JP4921759B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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Description

本発明は補間処理を実行するための画像処理装置および画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for executing interpolation processing.

一般に、コンピュータにおいては、画像を拡大または縮小するためのスケーリング処理が実行されている。画像の拡大は、例えば、ある元画像をコンピュータのディスプレイモニタにフルスクリーン表示する場合等に使用される。画像を拡大するための処理は、補間を用いて実行される。   Generally, in a computer, scaling processing for enlarging or reducing an image is performed. The image enlargement is used, for example, when a certain original image is displayed on a full screen on a computer display monitor. The process for enlarging the image is executed using interpolation.

補間の方法としては、sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間方法が知られている。この補間方法においては、補間対象画素を囲む例えば4×4の元画素の重み付け平均値が補間対象画素の画素値として算出される。4×4の元画素の重み付け平均値の算出には、4×4の重み係数が用いられる。   As an interpolation method, an interpolation method using a piecewise polynomial approximating a sin (x) / x function is known. In this interpolation method, a weighted average value of, for example, 4 × 4 original pixels surrounding the interpolation target pixel is calculated as the pixel value of the interpolation target pixel. A 4 × 4 weighting coefficient is used to calculate the weighted average value of the 4 × 4 original pixels.

バイキュービック補間は、上述の補間方法の一つとして広く知られている。特許文献1には、バイキュービック補間によって表示画像を生成する装置が開示されている。
特開平11−203467号公報
Bicubic interpolation is widely known as one of the interpolation methods described above. Patent Document 1 discloses an apparatus that generates a display image by bicubic interpolation.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-203467

ところで、一般に、補間処理によって元画像を拡大すると、その拡大された画像は立体感の無いぼけた画像になりやすい。   By the way, generally, when an original image is enlarged by interpolation processing, the enlarged image tends to be a blurred image without a stereoscopic effect.

sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間方法においては、重み係数群の値を操作することにより、補間処理によって生成される画像の演出効果を図ることができる。しかし、単純に重み係数群の値を操作すると、元画像の内容によっては、過補正となり、これによって不自然な画像が生成されたり、あるいは不自然な特異点が発生するという不具合を招くことになる。   In the interpolation method using a piecewise polynomial that approximates the sin (x) / x function, the effect of the image generated by the interpolation process can be achieved by manipulating the values of the weighting coefficient group. However, if the values of the weighting factor group are simply manipulated, overcorrection will occur depending on the content of the original image, and this may lead to problems such as generating unnatural images or generating unnatural singularities. Become.

本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、過補正による不具合を招くことなく、立体感のある拡大画像を生成することが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides an image processing apparatus and an image processing method capable of generating a magnified image with a three-dimensional effect without causing problems due to overcorrection. Objective.

上述の課題を解決するため、本発明は、sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間処理によって、補間対象画素の画素値を前記補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値に基づいて算出する画像処理装置であって、前記複数の元画素それぞれに対応する複数の重み係数を各々が含む複数種の演算係数を格納する記憶手段と、前記複数の元画素の内で、前記補間対象画素の最近隣の元画素と前記補間対象画素とを結ぶ直線の延長線上の元画素であって、前記最近隣の元画素以外の画素の内、前記最近隣の元画素の両側に位置する所定の2つの元画素間の画素値の差分の絶対値を検出する検出手段と、前記検出された差分の絶対値に応じて、前記複数種の演算係数の一つを選択する選択手段と、前記補間対象画素の画素値を算出するために、前記選択手段によって選択された演算係数を用いて前記複数の元画素の重み付け平均を算出する演算手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a pixel value of an interpolation target pixel by using an interpolation process using a piecewise polynomial approximating a sin (x) / x function. An image processing apparatus that calculates a plurality of types of operation coefficients each including a plurality of weighting coefficients corresponding to each of the plurality of original pixels; and An original pixel on an extension line of a straight line connecting the nearest neighbor original pixel of the interpolation target pixel and the interpolation target pixel, and among the pixels other than the nearest neighbor pixel, the nearest neighbor element Detecting means for detecting an absolute value of a difference in pixel value between two predetermined original pixels located on both sides of the pixel; and one of the plurality of types of calculation coefficients according to the absolute value of the detected difference. Selecting means for selecting and calculating a pixel value of the interpolation target pixel; For this purpose, the image processing apparatus includes a calculation unit that calculates a weighted average of the plurality of original pixels using the calculation coefficient selected by the selection unit.

本発明によれば、過補正による不具合を招くことなく、立体感のある拡大画像を生成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to generate a magnified image having a stereoscopic effect without causing a problem due to overcorrection.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1および図2を参照して、本発明の一実施形態に係る画像処理装置を搭載した情報処理装置の構成について説明する。この情報処理装置は、例えば、ノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ10として実現されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the configuration of an information processing apparatus equipped with an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. This information processing apparatus is realized as, for example, a notebook portable personal computer 10.

図1はパーソナルコンピュータ10のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ10は、コンピュータ本体11と、ディスプレイユニット12とから構成されている。ディスプレイユニット12には、TFT−LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)17から構成される表示装置が組み込まれており、そのLCD17の表示画面はディスプレイユニット12のほぼ中央に位置されている。LCD17は、例えばHD(High Definition)規格に対応した表示画面サイズ(解像度)を有している。   FIG. 1 is a perspective view of the personal computer 10 with the display unit opened. The computer 10 includes a computer main body 11 and a display unit 12. The display unit 12 incorporates a display device composed of a TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) 17, and the display screen of the LCD 17 is positioned substantially at the center of the display unit 12. The LCD 17 has a display screen size (resolution) corresponding to, for example, an HD (High Definition) standard.

ディスプレイユニット12は、コンピュータ本体11に対して開放位置と閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体11は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード13、本コンピュータ1を電源オン/オフするためのパワーボタン14、入力操作パネル15、およびタッチパッド16などが配置されている。   The display unit 12 is attached to the computer main body 11 so as to be rotatable between an open position and a closed position. The computer main body 11 has a thin box-shaped casing, and a keyboard 13, a power button 14 for turning on / off the computer 1, an input operation panel 15, and a touch pad 16 are arranged on the upper surface. Has been.

入力操作パネル15は、押されたボタンに対応するイベントを入力する入力装置であり、複数の機能をそれぞれ起動するための複数のボタンを備えている。これらボタン群には、TV起動ボタン15A、DVD/CD起動ボタン15Bも含まれている。TV起動ボタン15Aは、TV放送番組データの再生、視聴及び記録を行うためのTV機能を起動するためのボタンである。TV起動ボタン15Aがユーザによって押下された時、TV機能を実行するためのTVアプリケーションプログラムが自動的に起動される。   The input operation panel 15 is an input device that inputs an event corresponding to a pressed button, and includes a plurality of buttons for starting a plurality of functions. These button groups also include a TV start button 15A and a DVD / CD start button 15B. The TV activation button 15A is a button for activating a TV function for reproducing, viewing, and recording TV broadcast program data. When the TV activation button 15A is pressed by the user, a TV application program for executing the TV function is automatically activated.

DVD/CD起動ボタン15Bは、DVDまたはCDに記録されたビデオコンテンツを再生するためのボタンである。DVD/CD起動ボタン15Bがユーザによって押下された時、ビデオコンテンツを再生するための再生アプリケーションプログラムが自動的に起動される。   The DVD / CD start button 15B is a button for playing back video content recorded on a DVD or CD. When the DVD / CD activation button 15B is pressed by the user, a reproduction application program for reproducing video content is automatically activated.

次に、図2を参照して、本コンピュータ10のシステム構成について説明する。   Next, the system configuration of the computer 10 will be described with reference to FIG.

本コンピュータ10は、図2に示されているように、CPU111、ノースブリッジ112、主メモリ113、グラフィクスコントローラ114、サウスブリッジ119、BIOS−ROM120、ハードディスクドライブ(HDD)121、光ディスクドライブ(ODD)122、TVチューナ123、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)124、およびネットワークコントローラ125等を備えている。   As shown in FIG. 2, the computer 10 includes a CPU 111, a north bridge 112, a main memory 113, a graphics controller 114, a south bridge 119, a BIOS-ROM 120, a hard disk drive (HDD) 121, and an optical disk drive (ODD) 122. A TV tuner 123, an embedded controller / keyboard controller IC (EC / KBC) 124, a network controller 125, and the like.

CPU111は本コンピュータ10の動作を制御するために設けられたプロセッサであり、ハードディスクドライブ(HDD)121から主メモリ113にロードされる、オペレーティングシステム、および各種アプリケーションプログラムを実行する。本実施形態では、TVアプリケーションプログラム、再生アプリケーションプログラムのようなビデオアプリケーションプログラムが実行される。   The CPU 111 is a processor provided to control the operation of the computer 10 and executes an operating system and various application programs loaded from the hard disk drive (HDD) 121 to the main memory 113. In this embodiment, a video application program such as a TV application program and a playback application program is executed.

ビデオアプリケーションプログラムは、TVチューナ123によって受信されたTV放送番組データに含まれる画像データ(動画像データ)、光ディスクドライブ(ODD)122から読み出される画像データ(動画像データ)のような元画像に対して各種画像処理を施す。ビデオアプリケーションプログラム201は、画像処理機能として、図3に示すように、ノイズリダクションモジュール210、IP(Interlace/Progressive)変換モジュール211、黒伸張モジュール212、白伸張モジュール213、シャープネスモジュール214、および補間処理モジュール(スケーラ)215を備えている。   The video application program is used for original images such as image data (moving image data) included in TV broadcast program data received by the TV tuner 123 and image data (moving image data) read from the optical disc drive (ODD) 122. Various image processing. As shown in FIG. 3, the video application program 201 includes a noise reduction module 210, an IP (Interlace / Progressive) conversion module 211, a black extension module 212, a white extension module 213, a sharpness module 214, and an interpolation process as shown in FIG. A module (scaler) 215 is provided.

ノイズリダクションモジュール210は、例えば、TVチューナ123によって受信される放送番組データに含まれる画像データからノイズを除去するための処理を実行する。IP変換モジュール211は、元画像データをインターレース映像からその2倍のデータ量を持つプログレッシブ映像に変換するためのプログレッシブ変換処理を実行する。黒伸張モジュール212および白伸張モジュール213は、それぞれ黒と白の階調を拡張補正するための処理を実行する。シャープネスモジュール214は、輪郭強調などのためのシャープネス処理を実行する。補間処理モジュール(スケーラ)215は、元画像の解像度(画像サイズ)をLCD17の解像度に拡大するための補間処理を実行する。この補間処理により、例えば、SD(Standard Definition)規格に対応した画像サイズ(解像度)を有する元画像は、HD(High Definition)規格に対応した画像サイズ(解像度)に拡大される。   For example, the noise reduction module 210 executes a process for removing noise from image data included in broadcast program data received by the TV tuner 123. The IP conversion module 211 performs a progressive conversion process for converting original image data from an interlaced video to a progressive video having twice the data amount. The black extension module 212 and the white extension module 213 execute processing for extending and correcting the black and white gradations, respectively. The sharpness module 214 executes sharpness processing for contour enhancement and the like. The interpolation processing module (scaler) 215 executes interpolation processing for enlarging the resolution (image size) of the original image to the resolution of the LCD 17. By this interpolation processing, for example, an original image having an image size (resolution) corresponding to the SD (Standard Definition) standard is enlarged to an image size (resolution) corresponding to the HD (High Definition) standard.

補間処理によって拡大された画像データは、表示ドライバ202を介してグラフィクスコントローラ114のビデオメモリ114Aに書き込まれる。表示ドライバ202はグラフィクスコントローラ114を制御するためのソフトウェアである。   The image data enlarged by the interpolation processing is written into the video memory 114A of the graphics controller 114 via the display driver 202. The display driver 202 is software for controlling the graphics controller 114.

なお、補間処理は、ハードウェアによって実行することもできる。この場合、グラフィクスコントローラ114に設けられた補間処理部(スケーラ)301が上述の補間処理を実行する。   The interpolation process can also be executed by hardware. In this case, an interpolation processing unit (scaler) 301 provided in the graphics controller 114 executes the above-described interpolation processing.

また、CPU111は、BIOS−ROM120に格納されたシステムBIOS(Basic Input Output System)も実行する。システムBIOSはハードウェア制御のためのプログラムである。   The CPU 111 also executes a system BIOS (Basic Input Output System) stored in the BIOS-ROM 120. The system BIOS is a program for hardware control.

ノースブリッジ112はCPU111のローカルバスとサウスブリッジ119との間を接続するブリッジデバイスである。ノースブリッジ112には、主メモリ113をアクセス制御するメモリコントローラも内蔵されている。また、ノースブリッジ112は、AGP(Accelerated Graphics Port)バスなどを介してグラフィクスコントローラ114との通信を実行する機能も有している。   The north bridge 112 is a bridge device that connects the local bus of the CPU 111 and the south bridge 119. The north bridge 112 also includes a memory controller that controls access to the main memory 113. The north bridge 112 also has a function of executing communication with the graphics controller 114 via an AGP (Accelerated Graphics Port) bus or the like.

グラフィクスコントローラ114は本コンピュータ10のディスプレイモニタとして使用されるLCD17を制御する表示コントローラである。このグラフィクスコントローラ114はビデオメモリ(VRAM)114Aに書き込まれた画像データをLCD17に表示する。   The graphics controller 114 is a display controller that controls the LCD 17 used as a display monitor of the computer 10. The graphics controller 114 displays the image data written in the video memory (VRAM) 114A on the LCD 17.

