JP2011044925A - Video reproducing apparatus, apparatus and method for recording and reproducing video - Google Patents

Video reproducing apparatus, apparatus and method for recording and reproducing video Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reduction in a degree of highlight processing when a magnification factor is enlarged in a video recording and reproducing apparatus for magnifying and recording or reproducing a video image. <P>SOLUTION: A video input signal from an input terminal 3a is data-compressed by a compression processing means 13 and input to an access means 14. Data are written into or read from recording media 2 by the access means 14. A reproducing video signal read from the recording media 2 and expansion-processed by an expansion processing means 15 is magnification-processed by a magnification processing part 12a and a return component with the magnification processing is removed by a signal processing means 11b, thereby outputting from an output terminal 3b a video signal on which signal processing has been performed for adding a high-frequency component lost by data compression or the like. In this case, the high-frequency component in the signal processing means 11b is controlled by a control signal corresponding to a magnification factor output from the magnification processing part 12b. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録メディアから再生した映像信号に対し強調処理を施した映像信号を出力する映像再生装置および映像記録再生装置、または、映像入力信号に対し強調処理を施した映像信号を記録・再生する映像記録再生装置に関するものであり、特に、映像信号を拡大して記録あるいは再生する際に、その拡大処理により失われた高周波数成分を生成し、拡大された映像信号に加算をすることによって解像感の高い出力信号を得るように映像の強調処理を行うものである。   The present invention relates to a video playback device and video recording / playback device that outputs a video signal that has been subjected to enhancement processing on a video signal that has been played back from a recording medium, or a video signal that has been subjected to enhancement processing on a video input signal. In particular, when a video signal is enlarged and recorded or reproduced, a high frequency component lost by the enlargement process is generated and added to the enlarged video signal. Video enhancement processing is performed so as to obtain an output signal with high resolution.

一般に映像信号に対し適宜信号処理を施した後、映像を表示するということが行われている。   Generally, video is displayed after appropriately performing signal processing on the video signal.

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、多重解像度に変換された細部画像に対して、所望とする周波数帯域の細部画像に対する強調係数をその所望とする周波数帯域よりも低周波数帯域の細部画像の信号に基づいて設定することにより、所望とする周波数帯域を強調している。   For example, in the image processing apparatus described in Patent Document 1, with respect to a detail image converted to multi-resolution, an enhancement coefficient for a detail image in a desired frequency band is lower than the desired frequency band. A desired frequency band is emphasized by setting based on a signal of a detailed image.

特開平9−44651(段落0031)JP-A-9-44651 (paragraph 0031)

しかしながら、多重解像度に変換された細部画像に対して、所望とする周波数帯域の細部画像に対する強調係数を適宜設定する画像処理装置では、入力画像によっては強調処理が不適切あるいは不十分となり、適正な画質の出力画像を得ることが不可能であった。   However, in an image processing apparatus that appropriately sets an enhancement coefficient for a detail image in a desired frequency band with respect to a detail image converted to multi-resolution, the enhancement processing is inappropriate or insufficient depending on the input image. It was impossible to obtain an output image with high image quality.

例えば、入力画像(映像入力信号)として拡大処理を受けた画像が入力される場合、入力画像の周波数スペクトルの高周波数成分側には、拡大処理前の画像の周波数スペクトルの一部が折り返した成分(折り返し成分)が現れる。したがって単純に高周波数成分を強調するとこの折り返し成分を強調してしまい、不適切な処理となる。また、周波数帯域を限定し、折り返し成分を含まない周波数帯域のみを強調すると、周波数スペクトルで考えた場合、高周波数成分側の強調を避けることになり、結果的に不十分な強調処理となってしまう。   For example, when an image that has undergone enlargement processing is input as an input image (video input signal), a component in which a part of the frequency spectrum of the image before enlargement processing is folded on the high frequency component side of the frequency spectrum of the input image (Folding component) appears. Therefore, if the high frequency component is simply emphasized, this aliasing component is emphasized, resulting in inappropriate processing. In addition, if the frequency band is limited and only the frequency band that does not include the aliasing component is emphasized, when considering the frequency spectrum, emphasis on the high frequency component side is avoided, resulting in insufficient enhancement processing. End up.

また、入力画像としてノイズ処理を受けた画像が入力される場合、高周波数成分側の周波数スペクトルはノイズ処理によって失われている。したがって高周波数成分を取り出そうとしても、取り出すことができず、十分に画像の強調処理を行えないことがある。   When an image subjected to noise processing is input as an input image, the frequency spectrum on the high frequency component side is lost due to noise processing. Therefore, even if an attempt is made to extract a high frequency component, it cannot be extracted, and image enhancement processing may not be performed sufficiently.

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、記録された信号より出力する信号の方が水平画素数・ライン数の大きい信号フォーマットの場合や、画像の一部を拡大する場合などにより画像の高周波数成分が失われる場合にも、画像の解像感を高めることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. In the case of a signal format in which the output signal is larger in the number of horizontal pixels and lines than the recorded signal, or a part of the image is enlarged. An object is to enhance the resolution of an image even when high frequency components of the image are lost due to circumstances.

本発明に係わる映像再生装置および映像記録再生装置は、記録メディアに記録された画像データを再生して、再生画像データを出力するアクセス手段と、前記再生画像データに伸張処理を行い、再生映像信号を出力する伸張処理手段と、前記再生映像信号に画像拡大処理をおこない、画像拡大映像信号と画像拡大率を示す拡大率信号とを出力する拡大処理手段と、前記画像拡大映像信号に非線形処理を施して生成した高周波数成分を付加した映像出力信号を生成する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段は、前記画像拡大信号から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成手段と、前記第1の中間画像に非線形処理を施して生成した高周波数成分から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して、前記第1の中間画像に加算して第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成手段と、前記画像入力画像と前記第2の中間画像を加算して前記映像出力信号を生成する加算手段とを有することを特徴とする。
The video playback apparatus and video recording / playback apparatus according to the present invention play back image data recorded on a recording medium, output the playback image data, perform decompression processing on the playback image data, and playback video signal An expansion processing means for outputting the reproduction video signal, an enlargement processing means for performing an image enlargement process on the reproduced video signal and outputting an image enlargement video signal and an enlargement ratio signal indicating an image enlargement ratio, and a non-linear process on the image enlargement video signal And a signal processing means for generating a video output signal to which the high frequency component generated by applying is added,
The signal processing means extracts a signal in a frequency band set based on the enlargement ratio signal from the image enlargement signal and generates a first intermediate image, and the first intermediate image generation means, A signal in a frequency band set based on the magnification signal is extracted from a high frequency component generated by performing non-linear processing on the intermediate image, and added to the first intermediate image to generate a second intermediate image. And a second intermediate image generating means for adding the image input image and the second intermediate image to generate the video output signal.

本発明によれば、第1の中間画像生成手段において、画像拡大映像信号の高周波成分を抽出し、更に、水平方向及び垂直方向の低周波成分を抽出して折り返し成分を除去した第1の中間画像を生成し、第2の中間画像生成手段において、第1の中間画像に非線形処理を施すことにより高周波数成分を生成し、更に、拡大率に基づいて設定される高周波成分と低周波成分の周波数帯域の成分を抽出し、第1の中間画像と加算することにより第2の中間画像を生成し、第2の中間画像を画像拡大映像信号に付加するようにしたので、記録された信号より出力する信号の方が水平画素数・ライン数の大きい信号フォーマットの場合や、画像の一部を拡大する場合などにより画像の高周波数成分が失われる場合に、画像の高周波数成分を十分に与えることができ、画像の解像感を高めることが可能になる。   According to the present invention, the first intermediate image generating means extracts the high frequency component of the image enlarged video signal, and further extracts the low frequency component in the horizontal direction and the vertical direction to remove the aliasing component. An image is generated, and in the second intermediate image generation means, a high frequency component is generated by performing non-linear processing on the first intermediate image, and further, a high frequency component and a low frequency component set based on the enlargement ratio are generated. Since the frequency band component is extracted and added to the first intermediate image to generate the second intermediate image, and the second intermediate image is added to the image enlarged video signal. If the output signal is a signal format with a large number of horizontal pixels and lines, or if the high frequency component of the image is lost due to enlargement of a part of the image, the high frequency component of the image is sufficiently given Bets can be, it is possible to increase the resolution of the image.

本発明の実施の形態1による映像記録再生装置の構成図である。It is a block diagram of the video recording / reproducing apparatus by Embodiment 1 of this invention. 信号処理手段11の構成図である。2 is a configuration diagram of a signal processing means 11. FIG. 非線形処理手段112Ahの構成図である。It is a block diagram of nonlinear processing means 112Ah. 非線形処理手段112Avの構成図である。It is a block diagram of nonlinear processing means 112Av. 拡大処理手段12a,12bの構成図である。It is a block diagram of the expansion process means 12a, 12b. 本発明の実施の形態1による映像記録再生装置の別の構成図である。It is another block diagram of the video recording / reproducing apparatus by Embodiment 1 of this invention. 拡大処理手段12bの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the expansion process means 12b. 拡大処理手段12bの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the expansion process means 12b. 第1の中間画像生成手段111の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of first intermediate image generation means 111. 第2の中間画像処理手段112の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the second intermediate image processing means 112. ステップエッジとステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした信号の説明図である。It is explanatory drawing of the signal which sampled the step edge and step edge by sampling interval S1. ステップエッジとステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号の説明図である。It is explanatory drawing of the signal which sampled step edge and step edge by sampling interval S2. 第1の中間画像生成手段111および第2の中間画像処理手段112の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of first intermediate image generation means 111 and second intermediate image processing means 112. 第1の中間画像生成手段111の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of first intermediate image generation means 111. 第2の中間画像生成手段112の動作説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the second intermediate image generating means 112. 加重加算手段112Dの構成図である。It is a block diagram of weighted addition means 112D. 本発明の実施の形態2による映像記録再生方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the video recording / reproducing method by Embodiment 2 of this invention. 図17の信号処理ステップST5における処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in signal processing step ST5 of FIG. 図18の高周波数成分画像生成ステップST5A1における処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in high frequency component image generation step ST5A1 of FIG. 図18の低周波数成分画像生成ステップST5A2における処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in low frequency component image generation step ST5A2 of FIG. 図18の非線形処理ステップST5B1における処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in nonlinear process step ST5B1 of FIG. 図18の高周波数成分画像生成ステップST5B2における処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in high frequency component image generation step ST5B2 of FIG. 図21の水平方向非線形処理ステップST5B1hにおける処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in horizontal direction nonlinear process step ST5B1h of FIG. 図21の垂直方向非線形処理ステップST5B1vにおける処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process in the vertical direction nonlinear process step ST5B1v of FIG.

実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による映像記録再生装置の構成を表す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a video recording / reproducing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

映像記録再生装置1において、映像入力信号が圧縮処理部13において、例えばMPEG−2などの高能率の非可逆圧縮方式によりデータ圧縮された後、アクセス手段14により記録処理され、光ディスクなどの記録メディア2に書き込まれる。また、アクセス手段14により記録メディア2から読み出された圧縮データは、伸張処理部15によりデータ伸張等の映像信号再生処理により映像再生信号に復元された後、拡大処理部12bにおいて画像が拡大され、信号処理手段11bに入力される。信号処理手段11bにおいては高周波数成分を生成・加算し画像の解像感を高めるような信号処理がなされる。なお、拡大処理手段12bからは信号処理をおこなった拡大映像信号の他に、拡大率に応じた制御信号CTLを出力し信号処理手段11bへ送るものとする。   In the video recording / reproducing apparatus 1, the video input signal is compressed in the compression processing unit 13 by a high-efficiency irreversible compression method such as MPEG-2, and then recorded by the access means 14 to be recorded on a recording medium such as an optical disk. 2 is written. The compressed data read from the recording medium 2 by the access unit 14 is restored to a video reproduction signal by a video signal reproduction process such as data expansion by the expansion processing unit 15, and then the image is enlarged by the expansion processing unit 12 b. Are input to the signal processing means 11b. In the signal processing means 11b, signal processing is performed to generate and add high frequency components to enhance the resolution of the image. It is assumed that the enlargement processing means 12b outputs a control signal CTL corresponding to the enlargement ratio in addition to the enlarged video signal subjected to signal processing and sends it to the signal processing means 11b.

図2は、図1における信号処理手段11bの構成を表す図である。信号処理手段11bは入力信号DINから特定の周波数帯域近傍の成分を取り出した中間画像D111を生成する第1の中間画像生成手段111、画像D111に後述する処理を行った中間画像D112を生成する第2の中間画像生成手段112、入力信号DINと中間画像D112を加算する加算手段113からなり、加算手段113にて入力信号DINと中間画像D112を加算した結果が出力信号DOUTとして出力される。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the signal processing means 11b in FIG. The signal processing unit 11b generates a first intermediate image generation unit 111 that generates an intermediate image D111 obtained by extracting a component in the vicinity of a specific frequency band from the input signal DIN, and generates an intermediate image D112 obtained by performing processing described later on the image D111. 2, an intermediate image generation unit 112 and an addition unit 113 that adds the input signal DIN and the intermediate image D112. The addition unit 113 adds the input signal DIN and the intermediate image D112 and outputs the result as an output signal DOUT.

第1の中間画像生成手段111は入力信号DINから高周波数成分のみを取り出した画像D111Aを生成する高周波数成分画像生成手段111A、画像D111Aの低周波数成分のみを取り出した画像D111Bを生成する低周波数成分画像生成手段111Bからなる。第1の中間画像生成手段111からは画像D111Bが中間画像D111として出力される。   The first intermediate image generation unit 111 generates a high-frequency component image generation unit 111A that generates an image D111A in which only a high-frequency component is extracted from the input signal DIN, and a low-frequency that generates an image D111B in which only a low-frequency component of the image D111A is extracted. It consists of component image generation means 111B. From the first intermediate image generating unit 111, the image D111B is output as the intermediate image D111.

第2の中間画像生成手段112は中間画像D111に対し、後述する非線形処理を行った画像D112Aを出力する非線形処理手段112A、画像D112Aの高周波数成分のみを取り出した画像D112Bを出力する高周波数成分画像生成手段112B、中間画像D111と画像D112Bを加算した画像D112Cを出力する加算手段112Cからなる。第2の中間画像生成手段112からは画像D112Cが中間画像D112として出力される。   The second intermediate image generating unit 112 outputs a non-linear processing unit 112A that outputs an image D112A obtained by performing non-linear processing described later on the intermediate image D111, and a high-frequency component that outputs an image D112B obtained by extracting only the high-frequency component of the image D112A. The image generating unit 112B includes an adding unit 112C that outputs an image D112C obtained by adding the intermediate image D111 and the image D112B. The second intermediate image generating unit 112 outputs the image D112C as the intermediate image D112.

なお、上記高周波数成分画像生成手段111A、低周波数成分画像生成手段111Bならびに高周波数成分画像生成手段112Bは、拡大処理手段12bからの制御信号CTLを受け、抽出する信号帯域を設定する。   The high frequency component image generation unit 111A, the low frequency component image generation unit 111B, and the high frequency component image generation unit 112B receive the control signal CTL from the enlargement processing unit 12b and set a signal band to be extracted.

以下、本発明の実施の形態1による映像記録再生装置の詳細な動作について説明を行う。   The detailed operation of the video recording / reproducing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described below.

入力端子3aから入力された映像信号は、圧縮処理部13において例えばMPEG−2などの高能率の非可逆圧縮方式によりデータ圧縮された後、アクセス手段14へ入力され、アクセス手段14においては、光ディスクなどの記録メディア2へのデータの書き込み、読み出しを行うことにより映像再生信号を出力する。この映像再生信号は拡大処理手段12bによる拡大処理により折り返し成分を有する拡大映像信号として出力される。信号処理手段11bでは、拡大映像信号の折り返し成分を取り除いた高周波数成分と、拡大映像信号のナイキスト周波数以上の帯域の高周波数成分とを拡大映像信号に加算するような信号処理をおこなうことで、記録に伴うデータ圧縮により損なわれた高周波数成分を補償することで画像の解像感を高めるような映像信号を出力する。   The video signal input from the input terminal 3a is compressed in the compression processing unit 13 by a high-efficiency irreversible compression method such as MPEG-2, and then input to the access means 14. The access means 14 A video reproduction signal is output by writing and reading data to and from the recording medium 2. This video reproduction signal is output as an enlarged video signal having a aliasing component by the enlargement processing by the enlargement processing means 12b. In the signal processing unit 11b, by performing signal processing such as adding a high frequency component from which the aliasing component of the enlarged video signal is removed and a high frequency component in a band equal to or higher than the Nyquist frequency of the enlarged video signal to the enlarged video signal, A video signal that enhances the sense of resolution of the image is output by compensating for the high-frequency component that has been lost due to data compression accompanying recording.

信号処理手段11bについて、以下詳細に説明する。信号処理手段11bは、入力信号DINから特定の周波数帯域近傍の成分を取り出した中間画像D111を生成する第1の中間画像生成手段111と、画像D111に後述する処理を行った中間画像D112を生成する第2の中間画像生成手段112と、入力信号DINと中間画像D111と中間画像D112とを加算する加算手段113により構成される。   The signal processing means 11b will be described in detail below. The signal processing unit 11b generates a first intermediate image generation unit 111 that generates an intermediate image D111 obtained by extracting a component in the vicinity of a specific frequency band from the input signal DIN, and generates an intermediate image D112 obtained by performing processing described later on the image D111. Second intermediate image generation means 112, and addition means 113 for adding the input signal DIN, the intermediate image D111, and the intermediate image D112.

第1の中間画像生成手段111の詳細な動作について説明する。   The detailed operation of the first intermediate image generating unit 111 will be described.

第1の中間画像生成手段111は、高周波数成分画像生成手段111Aにおいて、入力画像DINの高周波数成分のみを取り出した画像D111Aを生成する。高周波数成分の取り出しは、ハイパスフィルタ処理を行うことで可能である。なお、高周波数成分の取り出しは画像の水平方向、垂直方向それぞれについて行う。すなわち高周波数成分画像生成手段111Aは、入力画像DINに対し、水平方向のハイパスフィルタ処理を行って水平方向についてのみ高周波数成分を取り出した画像D111Ahを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段111Ahと、垂直方向のハイパスフィルタ処理を行って垂直方向についてのみ高周波数成分を取り出した画像D111Avを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段111Avからなり、画像D111Aは画像D111Ahと画像D111Avからなる。なお、水平方向高周波数成分画像生成手段111Ahと垂直方向高周波数成分画像生成手段111Avはそれぞれ拡大処理手段12bからの制御信号CTLの値により、抽出する信号帯域設定を変更するものである。   The first intermediate image generation unit 111 generates an image D111A in which only the high frequency component of the input image DIN is extracted in the high frequency component image generation unit 111A. High frequency components can be extracted by performing high-pass filter processing. Note that high-frequency components are extracted in each of the horizontal and vertical directions of the image. That is, the high-frequency component image generation unit 111A performs horizontal high-pass filter processing on the input image DIN to generate an image D111Ah in which the high-frequency component is extracted only in the horizontal direction. The image signal D111A includes an image D111Ah and an image D111Av. The image signal D111A includes an image D111Ah and an image D111Av. The horizontal direction high frequency component image generation unit 111Ah and the vertical direction high frequency component image generation unit 111Av change the signal band setting to be extracted depending on the value of the control signal CTL from the enlargement processing unit 12b.

次に、第1の中間画像生成手段111は、低周波数成分画像生成手段111Bにおいて、画像D111Aの低周波数成分のみを取り出した画像D111Bを生成する。低周波数成分の取り出しは、ローパスフィルタ処理を行うことで可能である。なお、低周波数成分の取り出しは水平方向、垂直方向それぞれについて行う。すなわち低周波数成分画像生成手段111Bは、画像D111Ahに対し水平方向のローパスフィルタ処理を行った画像D111Bhを生成する水平方向低周波数成分画像生成手段111Bと、画像D111Avに対し垂直方向のローパスフィルタ処理を行った画像D111Bvを生成する垂直方向低周波数成分画像生成手段111Bvからなり、画像D111Bは画像D111Bhと画像D111Bvからなる。そして、第1の中間画像生成手段111からは、画像D111Bが中間画像D111として出力される。なお、中間画像D111は、画像D111Bhに相当する画像D111h、画像D111Bvに相当する画像D111vからなる。なお、水平方向低周波数成分画像生成手段111Bhと垂直方向低周波数成分画像生成手段111Bvは、前記水平方向高周波数成分画像生成手段111Ahと垂直方向高周波数成分画像生成手段111Av同様に、それぞれ拡大処理手段12bからの制御信号CTLの値により、抽出する信号帯域設定を変更するものである。   Next, the first intermediate image generation unit 111 generates an image D111B obtained by extracting only the low frequency component of the image D111A in the low frequency component image generation unit 111B. The low frequency component can be extracted by performing a low pass filter process. The low frequency component is extracted in each of the horizontal direction and the vertical direction. That is, the low-frequency component image generation unit 111B performs horizontal low-frequency component image generation unit 111B that generates an image D111Bh obtained by performing horizontal low-pass filter processing on the image D111Ah, and performs low-pass filter processing in the vertical direction on the image D111Av. It consists of vertical direction low frequency component image generation means 111Bv that generates the image D111Bv that has been performed, and the image D111B consists of an image D111Bh and an image D111Bv. The first intermediate image generating unit 111 outputs the image D111B as the intermediate image D111. The intermediate image D111 includes an image D111h corresponding to the image D111Bh and an image D111v corresponding to the image D111Bv. The horizontal direction low frequency component image generation unit 111Bh and the vertical direction low frequency component image generation unit 111Bv are respectively enlarged processing units, like the horizontal direction high frequency component image generation unit 111Ah and the vertical direction high frequency component image generation unit 111Av. The signal band setting to be extracted is changed according to the value of the control signal CTL from 12b.

次に、第2の中間画像生成手段112の詳細な動作について説明する。   Next, a detailed operation of the second intermediate image generating unit 112 will be described.

まず、第2の中間画像生成手段112は、非線形処理手段112Aにおいて、中間画像D111に対して後述する非線形処理を行った画像D112Aを生成する。非線形処理は、水平方向、垂直方向それぞれについて行う。すなわち非線形処理手段112Aは、画像D111Bhに対して後述する非線形処理を行って画像D112Ahを生成する水平方向非線形処理手段112Ahと、画像D111Bvに対して後述する非線形処理を行って画像D112Avを生成する垂直方向非線形処理手段112Avからなり、画像D112Aは画像D112Ahと画像D112Avからなる。   First, the second intermediate image generating unit 112 generates an image D112A obtained by performing nonlinear processing described later on the intermediate image D111 in the nonlinear processing unit 112A. Nonlinear processing is performed for each of the horizontal direction and the vertical direction. That is, the non-linear processing means 112A performs a non-linear process described later on the image D111Bh to generate an image D112Ah, and a vertical non-linear process generates a picture D112Av by performing a non-linear process described later on the image D111Bv. The image D112A includes an image D112Ah and an image D112Av.

非線形処理手段112Aの動作についてさらに詳しく説明する。非線形処理手段112Aは同様の構成からなる水平方向非線形処理手段112Ah、垂直方向非線形処理手段112Avを備える。ここで、水平方向非線形処理手段112Ahは水平方向の処理を行い、垂直方向非線形処理手段112Avは垂直方向の処理を行う。   The operation of the nonlinear processing means 112A will be described in more detail. The nonlinear processing means 112A includes a horizontal nonlinear processing means 112Ah and a vertical nonlinear processing means 112Av having the same configuration. Here, the horizontal nonlinear processing means 112Ah performs horizontal processing, and the vertical nonlinear processing means 112Av performs vertical processing.

図3は水平方向非線形処理手段112Ahの構成を表す図である。水平方向非線形処理手段112Ahはゼロクロス判定手段112Ah1、信号増幅手段112Ah2を備える。なお、非線形処理手段112Ahには、画像D111hが入力画像DIN112Ah1として入力される。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the horizontal nonlinear processing means 112Ah. The horizontal non-linear processing means 112Ah includes a zero cross determination means 112Ah1 and a signal amplification means 112Ah2. Note that the image D111h is input to the nonlinear processing means 112Ah as the input image DIN112Ah1.

ゼロクロス判定手段112Ah1は入力画像DIN112Ah1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へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D112Ah1によってゼロクロス点の前後にある画素の位置を信号増幅手段112Ah2に伝達する。例えば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位置する画素として認識される。   The zero-cross determining unit 112Ah1 checks the change in the pixel value in the input image DIN112Ah1 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 the position of the pixel before and after the zero cross point is transmitted to the signal amplifying unit 112Ah2 by the signal D112Ah1. . For example, pixels located on the left and right of the zero cross point are recognized as pixels located before and after the zero cross point.

信号増幅手段112Ah2は信号D112Ah1をもとにゼロクロス点の前後にある画素を特定し、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D112Ah2を生成する。すなわち、ゼロクロス点前後にある画素の画素値に対しては増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対しての増幅率は1とする。   Based on the signal D112Ah1, the signal amplifying unit 112Ah2 specifies pixels before and after the zero-cross point, and amplifies the pixel value only for the pixels before and after the zero-cross point (increases the absolute value). Generate. That is, the amplification factor is set to a value larger than 1 for the pixel values of the pixels before and after the zero cross point, and the amplification factor is set to 1 for the pixel values of the other pixels.

そして水平方向非線形処理手段112Ahからは画像D112Ahとして非線形処理画像D112Ah2が出力される。   Then, the nonlinear processing image D112Ah2 is output as the image D112Ah from the horizontal nonlinear processing means 112Ah.

図4は垂直方向非線形処理手段112Avの構成を表す図である。垂直方向非線形処理手段112Avはゼロクロス判定手段112Av1、信号増幅手段112Av2を備える。なお、非線形処理手段112Avには、画像D111vが入力画像DIN112Av1として入力される。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the vertical nonlinear processing means 112Av. The vertical nonlinear processing means 112Av includes a zero-cross determination means 112Av1 and a signal amplification means 112Av2. Note that the image D111v is input to the nonlinear processing means 112Av as the input image DIN112Av1.

