JP2006165825A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い処理能力及び過大な記憶容量を必要とすることなく、迅速な縮小処理を可能とする。
【解決手段】 画像処理装置における描画処理では、横及び縦方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成される画像データを記憶する。次に、画像データを複数の領域に分けて切り出す。次に、切り出した画像データの一部又は全部に対し、画像補間による縮小処理を施して画像処理データを生成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、画像データを縮小処理する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び画像処理プログラムが記憶された記憶媒体に関する。

ビデオ装置やテレビジョン装置やビデオゲーム装置などの画像処理装置は、受信や記録媒体の再生などによって外部から得た画像データを処理して表示装置に表示させる。この外部から得られる画像データは、所定の解像度に設定されている。すなわち、画像データは、横方向及び縦方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成されている。しかし、この画像データの解像度と表示装置の解像度とは、必ずしも一致するとは限らず、表示装置の表示領域の横方向及び縦方向の画素数が、画像データの横方向及び縦方向の画素数よりも少ない場合が生じる。特に、表示装置を一体的に有する携帯可能な小型の画像処理装置の場合、表示装置の画素数は画像データの画素数よりも少なくなる場合が多い。このように、表示領域の画素数が画像データの画素数よりも少ない場合、画像処理装置は、画像データに対して画像補間による縮小処理を施して表示装置へ出力する。なお、係る画像補間には、ニアレストネイバー法やバイリニア法やバイキュービック法などがある。

しかし、同時に描画する全ての画素データに対して一括して縮小処理を施すと、画像処理装置に対する負荷が増大し、縮小処理の迅速化を図るためには、画像処理装置に対して高い処理能力が要求される。特に、動画像を表示する場合、縮小処理の迅速化に対する要求が高くなり、縮小処理を実行する回路の大型化を招く。

また、係る縮小処理を施す場合、縮小処理を実行している最中の画像データを一時的に記憶させておく必要がある。このため、全ての画素データに対し一括して縮小処理を施す場合、必要なメモリの容量が過大となる。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、高い処理能力及び過大な記憶容量を必要とせず、且つ縮小処理を迅速に行うことが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像処理装置は、記憶手段と、データ切り出し手段と、画像処理手段と、を備える。記憶手段は、直交する２方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成される画像データを記憶する。切り出し手段は、記憶手段から画像データを複数の領域に分けて切り出す。画像処理手段は、データ切り出し手段が切り出した画像データの一部又は全部に対し、画像補間による縮小処理を施して画像処理データを生成する。

上記構成によれば、同時に描画する画像データに対して一括に縮小処理を行わず、複数の領域に分けて切り出して縮小処理を行っているので、画像処理手段にかかる負荷が軽減される。従って、高い処理能力を有する画像処理装置を使用することなく、迅速な処理を行うことができる。

また、縮小処理の実行中に画像処理データを一時的に記憶させておく記憶領域の容量を、小さく抑えることができる。

また、画像データと画像処理データとが、直交する２方向のうち１方向における画素数の比がＮ：Ｍ（Ｎ，Ｍは共に自然数で且つＮ＞Ｍ）となるように設定されている場合、画像処理手段が縮小処理を施す領域の上記１方向における画素数を、Ｎの倍数に設定してもよい。

上記構成では、画像データに対応する画素領域を横方向に分割して縮小処理する際に、その処理対象となる領域の横方向の画素数をＮの倍数に設定しているので、処理対象となる領域間の境界においても、他の部分と同様に適正な縮小処理を行うことができ、この境界における画像の劣化等を確実に防止することができる。

