JPH01124070A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像処理装置、特に複数の入力画像を補間処理
して出力する画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から複数画像を出力するにはＣＲＴマルチフォーマ
ットカメラがある。これは画像をＣＲＴに表示して、レ
ンズ結像系を介して銀塩フィルム上に多数回位置を変え
て投影し、撮影するものである。しかし、光軸が銀塩フ
ィルムとＣＲＴに対して斜めになると画像歪が大きくな
るため、複数画像を出力する際は各々の画像ごとに銀塩
フィルムまたはＣＲＴとレンズ系を相対的に動かして光
軸ヲ垂直に保つことが必要であり、多数の画像を出力す
るには長時間を有するという欠点がある。

また、近年半導体産業の発展により、ＩＣＣメソの高集
積化及び低価格化が進み、大容量のメモリが安価に人手
できる様になったので、複数の画像をディジタル化し、
メモリ内で合成し、合成した画像をＣＲＴに表示して撮
影することも可能になった。しかし、ＣＲＴでは解像力
が不足であり、また、レンズ系で大画角撮影をすると、
照度ムラが大きくなるという欠点がある。また、ＣＲＴ
の蛍光面によるＳ／Ｎの劣化も問題になっている。

この様なＣＲＴマルチフォーマットカメラの欠点を補う
ものとして、最近レーザービームプリンタを使うことが
提案されている。これは微小スポットのレーザー光でフ
ィルム面をラスター走査するもので、メモリ内で合成し
た複数画像を１度に出力することが出来るので、多数の
画像を短時間で出力できる。また、微小スポットの一点
一点が１画素に相当するので解像力も充分であり、蛍光
体を用いないのでＳ／Ｎも良い。

ところが、ＣＲＴマルチフォーマットカメラでは出力画
像の大きさはレンズ系の倍率を変えることで行っていた
が、レーザービームプリンタでは光学系で出力画像の大
きさを変えるのは困難である。従って、レーザービーム
プリンタでは出力画素の大きさを変えずに、人力画像の
画素を補間処理して出力画像の大台さを変える必要があ
る。

この様にレーザービームプリンタにおいて画素補間をす
る場合に、従来は補間した画素のデータをメモリに格納
する必要があったため、リアルタイムの処理が不可能で
あったし、補間の倍率を出力可能な画素数から出力され
る画像間の間隙の画素数の総和を減じたものを人力画像
の画素数で除して決定していたため、画像間の間隙の大
きさは常に一定であり、出力画像数が多くなると、出力
媒体上で画像が占める面積が減少し、フィルムの有効利
用の面で不利となってしまう。

［発明が解決しようとする問題点コ 前記従来の欠点を除去するものとして、本発明者は補間
の倍率を出力画像が欠落することがない範囲で、出力媒
体に占める出力画像の割合が最大となるように決定する
方法（特願昭６１−１９５６８２号）を提案した。しか
し、この方法では、場合によっては出力画像同志がほん
とんど密着し、画像間の区別が付ぎ難く観察する上で煩
わしさが生じる。

木発明は大容量のメモリを必要とせず、高速またはほと
んどリアルタイムで画像の補間処理をすると共に、出力
媒体上で画像と間隙の比率を一定として、画像の見易さ
とコストパフォーマンスの向上を企った画像処理装置を
提供する。

［問題点を解決するための手段］ この問題点を解決するための一手段として、木発明の画
像処理装置は、複数の入力画像を補間処理して出力する
画像処理装置であって、出力画像の画像部と該画像部間
の間隙部との比率を算出する比率算出手段と、該比率算
出手段の算出した比率と所定値を比較する比較手段と、
該比較手段の比較結果から比率が所定値より大きい場合
に、前記補間処理の補間倍率を低減する倍率低減手段と
を備える。

［作用コ かかる構成において、出力画像の画像部と前記画像部間
の間隙部との比率がほぼ前記所定値となるように、前記
補間処理の補間倍率が決定される。

［実施例コ 以下、添付図面に従って本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第２１図は実施例の画像処理装置のブロック図である。

１０１はパスラインで、画像信号入力部１００、ＣＰＵ
部１０２９画像メモリ１０３．バイブライン演算部１０
５及び画像出力部１０６がつながっている。ＣＰＵ部１
０２には処理プログラムを格納するＲＯＭ１０２ａと補
助メモリ用のＲＡＭ１０２ｂがある。画像信号入力部１
００は図示していない他の画像形成手段または画像入力
手段とつながっていて、画像信号入力部１００に入力す
る画像信号がディジタル信号の場合はディジタルインタ
ーフェースであり、画像信号がアナログ信号の場合は画
像信号入力部１００でＡ／Ｄ変換を行ない、ディジタル
信号にしてパスライン１０１に送り込む。

第２１図において、画像信号の流れは、見易くするため
太い線で示しである。尚、ＣＰＵ部１０２で画像信号を
処理することも可能であるが、これは本発明の主旨では
ないので、ＣＰＵ部１０２には画像信号を入力させてい
ない。画像信号は画像信号入力部１００から画像メモリ
１０３にＤＭＡ転送される。画像メモリ１０３は複数の
画像を格納する容量がある。同時に画像の構成及び画像
の出力に関する情報が画像信号人力部１００からＣＰＵ
部１０２内部のＲＡＭ１０２ｂに格納される。この情報
には１つの画像を構成する入力画素数及び出力する際の
出力画像配置情報と、他に画像を補間する方法に関して
の補間モード情報や画像の階調処理に関する情報などが
ある。また、これらの情報は図示していない他の入力手
段、例えばキーボードなどで入力するのも可能である。

さらに、画像出力部１０６からは出力媒体の大きさの情
報が送られてＣＰＵ部１０２内部のＲＡＭ１０２ｂに格
納され、画像出力部１０６で出力可能な画素の大きさか
ら、その大きさの出力媒体に出力可能な総出力画像画素
数がＣＰＵ部１０２で計算される。または前もってＲＯ
Ｍ１０２ａに格納されたリストから選ばれる。パイプラ
イン演算部１０５は実行可能な補間倍率が第２６図（Ｃ
）のように限定された補間処理を行い、この補間倍率メ
ニューは前もってＣＰＵ部１０２のＲＡＭ１０２ｂに格
納されている。上述情報の内、入力画像画素数、出力画
像配置情報及び総出力画像画素数から、後述する計算方
法に従つて最適な補間倍率を補間倍率メニューの内から
選択し、パスライン１０１を介してパイプライン演算部
１０５にセットする。さらに出力媒体上での画像外の間
隙を補間前の入力換算した間隙画素数も計算する。画像
出力部１０６はラスター走査をする出力装置であればど
の様な装置でも良い。

第２４図にＲＯＭ１０２ａに格納された実施例の画像処
理装置の処理フローチャートを示す。まず、ステップＳ
ＩＯでは画像信号人力部１００より画像の構成等の入出
力情報を受信する。次に、ステップＳ２０で画像出力部
１０６より出力媒体の大きさ等の情報を受信する。ステ
ップＳ３０で以上ステップＳＩＯ，Ｓ２０で受信した情
報より補間倍率を算出する。同時にここで間隙画素数の
算出も行う。ステップＳ４０ではステップＳ３０で算出
された補間倍率を実行するための情報をパイブライン演
算部１０５に送信する。後述するように、この情報によ
りパイプライン演算部１０５は入力データの流れや演算
時の重み量等を選択する。ステップＳ５０で画像メモリ
１０３に画像信号入力部１００を通して画像データが書
き込まれているかをチエツクして書き込みの終了を待ち
、画像データがレディになるとステップＳ６０で画像処
理を起動させる。起動後の各動作を以下に述べる。

パイプライン演算部１０５には後述する様に画像出力部
１０６の主走査方向１ラインに相当する人力ラインバッ
ファメモリを含んでいる。出力動作が始まると、この入
力ラインバッファメモリには、まず、端部に間隙画素数
分だけデフォルトした値が書き込まれ、次に最初の画像
の１ライン分が入力画像画素数分だけ画像メモリ１０３
からＤＭＡ転送され、次は画像間の間隙が同様に書き込
まれ、次に２番目の画像の１ライン分が同様に書き込ま
れ、これを繰り返して最後に端部の間隙が同様に書き込
まれる。従って、人力ラインバッファメモリには主走査
方向の出力画像画素数を補間倍率で除した画素数の間隙
と画像が配置されている。この人力ラインバッファメモ
リに書き込まれたデータは後で詳しく説明するパイプラ
イン演算部１０５によって補間演算されて拡大され、パ
イプラインで出力ラインバッファメモリに書き込まれる
。従って、出力ラインバッファメモリには主走査方向の
出力画像画素数が書き込まれることになる。出力ライン
バッファメモリに書き込まれたデータは画像出力部１０
６で階調処理などを行なわれ、出力、例えば表示または
記録される。

この入力ラインバッファメモリの内容と出力うインバッ
ファメモリの内容を表わしたのが第２２図である。但し
、主走査方向に２画像を並べた例である。

ＩＮＬＢは入力ラインバッファメモリ、０ＵＴＬＢは出
力ラインバッファメモリ、Ｓｌ、Ｓ２゜Ｓ３は入力側の
間隙、Ｍｌ、Ｍ２は各々別の入力画像の１ライン分であ
る。ＩＳｌ、ＩＳ２゜ＩＳ３．ＩＭＩ、ＩＭ２は各々Ｓ
ｌ、Ｓ２゜Ｓ３．Ｍｌ、Ｍ２の補間演算後のデータであ
る。

また、ＬはＩ　ＮＬＢに書き込まれた総画素数、ＩＬは
０ＵＴＬＢに書き込まれた総画素数であり、ＩＬは主走
査方向の総出力画素数である。

ＭｌとＩＭ１７ｉびＭ２とＩＭ２の比は各々選択された
補間倍率となっているが、ＬとＩＬは各々整数であるの
で、ＬとＩＬの比は必ずしも正確に補間倍率に一致する
とは限らない。この場合の処理については後に詳述する
。

また、ＩＮＬＢに入力画像を転送する前に、副走査方向
前端部の間隙として、デフォルトした値をＩＮＬＢにＬ
だけ間隙のライン数分書き込み、副走査方向の画像間及
び後端部の間隙も同様にして副走査方向の間隙を作成す
る。但し、副走査方向の間隙を書き込むラインの制御及
びＩＮＬＢに書き込む入力画像のラインの制御は後述す
るシーケンスに従って行なう。

次に補間倍率及び画像外の間隙の決定方法について述べ
る。なお、主走査方向なＨ１副走査方向をＶとし、人力
画像に関しては、出力される際の画像の向きに相当する
方向においてＨまたはＶとする。

