JP2577748B2 - 画像信号の補間方法及びそれを実施する画像信号処理装置 - Google Patents
画像信号の補間方法及びそれを実施する画像信号処理装置Info
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling the whole image or part thereof
- G06T3/4007—Interpolation-based scaling, e.g. bilinear interpolation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
- G06F17/175—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method of multidimensional data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/20—Image enhancement or restoration by the use of local operators
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像信号の補間方法及びそれを実施する画
像信号の処理装置に関する。より詳細には、テレビジョ
ン信号等の画像信号から印刷用のフィルムや版に必要な
解像度の画像を得るための画像信号の補間方法及びそれ
を実施する画像信号の処理装置に関する。
像信号の処理装置に関する。より詳細には、テレビジョ
ン信号等の画像信号から印刷用のフィルムや版に必要な
解像度の画像を得るための画像信号の補間方法及びそれ
を実施する画像信号の処理装置に関する。
従来の技術 従来、印刷や製版に使用される原稿としてはカメラで
撮影された写真フィルムが用いられて来た。しかし、近
年の電子技術の発達により、ビデオカメラや電子スチー
ルカメラ等で撮影され磁気テープや磁気デイスク等の記
憶媒体に記憶された画像信号から、或はテレビジョン等
を介して再生又は伝送された画像から印刷や製版の原稿
を作成することへの要求が非常に高まって来ている。
撮影された写真フィルムが用いられて来た。しかし、近
年の電子技術の発達により、ビデオカメラや電子スチー
ルカメラ等で撮影され磁気テープや磁気デイスク等の記
憶媒体に記憶された画像信号から、或はテレビジョン等
を介して再生又は伝送された画像から印刷や製版の原稿
を作成することへの要求が非常に高まって来ている。
ところが、テレビジョン等で再生された画像は従来の
写真フィルムに記録された画像に比べて、画像の情報量
や品質などが著しく劣っており、そのままでは印刷や製
版用の原稿としては用いることが出来ない。例えば、テ
レビジョンで再生された画像の場合、標準的には一画面
当たり525本の走査線によって構成されており、この走
査線密度が画像の解像度を制約することとなる。この画
像を、512×512画素からなるデジタル信号としてサンプ
リングしたテレビジョン画像を、通常のレーザー光を用
いるプロッター等により例えば30ミクロン（μ）の出力
アパーチャーサイズで写真フィルムに焼き付けた場合、
写真フィルム上の出力画像は約15ミリメーター（mm）四
方の大きさとなり、これでは印刷又は製版用の原稿とし
ては小さすぎる。従って、テレビジョン等で再生された
画像信号からのデータでは、通常の大きさの印刷物を得
るための印刷又は製版用の原稿としては画像データが少
なすぎる。従って、このような場合、印刷や製版に使用
するのに必要な解像度を有する画像を得るためには、テ
レビジョン等からの画像信号を補間して画像データ量を
増加させ新たな画像を作成しなければならない。このよ
うに画像信号を補間する方法としては、再近傍法（ニア
レストネイバー法（Nearest neighbor method））、線
形内挿法（バイリニア法（Bi−linear Method））、キ
ュービックコンボリューション法（Cubic convolution
method））などの内挿にる補間方法が広く用いられてき
た。
写真フィルムに記録された画像に比べて、画像の情報量
や品質などが著しく劣っており、そのままでは印刷や製
版用の原稿としては用いることが出来ない。例えば、テ
レビジョンで再生された画像の場合、標準的には一画面
当たり525本の走査線によって構成されており、この走
査線密度が画像の解像度を制約することとなる。この画
像を、512×512画素からなるデジタル信号としてサンプ
リングしたテレビジョン画像を、通常のレーザー光を用
いるプロッター等により例えば30ミクロン（μ）の出力
アパーチャーサイズで写真フィルムに焼き付けた場合、
写真フィルム上の出力画像は約15ミリメーター（mm）四
方の大きさとなり、これでは印刷又は製版用の原稿とし
ては小さすぎる。従って、テレビジョン等で再生された
画像信号からのデータでは、通常の大きさの印刷物を得
るための印刷又は製版用の原稿としては画像データが少
なすぎる。従って、このような場合、印刷や製版に使用
するのに必要な解像度を有する画像を得るためには、テ
レビジョン等からの画像信号を補間して画像データ量を
増加させ新たな画像を作成しなければならない。このよ
うに画像信号を補間する方法としては、再近傍法（ニア
レストネイバー法（Nearest neighbor method））、線
形内挿法（バイリニア法（Bi−linear Method））、キ
ュービックコンボリューション法（Cubic convolution
method））などの内挿にる補間方法が広く用いられてき
た。
発明が解決しようとする問題点 ところが、これらの従来の内挿による補間方法はそれ
ぞれ次のような問題点を有していた。
ぞれ次のような問題点を有していた。
まず、ニアレストネイバー法は、隣接する画素間の濃
度等のデータが変化しないものとして内挿時に直前のデ
ータをそのまま使用するものである。従って、ニアレス
トネイバー法は線画的画像を扱うのに比較的有効であ
る。
度等のデータが変化しないものとして内挿時に直前のデ
ータをそのまま使用するものである。従って、ニアレス
トネイバー法は線画的画像を扱うのに比較的有効であ
る。
次に、バイリニア法は、隣接する画素のデータがリニ
アー（線形的）に変化するものとして取り扱うものであ
り、直線的に変化する中間調の画像を取り扱うのに有効
である。
アー（線形的）に変化するものとして取り扱うものであ
り、直線的に変化する中間調の画像を取り扱うのに有効
である。
しかし、通常の画像においては、中間調の部分とコン
トラストの大きい部分とが混在しており、これら２つの
補間法では、満足すべき結果は得られない。この原因
は、これら２つの補間方法が、注目している画素に隣接
する画素のデータのみを対象とし、それら隣接する画素
の更に外周の画素のデータと注目している画素のデータ
との相関性は考慮されていないためであり、その結果こ
れら２つの補間方法は、限定された種類の画像において
のみ有効となる。
トラストの大きい部分とが混在しており、これら２つの
補間法では、満足すべき結果は得られない。この原因
は、これら２つの補間方法が、注目している画素に隣接
する画素のデータのみを対象とし、それら隣接する画素
の更に外周の画素のデータと注目している画素のデータ
との相関性は考慮されていないためであり、その結果こ
れら２つの補間方法は、限定された種類の画像において
のみ有効となる。
一方、キュービックコンボリューション法は、注目し
ている画素の周辺の16画素のデータに相関性を表す画素
係数を乗じてその総和を求めて内挿点のデータとするも
のであるため、上述の２つの補間法に比べて多くの周辺
の画素のデータを使用しており、隣接する画素の更に外
周の画素データとの相関性を有する補間は可能である。
しかし、その反面、16画素分のデータをもとに複雑な計
算をすることが必要になり、演算処理に長い時間を要す
るという欠点を有している。
ている画素の周辺の16画素のデータに相関性を表す画素
係数を乗じてその総和を求めて内挿点のデータとするも
のであるため、上述の２つの補間法に比べて多くの周辺
の画素のデータを使用しており、隣接する画素の更に外
周の画素データとの相関性を有する補間は可能である。
しかし、その反面、16画素分のデータをもとに複雑な計
算をすることが必要になり、演算処理に長い時間を要す
るという欠点を有している。
また、これらの内挿による補間を実施した場合、結果
として、画像を平滑化してぼけたものにしてしまうとい
う問題も有している。
として、画像を平滑化してぼけたものにしてしまうとい
う問題も有している。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記の従来の補間方法の問題点を解決する
ためになされたものであり、従来より簡単な処理でもっ
て画像信号を補間する、新しい補間方法を提供すること
を目的とする。
ためになされたものであり、従来より簡単な処理でもっ
て画像信号を補間する、新しい補間方法を提供すること
を目的とする。
また、本発明は、画像のシャープネスの制御ができる
ようにした、新しい補間方法を提供することをも目的と
している。
ようにした、新しい補間方法を提供することをも目的と
している。
更にまた、本発明は、上記補間方法を実施する画像信
号の処理装置を提供することも目的とする。
号の処理装置を提供することも目的とする。
これらの目的を達成するため、本発明に従う画像信号
の補間方法は、第１の画像において補間しようとする画
素の画像信号の値を、Ｘ軸方向の左右２つの近接画素と
その近傍画素との組の画像信号、Ｙ軸方向の上下２つの
近接画素とその近傍画素との組の画像信号、或は対角線
上の左上、左下、右上、右下の４つの組の近接画素の内
の少なくとも２つの組の近接画素の画像信号の値を用い
て、以下に詳しく説明する線形外挿平均法により求め
る。
の補間方法は、第１の画像において補間しようとする画
素の画像信号の値を、Ｘ軸方向の左右２つの近接画素と
その近傍画素との組の画像信号、Ｙ軸方向の上下２つの
近接画素とその近傍画素との組の画像信号、或は対角線
上の左上、左下、右上、右下の４つの組の近接画素の内
の少なくとも２つの組の近接画素の画像信号の値を用い
て、以下に詳しく説明する線形外挿平均法により求め
る。
これらの目的を達成するため、本発明に従う画像信号
の補間方法は、第１の画像において補間すべき点の画素
の少なくとも２つの近接画素の各画像信号と、当該補間
すべき点からみて各近接画素のそれぞれの延長線上に位
置する近傍画素の各々の画像信号と、の組み合わせの少
なくとも２つから、当該補間すべき点の画素の画像信号
を線形外挿法によって組み合わせごとにそれぞれ求め、
且つ、求められた画像信号を平均したものを当該補間す
べき点の画素の新たな画像信号とすること（以下におい
ては、線形外挿平均法と称する）によって、印刷又は製
版の原稿に必要な解像度を有する第２の画像を形成す
る。
の補間方法は、第１の画像において補間すべき点の画素
の少なくとも２つの近接画素の各画像信号と、当該補間
すべき点からみて各近接画素のそれぞれの延長線上に位
置する近傍画素の各々の画像信号と、の組み合わせの少
なくとも２つから、当該補間すべき点の画素の画像信号
を線形外挿法によって組み合わせごとにそれぞれ求め、
且つ、求められた画像信号を平均したものを当該補間す
べき点の画素の新たな画像信号とすること（以下におい
ては、線形外挿平均法と称する）によって、印刷又は製
版の原稿に必要な解像度を有する第２の画像を形成す
る。
以下、図面を参照しながら本発明に従う線形外挿平均
法について説明する。
法について説明する。
まず、上記線形外挿平均法の基本概念を一次元の場合
について、第１図を参照しながら説明する。
について、第１図を参照しながら説明する。
第１図において、縦軸方向に示すｆ（ｉ−１）,f
（ｉ）,f（ｉ＋１）,f（ｉ＋２）は、横軸方向に示す一
次元の連続する画素の位置ｉ−1,i,i＋1,i＋２（但し、
ｎは画素の数を表す正の整数であり、ｉは、２乃至（ｎ
−２）の正の整数である）における画素の濃度を表して
いる。
（ｉ）,f（ｉ＋１）,f（ｉ＋２）は、横軸方向に示す一
次元の連続する画素の位置ｉ−1,i,i＋1,i＋２（但し、
ｎは画素の数を表す正の整数であり、ｉは、２乃至（ｎ
−２）の正の整数である）における画素の濃度を表して
いる。
ここで、線形外挿平均法によって、ｉとｉ＋１の間の
位置の新たな画素ｉ＋△ｘの画像信号ｆ（ｉ＋△ｘ）を
求める場合、先ずｉ−１とｉの画素の画像信号ｆ（ｉ−
１）とｆ（ｉ）とから、線形外挿法によりｉ＋△ｘにお
ける外挿値ｇ（ｉ−1,i）を求め、一方、ｉ＋１とｉ＋
２の画素の画像信号ｆ（ｉ＋１）とｆ（ｉ＋２）とか
ら、同様にして線形外挿法により、ｉ＋△ｘにおける外
挿値ｇ（ｉ＋2,i＋１）を求め、更にこれらのｇ（ｉ−
1,i）とｇ（ｉ＋2,i＋１）とを平均することによりｆ
（ｉ＋△ｘ）を定める。但し、Ｆを最大濃度値として、
０≦ｆ（ｉ＋△ｘ）≦Ｆとする。
位置の新たな画素ｉ＋△ｘの画像信号ｆ（ｉ＋△ｘ）を
求める場合、先ずｉ−１とｉの画素の画像信号ｆ（ｉ−
１）とｆ（ｉ）とから、線形外挿法によりｉ＋△ｘにお
ける外挿値ｇ（ｉ−1,i）を求め、一方、ｉ＋１とｉ＋
２の画素の画像信号ｆ（ｉ＋１）とｆ（ｉ＋２）とか
ら、同様にして線形外挿法により、ｉ＋△ｘにおける外
挿値ｇ（ｉ＋2,i＋１）を求め、更にこれらのｇ（ｉ−
1,i）とｇ（ｉ＋2,i＋１）とを平均することによりｆ
（ｉ＋△ｘ）を定める。但し、Ｆを最大濃度値として、
０≦ｆ（ｉ＋△ｘ）≦Ｆとする。
これを、式で表現すると、 ｇ（ｉ−1,i）＝ｋ（ｆ（ｉ）−ｆ（ｉ−１）） ＋ｆ（ｉ） … ｇ（ｉ＋2,i＋１）＝−ｋ（ｆ（ｉ＋２） −ｆ（ｉ＋１））＋ｆ（ｉ＋１） … ｆ（ｉ＋△ｘ）＝1/2（ｇ（ｉ−1,i） ＋ｇ（ｉ＋2,i＋１））＝1/2｛（ｋ＋１）（ｆ（ｉ） ＋ｆ（ｉ＋１））−ｋ（ｆ（ｉ−１）＋ｆ（ｉ＋２）｝
… となる。ここでｋは、画像信号の重み付けを示す実数の
係数（以下、強調係数と称する）である。従って、この
ｆ（ｉ＋△ｘ）は、強調係数ｋが正であれば、従来の２
点の近接画素の画像信号からバイリニア法によって求め
た補間データより強調された値となり、負であれば、負
の方向の強調がなされた値をとり得る。このように、ｉ
とｉ＋１との間の画素の位置の補間された画像信号を求
められることとなり、また強調係数ｋの値を変化させる
ことによって画像信号を任意に強調することが可能とな
る。
… となる。ここでｋは、画像信号の重み付けを示す実数の
係数（以下、強調係数と称する）である。従って、この
ｆ（ｉ＋△ｘ）は、強調係数ｋが正であれば、従来の２
点の近接画素の画像信号からバイリニア法によって求め
た補間データより強調された値となり、負であれば、負
の方向の強調がなされた値をとり得る。このように、ｉ
とｉ＋１との間の画素の位置の補間された画像信号を求
められることとなり、また強調係数ｋの値を変化させる
ことによって画像信号を任意に強調することが可能とな
る。
次に、以上のような線形外挿平均法の基本的概念を二
次元に拡張した場合について、第２図（Ａ）及び（Ｂ）
を参照しながら説明する。
次元に拡張した場合について、第２図（Ａ）及び（Ｂ）
を参照しながら説明する。
まず、第２図（Ａ）は、ｎ×ｍ個の画素からなる第１
の画像における画素の横軸方向の位置が（ｉ−１）乃至
（ｉ＋２）で縦軸方向の位置が（ｊ−１）乃至（ｊ＋
２）の部分を示している。但し、２≦ｉ≦ｎ−2,2≦ｊ
≦ｍ−２である。また、各画素の濃度、即ち画像信号の
値ｆ（ｉ−1,j−１），…,f（ｉ＋2,j＋２）は、それぞ
れA11,…,A44と表されている。そして第２図（Ｂ）は、
この第２図（Ａ）に示された画像において、（横軸方向
の位置，縦軸方向の位置）で示される位置がそれぞれ
（ｉ＋△x,j）、（i,j＋△ｙ）、（ｉ＋△x,j＋△ｙ）
である点（但し△ｙは、上述の△ｘと同様に０＜△ｙ＜
１である）に、画像信号の値がＲ（≡ｆ（ｉ＋△x,
j））、Ｄ（≡ｆ（i,j＋△ｙ））、Ｍ（≡ｆ（ｉ＋△x,
j＋△ｙ））の画素を補間する場合を示している。（以
下、これらの補間されるべき点は、単に点Ｒ、点Ｄ、点
Ｍと記す。）そしてこれらの画像信号の値Ｒ、Ｄ、Ｍは
上記の式によって求めることができる。即ち、点Ｄに
対応して、A21とA22との組を用いて外挿値ｇ（A21,
A22）が、さらにA24とA23との組を用いてｇ（A23,A24）
が求まる。次に、点Ｒに対応して、A12とA22との組を用
いてｇ（A12,A22）が、A32とA42との組を用いてｇ
（A32,A42）が求まる。さらに、点Ｍに対応して、A11と
A22との組を用いてｇ（A11,A22）が、A14とA23との組を
用いてｇ（A14,A23）が、A44とA33との組を用いてｇ（A
44,A33）が、A41とA32との組を用いてｇ（A41,A32）が
それぞれ求められる。さらにまた、点R,D,Mに対応して
求められた外挿値ｇをそれぞれ平均した値を点R,D,Mの
画素の画像信号の値とすることにより補間がなされる。
の画像における画素の横軸方向の位置が（ｉ−１）乃至
（ｉ＋２）で縦軸方向の位置が（ｊ−１）乃至（ｊ＋
２）の部分を示している。但し、２≦ｉ≦ｎ−2,2≦ｊ
≦ｍ−２である。また、各画素の濃度、即ち画像信号の
値ｆ（ｉ−1,j−１），…,f（ｉ＋2,j＋２）は、それぞ
れA11,…,A44と表されている。そして第２図（Ｂ）は、
この第２図（Ａ）に示された画像において、（横軸方向
の位置，縦軸方向の位置）で示される位置がそれぞれ
（ｉ＋△x,j）、（i,j＋△ｙ）、（ｉ＋△x,j＋△ｙ）
である点（但し△ｙは、上述の△ｘと同様に０＜△ｙ＜
１である）に、画像信号の値がＲ（≡ｆ（ｉ＋△x,
j））、Ｄ（≡ｆ（i,j＋△ｙ））、Ｍ（≡ｆ（ｉ＋△x,
j＋△ｙ））の画素を補間する場合を示している。（以
下、これらの補間されるべき点は、単に点Ｒ、点Ｄ、点
Ｍと記す。）そしてこれらの画像信号の値Ｒ、Ｄ、Ｍは
上記の式によって求めることができる。即ち、点Ｄに
対応して、A21とA22との組を用いて外挿値ｇ（A21,
A22）が、さらにA24とA23との組を用いてｇ（A23,A24）
が求まる。次に、点Ｒに対応して、A12とA22との組を用
いてｇ（A12,A22）が、A32とA42との組を用いてｇ
（A32,A42）が求まる。さらに、点Ｍに対応して、A11と
A22との組を用いてｇ（A11,A22）が、A14とA23との組を
用いてｇ（A14,A23）が、A44とA33との組を用いてｇ（A
44,A33）が、A41とA32との組を用いてｇ（A41,A32）が
それぞれ求められる。さらにまた、点R,D,Mに対応して
求められた外挿値ｇをそれぞれ平均した値を点R,D,Mの
画素の画像信号の値とすることにより補間がなされる。
上記の式から、Ｒ及びＤはそれぞれ次のように表さ
れる。
れる。
Ｄ＝1/2（ｇ（A21,A22）＋ｇ（A23,A24）） ＝1/2｛（ｋ＋１）（A22＋A23）−ｋ（A21＋A24）｝ ＝1/2｛（ｋ＋１）（ｆ（i,j）＋ｆ（ｉ＋1, ｊ））−ｋ（ｆ（ｉ−1,j）＋ｆ（ｉ＋2, ｊ）｝ … Ｒ＝1/2（ｇ（A12,A22）＋ｇ（A32,A42） ＝1/2｛（ｋ＋１）（A22＋A32）−ｋ（A12＋A42）｝ ＝1/2｛（ｋ＋１）（ｆ（i,j）＋ｆ（i,j ＋１）−ｋ（ｆ（i,j−１）＋ｆ（i,j ＋２）｝ … 但し、Ｆを画像の最高濃度とすると、０≦Ｒ≦Ｆ、０
≦Ｄ≦Ｆである。
≦Ｄ≦Ｆである。
ところでＭについては、上記のようにｇ（A11,A22）,
g（A14,A23）,g（A44,A33）及びｇ（A41,A32）の４つの
いずれか２つ以上を組み合わせて平均することによって
求めることができる。例えば、２つを組み合わせた場
合、Ｍの値としては次の６つの値M1乃至M6を導くことが
可能である。
g（A14,A23）,g（A44,A33）及びｇ（A41,A32）の４つの
いずれか２つ以上を組み合わせて平均することによって
求めることができる。例えば、２つを組み合わせた場
合、Ｍの値としては次の６つの値M1乃至M6を導くことが
可能である。
M1＝1/2（ｇ（A11,A22）＋ｇ（A44,A33）） M2＝1/2（ｇ（A14,A23）＋ｇ（A41,A32）） M3＝1/2（ｇ（A11,A22）＋ｇ（A14,A23）） M4＝1/2（ｇ（A14,A23）＋ｇ（A44,A33）） M5＝1/2（ｇ（A44,A33）＋ｇ（A41,A32）） M6＝1/2（ｇ（A41,A32）＋ｇ（A11,A22）） 画像信号の補間の場合、補間しようとする点の周辺の
画素の画像信号をできるだけ多く考慮したほうが、より
信頼性の高い補間値が得られる。従って、この場合、Ｍ
の値を求めるためには４つの外挿値ｇを組み合わせて平
均することが最も好ましい。その場合、Ｍは次のように
求められる。
画素の画像信号をできるだけ多く考慮したほうが、より
信頼性の高い補間値が得られる。従って、この場合、Ｍ
の値を求めるためには４つの外挿値ｇを組み合わせて平
均することが最も好ましい。その場合、Ｍは次のように
求められる。
Ｍ＝1/4（ｇ（A11,A22）＋ｇ（A14,A23） ＋ｇ（A44,A33）＋ｇ（A41,A32）） … ＝1/4｛（ｋ＋１）（A22＋A23＋A33＋A32）−ｋ（A11 ＋A14＋A44＋A41）｝ … この式は、次式のようにも表現できる。
ｆ（ｉ＋△x,i＋△ｙ）＝1/4｛（ｋ＋１）（ｆ（i,j） ＋ｆ（i,j＋１）＋ｆ（ｉ＋1,j＋１）＋ｆ（ｉ ＋1,j））−ｋ（ｆ（ｉ−1,j−１）＋ｆ（ｉ−1,j ＋２）＋ｆ（ｉ＋2,j＋２）＋ｆ（ｉ＋2,j−１）｝… 但し、Ｆを最大濃度値とすると、０≦Ｍ≦Ｆ、即ち０
≦ｆ（ｉ＋△x,j＋△ｙ）≦Ｆである。但し、Ｍの値を
求めるために組み合わせる外挿値の数を２、３、４のい
ずれにするかは、画像の種類、システムの処理速度等と
の関係から適宜選択すればよい。
≦ｆ（ｉ＋△x,j＋△ｙ）≦Ｆである。但し、Ｍの値を
求めるために組み合わせる外挿値の数を２、３、４のい
ずれにするかは、画像の種類、システムの処理速度等と
の関係から適宜選択すればよい。
従って、式、、に第１画像のそれぞれの画素の
画像信号の値を代入することにより、新しい画素の画像
信号の値を補間することができる。
画像信号の値を代入することにより、新しい画素の画像
信号の値を補間することができる。
以上、第２図（Ａ）及び（Ｂ）においては、画素の横
軸（ｉ−１）乃至（ｉ＋２）及び縦軸（ｊ−１）乃至
（ｊ＋２）の部分を用いて説明した関係上、点Ｒの画像
信号の値すなわちＲ（＝ｆ（ｉ＋△x,j））、点Ｄの画
像信号の値すなわちＤ（＝ｆ（i,j＋△ｙ））及び点Ｍ
の画像信号の値すなわちＭ（＝ｆ（ｉ＋△x,j＋△
ｙ））は、２≦ｉ≦ｎ−2,2≦ｊ≦ｍ−２の範囲で示し
た。
軸（ｉ−１）乃至（ｉ＋２）及び縦軸（ｊ−１）乃至
（ｊ＋２）の部分を用いて説明した関係上、点Ｒの画像
信号の値すなわちＲ（＝ｆ（ｉ＋△x,j））、点Ｄの画
像信号の値すなわちＤ（＝ｆ（i,j＋△ｙ））及び点Ｍ
の画像信号の値すなわちＭ（＝ｆ（ｉ＋△x,j＋△
ｙ））は、２≦ｉ≦ｎ−2,2≦ｊ≦ｍ−２の範囲で示し
た。
しかしながら、ｎ×ｍ個の画素からなる第１画像を用
いて、本発明に係る補間方法を適用する場合、点Ｒの画
像信号の値すなわちＲ（＝ｆ（ｉ＋△x,j））に関して
は、２≦ｉ≦（ｎ−２）、１≦ｊ≦ｍの範囲で、点Ｄの
画像信号の値すなわちＤ（＝ｆ（i,j＋△ｙ））に関し
ては、１≦ｉ≦n,2≦ｊ≦（ｍ−２）の範囲で、 点Ｍの画像信号の値すなわちＭ（＝ｆ（ｉ＋△x,j＋
△ｙ））に関しては、２≦ｉ≦（ｎ−２）,2≦ｊ≦（ｍ
−２）の範囲で適用可能なものである。
いて、本発明に係る補間方法を適用する場合、点Ｒの画
像信号の値すなわちＲ（＝ｆ（ｉ＋△x,j））に関して
は、２≦ｉ≦（ｎ−２）、１≦ｊ≦ｍの範囲で、点Ｄの
画像信号の値すなわちＤ（＝ｆ（i,j＋△ｙ））に関し
ては、１≦ｉ≦n,2≦ｊ≦（ｍ−２）の範囲で、 点Ｍの画像信号の値すなわちＭ（＝ｆ（ｉ＋△x,j＋
△ｙ））に関しては、２≦ｉ≦（ｎ−２）,2≦ｊ≦（ｍ
−２）の範囲で適用可能なものである。
なお後で説明する第６図A,Bのフローチャートで示す
如く、第１画素の外側に１行、１列の画素があるものと
仮定して、本発明の方法を適用しようとする場合は、点
Ｒは、１＜ｉ＜n,1≦ｊ≦ｍの範囲で、点Ｄは１≦ｉ≦
n,1＜ｊ＜ｍの範囲で、点Ｍは１＜ｉ＜n,1＜ｊ＜ｍの範
囲でそれぞれ適用出来ることとなる。
如く、第１画素の外側に１行、１列の画素があるものと
仮定して、本発明の方法を適用しようとする場合は、点
Ｒは、１＜ｉ＜n,1≦ｊ≦ｍの範囲で、点Ｄは１≦ｉ≦
n,1＜ｊ＜ｍの範囲で、点Ｍは１＜ｉ＜n,1＜ｊ＜ｍの範
囲でそれぞれ適用出来ることとなる。
尚、第２図（Ｃ）は、上記の様にして線形外挿平均法
を２次元に拡張して新たな画素D,M及びＲを補関して求
める方法の考え方を示す模式図であり、 また、上記の式は、次のようなオペレータ（演算
子）を用いて表現することも可能である。
を２次元に拡張して新たな画素D,M及びＲを補関して求
める方法の考え方を示す模式図であり、 また、上記の式は、次のようなオペレータ（演算
子）を用いて表現することも可能である。
従って、本発明に従う線形外挿平均法によって画像信
号を補間するに当たっては、第３図（Ａ）に示すよう
な、強調係数からなるフィルター（以下、単に空間フィ
ルターと称する）を使用し、画像信号の値の入った２次
元配列（以下、ウインドウと称する）との演算により補
間する画像信号の値を求めることが出来る。さらにその
際、強調係数に異なる値を代入した複数の空間フィルタ
ーを予め用意して使い分けることにより、画像信号の補
間によって形成される第２の画像の強調の程度を容易に
制御可能である。第３図（Ｂ）及び（Ｃ）は、強調係数
ｋが1/2と２の場合の空間フィルターをそれぞれ示して
いる。また、式及びについても、同様に第３図
（Ｄ）及び（Ｅ）に示す空間フィルターが使用できる。
号を補間するに当たっては、第３図（Ａ）に示すよう
な、強調係数からなるフィルター（以下、単に空間フィ
ルターと称する）を使用し、画像信号の値の入った２次
元配列（以下、ウインドウと称する）との演算により補
間する画像信号の値を求めることが出来る。さらにその
際、強調係数に異なる値を代入した複数の空間フィルタ
ーを予め用意して使い分けることにより、画像信号の補
間によって形成される第２の画像の強調の程度を容易に
制御可能である。第３図（Ｂ）及び（Ｃ）は、強調係数
ｋが1/2と２の場合の空間フィルターをそれぞれ示して
いる。また、式及びについても、同様に第３図
（Ｄ）及び（Ｅ）に示す空間フィルターが使用できる。
尚、本発明に従う補間方法によっては、第１の画像が
ｎ行ｍ列（但し、「行」は横（Ｘ）軸方向の画素の並
び、「列」は縦（Ｙ）軸方向の画素の並びを指称する）
の画素からなる場合、即ちｎ×ｍ個の画素から構成され
る場合、補間すべき点を囲む２行２列の画素の画像信号
を使用するため、第１の画像の外周から画素の１行目と
第２行目との間及び又は第１行目と第２行目との間に
は、画像信号の補間はできない場合がある。しかし、実
際のTV信号等をサンプリング（標本化）してフレームメ
モリに記憶された第１の画像は500×500程度の画素から
なっており、その外周から２行２列（以下、外周部と称
する）の画素の画像信号の補間を省略しても実用上は問
題とならない。また、第１の画像の上記外周部について
も画像信号の補間をする必要があれば、上述の一次元の
場合の線形外挿平均法を適用して補間すること、或は従
来のニヤレストネイバー法、バイリニア法、線形外挿法
を適用して補間すること（以下の説明において周辺処理
と称する）もまた可能である。
ｎ行ｍ列（但し、「行」は横（Ｘ）軸方向の画素の並
び、「列」は縦（Ｙ）軸方向の画素の並びを指称する）
の画素からなる場合、即ちｎ×ｍ個の画素から構成され
る場合、補間すべき点を囲む２行２列の画素の画像信号
を使用するため、第１の画像の外周から画素の１行目と
第２行目との間及び又は第１行目と第２行目との間に
は、画像信号の補間はできない場合がある。しかし、実
際のTV信号等をサンプリング（標本化）してフレームメ
モリに記憶された第１の画像は500×500程度の画素から
なっており、その外周から２行２列（以下、外周部と称
する）の画素の画像信号の補間を省略しても実用上は問
題とならない。また、第１の画像の上記外周部について
も画像信号の補間をする必要があれば、上述の一次元の
場合の線形外挿平均法を適用して補間すること、或は従
来のニヤレストネイバー法、バイリニア法、線形外挿法
を適用して補間すること（以下の説明において周辺処理
と称する）もまた可能である。
また、第１の画像の上記外周部の更に外側にも画素が
あると仮定し、その画素に特定の画像信号を有するもの
として、本発明の線形外挿平均法をそのまま適用し、上
記外周部の補間を行うこともまた可能である。
あると仮定し、その画素に特定の画像信号を有するもの
として、本発明の線形外挿平均法をそのまま適用し、上
記外周部の補間を行うこともまた可能である。
なお、第１画像を用いて、多くの画素からなる第２画
素を得る場合は、第１画素の隣接画素間に、本発明に係
る補間方法を用いて、それぞれ１個の新たな画素を形成
せしめ、しかる後、その補間された画素を用いて、再度
本発明に係る補間方法を適用して、新たな補間を行い、
これを必要回数繰り返す事によって、目的とする多くの
画素からなる第２画素を得ることが出来るものである。
素を得る場合は、第１画素の隣接画素間に、本発明に係
る補間方法を用いて、それぞれ１個の新たな画素を形成
せしめ、しかる後、その補間された画素を用いて、再度
本発明に係る補間方法を適用して、新たな補間を行い、
これを必要回数繰り返す事によって、目的とする多くの
画素からなる第２画素を得ることが出来るものである。
そして、本発明の補間方法の繰り返しにおいては、１
回の補間を行うたびに、任意の値の強調係数を選択使用
することが可能なもので、希望するシャープネスを有す
る目的画像を得ることが出来るものである。
回の補間を行うたびに、任意の値の強調係数を選択使用
することが可能なもので、希望するシャープネスを有す
る目的画像を得ることが出来るものである。
また、本発明は、前述した補間方法を用いた画像信号
処理装置を提供しようとするものであり、当該処理装置
は、以下の部分から主として構成されるものである。す
なわち、 テレビジョン信号等の画像信号から高解像度の画像を
作成するための画像信号の処理装置において、 テレビジョン、ビデオテープ、ビデオディスク、テレ
シネ、光ディスクその他の媒体等の、画像処理装置源か
ら所望の画像を選択し、選択された画像信号について、
必要に応じてA/D変換を行った後、画像信号を記憶する
第１の記憶部を具備する入力部と、第１の記憶部に記憶
された画像信号を読み出し、平滑化処理、アスペクト比
補正、階調補正等の画質向上処理を行い、該処理された
画像信号を記憶する第２の記憶部を具備する画質向上処
理部と、第２の記憶部に記憶された処理画像信号を読み
出し、線形外挿平均法によって画像信号の補間を行うた
めの補間演算処理回路及び補間された画像信号を記憶す
る第３の記憶部を具備する補間演算処理部と、 第３の記憶部に記憶された補間画像信号を出力するた
めの出力部と、 を備えることを特徴とする画像信号の処理装置を提供す
るものである。
処理装置を提供しようとするものであり、当該処理装置
は、以下の部分から主として構成されるものである。す
なわち、 テレビジョン信号等の画像信号から高解像度の画像を
作成するための画像信号の処理装置において、 テレビジョン、ビデオテープ、ビデオディスク、テレ
シネ、光ディスクその他の媒体等の、画像処理装置源か
ら所望の画像を選択し、選択された画像信号について、
必要に応じてA/D変換を行った後、画像信号を記憶する
第１の記憶部を具備する入力部と、第１の記憶部に記憶
された画像信号を読み出し、平滑化処理、アスペクト比
補正、階調補正等の画質向上処理を行い、該処理された
画像信号を記憶する第２の記憶部を具備する画質向上処
理部と、第２の記憶部に記憶された処理画像信号を読み
出し、線形外挿平均法によって画像信号の補間を行うた
めの補間演算処理回路及び補間された画像信号を記憶す
る第３の記憶部を具備する補間演算処理部と、 第３の記憶部に記憶された補間画像信号を出力するた
めの出力部と、 を備えることを特徴とする画像信号の処理装置を提供す
るものである。
以下においては、図面を用いて、本発明の好適な実施
例たる画像信号の処理装置をより具体的に説明する。
例たる画像信号の処理装置をより具体的に説明する。
好適な実施例の説明 第４図は、本発明に従う画像信号の補間方法を実施す
るための画像信号の処理装置を示す略ブロック図であ
る。
るための画像信号の処理装置を示す略ブロック図であ
る。
入力画像信号としては、テレビジョンからのTV信号
（１）,VTRからのVTR信号（２），電子スチルカメラや
レーザーディスクなどからのVDR信号（３）が使用でき
る。また、フィルム、スライド、テロップ等をテレシネ
装置を介して得られたテレシネ信号（４）も利用でき
る。以下、これらの信号をも含めて総称的にTV信号と記
す。これらのTV信号は、アナログ信号であるため、A/D
変換器（８）により量子化され、フレームメモリ（９）
にアドレスをもった信号として記憶される。一方、予
め、デジタル化された信号、例えば光ディスク（５）或
はコンピューターグラフィックス（CG）（６）等からの
デジタル信号も入力信号として使用でき、A/D変換器
（８）を介さずにフレームメモリ（９）に記憶される。
デジタル化された入力画像信号は、フレームメモリ９−
１、９−２のうち後続の処理に使用されていない方、例
えば第４図（Ａ）では、フレームメモリ９−１に記憶さ
れることとなる。なお、フレームメモリの選択及び入力
画像信号の選択は、制御部（10）によって行われる。D/
A変換器（11）及びモニタデイスプレイ（12）はフレー
ムメモリ（９）の信号を必要に応じディスプレイ上に写
し出すための装置である。
（１）,VTRからのVTR信号（２），電子スチルカメラや
レーザーディスクなどからのVDR信号（３）が使用でき
る。また、フィルム、スライド、テロップ等をテレシネ
装置を介して得られたテレシネ信号（４）も利用でき
る。以下、これらの信号をも含めて総称的にTV信号と記
す。これらのTV信号は、アナログ信号であるため、A/D
変換器（８）により量子化され、フレームメモリ（９）
にアドレスをもった信号として記憶される。一方、予
め、デジタル化された信号、例えば光ディスク（５）或
はコンピューターグラフィックス（CG）（６）等からの
デジタル信号も入力信号として使用でき、A/D変換器
（８）を介さずにフレームメモリ（９）に記憶される。
デジタル化された入力画像信号は、フレームメモリ９−
１、９−２のうち後続の処理に使用されていない方、例
えば第４図（Ａ）では、フレームメモリ９−１に記憶さ
れることとなる。なお、フレームメモリの選択及び入力
画像信号の選択は、制御部（10）によって行われる。D/
A変換器（11）及びモニタデイスプレイ（12）はフレー
ムメモリ（９）の信号を必要に応じディスプレイ上に写
し出すための装置である。
次に、フレームメモリ９−２に記憶された入力画像信
号は、画質向上処理部（13）に供給される。このとき他
方のフレームメモリ９−１は、制御部（10）からの指示
によって、次の入力画像信号を記憶する。このようにフ
レームメモリ９−１及び９−２は、上述の方法で交互に
切り換えられて使用される。なお、多くの画像信号を並
行的に記憶する必要があるときは、必要数のフレームメ
モリを用意することが出来る。
号は、画質向上処理部（13）に供給される。このとき他
方のフレームメモリ９−１は、制御部（10）からの指示
によって、次の入力画像信号を記憶する。このようにフ
レームメモリ９−１及び９−２は、上述の方法で交互に
切り換えられて使用される。なお、多くの画像信号を並
行的に記憶する必要があるときは、必要数のフレームメ
モリを用意することが出来る。
なお、TV信号がカラー画像信号の場合は、RGBデコー
ダ（７）により、R,G,B信号に分離された後、それぞれA
/D変換器（８）によりデジタル信号に変換され、R,G,B
信号のそれぞれが各フレームメモリに蓄えられることと
なる。
ダ（７）により、R,G,B信号に分離された後、それぞれA
/D変換器（８）によりデジタル信号に変換され、R,G,B
信号のそれぞれが各フレームメモリに蓄えられることと
なる。
以上のように、TV信号など入力画像信号の場合には、
このフレームメモリの（例えば512×512個の）各アドレ
ス（画素に相当する）に、例えば８ビット（従って256
レベル）の濃度値として記憶される。
このフレームメモリの（例えば512×512個の）各アドレ
ス（画素に相当する）に、例えば８ビット（従って256
レベル）の濃度値として記憶される。
フレームメモリ（９）に蓄えられた入力画像信号は、
次いで、画質向上処理部（13）で必要な画質向上処理が
行われることとなる。すなわち、画質向上処理部（13）
においては、フレームメモリ（９）より読み出した画像
信号について、平滑化処理、アスペクト比補正、階調補
正等の必要な処理が行われ、処理後の画像信号は、CPU
（14）を経由して、RAM（15）に蓄えられる。このと
き、RAM（15）に蓄えられた画像信号は、必要に応じ、
フロッピーディスク、ハードディスク等のイメージファ
イル（16）に蓄えることも可能であるし、また必要に応
じCRTディスプレイ（17）でもって表示し、確認するこ
とも出来るものである。
次いで、画質向上処理部（13）で必要な画質向上処理が
行われることとなる。すなわち、画質向上処理部（13）
においては、フレームメモリ（９）より読み出した画像
信号について、平滑化処理、アスペクト比補正、階調補
正等の必要な処理が行われ、処理後の画像信号は、CPU
（14）を経由して、RAM（15）に蓄えられる。このと
き、RAM（15）に蓄えられた画像信号は、必要に応じ、
フロッピーディスク、ハードディスク等のイメージファ
イル（16）に蓄えることも可能であるし、また必要に応
じCRTディスプレイ（17）でもって表示し、確認するこ
とも出来るものである。
このようにしてRAM（15）もしくはイメージファイル
（16）から読み出され、RAM（15）に蓄えられた画像信
号は、補間演算回路（18）によって、前述した線形外挿
平均法に基づき演算処理がなされる。
（16）から読み出され、RAM（15）に蓄えられた画像信
号は、補間演算回路（18）によって、前述した線形外挿
平均法に基づき演算処理がなされる。
当該補間演算処理を、高速で実施することは、CPU（1
4）とは別にパイプラインプロセッサ等の高速演算処理
ユニットを使用することによって、可能となる。RAM（1
5）から読み出された画像信号は、補間演算回路（18）
において、線形外挿平均法により、新たな画素の画像信
号を演算により求め、画像メモリ（19）に順次記憶され
る。
4）とは別にパイプラインプロセッサ等の高速演算処理
ユニットを使用することによって、可能となる。RAM（1
5）から読み出された画像信号は、補間演算回路（18）
において、線形外挿平均法により、新たな画素の画像信
号を演算により求め、画像メモリ（19）に順次記憶され
る。
なお、画像メモリ（19）への各画素の信号を記憶させ
る方法としては、最終出力画像の画素の数、すなわち第
１画素の画素数の何倍に相当するかを考慮し、第４図
（Ｂ）に示すように、第１画素の隣接画素間に（2P−
１）（ｐは、繰り返し行う補間の回数）個の間隔をあけ
て画素の信号を配置することが効率的である。
る方法としては、最終出力画像の画素の数、すなわち第
１画素の画素数の何倍に相当するかを考慮し、第４図
（Ｂ）に示すように、第１画素の隣接画素間に（2P−
１）（ｐは、繰り返し行う補間の回数）個の間隔をあけ
て画素の信号を配置することが効率的である。
第４図（Ｂ）は、画像メモリ（19）に記憶された画像
について２回の外挿補間を繰り返した場合の画像信号の
配置の方法を模式的に示したものである。図中におい
て、○印は、第１画像の各画素の画像信号を示すもの
で、２回繰り返して補間を行う場合は、（2P−１）より
22−１＝３となり、第１画像の隣接画素間に３個の画素
の空間をあけて、画像メモリ（19）中に蓄えられる。一
方、×印は第１画像の各画素の信号を用いて、本発明の
方法により１回の外挿補間を行った場合の各信号の配置
位置を示すものである。
について２回の外挿補間を繰り返した場合の画像信号の
配置の方法を模式的に示したものである。図中におい
て、○印は、第１画像の各画素の画像信号を示すもの
で、２回繰り返して補間を行う場合は、（2P−１）より
22−１＝３となり、第１画像の隣接画素間に３個の画素
の空間をあけて、画像メモリ（19）中に蓄えられる。一
方、×印は第１画像の各画素の信号を用いて、本発明の
方法により１回の外挿補間を行った場合の各信号の配置
位置を示すものである。
一方△印は、○印及び×印の信号に更に本発明に係る
補間方法を適用（２回の繰り返し補間に相当）して得た
画素の各信号の配置位置を示すものである。
補間方法を適用（２回の繰り返し補間に相当）して得た
画素の各信号の配置位置を示すものである。
以上のような形で、第１画像の元の画像信号及び補間
により得た画像信号をそれぞれ画像メモリ（19）に配置
せしめることによって、効果的な処理が可能となる。
により得た画像信号をそれぞれ画像メモリ（19）に配置
せしめることによって、効果的な処理が可能となる。
必要な回数の補間演算を行った後の画像メモリ（19）
に蓄えられた画像データはインターフェース（20）を介
して出力装置（21）により、例えば、写真フィルム、印
画紙等に出力されることとなる。なお、第４図（Ａ）で
は示していないが、出力装置とは、レーザービームプロ
ッター、等を意味しスキャナーの出力部を使用すること
も可能である。また出力装置にバッファーメモリ等を設
けてある場合は、それに画像データを一時蓄えてから出
力することも可能であり、また印刷等の網点化画像を必
要とする場合は、画像データを網かけした後出力するこ
とも可能である。
に蓄えられた画像データはインターフェース（20）を介
して出力装置（21）により、例えば、写真フィルム、印
画紙等に出力されることとなる。なお、第４図（Ａ）で
は示していないが、出力装置とは、レーザービームプロ
ッター、等を意味しスキャナーの出力部を使用すること
も可能である。また出力装置にバッファーメモリ等を設
けてある場合は、それに画像データを一時蓄えてから出
力することも可能であり、また印刷等の網点化画像を必
要とする場合は、画像データを網かけした後出力するこ
とも可能である。
第５図（Ａ）及び（Ｂ）は、第４図（Ａ）に示した装
置を用いて、本発明に従う画像信号の補間方法を実施す
る際の手続き操作の流れを例示するフローチャートであ
る。
置を用いて、本発明に従う画像信号の補間方法を実施す
る際の手続き操作の流れを例示するフローチャートであ
る。
さて、本発明に従う線型外挿平均法を第４図（Ａ）に
示した装置で実施する場合、まず、第１の画像の画像デ
ータの横（Ｘ）軸方向及び縦（Ｙ）軸方向の画素数を変
数IX及びIYに初期値としてセットする（ステップ）。
また空間フィルタｆ（i,j）に値をセットする（ステッ
プ）。次に、第１の画像の第１列乃至第３列の画像デ
ータをRAM（15）から配列L1,L2,L3に読み込み外周部に
ついて一次元の外挿法等で周辺処理して画像メモリ（1
9）に書き出す（ステップ）。さらに列番号を示す変
数Ｊに初期値４をセットする（ステップ）。そしてＪ
列目の画像データを配列L4に読み込む（ステップ）。
配列L3の画像データを２倍の長さの配列LL1の奇数番地
の要素に、そしてL4の画像データを同様に２倍の長さの
配列LL2の奇数番地の要素に入れる（ステップ）。配
列LL1及びLL2の左端２列分を一次元の外挿法等で補間処
理をする（ステップ）。ここで、行番号を示す変数Ｉ
に値１をセットする（ステップ）。そしてウインドウ
ｗ（i,j）に画像データをセットし（ステップ）、こ
のウインドウの画像データに上記３種類の空間フィルタ
を作用させて補間データR,D,Mの値を求め（ステップ
）、さらにこのＲの値をLL1の偶数番地の要素に入
れ、Ｄ及びＭを２倍の長さの配列LL3に入れる（ステッ
プ）。その後、変数Ｉの値を１増加させ（ステップ
）、変数Ｉの値を（IX−３）の値と比較して（ステッ
プ）、Ｉの方が小さいとき又はＩと等しいときは処理
はステップに戻る。大きいときには、LL1及びLL3の右
端２列分の周辺処理をして（ステップ）、結果を画像
メモリに書き出す（ステップ）。次に、L1,L2,L3のデ
ータを、L2,L3,L4のデータと入れ換える（ステップ
）。ここで、変数Ｊの値を１増加させて（ステップ
）、Ｊの値とIYの値とを比較して（ステップ）、Ｊ
の方が小さいとき又はＪと等しいときは処理はステップ
に戻る。大きければL1,L2,L3のデータを画像メモリに
書き出す（ステップ）。
示した装置で実施する場合、まず、第１の画像の画像デ
ータの横（Ｘ）軸方向及び縦（Ｙ）軸方向の画素数を変
数IX及びIYに初期値としてセットする（ステップ）。
また空間フィルタｆ（i,j）に値をセットする（ステッ
プ）。次に、第１の画像の第１列乃至第３列の画像デ
ータをRAM（15）から配列L1,L2,L3に読み込み外周部に
ついて一次元の外挿法等で周辺処理して画像メモリ（1
9）に書き出す（ステップ）。さらに列番号を示す変
数Ｊに初期値４をセットする（ステップ）。そしてＪ
列目の画像データを配列L4に読み込む（ステップ）。
配列L3の画像データを２倍の長さの配列LL1の奇数番地
の要素に、そしてL4の画像データを同様に２倍の長さの
配列LL2の奇数番地の要素に入れる（ステップ）。配
列LL1及びLL2の左端２列分を一次元の外挿法等で補間処
理をする（ステップ）。ここで、行番号を示す変数Ｉ
に値１をセットする（ステップ）。そしてウインドウ
ｗ（i,j）に画像データをセットし（ステップ）、こ
のウインドウの画像データに上記３種類の空間フィルタ
を作用させて補間データR,D,Mの値を求め（ステップ
）、さらにこのＲの値をLL1の偶数番地の要素に入
れ、Ｄ及びＭを２倍の長さの配列LL3に入れる（ステッ
プ）。その後、変数Ｉの値を１増加させ（ステップ
）、変数Ｉの値を（IX−３）の値と比較して（ステッ
プ）、Ｉの方が小さいとき又はＩと等しいときは処理
はステップに戻る。大きいときには、LL1及びLL3の右
端２列分の周辺処理をして（ステップ）、結果を画像
メモリに書き出す（ステップ）。次に、L1,L2,L3のデ
ータを、L2,L3,L4のデータと入れ換える（ステップ
）。ここで、変数Ｊの値を１増加させて（ステップ
）、Ｊの値とIYの値とを比較して（ステップ）、Ｊ
の方が小さいとき又はＪと等しいときは処理はステップ
に戻る。大きければL1,L2,L3のデータを画像メモリに
書き出す（ステップ）。
また第６図（Ａ）及び（Ｂ）は、周辺部の補間も本発
明の線形外挿平均法で行う場合のフローチャートを示す
ものである。第６図（Ａ）において、ステップ′及び
ステップ′は、第５図（Ａ）のフローチャートの場合
と同じである。
明の線形外挿平均法で行う場合のフローチャートを示す
ものである。第６図（Ａ）において、ステップ′及び
ステップ′は、第５図（Ａ）のフローチャートの場合
と同じである。
次に第１画像の第１列の外側にデータがあると想定し
て、配列L1に値０を並べる（ステップ′）。次に、第
１の画像の第１列乃至第２列の画像データをRAM（15）
から配列L2,L3にそれぞれ読み込む（ステップ′及び
′）。さらに列番号を示す変数Ｊに初期値３をセット
する（ステップ′）。そしてＪ列目の画像データを配
列L4に読み込む（ステップ′）。配列L2の画像データ
を２倍の長さの配列LL1の偶数番地の要素に、そしてL3
の画像データを同様に２倍の長さの配列LL3の奇数番地
の要素に入れる（ステップ′）。ここで、行番号を示
す変数Ｉに値−１をセットする（ステップ′）。そし
てウインドウｗ（i,j）に画像データをセットし（ステ
ップ′）、もしウインドウｗ（i,j）にセットする画
像データがない場合は０をセットする（ステップ
′）。このウインドウの画像データに上記３種類の空
間フィルタを作用させて補間データR,D,Mの値を求め
（ステップ′）、さらにこのＲの値をLL1の奇数番地
の要素に入れ（ステップ′）、Ｄを２倍の長さの配列
LL2の偶数番地に（ステップ′）、ＭをLL2の奇数番地
にそれぞれ入れる（ステップ′）。その後、変数Ｉの
値を１増加させ（ステップ′）、変数Ｉの値を（IX＋
３）の値と比較して（ステップ′）、Ｉの方が小さい
とき又はＩと等しいとき処理はステップ′に戻る。大
きいときには、LL1及びLL2を画像メモリ（19）に書き出
す（ステップ′）。次に、L1,L2,L3及びLL1のデータ
を、L2,L3,L4及びLL3のデータと入れ換える（ステップ
′）。ここで、変数Ｊの値を１増加させて（ステップ
′）、Ｊの値と（IY＋３）の値とを比較して（ステッ
プ′）、Ｊの方が小さいとき又はＪと等しいときは処
理はステップ′に戻る。大きければL1,L2,L3のデータ
を画像メモリ（19）に書き出し（ステップ′）補間処
理を行う。
て、配列L1に値０を並べる（ステップ′）。次に、第
１の画像の第１列乃至第２列の画像データをRAM（15）
から配列L2,L3にそれぞれ読み込む（ステップ′及び
′）。さらに列番号を示す変数Ｊに初期値３をセット
する（ステップ′）。そしてＪ列目の画像データを配
列L4に読み込む（ステップ′）。配列L2の画像データ
を２倍の長さの配列LL1の偶数番地の要素に、そしてL3
の画像データを同様に２倍の長さの配列LL3の奇数番地
の要素に入れる（ステップ′）。ここで、行番号を示
す変数Ｉに値−１をセットする（ステップ′）。そし
てウインドウｗ（i,j）に画像データをセットし（ステ
ップ′）、もしウインドウｗ（i,j）にセットする画
像データがない場合は０をセットする（ステップ
′）。このウインドウの画像データに上記３種類の空
間フィルタを作用させて補間データR,D,Mの値を求め
（ステップ′）、さらにこのＲの値をLL1の奇数番地
の要素に入れ（ステップ′）、Ｄを２倍の長さの配列
LL2の偶数番地に（ステップ′）、ＭをLL2の奇数番地
にそれぞれ入れる（ステップ′）。その後、変数Ｉの
値を１増加させ（ステップ′）、変数Ｉの値を（IX＋
３）の値と比較して（ステップ′）、Ｉの方が小さい
とき又はＩと等しいとき処理はステップ′に戻る。大
きいときには、LL1及びLL2を画像メモリ（19）に書き出
す（ステップ′）。次に、L1,L2,L3及びLL1のデータ
を、L2,L3,L4及びLL3のデータと入れ換える（ステップ
′）。ここで、変数Ｊの値を１増加させて（ステップ
′）、Ｊの値と（IY＋３）の値とを比較して（ステッ
プ′）、Ｊの方が小さいとき又はＪと等しいときは処
理はステップ′に戻る。大きければL1,L2,L3のデータ
を画像メモリ（19）に書き出し（ステップ′）補間処
理を行う。
以上の手続き操作の流れで、第１画像から多くの画素
数からなる第２画像を得ることができるが、更に多くの
画素からなる最終画像を必要とする場合には、補間によ
り得られた第２画像について更に補間を行い、それを繰
り返すことによって、目的の画素数からなる画像を得る
ことができるものである。
数からなる第２画像を得ることができるが、更に多くの
画素からなる最終画像を必要とする場合には、補間によ
り得られた第２画像について更に補間を行い、それを繰
り返すことによって、目的の画素数からなる画像を得る
ことができるものである。
発明の効果 本発明に従う画像信号の補間方法によれば、従来のニ
アレストネイバー法やバイリニアー法に比べ、補間され
る点の周辺の画素の画像信号のデータを考慮した形で補
間を行うため、より高画質の画像が得られる画像信号の
値を補間でき、キュービックコンボリューション法より
アルゴリズムが簡単なため、より短い時間で処理でき
る。さらに、強調係数を任意に変更できるため、出力さ
れるべき補間後の画像のシャープネスを容易に制御可能
である。
アレストネイバー法やバイリニアー法に比べ、補間され
る点の周辺の画素の画像信号のデータを考慮した形で補
間を行うため、より高画質の画像が得られる画像信号の
値を補間でき、キュービックコンボリューション法より
アルゴリズムが簡単なため、より短い時間で処理でき
る。さらに、強調係数を任意に変更できるため、出力さ
れるべき補間後の画像のシャープネスを容易に制御可能
である。
第１図は、一次元の場合の線形外挿平均法について説明
するための図であり、 第２図（Ａ）は、二次元の場合の線形外挿平均法により
補間される第１の画像の部分を示す図であり、第２図
（Ｂ）は、第１の画像において補間されるべき新たな画
素とそれを囲む近接画素及び近傍画素の関係を示す図で
あり、第２図（Ｃ）は、これらの新たな画素を補間して
求める方法の考え方を示す模式図であり、 第３図（Ａ）は線形外挿平均法によりＭを求める際に使
用される、強調係数ｋからなる空間フィルターを示す図
であり、第３図（Ｂ），（Ｃ）はｋ＝1/2,k＝２の場合
のその空間フィルターを示す図であり、第３図（Ｄ），
（Ｅ）は、同様にしてR,Dを求める際に使用される空間
フィルターをそれぞれ示す図であり、 第４図（Ａ）は、本発明に従う画像信号の補間方法を実
施するための装置を示す略ブロック図であり、第４図
（Ｂ）は、画像メモリに記載された画像について外挿補
間を２回繰り返した場合の画像信号の配置の方法を模式
的に示す図であり、 第５図（Ａ）及び（Ｂ）は、線形外挿平均法を実施する
手続き操作の流れを示すフローチャートであり、 第６図（Ａ）及び（Ｂ）は、周辺部分をも本発明の線形
外挿平均法によって補間する場合のフローチャートであ
る。 尚、図面において、 ７……RGBデコーダ、８……A/D変換器、９……フレーム
メモリ、10……制御部、11……D/A変換器、12……モニ
ターディスプレイ、13……画質向上処理部、14……CP
U、15……RAM、16……イメージファイル、17……CRT、1
8……補間演算回路、19……画像メモリ、20……インタ
ーフェース、21……出力装置。
するための図であり、 第２図（Ａ）は、二次元の場合の線形外挿平均法により
補間される第１の画像の部分を示す図であり、第２図
（Ｂ）は、第１の画像において補間されるべき新たな画
素とそれを囲む近接画素及び近傍画素の関係を示す図で
あり、第２図（Ｃ）は、これらの新たな画素を補間して
求める方法の考え方を示す模式図であり、 第３図（Ａ）は線形外挿平均法によりＭを求める際に使
用される、強調係数ｋからなる空間フィルターを示す図
であり、第３図（Ｂ），（Ｃ）はｋ＝1/2,k＝２の場合
のその空間フィルターを示す図であり、第３図（Ｄ），
（Ｅ）は、同様にしてR,Dを求める際に使用される空間
フィルターをそれぞれ示す図であり、 第４図（Ａ）は、本発明に従う画像信号の補間方法を実
施するための装置を示す略ブロック図であり、第４図
（Ｂ）は、画像メモリに記載された画像について外挿補
間を２回繰り返した場合の画像信号の配置の方法を模式
的に示す図であり、 第５図（Ａ）及び（Ｂ）は、線形外挿平均法を実施する
手続き操作の流れを示すフローチャートであり、 第６図（Ａ）及び（Ｂ）は、周辺部分をも本発明の線形
外挿平均法によって補間する場合のフローチャートであ
る。 尚、図面において、 ７……RGBデコーダ、８……A/D変換器、９……フレーム
メモリ、10……制御部、11……D/A変換器、12……モニ
ターディスプレイ、13……画質向上処理部、14……CP
U、15……RAM、16……イメージファイル、17……CRT、1
8……補間演算回路、19……画像メモリ、20……インタ
ーフェース、21……出力装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糟谷 澄 東京都中野区沼袋３―27―12 並木マン ション303号 (72)発明者 岡森 賢治 埼玉県三郷市早稲田７―６―１―503 (56)参考文献 特開 昭60−63589（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】Ｘ軸方向にｎ個、且つＹ軸方向にｍ個（m,
nは正の整数を示す）あり全体でｎ×ｍ個の画素からな
る第１の画像の画像信号を用いて新たな数の画素からな
る第２の画像を形成するための補間方法において、 （ｉ） 補間しようとする画素の位置（ｉ＋△x,j＋△
ｙ）［但し、１≦ｉ≦n,1≦ｊ≦ｍであって且つ０≦△
ｘ＜1,0≦△ｙ＜１である。尚、ｉ＝ｎ且つｊ＝ｍの場
合と、△ｘ＝０且つ△ｙ＝０の場合と、を除く］に近接
する上記第１の画像の少なくとも２つの近接画素のそれ
ぞれの画像信号と、 上記の補間しようとする画素の位置からみて上記の少な
くとも２つの近接画素のそれぞれの延長上に存在する近
傍画素の画像信号とを読み込むステップと、 （ii） 上記の読み込まれた近接画素及び対応する近傍
画素の画像信号の少なくとも２つの組を用いて線形外挿
平均法によって上記の補間しようとする画素の位置の画
像信号を補間するステップと、 を有することを特徴とする上記補間方法。 - 【請求項２】補間しようとする第１の画素の位置（ｉ＋
△x,j＋△ｙ）［但し、２≦ｉ＜（ｎ−２）,2≦ｊ＜
（ｍ−２）であり且つ０＜△ｘ＜1,0＜△ｙ＜１］に対
応する近接画素及びそれに対応する近傍画素の組が、下
記４つの組の位置： （イ）（i,j）及び（ｉ−1,j−１）； （ロ）（i,j＋１）及び（ｉ−1,j＋２）： （ハ）（ｉ＋1,j＋１）及び（ｉ＋2,j＋２）；並びに （ニ）（ｉ＋1,j）及び（ｉ＋2,j−１）の内の少なくと
も２つの組の位置における画素であり、 補間しようとする第２の画素の位置（ｉ＋△x,j）［但
し、２≦ｉ＜（ｎ−２）,1≦ｊ≦ｍであり且つ０＜△ｘ
＜１である］に対応する近接画素及びそれに対応する近
傍画素の組が、下記２つの組の位置： （ホ）（ｉ−1,j）及び（i,j）；並びに （ヘ）（ｉ＋1,j）及び（ｉ＋2,j） における画素であり、 補間しようとする第３の画素の位置（i,j＋△ｙ）［但
し、１≦ｉ＜n,2≦ｊ＜（ｍ−２）であり且つ０＜△ｙ
＜１である］に対応する近接画素及びそれに対応する近
傍画素の組が、２つの組の位置： （ト）（i,j−１）及び（i,j）：並びに （チ）（i,j＋１）及び（i,j＋２） における画素であり、 上記の補間しようとする第１乃至第３の画素の画像信号
の値を、それら第１乃至第３の画素に対応して読み込ま
れた画像信号の値の組を用いる特許請求の範囲第１項に
記載の画像信号の補間方法。 - 【請求項３】補間しようとする第１の画素の位置（ｉ＋
△x,j＋△ｙ）［但し、２≦ｉ＜（ｎ−２）,2≦ｊ＜
（ｍ−２）であり且つ０＜△ｘ＜1,0＜△ｙ＜１］に対
応する近接画素及びそれに対応する近傍画素の組が、下
記４つの組の位置： （イ）（i,j）及び（ｉ−1,j−１）； （ロ）（i,j＋１）及び（ｉ−1,j＋２）； （ハ）（ｉ＋1,j＋１）及び（ｉ＋2,j＋２）；並びに （ニ）（ｉ＋1,j）及び（ｉ＋2,j−１） の内の少なくとも３つの組の位置における画素である特
許請求の範囲第１項に記載の画像信号の補間方法。 - 【請求項４】テレビジョン信号等の画像信号から高解像
度の画像を作成するための画像信号の処理装置であっ
て、 テレビジョン、ビデオテープ、ビデオディスク、テレシ
ネ、光ディスクその他の媒体等の画像信号源から所望の
画像を選択し、選択された画像信号について必要に応じ
てA/D変換を行った後、該選択された画像信号を記憶す
る第１の記憶部を具備する入力部と、 上記第１の記憶部に記憶された画像信号を読み出し、画
質向上処理を行い、該画質向上処理を施された処理画像
信号を記憶する第２の記憶部を具備する画質向上処理部
と、 上記第２の記憶部に記憶された処理画像信号を読み出
し、線形外挿平均法によって、画像信号の補間を行うた
めの補間演算処理回路及び補間された画像信号を記憶す
る第３の記憶部を具備する補間演算処理部と、 上記第３の記憶部に記憶された補間画像信号を出力する
ための出力部と、を備えることを特徴とする上記画像信
号の処理装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62217419A JP2577748B2 (ja) | 1986-12-01 | 1987-08-31 | 画像信号の補間方法及びそれを実施する画像信号処理装置 |
| US07/124,021 US4853794A (en) | 1986-12-01 | 1987-11-23 | Method and image processing system for reconstruction of an image |
| EP87117407A EP0269993B1 (en) | 1986-12-01 | 1987-11-25 | Method and image processing system for reconstruction of an image |
| DE3789091T DE3789091T2 (de) | 1986-12-01 | 1987-11-25 | Bildverarbeitungsverfahren und -system zur Bildrekonstruktion. |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28635186 | 1986-12-01 | ||
| JP28635286 | 1986-12-01 | ||
| JP61-286352 | 1986-12-01 | ||
| JP61-286351 | 1986-12-01 | ||
| JP62217419A JP2577748B2 (ja) | 1986-12-01 | 1987-08-31 | 画像信号の補間方法及びそれを実施する画像信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266982A JPS63266982A (ja) | 1988-11-04 |
| JP2577748B2 true JP2577748B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=27330026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62217419A Expired - Fee Related JP2577748B2 (ja) | 1986-12-01 | 1987-08-31 | 画像信号の補間方法及びそれを実施する画像信号処理装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4853794A (ja) |
| EP (1) | EP0269993B1 (ja) |
| JP (1) | JP2577748B2 (ja) |
| DE (1) | DE3789091T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5046120A (en) * | 1989-04-10 | 1991-09-03 | Beltronics, Inc. | Method of and apparatus for increasing the processing speed in the scanning inspection of circuit boards and other objects |
| CA2011507A1 (en) * | 1989-04-28 | 1990-10-28 | Jorge Gonzalez-Lopez | Parallel image filtering using convolution |
| US5229868A (en) * | 1989-08-25 | 1993-07-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method and apparatus for converting a line density of a bi-level image signal |
| GB9005544D0 (en) * | 1990-03-12 | 1990-05-09 | Spaceward Ltd | Improved outline production from a raster image |
| US5191416A (en) * | 1991-01-04 | 1993-03-02 | The Post Group Inc. | Video signal processing system |
| US5157517A (en) * | 1991-04-29 | 1992-10-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Parallel interpolator for high speed digital image enlargement |
| US5271064A (en) * | 1991-06-14 | 1993-12-14 | University Of Cincinnati | Apparatus and method for smoothing regions and enhancing edges in gray scale images |
| US5416855A (en) * | 1992-03-03 | 1995-05-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Image compression method and apparatus |
| US5424783A (en) * | 1993-02-10 | 1995-06-13 | Wong; Yiu-Fai | Clustering filter method for noise filtering, scale-space filtering and image processing |
| US5671296A (en) * | 1994-02-15 | 1997-09-23 | Unisys Corporation | Method of electronically processing a quantized image |
| US5767987A (en) * | 1994-09-26 | 1998-06-16 | Ricoh Corporation | Method and apparatus for combining multiple image scans for enhanced resolution |
| JP3865165B2 (ja) | 1996-10-30 | 2007-01-10 | 株式会社沖データ | 画像データの拡大／縮小方法 |
| JP3433086B2 (ja) * | 1998-01-22 | 2003-08-04 | 松下電器産業株式会社 | 画像変換方法および画像変換装置 |
| US5991464A (en) * | 1998-04-03 | 1999-11-23 | Odyssey Technologies | Method and system for adaptive video image resolution enhancement |
| DE69817824T2 (de) * | 1998-10-05 | 2004-08-12 | Agfa-Gevaert | Verfahren zur Glättung des Stufen-Effektes in vergösserten Bildern geringer Auflösung |
| JP2000308021A (ja) * | 1999-04-20 | 2000-11-02 | Niigata Seimitsu Kk | 画像処理回路 |
| NL1012198C2 (nl) * | 1999-05-31 | 2000-12-01 | Essential Resource B V | Werkwijze voor het verwerken van data. |
| JP3419352B2 (ja) | 1999-07-15 | 2003-06-23 | 松下電器産業株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム記録媒体 |
| US7439858B2 (en) * | 2004-06-22 | 2008-10-21 | Paxar Americas, Inc. | RFID printer and antennas |
| US7574071B2 (en) * | 2004-10-05 | 2009-08-11 | Seiko Epson Corporation | Method and apparatus for resizing images |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55602A (en) * | 1978-03-22 | 1980-01-07 | Ricoh Co Ltd | Predictive restoration method for high-density picture element |
| JPS54126415A (en) * | 1978-03-24 | 1979-10-01 | Ricoh Co Ltd | High-density picture element forecasting-restoring method |
| JPS55120265A (en) * | 1979-03-07 | 1980-09-16 | Ricoh Co Ltd | Picture forecasting restoring method |
| ATE41833T1 (de) * | 1981-01-05 | 1989-04-15 | Image Processing Tech | Verfahren und geraet zur umwandlung eines musters in eine binaere form. |
| US4437122A (en) * | 1981-09-12 | 1984-03-13 | Xerox Corporation | Low resolution raster images |
| US4651287A (en) * | 1984-06-14 | 1987-03-17 | Tsao Sherman H | Digital image processing algorithm for output devices with discrete halftone gray scale capability |
| EP0179203B1 (en) * | 1984-10-24 | 1992-04-29 | International Business Machines Corporation | Method for enlarging an image stored in run representation form |
-
1987
- 1987-08-31 JP JP62217419A patent/JP2577748B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-23 US US07/124,021 patent/US4853794A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-25 DE DE3789091T patent/DE3789091T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-25 EP EP87117407A patent/EP0269993B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| EP0269993B1 (en) | 1994-02-16 |
| EP0269993A2 (en) | 1988-06-08 |
| JPS63266982A (ja) | 1988-11-04 |
| DE3789091D1 (de) | 1994-03-24 |
| US4853794A (en) | 1989-08-01 |
| DE3789091T2 (de) | 1994-05-19 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |