JP2002190948A - 画像処理装置および方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像の解像度変換処理を加算のみで行う。
【解決手段】 参照画素出力手段10は、画像データ1
01を入力して、制御信号111により補間演算におい
て参照する画素の値102〜105を出力する。参照位
相出力手段11は、制御信号111により補間演算にお
いて参照する画素の位相112〜115を出力する。補
間要素参照手段12〜15は、すべての画素値と所定の
参照位相における補間関数値との乗算結果を保持し、参
照画素出力手段10から供給される画素値102〜10
5と参照位相出力手段11から供給される位相112〜
115に対応する補間要素121〜151を出力する。
そして、加算手段16は、補間要素参照手段12〜15
から供給される補間要素121〜151を総和した値
を、補間画素データ161として出力する。
01を入力して、制御信号111により補間演算におい
て参照する画素の値102〜105を出力する。参照位
相出力手段11は、制御信号111により補間演算にお
いて参照する画素の位相112〜115を出力する。補
間要素参照手段12〜15は、すべての画素値と所定の
参照位相における補間関数値との乗算結果を保持し、参
照画素出力手段10から供給される画素値102〜10
5と参照位相出力手段11から供給される位相112〜
115に対応する補間要素121〜151を出力する。
そして、加算手段16は、補間要素参照手段12〜15
から供給される補間要素121〜151を総和した値
を、補間画素データ161として出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の比率で画像
を拡大または縮小する画像処理装置に関する。
を拡大または縮小する画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】1.画像データの解像度 スキャナーやプリンターなど画像を入出力する機器は、
所定の解像度で画像をデジタル化した画像データを取り
扱う。画像データの解像度は単位長あたりの画素数で表
される。例えば、解像度が水平方向に600ドット/イ
ンチ(dpi)、垂直方向に300dpiの画像は、水
平方向に1インチあたリ600個の画素、垂直方向に1
インチあたリ300個の画素が配置されたデータであ
る。
所定の解像度で画像をデジタル化した画像データを取り
扱う。画像データの解像度は単位長あたりの画素数で表
される。例えば、解像度が水平方向に600ドット/イ
ンチ(dpi)、垂直方向に300dpiの画像は、水
平方向に1インチあたリ600個の画素、垂直方向に1
インチあたリ300個の画素が配置されたデータであ
る。
【0003】2.画像データと機器の解像度が異なる場
合の解像度変換処理 画像データを取り扱う機器の解像度が画像データの解像
度と異なる場合、画像データと機器で単位長あたりの画
素数が異なるため、画像の水平方向と垂直方向の長さ
(画像サイズ)が変化する。画像サイズを保持するため
には、単位長あたりの画素数を調整する必要がある。例
えば、水平方向、垂直方向ともに300dpiのスキャ
ナーで入力した画像データを600dpiのプリンター
で画像サイズを変えないで出力する場合は、水平方向、
垂直方向ともに画素数が1インチあたリ300個から6
00個になるように、単位長あたりの画素数を増加させ
る解像度変換処理を施す。解像度変換処理によリ一辺あ
たりの画素数が変化する。
合の解像度変換処理 画像データを取り扱う機器の解像度が画像データの解像
度と異なる場合、画像データと機器で単位長あたりの画
素数が異なるため、画像の水平方向と垂直方向の長さ
(画像サイズ)が変化する。画像サイズを保持するため
には、単位長あたりの画素数を調整する必要がある。例
えば、水平方向、垂直方向ともに300dpiのスキャ
ナーで入力した画像データを600dpiのプリンター
で画像サイズを変えないで出力する場合は、水平方向、
垂直方向ともに画素数が1インチあたリ300個から6
00個になるように、単位長あたりの画素数を増加させ
る解像度変換処理を施す。解像度変換処理によリ一辺あ
たりの画素数が変化する。
【0004】3.画像データと機器の解像度が同じ場合
の画像サイズ変換処理 画像データを取り扱う機器の解像度と画像データの解像
度が同じ場合においても、画像サイズを変更する場合が
ある。例えば、A4サイズの画像をプリンターでプリン
トアウトするときにA3サイズの大きさに拡大してプリ
ントアウトする場合がある。この場合は、単位長あたり
の画素数は変わらないが、画像の各辺の長さを拡大する
ため、一辺あたりの画素数を増加させる必要がある。こ
のように画像サイズを変更する場合には画像サイズ変換
処理を施すが、これは前記の解像度変換処理と同様に一
辺あたりの画素数を変更する処理である。
の画像サイズ変換処理 画像データを取り扱う機器の解像度と画像データの解像
度が同じ場合においても、画像サイズを変更する場合が
ある。例えば、A4サイズの画像をプリンターでプリン
トアウトするときにA3サイズの大きさに拡大してプリ
ントアウトする場合がある。この場合は、単位長あたり
の画素数は変わらないが、画像の各辺の長さを拡大する
ため、一辺あたりの画素数を増加させる必要がある。こ
のように画像サイズを変更する場合には画像サイズ変換
処理を施すが、これは前記の解像度変換処理と同様に一
辺あたりの画素数を変更する処理である。
【0005】4.解像度変換処理 図7および図8を用いて解像度変換処理を説明する。図
7は原画像、図8は原画像に対して解像度変換処理を施
した画像(解像度変換画像)である。
7は原画像、図8は原画像に対して解像度変換処理を施
した画像(解像度変換画像)である。
【0006】解像度変換処理における比率を、原画像と