また、データ切り出し手段が画像データから切り出す領域のうち隣接する２つの領域は、相互に重複する領域を有してもよい。

上記構成では、直交する２方向のうち１方向における画素数の比がＮ：Ｍ（Ｎ，Ｍは共に自然数で且つＮ＞Ｍ）となるように設定されている場合であって、画像処理手段が縮小処理を施す領域の上記１方向における画素数を、Ｎの倍数に設定することが不可能であり、縮小処理のために、その処理対象となる領域に隣接する他の領域内の画像データが必要となる場合であっても、データ切り出し手段が画像データから切り出す領域のうち隣接する２つの領域は、相互に重複する領域を有しているため、縮小倍率の変更に対応した縮小処理を行うことができる。

本発明によれば、高い処理能力及び過大な記憶容量を要することなく、縮小処理を迅速に行うことができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置の概略を示すブロック構成図である。

画像処理装置１は、表示装置であるＬＣＤ（液晶ディスプレイ：Liquid Crystal Display）２を一体的に有する携帯可能な小型のタイプであり、その内部に、ＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）３、ＧＰＵ（描画処理装置：Graphics Processing Unit）４、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）５、ＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）６、及びドライブ（Drive）７を備えている。ＣＰＵ３とＧＰＵ４とＤＲＡＭ５とＤＭＡＣ６とは、メインバス８を介して接続され、ＤＭＡＣ６とドライブ７とＬＣＤ２とは、サブバス９を介して接続されている。

ＣＰＵ３は、アプリケーションプログラム等の種々のプログラムに基づいて信号処理や内部構成要素の制御を行う。ＧＰＵ４は、その内部にＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１０を有し、後述する縮小処理を含む所定の画像処理を行う。

ＤＲＡＭ５には、ＣＰＵ３により実行されるプログラムやデータなどが記憶される。ＶＲＡＭ１０は、表示用のバッファエリアやテクスチャの格納などＧＰＵ４のワークエリアとして機能する。

ドライブ７は、画像データを含む種々のマルチメディアデータやアプリケーションプログラム等の種々のプログラムが記録されているＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスク（図示省略）を再生し、これらマルチメディアデータやプログラムを読み出す。なお、ドライブ７からの再生出力に対しては、ＣＤ／ＤＶＤデジタルプロセッサ（図示省略）によって誤り訂正処理（ＣＩＲＣ処理）や圧縮符号化されているデータの伸長複合化処理等が施される。ＤＲＡＭ５は、ドライブ７が読み出したマルチメディアデータやプログラムを含む種々のデータやプログラムを記憶する。ＧＰＵ４は、ＣＰＵ３からの指示に従って、画像データに対して所定の処理を施し、ＶＲＡＭ１０内に画像処理データを一時的に格納する。

ＤＭＡＣ６は、ＣＰＵ３の制御により、ＣＰＵ３、ＧＰＵ４、ＤＲＡＭ５、ドライブ７，ＬＣＤ２との間で、ＤＲＡＭ転送を行う。例えば、ドライブ７が読み出した画像データをＤＲＡＭ５へ格納し、このＤＲＡＭ５に格納された画像データをＶＲＡＭ１０へ転送し、またＶＲＡＭ１０に格納された画像処理データをＬＣＤ２へ出力する。

光ディスクに記録されている画像データの解像度は、図２（ａ）に示すように、横×縦が７２０画素（ピクセル）×４８０画素（ピクセル）である。すなわち、画像データは、横方向の画素数が７２０であり縦方向の画素数が４８０となるように矩形状に配置される複数の画素（３４５，６００画素）に対して、それぞれ設定された複数の画素データから構成されている。このうち、有効描画エリアは、横方向両端の８画素（計１６画素）を除いた７０４画素×４８０画素の領域であり、この有効描画エリアに含まれる画像データに対して、後述する縮小処理が施される。また、各画素データは、色を輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）によって表したデジタルデータである。

一方、ＬＣＤ２の解像度は、図２（ｂ）に示すように、横×縦が４８０画素×２７２画素（計１３０，５６０画素）であり、画像データの解像度よりも小さい。なお、４８０画素×２７２画素のうち、上端の１画素及び下端の１画素（計２画素）を除いた領域（４８０画素×２７０画素）が表示領域として使用され、上端の１画素ライン分と下端の１画素ライン分とには、何も表示されない。

従って、光ディスクから画像データを読み出してＬＣＤ２に描画する場合、横方向の画素数を４８０／７０４＝１５／２２倍に、縦方向の画素数を２７０／４８０＝９／１６倍に、それぞれ減少させる（画像サイズを縮小する）必要があり、ＧＰＵ４は、画像データに対して画像補間による縮小処理を施す。係る画像補間には、ニアレストネイバー法やバイリニア法やバイキュービック法などがある。ニアレストネイバー法とは、補間される画素に最も近い画素の濃度値を採用する方法である。バイリニア法とは、補間される画素の周りの４点の画素を用いて１次近似を行い濃度値を決める方法である。また、バイキュービック法とは、補間される画素の周りの１６点の画素を用いて３次近似を行い濃度値を決める方法である。本実施形態では、これらの方法のうちバイリニア法を用いて縮小処理を行っている。

次に、画像処理装置１において実行される画像処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。

まず、ドライブ７が光ディスクを再生し、画像データを読み出し（ステップＳ１）、読み出された画像データを、ＤＭＡＣ６がＤＲＡＭ５に格納する（ステップＳ２）。このとき、動画データはデコードされ、フレーム画像としてＤＲＡＭ５に格納される。

次に、ＤＲＡＭ５が、ＤＭＡＣ６内の画像データのうち同時に描画する画像データを４つの領域に分けて切り出し、ＶＲＡＭ１０へ順次転送し格納する（ステップＳ３）。

ここで、同時に描画する画像データは、横×縦が７２０画素×４８０画素となるように矩形状に配置される複数の画素（３４５，６００画素）に対応してそれぞれ設定された複数の画素データであり、この７２０画素×４８０画素の領域のうち、一回に切り出される各領域は、図４に示すように、横×縦が１９２画素×４８０画素となる短冊状の領域に設定されている。すなわち、この１９２画素×４８０画素の領域に含まれる全ての画素データが、一回に転送される画像データとなる。また、一回に切り出される領域のうち隣接する領域同士は、１６画素分の重複領域を有している。従って、切り出される１９２画素×４８０画素の領域のうち、有効描画エリアに含まれるのは横方向両端の８画素（計１６画素）を除いた１７６画素×４８０画素の領域である。なお、ＤＭＡＣ６からＶＲＡＭ１０への画像データの転送は、後述するステップＳ４の処理の完了に伴って順次行われる。

また、ＤＭＡＣ６からＶＲＡＭ１０への画像データの転送に際し、各画素データは、輝度（Ｙ）及び色差（Ｃｒ，Ｃｂ）によって表されたデジタルデータから、光の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって表されたデジタルデータに変換処理される。すなわち、ＶＲＡＭ１０内の画素データは、光の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって表されたデジタルデータとなる。

次に、ＧＰＵ４が、ＶＲＡＭ１０内の画像データをさらに２つの領域に分けて切り出してバイリニア法による縮小処理を施し、縮小後の画像処理データをＶＲＡＭ１０に再度格納する（ステップＳ４）。

ここで、縮小前のＶＲＡＭ１０内の画像データは、横×縦が１９２画素×４８０画素となる領域に対応しており、この１９２画素×４８０画素の領域のうち、一回に切り出される各領域は、図５に示すように、横×縦が９６画素×４８０画素となる短冊状の領域に設定されている。また、この９６画素×４８０画素の領域のうち、横方向の一端（図中右側の領域の場合は右端、左側の領域の場合は左端）の８画素を除いた８８画素×４８０画素の領域に対して、縮小処理が施される。

すなわち、縮小処理は、当初の画像データ（７２０画素×４８０画素）の有効描画エリア（７０４画素×４８０画素）を、８等分に縦割りした細長短冊状の各領域（８８画素×４８０画素）に対して施される。

このように、同時に描画する画像データに対して一括に縮小処理を行わず、複数の領域に分けて切り出して縮小処理を行うことによって、一度に処理する画像データのデータ量が著しく減少するため、ＧＰＵ４にかかる負荷が軽減される。すなわち、高い処理能力を有するＧＰＵ４を使用することなく、迅速な処理を行うことができる。また、ＶＲＡＭ１０の記憶容量も小さく抑えることができる。

また、縮小処理を行う領域を８８画素×４８０画素に設定したのは、以下の理由による。

本実施形態は、横方向を１５／２２倍に、縦方向を９／１６倍に、それぞれ縮小している。換言すると、有効描画エリアにおいて、画像データと画像処理データとは、横方向における画素数の比が２２：１５となるように、また横方向における画素数の比が１６：９となるように、それぞれ設定されている。これは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、２２画素×１６画素の領域（単位領域）に対応する画像データを、１５画素×９画素の領域に対応する画像処理データに縮小処理することに相当し、処理対象となる領域（処理対象領域）では、図７（ａ）に示すように横４列×縦３０段の単位領域（２２画素×１６画素）がそれぞれ１５画素×９画素に縮小されて図７（ｂ）に示す状態となる。従って、画像データに対応する画素領域を横方向に分割して縮小処理する際に、その処理対象領域の横方向の画素数を２２の倍数である８８画素に設定することにより、処理対象領域間の境界においても、他の部分と同様に適正な縮小処理を行うことができ、この境界における画像の劣化等を確実に防止することができる。

次に、上記ステップＳ４の処理が８回繰り返され、同時に描画する画像処理データがＶＲＡＭ１０に全て格納されると、ＧＰＵ４がこれらを合成し、ＤＭＡＣ６が合成された画像処理データをＬＣＤ２へ転送出力する。

以上説明したように、本実施形態によれば、同時に描画する画像データに対して一括に縮小処理を行わず、複数の領域に分けて切り出して縮小処理を行っているので、ＧＰＵ４にかかる負荷が軽減される。従って、高い処理能力を有するＧＰＵ４を使用することなく、迅速な処理を行うことができる。また、ＶＲＡＭ１０の記憶容量も小さく抑えることができる。

また、画像データに対応する画素領域を横方向に分割して縮小処理する際に、その処理対象領域の横方向の画素数を２２の倍数である８８画素に設定しているので、処理対象領域間の境界においても、他の部分と同様に適正な縮小処理を行うことができ、この境界における画像の劣化等を確実に防止することができる。

また、縮小倍率の変更に際し、有効描画エリアにおいて、横方向画素数の比がＮ１：Ｍ１（Ｎ１，Ｍ１は共に自然数で且つＮ１＞Ｍ１）となるように設定し、且つＧＰＵ４が縮小処理を施す処理対象領域の横方向における画素数を、Ｎ１の倍数に設定しておくことにより、倍率の変更後も上記と同様の効果を得ることができる。

さらに、縮小倍率の変更に際し、ＧＰＵ４が縮小処理を施す処理対象領域の横方向における画素数を、上記Ｎ１の倍数に設定することが不可能の場合、縮小処理のため隣接する他の処理対象領域内の画像データが必要となる場合ある。係る場合であっても、ＤＲＡＭ５が、ＤＭＡＣ６内の画像データから一回に切り出す領域のうち隣接する領域同士は１６画素分の重複領域を有しているため、縮小倍率の変更に対応した縮小処理を行うことができる。

なお、本実施形態では、光ディスクを再生して画像を描画する画像処理装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビデオ装置やテレビジョン装置やビデオゲーム装置など様々な画像処理装置に適用することができる。

すなわち、本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略を示すブロック構成図である。 縮小処理の前後の解像度を示す模式図であり、（ａ）は縮小処理前を、（ｂ）は縮小処理後をそれぞれ示している。 画像処理のフローチャートである。 切り出す前の画像データを説明する模式図である。 ＤＲＡＭが切り出した後の画像データを説明する模式図である。 単位領域を説明する模式図であり、（ａ）は縮小処理前を、（ｂ）は縮小処理後をそれぞれ示している。 縮小処理の対象となる領域を示す模式図であり、（ａ）は縮小処理前を、（ｂ）は縮小処理後をそれぞれ示している。

符号の説明

１ 画像処理装置
２ ＬＣＤ
３ ＣＰＵ
４ ＧＰＵ
５ ＤＲＡＭ
６ ＤＭＡＣ
７ ドライブ
８ メインバス
９ サブバス
１０ ＶＲＡＭ

Claims (10)

1. 直交する２方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成される画像データに対して、画像補間による縮小処理を施して画像処理データを生成する画像処理装置であって、
   上記画像データを記憶する記憶手段と、
   上記記憶手段から上記画像データを複数の領域に分けて切り出すデータ切り出し手段と、
   上記データ切り出し手段が切り出した画像データの一部又は全部に対し、上記縮小処理を施して画像処理データを生成する画像処理手段と、
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   上記画像データと上記画像処理データとは、上記直交する２方向のうち１方向における画素数の比がＮ：Ｍ（Ｎ，Ｍは共に自然数で且つＮ＞Ｍ）となるように設定され、
   上記画像処理手段が上記縮小処理を施す領域の上記１方向における画素数は、Ｎの倍数に設定されている
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   上記データ切り出し手段が上記画像データから切り出す領域のうち隣接する２つの領域は、相互に重複する領域を有する
   ことを特徴とする画像処理装置。
4. 直交する２方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成される画像データに対して、画像補間による縮小処理を施して画像処理データを生成する画像処理方法であって、
   記憶手段が、上記画像データを記憶するステップと、
   データ切り出し手段が、上記記憶手段から上記画像データを複数の領域に分けて切り出すステップと、
   上記データ切り出し手段が切り出した画像データの一部又は全部に対し、画像処理手段が上記縮小処理を施して画像処理データを生成するステップと、
   を備えたことを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項４に記載の画像処理方法であって、
   上記画像データと上記画像処理データとは、上記直交する２方向のうち１方向における画素数の比がＮ：Ｍ（Ｎ，Ｍは共に自然数で且つＮ＞Ｍ）となるように設定され、
   上記画像処理手段が上記縮小処理を施す領域の上記１方向における画素数は、Ｎの倍数に設定されている
   ことを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項４に記載の画像処理方法であって、
   上記データ切り出し手段が上記画像データから切り出す領域のうち隣接する２つの領域は、相互に重複する領域を有する
   ことを特徴とする画像処理方法。
7. 直交する２方向にそれぞれ所定数ずつ配置されて略矩形状を形成する複数の画素にそれぞれ対応した複数の画素データから構成される画像データを記憶するステップと、
   上記画像データを複数の領域に分けて切り出すステップと、
   上記切り出した画像データの一部又は全部に対し、画像補間による縮小処理を施して画像処理データを生成するステップと、
   をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
8. 請求項７に記載の画像処理プログラムであって、
   上記画像データと上記画像処理データとは、上記直交する２方向のうち１方向における画素数の比がＮ：Ｍ（Ｎ，Ｍは共に自然数で且つＮ＞Ｍ）となるように設定され、
   上記画像処理手段が上記縮小処理を施す領域の上記１方向における画素数は、Ｎの倍数に設定されている
   ことを特徴とする画像処理プログラム。
9. 請求項７に記載の画像処理プログラムであって、
   上記データ切り出し手段が上記画像データから切り出す領域のうち隣接する２つの領域は、相互に重複する領域を有する
   ことを特徴とする画像処理プログラム。
10. 請求項７〜請求項９の何れかに記載の画像処理プログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
    

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