ゼロクロス判定手段112Av1は入力画像DIN112Av1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へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D112Av1によってゼロクロス点の前後にある画素の位置を信号増幅手段112Av2に伝達する。例えば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位置する画素として認識される。   The zero-cross determining unit 112Av1 confirms the change of the pixel value in the input image DIN112Av1 along the vertical 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 the position of the pixel before and after the zero cross point is transmitted to the signal amplifying unit 112Av2 by the signal D112Av1. . For example, pixels positioned above and below the zero cross point are recognized as pixels positioned before and after the zero cross point.

信号増幅手段112Av2は信号D112Av2をもとにゼロクロス点の前後にある画素を特定し、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D112Av2を生成する。すなわち、ゼロクロス点前後にある画素の画素値に対しては増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対しての増幅率は1とする。   Based on the signal D112Av2, the signal amplifying unit 112Av2 identifies pixels before and after the zero cross point, and amplifies the pixel value only for the pixels before and after the zero cross point (increases the absolute value). Generate. That is, the amplification factor is set to a value larger than 1 for the pixel values of the pixels before and after the zero cross point, and the amplification factor is set to 1 for the pixel values of the other pixels.

以上が非線形処理手段112Aの動作である。非線形処理手段においては、画素ごとに適応的に増幅率を変える、あるいは画素に応じて処理の内容を適宜変えることで、高周波数成分を生成しているが詳細は後述する。   The above is the operation of the nonlinear processing means 112A. In the non-linear processing means, the high frequency component is generated by adaptively changing the amplification factor for each pixel or appropriately changing the content of the processing according to the pixel. Details will be described later.

次に、第2の中間画像生成手段112は、高周波数成分画像生成手段112Bにおいて、画像D112Aの高周波数成分のみを取り出した画像D112Bを生成する。高周波数成分の取り出しは、ハイパスフィルタ処理を行うことで可能である。なお、高周波数成分の取り出しは画像の水平方向、垂直方向それぞれについて行う。すなわち高周波数成分画像生成手段112Bは、画像D112Ahに対し水平方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D112Bhを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段112Bhと、画像D112Avに対し垂直方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D112Bvを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段112Bvからなり、画像D112Bは画像D112Bhと画像D112Bvからなる。なお、水平方向高周波数成分画像生成手段112Bhと垂直方向高周波数成分画像生成手段112Bvは、前記水平方向高周波数成分画像生成手段111Ahと垂直方向高周波数成分画像生成手段111Av同様に、それぞれ拡大処理手段12bからの制御信号CTLの値により、抽出する信号帯域設定を変更するものである。   Next, the second intermediate image generation unit 112 generates an image D112B in which only the high frequency component of the image D112A is extracted in the high frequency component image generation unit 112B. High frequency components can be extracted by performing high-pass filter processing. Note that high-frequency components are extracted in each of the horizontal and vertical directions of the image. That is, the high-frequency component image generation unit 112B performs a horizontal high-frequency component image generation unit 112Bh that generates an image D112Bh obtained by performing a horizontal high-pass filter process on the image D112Ah, and a vertical high-pass filter process on the image D112Av. It consists of vertical high frequency component image generation means 112Bv that generates the performed image D112Bv, and image D112B consists of image D112Bh and image D112Bv. The horizontal direction high frequency component image generation unit 112Bh and the vertical direction high frequency component image generation unit 112Bv are respectively enlarged processing units, like the horizontal direction high frequency component image generation unit 111Ah and the vertical direction high frequency component image generation unit 111Av. The signal band setting to be extracted is changed according to the value of the control signal CTL from 12b.

次に加算手段112Cは、中間画像D111と画像D112Bを加算して画像D112Cを生成する。なお、中間画像D111は画像D111hおよび画像D111vからなっており、画像D112Bは画像D112Bhおよび画像D112Bvからなっているので、中間画像D111と画像D112Bを加算することは、画像D111h、D111v、D112Bh、D112Bvの全てを加算することを意味する。そして第2の中間画像生成手段112からは、画像D112Cが中間画像D112として出力される。中間画像D112は折り返し成分を取り除いた高周波数成分であり、これを加算することは、折り返し成分を強調することなく画像の解像感を高めることを可能とするが詳細は後述する。   Next, the adding unit 112C adds the intermediate image D111 and the image D112B to generate an image D112C. Note that the intermediate image D111 includes the image D111h and the image D111v, and the image D112B includes the image D112Bh and the image D112Bv. Means to add all of. The second intermediate image generating unit 112 outputs the image D112C as the intermediate image D112. The intermediate image D112 is a high-frequency component from which the aliasing component is removed, and adding this makes it possible to enhance the resolution of the image without enhancing the aliasing component, details of which will be described later.

加算手段113の動作について説明する。加算手段113は入力画像DINと中間画像D112を加算した出力画像DOUTを生成する。そして出力画像DOUTが出力画像として出力される。   The operation of the adding means 113 will be described. The adding means 113 generates an output image DOUT obtained by adding the input image DIN and the intermediate image D112. Then, the output image DOUT is output as an output image.

以下、本発明における映像記録再生装置における拡大処理手段と信号処理手段の動作例について説明する。なお、以下の説明では特に断らない限り、Fnという記号は入力画像DINのナイキスト周波数を表す。   Hereinafter, an operation example of the enlargement processing means and the signal processing means in the video recording / reproducing apparatus of the present invention will be described. In the following description, the symbol Fn represents the Nyquist frequency of the input image DIN unless otherwise specified.

拡大処理手段12bは、記録メディア2から再生された再生信号の画像サイズが、端子2bより出力される画像サイズより小さい場合、記録メディア2から再生された再生信号を拡大した画像を出力する。ここで画像を拡大する手段としては、バイキュービック法などを用いることができる。   The enlargement processing unit 12b outputs an enlarged image of the reproduction signal reproduced from the recording medium 2 when the image size of the reproduction signal reproduced from the recording medium 2 is smaller than the image size output from the terminal 2b. Here, a bicubic method or the like can be used as means for enlarging the image.

本発明における信号処理手段11bは、入力画像D12bに対し、先に説明した処理を行った画像D11bを出力する。   The signal processing means 11b in the present invention outputs an image D11b obtained by performing the above-described processing on the input image D12b.

以下、原画DORGは、水平方向、垂直方向ともその画素数が出力信号の画素数の半分であるとして、まず拡大処理手段12bの動作、作用について説明を行う。   Hereinafter, assuming that the number of pixels of the original image DORG is half the number of pixels of the output signal in both the horizontal direction and the vertical direction, the operation and action of the enlargement processing unit 12b will be described first.

図5は、拡大処理手段12bの構成および動作を表す図であり、拡大処理手段12bは水平方向ゼロ挿入手段121、水平方向低周波数成分通過手段122、垂直方向ゼロ挿入手段123、垂直方向低周波数成分通過手段124からなる。水平方向ゼロ挿入手段121は入力信号DORGの水平方向に関して画素値0を持つ画素を適宜挿入した画像D121を生成する。水平方向低周波数成分通過手段122はローパスフィルタ処理により画像D121の低周波数成分のみを取り出した画像D122を生成する。垂直方向ゼロ挿入手段123は画像D122の垂直方向に関して画素値0を持つ画素を適宜挿入した画像D123を生成する。垂直方向低周波数成分通過手段124は画像D123の低周波数成分のみを取り出した画像D124を生成する。そして画像D124が原画DORGを水平方向、垂直方向とも2倍した画像として、拡大処理手段から出力される。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration and operation of the enlargement processing means 12b. The enlargement processing means 12b includes a horizontal zero insertion means 121, a horizontal low frequency component passing means 122, a vertical zero insertion means 123, and a vertical low frequency. The component passing means 124 is included. The horizontal zero insertion means 121 generates an image D121 in which pixels having a pixel value of 0 in the horizontal direction of the input signal DORG are appropriately inserted. The horizontal low frequency component passing means 122 generates an image D122 obtained by extracting only the low frequency component of the image D121 by low-pass filter processing. The vertical direction zero insertion unit 123 generates an image D123 in which pixels having a pixel value 0 in the vertical direction of the image D122 are appropriately inserted. The vertical low frequency component passing means 124 generates an image D124 obtained by extracting only the low frequency component of the image D123. The image D124 is output from the enlargement processing means as an image obtained by doubling the original image DORG in both the horizontal and vertical directions.

図7は拡大処理手段12bの動作を詳しく説明するための図であり、図7(A)は原画DORGを、図7(B)は画像D121に、図7(C)は画像D122に、図7(D)は画像D123に、図7(E)は画像D124を表す。図7(A)〜(E)に関して、四角は画素を表し、その中に書かれた記号あるいは数値は各画素の画素値を表す。   7A and 7B are diagrams for explaining the operation of the enlargement processing unit 12b in detail. FIG. 7A shows the original image DORG, FIG. 7B shows the image D121, FIG. 7C shows the image D122, and FIG. 7 (D) represents the image D123, and FIG. 7 (E) represents the image D124. 7A to 7E, a square represents a pixel, and a symbol or a numerical value written therein represents a pixel value of each pixel.

水平方向ゼロ挿入手段121は図7(A)に示す原画DORGに対して、水平方向の1画素につき1個、画素値0をもった画素を挿入し、図7(B)に示す画像D121を生成する。水平方向低周波数成分通過手段122は図7(B)に示す画像D121に対して、ローパスフィルタ処理を施し、図7(C)に示す画像D122を生成する。垂直方向ゼロ挿入手段123は図7(C)に示す画像D122に対して、垂直方向の1画素につき1個、画素値0をもった画素を挿入し、図7(D)に示す画像D123を生成する。垂直方向低周波数成分通過手段124は図7(D)に示す画像D123に対して、ローパスフィルタ処理を施し、図7(E)に示す画像D124を生成する。以上の処理により原画DORGを水平方向、垂直方向とも2倍に拡大した画像D124が生成される。   The horizontal zero insertion means 121 inserts one pixel having a pixel value of 0 for each pixel in the horizontal direction into the original image DORG shown in FIG. 7A, and creates an image D121 shown in FIG. 7B. Generate. The horizontal low-frequency component passage unit 122 performs low-pass filter processing on the image D121 shown in FIG. 7B to generate an image D122 shown in FIG. The vertical zero insertion means 123 inserts one pixel having a pixel value of 0 for each pixel in the vertical direction into the image D122 shown in FIG. 7C, and the image D123 shown in FIG. Generate. The vertical low frequency component passing means 124 performs a low pass filter process on the image D123 shown in FIG. 7D to generate an image D124 shown in FIG. Through the above processing, an image D124 is generated in which the original image DORG is doubled in both the horizontal and vertical directions.

図8は拡大処理手段12bによる処理の作用を周波数空間上で表したものであり、図8(A)は原画DORGの周波数スペクトル、図8(B)は画像D121の周波数スペクトル、図8(C)は水平方向周波数成分通過手段122の周波数応答、図8(D)は画像D122の周波数スペクトルを表している。なお、図8において横軸は水平方向の空間周波数を表す周波数軸であり、縦軸は周波数スペクトルもしくは周波数応答の強度を表している。なお原画DORGの画素数は入力画像DINの半分となっており、言い換えると原画DORGのサンプリング間隔は入力画像DINのサンプリング間隔の2倍になっている。したがって原画DORGのナイキスト周波数は入力画像DINのナイキスト周波数の半分すなわち、Fn/2となる。   FIG. 8 shows the effect of processing by the enlargement processing means 12b on the frequency space. FIG. 8A shows the frequency spectrum of the original picture DORG, FIG. 8B shows the frequency spectrum of the image D121, and FIG. ) Represents the frequency response of the horizontal direction frequency component passing means 122, and FIG. 8D represents the frequency spectrum of the image D122. In FIG. 8, the horizontal axis is the frequency axis representing the spatial frequency in the horizontal direction, and the vertical axis represents the frequency spectrum or the intensity of the frequency response. Note that the number of pixels of the original image DORG is half that of the input image DIN. In other words, the sampling interval of the original image DORG is twice the sampling interval of the input image DIN. Therefore, the Nyquist frequency of the original image DORG is half of the Nyquist frequency of the input image DIN, that is, Fn / 2.

なお、図8では表記を簡素にするため、1本の周波数軸しか用いていない。しかしながら、通常、画像データは2次元平面状に並んだ画素配列上に与えられた画素値からなり、その周波数スペクトルも水平方向の周波数軸および垂直方向の周波数軸で張られる平面上に与えられるものである。したがって原画DORG等の周波数スペクトル等を正確に表すためには、水平方向の周波数軸および垂直方向の周波数軸の両方を記載する必要がある。しかしながらその周波数スペクトルの形状は通常、周波数軸上の原点を中心に等方的に広がったものであり、周波数軸1本で張られる空間上での周波数スペクトルを示しさえすれば、そこから周波数軸2本で張られる空間へ拡張して考察することは当業者にとって容易である。したがって以降の説明でも特に断らない限り、周波数空間上での説明は、1本の周波数軸で張られる空間を用いて行う。   In FIG. 8, only one frequency axis is used to simplify the notation. However, usually, image data consists of pixel values given on a pixel array arranged in a two-dimensional plane, and its frequency spectrum is also given on a plane stretched by a horizontal frequency axis and a vertical frequency axis. It is. Therefore, in order to accurately represent the frequency spectrum of the original picture DORG or the like, it is necessary to describe both the horizontal frequency axis and the vertical frequency axis. However, the shape of the frequency spectrum usually spreads isotropically around the origin on the frequency axis, and as long as the frequency spectrum in the space spanned by one frequency axis is shown, the frequency axis It is easy for those skilled in the art to expand and consider the space spanned by two. Therefore, unless otherwise specified in the following description, the description on the frequency space is performed using a space stretched by one frequency axis.

