JP2004343194A

JP2004343194A - 画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置

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Publication number: JP2004343194A
Application number: JP2003134366A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sugiyama; 賢二杉山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: JP4345350B2

Abstract

【課題】従来は、オーバーサンプルにより高密度の画像信号を形成するので、オーバーサンプル後の処理速度が早くなる。変換比は、オーバーサンプル処理の比率以上の拡大や、帯域制限が必要となる縮小の場合には対応していない。
【解決手段】画像入力端子１より入来する動画像信号は、可変ＬＰＦ２において変換比に応じた帯域制限が行われる一方、画素バッファ３に蓄積される。スイッチ４は縮小時は可変ＬＰＦ２で帯域制限された画像信号を選択し、拡大時は画素バッファ３の出力画像信号を選択する。位相シフトフィルタ１１〜１４は、スイッチ４により選択された画像信号に対して、帯域制限はせずに、９０度ずつ入力サンプルの位相をシフトする。スイッチ５は、画素選択器９からの制御情報に従って位相シフトフィルタ１１〜１４の出力画像信号の中から、変換後サンプルに最も近い位相となるものを選択する。画素間引器６は縮小時のみ間引き処理を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置に係り、特に入来画像信号を異なった画像フォーマットの画像信号に変換する場合に、入来画像信号の水平方向または垂直方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）でサンプル数変換する画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル動画像信号においては、各種フォーマットが存在する。放送で使われているフォーマットとしては、水平方向画素数と垂直方向画素数（走査線数）が７２０×４８０、１２８０×７２０、１９２０×１０８０などがある。７２０×４８０の場合は、画面のアスペクト比が１６：９の場合と４：３の場合がある。
【０００３】
コンピュータディスプレイで用いられる画像サイズは６４０×４８０、８００×６００、１０２４×７６８、１２８０×１０２４、１６００×１２００などが一般的である。静止画像においては前記コンピュータディスプレイに準じたものが一般的であるが、用途により任意の画像サイズが存在する。一方、液晶やＰＤＰなどの表示パネルの画素は、上記の何れかに合わせた場合もあるが、１３６５×７６８など、いずれとも異なる場合もある。
【０００４】
従って、画像の処理、記録、伝送、表示において、画像フォーマットを合わせるために、画像の水平方向画素数や垂直方向画素数（走査線数）を変換することが必要になる。そのような変換では、原画像信号の周波数特性を保持し、かつ、折返し歪みを生じることなく変換することが望まれる。また、フォーマットの変換は色々なパターンが存在するので、特定の比率のみに対応するのでなく、任意の変換比率が実現できる変換方法が望まれる。
【０００５】
画像フォーマット変換は、サンプル数変換（リサンプル）により実現される。この処理はサンプル数を増加させる場合（拡大）と減少させる場合（縮小）で異なる。拡大では、原画像信号の周波数特性を保つため、フィルタで帯域制限は行われない。すなわち、全域通過の位相シフトフィルタ（ＡｌｌＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）を使い、サンプルの位相のみずらす。
【０００６】
一方、縮小では、縮小された画像で折り返し歪み（エリアシング）を生じないようにするため、変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）に合わせてリサンプルフィルタの帯域を制限する必要がある。すなわち、低域通過フィルタ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）を使ってサンプルの位相をずらす。通過帯域は変換比に応じて変える必要がある。
【０００７】
画質を保持したまま任意の変換比とするためには、周波数特性の良い多タップの非巡回型（ＦＩＲ）フィルタの係数を、サンプル毎にダイナミックに変化させる必要がある。このようなダイナミックフィルタの実装は、処理量や回路量が極めて大きくなる。
【０００８】
