JP2011049868A - Image processing apparatus and method, and image display device and method - Google Patents

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

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnified image with a resolved feeling while uniformly supplying high frequency components regardless of the direction of the edge of images. <P>SOLUTION: For a second horizontal direction intermediate image (D32Bh), nonlinear processing is performed to a magnified image of an image (D1h) for which the high frequency components in the horizontal direction of an input image (Din) are extracted. For a second vertical direction intermediate image (D32Bv), the nonlinear processing is performed to a magnified image of an image (D1v) for which the high frequency components in the vertical direction of the input image (Din) are extracted. To an image (D2A) for which the input image (Din) is magnified, an image (D33B) for which the second horizontal direction intermediate image (D32Bh) and the second vertical direction intermediate image (D32Bv) are weighted and added is added. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

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

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

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

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

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

本発明は上述のような課題を解消するためになされたもので、本発明の画像処理装置は、
入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像から第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段を有する画像処理装置において、
第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の水平方向の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、
前記入力画像の垂直方向の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備え、
前記第2の拡大画像は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大した第3の拡大画像と
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大した第4の拡大画像から成り、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の水平方向中間画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と
前記第4の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第3の拡大画像に非線形処理を行った第2の水平方向中間画像を生成する水平方向非線形処理画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に非線形処理を行った第2の垂直方向中間画像を生成する垂直方向非線形処理画像生成手段と、
前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像を加重加算した第3の中間画像を生成する第1の加重加算手段と、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を加重加算した第4の中間画像を生成する第2の加重加算手段と、
前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する第2の加算手段を含む
ことを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and the image processing apparatus of the present invention includes:
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for generating a first high frequency component image obtained by extracting the high frequency component of the input image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for generating a second high-frequency component image from the second enlarged image;
In the image processing apparatus having first addition means for adding the first enlarged image and the second high-frequency component image,
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 horizontal high frequency component 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 vertical high frequency component of the input image;
The second enlarged image is
A third enlarged image obtained by enlarging the first horizontal high-frequency component image, and a fourth enlarged image obtained by enlarging the first vertical high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
A second horizontal high-frequency component image generating means for generating a first horizontal intermediate image obtained by extracting a high-frequency component of the third enlarged image; and a first of extracting a high-frequency component of the fourth enlarged image. Second vertical high frequency component image generating means for generating a vertical intermediate image of
A horizontal non-linearly processed image generating means for generating a second horizontal intermediate image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
Vertical non-linear processing image generation means for generating a second vertical intermediate image obtained by performing non-linear processing on the fourth enlarged image;
First weighted addition means for generating a third intermediate image obtained by weighted addition of the first horizontal intermediate image and the first vertical intermediate image;
Second weighted addition means for generating a fourth intermediate image obtained by weighted addition of the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image;
And a second adding means for adding the third intermediate image and the fourth intermediate image.

本発明によれば、画像のエッジの向きによらず高周波数成分を均一に与えることができ、解像感のある拡大画像を得ることができる。   According to the present invention, high-frequency components can be uniformly applied regardless of the direction of the edge of the image, and an enlarged image with a sense of resolution can be obtained.

本発明の実施の形態1の画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1の画像処理装置を用いた画像表示装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image display device using the image processing device according to a first embodiment. (a)〜(d)は、画像拡大手段2Aの動作を示す画素配置図である。(A)-(d) is a pixel arrangement | positioning figure which shows operation | movement of the image expansion means 2A. 画像拡大手段2Aの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of 2 A of image expansion means. 画像拡大手段2Bの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the image expansion means 2B. 水平方向非線形処理手段31hの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the horizontal direction nonlinear processing means 31h. 垂直方向非線形処理手段31vの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the vertical direction nonlinear processing means 31v. 図1の加算比率決定手段33Cの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the addition ratio determination means 33C of FIG. 図8の重み係数決定手段33C2による、エッジ方向推定量D33C1に対する、重み係数D33Cの決め方の一例を表す図である。It is a figure showing an example of how to determine the weighting coefficient D33C with respect to the edge direction estimated amount D33C1 by the weighting coefficient determining means 33C2 of FIG. (a)〜(d)は、拡大画像D2Aを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining enlarged image D2A. (a)〜(f)は、中間画像D32Aを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining intermediate | middle image D32A. (a)〜(c)は、中間画像D32Bを得る過程を説明するための周波数スペクトル及び周波数応答を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the frequency spectrum and frequency response for demonstrating the process of obtaining intermediate image D32B. (a)〜(e)は、ステップエッジ信号とステップエッジ信号を異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号とその高周波数成分の信号強度を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the signal intensity | strength obtained when a step edge signal and a step edge signal are sampled with a different sampling frequency, and the signal strength of the high frequency component. (a)〜(f)は、非線形処理手段31と高周波数成分画像生成手段32Bの動作を説明するための、信号強度を示すである。(A)-(f) shows the signal strength for demonstrating operation | movement of the nonlinear processing means 31 and the high frequency component image generation means 32B. 拡大画像Doutの周波数スペクトルの説明図である。It is explanatory drawing of the frequency spectrum of the expansion image Dout. (a)〜(d)は、中間画像D32A、D32Bを加算する効果を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the signal strength for demonstrating the effect which adds intermediate image D32A, D32B. (a)〜(k)は、入力画像のエッジの方向を示す図、及び入力画像のエッジの方向が図17(a)に示すように水平である場合の、動作を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(k) is a figure which shows the direction of the edge of an input image, and the signal for demonstrating operation | movement when the direction of the edge of an input image is horizontal as shown to Fig.17 (a). It is a figure which shows intensity | strength. (a)〜(k)は、入力画像のエッジの方向を示す図、及び入力画像のエッジの方向が図18(a)に示すように垂直である場合の、動作を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(k) is a figure which shows the direction of the edge of an input image, and the signal for demonstrating operation | movement when the direction of the edge of an input image is perpendicular | vertical as shown to Fig.18 (a). It is a figure which shows intensity | strength. (a)〜(k)は、入力画像のエッジの方向を示す図、及び入力画像のエッジの方向が図19(a)に示すように斜めである場合の、動作を説明するための、信号強度を示す図である。(A)-(k) is a figure which shows the direction of the edge of an input image, and the signal for demonstrating operation | movement when the direction of the edge of an input image is diagonal as shown to Fig.19 (a) It is a figure which shows intensity | strength. エッジの方向と各信号の値との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the direction of an edge, and the value of each signal. 実施の形態1の画像処理装置の一つの変形例の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of one modification of the image processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1の画像処理装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of another modification of the image processing apparatus according to the first embodiment. (a)〜(e)は、ステップエッジ信号とステップエッジ信号を異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号とその高周波数成分の信号強度を示す図である。(A)-(e) is a figure which shows the signal intensity | strength obtained when a step edge signal and a step edge signal are sampled with a different sampling frequency, and the signal strength of the high frequency component. (a)〜(f)は、非線形処理手段31と高周波数成分画像生成手段32Bの動作を説明するための信号の強度を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the strength of the signal for demonstrating operation | movement of the nonlinear processing means 31 and the high frequency component image generation means 32B. 本発明の実施の形態2の画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2の画像処理方法を示すフロー図である。10 is a flowchart illustrating an image processing method according to Embodiment 2. FIG. 高周波数成分画像生成ステップST1を示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image generation step ST1. 画像拡大ステップST2Bを示すフロー図である。It is a flowchart which shows image expansion step ST2B. 高周波数成分画像処理ステップST3を示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image processing step ST3. 水平方向非線形処理ステップST31hを示すフロー図である。It is a flowchart which shows horizontal direction nonlinear process step ST31h. 垂直方向非線形処理ステップST31vを示すフロー図である。It is a flowchart which shows vertical direction nonlinear processing step ST31v. 加算比率決定ステップST33を示すフロー図である。It is a flowchart which shows addition ratio determination step ST33. 本発明の実施の形態3の画像処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image processing apparatus of Embodiment 3 of this invention. 図33の加算比率決定手段33CAの構成例を示すブロック図である。FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration example of an addition ratio determination unit 33CA in FIG. 33. 図34の重み係数決定手段33CA2による、エッジ方向推定量D33CA1に対する、重み係数D33CAの決め方の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the determination method of the weighting coefficient D33CA with respect to edge direction estimation amount D33CA1 by the weighting coefficient determination means 33CA2 of FIG. 図33の加算比率決定手段33CBの構成例を示すブロック図である。FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration example of an addition ratio determining unit 33CB in FIG. 33. 図36の重み係数決定手段33CB2による、エッジ方向推定量D33CB1に対する、重み係数D33CBの決め方の一例を表す図である。It is a figure showing an example of how to determine the weighting coefficient D33CB with respect to the edge direction estimation amount D33CB1 by the weighting coefficient determination means 33CB2 of FIG. 本発明の実施の形態4の画像処理方法における高周波数成分画像処理ステップST3を示すフロー図である。It is a flowchart which shows high frequency component image processing step ST3 in the image processing method of Embodiment 4 of this invention. 図38の加算比率決定ステップST33CAを示すフロー図である。It is a flowchart which shows addition ratio determination step ST33CA of FIG. 図38の加算比率決定ステップST33CBを示すフロー図である。It is a flowchart which shows addition ratio determination step ST33CB of FIG.

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

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

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

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

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

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

画像拡大手段2A、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、及び高周波数成分画像処理手段3の構成をより詳細に説明する。   The configuration of the image enlarging means 2A, the high frequency component image generating means 1, the image enlarging means 2B, and the high frequency component image processing means 3 will be described in more detail.

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

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

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

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

高周波数成分画像処理手段3は、高周波数成分画像生成手段32Aと、非線形処理画像生成手段30と、加算手段34とを備えている。   The high frequency component image processing means 3 includes a high frequency component image generating means 32A, a nonlinear processed image generating means 30, and an adding means 34.

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

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

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

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

なお、水平方向非線形処理手段31hと水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhで水平方向非線形処理画像生成手段が構成され、垂直方向非線形処理手段31vと垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvで垂直方向非線形処理画像生成手段が構成される。   The horizontal direction nonlinear processing means 31h and the horizontal direction high frequency component image generation means 32Bh constitute a horizontal direction nonlinear processing image generation means, and the vertical direction nonlinear processing means 31v and the vertical direction high frequency component image generation means 32Bv constitute a vertical direction nonlinearity. Processed image generation means is configured.

加算手段34は、水平垂直加算手段33A、33B、加算比率決定手段33C、及び加算手段33Dを備える。   The adding unit 34 includes horizontal / vertical adding units 33A and 33B, an addition ratio determining unit 33C, and an adding unit 33D.

加算比率決定手段33Cは、後述の処理により重み係数D33Cを決定し出力する。
水平垂直加算手段33Aは、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを後述の処理により加重加算した中間画像(補正画像)D33Aを出力する。
水平垂直加算手段33Bは、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを後述の処理により加重加算した中間画像(補正画像)D33Bを出力する。
加算手段33Dは、中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算し、高周波数成分画像D3を出力する。
The addition ratio determination means 33C determines and outputs a weighting coefficient D33C by a process described later.
The horizontal / vertical addition means 33A outputs an intermediate image (corrected image) D33A obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av by processing described later.
The horizontal / vertical addition means 33B outputs an intermediate image (corrected image) D33B obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv by processing described later.
The adding means 33D adds the intermediate image D33A and the intermediate image D33B, and outputs a high frequency component image D3.

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

まず、画像拡大手段2Aの動作について説明する。画像拡大手段2Aは入力画像Dinを水平方向、垂直方向ともに2倍に拡大した拡大画像D2Aを生成する。図3(a)〜(d)は画像拡大手段2Aにおける拡大画像D2Aの生成手順の一例を模式的に示した図であり、図4は画像拡大手段2Aの一例を示した図である。   First, the operation of the image enlarging means 2A will be described. The image enlarging means 2A generates an enlarged image D2A obtained by enlarging the input image Din twice in both the horizontal direction and the vertical direction. FIGS. 3A to 3D are diagrams schematically showing an example of a procedure for generating the enlarged image D2A in the image enlarging unit 2A, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the image enlarging unit 2A.

画像拡大手段2Aは、ゼロ挿入手段21Aと、低周波数成分通過手段22Aを備える。以下、図3(a)〜(d)を用いてゼロ挿入手段21A及び低周波数成分通過手段22Aの動作を説明する。図3(a)は入力画像Din(特に画像の一部を構成する画素の配列)を、図3(b)はゼロ挿入手段21Aで生成されるゼロ挿入画像D21Aを、図3(c)は低周波数成分通過手段22Aにおいて拡大画像D2Aを生成する際使用されるフィルタ係数を、図3(d)は低周波数成分通過手段22Aで生成された拡大画像D2Aを表す。図3(a)、(b)、(d)には画素の位置に対応させて水平座標X、垂直座標Yを記載している。   The image enlarging unit 2A includes a zero insertion unit 21A and a low frequency component passing unit 22A. Hereinafter, the operations of the zero insertion means 21A and the low frequency component passing means 22A will be described with reference to FIGS. 3A shows the input image Din (particularly, the arrangement of pixels constituting a part of the image), FIG. 3B shows the zero insertion image D21A generated by the zero insertion means 21A, and FIG. FIG. 3D shows the filter coefficient used when the enlarged image D2A is generated by the low frequency component passing means 22A, and FIG. 3D shows the enlarged image D2A generated by the low frequency component passing means 22A. 3A, 3B, and 3D show horizontal coordinates X and vertical coordinates Y corresponding to the positions of the pixels.

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

低周波数成分通過手段22Aではゼロ挿入画像D21Aに対し、図3(c)に示されたフィルタ係数で表されたフィルタ演算を行うことで、図3(d)に示される拡大画像D2Aを生成する。
例えば、拡大画像D2Aに含まれる、座標(X,Y)の画素の画素値QXYは下記の式(1)のように計算される。
The low frequency component passing means 22A performs the filter operation represented by the filter coefficient shown in FIG. 3C on the zero insertion image D21A to generate the enlarged image D2A shown in FIG. .
For example, the pixel value QXY of the pixel at coordinates (X, Y) included in the enlarged image D2A is calculated as in the following equation (1).

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

なお、図3(c)で表されるフィルタ係数はローパスフィルタを表すので、式(1)で表される低周波数成分通過手段22Aにおける処理はゼロ挿入画像D21Aの低周波数成分(所定の周波数Fa以下の成分)を取り出すことに対応する。   Since the filter coefficient represented in FIG. 3C represents a low-pass filter, the processing in the low-frequency component passing means 22A represented by the equation (1) is performed by the low-frequency component (predetermined frequency Fa This corresponds to taking out the following components).

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

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

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

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

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

画像拡大手段2Bh及び画像拡大手段2Bvの各々は、図4を参照して説明した画像拡大手段2Aと同様に構成することができる。従って、画像拡大手段2Bhと画像拡大手段2Bvとで構成される画像拡大手段2Bは図5のように示すことができる。
画像拡大手段2Bhの入力は水平方向高周波数成分画像D1hであり、出力が拡大画像D2Bhとなる。画像拡大手段2Bvの入力は垂直方向高周波数成分画像D1vであり、出力が拡大画像D2Bvである。
Each of the image enlarging means 2Bh and the image enlarging means 2Bv can be configured similarly to the image enlarging means 2A described with reference to FIG. Therefore, the image enlarging means 2B composed of the image enlarging means 2Bh and the image enlarging means 2Bv can be shown as shown in FIG.
The input of the image enlarging means 2Bh is a horizontal high frequency component image D1h, and the output is an enlarged image D2Bh. The input of the image enlarging means 2Bv is a vertical high frequency component image D1v, and the output is an enlarged image D2Bv.

画像拡大手段2Bhは、ゼロ挿入手段21Bhと、低周波数成分通過手段22Bhとを備え、画像拡大手段2Bvは、ゼロ挿入手段21Bvと、低周波数成分通過手段22Bvとを備える。
ゼロ挿入手段21Bh及びゼロ挿入手段21Bvの各々は、図4のゼロ挿入手段21Aと同様のものであり、低周波数成分通過手段22Bh及び低周波数成分通過手段22Bvの各々は、図4の低周波数成分通過手段22Aと同様のものである。
The image enlarging unit 2Bh includes a zero insertion unit 21Bh and a low frequency component passing unit 22Bh, and the image enlarging unit 2Bv includes a zero insertion unit 21Bv and a low frequency component passing unit 22Bv.
Each of the zero insertion means 21Bh and the zero insertion means 21Bv is similar to the zero insertion means 21A of FIG. 4, and each of the low frequency component passage means 22Bh and the low frequency component passage means 22Bv is a low frequency component of FIG. This is the same as the passing means 22A.

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

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

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

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

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

図6は水平方向非線形処理手段31hの内部構成を表す図である。図示の水平方向非線形処理手段31hは、ゼロクロス判定手段311hと、信号増幅手段312hを備える。   FIG. 6 is a diagram showing the internal configuration of the horizontal nonlinear processing means 31h. The illustrated horizontal non-linear processing means 31h includes a zero-cross determining means 311h and a signal amplifying means 312h.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に加算手段34の動作について説明する。加算手段34は加算比率決定手段33C、水平垂直加算手段33A、33B、及び加算手段33Dを備える。   Next, the operation of the adding means 34 will be described. The adding unit 34 includes an adding ratio determining unit 33C, horizontal and vertical adding units 33A and 33B, and an adding unit 33D.

まず、図8及び図9を用いて加算比率決定手段33Cの動作について説明する。
図8は図1の加算比率決定手段33Cの構成例を表す図であり、加算比率決定手段はエッジ方向推定手段33C1、及び重み係数決定手段33C2を備える。
First, the operation of the addition ratio determination unit 33C will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the addition ratio determination unit 33C of FIG. 1, and the addition ratio determination unit includes an edge direction estimation unit 33C1 and a weighting factor determination unit 33C2.

エッジ方向推定手段33C1は、拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvの二つの信号からエッジ方向(角度)に対応する量としてのエッジ方向推定量D33C1を算出する。例えば、拡大画像D2Bhの各画素値の絶対値をdH、拡大画像D2Bvの各画素値の絶対値をdVとしたとき、これら二つの値の差分dH−dVを、エッジ方向推定量D33C1として出力する。   The edge direction estimation means 33C1 calculates an edge direction estimation amount D33C1 as an amount corresponding to the edge direction (angle) from the two signals of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv. For example, when the absolute value of each pixel value of the enlarged image D2Bh is dH and the absolute value of each pixel value of the enlarged image D2Bv is dV, the difference dH−dV between these two values is output as the edge direction estimation amount D33C1. .

重み係数決定手段33C2は、エッジ方向推定量D33C1に基づき、重み係数D33Cを決定する。図9は、エッジ方向推定量D33C1に対する、重み係数D33Cの決め方の一例を表す図である。図9に示した例では、重み係数D33Cは、

Figure 2011049868
により算出している。ただし、Kαは図9における直線の傾き(従って(dH−dV)の増加に対するD33Cの変化の割合)を表す正の定数である。
以上が、加重比率決定手段33Cの動作である。 The weighting coefficient determination unit 33C2 determines the weighting coefficient D33C based on the edge direction estimation amount D33C1. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of how to determine the weighting coefficient D33C with respect to the edge direction estimation amount D33C1. In the example shown in FIG. 9, the weighting coefficient D33C is
Figure 2011049868
It is calculated by. However, Kα is a positive constant representing the slope of the straight line in FIG.
The above is the operation of the weight ratio determining means 33C.

次に水平垂直加算手段33Aの動作について説明する。水平垂直加算手段33Aは水平方向中間画像D32Ah、垂直方向中間画像D32Avの加重加算を行い、その結果を中間画像D33Aとして出力する。なお、加重加算の割合として重み係数D33Cが利用される。すなわち、水平垂直加算手段33Aで行われる加重加算は

Figure 2011049868
と表される。 Next, the operation of the horizontal / vertical addition means 33A will be described. The horizontal / vertical adder 33A performs weighted addition of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av, and outputs the result as an intermediate image D33A. The weighting coefficient D33C is used as the weighted addition ratio. That is, the weighted addition performed by the horizontal / vertical addition means 33A is
Figure 2011049868
It is expressed.

次に水平垂直加算手段33Bの動作について説明する。水平垂直加算手段33Bは水平方向中間画像D32Bh、垂直方向中間画像D32Bvの加重加算を行い、その結果を中間画像D33Bとして出力する。なお、加重加算の割合として重み係数D33Cが利用される。すなわち、水平垂直加算手段33Bで行われる加重加算は

Figure 2011049868
と表される。 Next, the operation of the horizontal / vertical addition means 33B will be described. The horizontal / vertical adder 33B performs weighted addition of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv, and outputs the result as an intermediate image D33B. The weighting coefficient D33C is used as the weighted addition ratio. That is, the weighted addition performed by the horizontal / vertical addition means 33B is
Figure 2011049868
It is expressed.

次に加算手段33Dの動作について説明する。加算手段33Dは、中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算する。そしてその結果が高周波数成分画像D3として加算手段34から出力される。なおここでの加算処理は、単純加算に限らず、中間画像D33Aと中間画像D33Bに個別の利得をかけてから加算する処理であっても良い。
以上が加算手段34の動作である。
Next, the operation of the adding means 33D will be described. The adding unit 33D adds the intermediate image D33A and the intermediate image D33B. The result is output from the adding means 34 as a high frequency component image D3. Note that the addition process here is not limited to simple addition, and may be an addition process after applying individual gains to the intermediate image D33A and the intermediate image D33B.
The above is the operation of the adding means 34.

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

以下、本発明における画像処理装置の作用、効果について説明する。
本発明の実施の形態では、中間画像D33A及びD33Bを生成する際、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを単純に加算、あるいは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを単純に加算しているわけではないが、以下、仮に単純に加算した場合に得られる効果について説明し、その後で、単純に加算する代わりに、加重加算することによる効果について説明する。
The operation and effect of the image processing apparatus according to the present invention will be described below.
In the embodiment of the present invention, when the intermediate images D33A and D33B are generated, the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av are simply added, or the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are simply added. Although not necessarily described below, an effect obtained by simply adding will be described below, and then an effect obtained by performing weighted addition instead of simply adding will be described.

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

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

図10(a)〜(d)は入力画像Dinから拡大画像D2Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図10(a)は入力画像Dinの周波数スペクトルを、図10(b)はゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルを、図10(c)は低周波数成分通過手段22Aの周波数応答を、図10(d)は拡大画像D2Aの周波数スペクトルを表している。   FIGS. 10A to 10D are diagrams schematically showing the operation when the enlarged image D2A is generated from the input image Din. FIG. 10A shows the frequency spectrum of the input image Din. FIG. 10C shows the frequency spectrum of the low-frequency component passing means 22A, and FIG. 10D shows the frequency spectrum of the enlarged image D2A.

入力画像Dinの周波数スペクトルについて説明する。入力画像Dinからは通常、自然画などが入力されるが、これらの画像のスペクトル強度は周波数空間の原点周辺に集中している。従って入力画像Dinの周波数スペクトルは図10(a)のように表すことが出来る。ここで図10(a)の縦軸はスペクトル強度を、横軸は空間周波数を、Fnは入力画像Dinのナイキスト周波数を表している。   The frequency spectrum of the input image Din will be described. Normally, natural images and the like are input from the input image Din, but the spectral intensities of these images are concentrated around the origin of the frequency space. Therefore, the frequency spectrum of the input image Din can be expressed as shown in FIG. Here, the vertical axis in FIG. 10A represents the spectral intensity, the horizontal axis represents the spatial frequency, and Fn represents the Nyquist frequency of the input image Din.

なお、通常入力画像Dinは2次元の画像のため、その周波数スペクトルも2次元の周波数空間で表されるが、その形状は図10(a)に示した周波数スペクトルが原点を中心に等方的に広がったものとなる。従って周波数スペクトルについて説明するためには最低限、1次元分の形状を示せばよく、今後、特に断らない限り、周波数空間の形状は1次元分のみ示して説明を行う。   Since the normal input image Din is a two-dimensional image, its frequency spectrum is also represented in a two-dimensional frequency space, but its shape is isotropic with the frequency spectrum shown in FIG. It will spread to. Therefore, in order to describe the frequency spectrum, it is only necessary to show the shape of one dimension at a minimum. In the future, unless otherwise specified, the shape of the frequency space will be described by showing only one dimension.

次にゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルについて説明する。入力画像Dinに対してゼロ挿入手段21Aで(入力画像Dinの)1画素につき1画素、画素値0を持った画素を挿入することで周波数空間上では周波数Fnを中心にした折り返しが発生する。その結果、ゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルは図10(b)のようになる。   Next, the frequency spectrum of the zero insertion image D21A will be described. By inserting one pixel per pixel (of the input image Din) and a pixel value of 0 with respect to the input image Din by the zero insertion means 21A, folding around the frequency Fn occurs in the frequency space. As a result, the frequency spectrum of the zero insertion image D21A is as shown in FIG.

次に低周波数成分通過手段22Aの周波数応答について説明する。先に述べたように低周波数成分通過手段22Aにおける演算はローパスフィルタとなっているので、図10(c)に示すように低周波数成分通過手段22Aの周波数応答は、周波数が高くなるほど低くなる。
図示の例では、低周波数成分通過手段22Aが主に第1の周波数Fa(=Fn)以下の周波数成分を通過させるものとしている。
Next, the frequency response of the low frequency component passing means 22A will be described. As described above, since the calculation in the low-frequency component passage means 22A is a low-pass filter, the frequency response of the low-frequency component passage means 22A becomes lower as the frequency becomes higher, as shown in FIG.
In the example shown in the figure, the low frequency component passing means 22A mainly passes the frequency component equal to or lower than the first frequency Fa (= Fn).

最後に拡大画像D2Aの周波数スペクトルについて説明する。図10(b)に示した周波数スペクトルを持つゼロ挿入画像D21Aが図10(c)に示した周波数応答を持った低周波数成分通過手段22Aを通ることで拡大画像D2Aが生成される。従って拡大画像D2Aの周波数スペクトルはゼロ挿入画像D21Aの周波数スペクトルから、斜線で示した高周波数側の領域R2AHが除かれたものとなる。   Finally, the frequency spectrum of the enlarged image D2A will be described. An enlarged image D2A is generated by passing the zero insertion image D21A having the frequency spectrum shown in FIG. 10B through the low-frequency component passing means 22A having the frequency response shown in FIG. Accordingly, the frequency spectrum of the enlarged image D2A is obtained by removing the region R2AH on the high frequency side indicated by the oblique lines from the frequency spectrum of the zero insertion image D21A.

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

次に高周波数成分画像D3が主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数に相当する周波数成分を持つことについて説明する。高周波数成分画像D3は中間画像D32Aと中間画像D32Bを加算して得られるが、中間画像D32Aは特に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する周波数成分を持ち、中間画像D32Bは特に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する周波数成分を持ち、高周波数成分画像D3では中間画像D32A、D32Bがもつ周波数成分が加算されるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fn以上の周波数成分を持つことになる。   Next, it will be described that the high frequency component image D3 mainly has a frequency component corresponding to a frequency equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. The high frequency component image D3 is obtained by adding the intermediate image D32A and the intermediate image D32B. The intermediate image D32A has a frequency component corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the intermediate image D32B is particularly input. Since it has a frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the image Din and the frequency component of the intermediate images D32A and D32B is added in the high frequency component image D3, a frequency component equal to or higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din is added. Will have.

まず、中間画像D32Aの周波数スペクトルについて説明する。
図11(a)〜(f)は中間画像D32Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図11(a)は高周波数成分画像生成手段1の周波数応答を、図11(b)は高周波数成分画像D1(又はD1h若しくはD1v)の周波数スペクトルを、図11(c)は画像拡大手段2B内のゼロ挿入手段21Bによって生成されるゼロ挿入画像D21B(又はD21Bh若しくはD21Bv)の周波数スペクトルを、図11(d)は拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)の周波数スペクトルを、図11(e)は高周波数成分画像生成手段32A(又は32Ah若しくは32Av)の周波数応答を、図11(f)は高周波数成分画像生成手段32Aから出力される中間画像D32A(又はD32Ah若しくはD32Av)の周波数スペクトルを表している。
First, the frequency spectrum of the intermediate image D32A will be described.
FIGS. 11A to 11F are diagrams schematically showing the action when generating the intermediate image D32A, and FIG. 11A shows the frequency response of the high-frequency component image generating means 1, FIG. b) shows the frequency spectrum of the high frequency component image D1 (or D1h or D1v), and FIG. 11C shows the zero insertion image D21B (or D21Bh or D21Bv) generated by the zero insertion means 21B in the image enlargement means 2B. 11D shows the frequency spectrum of the enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv), FIG. 11E shows the frequency response of the high-frequency component image generating means 32A (or 32Ah or 32Av), and FIG. (F) shows the frequency spectrum of the intermediate image D32A (or D32Ah or D32Av) output from the high frequency component image generating means 32A. It represents the torque.

まず、高周波数成分画像生成手段1の周波数応答及び高周波数成分画像D1の周波数スペクトルについて説明する。高周波数成分画像生成手段1は入力画像Dinのうち、主に所定の周波数Fb以上の成分を通過させるハイパスフィルタを用いて高周波数成分画像D1を生成するので、図11(a)に示すように高周波数成分画像生成手段1の周波数応答は、周波数が高くなるほど高くなる。図10(a)に示した周波数スペクトルを持つ入力画像Dinが図11(a)に示す周波数応答をもつハイパスフィルタを通過することで高周波数成分画像D1が得られる。図示の例では、高周波数成分画像D1の周波数スペクトルは図11(b)に示すように周波数が低い領域(周波数Fbよりも低い領域)では小さくなり、周波数が高い領域(周波数Fb以上の領域)でのみある程度の強度をもつことになる。   First, the frequency response of the high frequency component image generation means 1 and the frequency spectrum of the high frequency component image D1 will be described. Since the high-frequency component image generating means 1 generates the high-frequency component image D1 using a high-pass filter that mainly passes a component having a predetermined frequency Fb or higher in the input image Din, as shown in FIG. The frequency response of the high frequency component image generation means 1 increases as the frequency increases. The input image Din having the frequency spectrum shown in FIG. 10A passes through the high-pass filter having the frequency response shown in FIG. 11A, so that a high frequency component image D1 is obtained. In the illustrated example, the frequency spectrum of the high frequency component image D1 is small in the low frequency region (region lower than the frequency Fb) and the high frequency region (region of the frequency Fb or higher) as shown in FIG. It will have a certain level of strength only.

次に画像拡大手段2B内のゼロ挿入画像D21Bの周波数スペクトルについて説明する。先に画像拡大手段2Aのゼロ挿入手段21Aについて説明したのと同様に、ゼロ挿入手段21Bによって折り返しが発生するので、画像拡大手段2B内のゼロ挿入画像D21Bの周波数スペクトルは図11(c)のようになる。   Next, the frequency spectrum of the zero insertion image D21B in the image enlarging means 2B will be described. Similarly to the description of the zero insertion means 21A of the image enlargement means 2A, since the aliasing occurs by the zero insertion means 21B, the frequency spectrum of the zero insertion image D21B in the image enlargement means 2B is as shown in FIG. It becomes like this.

次に拡大画像D2Bの周波数スペクトルについて説明する。
拡大画像D2Bを生成する際、ゼロ挿入画像D21Bの高周波数成分側の周波数スペクトル(例えば所定の周波数Fcよりも高い領域の成分)が、低周波数成分通過手段22Bによって取り除かれるので、拡大画像D2Bの周波数スペクトルは図11(d)に示すように高周波数側の領域(周波数Fcよりも高い領域)R32AHが取り除かれたものとなる。
Next, the frequency spectrum of the enlarged image D2B will be described.
When the enlarged image D2B is generated, the frequency spectrum on the high frequency component side of the zero insertion image D21B (for example, a component in a region higher than the predetermined frequency Fc) is removed by the low frequency component passage unit 22B. As shown in FIG. 11D, the frequency spectrum is obtained by removing the high frequency side region (region higher than the frequency Fc) R32AH.

最後に高周波数成分画像生成手段32Aの周波数応答及び中間画像D32Aの周波数スペクトルについて説明する。高周波数成分画像生成手段32Aは主に所定の周波数Fd以上の成分を通過させるハイパスフィルタとなっているのでその周波数応答は図11(e)に示すように周波数が高くなるほど高くなる。中間画像D32Aは、図11(d)に示した周波数スペクトルをもつ拡大画像D2Bが、図11(e)に示した周波数応答をもつハイパスフィルタを通過することで生成される。従って中間画像D32Aの周波数応答は図11(f)に示すように、図11(d)に示した拡大画像D2Bの周波数スペクトルからさらに低周波数側の領域(周波数Fdよりも低い領域)R32ALが取り除かれたものとなる。   Finally, the frequency response of the high frequency component image generating means 32A and the frequency spectrum of the intermediate image D32A will be described. Since the high-frequency component image generating means 32A is a high-pass filter that mainly passes components of a predetermined frequency Fd or higher, the frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. The intermediate image D32A is generated when the enlarged image D2B having the frequency spectrum shown in FIG. 11D passes through the high-pass filter having the frequency response shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 11 (f), the frequency response of the intermediate image D 32 A is further removed from the frequency spectrum of the enlarged image D 2 B shown in FIG. 11 (d) by the lower frequency side region (region lower than the frequency Fd) R 32 AL. It will be.

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

次に中間画像D32Bの周波数スペクトルについて説明する。
図12(a)〜(c)は中間画像D32Bを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図12(a)は非線形処理手段31(又は31h若しくは31v)により高周波数成分が生成される様子を、図12(b)は高周波数成分画像生成手段32Bの周波数応答を、図12(c)は中間画像D32Bの周波数スペクトルを表している。
Next, the frequency spectrum of the intermediate image D32B will be described.
12 (a) to 12 (c) are diagrams schematically showing the action when the intermediate image D32B is generated. FIG. 12 (a) shows a case where a high frequency component is generated by the nonlinear processing means 31 (or 31h or 31v). FIG. 12 (b) shows the frequency response of the high frequency component image generation means 32B, and FIG. 12 (c) shows the frequency spectrum of the intermediate image D32B.

後述するように、非線形処理画像D31には入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する高周波数成分が生成される。図12(a)はその様子を模式的に表した図である。図示の例では、周波数Fe以上の成分が生成されている。中間画像D32Bは非線形処理画像D31が高周波数成分画像生成手段32Bを通過することで生成される。高周波数成分画像生成手段32Bは主に周波数Ff以上の成分を通過させるハイパスフィルタでありその周波数応答は図12(b)に示すように、周波数が高くなるほど高くなっている。従って中間画像D32Bの周波数スペクトルは図12(c)に示すように、非線形処理画像D31の周波数スペクトルから低周波数側の領域R32BLが取り除かれたものとなるので、入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当するものとなる。   As will be described later, a high frequency component corresponding to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din is generated in the nonlinear processed image D31. FIG. 12A is a diagram schematically showing the state. In the illustrated example, a component having a frequency of Fe or higher is generated. The intermediate image D32B is generated when the nonlinear processed image D31 passes through the high frequency component image generating means 32B. The high-frequency component image generating means 32B is a high-pass filter that mainly passes a component having the frequency Ff or higher, and its frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 12C, the frequency spectrum of the intermediate image D32B is higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din because the low-frequency region R32BL is removed from the frequency spectrum of the nonlinear processed image D31. It corresponds to the frequency.

図13(a)〜(e)、図14(a)〜(f)を用いて中間画像D32Bの周波数スペクトルについてより詳しく説明を行う。なお、説明を簡単にするため各々1次元信号として記載した。   The frequency spectrum of the intermediate image D32B will be described in more detail using FIGS. 13 (a) to 13 (e) and FIGS. 14 (a) to 14 (f). In addition, in order to simplify description, each is described as a one-dimensional signal.

図13(a)〜(e)は、輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)を表すステップエッジ信号と、該ステップエッジ信号を互いに異なるサンプリング周波数でサンプリングした際に得られる信号及びその高周波数成分信号の信号強度を表している。図13(a)はステップエッジ信号を表す。   FIGS. 13A to 13E show a step edge signal representing an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, and the step edge signal is sampled at different sampling frequencies. The signal strength of the obtained signal and its high frequency component signal are shown. FIG. 13A shows a step edge signal.

図13(b)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号、図13(c)はステップエッジ信号を間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表し、図13(d)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S2でサンプリングして得られる信号、図13(e)はステップエッジ信号を間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表す。
なお、サンプリング間隔S1はサンプリング間隔S2より短くなっており、サンプリング間隔を短くすることは画像を拡大することと同じである。
なお、図13を用いて説明する、ステップエッジ信号に対するサンプリング間隔S1、S2と高周波数成分の関係は特定のサンプリング間隔の組み合わせに依存する話ではないが、以下、サンプリング間隔S2は入力画像Dinのサンプリング間隔と同じであり、サンプリング間隔S1はサンプリング間隔S2の半分であるとする。
FIG. 13B shows a signal obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1, and FIG. 13C shows a high frequency component of the signal obtained by sampling the step edge signal at the interval S1, and FIG. d) shows a signal obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S2, and FIG. 13 (e) shows a high frequency component of the signal obtained by sampling the step edge signal at the interval S1.
Note that the sampling interval S1 is shorter than the sampling interval S2, and shortening the sampling interval is the same as enlarging the image.
Note that the relationship between the sampling intervals S1 and S2 for the step edge signal and the high-frequency component, which will be described with reference to FIG. 13, does not depend on the combination of specific sampling intervals. It is the same as the sampling interval, and the sampling interval S1 is half of the sampling interval S2.

図13(b)、(c)及び図13(d)、(e)に示されるようにエッジの中央は高周波数成分信号(図13(c)、(e))においてゼロクロス点Zとして現れる。また、図13(b)、(c)と図13(d)、(e)を比較すると明らかなように、ゼロクロス点Zの前後での高周波数成分信号の傾きはサンプリング間隔を短くするにつれて(あるいは画像を拡大させるのに応じて)急になり、かつゼロクロス点Zの近傍で高周波数成分の局所的な最大値、最小値を与える点の位置もゼロクロス点Zに近づく。   As shown in FIGS. 13B, 13C, 13D, and 13E, the center of the edge appears as a zero cross point Z in the high frequency component signal (FIGS. 13C and 13E). Further, as is apparent from a comparison between FIGS. 13B and 13C and FIGS. 13D and 13E, the slope of the high-frequency component signal before and after the zero-cross point Z decreases as the sampling interval decreases ( Alternatively, the position of the point giving the local maximum and minimum values of the high-frequency component near the zero-cross point Z also approaches the zero-cross point Z (according to the enlargement of the image).

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

図14(a)〜(f)は、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、非線形処理手段31及び高周波数成分画像生成手段32Bによる高周波数成分生成の手順を模式的に表した図であり、図14(a)は輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)、図14(b)はステップ画像に対応した入力画像Din、図14(c)は高周波数成分画像D1、図14(d)は拡大画像D2B、図14(e)は非線形処理画像D31、図14(f)は中間画像D32Bを表す。   FIGS. 14A to 14F schematically show a procedure of high frequency component generation by the high frequency component image generation means 1, the image enlargement means 2B, the nonlinear processing means 31, and the high frequency component image generation means 32B. 14A shows an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, FIG. 14B shows an input image Din corresponding to the step image, and FIG. 14C shows FIG. The high-frequency component image D1, FIG. 14D shows the enlarged image D2B, FIG. 14E shows the nonlinear processed image D31, and FIG. 14F shows the intermediate image D32B.

また、図14(a)〜(f)において座標P3はエッジ近傍において信号強度が低い値をとる領域(低レベル側)の境界に相当する画素であり、座標P4は高い値をとる領域(高レベル側)の境界に相当する画素である。   14A to 14F, the coordinate P3 is a pixel corresponding to the boundary of the region (low level side) where the signal intensity is low in the vicinity of the edge, and the coordinate P4 is a region (high) where the value is high. This is a pixel corresponding to the boundary on the level side.

ステップ画像に対応した入力画像Din、高周波数成分画像D1については図13(a)〜(e)で説明した通りであり、その説明は省略し、まず拡大画像D2Bの説明を行う。
なお、高周波数成分画像D1においてゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値は、高レベル側の境界に現われるので座標P4で表される画素に局所的な最大値が現われ、逆に局所的な最小値は、低レベル側の境界に現われるので座標P3で表される画素に局所的な最小値が現われる。
The input image Din and the high-frequency component image D1 corresponding to the step image are as described in FIGS. 13A to 13E, and the description thereof is omitted. First, the enlarged image D2B will be described.
In the high frequency component image D1, the local maximum value in the vicinity of the zero cross point Z appears at the boundary on the high level side. Therefore, the local maximum value appears at the pixel represented by the coordinate P4, and conversely the local maximum value appears. Since the minimum value appears at the boundary on the low level side, a local minimum value appears at the pixel represented by the coordinate P3.

拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)はゼロ挿入手段21Bで高周波数成分画像D1に対して(画像D1の)1画素につき1画素、画素値0をもった画素を挿入した後、低周波数成分通過手段22Bでその低周波数成分を取り出すことで得られる。低周波数成分を取り出すことは高周波数成分画像D1(図14(c))について局所領域における平均的な画素値を求めることと同じであり、拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)は、図14(d)に示したように、高周波数成分画像D1とほぼ同じ形をした、サンプリング数の増えた信号となる。   The enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv) is passed through the low-frequency component after inserting one pixel per pixel (image D1) with a pixel value of 0 into the high-frequency component image D1 by the zero insertion means 21B. It is obtained by extracting the low frequency component by means 22B. Extracting the low frequency component is the same as obtaining an average pixel value in the local region for the high frequency component image D1 (FIG. 14C), and the enlarged image D2B (or D2Bh or D2Bv) is shown in FIG. As shown in d), the signal has the same shape as the high-frequency component image D1 and has an increased sampling number.

なお、画像が拡大されるのでゼロクロス点Zと座標P3で表される画素の間に新たに座標P1で表される画素が、ゼロクロス点Zと座標P4で表される画素の間に新たに座標P2で表される画素が現われる。また、拡大画像D2Bにおいてもゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値は座標P4で表される画素に、局所的な最小値は座標P3で表される画素に現われる。   Since the image is enlarged, a new pixel represented by the coordinate P1 between the zero-cross point Z and the pixel represented by the coordinate P3 is a new coordinate between the zero-cross point Z and the pixel represented by the coordinate P4. A pixel represented by P2 appears. Also in the enlarged image D2B, the local maximum value in the vicinity of the zero cross point Z appears in the pixel represented by the coordinate P4, and the local minimum value appears in the pixel represented by the coordinate P3.

次に非線形処理画像D31の説明を行う。非線形処理画像D31は、非線形処理手段31が拡大画像D1中のゼロクロス点Zを検出し、そのゼロクロス点Zの前後の画素の画素値を増幅した結果として出力される。従って非線形処理画像D31(又はD31h若しくはD31v)では、座標P1、P2で表される画素の画素値が増幅されることになり、非線形処理画像D31は図14(e)に示したような信号となる。   Next, the nonlinear processed image D31 will be described. The nonlinear processed image D31 is output as a result of the nonlinear processing means 31 detecting the zero cross point Z in the enlarged image D1 and amplifying the pixel values of the pixels before and after the zero cross point Z. Accordingly, in the nonlinear processed image D31 (or D31h or D31v), the pixel values of the pixels represented by the coordinates P1 and P2 are amplified, and the nonlinear processed image D31 has a signal as shown in FIG. Become.

最後に中間画像D32Bの説明を行う。中間画像D32B(図14(f))は非線形処理画像D31(図14(e))のもつ高周波数成分が高周波数成分画像生成手段32Bにて取り出されたものである。高周波数成分は、入力信号から入力信号の低周波数成分(もしくは局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで取り出すことができる。   Finally, the intermediate image D32B will be described. The intermediate image D32B (FIG. 14 (f)) is obtained by extracting the high frequency components of the nonlinear processed image D31 (FIG. 14 (e)) by the high frequency component image generating means 32B. The high frequency component can be extracted by subtracting the low frequency component of the input signal (or a simple average value or a weighted average value of pixel values in the local region) from the input signal.

非線形処理画像D31(図14(e))ではゼロクロス点Zの前後の画素(座標P1、P2で表される画素)については、その画素値が信号増幅手段312h、312vにて増幅されているため、局所領域における平均的な画素値からの差は大きくなる。一方、ゼロクロス点近傍のその他の画素については、その画素値が増幅されることはないので、局所領域における平均的な画素値からの差は小さな値となる。従って拡大画像D2B(図14(d))と比較すると中間画像D32B(図14(f))では、ゼロクロス点Zの近傍での局所的な最大値、最小値を与える点はそれぞれ座標P2、P1で表される画素となり、よりゼロクロス点Zへと近づく。また、局所的な最大値、最小値を与える点がゼロクロス点Zへと近づいた分、ゼロクロス点近傍での信号の変化も急になる。   In the nonlinear processed image D31 (FIG. 14E), the pixel values of pixels before and after the zero cross point Z (pixels represented by coordinates P1 and P2) are amplified by the signal amplifying units 312h and 312v. The difference from the average pixel value in the local area becomes large. On the other hand, since the pixel values of other pixels near the zero cross point are not amplified, the difference from the average pixel value in the local region is a small value. Therefore, compared with the enlarged image D2B (FIG. 14D), in the intermediate image D32B (FIG. 14F), the points that give the local maximum value and the minimum value in the vicinity of the zero-cross point Z are coordinates P2 and P1, respectively. And approaches the zero cross point Z more. In addition, since the point that gives the local maximum and minimum values approaches the zero-cross point Z, the signal change near the zero-cross point also becomes abrupt.

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

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

拡大画像D2A、中間画像D32A、中間画像D32Bが持つ周波数成分を図示すると図15のようになる。拡大画像D2Aには主に入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより低い周波数に相当する領域RLに対応した周波数成分が含まれている。一方、中間画像D32Aには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当する領域RMに対応した周波数成分が含まれており、中間画像D32Bには入力画像Dinのナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当する領域RHに対応した周波数成分が含まれている。   The frequency components of the enlarged image D2A, intermediate image D32A, and intermediate image D32B are illustrated in FIG. The enlarged image D2A mainly includes a frequency component corresponding to a region RL corresponding to a frequency lower than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. On the other hand, the intermediate image D32A includes a frequency component corresponding to a region RM corresponding to a frequency close to the Nyquist frequency Fn of the input image Din, and the intermediate image D32B corresponds to a frequency higher than the Nyquist frequency Fn of the input image Din. The frequency component corresponding to the area | region RH to be included is contained.

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

図16(a)〜(d)は上記の効果を別の観点から説明するための図である。図16(a)はステップエッジ信号を表している。図16(a)に示すエッジではエッジ中央より左側の方が右側より輝度が低くなっている。すなわち、エッジ中央より左側が低レベル側、右側が高レベル側になる。図16(b)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S2でサンプリングして得られる入力画像Dinを表している。   FIGS. 16A to 16D are diagrams for explaining the above effect from another viewpoint. FIG. 16A shows a step edge signal. In the edge shown in FIG. 16A, the luminance on the left side of the edge center is lower than that on the right side. That is, the left side from the edge center is the low level side, and the right side is the high level side. FIG. 16B shows an input image Din obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S2.

図16(c)は図16(b)に示す入力画像Dinに対して得られる拡大画像D2Aを表している。拡大画像D2Aは、入力画像Dinに対して補間演算を行って得られるので、サンプリング間隔はS2の半分のS1になるが、エッジ近傍の信号の変化はなだらかなままであり、低レベル側の境界は座標P3で表される画素であり、高レベル側の境界は座標P4で表される画素のままである。   FIG. 16C shows an enlarged image D2A obtained for the input image Din shown in FIG. Since the enlarged image D2A is obtained by performing an interpolation operation on the input image Din, the sampling interval is S1, which is half of S2, but the change in the signal in the vicinity of the edge remains gentle, and the boundary on the low level side Is a pixel represented by the coordinate P3, and the boundary on the high level side remains the pixel represented by the coordinate P4.

図16(d)はサンプリング間隔S1でステップエッジ信号をサンプリングした画像(図16(b)の画像と同じく符号Dinで示す)を表している。低レベル側の境界は座標P1で表される画素であり、高レベル側の境界は座標P2で表される画素であり、拡大画像D2Aと比較し、エッジ近傍での信号の変化が急になっている。   FIG. 16D shows an image obtained by sampling the step edge signal at the sampling interval S1 (indicated by the symbol Din as in the image of FIG. 16B). The boundary on the low level side is the pixel represented by the coordinate P1, and the boundary on the high level side is the pixel represented by the coordinate P2, and the change in the signal near the edge is abrupt compared to the enlarged image D2A. ing.

中間画像D32Aと中間画像D32Bを加算することで、拡大画像D2のエッジ近傍での信号の傾きが補正され、図16(d)に示すステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングした画像に近い画像が得られ、画像の解像感を高めることが出来る。   By adding the intermediate image D32A and the intermediate image D32B, the inclination of the signal in the vicinity of the edge of the enlarged image D2 is corrected, and an image close to the image obtained by sampling the step edge signal shown in FIG. It can be obtained and the resolution of the image can be enhanced.

上記の説明の様に、中間画像D32A、D32B(あるいは高周波数成分)を拡大画像D2Aに加算することで画像の鮮鋭感を増し、画質を向上することが可能である。また、本発明の画像処理装置では、画像の水平方向、垂直方向のそれぞれについて、高周波数成分の加算処理を行っているので任意の方向のエッジについて鮮鋭感を増すことが可能である。すなわち、画像の水平方向については水平方向中間画像D32Ah、D33Bhによって、垂直方向については垂直方向中間画像D32Av、D32Bvによって鮮鋭感を増すことが可能である。   As described above, by adding the intermediate images D32A and D32B (or high frequency components) to the enlarged image D2A, the sharpness of the image can be increased and the image quality can be improved. In the image processing apparatus of the present invention, the high frequency component addition processing is performed in each of the horizontal direction and the vertical direction of the image, so that it is possible to increase the sharpness of the edge in any direction. That is, the sharpness can be increased by the horizontal intermediate images D32Ah and D33Bh in the horizontal direction of the image and the vertical intermediate images D32Av and D32Bv in the vertical direction.

しかしながら、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avあるいは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを単純に加算してしまうと、入力画像に含まれるエッジの方向によって補正量が均一でなくなり、処理後の画像にアーティファクトが生じる。   However, if the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av or the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are simply added, the correction amount is not uniform depending on the direction of the edge included in the input image. Artifacts occur in the processed image.

図17(a)〜(k)〜図20は、上記アーティファクトが生じる原因と、加算手段2Cの効果を説明するための模式図である。図17(a)、図18(a)及び図19(a)に示すように、入力画像として
(イ)水平方向のエッジが含まれている場合(図17(a))、
(ロ)垂直方向のエッジが含まれている場合(図18(a))、
(ハ)斜め方向のエッジが含まれている場合(図19(a))、
を考える。それぞれの場合において、画素の信号を水平方向に左から右へという順に供給されたときの信号(水平方向高周波数成分画像生成手段1hで処理の対象となる信号)の強度を図17(b)、図18(b)、図19(b)に示し、画素の信号を垂直方向に上から下へという順に供給されたときの信号(垂直方向高周波数成分画像生成手段1vで処理の対象となる信号)の強度を図17(c)、図18(c)、図19(c)に示す。
それぞれの場合におけるエッジを水平成分及び垂直成分に分解して考えると、(イ)、(ロ)では水平成分及び垂直成分のどちらか一方のみの成分でステップエッジが構成されているのに対し、(ハ)では水平成分と垂直成分の両方でステップエッジが構成されている。
FIGS. 17A to 17K are schematic diagrams for explaining the cause of the artifact and the effect of the adding means 2C. As shown in FIG. 17A, FIG. 18A, and FIG. 19A, the input image includes (a) a horizontal edge (FIG. 17 (a)).
(B) When a vertical edge is included (FIG. 18A),
(C) When an oblique edge is included (FIG. 19 (a)),
think of. In each case, the intensity of the signal when the pixel signal is supplied in the horizontal direction from left to right (the signal to be processed by the horizontal high-frequency component image generating unit 1h) is shown in FIG. 18 (b) and 19 (b), the signals when the pixel signals are supplied in the order from top to bottom in the vertical direction (subject to processing by the vertical high-frequency component image generating means 1v). The intensity of the signal is shown in FIGS. 17 (c), 18 (c), and 19 (c).
When considering the edge in each case by dividing it into a horizontal component and a vertical component, in (a) and (b), the step edge is composed of only one of the horizontal component and the vertical component. In (c), the step edge is composed of both the horizontal component and the vertical component.

図17(d)、図18(d)、図19(d)は、図17(b)、図18(b)、図19(b)に示す入力画像に対して水平方向に処理された水平方向高周波数成分画像D1hの信号強度を表し、図17(e)、図18(e)、図19(e)は、図17(c)、図18(c)、図19(c)に示す入力画像に対して垂直方向に処理された垂直方向高周波数成分画像D1vの信号強度を表す。   17 (d), 18 (d), and 19 (d) are horizontal images processed in the horizontal direction with respect to the input images shown in FIGS. 17 (b), 18 (b), and 19 (b). FIG. 17E, FIG. 18E, and FIG. 19E show the signal intensity of the direction high-frequency component image D1h, respectively, as shown in FIG. 17C, FIG. 18C, and FIG. 19C. The signal intensity of the vertical high frequency component image D1v processed in the vertical direction with respect to the input image is represented.

エッジの近傍において、水平方向高周波数成分画像D1hの信号強度の絶対値は、(イ)、(ハ)では大きく、(ロ)ではゼロとなる。また、エッジの近傍において、垂直方向高周波数成分画像D1vの信号強度の絶対値は、(イ)ではゼロ、(ロ)、(ハ)では大きくなる。   In the vicinity of the edge, the absolute value of the signal intensity of the horizontal high-frequency component image D1h is large in (A) and (C) and is zero in (B). In addition, in the vicinity of the edge, the absolute value of the signal intensity of the vertical high frequency component image D1v is zero in (A) and large in (B) and (C).

図17(f)、図18(f)、図19(f)は、図17(d)、図18(d)、図19(d)に示す水平方向高周波数成分画像D1hに対して得られる拡大画像D2Bhの信号強度を表し、図17(g)、図18(g)、図19(g)は、図17(e)、図18(e)、図19(e)に示す垂直方向高周波数成分画像D1vに対して得られる拡大画像D2Bvの信号強度を表す。   FIGS. 17 (f), 18 (f), and 19 (f) are obtained for the horizontal high-frequency component image D1h shown in FIGS. 17 (d), 18 (d), and 19 (d). FIG. 17 (g), FIG. 18 (g), and FIG. 19 (g) show the signal strength of the enlarged image D2Bh, and FIG. 17 (e), FIG. 18 (e), and FIG. The signal intensity of the enlarged image D2Bv obtained with respect to the frequency component image D1v is represented.

エッジの近傍において、拡大画像D2Bhの信号強度の絶対値の特徴は、水平方向高周波数成分画像D1hと、拡大画像D2Bvの信号強度の絶対値の特徴は、垂直方向高周波数成分画像D1vとそれぞれ同様である。   In the vicinity of the edge, the feature of the absolute value of the signal intensity of the enlarged image D2Bh is the same as that of the horizontal high-frequency component image D1h, and the feature of the absolute value of the signal intensity of the enlarged image D2Bv is the same as that of the vertical high-frequency component image D1v. It is.

図17(h)、図18(h)、図19(h)は、図17(f)、図18(f)、図19(f)に示す拡大画像D2Bhに対して得られる水平方向中間画像D32Ahの信号強度を表し、図17(i)、図18(i)、図19(i)は、図17(g)、図18(g)、図19(g)に示す拡大画像D2Bvに対して得られる垂直方向中間画像D32Avの信号強度を表す。   FIGS. 17 (h), 18 (h), and 19 (h) are horizontal intermediate images obtained for the enlarged image D2Bh shown in FIGS. 17 (f), 18 (f), and 19 (f). 17 (i), FIG. 18 (i), and FIG. 19 (i) show the signal intensity of D32Ah, and the enlarged images D2Bv shown in FIG. 17 (g), FIG. 18 (g), and FIG. Represents the signal intensity of the vertical intermediate image D32Av obtained in this way.

図17(f)、図18(g)、図19(f)、(g)に示すような形状の信号が入力信号の際、入力信号にハイパスフィルタをかけて得られる信号の形状は入力信号と略同一になる。また、図17(g)、図18(f)に示すように、入力信号の値がぼぼゼロで一定の場合、ハイパスフィルタの出力値もほぼゼロとなり、その形状は入力信号と略同一になる。
従ってエッジの近傍において、水平方向中間画像D32Ahの信号強度の絶対値の特徴は、水平方向高周波数成分画像D1hと、垂直方向中間画像D32Avの信号強度の絶対値の特徴は、垂直方向高周波数成分画像D1vとそれぞれ同様である。
When a signal having the shape shown in FIGS. 17 (f), 18 (g), 19 (f) and 19 (g) is an input signal, the shape of the signal obtained by applying a high-pass filter to the input signal is the input signal. It becomes almost the same. As shown in FIGS. 17 (g) and 18 (f), when the value of the input signal is substantially zero and constant, the output value of the high-pass filter is also substantially zero, and the shape thereof is substantially the same as the input signal. .
Therefore, in the vicinity of the edge, the characteristic of the absolute value of the signal intensity of the horizontal intermediate image D32Ah is the characteristic of the absolute value of the horizontal high frequency component image D1h and the absolute value of the signal intensity of the vertical intermediate image D32Av is the vertical high frequency component. Each is the same as the image D1v.

図17(j)、図18(j)、図19(j)は、図17(f)、図18(f)、図19(f)に示す拡大画像D2Bhに対して得られる水平方向中間画像D32Bhの信号強度を表し、図17(k)、図18(k)、図19(k)は、図17(g)、図18(g)、図19(g)に示す拡大画像D2Bvに対して得られる垂直方向中間画像D32Bvの信号強度を表す。   FIGS. 17 (j), 18 (j), and 19 (j) are horizontal intermediate images obtained for the enlarged image D2Bh shown in FIGS. 17 (f), 18 (f), and 19 (f). 17 (k), FIG. 18 (k), and FIG. 19 (k) show the signal intensity of D32Bh, and the enlarged image D2Bv shown in FIG. 17 (g), FIG. 18 (g), and FIG. Represents the signal intensity of the vertical intermediate image D32Bv obtained in this way.

図17(f)、図18(g)、図19(f)、(g)に示すような形状の信号が拡大画像D2Bとして入力された際に得られる中間画像D32Bについては図14(a)〜(f)で説明したごとくである。また、図17(g)、図18(f)に示すように、拡大画像D2Bの画素値がぼぼゼロで一定の場合、中間画像D32Bの画素値もほぼゼロとなる。結局、エッジの近傍において、水平方向中間画像D32Bhの信号強度の絶対値の特徴は、水平方向高周波数成分画像D1hと、垂直方向中間画像D32Bvの信号強度の絶対値の特徴は、垂直方向高周波数成分画像D1vとそれぞれ同様である。   For the intermediate image D32B obtained when the signals having the shapes shown in FIGS. 17 (f), 18 (g), 19 (f) and 19 (g) are input as the enlarged image D2B, FIG. 14 (a). As described in (f). Further, as shown in FIGS. 17G and 18F, when the pixel value of the enlarged image D2B is almost zero and constant, the pixel value of the intermediate image D32B is also almost zero. After all, in the vicinity of the edge, the feature of the absolute value of the signal intensity of the horizontal intermediate image D32Bh is the feature of the absolute value of the signal intensity of the horizontal high frequency component image D1h and the vertical intermediate image D32Bv of the vertical high frequency. This is the same as the component image D1v.

以上の関係から、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを単純加算してしまうと、水平方向及び垂直方向のエッジに比べて、斜め方向のエッジに対する補正量が約2倍程度に大きくなってしまうことがわかる。また、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを単純加算してしまうと、水平方向及び垂直方向のエッジに比べて、斜め方向のエッジに対する補正量が約2倍程度に大きくなってしまうことがわかる。その結果、エッジの方向によって補正強度が不均一になり、斜め方向のエッジでオーバーシュートが大きくなるなどの問題が生じる。   From the above relationship, if the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av are simply added, the correction amount for the edge in the oblique direction becomes about twice as large as the edge in the horizontal direction and the vertical direction. You can see that In addition, if the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are simply added, the correction amount for the edge in the oblique direction becomes about twice as large as the edge in the horizontal direction and the vertical direction. I understand. As a result, the correction intensity becomes non-uniform depending on the direction of the edge, and problems such as an overshoot becoming large at the edge in the oblique direction occur.

そこで、本発明では、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avあるいは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを単純加算とはせず、これらの画像に対して、エッジの方向に応じた重み係数を乗算してから加算する。先に述べたように、加算手段34では、加算比率決定手段33Cが備えるエッジ方向推定手段33C1において、拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvの絶対値の差分をエッジ方向推定量D33C1として計算している。図20に、エッジの方向ごとにこれらの関係をまとめた表を示す。図から明らかなようにエッジ方向推定量D33C1はエッジの方向に対応した量であり、水平方向のエッジの近傍では正の値で比較的大きな値となり、斜め方向のエッジの近傍では0に近い値となり、垂直方向のエッジの近傍では負の値であり、その絶対値は比較的大きな値をとる。   Therefore, in the present invention, the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av, or the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are not simply added, and these images are set in accordance with the edge direction. Multiply by weighting factor and add. As described above, the adding means 34 calculates the difference between the absolute values of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv as the edge direction estimated amount D33C1 in the edge direction estimating means 33C1 provided in the addition ratio determining means 33C. FIG. 20 shows a table summarizing these relationships for each edge direction. As is apparent from the figure, the edge direction estimation amount D33C1 is an amount corresponding to the edge direction, and is a positive value that is relatively large near the edge in the horizontal direction, and a value close to 0 near the edge in the oblique direction. Thus, it is a negative value in the vicinity of the edge in the vertical direction, and its absolute value takes a relatively large value.

なお、エッジ方向推定手段33C1において、拡大画像D2Bhと拡大画像D2Bvの絶対値の差分からエッジの方向を推定することにより、エッジの方向を検出するための2次元フィルタなどの手段を別途設ける必要がないため、回路規模の増大を防ぐことができる。   In the edge direction estimation means 33C1, it is necessary to separately provide means such as a two-dimensional filter for detecting the edge direction by estimating the edge direction from the difference between the absolute values of the enlarged image D2Bh and the enlarged image D2Bv. Therefore, an increase in circuit scale can be prevented.

重み係数決定手段33C2では、この差分に従って、図9あるいは式(2)に示した関係から、重み係数D33Cを決定し、式(3)に従って中間画像D33Aを計算している。   In accordance with this difference, the weighting coefficient determination means 33C2 determines the weighting coefficient D33C from the relationship shown in FIG. 9 or Expression (2), and calculates the intermediate image D33A according to Expression (3).

具体的には、上記の差分が大きな値であるほど(エッジの方向が水平である場合)重み係数D33Cを大きくしている。式(3)を見れば、この場合、中間画像D33Aの計算において、水平方向中間画像D32Ahの寄与が大きくなっていることがわかる。逆に差分の絶対値が大きな負の値であるほど(エッジの方向が垂直である場合)重み係数D33Cを小さくしている。この場合、中間画像D33Aの計算において、垂直方向中間画像D32Avの寄与が大きくなっていることがわかる。
さらに上記の差分が0に近づくほど(エッジの方向が斜めである場合)、重み係数D33Cはとりうる範囲の中間の値に近づくようにしている。この場合、中間画像D33Aの計算において、水平方向中間画像D32Ahの寄与はエッジの方向が水平であったときの略半分なるとともに垂直方向中間画像D32Avの寄与もエッジの方向が垂直であったときの略半分になっている。従って水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを単純に加算した時のように斜め方向のエッジにおいて、高周波数成分を加算する強度が倍になるようなことがない。
Specifically, the weight coefficient D33C is increased as the difference becomes larger (when the edge direction is horizontal). From Equation (3), it can be seen that in this case, the contribution of the horizontal intermediate image D32Ah is large in the calculation of the intermediate image D33A. On the contrary, the weight coefficient D33C is reduced as the absolute value of the difference is larger (when the edge direction is vertical). In this case, in the calculation of the intermediate image D33A, it can be seen that the contribution of the vertical intermediate image D32Av is large.
Furthermore, the weight coefficient D33C approaches an intermediate value in a possible range as the difference approaches 0 (when the edge direction is oblique). In this case, in the calculation of the intermediate image D33A, the contribution of the horizontal intermediate image D32Ah is approximately half that when the edge direction is horizontal, and the contribution of the vertical intermediate image D32Av is also when the edge direction is vertical. It is almost half. Therefore, the intensity of adding the high frequency component is not doubled at the edge in the diagonal direction as when the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av are simply added.

また、同様の議論は中間画像D33Bの計算に対しても成り立つため、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを単純に加算した時のように斜め方向のエッジにおいて、高周波数成分を加算する強度が倍になるようなことがない。図1に示す例では、中間画像D2Bの水平方向中間画像D32Bh、垂直方向中間画像D2Bvを加算する場合にも、加算比率決定手段33Cで決定した重み係数D33Cを用いている。   Further, since the same argument holds for the calculation of the intermediate image D33B, the high frequency component is added at the edge in the oblique direction as when the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are simply added. There is no doubling of strength. In the example shown in FIG. 1, the weighting factor D33C determined by the addition ratio determining unit 33C is also used when adding the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D2Bv of the intermediate image D2B.

なお、重み係数決定手段33C2における重み係数D33Cの決め方は、上記の目的を果たすものであれば図9あるいは式(2)に示される関係に限らず、例えば、滑らかな曲線で定義される関係を用いてもよい。また、そのような曲線を折れ線で近似しても良い。一般化すれば、水平方向成分に対する重み係数D33Cをエッジ方向推定量D33C1に対して単調増加する特性により決定すれば良い。   The method of determining the weighting coefficient D33C in the weighting coefficient determining means 33C2 is not limited to the relationship shown in FIG. 9 or the expression (2) as long as it fulfills the above-mentioned purpose. For example, the relationship defined by a smooth curve is used. It may be used. Further, such a curve may be approximated by a broken line. In general, the weighting coefficient D33C for the horizontal direction component may be determined based on a characteristic that monotonously increases with respect to the edge direction estimation amount D33C1.

さらに、エッジ方向推定手段33C1は、エッジ方向推定量D33C1として上記の差分を算出するものとしたが、エッジの方向に相関する量であれば、他の種々の関係式のいずれかにより算出される量を用いてもよい。その場合は、重み係数決定手段33C2も、エッジ方向推定量D33C1に応じて上記の目的を果たすように変更して実施する。   Further, the edge direction estimation means 33C1 calculates the above difference as the edge direction estimation amount D33C1, but if it is an amount correlated with the edge direction, it is calculated by any of various other relational expressions. An amount may be used. In that case, the weighting factor determination means 33C2 is also changed and implemented so as to achieve the above-mentioned purpose according to the edge direction estimation amount D33C1.

まとめると水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avをエッジの方向に応じて決定される重み係数に従って加重加算した中間画像D33Aを生成すればよく、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvをエッジの方向に応じて決定される重み係数D33Cに従って加重加算した中間画像D33Bを生成すればよい。   In summary, an intermediate image D33A may be generated by weighting and adding the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av according to a weighting factor determined according to the edge direction. The horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv are generated. What is necessary is just to produce | generate the intermediate image D33B weighted and added according to the weighting coefficient D33C determined according to the direction of an edge.

このようにして、実施の形態1による画像処理装置では、エッジの方向に依存したアーティファクトの発生を抑えつつ、解像感の高い出力画像Doutを得ることとしている。   In this manner, the image processing apparatus according to the first embodiment obtains an output image Dout having a high resolution while suppressing the occurrence of artifacts depending on the edge direction.

図21、図22に実施の形態1の変形例を示す。図21に示した変形例では加算比率決定手段33Cが、水平方向中間画像D32Ah及び垂直方向中間画像D32Avを用いて重み係数D33Cを計算する。図22に示した変形例では加算比率決定手段33Cが、水平方向中間画像D32Bh及び垂直方向中間画像D32Bvを用いて重み係数D33Cを計算する。   21 and 22 show a modification of the first embodiment. In the modification shown in FIG. 21, the addition ratio determination unit 33C calculates the weighting coefficient D33C using the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av. In the modification shown in FIG. 22, the addition ratio determination unit 33C calculates the weighting coefficient D33C using the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv.

図17(a)〜図19(k)によると、エッジの方向と拡大画像D2Bh、水平方向中間画像D32Ah、水平方向中間画像D32Bhの大小関係及びエッジの方向と拡大画像D2Bv、垂直方向中間画像D32Av、垂直方向中間画像D32Bvの大小関係は略同一である。従って加算比率決定手段33C内のエッジ方向推定手段33C1が、拡大画像D2Bh、D2Bvの代わりに水平方向中間画像D32Ah、垂直方向中間画像D32Avあるいは水平方向中間画像D32Bh、垂直方向中間画像D32Bvを用いてエッジ方向推定量D33C1を計算することも可能である。すなわち、水平方向中間画像D32Ahあるいは水平方向中間画像D32Bhの各画素の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Avあるいは垂直方向中間画像D32Bvの各画素値の絶対値をdVとし、その差dH−dVをエッジ方向推定量D33C1とすることができる。また、このとき、重み係数決定手段33C2の動作は特に変更しなくてもよい。   According to FIGS. 17A to 19K, the size of the edge direction and the enlarged image D2Bh, the horizontal intermediate image D32Ah, the horizontal intermediate image D32Bh, the edge direction and the enlarged image D2Bv, and the vertical intermediate image D32Av. The magnitude relationship of the vertical intermediate image D32Bv is substantially the same. Therefore, the edge direction estimation means 33C1 in the addition ratio determination means 33C uses the horizontal direction intermediate image D32Ah, the vertical direction intermediate image D32Av, the horizontal direction intermediate image D32Bh, and the vertical direction intermediate image D32Bv instead of the enlarged images D2Bh and D2Bv. It is also possible to calculate the direction estimation amount D33C1. That is, the absolute value of each pixel of the horizontal intermediate image D32Ah or the horizontal intermediate image D32Bh is dH, the absolute value of each pixel value of the vertical intermediate image D32Av or the vertical intermediate image D32Bv is dV, and the difference dH−dV is The edge direction estimation amount D33C1 can be used. At this time, the operation of the weighting factor determination means 33C2 need not be particularly changed.

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

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

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

そして水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avをエッジの方向に応じて加重加算した中間画像D33Aを生成することでエッジの方向に依存したアーティファクトの発生を抑えている。   Then, by generating an intermediate image D33A obtained by weighted addition of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av according to the edge direction, generation of artifacts depending on the edge direction is suppressed.

また、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvをエッジの方向に応じて加重加算した中間画像D33Bを生成することでエッジの方向に依存したアーティファクトの発生を抑えている。   Further, by generating an intermediate image D33B obtained by weighted addition of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv according to the edge direction, generation of artifacts depending on the edge direction is suppressed.

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

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

以下、拡大率が上記の例とは異なる場合について、図23(a)〜(e)及び図24(a)〜(f)を参照して説明する。   Hereinafter, a case where the enlargement ratio is different from the above example will be described with reference to FIGS. 23 (a) to 23 (e) and FIGS. 24 (a) to 24 (f).

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

図24(a)〜(f)は、拡大率が3倍の場合の、高周波数成分画像生成手段1、画像拡大手段2B、非線形処理手段31及び高周波数成分画像生成手段32Bによる高周波数成分生成の手順を模式的に表した図であり、図24(a)は輝度、彩度などの成分値がステップ状に変化する画像(ステップ画像)、図24(b)はステップ画像に対応した入力画像Din、図24(c)は高周波数成分画像D1、図24(d)は拡大画像D2B、図24(e)は非線形処理画像D31、図24(f)は中間画像D32Bを表す。なお、説明を簡単にするため各々1次元信号として記載した。   24A to 24F show high frequency component generation by the high frequency component image generation means 1, the image enlargement means 2B, the nonlinear processing means 31, and the high frequency component image generation means 32B when the enlargement ratio is three times. FIG. 24A is an image (step image) in which component values such as luminance and saturation change stepwise, and FIG. 24B is an input corresponding to the step image. Image Din, FIG. 24C shows the high frequency component image D1, FIG. 24D shows the enlarged image D2B, FIG. 24E shows the nonlinear processed image D31, and FIG. 24F shows the intermediate image D32B. In addition, in order to simplify description, each is described as a one-dimensional signal.

図24(d)に示すように、拡大画像D2Bにおいてゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置PL1、PR1は、拡大画像D2Bにおいてもステップエッジ信号の境界の位置とほぼ一致する。通常、本実施の形態の説明で用いた拡大方法ではこのPL1、PR1の位置は変化せず、PL1、PR1で表す位置とゼロクロス点Zの間に存在する画素の数が多くなる。また、PL1、PR1で表す位置とゼロクロス点Zの間に存在する画素の数は拡大画像D2Bを生成する際の拡大率を大きくすれば(あるいはサンプリング間隔を短くすれば)多くなる。
一方、ステップエッジ信号を短いサンプリング間隔でサンプリングした画像の高周波数成分を表す信号では、ゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置はよりゼロクロス点Zに近づき、ゼロクロス点にZより近い画素ほど高周波数成分を表す信号の振幅が大きくなる。
As shown in FIG. 24D, pixel positions PL1 and PR1 that give local maximum and minimum values near the zero-cross point Z in the enlarged image D2B are the positions of the boundary of the step edge signal in the enlarged image D2B. Almost matches. Normally, in the enlargement method used in the description of the present embodiment, the positions of PL1 and PR1 do not change, and the number of pixels existing between the positions represented by PL1 and PR1 and the zero-cross point Z increases. Further, the number of pixels existing between the positions represented by PL1 and PR1 and the zero-cross point Z increases as the enlargement ratio when generating the enlarged image D2B is increased (or the sampling interval is shortened).
On the other hand, in the signal representing the high frequency component of the image obtained by sampling the step edge signal at a short sampling interval, the position of the pixel giving the local maximum value and minimum value near the zero cross point Z is closer to the zero cross point Z, and the zero cross A pixel closer to the point than Z has a larger amplitude of a signal representing a high frequency component.

従って、ゼロクロス点Z前後の信号のみ増幅して非線形処理画像D31を生成する際に、PL1及びPR1よりゼロクロス点Zにより近い画素になるほど振幅が大きくなるよう処理してやることが好ましく、例えば位置PL1、PR1よりゼロクロス点Zに近い画素ではゼロクロス点Zにより近い画素ほど大きな増幅率で、PL1、PR1よりゼロクロス点Zから遠い画素については増幅率1で拡大画像D2Bの画素値を増幅することで、図24(e)に示すような、ゼロクロス点Zにより近い画素ほど大きな振幅をもった非線形処理画像D31を生成することができる。
そしてこのようにして生成した拡大画像D2Bからハイパスフィルタ処理によって高周波数成分のみを取り出すことで図24(f)に示すようなサンプリング間隔S1に対応した中間画像D32Bを生成できる。
Accordingly, when generating the nonlinear processed image D31 by amplifying only the signals before and after the zero cross point Z, it is preferable to perform processing so that the amplitude becomes larger as the pixel is closer to the zero cross point Z than PL1 and PR1, for example, positions PL1, PR1 By amplifying the pixel value of the enlarged image D2B at a pixel closer to the zero cross point Z, the larger the pixel closer to the zero cross point Z, and at a gain of 1 for a pixel farther from the zero cross point Z than PL1 and PR1, FIG. As shown in (e), it is possible to generate a nonlinear processed image D31 having a larger amplitude as the pixel is closer to the zero cross point Z.
An intermediate image D32B corresponding to the sampling interval S1 as shown in FIG. 24F can be generated by extracting only the high frequency component from the enlarged image D2B generated in this way by high-pass filter processing.

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

また、拡大画像D2Aに中間画像D33Bを加算するだけでも、ナイキスト周波数Fnより高い領域の高周波数成分を与えてやることが出来るので、画像の解像感を増すことは可能である。すなわち、高周波数成分画像処理手段3が高周波数成分画像生成手段32Aを含まず、非線形処理画像生成手段30を含み、加算手段34が水平垂直加算手段33A及び加算手段33Dを含まず、加算比率決定手段33C、水平垂直加算手段33Bを含む構成であっても良い。
この場合、水平垂直加算手段33Bの出力する中間画像D33Bが高周波数成分画像D3として出力される。
Further, even by adding the intermediate image D33B to the enlarged image D2A, it is possible to give a high frequency component in a region higher than the Nyquist frequency Fn, so that it is possible to increase the resolution of the image. That is, the high frequency component image processing means 3 does not include the high frequency component image generation means 32A, includes the non-linear processing image generation means 30, and the addition means 34 does not include the horizontal / vertical addition means 33A and the addition means 33D, thereby determining the addition ratio. A configuration including means 33C and horizontal / vertical addition means 33B may be adopted.
In this case, the intermediate image D33B output from the horizontal / vertical addition means 33B is output as the high frequency component image D3.

また、水平垂直加算手段33A、33Bの両方を備えることでその効果は最大となるが、一方のみを備える構成でもよい。例えば加算手段34において水平垂直加算手段33Aを備えない構成とする場合、加算手段33Dには水平方向中間画像D32Ah、垂直方向中間画像D32Av、中間画像D33Bが入力される。そして加算手段33Dでは水平方向中間画像D32Ah、垂直方向中間画像D32Av、中間画像D33Bが加算される。逆に水平垂直加算手段33Bを含まない構成も可能であり、その場合、加算手段33Dでは中間画像D33A、水平方向中間画像D32Bh、垂直方向中間画像D32Bvが加算される。   The effect is maximized by providing both the horizontal and vertical adding means 33A and 33B, but a configuration having only one of them may be used. For example, when the adding unit 34 does not include the horizontal / vertical adding unit 33A, the horizontal intermediate image D32Ah, the vertical intermediate image D32Av, and the intermediate image D33B are input to the adding unit 33D. In addition means 33D adds horizontal intermediate image D32Ah, vertical intermediate image D32Av, and intermediate image D33B. Conversely, a configuration not including the horizontal / vertical addition means 33B is also possible, and in this case, the addition means 33D adds the intermediate image D33A, the horizontal direction intermediate image D32Bh, and the vertical direction intermediate image D32Bv.

実施の形態2.
実施の形態1では、本発明をハードウエアにより実現するものとして説明したが、図1に示される構成の一部又は全部をソフトウエアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することも可能である。その場合の処理を図25、並びに図26〜図33を参照して説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the present invention has been described as being realized by hardware. However, part or all of the configuration shown in FIG. 1 may be realized by software, that is, by a programmed computer. Processing in that case will be described with reference to FIG. 25 and FIGS.

図25は、実施の形態2の画像処理装置を示す。図示の画像処理装置は、CPU11と、プログラムメモリ12と、データメモリ13と、これらを接続するバス14を有する。
CPU11は、プログラムメモリ12に記憶されたプログラムに従って動作する。動作の過程で種々のデータをデータメモリ13に記憶させる。処理の結果生成される拡大画像Doutは、インターフェース15を介して表示部9に供給され、表示部9による表示に用いられる。
以下、CPU11により行なわれる処理を図26〜図33を参照して説明する。
FIG. 25 shows an image processing apparatus according to the second embodiment. The illustrated image processing apparatus includes a CPU 11, a program memory 12, a data memory 13, and a bus 14 for connecting them.
The CPU 11 operates according to a program stored in the program memory 12. Various data are stored in the data memory 13 in the course of operation. The enlarged image Dout generated as a result of the processing is supplied to the display unit 9 via the interface 15 and used for display by the display unit 9.
Hereinafter, processing performed by the CPU 11 will be described with reference to FIGS.

図26は、図25の画像処理装置で実施される画像処理方法のフローを表す図であり、図26に示される画像処理方法は、画像拡大ステップST2A、高周波数成分画像生成ステップST1、画像拡大ステップST2B、高周波数成分画像処理ステップST3、及び加算ステップST4を有する。   FIG. 26 is a diagram illustrating a flow of an image processing method performed by the image processing apparatus in FIG. 25. The image processing method illustrated in FIG. 26 includes an image enlargement step ST2A, a high-frequency component image generation step ST1, and an image enlargement. Step ST2B, high frequency component image processing step ST3, and addition step ST4 are included.

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

高周波数成分画像生成ステップST1は、図27に示すように、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1h、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vを有する。水平方向高周波数成分画像生成ステップST1hでは入力画像Dinに対し、図1の水平方向高周波数成分画像生成手段1hと同様の処理を行い、水平方向高周波数成分画像D1hを生成する。一方、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vでは入力画像Dinに対し、図1の垂直方向高周波数成分画像生成手段1vと同様の処理を行い、垂直方向高周波数成分画像D1vを生成する。   As shown in FIG. 27, the high frequency component image generation step ST1 includes a horizontal direction high frequency component image generation step ST1h and a vertical direction high frequency component image generation step ST1v. In the horizontal direction high frequency component image generation step ST1h, the input image Din is processed in the same manner as the horizontal direction high frequency component image generation unit 1h in FIG. 1 to generate a horizontal direction high frequency component image D1h. On the other hand, in the vertical direction high frequency component image generation step ST1v, the input image Din is processed in the same manner as the vertical direction high frequency component image generation means 1v in FIG. 1 to generate the vertical direction high frequency component image D1v.

画像拡大ステップST2Bは、図28に示すように、画像拡大ステップST2Bh、及び画像拡大ステップST2Bvを有する。
画像拡大ステップST2Bhでは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1hで生成した水平方向高周波数成分画像D1hに対し、図1の画像拡大手段2Bhと同様の処理を行い、拡大画像D2Bhを生成する。
画像拡大ステップST2Bvでは、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vで生成した垂直方向高周波数成分画像D1vに対し、図1の画像拡大手段2Bvと同様の処理を行い、拡大画像D2Bvを生成する。
As shown in FIG. 28, the image enlargement step ST2B has an image enlargement step ST2Bh and an image enlargement step ST2Bv.
In the image enlarging step ST2Bh, the horizontal high-frequency component image D1h generated in the horizontal high-frequency component image generating step ST1h is subjected to the same processing as the image enlarging means 2Bh in FIG. 1 to generate an enlarged image D2Bh.
In the image enlarging step ST2Bv, the vertical high frequency component image D1v generated in the vertical high frequency component image generating step ST1v is subjected to the same processing as the image enlarging means 2Bv in FIG. 1 to generate an enlarged image D2Bv.

次に高周波数成分画像処理ステップST3の動作を説明する。
高周波数成分画像処理ステップST3は、図29に示すように、高周波数成分画像生成ステップST32A、非線形処理画像生成ステップST30、高周波数成分画像補正ステップST33A、高周波数成分画像補正ステップST33B、及び加算ステップST34を有する。
高周波数成分通過ステップST32Aは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Ah、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Avを有する。
Next, the operation of the high frequency component image processing step ST3 will be described.
As shown in FIG. 29, the high frequency component image processing step ST3 includes a high frequency component image generation step ST32A, a non-linear processing image generation step ST30, a high frequency component image correction step ST33A, a high frequency component image correction step ST33B, and an addition step. It has ST34.
The high frequency component passing step ST32A includes a horizontal direction high frequency component image generation step ST32Ah and a vertical direction high frequency component image generation step ST32Av.

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

加算ステップST34は加算比率決定ステップST33C、水平垂直加算ステップST33A、ST33B、及び加算ステップST33Dを有する。   The adding step ST34 includes an adding ratio determining step ST33C, horizontal and vertical adding steps ST33A, ST33B, and an adding step ST33D.

水平方向高周波数成分通過ステップST32Ahでは、画像拡大ステップST2Bhで生成した拡大画像D2Bhに対し、図1の水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahと同様の処理を行い、水平方向中間画像D32Ahを生成する。垂直方向高周波数成分通過ステップST32Avでは、画像拡大ステップST2Bvで生成した拡大画像D2Bvに対し、図1の垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avと同様の処理を行い、垂直方向中間画像D32Avを生成する。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Aでは水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Aでは、図1の高周波数成分画像生成手段32Aと同様の動作が行われる。
In the horizontal high-frequency component passing step ST32Ah, the enlarged image D2Bh generated in the image enlargement step ST2Bh is subjected to the same processing as the horizontal high-frequency component image generating unit 32Ah in FIG. 1 to generate the horizontal intermediate image D32Ah. . In the vertical high-frequency component passing step ST32Av, the enlarged image D2Bv generated in the image enlargement step ST2Bv is subjected to the same processing as the vertical high-frequency component image generating unit 32Av in FIG. 1 to generate the vertical intermediate image D32Av. .
In the high frequency component image generation step ST32A, an intermediate image D32A composed of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av is generated.
Thus, in the high frequency component passing step ST32A, the same operation as the high frequency component image generating means 32A of FIG. 1 is performed.

水平方向非線形処理ステップST31hは、図30に示すようにゼロクロス判定ステップST311hと信号増幅ステップST312hを有する。
水平方向非線形処理ステップST31hの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311hで、画像拡大ステップST2Bhで生成した拡大画像D2Bhにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の左右に位置する画素を特定する。信号増幅ステップST312hでは、拡大画像D2Bhのうち、ゼロクロス判定ステップST311hで特定されたゼロクロス点の左右に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31hとして生成する。
As shown in FIG. 30, the horizontal non-linear processing step ST31h includes a zero-cross determination step ST311h and a signal amplification step ST312h.
The operation of the horizontal nonlinear processing step ST31h is as follows.
First, in the zero cross determination step ST311h, a change in the pixel value in the enlarged image D2Bh generated in the image enlargement step ST2Bh is confirmed along the horizontal direction. A location where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels located on the left and right sides of the zero cross point are specified. In the signal amplification step ST312h, the pixel values of the pixels located on the left and right of the zero cross point specified in the zero cross determination step ST311h in the enlarged image D2Bh are amplified, and an image obtained as a result is generated as the nonlinear processed image D31h.

垂直方向非線形処理ステップST31vは、図31に示すようにゼロクロス判定ステップST311vと信号増幅ステップST312vを有する。
垂直方向非線形処理ステップST31vの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311vで、画像拡大ステップST2Bvで生成した拡大画像D2Bvにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の上下に位置する画素を特定する。信号増幅ステップST312vでは、拡大画像D2Bvのうち、ゼロクロス判定ステップST311vで特定されたゼロクロス点の上下に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31vとして生成する。
As shown in FIG. 31, the vertical nonlinear processing step ST31v includes a zero-cross determination step ST311v and a signal amplification step ST312v.
The operation of the vertical nonlinear processing step ST31v is as follows.
First, in the zero cross determination step ST311v, a change in pixel value in the enlarged image D2Bv generated in the image enlargement step ST2Bv is confirmed along the vertical direction. A portion where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value to a positive value is regarded as a zero cross point, and pixels located above and below the zero cross point are specified. In the signal amplification step ST312v, the pixel values of the pixels located above and below the zero-cross point specified in the zero-cross determination step ST311v in the enlarged image D2Bv are amplified, and the resulting image is generated as the nonlinear processed image D31v.

そして高周波数成分画像生成ステップST31では垂直方向非線形処理画像D31vから成る非線形処理画像D31が生成される。
このように、非線形処理ステップST31では、図1の非線形処理手段31と同様の動作が行われる。
In the high frequency component image generation step ST31, a nonlinear processed image D31 composed of the vertical direction nonlinear processed image D31v is generated.
Thus, in the nonlinear processing step ST31, the same operation as that of the nonlinear processing means 31 of FIG. 1 is performed.

水平方向高周波数成分通過ステップST32Bhは、水平方向非線形処理ステップST31hで生成した水平方向非線形処理画像D31hにハイパスフィルタをかけ、水平方向中間画像D32Bhを生成する。垂直方向高周波数成分通過ステップST32Bvは、垂直方向非線形処理ステップST31vで生成した垂直方向非線形処理画像D31vにハイパスフィルタをかけ、垂直方向中間画像D32Bvを生成する。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Bでは水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る中間画像D32Bが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Bでは、図1の高周波数成分画像生成手段32Bと同様の動作が行われる。
In the horizontal high-frequency component passing step ST32Bh, a high-pass filter is applied to the horizontal nonlinear processed image D31h generated in the horizontal nonlinear processing step ST31h to generate a horizontal intermediate image D32Bh. In the vertical direction high-frequency component passing step ST32Bv, a high-pass filter is applied to the vertical nonlinear processing image D31v generated in the vertical nonlinear processing step ST31v to generate a vertical intermediate image D32Bv.
In the high frequency component image generation step ST32B, an intermediate image D32B composed of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv is generated.
Thus, in the high frequency component passage step ST32B, the same operation as that of the high frequency component image generating means 32B in FIG. 1 is performed.

なお、水平方向非線形処理ステップST31hと水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Bhで水平方向非線形処理画像生成ステップが構成され、垂直方向非線形処理ステップST31hと垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Bvで垂直方向非線形処理画像生成ステップが構成される。   The horizontal nonlinear processing step ST31h and the horizontal high frequency component image generation step ST32Bh constitute a horizontal nonlinear processing image generation step, and the vertical nonlinear processing step ST31h and the vertical high frequency component image generation step ST32Bv are vertical nonlinear. A processed image generation step is configured.

次に、加算ステップST34の詳細な動作について説明する。
まず加算ステップST34の、加算比率決定ステップST33Cにおいて、重み係数D33Cを求める。ここで加算比率決定ステップST33Cは図32に示すようにエッジ方向推定ステップST33C1、重み決定ステップST33C2を含む。
エッジ方向推定ステップST33C1は拡大画像D2Bhの各画素の絶対値をdH、拡大画像D2Bvの各画素の絶対値をdVで表したとき、この二つの値の差分dH−dVをエッジ方向推定量D33C1として出力する。この動作は図8のエッジ方向推定手段33C1と同じである。
重み決定ステップDT33C2は式(2)に従って重み係数D33Cを計算する。この動作は図8の重み決定手段33C2と同じである。
Next, the detailed operation of the adding step ST34 will be described.
First, in the addition ratio determination step ST33C of the addition step ST34, the weight coefficient D33C is obtained. Here, the addition ratio determination step ST33C includes an edge direction estimation step ST33C1 and a weight determination step ST33C2, as shown in FIG.
In the edge direction estimation step ST33C1, when the absolute value of each pixel of the enlarged image D2Bh is represented by dH and the absolute value of each pixel of the enlarged image D2Bv is represented by dV, the difference dH−dV between these two values is used as the edge direction estimation amount D33C1. Output. This operation is the same as that of the edge direction estimation means 33C1 in FIG.
The weight determination step DT33C2 calculates a weight coefficient D33C according to the equation (2). This operation is the same as the weight determination means 33C2 in FIG.

次に水平垂直加算ステップST33Aにおいて水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを加重加算した中間画像D33Aを求める。この動作の詳細は図1の水平垂直加算手段33Aと同様なのでその説明は省略する。   Next, in the horizontal / vertical addition step ST33A, an intermediate image D33A obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av is obtained. The details of this operation are the same as those of the horizontal / vertical adding means 33A shown in FIG.

次に水平垂直加算ステップST33Bにおいて水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを加重加算した中間画像D33Bを求める。この動作の詳細は図1の水平垂直加算手段33Bと同様なのでその説明は省略する。   Next, in the horizontal / vertical addition step ST33B, an intermediate image D33B obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv is obtained. The details of this operation are the same as those of the horizontal / vertical addition means 33B in FIG.

最後に加算ステップST33Dは中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算した高周波数成分画像D3を生成する。この動作は図1の加算手段33Dと同様にすることができるので詳細な説明は省略する。   Finally, the addition step ST33D generates a high frequency component image D3 obtained by adding the intermediate image D33A and the intermediate image D33B. Since this operation can be the same as that of the adding means 33D of FIG. 1, detailed description thereof is omitted.

以上が加算ステップST34の動作であり、その動作は図1の加算手段34の動作と同等である。   The above is the operation of the adding step ST34, and the operation is equivalent to the operation of the adding means 34 of FIG.

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

以上が実施の形態2による画像処理方法の動作である。上記の説明から明らかなように実施の形態2による画像処理方法でも実施の形態1による画像処理装置と同様の処理で画像を拡大できるため、実施の形態1による画像処理装置と同様の効果が得られる。また、実施の形態2による画像処理方法にも、実施の形態1による画像処理装置と同様の変形を行うことができ、その場合に得られる効果も実施の形態1による画像処理装置と同様である。例えば、エッジ方向推定ステップST33C1において水平方向中間画像D32Ahの各画素の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Ahの各画素の絶対値をdVで表したとき、この二つの値の差分dH−dVをエッジ方向推定量D33C1として出力してもよい。   The above is the operation of the image processing method according to the second embodiment. As is clear from the above description, the image processing method according to the second embodiment can also enlarge an image by the same processing as that of the image processing device according to the first embodiment, so that the same effect as the image processing device according to the first embodiment can be obtained. It is done. Also, the image processing method according to the second embodiment can be modified in the same manner as the image processing apparatus according to the first embodiment, and the effect obtained in that case is the same as that of the image processing apparatus according to the first embodiment. . For example, when the absolute value of each pixel of the horizontal intermediate image D32Ah is expressed as dH and the absolute value of each pixel of the vertical intermediate image D32Ah is expressed as dV in the edge direction estimation step ST33C1, the difference dH−dV between these two values is expressed as dH−dV. You may output as edge direction estimation amount D33C1.

他にも、高周波数成分画像処理ステップST3において高周波数成分画像生成ステップST32A、水平垂直加算ステップST33A、加算ステップST33Dを除いた構成とすることも可能である。この場合、加算ステップST34からは、水平垂直加算ステップST33Bで生成される中間画像D33Bが高周波数成分画像D3として出力される。   In addition, the high frequency component image processing step ST3 may be configured by excluding the high frequency component image generation step ST32A, the horizontal / vertical addition step ST33A, and the addition step ST33D. In this case, from the addition step ST34, the intermediate image D33B generated in the horizontal / vertical addition step ST33B is output as the high frequency component image D3.

上記の例以外にも実施の形態1に加えられる変形は実施の形態2による画像処理方法に加えることが出来る。その場合、実施の形態2による画像処理方法の各構成要素をどのように変形するかは実施の形態1との対比から明らかである。例えば拡大率に応じて非線形処理画像生成ステップST30の動作を定めることも可能である。   In addition to the above example, modifications added to the first embodiment can be added to the image processing method according to the second embodiment. In that case, how to modify each component of the image processing method according to the second embodiment is clear from comparison with the first embodiment. For example, the operation of the nonlinear processed image generation step ST30 can be determined according to the enlargement ratio.

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

実施の形態3.
図33は本発明の実施の形態3による画像処理装置の構成を表す図である。実施の形態3による画像処理装置も実施の形態1による画像処理装置と同様、図2に示す画像表示装置の一部として利用可能である。また、実施の形態3による画像処理装置と実施の形態1による画像処理装置と比較した場合、加算手段34の構成、動作が異なる。従って以下の説明では加算手段34の構成、動作を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 33 is a diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. Similar to the image processing apparatus according to the first embodiment, the image processing apparatus according to the third embodiment can be used as a part of the image display apparatus shown in FIG. Further, when compared with the image processing apparatus according to the third embodiment and the image processing apparatus according to the first embodiment, the configuration and operation of the adding means 34 are different. Therefore, in the following description, the configuration and operation of the adding means 34 will be mainly described.

図33の画像処理装置の加算手段34は加算比率計算手段33CA、33CB、水平垂直加算手段33A、水平垂直加算手段33B、及び加算手段33Cを備える。   33 includes addition ratio calculation means 33CA and 33CB, horizontal / vertical addition means 33A, horizontal / vertical addition means 33B, and addition means 33C.

図34及び図36は加算比率計算手段33CA、33CBの構成を示し、図35及び図37は加算比率計算手段33CA、33CBの動作を示す。   34 and 36 show the configuration of the addition ratio calculation means 33CA and 33CB, and FIGS. 35 and 37 show the operation of the addition ratio calculation means 33CA and 33CB.

まず、図34及び図35を用いて加算比率決定手段33CAの構成及び動作について説明する。
図34は加算比率決定手段33CAの構成例を表す図であり、加算比率決定手段はエッジ方向推定手段33CA1、及び重み係数決定手段33CA2を備える。
First, the configuration and operation of the addition ratio determination unit 33CA will be described with reference to FIGS.
FIG. 34 is a diagram illustrating a configuration example of the addition ratio determination unit 33CA. The addition ratio determination unit includes an edge direction estimation unit 33CA1 and a weight coefficient determination unit 33CA2.

エッジ方向推定手段33CA1は、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avの二つの信号からエッジ方向(角度)に対応する量としてのエッジ方向推定量D33CA1を算出する。例えば、水平方向中間画像D32Ahの各画素値の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Avの各画素値の絶対値をdVとしたとき、これら二つの値の差分dH−dVを、エッジ方向推定量D33CA1として出力する。   The edge direction estimation means 33CA1 calculates an edge direction estimation amount D33CA1 as an amount corresponding to the edge direction (angle) from two signals of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av. For example, when the absolute value of each pixel value in the horizontal intermediate image D32Ah is dH and the absolute value of each pixel value in the vertical intermediate image D32Av is dV, the difference dH−dV between these two values is calculated as an edge direction estimation amount. Output as D33CA1.

重み係数決定手段33CA2は、エッジ方向推定量D33CA1に基づき、重み係数D33CAを決定する。図35は、エッジ方向推定量D33CA1に対する、重み係数D33CAの決め方の一例を表す図である。図35に示した例では、重み係数D33CAは、

Figure 2011049868
により算出している。ただし、Kβは図35における直線の傾き(従って(dH−dV)の増加に対するD33CAの変化の割合)を表す正の定数である。
以上が、加重比率決定手段33CAの動作である。 The weighting factor determination unit 33CA2 determines the weighting factor D33CA based on the edge direction estimation amount D33CA1. FIG. 35 is a diagram illustrating an example of how to determine the weighting coefficient D33CA with respect to the edge direction estimation amount D33CA1. In the example shown in FIG. 35, the weighting coefficient D33CA is
Figure 2011049868
It is calculated by. However, Kβ is a positive constant representing the slope of the straight line in FIG. 35 (thus, the ratio of the change in D33CA with respect to the increase in (dH−dV)).
The above is the operation of the weight ratio determining means 33CA.

次に、図36及び図37を用いて加算比率決定手段33CBの構成及び動作について説明する。
図36は加算比率決定手段33CBの構成を表す図であり、加算比率決定手段はエッジ方向推定手段33CB1、及び重み係数決定手段33CB2を備える。
Next, the configuration and operation of the addition ratio determination unit 33CB will be described with reference to FIGS.
FIG. 36 is a diagram showing the configuration of the addition ratio determination means 33CB, and the addition ratio determination means includes an edge direction estimation means 33CB1 and a weight coefficient determination means 33CB2.

エッジ方向推定手段33CB1は、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvの二つの信号からエッジ方向(角度)に対応する量としてのエッジ方向推定量D33CB1を算出する。例えば、水平方向中間画像D32Bhの各画素値の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Bvの各画素値の絶対値をdVとしたとき、これら二つの値の差分dH−dVを、エッジ方向推定量D33CB1として出力する。   The edge direction estimation means 33CB1 calculates an edge direction estimation amount D33CB1 as an amount corresponding to the edge direction (angle) from two signals of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv. For example, when the absolute value of each pixel value of the horizontal intermediate image D32Bh is dH and the absolute value of each pixel value of the vertical intermediate image D32Bv is dV, the difference dH−dV between these two values is calculated as an edge direction estimation amount. Output as D33CB1.

重み係数決定手段33CB2は、エッジ方向推定量D33CB1に基づき、重み係数D33CBを決定する。図37は、エッジ方向推定量D33CB1に対する、重み係数D33CBの決め方の一例を表す図である。図37に示した例では、重み係数D33CBは、

Figure 2011049868
により算出している。ただし、Kγは図35における直線の傾き(従って(dH−dV)の増加に対するD33CBの変化の割合)を表す正の定数である。
以上が、加重比率決定手段33CBの動作である。 The weighting factor determination unit 33CB2 determines the weighting factor D33CB based on the edge direction estimation amount D33CB1. FIG. 37 is a diagram illustrating an example of how to determine the weighting coefficient D33CB with respect to the edge direction estimation amount D33CB1. In the example shown in FIG. 37, the weighting coefficient D33CB is
Figure 2011049868
It is calculated by. However, Kγ is a positive constant representing the slope of the straight line in FIG. 35 (thus, the ratio of the change in D33CB with respect to the increase in (dH−dV)).
The above is the operation of the weight ratio determining means 33CB.

次に水平垂直加算手段33Aの動作について説明する。水平垂直加算手段33Aは水平方向中間画像D32Ah、垂直方向中間画像D32Avの加重加算を行い、その結果を中間画像D33Aとして出力する。なお、加重加算の割合として重み係数D33CAが利用される。すなわち、水平垂直加算手段33Aで行われる加重加算は

Figure 2011049868
と表される。 Next, the operation of the horizontal / vertical addition means 33A will be described. The horizontal / vertical adder 33A performs weighted addition of the horizontal intermediate image D32Ah and the vertical intermediate image D32Av, and outputs the result as an intermediate image D33A. The weighting factor D33CA is used as the weighted addition ratio. That is, the weighted addition performed by the horizontal / vertical addition means 33A is
Figure 2011049868
It is expressed.

次に水平垂直加算手段33Bの動作について説明する。水平垂直加算手段33Bは水平方向中間画像D32Bh、垂直方向中間画像D32Bvの加重加算を行い、その結果を中間画像D33Bとして出力する。なお、加重加算の割合として重み係数D33CBが利用される。すなわち、水平垂直加算手段33Bで行われる加重加算は

Figure 2011049868
と表される。 Next, the operation of the horizontal / vertical addition means 33B will be described. The horizontal / vertical adder 33B performs weighted addition of the horizontal intermediate image D32Bh and the vertical intermediate image D32Bv, and outputs the result as an intermediate image D33B. The weighting factor D33CB is used as the weighted addition ratio. That is, the weighted addition performed by the horizontal / vertical addition means 33B is
Figure 2011049868
It is expressed.

加算手段33Dの動作は実施の形態1と同様なので説明を省略する。   Since the operation of the adding means 33D is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上が実施の形態3による画像処理装置の動作である。   The above is the operation of the image processing apparatus according to the third embodiment.

加算比率決定手段33CA、33CBの動作は実施の形態1において説明した変形例における加算比率決定手段33Cの動作と同じであるので、実施の形態3における加算手段34でも実施の形態1における加算手段34と同様の効果をもつことは明らかである。よって実施の形態3による画像処理装置でも実施の形態1による画像処理装置と同様の効果を得ることが出来る。   Since the operation of the addition ratio determination means 33CA and 33CB is the same as the operation of the addition ratio determination means 33C in the modification described in the first embodiment, both the addition means 34 in the third embodiment and the addition means 34 in the first embodiment. It is clear that it has the same effect as. Therefore, the image processing apparatus according to the third embodiment can obtain the same effects as the image processing apparatus according to the first embodiment.

さらに、実施の形態1について説明した変形例の説明は実施の形態3にも当てはまる。   Furthermore, the description of the modified example described for the first embodiment also applies to the third embodiment.

実施の形態4.
図38、図39及び図40は本発明の実施の形態4による画像処理方法の一部を表す図である。実施の形態4による画像処理方法は実施の形態2による画像処理方法とほぼ同様のフローに従って動作する。すなわち実施の形態4による画像処理方法は、図26、図27、図28及び図38、図39及び図40に従って動作する。ここで図26、図27、図28に示す動作は実施の形態2と同様なのでその説明は省略する。
Embodiment 4 FIG.
38, 39 and 40 are diagrams showing a part of the image processing method according to the fourth embodiment of the present invention. The image processing method according to the fourth embodiment operates in accordance with substantially the same flow as the image processing method according to the second embodiment. That is, the image processing method according to the fourth embodiment operates according to FIGS. 26, 27, 28, 38, 39, and 40. Here, the operations shown in FIG. 26, FIG. 27, and FIG.

図38を用いて実施の形態4による画像処理方法の、高周波数成分画像処理ステップST3の動作について説明する。高周波数成分画像処理ステップST3は、図38に示すように、高周波数成分画像生成ステップST32A、非線形処理画像生成ステップST30、及び加算ステップST34を有する。ここで高周波数成分通過ステップST32A、非線形処理画像生成ステップST30の動作は実施の形態2と同様なのでその説明は省略し、加算ステップST34の動作について説明する。   The operation of the high frequency component image processing step ST3 of the image processing method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 38, the high frequency component image processing step ST3 includes a high frequency component image generation step ST32A, a nonlinear processed image generation step ST30, and an addition step ST34. Here, the operations of the high-frequency component passing step ST32A and the non-linear processing image generation step ST30 are the same as those in the second embodiment, so the description thereof will be omitted and the operation of the adding step ST34 will be described.

加算ステップST34は加算比率決定ステップST33CA、ST33CB、水平垂直加算ステップST33A、ST33B、及び加算ステップST33Dを有する。   The addition step ST34 includes addition ratio determination steps ST33CA and ST33CB, horizontal and vertical addition steps ST33A and ST33B, and an addition step ST33D.

まず加算ステップST34の加算比率決定ステップST33CAにおいて、重み係数D33CAを求める。ここで加算比率決定ステップST33CAは図39に示すようにエッジ方向推定ステップST33CA1、及び重み決定ステップST33CA2を含む。
エッジ方向推定ステップST33CA1は水平方向中間画像D32Ahの各画素の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Avの各画素の絶対値をdVで表したとき、この二つの値の差分dH−dVをエッジ方向推定量D33CA1として出力する。この動作は図34のエッジ方向推定手段33CA1と同じである。
重み決定ステップDT33CA2は式(5)に従って重み係数D33CAを計算する。この動作は図34の重み決定手段33CA2と同じである。
First, in the addition ratio determination step ST33CA of the addition step ST34, the weight coefficient D33CA is obtained. Here, the addition ratio determining step ST33CA includes an edge direction estimating step ST33CA1 and a weight determining step ST33CA2, as shown in FIG.
In the edge direction estimation step ST33CA1, when the absolute value of each pixel of the horizontal intermediate image D32Ah is represented by dH and the absolute value of each pixel of the vertical intermediate image D32Av is represented by dV, the difference dH−dV between these two values is represented by the edge direction. Output as estimated amount D33CA1. This operation is the same as the edge direction estimating means 33CA1 in FIG.
The weight determination step DT33CA2 calculates a weight coefficient D33CA according to the equation (5). This operation is the same as the weight determination means 33CA2 in FIG.

次に加算比率決定ステップST33CBにおいて、重み係数D33CBを求める。ここで加算比率決定ステップST33CBは図40に示すようにエッジ方向推定ステップST33CB1、及び重み決定ステップST33CB2を含む。
エッジ方向推定ステップST33CB1は水平方向中間画像D32Bhの各画素の絶対値をdH、垂直方向中間画像D32Bvの各画素の絶対値をdVで表したとき、この二つの値の差分dH−dVをエッジ方向推定量D33CB1として出力する。この動作は図36のエッジ方向推定手段33CB1と同じである。
重み決定ステップDT33CB2は式(6)に従って重み係数D33CBを計算する。この動作は図36の重み決定手段33CB2と同じである。
Next, in addition ratio determination step ST33CB, a weight coefficient D33CB is obtained. Here, the addition ratio determining step ST33CB includes an edge direction estimating step ST33CB1 and a weight determining step ST33CB2, as shown in FIG.
In the edge direction estimation step ST33CB1, when the absolute value of each pixel of the horizontal intermediate image D32Bh is expressed by dH and the absolute value of each pixel of the vertical intermediate image D32Bv is expressed by dV, the difference dH−dV between these two values is expressed in the edge direction. Output as the estimated amount D33CB1. This operation is the same as the edge direction estimating means 33CB1 in FIG.
The weight determination step DT33CB2 calculates a weight coefficient D33CB according to the equation (6). This operation is the same as the weight determining means 33CB2 in FIG.

次に水平垂直加算ステップST33Aにおいて水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avを加重加算した中間画像D33Aを求める。この動作の詳細は図33の水平垂直加算手段33Aと同様なのでその説明は省略する。   Next, in the horizontal / vertical addition step ST33A, an intermediate image D33A obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Ah and the vertical direction intermediate image D32Av is obtained. The details of this operation are the same as those of the horizontal / vertical adding means 33A shown in FIG.

次に水平垂直加算ステップST33Bにおいて水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvを加重加算した中間画像D33Bを求める。この動作の詳細は図33の水平垂直加算手段33Bと同様なのでその説明は省略する。   Next, in the horizontal / vertical addition step ST33B, an intermediate image D33B obtained by weighted addition of the horizontal direction intermediate image D32Bh and the vertical direction intermediate image D32Bv is obtained. Since the details of this operation are the same as those of the horizontal / vertical adding means 33B of FIG. 33, the description thereof is omitted.

最後に加算ステップST33Dは中間画像D33Aと中間画像D33Bを加算した高周波数成分画像D3を生成する。この動作は図33の加算手段33Dと同様にすることができるので詳細な説明は省略する。   Finally, the addition step ST33D generates a high frequency component image D3 obtained by adding the intermediate image D33A and the intermediate image D33B. Since this operation can be the same as that of the adding means 33D of FIG. 33, detailed description thereof is omitted.

以上が加算ステップST34の動作であり、その動作は図33の加算手段34の動作と同等である。   The above is the operation of the adding step ST34, and the operation is equivalent to the operation of the adding means 34 of FIG.

実施の形態4による画像処理方法の動作は実施の形態3による画像処理装置と同様であるので、実施の形態3による画像処理装置と同様の効果を得ることが出来る。
さらに、実施の形態2について説明した変形例の説明は実施の形態4にも当てはまる。
Since the operation of the image processing method according to the fourth embodiment is the same as that of the image processing apparatus according to the third embodiment, the same effect as that of the image processing apparatus according to the third embodiment can be obtained.
Furthermore, the description of the modified example described for the second embodiment also applies to the fourth embodiment.

1 高周波数成分画像生成手段、 2A 画像拡大手段、 2B 画像拡大手段、 3 高周波数成分画像処理手段、 4 加算手段、 32A 高周波数成分画像生成手段、 30 非線形画像生成手段、 33A 高周波数成分画像補正手段、 33B 高周波数成分画像補正手段、 34 加算手段、 Din 入力画像、 D1 高周波数成分画像、 D2A 拡大画像、 D2B 拡大画像、 D33C 重み係数、 D32A 中間画像、 D32B 中間画像、 D33A 中間画像、 D33B 中間画像、 D3 高周波数成分画像、 Dout 出力画像。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency component image generation means, 2A Image expansion means, 2B Image expansion means, 3 High frequency component image processing means, 4 Addition means, 32A High frequency component image generation means, 30 Non-linear image generation means, 33A High frequency component image correction Means, 33B high frequency component image correcting means, 34 adding means, Din input image, D1 high frequency component image, D2A enlarged image, D2B enlarged image, D33C weighting factor, D32A intermediate image, D32B intermediate image, D33A intermediate image, D33B intermediate Image, D3 high frequency component image, Dout output image.

Claims (23)

入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像から第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段を有する画像処理装置において、
第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の水平方向の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、
前記入力画像の垂直方向の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備え、
前記第2の拡大画像は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大した第3の拡大画像と
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大した第4の拡大画像から成り、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の水平方向中間画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と
前記第4の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第3の拡大画像に非線形処理を行った第2の水平方向中間画像を生成する水平方向非線形処理画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に非線形処理を行った第2の垂直方向中間画像を生成する垂直方向非線形処理画像生成手段と、
前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像を加重加算した第3の中間画像を生成する第1の加重加算手段と、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を加重加算した第4の中間画像を生成する第2の加重加算手段と、
前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する第2の加算手段を含む
ことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for generating a first high frequency component image obtained by extracting the high frequency component of the input image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for generating a second high-frequency component image from the second enlarged image;
In the image processing apparatus having first addition means for adding the first enlarged image and the second high-frequency component image,
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 horizontal high frequency component 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 vertical high frequency component of the input image;
The second enlarged image is
A third enlarged image obtained by enlarging the first horizontal high-frequency component image, and a fourth enlarged image obtained by enlarging the first vertical high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
A second horizontal high-frequency component image generating means for generating a first horizontal intermediate image obtained by extracting a high-frequency component of the third enlarged image; and a first of extracting a high-frequency component of the fourth enlarged image. Second vertical high frequency component image generating means for generating a vertical intermediate image of
A horizontal non-linearly processed image generating means for generating a second horizontal intermediate image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
Vertical non-linear processing image generation means for generating a second vertical intermediate image obtained by performing non-linear processing on the fourth enlarged image;
First weighted addition means for generating a third intermediate image obtained by weighted addition of the first horizontal intermediate image and the first vertical intermediate image;
Second weighted addition means for generating a fourth intermediate image obtained by weighted addition of the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image;
An image processing apparatus comprising: a second addition unit that adds the third intermediate image and the fourth intermediate image.
入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像から第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段を有する画像処理装置において、
第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の水平方向の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、
前記入力画像の垂直方向の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備え、
前記第2の拡大画像は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大した第3の拡大画像と
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大した第4の拡大画像から成り、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第3の拡大画像に非線形処理を行った第2の水平方向中間画像を生成する水平方向非線形処理画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に非線形処理を行った第2の垂直方向中間画像を生成する垂直方向非線形処理画像生成手段と、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を加重加算した第4の中間画像を生成する第2の加重加算手段を含む
ことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus for enlarging an input image,
First image enlarging means for enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
First high frequency component image generation means for generating a first high frequency component image obtained by extracting the high frequency component of the input image;
Second image enlarging means for enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
High-frequency component image processing means for generating a second high-frequency component image from the second enlarged image;
In the image processing apparatus having first addition means for adding the first enlarged image and the second high-frequency component image,
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 horizontal high frequency component 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 vertical high frequency component of the input image;
The second enlarged image is
A third enlarged image obtained by enlarging the first horizontal high-frequency component image, and a fourth enlarged image obtained by enlarging the first vertical high-frequency component image,
The high frequency component image processing means includes
A horizontal non-linearly processed image generating means for generating a second horizontal intermediate image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
Vertical non-linear processing image generation means for generating a second vertical intermediate image obtained by performing non-linear processing on the fourth enlarged image;
An image processing apparatus comprising: a second weighted addition unit that generates a fourth intermediate image obtained by weighted addition of the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image.
前記高周波数成分画像処理手段は、前記第1の拡大画像に含まれるエッジの角度に応じて重み係数を求める加算比率決定手段をさらに含み、
前記第1の加重加算手段及び前記第2の加重加算手段の各々は、前記重み係数に基づいて前記加重加算を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The high frequency component image processing means further includes an addition ratio determining means for obtaining a weighting factor according to an angle of an edge included in the first enlarged image,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein each of the first weighted addition unit and the second weighted addition unit performs the weighted addition based on the weighting coefficient.
前記高周波数成分画像処理手段は、前記第1の拡大画像に含まれるエッジの角度に応じて重み係数を求める加算比率決定手段をさらに含み、
前記第2の加重加算手段は前記重み係数に基づいて前記加重加算を行う
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
The high frequency component image processing means further includes an addition ratio determining means for obtaining a weighting factor according to an angle of an edge included in the first enlarged image,
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the second weighted addition unit performs the weighted addition based on the weighting coefficient.
前記加算比率決定手段は、
前記第3の拡大画像と前記第4の拡大画像から前記第1の拡大画像に含まれるエッジの角度を求めることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像処理装置。
The addition ratio determining means includes
The image processing apparatus according to claim 3, wherein an angle of an edge included in the first enlarged image is obtained from the third enlarged image and the fourth enlarged image.
前記加算比率決定手段は、
前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像から前記第1の拡大画像に含まれるエッジの角度を求めることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
The addition ratio determining means includes
The image processing apparatus according to claim 3, wherein an angle of an edge included in the first enlarged image is obtained from the first horizontal intermediate image and the first vertical intermediate image.
前記加算比率決定手段は、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像から前記第1の拡大画像に含まれるエッジの角度を求めることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
The addition ratio determining means includes
The image processing apparatus according to claim 4, wherein an angle of an edge included in the first enlarged image is obtained from the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image.
前記水平方向非線形処理画像生成手段は、
前記第3の拡大画像に対して非線形処理を行った第1の非線形処理画像を生成する水平方向非線形処理手段を含み、
前記第1の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、前記第2の水平方向中間画像とする
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像処理装置。
The horizontal direction non-linear processing image generating means is
A horizontal non-linear processing means for generating a first non-linear processed image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a high-frequency component is extracted from the first non-linearly processed image and used as the second horizontal intermediate image.
前記水平方向非線形処理手段において、前記第3の拡大画像の画素値を画素に応じて変化する増幅率で増幅することを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 8, wherein the horizontal nonlinear processing unit amplifies the pixel value of the third enlarged image with an amplification factor that changes in accordance with the pixel. 前記水平方向非線形処理手段は、
前記第3の拡大画像の画素値が正から負もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する水平方向ゼロクロス判定手段と、
前記水平方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第3の拡大画像の画素値を増幅する水平方向信号増幅手段を有する
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の画像処理装置。
The horizontal non-linear processing means includes:
A horizontal direction zero cross determining means for determining a point where the pixel value of the third enlarged image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero cross point;
10. The image according to claim 8, further comprising a horizontal signal amplifying unit that amplifies a pixel value of the third enlarged image with an amplification factor determined according to a determination result of the horizontal direction zero-cross determination unit. Processing equipment.
前記水平方向信号増幅手段は、
前記水平方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第1の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
The horizontal direction signal amplification means includes
The amplification factor for the pixel value of the pixel existing in the first region including the zero-cross point determined by the horizontal zero-cross determination unit is set to a value larger than 1, and the amplification factor for the pixel values of the other pixels is set to 1. The image processing apparatus according to claim 10.
前記第1の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められることを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 11, wherein the first area is determined according to an enlargement ratio in the second image enlargement unit. 前記第1の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められることを特徴とする請求項11又は12に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 11, wherein an amplification factor for a pixel existing in the first region is determined according to the pixel. 前記垂直方向非線形処理画像生成手段は、
前記第4の拡大画像に対して非線形処理を行った第2の非線形処理画像を生成する垂直方向非線形処理手段を含み、
前記第2の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、前記第2の垂直方向中間画像とする
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像処理装置。
The vertical non-linear processing image generating means is
Vertical direction nonlinear processing means for generating a second nonlinear processed image obtained by performing nonlinear processing on the fourth enlarged image;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein a high-frequency component is extracted from the second non-linearly processed image and used as the second vertical intermediate image.
前記垂直方向非線形処理手段において、前記第4の拡大画像の画素値を画素に応じて変化する増幅率で増幅することを特徴とする請求項14に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 14, wherein the vertical nonlinear processing means amplifies the pixel value of the fourth enlarged image with an amplification factor that changes in accordance with the pixel. 前記垂直方向非線形処理手段は、
前記第4の拡大画像の画素値が正から負もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する垂直方向ゼロクロス判定手段と、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第4の拡大画像の画素値を増幅する垂直方向信号増幅手段を有する
ことを特徴とする請求項14又は15に記載の画像処理装置。
The vertical nonlinear processing means includes:
Vertical zero-cross determination means for determining a point where the pixel value of the fourth enlarged image changes from positive to negative or from negative to positive as a zero-cross point;
16. The image according to claim 14, further comprising vertical direction signal amplification means for amplifying a pixel value of the fourth enlarged image with an amplification factor determined according to a determination result of the vertical direction zero cross determination means. Processing equipment.
前記垂直方向信号増幅手段は、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第2の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項16に記載の画像処理装置。
The vertical signal amplification means includes
The amplification factor for the pixel value of the pixel existing in the second region including the zero-cross point determined by the vertical zero-cross determination unit is set to a value larger than 1, and the amplification factor for the pixel values of other pixels is set to 1. The image processing apparatus according to claim 16.
前記第2の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められることを特徴とする請求項17に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 17, wherein the second area is determined according to an enlargement ratio in the second image enlargement unit. 前記第2の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められることを特徴とする請求項17又は18に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 17 or 18, wherein an amplification factor for a pixel existing in the second region is determined according to the pixel. 請求項1乃至19のいずれかに記載の画像処理装置を備える画像表示装置。   An image display device comprising the image processing device according to claim 1. 入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像から第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップを有する画像処理方法において、
第1の高周波数成分画像生成ステップは、
前記入力画像の水平方向の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ステップと、
前記入力画像の垂直方向の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ステップとを備え、
前記第2の拡大画像は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大した第3の拡大画像と
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大した第4の拡大画像から成り、
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第3の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の水平方向中間画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成ステップと、
前記第4の拡大画像の高周波数成分を取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成ステップと、
前記第3の拡大画像に非線形処理を行った第2の水平方向中間画像を生成する水平方向非線形処理画像生成ステップと、
前記第4の拡大画像に非線形処理を行った第2の垂直方向中間画像を生成する垂直方向非線形処理画像生成ステップと、
前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像を加重加算した第3の中間画像を生成する第1の加重加算ステップと、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を加重加算した第4の中間画像を生成する第2の加重加算ステップと、
前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する第2の加算ステップを含む
ことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for enlarging an input image,
A first image enlargement step of enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
A first high frequency component image generating step for generating a first high frequency component image obtained by extracting the high frequency component of the input image;
A second image enlargement step of enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
A high frequency component image processing step of generating a second high frequency component image from the second enlarged image;
In the image processing method including a first addition step of adding the first enlarged image and the second high-frequency component image,
The first high frequency component image generation step includes:
A first horizontal high-frequency component image generation step of generating a first horizontal high-frequency component image obtained by extracting a horizontal high-frequency component of the input image;
A first vertical high-frequency component image generation step for generating a first vertical high-frequency component image obtained by extracting a vertical high-frequency component of the input image,
The second enlarged image is
A third enlarged image obtained by enlarging the first horizontal high-frequency component image, and a fourth enlarged image obtained by enlarging the first vertical high-frequency component image,
The high frequency component image processing step includes:
A second horizontal high-frequency component image generation step of generating a first horizontal intermediate image obtained by extracting a high-frequency component of the third enlarged image;
A second vertical high-frequency component image generation step for generating a first vertical intermediate image obtained by extracting a high-frequency component of the fourth enlarged image;
A horizontal non-linearly processed image generating step for generating a second horizontal intermediate image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
A vertical nonlinear processed image generating step for generating a second vertical intermediate image obtained by performing nonlinear processing on the fourth enlarged image;
A first weighted addition step of generating a third intermediate image obtained by weighted addition of the first horizontal intermediate image and the first vertical intermediate image;
A second weighted addition step of generating a fourth intermediate image obtained by weighted addition of the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image;
An image processing method comprising: a second addition step of adding the third intermediate image and the fourth intermediate image.
入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出した第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像から第2の高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップを有する画像処理方法において、
第1の高周波数成分画像生成ステップは、
前記入力画像の水平方向の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ステップと、
前記入力画像の垂直方向の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ステップ手段とを備え、
前記第2の拡大画像は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大した第3の拡大画像と、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大した第4の拡大画像から成り、
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第3の拡大画像に非線形処理を行った第2の水平方向中間画像を生成する水平方向非線形処理画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に非線形処理を行った第2の垂直方向中間画像を生成する垂直方向非線形処理画像生成ステップと、
前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を加重加算した第4の中間画像を生成する第2の加重加算ステップを含む
ことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for enlarging an input image,
A first image enlargement step of enlarging the input image and outputting a first enlarged image;
A first high frequency component image generating step for generating a first high frequency component image obtained by extracting the high frequency component of the input image;
A second image enlargement step of enlarging the first high frequency component image and outputting a second enlarged image;
A high frequency component image processing step of generating a second high frequency component image from the second enlarged image;
In the image processing method including a first addition step of adding the first enlarged image and the second high-frequency component image,
The first high frequency component image generation step includes:
A first horizontal high-frequency component image generation step of generating a first horizontal high-frequency component image obtained by extracting a horizontal high-frequency component of the input image;
First vertical high frequency component image generation step means for generating a first vertical high frequency component image obtained by extracting a vertical high frequency component of the input image,
The second enlarged image is
A third enlarged image obtained by enlarging the first horizontal high-frequency component image;
Consisting of a fourth magnified image that is an enlargement of the first vertical high frequency component image;
The high frequency component image processing step includes:
A horizontal non-linearly processed image generating means for generating a second horizontal intermediate image obtained by performing non-linear processing on the third enlarged image;
A vertical nonlinear processed image generating step for generating a second vertical intermediate image obtained by performing nonlinear processing on the fourth enlarged image;
An image processing method comprising: a second weighted addition step of generating a fourth intermediate image obtained by weighted addition of the second horizontal intermediate image and the second vertical intermediate image.
請求項21又は22に記載の画像処理方法で生成された画像を表示することを特徴とする画像表示装置。   An image display apparatus that displays an image generated by the image processing method according to claim 21.
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