主走査方向及び副走査方向の入力画像画素数を各々ＰＨ
，Ｐｖ、総出力画素数を各々ＴＨ５ＴＶ、仮の補間倍率
を各々Ｍ　ｏ　、　Ｍ　ｖとし、補間前の入力換算した
総出力画素数を各々Ｂ）ｌ、ＢＶとする。但し、以下の
説明では人力画像の画素のアスペクト比は１とし、出力
画像の画素のアスペクト比も１とした例を述べるので、
補間倍率は両方向共同じになる様にする。また、出力媒
体上に並ぶ画像の配列をマトリクス状とし、主走査方向
及び副走査方向の画像数を各々ＦＨ，ＦＶとする。ここ
で、出力媒体上で画像な成可大きくし、さらに入力画像
が全て欠落せずに出力されるには次の２式を満足しなけ
ればならない。

（Ｐ□ＸＦＩＩ　）ＸＭＨ≦Ｔ、　　　・・・（３３）
（ＰｖｘＦｖ）×Ｍｖ≦ＴＶ　　・　（３４）（３３）
、（３４）式から、 Ｍｕ≦ＴＨ／（ＰＩＩＸＦＩ＋）　　　　・　（３５）
Ｍｖ≦ＴＶ／（ＰＶＸＦＶ）　　　　・　（３６）とな
る。ｐ、　、ｐｖ　＋　　ＦＨ、ＦＶは前述した根に画
像信号入力部１００から人力され、ＴＨ、Ｔｖは出力装
置と出力媒体の大きさから決まるので、（３７）、（３
８）式は計算可能である。

（３７）、（３８）式は両式共に満足されねばならず、
また、補間倍率は両方向共同じにするので、ＭＨとＭｖ
の最大値のうちより低い方を補間倍率の最大値として選
ばねばならない。これをＭ、、とする。また、パイプラ
イン演算部１０５で補間可能な補間倍率は限定されてお
り、この補間倍率メニューをＭＩ　（ｉ＝１．２．３）
とする。

第２６図（Ｃ）の例では３２種類ある。

従って、次に Ｍ、　　　≦　Ｍ　し　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　・・・　　（３７）となるＭｌの
最大値をメニューから選択すると、明らかに Ｍｌ　≦Ｍ、≦ＭＨ、Ｍｖ　　　　　　＝　　（３Ｂ　
）である。従って、ＭＩ＜ＭＨ＋　Ｍｖになる可能性が
あり、出力媒体上で余った部分を間隙とすると、 （（Ｐｏ　ＸＦＨ）　十ＢＨ）　ＸＭ＋　＝ＴＨ・・・
（３９） （（Ｐｖ　ＸＦｖ　）　十Ｂｖ　）　ＸＭ！　＝Ｔｖ・
・・（４０） となる様にＢ、、Ｂｖを決める。Ｍ、が決まったので、 ＢＨ＝ＴＨ／Ｍ＋　−（Ｐｏ　ＸＦｏ　）　・・・（４
１）Ｂｖ　＝Ｔｖ　／Ｍ＋　−（Ｐｖ　Ｘ　Ｆｖ　）　
・・・（４２）が計算可能となり、また、間隙を画像間
に均等に配分するならば、主走査方向及び副走査方向の
両端部を含めた個々の間隙ＳＨ＋ＳＶは、ＳＨ＝　Ｂｌ
（／ＣＦ、、　＋　１） ＝　　（ＴＨ／Ｍｌ　　　　（ＰＨＸＦｏ））　　／　
　（ＦＨ＋１）・・・　（４３） Ｓｖ＝Ｂｖ／（Ｆｖ＋１） ＝　　（Ｔｖ／Ｍ＋　　−（ｐｖ　　ＸＦＶ））　　／
（ＦＶ　　＋Ｎ・・・　（４４） となる。Ｓ、、Ｓｖは必ずしも整数になるとは限らず、
むしろ整数にならない場合の方が多いであろう。その場
合は小数点以下を切り捨てた整数のＳ、、Ｓｖを各々Ｓ
　ＨＴ＋　　Ｓ　ＶＴとし、また、ＢＨｌＢｖも整数に
なるとは限らず、ＢＨ，ＢＶの小数点以下を切り上げた
のを各々ＢＨＴ＋　’Ｂ　ＶＴとし、ＢＨＴ＋　　Ｂ　
ＶＴとＳＨＴ＋　　ＳＶＴの総和との差をΔＨ１ΔＶと
すると、 ΔＨ”ＢＨＴ　　５ＨＴＸ　（ＦＨ＋　１　）・・・（
４５）ΔＶ”ＢＶＴ　　５ＶＴＸ　　（Ｆｖ　　＋１）
・”　　（４６）テアリ、ΔＨ１ΔＶは整数になるので
、このΔＨ１ΔＶをＦ、＋１．Ｆｖ−１１に適当に割り
振れば良い。従って、各々の間隙は均等にならない場合
があるが、実用上は差し支えない。

例として、ＰＨ＝６００．Ｐｖ　＝４５０゜Ｔ、＝４０
００．ＴＶ　＝５０００．ＦＮ　＝２゜Ｆｖ＝３の場合
、即ち、第２３図（Ａ）に示した様に２×３のマトリク
ス状にＩＭＩから１Ｍ６の６つの画像を出力する例につ
いて述べる。

また、補間倍率メニューは第２６図（ｃ）の例とする。

まず、（３５）、（３６）式から、 Ｍ、≦４０００／　（６００Ｘ２）ざ３．３３・・・（
４７） Ｍｖ≦５０００／（４５０Ｘ３）”３．７０・・・　（
４８） Ｍ　ｕ　＜　Ｍ　ｖであるから、Ｍ　Ｌ　＝　Ｍ　Ｈと
し、第２６図（Ｃ）より Ｍ、冨３．２５＜ＭＬ　　　　　・・・（４９）である
。（４１）、（４２）、（４３）。

（４４）式から、 ＢＨ＝４０００／３．２５−　（６００Ｘ２）＝３０．
８　　　　　　　　　・・・（５ｏ）Ｂ　ｖ　＝５００
０　／　３　、　２５　　（４５０Ｘ　３　）＝１８８
．５　　　　　　　・・・（５１）ＳＨ＝１０．３　　
　　　　　　　・・・（５２）Ｓｖ　＝４７．１　　　
　　　　　−　（５３）となり、よって、ＢＨＴ＝３１
、ＢＶＴ＝１８９．５ＨＴ＝１０、ＳＨア＝４７となり
、 ΔＨ＝３１−　（１０Ｘ３）＝１・・・（５４）ΔＶ＝
１８９−　（４７Ｘ４）＝１・・・（５５）となる。ま
た、ＢＨ，Ｂｖの小数点以下を切り上げたため、総出力
画像画素数はオーバフローを生じる。総出力画像画素数
は（３９）、（４０）式の左辺で与えられ、 （（６００Ｘ２）＋３１）Ｘ３．２５ ＝４０００．７５＞４０００　　　・・・（５６）（（
４５０ｘ３）＋１８９）ｘ３．２５＝５００１．７５＞
５０００　　　・・・（５７）となる。従って、ΔＨ１
Δ■は後端部、即ち、主走査方向は第２２図の３３、第
２３図（Ａ、）においては右端、副走査方向は第２３図
（Ａ）下端で補正をしておけば、オーバフロー分は間隙
において生じ、画像は影響を受けない。

また、出力媒体上の画像の面積比率は、（６００Ｘ４５
０）Ｘ　（２Ｘ３）Ｘ３．２５２／４０００ｘ５０００
％８５．６　　・・・（５８）となり、８５．６％の使
用率となる。

以上の説明では入力画像と出力画像の画素の、　アスペ
クト比を共に１とした例で説明したが、本発明はこれに
とられれない。

例えば、人力画像の画素のアスペクト比がａ：ｂ、但し
、ａはＨ方向、ｂはＶ方向とし、出力画像の画素のアス
ペクト比が１＝１の場合は、（３５）　、　　（３６）
両式共に満足するＭ、の組合せを選び、Ｈ方向、■方向
を別々に計算すれば良い。

また、入力画像の画素のアスペクト比が１＝１、出力画
像の画素のアスペクト比がａ：ｂの場合は、やはり（３
５）、（３６）両式共にＭｌの組合せを選び、Ｈ方向、
■方向を別々に計算すれば良い。

さらに、人力画像及び出力画像の画素のアスベクト比が
共に１＝１の場合で、出力画像の補間倍率を意図的にａ
；ｂにする場合は、（３５）　。

（３６）両式を共に満足するＭ、のうち、Ｍ　Ｌ）Ｉ：
　Ｍ　１ｌｌ＝　ａ　：　ｂを概略満足するＭｌの組合
せを選び、Ｈ方向Ｖ方向を別々に計算すれば良い。

この様にして得られた出力画像の第２３図（Ａ）をみる
と、各画像は副走査方向よりも主走査方向に接近してい
る。

出力媒体上での画素の大きさをｏ、ｏｓｘＯ，０８ｍｍ
とすると、主走査方向の画像間の間隙は、 ＳＨＴＸＭＩ　Ｘｏ、０８ ＝１０ｘ３．２５ｘ０．０８ ＝２．　　６ｍｍ となる。

また、主走査方向の入力画素数ＰＨ＝６１５とし他は前
記の例と同じとすると、Ｍ、＝３．２５と前記例と同じ
であるが、５ｕ＝０．７となり、５）ＩＴ＝Ｏで主走査
方向の間隙が零となり、画像と画像が密着してしまう。

また、逆にＰＨ＝５７２とすると、Ｍ、＝３．２５と同
じで、５）Ｉ＝２８．９となり、５）ＩＴ＝２８で間隙
は（５９）式と同じ計算から７．３ｍｍとなる。

ここで、画像の大きさと、間隙の大きさの主走査方向及
び副走査方向の比率Ｇ　Ｈ，Ｇ　ｖをＧｏ　＝ＰＨ／　
（Ｐｏ　＋５ＨＴ）　　　・・・（６０）Ｇｖ　−Ｐｖ
　／　（Ｐｖ　＋　５ＶＴ）　　　”・（６１）と定義
する。（６０）、（６１）式は、各方向での画像が占め
る比率を表わしている。

これを前記例に当てはめると、Ｐ、＝６１５の場合は、
Ｇｏ＝１．即ち１００％、Ｐ、＝５７２の場合はＧＨ＝
０．９５３、即ち約９５％となり、条件によって比率は
９５％から１００％まで変化する。比率が１００％の場
合は画像と画像が密着し、画像の周辺部まで情報がある
場合には、その情報が隣の画像の情報と混同され易く、
情報の誤読を招く可能性がある。

これを防ぐため、補間倍率を決定する際に、前もって間
隙の大きさを定めておき、その分を総出力画素数から減
じておくことが考えられる。

この方法は即ち、固定の間隙の大きさをＤとすると（３
３）、（３４）式を （Ｐｌ（×ＦＨ）×ＭＨ≦Ｔ、−ＤＸ　（Ｆ、＋１）　
　・・・（６２）（ＰｖｘＦｖ）×Ｍｖ≦Ｔｖ−ＤＸ　
（Ｆｖ”ｌ）　　・・・（６３）とする方法である。こ
の場合の比率Ｊｏ、Ｊｖは間隙が固定であるから、 ＪＨ＝　ＰＩｌｘ　Ｍｌ／（ＰＨＸ　Ｍ、＋　Ｄ）−（
６４）Ｊｖ＝　ＰｙＸ　Ｍ＋／（Ｐｖｘ　Ｍｌ　＋　Ｄ
）　　−（６５）となる。

入力画像の画素数Ｐ、、Ｐｖが同じで、出力画素数がＦ
、、Ｆｖが変った場合にはＭ、が変る。

即ち、出力画像数が少なければＭｌは大きく、多ければ
Ｍ、は小さい。従って、（６４）。

（６５）式から、Ｍ、が大きい程Ｊ、、Ｊｖは犬きく、
Ｍｌが小さい程Ｊ□、Ｊｖは小さくなり、この方法では
出力画像数が多い場合のフィルムの利用度は低くなって
しまう。

そこで、本実施例では（６０）、（６１）式のＧＭまた
はＧｖが概略一定になる様に補間倍率を決定することに
より、条件が変っても見易く、且つフィルムの有効利用
度が余り変わらない様に企るものである。

第２７図は、この方法を示すフローチャートである。

前記計算式では、ステップ５２７１〜５２７５でＭ、を
選択し、（３５）、（３６）、（３７）式から補間倍率
を決定したが、本実施例では、更にステップ５２７６で
、（４３）、（４４）式からＳＩＩ、Ｓｖを求め、ステ
ップ５２７７でそれを整数化したＳＨＴ＋　Ｓ　ＶＴを
（６０）、（６１）式に代入してＧＨ，Ｇｖを求め、ス
テップ３２７８でこれを所望する比率Ｑと比較して、Ｇ
、、Ｇｖが大きければ、ステップ５２７９で第２６図（
Ｃ）のメニューより一段低い値をＭｌ　として選び、こ
れを再度（４３）、（４４）、（６０）。

（６１）式の順で計算して、ＧＭ、ＧｖがＱと等しいか
、または小さくなるまで続けて補間倍率を決定する。

また、Ｍ、、Ｍｖが等しくない場合は小さい方の方法に
付いてのみ計算すればよい。即ち、第２３図（Ａ）〜（
Ｃ）の例ではＨ方向のＳ　ＨＴ　＋Ｇ、を計算し判定し
てＭ、を決めればよい。

前記例でＱ＝０．９５とすると、Ｐ、が６１５．６００
，５７２のいずれの場合もＧＨ＞Ｑとなり、Ｍｌ　とし
ては第２６図（Ｃ）より３が選ばれる。このときＳＨＴ
は各々３４゜４４．６３となりＧ、は各々０．９４８゜
０．９３２．０．９０１となり、Ｐ□＝５７２のときは
約９０％となってしまう。

そこで補間倍率をより細かく選択できることが必要とな
る。第２６図（ｄ）は第２６図（Ｃ）を４倍細かくした
メニューの例である。

第２６　図（ｄ　）のメニューによれば前記例でＰＨ＝
６００の場合Ｍ、＝３．３１２５で５ＨＴ＝２、ＧＨ＝
０．９９７となる。また、画素の太きさを０．０８ｘ０
．０８ｍｍとすれば間隙は０．５３ｍｍとなって、はと
んど画像と画像がつながってしまう。

これを第２７図のフローチャートに従い、Ｑ＝０．９５
で計算するとＭ、＝３．０６２５が得られ、５Ｈ７＝３
５、ＧＨ＝０．９４５となり、間隙は８．５７５ｍｍと
なる。これを示したのが第２３図（Ｃ）である。

また、ｐ、が６１５，５７２の場合は、各々ＭＩ　が３
．３．１８７５、ＳＨＴが３４．３６、ＧＨは０．９４
８，０．９４１となり、条件が変ってもほぼ所望の比率
が保たれる。

第１７図は実施例の画像処理装置をパイプライン演算部
１０５を中心に更に詳細に示したブロック図である。第
１８図は第１７図番部におけるライン単位でのデータの
流れを示したタイミングチャートである。

第１７図の１０１はパスラインで、ＣＰＵ部１０２、画
像メモリ１０３．ＤＭＡ　（ダイレクトメモリアクセス
）コントローラ１０４．パイプライン演算部１０５１画
像出力部１０６がつながっている。尚、画像信号人力部
１００は図示していない。

ＤＭＡコントローラ１０４．パイプライン演算部１０５
９画像出力部１０６は互いに独立したデータ転送りロッ
クＣＰ＋　、ＣＲ２、ＣＰｓを発生し、アドレスカウン
タ１０７，１０８と１０９．１１０を各々駆動する。但
し、アドレスカウンタ１０７はＤＭＡ用で、ラインバッ
ファメモリ１１１，１１２のライトアドレスを発生し、
アドレスカウンタ１０８と１０９はパイプライン演算部
用で、ラインバッファメモリ１１１゜１１２のリードア
ドレスとラインバッファメモリ１１３．１１４のライト
アドレスを発生し、さらにアドレスカウンタ１１０はラ
インバッファメモリ１１３．１１４のリードアドレスを
発生する。

また画像出力部１０６はライン毎の周期信号ＨＳを発生
し、アドレスカウンタ１０７〜１１０をリセットする。

ＨＳは例えばデータ出力部１０６が２次元画像出力装置
である場合は、主走査同期信号または水平同期信号であ
る。ＨＳはまたＤＭＡコントローラ１０４に入力し、Ｄ
ＭＡコントローラ１０４は画像メモリ１０３のラインア
ドレスを制御する。またパイプライン演算部１０５が２
次元処理の場合は、ＨＳはパイプライン演算部１０５内
部のライン転送をするのに使われる。

１１５〜１１８はデータ転送用のスイッチ回路で、スイ
ッチ回路１１５，１１７はラインバッファメモリ１１１
〜１１４のライトイネーブル信号を制御することによっ
て達成でき、スイッチ回路１１６．１１８はマルチプレ
クサで達成できる。

１１９〜１２２はラインバッファメモリ１１１〜１１４
のアドレスを切換えるスイッチ回路で、スイッチ回路ｔ
ｉｅ、ｔｔａと同様にマルチプレクサで達成できる。

ＣＰＵ部１０２はＤＭＡコントローラ１０４のデータ出
力モードを指令し、画像メモリ１０３から読出すデータ
の先頭アドレスや最終アドレスを設定する。ＣＰＵ部１
０２はパイプライン演算部１０５に対しては処理モード
を設定し、また必要に応じて種々のパラメータの設定や
制御信号を送る。本例では、補間倍率の設定のための情
報を送る。又、ＣＰＵ部１０２は画像出力部１０６に対
しては、例えばルックアップテーブルの書換えやデータ
反転などのモード設定を行なう。

０２０部１０２がデータ出力モードを指令していると、
ＤＭＡコントローラ１０４はＨ３に同期して画像メモリ
１０３からのデータをラインバッファ１１１または１１
２にＤＭＡ転送する。スイッチ回路１１５がラインバッ
ファ１１１を選択している場合は、スイッチ回路１１６
はラインバッファ１１２を選択し、スイッチ回路１１９
はアドレスカウンタ１０７を、スイッチ回路１２０はア
ドレスカウンタ１０８を選択していて、画像メモリ１０
３から読出されたデータは、アドレスカウンタ１０７が
出力するアドレスに従って、スイッチ回路１１５を介し
てラインバッファ１１１に書込まれる。ラインバッファ
１１２に書込まれていたデータはアドレスカウンタ１０
Ｂが出力するアドレスに従って読出され、スイッチ回路
１１６を介してパイプライン演算部１０５で補間処理さ
れる。

パイプライン演算部１０５で補間処理されたデータは、
ラインバッファ１１３または１１４に書込まれるが、ス
イッチ回路１１７がラインバッファ１１３を選択してい
る場合は、スイッチ回路１１８はラインバッファ１１４
を、スイッチ回路１２１はアドレスカウンタ１０９を、
スイッチ回路１２２はアドレスカウンタ１１０を選択し
ていて、パイプライン演算部１０５の出力データはアド
レスカウンタ１０９が出力するアドレスに従って、スイ
ッチ回路１１７を介してラインバッファ１１３に書込ま
れる。ラインバッファ１１４に書込まれていたデータは
アドレスカウンタ１１０が出力するアドレスに従って読
出され、スイッチ回路１１８を介して画像出力部１０６
に人力し、画像出力部１０６の形態に従って出力される
。

ＣＰｌ、ＣＦ２　、ＣＦ２は前述した様に各々独立した
速度のクロック信号で、データ出力部１０６に木質的に
存在するブランキング期間をパイプライン演算部１０５
で有効に使用できるように、ＣＦ２が最も遅くなってい
る。第１８図では速度が速い方からＣＰ　ｒ　＞　ＣＰ
　３＞　ＣＰ　２とした例を示していて、Ｗは書込み、
Ｒは読出しを示し、ラインの転送状態がわかる様にライ
ン番号を記している。１ライン分のデータ転送、補間処
理及び出力が済むと、次のＨ３でスイッチ回路１１５〜
１２２は各々切換わって反転し、ラインバッファ１１２
，１１４が書込みモードに、ラインバッファ１１１，１
１３が読出しモードになる。同様にＨ３毎にモードが反
転し、途切れなくデータの転送、補間処理及び出力が行
なわれる。

即ち、本例はライン単位でのリアルタイム処理が行なわ
れていると言える。

第１８図かられかる様に、画像メモリ１０３からＤＭＡ
コントローラ１０４へのＤＭＡ転送は単時間で行なわれ
、パスライン１０１もＤＭＡ転送によって占有される時
間は短時間であり、空いた時間を０２０部１０２はパス
ライン１０１を介して他の仕事に使用することができる
。また画像出力部１０６は図の様にブランキング時間が
あるが、パイプライン演算部１０５の補間処理はＤＭＡ
転送及びデータ出力と無関係の時間で行なわれ、１デー
タ当りの処理時間を長くして、廉価な低速度のＩＣを使
うことによりコストの削減をはかつている。また、第１
８図かられかる様に本実施例は２対のラインバッファメ
モリを使うため、ＤＭＡ転送とデータ出力間で２ライン
分の遅れが出る。また、１０７〜１１８に関しては、近
年市販されてきたＩＣのＦＩＦ○（ファーストインファ
ーストアウト）コントローラ、例えばシダネティスク社
の８×６０などを使うことで簡略化できる。

第１９図は第１７図の画像出力部１０６の出力部分の一
例で、データをＣＲＴに波形として出力した例である。

第１９図の１０１は第１７図のパスライン１０１と同じ
で、ルックアップテーブル１２３につながり、ルックア
ップテーブル１２３の内容の書換えを行なっている。ル
ックアップテーブル１２３は例えばデータにウィンドウ
をかけたり、非線型変換を行なったりするのに使われる
。ルックアップテーブル１２３には第１７図のスイッチ
回路１１８から補間処理されたＤＡＴＡが人力し、−変
換テーブルを通ったのちＤ／Ａコンバータ１２４でアナ
ログ信号となり、アンプ１２５を介してＣＲＴ１２６の
垂直偏向極を駆動する。

ＣＲＴ１２６の水平偏向棒は偏向信号発生器１２８から
の出力で、ＣＲＴ１２６は電子ビームを水平方向に一定
周期で走査しているので、ＣＲ’Ｔ　１２６には波形が
表示される。またクロック発生器１２７からの出力ＣＰ
３は、偏向信号発生器１２８で分周されて水平同期信号
ＨＳとなる。本例でＣＲＴ１２６が偏向信号発生器１２
８で水平垂直ともラスク走査され、アンプ１２５の出力
はＣＲＴ１２６の電子ビームと輝度変調すれば、ＣＲＴ
１２６には２次元画像が表示される。

第２０図には２次元ラスク走査をするレーザビームプリ
ンタの例を示した。第２０図の１０１．１２３，１２４
，１２５，１２７は第１９図と同様であり、アンプ１２
５の出力はＡＯモジュレータ１２９（超音波光変調素子
）を駆動する。レーザ１３０からのレーザ光はミラー１
３１を介してＡＯモジュレータ１２９でアンプ１２５の
出力信号に従って強度変調され、回転多面鏡１３２でフ
ィルム１３３上を主走査する。フィルム１３３は図示し
ていないフィルム移動機構で矢印方向に副走査され、フ
ィルム１３３上にはＤＡＴＡに従った潜像が形成される
。また回転多面鏡１３２よりのレーザ光の一部は光検出
器１３４が検出され主走査同期信号Ｈ３となり、前述し
たようにアドレスカウンタ１０７〜１１０のリセットな
どに使われる。１３３は他の媒体、例えば電子写真感光
体などでも良い。また媒体が半導体レーザに感度があれ
ば、ＡＯモジュレータ１２９を必要とせず、アンプ１２
５の出力は直接レーザなドライブすれば良い。本実施例
はレーザプリンタに限定されるものではなく、例えばイ
ンクジェットプリンタなどに置き替えることもまた可能
である。

尚、本実施例はデータ処理の内容にとられれるものでな
く、第１７図のパイプライン演算部１０５は例えばフィ
ルタ演算などでも良いが、特に補間演算を行なう場合は
前述した様に演算結果のデータの数は元のデータの数よ
り多くなり、本実施例の効果の１つであるメモリの削減
効果が大きい。

以上説明したように本実施例はパイプライン演算部の前
後に各１部ずつのラインバッファメモリを備え、さらに
パイプライン処理をＣＰＵにつながる主バスとは別バス
で行ない、主メモリーラインバツファメモリ間、ライン
バッファメモリーパイプライン演算部−ラインバッファ
メモリ間及びラインバッファメモリーデータ出力部間を
、各々独立した速度でアクセスすることにより、従来装
置の欠点であった大容量メモリを必要とせず、データの
演算中もＣＰＵがパスラインを有効に使用でき、さらに
データ出力部のブランキング期間を演算に有効に使って
演算時間に余裕を持たせ、コストの低減ができるという
効果がある。

−以下余白− 次にパイプライン演算部１０５を詳細に説明する。

さて、データ列を補間する方法として良く使われるのは
、 ■最近傍補間にアレストネイバー） ■直線補間（パイリニアー） ■３次補間（キュービックスプライン）がある。■は元
のデータと同じものを補間するのでレプリケーションと
も呼ばれる。また、■は３次のスプライン関数の応用で
キュービックスプライン補間とも呼ばれる。これらの演
算方法とその特性については、 Ｒ，Ｇ、　ＫＥＹＳ、　　”Ｃｕｂｉｃ　Ｃｏｎｖｏｌ
ｕｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄ
ｉｇｉｔａｌ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”　
ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　Ａｃｏｕｓｔ、、　５ｐｅｅ
ｃｈ、　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、　ｖｏ
ｌ。

ＡＳＳＰ−２９，Ｎｏ、６．　Ｄｅｃ、　１９８１Ｊ、
Ａ、ＰＡＲＫＥＲ，Ｒ，Ｖ、にＥＮＹＯＮ　　ａｎｄ　
　Ｄ、Ｅ、ＴＲ０ＸＥＬ、　　“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
　　ｏｆ　　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇ　　Ｍｅｔｈ
ｏｄｓ　　ｆｏｒ　　Ｉｍａｇｅ　　Ｒｅｓａｍｐｌｉ
ｎｇ″　ＩＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓ、ｏｎ　　Ｍｅｄｉｃ
ａｌ　　Ｉｍａｇｉｎｇ＋　　ｖｏｌ、Ｍｌ−２，Ｎｏ
、１．Ｍａｒ、１９８３に詳しいので、ここではなるべ
く簡単に説明する。また説明の簡略化のため１次元で説
明する。

第１２図（Ａ）〜（Ｃ）はデータの値が各々Ｐ　ｌ　＋
　　Ｐ２である２点のデータを直線補間してデータを求
めた例である。元々データはスカラー量で次元がないの
で、第１２図の（Ａ）〜（Ｃ）の横軸には次元がないが
、このデータが時間的な流れであるならば横軸は時間で
あり、空間的なものであれば横軸は位置となる。第１２
図（Ａ）は元のデータとＰｌの位置からｘｌの点の補間
データを求める際の、補間関数ｈ（Ｘ）（この場合は直
線補間関数）とを表わしている。

第１２図（Ｂ）は補間されたデータ１１を示し、第１２
図（Ｃ）は元のデータと補間データを合成したものを示
す。またＰｌとＰ２の間隔は１に正規化しである。この
図で、 Ｌ　−Ｗｌｘｐ、　＋　Ｗ２　ＸＰ２　　　　　　　　
　（１）Ｗｌ　−ｈ（−ｘ＋）　　　　　　　　　　　
　　　（２）Ｗ２−　ｈ（１−ｘｌ）　　　　　　　　
　　　　　　（３）　　。

どなることは説明抜きで理解できる。ここで、Ｗ、、Ｗ
２は重み量と呼ばれる。また、第１２図（Ａ）〜（Ｃ）
図から直線補間は２点のデータ（２次元の場合は２Ｘ２
＝４点のデータ）から演算できることがわかる。また（
１）、（２）。

（３）式は直線補間ばかりでなく、ｈ　（ｘ）の任意の
関数に対して成立することがわかる。

第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は見方を変えると、第１３図（
Ａ）〜（Ｃ）の様にも説明できる。

第１３図（Ａ）は第１２図（Ａ）の元のデータと同じ図
で、第１３図（Ｂ）ではＰｌとＲ２とを直線で結び、第
１３図（Ｃ）でＰｌの位置からＸｌの位置における直線
Ｐ、、Ｐ２上の点を補間デーエ タＸ１とした。第１２図（Ａ）〜（Ｃ）と第１３図（Ａ
）〜（Ｃ）の方法は全く等価である。ここで第１３図（
Ｂ）は元のデータＰ＋　、Ｒ２と第１２図（Ａ）に示さ
れた補間関数ｈ　（ｘ）とのコンボリューション（重畳
積分）に他ならない。

従って、第１３図（Ａ）〜（Ｃ）の方法は元のデータと
補間関数をコンボリューションし、その結果を任意の点
でサンプリングすることを示している。これをリサンプ
リング法という。

このリサンプリング法によれば、補間による伝達特性は
補間関数そのものであり、周波数領域の伝達特性は補間
関数のスペクトルとなる。第１４図には種々の補間関数
を示し、第１５図にはそのスペクトルを示している。両
図において、■は最近傍補間、 ■は直線補間、 ■は３補間間で 先に示した文献に示されている式、 ｈ（ｘ）−（ａ＋２ＮＸ１３−（ａ＋３）Ｉｘ１２＋１
　　　０≦ｌｘｌ　　≦１　　（４）−ａ１ｘ１３−５
ａＩｘＩ２＋８ａ１ｘ１−４８１≦ＩＸＩ≦２（５）Ｊ
　　　　　　　　　　　　　　　２＜　ｌｘｌ　　　　
　（６）において、ａ＝−０，５とした場合である。

■は理想低域通過フィルタの例である。

元のデータは既にサンプリング（量子化）されたデータ
であるので、そのサンプリングされたデータの周波数の
上限は、良くしられたナイキストのサンプリング定理に
より、サンプリング周波数をｔ’ｓ　とすると、ｆＮ＝
０．５　ｆｓで定義されるナイキスト周波数に限定され
る。ここで言う周波数とは、先に述べた様にデータその
ものには次元がないので、そのデータが再現されるとき
の次元によって、時間周波数または空間周波数などにな
る。従って、元のデータを劣化させないためには、補間
関数のスペクトルは周波数がＯからｆＮまでの範囲で、
なるべく低下しないものが望まれる。

また、リサンプリング法から理解できる様に補間後のス
ペクトルは元のサンプリング周波数ｆｓとは異なったり
サンプリング周波数ｆＲ３でリサンプリングされたスペ
クトルとなる。一般の補間はデータの密度を上げるのに
使われるので、ｆ　ＲＳ＞　ｆ　ｓである。よってサン
プリング定理によって、ｆ　ＩＩＮ＝　０．５　ｆ　Ｒ
１１＞　ｆ　Ｎでスペクトルは折り返す。

ところで、整数倍の補間をする場合はｆ　Ｒ３＝ｎｘｆ
Ｎ　（ｎは正の整数）となり、折り返してもスペクトル
の位相が合致してエイリアシング（折り返し歪み）は生
じないが、非整数倍の補間なする場合はｆ　Ｒ＋１ｆ＝
ｎ　Ｘ　ｆ　Ｈとなり、スペクトルのｆＮより高周波の
部分によりエイリアシングを生じる。よって補間関数の
スペクトルはｆＮより高い周波数ではなるべく低いこと
が望まれる。従って、上述した２つの条件に最適なもの
は第１５図の■に示した理想低域通過フィルタとなる。

この補間関数は第１４図の■に示される、これは良く知
られた５ＩＮＣ関数である。しかし、５ＩＮＣ関数は無
限に拡がる関数であるため、無限点まで演算しなければ
ならない。これを途中で打切ると、領域切捨による歪み
であるトランケーションエラーが生じる。従って、５Ｉ
ＮＣ関数は実用的ではなく、結局第１４図、第１５図に
示した内で■の３補間間が最も理想低域通過フィルタに
近いことがわかる。

さて、第１４図かられかるように、■は１点演算、■は
２点（２次元では２Ｘ２＝４点）演算、■は４点（２次
元では４Ｘ４＝１６点）演算をする必要がある。従来は
これらの演算を計算機のソフトウェアで行なっていた。

補間を計算機で行なうと、元のデータを格納するメモリ
以外に計算後のデータを格納する別のメモリが必要とな
る。例えばデータが画像データで補間後のデータ量が４
０００Ｘ　５０００画素とすると、メモリは２０　ＭＷ
ＯＲＤ必要となる。また補間データがデイスプレィやハ
ードコピーに使われるとすると、補間データを保存する
メモリは高速読み出しメモリである必要から、メモリは
ＩＣメモリとなってしまう。又、この場合はデイスプレ
ィやハードコピーに使われた後に補間データを保存して
おく必要がないので、このＩＣメモリは一時的にしか使
われない。

２０　ＭＷＯＲＤのＩＣメモリは価格、量共に相当なも
のである。また計算時間も長くなり、実用的ではない。

従って、補間データがデイスプレィやハードコピーに使
われる場合は、パイプライン処理されるのが良いが、従
来のパイプライン処理装置では整数倍の補間は出来るが
、非整数倍の補間は出来なかった。

例えば、第１６図（Ａ）は元のデータに２倍の直線補間
をする例で、第１６図（Ｂ）は１．５倍の直線補間をす
る例である。黒丸は元のデータＰ１〜Ｐ３の位置を表わ
し、白丸は補間データ量１〜Ｉ６の位置を表わす。これ
らの図では、データの位置と重み量との関数を表わして
いる。

第１６図（Ａ）から２倍の直線補間の場合は、Ｉ、　−
Ｗ、、ｘＰ、　＋　Ｗ２−、　ｘＰ２（７）Ｉ２“Ｗ、
−２ＸＰ、　＋　Ｗ２−２　ＸＰ２　　　　　　（８）
Ｉ３＝　Ｗｌ−３ＸＰ２　”　Ｗ２−３　ＸＰ３（９）
Ｉ４　＝　Ｗｌ−４ＸＰ２　”　Ｗ２−４　ＸＰ３　　
　　　　（１０）となることがわかる。但し、この例で
はＬ−＋　−Ｗｌ−３−１（１１） Ｗ２−１−　Ｗ２−３−０　　　　　　　　　　　（１
２）Ｗｌ−２−Ｗ２−２−　Ｗｌ−４−Ｗ２−４−１／
２　　　（１３）である。従って、ＩＩ、Ｉ２と１３．
Ｉ４は各々同じ元のデータを参照して演算しているので
、２倍の補間の場合は演算回路に入力する元のデータの
流れを出力する補間されたデータの流れの半分の速さの
一定速度で流せば良い。同様に整数倍の補間であれば倍
率が変わっても速度は変わるが、一定速度であるので、
従来のパイプラインでも比較的簡単にこれを実現できる
。

しかし第１６図（Ｂ）の１．５倍の補間の場合は１、”
　Ｗ、−、ＸＰ、＋Ｗ２−、ｘＰ２（１４）Ｉ２−　Ｗ
、２ＸＰ、＋Ｗ２−２ｘＰ２（１５）Ｉ３−　Ｌ−ｓ　
Ｘ　Ｐ２＋　Ｗ２−３Ｘ　Ｐ３（１６）Ｉ４−　　Ｗ、
４　ｘｐｓ＋ｗ２−４ｘｐ４　　　　　　　　　　　　
（１７）となる。但し、この場合は Ｌ−＋　−Ｗｌ−４−１（１８） Ｗ２−１　＝　Ｗ２−４−０　　　　　　　　　　　（
１９）Ｗｌ−２−Ｗ２−３−１／’］　　　　　　　　
　　（２０）Ｗｌ−３−Ｗ２−２−２／３　　　　　　
　　　　（２１）である。従って演算する際に参照する
元のデータの同じ組合せは（ｒ＋、Ｉ２）、（Ｉ３）。

（Ｉ４．Ｉ５）、（Ｉ８）・・・と分けられ、演算回路
から出力する補間データの流れを一定速度とすれば、入
力する元のデータの流れは一定速度に成り得ないし、逆
に入力を一定速度とすれば、出力は一定速度とならない
。よって従来のパイプラインでは非整数倍の補間処理を
するのは困難である。

以上述べたデータの流れを示したのが第２５図（Ａ）〜
（Ｃ）である。

第２５図（Ａ）〜（Ｃ）のＩＮは演算回路に入力するデ
ータの流れ、ＬＡＴ及びＬＡＴＩ、２゜３はラッチされ
たデータの流れ、ＯＵＴは出力するデータめ流れを示し
ている。図に向って右の方へ時間は動いていく。第２５
図（Ａ）は整数倍に補間する例で、ここでは前述した（
７）〜（１０）式の場合と同様に２倍に補間する例であ
る。第２５図（Ａ）ではＩＮとＬＡＴは同じ入力側クロ
ックで動作し、ＯＵＴは入力側クロックの２倍の周波数
の出力側クロックで動作している。

また、ＬＡＴはＩＮのデータをラッチする。この図から
１１〜Ｉ６は（７）〜（１０）式で示した計算が可能で
あることがわかる。また、補間倍率が整数倍であるなら
ば、第２５図（Ａ）と同様にして実現できる。

ところが、第２５図（Ｂ）は非整数倍に補間する例で、
（１４）〜（１７）式の場合と同様に１．５倍に補間す
る例で、第２５図（Ａ）と同様にＬＡＴを入力側クロッ
クで動作させた場合を示している。第２５図（Ｂ）では
、出力側クロックは入力側クロックの１．５倍の周波数
となっている。この図かられかる様に、ＩＩ、Ｉ３，１
４は（１４）、（１６）、（１７）式の計算が可能であ
り、また、Ｉ６の計算が可能であるが、Ｉ２は（１５）
式の計算が出来ず、同様にＩ５も計算が出来ない。これ
を可能にするためにラッチを追加した例が第２５図（Ｃ
）で、ＩＮ、ＬＡＴは入力側クロックで動作し、ＬＡＴ
２．ＬＡＴ３゜ＯＵＴは出力側クロックで動作する。ま
た、ＬＡＴｌ、ＬＡＴ２はＩＮのデータをラッチし、Ｌ
ＡＴ３はＬＡＴ　１のデータをラッチする。この様にす
ると、■１〜■６の全ての計算が可能となることがわか
る。

しかし、この方法は２種類の異なる周波数のクロック、
即ち、前述した入力側クロック及び出力側クロックを必
要とし、各々は同期していなければならない。また、種
々の倍率の補間処理を行う場合には、その倍率だけ周波
数が異なり、各々同期したクロックを発生させるハード
ウェアが必要である。しかも、第２５図（Ｃ）は主走査
方向１次元の場合の例を示したが、２次元画像を補間処
理する場合は副走査方向にも第２５図（Ｃ）に示したの
と同様の処理を要し、副走査方向のクロックも同様な２
種類が必要となり、かつ主走査方向のクロックは副走査
方向のクロックに同期していなければならない。この様
なりロック発生器で同期精度の良いものを実現するのは
困難である。

第１図は１次元のデータ列の補間処理を行う実施例のパ
イプライン演算部１０５を含むデータ処理装置のブロッ
ク図、例えばオシログラフィなとへ適用したブロック図
である。第２図は第１図番部の信号波形及びデータの流
れを表わすタイミングチャートで、　１．５倍に補間す
る例である。尚、本例は（４）、（５）、（６）式に示
された３補間間の演算例で、演算回路１００には４点の
重み付は乗算回路９〜１２を含んでいる。第３図（Ａ）
は第１６図（Ａ）、（Ｂ）と同様の３補間間の例で、第
３図（Ｂ）は補間データの位置を中心に正規化した場合
の元のデータ位置と重み量との関係を示している。また
第１図、第２図は演算回路１００に人力するデータの流
れを制御して出力するデータの流れを一定速度とした例
を示している。

第３図（Ａ）、（Ｂ）から解るようにこの演算は（１４
）〜（１７）式と同様に、 Ｉｌ−Ｗｌ−ＩＸＰｏ”Ｗ２−Ｉ　ＸＰｌ”Ｗ３−＋　
ＸＰ２”Ｗ４−１ＸＰ３Ｉ２−　Ｗｌ−２ＸＰＯ”Ｗ２
−２　ＸＰｌ”Ｗ３−２　ＸＰ２＋Ｗ４−２　ＸＰ３Ｉ
３−　Ｗｌ−３Ｘ７”Ｗ２−３ＸＰ２”Ｗ３−３　ＸＰ
３＋Ｗ４−３　ＸＰ４となり、Ｉ４以降１１〜Ｔ３の演
算と同様のシーケンスの繰返しとなることがわかる。

第１図の１はメモリで、図示していない他の手段によっ
てサンプリングされたデータが格納されていて、アドレ
スカウンタ２で指定されたアドレスのデータが読出され
る。アドレスカウンタ２はクロック信号ＣＰでカウント
するが、制御信号発生器３からの出力ＤＩＳが低レベル
のときはカウントしない。これは通常のカウンタＩＣの
イネーブル入力にＤＩＳを入力させることで簡単に実現
できる。従って、メモリ１の出力ＤＡＴＡ（Ｐｎ）は第
２図に示す様に「口によって制御され、不規則なデータ
の流れとなる。第２図、第３図（Ａ）、（Ｂ）から解る
ように、　１．５倍の補間ではＤＡＴＡ　（Ｐｎ）の流
れ、ＤＩＳ及び重み量（Ｗｌ−ｍ）は、３クロツク毎の
周期性があるので、制御信号発生器３及び重み歪発生器
７を制御するカウンタ４は３進カウンタ、またはその整
数倍のカウンタである。即ちカウンタ４は補間する倍率
を分数で表わした場合の分子、またはその整数倍のカウ
ンタとなる。例えば、１．５倍は３７２倍であるので、
３またはその整数倍のカウンタとなる。よってこの周期
は補間の倍率によって変化するので、倍率を決めるモー
ドＩＰＭがカウンタ４２重み歪発生器７に人力し、周期
及び重み量を選択している。ＤＩＳはカウンタ４の出力
をデコードし、半クロツク遅延して作ることができるが
、前もって信号波形をメモリに格納しておく方が、融通
性が増し好ましい。

一方、メモリ１の出力ＤＡＴＡ　（Ｐｎ）はシフトレジ
スタ８にストアされるが、シフトレジスタ８はゲート５
の出力ＬＣＰで制御される。ＬＣＰはＣＰをＤＩＳでゲ
ートされたもので、第２図に示したように歯抜けのクロ
ックである。８−１〜８−４はシフトレジスタ８内部の
シフトされたデーりを示し、８−、が最も古く８−４が
最も新しいデータである。従って１．〜８−４にストア
されるデータは、第２図に示したようにＬＣＰに同期し
た不規則な時間変動を示す。尚、８はシフトレジスタで
なく、ラッチをカスケードに接続しても構成でき、例え
ばＤＡＴＡ　（Ｐｎ’）が８ビツトからなるとすると、
１ビツトのシフトレジスタは８個必要であるが、８ビツ
トのラッチならば４段シフトであるから４個で済み、ラ
ッチの方が得である。以後はラッチ８と呼ぶ。　ラッチ
８の出力Ｄ１〜Ｄ４はの乗算回路９〜１２の一方に各々
入力する。乗算回路９〜１２の他方の入力には重み歪発
生器７の出力である重み量Ｗ１〜Ｗ４が各々人力する。

通常の乗算ＩＣは内部にラッチを含むのでクロック信号
ＭＣＰが乗算回路９〜１２に入力している。ＭＣＰはＣ
Ｐをインバータ６で反転したもので、Ｄ１〜Ｄ４．Ｗ、
〜Ｗ４が各々確定してから乗算回路９〜１２にラッチす
る様にしている。現在市販されている乗算■Ｃ１例えば
１６ビツトのものでは米国ＴＲＷ社のＭＰＹ−１６Ｈ及
びピンコンパチブルのアナログデバイセズ社のＡＤＳＰ
−１０１６及びＩＤＴ社のＩＤＴ７２１６などは入力に
対して１クロック遅れて出力が出てくる。しかし、第２
図では動作を理解し易くするために乗算回路９〜１２の
１クロック遅れを無視して示しである。

乗算回路９〜１２の出力は加算回路１３〜１５で全て加
算され、マルチプレクサ１６に入力する。重み量発生器
７の出力Ｗ１〜Ｗ４を各々８ビツトとすると、乗算回路
９〜１２の出力は１６ビツトとなるが、乗算回路９〜１
２の出力のビット数はなるべく少ない方が加算回路１３
〜１５のＩＣの数が少なくて済む。Ｗ１〜Ｗ４及び加算
回路１３〜１５に入力するデータのビット数をどこまで
減らせるのかは、計算の切捨て誤差、即ちトランケーシ
ョンエラーをいくらに押えるかにかかつている。

またこの演算では負の計算と桁上げの可能性があるため
、正負を表わすサインビットと桁上げを表わすオーバー
フロービットの２ビツトが必要となる。例えば第３図の
３補間間だとＷ、、Ｗ４は負で乗算回路９及び１２は、
負の乗算となる。普通は２の補数演算となる。従って、
加算回路１５の出力は入力データのビット数よりも少な
くとも２ビット多い必要がある。加算回路１５の出力の
最上位ビットはサインビットで次のビットがオーバーフ
ロービットであるので、上から２ビツトを選択ビットと
し、マルチプレクサ１６で負とオーバーフローの処理を
する。即ち、マルチプレクサ１６で負のアンダーフロー
の場合は“０パを、オーバーフローの場合は、最大値（
８ビツトの場合は１６進でＦＦ）を選択する様にしてい
る。

マルチプレクサ１６の出力ＩはＤ／Ａコンバータ１７で
アナログ信号にされアンプ１８を介してＣＲＴ１９の垂
直偏向棒をドライブする。ＣＲＴ１９の電子ビームは、
開示していない水平偏向極によって水平方向に一定速度
で走査されるので、アンプ１８の出力に比例した波形を
得ることができる。マルチプレクサ１６の出カニは第２
図では無視しているが、実際には演算回路１００によっ
てデータは遅延するので、マルチプレクサ１６とＤ／Ａ
コンバータ１７の間にＣＰに同期したラッチを入りるの
が普通であるが、第１図では省略している。また、本実
施例のデータ処理装置は最終出力装置に限定されるもの
ではなく、１９は他の出力装置、例えば電磁オシロやプ
リンタでも良い。

尚、第４図に示す直線補間は２点の演算、第５図に示す
最近倍量は１点の計算で良いが、第１図の演算回路で常
にＷ　１＝　Ｗ　４　＝　０とすれば（２２）〜（２４
）式で２点演算が可能であり、′また常にＷ、＝Ｗ４二
〇とし、Ｗ２がＷ３のどちらかが０ならば、同様に１点
演算が可能である。

例えば、元のデータのみを出力したい場合は最近傍補間
が要求される。また、重み量Ｗ１〜Ｗ４を適当に変えれ
ば、（４）〜（６）式に示した式で任意のａの値に対す
る演算も可能である。従って重み量発生器７に入力する
ＩＰＭのデータ内にアルゴリズムモードを含ませて、そ
れによって重み量を選択すれば他の任意のアルゴリズム
も可能である。制御信号発生器３及び重み歪発生器７は
ＲＯＭとして倍率モード、アルゴリズムモードを固定さ
せても良いが、制御信号発生器３及び重み歪発生器７を
ＲＡＭとして、装置を動作させる前にマイクロコンピュ
ータなどにより、任意のモードのＤＩＳ及びＷ１〜Ｗ４
を各々制御信号発生器３及び重み歪発生器７に書き込ん
でも良い。

第６図には種々の倍率の補間に対する「口の例が示され
ている。尚、第６図の左側に示した表は後述する補間倍
率の算出を説明するものである。この図で　３７２倍は
１２７８倍として示されている。このようにすると、倍
率変化によるＤＩＳの周期の規則性が増す。第６図から
れかる様に整数倍と非整数倍の区別はない。またＤＩＳ
は倍率モードに依存しアルゴリズムモードにはよらない
。さらに第１図の演算回路を拡張すれば、４点以上の演
算も可能であり、また補間演算以外の、例えばフィルタ
演算なども可能であることはもちろんである。また本例
は統計データの処理などにも有効である。

更に、第１図、第２図の例では演算回路に人力するデー
タの流れを制御して、出力するデータの流れを一定速度
として例を述べたが、本発明の技術思想によれば、この
逆の例もまた可能である。

この場合は第１図の例において、メそす１の出力ＤＡＴ
Ａ　（Ｐｎ）の速度を半分、即ちアドレスカウンタ２の
出力のＡＤＤＲを１ビツトシフトし、またアドレスカウ
ンタ２は制御信号発生器３の出力ＤＩＳで制御されない
様にする。さらにゲート５を廃止して、ラッチ８の人力
はＣＰとする。

本例のタイミングチャートを第７図に示す。

第７図ではラッチ８のクロックをＣＰとしたが、ＣＰを
１７２分周したクロックでも良い。また重み歪発生器７
はＷｌ−３〜Ｗ４−３を２度繰返す例を示したが、重み
歪発生器７を制御するアドレスカウンタを別に設け、こ
のカウンタを制御してＷｌ−３〜Ｗ４−３を長く引き延
ばしても良い。本例のままは演算回路１００の出力デー
タの流れが一定とならないので、一定速度とする為には
ラインメモリを設け、そのラインメモリのアドレスカウ
ンタを第７図に示すＤＩＳで制御して図の様にアドレス
を飛ばしてラインメモリに書込み、それを一定速度で読
出せば一定速度のデータ列が得られる。また連続的にデ
ータを出力する場合は、２個のラインメモリの書込み読
出しを交互に行なうか、またはＣＲＴ１９のブランキン
グ期間に演算と書込みを行なえば１個のラインメモリで
可能である。また本例では第７図かられかるように１周
期が４クロツクとなり、第１図、第２図の例より処理速
度が遅くなるので、第１図、第２図の例の方が優れてい
る。

次に、第８図は２次元に拡張し、レーザービームプリン
タに応用したデータ処理装置のブロック図である。第９
図は第８図の例における副走査方向のデータ転送を説明
するタイミングチャート、第１０図は主走査方向の各部
の信号とデータの流れを示すタイミングチャート、第１
１図は副走査方向の各部の信号とライン毎のデータの流
れを示すタイミングチャートである。

第８図のメモリ２０は２次元のマトリクス状に配列され
たデータが図示していない他の手段によって書込まれて
いる。本例ではこのデータを主走査方向と副走査方向に
分離したラスク走査で読出すため、主走査アドレスカウ
ンタ２１と副走査アドレスカウンタ２２がある。２３は
主走査方向制御信号発生器、２４は主走査方向カウンタ
、２７は主走査方向重み量発生器で、２１，２３゜２４
．２７は各々第１図の２．３，４．７と同様のものであ
る。但し、主走査アドレスカウンタ２１は後述する主走
査同期信号、即ち主走査方向の１ライン毎に発生する信
号ＢＤＴでリセットされる。副走査アドレスカウンタ２
２は信号ＢＤＴをカウントし、メモリ２０の副走査アド
レスを指定する。また２５はゲート回路、２６はインバ
ータ、２８はシフトレジスタで、これも各々第１図の５
．６．８と同様のものである。２９は主走査方向演算回
路で第１図の演算回路１００と同じもので構成されてい
る。従って、主走査方向の動作に関しては第１図と全く
同じであるので説明を省略し、第１０図のタイミングチ
ャートにおいても省略しである。

ここで、２次元の演算は初めに主走査方向に演算し、次
に副走査方向に演算すれば良いことを示しておく。但し
、式の簡略化のために２Ｘ２＝４点の演算例で示す。４
点のデータ量をマトリクス状に各々Ｐ１．Ｊ　、　Ｐｌ
＋１．Ｊ　、　ＰＬ・Ｊｕｌ　ｒＰ　１４１．　Ｊｕｌ
　とし、各４点に乗ぜられるべき重み量をＷ、　Ｘ　Ｗ
　ｌｎ＋　Ｗｅ＋Ｉ　Ｘ　Ｗ　ｍ＋　Ｗｅ　Ｘ　ｗｌＩ
ｌ、、。

Ｗ　ａ＋Ｉ　ＸＷ、、、とする。但し、ｉ、ｊ及び４１
．ｍは各々主走査方向１、副走査方向を表わすとすると
、出力Ｉは次式となる。

Ｉ　−Ｗ＠１Ｗｍ　　“ＰＩ、Ｊ　　”　Ｗ＠＋ｌ’　
Ｗｍ　　’　Ｐｌ＋Ｉ−Ｊ”　Ｗｅ’　Ｗｍ＋Ｉ’　Ｐ
ｌ、Ｊｕｌ　”　Ｗ＠＋＋・Ｗｍ＋１・７＋１．　Ｊｕ
ｌところが（２５）式はマトリクス計算によって次の様
に分離できる。

（２６）式右辺の第２項は主走査方向に演算した結果で
あるので、初め主走査方向に重み付は演算をしてから、
次に副走査方向に重み付は演算をすれば良いことがわか
る。これは参照データの数、即ちマトリクスの大台さが
大きくなっても同じである。

従って副走査方向にも主走査方向と同様の回路を設けれ
ば良いのであるが、副走査方向の演算をするには１行の
主走査方向の演算結果を全て保存しておく必要がある。

これにシフトレジスタ２８と同様のシフトレジスタを使
うとすると、例えば主走査方向の補間後のデータ量を４
０００とし、個々のデータが８ビツトとすると、８　ｘ
　４０００＝　３２，０００個のシフトレジスタが必要
となる。また第１図の例で説明した様に８ビツトのラッ
チを使うと４０００ｘ　４　＝　１６，０００個のラッ
チが必要となる。これを高集積化したＩＣを使うとして
も、容量が４０００Ｘ　８　Ｘ　４　＝　１２８　Ｋビ
ットで入出力端子が８＋８Ｘ４＝４０ピンのシフトレジ
スタまたはラッチが必要となる。従って、本例では一般
的なＲＡＭを使った例を示した。一般の市販品の大容量
スタチックＲＡＭはアドレスピンが多く、ビン数を減ら
す為にデータ端子はＩ１０端子となっている。そこでラ
インメモリであるスタチックＲＡＭ３５〜３８は、デー
タを出力するときは３ステートバツフア４３〜４６で入
力がハイインピーダンスになる様に制御する。

スタチックＲＡＭ３５〜３８にデータが入力する時は出
力データが得られないので、スタチツクＲＡＭ３５〜３
８の出力データはラッチ３９〜４２でラッチされる。即
ち、スタチックＲＡＭ３５〜３８からデータが出力して
ラッチ３９〜４２にラッチされ、その後３ステートバツ
フア４３〜４６からスタチックＲＡＭ３５〜３８にデー
タが入力するのをＣＰの１クロック間に行なう。

ラインメモリアドレスカウンタ３４はＢＤＴでリセット
された後、ＣＰをカウントし、主走査方向のアドレスを
出力する。従って、主走査アドレスカウンタ２１とライ
ンメモリアドレスカウンタ３４は同様のものであるが、
スタチックＲＡＭ３５〜３８は補間後のデータが格納さ
れるので、ラインメモリアドレスカウンタ３４は主走査
アドレスカウンタ２１より多くカウントする。またシフ
トレジスタ２８の場合と同様にスタテックＲＡＭ３５に
は最も古いラインがメモリされ、スタチックＲＡＭ３Ｂ
には最も新しいラインがメモリされる。従ってデータは
スタチックＲＡＭ３８→３７→３６→３５の順で転送さ
れるのが、ここでも主走査方向と同様の転送制御が必要
となる。

副走査方向制御信号発生器３０．副走査カウンタ３１は
主走査方向の主走査方向制御信号発生器２３、主走査方
向カウンタ２４に各々相当するもので、ＣＰの代りにＢ
ＤＴをクロックするところが異なる。また副走査カウン
タ３１の出力は、主走査方向重み量発生器２７と同様の
副走査方向重み量発生器３２を制御する。また、副走査
方向制御信号発生器３０の出力５ＤＩＳは副走査アドレ
スカウンタ２２を、主走査方向制御信号発生器２３の出
力ＭＤＩＳが主走査アドレスカウンタ２１を制御するの
と同様に制御する。また、スタチックＲＡＭ３５〜３８
のデータ転送を制御するために、５ＤＩＳは副走査方向
転送制御器３３から発生する書込み信号ＷＥを制御する
。副走査方向転送制御器３３は主に遅延回路とゲート回
路からなり、入力するＣＰと５ＤＩＳのゲートをとって
ＷＥを作り、またスタチックＲＡＭ３！５〜３８の出力
が確定してからラッチ３９〜４２にラッチするためのク
ロックＤＣＰをＣＰを遅延させて作っている。

第９図のタイミングチャートに従って、スタチックＲＡ
Ｍ３５〜３８のデータ転送について説明する。ＣＰの立
上りでＬＡＤＤＲがカウントされ、このときはＷＥがＨ
ｉｇｈで３ステートバツフア４３〜４６の出力は高イン
ピーダンスであり、スタチックＲＡＭ３５〜３８からデ
ータが出力される。出力データは多少遅延するのでＣＰ
を遅延したＤＣＰで出力データが確定してから、ラッチ
３９〜４２にラッチする。ラッチ３９〜４２にラッチさ
れた後、ＷＥをＬｏｗにすると、スタチックＲＡＭ３５
〜３８は入力モードとなり、３ステートバツフア４３〜
４６の出力はイネーブルとなり、スタチックＲＡＭ３Ｂ
には主走査方向演算回路２９の出力ＭＤＡＴＡが、スタ
チックＲＡＭ３７には３ステートバツフア４２の出力、
即ちスタチックＲＡＭ３８にメモリされていたデータが
各々同じアドレスにメモリされる。同様に、スタチック
ＲＡＭ３６にはスタチックＲＡＭ３７の、スタチックＲ
ＡＭ３５にはスタチックＲＡＭ３６のデータがメモリさ
れる。この間も副走査方向演算回路４７に入力するデー
タはラッチ３９〜４２でラッチされているので、常に確
定している。

副走査方向演算回路４７は主走査方向演算回路２９と同
様に第１図の演算回路１００と同じものであり、その動
作も第１図の説明と同様であるので省略する。但し、副
走査方向重み量発生器３２の出力ＳＷ１〜ＳＷ４は第１
０図に示す様に１主走査期間は変わらない。また副走査
方向の転送制御は第１１図に示した様に転送しない時は
５ＤＩＳによってＷＥを禁止することによって制御され
る。尚、スタチックＲＡＭ３５〜３８は初め読出されて
から転送される為、転送されたラインは次のラインで読
出されて演算される。また第１０図かられかる様に主走
査方向に演算されているデータのアドレスと副走査方向
に演算されているデータのアドレスは遅れがあり、ライ
ンメモリアドレスカウンタ３４のアドレスは、主走査ア
ドレスカウンタ２１のアドレスに対して然るべき遅延が
必要である。これはラインメモリアドレスカウンタ３４
のリセットをＢＤＴを遅延させることによって簡単に実
現できる。

副走査方向演算回路４７の出力Ｓ　ＤＡＴＡは（２５）
、（２６）式で説明した様に２次元補間の演算結果とな
っており、Ｄ／Ａコンバータ４８でアナログ信号とされ
、アンプ４９を介してＡ１０モジユレータ５０（超音波
光変調素子）を駆動する。レーザ５１からのレーザの光
は、ミラー５２を介してＡ１０モジユレータ５ｏでアン
プ４９の出力信号に従って強度変調され、回転多面鏡５
３でフィルム５４上を主走査する。フィルム５４は図示
していないフィルム移動機構で矢印方向に副走査され、
フィルム５４上には、メモリ２０に格納された２次元デ
ータの補間されたデータに従って潜像が形成される。ま
た回転多面鏡５３よりのレーザ光の一部は、光検出器５
５で検出され、主走査同期信号ＢＤＴとなり、前述した
ように主走査方向のリセット、及び副走査方向のカウン
トに使われる。

尚、５４は他の媒体、例えば電子写真感光体などでも良
い。また媒体が半導体レーザに感度があれば、Ａ１０モ
ジユレータ５ｏを必要とせずアンプ４９の出力は直接レ
ーザなドライブすれば良い。本発明はレーザプリンタに
限定されるものではなく、例えばインクジェットプリン
タなどに置き替えることもまた可能である。また、副走
査方向は多少時間的余裕があるので、副走査方向制御信
号発生器３０．副走査カウンタ３１は、マイクロコンピ
ュータのソフトウェアで作り出すことも可能である。ま
た第８図でＡ１０モジユレータ５０、フィルム５４は各
々入力に対して非線型時性を持つので、副走査方向演算
回路４７とＤ／Ａコンバータ４８の間にルックアップテ
ーブルを設け、その非線型特性を補正するのが一般的で
ある。

これまで本パイプライン演算装置１０５が１次元、２次
元のデータ補間をする例を述べたが、３次元以上のデー
タ補間にも有効であるのはもちろんである。例えば、人
間の動きをメモリしてロボットに真似させる様な場合、
手先などの１点だけにしても３次元のデータが長時間に
渡ってメモリされねばならないため、そのデータ量は膨
大となる。一般にこのデータはデータ圧縮されてメモリ
されるが、出力するときに補間を使うならば、サンプリ
ング周波数をより遅くし、さらにデータ量を減らすこと
が可能となり、本パイプライン演算装置１０５はこの様
な場合にも有効である。

以上説明した様に本パイプライン演算装置１０５は従来
計算機で行なっていた補間処理を、データの流れを制御
する制御信号発生器を具備し、演算回路に入力、または
出力するデータの一方のデータの流れを制御して、デー
タの流れの倍率変換を行なうパイプライン処理装置を提
供することにより、大容量のメモリを必要とせず、高速
、または殆どリアルタイムで任意の倍率の補間処理を可
能とした。また本発明は補間処理以外、例えばフィルタ
処理にもまた有効である。

ところで、このパイプライン演算部１０５では、理論的
にはどの様な補間倍率も可能であるが、補間倍率によっ
てはハードウェアの規模が増大してしまう。そこで、実
用的には実行する補間倍率を限定するのが得策であり、
そのため補間処理にパイプライン演算回路を用いた場合
は、補間倍率が限定されるので、従来例の様な補間倍率
の決定方法はできなくなる。また、従来例では補間倍率
を決定する際に、最初から記録される画像間の間隙の総
和を固定した決定方法としているが、この場合は得策で
はない。何故ならば、成る補間倍率で補間を行った場合
の間隙の総和が固定された数より僅かにでもすくなけれ
ば１段低い補間倍率を選択せねばならず、記録される画
像間の間隙が必要以上に大きく、また出力画像が小さく
なってしまい、出力媒体の有効利用の点から甚だ不利で
ある。

次に補間倍率を限定する場合の、最適な限定方法を説明
する。

補間倍率の種類をあまり少なくすると、画像を補間して
拡大する場合に、整数倍に限定すると、その面積は補間
倍率の２乗となり、面積倍率は１倍、４倍、９倍、１６
倍・・・どなる。また、１ステツプごとの拡大比率は４
倍、２．２５倍、１．７８倍・・・となり、元の画像に
対する拡大率が低い場合程、１ステツプごとの拡大比率
が大きく、実用上問題がある。

補間倍率の１ステツプごとの倍率比が補間倍率にかかわ
らず一定であることが理想的であるが、前述した様に補
間倍率を分数で表わした場合、ハードウェアは最低で、
その分子の数を繰返すシーケンスになる。例えば、倍率
比を１．１と一定にすると、１倍、１．１倍、１．２１
倍、１．３３１倍・・・となり、１．１＝１１／１０で
あるが、１．２１テ１２１／１００．１．３３１＝１３
３１／１０００・・・となって、ハードウェアは非常に
長い周期の繰返しをしなければならない。

この繰返しはカウンタ回路で実行されるので、カウンタ
回路の規模が大きくなるのと、前述した様に補間演算に
おける重み量を格納するメモリの容量も大きくなって、
この方法は実用的ではない。従って、１ステツプごとの
倍率比がある範囲に収める方法をとらざるを得ない。

ここで、補間倍率を成る系列の整数列と１以上の分数列
を乗じたものとし、ＢとＬを定数、ｎとｋを変数として
整数列をＢｎ１分数列をに／Ｌ。

補間倍率をＭｎ、にと表わして、 Ｍｎ、に＝Ｂｎ　ｘｋ／Ｌ　　　　　・　（２２）とす
る。但し、Ｂは正の整数、Ｌは２以上の正の整数、ｎは
零を含む正の整数、ｋはＬ以上ＢＸＬ未満の整数とする
。

１ステツプごとの倍率比をＲとして、その最大と最小は
、 ＲＭＡＸ　＝　Ｍｎ、Ｌ、、　／　Ｍｎ、Ｌ＝　Ｌ　＋
　１　／　Ｌ・・・　（２３） ＲＭ＋Ｎ　　＝　Ｍｏ＋１．Ｌ　　／　Ｍｎ、ＢＬ−、
＝　Ｂ　Ｌ／　Ｂ　Ｌ　　　１・・・　（２４） となり、ｎの値の影響を受けないことがわかる。

言い換えると、補間倍率を（２２）式のようにすると、
ＢｎからＢ　ｎ＋１の間ではＲは変動するが、ｋが同じ
ならばｎが変ってもＲは一定であり、補間倍率が大きく
違っても、１ステツプごとの倍率比は余り変動しないこ
とがわかる。また、（２３）式からＲＭＡｘはＬの値だ
けによって決まり、Ｌが大きい方がＲＭＡＸは小さくな
るが、前述した様にハードウェアの繰返し周期は分子に
よって決まり、ＢｘＬの値が大きくなると、繰返し周期
の種類が増え、また長い周期となってハードウェアを犬
キ＜シてしまうので、ＢとＬは小さい方が望ましい。Ｂ
が１ではＢ″は常に１で、（２２）式は１倍から２倍未
満の補間倍率しかとり得ないから、２倍以上にも補間し
たい場合はＢの最小値は２である。

また、ＬはＢのべき数とした方が補間倍率はきりの良い
値となる。式で示すと、Ｃを正の整数として、 Ｌ＝Ｂｃ　　　　　　　　　　・・・（２５）とおいて
、（２２）式に代入すると、 Ｍｎ、に＝　Ｂ　”−”　　Ｘ　ｋ　　　　・（２６）
となって、ｎ≧Ｃでは補間倍率は整数となる。但し、補
間倍率が整数の場合はハードウェアの繰返しサイクルは
その整数値となる。また、（２４）式からＢが小さい方
がＲＭＩＮは大きくなり、ＲＭＡＸとＲＭ□８の差が小
さくなる。従ってＢ＝２が望ましく、Ｌ＝２ｃが望まし
いことになる。

また、前述した様に画像データを補間して拡大する場合
は面積倍率はＭｎ、にの２乗となり、１ステツプごとの
拡大比率の最大と最小は各々ＲＭＡＸの２乗％ＲＭ□８
の２乗となる。１ステツプごとの面積の拡大比率なＳと
すると、 ＳＭＡＸ　＝　（ＲＭＡＸ　）　２＝　（Ｌ　＋　ｔ／
　Ｌ）　”・・・（２７） ＳＭＩＮ　＝　（ＲＭＴＮ　）２＝　（ＢＬ／ＢＬ−１
）２・・・（２８） となり、Ｓ□８の値をいくらに抑えるのか決めれば、Ｌ
の値が決まる。第２６図（Ａ）に許容するＳの値を換え
た場合のＬの条件と、条件を満たす最小のしの値を示す
。

第２６図（Ａ）でＳ　ＭＡＸ≦１．０５と言うのは１ス
テツプごとの面積の拡大比率が５％以下ということを示
す。また、先に示した様に、Ｌは２のべき数であること
が望ましいので、Ｌの値を２のべき数とした場合のＳ　
ＭＡＸを第２６図（Ｂ）に示す。また、各々のＳ　ＭＡ
Ｘの差・・・を最古列に示す。

（２７）式はＬの値が大きくなるとＳ　ＭＡＸが１に近
くなる漸近線を示しているので、Ｌが大きくなる程Ｓ　
ＭＡＸの減り方が小さくなる。

例としてＢ＝２、Ｌ＝８としく２２）式を書き換えると
、 Ｍ　ｎ、　ｂ　＝　２　’　Ｘ　ｋ　／　８　　　　　
”・（２９）となり、ｎ≧３、即ち、補間倍率は８倍以
上では整数倍となる。

なお、Ｂ＝２、Ｌ＝８では（２８）式から、ＳＭＩＮ＝
１．１３　　　　　　　・・・（３０）となり、１ステ
ツプごとの面積の拡大比率は１３％増から２７％増まで
変動する。

また、同じＢ＝２、Ｌ＝８では（２３）。

（２４）式から、 ＲＭＡＸ　＝１．　１３　　　　　　　・”　（３１）
ＲＭＩＮ＝１．０６　　　　　　　・・・（３２）とな
り、１次元での１ステツプごとの倍率比は６％増から１
３％増まで変動する。

なお、画像を補間する場合は（２２）式で示された倍率
の補間演算をマトリクス演算して、２次元に拡張するこ
とが出来る。

また、２次元演算をする際に異なる倍率で演算して、縦
横の倍率を変えることも可能である。

第２６図（Ｃ）に（２９）式でｎ≦３の場合の補間倍率
の例を示す。第６図に示した補間倍率とＤＩＳとは、第
２６図（Ｃ）の補間倍率に対応している。又、本例では
示していないが、それぞれの補間倍率の重み量もどの倍
率であっても４×１６＝６４個あれば良い。このことは
補間倍率の変更においても、前記関係式を満足する倍率
であれば、本例でいえばＤＩＳの周期である１６クロツ
ク間の値と６４個の重み量を変更するだけで良いため、
ハードウェアを小さく又固定できる。

また、第２６図（ｄ）はＢ＝２．Ｌ＝３２とした場合の
補間倍率の例を示す。

この場合はＤＩＳの周期は６４クロツクであり、重み量
は４Ｘ６４＝２５６個となる。

以上説明した様に、本パイプライン演算部を含むデータ
処理装置は従来計算機で行っていた画像の補間処理を、
大容量のメモリを必要とせず、高速またはほとんどリア
ルタイムでの補間処理を可能とし、且つ補間倍率をほぼ
等倍率比で大がかりな変更なしに選択できるものである
。またこのパイプライン演算部を使用した画像処理装置
は、前記効果と共に、入力画像の情報と出力画像の形態
に対する情報から、限定された補間倍率の内から最適な
補間倍率を選び出すと共に、画像外の間隙と画像との比
率を一定として、記録媒体上にいて画像を見易くし画像
面積の使用率を上げることを可能にした。

一以下余白一 ［発明の効果］ 本発明により、大容量のメモリを必要とせず、高速また
はリアルタイムで画像の補間処理をすると共に、出力媒
体上で画像と間隙の比率を一定として、画像の見易さと
コストパフォーマンスの向上を企った画像処理装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１次元の補間処理をするパイプライン演算部を
含むデータ処理装置のブロック図、第２図は第１図番部
の信号とデータの流れを示すタイミングチャート、 第３図（Ａ）、（Ｂ）は３補間間をする場合のデータの
位置と重み量との関係図、 第４図（Ａ）、（Ｂ’）は直線補間をする場合のデータ
の位置と重み量との関係図、 第５図（Ａ）、（Ｂ）は最近傍補間をする場合データの
位置と重み量との関係図、 第６図はデータの流れを制御する信号の種々の補間倍率
の例を示す図、 第７図は第１図の一部を変えた場合の各部の信号とデー
タの流れを示すタイミングチャート、第８図は第１図を
２次元の補間処理に拡張した場合のブロック図、 第９図は第８図における副走査方向のデータ転送を説明
するタイミングチャート、 第１０図は第８図における各部の信号とデータの流れを
示す主走査方向のタイミングチャート、第１１図は第８
図における各部の信号とラインの流れを示す副走査方向
のタイミングチャート、第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は直線
補間の原理を示す図、 第１３図（Ａ）〜（Ｃ）は第１２図と同様の補間データ
の求め方の別の例を示す図、 第１４図は種々の補間関数の例を示す図、第１５図は第
１４図に示した補間関数のスペクトルを示す図、 第１６図（Ａ）、（Ｂ）は直線補間をする場合のデータ
の位置と重み量との関係を示した整数倍補間と非整数倍
補間の例を示す図、 第１７図はパイプライン演算部を中心に詳細に示したデ
ータ処理装置のブロック図、 第１８図は第１７図の各部におけるライン単位でのデー
タの流れを示したタイミングチャート、第１９図、第２
０図は第１７図のデータ出力部の詳細例を示す図、 第２１図は実施例の画像処理装置のブロック図、 第２２図はパイプライン演算部の入力ラインバソファと
出力ラインバッファとの関係を示す図、第２３図（Ａ）
〜（Ｃ）は実施例の画像処理装置の出力例を示す図、 第２４図は実施例の画像処理装置の処理フローチャート
、 第２５図（Ａ）〜（Ｃ’　）は補間演算時のデータの流
れを示す図、 第２６図（ａ）〜（ｄ）は補間倍率の算出を説明する図
、 第２７図は補間倍率を決定する計算のフローチャートで
ある。 図中、１・・・メモリ、２・・・アドレスカウンタ、３
・・・制御信号発生器、４・・・カウンタ、５・・・ゲ
ート、６・・・インバータ、７・・・重み量発生器、８
・・・シフトレジスタ／ラッチ、９〜１２・・・乗算回
路、１３〜１５加算回路、１６・・・マルチプレクサ、
１７・・・Ｄ／Ａコンバータ、１８・・・アンプ、１９
・・・ＣＲＴ、１００・・・画像信号入力部、１０１・
・・パスライン、１０２・・・ＣＰＵ部、１０３・・・
画像メモリ、１０４・・・ＤＭＡコントローラ、１０５
・・・パイプライン演算部、１０６・・・画像出力部、
１０７〜１１０・・・アドレスカウンタ、１１１〜１１
４・・・ラインバッファメモリ、１１５〜１２２・・・
スイッチ回路である。 −Ｎｍ −Ｃ〜内 （Ａ） （Ｃ） 第１２図 （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） ！　１３図 ＱｊｌＴ’　　　ＩＩ　１２１３１４１■訂ＱｊＪＴＩ
　　　ＩＩ　１２１３１４１５１６■第２４図 第２５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の入力画像を補間処理して出力する画像処理
   装置において、 出力画像の画像部と該画像部間の間隙部との比率を算出
   する比率算出手段と、 該比率算出手段の算出した比率と所定値を比較する比較
   手段と、 該比較手段の比較結果から比率が所定値より大きい場合
   に、前記補間処理の補間倍率を低減する倍率低減手段と
   を備え、 前記出力画像の画像部と前記画像部間の間隙部との比率
   がほぼ前記所定値となるように、前記補間処理の補間倍
   率が決定されることを特徴とする画像処理装置。
2. （２）補間倍率の決定は、 複数の倍率の補間処理を選択可能に行う補間手段と、入
   力画像の画素数と出力媒体の画素数と指定された出力画
   像の数及び配置とに基づいて、該補間手段の補間倍率を
   選択する選択手段と、該補間手段により補間処理された
   画像を前記指定された配置で出力する出力手段とを備え
   、 出力画像が出力媒体に収まり且つ出力画像が欠落するこ
   とがない範囲で、出力媒体の面積または画素数に占める
   前記出力画像の画像部の面積または画素数の総和が最大
   となる倍率を選択し、次に該最大となる倍率における前
   記画像部と間隙部を特定の比率と比較し、大きければ前
   記最大となる倍率より小さい選択可能な倍率を選択し、
   再度この倍率における画像部と間隙部の比率を特定の比
   率と比較し、上記操作を画像部と間隙部の比率が前記特
   定の比率以下になるまで繰り返し、 前記画像部と間隙部の比率が前記特定の比率以下になつ
   た時点での補間倍率を選択することによつて行われるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像処理装
   置。
3. （３）補間手段はパイプライン方式の演算手段を有し、
   複数モードの補間処理が選択可能であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の画像処理装置。
4. （４）出力手段はレーザビームプリンタで、出力媒体は
   感光性銀塩フィルムであることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の画像処理装置。