そこで、比較的簡単な構成で実現できる方法として、高次の固定ディジタルフィルタで周波数特性を保ったまま、所定の整数倍率でオーバーサンプルし、オーバーサンプルされた信号を線形内挿補間などで任意の比率に変換する画像サンプル数変換方法及び装置が従来、提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
図７はこの特許文献１記載の従来の画像サンプル数変換方法及び装置の一例の構成図を示す。同図において、画像入力端子１より入来する画像信号は、高次補間フィルタ２１に入力される。高次補間フィルタ２１は入力画像信号を整数倍の比率でアップサンプルし、画素遅延器２２と乗算器２４に供給する。アップサンプルの変換比は２倍とする。アップサンプル処理のための補間フィルタは、周波数特性を保つためタップ数が多い高次のものである。
【００１０】
画素遅延器２２は、２倍密度にアップサンプルされた画像信号を１サンプル分遅延させ乗算器２３に供給する。乗算器２３は、係数発生器２６から供給される係数ｋを１画素遅延した２倍密画像信号に乗算し、加算器２５に供給する。乗算器２４は係数発生器２６から与えられる係数から、２倍密画像信号に（１−ｋ）を乗算し、加算器２５に供給する。加算器２５は重み付けされた２倍密画像信号の隣接２画素を加算し、変換画素を得る。
【００１１】
得られた変換画素は間引き器６で変換比に応じて間引かれ、画素バッファ７に供給される。ここでの変換画素は２倍密画像に対するものなので、間引きはそれを考慮して行う。画素バッファ７は、間欠的に供給される変換画素を一旦蓄え、均一の速度で読み出して、変換画像信号として画像出力端子８から出力する。
【００１２】
最終的な変換画像信号の周波数特性は、高次補間器２１の周波数特性と、画素遅延器２２、乗算器２３、２４、加算器２５、係数発生器２６で構成される線形内挿補間処理の周波数特性の積となる。ここで、線形内挿補間の特性はコサインカーブのように高い周波数がなだらかに低下しているが、２倍オーバーサンプルされた信号に対するものなので、周波数の低い方の半分のみが原画像信号に作用することになる。この周波数帯域での劣化は少ない。一方、高次補間器２１は理想フィルタに近い特性なので、原画像信号の周波数特性はほぼ保持される。結果的に原画像信号の周波数特性は概ね保持される。
【００１３】
画像サンプル数変換の様子を図８に示す。図８で一つの円は１サンプル（１画素）であり、水平方向の画素列に対する変換で、変換比は４：３（０．７５）である。図８で二重線の円は補間されたサンプルである。補間により２倍密化された信号を使って、最終変換後のサンプル点の近傍２サンプルから線形内挿補間される。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−１１９６７３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の画像サンプル数変換方法及び装置では、オーバーサンプルにより高密度の画像信号を形成するので、オーバーサンプル後の処理速度が早くなるという問題がある。また、線形内挿補間の周波数特性がなだらなので、オーバーサンプルが２倍程度だと周波数特性は多少劣化する。また、変換比は、オーバーサンプル処理の比率までの拡大（オーバ−サンプルが２倍の場合１倍から２倍まで）は可能であるが、それ以上の拡大や、帯域制限が必要となる縮小の場合には対応していない。
【００１６】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、入力信号に対し可変ＬＰＦで変換比に応じて高い周波数成分を抑圧し、続けて複数の固定位相シフトフィルタから適当なものを画素毎に選択することで、画質を保ちながら拡大から縮小までを連続的に処理できる画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的の達成のため、本発明の画像サンプル数変換方法は、供給される第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）で変換して第２のサンプル数の画像信号に変換する画像サンプル数変換方法において、第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列に対し、サンプル数変換比が所定範囲のときにサンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、高域抑圧画像信号を得る第１のステップと、第１のステップにより得られた画像信号に対して周波数通過帯域を保持したままサンプル位相を変化させ、互いに異なった位相関係でリサンプルされた複数のリサンプル画像信号を得る第２のステップと、サンプル数変換比に応じて、各変換前の画素と変換後の画素のサンプル位相関係を算出し、複数のリサンプル画像信号から、各変換後の画素のサンプル位相に最も近いリサンプル画像信号を選択して第２のサンプル数の画像信号を得る第３のステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の画像サンプル数変換