解像度変換画像について画素間隔を1に正規化した辺の
長さの比率として定義する。ただし、原画像と解像度変
換画像が相似になるように水平方向、垂直方向とも同じ
比率で解像度変換処理を行う。
解像度変換画像について画素間隔を1に正規化した辺の
長さの比率として定義する。ただし、原画像と解像度変
換画像が相似になるように水平方向、垂直方向とも同じ
比率で解像度変換処理を行う。
【0007】図7の原画像は、水平方向の辺の長さが
3、垂直方向の辺の長さが2であり、図8の解像度変換
画像は、水平方向の辺の長さが9、垂直方向の辺の長さ
が6である。この場合の解像度変換処理の比率は3であ
る。このように3倍の比率で解像度変換処理を行うと、
原画像に対して解像度変換画像の水平方向と垂直方向の
辺の長さはそれぞれ3倍となり、画像全体の面積は3×
3=9倍となる。
3、垂直方向の辺の長さが2であり、図8の解像度変換
画像は、水平方向の辺の長さが9、垂直方向の辺の長さ
が6である。この場合の解像度変換処理の比率は3であ
る。このように3倍の比率で解像度変換処理を行うと、
原画像に対して解像度変換画像の水平方向と垂直方向の
辺の長さはそれぞれ3倍となり、画像全体の面積は3×
3=9倍となる。
【0008】図7および図8において、3aと4a、3
bと4b、・・・、3lと4lはそれぞれ同じ画素が対
応している。図7の原画像では、3aと3b、3bと3
cの間に画素は存在していないが、図8の解像度変換画
像においては、4aと4bの間に41a、42a、4b
と4cの間に41b、42bの画素が補間されている。
また、4a、4b、4e、4fで囲まれた内部に44
a、45a、47a、48aの画素が補間されている。
bと4b、・・・、3lと4lはそれぞれ同じ画素が対
応している。図7の原画像では、3aと3b、3bと3
cの間に画素は存在していないが、図8の解像度変換画
像においては、4aと4bの間に41a、42a、4b
と4cの間に41b、42bの画素が補間されている。
また、4a、4b、4e、4fで囲まれた内部に44
a、45a、47a、48aの画素が補間されている。
【0009】このように解像度変換処理は、原画像の各
画素間の長さを変更し、さらに原画像において各画素間
で画素が存在していなかった位置に画素を補間すること
により実現される。 5.画素補間処理 「標本化定理」によれば、周波数がf0以下の周波数成
分しか持たないような関数g(t)に対して式(1)が
成立する。
画素間の長さを変更し、さらに原画像において各画素間
で画素が存在していなかった位置に画素を補間すること
により実現される。 5.画素補間処理 「標本化定理」によれば、周波数がf0以下の周波数成
分しか持たないような関数g(t)に対して式(1)が
成立する。
【数1】 式(1)において、{}内の関数は補間関数である。式
(1)は、g(t)を2f0の周波数で標本化した値に
対して、−∞から∞まで補間関数との畳み込み演算で関
数g(t)が表されることを示している。式(1)を用
いると原画像に存在しなかった画素の値をその周辺の画
素と補間関数との畳み込み演算によって求めることがで
きる。しかし、実際の画像データでは、画素数は有限で
あるので、式(1)の畳み込み演算を有限の範囲で近似
する補聞手法が用いられる。
(1)は、g(t)を2f0の周波数で標本化した値に
対して、−∞から∞まで補間関数との畳み込み演算で関
数g(t)が表されることを示している。式(1)を用
いると原画像に存在しなかった画素の値をその周辺の画
素と補間関数との畳み込み演算によって求めることがで
きる。しかし、実際の画像データでは、画素数は有限で
あるので、式(1)の畳み込み演算を有限の範囲で近似
する補聞手法が用いられる。
【0010】補間手法として、最近隣内挿法、共一次内
拝読、3次畳み込み内挿法などが知られている。図9を
用いて、3次畳み込み内挿法による画素の補間処理を説
明する。図9は、原画像における画素と補間される画素
の位置関係を示す図である。図9において、Pは補間さ
れる画素であり、補間点の座標は(u,v)である。P
ll〜P44は補間される画素の周辺の原画像における
画素である。
拝読、3次畳み込み内挿法などが知られている。図9を
用いて、3次畳み込み内挿法による画素の補間処理を説
明する。図9は、原画像における画素と補間される画素
の位置関係を示す図である。図9において、Pは補間さ
れる画素であり、補間点の座標は(u,v)である。P
ll〜P44は補間される画素の周辺の原画像における
画素である。
【0011】3次畳み込み内挿法による補間処理では、
標本化値に対して畳み込む補間関数を式(2)で表され
る3次式f(t)で近似する。
標本化値に対して畳み込む補間関数を式(2)で表され
る3次式f(t)で近似する。
【数2】 図9において、補間される画素Pは、その周辺画素P
ll〜P44とf(t)との畳み込み演算(式(3))
で表される。
ll〜P44とf(t)との畳み込み演算(式(3))
で表される。
【数3】 式(3)では、水平方向と垂直方向のそれぞれに対して
畳み込み演算(積和演算)を行っている。まず、水平方
向で畳み込み演算を実施し、その演算結果に対してさら
に垂直方向の畳み込み演算を実施する。水平方向の畳み
込み演算結果を整数化すれば、垂直方向の畳み込み演算
は水平方向と同様である。
畳み込み演算(積和演算)を行っている。まず、水平方
向で畳み込み演算を実施し、その演算結果に対してさら
に垂直方向の畳み込み演算を実施する。水平方向の畳み
込み演算結果を整数化すれば、垂直方向の畳み込み演算
は水平方向と同様である。
【0012】ソフトウェアで解像度変換処理を行う場
合、式(3)によれば補間画素1つあたりの算出におい
て20回の乗算処理と15回の加算処理が必要となる。
また、画像データの画素数が多いほど補間する画素の数
も多くなる。例えば、600dpiでA4サイズの画像
データは、短い方の辺で、210×(600/25.
4)=4961個の画素、長い方の辺では、297×
(600/25.4)=7016個の画素が存在する。
この画像データに3倍の解像度変換処理を施す場合、原
画像の水平方向の各画素間に2つ、原画像の垂直方向の
各画素間に2つ、原画像の4つの隣接画素の内部に4つ
画素を補間するので、補間画素の総数は、2×(496
1−1)×7016+2×4961×(7016−1)
+4×(4961−1)×(7016−1)=278,
379,150となり、補間画素を算出する演算負荷が
大きくなる。
合、式(3)によれば補間画素1つあたりの算出におい
て20回の乗算処理と15回の加算処理が必要となる。
また、画像データの画素数が多いほど補間する画素の数
も多くなる。例えば、600dpiでA4サイズの画像
データは、短い方の辺で、210×(600/25.
4)=4961個の画素、長い方の辺では、297×
(600/25.4)=7016個の画素が存在する。
この画像データに3倍の解像度変換処理を施す場合、原
画像の水平方向の各画素間に2つ、原画像の垂直方向の
各画素間に2つ、原画像の4つの隣接画素の内部に4つ
画素を補間するので、補間画素の総数は、2×(496
1−1)×7016+2×4961×(7016−1)
+4×(4961−1)×(7016−1)=278,
379,150となり、補間画素を算出する演算負荷が
大きくなる。
【0013】上記の畳み込み演算は補間フィルタを利用
してハードウェアで行うことも可能である。補間フィル
タの要素は、式(3)のf(xl)〜f(x4)、f
(yl)〜f(y4)のように補間点を欄間関数の中心
を合わせたときに補間点の周辺にある原画像の画素位置
に対応する補間関数の値である。
してハードウェアで行うことも可能である。補間フィル
タの要素は、式(3)のf(xl)〜f(x4)、f
(yl)〜f(y4)のように補間点を欄間関数の中心
を合わせたときに補間点の周辺にある原画像の画素位置
に対応する補間関数の値である。
【0014】補間フィルタを利用して解像度変換処理を
実施する例として、例えば、特開平10−134175
号公報に示されるように、補間フィルタの値を係数メモ
リに保持しておき、シフトレジスタから出力される参照
画素との畳み込み演算で補間データを算出する従来技術
がある。
実施する例として、例えば、特開平10−134175
号公報に示されるように、補間フィルタの値を係数メモ
リに保持しておき、シフトレジスタから出力される参照
画素との畳み込み演算で補間データを算出する従来技術
がある。
【0015】図10および図11を用いて、従来技術の
補間処理を説明する。
補間処理を説明する。
【0016】図10において、係数メモリ610は、所
定の分割数で原画像の画素間隔を分割したときの各位相
に対するフィルタ係数セットを記憶している。例えば、
分割数を16に設定した場合、係数メモリ610は、図
11に示すように画素間隔を1に正規化した位相量xと
フィルタ選択信号Piに対応する16個のフィルタ係数
セットをあらかじめ記憶している。制御回路600は補
間複の位相の変化分Pdに対応して、補間する画素に対
応するフィルタ係数セットが選択されるようにフィルタ
選択信号Piを係数メモリ610に出力する。レジスタ
611〜614は4段のシフトレジスタとして動作す
る。このシフトレジスタは水平走査された画像データの
連続する4つの画素データが記憶される。
定の分割数で原画像の画素間隔を分割したときの各位相
に対するフィルタ係数セットを記憶している。例えば、
分割数を16に設定した場合、係数メモリ610は、図
11に示すように画素間隔を1に正規化した位相量xと
フィルタ選択信号Piに対応する16個のフィルタ係数
セットをあらかじめ記憶している。制御回路600は補
間複の位相の変化分Pdに対応して、補間する画素に対
応するフィルタ係数セットが選択されるようにフィルタ
選択信号Piを係数メモリ610に出力する。レジスタ
611〜614は4段のシフトレジスタとして動作す
る。このシフトレジスタは水平走査された画像データの
連続する4つの画素データが記憶される。
【0017】乗算器615〜618はレジスタ611〜
614に記憶されている値と係数メモリ610より供給
されるフィルタ係数値を乗算し、その結果を加算器62
0に出力する。加算器620は乗算器615〜618か
ら供給された値の総和を計算し、補間値として出力す
る。
614に記憶されている値と係数メモリ610より供給
されるフィルタ係数値を乗算し、その結果を加算器62
0に出力する。加算器620は乗算器615〜618か
ら供給された値の総和を計算し、補間値として出力す
る。
【0018】この従来技術は、制御回路600を設け、
所定の分割数で原画像の画素間隔を分割したときの各位
相に対するフィルタ係数セットから補間演算される位相
に最も近いフィルタ係数セットを利用して補間演算を行
うことにより、任意の比率で画像を拡大できるようにし
ている。しかし、この従来技術の補間処理においては、
積和演算を行うために加算器の他に、畳み込み演算にお
いて参照する画素分の乗算器が必要である。
所定の分割数で原画像の画素間隔を分割したときの各位
相に対するフィルタ係数セットから補間演算される位相
に最も近いフィルタ係数セットを利用して補間演算を行
うことにより、任意の比率で画像を拡大できるようにし
ている。しかし、この従来技術の補間処理においては、
積和演算を行うために加算器の他に、畳み込み演算にお
いて参照する画素分の乗算器が必要である。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】以上で説明したように
解像度変換処理における補間処理は、畳み込み演算(積
和演算)によって実現されるため、ソフトウェアで実現
すると積和演算の処理負荷が大きくなるという問題があ
った。また、ハードウェアで実現する場合は、加算器の
他に畳み込み演算において参照する画素分の乗算器が必
要となり、回路構成が複雑になるという問題があった。
解像度変換処理における補間処理は、畳み込み演算(積
和演算)によって実現されるため、ソフトウェアで実現
すると積和演算の処理負荷が大きくなるという問題があ
った。また、ハードウェアで実現する場合は、加算器の
他に畳み込み演算において参照する画素分の乗算器が必
要となり、回路構成が複雑になるという問題があった。
【0020】本発明の目的は、解像度変換処理実行時の
演算負荷が少ない画像処理装置を提供することである。
演算負荷が少ない画像処理装置を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明においては、解像
度変換処理実行時に積和演算を実施せず、加算のみで補
間処理を行う。本発明の一側面に従う画像処理装置は、
補間する画素に対して、補間処理における参照画素の値
を出力する参照画素出力手段と、補間関数の参照位相を
出力する参照位相出力手段と、画素値と所定の参照位相
における補間関数との乗算結果を補間要素として保持
し、前記参照画素出力手段から供給された画素値と前記
参照位相出力手段から供給された位相に対応する補間要
素を出力する補間要素参照手投と、前記補間要素参照手
段から供給される補間要素を加算して補間画素データを
出力する加算手段を設けることにより、補間画素に対す
る参照画素の画素値と参照位相の補間関数値との乗算結
果があらかじめ保持された補間要素参照手段を参照する
ことによって、解像度変換処理実行時に乗算処理を実施
しないで、加算処理のみで補間画素データを出力する。
度変換処理実行時に積和演算を実施せず、加算のみで補
間処理を行う。本発明の一側面に従う画像処理装置は、
補間する画素に対して、補間処理における参照画素の値
を出力する参照画素出力手段と、補間関数の参照位相を
出力する参照位相出力手段と、画素値と所定の参照位相
における補間関数との乗算結果を補間要素として保持
し、前記参照画素出力手段から供給された画素値と前記
参照位相出力手段から供給された位相に対応する補間要
素を出力する補間要素参照手投と、前記補間要素参照手
段から供給される補間要素を加算して補間画素データを
出力する加算手段を設けることにより、補間画素に対す
る参照画素の画素値と参照位相の補間関数値との乗算結
果があらかじめ保持された補間要素参照手段を参照する
ことによって、解像度変換処理実行時に乗算処理を実施
しないで、加算処理のみで補間画素データを出力する。
【0022】本発明は、装置またはシステムの態様で実
現できるだけでなく、方法の態様でも実現でき、その方
法の少なくとも一部をコンピュータプログラムとして構
成できることももちろんである。また、上述の補間要素
を記録して記録媒体を用いて上述の補間処理を行うこと
ができる。また複数の画像に対して補間要素を準備し
て、画像および解像度を指定して任意の画像を所望の解
像度で出力させることもできる。
現できるだけでなく、方法の態様でも実現でき、その方
法の少なくとも一部をコンピュータプログラムとして構
成できることももちろんである。また、上述の補間要素
を記録して記録媒体を用いて上述の補間処理を行うこと
ができる。また複数の画像に対して補間要素を準備し
て、画像および解像度を指定して任意の画像を所望の解
像度で出力させることもできる。
【0023】なお、本発明の上述の一側面およびその他
の側面は特許請求の範囲に記述され、以下の詳細に説明
される。
の側面は特許請求の範囲に記述され、以下の詳細に説明
される。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
する。
【0025】図1は、本発明の画像処理装置の原理的な
構成を示しており、この図において、画像処理装置は、
参照画素出力手段10、参照位相出力手段11、補間要
素参照手段12〜15および加算手段16を含んで構成
されている。参照画素出力手段10は、画像データ10
1を入力して、制御信号111により補間演算において
参照する画素の値102〜105を出力する。参照位相
出力手段11は、制御信号111により補間演算におい
て参照する画素の位相112〜115を出力する。補間
要素参照手段12〜15は、すべての画素値と所定の参
照位相における補間関数値との乗算結果を保持し、参照
画素出力手段10から供給される画素値102〜105
と参照位相出力手段11から供給される位相112〜1
15に対応する補間要素121〜151を出力する。そ
して、加算手段16は、補間要素参照手段12〜15か
ら供給される補間要素121〜151を総和した値を、
補間画素データ161として出力する。
構成を示しており、この図において、画像処理装置は、
参照画素出力手段10、参照位相出力手段11、補間要
素参照手段12〜15および加算手段16を含んで構成
されている。参照画素出力手段10は、画像データ10
1を入力して、制御信号111により補間演算において
参照する画素の値102〜105を出力する。参照位相
出力手段11は、制御信号111により補間演算におい