まず、原画DORGの周波数スペクトルについて説明する。通常、自然画像が原画DORGとして入力されるがそ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。したがって原画DORGの周波数スペクトルは図8(A)のように表すスペクトルSPOのようになる。   First, the frequency spectrum of the original picture DORG will be described. Normally, a natural image is input as the original image DORG, but its spectral intensity is concentrated around the origin of the frequency space. Therefore, the frequency spectrum of the original picture DORG is a spectrum SPO represented as shown in FIG.

次に、画像D121のスペクトル強度について説明する。画像D121は、原画DORGに対して、水平方向に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生成される。このような処理を行うと周波数スペクトルには原画DORGのナイキスト周波数を中心にした折り返しが発生する。すなわち周波数±Fn/2を中心にスペクトルSPOが折り返したスペクトルSPMが発生するので、画像D121の周波数スペクトルは図8(B)のように表される。   Next, the spectral intensity of the image D121 will be described. The image D121 is generated by inserting one pixel per pixel and a pixel value of 0 in the horizontal direction with respect to the original image DORG. When such processing is performed, aliasing around the Nyquist frequency of the original picture DORG occurs in the frequency spectrum. That is, since a spectrum SPM in which the spectrum SPO is folded around the frequency ± Fn / 2 is generated, the frequency spectrum of the image D121 is expressed as shown in FIG.

次に、水平方向低周波数成分通過手段122の周波数応答について説明する。水平方向低周波数成分通過手段はローパスフィルタによって実現されるので、その周波数応答は図8(C)に示すように周波数が高くなるほど低くなる。   Next, the frequency response of the horizontal low frequency component passing means 122 will be described. Since the horizontal low frequency component passing means is realized by a low-pass filter, its frequency response becomes lower as the frequency becomes higher as shown in FIG.

最後に、画像D122の周波数スペクトルについて説明する。図8(B)に示す周波数スペクトルを持った画像D121に対し、図8(C)に示した周波数応答を持ったローパスフィルタ処理を行うことで、画像D122が得られる。したがって画像D122の周波数スペクトルは画像D122に示すように、スペクトルSPMの強度がある程度落ちたスペクトルSP2と、スペクトルSPOの強度がある程度落ちたスペクトルSP1からなる。なお一般に、ローパスフィルタの周波数応答は周波数が高くなるほど低くなる。従って、スペクトルSP1の強度をスペクトルSPOと比較すると、水平方向低周波数成分通過手段122によって、高周波数成分側、すなわち周波数が±Fn/2近傍でのスペクトル強度が減少したものとなる。   Finally, the frequency spectrum of the image D122 will be described. An image D122 is obtained by performing low-pass filter processing having the frequency response shown in FIG. 8C on the image D121 having the frequency spectrum shown in FIG. 8B. Therefore, as shown in the image D122, the frequency spectrum of the image D122 includes a spectrum SP2 in which the intensity of the spectrum SPM has dropped to some extent and a spectrum SP1 in which the intensity of the spectrum SPO has dropped to some extent. In general, the frequency response of the low-pass filter decreases as the frequency increases. Accordingly, when the intensity of the spectrum SP1 is compared with the spectrum SPO, the spectrum intensity on the high frequency component side, that is, the frequency near ± Fn / 2 is reduced by the horizontal low frequency component passing means 122.

また、画像拡大手段12bによる処理のうち、垂直方向ゼロ挿入手段123および垂直方向低周波数成分通過手段124による処理について、その周波数空間上での作用についての説明は省略するが、その処理の内容から、垂直方向の空間周波数を表す軸方向に対して、図8を用いて説明した内容と同様の作用があることは容易に理解できる。すなわち、画像D124の周波数スペクトルは、図8(D)に示した周波数スペクトルが2次元上に広がったものとなる。   Of the processing performed by the image enlarging means 12b, the processing by the vertical zero insertion means 123 and the vertical low frequency component passing means 124 will not be described in terms of the operation on the frequency space. It can be easily understood that there is an action similar to that described with reference to FIG. 8 with respect to the axial direction representing the spatial frequency in the vertical direction. That is, the frequency spectrum of the image D124 is obtained by spreading the frequency spectrum shown in FIG. 8D two-dimensionally.

また、以降の説明ではスペクトルSP2のことを折り返し成分と呼ぶ。この折り返し成分は、画像上では、比較的高い周波数成分を持ったノイズあるいは偽の信号として現れる。そのようなノイズあるいは偽の信号としてオーバーシュートやジャギーあるいはリンギング等が挙げられる。   In the following description, the spectrum SP2 is referred to as a folded component. This aliasing component appears on the image as noise or a false signal having a relatively high frequency component. Such noise or false signals include overshoot, jaggy or ringing.

以下、本発明における映像記録再生装置の作用、効果について説明する。   The operation and effect of the video recording / reproducing apparatus according to the present invention will be described below.

図9(A)〜(E)は入力画像DINとして原画DORGを拡大して得られた画像D124が入力された場合の、入力画像DINから中間画像D111を生成する際の作用、効果を模式的に表した図であり、図9(A)は入力画像DINの周波数スペクトルを、図9(B)は高周波数成分画像生成手段1の周波数応答を、図9(C)は低周波数成分画像生成手段2の周波数応答を、図9(D)は第1の中間画像生成手段111の周波数応答を、図9(E)は中間画像D111の周波数スペクトルを表す。なお、図9においても図8同様の理由で周波数軸は1本しか用いていない。   FIGS. 9A to 9E schematically illustrate actions and effects when the intermediate image D111 is generated from the input image DIN when the image D124 obtained by enlarging the original image DORG is input as the input image DIN. 9A is a frequency spectrum of the input image DIN, FIG. 9B is a frequency response of the high-frequency component image generation means 1, and FIG. 9C is a low-frequency component image generation. FIG. 9D shows the frequency response of the means 2, FIG. 9D shows the frequency response of the first intermediate image generation means 111, and FIG. 9E shows the frequency spectrum of the intermediate image D111. In FIG. 9, only one frequency axis is used for the same reason as in FIG.

さらに図9では、空間周波数が0以上となる範囲でのみ周波数スペクトルあるいは周波数応答の強度を表しているが、以下の説明での周波数スペクトルあるいは周波数応答は、周波数軸上の原点を中心に対称的な形状となる。したがって説明に用いる図は、空間周波数が0以上となる範囲のみを示したもので十分である。   Further, FIG. 9 shows the intensity of the frequency spectrum or frequency response only in the range where the spatial frequency is 0 or more. However, the frequency spectrum or frequency response in the following description is symmetrical about the origin on the frequency axis. Shape. Therefore, the figure used for description is sufficient to show only the range where the spatial frequency is 0 or more.

まず、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の周波数スペクトルは図9(A)に示すように、周波数スペクトルは図8(D)で説明したものと同じ形状となり、原画DORGのスペクトルSPOの強度がある程度落ちたスペクトルSP1と折り返し成分となるスペクトルSP2からなる。   First, the frequency spectrum of the input image DIN will be described. As shown in FIG. 9A, the frequency spectrum of the input image DIN has the same shape as that described in FIG. 8D, and the spectrum SP1 and the aliasing component in which the intensity of the spectrum SPO of the original picture DORG has dropped to some extent. It consists of the spectrum SP2.

次に、高周波数成分画像生成手段111Aの周波数応答について説明する。高周波数成分画像生成手段111Aはハイパスフィルタにより構成されているので、その周波数応答は図9(B)に示すように周波数が低くなるほど低くなる。   Next, the frequency response of the high frequency component image generation unit 111A will be described. Since the high-frequency component image generation unit 111A is configured by a high-pass filter, the frequency response becomes lower as the frequency becomes lower as shown in FIG. 9B.

次に、低周波数成分画像生成手段111Bの周波数応答について説明する。低周波数成分画像生成手段111Bはローパスフィルタにより構成されているので、その周波数応答は図9(C)に示すように周波数が高くなるほど低くなる。   Next, the frequency response of the low frequency component image generation unit 111B will be described. Since the low-frequency component image generation unit 111B is configured by a low-pass filter, the frequency response thereof becomes lower as the frequency becomes higher as shown in FIG. 9C.

次に、中間画像生成手段1の周波数応答について説明する。入力画像DINが持つ周波数成分のうち、図9(D)に示された低周波数成分側の領域RL1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段111内の高周波数成分画像生成手段111Aで弱められる。一方、図9(D)に示された高周波数成分側の領域RH1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段111内の低周波数成分画像生成手段111Bで弱められる。したがって、第1の中間画像生成手段111の周波数応答は、図9(D)に示すように、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1によって帯域を制限された中間の領域RM1にピークを持ったものとなる。   Next, the frequency response of the intermediate image generating unit 1 will be described. Among the frequency components of the input image DIN, the frequency components in the region RL1 on the low frequency component side shown in FIG. 9D are processed by the high frequency component image generation unit 111A in the first intermediate image generation unit 111. Weakened. On the other hand, the frequency components in the region RH1 on the high frequency component side shown in FIG. 9D are weakened by the low frequency component image generating unit 111B in the first intermediate image generating unit 111. Accordingly, as shown in FIG. 9D, the frequency response of the first intermediate image generation unit 111 is an intermediate region RM1 whose band is limited by the low frequency component side region RL1 and the high frequency component side region RH1. With a peak.

次に、中間画像D111の周波数スペクトルについて説明する。図9(A)に示す周波数スペクトルを持つ入力画像DINが、図9(D)に示した周波数応答を持つ第1の中間画像生成手段111を通過することで、中間画像D111が得られる。そして第1の中間画像生成手段111の周波数応答は、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1によって帯域制限された中間の領域RM1にピークを持ったものなので、中間画像D111の周波数スペクトルは、入力画像DINの周波数スペクトルのうち、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1に含まれる部分の強度が弱くなったものとなる。従って中間画像D111は入力画像DINの持つ高周波数成分から折り返し成分となるスペクトルSP1を取り除いたものとなる。すなわち第1の中間画像生成手段111には、入力画像DINのもつ高周波数成分から折り返し成分となるスペクトルSP1を取り除いた中間画像D111を生成するという効果がある。   Next, the frequency spectrum of the intermediate image D111 will be described. The input image DIN having the frequency spectrum shown in FIG. 9A passes through the first intermediate image generating unit 111 having the frequency response shown in FIG. 9D, whereby the intermediate image D111 is obtained. The frequency response of the first intermediate image generation unit 111 has a peak in the intermediate region RM1 band-limited by the region RL1 on the low frequency component side and the region RH1 on the high frequency component side. In the frequency spectrum, the intensity of the portion included in the low frequency component side region RL1 and the high frequency component side region RH1 in the frequency spectrum of the input image DIN is weakened. Accordingly, the intermediate image D111 is obtained by removing the spectrum SP1 that is the aliasing component from the high-frequency component of the input image DIN. That is, the first intermediate image generation unit 111 has an effect of generating the intermediate image D111 by removing the spectrum SP1 that is the aliasing component from the high frequency component of the input image DIN.

図10(A)〜(C)は第2の中間画像生成手段112の作用、効果を表した図であり、図10(A)は非線形処理画像D112Aの周波数スペクトルを、図10(B)は高周波数成分画像112Bの周波数応答を、図10(C)は画像D112Bの周波数スペクトルを表す。なお、図10では、図9と同様の理由で、空間周波数が0以上となる範囲でのみ周波数スペクトルあるいは周波数応答の強度を表している。   FIGS. 10A to 10C are views showing the operation and effect of the second intermediate image generation unit 112. FIG. 10A shows the frequency spectrum of the nonlinear processed image D112A, and FIG. FIG. 10C shows the frequency response of the high-frequency component image 112B, and FIG. 10C shows the frequency spectrum of the image D112B. In FIG. 10, for the same reason as in FIG. 9, the intensity of the frequency spectrum or frequency response is shown only in the range where the spatial frequency is 0 or more.

後述するように非線形処理画像D112Aでは、高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分が生成される。図10(A)はその様子を模式的に表した図である。画像D112Bは非線形処理画像D112Aが高周波数成分画像生成手段112B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112Bはハイパスフィルタで構成されており、その周波数応答は図10(B)に示すように周波数が高くなるほど高いものとなる。従って画像D112Bの周波数スペクトルは図10(C)に示すように非線形処理画像D112Aの周波数スペクトルから低周波数成分側の領域RL2に相当する成分を取り除いたものとなる。言い換えると、非線形処理手段112Aには高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分を生成する効果があり、高周波数成分画像生成手段112Bには非線形処理手段112Aで生成された高周波数成分のみを取り出す効果がある。   As will be described later, in the nonlinear processed image D112A, a high frequency component corresponding to the region RH2 on the high frequency component side is generated. FIG. 10A is a diagram schematically showing the state. The image D112B is generated when the nonlinear processed image D112A passes through the high frequency component image generation means 112B. The high frequency component image generation means 112B is composed of a high-pass filter, and the frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. Therefore, the frequency spectrum of the image D112B is obtained by removing the component corresponding to the region RL2 on the low frequency component side from the frequency spectrum of the nonlinear processed image D112A as shown in FIG. In other words, the nonlinear processing unit 112A has an effect of generating a high frequency component corresponding to the region RH2 on the high frequency component side, and the high frequency component image generating unit 112B has only the high frequency component generated by the nonlinear processing unit 112A. There is an effect to take out.