サウスブリッジ119は、LPC(Low Pin Count)バス上の各デバイス、およびPCI(Peripheral Component Interconnect)バス上の各デバイスを制御する。また、サウスブリッジ119は、HDD121、ODD122を制御するためのIDE(Integrated Drive Electronics)コントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ119は、BIOS−ROM120をアクセス制御するための機能も有している。   The south bridge 119 controls each device on an LPC (Low Pin Count) bus and each device on a PCI (Peripheral Component Interconnect) bus. The south bridge 119 incorporates an IDE (Integrated Drive Electronics) controller for controlling the HDD 121 and the ODD 122. Further, the south bridge 119 has a function for controlling access to the BIOS-ROM 120.

HDD121は、各種ソフトウェア及びデータを格納する記憶装置である。光ディスクドライブ(ODD)123は、ビデオコンテンツが格納されたDVD、CDなどの記憶メディアを駆動するためのドライブユニットである。TVチューナ123は、TV放送番組のような放送番組データを受信するための受信装置である。   The HDD 121 is a storage device that stores various software and data. An optical disk drive (ODD) 123 is a drive unit for driving a storage medium such as a DVD or a CD in which video content is stored. The TV tuner 123 is a receiving device for receiving broadcast program data such as a TV broadcast program.

エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)124は、電力管理のためのエンベデッドコントローラと、キーボード(KB)13およびタッチパッド16を制御するためのキーボードコントローラとが集積された1チップマイクロコンピュータである。このエンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)124は、ユーザによるパワーボタン14の操作に応じて本コンピュータ10をパワーオン/パワーオフする機能を有している。本コンピュータ10の各コンポーネントに供給される動作電源は、本コンピュータ10に内蔵されたバッテリ126、またはACアダプタ127を介して外部から供給される外部電源から生成される。   The embedded controller / keyboard controller IC (EC / KBC) 124 is a one-chip microcomputer in which an embedded controller for power management and a keyboard controller for controlling the keyboard (KB) 13 and the touch pad 16 are integrated. . The embedded controller / keyboard controller IC (EC / KBC) 124 has a function of powering on / off the computer 10 in accordance with the operation of the power button 14 by the user. The operation power supplied to each component of the computer 10 is generated from a battery 126 built in the computer 10 or an external power supply supplied from the outside via the AC adapter 127.

ネットワークコントローラ125は、例えばインターネットなどの外部ネットワークとの通信を実行する通信装置である。   The network controller 125 is a communication device that executes communication with an external network such as the Internet.

次に、本実施形態の補間処理について説明する。   Next, the interpolation processing of this embodiment will be described.

図4は、元画像データと補間処理によって生成される出力画像データとの間の画素位置関係を示している。   FIG. 4 shows a pixel position relationship between the original image data and the output image data generated by the interpolation process.

図4においては、補間処理の説明を簡単にするために、元画像データがP1からP25までの25画素から構成されている場合を想定する。   In FIG. 4, in order to simplify the description of the interpolation processing, it is assumed that the original image data is composed of 25 pixels from P1 to P25.

P1からP5までは水平方向に等間隔に位置する画素であり、このP1からP5に対して垂直方向に水平方向の画素間隔と同じ間隔で離れた位置にP6からP10が存在し、同じくP6からP10に対して垂直方向に水平方向の画素間隔と同じ間隔で離れた位置にP11からP15が存在し、同じくP11からP15に対して垂直方向に水平方向の画素間隔と同じ間隔で離れた位置にP16からP20が存在し、同じくP16からP20に対して垂直方向に水平方向の画素間隔と同じ間隔で離れた位置にP21からP25が存在する。このように、P1からP25は5×5の正方格子の位置関係を有している。   P1 to P5 are pixels located at equal intervals in the horizontal direction, and P6 to P10 exist at positions spaced apart at the same intervals as the pixel intervals in the horizontal direction in the vertical direction with respect to P1 to P5. P11 to P15 exist at positions that are the same as the pixel interval in the horizontal direction in the vertical direction with respect to P10, and are also located at the same distance as the pixel interval in the horizontal direction in the vertical direction with respect to P11 to P15. P16 to P20 exist, and P21 to P25 exist at positions that are spaced apart from P16 to P20 in the vertical direction at the same interval as the horizontal pixel interval. Thus, P1 to P25 have a 5 × 5 square lattice positional relationship.

P13からP14に向かって水平方向に1/4の距離で且つP13からP18に向かって垂直方向に1/4の距離にQ13aがあり、P13を中心にQ13aを半時計方向に90度回転した位置にQ13bが、P13を中心にQ13bを半時計方向に90度回転した位置にQ13cが、P13を中心にQ13cを半時計方向に90度回転した位置にQ13dがある。   Q13a is located at a distance of 1/4 in the horizontal direction from P13 to P14 and 1/4 distance in the vertical direction from P13 to P18, and Q13a is rotated 90 degrees counterclockwise about P13. Q13b is located at a position obtained by rotating Q13b 90 degrees counterclockwise about P13, and Q13d is located at a position obtained by rotating Q13c 90 degrees counterclockwise about P13.

いま、P13に注目した場合にQ13a、Q13b、Q13c、Q13dで示されるものがP13を中心としてその周囲に作られる4画素の位置を示しており、補間処理によりP13の画素と周辺画素群とから、Q13a〜Q13dの画素が作成されることになる。また、m1〜m25は画素P1〜P25の画素値で、m13a〜m13dはQ13a〜Q13dの画素値である。   Now, when focusing on P13, what is indicated by Q13a, Q13b, Q13c, and Q13d shows the positions of the four pixels that are created around P13, and from the pixels of P13 and the surrounding pixel group by interpolation processing , Q13a to Q13d pixels are created. M1 to m25 are pixel values of the pixels P1 to P25, and m13a to m13d are pixel values of Q13a to Q13d.

元画像を4倍に拡大する場合(画素密度を4倍にする場合)には、画素P1〜P25の各画素がその周辺の4画素に置換される。   When the original image is magnified 4 times (when the pixel density is quadrupled), each of the pixels P1 to P25 is replaced with the surrounding 4 pixels.

一般に、画素補間を行う方法として、補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値を用いて補間する方法が知られている。   In general, as a method of performing pixel interpolation, a method of performing interpolation using pixel values of a plurality of original pixels surrounding an interpolation target pixel is known.

この場合、補間関数として図5に示すようなsin(x)/xの特性を持った関数を用い、この関数と周辺画素それぞれの画素値とを掛け合わせたものを畳み込み演算すると、正確な補間を実行できることが知られている。   In this case, if a function having sin (x) / x characteristics as shown in FIG. 5 is used as an interpolation function, and a product obtained by multiplying this function and the pixel values of surrounding pixels is convolved, accurate interpolation is performed. It is known that can be performed.

しかしながら、図5のような特性を持った補間フィルタを設計するのは現実的ではなく、従来より、図5の波形特性を近似する特性を持った関数が用いられている。   However, it is not realistic to design an interpolation filter having the characteristics as shown in FIG. 5, and functions having characteristics approximating the waveform characteristics shown in FIG. 5 have been used.

図5に示すsin(x)/xを近似する関数としては、双3次関数を用いた内挿法が一般的に知られている。sin(x)/xを近似する関数は、次に示す区分多項式で定義することができる。   As a function approximating sin (x) / x shown in FIG. 5, an interpolation method using a bicubic function is generally known. A function approximating sin (x) / x can be defined by the following piecewise polynomial.

区分多項式 区間
(X3+5X2+8X+4)/2 -2 <= X < -1 --- a
(-3X3-5X2+2)/2 -1 <= X < 0 --- b
(3X3-5X2+2)/2 0 <= X < 1 --- c
(-X3+5X2-8X+4)/2 1 <= X < 2 --- d
ここにおけるXの値は画素間距離を示しており、図4における元画像の水平または垂直方向の画素間距離を1としている。双3次関数の特性を図6に示す。
Piecewise polynomial interval
(X 3 + 5X 2 + 8X + 4) / 2 -2 <= X <-1 --- a
(-3X 3 -5X 2 +2) / 2 -1 <= X <0 --- b
(3X 3 -5X 2 +2) / 2 0 <= X <1 --- c
(-X 3 + 5X 2 -8X + 4) / 2 1 <= X <2 --- d
Here, the value of X represents the inter-pixel distance, and the inter-pixel distance in the horizontal or vertical direction of the original image in FIG. The characteristics of the bicubic function are shown in FIG.

以下、図4においてQ13の周辺にQ13a、Q13b、Q13c、Q13dの4画素を作成する場合の例について述べる。   Hereinafter, an example in which four pixels Q13a, Q13b, Q13c, and Q13d are created around Q13 in FIG. 4 will be described.

補間対象画素Q13aを作成する場合は、補間対象画素Q13aを囲む16個の元画素P7、P8、P9、P10、P12、P13、P14、P15、P17、P18、P19、P20、P22、P23、P24、P25それぞれの画素値が使用される。   When creating the interpolation target pixel Q13a, the 16 original pixels P7, P8, P9, P10, P12, P13, P14, P15, P17, P18, P19, P20, P22, P23, P24 surrounding the interpolation target pixel Q13a , P25 pixel values are used.

Q13b、Q13c、Q13dを作成する場合には、使用それる周辺画素はP13を中心に半時計回りに順に90度回転させた画素群となる。すなわち、補間対象画素Q13bを作成する場合は、P17、P12、P7、P2、P18、P13、P8、P3、P19、P14、P9、P4、P20、P15、P10、P5それぞれの画素値が使用される。補間対象画素Q13cを作成する場合は、P19、P18、P17、P16、P14、P13、P12、P11、P9、P8、P7、P6、P4、P3、P2、P1それぞれの画素値が使用される。補間対象画素Q13dを作成する場合は、P9、P14、P19、P24、P8、P13、P18、P23、P7、P12、P17、P22、P6、P11、P16、P21それぞれの画素値が使用される。   When creating Q13b, Q13c, and Q13d, the peripheral pixels to be used are pixel groups that are rotated 90 degrees in order counterclockwise around P13. That is, when creating the interpolation target pixel Q13b, the pixel values of P17, P12, P7, P2, P18, P13, P8, P3, P19, P14, P9, P4, P20, P15, P10, P5 are used. The When creating the interpolation target pixel Q13c, the pixel values of P19, P18, P17, P16, P14, P13, P12, P11, P9, P8, P7, P6, P4, P3, P2, and P1 are used. When creating the interpolation target pixel Q13d, the pixel values of P9, P14, P19, P24, P8, P13, P18, P23, P7, P12, P17, P22, P6, P11, P16, and P21 are used.

ここで、Q13aを作成する場合の演算処理について説明する。   Here, the calculation process when creating Q13a will be described.

P7、P8、P9、P10、P12、P13、P14、P15、P17、P18、P19、P20、P22、P23、P24、P25の画素値は、m7、m8、m9、m10、m12、m13、m14、m15、m17、m18、m19、m20、m22、m23、m24、m25なので、これら画素値とこれら画素値それぞれに対する重み係数との関係は以下のようになる。   Pixel values of P7, P8, P9, P10, P12, P13, P14, P15, P17, P18, P19, P20, P22, P23, P24, P25 are m7, m8, m9, m10, m12, m13, m14, Since m15, m17, m18, m19, m20, m22, m23, m24, and m25, the relationship between these pixel values and the weighting coefficient for each of these pixel values is as follows.

画素の位置
m7 m8 m9 m10
m12 m13 m14 m15
m17 m18 m19 m20
m22 m23 m24 m25
各画素位置に対応する重み係数
w7 w8 w9 w10
w12 w13 w14 w15
w17 w18 w19 w20
w22 w23 w24 w25
各画素位置における重み係数は、実際には、補間対象画素と各元画素との位置関係により区分多項式から求められる。補間対象画素Q13aの画素値m13aは、複数の元画素それぞれの画素値と対応する重み係数との掛け算の総和により求められる。即ち、Q13aの画素値m13aは、
m13a=m7×w7+m8×w8+m9×w9+m10×w10+m12×w12+m13×w13+m14×w14+m15×w15+m17×w17+m18×w18+m19×w19+m20×w20+m22×w22+m23×w23+m24×w24+m25×w25
となる。
Pixel position
m7 m8 m9 m10
m12 m13 m14 m15
m17 m18 m19 m20
m22 m23 m24 m25
Weighting factor corresponding to each pixel position
w7 w8 w9 w10
w12 w13 w14 w15
w17 w18 w19 w20
w22 w23 w24 w25
The weighting coefficient at each pixel position is actually obtained from a piecewise polynomial according to the positional relationship between the interpolation target pixel and each original pixel. The pixel value m13a of the interpolation target pixel Q13a is obtained by the sum of the multiplication of the pixel values of the plurality of original pixels and the corresponding weighting factors. That is, the pixel value m13a of Q13a is
m13a = m7 × w7 + m8 × w8 + m9 × w9 + m10 × w10 + m12 × w12 + m13 × w13 + m14 × w14 + m15 × w15 + m17 × w17 + m18 × w18 + m19 × w19 + m20 × w20 + m22 × w22 + m23 × w23 + m24 × w24 + m25 × w25
It becomes.

区分多項式を用いて得られる具体的な4×4の重み係数の例を、第1の演算係数として以下に示す。第1の演算係数は、補間処理に用いられる16個の元画素それぞれに対応する16個の重み係数から構成される。第1の演算係数は16bit精度で表現されている。補間対象画の画素値は、複数の元画素それぞれの画素値と対応する重み係数との掛け算の総和を求めた後に、その総和を65536(16bit)で割ることによって得られる。すなわち、Q13aの画素値m13aは、4×4の重み係数を用いて、16個の元画素の重み付け平均を算出することによって生成される。   An example of a specific 4 × 4 weighting coefficient obtained using a piecewise polynomial is shown below as the first calculation coefficient. The first calculation coefficient includes 16 weight coefficients corresponding to the 16 original pixels used for the interpolation process. The first calculation coefficient is expressed with 16-bit accuracy. The pixel value of the interpolation target image is obtained by calculating the sum of the multiplication of the pixel value of each of the plurality of original pixels and the corresponding weight coefficient, and then dividing the sum by 65536 (16 bits). That is, the pixel value m13a of Q13a is generated by calculating a weighted average of 16 original pixels using a 4 × 4 weighting coefficient.

第1の演算係数
324 -3996 -1044 108
-3996 49284 12876 -1332
-1044 12876 3364 -348
108 -1332 -348 36
通常の双3次関数を用いた内挿法では、以上のような方式により補間対象画素の画素値が求められる。
First calculation coefficient
324 -3996 -1044 108
-3996 49284 12876 -1332
-1044 12876 3364 -348
108 -1332 -348 36
In the interpolation method using a normal bicubic function, the pixel value of the interpolation target pixel is obtained by the above method.

しかしながら、このような画素補間方式では、生成された画像はぼけた画像となってしまう。また、安易に重み係数を操作すると、元画像の内容によっては過補正となり、これによって不自然な画像となったり、あるいは不自然な特異点が発生する不具合が発生する。   However, with such a pixel interpolation method, the generated image becomes a blurred image. In addition, if the weighting factor is easily manipulated, overcorrection may occur depending on the content of the original image, resulting in an unnatural image or an unnatural singularity.

このような現象に鑑み、本実施形態の補間処理においては、補間対象画素の近傍に位置する所定の2つ以上の元画素間の画素値の差分値に応じて、予め用意された複数種の演算係数の一つが選択される。そして、選択された演算係数を用いて、補間対象画素を囲む複数の元画素の重み付け平均が算出される。これにより、信号の変化の大きい部分の過補正や、不自然な特異点の発生を抑制しつつも、微小信号成分を効果的に際立たせることができ、生成画像の立体感を演出することが可能となる。   In view of such a phenomenon, in the interpolation processing according to the present embodiment, a plurality of types prepared in advance according to the difference value of pixel values between two or more predetermined original pixels located in the vicinity of the interpolation target pixel. One of the calculation coefficients is selected. Then, a weighted average of a plurality of original pixels surrounding the interpolation target pixel is calculated using the selected calculation coefficient. As a result, it is possible to effectively emphasize the minute signal component while suppressing overcorrection of a large signal change portion and occurrence of an unnatural singularity, and to produce a stereoscopic effect of the generated image. It becomes possible.

図7には、補間処理部301の具体的な構成例が示されている。   FIG. 7 shows a specific configuration example of the interpolation processing unit 301.

補間処理部301は、sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間処理によって、補間対象画素の画素値を当該補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値に基づいて算出する装置であり、画素置換回路200および画素値差分検出回路300から構成されている。   The interpolation processing unit 301 obtains the pixel value of the interpolation target pixel based on the pixel values of the plurality of original pixels surrounding the interpolation target pixel by interpolation using a piecewise polynomial approximating the sin (x) / x function. This is a calculation device, and includes a pixel replacement circuit 200 and a pixel value difference detection circuit 300.

画素置換回路200は入力画像信号から出力画像信号を生成するためのものであり、演算回路210、演算係数記憶部220、および係数切替スイッチ230から構成されている。演算係数記憶部220は、複数種の演算係数k1〜knを記憶している。演算係数k1〜knの各々は、16画素それぞれに対応する16個の重み係数から構成されている。   The pixel replacement circuit 200 is for generating an output image signal from an input image signal, and includes an arithmetic circuit 210, an arithmetic coefficient storage unit 220, and a coefficient selector switch 230. The calculation coefficient storage unit 220 stores a plurality of types of calculation coefficients k1 to kn. Each of the operation coefficients k1 to kn is composed of 16 weight coefficients corresponding to 16 pixels.

入力画像信号は、画素置換回路200と画素値差分検出回路300に供給される。画素値差分検出回路300は、補間対象画素の近傍に位置する所定の2つ以上の元画素間の画素値の差分値を検出し、その検出した差分値を係数切替信号として係数切替スイッチ230に供給する。   The input image signal is supplied to the pixel replacement circuit 200 and the pixel value difference detection circuit 300. The pixel value difference detection circuit 300 detects a difference value of pixel values between two or more predetermined original pixels located in the vicinity of the interpolation target pixel, and uses the detected difference value as a coefficient switching signal to the coefficient switching switch 230. Supply.

係数切替スイッチ230は、係数切替信号に応じて、複数種の演算係数k1〜knの内の一つを選択する。演算回路210は、選択された演算係数(16個の重み係数)を用いて、補間対象画素を囲む16の元画素の重み付け平均を算出し、その算出した重み付け平均値を補間対象画素の画素値として出力する。   The coefficient changeover switch 230 selects one of a plurality of types of calculation coefficients k1 to kn according to the coefficient changeover signal. The arithmetic circuit 210 calculates a weighted average of the 16 original pixels surrounding the interpolation target pixel using the selected calculation coefficient (16 weighting coefficients), and uses the calculated weighted average value as the pixel value of the interpolation target pixel. Output as.

ここで、演算係数記憶部220に記憶された各演算係数について説明する。   Here, each calculation coefficient stored in the calculation coefficient storage unit 220 will be described.

第1の演算係数k1は、区分多項式からそれぞれ得られる16個の重み付け値から構成されている。第2の演算係数k2および第3の演算係数k3においては、各重み付け係数の値は、第1の演算係数k1と異なっている。第2の演算係数k2および第3の演算係数k3それぞれの数値例を以下に示す。   The first calculation coefficient k1 is composed of 16 weight values each obtained from a piecewise polynomial. In the second calculation coefficient k2 and the third calculation coefficient k3, the value of each weighting coefficient is different from that of the first calculation coefficient k1. Numerical examples of the second calculation coefficient k2 and the third calculation coefficient k3 are shown below.

第2の演算係数
500 -6000 -2000 200
-6000 52586 14000 -2000
-2000 14000 5000 -500
200 -2000 -500 50
第3の演算係数
1000 -10000 -3000 300
-10000 61836 15000 -4000
-3000 15000 8000 -1000
300 -4000 -1000 100
第2、第3の演算係数以外にも多くの数値例が考えられるがここでは省略する。第2、第3の演算係数の各々に含まれる16個の重み係数の総和は、第1の演算係数に含まれる16個の重み係数の総和(=65536)と同じである。また、第2、第3の演算係数の各々においては、個々の重み係数の絶対値は、第1の演算係数に含まれる対応する重み係数の絶対値よりも大きい。この場合、第3の演算係数に含まれる個々の重み係数の絶対値は、第2の演算係数に含まれる対応する重み係数の絶対値よりも大きい。
Second calculation coefficient
500 -6000 -2000 200
-6000 52586 14000 -2000
-2000 14000 5000 -500
200 -2000 -500 50
Third calculation coefficient
1000 -10000 -3000 300
-10000 61836 15000 -4000
-3000 15000 8000 -1000
300 -4000 -1000 100
Many numerical examples other than the second and third arithmetic coefficients can be considered, but are omitted here. The sum of 16 weighting factors included in each of the second and third calculation coefficients is the same as the sum of 16 weighting coefficients (= 65536) included in the first calculation coefficient. Further, in each of the second and third calculation coefficients, the absolute value of each weight coefficient is larger than the absolute value of the corresponding weight coefficient included in the first calculation coefficient. In this case, the absolute value of each weight coefficient included in the third calculation coefficient is larger than the absolute value of the corresponding weight coefficient included in the second calculation coefficient.

さらに、第2、第3の演算係数の各々においては、個々の重み係数の正負の符号は、第1の演算係数に含まれる対応する重み係数の正負の符号と同一である。また、第2、第3の演算係数の各々においても、第1の演算係数における重み係数間の大小関係がそのまま維持されている。つまり、第2、第3の演算係数の各々に含まれる16個の重み係数間の大小関係は、第1の演算係数に含まれる16個の重み係数間の大小関係と同一である。   Further, in each of the second and third calculation coefficients, the sign of each weighting coefficient is the same as the sign of the corresponding weighting coefficient included in the first calculation coefficient. In each of the second and third calculation coefficients, the magnitude relationship between the weighting coefficients in the first calculation coefficient is maintained as it is. That is, the magnitude relationship between the 16 weighting factors included in each of the second and third calculation coefficients is the same as the magnitude relationship between the 16 weighting factors included in the first calculation coefficient.

第2および第3の各演算係数においては、補間対象画素に対する各周辺画素の影響度は、第1の演算係数よりも大きい。したがって、第2または第3の演算係数のみを用いて画素補間を行うと、出力画像全体にメリハリを生じさせることができるが、画素値の変化の大きいところでは、不自然な出力画像になったり、出力画像内に特異点が発生する場合がある。従って、本実施形態では、画素値の変化の大きいところと、小さいところで、使用する演算係数を動的に切り替えている。   In each of the second and third calculation coefficients, the degree of influence of each peripheral pixel on the interpolation target pixel is greater than that of the first calculation coefficient. Therefore, when pixel interpolation is performed using only the second or third arithmetic coefficient, sharpness can be generated in the entire output image. However, an unnatural output image can be obtained in a place where the change in the pixel value is large. A singular point may occur in the output image. Therefore, in the present embodiment, the calculation coefficient to be used is dynamically switched between a place where the change in pixel value is large and a place where the change is small.

画素値差分検出回路300では、補間対象画素の周辺画素間の画素値の変化を検出しているが、以下に具体例について説明する。   The pixel value difference detection circuit 300 detects a change in pixel value between peripheral pixels of the interpolation target pixel. A specific example will be described below.

補間対象画素が図4のQ13aである場合、画素値差分検出回路300は、Q13aの最近隣画素P13の周辺画素値の変化を調べる。例えば、画素値差分検出回路300は、P13とQ13aを結ぶ直線の延長線上にある元画素P7と元画素P19との間の画素値の差分値の絶対値、即ち|m7-m19|を算出する。そして、画素値差分検出回路300は、画素差分値の絶対値|m7-m19|を予め設けておいた閾値と比較して、|m7-m19|と閾値との間の大小関係を判別する。画素差分値の絶対値が閾値以上である場合には、係数切替スイッチ230によって第1の演算係数が選択される。画素差分値の絶対値が閾値よりも小さい場合においては、画素差分値の絶対値が小さくなるに従って、使用される演算係数は、第2の演算係数、第3の演算係数の順で切り替えられる。   When the pixel to be interpolated is Q13a in FIG. 4, the pixel value difference detection circuit 300 checks a change in the peripheral pixel value of the nearest neighbor pixel P13 of Q13a. For example, the pixel value difference detection circuit 300 calculates the absolute value of the difference value of the pixel values between the original pixel P7 and the original pixel P19 on the extension line of the straight line connecting P13 and Q13a, that is, | m7−m19 |. . Then, the pixel value difference detection circuit 300 compares the absolute value | m7-m19 | of the pixel difference value with a predetermined threshold value, and determines the magnitude relationship between | m7-m19 | and the threshold value. When the absolute value of the pixel difference value is equal to or greater than the threshold value, the first calculation coefficient is selected by the coefficient changeover switch 230. When the absolute value of the pixel difference value is smaller than the threshold value, the calculation coefficient used is switched in the order of the second calculation coefficient and the third calculation coefficient as the absolute value of the pixel difference value decreases.

このように、画素差分値の絶対値に応じて適用的に4×4の重み係数の値を変化させることにより、補間処理によって拡大された画像は自然でメリハリのある画像となる。   As described above, by appropriately changing the value of the 4 × 4 weighting factor according to the absolute value of the pixel difference value, the image enlarged by the interpolation processing becomes a natural and sharp image.

なお、比較する元画素数は2つである必要はなく、補間対象画素Q13a近傍の複数の画素それぞれの画素値に基づいて、補間対象画素Q13aの周辺画素値の変化を調べればよい。   Note that the number of original pixels to be compared does not have to be two, and the change in the peripheral pixel values of the interpolation target pixel Q13a may be examined based on the pixel values of a plurality of pixels near the interpolation target pixel Q13a.

次に、図8のフローチャートを参照して、本実施形態の補間処理の手順を説明する。   Next, the procedure of the interpolation processing of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、補間対象画素の近傍の2つ以上の画素間の画素差分値の絶対値が検出される(ステップS11)。そして、画素差分値の絶対値の大きさに応じて、第1の演算係数、第2の演算係数、および第3の演算係数の内の1つが選択される(ステップS12〜S15)。この後、選択された演算係数に含まれる4×4の重み係数を用いて、補間対象画素を囲む4×4の元画素の重み付け平均値を補間対象画素の画素値として算出する補間処理が実行される(ステップS16)。   First, the absolute value of the pixel difference value between two or more pixels in the vicinity of the interpolation target pixel is detected (step S11). Then, one of the first calculation coefficient, the second calculation coefficient, and the third calculation coefficient is selected according to the magnitude of the absolute value of the pixel difference value (steps S12 to S15). Thereafter, an interpolation process is performed in which a weighted average value of 4 × 4 original pixels surrounding the interpolation target pixel is calculated as a pixel value of the interpolation target pixel using a 4 × 4 weighting factor included in the selected calculation coefficient. (Step S16).

なお、ここでは、第1の演算係数として、区分多項式から得られる4×4の重み係数値をそのまま用いたが、必ずしもこの限りではない。例えば、区分多項式から得られる4×4の重み係数値の一部を修正したものを第1の演算係数として用いても良い。また、本実施形態では、補間画素を作成する場合に利用する周辺画素を4×4の16画素を基本として説明を行ったが、必ずしも16画素である必要はなく、係数精度も必ずしも16bitである必要もない。   Here, the 4 × 4 weight coefficient value obtained from the piecewise polynomial is used as it is as the first calculation coefficient, but this is not necessarily the case. For example, a part of a 4 × 4 weight coefficient value obtained from a piecewise polynomial may be used as the first calculation coefficient. In this embodiment, the description has been made on the basis of the 4 × 4 16 pixels as the peripheral pixels used when creating the interpolation pixel. However, the pixel need not necessarily be 16 pixels, and the coefficient accuracy is not necessarily 16 bits. There is no need.

また以上の説明において、画素値は、輝度/色差信号でも、RGB信号のどちらでもよいことは言うまでもない。また、輝度信号のみを用いて補間処理を行うことも可能である。また、他の画素補間方式である双3次畳み込み内挿法やフルーエンシ理論(特開平11-353472)による内挿法でも、本実施形態で述べた構成とすることにより同様の効果が得られることも言うまでもない。   In the above description, it goes without saying that the pixel value may be either a luminance / color difference signal or an RGB signal. It is also possible to perform interpolation processing using only the luminance signal. In addition, similar effects can be obtained by using the configuration described in the present embodiment in other pixel interpolation methods such as bicubic convolution interpolation and fluency theory (Japanese Patent Laid-Open No. 11-353472). Needless to say.

また、本実施形態の補間処理は全てコンピュータプログラムによって実行することができる。したがって、この補間処理の手順をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じて通常のコンピュータに導入するだけで、本実施形態と同様の効果を容易に得ることができる。   Further, all of the interpolation processing of this embodiment can be executed by a computer program. Therefore, the same effect as that of the present embodiment can be easily obtained simply by introducing a computer program that causes a computer to execute the interpolation processing procedure to a normal computer through a computer-readable storage medium.

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine a component suitably in different embodiment.

本発明の一実施形態に係るコンピュータの概観を示す斜視図。The perspective view showing the general view of the computer concerning one embodiment of the present invention. 図1のコンピュータのシステム構成を示すブロック図。The block diagram which shows the system configuration | structure of the computer of FIG. 図1のコンピュータで用いられるビデオアプリケーションプログラムの機能構成を示すブロック図。The block diagram which shows the function structure of the video application program used with the computer of FIG. 図1のコンピュータによって補間処理される画像データの例を説明するための図。The figure for demonstrating the example of the image data interpolated by the computer of FIG. sin(x)/xの関数を説明するための図。The figure for demonstrating the function of sin (x) / x. sin(x)/xを近似する双3次関数の特性を説明するための図。The figure for demonstrating the characteristic of the bicubic function which approximates sin (x) / x. 図1のコンピュータに設けられた補間処理部の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the interpolation process part provided in the computer of FIG. 図1のコンピュータにおいて実行される補間処理の手順を説明するフローチャート。The flowchart explaining the procedure of the interpolation process performed in the computer of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…コンピュータ、111…CPU、114…グラフィクスコントローラ、201…ビデオアプリケーションプログラム、200…画素置換回路、210…演算回路、220…演算係数記憶部、230…係数切替スイッチ、300…画素値差分検出回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Computer, 111 ... CPU, 114 ... Graphics controller, 201 ... Video application program, 200 ... Pixel replacement circuit, 210 ... Arithmetic circuit, 220 ... Arithmetic coefficient storage unit, 230 ... Coefficient changeover switch, 300 ... Pixel value difference detection circuit .

Claims (12)

sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間処理によって、補間対象画素の画素値を前記補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値に基づいて算出する画像処理装置であって、
前記複数の元画素それぞれに対応する複数の重み係数を各々が含む複数種の演算係数を格納する記憶手段と、
前記複数の元画素の内で、前記補間対象画素の最近隣の元画素と前記補間対象画素とを結ぶ直線の延長線上の元画素であって、前記最近隣の元画素以外の画素の内、前記最近隣の元画素の両側に位置する所定の2つの元画素間の画素値の差分の絶対値を検出する検出手段と、
前記検出された差分の絶対値に応じて、前記複数種の演算係数の一つを選択する選択手段と、
前記補間対象画素の画素値を算出するために、前記選択手段によって選択された演算係数を用いて前記複数の元画素の重み付け平均を算出する演算手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus that calculates a pixel value of an interpolation target pixel based on pixel values of a plurality of original pixels surrounding the interpolation target pixel by an interpolation process using a piecewise polynomial that approximates a sin (x) / x function. There,
Storage means for storing a plurality of types of calculation coefficients each including a plurality of weighting coefficients corresponding to each of the plurality of original pixels;
Among the plurality of original pixels, an original pixel on an extension line of a straight line connecting the nearest original pixel of the interpolation target pixel and the interpolation target pixel, and among the pixels other than the nearest original pixel Detecting means for detecting an absolute value of a difference between pixel values between two predetermined original pixels located on both sides of the nearest original pixel ;
Selection means for selecting one of the plurality of types of calculation coefficients in accordance with an absolute value of the detected difference;
An image processing apparatus comprising: a calculation unit that calculates a weighted average of the plurality of original pixels using the calculation coefficient selected by the selection unit to calculate a pixel value of the interpolation target pixel. .
前記複数種の演算係数間では、個々の重み係数の絶対値が互いに異なっていることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein absolute values of individual weighting coefficients are different between the plurality of types of calculation coefficients. 前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、
前記選択手段は、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. A second arithmetic coefficient larger than the plurality of weighting coefficients,
The selecting means selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold, 2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising means for selecting one calculation coefficient.
前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、且つ前記第2の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係は、前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係と同一であり、
前記選択手段は、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. Each of the plurality of weighting factors included in the second calculation coefficient and the magnitude relationship between the weighting factors is the first calculation The sign of each of the plurality of weighting factors included in the coefficient is the same as the sign and the magnitude relationship between the weighting factors,
The selecting means selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is equal to or greater than the threshold, 2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising means for selecting one calculation coefficient.
sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間処理によって、補間対象画素の画素値を前記補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値に基づいて算出する画像処理方法であって、
前記複数の元画素の内で、前記補間対象画素の最近隣の元画素と前記補間対象画素とを結ぶ直線の延長線上の元画素であって、前記最近隣の元画素以外の画素の内、前記最近隣の元画素の両側に位置する所定の2つの元画素間の画素値の差分の絶対値を検出するステップと、
前記検出された差分の絶対値に応じて、前記複数の元画素それぞれに対応する複数の重み係数を各々が含む複数種の演算係数の一つを選択する選択ステップと、
前記補間対象画素の画素値を算出するために、前記選択された演算係数を用いて前記複数の元画素の重み付け平均を算出するステップとを具備することを特徴とする画像処理方法。
An image processing method for calculating a pixel value of an interpolation target pixel based on pixel values of a plurality of original pixels surrounding the interpolation target pixel by an interpolation process using a piecewise polynomial approximating a sin (x) / x function. There,
Among the plurality of original pixels, an original pixel on an extension line of a straight line connecting the nearest original pixel of the interpolation target pixel and the interpolation target pixel, and among the pixels other than the nearest original pixel Detecting an absolute value of a pixel value difference between two predetermined original pixels located on both sides of the nearest original pixel ;
In accordance with the absolute value of the detected difference, a selection step of selecting one of a plurality of types of calculation coefficients each including a plurality of weighting coefficients corresponding to the plurality of original pixels,
An image processing method comprising: calculating a weighted average of the plurality of original pixels using the selected calculation coefficient in order to calculate a pixel value of the interpolation target pixel.
前記複数種の演算係数間では、個々の重み係数の絶対値が互いに異なっていることを特徴とする請求項5記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 5, wherein absolute values of individual weighting coefficients are different between the plurality of types of calculation coefficients. 前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、
前記選択ステップは、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択することを特徴とする請求項5記載の画像処理方法。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. A second arithmetic coefficient larger than the plurality of weighting coefficients,
The selecting step selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold, 6. The image processing method according to claim 5, wherein one calculation coefficient is selected.
前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、且つ前記第2の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係は、前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係と同一であり、
前記選択ステップは、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択する手段を含むことを特徴とする請求項5記載の画像処理方法。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. Each of the plurality of weighting factors included in the second calculation coefficient and the magnitude relationship between the weighting factors is the first calculation The sign of each of the plurality of weighting factors included in the coefficient is the same as the sign and the magnitude relationship between the weighting factors,
The selecting step selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold, 6. The image processing method according to claim 5, further comprising means for selecting one calculation coefficient.
sin(x)/xの関数を近似する区分多項式を用いた補間処理によって、補間対象画素の画素値を前記補間対象画素を囲む複数の元画素それぞれの画素値に基づいて算出するための画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記複数の元画素の内で、前記補間対象画素の最近隣の元画素と前記補間対象画素とを結ぶ直線の延長線上の元画素であって、前記最近隣の元画素以外の画素の内、前記最近隣の元画素の両側に位置する所定の2つの元画素間の画素値の差分の絶対値を検出する処理を前記コンピュータに実行させる手順と、
前記検出された差分の絶対値に応じて、前記複数の元画素それぞれに対応する複数の重み係数を各々が含む複数種の演算係数の一つを選択する選択処理を前記コンピュータに実行させる手順と、
前記補間対象画素の画素値を算出するために、前記選択された演算係数を用いて前記複数の元画素の重み付け平均を算出する処理を前記コンピュータに実行させる手順とを具備することを特徴とするプログラム。
Image processing for calculating a pixel value of an interpolation target pixel based on pixel values of a plurality of original pixels surrounding the interpolation target pixel by interpolation processing using a piecewise polynomial approximating a sin (x) / x function A program for causing a computer to execute
Among the plurality of original pixels, an original pixel on an extension line of a straight line connecting the nearest original pixel of the interpolation target pixel and the interpolation target pixel, and among the pixels other than the nearest original pixel A procedure for causing the computer to execute a process of detecting an absolute value of a difference between pixel values between two predetermined original pixels located on both sides of the nearest original pixel ;
A procedure for causing the computer to perform a selection process for selecting one of a plurality of types of calculation coefficients each including a plurality of weighting coefficients corresponding to the plurality of original pixels according to the detected absolute value of the difference; ,
And a procedure for causing the computer to execute a process of calculating a weighted average of the plurality of original pixels using the selected calculation coefficient in order to calculate a pixel value of the interpolation target pixel. program.
前記複数種の演算係数間では、個々の重み係数の絶対値が互いに異なっていることを特徴とする請求項9記載のプログラム。   10. The program according to claim 9, wherein absolute values of individual weighting coefficients are different among the plurality of types of calculation coefficients. 前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、
前記選択処理は、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択する処理を含むことを特徴とする請求項9記載のプログラム。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. A second arithmetic coefficient larger than the plurality of weighting coefficients,
The selection process selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold, The program according to claim 9, further comprising a process of selecting one arithmetic coefficient.
前記複数種の演算係数は、前記複数の重み係数それぞれの値が前記区分多項式に従って算出される第1の演算係数と、前記複数の重み係数それぞれの絶対値が前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数よりも大きい第2の演算係数とを含み、且つ前記第2の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係は、前記第1の演算係数に含まれる複数の重み係数それぞれの正負の符号およびそれら重み係数間の大小関係と同一であり、
前記選択処理は、前記検出された差分の絶対値が所定の閾値よりも小さい場合、前記第2の演算係数を選択し、前記検出された差分の絶対値が前記閾値以上である場合、前記第1の演算係数を選択する処理を含むことを特徴とする請求項9記載のプログラム。
The plurality of types of calculation coefficients include a first calculation coefficient in which a value of each of the plurality of weighting coefficients is calculated according to the piecewise polynomial, and an absolute value of each of the plurality of weighting coefficients is included in the first calculation coefficient. Each of the plurality of weighting factors included in the second calculation coefficient and the magnitude relationship between the weighting factors is the first calculation The sign of each of the plurality of weighting factors included in the coefficient is the same as the sign and the magnitude relationship between the weighting factors,
The selection process selects the second calculation coefficient when the detected absolute value of the difference is smaller than a predetermined threshold, and when the detected absolute value of the difference is greater than or equal to the threshold, The program according to claim 9, further comprising a process of selecting one arithmetic coefficient.
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