絶
対値DDに基づいて垂直方向補間値ID、斜め方向平均
値ADまたはそれらの混合値を補間画素値ISとして出
力する。
Description
示される走査線の補間処理を行う走査線補間装置に関す
る。
の映像信号を順次走査(プログレッシブ走査)方式の映
像信号に変換するため、または順次走査方式における走
査線の数を増加させるために、走査線の補間処理を行う
走査線補間装置が用いられる。
間処理により作成すべき走査線(以下、補間走査線と呼
ぶ)を構成する画素(以下、補間画素と呼ぶ)の値が上
下の走査線の画素の値に基づいて算出される。
方向に位置する画素を用いて補間画素の値を算出し、斜
め方向のエッジを有する画像または細い斜め線の画像に
おいては、補間画素の斜め方向に位置する画素を用いて
補間画素の値を算出することが提案されている。そのた
めに、映像信号により表示される画像において相関の高
い方向を判定する相関判定回路が用いられる。
は、補間画素を中心として上下方向および斜め方向のそ
れぞれ2画素間の差分値を検出し、その差分値に基づい
て相関の高い方向の角度を判定している。しかしなが
ら、このような2画素間の差分値を用いる方法では、角
度の誤検出が生じることがある。
間の差分値がしきい値よりも大きい場合には、垂直方向
に位置する画素を用いて補間画素の値を算出し、判定さ
れた方向に位置する2画素間の差分値がしきい値以下の
場合には、斜め方向の画素を用いて補間画素の値を算出
することが提案されている。
は、判定された方向に位置する2画素間の差分値がしき
い値の近傍にある場合には、補間画素の値がばらつき、
滑らかな画像が得られない。
エッジを有する画像を考える。補間画素INの上下方向
の2画素81,82の値がそれぞれ“0”および“10
0”であり、一方の斜め方向の画素83,84の値がそ
れぞれ“0”および“100”であり、他方の斜め方向
の画素85,86の値が“80”および“120”であ
るとする。また、しきい値を“40”とする。
素81,82間の差分値が“100”、一方の斜め方向
の2画素83,84間の差分値が“100”、他方の斜
め方向の2画素85,86間の差分値が“40”となる
ので、相関の高い方向は、2画素85,86を結ぶ直線
の方向となる。この場合、2画素85,86間の差分値
がしきい値以下であるので、斜め方向の2画素85,8
6を用いて補間画素INの値が算出される。例えば、2
画素85,86の値の平均値“100”が補間画素の値
となる。
場合には、2画素85,86間の差分値がしきい値より
も大きいので、垂直方向の2画素81,82を用いて補
間画素INの値が算出される。例えば、2画素81,8
2の値の平均値50が補間画素INの値となる。
だけで補間画素の値は“50”異なることになる。その
結果、滑らかな画像が得られない。
る画像において滑らかな補間処理を行うことができる走
査線補間装置を提供することである。
号に基づいて補間すべき画素の値を算出することにより
走査線の補間処理を行う走査線補間装置であって、補間
すべき画素に対して垂直方向に位置する上下の走査線の
画素を用いた補間処理により第1の補間値を算出する第
1の補間手段と、補間すべき画素に対する画像の方向を
示す信号を入力する入力手段と、補間すべき画素に対し
て入力手段により入力された信号が示す方向に位置する
上下の走査線の画素の値の差分値を算出する差分算出手
段と、補間すべき画素に対して入力手段により入力され
た信号が示す方向に位置する上下の走査線の画素を用い
た補間処理により第2の補間値を算出する第2の補間手
段と、差分算出手段により算出された差分値が第1の値
以下の場合に、第2の補間手段により算出された第2の
補間値を補間すべき画素の値として出力し、差分算出手
段により算出された差分値が第1の値よりも大きい第2
の値以上の場合に、第1の補間手段により算出された第
1の補間値を補間すべき画素の値として出力し、差分算
出手段により算出された差分値が第1の値から第2の値
の範囲内にある場合に、第1の補間手段により算出され
た第1の補間値と第2の補間手段により算出された第2
の補間値とを用いた演算により第3の補間値を算出して
補間すべき画素の値として出力する補間値出力手段とを
備えたものである。
補間すべき画素に対して垂直方向に位置する上下の走査
線の画素を用いた補間処理により第1の補間手段により
第1の補間値が算出される。また、補間すべき画素に対
する画像の方向を示す信号が入力手段により入力され、
補間すべき画素に対して入力された信号が示す方向に位
置する上下の走査線の画素の値の差分値が差分算出手段
により算出される。また、補間すべき画素に対して入力
された信号が示す方向に位置する上下の走査線の画素を
用いた補間処理により第2の補間手段により第2の補間
値が算出される。差分値が第1の値以下の場合に、第2
の補間値が補間値出力手段により補間すべき画素の値と
して出力され、差分値が第1の値よりも大きい第2の値
以上の場合に、第1の補間値が補間値出力手段により補
間すべき画素の値として出力され、差分値が第1の値か
ら第2の値の範囲内にある場合に、第1の補間値と第2
の補間値とを用いた演算により第3の補間値が算出され
て補間値出力手段により補間すべき画素の値として出力
される。
画素の差分値が第1の値と第2の値との間にある場合
に、垂直方向の画素を用いて算出された第1の補間値と
斜め方向の画素を用いて算出された第2の補間値とを用
いた演算により補間すべき画素の値が算出されるので、
斜め方向のエッジを有する画像において滑らかな補間処
理を行うことができる。
走査線補間装置の構成において、補間値出力手段は、差
分算出手段により算出された差分値が第1の値から第2
の値の範囲内にある場合に、差分値に応じた比率で第1
の補間手段により算出された第1の補間値と第2の補間
手段により算出された第2の補間値とを加算し、加算結
果を補間すべき画素の値として出力するものである。
の間にある場合に、差分値に応じた比率で第1の補間値
と第2の補間値とが加算されるので、滑らかな補間処理
が可能となる。
走査線補間装置の構成において、補間値出力手段は、差
分算出手段により算出された差分値が第1の値から第2
の値に近づくにつれて、第1の補間手段により算出され
た第1の補間値の比率が増加するとともに第2の補間手
段により算出された第2の補間値の比率が減少するよう
に第1の補間値と第2の補間値とを加算するものであ
る。
に近づくにつれて、第1の補間値の比率が増加するとと
もに第2の補間値の比率が減少するように第1の補間値
と第2の補間値とが加算されるので、さらに滑らかな補
間処理が可能となる。
れかの発明に係る走査線補間装置の構成において、差分
算出手段は、補間すべき画素に対して入力手段により入
力された信号が示す方向を中心として複数の方向に位置
する複数組の画素の値の差分値をそれぞれ算出し、第2
の補間手段は、補間すべき画素に対して入力手段により
入力された信号が示す方向を中心として複数の方向に位
置する複数組の画素をそれぞれ用いた補間処理により複
数の第2の補間値をそれぞれ算出し、差分算出手段によ
り算出された複数の差分値のうち最小値を判定する最小
値判定手段と、第2の補間手段により算出された複数の
第2の補間値のうち最小値判定手段により最小値と判定
された差分値に対応する第2の補間値を選択して補間値
出力手段に与える選択手段とをさらに備えたものであ
る。
れた信号が示す方向を中心として複数の方向に位置する
複数組の画素の値の差分値がそれぞれ算出され、補間す
べき画素に対して入力された信号が示す方向を中心とし
て複数の方向に位置する複数組の画素をそれぞれ用いた
補間処理により複数の第2の補間値がそれぞれ算出され
る。そして、複数の差分値のうち最小値が判定され、複
数の第2の補間値のうち最小値と判定された差分値に対
応する第2の補間値が選択されて補間値出力手段に与え
られる。
関の高い方向を判定し、複数の方向の第2の補間値のう
ち最も相関の高い方向の第2の補間値を選択することに
より、画像の角度の誤検出を修正することができる。
れかの発明に係る走査線補間装置の構成において、補間
すべき画素に対して垂直方向の上下に位置する画素の値
をそれぞれ検出する検出手段と、第2の補間手段により
算出された第2の補間値が検出手段により検出された値
の間にあるか否かを判定する中間値判定手段とをさらに
備え、補間値出力手段は、中間値判定手段により第2の
補間値が検出手段により検出された値の間にないと判定
された場合に、差分算出手段により算出された差分値に
かかわらず、第1の補間手段により算出された第1の補
間値を補間すべき画素の値として出力するものである。
向の上下に位置する画素の値がそれぞれ検出され、第2
の補間値が検出された値の間にあるか否かが判定され
る。第2の補間値が検出された値の間にないと判定され
た場合に、斜め方向の差分値にかかわらず、第1の補間
値が補間すべき画素の値として出力される。
素の上下の画素の値の間にない場合には第2の補間値を
用いずに第1の補間値を用いることにより、画像の角度
が誤検出された場合に誤った方向の画素を用いて補間す
べき画素の値を算出することを防止することができる。
れかの発明に係る走査線補間装置の構成において、補間
すべき画素に対して垂直方向の上下に位置する画素の差
分値を算出する上下差分演算手段をさらに備え、補間値
出力手段は、上下差分演算手段により算出された差分値
が所定値よりも小さい場合に、差分算出手段により算出
された差分値にかかわらず、第1の補間手段により算出
された第1の補間値を補間すべき画素の値として出力す
るものである。
向の上下に位置する画素の差分値が算出され、垂直方向
の差分値が所定値よりも小さい場合に、斜め方向の差分
値にかかわらず、第1の補間値が補間すべき画素の値と
して出力される。
りも小さい場合に第2の補間値を用いずに第1の補間値
を用いることにより、画像の角度の誤検出による画質の
劣化を防止することができる。
れかの発明に係る走査線補間装置の構成において、第2
の補間手段は、補間すべき画素に対して入力手段により
入力された信号が示す方向に位置する上下の走査線の画
素の平均値を第2の補間値として算出するものである。
素の斜め方向に位置する画素の値の平均値となる。
れかの発明に係る走査線補間装置の構成において、第1
の値は0であり、第2の値は予め設定されたしきい値で
あるものである。
間値が補間すべき画素の値として出力され、差分値がし
きい値以上の場合に、第1の補間値が補間すべき画素の
値として出力され、差分値が0からしきい値の範囲内に
ある場合に、第1の補間値と第2の補間値とを用いた演
算により算出された第3の補間値が補間すべき画素の値
として出力される。
置の構成を示すブロック図である。
1、垂直方向補間回路2、斜め方向平均値演算部3、斜
め方向差分絶対値演算部4および混合部5を含む。
方向補間回路2、斜め方向平均値演算部3および斜め方
向差分絶対値演算部4に入力される。
て斜め方向平均値演算部3および斜め方向差分絶対値演
算部4に入力される。この角度信号ANは、斜め方向の
エッジを有する画像または細い斜め線の画像のように斜
め方向の画像の角度を示し、後述する画像角度検出装置
により与えられる。
D1を1ライン(1走査線)分遅延させて出力する。ラ
インメモリ1から出力される映像信号VD2は、垂直方
向補間回路2、斜め方向平均値演算部3および斜め方向
差分絶対値演算部4に与えられる。
6階調の輝度を有するものとする。すなわち、映像信号
VD1,VD2の輝度の最小値は“0”であり、最大値
は“255”である。
号VD1およびラインメモリ1から出力される映像信号
VD2に基づいて補間画素(補間処理により作成すべき
画素)に対して垂直方向の上下に位置する画素を用いて
補間処理(以下、垂直方向補間処理と呼ぶ)を行い、垂
直方向補間値IDを出力する。この垂直方向補間回路2
は、例えば、補間画素に対して垂直方向の上下に位置す
る画素の値の平均値を垂直方向補間値IDとして算出す
る。垂直方向補間回路2としては、公知の補間回路を用
いることができる。例えば、垂直方向補間回路2として
複数の画素の値のうち中間値を選択して出力するメディ
アンフィルタを用いた補間回路を用いてもよい。
像信号VD1、ラインメモリ1から出力される映像信号
VD2および角度信号ANに基づいて補間画素に対して
斜め方向に位置する上の走査線の画素の値と下の走査線
の画素の値との平均値を算出し、算出結果を斜め方向平
均値ADとして出力する。この斜め方向平均値演算部3
による斜め方向平均値ADの算出処理を斜め方向補間処
理と呼ぶ。
る映像信号VD1、ラインメモリ1から出力される映像
信号VD2および角度信号ANに基づいて補間画素に対
して斜め方向に位置する画素の値の差分の絶対値を算出
し、算出結果を斜め方向差分絶対値DDとして出力す
る。
から出力される斜め方向差分絶対値DDに基づいて、垂
直方向補間回路2から出力される垂直方向補間値ID、
斜め方向平均値演算部3から出力される斜め方向平均値
AD、またはそれらの混合値を補間画素の値(以下、補
間画素値と呼ぶ)ISとして出力する。混合部5の詳細
な動作は後述する。
第1の補間手段に相当し、角度信号ANを受ける入力端
子6が入力手段に相当し、斜め方向差分絶対値算出部4
が差分算出手段に相当し、斜め方向平均値演算部3が第
2の補間手段に相当し、混合部5が補間値出力手段に相
当する。
との関係を説明するための模式図である。
ALは補間走査線ILの上の走査線を示し、BLは補間
走査線ILの下の走査線を示す。上の走査線ALは画素
A1〜A5を含み、下の走査線BLは画素B1〜B5を
含む。INは補間画素を示す。
すように水平方向に対して約45°となっている。この
場合、図1に示される角度信号ANは45°を表す。図
1の斜め方向平均値演算部3は、補間画素INを中心と
して角度45°の方向に位置する上の走査線ALの画素
A4の輝度値および下の走査線BLの画素B2の輝度値
の平均値を斜め方向平均値ADとして出力する。また、
図1の斜め方向差分絶対値演算部4は、補間画素INを
中心として角度45°の方向に位置する上の走査線AL
の画素A4の輝度値と下の走査線BLの画素B2の輝度
値との差分の絶対値を斜め方向差分絶対値DDとして出
力する。
めの模式図である。図3に示すように、斜め方向差分絶
対値演算部4から出力される斜め方向差分絶対値DDが
0の場合には、混合部5は斜め方向平均値演算部3から
出力される斜め方向平均値ADを補間画素値ISとして
出力する。また、斜め方向差分絶対値演算部4から出力
される斜め方向差分絶対値DDが予め設定されたしきい
値TH以上の場合には、混合部5は垂直方向補間回路2
から出力される垂直方向補間値IDを補間画素値ISと
して出力する。斜め方向差分絶対値演算部4から出力さ
れる斜め方向差分絶対値DDが0としきい値THとの間
にある場合には、混合部5は斜め方向平均値演算部3か
ら出力される斜め方向平均値ADと垂直方向補間回路2
から出力される垂直方向補間値IDとを斜め方向差分絶
対値DDに応じた比率で混合し、混合値を補間画素値I
Sとして出力する。
値の係数および垂直方向補間値の係数との関係を示す模
式図である。
Dが0としきい値THとの間にある場合に次式により混
合値CXを算出する。
向平均値および垂直方向補間値の係数であり、K1+K
2は常に1となるように設定する。図4の横軸は斜め方
向差分絶対値DDを示し、縦軸は係数K1およびK2を
示す。
係数K2は、斜め方向差分絶対値DDが0のときに1.
0となり、斜め方向差分絶対値DDが増加するにつれて
減少し、斜め方向差分絶対値DDがしきい値THのとき
に0となる。一方、垂直方向補間値IDの係数K1は、
斜め方向差分絶対値DDが0のときに0となり、斜め方
向差分絶対値DDが増加するにつれて増加し、斜め方向
差分絶対値DDがしきい値THのときに1.0となる。
の係数K2および垂直方向補間値IDの係数K1が斜め
方向差分絶対値DDに対して直線的に減少および増加し
ているが、これに限定されず、斜め方向平均値ADの係
数K2および垂直方向補間値IDの係数K1が曲線状に
変化してもよい。
は、斜め方向差分絶対値DDが0としきい値THとの間
にある場合に、混合部5が斜め方向差分絶対値DDに応
じて垂直方向補間値IDおよび斜め方向平均値ADの比
率を変化させて混合し、補間画素値ISとして出力する
ので、斜め方向のエッジを有する画像において滑らかな
補間処理が可能となる。
のみに斜め方向平均値ADを補間画素値ISとして出力
する例を示したが、これに限るものではなく、0より大
きくしきい値THより小さい任意の値で斜め方向平均値
ADを補間画素値ISとして出力するように設定しても
よい。
置の構成を示すブロック図である。
1、垂直方向補間回路12、垂直方向上下画素値抽出部
13、斜め方向平均値演算部14、垂直方向上下画素差
分絶対値演算部15、斜め方向差分絶対値演算部16、
セレクタ17、最小値判定部18、セレクタ19、中間
値判定部20および混合部21を含む。
直方向補間回路12、垂直方向上下画素値抽出部13、
斜め方向平均値演算部14、垂直方向上下画素差分絶対
値演算部15および斜め方向差分絶対値演算部16に入
力される。また、角度信号ANは、入力端子22を介し
て斜め方向平均値演算部14および斜め方向差分絶対値
演算部16に入力される。
VD1を1ライン(1走査線)遅延させて出力する。ラ
インメモリ11から出力される映像信号VD2は、垂直
方向補間回路12、垂直方向上下画素値抽出部13、斜
め方向平均値演算部14、垂直方向上下画素差分絶対値
演算部15および斜め方向差分絶対値演算部16に与え
られる。
は256階調の輝度を有するものとする。すなわち、映
像信号VD1,VD2の輝度の最小値は“0”であり、
最大値は“255”である。
補間回路2と同様に、入力される映像信号VD1および
ラインメモリ11から出力される映像信号VD2に基づ
いて補間画素に対して垂直方向の上下に位置する画素を
用いて垂直方向補間処理を行い、垂直方向補間値IDを
出力する。
れる映像信号VD1およびラインメモリ11から出力さ
れる映像信号VD2に基づいて、補間画素に対して垂直
方向に位置する上の走査線の画素の値および下の走査線
の画素の値をそれぞれ垂直上画素値Pおよび垂直下画素
値Qとして出力する。
映像信号VD1、ラインメモリ11から出力される映像
信号VD2および角度検出信号ANに基づいて、補間画
素に対して角度信号ANにより示される角度の方向(0
方向と呼ぶ)に位置する上の走査線の画素の値と下の走
査線の画素の値との平均値を算出し、算出結果を斜め方
向平均値Abとして出力する。また、斜め方向平均値演
算部14は、角度信号ANにより示される角度を中心と
して1つ小さい角度の方向(−1方向と呼ぶ)に位置す
る上の走査線の画素の値と下の走査線の画素の値との平
均値を算出し、算出結果を斜め方向平均値Aaとして出
力するとともに、角度信号ANにより示される角度を中
心として1つ大きい角度の方向(+1方向と呼ぶ)に位
置する上の走査線の画素の値と下の走査線の画素の値と
の平均値を算出し、算出結果を斜め方向平均値Acとし
て出力する。
は、入力される映像信号VD1およびラインメモリ11
から出力される映像信号VD2に基づいて、補間画素に
対して垂直方向に位置する上の走査線の画素の値と下の
走査線の画素の値との差分の絶対値を算出し、上下差分
絶対値ABとして出力する。
れる映像信号VD1、ラインメモリ11から出力される
映像信号VD2および角度信号ANに基づいて、補間画
素に対して角度信号ANにより示される角度の方向(0
方向)に位置する上の走査線の画素の値と下の走査線の
画素の値との差分の絶対値を算出し、斜め方向差分絶対
値Dbとして出力する。また、斜め方向差分絶対値演算
部16は、角度信号ANにより示される角度を中心とし
て1つ小さい角度の方向(−1方向)に位置する上の走
査線の画素の値と下の走査線の画素の値との差分の絶対
値を算出し、算出結果を斜め方向差分絶対値Daとして
出力するとともに、角度信号ANにより示される角度を
中心として1つ大きい角度の方向(+1方向)に位置す
る上の走査線の画素の値と下の走査線の画素の値との差
分の絶対値を算出し、算出結果を斜め方向差分絶対値D
cとして出力する。
演算部16から出力される斜め方向差分絶対値Da,D
b,Dcのうち最小値を判定し、最小値となる角度を示
す判定結果をセレクタ17,19に与える。
与えられる判定結果に基づいて斜め方向平均値演算部1
4から出力される斜め方向平均値Aa,Ab,Acのう
