JP2011044090A - Image processing device and method, and image display device - Google Patents

Image processing device and method, and image display device Download PDF

Info

Publication number
JP2011044090A
JP2011044090A JP2009193279A JP2009193279A JP2011044090A JP 2011044090 A JP2011044090 A JP 2011044090A JP 2009193279 A JP2009193279 A JP 2009193279A JP 2009193279 A JP2009193279 A JP 2009193279A JP 2011044090 A JP2011044090 A JP 2011044090A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
frequency component
pixel value
enlarged
high frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009193279A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5300656B2 (en
Inventor
Shotaro Moriya
正太郎 守谷
Satoshi Yamanaka
聡 山中
Koji Minami
浩次 南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2009193279A priority Critical patent/JP5300656B2/en
Publication of JP2011044090A publication Critical patent/JP2011044090A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5300656B2 publication Critical patent/JP5300656B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnified image having a sense of a resolution without causing an unnatural change of luminance in the vicinity of an edge. <P>SOLUTION: An input image (Din) is magnified to output a first magnified image (D2A)(2A), and a high-frequency component image (D1) of the input image (Din) is magnified to output a second magnified image (D2B)(2B). A high-frequency component of the second magnified image (D2B) is extracted to output a first intermediate image (D32A)(32A), and a second intermediate image (D32B) obtained by performing nonlinear processing on the second magnified image (D2B) is outputted (30). The device includes at least one of a first frequency component image correction means (33A) which outputs a third intermediate image (D33A) based on the second magnified image (D2B) and the first intermediate image (D32A), and a second high-frequency component image correction means (33B) which outputs a fourth intermediate image (D33B) based on the second magnified image (D2B) and the second intermediate image (D32B). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル化された画像を拡大する画像処理装置及び方法、並びに画像表示装置及び方法に関するものであり、画像を拡大する際に、高周波数成分を生成することによって、解像感の高い拡大画像を得るものである。   The present invention relates to an image processing apparatus and method for enlarging a digitized image, and an image display apparatus and method, and generates a high frequency component when enlarging an image, thereby providing a high resolution feeling. An enlarged image is obtained.

一般に画像処理装置は、出力画像の画素数が入力画像の画素数より多い場合、画像を拡大処理しなければならない。従来の画像処理装置では注目する画素近傍の画素がもつ画素値を重み付け加算して画像を拡大していた。   In general, when the number of pixels of the output image is larger than the number of pixels of the input image, the image processing apparatus must enlarge the image. In a conventional image processing apparatus, an image is enlarged by weighting and adding pixel values of pixels in the vicinity of the pixel of interest.

例えば特許文献1に記載された画像処理装置においては、各シフトレジスタからそれぞれ出力される主走査方向の隣り合った5個の画素データに所定の重み付け定数を乗算し、各画素データにおける乗算結果を加算するための演算回路を備え、画像データの拡大処理を行う場合に、演算回路での演算結果をこれらの画素データの中央の画素データとしてセレクタにて選択して出力している。   For example, in the image processing apparatus described in Patent Document 1, five adjacent pixel data in the main scanning direction output from each shift register are multiplied by a predetermined weighting constant, and the multiplication result in each pixel data is obtained. An arithmetic circuit for adding is provided, and when image data enlargement processing is performed, the arithmetic result in the arithmetic circuit is selected and output by the selector as pixel data at the center of these pixel data.

特開平6−311346号公報(図1)JP-A-6-31346 (FIG. 1)

注目する画素近傍の画素がもつ画素値を重み付け加算することは入力画像の低周波数成分のみを通過させるローパスフィルタ処理となる。従って、上記の従来の技術では、拡大画像に対して高周波数成分を十分に与えることが出来ないため、拡大画像の解像感が失われるという問題があった。   Weighting and adding pixel values of pixels in the vicinity of the target pixel is a low-pass filter process that passes only the low-frequency component of the input image. Therefore, the above-described conventional technique has a problem that the resolution of the enlarged image is lost because a high-frequency component cannot be sufficiently applied to the enlarged image.

本発明は上述のような課題を解消するためになされたもので、本発明の画像処理装置は、
入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第1の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像を入力とし、第3の中間画像を出力する第1の高周波数成分画像補正手段をさらに備え、
前記第3の中間画像が前記第1の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the image processing apparatus of the present invention includes:
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the input image and generating a first high frequency component image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing apparatus having the first enlarged image and the first addition means for adding the second high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
First correction component generation means including second high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the second enlarged image and outputting a first intermediate image;
Second correction component generation means including nonlinear processing image generation means for outputting a second intermediate image obtained by performing processing including nonlinear processing on the second enlarged image;
A second addition means for adding the output of the first correction component generation means and the output of the second correction component generation means;
The result of the addition in the second addition means is used as the output of the high frequency component image processing means,
The first correction component generation means further includes first high-frequency component image correction means for receiving the second enlarged image and the first intermediate image and outputting a third intermediate image,
The third intermediate image is used as an output of the first correction component generation means.

本発明によれば、拡大画像に対して拡大画像のエッジ近傍に不自然な輝度の変化を生じることなく、高周波数成分を十分に与えることができ、解像感のある拡大画像を得ることができる。   According to the present invention, a high-frequency component can be sufficiently given without causing an unnatural change in luminance near the edge of the enlarged image with respect to the enlarged image, and an enlarged image with a sense of resolution can be obtained. it can.

本発明の実施の形態1の画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1の画像処理装置を用いた画像表示装置に構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of an image display device using the image processing device according to the first embodiment. 図1の画像処理装置の構成をより詳細に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of FIG. 1 in detail. (a)〜(d)は、画像拡大手段2Aの動作を示す画素配置図である。(A)-(d) is a pixel arrangement | positioning figure which shows operation | movement of the image expansion means 2A. 画像拡大手段2Aの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of 2 A of image expansion means. 画像拡大手段2Bの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the image expansion means 2B. 水平方向非線形処理手段31hの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the horizontal direction nonlinear processing means 31h. 垂直方向非線形処理手段31vの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the vertical direction nonlinear processing means 31v. 高周波数成分画像補正手段33Aの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of 33 A of high frequency component image correction means. (a)〜(d)は、拡大画像D2Bh、D2Bv、水平方向中間画像D32Ah、及び垂直方向中間画像D32Avにおける画素配置を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the pixel arrangement | positioning in enlarged image D2Bh, D2Bv, horizontal direction intermediate image D32Ah, and vertical direction intermediate image D32Av. 高周波数成分画像補正手段33Bの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the high frequency component image correction means 33B. (a)〜(d)は、拡大画像D2Bh、D2Bv、水平方向中間画像D32Bh、及び垂直方向中間画像D32Bvにおける画素配置を表す図である。(A)-(d) is a figure showing the pixel arrangement | positioning in enlarged image D2Bh, D2Bv, horizontal direction intermediate image D32Bh, and vertical direction intermediate image D32Bv. (a)〜(d)は、拡大画像D2Aを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining enlarged image D2A. (a)〜(f)は、中間画像D32Aを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining intermediate | middle image D32A. (a)〜(c)は、中間画像D32Bを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining intermediate image D32B. (a)〜(e)は、ステップエッジ信号とステップエッジ信号を異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号とその高周波数成分の信号強度を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the signal intensity | strength obtained when a step edge signal and a step edge signal are sampled with a different sampling frequency, and the signal strength of the high frequency component. (a)〜(f)は、非線形処理手段31と高周波数成分画像生成手段32Bの動作を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the signal strength for demonstrating operation | movement of the nonlinear processing means 31 and the high frequency component image generation means 32B. (a)〜(d)は、中間画像D32A、D32Bを加算する効果を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the signal strength for demonstrating the effect which adds intermediate image D32A, D32B. (a)〜(i)は、高周波数成分画像補正手段33Bの効果の説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(i) is a figure which shows the signal strength for demonstrating the effect of the high frequency component image correction means 33B. (a)〜(i)は、高周波数成分画像補正手段33Aの効果の説明図である。(A)-(i) is explanatory drawing of the effect of the high frequency component image correction means 33A. 拡大画像Doutの周波数スペクトルの説明図である。It is explanatory drawing of the frequency spectrum of the expansion image Dout. (a)〜(e)は、ステップエッジ信号とステップエッジ信号を異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号とその高周波数成分の信号強度を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the signal intensity | strength obtained when a step edge signal and a step edge signal are sampled with a different sampling frequency, and the signal strength of the high frequency component. (a)〜(f)は、非線形処理手段31と高周波数成分画像生成手段32Bの動作を説明するための信号の強度を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the strength of the signal for demonstrating operation | movement of the nonlinear processing means 31 and the high frequency component image generation means 32B. 本発明の実施の形態2の画像処理装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the image processing apparatus of Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2の画像処理方法を示すフロー図である。10 is a flowchart illustrating an image processing method according to Embodiment 2. FIG. 高周波数成分画像生成ステップST1を示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image generation step ST1. 画像拡大ステップST2Bを示すフロー図である。It is a flowchart which shows image expansion step ST2B. 高周波数成分画像処理ステップST3を示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image processing step ST3. 水平方向非線形処理ステップST31hを示すフロー図である。It is a flowchart which shows horizontal direction nonlinear process step ST31h. 垂直方向非線形処理ステップST31vを示すフロー図である。It is a flowchart which shows vertical direction nonlinear processing step ST31v. 高周波数成分画像補正ステップST33Aを示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image correction step ST33A. 高周波数成分画像補正ステップST33Bを示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image correction step ST33B. 実施の形態1の画像処理装置の変形例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a modification of the image processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態2の画像処理方法の変形例を示すフロー図である。FIG. 10 is a flowchart showing a modification of the image processing method according to the second embodiment.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による画像処理装置の構成を表す図であり、例えば図2に示す画像表示装置の一部として用いることができる。ここで図2に示す画像表示装置は図1に示す画像処理装置を内部に含む画像処理装置U1及び表示部9を備えており、画像処理装置U1において画像DORGに対する出力として得られた画像DU1が表示部9に表示される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and can be used as a part of the image display apparatus shown in FIG. 2, for example. Here, the image display apparatus shown in FIG. 2 includes an image processing apparatus U1 including the image processing apparatus shown in FIG. 1 and a display unit 9, and an image DU1 obtained as an output for the image DORG in the image processing apparatus U1. It is displayed on the display unit 9.

実施の形態1による画像処理装置は、画像拡大手段2Aと、高周波数成分画像生成手段1と、画像拡大手段2Bと、高周波数成分画像処理手段3と、加算手段4とを備える。
画像拡大手段2Aは、入力画像Dinを拡大して拡大画像D2Aを生成する。
高周波数成分画像生成手段1は、入力画像Dinの高周波数成分のみを取り出して高周波数成分画像D1を生成する。
The image processing apparatus according to Embodiment 1 includes an image enlarging means 2A, a high frequency component image generating means 1, an image enlarging means 2B, a high frequency component image processing means 3, and an adding means 4.
The image enlarging means 2A enlarges the input image Din and generates an enlarged image D2A.
The high frequency component image generation means 1 extracts only the high frequency component of the input image Din and generates a high frequency component image D1.

画像拡大手段2Bは、高周波数成分画像生成手段1から出力される高周波数成分画像D1を拡大して拡大画像(高周波数成分拡大画像)D2Bを生成する。
高周波数成分画像処理手段3は、画像拡大手段2Bから出力される拡大画像D2Bに対して後述の処理を行い、高周波数成分画像(高周波数成分処理画像)D3を生成する。
The image enlarging means 2B enlarges the high frequency component image D1 output from the high frequency component image generating means 1 to generate an enlarged image (high frequency component enlarged image) D2B.
The high frequency component image processing means 3 performs a process described later on the enlarged image D2B output from the image enlargement means 2B, and generates a high frequency component image (high frequency component processed image) D3.

加算手段4は、画像拡大手段2Aから出力される拡大画像D2Aに、高周波数成分画像処理手段3から出力される高周波数成分画像D3を加算して、その結果を最終的な拡大画像、即ち出力画像Doutとして出力する。加算手段4の出力は、例えば図2に示す画像表示装置の表示部9に画像DU1として供給され、表示部9による画像表示に用いられる。   The adding means 4 adds the high frequency component image D3 output from the high frequency component image processing means 3 to the enlarged image D2A output from the image enlarging means 2A, and the result is the final enlarged image, that is, the output Output as an image Dout. The output of the adding means 4 is supplied as, for example, an image DU1 to the display unit 9 of the image display device shown in FIG.

なお、本明細書において、拡大、高周波数成分生成、高周波数成分処理などの処理は「画像」に対して行なわれる旨記載されるが、具体的には、画像を表すデジタルデータに対して行われる。また、「画像」との記載も具体的には「画像データ」を意味する場合がある。   In this specification, it is described that processing such as enlargement, high-frequency component generation, and high-frequency component processing is performed on an “image”. Specifically, it is performed on digital data representing an image. Is called. In addition, the description of “image” may specifically mean “image data”.

画像拡大手段2A、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、及び高周波数成分画像処理手段3の詳細な動作については後述するが、高周波数成分画像D3のもつ周波数成分は拡大画像D2Aがもつ周波数成分より高い周波数帯域のものとなる。従って加算手段4において拡大画像D2Aに高周波数成分画像D3を加算することで、高周波数成分を多く含んだ拡大画像Doutを得ることができる。   Detailed operations of the image enlarging unit 2A, the high frequency component image generating unit 1, the image enlarging unit 2B, and the high frequency component image processing unit 3 will be described later. The frequency component of the high frequency component image D3 is obtained by the enlarged image D2A. The frequency component is higher than the frequency component. Therefore, by adding the high frequency component image D3 to the enlarged image D2A in the adding means 4, an enlarged image Dout containing a large amount of high frequency components can be obtained.

図3は図1に示した実施の形態1による画像処理装置の構成の詳細を表す図である。以下、図3を参照して、画像拡大手段2A、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、及び高周波数成分画像処理手段3の構成をより詳細に説明する。   FIG. 3 is a diagram showing details of the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Hereinafter, the configuration of the image enlarging means 2A, the high frequency component image generating means 1, the image enlarging means 2B, and the high frequency component image processing means 3 will be described in more detail with reference to FIG.

画像拡大手段2Aは、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方に画像を拡大するものであり、例えば、水平方向及び垂直方向に同じ倍率で拡大を行なうが、代わりに、水平方向及び垂直方向に異なる倍率で拡大を行なうものであっても良い。また、水平方向及び垂直方向の一方にのみ拡大を行なうものであっても良く、例えば入力画像に対して表示画面が横長である場合に水平方向にのみ拡大を行なうことがある。   The image enlarging means 2A is for enlarging an image in at least one of the horizontal direction and the vertical direction. For example, the image enlarging means 2A enlarges the image in the horizontal direction and the vertical direction at the same magnification, but instead has different magnifications in the horizontal direction and the vertical direction. It is also possible to perform enlargement with. Further, enlargement may be performed only in one of the horizontal direction and the vertical direction. For example, when the display screen is horizontally long with respect to the input image, enlargement may be performed only in the horizontal direction.

高周波数成分画像生成手段1は、入力画像Dinの高周波数成分(所定の周波数Fbよりも高い成分)を取り出して、高周波数成分画像D1を生成するものであり、後述の方法でそれぞれ水平方向高周波数成分画像D1h及び垂直方向高周波数成分画像D1vを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段1h及び垂直方向高周波数成分画像生成手段1vを備える。水平方向高周波数成分画像D1hと垂直方向高周波数成分画像D1vとで高周波数成分画像D1が構成されている。   The high frequency component image generation means 1 extracts a high frequency component (a component higher than the predetermined frequency Fb) of the input image Din and generates a high frequency component image D1. A horizontal high-frequency component image generating unit 1h and a vertical high-frequency component image generating unit 1v that generate a frequency component image D1h and a vertical high-frequency component image D1v are provided. The high frequency component image D1 is composed of the horizontal high frequency component image D1h and the vertical high frequency component image D1v.

画像拡大手段2Bは、水平方向高周波数成分画像D1hを拡大した拡大画像D2Bhを生成する画像拡大手段2Bh及び垂直方向高周波数成分画像D1vを拡大した拡大画像D2Bvを生成する画像拡大手段2Bvを備える。拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvとで拡大画像D2Bが構成されている。   The image enlarging means 2B includes an image enlarging means 2Bh that generates an enlarged image D2Bh obtained by enlarging the horizontal high-frequency component image D1h, and an image enlarging means 2Bv that generates an enlarged image D2Bv obtained by enlarging the vertical high-frequency component image D1v. The enlarged image D2B is composed of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv.

画像拡大手段2Aが水平方向及び垂直方向の両方向に拡大を行なう場合、画像拡大手段2Bhは、水平方向高周波数成分画像D1hを水平方向及び垂直方向の両方向に拡大し、画像拡大手段2Bvは、垂直方向高周波数成分画像D1vを水平方向及び垂直方向の両方向に拡大する。画像拡大手段2Bh及び2Bvによる、水平方向高周波数成分画像D1h及び垂直方向高周波数成分画像D1vの拡大は、画像拡大手段2Aによる拡大と水平方向及び垂直方向の各々について同じ倍率で行なわれる。   When the image enlarging means 2A enlarges in both the horizontal and vertical directions, the image enlarging means 2Bh enlarges the horizontal high frequency component image D1h in both the horizontal and vertical directions, and the image enlarging means 2Bv The direction high frequency component image D1v is enlarged in both the horizontal direction and the vertical direction. The enlargement of the horizontal high-frequency component image D1h and the vertical high-frequency component image D1v by the image enlargement means 2Bh and 2Bv is performed at the same magnification for each of the enlargement by the image enlargement means 2A and the horizontal and vertical directions.

高周波数成分画像処理手段3は、第1の補正成分生成手段3Aと、第1の補正成分生成手段3Bと、加算手段34を備えている。第1の補正成分生成手段3Aは、高周波数成分画像生成手段32Aと、高周波数成分画像補正手段33Aとを備え、第2の補正成分生成手段3Bは、非線形処理画像生成手段30と、高周波数成分画像補正手段33Bとを備える。   The high frequency component image processing means 3 includes a first correction component generation means 3A, a first correction component generation means 3B, and an addition means 34. The first correction component generation unit 3A includes a high frequency component image generation unit 32A and a high frequency component image correction unit 33A, and the second correction component generation unit 3B includes a nonlinear processing image generation unit 30 and a high frequency component. Component image correcting means 33B.

高周波数成分画像生成手段32Aは、拡大画像D2Bの高周波数成分(所定の周波数Fdよりも高い成分)を取り出して中間画像(高周波数成分画像)D32Aを出力するものであり、拡大画像D2Bhに含まれる水平方向の高周波数成分のみを取り出した水平方向中間画像D32Ahを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahと、拡大画像D2Bvの垂直方向の高周波数成分のみを取り出した垂直方向中間画像D32Avを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avを備え、高周波数成分画像生成手段32Aからは、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが出力される。   The high frequency component image generating means 32A extracts the high frequency component (component higher than the predetermined frequency Fd) of the enlarged image D2B and outputs an intermediate image (high frequency component image) D32A, which is included in the enlarged image D2Bh. A horizontal high-frequency component image generating unit 32Ah that generates a horizontal intermediate image D32Ah that extracts only the high-frequency component in the horizontal direction, and a vertical intermediate image D32Av that extracts only the high-frequency component in the vertical direction of the enlarged image D2Bv. A vertical high-frequency component image generating unit 32Av is generated, and an intermediate image D32A composed of a horizontal intermediate image D32Ah and a vertical intermediate image D32Av is output from the high-frequency component image generating unit 32A.

非線形処理画像生成手段(エッジ鮮鋭化画像生成手段)30は、拡大画像D2Bに対して非線形処理を含む処理を行った中間画像(エッジ鮮鋭化画像)D32Bを出力するものであり、非線形処理手段31、及び高周波数成分画像生成手段32Bを備える。
非線形処理手段31は、拡大画像D2Bに対して後述するエッジの鮮鋭化のための非線形処理を行った非線形処理画像D31を生成する。
高周波数成分画像生成手段32Bは非線形処理画像D31に含まれる高周波数成分(所定の周波数Ffよりも高い成分)のみを取り出した中間画像D32Bを出力する。
The nonlinear processed image generating means (edge sharpened image generating means) 30 outputs an intermediate image (edge sharpened image) D32B obtained by performing processing including nonlinear processing on the enlarged image D2B. And high frequency component image generation means 32B.
The nonlinear processing means 31 generates a nonlinear processed image D31 obtained by performing nonlinear processing for edge sharpening, which will be described later, on the enlarged image D2B.
The high frequency component image generating unit 32B outputs an intermediate image D32B obtained by extracting only the high frequency component (component higher than the predetermined frequency Ff) included in the nonlinear processed image D31.

非線形処理手段31は、拡大画像D2Bhに対して非線形処理した非線形処理画像D31hを生成する水平方向非線形処理手段31hと、拡大画像D2Bvに対して非線形処理した非線形処理画像D31vを生成する垂直方向非線形処理手段31vを備えており、非線形処理画像D31は非線形処理画像D31hと非線形処理画像D31vから成る。   The non-linear processing means 31 generates a non-linear processed image D31h that is non-linearly processed with respect to the enlarged image D2Bh, and a vertical non-linear process that generates a non-linearly processed image D31v that is non-linearly processed with respect to the enlarged image D2Bv. Means 31v is provided, and the nonlinear processed image D31 is composed of a nonlinear processed image D31h and a nonlinear processed image D31v.

高周波数成分画像生成手段32Bは、非線形処理画像D31hから高周波数成分を取り出し、水平方向中間画像D32Bhを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhと、非線形処理画像D31vから高周波数成分を取り出し、垂直方向中間画像D32Bvを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvを備え、中間画像D32Bは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る。   The high frequency component image generation unit 32B extracts the high frequency component from the nonlinear processed image D31h, extracts the high frequency component from the horizontal processed high frequency component image generation unit 32Bh that generates the horizontal intermediate image D32Bh, and the nonlinear processed image D31v, A vertical high frequency component image generating means 32Bv for generating a vertical intermediate image D32Bv is provided, and the intermediate image D32B is composed of a horizontal intermediate image D32Bh and a vertical intermediate image D32Bv.

高周波数成分画像補正手段33Aは、拡大画像D2Bと中間画像D32Aを入力とし、第3の中間画像(補正画像)D33Aを出力する。
高周波数成分画像補正手段33Bは、拡大画像D2Bと中間画像D32Bを入力とし、中間画像(補正画像)D33Bを出力する。
加算手段34は、中間画像D33Aと、中間画像D33Bを加算し、加算結果を高周波数成分画像D3として出力する。
The high frequency component image correcting unit 33A receives the enlarged image D2B and the intermediate image D32A and outputs a third intermediate image (corrected image) D33A.
The high frequency component image correcting unit 33B receives the enlarged image D2B and the intermediate image D32B, and outputs an intermediate image (corrected image) D33B.
The adding means 34 adds the intermediate image D33A and the intermediate image D33B, and outputs the addition result as a high frequency component image D3.

以下、入力画像Dinを水平方向、垂直方向ともに2倍に拡大した拡大画像Doutを生成する場合を例にし、各構成要素の動作をさらに詳細に説明する。この説明を通じて本発明の作用、効果もより明らかなものとなるであろう。   Hereinafter, the operation of each component will be described in more detail by taking as an example the case of generating an enlarged image Dout in which the input image Din is doubled in both the horizontal direction and the vertical direction. Through this description, the operation and effect of the present invention will become clearer.

まず、画像拡大手段2Aの動作について説明する。画像拡大手段2Aは入力画像Dinを水平方向、垂直方向ともに2倍に拡大した拡大画像D2Aを生成する。図4(a)〜(d)は画像拡大手段2Aにおける拡大画像D2Aの生成手順の一例を模式的に示した図であり、図5は画像拡大手段2Aの一例を示した図である。   First, the operation of the image enlarging means 2A will be described. The image enlarging means 2A generates an enlarged image D2A obtained by enlarging the input image Din twice in both the horizontal direction and the vertical direction. FIGS. 4A to 4D are diagrams schematically showing an example of a procedure for generating the enlarged image D2A in the image enlarging unit 2A, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the image enlarging unit 2A.