装置は、供給される第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列に対し、サンプル数変換比が所定範囲のときにはサンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、高域抑圧画像信号を得る可変フィルタ手段と、可変フィルタ手段の出力画像信号に対して周波数帯域制限せずにサンプル位相を変化させ、互いに異なった位相関係でリサンプルされた複数のリサンプル画像信号を得る複数の全域通過位相シフトフィルタで構成されたフィルタ群と、サンプル数変換比に応じて、各変換前の画素と変換後の画素のサンプル位相関係を算出し、複数のリサンプル画像信号から、各変換後の画素のサンプル位相に最も近いリサンプル画像信号を選択して第２のサンプル数の画像信号を得る信号選択手段とを有する構成としたものである。
【００１９】
上記の本発明の画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置では、供給される第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列に対し、サンプル数変換比が所定範囲のときには半固定フィルタを用いてサンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧して高域抑圧画像信号を得た後、固定フィルタを用いて周波数帯域制限せずにサンプル位相を変化させ、互いに異なった位相関係でリサンプルされた複数のリサンプル画像信号を得、その中からサンプル数変換比に応じて各変換後の画素のサンプル位相に最も近いリサンプル画像信号を画素毎に選択するようにしたため、サンプル毎にダイナミックに係数を変えるフィルタを使うことなく、半固定フィルタと固定フィルタのみで、サンプル数変換比が所定の範囲のときには任意のサンプル数変換比での縮小ができる。
【００２０】
また、各処理の動作速度は、第１のサンプル数の画像信号または第２のサンプル数の画像信号のうち速い方の速度と同じでよく、従来例のようにその数倍の処理速度を必要としない。また、フィルタ手段のタップ数を十分とることにより、周波数特性は、理想的なものに近づけることができる。
【００２１】
また、上記の目的を達成するため、本発明の画像サンプル数変換方法及び画像サンプル数変換装置は、上記の第１のステップ又は可変フィルタ手段を、サンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）が１に満たない場合に、第１のサンプル数の画像信号に対してサンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、サンプル数変換比が１以上の場合は、第１のサンプル数の画像信号に対して高い周波数成分の抑圧を行わず、全域通過させる構成としたことを特徴とする。
【００２２】
この発明では、画像信号のサンプル数変換において、サンプル数変換比が１に満たない縮小時には、半固定フィルタと固定フィルタのみで、任意変換比での縮小ができ、サンプル数変換比が１以上の拡大時には、第１のサンプル数の画像信号に対してサンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧する手段を作用させず、全域通過させることで、任意変換比での拡大ができる。
【００２３】
また、複数の位相シフトフィルタを、隣接位相のフィルタ係数に対する差分の係数で構成することにより、各位相シフトフィルタを独立に構成したものより処理量や回路量を減らすことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明になる画像サンプル数変換方法及び装置の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図７の従来例と同一構成要素には同一符号を付してある。図１に示す実施の形態は、図７の従来例と比較して、高次補間器２１の代わりに、可変ＬＰＦ（低域通過フィルタ）２、画素バッファ３、スイッチ４が設けられ、線形内挿補間部の代わりに、位相シフトフィルタ（ＡｌｌＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ：ＡＰＦ）１１、１２、１３、１４とスイッチ５が設けられている。
【００２６】
図１において、画像入力端子１より入来する動画像信号は、可変ＬＰＦ２と画素バッファ３に供給される。可変ＬＰＦ２と画素バッファ３の出力動画像信号は、入力端子１０より入力される変換比（変換後のサンプル数／変換前のサンプル数）情報に応じて、スイッチ４により縮小時（変換比が１未満）には可変ＬＰＦ２の出力動画像信号が、拡大時（変換比が１以上）には画素バッファ３の出力動画像信号が選択される。
【００２７】
まず、縮小時の処理動作について説明する。画像入力端子１より入来する動画像信号は、可変ＬＰＦ２において変換比に応じた帯域制限が行われる。可変ＬＰＦ２の通過帯域（通過帯域／変換前の全帯域）は変換比と同じとなる。可変ＬＰＦ２は、周波数特性を保ちながら折り返し歪み（エリアシング）も少なくする必要があるので、７タップ程度の非巡回型（ＦＩＲ）フィルタが使われる。このフィルタは半固定フィルタであり、変換比が一定の間はフィルタ係数が変化しない。変換比が変更させられた場合にフィルタ係数を切り替えて、周波数特性を変更する。
【００２８】
図２は可変ＬＰＦ２の第１の実施の形態の構成図を示す。図２において、信号入力端子３１からの入力信号は遅延器３２と乗算器４１に供給される。縦続接続された遅延器３２、３３、３４、３５、３６、３７はそれぞれ入力信号を１サンプルずつ遅延させ、異なった遅延の６サンプルを、乗算器４２、４３、４４、４５、４６、４７に供給する。乗算器４１〜４７の各々は、係数メモリ５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７から供給される係数ｋ０、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６を入力信号に乗じる。表１に代表的変換比４／５、３／４、２／３、１／２での係数ｋ０〜ｋ６の各例を示す。なお、各係数値は表１の１／６４倍の値となる。
【００２９】
【表１】

乗算器４１〜４７で係数が乗じられたサンプル値は、加算器２８にそれぞれ供給されて加算された後、フィルタ出力として信号出力端子２９より出力される。係数メモリ５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７から出力される係数ｋ０、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６は、変換比入力２７から与えられる変換比に応じて変更させられる。
【００３０】
ここで、可変ＬＰＦ２の特性は変換比に対して厳密なものではないので、変換比が数％変わっても必ずしも係数を変更する必要はない。また、目的とする変換比が限定される場合は、図２のように係数を切り替えるものでなく、固定係数乗算器で構成されたＬＰＦを用意し、その中から必要なものを選択してもよい。縮小での変換比が１種類のみなら、一つの固定係数ＬＰＦで済む。
【００３１】
図１に戻って説明するに、可変ＬＰＦ２で帯域制限された画像信号は、スイッチ４を介して位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４にそれぞれ供給される。位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４は、それぞれ帯域制限はせずにサンプル位相のみを変化させる固定フィルタである。位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４はそれぞれ９０度ずつ入力サンプルの位相をシフトする。また、周波数特性を保つために８タップ程度とする。
【００３２】
図３は上記の位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４各々の一実施の形態の構成図を示す。図３において、信号入力端子６１からの入力信号は遅延器６２と固定乗算器７１にそれぞれ供給される。縦続接続された遅延器６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８は、それぞれ入力信号を１サンプルずつ遅延させ、遅延関係の異なった７サンプルを、対応して設けられた固定乗算器７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８に供給する。固定乗算器７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８は、所定の係数ｋ０、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７を入力信号に乗じる。固定乗算器７１〜７８において、それぞれ所定の係数が乗じられた計８つのサンプル値は、加算器７９にそれぞれ供給されて加算され、得られた加算信号がフィルタ出力として信号出力端子８０より出力される。
【００３３】
各係数ｋ０〜ｋ７は位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４で異なる。その係数ｋ０〜ｋ７の値と、位相シフトフィルタがシフトする位相との関係は表２のようになる。なお、各係数値は表２の１／１２８倍となる。
【００３４】
【表２】

位相シフトフィルタ１１の位相シフト量を０度、位相シフトフィルタ１２の位相シフト量を９０度、位相シフトフィルタ１３の位相シフト量を１８０度、位相シフトフィルタ１４の位相シフト量を２７０度とする。位相シフト量が０度である位相シフトフィルタ１１は、実効的に単純遅延となる。ここで、本実施の形態では４位相８タップであるが、位相数（フィルタ数）が多いほど位相精度は良くなり、タップ数が多いほど周波数特性が良くなる。
【００３５】
再び図１に戻って説明するに、スイッチ５は、画素選択器９から供給される制御情報に従って位相シフトフィルタ１１，１２，１３，１４の出力画像信号の中から、変換後サンプルに最も近い位相となるものを選択する。スイッチ５により選択された画像信号は画素間引器６に供給され、ここで画素選択器９から供給される制御情報に従って、変換比に応じて不要となる画素が廃棄され、必要な画素のみが変換画素として画素バッファ７に供給される。画素バッファ７は、間欠的に供給される変換画素を一旦蓄え、均一の速度で読み出して変換画像信号として画像出力端子８から出力する。
【００３６】
次に、拡大時（変換比が１以上）の処理動作について説明する。拡大時にはスイッチ４により画素バッファ３の出力画像信号が選択されるが、画素バッファ３は変換前の入力画像信号の速度と変換後の出力画像信号の速度の違いに対応する。主たるサンプル数変換の処理は、変換前の入力画像信号の速度と変換後の出力画像信号の速度のうち速度が速い方で動作させる必要があるので、縮小時には入力画像信号に合わせて処理されるが、拡大時には出力画像信号に合わせて処理される。そのため、縮小時には出力段にあった画素バッファ７は、拡大時には入力段に置かれることになる。
【００３７】
また、拡大時は、可変ＬＰＦ２は使用されないので、入力画像信号は周波数特性の変化ないまま位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４にそれぞれ入力される。位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４の各動作は、基本的には前述した縮小時と同じであるが、フィルタ出力が更新されないままスイッチ５のみが動作し、複数のサンプル値が選択される。画素間引器６では間引き処理は行われず、入力信号をそのまま通過させる。画素バッファ７以降の処理は縮小時と同じである。拡大時には原画像信号に作用するフィルタは位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４のみであり、原画像信号に対する周波数特性は位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４のみにより決まる。
【００３８】
次に、本実施の形態の画像サンプル数変換の様子について、図４及び図５と共に説明する。図４及び図５において、一つの円は１サンプル（１画素）であり、水平方向の画素列に対する変換である。また、二重線の円は位相０以外の位相シフトフィルタで作られたもので、原画像のサンプルと位相の異なった補間サンプルである。
【００３９】
図４は縮小時の画像サンプル数変換例であり、変換比は４：３（＝０．７５）である。同図において、４倍密化された信号の中から最も位相の近いものが選択される。従って、多少の位相誤差を生じるが、位相シフトフィルタの数が多ければ誤差は無視できる程度となる。
【００４０】
図５は拡大時の画像サンプル数変換例であり、変換比は３：４（＝１．３３３）である。同図において、４倍密化された信号の中から最も位相の近いものが選択されるが、拡大なので原画像の１サンプルの間で複数選択される場合もある。この変換比の場合は、位相シフトフィルタ出力と出力画像信号の位相が合うので位相誤差は生じない。
【００４１】
このように、本実施の形態によれば、縮小時は入力信号に対し可変ＬＰＦ２で変換比に応じて高い周波数成分を抑圧し、続けて複数の位相シフトフィルタ１１〜１４から適当なものを画素毎に選択することで、サンプル毎にダイナミックに係数を変えるフィルタを使うことなく、また、フィルタのタップ数を十分とることで、周波数特性の劣化や折り返し歪み少なく、画質を保ちながら連続的に画像を縮小できる。
【００４２】
また、拡大時には可変ＬＰＦ２を作用させないことで、任意変換比での拡大ができる。その結果、拡大から縮小までを高速処理や複雑な処理を用いることなく画質を保ちながら連続的に対処できる。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明になる画像サンプル数変換方法及び装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図１の第１実施の形態と比較して、位相シフトフィルタ（ＡＰＦ）１１、１２、１３、１４の処理形態のみが異なる。その他の基本処理動作は同一である。第１の実施の形態では、位相シフトフィルタ１１、１２、１３、１４は、図３の構成で個々の位相毎に設けられていたが、本実施の形態では、所定位相に対する独立フィルタと、隣接位相用のフィルタ係数を独立フィルタとの差分にしたものとする。隣接位相は両方のフィルタ出力を加算することで、サンプル値を得る。
【００４４】
図６は上記の本発明の第２の実施の形態における位相シフトフィルタの構成図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一符号を付してある。図６において、信号入力端子６１からの入力信号は遅延器６２と乗算器７１及び８１にそれぞれ供給される。縦続接続された遅延器６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８は、それぞれ入力信号を１サンプルずつ遅延させ、遅延関係の異なった７サンプルを固定乗算器７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８と固定乗算器８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８に供給する。固定乗算器７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８は、所定の係数ｋ０、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７を入力信号に乗じる。固定乗算器７１〜７８で係数ｋ０〜ｋ７が乗じられたサンプル値は、加算器７９にそれぞれ供給されて加算され、加算して得られた信号が位相１８０度のフィルタ出力として信号出力端子８０より出力される。
【００４５】
一方、固定乗算器８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８は、所定の差分係数ｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７を入力信号に乗じる。固定乗算器８１〜８８で差分係数ｄ０〜ｄ７が乗じられたサンプル値は、加算器８９に供給されて加算され、加算して得られた信号が位相１８０度に対する位相９０度の差分信号となる。この差分信号は加算器７９の出力信号である位相１８０度の信号と加算器９０で加算され、位相９０度の信号となる。
【００４６】
差分係数ｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７が位相１８０度に対する位相２７０度の差分であると、加算器９０の出力信号は位相２７０度の信号となる。加算器９０で得られた位相９０度又は位相２７０度の信号は、フィルタ出力として信号出力端子９１より出力される。
【００４７】
ここで、１８０度に対する９０度と２７０度の差分係数ｄ０〜ｄ７は、表３のようになる。なお、各係数値は表３の１／１２８倍となる。
【００４８】
【表３】

この差分係数ｄ０、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７は、前述した位相シフト１８０度のときの係数ｋ０、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５、ｋ６、ｋ７と比較して絶対値が小さくなっており、固定乗算器８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８の回路規模は、固定乗算器７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８より小さくて済む。従って、位相シフトフィルタ全体の回路量も少なくなる。また、位相数を８位相などより多くした場合は、差分係数の絶対値はより小さくなるので、総回路量は位相数に比例して増加しない。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の特長を有すると共に、複数の位相シフトフィルタを、隣接位相のフィルタ係数に対する差分の係数で構成することにより、各位相シフトフィルタを独立に構成したものより処理量や回路量を減らすことができる。
【００５０】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図４及び図５では入来画像信号の水平方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）で変換する例について説明したが、入来画像信号の垂直方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）で変換することもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、供給される第１のサンプル数の画像信号のサンプル毎にダイナミックに係数を変えるフィルタを使うことなく、半固定フィルタと固定フィルタのみで、サンプル数変換比が所定の範囲のときには任意のサンプル数変換比での縮小ができ、また、各処理の動作速度は、第１のサンプル数の画像信号または第２のサンプル数の画像信号のうち速い方の速度と同じでよく、従来例のようにその数倍の処理速度を必要とせず、更に、半固定フィルタ及び固定フィルタのタップ数を十分とることにより、周波数特性は、理想的なものに近づけることができ、以上から周波数特性の劣化や折り返し歪みを少なくでき、高速処理や複雑な処理を用いることなく、画質を保ちながら連続的に画像を縮小できる。
【００５２】
また、本発明によれば、拡大時には可変フィルタ手段を作用させないことで、任意変換比での拡大ができるため、拡大から縮小までを高速処理や複雑な処理を用いることなく画質を保ちながら連続的に対処できる。
【００５３】
更に、本発明によれば、複数の位相シフトフィルタを、隣接位相のフィルタ係数に対する差分の係数で構成することにより、各位相シフトフィルタを独立に構成したものより処理量や回路量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像サンプル数変換方法及び装置の一実施の形態の構成図である。
【図２】図１中の可変ＬＰＦの一例の構成図である。
【図３】図１中の位相シフトフィルタの第１の実施の形態の構成図である。
【図４】図１の縮小時サンプル数変換の様子を示す図である。
【図５】図１の拡大時サンプル数変換の様子を示す図である。
【図６】図１中の位相シフトフィルタの第２の実施の形態の構成図である。
【図７】従来の画像サンプル数変換方法及び装置の一例の構成図である。
【図８】従来のサンプル数変換の様子を示す図である。
【符号の説明】
１画像入力端子
２可変ＬＰＦ
３、７画素バッファ
４、５スイッチ
６画素間引器
８画像出力端子
９画素選択器
１０変換比入力端子
１１、１２、１３、１４位相シフトフィルタ（ＡＰＦ）
２８、７９、９０加算器
２９、８０、９１信号出力端子
３１、６１信号入力端子
３２〜３７、６２〜６８画素遅延器
４１〜４７乗算器
５１〜５７係数メモリ
７１〜７８、８１〜８８固定乗算器

Claims

供給される第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）で変換して第２のサンプル数の画像信号に変換する画像サンプル数変換方法において、
前記第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列に対し、前記サンプル数変換比が所定範囲のときに該サンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、高域抑圧画像信号を得る第１のステップと、
前記第１のステップにより得られた画像信号に対して周波数通過帯域を保持したままサンプル位相を変化させ、互いに異なった位相関係でリサンプルされた複数のリサンプル画像信号を得る第２のステップと、
前記サンプル数変換比に応じて、各変換前の画素と変換後の画素のサンプル位相関係を算出し、前記複数のリサンプル画像信号から、各変換後の画素のサンプル位相に最も近いリサンプル画像信号を選択して前記第２のサンプル数の画像信号を得る第３のステップと
を含むことを特徴とする画像サンプル数変換方法。
前記第１のステップは、前記サンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）が１に満たない場合に、前記第１のサンプル数の画像信号に対して前記サンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、前記サンプル数変換比が１以上の場合は、前記第１のサンプル数の画像信号に対して前記高い周波数成分の抑圧を行わず、全域通過させることを特徴とする請求項１記載の画像サンプル数変換方法。
供給される第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列を、あらかじめ設定されたサンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）で変換して第２のサンプル数の画像信号に変換する画像サンプル数変換装置において、
前記第１のサンプル数の画像信号の水平方向または垂直方向の画素列に対し、前記サンプル数変換比が所定範囲のときには該サンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、高域抑圧画像信号を得る可変フィルタ手段と、
前記可変フィルタ手段の出力画像信号に対して周波数帯域制限せずにサンプル位相を変化させ、互いに異なった位相関係でリサンプルされた複数のリサンプル画像信号を得る複数の全域通過位相シフトフィルタで構成されたフィルタ群と、
前記サンプル数変換比に応じて、各変換前の画素と変換後の画素のサンプル位相関係を算出し、前記複数のリサンプル画像信号から、各変換後の画素のサンプル位相に最も近いリサンプル画像信号を選択して前記第２のサンプル数の画像信号を得る信号選択手段と
を有することを特徴とする画像サンプル数変換装置。
前記可変フィルタ手段は、前記サンプル数変換比（変換後サンプル数／変換前サンプル数）が１に満たない場合に、前記第１のサンプル数の画像信号に対して前記サンプル数変換比に相当する周波数より高い周波数成分を抑圧し、前記サンプル数変換比が１以上の場合は、前記第１のサンプル数の画像信号に対して前記高い周波数成分の抑圧を行わず、全域通過させることを特徴とする請求項３記載の画像サンプル数変換装置。