ち判定結果が示す角度に対応する斜め方向平均値を選択
し、斜め方向平均値Rとして出力する。
与えられる判定結果に基づいて斜め方向差分絶対値演算
部16から出力される斜め方向差分絶対値Da,Db,
Dcのうち判定結果が示す角度に対応する斜め方向差分
絶対値を選択し、斜め方向差分絶対値Sとして出力す
る。
抽出部13から出力される垂直上画素値Pおよび垂直下
画素値Qならびにセレクタ17から出力される斜め方向
平均値Rのうち中間値を判定し、判定結果を混合部21
に与える。
る斜め方向差分絶対値Sに基づいて、垂直方向補間回路
12から出力される垂直方向補間値ID、セレクタ17
から出力される斜め方向平均値R、またはそれらの混合
値を補間画素値ISとして出力する。斜め方向差分絶対
値Sと垂直方向補間値IDとの混合値の算出方法は、図
2および図3に示した斜め方向平均値ADと垂直方向補
間値IDとの混合値の算出方法と同様である。
判定結果が斜め方向平均値Rでない場合、すなわち斜め
方向平均値Rが垂直上画素値Pと垂直下画素値Qとの中
間値でない場合には、垂直方向補間回路12から出力さ
れる垂直方向補間値IDを補間画素値ISとして出力す
る。それにより、斜め方向平均値Rが補間画素の上下の
画素の値の間にない場合には、斜め方向補間処理が行わ
れずに垂直方向補間処理が行われる。
向上下画素差分絶対値演算部15により与えられた上下
差分絶対値ABが所定値よりも小さい場合に、斜め方向
差分絶対値Da,Db,Dcとして輝度の最大値“25
5”をそれぞれ出力する。それにより、セレクタ19か
ら出力される斜め方向差分絶対値Sが最大値“255”
となる。したがって、混合部21は、垂直方向補間回路
12から出力される垂直方向補間値IDを補間画素値I
Sとして出力する。すなわち、補間画素の上下の画素の
差分の絶対値が小さい場合には斜め方向補間処理が行わ
れずに垂直方向補間処理が行われる。
が第1の補間手段に相当し、角度信号ANを受ける入力
端子22が入力手段に相当し、斜め方向差分絶対値演算
部16が差分算出手段に相当し、斜め方向平均値演算部
14が第2の補間手段に相当し、混合部22が補間値出
力手段に相当する。
に相当し、セレクタ17が選択手段に相当し、垂直方向
上下画素値抽出部13が検出手段に相当し、中間値判定
部20が中間値判定手段に相当し、垂直方向上下画素差
分絶対値演算部15が上下差分演算手段に相当する。
よび斜め方向差分絶対値演算部16による斜め方向補間
処理を説明するための模式図である。
ALは補間走査線ILの上の走査線を示し、BLは補間
走査線ILの下の走査線を示す。上の走査線ALは画素
A1〜A5を含み、下の走査線BLは画素B1〜B5を
含む。INは補間画素を示す。
画像の角度を矢印d0で示し、−1方向を矢印d−で示
し、+1方向を矢印d+で示す。
画素INを中心として矢印d0の方向に位置する上の走
査線ALの画素A4の輝度値および下の走査線BLの画
素B2の輝度値の平均値を斜め方向平均値Abとして出
力し、矢印d−の方向に位置する上の走査線ALの画素
A5の輝度値および下の走査線BLの画素B1の輝度値
の平均値を斜め方向平均値Aaとして出力し、矢印d+
の方向に位置する上の走査線ALの画素A3の輝度値お
よび下の走査線BLの画素B3の輝度値の平均値を斜め
方向平均値Acとして出力する。また、図5の斜め方向
差分絶対値演算部14は、補間画素INを中心として矢
印d0の方向に位置する上の走査線ALの画素A4の輝
度値と下の走査線BLの画素B2の輝度値との差分の絶
対値を斜め方向差分絶対値Dbとして出力し、矢印d−
の方向に位置する上の走査線ALの画素A5の輝度値と
下の走査線BLの画素B1の輝度値との差分の絶対値を
斜め方向差分絶対値Daとして出力するとともに、矢印
d+の方向に位置する上の走査線ALの画素A3の輝度
値と下の走査線BLの画素B3の輝度値との差分の絶対
値を斜め方向差分絶対値Dcとして出力する。
は、斜め方向差分絶対値Sが0としきい値THとの間に
ある場合に、斜め方向差分絶対値Sに応じて垂直方向補
間値IDおよび斜め方向差分絶対値Rの比率を変化させ
て混合し、補間画素値ISとして出力するので、斜め方
向のエッジを有する画像において滑らかな補間処理が可
能となる。
り算出された斜め方向差分絶対値Da,Db,Dcに基
づいて角度信号ANにより示される方向、−1方向およ
び+1方向のうち最も相関の高い方向を判定し、斜め方
向平均値演算部14により算出された斜め方向平均値A
a,Ab,Acのうち最も相関の高い方向に対応する斜
め方向平均値を選択するので、画像の角度の誤検出を修
正することができる。
おいては、補間画素の値は上下の画素の値の中間とな
る。斜め方向平均値Rが補間画素の上下の画素の値の中
間にない場合には、斜め方向補間処理を行わずに垂直方
向補間処理を行うことにより、画像の角度が誤検出され
た場合に誤った方向の画素に基づいて補間画素値ISを
算出することを防止することができる。
は、補間画素に対して垂直方向の上下に位置する画素間
の差分は大きい。補間画素の上下の画素の差分の絶対値
が小さい場合には斜め方向補間処理を行わずに垂直方向
補間処理を行うことにより、画像の角度の誤検出による
画質の劣化を防止することができる。
出装置の構成の一例を示すブロック図である。
31、2値化部32、検出ウィンドウ内映像信号処理部
33、パターンマッチング角度検出部34およびリファ
レンスパターン発生部35を含む。
値化部32および検出ウィンドウ内映像信号処理部33
に入力される。ラインメモリ31は、入力された映像信
号VD1を1ライン(1走査線)分遅延させて出力す
る。ラインメモリ31から出力される映像信号VD2
は、2値化部32および検出ウィンドウ内映像信号処理
部33に与えられる。
1およびラインメモリ31から出力される映像信号VD
2を、後述する検出ウィンドウ内映像信号処理部33か
ら与えられる平均輝度値LUをしきい値として2値化
し、“1”および“0”からなる2値化パターンBIを
出力する。2値化パターンBIは、検出ウィンドウのサ
イズを有する。
信号VD1の7画素および映像信号VD2の7画素を含
む7×2画素の矩形領域、映像信号VD1の15画素お
よび映像信号VD2の15画素を含む15×2画素の矩
形領域等である。なお、以下の説明では、検出ウィンド
ウのサイズを7×2画素とする。この場合、2値化パタ
ーンBIのサイズは7×2画素となる。
入力される映像信号VD1およびラインメモリ31から
出力される映像信号VD2に検出ウィンドウを設定し、
検出ウィンドウ内の映像信号VD1,VD2の輝度の平
均値を算出し、2値化部32に平均輝度値LUを2値化
のためのしきい値として与える。
“1”および“0”からなる複数のリファレンスパター
ンRAを発生し、パターンマッチング角度検出部34に
与える。各リファレンスパターンRAのサイズは検出ウ
ィンドウのサイズに等しい。
値化部32から与えられる2値化パターンBIをリファ
レンスパターン発生部35から与えられる複数のリファ
レンスパターンRAの各々と比較し、一致したリファレ
ンスパターンRAの角度を角度信号ANとして出力す
る。以下、2値化パターンBIと各リファレンスパター
ンRAとの比較動作をパターンマッチングと呼ぶ。
2値化パターンBIの一例を示す模式図である。
Lは補間走査線を示す。また、ALは補間走査線ILの
上の走査線を示し、BLは補間走査線ILの下の走査線
を示す。
分)が“0”で示され、輝度の高い部分(明るい部分)
が“1”で示されている。2値化パターンBIにおいて
は、画像のエッジの角度が45°となっている。ここで
は、水平方向の角度を0とし、右上の斜め方向の角度を
正としている。
35により発生されるリファレンスパターンの例を示す
模式図である。網掛けが施されている画素は、太線で示
される補間画素の値の算出に用いる上下の走査線の画素
である。
(e)はそれぞれ45°、34°、27°、22°およ
び18°のリファレンスパターンを示す。図9の例で
は、左上が暗い部分となり、右下が明るい部分となって
いる。
るリファレンスパターンにおいては、補間画素を中心と
した点対称の位置の画素間を結ぶ直線の角度だけでな
く、それらの角度の間の角度も設定することができる。
例えば、45°、27°および18°の間の角度である
34°および22°を設定することができる。
(a)のリファレンスパターンと一致する。この場合、
図7パターンマッチング角度検出部35は、45°を示
す角度信号ANを出力する。
ウィンドウ内の映像信号VD1,VD2の輝度分布を2
値化パターンBIに変換し、2値化パターンBIと予め
設定された複数のリファレンスパターンRAとのパター
ンマッチングを行うことにより、少ない回路規模で画像
の角度を検出することができる。
を2値化のしきい値として用いているので、外部から2
値化のしきい値を設定することなく、画像の輝度レベル
に関係なく2値化パターンBIを作成することができ
る。
ッチングを行っているので、2画素間の差分値を用いる
場合と比較して誤検出が抑制され、斜め方向のエッジを
有する画像の角度を正確に検出することができる。
ンスパターンRAを用いることにより、検出する角度が
補間画素を中心として点対称の位置にある画素を結ぶ直
線の角度に限定されず、それらの角度の間の角度を検出
することもできる。したがって、少ない容量のラインメ
モリ31を用いてより細かい間隔で角度を検出すること
ができる。
検出装置の構成の他の例を示すブロック図である。
リ41、上ライン極大極小検出部42、下ライン極大極
小検出部43、パターンマッチング角度検出部44およ
びリファレンスパターン発生部45を含む。
び下ライン極大極小検出部43に入力される。ラインメ
モリ41は、入力された映像信号VD1を1ライン(1
走査線)分遅延させて出力する。ラインメモリ41から
出力される映像信号VD2は、上ライン極大極小検出部
42に与えられる。
モリ41から出力される映像信号VD2において水平方
向の輝度分布の極大点および極小点を検出し、極大点お
よび極小点の位置を示す極大極小パターンP1をパター