画像拡大手段2Aは、ゼロ挿入手段21Aと、低周波数成分通過手段22Aを備える。以下、図4(a)〜(d)を用いてゼロ挿入手段21A及び低周波数成分通過手段22Aの動作を説明する。図4(a)は入力画像Din(特に画像の一部を構成する画素の配列)を、図4(b)はゼロ挿入手段21Aで生成されるゼロ挿入画像D21Aを、図4(c)は低周波数成分通過手段22Aにおいて拡大画像D2Aを生成する際使用されるフィルタ係数を、図4(d)は低周波数成分通過手段22Aで生成された拡大画像D2Aを表す。図4(a)、(b)、(d)には画素の位置に対応させて水平座標X、垂直座標Yを記載している。   The image enlarging unit 2A includes a zero insertion unit 21A and a low frequency component passing unit 22A. Hereinafter, the operations of the zero insertion means 21A and the low frequency component passing means 22A will be described with reference to FIGS. 4A shows the input image Din (particularly, the arrangement of pixels constituting a part of the image), FIG. 4B shows the zero insertion image D21A generated by the zero insertion means 21A, and FIG. FIG. 4D shows the filter coefficient used when the enlarged image D2A is generated by the low frequency component passing means 22A, and FIG. 4D shows the enlarged image D2A generated by the low frequency component passing means 22A. 4A, 4B, and 4D show horizontal coordinates X and vertical coordinates Y corresponding to the positions of the pixels.

ゼロ挿入手段21Aでは入力画像Dinに対して画素値0をもつ画素を水平方向には(入力画像Dinの)1画素につき1個(隣り合う2つの画素相互間に1個)、垂直方向には(入力画像Dinの)1ラインにつき1本(隣り合う2本のライン相互間に1本)を挿入したゼロ挿入画像D21Aを生成する。
「PXY」が入力画像Dinの座標(X,Y)における画素の画素値を表し、「P’XY」がゼロ挿入画像D21Aの座標(X,Y)の画素の画素値を表すとすると、ゼロ挿入画像D21Aの、P’(2X−1)(2Y−1)で表わされる画素値は、入力画像DinのPXYに等しく、P’(2X−1)(2Y)、P’(2X)(2Y)、P’(2X)(2Y−1)で表わされる画素値は、ゼロに等しい。
In the zero insertion means 21A, one pixel per pixel (in the input image Din) having a pixel value 0 with respect to the input image Din (one between two adjacent pixels) in the horizontal direction, and one in the vertical direction A zero-inserted image D21A is generated in which one (one between two adjacent lines) is inserted per line (of the input image Din).
If “PXY” represents the pixel value of the pixel at the coordinates (X, Y) of the input image Din, and “P′XY” represents the pixel value of the pixel at the coordinates (X, Y) of the zero-inserted image D21A, then zero. The pixel value represented by P ′ (2X−1) (2Y−1) in the insertion image D21A is equal to PXY in the input image Din, and P ′ (2X−1) (2Y), P ′ (2X) (2Y). ), P ′ (2X) (2Y−1), the pixel value is equal to zero.

低周波数成分通過手段22Aではゼロ挿入画像D21Aに対し、図4(c)に示されたフィルタ係数で表されたフィルタ演算を行うことで、図4(d)に示される拡大画像D2Aを生成する。
例えば、拡大画像D2Aに含まれる、座標(X,Y)の画素の画素値QXYは下記の式(1)のように計算される。
The low frequency component passing means 22A performs the filter operation represented by the filter coefficient shown in FIG. 4C on the zero insertion image D21A, thereby generating the enlarged image D2A shown in FIG. .
For example, the pixel value QXY of the pixel at coordinates (X, Y) included in the enlarged image D2A is calculated as in the following equation (1).

QXY=(4/16)×
{P’(X−1)(Y−1)+2P’X(Y−1)+P’(X+1)(Y−1)
+2P’(X−1)Y+4P’XY+2P’(X+1)Y
+ P’(X−1)(Y+1)+2P’X(Y+1)+P’(X+1)(Y+1)}
…(1)
QXY = (4/16) ×
{P ′ (X−1) (Y−1) + 2P′X (Y−1) + P ′ (X + 1) (Y−1)
+ 2P ′ (X−1) Y + 4P′XY + 2P ′ (X + 1) Y
+ P ′ (X−1) (Y + 1) + 2P′X (Y + 1) + P ′ (X + 1) (Y + 1)}
... (1)

なお、図4(c)で表されるフィルタ係数はローパスフィルタを表すので、式(1)で表される低周波数成分通過手段22Aにおける処理はゼロ挿入画像D21Aの低周波数成分(所定の周波数Fa以下の成分)を取り出すことに対応する。   Since the filter coefficient represented in FIG. 4C represents a low-pass filter, the processing in the low-frequency component passing unit 22A represented by the equation (1) is performed by the low-frequency component (predetermined frequency Fa) of the zero insertion image D21A. This corresponds to taking out the following components).

また、式(1)において、P’(X−1)(Y−1)、2P’X(Y−1)、P’(X+1)(Y−1)、2P’(X−1)Y、P’XY、2P’(X+1)Y、P’(X−1)(Y+1)、P’X(Y+1)、P’(X+1)(Y+1)のうちいくつかはその値が0であり、それ以外は入力画像Dinの画素値そのものになる。従って、式(1)の処理あるいは拡大処理は入力画像Dinにおいて注目する画素の近傍の画素値を適宜加重加算する処理と同じである。   In the formula (1), P ′ (X−1) (Y−1), 2P′X (Y−1), P ′ (X + 1) (Y−1), 2P ′ (X−1) Y, Some of P′XY, 2P ′ (X + 1) Y, P ′ (X−1) (Y + 1), P′X (Y + 1), P ′ (X + 1) (Y + 1) have a value of 0, Otherwise, the pixel value itself of the input image Din is used. Therefore, the process of Expression (1) or the enlargement process is the same as the process of appropriately weighting and adding pixel values in the vicinity of the pixel of interest in the input image Din.

次に水平方向高周波数成分画像生成手段1h及び垂直方向高周波数成分画像生成手段1vの動作について説明する。
水平方向高周波数成分画像生成手段1hは入力画像Dinに対して、入力画像Dinの各画素及びその水平方向近傍にある、例えば所定数の画素を用いたハイパスフィルタをかけて水平方向高周波数成分画像D1hを生成する。
一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vは入力画像Dinに対して、入力画像Dinの各画素及びその垂直方向近傍にある、例えば所定数の画素を用いたハイパスフィルタをかけて垂直方向高周波数成分画像D1vを生成する。
Next, operations of the horizontal direction high frequency component image generating unit 1h and the vertical direction high frequency component image generating unit 1v will be described.
The horizontal high-frequency component image generating means 1h applies a high-pass filter using, for example, a predetermined number of pixels in the vicinity of each pixel of the input image Din and the horizontal direction to the input image Din, and applies the horizontal high-frequency component image. D1h is generated.
On the other hand, the vertical high frequency component image generation unit 1v applies a high pass filter to the input image Din by applying a high pass filter using, for example, a predetermined number of pixels in the vicinity of each pixel of the input image Din and the vertical direction. A component image D1v is generated.

ハイパスフィルタをかけることは高周波数成分を取り出すことに対応し、水平方向高周波数成分画像D1hには、入力画像Dinの水平方向の高周波数成分(所定の水平周波数よりも高い成分から成る)が含まれ、垂直方向高周波数成分画像D1vには、入力画像Dinの垂直方向の高周波数成分(所定の垂直方向周波数よりも高い成分から成る)が含まれる。   Applying a high-pass filter corresponds to extracting a high-frequency component, and the horizontal high-frequency component image D1h includes a high-frequency component in the horizontal direction of the input image Din (consisting of a component higher than a predetermined horizontal frequency). The vertical high frequency component image D1v includes a high frequency component in the vertical direction of the input image Din (consisting of a component higher than a predetermined vertical frequency).

水平方向高周波数成分画像生成手段1hで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段1hへの入力信号からその水平方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して水平方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
同様に、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段1vへの入力信号からその垂直方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して垂直方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
As a process for applying a high-pass filter performed by the horizontal high-frequency component image generating means 1h, for example, a low-frequency component in the horizontal direction (or a predetermined line aligned in the horizontal direction with respect to each pixel) from the input signal to the means 1h. By subtracting a simple average value or a weighted average value of pixel values in a local region composed of a number of pixels, it is possible to perform processing for extracting a high frequency component.
Similarly, as a process of applying a high-pass filter performed by the vertical high frequency component image generating means 1v, for example, from the input signal to the means 1v, the vertical low frequency component (or the vertical direction for each pixel). By subtracting a simple average value or a weighted average value of pixel values in a local region composed of a predetermined number of aligned pixels, it is possible to perform processing for extracting a high frequency component.

次に画像拡大手段2Bh及び2Bvの動作について説明する。画像拡大手段2Bhは水平方向高周波数成分画像D1hを水平方向、垂直方向とも2倍に拡大した拡大画像D2Bhを生成し、画像拡大手段2Bvは垂直方向高周波数成分画像D1vを水平方向、垂直方向とも2倍に拡大した拡大画像D2Bvを生成する。   Next, the operation of the image enlarging means 2Bh and 2Bv will be described. The image enlarging means 2Bh generates an enlarged image D2Bh obtained by enlarging the horizontal high-frequency component image D1h twice in both the horizontal and vertical directions, and the image enlarging means 2Bv converts the vertical high-frequency component image D1v in both the horizontal and vertical directions. An enlarged image D2Bv enlarged twice is generated.

画像拡大手段2Bh及び画像拡大手段2Bvの各々は、図5を参照して説明した画像拡大手段2Aと同様に構成することができる。従って、画像拡大手段2Bhと画像拡大手段2Bvとで構成される画像拡大手段2Bは図6のように示すことができる。
画像拡大手段2Bhの入力は水平方向高周波数成分画像D1hであり、出力が拡大画像D2Bhとなる。画像拡大手段2Bvの入力は垂直方向高周波数成分画像D1vであり、出力が拡大画像D2Bvである。
Each of the image enlarging means 2Bh and the image enlarging means 2Bv can be configured in the same manner as the image enlarging means 2A described with reference to FIG. Therefore, the image enlarging means 2B composed of the image enlarging means 2Bh and the image enlarging means 2Bv can be shown as shown in FIG.
The input of the image enlarging means 2Bh is a horizontal high frequency component image D1h, and the output is an enlarged image D2Bh. The input of the image enlarging means 2Bv is a vertical high frequency component image D1v, and the output is an enlarged image D2Bv.

画像拡大手段2Bhは、ゼロ挿入手段21Bhと、低周波数成分通過手段22Bhとを備え、画像拡大手段2Bvは、ゼロ挿入手段21Bvと、低周波数成分通過手段22Bvとを備える。
ゼロ挿入手段21Bh及びゼロ挿入手段21Bvの各々は、図5のゼロ挿入手段21Aと同様のものであり、低周波数成分通過手段22Bh及び低周波数成分通過手段22Bvの各々は、図5の低周波数成分通過手段22Aと同様のものである。
The image enlarging unit 2Bh includes a zero insertion unit 21Bh and a low frequency component passing unit 22Bh, and the image enlarging unit 2Bv includes a zero insertion unit 21Bv and a low frequency component passing unit 22Bv.
Each of the zero insertion means 21Bh and the zero insertion means 21Bv is the same as the zero insertion means 21A of FIG. 5, and each of the low frequency component passage means 22Bh and the low frequency component passage means 22Bv is a low frequency component of FIG. This is the same as the passing means 22A.

ゼロ挿入手段21Bhから出力されるゼロ挿入画像D21Bhとゼロ挿入手段21Bvから出力されるゼロ挿入画像D21Bvとで、ゼロ挿入手段21Bの出力としてのゼロ挿入画像D21Bが構成される。
低周波数成分通過手段22Bhから出力される拡大画像D2Bhと低周波数成分通過手段22Bvから出力される拡大画像D2Bvとで、低周波数成分通過手段22Bの出力としての拡大画像D2Bが構成される。低周波数成分通過手段22Bの出力は、ゼロ挿入画像D21Bの低周波数成分(Fc以下の成分)を取り出したものである。
The zero insertion image D21B as the output of the zero insertion means 21B is composed of the zero insertion image D21Bh output from the zero insertion means 21Bh and the zero insertion image D21Bv output from the zero insertion means 21Bv.
The enlarged image D2B as the output of the low frequency component passing means 22B is composed of the enlarged image D2Bh outputted from the low frequency component passing means 22Bh and the enlarged image D2Bv outputted from the low frequency component passing means 22Bv. The output of the low frequency component passing means 22B is obtained by extracting the low frequency component (component below Fc) of the zero insertion image D21B.

次に高周波数成分画像生成手段32Aの動作について説明する。
水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahは、拡大画像D2Bhに水平方向のハイパスフィルタをかけて所定の水平方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、水平方向中間画像D32Ahを生成する。
一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avは、拡大画像D2Bvに垂直方向のハイパスフィルタをかけて所定の垂直方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、垂直方向中間画像D32Avを生成する。
そして水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが高周波数成分画像生成手段32Aから出力される。
Next, the operation of the high frequency component image generating means 32A will be described.
The horizontal high-frequency component image generating means 32Ah applies a horizontal high-pass filter to the enlarged image D2Bh to extract only high-frequency components composed of components of a predetermined horizontal frequency or more, and generates a horizontal intermediate image D32Ah.
On the other hand, the vertical high-frequency component image generation means 32Av applies a high-pass filter in the vertical direction to the enlarged image D2Bv to extract only the high-frequency components composed of components having a frequency equal to or higher than a predetermined vertical frequency, and generates a vertical intermediate image D32Av. To do.
Then, an intermediate image D32A composed of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av is output from the high frequency component image generating means 32A.

水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahで行なわれるハイパスフィルタをかける処理は、水平方向高周波数成分画像生成手段1hにおける処理と同様に行ない、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avで行なわれるハイパスフィルタをかける処理は、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vにおける処理と同様に行なうことができる。
即ち、水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、水平方向高周波数成分画像生成手段1hにおける処理と同様に、例えば、該手段32Ahへの入力信号からその水平方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して水平方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
The high-pass filter processing performed by the horizontal high-frequency component image generation unit 32Ah is performed in the same manner as the horizontal high-frequency component image generation unit 1h, and the high-pass filter performed by the vertical high-frequency component image generation unit 32Av. The processing to be applied can be performed in the same manner as the processing in the vertical high frequency component image generation means 1v.
That is, the processing for applying the high-pass filter performed by the horizontal high-frequency component image generation means 32Ah is, for example, from the input signal to the means 32Ah in the horizontal direction, as in the processing by the horizontal high-frequency component image generation means 1h. To extract a high frequency component by subtracting the low frequency component of (or a simple average value or a weighted average value of pixel values in a local region composed of a predetermined number of pixels aligned in the horizontal direction with respect to each pixel). it can.

同様に、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段32Avへの入力信号からその垂直方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して垂直方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。   Similarly, as a process for applying a high-pass filter performed by the vertical high frequency component image generating means 32Av, for example, from the input signal to the means 32Av, a low frequency component in the vertical direction (or in a direction perpendicular to each pixel). By subtracting a simple average value or a weighted average value of pixel values in a local region composed of a predetermined number of aligned pixels, it is possible to perform processing for extracting a high frequency component.

次に非線形処理手段31の動作について説明する。非線形処理手段31は、水平方向非線形処理手段31hと、垂直方向非線形処理31vを備える。水平方向非線形処理手段31hと垂直方向非線形処理手段31vとは互いに同様に構成されている。但し、水平方向非線形処理手段31hは水平方向の処理を行ない、垂直方向非線形処理手段31vは垂直方向の処理を行なう。   Next, the operation of the nonlinear processing means 31 will be described. The nonlinear processing means 31 includes a horizontal nonlinear processing means 31h and a vertical nonlinear processing 31v. The horizontal non-linear processing means 31h and the vertical non-linear processing means 31v are configured in the same manner. However, the horizontal non-linear processing means 31h performs horizontal processing, and the vertical non-linear processing means 31v performs vertical processing.

図7は水平方向非線形処理手段31hの内部構成を表す図である。図示の水平方向非線形処理手段31hは、ゼロクロス判定手段311hと、信号増幅手段312hを備える。   FIG. 7 is a diagram showing the internal configuration of the horizontal nonlinear processing means 31h. The illustrated horizontal non-linear processing means 31h includes a zero-cross determining means 311h and a signal amplifying means 312h.

ゼロクロス判定手段311hは、入力される拡大画像D2Bhにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D311hによってゼロクロス点の前後にある画素(図示の例では、直前及び直後の各1画素)の位置を信号増幅手段312hに伝達する。
なお、水平方向非線形処理手段31hではゼロクロス点の左右に位置する画素がゼロクロス点の前後にある画素として認識される。
The zero cross determination means 311h confirms the change in the pixel value in the inputted enlarged image D2Bh along the horizontal direction. Then, a point where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels before and after the zero cross point by the signal D311h (in the illustrated example, each of the pixels immediately before and after 1 pixel) is transmitted to the signal amplifying means 312h.
In the horizontal non-linear processing means 31h, pixels located on the left and right of the zero cross point are recognized as pixels before and after the zero cross point.

水平方向信号増幅手段312hは、水平方向ゼロクロス判定手段311hの判定結果に応じて決められる増幅率で第3の拡大画像D2Bhの画素値を増幅する。具体的には、信号増幅手段312hは、信号D311hをもとにゼロクロス点の前後にある画素(ゼロクロス点を含む所定の領域内に存在する画素)を特定し、ゼロクロス点の前後にある画素についてのみその画素値を増幅させた(絶対値を大きくした)非線形処理画像D31hを生成する。すなわちゼロクロス点の前後にある画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率は1とする。
このような処理により、水平方向に並んだ画素の信号値のステップ状の変化を含むエッジの鮮鋭化が行なわれる。
The horizontal direction signal amplifying unit 312h amplifies the pixel value of the third enlarged image D2Bh with an amplification factor determined according to the determination result of the horizontal direction zero cross determining unit 311h. Specifically, the signal amplifying unit 312h specifies pixels before and after the zero cross point (pixels existing in a predetermined region including the zero cross point) based on the signal D311h, and regarding the pixels before and after the zero cross point. Only the pixel value is amplified (the absolute value is increased) to generate a nonlinear processed image D31h. That is, the amplification factor for the pixel values of the pixels before and after the zero cross point is set to a value larger than 1, and the amplification factors for the pixel values of the other pixels are set to 1.
By such processing, edge sharpening including stepwise changes in signal values of pixels arranged in the horizontal direction is performed.

図8は垂直方向非線形処理手段31vの内部構成を表す図である。図示の垂直方向非線形処理手段31vは、ゼロクロス判定手段311vと、信号増幅手段312vを備える。   FIG. 8 is a diagram showing the internal configuration of the vertical nonlinear processing means 31v. The illustrated vertical non-linear processing means 31v includes a zero-cross determining means 311v and a signal amplifying means 312v.

ゼロクロス判定手段311vは、入力される拡大画像D2Bvにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D311vによってゼロクロス点の前後にある画素(図示の例では、直前及び直後の各1画素)の位置を信号増幅手段312vに伝達する。
なお、垂直方向非線形処理手段31vではゼロクロス点の上下に位置する画素がゼロクロス点の前後にある画素として認識される。
The zero-cross determining unit 311v confirms the change of the pixel value in the input enlarged image D2Bv along the vertical direction. A point where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels before and after the zero cross point by the signal D311v (in the illustrated example, the respective pixels immediately before and after 1 pixel) is transmitted to the signal amplifying means 312v.
The vertical nonlinear processing means 31v recognizes pixels located above and below the zero cross point as pixels before and after the zero cross point.

垂直方向信号増幅手段312vは、垂直方向ゼロクロス判定手段311vの判定結果に応じて決められる増幅率で第4の拡大画像D2Bvの画素値を増幅する。具体的には、信号増幅手段312vは、信号D311vをもとにゼロクロス点の前後にある画素(ゼロクロス点を含む所定の領域内に存在する画素)を特定し、ゼロクロス点の前後にある画素についてのみその画素値を増幅させた(絶対値を大きくした)非線形処理画像D31vを生成する。すなわちゼロクロス点の前後にある画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率は1とする。
このような処理により、垂直方向に並んだ画素の信号値のステップ状の変化を含むエッジの鮮鋭化が行なわれる。
The vertical direction signal amplifying unit 312v amplifies the pixel value of the fourth enlarged image D2Bv with an amplification factor determined according to the determination result of the vertical direction zero cross determining unit 311v. Specifically, the signal amplifying unit 312v identifies pixels (pixels existing within a predetermined region including the zero cross point) before and after the zero cross point based on the signal D311v, and detects the pixels before and after the zero cross point. Only the pixel value is amplified (the absolute value is increased) to generate a nonlinear processed image D31v. That is, the amplification factor for the pixel values of the pixels before and after the zero cross point is set to a value larger than 1, and the amplification factors for the pixel values of the other pixels are set to 1.
By such processing, edge sharpening including step-like changes in signal values of pixels arranged in the vertical direction is performed.

なお、図示の例では、ゼロクロス点の直前及び直後の各々1個ずつの画素についてのみ、画素値を増幅させているが、ゼロクロス点の前及び後の所定数の画素、言い換えると、ゼロクロス点を含む所定の領域内に存在する画素について、画素値を増幅させることとしても良い。また上記「所定の領域」の大きさ(所定の領域に含まれる画素の数)を画像拡大手段2Bにおける画像の拡大率に応じて変える(拡大率に対して適切な値に定める)こととしても良い。   In the example shown in the figure, the pixel value is amplified only for each one pixel immediately before and after the zero cross point, but a predetermined number of pixels before and after the zero cross point, in other words, the zero cross point is determined. It is also possible to amplify the pixel value for a pixel that exists in a predetermined region. Alternatively, the size of the “predetermined area” (the number of pixels included in the predetermined area) may be changed according to the image enlargement ratio in the image enlargement unit 2B (set to an appropriate value for the enlargement ratio). good.

次に高周波数成分画像生成手段32Bの動作について説明する。
水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhは、非線形処理画像D31hに水平方向のハイパスフィルタをかけて所定の水平方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、水平方向中間画像D32Bhを生成する。一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvは、非線形処理画像D31vに垂直方向のハイパスフィルタをかけて所定の垂直方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、垂直方向中間画像D32Bvを生成する。このようにして生成された水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る中間画像D32Bが高周波数成分画像生成手段32Bから出力される。
Next, the operation of the high frequency component image generating means 32B will be described.
The horizontal high-frequency component image generating means 32Bh applies a high-pass filter in the horizontal direction to the non-linearly processed image D31h to extract only high-frequency components composed of components having a frequency equal to or higher than a predetermined horizontal frequency, and generates a horizontal intermediate image D32Bh. . On the other hand, the vertical high-frequency component image generation means 32Bv applies a high-pass filter in the vertical direction to the nonlinear processed image D31v to extract only the high-frequency component composed of components having a frequency equal to or higher than a predetermined vertical frequency, and outputs the vertical intermediate image D32Bv. Generate. An intermediate image D32B composed of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv generated in this way is output from the high frequency component image generating means 32B.

水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhで行なわれるハイパスフィルタをかける処理は、水平方向高周波数成分画像生成手段1hにおける処理と同様に行ない、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvで行なわれるハイパスフィルタをかける処理は、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vにおける処理と同様に行なうことができる。
即ち、水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段32Bhへの入力信号からその水平方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して水平方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
The high-pass filter processing performed by the horizontal high-frequency component image generation unit 32Bh is performed in the same manner as the processing by the horizontal high-frequency component image generation unit 1h, and the high-pass filter performed by the vertical high-frequency component image generation unit 32Bv. The processing to be applied can be performed in the same manner as the processing in the vertical high frequency component image generation means 1v.
That is, as a process for applying a high-pass filter performed by the horizontal high-frequency component image generating means 32Bh, for example, the horizontal low-frequency component (or the horizontal alignment for each pixel) from the input signal to the means 32Bh. By subtracting the simple average value or the weighted average value of the pixel values in the local area composed of the predetermined number of pixels, it is possible to perform processing for extracting the high frequency component.

同様に、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段32Bvへの入力信号からその垂直方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して垂直方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。   Similarly, as a process for applying a high-pass filter performed by the vertical high frequency component image generating means 32Bv, for example, from the input signal to the means 32Bv, the vertical low frequency component (or the vertical direction for each pixel). By subtracting a simple average value or a weighted average value of pixel values in a local region composed of a predetermined number of aligned pixels, it is possible to perform processing for extracting a high frequency component.

次に、高周波数成分画像補正手段33Aの詳細な動作について説明する。
図9は高周波数成分画像補正手段33Aの構成を表す図であり、図示の高周波数成分画像補正手段33Aは、
符号比較手段33A1と画素値変更手段33A2を備える。
Next, the detailed operation of the high frequency component image correcting unit 33A will be described.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the high frequency component image correcting unit 33A. The high frequency component image correcting unit 33A shown in FIG.
A code comparison unit 33A1 and a pixel value changing unit 33A2 are provided.

符号比較手段33A1は、拡大画像D2Bと中間画像D32Aの各画素値についてその符号を比較し、その結果を信号D33A1として出力する。ここで拡大画像D2Bは拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvから成り、中間画像D32Aは水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成るので、符号の比較は拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Ahの各画素について行なわれるとともに、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Avの各画素について行われる。すなわち、拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Ahについては水平方向符号比較手段33A1hにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33A1hとして出力され、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Avについては垂直方向符号比較手段33A1vにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33A1vとして出力される。そして信号D33A1h及び信号D33A1vが信号D33A1として出力される。   The sign comparison unit 33A1 compares the signs of the pixel values of the enlarged image D2B and the intermediate image D32A, and outputs the result as a signal D33A1. Here, the enlarged image D2B is made up of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv, and the intermediate image D32A is made up of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av. This is performed for the pixels, and for each pixel of the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Av. That is, for the enlarged image D2Bh and the horizontal intermediate image D32Ah, the horizontal direction code comparison means 33A1h compares the sign of each pixel, and the comparison result is output as a signal D33A1h. The enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Av Is compared in the vertical direction code comparison means 33A1v, and the comparison result is output as a signal D33A1v. Then, the signal D33A1h and the signal D33A1v are output as the signal D33A1.

図10(a)〜(d)は画素の配置を表した図であり、図10(a)が拡大画像D2Bhを、図10(b)が拡大画像D2Bvを、図10(c)が水平方向中間画像D32Ahを、図10(d)が垂直方向中間画像D32Avを表している。また、図10(a)〜(d)では画像の水平方向及び垂直方向に合わせて水平座標、垂直座標及び各座標値が表されている。また、拡大画像D2Bhについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD2Bh(xy)という記号で表されており、拡大画像D2Bvについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD2Bv(xy)という記号で表されており、水平方向中間画像D32Ahについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD32Ah(xy)という記号で表されており、垂直方向中間画像D32Avについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD32Av(xy)という記号で表されている。   10A to 10D are diagrams showing the arrangement of pixels. FIG. 10A shows the enlarged image D2Bh, FIG. 10B shows the enlarged image D2Bv, and FIG. 10C shows the horizontal direction. FIG. 10D shows the intermediate image D32Ah, and FIG. 10D shows the vertical intermediate image D32Av. 10A to 10D show horizontal coordinates, vertical coordinates, and coordinate values according to the horizontal and vertical directions of the image. For the enlarged image D2Bh, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is represented by the symbol D2Bh (xy). For the enlarged image D2Bv, the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y The pixel value of the pixel at the position is represented by the symbol D2Bv (xy). For the horizontal intermediate image D32Ah, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is the symbol D32Ah (xy). In the vertical intermediate image D32Av, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is represented by the symbol D32Av (xy).

水平方向符号比較手段33A1h及び垂直方向符号比較手段33A1vの動作についてさらに詳しく説明する。   The operations of the horizontal direction code comparison unit 33A1h and the vertical direction code comparison unit 33A1v will be described in more detail.

水平方向符号比較手段33A1hは拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Ahの同一座標の画素値について符号を比較する。すなわち、画素値D2Bh(11)と画素値D32Ah(11)の符号の比較、画素値D2Bh(12)と画素値D32Ah(12)の符号の比較、という様に同一座標の画素値について符号の比較を行い、各画素の画素値について符号の一致、不一致を確認し、その結果を信号D33A1hとして出力する。また、垂直方向符号比較手段33A1vは拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Avの同一座標の画素値について符号を比較する。すなわち、画素値D2Bv(11)と画素値D32Av(11)の符号の比較、画素値D2Bv(12)と画素値D32Av(12)の符号の比較、という様に同一座標の画素値について符号の比較を行い、各画素の画素値について符号の一致、不一致を確認し、その結果を信号D33A1vとして出力する。   The horizontal direction code comparison unit 33A1h compares the signs of pixel values at the same coordinates in the enlarged image D2Bh and the horizontal direction intermediate image D32Ah. That is, comparison of codes for pixel values at the same coordinates, such as comparison of the sign of pixel value D2Bh (11) and pixel value D32Ah (11), comparison of sign of pixel value D2Bh (12) and pixel value D32Ah (12). Is performed, and the code value of each pixel is checked for coincidence and non-coincidence, and the result is output as a signal D33A1h. Further, the vertical direction code comparison unit 33A1v compares the signs of the pixel values at the same coordinates of the enlarged image D2Bv and the vertical direction intermediate image D32Av. That is, comparison of codes for pixel values at the same coordinates, such as comparison of the sign of pixel value D2Bv (11) and pixel value D32Av (11), comparison of sign of pixel value D2Bv (12) and pixel value D32Av (12). Is performed, and the code value of each pixel is checked for coincidence and non-coincidence, and the result is output as signal D33A1v.

以上が符号比較手段33A1の動作であり、次に高周波数成分画像補正手段33Aは、画素値変更手段33A2において、信号D33A1(符号比較手段33A1による比較の結果を示す)に基づき中間画像D32Aの画素値を変更した中間画像D33Aを生成する。画素値変更手段33A2は、中間画像D32Aの各画素値のうち、信号D33A1によって拡大画像D2Bの各画素値と符号が異なると示されたものについて、その画素値をゼロとし、それ以外の画素の画素値は変更することなく出力する。なおこの処理は、水平方向中間画像D32Ah及び垂直方向中間画像D32Avの各々について行われる。   The above is the operation of the sign comparison means 33A1, and the high frequency component image correction means 33A then causes the pixel value changing means 33A2 to display the pixels of the intermediate image D32A based on the signal D33A1 (indicating the comparison result by the sign comparison means 33A1). An intermediate image D33A with a changed value is generated. The pixel value changing unit 33A2 sets the pixel value of each pixel value of the intermediate image D32A that is different from the sign of each pixel value of the enlarged image D2B by the signal D33A1 to zero, and sets the pixel values of the other pixels. The pixel value is output without being changed. This process is performed for each of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av.

すなわち水平方向中間画像D32Ahについては、水平方向画素値変更手段33A2hにおいて、水平方向符号比較手段33A1hにおける各画素についての比較の結果に基づき、水平方向中間画像D32Ahの同一の画素の画素値を変化させる。具体的には、水平方向画素値変更手段33A2hにおいて、信号D33A1hに基づき、拡大画像D2Bhと符号が異なる画素の画素値をゼロにした画像D33Ahが生成され、垂直方向中間画像D32Avについては、垂直方向画素値変更手段33A2vにおいて、垂直方向符号比較手段33A1vにおける各画素についての比較の結果に基づき、垂直方向中間画像D32Avの同一の画素の画素値を変化させる。具体的には、垂直方向画素値変更手段33A2vにおいて、信号D33A1vに基づき、拡大画像D2Bvと符号が異なる画素の画素値をゼロにした垂直方向中間画像D33Avが生成される。
そして画素値変更手段33A2からは、水平方向中間画像D33Ah及び垂直方向中間画像D33Avから成る中間画像D33Aが出力される。
そして、中間画像D33Aが高周波数成分画像補正手段33Aから出力される。
That is, for the horizontal intermediate image D32Ah, the horizontal pixel value changing unit 33A2h changes the pixel value of the same pixel in the horizontal intermediate image D32Ah based on the comparison result for each pixel in the horizontal direction code comparing unit 33A1h. . Specifically, in the horizontal direction pixel value changing unit 33A2h, an image D33Ah in which the pixel value of a pixel having a different sign from that of the enlarged image D2Bh is generated based on the signal D33A1h, and the vertical direction intermediate image D32Av is The pixel value changing unit 33A2v changes the pixel value of the same pixel in the vertical intermediate image D32Av based on the comparison result for each pixel in the vertical direction code comparison unit 33A1v. Specifically, in the vertical direction pixel value changing unit 33A2v, based on the signal D33A1v, a vertical direction intermediate image D33Av in which the pixel value of a pixel having a sign different from that of the enlarged image D2Bv is zero is generated.
The pixel value changing unit 33A2 outputs an intermediate image D33A including a horizontal intermediate image D33Ah and a vertical intermediate image D33Av.
Then, the intermediate image D33A is output from the high frequency component image correcting means 33A.

次に、高周波数成分画像補正手段33Bの詳細な動作について説明する。
図11は高周波数成分画像補正手段33Bの構成を表す図であり、図示の高周波数成分画像補正手段33Bは符号比較手段33B1と画素値変更手段33B2を備える。
Next, a detailed operation of the high frequency component image correcting unit 33B will be described.
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the high frequency component image correcting unit 33B. The high frequency component image correcting unit 33B shown in the figure includes a code comparison unit 33B1 and a pixel value changing unit 33B2.

符号比較手段33B1は、拡大画像D2Bと中間画像D32Bの各画素値についてその符号を比較し、その結果を信号D33B1として出力する。ここで拡大画像D2Bは拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvから成り、中間画像D32Bは水平方向中間画像D32Bhと水平方向中間画像D32Bvから成るので、符号の比較は拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Bhの各画素について行なわれるとともに、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Bvの各画素について行われる。すなわち、拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Bhについては水平方向符号比較手段33B1hにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33B1hとして出力され、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Bvについては垂直方向符号比較手段33B1vにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33B1vとして出力される。そして信号D33B1h及び信号D33B1vが信号D33B1として出力される。   The sign comparison unit 33B1 compares the signs of the pixel values of the enlarged image D2B and the intermediate image D32B, and outputs the result as a signal D33B1. Here, the enlarged image D2B is made up of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv, and the intermediate image D32B is made up of the horizontal intermediate image D32Bh and the horizontal intermediate image D32Bv. This is performed for the pixels, and for each pixel of the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Bv. That is, for the enlarged image D2Bh and the horizontal intermediate image D32Bh, the sign of each pixel is compared in the horizontal code comparison means 33B1h, and the comparison result is output as a signal D33B1h, and the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Bv Is compared with the sign of each pixel in the vertical direction code comparison means 33B1v, and the result of the comparison is output as a signal D33B1v. Then, the signal D33B1h and the signal D33B1v are output as the signal D33B1.

図12(a)〜(d)は画素の配置を表した図であり、図12(a)が拡大画像D2Bhを、図12(b)が拡大画像D2Bvを、図12(c)が水平方向中間画像D32Bhを、図12(d)が垂直方向中間画像D32Bvを表している。また、図12(a)〜(d)では画像の水平方向及び垂直方向に合わせて水平座標、垂直座標及び各座標値が表されている。また、拡大画像D2Bhについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD2Bh(xy)という記号で表されており、拡大画像D2Bvについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD2Bv(xy)という記号で表されており、水平方向中間画像D32Bhについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD32Bh(xy)という記号で表されており、垂直方向中間画像D32Bvについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD32Bv(xy)という記号で表されている。   12 (a) to 12 (d) are diagrams showing the arrangement of pixels. FIG. 12 (a) shows the enlarged image D2Bh, FIG. 12 (b) shows the enlarged image D2Bv, and FIG. 12 (c) shows the horizontal direction. The intermediate image D32Bh is shown, and FIG. 12D shows the vertical intermediate image D32Bv. 12A to 12D show horizontal coordinates, vertical coordinates, and coordinate values in accordance with the horizontal and vertical directions of the image. For the enlarged image D2Bh, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is represented by the symbol D2Bh (xy). For the enlarged image D2Bv, the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y The pixel value of the pixel at the position is represented by the symbol D2Bv (xy). For the horizontal intermediate image D32Bh, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is the symbol D32Bh (xy). In the vertical direction intermediate image D32Bv, the pixel value of the pixel at the position of the horizontal coordinate x and the vertical coordinate y is represented by the symbol D32Bv (xy).

水平方向符号比較手段33B1h及び垂直方向符号比較手段33B1vの動作についてさらに詳しく説明する。   The operations of the horizontal direction code comparison unit 33B1h and the vertical direction code comparison unit 33B1v will be described in more detail.

水平方向符号比較手段33B1hは拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Bhの同一座標の画素値について符号を比較する。すなわち、画素値D2Bh(11)と画素値D32Bh(11)の符号の比較、画素値D2Bh(12)と画素値D32Bh(12)の符号の比較、という様に同一座標の画素値について符号の比較を行い、各画素の画素値について符号の一致、不一致を確認し、その結果を信号D33B1hとして出力する。また、垂直方向符号比較手段33B1vは拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Bvの同一座標の画素値について符号を比較する。すなわち、画素値D2Bv(11)と画素値D32Bv(11)の符号の比較、画素値D2Bv(12)と画素値D32Bv(12)の符号の比較、という様に同一座標の画素値について符号の比較を行い、各画素の画素値について符号の一致、不一致を確認し、その結果を信号D33B1vとして出力する。   The horizontal direction code comparison unit 33B1h compares the signs of pixel values at the same coordinates in the enlarged image D2Bh and the horizontal direction intermediate image D32Bh. That is, comparison of codes for pixel values at the same coordinates, such as comparison of the sign of pixel value D2Bh (11) and pixel value D32Bh (11), comparison of sign of pixel value D2Bh (12) and pixel value D32Bh (12). And confirms whether the pixel values of each pixel match or not, and outputs the result as a signal D33B1h. Further, the vertical direction code comparison unit 33B1v compares the signs of the pixel values at the same coordinates of the enlarged image D2Bv and the vertical direction intermediate image D32Bv. That is, the comparison of the sign for the pixel value of the same coordinate, such as the comparison of the sign of the pixel value D2Bv (11) and the pixel value D32Bv (11), the comparison of the sign of the pixel value D2Bv (12) and the pixel value D32Bv (12). And confirms whether the pixel values of each pixel match or not, and outputs the result as a signal D33B1v.

以上が符号比較手段33B1の動作であり、次に高周波数成分画像補正手段33Bは、画素値変更手段33B2において、信号D33B1(符号比較手段33B1による比較の結果を示す)に基づき中間画像D32Bの画素値を変更した画像D33Bを生成する。画素値変更手段33B2は、中間画像D32Bの各画素値のうち、信号D33B1によって拡大画像D2Bの各画素値と符号が異なると示されたものについて、その画素値をゼロし、それ以外の画素の画素値は変更することなく出力とする。なおこの処理は、水平方向中間画像D32Bh及び垂直方向中間画像D32Bvの各々について行われる。   The above is the operation of the sign comparison unit 33B1, and the high frequency component image correction unit 33B then uses the pixel value changing unit 33B2 to display the pixels of the intermediate image D32B based on the signal D33B1 (indicating the comparison result by the sign comparison unit 33B1). An image D33B whose value has been changed is generated. The pixel value changing unit 33B2 zeros the pixel value of the pixel value of the intermediate image D32B that is indicated by the signal D33B1 to have a sign different from that of the pixel value of the enlarged image D2B. The pixel value is output without being changed. This process is performed for each of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv.

すなわち水平方向中間画像D32Bhについては、水平方向画素値変更手段33B2hにおいて、水平方向符号比較手段33B1hにおける各画素についての比較の結果に基づき、水平方向中間画像D32Bhの同一の画素の画素値を変化させる。具体的には、水平方向画素値変更手段33B2hにおいて、信号D33B1hに基づき、拡大画像D2Bhと符号が異なる画素の画素値をゼロにした水平方向中間画像D33Bhが生成され、垂直方向中間画像D32Bvについては、垂直方向画素値変更手段33B2vにおいて、垂直方向符号比較手段33B1vにおける各画素についての比較の結果に基づき、垂直方向中間画像D32Bvの同一の画素の画素値を変化させる。具体的には、垂直方向画素値変更手段33B2vにおいて、信号D33B1vに基づき、拡大画像D2Bvと符号が異なる画素の画素値をゼロにした垂直方向中間画像D33Bvが生成される。
そして画素値変更手段33B2からは、水平方向中間画像D33Bh及び垂直方向中間画像D33Bvから成る中間画像D33Bが出力される。
そして、中間画像D33Bが高周波数成分画像補正手段33Bから出力される。
That is, for the horizontal intermediate image D32Bh, the horizontal pixel value changing unit 33B2h changes the pixel value of the same pixel in the horizontal intermediate image D32Bh based on the comparison result for each pixel in the horizontal code comparison unit 33B1h. . Specifically, in the horizontal pixel value changing unit 33B2h, based on the signal D33B1h, a horizontal intermediate image D33Bh in which the pixel value of a pixel having a sign different from that of the enlarged image D2Bh is zero is generated, and for the vertical intermediate image D32Bv, The vertical direction pixel value changing unit 33B2v changes the pixel value of the same pixel in the vertical direction intermediate image D32Bv based on the comparison result for each pixel in the vertical direction code comparison unit 33B1v. Specifically, in the vertical direction pixel value changing unit 33B2v, based on the signal D33B1v, a vertical direction intermediate image D33Bv in which the pixel value of a pixel having a sign different from that of the enlarged image D2Bv is zero is generated.
The pixel value changing unit 33B2 outputs an intermediate image D33B composed of a horizontal intermediate image D33Bh and a vertical intermediate image D33Bv.
Then, the intermediate image D33B is output from the high frequency component image correcting unit 33B.

次に加算手段34の動作について説明する。加算手段34は、中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算した結果を高周波数成分画像D3として出力する。   Next, the operation of the adding means 34 will be described. The adding means 34 outputs the result of adding the intermediate image D33A and the intermediate image D33B as a high frequency component image D3.

ここで中間画像D33Aは水平方向中間画像D33Ah及び垂直方向中間画像D33Avから成り、中間画像D33Bは水平方向中間画像D33Bh及び垂直方向中間画像D33Bvから成るので、中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算するとは、水平方向中間画像D33Ah、垂直方向中間画像D33Av、水平方向中間画像D33Bh、及び垂直方向中間画像D33Bvを加算することを意味する。なおここでの加算処理は、単純加算に限らず、各画像に個別の重みを付けて加算する処理であっても良い。   Here, since the intermediate image D33A is composed of the horizontal intermediate image D33Ah and the vertical intermediate image D33Av, and the intermediate image D33B is composed of the horizontal intermediate image D33Bh and the vertical intermediate image D33Bv, the intermediate image D33A and the intermediate image D33B are added together. , Horizontal intermediate image D33Ah, vertical intermediate image D33Av, horizontal intermediate image D33Bh, and vertical intermediate image D33Bv. The addition process here is not limited to simple addition, and may be a process of adding each image with an individual weight.

最後に加算手段4の動作について説明する。加算手段4は、拡大画像D2Aと高周波数成分画像D3を加算する。そして加算手段4において拡大画像D2Aと高周波数成分画像D3を加算した結果得られた画像が、最終的な拡大画像Doutとして画像処理装置から出力される。なおここでの加算処理は、単純加算に限らず、各画像に個別の重みを付けて加算する処理であっても良い。   Finally, the operation of the adding means 4 will be described. The adding means 4 adds the enlarged image D2A and the high frequency component image D3. Then, an image obtained as a result of adding the enlarged image D2A and the high frequency component image D3 in the adding means 4 is output from the image processing apparatus as a final enlarged image Dout. The addition process here is not limited to simple addition, and may be a process of adding each image with an individual weight.

以下、本発明における画像処理装置の作用、効果について説明する。
本発明の実施の形態では、中間画像D32A及びD32Bをそのまま加算して高周波数成分画像D3を生成して拡大画像D2Aに加算するわけではなく、中間画像D32A及びD32Bを高周波数成分画像補正手段33A及び33Bで補正した後に加算して高周波数成分画像D3を生成して、拡大画像D2Aに加算しているが、以下、仮に中間画像D32A及びD32Bをそのまま加算して高周波数成分画像D3を生成して、拡大画像D2Aに加算した場合に得られる効果について説明し、その後で、中間画像D32A及びD32Bの代わりに、中間画像D33A及びD33Bを加算することによる効果について説明する。
The operation and effect of the image processing apparatus according to the present invention will be described below.
In the embodiment of the present invention, the intermediate images D32A and D32B are not added as they are, but the high frequency component image D3 is generated and added to the enlarged image D2A. The intermediate images D32A and D32B are not added to the high frequency component image correcting unit 33A. Are added to the enlarged image D2A by adding after correcting at 33B, and hereinafter, the intermediate images D32A and D32B are added as they are to generate the high frequency component image D3. Then, the effect obtained when adding to the enlarged image D2A will be described, and then the effect obtained by adding the intermediate images D33A and D33B instead of the intermediate images D32A and D32B will be described.

拡大画像D2Aは、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する周波数成分を含み、高周波数成分画像D3は入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当する周波数成分を含む。従って、拡大画像D2Aと高周波数成分画像D3を加算して生成される拡大画像Doutは画像拡大後のナイキスト周波数に至る全ての周波数領域にわたって周波数成分を持つことになる。   The enlarged image D2A includes a frequency component corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the high frequency component image D3 includes a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. Therefore, the magnified image Dout generated by adding the magnified image D2A and the high frequency component image D3 has frequency components over all frequency regions that reach the Nyquist frequency after the image is magnified.

まず、拡大画像D2Aが入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する周波数成分を持つことについて説明する。   First, it will be described that the enlarged image D2A has a frequency component corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din.

図13(a)〜(d)は入力画像Dinから拡大画像D2Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図13(a)は入力画像Dinの周波数スペクトルを、図13(b)はゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルを、図13(c)は低周波数成分通過手段22Aの周波数応答を、図13(d)は拡大画像D2Aの周波数スペクトルを表している。   FIGS. 13A to 13D are diagrams schematically showing the action when the enlarged image D2A is generated from the input image Din. FIG. 13A shows the frequency spectrum of the input image Din. b) shows the frequency spectrum of the zero insertion image D21A, FIG. 13 (c) shows the frequency response of the low-frequency component passing means 22A, and FIG. 13 (d) shows the frequency spectrum of the enlarged image D2A.

入力画像Dinの周波数スペクトルについて説明する。入力画像Dinからは通常、自然画などが入力されるが、これらの画像のスペクトル強度は周波数空間の原点周辺に集中している。従って入力画像Dinの周波数スペクトルは図13(a)のように表すことが出来る。ここで図13(a)の縦軸はスペクトル強度を、横軸は空間周波数を、Fnは入力画像Dinのナイキスト周波数を表している。   The frequency spectrum of the input image Din will be described. Normally, natural images and the like are input from the input image Din, but the spectral intensities of these images are concentrated around the origin of the frequency space. Therefore, the frequency spectrum of the input image Din can be expressed as shown in FIG. Here, the vertical axis in FIG. 13A represents the spectral intensity, the horizontal axis represents the spatial frequency, and Fn represents the Nyquist frequency of the input image Din.

なお、通常入力画像Dinは2次元の画像のため、その周波数スペクトルも2次元の周波数空間で表されるが、その形状は図13(a)に示した周波数スペクトルが原点を中心に等方的に広がったものとなる。従って周波数スペクトルについて説明するためには最低限、1次元分の形状を示せばよく、今後、特に断らない限り、周波数空間の形状は1次元分のみ示して説明を行う。   Since the normal input image Din is a two-dimensional image, its frequency spectrum is also represented in a two-dimensional frequency space, but its shape is isotropic with the frequency spectrum shown in FIG. It will spread to. Therefore, in order to describe the frequency spectrum, it is only necessary to show the shape of one dimension at a minimum. In the future, unless otherwise specified, the shape of the frequency space will be described by showing only one dimension.

次にゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルについて説明する。入力画像Dinに対してゼロ挿入手段21Aで(入力画像Dinの)1画素につき1画素、画素値0を持った画素を挿入することで周波数空間上では周波数Fnを中心にした折り返しが発生する。その結果、ゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルは図13(b)のようになる。   Next, the frequency spectrum of the zero insertion image D21A will be described. By inserting one pixel per pixel (of the input image Din) and a pixel value of 0 with respect to the input image Din by the zero insertion means 21A, folding around the frequency Fn occurs in the frequency space. As a result, the frequency spectrum of the zero insertion image D21A is as shown in FIG.

次に低周波数成分通過手段22Aの周波数応答について説明する。先に述べたように低周波数成分通過手段22Aにおける演算はローパスフィルタ処理となっているので、図13(c)に示すように低周波数成分通過手段22Aの周波数応答は、周波数が高くなるほど低くなる。図示の例では、低周波数成分通過手段22Aが主に第1の周波数Fa(=Fn)以下の周波数成分を通過させるものとしている。   Next, the frequency response of the low frequency component passing means 22A will be described. As described above, since the calculation in the low frequency component passing means 22A is low pass filter processing, the frequency response of the low frequency component passing means 22A becomes lower as the frequency becomes higher as shown in FIG. . In the example shown in the figure, the low frequency component passing means 22A mainly passes the frequency component equal to or lower than the first frequency Fa (= Fn).

