JP2010283601A - 解像度変換装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の解像度変換装置は、補間画素の周辺領域が含むエッジ又は細線の方向を表す補間方向に応じた第1の2次元係数を算出する。第1の2次元係数と等方的な分布を示す補間関数を用いて算出される第2の2次元係数とを、周辺領域が補間方向のエッジまたは細線を含むことの確からしさ(補間方向の信頼度z)に応じた重みで合成し、第3の2次元係数を算出する。第3の2次元係数と、補間画素の周辺画素の画素値とを積和演算し、補間画素の画素値を得る。周辺領域が含むエッジの方向の信頼度z1と、周辺領域が含む細線の方向の信頼度z2のうち、大きい方の信頼度が補間方向の信頼度zとして選択され、選択された信頼度に対応する方向が補間方向とされる。
【選択図】図1
Description
このような課題を解決するための従来技術として、エッジ部分に補間画素を生成する場合に、エッジの方向に応じた補間係数を用いて、補間画素の画素値を決定する方法がある(例えば、特許文献1,2参照)。
また、特許文献1及び特許文献2に開示の技術では、ノイズの多い部分や斜め線が交差しているような複雑なパターンを含む画像部分で、不適切な方向がエッジの方向として検出される虞がある。
それらのように誤った方向が検出されると、時間的又は空間的に補間係数が頻繁に切り替わるため、妨害感として認識される可能性がある。
に、前記周辺領域が細線を含む場合に、その細線の方向とその方向の信頼度である第2信頼度を算出し、前記第1信頼度と前記第2信頼度のうち、より高い信頼度とそれに対応する方向を、それぞれ、前記補間方向の信頼度、前記補間方向とすることを特徴とする。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例1に係る解像度変換装置及びその制御方法について説明する。本実施例に係る解像度変換装置は、入力される画像(入力画像)の解像度を補間画素を生成することにより変換する。
画像書き込み部208、メモリ209などを有する。
なお、座標値(iy,ix)は、補間画素を入力座標系へ写像した際の入力座標系での座標値であり、座標計算部202により算出される。入力座標系とは、入力画像が構成されている空間の座標系である。
][i]とを、角度算出部204で算出された補間方向の信頼度zに応じた重みで合成することにより、第3の2次元係数t[j][i]を算出する(第3係数算出手段)。
例えば、重みをα(0≦α≦1)とすると、t[j][i]は、
t[j][i]=w[j][i]×α+u[j][i]×(1−α) (式1)
のように書ける。なお、本実施例では周辺画素が(縦)4×(横)4の画素であるため、0≦j<4、0≦i<4である。
t[j][i]={w[j][i]×z
+u[j][i]×(256−z)+128}>>8 (式2)
なお、式2の“>>8”は8ビットシフト、即ち256で除算することを意味する。
y=Σ(t[j][i]×x[j][i]) (式3)
、図7に示すF3フィルタ、F4フィルタ、F5フィルタ、F6フィルタを用いる。
まず、エッジ角度算出部501は、周辺画素(4×4tap画素)の画素値とF1フィルタの積和演算、及び、周辺画素の画素値とF2フィルタの積和演算を行う(ステップS600,S601)。
5)。ステップS602で算出された値が閾値aより大きい場合には(ステップS604:YES)、エッジ角度算出部501は、周辺領域がエッジを含むと判断し、エッジの方向(角度)を算出する(ステップS606)。F1フィルタは横方向のエッジを検出するための2次元フィルタであり、F2フィルタは縦方向のエッジを検出するための2次元フィルタであるため、F1outとF2outはそれぞれ、エッジの横方向の成分、縦方向の成分と解釈できる。そのため、エッジの方向は、以下の式4により求めることができる。なお、用いる2次元フィルタの構成が異なればエッジの方向の算出方法も当然異なる。また、本実施例では、以下の式から得られる角度θをエッジの方向とはせず、角度θの値に応じて、0,45,90,135度の中からエッジの方向(角度r1)を選択する。
θ=tan−1(F2out/F1out) (式4)
z1=256×(|F1out|+|F2out|−a)/(d−a) (式5)
と表すことができる。閾値dは、例えば、周辺領域が確実にエッジを含むと認められる最小の値である。
まず、細線角度算出部502は、周辺画素の画素値とF3フィルタの積和演算、及び、周辺画素の画素値とF4フィルタの積和演算を行う(ステップS700,S701)。同様に、周辺画素の画素値とF5フィルタの積和演算、及び、周辺画素の画素値とF6フィルタの積和演算を行う(ステップS702,S703)。
結果(F3out)の絶対値は大きな値となる。F4フィルタは135度の方向の細線を検出するための2次元フィルタであり、周辺画素の画素値とF4フィルタの積和演算の演算結果をF4outとする。F5フィルタは90度の方向の細線を検出するための2次元フィルタであり、周辺画素の画素値とF5フィルタの積和演算の演算結果をF5outとする。F6フィルタは0度の方向の細線を検出するための2次元フィルタであり、周辺画素の画素値とF6フィルタの積和演算の演算結果をF6outとする。
z2=256×(|F3−6|−b)/(e−b) (式6)
と表すことができる。閾値eは、例えば、周辺領域が確実に細線を含むと認められる最小の値である。
用いて説明する。図10は、周辺画素(4×4tap画素)の一例を示す図である。図10において、枠内に記載されている数値は、それぞれ、各周辺画素の画素値を表す。以下では、閾値a,bを0、閾値dを8184、閾値eを12276として説明する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例2に係る解像度変換装置及びその制御方法について説明する。従来の方法や実施例1の方法で補間画素を生成する際に、ノイズの多い部分や斜め線が交差しているような複雑なパターン(複雑パターン)を含む領域では、誤った方向が補間方向とされる虞がある。そのような補間方向の誤算出は、画質の劣化の原因となる。そこで、本実施例では、周辺領域が複雑パターンを含む場合を考慮して補間画素の画素値を決定する構成について説明する。
を省略する。
そして、それらの2次元フィルタと周辺画素の画素値とのマッチングの度合いに応じて、周辺領域が複雑パターンを含むか否かを表す複雑有無信号nと第3信頼度z3を出力する。
z4=256−z3 (式7)
まず、複雑パターン検出部1201は、周辺画素の画素値とF7フィルタの積和演算、及び、周辺画素の画素値とF8フィルタの積和演算を行う(ステップS1300,S1301)。同様に、周辺画素の画素値とF9フィルタの積和演算、周辺画素の画素値とF10フィルタの積和演算、周辺画素の画素値とF11フィルタの積和演算を行う(ステップS1302,S1303,S1304)。
そこで、ステップS1304の次に、複雑パターン検出部1201は、ステップS1300〜S1304での演算結果の絶対値と閾値cとをそれぞれ比較する(ステップS1305)。閾値cは、例えば、周辺領域が複雑パターンを含むと認めることのできる最小の値である。なお、本実施例では、全ての絶対値を1つの閾値と比較したが、絶対値毎(用いた2次元フィルタ毎)に異なる閾値と比較してもよい。
out|、|F11out|の全て)が閾値c以下の場合には(ステップS1306:NO)、ステップS1307へ進む。ステップS1307では、複雑パターン検出部1201が、周辺領域が複雑パターンを含まないと判断し、複雑有無信号nを0とする。|F7out|、|F8out|、|F9out|、|F10out|、|F11out|のうち、少なくとも1つが閾値cより大きい場合には、ステップS1308へ進む。
ステップS1311では、複雑パターン検出部1201が、周辺領域が複雑パターンを含むと判断し、複雑有無信号nを1とする。
z3=256×(|F7−11|−c)/(g−c) (式8)
と表すことができる。閾値gは、例えば、周辺領域が確実に複雑パターンを含むと認められる最小の値である。
は1となり、式8から第3信頼度z3=64となる。よって、図15(b)の例では、補間角度rは実施例1と同様に45度となり、補間方向の信頼度zは256−64=192となる。
加え、複雑パターン部分に対してもジャギーを好適に抑制することができ、方向の誤検出による妨害感の無い高品質な解像度変換を行うことができる。
204 角度算出部
205 係数計算部
206 係数ブレンド部
207 畳込み演算部
501 エッジ角度算出部
502 細線角度算出部
503 信頼度比較部
504 角度選択部
Claims (5)
- 入力画像の解像度を補間画素を生成することにより変換する解像度変換装置であって、
前記補間画素の周囲の領域である周辺領域が含むエッジまたは細線の方向を表す補間方向と、前記周辺領域が前記補間方向のエッジまたは細線を含むことの確からしさを表す、補間方向の信頼度とを算出する補間画素方向算出手段と、
前記補間方向に応じた補間関数を用いて第1の2次元係数を算出する第1係数算出手段と、
前記第1の2次元係数と等方的な分布を示す補間関数を用いて算出される第2の2次元係数とを前記補間方向の信頼度に応じた重みで合成することにより、第3の2次元係数を算出する第3係数算出手段と、
前記第3の2次元係数と、前記補間画素の周囲に存在する複数の画素である周辺画素の画素値とを積和演算し、その演算結果を前記補間画素の画素値とする補間画素値算出手段と、
を有し、
前記補間画素方向算出手段は、
エッジを検出するための複数の2次元フィルタと、前記周辺画素の画素値とを用いて前記周辺領域がエッジを含むか否かを判断すると共に、前記周辺領域がエッジを含む場合に、そのエッジの方向とその方向の信頼度である第1信頼度を算出し、
細線を検出するための複数の2次元フィルタと、前記周辺画素の画素値とを用いて前記周辺領域が細線を含むか否かを判断すると共に、前記周辺領域が細線を含む場合に、その細線の方向とその方向の信頼度である第2信頼度を算出し、
前記第1信頼度と前記第2信頼度のうち、より高い信頼度とそれに対応する方向を、それぞれ、前記補間方向の信頼度、前記補間方向とする
ことを特徴とする解像度変換装置。 - 前記補間画素方向算出手段は、
複雑なパターンを検出するための複数の2次元フィルタと、前記周辺画素の画素値とを用いて前記周辺領域が複雑なパターンを含むか否かを判断すると共に、前記周辺領域が複雑なパターンを含む場合に、前記周辺領域が複雑なパターンを含むことの確からしさである第3信頼度を算出し、
前記周辺領域が複雑なパターンを含む場合に、前記第3信頼度に応じた信頼度を、前記補間方向の信頼度とする
ことを特徴とする請求項1に記載の解像度変換装置。 - 前記第3信頼度に応じた信頼度は、信頼度のとり得る最大値から前記第3信頼度を減じた値である
ことを特徴とする請求項2に記載の解像度変換装置。 - 第2の2次元係数は、Bi−Cubic法で用いられる補間関数を用いて算出される2次元係数である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の解像度変換装置。 - 入力画像の解像度を補間画素を生成することにより変換する解像度変換装置の制御方法であって、
エッジを検出するための複数の2次元フィルタと、前記補間画素の周囲に存在する複数の画素である周辺画素の画素値とを用いて、前記補間画素の周囲の領域である周辺領域がエッジを含むか否かを判断すると共に、前記周辺領域がエッジを含む場合に、そのエッジの方向とその方向の信頼度である第1信頼度を算出するステップと、
細線を検出するための複数の2次元フィルタと、前記周辺画素の画素値とを用いて前記
周辺領域が細線を含むか否かを判断すると共に、前記周辺領域が細線を含む場合に、その細線の方向とその方向の信頼度である第2信頼度を算出するステップと、
前記第1信頼度と前記第2信頼度のうち、より高い信頼度に対応する方向に応じた補間関数を用いて第1の2次元係数を算出するステップと、
前記第1の2次元係数と等方的な分布を示す補間関数を用いて算出される第2の2次元係数とを、前記第1信頼度と前記第2信頼度のうち、より高い信頼度に応じた重みで合成することにより、第3の2次元係数を算出するステップと、
前記第3の2次元係数と、前記複数の周辺画素の画素値とを積和演算し、その演算結果を前記補間画素の画素値とするステップと、
を有することを特徴とする解像度変換装置の制御方法。
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