上記の作用、効果についてさらに詳しく説明する。   The above operations and effects will be described in more detail.

図11、図12はステップエッジをサンプリングした際に得られる信号について表した図である。図11(A)はステップエッジとサンプリング間隔S1を表しており、図11(B)はステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした際に得られる信号を表しており、図11(C)は図11(B)に表された信号の高周波数成分を表している。一方、図12(A)はステップエッジとサンプリング間隔S1より間隔の広いサンプリング間隔S2を表しており、図12(B)はステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした際に得られる信号を表し、図12(C)は図12(B)に表された信号の高周波数成分を表している。なお、以下の説明ではサンプリング間隔S2の長さはサンプリング間隔S1の長さの2倍であるとする。   11 and 12 are diagrams showing signals obtained when sampling step edges. 11A shows the step edge and the sampling interval S1, FIG. 11B shows a signal obtained when the step edge is sampled at the sampling interval S1, and FIG. 11C shows FIG. It represents the high frequency component of the signal represented in (B). On the other hand, FIG. 12A shows a sampling interval S2 wider than the step edge and the sampling interval S1, and FIG. 12B shows a signal obtained when the step edge is sampled at the sampling interval S2. 12 (C) represents a high frequency component of the signal shown in FIG. 12 (B). In the following description, it is assumed that the length of the sampling interval S2 is twice the length of the sampling interval S1.

図11(C)、図12(C)に表されるようにステップエッジの中央は高周波数成分を表した信号においてゼロクロス点Zとして現れる。また、高周波数成分を表した信号のゼロクロス点Zの近傍での傾きは、サンプリング間隔が短いほど急になり、かつゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える点の位置も、サンプリング間隔が短いほどゼロクロス点Zに近づく。   As shown in FIGS. 11C and 12C, the center of the step edge appears as a zero cross point Z in the signal representing the high frequency component. In addition, the slope of the signal representing the high frequency component near the zero cross point Z becomes steeper as the sampling interval is short, and the position of the point giving the local maximum and minimum values near the zero cross point Z is also The shorter the sampling interval, the closer to the zero cross point Z.

すなわち、サンプリング間隔が変わっても、エッジ近傍において高周波数成分を表す信号のゼロクロス点の位置は変化しないが、サンプリング間隔が小さくなるほど(あるいは解像度が上がるほど)エッジ近傍での高周波数成分の傾きは急になり、局所的な最大値、最小値を与える点の位置はゼロクロス点に近づく。   That is, even if the sampling interval changes, the position of the zero crossing point of the signal representing the high frequency component does not change near the edge, but the slope of the high frequency component near the edge decreases as the sampling interval decreases (or the resolution increases). The position of the point that gives the local maximum and minimum values approaches the zero-cross point.

図13はステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした信号が2倍に拡大された後、本発明における映像記録装置に入力された際の作用、効果を表す図であり、特に第1の中間画像生成手段111および第2の中間画像生成手段112の作用、効果を表している。なお、先に述べた通り、第1の中間画像生成手段111および第2の中間画像生成手段112内部の処理は水平方向、垂直方向のそれぞれについて行われるのでその処理は一次元的に行われる。したがって図13では一次元信号を用いて処理の内容を表している。   FIG. 13 is a diagram showing the operation and effect when the signal obtained by sampling the step edge at the sampling interval S1 is doubled and then input to the video recording apparatus according to the present invention. In particular, the first intermediate image generation is performed. The actions and effects of the means 111 and the second intermediate image generating means 112 are shown. As described above, the processing in the first intermediate image generation unit 111 and the second intermediate image generation unit 112 is performed in each of the horizontal direction and the vertical direction, so that the processing is performed one-dimensionally. Therefore, in FIG. 13, the contents of processing are expressed using a one-dimensional signal.

図13(A)は、図12(B)同様ステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号である。図13(B)は、図13(A)に表した信号を2倍に拡大した信号である。すなわち、原画DORGに図13(A)に示すようなエッジが含まれる場合、入力画像DINとして図13(B)に示すような信号が入力される。なお、信号を2倍に拡大するとサンプリング間隔は拡大前の半分になるため、図13(B)に表した信号のサンプリング間隔は図10中のサンプリング間隔S1と同じになる。また、図13(A)において座標P3で表される位置はエッジ信号の低輝度側の境界部分であり、座標P4で表される位置はエッジ信号の高輝度側の境界である。   FIG. 13A shows a signal obtained by sampling the step edge at the sampling interval S2 as in FIG. FIG. 13B is a signal obtained by enlarging the signal shown in FIG. 13A twice. That is, when the original image DORG includes an edge as shown in FIG. 13A, a signal as shown in FIG. 13B is input as the input image DIN. Note that when the signal is doubled, the sampling interval is half that before the expansion, so the sampling interval of the signal shown in FIG. 13B is the same as the sampling interval S1 in FIG. In FIG. 13A, the position represented by the coordinate P3 is the boundary portion on the low luminance side of the edge signal, and the position represented by the coordinate P4 is the boundary on the high luminance side of the edge signal.

図13(C)は図13(B)に表した信号の高周波数成分を表した信号、すなわち高周波数成分画像生成手段111Aから出力される画像D111Aに相当する信号である。なお、画像D111Aは、入力画像DINの高周波数成分を取り出したものなので、その中には折り返し成分も含まれている。   FIG. 13C shows a signal representing the high frequency component of the signal shown in FIG. 13B, that is, a signal corresponding to the image D111A output from the high frequency component image generating unit 111A. Note that the image D111A is obtained by extracting the high-frequency component of the input image DIN, and therefore includes an aliasing component.

図13(D)は図13(C)に表した信号の低周波数成分を表した信号、すなわち低周波数成分画像生成手段111Bから出力される画像D111Bに相当する信号である。なお先に述べたとおり画像D111Bが中間画像D111として出力されるので、図13(D)は中間画像D111にも相当する。図13(D)に示すとおり、中間画像D111においてゼロクロス点Z近傍の局所的な最小値は座標P3に、局所的な最大値は座標P4に表れ、その様子は図12(C)に示した、ステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号から取り出した高周波数成分と一致する。また、画像D111Aに含まれていた折り返し成分は、低周波数成分画像生成手段111Bで行うローパスフィルタ処理によって取り除かれる。   FIG. 13D shows a signal representing the low frequency component of the signal shown in FIG. 13C, that is, a signal corresponding to the image D111B output from the low frequency component image generating means 111B. Since the image D111B is output as the intermediate image D111 as described above, FIG. 13D corresponds to the intermediate image D111. As shown in FIG. 13D, the local minimum value in the vicinity of the zero cross point Z in the intermediate image D111 appears at the coordinate P3, and the local maximum value appears at the coordinate P4. The situation is shown in FIG. The step edge coincides with the high frequency component extracted from the signal sampled at the sampling interval S2. In addition, the aliasing component included in the image D111A is removed by a low-pass filter process performed by the low-frequency component image generation unit 111B.

図13(E)は、図13(D)に表した信号に対する非線形処理手段112Aに入力された際の出力信号、すなわち、中間画像D111が入力された場合に非線形処理手段112Aから出力される画像D112Aを表している。非線形処理手段112Aではゼロクロス点Zの前後の座標P1、P2の信号値が増幅される。したがって、画像D112Aは図13(E)に示すように座標P1、P2での信号値の大きさが他の値に比べ大きくなり、ゼロクロス点Z近傍で、局所的な最小値の現れる位置が座標P3からよりゼロクロス点Zに近い座標P1に、局所的な最大値の現れる位置が座標P4からよりゼロクロス点Zに近い座標P1へと変化する。これは非線形処理手段112Aにおける、ゼロクロス点Z前後の画素の値を増幅するという非線形処理によって、高周波数成分が生成されたことを意味する。このように画素ごとに適応的に増幅率を変える、あるいは画素に応じて処理の内容を適宜変えることで、高周波数成分を生成することが可能になる。すなわち非線形処理手段112Aには、中間画像D111には含まれない高周波数成分、すわなち、図10(A)に示した高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分を生成する効果がある。   FIG. 13E shows an output signal when the signal shown in FIG. 13D is input to the nonlinear processing means 112A, that is, an image output from the nonlinear processing means 112A when the intermediate image D111 is input. D112A is shown. In the nonlinear processing means 112A, the signal values of the coordinates P1 and P2 before and after the zero cross point Z are amplified. Accordingly, as shown in FIG. 13E, in the image D112A, the magnitude of the signal value at the coordinates P1 and P2 is larger than the other values, and the position where the local minimum value appears near the zero cross point Z is the coordinate. The position where the local maximum value appears at the coordinate P1 closer to the zero cross point Z from P3 changes from the coordinate P4 to the coordinate P1 closer to the zero cross point Z. This means that the high frequency component is generated by the nonlinear processing of amplifying the pixel values around the zero cross point Z in the nonlinear processing means 112A. In this way, it is possible to generate a high-frequency component by adaptively changing the amplification factor for each pixel or appropriately changing the content of processing according to the pixel. That is, the nonlinear processing means 112A has an effect of generating a high frequency component not included in the intermediate image D111, that is, a high frequency component corresponding to the region RH2 on the high frequency component side shown in FIG. is there.

図13(F)は図13(E)に表した信号の高周波数成分を表した信号、すなわち高周波数成分画像生成手段112Bから出力される画像D112Bに相当する信号である。図13(F)に示すとおり、画像D112Bにおいてゼロクロス点Z近傍の局所的な最小値は座標P1に、最大値は座標P2に表れ、その様子は図11(C)に示した、ステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした信号から取り出した高周波数成分と一致する。これは非線形処理手段112Aにおいて生成された高周波数成分が高周波数成分画像生成手段112Bによって取り出され、画像D112Bとして出力されることを意味する。また、取り出された画像D112Bはサンプリング間隔S1に対応した周波数成分を含む信号であるといえる。言い換えると、高周波数成分画像生成手段112Bには非線形処理手段112Aで生成された高周波数成分のみを取り出す効果がある。   FIG. 13F shows a signal representing the high frequency component of the signal shown in FIG. 13E, that is, a signal corresponding to the image D112B output from the high frequency component image generating means 112B. As shown in FIG. 13 (F), the local minimum value near the zero cross point Z in the image D112B appears at the coordinate P1, and the maximum value appears at the coordinate P2, which is the state of the step edge shown in FIG. 11 (C). This coincides with the high frequency component extracted from the signal sampled at the sampling interval S1. This means that the high frequency component generated by the nonlinear processing means 112A is taken out by the high frequency component image generating means 112B and output as an image D112B. Further, it can be said that the extracted image D112B is a signal including a frequency component corresponding to the sampling interval S1. In other words, the high frequency component image generation unit 112B has an effect of extracting only the high frequency component generated by the nonlinear processing unit 112A.

加算手段112Cでは中間画像D111と画像D112Bを加算し画像D112Cを生成する。先に述べたとおり中間画像D111は入力画像DINの持つ高周波数成分から折り返し成分を取り除いたものであり、図9(E)に示すように原画DORGのナイキスト周波数近傍の高周波数成分に対応している。図8(D)で説明したとおり、原画DORGのナイキスト周波数近傍のスペクトル強度は拡大処理手段12bによって弱められているので、中間画像D111を加算することで、拡大処理によって弱められたスペクトル強度を補うことができる。また、中間画像D111から、折り返し成分は取り除かれているので、オーバーシュートやジャギーあるいはリンギングといった偽の信号を強調することはない。一方、画像D112Bはサンプリング間隔S1に対応した高周波数成分である。したがって画像D112Cを加算することで原画DORGのナイキスト周波数以上の帯域の高周波数成分を与えることがでるので、画像の解像感を増すことができる。したがって中間画像D111と画像D112Bを加算した画像D112Cを入力画像DINに加算することで、折り返し成分を強調することなく高周波数成分を加算することが可能となり、画像の解像感を高めることが可能となる。   The adding unit 112C adds the intermediate image D111 and the image D112B to generate an image D112C. As described above, the intermediate image D111 is obtained by removing the aliasing component from the high frequency component of the input image DIN, and corresponds to the high frequency component near the Nyquist frequency of the original image DORG as shown in FIG. Yes. As described with reference to FIG. 8D, since the spectral intensity near the Nyquist frequency of the original picture DORG is weakened by the enlargement processing means 12b, the intermediate picture D111 is added to compensate for the spectral intensity weakened by the enlargement process. be able to. Further, since the aliasing component is removed from the intermediate image D111, a false signal such as overshoot, jaggy, or ringing is not emphasized. On the other hand, the image D112B is a high frequency component corresponding to the sampling interval S1. Therefore, by adding the image D112C, it is possible to provide a high-frequency component in a band equal to or higher than the Nyquist frequency of the original image DORG, so that the resolution of the image can be increased. Therefore, by adding the image D112C obtained by adding the intermediate image D111 and the image D112B to the input image DIN, it is possible to add a high-frequency component without enhancing the aliasing component, and the resolution of the image can be enhanced. It becomes.

加算手段113では画像D112Cが中間画像D112として入力画像DINに加算される。したがって、折り返し成分に起因するオーバーシュートやジャギーあるいはリンギング等の増加を抑えつつ高周波数成分を加算し、画像の解像感を高めることができる。   In the adding means 113, the image D112C is added to the input image DIN as the intermediate image D112. Therefore, it is possible to add a high frequency component while suppressing an increase in overshoot, jaggy, ringing, or the like due to the aliasing component, thereby enhancing the resolution of the image.

さらに、本発明における映像記録装置では、第1の中間画像生成手段111および第2の中間画像生成手段112において、画像の水平方向に関する処理、垂直方向に関する処理を並列に行っているので、画像の水平方向のみ、あるいは垂直方向のみに限らず任意の方向に関して上記の効果を得ることができる。   Further, in the video recording apparatus according to the present invention, the first intermediate image generation unit 111 and the second intermediate image generation unit 112 perform the processing relating to the horizontal direction of the image and the processing relating to the vertical direction in parallel. The above-described effects can be obtained not only in the horizontal direction or in the vertical direction but also in any direction.

また、本発明における映像記録装置では周波数空間で考えて原点からFnに渡る周波数帯域のうち、原画DORGのナイキスト周波数±Fn/2近傍(あるいは特定の周波数帯域)に入力画像DINが持っている成分をもとに、ナイキスト周波数±Fn近傍の高周波数成分に対応した画像D112Bを生成している。したがってなんらかの理由で、入力画像DINにおいて、ナイキスト周波数±Fn近傍の周波数成分が失われていたとしても、画像D112Bにより、ナイキスト周波数±Fn近傍の周波数成分を与えることが可能になる。   In the video recording apparatus according to the present invention, the component of the input image DIN in the vicinity of the Nyquist frequency ± Fn / 2 (or a specific frequency band) of the original picture DORG in the frequency band extending from the origin to Fn in the frequency space. Based on the above, an image D112B corresponding to a high frequency component near the Nyquist frequency ± Fn is generated. Therefore, even if the frequency component near the Nyquist frequency ± Fn is lost in the input image DIN for some reason, the frequency component near the Nyquist frequency ± Fn can be given by the image D112B.

次に拡大処理手段12bにおける拡大率と、高周波数成分画像生成手段111A、低周波数成分画像生成手段111B、高周波数成分画像生成手段112Bにおいて抽出する信号帯域について、図15、図16を用いて説明する。   Next, the enlargement ratio in the enlargement processing unit 12b and the signal bands extracted by the high frequency component image generation unit 111A, the low frequency component image generation unit 111B, and the high frequency component image generation unit 112B will be described with reference to FIGS. To do.

入力画像DINの画像の拡大率を大きくした場合には、周波数スペクトルは図14(A)における実線部に対しての破線部に示すような低い周波数成分側となる。上記に対応するためには、高周波数成分画像生成手段111Aの周波数応答は、図14(B)における実線部に対しての点線部に示すような低い周波数成分とし、低周波数成分画像生成手段111Bの周波数応答は、図14(C)における実線部に対しての点線部に示すような低い周波数成分とする。このとき、第1の中間画像生成手段111の周波数応答は、図14(D)に示された低周波数成分側の領域RL1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段111内の高周波数成分画像生成手段111Aで弱められ、高周波数成分側の領域RH1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段111内の低周波数成分画像生成手段111Bで弱められるため、図14(B)と(C)の点線部のような周波数応答とした場合は、第1の中間画像生成手段111の周波数応答は、図14(D)の領域RM1も低い周波数成分側にピークを持ったものとなる。この場合、中間画像D111の周波数スペクトルは図14(E)のように低い周波数成分側となる。   When the enlargement ratio of the input image DIN is increased, the frequency spectrum is on the low frequency component side as shown by the broken line portion with respect to the solid line portion in FIG. In order to cope with the above, the frequency response of the high frequency component image generation unit 111A is set to a low frequency component as shown by a dotted line portion with respect to the solid line portion in FIG. Is a low frequency component as shown by the dotted line portion with respect to the solid line portion in FIG. At this time, the frequency response of the first intermediate image generation unit 111 is the high frequency in the first intermediate image generation unit 111 for the frequency component in the region RL1 on the low frequency component side shown in FIG. Since the frequency component in the region RH1 on the high frequency component side is weakened by the low frequency component image generation unit 111B in the first intermediate image generation unit 111, the frequency component is weakened by the component image generation unit 111A. When the frequency response is as indicated by the dotted line in (C), the frequency response of the first intermediate image generation unit 111 has a peak on the lower frequency component side in the region RM1 in FIG. . In this case, the frequency spectrum of the intermediate image D111 is on the low frequency component side as shown in FIG.

第2の中間画像生成手段112における入力信号である画像D111が前記のように低い周波数成分側となった場合、非線形処理画像D112Aの周波数スペクトルは図15(A)のようになる。高周波数成分画像生成手段112Bの周波数応答は、図15(B)における実線部に対しての点線部に示すような低い周波数成分とすると、画像D112Bの周波数スペクトルは図15(C)の高周波数成分側の領域RH2が低周波数成分側になる。その結果、拡大率を大きくした場合に入力画像DINの周波数スペクトルが低い周波数成分寄りとなることに対して、上記それぞれの画像生成手段において低い周波数成分を抽出するように変更することで対応できる。   When the image D111 that is an input signal in the second intermediate image generating means 112 is on the low frequency component side as described above, the frequency spectrum of the nonlinear processed image D112A is as shown in FIG. If the frequency response of the high frequency component image generation means 112B is a low frequency component as shown by the dotted line portion with respect to the solid line portion in FIG. 15B, the frequency spectrum of the image D112B is the high frequency in FIG. The component side region RH2 is on the low frequency component side. As a result, when the enlargement ratio is increased, the frequency spectrum of the input image DIN tends to be close to a low frequency component. This can be dealt with by changing the image generating means to extract a low frequency component.

よって、拡大率を大きくしたときに上記それぞれの画像生成手段において抽出する周波数成分を低周波数に変更できるなど、拡大率に応じた制御信号CTLを受けて、高周波数成分画像生成手段111A、低周波数成分画像生成手段111B、高周波数成分画像生成手段112Bにおいて抽出する周波数成分を変更することで、拡大率の大きさに合わせ強調処理を自動的に調整することが可能である。   Therefore, the high frequency component image generating unit 111A receives the control signal CTL corresponding to the enlargement ratio, for example, the frequency component extracted by each of the image generation means can be changed to a low frequency when the enlargement ratio is increased. By changing the frequency components extracted by the component image generation unit 111B and the high frequency component image generation unit 112B, it is possible to automatically adjust the enhancement processing according to the size of the enlargement ratio.

なお、上記説明では、アクセス手段に入力する信号について映像の強調処理を行い、信号を記録し、再生信号であるアクセス手段からの出力信号について映像の強調処理を行う構成としていたが、図6のように、アクセス手段に入力する信号について映像の強調処理を行う構成とし、記録信号について強調処理を行う構成において上記と同様に拡大率によって強調処理の度合いを変更してもよい。   In the above description, the video enhancement process is performed on the signal input to the access unit, the signal is recorded, and the video enhancement process is performed on the output signal from the access unit as a reproduction signal. As described above, the video input processing may be performed on the signal input to the access means, and the enhancement processing level may be changed depending on the enlargement ratio in the configuration in which the recording signal is enhanced.

また、上記説明では、拡大率によって強調処理の度合いを変更するために、拡大処理手段12bからの制御信号CTLの値により、高周波数成分画像生成手段111Aや低周波数成分画像生成手段111などにおいて抽出する信号帯域設定を変更するにしていたが、信号処理手段11bにおける加算手段112Cの代わりに、図16に示すような加重加算手段112Dを備え、拡大処理手段12bからの制御信号CTLの値により、非線形処理手段出力信号D112Bに対して乗算する乗算値を、中間画像D111に対して乗算する乗算値に比べて小さくすることで強調処理の度合いを弱めるような構成としてもよい。   In the above description, in order to change the degree of enhancement processing according to the enlargement ratio, the high frequency component image generation unit 111A, the low frequency component image generation unit 111, and the like are extracted based on the value of the control signal CTL from the enlargement processing unit 12b. However, instead of the adding means 112C in the signal processing means 11b, a weighted adding means 112D as shown in FIG. 16 is provided, and according to the value of the control signal CTL from the enlargement processing means 12b, A configuration may be adopted in which the degree of enhancement processing is weakened by making the multiplication value multiplied by the nonlinear processing means output signal D112B smaller than the multiplication value multiplied by the intermediate image D111.

実施の形態2.
図17は本発明の実施の形態2による映像記録再生方法のフローを表す図であり、本発明の実施の形態2による画像処理方法は、圧縮処理ステップST1、メディアアクセスステップST2、伸張処理ステップST3、拡大処理ステップST4、信号処理ステップST5からなる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 17 is a diagram showing a flow of a video recording / reproducing method according to the second embodiment of the present invention. The image processing method according to the second embodiment of the present invention is performed by a compression processing step ST1, a media access step ST2, and an expansion processing step ST3. , An enlargement processing step ST4 and a signal processing step ST5.

信号処理ステップST5は図18に示すように、中間画像生成ステップST5A、中間画像生成ステップST5B、加算ステップST5Cからなり、中間画像生成ステップST5Aは高周波数成分画像生成ステップST5A1、低周波数成分画像生成ステップST5A2から、中間画像生成ステップST5Bは非線形処理ステップST5B1、高周波数成分画像生成ステップST5B2、加算ステップST5B3により実現される。   As shown in FIG. 18, the signal processing step ST5 includes an intermediate image generation step ST5A, an intermediate image generation step ST5B, and an addition step ST5C. The intermediate image generation step ST5A is a high frequency component image generation step ST5A1, a low frequency component image generation step. From ST5A2, the intermediate image generation step ST5B is realized by a non-linear processing step ST5B1, a high frequency component image generation step ST5B2, and an addition step ST5B3.

高周波数成分画像生成ステップST5A1は図19に示すように、水平方向高周波数成分通過ステップST5A1h、垂直方向高周波数成分通過ステップST5A1vを含む。   As shown in FIG. 19, the high frequency component image generation step ST5A1 includes a horizontal high frequency component passing step ST5A1h and a vertical high frequency component passing step ST5A1v.

低周波数成分画像生成ステップST5A2は図20に示すように、水平方向低周波数成分通過ステップST5A2h、垂直方向低周波数成分通過ステップST5A2vを含む。   As shown in FIG. 20, the low frequency component image generation step ST5A2 includes a horizontal direction low frequency component passing step ST5A2h and a vertical direction low frequency component passing step ST5A2v.

非線形処理ステップST5B1は図21に示すように、水平方向非線形処理ステップST5B1h、垂直方向非線形処理ステップST5B1vを含む。   As shown in FIG. 21, the nonlinear processing step ST5B1 includes a horizontal nonlinear processing step ST5B1h and a vertical nonlinear processing step ST5B1v.

高周波数成分画像生成ステップST5B2は図22に示すように、水平方向高周波数成分通過ステップST5B2h、垂直方向高周波数成分通過ステップST5B2vを含む。   As shown in FIG. 22, the high frequency component image generation step ST5B2 includes a horizontal high frequency component passing step ST5B2h and a vertical high frequency component passing step ST5B2v.

水平方向非線形処理ステップST5B1hは図23に示すように、ゼロクロス判定ステップST5B11h、信号増幅ステップST5B12hからなり、垂直方向非線形処理ステップST5B1vは図24に示すように、ゼロクロス判定ステップST5B11v、信号増幅ステップST5B12vを含む。   As shown in FIG. 23, the horizontal nonlinear processing step ST5B1h includes a zero-cross determination step ST5B11h and a signal amplification step ST5B12h. The vertical nonlinear processing step ST5B1v includes a zero-cross determination step ST5B11v and a signal amplification step ST5B12v as shown in FIG. Including.

まず、図18、図19ならびに図20のフローに従って中間画像生成ステップST5Aの動作について説明する。   First, the operation of the intermediate image generation step ST5A will be described according to the flow of FIGS.

高周波数成分画像生成ステップST5A1では、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に対し、以下のような処理が行われる。まず、水平方向高周波数成分画像生成ステップST5A1hでは、水平方向のハイパスフィルタ処理によって、入力画像DINから水平方向の高周波数成分を取り出した画像D111Ahを生成する。垂直方向高周波数成分画像ステップST5A1vでは、垂直方向のハイパスフィルタ処理によって、入力画像DINから垂直方向の高周波数成分を取り出した画像D111Avを生成する。すなわち、高周波数成分画像生成ステップST5A1は、高周波数成分画像生成手段111Aと同様の処理を行い、入力画像DINから、画像D111Ahおよび画像D111Avからなる画像D111Aを生成する。この動作は高周波数成分画像生成手段111Aと同等である。   In the high frequency component image generation step ST5A1, the following processing is performed on the input image DIN input in an image input step (not shown). First, in the horizontal high-frequency component image generation step ST5A1h, an image D111Ah obtained by extracting the high-frequency component in the horizontal direction from the input image DIN is generated by the high-pass filter processing in the horizontal direction. In the vertical high-frequency component image step ST5A1v, an image D111Av obtained by extracting the high-frequency component in the vertical direction from the input image DIN is generated by the high-pass filter processing in the vertical direction. That is, the high frequency component image generation step ST5A1 performs the same process as the high frequency component image generation unit 111A, and generates an image D111A composed of the image D111Ah and the image D111Av from the input image DIN. This operation is equivalent to the high frequency component image generation unit 111A.

低周波数成分画像生成ステップST5A2では、画像D111Aに対し、以下のような処理が行われる。まず、水平方向低周波数成分画像生成ステップST5A2hでは、水平方向のローパスフィルタ処理によって、画像D111Ahから水平方向の低周波数成分を取り出した画像D111Bhを生成する。垂直方向低周波数成分画像生成ステップST5A2vでは、垂直方向のローパスフィルタ処理によって、画像D111Avから垂直方向の低周波数成分を取り出した画像D111Bvを生成する。すなわち、低周波数成分画像生成ステップST5A2は、低周波数成分画像生成手段111Bと同様の処理を行い、画像D111Aから、画像D111Bhおよび画像D111Bvからなる画像D111Bを生成する。この動作は低周波数成分画像生成手段111Bと同等である。   In the low frequency component image generation step ST5A2, the following processing is performed on the image D111A. First, in the horizontal low-frequency component image generation step ST5A2h, an image D111Bh obtained by extracting the horizontal low-frequency component from the image D111Ah is generated by horizontal low-pass filter processing. In the vertical direction low frequency component image generation step ST5A2v, an image D111Bv obtained by extracting the low frequency component in the vertical direction from the image D111Av is generated by the low pass filter processing in the vertical direction. That is, the low frequency component image generation step ST5A2 performs the same process as the low frequency component image generation unit 111B, and generates an image D111B composed of the image D111Bh and the image D111Bv from the image D111A. This operation is equivalent to the low-frequency component image generation unit 111B.

以上が中間画像生成ステップST5Aの動作であり、中間画像生成ステップST5Aでは画像D111Bhを画像D111hとし、画像D111Bvを画像D111vとし、画像D111hおよび画像D111vからなる中間画像D111を出力する。以上の動作は第1の中間画像生成手段111と同等である。   The above is the operation of the intermediate image generation step ST5A. In the intermediate image generation step ST5A, the image D111Bh is the image D111h, the image D111Bv is the image D111v, and the intermediate image D111 including the image D111h and the image D111v is output. The above operation is equivalent to that of the first intermediate image generating unit 111.

次に図21〜25のフローに従って中間画像処理ステップST5Bの動作について説明する。   Next, the operation of the intermediate image processing step ST5B will be described according to the flow of FIGS.

まず、非線形処理ステップST5B2では中間画像D111に対し、以下のような処理を行う。   First, in the nonlinear processing step ST5B2, the following processing is performed on the intermediate image D111.

まず、水平方向非線形処理ステップST5B1hでは、図23に示すフローに従った処理で画像D111hから画像D112Ahを生成する。図23に示すフローでの処理は以下の通りである。まず、ゼロクロス判定ステップST5B11hでは、画像D111h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へと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信号増幅ステップST5B12hに通知する。信号増幅ステップST5B12hでは画像D111hについて、ゼロクロス点の左右に位置すると通知された画素の画素値を増幅し、その画像を画像D112Ahとして出力する。すなわち、非線形処理ステップST5B1hは、画像D111hに対し、水平方向非線形処理手段112Ahと同様の処理を行い、画像D112Ahを生成する。   First, in the horizontal non-linear processing step ST5B1h, an image D112Ah is generated from the image D111h by processing according to the flow shown in FIG. The processing in the flow shown in FIG. 23 is as follows. First, in the zero cross determination step ST5B11h, a change in the pixel value in the image D111h 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 the pixels located on the left and right of the zero cross point are notified to the signal amplification step ST5B12h. In the signal amplification step ST5B12h, for the image D111h, the pixel value of the pixel notified to be positioned on the left and right of the zero cross point is amplified, and the image is output as the image D112Ah. That is, the nonlinear processing step ST5B1h performs the same processing as the horizontal nonlinear processing means 112Ah on the image D111h to generate the image D112Ah.

次に、垂直方向非線形処理ステップST5B1vでは、図24に示すフローに従った処理で画像D111vから画像D112Avを生成する。図24に示すフローでの処理は以下の通りである。まず、ゼロクロス判定ステップST5B11vでは、画像D111v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へと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信号増幅ステップST5B12vに通知する。信号増幅ステップST5B12vでは画像D111vについて、ゼロクロス点の上下に位置すると通知された画素の画素値を増幅し、その画像を画像D112Avとして出力する。すなわち、非線形処理ステップST5B1vは、画像D111vに対し、垂直方向非線形処理手段112Avと同様の処理を行い、画像D112Avを生成する。   Next, in the vertical non-linear processing step ST5B1v, an image D112Av is generated from the image D111v by processing according to the flow shown in FIG. The processing in the flow shown in FIG. 24 is as follows. First, in the zero cross determination step ST5B11v, a change in pixel value in the image D111v 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 the pixels positioned above and below the zero cross point are notified to the signal amplification step ST5B12v. In the signal amplification step ST5B12v, the pixel value of the pixel notified to be positioned above and below the zero-cross point is amplified for the image D111v, and the image is output as the image D112Av. That is, the nonlinear processing step ST5B1v performs the same processing as the vertical nonlinear processing means 112Av on the image D111v to generate the image D112Av.

以上が非線形処理ステップST5B1の動作であり、非線形処理ステップST5B1は画像D112Ahおよび画像D112Avからなる画像D112Aを生成する。その動作は非線形処理手段112Aと同等である。   The above is the operation of the nonlinear processing step ST5B1, and the nonlinear processing step ST5B1 generates an image D112A composed of the image D112Ah and the image D112Av. The operation is equivalent to the nonlinear processing means 112A.

次に、高周波数成分画像生成ステップST5B2では画像D112Aに対し、以下の様な処理を行う。   Next, in the high frequency component image generation step ST5B2, the following processing is performed on the image D112A.

まず、水平方向高周波数成分画像生成ステップST5B2hでは、画像D112Ahに対し水平方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D112Bhを生成する。すなわち、水平方向高周波数成分画像生成ステップST5B2hは、水平方向高周波数成分画像生成手段112Bhと同様の処理を行う。   First, in the horizontal high-frequency component image generation step ST5B2h, an image D112Bh obtained by performing a horizontal high-pass filter process on the image D112Ah is generated. That is, the horizontal direction high frequency component image generation step ST5B2h performs the same processing as the horizontal direction high frequency component image generation means 112Bh.

次に、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST5B2vでは、画像D112Avに対し垂直方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D112Bvを生成する。すなわち、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST5B2vは、垂直方向高周波数成分画像生成手段112Bvと同様の処理を行う。   Next, in the vertical direction high frequency component image generation step ST5B2v, an image D112Bv obtained by performing vertical high-pass filter processing on the image D112Av is generated. That is, the vertical high frequency component image generation step ST5B2v performs the same processing as the vertical high frequency component image generation means 112Bv.

以上が高周波数成分画像生成ステップST5B2の動作であり、高周波数成分画像生成ステップST5B2は画像D112Bhおよび画像D112Bvからなる画像D112Bを生成する。その動作は高周波数成分画像生成手段112Bと同等である。   The above is the operation of the high frequency component image generation step ST5B2, and the high frequency component image generation step ST5B2 generates an image D112B composed of the image D112Bh and the image D112Bv. The operation is the same as that of the high frequency component image generation means 112B.

加算ステップST5B3は画像D112Bと中間画像D111を加算して画像D112Cを生成する。この際、画像D112BとD111の加算は重み付け加算でもよい。この動作は加算手段112Cと同等である。   In addition step ST5B3, the image D112B and the intermediate image D111 are added to generate an image D112C. At this time, the addition of the images D112B and D111 may be weighted addition. This operation is equivalent to the adding means 112C.

以上が中間画像処理ステップST5Bの動作であり、中間画像処理ステップST5Bは画像D112Cを中間画像D112として出力する。この動作は第2の中間画像生成手段112と同等である。   The above is the operation of the intermediate image processing step ST5B. The intermediate image processing step ST5B outputs the image D112C as the intermediate image D112. This operation is equivalent to the second intermediate image generating unit 112.

加算ステップST5Cは入力画像DINと中間画像D112を加算し、出力画像DOUTを生成する。そして出力画像DOUTが本発明における画像処理方法の最終出力画像として出力される。すなわち、加算ステップST5Cの動作は加算手段113の動作と同等である。   In the addition step ST5C, the input image DIN and the intermediate image D112 are added to generate an output image DOUT. The output image DOUT is output as the final output image of the image processing method in the present invention. That is, the operation of the adding step ST5C is equivalent to the operation of the adding means 113.

以上が本発明における映像記録再生方法の動作である。   The above is the operation of the video recording / reproducing method of the present invention.

本発明における映像記録再生方法の動作はその説明から明らかなように、本発明の実施の形態1における映像記録再生装置と同等である。したがって本発明における映像記録再生方法は、本発明の実施の形態1における映像記録再生装置と同様の効果を持つ。   As is apparent from the description, the operation of the video recording / reproducing method according to the present invention is equivalent to the video recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention. Therefore, the video recording / playback method according to the present invention has the same effects as the video recording / playback apparatus according to the first embodiment of the present invention.

上記の説明では、映像記録再生装置について説明したが同様な構成で映像記録をおこなわない映像再生装置において、同様の強調処理をおこなうようにしてもよい。   In the above description, the video recording / reproducing apparatus has been described. However, the same enhancement processing may be performed in a video reproducing apparatus that does not record video with the same configuration.

なお、文中において一枚の絵として処理するものを画像とし、時系列で流れるものを映像あるいは映像信号としている。   In the text, what is processed as a single picture is an image, and what flows in time series is a video or video signal.

1 映像記録再生装置、 2 記録メディア、3a 入力端子、 3b 出力端子、
11a,11b 信号処理手段、12a,12b 拡大処理手段、13 圧縮処理手段、14 アクセス手段、15 伸張処理手段。
1 video recording and playback device, 2 recording media, 3a input terminal, 3b output terminal,
11a, 11b Signal processing means, 12a, 12b Enlargement processing means, 13 Compression processing means, 14 Access means, 15 Decompression processing means.

Claims (13)

記録メディアに記録された画像データを再生して、再生画像データを出力するアクセス手段と、
前記再生画像データに伸張処理を行い、再生映像信号を出力する伸張処理手段と、
前記再生映像信号に画像拡大処理をおこない、画像拡大映像信号と画像拡大率を示す拡大率信号とを出力する拡大処理手段と、
前記画像拡大映像信号に非線形処理を施して生成した高周波数成分を付加した映像出力信号を生成する信号処理手段とを備え、
前記信号処理手段は、
前記画像拡大信号から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成手段と、
前記第1の中間画像に非線形処理を施して生成した高周波数成分から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して、前記第1の中間画像に加算して第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成手段と、
前記画像入力画像と前記第2の中間画像を加算して前記映像出力信号を生成する加算手段とを有することを特徴とする映像再生装置。
Access means for reproducing the image data recorded on the recording medium and outputting the reproduced image data;
Decompression processing means for decompressing the reproduced image data and outputting a reproduced video signal;
An enlargement processing means for performing an image enlargement process on the reproduced video signal and outputting an image enlargement video signal and an enlargement rate signal indicating an image enlargement rate;
Signal processing means for generating a video output signal to which a high-frequency component generated by performing nonlinear processing on the image enlarged video signal is added,
The signal processing means includes
First intermediate image generation means for generating a first intermediate image by extracting a signal in a frequency band set based on the enlargement ratio signal from the image enlargement signal;
A signal in a frequency band set based on the magnification signal is extracted from a high-frequency component generated by performing non-linear processing on the first intermediate image, and is added to the first intermediate image to add a second Second intermediate image generation means for generating an intermediate image;
An image reproducing apparatus comprising: an adding means for adding the image input image and the second intermediate image to generate the image output signal.
前記第1の中間画像生成手段は、
前記入力画像の高周波数成分のみを取り出した第1の高周波数成分画像を生成し、前記拡大処理手段からの制御信号に応じて抽出する信号の周波数成分を変更する第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の低周波数成分のみを取り出し、前記拡大処理手段からの制御信号に応じて抽出する信号の周波数成分を変更する低周波数成分画像生成手段と
を有することを特徴とする請求項1記載の映像再生装置。
The first intermediate image generating means includes
First high-frequency component image generation that generates a first high-frequency component image obtained by extracting only the high-frequency component of the input image and changes a frequency component of a signal to be extracted according to a control signal from the enlargement processing unit And low frequency component image generation means for taking out only a low frequency component of the first high frequency component image and changing a frequency component of a signal to be extracted according to a control signal from the enlargement processing means. The video reproducing apparatus according to claim 1.
前記第2の中間画像生成手段は、
前記第1の中間画像に非線形処理を施して第1の高周波数成分画像を生成する非線形処理手段と、
前記第1の高周波数成分画像から、前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第2の高周波数成分画像を生成する第2の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の中間画像と前記第2の高周波数成分画像とを加算し、前記第2の中間画像を生成する加算手段とを有することを特徴とする請求項1記載の映像再生装置。
The second intermediate image generating means includes
Nonlinear processing means for performing nonlinear processing on the first intermediate image to generate a first high-frequency component image;
Second high-frequency component image generation means for generating a second high-frequency component image by extracting a signal in a frequency band set based on the magnification signal from the first high-frequency component image;
2. The video reproduction apparatus according to claim 1, further comprising adding means for adding the first intermediate image and the second high-frequency component image to generate 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の水平方向近傍に存在する画素を用いて高周波数成分を取り出した第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の垂直方向近傍に存在する画素を用いて高周波数成分を取り出した第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とを有し、
前記低周波数成分画像生成手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像の低周波数成分のみを取り出した第1の水平方向中間画像を生成する水平方向低周波数成分画像生成手段と、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像の低周波数成分のみを取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する垂直方向低周波数成分画像生成手段とを有することを特徴とする請求項2記載の映像再生装置。
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 obtained by extracting a high-frequency component using pixels existing in the horizontal direction of each pixel of the input image;
First vertical high-frequency component image generating means for generating a first vertical high-frequency component image obtained by extracting a high-frequency component using pixels existing in the vertical direction of each pixel of the input image; ,
The low frequency component image generation means includes
Horizontal low-frequency component image generation means for generating a first horizontal intermediate image obtained by extracting only the low-frequency component of the first horizontal high-frequency component image;
3. The video according to claim 2, further comprising: a vertical low-frequency component image generation unit configured to generate a first vertical intermediate image obtained by extracting only a low-frequency component of the first vertical high-frequency component image. Playback device.
前記非線形処理手段は、
前記第1の水平方向中間画像のゼロクロス点の隣の各画素値を1より大きい増幅率で増幅した水平方向非線形処理画像を生成する水平方向非線形処理手段と、
前記第1の垂直方向中間画像のゼロクロス点の隣の各画素値を1より大きい増幅率で増幅した垂直方向非線形処理画像を生成する垂直方向非線形処理手段とを有し、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記水平方向非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した第2の水平方向高周波数成分画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記垂直方向非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した第2の垂直方向高周波数成分画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段とを有することを特徴とする請求項3記載の映像再生装置。
The nonlinear processing means includes:
Horizontal non-linear processing means for generating a horizontal non-linear processed image obtained by amplifying each pixel value adjacent to the zero-cross point of the first horizontal intermediate image at an amplification factor greater than 1,
Vertical non-linear processing means for generating a vertical non-linear processed image obtained by amplifying each pixel value adjacent to a zero cross point of the first vertical intermediate image with an amplification factor greater than 1,
The second high frequency component image generating means includes:
Second horizontal high frequency component image generation means for generating a second horizontal high frequency component image obtained by extracting only the high frequency component of the horizontal nonlinear processed image;
4. A second vertical high-frequency component image generation unit that generates a second vertical high-frequency component image obtained by extracting only the high-frequency component of the vertical nonlinear processed image. Video playback device.
前記水平方向非線形処理手段は、
前記第1の水平方向中間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点判定手段と
前記水平方向ゼロクロス点判定手段の判定結果に応じて前記第1の水平方向中間画像の各画素に対する増幅率を決定する水平方向信号増幅手段を有し、
前記垂直方向非線形処理手段は、
前記第1の垂直方向中間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点判定手段と、
前記垂直方向ゼロクロス点判定手段の判定結果に応じて前記第1の垂直方向中間画像の各画素に対する増幅率を決定する垂直方向信号増幅手段とを有することを特徴とする請求項5記載の映像再生装置。
The horizontal non-linear processing means includes:
According to the determination result of the horizontal zero-cross point determining means for determining a zero-cross point as a zero-cross point where the pixel value of the first horizontal intermediate image changes from positive to negative or from negative to positive. Horizontal signal amplifying means for determining an amplification factor for each pixel of the first horizontal intermediate image;
The vertical nonlinear processing means includes:
Vertical zero-cross point determination means for determining a point where the pixel value of the first vertical intermediate image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero-cross point;
6. The video reproduction according to claim 5, further comprising vertical signal amplification means for determining an amplification factor for each pixel of the first vertical intermediate image in accordance with a determination result of the vertical zero-cross point determination means. apparatus.
映像入力信号に画像拡大処理をおこない、画像拡大映像信号と画像拡大率を示す拡大率信号とを出力する拡大処理手段と、
前記画像拡大映像信号に非線形処理を施して生成した高周波数成分付加した記録映像信号を生成する信号処理手段と、
前記記録映像信号に圧縮処理を行い、記録画像データを生成する圧縮手段と、
前記記録画像データを、記録メディアに記録するアクセス手段とを備え、
前記信号処理手段は、
前記画像拡大映像信号から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成手段と、
前記第1の中間画像に非線形処理を施して生成した高周波数成分から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して、前記第1の中間画像に加算して第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成手段と、
前記画像入力画像と前記第2の中間画像を加算して前記記録映像信号を生成する加算手段とを有することを特徴とする映像記録再生装置。
An enlargement processing means for performing an image enlargement process on the video input signal and outputting an image enlargement video signal and an enlargement rate signal indicating an image enlargement rate;
A signal processing means for generating a recording video signal to which a high-frequency component is generated by performing non-linear processing on the image enlargement video signal;
Compression means for compressing the recorded video signal and generating recorded image data;
Access means for recording the recorded image data on a recording medium,
The signal processing means includes
First intermediate image generation means for generating a first intermediate image by extracting a signal in a frequency band set based on the enlargement ratio signal from the image enlargement video signal;
A signal in a frequency band set based on the magnification signal is extracted from a high-frequency component generated by performing non-linear processing on the first intermediate image, and is added to the first intermediate image to add a second Second intermediate image generation means for generating an intermediate image;
A video recording / reproducing apparatus comprising: an adding means for adding the image input image and the second intermediate image to generate the recorded video signal.
前記第1の中間画像生成手段は、
前記入力画像の高周波数成分のみを取り出した第1の高周波数成分画像を生成し、前記拡大処理手段からの制御信号に応じて抽出する信号の周波数成分を変更する第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の低周波数成分のみを取り出し、前記拡大処理手段からの制御信号に応じて抽出する信号の周波数成分を変更する低周波数成分画像生成手段とを有することを特徴とする請求項7記載の映像記録再生装置。
The first intermediate image generating means includes
First high-frequency component image generation that generates a first high-frequency component image obtained by extracting only the high-frequency component of the input image and changes a frequency component of a signal to be extracted according to a control signal from the enlargement processing unit And low frequency component image generation means for taking out only a low frequency component of the first high frequency component image and changing a frequency component of a signal to be extracted according to a control signal from the enlargement processing means. The video recording / reproducing apparatus according to claim 7.
前記第2の中間画像生成手段は、
前記第1の中間画像に非線形処理を施して第1の高周波数成分画像を生成する非線形処理手段と、
前記第1の高周波数成分画像から、前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第2の高周波数成分画像を生成する第2の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の中間画像と前記第2の高周波数成分画像とを加算し、前記第2の中間画像を生成する加算手段とを有することを特徴とする請求項7記載の映像記録再生装置。
The second intermediate image generating means includes
Nonlinear processing means for performing nonlinear processing on the first intermediate image to generate a first high-frequency component image;
Second high-frequency component image generation means for generating a second high-frequency component image by extracting a signal in a frequency band set based on the magnification signal from the first high-frequency component image;
8. The video recording / reproducing apparatus according to claim 7, further comprising adding means for adding the first intermediate image and the second high-frequency component image to generate 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の水平方向近傍に存在する画素を用いて高周波数成分を取り出した第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の垂直方向近傍に存在する画素を用いて高周波数成分を取り出した第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、
前記低周波数成分画像生成手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像の低周波数成分のみを取り出した第1の水平方向中間画像を生成する水平方向低周波数成分画像生成手段と、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像の低周波数成分のみを取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する垂直方向低周波数成分画像生成手段とを有することを特徴とする請求項8記載の映像記録再生装置。
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 obtained by extracting a high-frequency component using pixels existing in the horizontal direction of each pixel of the input image;
First vertical high frequency component image generation means for generating a first vertical high frequency component image obtained by extracting a high frequency component using pixels existing in the vertical direction of each pixel of the input image;
The low frequency component image generation means includes
Horizontal low-frequency component image generation means for generating a first horizontal intermediate image obtained by extracting only the low-frequency component of the first horizontal high-frequency component image;
9. The video according to claim 8, further comprising vertical low frequency component image generation means for generating a first vertical intermediate image obtained by extracting only a low frequency component of the first vertical high frequency component image. Recording / playback device.
前記非線形処理手段は、
前記第1の水平方向中間画像のゼロクロス点の隣の各画素値を1より大きい増幅率で増幅した水平方向非線形処理画像を生成する水平方向非線形処理手段と、
前記第1の垂直方向中間画像のゼロクロス点の隣の各画素値を1より大きい増幅率で増幅した垂直方向非線形処理画像を生成する垂直方向非線形処理手段とを有し、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記水平方向非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した第2の水平方向高周波数成分画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記垂直方向非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した第2の垂直方向高周波数成分画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段とを有することを特徴とする請求項9記載の映像記録再生装置。
The nonlinear processing means includes:
Horizontal non-linear processing means for generating a horizontal non-linear processed image obtained by amplifying each pixel value adjacent to the zero-cross point of the first horizontal intermediate image at an amplification factor greater than 1,
Vertical non-linear processing means for generating a vertical non-linear processed image obtained by amplifying each pixel value adjacent to a zero cross point of the first vertical intermediate image with an amplification factor greater than 1,
The second high frequency component image generating means includes:
Second horizontal high frequency component image generation means for generating a second horizontal high frequency component image obtained by extracting only the high frequency component of the horizontal nonlinear processed image;
The second vertical high-frequency component image generation means for generating a second vertical high-frequency component image obtained by extracting only the high-frequency component of the vertical non-linear processing image. Video recording / playback device.
前記水平方向非線形処理手段は、
前記第1の水平方向中間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点判定手段と
前記水平方向ゼロクロス点判定手段の判定結果に応じて前記第1の水平方向中間画像の各画素に対する増幅率を決定する水平方向信号増幅手段とを有し、
前記垂直方向非線形処理手段は、
前記第1の垂直方向中間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点判定手段と、
前記垂直方向ゼロクロス点判定手段の判定結果に応じて前記第1の垂直方向中間画像の各画素に対する増幅率を決定する垂直方向信号増幅手段とを有することを特徴とする請求項11記載の映像記録再生装置。
The horizontal non-linear processing means includes:
According to the determination result of the horizontal direction zero cross point determination unit that determines a point where the pixel value of the first horizontal intermediate image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero cross point, and the determination result of the horizontal direction zero cross point determination unit Horizontal signal amplification means for determining an amplification factor for each pixel of the first horizontal intermediate image,
The vertical nonlinear processing means includes:
Vertical zero-cross point determination means for determining a point where the pixel value of the first vertical intermediate image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero-cross point;
12. The video recording according to claim 11, further comprising a vertical signal amplifying unit that determines an amplification factor for each pixel of the first vertical intermediate image in accordance with a determination result of the vertical zero-cross point determining unit. Playback device.
映像信号に画像拡大処理をおこない、画像拡大映像信号と画像拡大率を示す拡大率信号とを出力する拡大処理ステップと、
前記画像拡大映像信号に非線形処理を施して生成した高周波数成分を付加した映像出力信号を生成する信号処理ステップとを備えた映像記録再生方法において、
前記信号処理ステップが、
前記画像拡大信号から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成ステップと、
前記第1の中間画像に非線形処理を施して生成した高周波数成分から前記拡大率信号に基づいて設定される周波数帯域の信号を抽出して、前記第1の中間画像に加算して第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成ステップと、
前記画像入力画像と前記第2の中間画像を加算して前記映像信号を生成する加算ステップとを有することを特徴とする映像記録再生方法。
An enlargement processing step of performing image enlargement processing on the video signal and outputting an image enlargement video signal and an enlargement rate signal indicating an image enlargement rate;
In a video recording / reproducing method comprising: a signal processing step of generating a video output signal to which a high-frequency component generated by performing nonlinear processing on the image enlarged video signal is added;
The signal processing step comprises:
A first intermediate image generation step of generating a first intermediate image by extracting a signal in a frequency band set based on the magnification ratio signal from the image magnification signal;
A signal in a frequency band set based on the magnification signal is extracted from a high-frequency component generated by performing non-linear processing on the first intermediate image, and is added to the first intermediate image to add a second A second intermediate image generating step for generating an intermediate image;
A video recording / reproducing method comprising: an adding step of generating the video signal by adding the image input image and the second intermediate image.
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CSNG200401763003; 志村 厚 Atsushi SHIMURA: 'epsilon-フィルタを用いたエッジ効果の生じない高周波数成分推定を伴うディジタル画像拡大法の提案 A Digital' 電子情報通信学会論文誌 (J86-A) 第5号 THE TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF ELECTRONICS,INF 第J86-A巻, 社団法人電子情報通信学会 THE INSTITUTE OF ELECTRO *
JPN6013046818; 志村 厚 Atsushi SHIMURA: 'epsilon-フィルタを用いたエッジ効果の生じない高周波数成分推定を伴うディジタル画像拡大法の提案 A Digital' 電子情報通信学会論文誌 (J86-A) 第5号 THE TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF ELECTRONICS,INF 第J86-A巻, 社団法人電子情報通信学会 THE INSTITUTE OF ELECTRO *

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