JP2002247365A - ディジタル画像の補間及び鮮明度増大のための方法 - Google Patents

ディジタル画像の補間及び鮮明度増大のための方法

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JP2002247365A JP2001019752A JP2001019752A JP2002247365A JP 2002247365 A JP2002247365 A JP 2002247365A JP 2001019752 A JP2001019752 A JP 2001019752A JP 2001019752 A JP2001019752 A JP 2001019752A JP 2002247365 A JP2002247365 A JP 2002247365A
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陳文漢
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SHINI KAGI KOFUN YUGENKOSHI
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ディジタルと画像の補間及び鮮明度の増大のた
めの方法の開示。 【解決手段】次のステップを含んでいる。1）画像また
は図形信号Xijを第1の補間低域フィルターFIR 1へ入力
すること、ここでFIR 1は、フィルター係数hi（n）を有
する立方補間フィルターである；2）画像信号Xijを第2
の補間低域フィルターFIR 2の少なくとも1つに入力する
こと、ここでFIR 2は、フィルター係数hi'（n）を有す
る補間フィルターであり、且つFIR 1よりも低い遮断周
波数を有する；3）FIR 1を出力状態にし帯域フィルター
を通して画像信号tijを得ること；4）FIR 2を出力状態
にし、遮断フィルターを通して画像信号tij'を得るこ
と；5）画像信号tij及びtij'を減算器に入力して差分信
号tij−tij'を得ること；及び、6）次の方程式を用いて
画像または図形信号Yijの出力を得ること： Yij＝
tij+S（tij−tij'）式中、Sは鮮明度レベル制御係数で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル画像の
補間及び鮮明度増大のための方法に関し、そして詳細に
はディジタル画像のエッジ鮮明度を増大するための画素
補間に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決すべき課題】現在、ディジ
タル画像は、その鮮明度、非妨害（non-disturbance）
及び処理容易性などの特徴が研究及び開発において多く
の材料資源及び人的資源の投資を世界的な装置業者及び
研究期間から受けたので、画像表示の多くの分野で益々
応用されている。ブラウン管（CRT）、液晶表示装置（L
CD）、ディジタル投影機及び一般掲示版表示装置などの
装置でのディジタル画像の応用は、既に、ディジタル画
像データの表示及び処理において顕著な成果を達成し
た。
【0003】図形またはディジタル画像データの処理、例え
ば、図形または画像の拡大及び縮小において、大抵の製
造業者は、通常、処理された画像の鮮明度を維持するた
めに画像補間方法を採用しているが、そのような方法
は、常に、拡大または縮小された画像のエッジに鮮明度
の不良を起こしている。
【0004】エッジの鮮明度不良という欠点は、例えば、15
インチより大きな大型のスクリーンをもつ液晶表示及び
カラーのディジタルと画像で特に顕著である。図5は、
従来技術によるディジタル画像補間のための方法を示す
ブロック図であり、そこでは、ディジタル画像の補間を
行うために単一の双三次フィルターだけが用いられてい
る。鮮明度の劣化は、低域フィルターが、ある隣接した
画素同士を比例的に合計することによって新しい1つの
画素をつくり出し、用いられた画像のエッジでぼやけや
歪みが生じるせいである。即ち、従来技術の画像補間方
法は、全体の画像のすべての画素に対して補間を行い、
従って、歪みや劣化した鮮明度といった欠点が画像のエ
ッジに表れる。
【0005】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、ディジタル画像の補間及び鮮明度の増大のための方
法を提供することである。そのような方法によって、エ
ッジでのディジタル画像の鮮明度を改善すること、好適
な調節可能な鮮明度のレベルを達成すること、及び、フ
ィルターのフィルター係数を変えることなく図形または
画像の低周波数成分を維持することが可能である。
【0006】上記の目的を達成するため、本発明によって、
ディジタル画像の補間及び鮮明度の増大のための方法が
提供され、その方法は、次のステップから成っている： 1）画像または図形信号Xijを第1の補間低域フィルターF
IR 1へ入力すること、 ここでFIR 1は、フィルター係数hi（n）を有する立方補
間フィルターである； 2）画像信号Xijを第2の補間低域フィルターFIR 2の少な
くとも1つに入力すること、ここでFIR 2は、フィルター
係数hi'（n）を有する補間フィルターであり、且つFIR
1よりも低い遮断周波数を有する； 3）FIR 1を出力状態にし帯域フィルターを通して画像信
号tijを得ること； 4）FIR 2を出力状態にし、遮断フィルターを通して画像
信号tij'を得ること； 5）画像信号tij及びtij'を減算器に入力して差分信号ti
j−tij'を得ること；及び、 6）次の方程式を用いて画像または図形信号Yijの出力を
得ること： Yij＝tij+S（tij−tij'） 式中、Sは鮮明度レベル制御係数である。
【0007】本発明の上記の及びその他の目的、特徴及び利
点は、添付図面と関連した詳細な説明から一層明らかに
なるであろう。
【0008】
【実施例】図1における本発明の系統的なブロック図に
図示されているように、FIR 1及びFIR 2は、それぞれフ
ィルター係数hi（n）及びhi'（n）を有する三次補間フ
ィルターであり、そして、FIR 2は、FIR 1よりも低い遮
断周波数を有している。双三次補間フィルタリング（bi
-cubic interpolation filtering）を行うようにディジ
タル画像信号XijがFIR 1に入力されると、ある隣接した
画素同士が比例的に処理される。例えば1つのディジタ
ル画像を1倍に拡大する場合、画素の画像輝度信号（1+1
+2+3）/4は、1つの新しい画素1を示し、画素の画像輝度
信号（1+2+2+3）/4は、1つの新しい画素2を示す・・・
・・などである。これと同時に、ディジタル画像信号Xi
jをFIR 2に入力し、エッジの補間フィルタリング処理を
行う。FIR1は、帯域フィルタ2を経て、画像信号tijを出
力し、他方、FIR 2は、遅延バッファー3を経て画像信号
tij'を出力して、画像信号tijとFIR 2の出力帯域フィル
ター2による画像信号tijをFIR 2の出力tij'との間の時
間差を補償する。両方の画像信号tij及びtij'を減算器
に入力して差信号tij-tij'を得る。次いでこの差信号ti
j-tij'に鮮明度、レベル制御係数Sを掛けると制御され
た鮮明度レベルの鮮明度S（tij-tij'）が得られ、これ
を次いで補間処理された画像信号に加えて、改善された
鮮明度をもつ画像出力信号Yijを得る。
【0009】図2に示されているように、本発明に従って図
示された周波数応答を示すグラフが図示されている。FI
R 1及びFIR 2は、いずれも同じ遅れで画像信号を処理し
て該フィルターの処理帯域幅及びバッファーを最小に
し、従って、FIR 2の応答カーブは高い周波数応答値Q値
をとり、そして、画像のエッジを処理するときに、より
高い鮮明度を得ることが可能である。
【0010】図3は、多相フィルターZに利用される単一フィ
ルターの設計図であり、m及びnは、拡大または縮小のフ
ィルターを示す正の整数である。図4は、多くの並列接
続された図3の単一フィルターから成る1つの多相フィル
ターを示す系統的ブロック図であり、その中でZは、図3
に示された第一レベルフィルターである。かくして、入
力された画像信号は、その多相フィルターのいくつかの
レベルの単一フィルターによって加算され、従って歪み
のないエッジの鮮明度を得ることが可能である。
【0011】この技術に精通した者は、本発明が上記の鮮明
に限定されることなく、多くの修正及び変形をすること
が可能であると理解するであろう。そして、本発明の精
神及び範囲は、前記特許請求の範囲内に含まれていると
考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるディジタル画像補間及び鮮明度
増大のための方法を示す系統的ブロック図。
【図2】 本発明によって説明される周波数応答を示す
グラフ。
【図3】 多相フィルターにおける単一フィルターの設
計ブロック図。
【図4】 本発明による多相フィルターを示す系統的ブ
ロック図。
【図5】 従来技術によるディジタル画像補間及び鮮明
度増大のための方法を示す系統的ブロック図。
【符号の説明】
2 帯域フィルター 3 遅延バッファー Xij 入力画像信号 FIR 1、FIR 2 三次補間フィルター tij、tij' 画像信号 Yij 出力画像信号 hi （n）、hi'（h） フィルタ係数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル画像の補間及び鮮明度増大の
    ための方法であって、次のステップから成る方法： 1）画像または図形信号Xijを第1の補間低域フィルターF
    IR 1へ入力すること、ここでFIR 1は、フィルター係数h
    i（n）を有する立方補間フィルターである； 2）画像または図形信号Xijを第2の補間低域フィルターF
    IR 2の少なくとも1つに入力すること、ここでFIR 2は、
    フィルター係数hi'（n）を有する補間フィルターであ
    り、且つFIR 1よりも低い遮断周波数を有する； 3）FIR 1を出力状態にし帯域フィルターを通して画像ま
    たは図形信号tijを得ること； 4）FIR 2を出力状態にし、遮断フィルターを通して画像
    または図形信号tij'を得ること； 5）画像または図形信号tij及びtij'を減算器に入力して
    差分信号tij−tij'を得ること；及び、 6）次の方程式を用いて画像または図形信号Yijの出力を
    得ること： Yij＝tij+S（tij−tij'） 式中、Sは鮮明度レベル制御係数である。
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