ンマッチング角度検出部44に与える。下ライン極大極
小検出部43は、入力される映像信号VD1において水
平方向の輝度分布の極大点および極小点を検出し、極大
点および極小点の位置を示す極大極小パターンP2をパ
ターンマッチング角度検出部44に与える。極大極小パ
ターンP1および極大極小パターンP2は、それぞれ検
出ウィンドウの1走査線分のサイズを有する。
信号VD1の7画素および映像信号VD2の7画素を含
む7×2画素の矩形領域、映像信号VD1の15画素お
よび映像信号VD2の15画素を含む15×2画素の矩
形領域等である。なお、以下の説明では、検出ウィンド
ウのサイズを7×2画素とする。この場合、極大極小パ
ターンP1および極大極小パターンP2のサイズはそれ
ぞれ7画素である。
ウィンドウ内の極大点および極小点の位置を示す複数の
リファレンスパターンRBを発生し、パターンマッチン
グ角度検出部44に与える。各リファレンスパターンR
Bのサイズは検出ウィンドウのサイズに等しい。
ライン極大極小検出部42から出力される極大極小パタ
ーンP1および下ライン極大極小検出部43から出力さ
れる極大極小パターンP2をリファレンスパターン発生
部45から与えられる複数のリファレンスパターンRB
の各々と比較し、一致したリファレンスパターンRBの
角度を示す角度信号ANを出力する。
ファレンスパターンRBとの比較動作をパターンマッチ
ングと呼ぶ。
42および下ライン極大極小検出部43から出力される
極大極小パターンP1,P2の一例を示す模式図であ
る。
ILは補間走査線を示す。また、ALは補間走査線IL
の上の走査線を示し、BLは補間走査線ILの下の走査
線を示す。
いて極大点を有する画素の位置が「大」で示され、水平
方向の輝度分布において極小点を有する画素の位置が
「小」で示されている。なお、実際には、極大点を有す
る画素の位置および極小点を有する画素の位置は所定の
数値で示される。極大極小パターンP1,P2において
は、走査線ALおよび走査線BLの輝度分布において極
大点同士を結ぶ直線および極小点同士を結ぶ直線の角度
が45°となっている。ここでは、水平方向の角度を0
とし、右上の斜め方向の角度を正としている。
生部45により発生されるリファレンスパターンの例を
示す模式図である。
よび34°のリファレンスパターンを示す。図12にお
いて、極大点を有する画素の位置が「大」で示され、極
小点を有する画素の位置が「小」で示されている。な
お、実際には、極大点を有する画素の位置および極小点
を有する画素の位置は所定の数値で示されている。
点および極小点を対として2つの走査線の輝度分布にお
ける極大点同士を結ぶ直線および極小点同士を結ぶ直線
の角度がそれぞれ45°および34°に設定されてい
る。
P2は図12(a)のリファレンスパターンと一致す
る。この場合、図10のパターンマッチング角度検出部
44は、45°を示す角度信号ANを出力する。
出ウィンドウ内の映像信号VD1,VD2の輝度分布に
おける極大点および極小点の位置を表す極大極小パター
ンP1,P2を作成し、極大極小パターンP1,P2と
予め設定された複数のリファレンスパターンRBとのパ
ターンマッチングを行うことにより、少ない回路規模で
画像の角度を検出することができる。
検出することにより、細い斜め線の画像の角度を検出す
ることができる。
ッチングを行っているので、2画素間の差分値を用いる
場合と比較して誤検出が抑制され、細い斜め線の画像の
角度を正確に検出することができる。
ンスパターンRBを用いることにより、検出する角度が
補間画素を中心として点対称の位置にある画素を結ぶ直
線の角度に限定されず、それらの角度の間の角度を検出
することもできる。したがって、少ない容量のラインメ
モリ41を用いてより細かい間隔で角度を検出すること
ができる。
3および中間値判定部20を用いた処理を行う場合、お
よび垂直方向上下画素差分絶対値演算部15を用いた処
理を行う場合には、図7の画像角度検出装置を用いるこ
とが好ましい。
に限定されず、例えば、特開平1−33167号公報等
に開示される公知の相関判定回路を用いてもよい。
方向の画素の差分値が第1の値と第2の値との間にある
場合に、垂直方向の画素を用いて算出された第1の補間
値と斜め方向の画素を用いて算出された第2の補間値と
を用いた演算により補間すべき画素の値が算出されるの
で、斜め方向のエッジを有する画像において滑らかな補
間処理を行うことができる。
装置の構成を示すブロック図
説明するための模式図
よび垂直方向補間値の係数との関係を示す模式図
装置の構成を示すブロック図
および斜め方向差分絶対値演算部による斜め方向補間処
理を説明するための模式図
一例を示すブロック図
の一例を示す図
されるリファレンスパターンの例を示す模式図
の他の例を示すブロック図
イン極大極小検出部から出力される極大極小パターンの
例を示す模式図
発生されるリファレンスパターンの例を示す模式図
明するための模式図
Claims (8)
- 【請求項1】 入力された映像信号に基づいて補間すべ
き画素の値を算出することにより走査線の補間処理を行
う走査線補間装置であって、 前記補間すべき画素に対して垂直方向に位置する上下の
走査線の画素を用いた補間処理により第1の補間値を算
出する第1の補間手段と、 前記補間すべき画素に対する画像の方向を示す信号を入
力する入力手段と、 前記補間すべき画素に対して前記入力手段により入力さ
れた信号が示す方向に位置する上下の走査線の画素の値
の差分値を算出する差分算出手段と、 前記補間すべき画素に対して前記入力手段により入力さ
れた信号が示す方向に位置する上下の走査線の画素を用
いた補間処理により第2の補間値を算出する第2の補間
手段と、 前記差分算出手段により算出された差分値が第1の値以
下の場合に、前記第2の補間手段により算出された第2
の補間値を前記補間すべき画素の値として出力し、前記
差分算出手段により算出された差分値が前記第1の値よ
りも大きい第2の値以上の場合に、前記第1の補間手段
により算出された第1の補間値を前記補間すべき画素の
値として出力し、前記差分算出手段により算出された差
分値が前記第1の値から前記第2の値の範囲内にある場
合に、前記第1の補間手段により算出された第1の補間
値と前記第2の補間手段により算出された第2の補間値
とを用いた演算により第3の補間値を算出して前記補間
すべき画素の値として出力する補間値出力手段とを備え
たことを特徴とする走査線補間装置。 - 【請求項2】 前記補間値出力手段は、前記差分算出手
段により算出された差分値が前記第1の値から前記第2
の値の範囲内にある場合に、前記差分値に応じた比率で
前記第1の補間手段により算出された第1の補間値と前
記第2の補間手段により算出された第2の補間値とを加
算し、加算結果を前記補間すべき画素の値として出力す
ることを特徴とする請求項1記載の走査線補間装置。 - 【請求項3】 前記補間値出力手段は、前記差分算出手
段により算出された差分値が前記第1の値から前記第2
の値に近づくにつれて、前記第1の補間手段により算出
された第1の補間値の比率が増加するとともに前記第2
の補間手段により算出された第2の補間値の比率が減少
するように前記第1の補間値と前記第2の補間値とを加
算することを特徴とする請求項2記載の走査線補間装
置。 - 【請求項4】 前記差分算出手段は、前記補間すべき画
素に対して前記入力手段により入力された信号が示す方
向を中心として複数の方向に位置する複数組の画素の値
の差分値をそれぞれ算出し、 前記第2の補間手段は、前記補間すべき画素に対して前
記入力手段により入力された信号が示す方向を中心とし
て複数の方向に位置する複数組の画素をそれぞれ用いた
補間処理により複数の第2の補間値をそれぞれ算出し、 前記差分算出手段により算出された複数の差分値のうち
最小値を判定する最小値判定手段と、 前記第2の補間手段により算出された複数の第2の補間
値のうち前記最小値判定手段により最小値と判定された
差分値に対応する第2の補間値を選択して前記補間値出
力手段に与える選択手段とをさらに備えたことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の走査線補間装置。 - 【請求項5】 前記補間すべき画素に対して垂直方向の
上下に位置する画素の値をそれぞれ検出する検出手段
と、 前記第2の補間手段により算出された第2の補間値が前
記検出手段により検出された値の間にあるか否かを判定
する中間値判定手段とをさらに備え、 前記補間値出力手段は、前記中間値判定手段により第2
の補間値が前記検出手段により検出された値の間にない
と判定された場合に、前記差分算出手段により算出され
た差分値にかかわらず、前記第1の補間手段により算出
された第1の補間値を前記補間すべき画素の値として出
力することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載
の走査線補間装置。 - 【請求項6】 前記補間すべき画素に対して垂直方向の
上下に位置する画素の差分値を算出する上下差分演算手
段をさらに備え、 前記補間値出力手段は、前記上下差分演算手段により算
出された差分値が所定値よりも小さい場合に、前記差分
算出手段により算出された差分値にかかわらず、前記第
1の補間手段により算出された第1の補間値を前記補間
すべき画素の値として出力することを特徴とする請求項
1〜5のいずれかに記載の走査線補間装置。 - 【請求項7】 前記第2の補間手段は、前記補間すべき
画素に対して前記入力手段により入力された信号が示す
方向に位置する上下の走査線の画素の平均値を前記第2
の補間値として算出することを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の走査線補間装置。 - 【請求項8】 前記第1の値は0であり、前記第2の値
は予め設定されたしきい値であることを特徴とする請求
項1〜7のいずれかに記載の走査線補間装置。
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