最後に拡大画像D2Aの周波数スペクトルについて説明する。図13(b)に示した周波数スペクトルを持つゼロ挿入画像D21Aが図13(c)に示した周波数応答を持った低周波数成分通過手段22Aを通ることで拡大画像D2Aが生成される。従って拡大画像D2Aの周波数スペクトルはD21Aの周波数スペクトルから、斜線で示した高周波数側の領域(Fa=Fnよりも高い周波数の領域)R2AHが除かれたものとなる。   Finally, the frequency spectrum of the enlarged image D2A will be described. An enlarged image D2A is generated by passing the zero insertion image D21A having the frequency spectrum shown in FIG. 13B through the low frequency component passing means 22A having the frequency response shown in FIG. 13C. Accordingly, the frequency spectrum of the enlarged image D2A is obtained by removing the high frequency side region (region having a frequency higher than Fa = Fn) R2AH indicated by hatching from the frequency spectrum of D21A.

従って、拡大画像D2Aは主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する周波数成分を持つことになる。   Therefore, the enlarged image D2A mainly has a frequency component corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din.

次に高周波数成分画像D3が主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当する周波数成分を持つことについて説明する。仮に高周波数成分画像補正手段33A及び33Bによる補正を行わないとすれば、高周波数成分画像D3は中間画像D32Aと中間画像D32Bを加算して得られるが、中間画像D32Aは特に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する周波数成分を持ち、中間画像D32Bは特に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する周波数成分を持ち、高周波数成分画像D3では中間画像D32A、D32Bがもつ周波数成分が加算されるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数成分を持つことになる。   Next, it will be described that the high frequency component image D3 mainly has a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. If correction by the high frequency component image correction means 33A and 33B is not performed, the high frequency component image D3 is obtained by adding the intermediate image D32A and the intermediate image D32B. The intermediate image D32A is particularly Nyquist of the input image Din. The intermediate image D32B has a frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the high-frequency component image D3 has the frequencies of the intermediate images D32A and D32B. Since the components are added, the input image Din has a frequency component equal to or higher than the Nyquist frequency Fn.

まず、中間画像D32Aの周波数スペクトルについて説明する。
図14(a)〜(f)は中間画像D32Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図14(a)は高周波数成分画像生成手段1の周波数応答を、図14(b)は高周波数成分画像D1(又はD1h若しくはD1v)の周波数スペクトルを、図14(c)は画像拡大手段2B内のゼロ挿入手段21Bによって生成されるゼロ挿入画像D21B(又はD21Bh若しくはD21Bv)の周波数スペクトルを、図14(d)は拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)の周波数スペクトルを、図14(e)は高周波数成分画像生成手段32A(又は32Ah若しくは32Av)の周波数応答を、図14(f)は高周波数成分画像生成手段32Aから出力される中間画像D32A(又はD32Ah若しくはD32Av)の周波数スペクトルを表している。
First, the frequency spectrum of the intermediate image D32A will be described.
14 (a) to 14 (f) are diagrams schematically showing the action when the intermediate image D32A is generated, and FIG. 14 (a) shows the frequency response of the high-frequency component image generating means 1 as shown in FIG. b) shows the frequency spectrum of the high frequency component image D1 (or D1h or D1v), and FIG. 14C shows the zero insertion image D21B (or D21Bh or D21Bv) generated by the zero insertion means 21B in the image enlargement means 2B. 14D shows the frequency spectrum of the enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv), FIG. 14E shows the frequency response of the high-frequency component image generation means 32A (or 32Ah or 32Av), and FIG. (F) shows the frequency spectrum of the intermediate image D32A (or D32Ah or D32Av) output from the high frequency component image generating means 32A. It represents the torque.

まず、高周波数成分画像生成手段1の周波数応答及び高周波数成分画像D1の周波数スペクトルについて説明する。高周波数成分画像生成手段1は入力画像Dinのうち、所定の周波数Fb以上の成分を通過させるハイパスフィルタを用いて高周波数成分画像D1を生成するので、図14(a)に示すように高周波数成分画像生成手段1の周波数応答は、周波数が高くなるほど高くなる。図13(a)に示した周波数スペクトルを持つ入力画像Dinが図14(a)に示す周波数応答をもつハイパスフィルタを通過することで高周波数成分画像D1が得られる。図示の例では、高周波数成分画像D1の周波数スペクトルは図14(b)に示すように周波数が低い領域(周波数Fbよりも低い領域)では小さくなり、周波数が高い領域(周波数Fb以上の領域)でのみある程度の強度をもつことになる。   First, the frequency response of the high frequency component image generation means 1 and the frequency spectrum of the high frequency component image D1 will be described. Since the high-frequency component image generation means 1 generates the high-frequency component image D1 using a high-pass filter that passes a component of the input image Din that is equal to or higher than the predetermined frequency Fb, the high-frequency component image generation unit 1 generates a high-frequency component image D1 as shown in FIG. The frequency response of the component image generation unit 1 increases as the frequency increases. The input image Din having the frequency spectrum shown in FIG. 13A passes through the high-pass filter having the frequency response shown in FIG. 14A, so that a high frequency component image D1 is obtained. In the illustrated example, the frequency spectrum of the high frequency component image D1 is small in a low frequency region (a region lower than the frequency Fb) as shown in FIG. 14B, and a high frequency region (a region higher than the frequency Fb). It will have a certain level of strength only.

次に画像拡大手段2B内のゼロ挿入画像D21Bの周波数スペクトルについて説明する。先に画像拡大手段2Aのゼロ挿入手段21Aについて説明したのと同様に、ゼロ挿入手段21Bによって折り返しが発生し、画像拡大手段2B内のゼロ挿入画像D21Bの周波数スペクトルは図14(c)のようになる。   Next, the frequency spectrum of the zero insertion image D21B in the image enlarging means 2B will be described. In the same manner as described for the zero insertion means 21A of the image enlargement means 2A, the zero insertion means 21B causes folding, and the frequency spectrum of the zero insertion image D21B in the image enlargement means 2B is as shown in FIG. become.

次に拡大画像D2Bの周波数スペクトルについて説明する。拡大画像D2Bを生成する際、ゼロ挿入画像D21Bの高周波数成分側の周波数スペクトル(例えば所定の周波数Fcよりも高い領域の成分)が、低周波数成分通過手段22Bによって取り除かれるので、拡大画像D2Bの周波数スペクトルは図14(d)に示すように高周波数側の領域(周波数Fcよりも高い領域)R32AHが取り除かれたものとなる。   Next, the frequency spectrum of the enlarged image D2B will be described. When the enlarged image D2B is generated, the frequency spectrum on the high frequency component side of the zero insertion image D21B (for example, a component in a region higher than the predetermined frequency Fc) is removed by the low frequency component passage unit 22B. As shown in FIG. 14D, the frequency spectrum is obtained by removing the high frequency side region (region higher than the frequency Fc) R32AH.

最後に高周波数成分画像生成手段32Aの周波数応答及び中間画像D32Aの周波数スペクトルについて説明する。高周波数成分画像生成手段32Aは主に所定の周波数Fd以上の成分を通過させるハイパスフィルタとなっているのでその周波数応答は図14(e)に示すように周波数が高くなるほど高くなる。中間画像D32Aは、図14(d)に示した周波数スペクトルをもつ拡大画像D2Bが、図14(e)に示した周波数応答をもつハイパスフィルタを通過することで生成される。従って中間画像D32Aの周波数応答は図14(f)に示すように、図14(d)に示した拡大画像D2Bの周波数スペクトルからさらに低周波数側の領域(周波数Fdよりも低い領域)R32ALが取り除かれたものとなる。   Finally, the frequency response of the high frequency component image generating means 32A and the frequency spectrum of the intermediate image D32A will be described. Since the high-frequency component image generating means 32A is a high-pass filter that mainly passes components of a predetermined frequency Fd or higher, the frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. The intermediate image D32A is generated by passing the enlarged image D2B having the frequency spectrum shown in FIG. 14D through the high-pass filter having the frequency response shown in FIG. Accordingly, the frequency response of the intermediate image D32A is, as shown in FIG. 14 (f), the lower frequency side region (region lower than the frequency Fd) R32AL is removed from the frequency spectrum of the enlarged image D2B shown in FIG. 14 (d). It will be.

従って中間画像D32Aは主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する周波数成分(周波数Fdから周波数Fcまでの周波数成分)を持つことになる。   Accordingly, the intermediate image D32A mainly has a frequency component (frequency component from the frequency Fd to the frequency Fc) corresponding to the frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din.

次に中間画像D32Bの周波数スペクトルについて説明する。
図15(a)〜(c)は中間画像D32Bを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図15(a)は非線形処理手段31(又は31h若しくは31v)により高周波数成分が生成される様子を、図15(b)は高周波数成分画像生成手段32Bの周波数応答を、図15(c)は中間画像D32Bの周波数スペクトルを表している。
Next, the frequency spectrum of the intermediate image D32B will be described.
FIGS. 15A to 15C are diagrams schematically showing the action when the intermediate image D32B is generated. FIG. 15A shows a high frequency component generated by the nonlinear processing means 31 (or 31h or 31v). FIG. 15 (b) shows the frequency response of the high-frequency component image generation means 32B, and FIG. 15 (c) shows the frequency spectrum of the intermediate image D32B.

後述するように、非線形処理画像D31には入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する高周波数成分が生成される。図15(a)はその様子を模式的に表した図である。図示の例では、主に周波数Fe以上の成分が生成されている。中間画像D32Bは非線形処理画像D31が高周波数成分画像生成手段32Bを通過することで生成される。高周波数成分画像生成手段32Bは周波数Ff以上の成分を通過させるハイパスフィルタでありその周波数応答は図15(b)に示すように、周波数が高くなるほど高くなっている。従って中間画像D32Bの周波数スペクトルは図15(c)に示すように、非線形処理画像D31の周波数スペクトルから低周波数側の領域R32BLが取り除かれたものとなるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当するものとなる。   As will be described later, a high frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din is generated in the nonlinear processed image D31. FIG. 15A is a diagram schematically showing the state. In the example shown in the figure, components having a frequency of Fe or higher are mainly generated. The intermediate image D32B is generated when the nonlinear processed image D31 passes through the high frequency component image generating means 32B. The high-frequency component image generating means 32B is a high-pass filter that passes components of the frequency Ff or higher, and the frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 15C, the frequency spectrum of the intermediate image D32B is higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din because the low-frequency region R32BL is removed from the frequency spectrum of the nonlinear processed image D31. It corresponds to the frequency.

図16(a)〜(e)、図17(a)〜(f)を用いて中間画像D32Bの周波数スペクトルについてより詳しく説明を行う。なお、説明を簡単にするため各々1次元信号として記載した。   The frequency spectrum of the intermediate image D32B will be described in more detail with reference to FIGS. 16 (a) to 16 (e) and FIGS. 17 (a) to 17 (f). In addition, in order to simplify description, each is described as a one-dimensional signal.

図16(a)〜(e)は、輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)を表すステップエッジ信号と、該ステップエッジ信号を互いに異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号及びその高周波数成分信号の信号強度を表している。図16(a)はステップエッジ信号を表す。   16A to 16E show a step edge signal representing an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, and when the step edge signal is sampled at different sampling frequencies. The signal strength of the obtained signal and its high frequency component signal are shown. FIG. 16A shows a step edge signal.

図16(b)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号、図16(c)はステップエッジ信号を間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表し、図16(d)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S2でサンプリングして得られる信号、図16(e)はステップエッジ信号を間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表す。
なお、サンプリング間隔S1はサンプリング間隔S2より短くなっており、サンプリング間隔を短くすることは画像を拡大することと同じである。
FIG. 16B shows a signal obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1, and FIG. 16C shows a high frequency component of the signal obtained by sampling the step edge signal at the interval S1, and FIG. d) shows a signal obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S2, and FIG. 16E shows a high frequency component of the signal obtained by sampling the step edge signal at the interval S1.
Note that the sampling interval S1 is shorter than the sampling interval S2, and shortening the sampling interval is the same as enlarging the image.

図16(b)、(c)及び図16(d)、(e)に示されるようにエッジの中央は高周波数成分信号(図16(c)、(e))においてゼロクロス点Zとして現れる。また、図16(b)、(c)と図16(d)、(e)を比較すると明らかなように、ゼロクロス点Zの前後での高周波数成分信号の傾きはサンプリング間隔を短くするにつれて(あるいは画像を拡大させるのに応じて)急になり、かつゼロクロス点Zの近傍で高周波数成分の局所的な最大値、最小値を与える点の位置もゼロクロス点Zに近づく。   As shown in FIGS. 16B, 16C, 16D, and 16E, the center of the edge appears as a zero cross point Z in the high frequency component signal (FIGS. 16C and 16E). Further, as is apparent from a comparison between FIGS. 16B and 16C and FIGS. 16D and 16E, the slope of the high-frequency component signal before and after the zero-cross point Z decreases as the sampling interval decreases ( Alternatively, the position of the point giving the local maximum and minimum values of the high-frequency component near the zero-cross point Z also approaches the zero-cross point Z (according to the enlargement of the image).

従って画像を拡大する際、入力画像Dinの高周波数成分を取り出し、その変化をゼロクロス近傍で急峻にし、かつゼロクロス近傍で局所的な最大値、最小値を与える点をゼロクロス点に近づけることで入力画像Dinの解像度には含まれない(あるいは入力画像Dinのナイキスト周波数より高い)高周波数成分を生成し、これによりエッジの鮮鋭化が可能となる。   Therefore, when enlarging the image, the high frequency component of the input image Din is taken out, the change is made steep near the zero cross, and the point giving the local maximum and minimum values near the zero cross is brought close to the zero cross point. A high-frequency component that is not included in the resolution of Din (or higher than the Nyquist frequency of the input image Din) is generated, thereby making it possible to sharpen the edge.

図17(a)〜(f)は、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、非線形処理手段31及び高周波数成分画像生成手段32Bによる高周波数成分生成の手順を模式的に表した図であり、図17(a)は輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)、図17(b)はステップ画像に対応した入力画像Din、図17(c)は高周波数成分画像D1、図17(d)は拡大画像D2B、図17(e)は非線形処理画像D31、図17(f)は中間画像D32Bを表す。   FIGS. 17A to 17F are diagrams schematically illustrating a procedure of high frequency component generation by the high frequency component image generation unit 1, the image enlargement unit 2B, the nonlinear processing unit 31, and the high frequency component image generation unit 32B. FIG. 17A shows an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, FIG. 17B shows an input image Din corresponding to the step image, and FIG. FIG. 17D shows an enlarged image D2B, FIG. 17E shows a nonlinear processed image D31, and FIG. 17F shows an intermediate image D32B.

ステップ画像に対応した入力画像Din、高周波数成分画像D1については図16(a)〜(e)で説明した通りであり、その説明は省略し、まず拡大画像D2Bの説明を行う。   The input image Din and the high-frequency component image D1 corresponding to the step image are as described in FIGS. 16A to 16E, and the description thereof is omitted. First, the enlarged image D2B will be described.

拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)はゼロ挿入手段21Bで高周波数成分画像D1に対して(画像D1の)1画素につき1画素、画素値0をもった画素を挿入した後、低周波数成分通過手段22Bでその低周波数成分を取り出すことで得られる。低周波数成分を取り出すことは高周波数成分画像D1(図17(c))について局所領域における平均的な画素値を求めることと同じであり、拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)は、図17(d)に示したように、高周波数成分画像D1とほぼ同じ形をした、サンプリング数の増えた信号となる。   The enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv) is passed through the low-frequency component after inserting one pixel per pixel (image D1) with a pixel value of 0 into the high-frequency component image D1 by the zero insertion means 21B. It is obtained by extracting the low frequency component by means 22B. Extracting the low frequency component is the same as obtaining the average pixel value in the local region for the high frequency component image D1 (FIG. 17C), and the enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv) is shown in FIG. As shown in d), the signal has the same shape as the high-frequency component image D1 and has an increased sampling number.

次に非線形処理画像D31の説明を行う。非線形処理画像D31は、非線形処理手段31が拡大画像D1中のゼロクロス点Zを検出し、そのゼロクロス点Zの前後の画素の画素値を増幅した結果として出力される。従って非線形処理画像D31(又はD31h若しくはD31v)は図17(e)に示したような信号となる。   Next, the nonlinear processed image D31 will be described. The nonlinear processed image D31 is output as a result of the nonlinear processing means 31 detecting the zero cross point Z in the enlarged image D1 and amplifying the pixel values of the pixels before and after the zero cross point Z. Accordingly, the nonlinear processed image D31 (or D31h or D31v) becomes a signal as shown in FIG.

最後に中間画像D32Bの説明を行う。中間画像D32B(図17(f))は非線形処理画像D31(図17(e))のもつ高周波数成分が高周波数成分画像生成手段32Bにて取り出されたものである。高周波数成分は、入力信号から入力信号の低周波数成分(もしくは局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで取り出すことができる。   Finally, the intermediate image D32B will be described. The intermediate image D32B (FIG. 17 (f)) is obtained by extracting the high frequency component of the nonlinear processed image D31 (FIG. 17 (e)) by the high frequency component image generating means 32B. The high frequency component can be extracted by subtracting the low frequency component of the input signal (or a simple average value or a weighted average value of pixel values in the local region) from the input signal.

非線形処理画像D31(図17(e))ではゼロクロス点Zの前後の画素については、その画素値が信号増幅手段312h、312vにて増幅されているため、局所領域における平均的な画素値からの差は大きくなる。一方、ゼロクロス点近傍のその他の画素については、その画素値が増幅されることはないので、局所領域における平均的な画素値からの差は小さな値となる。従って拡大画像D2B(図17(d))と比較すると中間画像D32B(図17(f))では、ゼロクロス点Zの近傍での局所的な最大値、最小値を与える点はよりゼロクロス点Zへと近づく。また、局所的な最大値、最小値を与える点がゼロクロス点Zへと近づいた分、ゼロクロス点近傍での信号の変化も急になる。   In the nonlinear processed image D31 (FIG. 17 (e)), the pixel values of the pixels before and after the zero cross point Z are amplified by the signal amplifying units 312h and 312v. The difference grows. On the other hand, since the pixel values of other pixels near the zero cross point are not amplified, the difference from the average pixel value in the local region is a small value. Therefore, compared with the enlarged image D2B (FIG. 17D), in the intermediate image D32B (FIG. 17F), the point giving the local maximum value and minimum value in the vicinity of the zero-cross point Z is further to the zero-cross point Z. And get closer. In addition, since the point that gives the local maximum and minimum values approaches the zero-cross point Z, the signal change near the zero-cross point also becomes abrupt.

先に説明したようにこれは中間画像D32Bに、入力画像Dinの解像度には含まれない高周波数成分が含まれることを意味する。言い換えると非線形処理手段31において、拡大画像D2Bのゼロクロス点前後の画素値を増幅することで、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に対応した高周波数成分を生成したことになる。   As described above, this means that the intermediate image D32B includes high frequency components that are not included in the resolution of the input image Din. In other words, the nonlinear processing means 31 amplifies pixel values around the zero cross point of the enlarged image D2B, thereby generating a high frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din.

また、中間画像D32Bは非線形処理手段31において生成した高周波数成分を高周波数成分画像生成手段32Bで取り出すことで生成されるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に対応した高周波数成分をもつ画像となる。   Further, since the intermediate image D32B is generated by extracting the high frequency component generated by the nonlinear processing means 31 by the high frequency component image generating means 32B, the high frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din is obtained. It becomes an image with.

拡大画像D2A、中間画像D32A、中間画像D32Bが持つ周波数成分を図示すると図21のようになる。拡大画像D2Aには主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する領域RLに対応した周波数成分が含まれている。一方、中間画像D32Aには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する領域RMに対応した周波数成分が含まれており、中間画像D32Bには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する領域RHに対応した周波数成分が含まれている。   FIG. 21 shows frequency components of the enlarged image D2A, the intermediate image D32A, and the intermediate image D32B. The enlarged image D2A mainly includes a frequency component corresponding to a region RL corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. On the other hand, the intermediate image D32A includes a frequency component corresponding to a region RM corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the intermediate image D32B corresponds to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. The frequency component corresponding to the area | region RH to be included is contained.

中間画像D32Aと中間画像D32Bを加算して高周波数成分画像D3を生成すれば、高周波数成分画像D3には、中間画像D32Aが持つ周波数成分と中間画像D32Bが持つ周波数成分の双方が含まれることになる。中間画像D32Aには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する周波数成分が含まれており、中間画像D32Bには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する周波数成分が含まれているので、高周波数成分画像D3には入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数成分が含まれることになる。そして、拡大画像D2Aに高周波数成分画像D3を加算し出力画像Doutを得ることで、出力画像Doutに対して入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数成分を与えることが可能になり、出力画像Doutの解像感を増すことが出来る。   If the high frequency component image D3 is generated by adding the intermediate image D32A and the intermediate image D32B, the high frequency component image D3 includes both the frequency component of the intermediate image D32A and the frequency component of the intermediate image D32B. become. The intermediate image D32A includes a frequency component corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the intermediate image D32B includes a frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. Therefore, the high frequency component image D3 includes frequency components equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. Then, by adding the high frequency component image D3 to the enlarged image D2A to obtain the output image Dout, it becomes possible to give the output image Dout a frequency component equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. The resolution can be increased.

図18(a)〜(d)は上記の効果を別の観点から説明するための図である。図18(a)はステップエッジ信号を表している。図18(a)に示すエッジではエッジ中央より左側の方が右側より輝度が低くなっている。以下の説明ではエッジ中央に対して輝度が低い領域を低レベル側、高い領域を高レベル側と呼ぶこともある。図18(b)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S2でサンプリングして得られる入力画像Dinを表している。   FIGS. 18A to 18D are diagrams for explaining the above effect from another viewpoint. FIG. 18A shows a step edge signal. In the edge shown in FIG. 18A, the luminance on the left side of the edge center is lower than that on the right side. In the following description, an area where the luminance is low with respect to the center of the edge is sometimes called a low level side, and a high area is called a high level side. FIG. 18B shows an input image Din obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S2.

図18(c)は図18(b)に示す入力画像Dinに対して得られる拡大画像D2Aを表している。拡大画像D2Aは、入力画像Dinに対して補間演算を行って得られるので、サンプリング間隔はS2の倍のS1になるが、エッジ近傍の信号の変化はなだらかなままである。   FIG. 18C shows an enlarged image D2A obtained for the input image Din shown in FIG. Since the enlarged image D2A is obtained by performing an interpolation operation on the input image Din, the sampling interval becomes S1, which is twice as long as S2, but the change in the signal in the vicinity of the edge remains gentle.

図18(d)はサンプリング間隔S1でステップエッジ信号をサンプリングした画像(図18(b)の画像と同じく符号Dinで示す)を表している。拡大画像D2Aと比較し、エッジ近傍での信号の変化が急になっている。   FIG. 18D shows an image obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1 (indicated by the symbol Din as in the image of FIG. 18B). Compared with the enlarged image D2A, the change of the signal near the edge is steep.

中間画像D32Aと中間画像D32Bを加算することで、拡大画像D2のエッジ近傍での信号の傾きが補正され、図18(d)に示すステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングした画像に近い画像が得られ、画像の解像感を高めることが出来る。   By adding the intermediate image D32A and the intermediate image D32B, the inclination of the signal in the vicinity of the edge of the enlarged image D2 is corrected, and an image close to the image obtained by sampling the step edge signal shown in FIG. 18D at the sampling interval S1 is obtained. It can be obtained and the resolution of the image can be enhanced.

上記の説明の様に、中間画像D32A、D32Bを拡大画像D2Aに加算することで画像の鮮鋭感を増し、画質を向上することが可能であるが、かえって画質低下を招くことがある。そこで、本発明の画像処理装置では、高周波数成分画像補正手段33A、33Bを用いることで、その画質低下を未然に防止することとした。   As described above, by adding the intermediate images D32A and D32B to the enlarged image D2A, the sharpness of the image can be increased and the image quality can be improved. However, the image quality may be deteriorated. Therefore, in the image processing apparatus of the present invention, the high-frequency component image correction means 33A and 33B are used to prevent the deterioration of the image quality.