て参照する画素の位相112〜115を出力する。補間
要素参照手段12〜15は、すべての画素値と所定の参
照位相における補間関数値との乗算結果を保持し、参照
画素出力手段10から供給される画素値102〜105
と参照位相出力手段11から供給される位相112〜1
15に対応する補間要素121〜151を出力する。そ
して、加算手段16は、補間要素参照手段12〜15か
ら供給される補間要素121〜151を総和した値を、
補間画素データ161として出力する。
【0026】この構成においては、補間要素参照手段1
2〜15から出力される補間要素を加算するだけで補間
画素を生成することができる。
2〜15から出力される補間要素を加算するだけで補間
画素を生成することができる。
【0027】[実施例1]本発明の実施例を説明する。
この実施例は3倍の拡大処理を実施する画像処理装置で
ある。まず、図2を用いて、実施例の構成を説明する。
この実施例は3倍の拡大処理を実施する画像処理装置で
ある。まず、図2を用いて、実施例の構成を説明する。
【0028】図2において、この実施例の画像処理装置
は、参照画素出力回路20、位相信号出力回路21、レ
ジスタ22a〜22d、補間LUT(ルックアップテー
ブル)23a〜23d、および加算器24を含んで構成
されている。
は、参照画素出力回路20、位相信号出力回路21、レ
ジスタ22a〜22d、補間LUT(ルックアップテー
ブル)23a〜23d、および加算器24を含んで構成
されている。
【0029】参照画素出力回路20は、画像データ20
0を入力して、補間演算で参照する画素データ201を
レジスタ22aに出力する。
0を入力して、補間演算で参照する画素データ201を
レジスタ22aに出力する。
【0030】位相信号出力回路21は、位相制御信号2
10が入力される度に位相信号211、212を出力す
る。位相信号211の値として、3、2、1が順次出力
される。1の次は再び3となる。また、位相信号212
は、0、1、2が順次出力される。2の次は再び0とな
る。これらの位相信号は、0のとき0/3、1のとき1
/3、2のとき2/3、3のとき3/3の位相がそれぞ
れ対応している。
10が入力される度に位相信号211、212を出力す
る。位相信号211の値として、3、2、1が順次出力
される。1の次は再び3となる。また、位相信号212
は、0、1、2が順次出力される。2の次は再び0とな
る。これらの位相信号は、0のとき0/3、1のとき1
/3、2のとき2/3、3のとき3/3の位相がそれぞ
れ対応している。
【0031】レジスタ22a〜22dは直列に接続さ
れ、4段のシフトレジスタとして動作する。レジスタ2
2aに入力された画素データ201は、シフト制御信号
205がオンのときに応じて、レジスタ22bに出力さ
れ、シフト制御信号205がオンであれば、順次22
c、22dとシフトしていく。シフト制御信号205が
オフの場合はシフトせず画素値を保持し続ける。このシ
フトレジスタは原画像において水平方向もしくは垂直方
向に連続して配置される4つの画素を保持し、保持され
た画素値221〜224を補間LUT23a〜23dへ
出力する。
れ、4段のシフトレジスタとして動作する。レジスタ2
2aに入力された画素データ201は、シフト制御信号
205がオンのときに応じて、レジスタ22bに出力さ
れ、シフト制御信号205がオンであれば、順次22
c、22dとシフトしていく。シフト制御信号205が
オフの場合はシフトせず画素値を保持し続ける。このシ
フトレジスタは原画像において水平方向もしくは垂直方
向に連続して配置される4つの画素を保持し、保持され
た画素値221〜224を補間LUT23a〜23dへ
出力する。
【0032】補間LUT23a〜23dは、あらかじめ
すべての画素値と0/3、1/3、2/3、3/3の位
相に対する参照位相の補間関数値との乗算結果が補間要
素として保持されているLUTである。供給される画素
値221〜224と位相信号211、212に応じて所
定の補間要素231〜234を加算器24に出力する。
すべての画素値と0/3、1/3、2/3、3/3の位
相に対する参照位相の補間関数値との乗算結果が補間要
素として保持されているLUTである。供給される画素
値221〜224と位相信号211、212に応じて所
定の補間要素231〜234を加算器24に出力する。
【0033】加算器24は、補間LUT23a〜23d
から供給される補間要素231〜234を総和した値を
補間画素データ241として出力する。
から供給される補間要素231〜234を総和した値を
補間画素データ241として出力する。
【0034】次に、図3〜図6を用いて、実施例の動作
を説明する。
を説明する。
【0035】図3は、3倍の拡大処理において、補間位
置の位相に対応する4つの参照位相である。式(3)に
おいて補間演算で参照する4つの位相に対して、Xlと
X4、X2とx3は、式(4)の関係がある。式(3)
において、x=u−[u]として、xl〜x4をxの関
数で表すと、
置の位相に対応する4つの参照位相である。式(3)に
おいて補間演算で参照する4つの位相に対して、Xlと
X4、X2とx3は、式(4)の関係がある。式(3)
において、x=u−[u]として、xl〜x4をxの関
数で表すと、
【数4】 なお、y3、y4についても同様にy2、ylで表され
る。
る。
【0036】3倍の拡大処理では各画素間に2個の画素
を補間するので、原画像の画素間隔を1としたとき補間
画素の位相xは、x=1/3、2/3である。
を補間するので、原画像の画素間隔を1としたとき補間
画素の位相xは、x=1/3、2/3である。
【0037】位相1/3におけるx3は、1−1/3=
2/3となり、これは位相が2/3のx2と同じ値にな
る。同様に、位相1/3におけるx4は、2−1/3=
5/3となり、5/3=1+2/3であるので、これは
位相が2/3のxlと同じ値になる。また、位相2/3
におけるx3は、1−2/3=1/3となるので位相が
1/3のx2であり、位相2/3におけるx4は、2−
2/3=4/3となり、4/3=1+1/3であるの
で、位相が1/3のx1である。このように、位相xに
対するx3とx4は、位相(1−x)のxlとx2に等
しい。
2/3となり、これは位相が2/3のx2と同じ値にな
る。同様に、位相1/3におけるx4は、2−1/3=
5/3となり、5/3=1+2/3であるので、これは
位相が2/3のxlと同じ値になる。また、位相2/3
におけるx3は、1−2/3=1/3となるので位相が
1/3のx2であり、位相2/3におけるx4は、2−
2/3=4/3となり、4/3=1+1/3であるの
で、位相が1/3のx1である。このように、位相xに
対するx3とx4は、位相(1−x)のxlとx2に等
しい。
【0038】本実施例では、xlとx2に対応する補間
LUTを2つずつ設け、位相xに対して、(1−x)に
対応する位相信号211を補間LUT23a、23bに
供給し、xに対応する位相信号212を補間LUT23
c、23dに供給するようにしている。
LUTを2つずつ設け、位相xに対して、(1−x)に
対応する位相信号211を補間LUT23a、23bに
供給し、xに対応する位相信号212を補間LUT23
c、23dに供給するようにしている。
【0039】図4は、補間LUT23aと23dが保持
する補間要素の表であり、供給される画素値と位相信号
に対応する補間要素を示す。また、図5は、補間LUT
23bと23cが保持する補間要素の表であり、供給さ
れる画素値と位相信号に対応する補間要素を示す。補間
LUT23a〜23dは、供給された画素値と位相信号
に対応する補間要素を出力する。
する補間要素の表であり、供給される画素値と位相信号
に対応する補間要素を示す。また、図5は、補間LUT
23bと23cが保持する補間要素の表であり、供給さ
れる画素値と位相信号に対応する補間要素を示す。補間
LUT23a〜23dは、供給された画素値と位相信号
に対応する補間要素を出力する。
【0040】図6は、本実施例の各構成が動作サイクル
毎に出力する値を示している。まず、サイクル1から4
まで原画像の画素データが入力されるが、位相信号21
1と212は出力されないので、補間LUT23a〜2
3dから補間要素は出力されず、補間画素データも出力
されない。通常は、補間位置に対してその両側にある2
画素づつの原画像の画素を参照するが、縁にある画素に
ついては片側しか原画像の画素が存在しないので、この
場合は存在しない画素は縁にある画素と同じ値の画素が
あるものとして補間演算を行う。
毎に出力する値を示している。まず、サイクル1から4
まで原画像の画素データが入力されるが、位相信号21
1と212は出力されないので、補間LUT23a〜2
3dから補間要素は出力されず、補間画素データも出力
されない。通常は、補間位置に対してその両側にある2
画素づつの原画像の画素を参照するが、縁にある画素に
ついては片側しか原画像の画素が存在しないので、この
場合は存在しない画素は縁にある画素と同じ値の画素が
あるものとして補間演算を行う。
【0041】サイクル5で位相信号211は3、位相信
号212は0を出力し、補間LUT23a、23bは画
素値3c、3bと位相信号3に対応する補間要素23
1、232をそれぞれ出力する。補間LUT23c、2
3dは画素値3a、3aと位相信号0に対応する補間要
素233、234をそれぞれ出力する。補間要素231
〜234は加算器24で総和されて、補間画素データ2
41は4aが出力される。シフト制御信号はオフである
ので、シフトレジスタに保持されている画素データはシ
フトしない。
号212は0を出力し、補間LUT23a、23bは画
素値3c、3bと位相信号3に対応する補間要素23
1、232をそれぞれ出力する。補間LUT23c、2
3dは画素値3a、3aと位相信号0に対応する補間要
素233、234をそれぞれ出力する。補間要素231
〜234は加算器24で総和されて、補間画素データ2
41は4aが出力される。シフト制御信号はオフである
ので、シフトレジスタに保持されている画素データはシ
フトしない。
【0042】サイクル6では、位相信号211は2、位
相信号212は1を出力し、補間LUT23a、23b
は、画素値3c、3bと位相信号2に対応する補間要素
231、232をそれぞれ出力する。補間LUT23
c、23dは画素値3a、3aと位相信号1に対応する
補間要素233、234をそれぞれ出力する。サイクル
5と同様にして補間要素231〜234から補間画素デ
ータ241は41aが出力される。シフト制御信号はオ
フであるので、シフトレジスタに保持されている画素デ
ータはシフトしない。
相信号212は1を出力し、補間LUT23a、23b
は、画素値3c、3bと位相信号2に対応する補間要素
231、232をそれぞれ出力する。補間LUT23
c、23dは画素値3a、3aと位相信号1に対応する
補間要素233、234をそれぞれ出力する。サイクル
5と同様にして補間要素231〜234から補間画素デ
ータ241は41aが出力される。シフト制御信号はオ
フであるので、シフトレジスタに保持されている画素デ
ータはシフトしない。
【0043】サイクル7では、位相信号211は1、位
相信号212は2を出力し、サイクル6と同様にして補
間画素データ241は42aが出力される。サイクル7
において、シフト制御信号はオンとなり、シフトレジス
タ22a〜22dに保持されていた画素データはシフト
され、シフトされた画素データは次のサイクルで補間L
UTにそれぞれ出力される。
相信号212は2を出力し、サイクル6と同様にして補
間画素データ241は42aが出力される。サイクル7
において、シフト制御信号はオンとなり、シフトレジス
タ22a〜22dに保持されていた画素データはシフト
され、シフトされた画素データは次のサイクルで補間L
UTにそれぞれ出力される。
【0044】以下、同様にして補間画素データが順次出
力され、1ライン分の補間画素データが出力されると、
位相信号211、212は出力を停止する。次のライン
の参照画素がシフトレジスタに入力されると再び位相信
号211、212は1ライン目と同じ値が順次出力さ
れ、1ライン目と同様の処理で補間画素データが出力さ
れる。
力され、1ライン分の補間画素データが出力されると、
位相信号211、212は出力を停止する。次のライン
の参照画素がシフトレジスタに入力されると再び位相信
号211、212は1ライン目と同じ値が順次出力さ
れ、1ライン目と同様の処理で補間画素データが出力さ
れる。
【0045】また、各ラインの原画像の画素データ、も
しくは、水平方向の補間画素データに対して、水平方向
で同じ位相にある各画素を垂直方向に入力することによ
って、水平方向と同様に垂直方向の補間画素データが出
力される。
しくは、水平方向の補間画素データに対して、水平方向
で同じ位相にある各画素を垂直方向に入力することによ
って、水平方向と同様に垂直方向の補間画素データが出
力される。
【0046】以上の動作により、水平方向と垂直方向の
すべての補間画素データを出力することによって、図7
の原画像を3倍に拡大した図8の解像度変換画像が得ら
れる。
すべての補間画素データを出力することによって、図7
の原画像を3倍に拡大した図8の解像度変換画像が得ら
れる。
【0047】なお、本実施例では、比率が3の場合を説
明しているが、比率を任意の正の有理数としてもよい。
明しているが、比率を任意の正の有理数としてもよい。
【0048】
【発明の効果】以上で説明したように、本発明によれ
ば、拡大もしくは縮小処理の補間演算において、参照す
る画素の値を出力する参照画素出力手段と、参照する位
相を出力する参照位相出力手段と、画素値と所定の位相
における補間関数値との乗算結果を保持する補間要素参
照手段と、補間要素参照手段から供給される補間要素を
総和して補間画素データを出力する加算手段を設け、解
像度変換処理実行時に参照画素出力手段から供給される
画素値と参照位相出力手段から供給される位相に対応す
る補間要素を加算して補間画素データを出力するように
しているので、拡大もしくは縮小処理実行時の演算負荷
が小さい画像処理装置を提供することができる。
ば、拡大もしくは縮小処理の補間演算において、参照す
る画素の値を出力する参照画素出力手段と、参照する位
相を出力する参照位相出力手段と、画素値と所定の位相
における補間関数値との乗算結果を保持する補間要素参
照手段と、補間要素参照手段から供給される補間要素を
総和して補間画素データを出力する加算手段を設け、解
像度変換処理実行時に参照画素出力手段から供給される
画素値と参照位相出力手段から供給される位相に対応す
る補間要素を加算して補間画素データを出力するように
しているので、拡大もしくは縮小処理実行時の演算負荷
が小さい画像処理装置を提供することができる。
【図1】 本発明の構成図である。
【図2】 本発明の実施例の構成図ある。
【図3】 本発明の実施例における参照位相を説明する
図ある。
図ある。
【図4】 本発明の実施例における補間LUTを説明す
る図ある。
る図ある。
【図5】本発明の実施例における補間LUTを説明する
図ある。
図ある。
【図6】本発明の実施例の動作を説明する図ある。
【図7】 原画像の例を示す図ある。
【図8】 解像度変換画像の例を示す図ある。
【図9】 3次畳み込み内拝読における原画像の画素と
補間処理で生成される画素の位置関係を示す図ある。
補間処理で生成される画素の位置関係を示す図ある。
【図10】 従来残術の構成図
【図11】 従来技術の動作を説明する図
10 参照画素出力手段 11 参照位相出力手段 12〜15 補間要素参照手段 16 加算手段 101 画像データ 102〜105 参照画素 111 制御信号 112〜115 参照位相 121〜151 補間要素 161 補間画素データ 20 参照画素出力回路 21 位相信号出力回路 22a〜22d シフトレジスタ 23a〜23d 補間LUT 24 加算器 200 画像データ 201 画素データ 205 シフト制御信号 210 位相制御信号 211〜212 参照位相 221〜224 参照画素 231〜234 補間要素 241 補間画素データ 3a〜3l 原画像の画素 4a〜4l 解像度変換画像における原画像の画素 41a〜42k 解像度変換画像における補間画素 600 制御回路 601 剰余回路 602 レジスタ 603 近似回路 604 制御信号発生回路 605 調整回路 610 係数メモリ 611〜614 シフトレジスタ 615〜618 乗算器 620 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 CD06 CH07 5C076 AA21 AA22 BA06 BB04 BB25 CB01 CB02 5C082 AA32 BA12 BA35 BB02 BB13 BB15 BB42 BB51 CA33 CA34 CA36 CB01 CB05 DA22 DA42 DA53 DA71 DA87 DA89 MM02
Claims (6)
- 【請求項1】 原画像の画素間に画素を補間して画像を
拡大または縮小する画像処理装置において、 補間処理における参照画素の値を出力する参照画素出力
手段と、 補間関数の参照位相を出力する参照位相出力手段と、 画素値と所定の参照位相における補間関数との乗算結果
を補間要素として保持し、前記参照画素出力手段から供
給された画素値と前記参照位相出力手段から供給された
位相とに対応する補間要素を出力する補間要素参照手段
と、 前記補間要素参照手段から供給される補間要素を加算し
て補間画素データを出力する加算手段を有することを特
徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 上記補間要素は3次元畳み込み内挿法に
より求められる請求項1記載の画像処理装置。 - 【請求項3】 原画像の画素間に画素を補間して画像を
拡大または縮小する画像処理方法において、 補間処理における参照画素の値を出力する参照画素出力
ステップと、 補間関数の参照位相を出力する参照位相出力ステップ
と、 画素値と所定の参照位相における補間関数との乗算結果
を補間要素として保持する補間要素記憶部を参照して、
前記参照画素出力ステップにおいて供給された画素値と
前記参照位相出力ステップにおいて供給された位相とに
基づいて補間要素を出力する補間要素出力ステップと、 前記補間要素出力ステップにおいて供給される補間要素
を加算して補間画素データを出力するステップとを有す
ることを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項4】 原画像の画素間に画素を補間して画像を
拡大または縮小する画像処理のためにコンピュータで実
行される画像処理用コンピュータプログラムにおいて、 補間処理における参照画素の値を出力する参照画素出力
ステップと、 補間関数の参照位相を出力する参照位相出力ステップ
と、 画素値と所定の参照位相における補間関数との乗算結果
を補間要素として保持する補間要素記憶部を参照して、
前記参照画素出力ステップにおいて供給された画素値と
前記参照位相出力ステップにおいて供給された位相とに
基づいて補間要素を出力する補間要素出力ステップと、 前記補間要素出力ステップにおいて供給される補間要素
を加算して補間画素データを出力するステップとをコン
ピュータに実行させるために用いることを特徴とする画
像処理用コンピュータプログラム。 - 【請求項5】 処理対象画像の画素値と所定の参照位相
における補間関数との乗算結果を補間要素として保持す
る記録媒体。 - 【請求項6】 処理対象画像の画素値データと、前記処
理対象画像の画素値と所定の参照位相における補間関数
との乗算結果からなる補間要素データとを保持する記録
媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000388061A JP2002190948A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 画像処理装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=18854869
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2002190948A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008532335A (ja) * | 2005-02-25 | 2008-08-14 | 松下電器産業株式会社 | 画像内挿方法及び画素内挿装置 |
US7941006B2 (en) | 2005-02-25 | 2011-05-10 | Panasonic Corporation | Pixel interpolating method and device |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388061A patent/JP2002190948A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008532335A (ja) * | 2005-02-25 | 2008-08-14 | 松下電器産業株式会社 | 画像内挿方法及び画素内挿装置 |
US7941006B2 (en) | 2005-02-25 | 2011-05-10 | Panasonic Corporation | Pixel interpolating method and device |
JP4847460B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2011-12-28 | パナソニック株式会社 | 画像内挿方法及び画素内挿装置 |
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