図19(a)〜(i)は高周波数成分画像補正手段33Bの作用、効果を説明するための図である。図19(a)は図18(a)と同様、ステップエッジ信号を表しており、図19(b)は図18(b)と同様、ステップエッジ信号に対して得られる入力画像Dinを表している。   FIGS. 19A to 19I are views for explaining the operation and effect of the high-frequency component image correcting unit 33B. FIG. 19A shows the step edge signal as in FIG. 18A, and FIG. 19B shows the input image Din obtained for the step edge signal, as in FIG. 18B. Yes.

図19(c)は図19(b)に示す入力画像Dinに対し得られる高周波数成分画像D1を表している。高周波数成分画像D1の画素値は、エッジ近傍の高レベル側(ゼロクロス点Zの右側)では正の値をとり、低レベル側(ゼロクロス点Zの左側)では負の値をとる。   FIG. 19C shows a high frequency component image D1 obtained for the input image Din shown in FIG. The pixel value of the high frequency component image D1 takes a positive value on the high level side (right side of the zero cross point Z) near the edge, and takes a negative value on the low level side (left side of the zero cross point Z).

図19(d)は図19(c)に示す高周波数成分画像D1に対し得られる拡大画像D2Bを表している。拡大画像D2Bの画素値は高周波数成分画像D1の画素値を加重加算して得られるので、基本的に高周波数成分画像D1の画素値と符号が一致する。従って拡大画像D2Bの画素値もエッジ近傍の高レベル側(ゼロクロス点Zの右側)で正の値をとり低レベル側(ゼロクロス点Zの左側)で負の値をとる。   FIG. 19D shows an enlarged image D2B obtained for the high frequency component image D1 shown in FIG. Since the pixel value of the enlarged image D2B is obtained by weighted addition of the pixel value of the high frequency component image D1, the pixel value of the high frequency component image D1 basically matches the sign. Accordingly, the pixel value of the enlarged image D2B also takes a positive value on the high level side (right side of the zero cross point Z) near the edge, and takes a negative value on the low level side (left side of the zero cross point Z).

図19(e)は非線形処理画像生成手段30内にある非線形処理手段31から出力される非線形処理画像D31を模式的に示した図であり、特にゼロクロス点Z近傍での非線形処理画像D31を示している。先に説明したように、非線形処理画像D31ではゼロクロス点Z近傍の最大値、最小値を与える点(それぞれ座標P2、座標P1で表す)が拡大画像D2Bと比較してゼロクロス点Zに近づいている。これによりサンプリング間隔S1に対応した高周波数成分が生成されたことを意味する。
また、図19(e)には、エッジ近傍の低レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R1として、エッジ近傍の高レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R2として示されている。以下、これらの領域R1、R2に注目して説明を行う。
FIG. 19 (e) is a diagram schematically showing the nonlinear processed image D31 output from the nonlinear processing means 31 in the nonlinear processed image generating means 30, and particularly shows the nonlinear processed image D31 near the zero cross point Z. ing. As described above, in the non-linearly processed image D31, the points giving maximum and minimum values near the zero cross point Z (represented by coordinates P2 and P1, respectively) are closer to the zero cross point Z than the enlarged image D2B. . This means that a high frequency component corresponding to the sampling interval S1 has been generated.
Further, in FIG. 19 (e), of the regions included on the low level side near the edge, a region having a certain distance from the zero cross point Z is defined as a region R1, and the region included on the high level side near the edge Among these, a region where the distance from the zero cross point Z is separated to some extent is indicated as a region R2. Hereinafter, description will be made with attention to these regions R1 and R2.

図19(f)は図19(e)に示された領域R2付近での非線形処理画像D31について横軸方向に拡大して示した図であり、白丸に実線で示されたデータが非線形処理画像D31を表しており、「×」印に点線で示されたデータが非線形処理画像D31の低周波数成分を表している。   FIG. 19F is an enlarged view of the nonlinear processed image D31 in the vicinity of the region R2 shown in FIG. 19E in the horizontal axis direction, and the data indicated by the solid line in the white circle is the nonlinear processed image. D31 is represented, and the data indicated by the dotted line with the “x” mark represents the low frequency component of the nonlinear processed image D31.

非線形処理画像D31の低周波数成分は、非線形処理画像D31の画素値の局所的な加重加算平均値として計算される。領域R2付近では、画素値のいくらかは正の値をとっているものの大半の画素値はゼロとなっているので、低周波数成分の値はゼロより若干大きな値になる。そして非線形処理画像D31の画素値と低周波数成分の値を比較すると低周波数成分の値の方が若干大きくなる。一方、非線形処理画像D31において座標P2付近では、座標P2以外に位置する画素の画素値は、座標P2に位置する画素の画素値より小さな値となるため、低周波数成分の値は非線形処理画像D31の画素値より小さな値となる。すなわち、領域R2付近と座標P2付近で、非線形処理画像D31の画素値と低周波数成分の値の大小関係が入れ替わる結果となる。   The low frequency component of the nonlinear processed image D31 is calculated as a local weighted average value of the pixel values of the nonlinear processed image D31. In the vicinity of the region R2, some of the pixel values are positive, but most of the pixel values are zero, so the value of the low frequency component is slightly larger than zero. When the pixel value of the nonlinear processed image D31 is compared with the value of the low frequency component, the value of the low frequency component becomes slightly larger. On the other hand, in the vicinity of the coordinate P2 in the nonlinear processed image D31, the pixel value of the pixel located outside the coordinate P2 is smaller than the pixel value of the pixel located at the coordinate P2, so the value of the low frequency component is the nonlinear processed image D31. It becomes a value smaller than the pixel value. That is, as a result, the magnitude relationship between the pixel value of the nonlinear processed image D31 and the value of the low frequency component is switched between the vicinity of the region R2 and the coordinate P2.

図19(g)は図19(e)に示された領域R1付近での非線形処理画像D31について横軸方向に拡大して示した図であり、白丸に実線で示されたデータが非線形処理画像D31を表しており、「×」印に点線で示されたデータが非線形処理画像D31の低周波数成分を表している。   FIG. 19 (g) is an enlarged view of the nonlinear processed image D31 in the vicinity of the region R1 shown in FIG. 19 (e) in the horizontal axis direction, and the data indicated by the solid line in the white circle is the nonlinear processed image. D31 is represented, and the data indicated by the dotted line with the “x” mark represents the low frequency component of the nonlinear processed image D31.

非線形処理画像D31の低周波数成分は、非線形処理画像D31の画素値の局所的な加重加算平均値として計算される。領域R1付近では、画素値のいくらかは負の値をとっているものの大半の画素値はゼロとなっているので、低周波数成分の値はゼロより若干小さな値になる。そして非線形処理画像D31の画素値と低周波数成分の値を比較すると低周波数成分の値の方が若干小さくなる(絶対値がより大きな、負の値となる)。一方、非線形処理画像D31において座標P1付近では、座標P1以外に位置する画素の画素値は、座標P1に位置する画素の画素値より大きな値となるため、低周波数成分の値は非線形処理画像D31の画素値より大きな値となる。すなわち、領域R1付近と座標P1付近で、非線形処理画像D31の画素値と低周波数成分の値の大小関係が入れ替わる結果となる。   The low frequency component of the nonlinear processed image D31 is calculated as a local weighted average value of the pixel values of the nonlinear processed image D31. In the vicinity of the region R1, some of the pixel values are negative, but most of the pixel values are zero, so the value of the low frequency component is slightly smaller than zero. When comparing the pixel value of the nonlinear processed image D31 and the value of the low frequency component, the value of the low frequency component is slightly smaller (the absolute value is larger and becomes a negative value). On the other hand, in the vicinity of the coordinate P1 in the nonlinear processed image D31, the pixel value of the pixel located outside the coordinate P1 is larger than the pixel value of the pixel located at the coordinate P1, so the value of the low frequency component is the nonlinear processed image D31. It becomes a value larger than the pixel value. That is, as a result, the magnitude relationship between the pixel value of the nonlinear processed image D31 and the value of the low frequency component is switched between the vicinity of the region R1 and the coordinate P1.

図19(h)は非線形処理画像生成手段30内の高周波数成分画像生成手段32Bから出力される中間画像D32Bを模式的に表した図である。中間画像D32Bは、非線形処理画像D31の高周波数成分を取り出すことで得られるが、非線形処理画像D31から高周波数成分を取り出すためには、非線形処理画像D31からその低周波数成分を引けばよい。すなわち、図19(f)、(g)に示した非線形処理画像D31と低周波数成分の差が中間画像D32Bとなる。先に説明したとおり、領域R1付近では非線形処理画像D31の方が低周波数成分より大きな値となっており、座標P1付近では低周波数成分の方が非線形処理画像D31より大きな値となっており、座標P2付近では非線形処理画像D31の方が低周波数成分より大きな値となっており、領域R2付近では低周波数成分の方が非線形処理画像D31より大きな値となっているので、領域R1付近、座標P1付近、座標P2付近、領域R2付近の順に中間画像D32Bの値を見ていくと一度正の値から負の値へと変化し、座標P1で局所的な最小値をとった後、負の値から正の値へと変化する。そして座標P2で局所的な最大値をとった後、正の値から負の値へと変化する。   FIG. 19 (h) is a diagram schematically showing the intermediate image D <b> 32 </ b> B output from the high frequency component image generation unit 32 </ b> B in the nonlinear processed image generation unit 30. The intermediate image D32B is obtained by extracting the high frequency component of the nonlinear processed image D31. In order to extract the high frequency component from the nonlinear processed image D31, the low frequency component may be subtracted from the nonlinear processed image D31. That is, the difference between the non-linearly processed image D31 shown in FIGS. 19F and 19G and the low frequency component becomes the intermediate image D32B. As described above, in the vicinity of the region R1, the nonlinear processed image D31 has a larger value than the low frequency component, and in the vicinity of the coordinate P1, the low frequency component has a larger value than the nonlinear processed image D31. In the vicinity of the coordinate P2, the nonlinear processed image D31 has a larger value than the low frequency component, and in the vicinity of the region R2, the low frequency component has a larger value than the nonlinear processed image D31. Looking at the value of the intermediate image D32B in the order of the vicinity of P1, the vicinity of the coordinate P2, and the vicinity of the region R2, the value once changes from a positive value to a negative value, and after taking a local minimum value at the coordinate P1, a negative value is obtained. The value changes from positive to positive. And after taking the local maximum value by the coordinate P2, it changes from a positive value to a negative value.

ここで図19(h)に示される中間画像D32Bを拡大画像D2Aに加算した場合のことを考える。先に述べたとおり、中間画像D32Bを加算することでエッジの先鋭化が可能である。しかしながら、領域R2では中間画像D32Bの画素値の符号が負であるため、中間画像D32Bを加算することで画像の輝度が下がる。先に述べたとおり領域R2はエッジ近傍の高レベル側に含まれているので、中間画像D32Bを加算することで高レベル側の輝度が下がることになる。逆に領域R1では中間画像D32Bを加算することで低レベル側の輝度が上がることになる。   Consider a case where the intermediate image D32B shown in FIG. 19 (h) is added to the enlarged image D2A. As described above, the edge can be sharpened by adding the intermediate image D32B. However, since the sign of the pixel value of the intermediate image D32B is negative in the region R2, the luminance of the image is reduced by adding the intermediate image D32B. As described above, since the region R2 is included on the high level side near the edge, the luminance on the high level side is reduced by adding the intermediate image D32B. On the contrary, in the region R1, the luminance on the low level side is increased by adding the intermediate image D32B.

これは、中間画像D32Bを加算することで、エッジ近傍の高レベル側の輝度が下がったり低レベル側の輝度が上がったりと、エッジ近傍に不自然な輝度の変化が見られることを意味する。通常エッジは画像の水平方向や垂直方向などある方向に沿ってある程度の長さをもつため、この不自然な輝度の変化もエッジと並んである程度の長さを持って現れることとなり、結果的にエッジ近傍に不自然な線あるいは輪郭状の模様が現れることになる。   This means that by adding the intermediate image D32B, when the luminance on the high level side near the edge decreases or the luminance on the low level side increases, an unnatural luminance change is observed in the vicinity of the edge. Since the normal edge has a certain length along a certain direction such as the horizontal or vertical direction of the image, this unnatural luminance change appears with a certain length alongside the edge. An unnatural line or outline pattern appears in the vicinity of the edge.

一方、図19(d)に示した拡大画像D2Bの画素値の変化を見ると負から正へと一回変化するだけである。従って拡大画像D2Bの符号は領域R2では正であり、領域R1では負である。言い換えると拡大画像D2Bと中間画像D32Bを比較した時、領域R1付近と領域R2付近で両者の符号が反転する。言い換えると拡大画像D2Bと中間画像D32Bの間で画素値の符号が一致していない箇所が、エッジ近傍に不自然な輝度の変化を引き起こすと言える。   On the other hand, when the change in the pixel value of the enlarged image D2B shown in FIG. 19D is seen, it changes only once from negative to positive. Therefore, the sign of the enlarged image D2B is positive in the region R2 and negative in the region R1. In other words, when the enlarged image D2B and the intermediate image D32B are compared, the signs of both are inverted in the vicinity of the region R1 and the region R2. In other words, it can be said that a portion where the sign of the pixel value does not match between the enlarged image D2B and the intermediate image D32B causes an unnatural luminance change in the vicinity of the edge.

図19(i)は高周波数成分画像処理手段33Bから出力される中間画像D33Bを模式的に表す図である。高周波数成分画像処理手段33B内部の符号比較手段33B1では拡大画像D2Bと中間画像D32Bの符号を比較し、両者の符号が逆であった場合、画素値変更手段33B2において該当する中間画像D32Bの画素値をゼロにすることとしている。従って図19(i)に示すように、中間画像D33Bでは座標P1、P2における局所的な最小値、最大値を保ったまま、領域R1付近、R2付近の画素値がゼロになる。中間画像D33Bにおいて、ゼロクロス点Z近傍の局所的な最小値、最大値は座標P1、P2で表される位置にある画素に保たれたままである。これは、非線形画像生成手段30で生成された、サンプリング間隔S1に対応した高周波数成分が中間画像D33Bでも保たれていることを意味する。また、拡大画像D2Bと中間画像D33Bを比較した時、領域R1付近と領域R2付近での両者の符号は一致しており、中間画像D33Bを加算してもエッジ近傍に不自然な輝度の変化は現れない。従って中間画像D33Bを加算することで領域R1付近、R2付近に不自然な輝度の変化を引きこすことなく、エッジを強調することができる。   FIG. 19 (i) is a diagram schematically showing an intermediate image D33B output from the high frequency component image processing means 33B. The sign comparison means 33B1 in the high frequency component image processing means 33B compares the signs of the enlarged image D2B and the intermediate image D32B. If the signs of the two are opposite, the pixel value changing means 33B2 detects the corresponding pixel of the intermediate image D32B. The value is set to zero. Accordingly, as shown in FIG. 19 (i), in the intermediate image D33B, the pixel values near the regions R1 and R2 become zero while maintaining the local minimum and maximum values at the coordinates P1 and P2. In the intermediate image D33B, the local minimum value and maximum value in the vicinity of the zero cross point Z are kept in the pixels at the positions represented by the coordinates P1 and P2. This means that the high frequency component corresponding to the sampling interval S1 generated by the nonlinear image generating means 30 is also maintained in the intermediate image D33B. Further, when the enlarged image D2B and the intermediate image D33B are compared, the signs in the vicinity of the region R1 and the region R2 are the same, and even if the intermediate image D33B is added, an unnatural luminance change near the edge It does not appear. Therefore, by adding the intermediate image D33B, it is possible to enhance the edge without causing an unnatural luminance change in the vicinity of the regions R1 and R2.

図20(a)〜(i)は高周波数成分画像補正手段33Aの作用、効果を説明するための図である。
図20(a)は図19(a)と同様、ステップエッジ信号を表しており、図20(b)は図19(b)と同様、ステップエッジ信号に対して得られる入力画像Dinを表している。
20A to 20I are diagrams for explaining the operation and effect of the high-frequency component image correcting unit 33A.
20A shows a step edge signal as in FIG. 19A, and FIG. 20B shows an input image Din obtained for the step edge signal as in FIG. 19B. Yes.

図20(c)は図20(b)に示す入力画像Dinに対し得られる高周波数成分画像D1を表している。高周波数成分画像D1の画素値は、エッジ近傍の高レベル側(ゼロクロス点Zの右側)では正の値をとり、低レベル側(ゼロクロス点Zの左側)では負の値をとる。   FIG. 20C shows a high frequency component image D1 obtained for the input image Din shown in FIG. The pixel value of the high frequency component image D1 takes a positive value on the high level side (right side of the zero cross point Z) near the edge, and takes a negative value on the low level side (left side of the zero cross point Z).

図20(d)は図20(c)に示す高周波数成分画像D1に対し得られる拡大画像D2Bを表している。拡大画像D2Bの画素値は高周波数成分画像D1の画素値を加重加算して得られるので、基本的に高周波数成分画像D1の画素値と符号が一致する。従って拡大画像D2Bの画素値もエッジ近傍の高レベル側(ゼロクロス点Zの右側)で正の値をとり低レベル側(ゼロクロス点Zの左側)で負の値をとる。   FIG. 20D shows an enlarged image D2B obtained for the high frequency component image D1 shown in FIG. Since the pixel value of the enlarged image D2B is obtained by weighted addition of the pixel value of the high frequency component image D1, the pixel value of the high frequency component image D1 basically matches the sign. Accordingly, the pixel value of the enlarged image D2B also takes a positive value on the high level side (right side of the zero cross point Z) near the edge, and takes a negative value on the low level side (left side of the zero cross point Z).

図20(e)に図20(d)に示した拡大画像D2Bを再び示す。図20(e)にはさらに、エッジ近傍の低レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R3として、エッジ近傍の高レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R4として示されている。以下、これらの領域R3、R4に注目して説明を行う。   FIG. 20E shows the enlarged image D2B shown in FIG. Further, in FIG. 20 (e), among the regions included on the low level side near the edge, a region with a certain distance from the zero cross point Z is defined as region R3, and among the regions included on the high level side near the edge A region having a certain distance from the zero cross point Z is shown as a region R4. Hereinafter, description will be made with attention paid to these regions R3 and R4.

図20(f)は図20(e)に示された領域R4付近での拡大画像D2Bについて横軸方向に拡大して示した図であり、白丸に実線で示されたデータが拡大画像D2Bを表しており、「×」印に点線で示されたデータが拡大画像D2Bの低周波数成分を表している。なお、領域R4はエッジ近傍の高レベル側に含まれる。   FIG. 20F is an enlarged view of the enlarged image D2B in the vicinity of the region R4 shown in FIG. 20E in the horizontal axis direction, and the data indicated by the solid line in the white circle represents the enlarged image D2B. The data indicated by the dotted line in the “x” mark represents the low frequency component of the enlarged image D2B. The region R4 is included on the high level side near the edge.

拡大画像D2Bの低周波数成分は、拡大画像D2Bの画素値の局所的な加重加算平均値として計算される。領域R4付近では、画素値のいくらかは正の値をとっているものの大半の画素値はゼロとなっているので、低周波数成分の値はゼロより若干大きな値になる。そして拡大画像D2Bの画素値と低周波数成分の値を比較すると低周波数成分の値の方が若干大きくなる。一方、拡大画像D2Bにおいて座標P4付近では、座標P4以外に位置する画素の画素値は、座標P4に位置する画素の画素値より小さな値となるため、低周波数成分の値は拡大画像D2Bの画素値より小さな値となる。すなわち、領域R4付近と座標P4付近で、拡大画像D2Bの画素値と低周波数成分の値の大小関係が入れ替わる結果となる。なお、座標P4は拡大画像D2Bに関してゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値を与える点の座標である。   The low frequency component of the enlarged image D2B is calculated as a local weighted average value of the pixel values of the enlarged image D2B. In the vicinity of the region R4, although some of the pixel values are positive, most of the pixel values are zero, so the value of the low frequency component is slightly larger than zero. When the pixel value of the enlarged image D2B is compared with the value of the low frequency component, the value of the low frequency component becomes slightly larger. On the other hand, in the enlarged image D2B, in the vicinity of the coordinate P4, the pixel value of the pixel located outside the coordinate P4 is smaller than the pixel value of the pixel located at the coordinate P4. Therefore, the value of the low frequency component is the pixel of the enlarged image D2B. The value is smaller than the value. That is, as a result, the magnitude relationship between the pixel value of the enlarged image D2B and the value of the low frequency component is interchanged in the vicinity of the region R4 and the coordinate P4. Note that the coordinate P4 is a coordinate of a point giving a local maximum value in the vicinity of the zero cross point Z with respect to the enlarged image D2B.

図20(g)は図20(e)に示された領域R3付近での拡大画像D2Bについて横軸方向に拡大して示した図であり、白丸に実線で示されたデータが拡大画像D2Bを表しており、「×」印に点線で示されたデータが拡大画像D2Bの低周波数成分を表している。なお、領域R3はエッジ近傍の低レベル側に含まれる。   FIG. 20G is an enlarged view of the enlarged image D2B in the vicinity of the region R3 shown in FIG. 20E in the horizontal axis direction, and the data indicated by the solid line in the white circle represents the enlarged image D2B. The data indicated by the dotted line in the “x” mark represents the low frequency component of the enlarged image D2B. The region R3 is included on the low level side near the edge.

拡大画像D2Bの低周波数成分は、拡大画像D2Bの画素値の局所的な加重加算平均値として計算される。領域R3付近では、画素値のいくらかは負の値をとっているものの大半の画素値はゼロとなっているので、低周波数成分の値はゼロより若干小さな値になる。そして拡大画像D2Bの画素値と低周波数成分の値を比較すると低周波数成分の値の方が若干小さくなる(絶対値がより大きな、負の値となる)。一方、拡大画像D2Bにおいて座標P3付近では、座標P3以外に位置する画素の画素値は、座標P3に位置する画素の画素値より大きな値となるため、低周波数成分の値は拡大画像D2Bの画素値より大きな値となる。すなわち、領域R3付近と座標P3付近で、拡大画像D2Bの画素値と低周波数成分の値の大小関係が入れ替わる結果となる。なお、座標P3は拡大画像D2Bに関してゼロクロス点Z近傍での局所的な最小値を与える点の座標である。   The low frequency component of the enlarged image D2B is calculated as a local weighted average value of the pixel values of the enlarged image D2B. In the vicinity of the region R3, although some of the pixel values are negative, most of the pixel values are zero, so the value of the low frequency component is slightly smaller than zero. When the pixel value of the enlarged image D2B is compared with the value of the low frequency component, the value of the low frequency component is slightly smaller (the absolute value is larger and becomes a negative value). On the other hand, in the enlarged image D2B, in the vicinity of the coordinate P3, the pixel value of the pixel located outside the coordinate P3 is larger than the pixel value of the pixel located at the coordinate P3. Therefore, the value of the low frequency component is the pixel of the enlarged image D2B. The value is larger than the value. That is, as a result, the magnitude relationship between the pixel value of the enlarged image D2B and the value of the low frequency component is interchanged in the vicinity of the region R3 and the coordinate P3. Note that the coordinate P3 is a coordinate of a point that gives a local minimum value in the vicinity of the zero cross point Z with respect to the enlarged image D2B.

図20(h)は高周波数成分画像生成手段32Aから出力される中間画像D32Aを模式的に表した図である。中間画像D32Aは、拡大画像D2Aの高周波数成分を取り出すことで得られるが、拡大画像D2Aから高周波数成分を取り出すためには、拡大画像D2Bからその低周波数成分を引けばよい。すなわち、図20(f)、(g)に示した拡大画像D2Aと低周波数成分の差が中間画像D32Aとなる。先に説明したとおり、領域R3付近では拡大画像D2Aの方が低周波数成分より大きな値となっており、低レベル側のうちゼロクロス点Zに近い領域では低周波数成分の方が非線形処理画像D31より大きな値となっており、高レベル側のうちゼロクロス点Zに近い領域では拡大画像D2Aの方が低周波数成分より大きな値となっており、領域R4付近では低周波数成分の方が拡大画像D2Aより大きな値となっているので、領域R3付近、ゼロクロス点Z付近、領域R4付近の順に中間画像D32Aの値を見ていくと一度正の値から負の値へと変化した後、負の値から正の値へと変化し、さらに正の値から負の値へと変化する。   FIG. 20H is a diagram schematically showing the intermediate image D32A output from the high frequency component image generating unit 32A. The intermediate image D32A is obtained by extracting the high frequency component of the enlarged image D2A, but in order to extract the high frequency component from the enlarged image D2A, the low frequency component may be subtracted from the enlarged image D2B. That is, the difference between the enlarged image D2A shown in FIGS. 20F and 20G and the low frequency component becomes the intermediate image D32A. As described above, the enlarged image D2A has a larger value than the low frequency component in the vicinity of the region R3, and the low frequency component in the region close to the zero cross point Z on the low level side than the nonlinear processed image D31. The enlarged image D2A has a larger value than the low frequency component in the region close to the zero cross point Z on the high level side, and the low frequency component has a larger value than the enlarged image D2A near the region R4. Since it is a large value, when looking at the value of the intermediate image D32A in the order of the region R3, the zero cross point Z, and the region R4 in this order, after changing from a positive value to a negative value once, from the negative value It changes to a positive value, and further changes from a positive value to a negative value.

ここで図20(h)に示される中間画像D32Aを拡大画像D2Aに加算した場合のことを考える。先に述べたとおり、中間画像D32Aを加算することでエッジの先鋭化が可能である。しかしながら、領域R4では中間画像D32Aの画素値の符号が負であるため、中間画像D32Aを加算することで画像の輝度が下がる。先に述べたとおり領域R4はエッジ近傍の高レベル側に含まれているので、中間画像D32Aを加算することで高レベル側の輝度が下がることになる。逆に領域R3では中間画像D32Aを加算することで低レベル側の輝度が上がることになる。   Consider a case where the intermediate image D32A shown in FIG. 20 (h) is added to the enlarged image D2A. As described above, the edge can be sharpened by adding the intermediate image D32A. However, since the sign of the pixel value of the intermediate image D32A is negative in the region R4, the luminance of the image is reduced by adding the intermediate image D32A. As described above, since the region R4 is included on the high level side near the edge, the luminance on the high level side is reduced by adding the intermediate image D32A. On the contrary, in the region R3, the luminance on the low level side is increased by adding the intermediate image D32A.

これは、中間画像D32Aを加算することで、エッジ近傍の高レベル側の輝度が下がったり低レベル側の輝度が上がったりと、エッジ近傍に不自然な輝度の変化が見られることを意味する。通常エッジは画像の水平方向や垂直方向などある方向に沿ってある程度の長さをもつため、この不自然な輝度の変化もエッジと並んである程度の長さを持って現れることとなり、結果的にエッジ近傍に不自然な線あるいは輪郭状の模様が現れることとなる。   This means that by adding the intermediate image D32A, when the luminance on the high level side near the edge decreases or the luminance on the low level side increases, an unnatural change in luminance is observed in the vicinity of the edge. Since the normal edge has a certain length along a certain direction such as the horizontal or vertical direction of the image, this unnatural luminance change appears with a certain length alongside the edge. An unnatural line or outline pattern appears in the vicinity of the edge.

一方、図20(d)に示した拡大画像D2Bの画素値の変化を見ると負から正へと一回変化するだけである。従って拡大画像D2Bの符号は領域R4では正であり、領域R3では負である。言い換えると拡大画像D2Bと中間画像D32Aを比較した時、領域R3付近と領域R4付近で両者の符号が反転する。言い換えると拡大画像D2Bと中間画像D32Aの間で画素値の符号が一致していない箇所が、エッジ近傍に不自然な輝度の変化を引き起こすと言える。   On the other hand, looking at the change in the pixel value of the enlarged image D2B shown in FIG. 20 (d), it changes only once from negative to positive. Therefore, the sign of the enlarged image D2B is positive in the region R4 and negative in the region R3. In other words, when the enlarged image D2B and the intermediate image D32A are compared, the signs of both are inverted near the region R3 and the region R4. In other words, it can be said that a portion where the sign of the pixel value does not match between the enlarged image D2B and the intermediate image D32A causes an unnatural luminance change in the vicinity of the edge.

図20(i)は高周波数成分画像処理手段33Aから出力される中間画像D33Aを模式的に表す図である。高周波数成分画像処理手段33A内部の符号比較手段33A1では拡大画像D2Bと中間画像D32Aの符号を比較し、両者の符号が逆であった場合、画素値変更手段33A2において該当する中間画像D32Aの画素値をゼロにすることとしている。従って図20(i)に示すように、中間画像D33Aでは、領域R3付近、R4付近の画素値がゼロになり、拡大画像D2Bと中間画像D33Aを比較した時、領域R3付近と領域R4付近での両者の符号の不一致は解消しており、中間画像D33Aを加算してもエッジ近傍に不自然な輝度の変化は現れない。従って中間画像D33Aを加算することで領域R3付近、R4付近に不自然な輝度の変化を引きこすことなく、エッジを強調することができる。   FIG. 20 (i) is a diagram schematically showing the intermediate image D33A output from the high frequency component image processing means 33A. The sign comparison means 33A1 inside the high-frequency component image processing means 33A compares the signs of the enlarged image D2B and the intermediate image D32A. If the signs of both are opposite, the pixel value changing means 33A2 selects the corresponding pixel of the intermediate image D32A. The value is set to zero. Accordingly, as shown in FIG. 20 (i), in the intermediate image D33A, the pixel values in the vicinity of the regions R3 and R4 become zero, and when the enlarged image D2B and the intermediate image D33A are compared, in the vicinity of the regions R3 and R4. The sign mismatch between the two is eliminated, and even if the intermediate image D33A is added, an unnatural luminance change does not appear in the vicinity of the edge. Therefore, by adding the intermediate image D33A, it is possible to enhance the edge without causing an unnatural luminance change in the vicinity of the regions R3 and R4.

以上に説明したように、高周波数成分画像生成手段1で生成した高周波数成分画像D1を画像拡大手段2Bで拡大した画像拡大手段2Bを、高周波数成分画像処理手段3で処理することによって、入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当する周波数成分を含んだ高周波数成分画像D3を得ることができる。そして、加算手段4において、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する領域の周波数成分を含む拡大画像D2Aと入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当する領域の周波数成分を含む高周波数成分画像D3を加算して拡大画像Doutを生成することとしているので、拡大画像Doutに対して高周波数成分を十分に与えることができ、解像感のある拡大画像Doutを得ることができる。   As described above, the high-frequency component image processing unit 3 processes the image enlarging unit 2B obtained by enlarging the high-frequency component image D1 generated by the high-frequency component image generating unit 1 with the image enlarging unit 2B. A high frequency component image D3 including a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the image Din can be obtained. Then, in the adding means 4, an enlarged image D2A including a frequency component in a region corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din and a high frequency including a frequency component in a region corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. Since the enlarged image Dout is generated by adding the frequency component images D3, a high frequency component can be sufficiently given to the enlarged image Dout, and an enlarged image Dout with a sense of resolution can be obtained.

また、高周波数成分画像生成手段1において、水平方向の高周波数成分を取り出した水平方向高周波数成分画像D1hと垂直方向の高周波数成分を取り出した垂直方向高周波数成分画像D1vを生成することで、画像の水平方向、垂直方向のうちの任意の方向について入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当した周波数成分を生成することが可能となる。すなわち、水平方向高周波数成分画像D1hを画像拡大手段2Bhで拡大した拡大画像D2Bhに対し、水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahで水平方向のハイパスフィルタをかけることで、水平方向に関して入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当した周波数成分をもった中間画像D32Ahが生成され、垂直方向高周波数成分画像D1vを画像拡大手段2Bvで拡大した拡大画像D2Bvに対し、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avで垂直方向のハイパスフィルタをかけることで、垂直方向に関して入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当した周波数成分をもった中間画像D32Avが生成される。
また、水平方向及び垂直方向について異なる特性のハイパスフィルタをかけることで、水平方向と垂直方向とでナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当した周波数成分を異なる程度に含むようにすることもできる。
Further, the high frequency component image generation means 1 generates a horizontal high frequency component image D1h obtained by extracting the horizontal high frequency component and a vertical high frequency component image D1v obtained by extracting the vertical high frequency component. It is possible to generate a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din in any one of the horizontal direction and the vertical direction of the image. That is, by applying a horizontal high-pass filter to the enlarged image D2Bh obtained by enlarging the horizontal high-frequency component image D1h by the image enlarging means 2Bh by the horizontal high-frequency component image generating means 32Ah, the input image Din An intermediate image D32Ah having a frequency component corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn is generated, and a vertical high frequency component image generating unit is generated with respect to the enlarged image D2Bv obtained by enlarging the vertical high frequency component image D1v by the image enlarging unit 2Bv. By applying a high-pass filter in the vertical direction at 32 Av, an intermediate image D32Av having a frequency component corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din in the vertical direction is generated.
Further, by applying high-pass filters having different characteristics in the horizontal direction and the vertical direction, frequency components corresponding to frequencies close to the Nyquist frequency Fn can be included in different levels in the horizontal direction and the vertical direction.

また、拡大画像D2Bhに対し水平方向非線形処理手段31hで非線形処理を行って生成した非線形処理画像D31hに対して、水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhでハイパスフィルタをかけることで、水平方向に関して入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当した周波数成分をもった中間画像D32Bhが生成され、拡大画像D2Bvに対し垂直方向非線形処理手段31vで非線形処理を行って生成した非線形処理画像D31vに対して、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvでハイパスフィルタをかけることで、垂直方向に関して入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当した周波数成分をもった中間画像D32Bvが生成される。
また、水平方向及び垂直方向について異なる特性の非線形処理及びハイパスフィルタをかけることで、水平方向と垂直方向とでナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当した周波数成分を異なる程度に含むようにすることもできる。
Further, by applying a high-pass filter to the non-linearly processed image D31h generated by performing non-linear processing on the enlarged image D2Bh by the horizontal non-linear processing unit 31h, the horizontal direction high-frequency component image generating unit 32Bh applies an input in the horizontal direction. An intermediate image D32Bh having a frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the image Din is generated, and the non-linearly processed image D31v generated by performing non-linear processing on the enlarged image D2Bv by the non-linear processing means 31v in the vertical direction. By applying a high-pass filter in the vertical high frequency component image generation means 32Bv, an intermediate image D32Bv having a frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din in the vertical direction is generated.
Further, by applying non-linear processing and a high-pass filter having different characteristics in the horizontal direction and the vertical direction, frequency components corresponding to frequencies higher than the Nyquist frequency Fn can be included in different levels in the horizontal direction and the vertical direction. .

そして中間画像D32Aについては高周波数成分補正手段33Aで、中間画像D32Bについては高周波数成分補正手段33Bで、拡大画像D2Bと符号を比較し、符号が一致しなかった場合、該当する画素の画素値をゼロにすることで、エッジ近傍に不自然な線あるいは模様が現れるのを防止することができる。   The intermediate image D32A is compared with the high frequency component correcting unit 33A, and the intermediate image D32B is compared with the high frequency component correcting unit 33B. The sign of the enlarged image D2B is compared. It is possible to prevent an unnatural line or pattern from appearing near the edge.

さらに中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算手段34で加算して高周波数成分画像D3を得ることで、任意の方向について入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当した周波数成分を持った高周波数成分画像D3を得ることできる。   Further, the high frequency component image D3 is obtained by adding the intermediate image D33A and the intermediate image D33B by the adding means 34, whereby a high frequency having a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din in any direction. A component image D3 can be obtained.

なお、入力画像Dinから拡大画像Doutを生成する場合の拡大率を水平方向、垂直方向とも2倍として説明を行ったが拡大率は2倍に限定されるものではない。すなわち、画像拡大手段2Aにおいて入力画像Dinを水平方向、垂直方向ともに所望の倍率に拡大した拡大画像D2Aを生成し、高周波数成分生成手段1において入力画像Dinをもとに高周波数成分画像D1を生成し、画像拡大手段2Bにおいて、高周波数成分画像D1を水平方向、垂直方向ともに所望の倍率(画像拡大手段2Aにおける拡大倍率と同じ倍率)に拡大した拡大画像D2Bを生成し、高周波数成分画像処理手段3において拡大画像D2Bをもとに高周波数成分画像D3を生成し、加算手段4において拡大画像D2Aと高周波数成分画像D3を加算し、最終的な拡大画像Doutを得ればよい。
さらに、先にも述べたように、水平方向の拡大率と垂直方向の拡大率とは同じでなくても良く、また水平方向、垂直方向の一方についてのみ拡大を行なっても良い。
Note that the description has been made assuming that the enlargement ratio when generating the enlarged image Dout from the input image Din is double in both the horizontal direction and the vertical direction, but the enlargement ratio is not limited to double. That is, the image enlargement unit 2A generates an enlarged image D2A obtained by enlarging the input image Din to a desired magnification both in the horizontal direction and the vertical direction, and the high frequency component generation unit 1 generates the high frequency component image D1 based on the input image Din. The image enlarging means 2B generates an enlarged image D2B obtained by enlarging the high frequency component image D1 to a desired magnification (the same magnification as the magnification in the image enlarging means 2A) in both the horizontal direction and the vertical direction. The processing means 3 generates the high frequency component image D3 based on the enlarged image D2B, and the adding means 4 adds the enlarged image D2A and the high frequency component image D3 to obtain the final enlarged image Dout.
Furthermore, as described above, the horizontal enlargement factor and the vertical enlargement factor may not be the same, and enlargement may be performed only in one of the horizontal direction and the vertical direction.

また、上記の説明では水平方向、垂直方向ともゼロクロス点の前後1画素についてのみ増幅率を大きくするとしたが、増幅率の制御の例はこの限りではなく、例えば拡大率に応じて適宜変化させる(拡大率に応じた値に設定する)ことも出来る。   In the above description, the amplification factor is increased only for one pixel before and after the zero cross point in both the horizontal direction and the vertical direction. However, the example of the amplification factor control is not limited to this, and is appropriately changed according to, for example, the enlargement factor ( It can also be set to a value according to the enlargement ratio).

以下、拡大率が上記の例とは異なる場合について、図22(a)〜(e)及び図23(a)〜(f)を参照して説明する。
図22(a)にステップエッジ信号、図22(b)にステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号、図22(c)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表し、図22(d)はステップエッジ信号を間隔S1の3倍の間隔S3でサンプリングして得られる信号、図22(e)はステップエッジ信号を間隔S3でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表す。なお、図22(d)及び(e)において画素の位置PL1、PR1はステップエッジ信号の境界(輝度の明暗が変化する地点)を表す。通常、ステップエッジ信号をサンプリングした画像の高周波数成分を表す信号において、ゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置は、ステップエッジ信号の境界の位置とほぼ一致する。
Hereinafter, the case where the enlargement ratio is different from the above example will be described with reference to FIGS. 22 (a) to 22 (e) and FIGS. 23 (a) to 23 (f).
FIG. 22A shows a step edge signal, FIG. 22B shows a signal obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1, and FIG. 22C shows that obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1. FIG. 22D shows a signal obtained by sampling a step edge signal at an interval S3 that is three times the interval S1, and FIG. 22E shows a step edge signal sampled at an interval S3. Represents the high frequency component of the resulting signal. In FIGS. 22D and 22E, pixel positions PL1 and PR1 represent step edge signal boundaries (points at which brightness brightness changes). Usually, in a signal representing a high-frequency component of an image obtained by sampling the step edge signal, the position of the pixel that gives the local maximum value and minimum value in the vicinity of the zero cross point Z substantially coincides with the position of the boundary of the step edge signal. .

図23(a)〜(f)は、拡大率が3倍の場合の、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、非線形処理手段31及び高周波数成分画像生成手段32Bによる高周波数成分生成の手順を模式的に表した図であり、図23(a)は輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)、図23(b)はステップ画像に対応した入力画像Din、図23(c)は高周波数成分画像D1、図23(d)は拡大画像D2B、図23(e)は非線形処理画像D31、図23(f)は中間画像D32Bを表す。なお、説明を簡単にするため各々1次元信号として記載した。   23A to 23F show high frequency component generation by the high frequency component image generation means 1, the image enlargement means 2B, the non-linear processing means 31, and the high frequency component image generation means 32B when the enlargement ratio is three times. FIG. 23A is an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, and FIG. 23B is an input corresponding to the step image. Image Din, FIG. 23C shows the high-frequency component image D1, FIG. 23D shows the enlarged image D2B, FIG. 23E shows the nonlinear processed image D31, and FIG. 23F shows the intermediate image D32B. In addition, in order to simplify description, each is described as a one-dimensional signal.

図23(d)に示すように、拡大画像D2Bにおいてゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置PL1、PR1は、拡大画像D2Bにおいてもステップエッジ信号の境界の位置とほぼ一致する。通常、本実施の形態の説明で用いた拡大方法ではこのPL1、PR1の位置は変化せず、PL1、PR1で表す位置とゼロクロス点Zの間に存在する画素の数が多くなる。また、PL1、PR1で表す位置とゼロクロス点Zの間に存在する画素の数は拡大画像D2Bを生成する際の拡大率を大きくすれば(あるいはサンプリング間隔を短くすれば)多くなる。
一方、ステップエッジ信号を短いサンプリング間隔でサンプリングした画像の高周波数成分を表す信号では、ゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置はよりゼロクロス点Zに近づき、ゼロクロス点にZより近い画素ほど高周波数成分を表す信号の振幅が大きくなる。
As shown in FIG. 23D, pixel positions PL1 and PR1 that give local maximum and minimum values near the zero-cross point Z in the enlarged image D2B are the positions of the boundary of the step edge signal in the enlarged image D2B. Almost matches. Normally, in the enlargement method used in the description of the present embodiment, the positions of PL1 and PR1 do not change, and the number of pixels existing between the positions represented by PL1 and PR1 and the zero-cross point Z increases. Further, the number of pixels existing between the positions represented by PL1 and PR1 and the zero-cross point Z increases as the enlargement ratio when generating the enlarged image D2B is increased (or the sampling interval is shortened).
On the other hand, in the signal representing the high frequency component of the image obtained by sampling the step edge signal at a short sampling interval, the position of the pixel giving the local maximum value and minimum value near the zero cross point Z is closer to the zero cross point Z, and the zero cross A pixel closer to the point than Z has a larger amplitude of a signal representing a high frequency component.

従って、ゼロクロス点Z前後の信号のみ増幅して非線形処理画像D31を生成する際に、PL1及びPR1よりゼロクロス点Zにより近い画素になるほど振幅が大きくなるよう処理してやることが好ましく、例えば位置PL1、PR1よりゼロクロス点Zに近い画素ではゼロクロス点Zにより近い画素ほど大きな増幅率で、PL1、PR1よりゼロクロス点Zから遠い画素については増幅率1で拡大画像D2Bの画素値を増幅することで、図23(e)に示すような、ゼロクロス点Zにより近い画素ほど大きな振幅をもった非線形処理画像D31を生成することができる。
そしてこのようにして生成した拡大画像D2Bからハイパスフィルタ処理によって高周波数成分のみを取り出すことで図23(f)に示すようなサンプリング間隔S1に対応した中間画像D32Bを生成できる。
Accordingly, when generating the nonlinear processed image D31 by amplifying only the signals before and after the zero cross point Z, it is preferable to perform processing so that the amplitude becomes larger as the pixel is closer to the zero cross point Z than PL1 and PR1, for example, positions PL1, PR1 By amplifying the pixel value of the enlarged image D2B at a pixel closer to the zero cross point Z with a larger amplification factor as the pixel closer to the zero cross point Z and with a gain of 1 for pixels farther from the zero cross point Z than PL1 and PR1, FIG. As shown in (e), it is possible to generate a nonlinear processed image D31 having a larger amplitude as the pixel is closer to the zero cross point Z.
Then, by extracting only the high frequency component from the enlarged image D2B generated in this way by high-pass filter processing, an intermediate image D32B corresponding to the sampling interval S1 as shown in FIG. 23 (f) can be generated.

以上をまとめると、位置PL1、PR1とゼロクロス点Zの間に存在する画素の数は拡大画像D2B生成時の拡大率によって異なるので、拡大画像D2Bから非線形処理画像D31を生成する際にゼロクロス点Z前後において増幅率を1より大きくする画素の数を画像の拡大率に応じて変えてもよい。また、これらの画素に対する増幅率も画素に応じて、例えばゼロクロス点Zからの距離に応じて変えてもよい。たとえば、ゼロクロス点Zに近い画素ほど増幅率を大きくしてもよい。   In summary, since the number of pixels existing between the positions PL1 and PR1 and the zero cross point Z varies depending on the enlargement ratio at the time of generating the enlarged image D2B, the zero cross point Z is generated when generating the nonlinear processed image D31 from the enlarged image D2B. The number of pixels whose amplification factor is greater than 1 before and after may be changed in accordance with the enlargement factor of the image. Further, the amplification factors for these pixels may be changed according to the pixels, for example, according to the distance from the zero cross point Z. For example, the amplification factor may be increased as the pixel is closer to the zero cross point Z.

なお、上記の実施の形態では、高周波数成分画像処理手段3が、高周波数成分画像補正手段33A及び33Bの双方を備えているが、一方のみでも良い。例えば、第2の補正成分生成手段3Bが、高周波数成分画像補正手段33Bを備えず、非線形処理画像生成手段30が出力する中間画像D32Bを第2の補正成分生成手段3Bの出力として用いても良く第1の補正成分生成手段3Aが、高周波数成分画像補正手段33Aを備えず、高周波数成分画像生成手段32Aが出力する中間画像D32Aを第1の補正成分生成手段3Aの出力として用いても良い。   In the above embodiment, the high frequency component image processing means 3 includes both the high frequency component image correction means 33A and 33B, but only one of them may be provided. For example, the second correction component generation unit 3B does not include the high-frequency component image correction unit 33B, and the intermediate image D32B output from the nonlinear processed image generation unit 30 may be used as the output of the second correction component generation unit 3B. Even if the first correction component generation means 3A does not include the high frequency component image correction means 33A, the intermediate image D32A output from the high frequency component image generation means 32A may be used as the output of the first correction component generation means 3A. good.

また、拡大画像D2Aに中間画像D33Bを加算するだけでも、ナイキスト周波数Fnより高い領域の高周波数成分を与えることが出来るので画像の解像感を増すことが可能である。すなわち、高周波数成分画像処理手段3はその内部に非線形処理を行う手段を含んでいればよく、そのような構成として例えば図33に示した構成も考えられる。図33に示した構成では高周波数成分画像処理手段3からは中間画像D33Bが高周波数成分画像D3として出力される。なお、図33中の各構成要素の動作は図3に記載されたものと同等であるのでその説明は省略する。   Further, even by adding the intermediate image D33B to the enlarged image D2A, a high-frequency component in a region higher than the Nyquist frequency Fn can be given, so that the resolution of the image can be increased. That is, the high-frequency component image processing means 3 only needs to include means for performing non-linear processing in its interior, and for example, the configuration shown in FIG. 33 is also conceivable as such a configuration. In the configuration shown in FIG. 33, the high frequency component image processing means 3 outputs an intermediate image D33B as a high frequency component image D3. Note that the operation of each component in FIG. 33 is the same as that shown in FIG.

実施の形態2.
実施の形態1では、本発明をハードウエアにより実現するものとして説明したが、図1に示される構成の一部又は全部をソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することも可能である。その場合の処理を図24、並びに図25〜図32を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the present invention has been described as being realized by hardware. However, part or all of the configuration shown in FIG. 1 may be realized by software, that is, by a programmed computer. Processing in that case will be described with reference to FIG. 24 and FIGS.

図24は、実施の形態2の画像処理装置を示す。図示の画像処理装置は、CPU11と、プログラムメモリ12と、データメモリ13と、これらを接続するバス14を有する。
CPU11は、プログラムメモリ12に記憶されたプログラムに従って動作する。動作の過程で種々のデータをデータメモリ13に記憶させる。処理の結果生成される拡大画像Doutは、インターフェース15を介して表示部9に供給され、表示部9による表示に用いられる。
以下、CPU11により行なわれる処理を、図25〜図32を参照して説明する。
FIG. 24 shows an image processing apparatus according to the second embodiment. The illustrated image processing apparatus includes a CPU 11, a program memory 12, a data memory 13, and a bus 14 for connecting them.
The CPU 11 operates according to a program stored in the program memory 12. Various data are stored in the data memory 13 in the course of operation. The enlarged image Dout generated as a result of the processing is supplied to the display unit 9 via the interface 15 and used for display by the display unit 9.
Hereinafter, processing performed by the CPU 11 will be described with reference to FIGS.

図25は、図24の画像処理装置で実施される画像処理方法のフローを表す図であり、図16に示される画像処理方法は、画像拡大ステップST2A、高周波数成分画像生成ステップST1、画像拡大ステップST2B、高周波数成分画像処理ステップST3、及び加算ステップST4を有する。   25 is a diagram illustrating a flow of an image processing method performed by the image processing apparatus in FIG. 24. The image processing method illustrated in FIG. 16 includes an image enlargement step ST2A, a high-frequency component image generation step ST1, and an image enlargement. Step ST2B, high frequency component image processing step ST3, and addition step ST4 are included.

画像拡大ステップST2Aは図示しない画像入力ステップにて入力された入力画像Dinを、図1、図3の画像拡大手段2Aと同様の処理で拡大した拡大画像D2Aを生成する。   In the image enlarging step ST2A, an enlarged image D2A is generated by enlarging the input image Din input in the image input step (not shown) by the same processing as the image enlarging means 2A in FIGS.

高周波数成分画像生成ステップST1は、図26に示すように、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1h、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vを有する。水平方向高周波数成分画像生成ステップST1hでは、入力画像Dinに対し、図3の水平方向高周波数成分画像生成手段1hと同様の処理を行い、水平方向高周波数成分画像D1hを生成する。一方、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vでは、入力画像Dinに対し、図3の垂直方向高周波数成分画像生成手段1vと同様の処理を行い、垂直方向高周波数成分画像D1vを生成する。   As shown in FIG. 26, the high frequency component image generation step ST1 includes a horizontal direction high frequency component image generation step ST1h and a vertical direction high frequency component image generation step ST1v. In the horizontal direction high frequency component image generation step ST1h, the input image Din is processed in the same manner as the horizontal direction high frequency component image generation unit 1h in FIG. 3 to generate a horizontal direction high frequency component image D1h. On the other hand, in the vertical direction high frequency component image generation step ST1v, the input image Din is processed in the same manner as the vertical direction high frequency component image generation means 1v in FIG. 3 to generate the vertical direction high frequency component image D1v.

画像拡大ステップST2Bは、図27に示すように、画像拡大ステップST2Bh、及び画像拡大ステップST2Bvを有する。
画像拡大ステップST2Bhでは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1hで生成した水平方向高周波数成分画像D1hに対し、図3の画像拡大手段2Bhと同様の処理を行い、拡大画像D2Bhを生成する。
画像拡大ステップST2Bvでは、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vで生成した垂直方向高周波数成分画像D1vに対し、図3の画像拡大手段2Bvと同様の処理を行い、拡大画像D2Bvを生成する。
As shown in FIG. 27, the image enlargement step ST2B includes an image enlargement step ST2Bh and an image enlargement step ST2Bv.
In the image enlarging step ST2Bh, the horizontal direction high frequency component image D1h generated in the horizontal direction high frequency component image generating step ST1h is subjected to the same processing as the image enlarging means 2Bh in FIG. 3 to generate an enlarged image D2Bh.
In the image enlarging step ST2Bv, the vertical high frequency component image D1v generated in the vertical high frequency component image generating step ST1v is subjected to the same processing as the image enlarging means 2Bv in FIG. 3 to generate an enlarged image D2Bv.

次に高周波数成分画像処理ステップST3の動作を説明する。
高周波数成分画像処理ステップST3は、図28に示すように、高周波数成分画像生成ステップST32A、非線形処理画像生成ステップST30、高周波数成分画像補正ステップST33A、高周波数成分画像補正ステップST33B、及び加算ステップST34を有する。
高周波数成分通過ステップST32Aは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Ah、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Avを有する。
Next, the operation of the high frequency component image processing step ST3 will be described.
As shown in FIG. 28, the high frequency component image processing step ST3 includes a high frequency component image generation step ST32A, a non-linear processing image generation step ST30, a high frequency component image correction step ST33A, a high frequency component image correction step ST33B, and an addition step. It has ST34.
The high frequency component passing step ST32A includes a horizontal high frequency component image generation step ST32Ah and a vertical high frequency component image generation step ST32Av.

非線形処理画像生成ステップST30は、非線形処理ステップST31、及び高周波数成分画像生成ステップST32Bを有する。
非線形処理ステップST31は、水平方向非線形処理ステップST31h、及び垂直方向非線形処理ステップST31vを有する。
高周波数成分画像生成ステップST32Bは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Bh、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Bvを有する。
The nonlinear processed image generation step ST30 has a nonlinear processing step ST31 and a high frequency component image generation step ST32B.
The non-linear processing step ST31 includes a horizontal non-linear processing step ST31h and a vertical non-linear processing step ST31v.
The high frequency component image generation step ST32B includes a horizontal direction high frequency component image generation step ST32Bh and a vertical direction high frequency component image generation step ST32Bv.

水平方向高周波数成分通過ステップST32Ahでは、画像拡大ステップST2Bhで生成した拡大画像D2Bhに対し、図3の水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahと同様の処理を行い、水平方向中間画像D32Ahを生成する。垂直方向高周波数成分通過ステップST32Avでは、画像拡大ステップST2Bvで生成した拡大画像D2Bvに対し、図3の垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avと同様の処理を行い、垂直方向中間画像D32Avを生成する。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Aでは、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Aでは、図3の高周波数成分画像生成手段32Aと同様の動作が行われる。
In the horizontal high-frequency component passing step ST32Ah, the enlarged image D2Bh generated in the image enlargement step ST2Bh is subjected to the same processing as the horizontal high-frequency component image generating unit 32Ah in FIG. 3 to generate the horizontal intermediate image D32Ah. . In the vertical high-frequency component passing step ST32Av, the enlarged image D2Bv generated in the image enlargement step ST2Bv is subjected to the same processing as the vertical high-frequency component image generating means 32Av in FIG. 3 to generate the vertical intermediate image D32Av. .
In the high frequency component image generation step ST32A, an intermediate image D32A composed of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av is generated.
Thus, in the high frequency component passing step ST32A, the same operation as the high frequency component image generating means 32A of FIG. 3 is performed.

水平方向非線形処理ステップST31hは、図29に示すようにゼロクロス判定ステップST311hと信号増幅ステップST312hを有する。
水平方向非線形処理ステップST31hの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311hで、画像拡大ステップST2Bhで生成した拡大画像D2Bhにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の左右に位置する画素を特定する。信号増幅ステップST312hでは、拡大画像D2Bhのうち、ゼロクロス判定ステップST311hで特定されたゼロクロス点の左右に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31hとして生成する。
As shown in FIG. 29, the horizontal non-linear processing step ST31h includes a zero cross determination step ST311h and a signal amplification step ST312h.
The operation of the horizontal nonlinear processing step ST31h is as follows.
First, in the zero cross determination step ST311h, a change in the pixel value in the enlarged image D2Bh generated in the image enlargement step ST2Bh is confirmed along the horizontal direction. A location where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels located on the left and right sides of the zero cross point are specified. In the signal amplification step ST312h, the pixel values of the pixels located on the left and right of the zero cross point specified in the zero cross determination step ST311h in the enlarged image D2Bh are amplified, and an image obtained as a result is generated as the nonlinear processed image D31h.

垂直方向非線形処理ステップST31vは、図30に示すようにゼロクロス判定ステップST311vと信号増幅ステップST312vを有する。
垂直方向非線形処理ステップST31vの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311vで、画像拡大ステップST2Bvで生成した拡大画像D2Bvにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の上下に位置する画素を特定する。信号増幅ステップST312vでは、拡大画像D2Bvのうち、ゼロクロス判定ステップST311vで特定されたゼロクロス点の上下に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31vとして生成する。
As shown in FIG. 30, the vertical nonlinear processing step ST31v includes a zero cross determination step ST311v and a signal amplification step ST312v.
The operation of the vertical nonlinear processing step ST31v is as follows.
First, in the zero cross determination step ST311v, a change in pixel value in the enlarged image D2Bv generated in the image enlargement step ST2Bv is confirmed along the vertical direction. A portion where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels located above and below the zero cross point are specified. In the signal amplification step ST312v, the pixel values of the pixels located above and below the zero-cross point specified in the zero-cross determination step ST311v in the enlarged image D2Bv are amplified, and the resulting image is generated as the nonlinear processed image D31v.

そして高周波数成分画像生成ステップST31では水平方向非線形処理画像D31Ahと垂直方向非線形処理画像D32Avから成る非線形処理画像D31が生成される。
このように、非線形処理ステップST31では、図3の非線形処理手段31と同様の動作が行われる。
In the high frequency component image generation step ST31, a nonlinear processed image D31 including a horizontal direction nonlinear processed image D31Ah and a vertical direction nonlinear processed image D32Av is generated.
Thus, in the non-linear processing step ST31, the same operation as that of the non-linear processing means 31 of FIG. 3 is performed.

水平方向高周波数成分通過ステップST32Bhは、水平方向非線形処理ステップST31hで生成した非線形処理画像D31hにハイパスフィルタをかけ、水平方向中間画像D32Bhを生成する。垂直方向高周波数成分通過ステップST32Bvは、垂直方向非線形処理ステップST31vで生成した非線形処理画像D31vにハイパスフィルタをかけ、垂直方向中間画像D32Bvを生成する。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Bでは、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る中間画像D32Bが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Bでは、図3の高周波数成分画像生成手段32Bと同様の動作が行われる。
In the horizontal high-frequency component passing step ST32Bh, a high-pass filter is applied to the nonlinear processed image D31h generated in the horizontal nonlinear processing step ST31h to generate a horizontal intermediate image D32Bh. In the vertical direction high frequency component passing step ST32Bv, a high-pass filter is applied to the nonlinear processed image D31v generated in the vertical nonlinear processing step ST31v to generate a vertical intermediate image D32Bv.
In the high frequency component image generation step ST32B, an intermediate image D32B composed of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv is generated.
Thus, in the high frequency component passing step ST32B, the same operation as that of the high frequency component image generating unit 32B in FIG. 3 is performed.

高周波数成分画像補正ステップST33Aは、図31に示すように符号比較ステップST33A1と画素値変更ステップST33A2を有する。
符号比較ステップST33A1は水平方向符号比較ステップST33A1hと垂直方向符号比較ステップST33A1vを有する。
画素値変更ステップST33A2は水平方向画素値変更ステップST33A2hと垂直方向画素値変更ステップST33A2vを有する。
高周波数成分画像補正ステップST33Aの動作は以下のごとくである。
The high frequency component image correction step ST33A includes a code comparison step ST33A1 and a pixel value change step ST33A2 as shown in FIG.
The code comparison step ST33A1 includes a horizontal direction code comparison step ST33A1h and a vertical direction code comparison step ST33A1v.
The pixel value changing step ST33A2 includes a horizontal direction pixel value changing step ST33A2h and a vertical direction pixel value changing step ST33A2v.
The operation of the high frequency component image correction step ST33A is as follows.

まず、符号比較ステップST33A1は、拡大画像D2Bと中間画像D32Aの各画素値についてその符号を比較し、その結果を信号D33A1として出力する。ここで拡大画像D2Bは拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvから成り、中間画像D32Aは水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成るので、符号の比較は拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Ahの各画素について行われるとともに、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Avの各画素について行われる。すなわち、拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Ahについては水平方向符号比較ステップST33A1hにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33A1hとして出力され、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Avについては垂直方向符号比較ステップST33A1vにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33A1vとして出力される。そして符号比較ステップST33A1からは信号D33A1h及び信号D33A1vが信号D33A1として出力される。
このように、符号比較ステップST33A1は、図9の符号比較手段33A1と同様の動作が行われる。
First, the sign comparison step ST33A1 compares the signs of the pixel values of the enlarged image D2B and the intermediate image D32A, and outputs the result as a signal D33A1. Here, the enlarged image D2B is made up of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv, and the intermediate image D32A is made up of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av. It is performed for each pixel of the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Av. That is, for the enlarged image D2Bh and the horizontal intermediate image D32Ah, the codes of the respective pixels are compared in the horizontal code comparison step ST33A1h, and the comparison result is output as a signal D33A1h. The enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Av Is compared in the vertical direction code comparison step ST33A1v, and the result of the comparison is output as a signal D33A1v. From the code comparison step ST33A1, the signal D33A1h and the signal D33A1v are output as the signal D33A1.
Thus, the code comparison step ST33A1 performs the same operation as the code comparison unit 33A1 in FIG.

次に、画素値変更ステップST33A2は、信号D33A1に基づき中間画像D32Aの画素値を変更した中間画像D33Aを生成する。画素値変更ステップST33A2は、中間画像D32Aの各画素値のうち、信号D33A1によって拡大画像D2Bの各画素値と符号が異なると示されたものについて、その画素値をゼロとする。なおこの処理は、水平方向中間画像D32Ah及び垂直方向中間画像D32Avの各々について行われる。すなわち水平方向中間画像D32Ahについては、水平方向画素値変更ステップST33A2hにおいて、信号D33A1hに基づき、拡大画像D2Bhと符号が異なる画素の画素値をゼロにした画像D33Ahが生成され、垂直方向中間画像D32Avについては、垂直方向画素値変更ステップST33A2vにおいて、信号D33A1vに基づき、拡大画像D2Bvと符号が異なる画素の画素値をゼロにした垂直方向中間画像D33Avが生成される。そして画素値変更ステップST33A2からは、水平方向中間画像D33Ah及び垂直方向中間画像D33Avから成る中間画像D33Aが出力される。
このように、画素値変更ステップST33A2は、図9の画素値変更手段33A2と同様の動作が行われる。
Next, the pixel value changing step ST33A2 generates an intermediate image D33A in which the pixel value of the intermediate image D32A is changed based on the signal D33A1. The pixel value changing step ST33A2 sets the pixel value of each pixel value of the intermediate image D32A that is indicated by the signal D33A1 to be different from the pixel value of the enlarged image D2B to zero. This process is performed for each of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av. That is, for the horizontal intermediate image D32Ah, in the horizontal pixel value changing step ST33A2h, based on the signal D33A1h, an image D33Ah in which the pixel value of a pixel having a different sign from the enlarged image D2Bh is generated is generated. In the vertical pixel value changing step ST33A2v, based on the signal D33A1v, a vertical intermediate image D33Av in which the pixel value of a pixel having a sign different from that of the enlarged image D2Bv is zero is generated. From the pixel value changing step ST33A2, an intermediate image D33A composed of a horizontal intermediate image D33Ah and a vertical intermediate image D33Av is output.
Thus, the pixel value changing step ST33A2 performs the same operation as the pixel value changing unit 33A2 of FIG.

以上が高周波数成分画像補正ステップST33Aの動作であり、その動作は図9の高周波数成分画像補正手段33Aと同様である。   The above is the operation of the high frequency component image correction step ST33A, and the operation is the same as that of the high frequency component image correction means 33A of FIG.

高周波数成分画像補正ステップST33Aは、図32に示すように符号比較ステップST33B1と画素値変更ステップST33B2を有する。
符号比較ステップST33B1は水平方向符号比較ステップST33B1hと垂直方向符号比較ステップST33B1vを有する。
画素値変更ステップST33B2は水平方向画素値変更ステップST33B2hと垂直方向画素値変更ステップST33B2vを有する。
高周波数成分画像補正ステップST33Bの動作は以下のごとくである。
The high frequency component image correction step ST33A includes a code comparison step ST33B1 and a pixel value change step ST33B2, as shown in FIG.
The code comparison step ST33B1 includes a horizontal direction code comparison step ST33B1h and a vertical direction code comparison step ST33B1v.
The pixel value changing step ST33B2 includes a horizontal direction pixel value changing step ST33B2h and a vertical direction pixel value changing step ST33B2v.
The operation of the high frequency component image correction step ST33B is as follows.

まず、符号比較ステップST33B1は、拡大画像D2Bと中間画像D32Bの各画素値についてその符号を比較し、その比較の結果を信号D33B1として出力する。ここで拡大画像D2Bは拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvから成り、中間画像D32Bは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成るので、符号の比較は拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Bhの各画素について行なわれるとともに、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Bvの各画素について行われる。すなわち、拡大画像D2Bhと水平方向中間画像D32Bhについては水平方向符号比較ステップST33B1hにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33B1hとして出力され、拡大画像D2Bvと垂直方向中間画像D32Bvについては垂直方向符号比較ステップST33B1vにおいて各画素の符号の比較が行われ、その比較の結果が信号D33B1vとして出力される。そして符号比較ステップST33B1からは信号D33B1h及び信号D33B1vが信号D33B1として出力される。
このように、符号比較ステップST33B1は、図11の符号比較手段33B1と同様の動作が行われる。
First, the sign comparison step ST33B1 compares the signs of the pixel values of the enlarged image D2B and the intermediate image D32B, and outputs the comparison result as a signal D33B1. Here, the enlarged image D2B is made up of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv, and the intermediate image D32B is made up of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv. This is performed for the pixels, and for each pixel of the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Bv. That is, for the enlarged image D2Bh and the horizontal intermediate image D32Bh, the sign of each pixel is compared in the horizontal code comparison step ST33B1h, and the comparison result is output as a signal D33B1h, and the enlarged image D2Bv and the vertical intermediate image D32Bv Is compared in the vertical direction code comparison step ST33B1v, and the result of the comparison is output as a signal D33B1v. From the code comparison step ST33B1, the signal D33B1h and the signal D33B1v are output as the signal D33B1.
Thus, the code comparison step ST33B1 performs the same operation as the code comparison unit 33B1 of FIG.

次に、画素値変更ステップST33B2は、信号D33B1に基づき中間画像D32Bの画素値を変更した中間画像D33Bを生成する。画素値変更ステップST33B2は、中間画像D32Bの各画素値のうち、信号D33B1によって拡大画像D2Bの各画素値と符号が異なると示されたものについて、その画素値をゼロとする。なおこの処理は、水平方向中間画像D32Bh及び垂直方向中間画像D32Bvの各々について行われる。すなわち水平方向中間画像D32Bhについては、水平方向画素値変更ステップST33B2hにおいて、信号D33B1hに基づき、拡大画像D2Bhと符号が異なる画素の画素値をゼロにした画像D33Bhが生成され、垂直方向中間画像D32Bvについては、垂直方向画素値変更ステップST33B2vにおいて、信号D33B1vに基づき、拡大画像D2Bvと符号が異なる画素の画素値をゼロにした垂直方向中間画像D33Bvが生成される。そして画素値変更ステップST33B2からは、水平方向中間画像D33Bh及び垂直方向中間画像D33Bvから成る中間画像D33Bが出力される。
このように、画素値変更ステップST33B2は、図11の画素値変更手段33B2と同様の動作が行われる。
Next, the pixel value changing step ST33B2 generates an intermediate image D33B in which the pixel value of the intermediate image D32B is changed based on the signal D33B1. The pixel value changing step ST33B2 sets the pixel value of each pixel value of the intermediate image D32B that is indicated by the signal D33B1 to be different from the pixel value of the enlarged image D2B to zero. This process is performed for each of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv. That is, for the horizontal intermediate image D32Bh, in the horizontal pixel value changing step ST33B2h, based on the signal D33B1h, an image D33Bh in which the pixel value of a pixel having a different sign from the enlarged image D2Bh is generated is generated. In the vertical pixel value changing step ST33B2v, based on the signal D33B1v, a vertical intermediate image D33Bv in which the pixel value of a pixel having a sign different from that of the enlarged image D2Bv is zero is generated. From the pixel value changing step ST33B2, an intermediate image D33B composed of a horizontal intermediate image D33Bh and a vertical intermediate image D33Bv is output.
Thus, the pixel value changing step ST33B2 performs the same operation as the pixel value changing unit 33B2 of FIG.

以上が高周波数成分画像補正ステップST33Bの動作であり、その動作は図11の高周波数成分画像補正手段33Bと同様である。   The above is the operation of the high frequency component image correction step ST33B, and the operation is the same as that of the high frequency component image correction means 33B of FIG.

高周波数成分画像生成ステップST32Aと高周波数成分画像補正ステップST33Aの組み合わせが、第1の補正成分生成手段3Aの動作に対応し、非線形処理画像生成ステップST30と高周波数成分画像補正ステップST33Bの組み合わせが、第2の補正成分生成手段3Bの動作に対応する。   The combination of the high frequency component image generation step ST32A and the high frequency component image correction step ST33A corresponds to the operation of the first correction component generation means 3A, and the combination of the nonlinear processing image generation step ST30 and the high frequency component image correction step ST33B This corresponds to the operation of the second correction component generation means 3B.

加算ステップST34は、高周波数成分画像補正ステップST33Aで生成した中間画像D33Aと高周波数成分画像補正ステップST33Bで生成した中間画像D33Bを加算し、高周波数成分画像D3を得る。このように、ステップST34では、図3の加算手段34と同様の動作が行われる。   In the addition step ST34, the intermediate image D33A generated in the high frequency component image correction step ST33A and the intermediate image D33B generated in the high frequency component image correction step ST33B are added to obtain a high frequency component image D3. Thus, in step ST34, the same operation as that of the adding means 34 in FIG. 3 is performed.

以上が、高周波数成分画像処理ステップST3の動作であり、この動作は、図1、図3の高周波数成分画像処理手段3と同じである。   The above is the operation of the high frequency component image processing step ST3, and this operation is the same as that of the high frequency component image processing means 3 of FIGS.

加算ステップST4は、画像拡大ステップST2Aで生成した拡大画像D2Aと高周波数成分画像処理ステップST3で生成した高周波数成分画像D3を加算した画像Doutを生成する。そして生成された画像Doutが図示しないステップによって、最終的な拡大画像として出力される。
この動作は、図1、図3の加算手段4と同じである。
The adding step ST4 generates an image Dout obtained by adding the enlarged image D2A generated in the image enlarging step ST2A and the high frequency component image D3 generated in the high frequency component image processing step ST3. Then, the generated image Dout is output as a final enlarged image through a step (not shown).
This operation is the same as that of the adding means 4 in FIGS.

以上が実施の形態2による画像処理方法の動作である。上記の説明から明らかなように実施の形態2による画像処理方法でも実施の形態1による画像処理装置と同様の処理で画像を拡大できるため、実施の形態1による画像処理装置と同様の効果が得られる。また、実施の形態2による画像処理方法にも、実施の形態1による画像処理装置と同様の変形を行うことができ、その場合に得られる効果も実施の形態1による画像処理装置と同様である。   The above is the operation of the image processing method according to the second embodiment. As is clear from the above description, the image processing method according to the second embodiment can also enlarge an image by the same processing as that of the image processing device according to the first embodiment, so that the same effect as the image processing device according to the first embodiment can be obtained. It is done. Also, the image processing method according to the second embodiment can be modified in the same manner as the image processing apparatus according to the first embodiment, and the effect obtained in that case is the same as that of the image processing apparatus according to the first embodiment. .

例えば高周波数成分画像処理ステップST3を図34に示した構成へと変形する例が考えられる。図34中の各ステップの動作は図28に記載されたものと同等であるのでその説明は省略するが、図34に示した構成では高周波数成分画像処理ステップST3からは中間画像D33Bが高周波数成分画像D3として出力される。中間画像D33Bを加算するだけでも、ナイキスト周波数Fnより高い領域の高周波数成分を与えることが出来るので画像の解像感を増す効果が得られる。言い換えると非線形処理によってナイキスト周波数Fnより高い領域の高周波数成分が生成されるので、高周波数成分画像処理ステップST3はその内部に非線形処理を行うステップを含んでいればよい。   For example, an example in which the high frequency component image processing step ST3 is modified to the configuration shown in FIG. 34 can be considered. The operation of each step in FIG. 34 is the same as that described in FIG. 28, and the description thereof will be omitted. However, in the configuration shown in FIG. 34, the intermediate image D33B has a high frequency from the high frequency component image processing step ST3. It is output as a component image D3. Even by only adding the intermediate image D33B, a high frequency component in a region higher than the Nyquist frequency Fn can be provided, so that an effect of increasing the resolution of the image can be obtained. In other words, since high frequency components in a region higher than the Nyquist frequency Fn are generated by non-linear processing, the high frequency component image processing step ST3 only needs to include a step of performing non-linear processing therein.

なお、変形例は上記のものに留まらず、実施の形態1による画像処理装置に加えられる変形はすべて実施の形態2による画像処理方法に適用可能である。またその際、実施の形態2による画像処理方法の各ステップをどのように変形させればよいかは当業者にとっては容易に考察可能である。   Note that the modifications are not limited to those described above, and all modifications applied to the image processing apparatus according to the first embodiment can be applied to the image processing method according to the second embodiment. At that time, how to modify each step of the image processing method according to the second embodiment can be easily considered by those skilled in the art.

また、実施の形態2による画像処理装置は実施の形態1で説明した画像処理装置と同様画像表示装置の一部として用いることができるため、実施の形態2による画像処理装置で生成された画像Doutを表示する画像表示装置も、実施の形態1で説明した画像処理装置と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態1及び実施の形態2の画像処理装置を用いて実施される画像処理方法、及びこれを用いた画像表示方法も同様の効果が得られる。   In addition, since the image processing apparatus according to the second embodiment can be used as a part of the image display apparatus similar to the image processing apparatus described in the first embodiment, the image Dout generated by the image processing apparatus according to the second embodiment. The image display apparatus that displays the same effect as the image processing apparatus described in the first embodiment can also be obtained. Further, the image processing method implemented using the image processing apparatuses of the first and second embodiments and the image display method using the same can obtain the same effects.

1 高周波数成分画像生成手段、 2A 画像拡大手段、 2B 画像拡大手段、 3 高周波数成分画像処理手段、 3A 補正成分生成手段、 3B 補正成分生成手段、 4 加算手段、 30 非線形画像生成手段、 31 非線形処理手段、 32A 高周波数成分画像生成手段、 32B 高周波数成分画像生成手段、 33A 高周波数成分画像補正手段、 33B 高周波数成分画像補正手段、 34 加算手段、 Din 入力画像、 D1 高周波数成分画像、 D2A 拡大画像、 D2B 拡大画像、 D3 高周波数成分画像、 D32A 中間画像、 D32B 中間画像、 D33A 中間画像、 D33B 中間画像、 Dout 出力画像。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency component image generation means, 2A Image expansion means, 2B Image expansion means, 3 High frequency component image processing means, 3A Correction component generation means, 3B Correction component generation means, 4 Addition means, 30 Nonlinear image generation means, 31 Nonlinear Processing means, 32A high frequency component image generation means, 32B high frequency component image generation means, 33A high frequency component image correction means, 33B high frequency component image correction means, 34 addition means, Din input image, D1 high frequency component image, D2A Enlarged image, D2B enlarged image, D3 high frequency component image, D32A intermediate image, D32B intermediate image, D33A intermediate image, D33B intermediate image, Dout output image.

Claims (32)

入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第1の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像を入力とし、第3の中間画像を出力する第1の高周波数成分画像補正手段をさらに備え、
前記第3の中間画像が前記第1の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the input image and generating a first high frequency component image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing apparatus having the first enlarged image and the first addition means for adding the second high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
First correction component generation means including second high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the second enlarged image and outputting a first intermediate image;
Second correction component generation means including nonlinear processing image generation means for outputting a second intermediate image obtained by performing processing including nonlinear processing on the second enlarged image;
A second addition means for adding the output of the first correction component generation means and the output of the second correction component generation means;
The result of the addition in the second addition means is used as the output of the high frequency component image processing means,
The first correction component generation means further includes first high-frequency component image correction means for receiving the second enlarged image and the first intermediate image and outputting a third intermediate image,
The image processing apparatus, wherein the third intermediate image is used as an output of the first correction component generation unit.
入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第2の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像を入力とし、第4の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像補正手段を備え、
前記第4の中間画像が前記第2の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする画像処理装置。
画像処理装置。
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the input image and generating a first high frequency component image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing apparatus having the first enlarged image and the first addition means for adding the second high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
First correction component generation means including second high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the second enlarged image and outputting a first intermediate image;
Second correction component generation means including nonlinear processing image generation means for outputting a second intermediate image obtained by performing processing including nonlinear processing on the second enlarged image;
A second addition means for adding the output of the first correction component generation means and the output of the second correction component generation means;
The result of the addition in the second addition means is used as the output of the high frequency component image processing means,
The second correction component generation means includes second high-frequency component image correction means for receiving the second enlarged image and the second intermediate image and outputting a fourth intermediate image;
The image processing apparatus, wherein the fourth intermediate image is used as an output of the second correction component generation unit.
Image processing device.
前記第2の補正成分生成手段は、前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像を入力とし、第4の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像補正手段を備え、前記第4の中間画像が前記第2の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The second correction component generation unit includes a second high-frequency component image correction unit that receives the second enlarged image and the second intermediate image and outputs a fourth intermediate image. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the intermediate image is used as an output of the second correction component generation unit.
前記第1の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像の画素値の符号を比較する第1の符号比較手段と、
前記第1の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の中間画像の画素値を変化させる第1の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The first high frequency component image correction means includes:
First sign comparison means for comparing signs of pixel values of the second enlarged image and the first intermediate image;
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a first pixel value changing unit that changes a pixel value of the first intermediate image based on a result of comparison by the first code comparison unit.
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第1の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
The first pixel value changing means includes
If it is determined by the first code comparison means that the sign of the pixel value of the second enlarged image is different from the sign of the pixel value of the first intermediate image, the pixel value of the first intermediate image is set to zero. The image processing apparatus according to claim 4, wherein:
前記第2の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像の画素値の符号を比較する第2の符号比較手段と、
前記第2の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の中間画像の画素値を変化させる第2の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
The second high frequency component image correcting means includes:
Second sign comparison means for comparing signs of pixel values of the second enlarged image and the second intermediate image;
The image processing apparatus according to claim 2, further comprising: a second pixel value changing unit that changes a pixel value of the second intermediate image based on a result of comparison by the second code comparison unit.
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第2の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
The second pixel value changing means includes
If the second code comparison means determines that the sign of the pixel value of the second enlarged image and the sign of the pixel value of the second intermediate image are different, the pixel value of the second intermediate image is set to zero. The image processing apparatus according to claim 6.
前記第1の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像の画素値の符号を比較する第1の符号比較手段と、
前記第1の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の中間画像の画素値を変化させる第1の画素値変更手段を含み、
前記第2の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像の画素値の符号を比較する第2の符号比較手段と、
前記第2の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の中間画像の画素値を変化させる第2の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The first high frequency component image correction means includes:
First sign comparison means for comparing signs of pixel values of the second enlarged image and the first intermediate image;
First pixel value changing means for changing a pixel value of the first intermediate image based on a result of comparison by the first code comparison means;
The second high frequency component image correcting means includes:
Second sign comparison means for comparing signs of pixel values of the second enlarged image and the second intermediate image;
The image processing apparatus according to claim 3, further comprising: a second pixel value changing unit that changes a pixel value of the second intermediate image based on a result of comparison by the second code comparison unit.
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第1の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の中間画像の画素値をゼロとし、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第2の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。
The first pixel value changing means includes
If it is determined by the first code comparison means that the sign of the pixel value of the second enlarged image is different from the sign of the pixel value of the first intermediate image, the pixel value of the first intermediate image is set to zero. ,
The second pixel value changing means includes
If the second code comparison means determines that the sign of the pixel value of the second enlarged image and the sign of the pixel value of the second intermediate image are different, the pixel value of the second intermediate image is set to zero. The image processing apparatus according to claim 8.
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を行った第1の非線形処理画像を生成する非線形処理手段と、
前記第1の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、前記第2の中間画像とする第3の高周波数成分画像生成手段を含む
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の画像処理装置。
The nonlinear processed image generation means includes:
Nonlinear processing means for generating a first nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the second enlarged image;
10. The image processing apparatus according to claim 8, further comprising third high-frequency component image generation means that extracts a high-frequency component from the first non-linearly processed image and sets the second intermediate image as the second intermediate image.
前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について水平方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第1の水平方向高周波数成分画像を生成する第1の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大し、第3の拡大画像を出力する第3の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第3の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の水平方向中間画像を出力する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第3の拡大画像に対して非線形処理を行った第2の非線形処理画像を出力する水平方向非線形処理手段と、
前記第2の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の水平方向中間画像を出力する第3の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の水平方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の水平方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の水平方向符号比較手段を有し、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の水平方向中間画像の画素値を変化させる第1の水平方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の水平方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の水平方向中間画像の画素値を変化させる第2の水平方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
The first high frequency component image generation means includes:
First horizontal high-frequency component image generation means for generating a first horizontal high-frequency component image using pixel values of pixels existing in the vicinity in the horizontal direction for each pixel of the input image;
The second image enlargement means includes:
A third image enlarging means for enlarging the first horizontal high-frequency component image and outputting a third enlarged image;
The second enlarged image includes the third enlarged image,
The second high frequency component image generating means includes:
A second horizontal high frequency component image generating means for extracting only the high frequency component of the third enlarged image and outputting the first horizontal intermediate image;
The nonlinear processed image generation means includes:
A horizontal nonlinear processing means for outputting a second nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the third enlarged image;
A third horizontal high frequency component image generating means for extracting a high frequency component from the second nonlinear processed image and outputting a second horizontal intermediate image;
The first intermediate image includes the first horizontal intermediate image;
The second intermediate image includes the second horizontal intermediate image;
The first code comparison means includes:
First horizontal direction code comparison means for comparing the sign of the pixel values of the third enlarged image and the first horizontal intermediate image;
The first pixel value changing means includes
First horizontal pixel value changing means for changing a pixel value of the first horizontal intermediate image based on a result of comparison by the first horizontal code comparison means;
The second code comparison means includes:
Second horizontal direction code comparison means for comparing the sign of the pixel values of the third enlarged image and the second horizontal intermediate image;
The second pixel value changing means includes
The second horizontal direction pixel value changing means for changing a pixel value of the second horizontal direction intermediate image based on a result of comparison by the second horizontal direction code comparison means. Image processing apparatus.
前記水平方向非線形形処理手段は、
前記第3の拡大画像の画素値が正から負もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する水平方向ゼロクロス判定手段と、
前記水平方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第3の拡大画像の画素値を増幅する水平方向信号増幅手段を有し、
前記第3の水平方向高周波数成分画像生成手段は、前記水平方向信号増幅手段の出力する画像から高周波数成分を取り出す
ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。
The horizontal nonlinear processing means includes:
A horizontal direction zero cross determining means for determining a point where the pixel value of the third enlarged image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero cross point;
Horizontal signal amplification means for amplifying the pixel value of the third enlarged image at an amplification factor determined according to the determination result of the horizontal direction zero-cross determination means;
The image processing apparatus according to claim 11, wherein the third horizontal high-frequency component image generation unit extracts a high-frequency component from an image output from the horizontal signal amplification unit.
前記水平方向信号増幅手段は、
前記水平方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第1の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
The horizontal direction signal amplification means includes
The amplification factor for the pixel value of the pixel existing in the first region including the zero-cross point determined by the horizontal zero-cross determination unit is set to a value larger than 1, and the amplification factor for the pixel values of the other pixels is set to 1. The image processing apparatus according to claim 12.
前記第1の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められる
ことを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 13, wherein the first area is determined according to an enlargement ratio of the second image enlargement unit.
前記第1の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められる
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 13 or 14, wherein an amplification factor for a pixel existing in the first region is determined according to the pixel.
前記第1の水平方向画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段で前記第3の拡大画像の画素値の符号と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の水平方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の画像処理装置。
The first horizontal pixel value changing means is
When the first horizontal direction code comparison means determines that the sign of the pixel value of the third enlarged image is different from the sign of the pixel value of the first horizontal direction intermediate image, the first horizontal direction intermediate image The image processing apparatus according to claim 11, wherein the pixel value is set to zero.
前記第2の水平方向画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段で前記第3の拡大画像の画素値の符号と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の水平方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の画像処理装置。
The second horizontal pixel value changing means is
If the second horizontal direction code comparison means determines that the sign of the pixel value of the third enlarged image and the sign of the pixel value of the second horizontal direction intermediate image are different, the second horizontal direction intermediate image The image processing apparatus according to claim 11, wherein the pixel value of the image data is zero.
前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について垂直方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第1の垂直方向高周波数成分画像を生成する第1の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大し、第4の拡大画像を出力する第4の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第4の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第4の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の垂直方向中間画像を出力する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第4の拡大画像に対して非線形処理を行った第3の非線形処理画像を出力する垂直方向非線形処理手段と、
前記第3の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の垂直方向中間画像を出力する第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の垂直方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の垂直方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第4の拡大画像と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の垂直方向符号比較手段を含み、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第1の垂直方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第4の拡大画像と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第2の垂直方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
The first high frequency component image generation means includes:
First vertical high-frequency component image generation means for generating a first vertical high-frequency component image using a pixel value of a pixel existing near the vertical direction for each pixel of the input image;
The second image enlargement means includes:
A fourth image enlarging means for enlarging the first vertical high-frequency component image and outputting a fourth enlarged image;
The second enlarged image includes the fourth enlarged image,
The second high frequency component image generating means includes:
A second vertical high frequency component image generating means for extracting only the high frequency component of the fourth enlarged image and outputting the first vertical intermediate image;
The nonlinear processed image generation means includes:
Vertical direction nonlinear processing means for outputting a third nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the fourth enlarged image;
A third vertical high frequency component image generating means for extracting a high frequency component from the third nonlinear processed image and outputting a second vertical intermediate image;
The first intermediate image includes the first vertical intermediate image;
The second intermediate image includes the second vertical intermediate image;
The first code comparison means includes:
First vertical direction code comparison means for comparing the sign of pixel values of the fourth enlarged image and the first vertical intermediate image;
The first pixel value changing means includes
First vertical pixel value changing means for changing a pixel value of the first vertical intermediate image based on a result of comparison by the first vertical code comparison means;
The second code comparison means includes:
Second vertical direction code comparison means for comparing the signs of the pixel values of the fourth enlarged image and the second vertical intermediate image;
The second pixel value changing means includes
The second vertical pixel value changing means for changing a pixel value of the second vertical intermediate image based on a result of the comparison by the second vertical code comparison means. Image processing apparatus.
前記垂直方向非線形形処理手段は、
前記第4の拡大画像の画素値が正から負もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する垂直方向ゼロクロス判定手段と、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第4の拡大画像の画素値を増幅する垂直方向信号増幅手段を有し、
前記第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段は、前記垂直方向信号増幅手段の出力する画像から高周波数成分を取り出す
ことを特徴とする請求項18に記載の画像処理装置。
The vertical nonlinear processing means includes:
Vertical zero-cross determination means for determining a point where the pixel value of the fourth enlarged image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero-cross point;
Vertical direction signal amplification means for amplifying the pixel value of the fourth enlarged image at an amplification factor determined according to the determination result of the vertical direction zero cross determination means;
The image processing apparatus according to claim 18, wherein the third vertical high-frequency component image generation unit extracts a high-frequency component from an image output from the vertical signal amplification unit.
前記垂直方向信号増幅手段は、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第2の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項19に記載の画像処理装置。
The vertical signal amplification means includes
The amplification factor for the pixel value of the pixel existing in the second region including the zero-cross point determined by the vertical zero-cross determination unit is set to a value larger than 1, and the amplification factor for the pixel values of other pixels is set to 1. The image processing apparatus according to claim 19.
前記第2の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められる
ことを特徴とする請求項20に記載の画像処理装置。
21. The image processing apparatus according to claim 20, wherein the second area is determined in accordance with an enlargement ratio in the second image enlargement unit.
前記第2の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められる
ことを特徴とする請求項20又は21に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus according to claim 20 or 21, wherein an amplification factor for a pixel existing in the second region is determined according to the pixel.
前記第1の垂直方向画素値変更手段は、
前記第1の垂直方向符号比較手段で前記第4の拡大画像の画素値の符号と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の垂直方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項18乃至22のいずれかに記載の画像処理装置。
The first vertical pixel value changing means is
When the first vertical direction code comparison unit determines that the sign of the pixel value of the fourth enlarged image is different from the sign of the pixel value of the first vertical direction intermediate image, the first vertical direction intermediate image The image processing apparatus according to claim 18, wherein the pixel value of the image data is zero.
前記第2の垂直方向画素値変更手段は、
前記第2の垂直方向符号比較手段で前記第4の拡大画像の画素値の符号と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の垂直方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項18乃至23のいずれかに記載の画像処理装置。
The second vertical pixel value changing means is
When the second vertical direction code comparison unit determines that the sign of the pixel value of the fourth enlarged image is different from the sign of the pixel value of the second vertical direction intermediate image, the second vertical direction intermediate image The image processing apparatus according to claim 18, wherein the pixel value of is set to zero.
前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について水平方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第1の水平方向高周波数成分画像を生成する第1の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記入力画像の各画素について垂直方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第1の垂直方向高周波数成分画像を生成する第1の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大し、第3の拡大画像を出力する第3の画像拡大手段と、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大し、第4の拡大画像を出力する第4の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第3の拡大画像と前記第4の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の水平方向中間画像を出力する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第4の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の垂直方向中間画像を出力する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第3の拡大画像に対して非線形処理を行った第2の非線形処理画像を出力する水平方向非線形処理手段と、
前記第2の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の水平方向中間画像を出力する第3の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に対して非線形処理を行った第3の非線形処理画像を出力する垂直方向非線形処理手段と、
前記第3の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の垂直方向中間画像を出力する第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の水平方向符号比較手段と、
前記第4の拡大画像と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の水平方向中間画像の画素値を変化させる第1の水平方向画素値変更手段と、
前記第1の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第1の垂直方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の水平方向符号比較手段と、
前記第4の拡大画像と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の水平方向中間画像の画素値を変化させる第2の水平方向画素値変更手段と、
前記第2の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第2の垂直方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
The first high frequency component image generation means includes:
First horizontal high-frequency component image generation means for generating a first horizontal high-frequency component image using pixel values of pixels existing in the vicinity in the horizontal direction for each pixel of the input image;
First vertical high-frequency component image generation means for generating a first vertical high-frequency component image using a pixel value of a pixel existing near the vertical direction for each pixel of the input image;
The second image enlargement means includes:
Third image enlarging means for enlarging the first horizontal high-frequency component image and outputting a third enlarged image;
A fourth image enlarging means for enlarging the first vertical high-frequency component image and outputting a fourth enlarged image;
The second enlarged image includes the third enlarged image and the fourth enlarged image,
The second high frequency component image generating means includes:
A second horizontal high frequency component image generating means for extracting only the high frequency component of the third enlarged image and outputting a first horizontal intermediate image;
A second vertical high frequency component image generating means for extracting only the high frequency component of the fourth enlarged image and outputting the first vertical intermediate image;
The nonlinear processed image generation means includes:
A horizontal nonlinear processing means for outputting a second nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the third enlarged image;
Third horizontal high frequency component image generation means for extracting a high frequency component from the second non-linearly processed image and outputting a second horizontal intermediate image;
Vertical direction nonlinear processing means for outputting a third nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the fourth enlarged image;
A third vertical high frequency component image generating means for extracting a high frequency component from the third nonlinear processed image and outputting a second vertical intermediate image;
The first intermediate image includes the first horizontal intermediate image and the first vertical intermediate image;
The second intermediate image includes the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image;
The first code comparison means includes:
First horizontal direction code comparison means for comparing the sign of pixel values of the third enlarged image and the first horizontal intermediate image;
First vertical direction code comparison means for comparing the sign of pixel values of the fourth enlarged image and the first vertical intermediate image;
The first pixel value changing means includes
First horizontal pixel value changing means for changing a pixel value of the first horizontal intermediate image based on a result of comparison by the first horizontal code comparison means;
First vertical pixel value changing means for changing a pixel value of the first vertical intermediate image based on a result of comparison by the first vertical code comparison means;
The second code comparison means includes:
Second horizontal direction code comparison means for comparing the signs of the pixel values of the third enlarged image and the second horizontal intermediate image;
Second vertical direction code comparison means for comparing the signs of the pixel values of the fourth enlarged image and the second vertical intermediate image;
The second pixel value changing means includes
Second horizontal pixel value changing means for changing a pixel value of the second horizontal intermediate image based on a result of comparison by the second horizontal code comparison means;
The second vertical pixel value changing means for changing a pixel value of the second vertical intermediate image based on a result of the comparison by the second vertical code comparison means. Image processing apparatus.
請求項1乃至25のいずれかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。   An image display apparatus comprising the image processing apparatus according to claim 1. 入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップと
を有する画像処理方法において
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出す第2の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行う非線形処理画像生成ステップと、
前記第2の高周波数成分画像生成ステップにより得られる画像及び前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像を加算する加算ステップとを含み、
前記第2の高周波数成分画像生成ステップにより得られる画像及び前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像の少なくとも一方に対し、前記加算ステップによる加算の前に、前記第2の拡大画像に基づいて高周波数成分画像の補正を行う高周波数成分画像補正ステップをさらに有する
ことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for enlarging an input image,
A first image enlargement step of enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
A first high-frequency component image generation step of extracting a high-frequency component of the input image and generating a first high-frequency component image;
A second image enlargement step of enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
A high-frequency component image processing step for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing method comprising the first addition step of adding the first enlarged image and the second high frequency component image, the high frequency component image processing step includes:
A second high-frequency component image generating step for extracting a high-frequency component of the second enlarged image;
A non-linearly processed image generating step for performing processing including non-linear processing on the second enlarged image;
An addition step of adding the image obtained by the second high-frequency component image generation step and the image obtained by the nonlinear processing image generation step,
At least one of the image obtained by the second high-frequency component image generation step and the image obtained by the nonlinear processing image generation step is increased based on the second enlarged image before addition by the addition step. An image processing method, further comprising: a high frequency component image correction step for correcting the frequency component image.
前記高周波数成分画像補正ステップは、
前記補正の対象となる画像と、前記第2の拡大画像との画素値の符号を比較し、該比較の結果に基づき前記補正の対象となる画像の画素値を変化させることを特徴とする請求項27に記載の画像処理方法。
The high frequency component image correction step includes:
The pixel value of the image to be corrected is changed based on a result of the comparison by comparing signs of pixel values of the image to be corrected and the second enlarged image. Item 27. The image processing method according to Item 27.
請求項27又は28に記載の画像処理方法により処理された画像を表示することを特徴とする画像表示装置。   29. An image display device that displays an image processed by the image processing method according to claim 27 or 28. 入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む補正成分生成手段を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for extracting a high frequency component of the input image and generating a first high frequency component image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing apparatus having the first enlarged image and the first addition means for adding the second high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
An image processing apparatus comprising correction component generation means including non-linear processing image generation means for outputting an intermediate image obtained by performing processing including non-linear processing on the second enlarged image.
入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップと
を有する画像処理方法において
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行う非線形処理画像生成ステップと、
前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像に対し、補正を行う高周波数成分画像補正ステップを有する
ことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for enlarging an input image,
A first image enlargement step of enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
A first high-frequency component image generation step of extracting a high-frequency component of the input image and generating a first high-frequency component image;
A second image enlargement step of enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
A high-frequency component image processing step for receiving the second enlarged image and outputting a second high-frequency component image;
In the image processing method comprising the first addition step of adding the first enlarged image and the second high frequency component image, the high frequency component image processing step includes:
A non-linearly processed image generating step for performing processing including non-linear processing on the second enlarged image;
An image processing method comprising: a high frequency component image correction step for correcting the image obtained by the nonlinear processed image generation step.
請求項30に記載の画像処理装置又は請求項31に記載の画像処理方法により処理された画像を表示することを特徴とする画像表示装置。   An image display device that displays an image processed by the image processing device according to claim 30 or the image processing method according to claim 31.
JP2009193279A 2009-08-24 2009-08-24 Image processing apparatus and method, and image display apparatus Expired - Fee Related JP5300656B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009193279A JP5300656B2 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Image processing apparatus and method, and image display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009193279A JP5300656B2 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Image processing apparatus and method, and image display apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011044090A true JP2011044090A (en) 2011-03-03
JP5300656B2 JP5300656B2 (en) 2013-09-25

Family

ID=43831462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009193279A Expired - Fee Related JP5300656B2 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Image processing apparatus and method, and image display apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5300656B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011048670A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Mitsubishi Electric Corp Image processing apparatus and method, and image display device and method
CN104081677A (en) * 2012-01-27 2014-10-01 佳能株式会社 Communication apparatus, communication apparatus control method, and program

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5383385B2 (en) * 2009-08-27 2014-01-08 三菱電機株式会社 Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009110328A1 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 三菱電機株式会社 Image processing device and method, and image display device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009110328A1 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 三菱電機株式会社 Image processing device and method, and image display device and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011048670A (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Mitsubishi Electric Corp Image processing apparatus and method, and image display device and method
CN104081677A (en) * 2012-01-27 2014-10-01 佳能株式会社 Communication apparatus, communication apparatus control method, and program
US9313693B2 (en) 2012-01-27 2016-04-12 Canon Kabushiki Kaisha Communication apparatus, communication apparatus control method, and program
CN104081677B (en) * 2012-01-27 2016-06-22 佳能株式会社 Communication equipment and communication apparatus control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5300656B2 (en) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4767345B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP4994400B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
WO2010013401A1 (en) Image processing device and method, and image display device
JP5300656B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4994355B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP5247628B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP5349204B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP5247633B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP5247632B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP5247634B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP5247627B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP5383385B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus and method
JP4610642B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4994409B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4958876B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP5471175B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4994353B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4994354B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP5225144B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP4994407B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP5984480B2 (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP2010165096A (en) Image processing apparatus and method, and image display apparatus
JP2013228536A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120713

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130513

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130618

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5300656

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees