JPH01142877A - デジタル画像の補間装置 - 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］ 本発明はデジタル画像の補間装置に関し、特に画像出力
装置に補間画像データを提供するデジタル画像の補間装
置に関する。

［従来の技術］ 多くの画像処理装置では画像の拡大処理が行なえる。こ
の拡大処理の高速性を満たすものとしてはＤ　Ｄ　Ａ　
（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ａｎａ
ｌｉｚｅｒ）を用いた高速アフィン変換回路が提案され
ている。一方、この拡大処理の際に補間処理を行なえば
高品位な画質を満たす拡大補間画像が得られる。この点
、従来は、画像全体を一旦メモリに保持してソフトウェ
アにより拡大補間処理を行なうか、あるいはＤＤＡの拡
大率固定として簡易な補間法を組み込んだ回路が提案さ
れている。

しかし、前者では処理時間がかかり過ぎ、膨大な画像メ
モリ（出力バッファメモリ）を要し、コスト面からの問
題があった。また後者には十分な補間処理回路が組み込
まれておらず、２倍、３倍、４倍、・・・と拡大補間す
るにつれて画像がモザイク状になったり、高い空間周波
数成分が失われてシャープさが失われる等の画質上の問
題を生じていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上述した従来技術の欠点を除去するものであり
、その目的とする所は、簡単な構成で高速、リアルタイ
ム、高品位の画像拡大補間処理を行えるデジタル画像の
補間装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のデジタル画像の補間装置は上記の目的を達成す
るために、整数アドレスに複数の画像データを記憶する
画像メモリと、画像拡大率の逆数を増分値として保持す
る増分値保持手段と、前記画像出力装置の走査クロック
信号に同期して少数で表わされる補間位置情報に前記増
分値を加えることによって該補間位置情報を更新する補
間位置情報更新手段と、前記補間位置情報の更新に件な
い発生する整数部へのキャリー信号に同期して前記画像
メモリの整数読出アドレスを更新する読出アドレス更新
手段と、前記整数読出アドレスと補間位置情報で特定す
る実数の補間位置を囲むような複数の読出画像データに
基づいて該補間位置の補間画像データを形成する補間画
像データ形成手段を備えることをその概要とする。

また好ましくは、画像出力装置の主走査方向及び副走査
方向に対応させて夫々に、増分値保持手段と、補間位置
情報更新手段と、読出アドレス更新手段を備えることを
その一態様とする。

［作用］ かかる構成において、画像メモリは整数アドレスに複数
の画像データを記憶する。増分値保持手段は画像拡大率
の逆数を増分値として保持する。

補間位置情報更新手段は前記画像出力装置の走査クロッ
ク信号に同期して少数で表わされる補間位置情報に前記
増分値を加えることによって該補間位置情報を更新する
。読出アドレス更新手段は前記補間位置情報の更新に伴
ない発生する整数部へのキャリー信号に同期して前記画
像メモリの整数読出アドレスを更新する。そして補間画
像データ形成手段は前記整数読出アドレスと補間位置情
報で特定する実数の補間位置を囲むような複数の読出画
像データに基づいて該補間位置の補間画像データを形成
する。

この場合に好ましくは、画像出力装置の主走査方向及び
副走査方向に対応させて夫々に、増分値保持手段と、補
間位置情報更新手段と、読出アドレス更新手段を備えて
いる。

以下余白 ［実施例の説明］ 以下、添付図面に従って本発明による実施例を詳細に説
明する。

［第１実施例］ 第１図は本発明による第１実施例のデジタル画像補間装
置のブロック構成図である。第１実施例はテレビジョン
のＮＴＳＣビデオ信号をデジタル変換して本発明による
補間処理を施し、結果の補間画像データを画像プリンタ
に出力するものに関する。

第１図において、１はビデオ信号源であり、例えばテレ
ビジョンで採用するＮＴＳＣビデオ信号ＶＳを発生する
。２は輝度信号抽出回路であり、例えば公知のカラーサ
ブキャリア除去フィルタ等によりビデオ信号ｖＳからビ
デオ輝度信号ＶＬＳを抽出する。３は同期信号抽出回路
であり、例えば従来のテレビ受像器等において公知の回
路によりビデオ信号ｖＳからビデオフレーム同期信号Ｖ
ＦＤＳ　（垂直同期信号）及びビデオ走査線同期信号Ｖ
ＨＤＳ　（水平同期信号）を抽出する。４はサンプリン
グ周期発生回路であり、前記抽出した同期信号ＶＦＤＳ
、ＶＨＤＳに基づき例えばビデオ輝度信号ＶＬＳをＡ／
Ｄ変換するためのデータサンプリング信号ＤＳＳ　（例
えば６４０画素／走査線）を発生する。５はＡ／Ｄ変換
回路であり、入力したビデオ輝度信号ＶＬＳをＡ／Ｄ変
換してデジタルの輝度データＬＤを出力する。６はγ変
換回路であり、入力した輝度データＬＤを適正な濃度レ
ベルに変換して濃度データＮＤを出力する。一般に、テ
レビジョン信号は受像用のデイスプレィ面蛍光物に特性
を合わせた（１／２．２）のγ特性を持つ信号である。

そこでγ変換回路６はこの特性を有する輝度データＬＤ
を線形に変換し、かつプリンタ特性に合わせた適正な濃
度レベルの濃度データＮＤに変換する。７はフレームメ
モリであり、入力した濃度データＮＤを１ペ一ジ分記憶
する。１１は書込アドレス制御回路であり、フレームメ
モリ７への濃度データＮＤの書込アドレスＷＡＤ及び書
込タイミングを制御する。具体的には、データサンプリ
ング信号ＤＳＳをカウントしてビデオ走査線内の何番目
の画素位置（Ｘ座標）に対応するかを算出し、かつビデ
オ走査線同期信号ＶＨＤＳをカウントして画面内の何番
目のビデオ走査線（Ｙ座標）に対応するかを算出する。

以上の構成により、各濃度データＮＤ（画像データＧＤ
）はデータサンプリング信号ＤＳＳに同期してフレーム
メモリ７の整数アドレス上に連続した態様で書き込まれ
る。

第６図はフレームメモリ７における画像データの一記憶
態様を示す図である０図において、一連の画像データＧ
Ｄ（濃度データＮＤ）はプリント用走査線（ラスタ）に
対応したラスタデータとして記憶される。例えば最初に
第１ラスクの第１画素、第２画素、・・・、第Ｎ画素が
順に記憶される。

必要なら第１ラスタと第２ラスク間に第１ラスク用の余
白部が記憶される。こうすればＸアドレス、Ｙアドレス
のハードウェア制御が簡単になる。次に第２ラスクの第
１画素、第２画素、・・・、第Ｎ画素が順に記憶され、
こうして最後に第Ｍラスタの第１画素、第２画素、・・
・、第Ｎ画素が順に記憶される。この場合にフレームメ
モリ７はラスク毎に例えば２のベキ乗に相当する画素数
の画像データＧＤを連続して記憶する。こうして記憶さ
れる１画像の大きさは、例えば６４０（画素／ラスタ）
Ｘ４８０（ラスタ／画像）であり、このためのメモリ空
間は１０２４Ｘ５１２＝５１２にバイトを用意すれば良
い。

第１図において、１０は画像プリンタであり、プリント
開始の際にはページの先頭を示すプリント画素同期信号
ＰＰＤＳを送出し、プリントの際には一連のプリント走
査線同期信号ＰＳＤＳ（副走査同期信号）及び各プリン
ト走査線内のプリント画素同期信号ＰＧＤＳ　（主走査
同期信号）を送出する。これらの同期信号はプリンタＩ
／Ｆ回路９を介して後述する補間処理回路８に入力する
。８は補間処理回路であり、画像プリンタ１０からの各
種同期信号をカウントすることにより補間位置（実数座
標）を設定し、かつフレームメモリフの整数読出アドレ
スを更新するための同期信号（各種キャリー信号ＣＡＲ
）を発生し、これらと供に補間係数！と原画像データの
積の総和（補間画像データＨＧＤ）を生成していく、１
２は読出アドレス制御回路であり、補間処理回路８から
の各種キャリー信号Ｃ／ｌｋＲに同期してフレームメモ
リフの整数読出アドレスＲＡＤを更新して行く。以上の
構成によりフレームメモリ７上の画像データＧＤは補間
画像データＨＧＤにより補間されて画像プリンタ１０に
出力される。１３はシーケンス制御部であり、この装置
全体の動作手順を制御する。

第３図は第１実施例のシーケンス制御回路１３による画
像データ処理手順のフローチャートである。図において
、ステップＳ１では不図示の操作部からのプリント指示
が有るか否かを判別する。

プリント指示が無ければステップＳ２に進み、その他の
処理を行う、その他の処理とは、例えば画像プリンタ１
０の状態（電源断等）チエツク、あるいはビデオ信号源
１の状態（信号送出中か否か等）チエツク等をいう、こ
のチエツクで異常が無ければ速やかにステップＳ１に戻
る。またステップＳ１の判別でプリント指示が有ればス
テップＳ３に進み、ます書込アドレス制御回路１１を初
期化し、次に濃度データＮＤの書込機能を付勢して一連
の濃度データＮＤのフレームメモリ７への書き込みを開
始する。ステップＳ４ではフレームメモリ７への書込終
了か否かを判別する。書込終了でなければステップＳ５
に進み、前記同様にしてその他の処理を行う、やがて全
濃度データＮＤの書き込みを完了するとステップＳ６に
進み、書込アドレス制御回路１１のデータ書込機能をデ
ィセーブルする。ステップＳ７では画像ブリンタ１０が
プリント開始可能状態にあるか否かを判別する。プリン
ト開始可能状態でなければステップＳ８に進み、前記同
様にしてその他の処理を行う。またプリント開始可能状
態であればステップＳ９に進み、補間処理回路８を初期
化する。

具体的には、後述する微分解析回路（ＤＤＡ）１４及び
ＤＤＡ１５内の各定数値（初期値、増分値）の設定、各
種バッファ群（Ｆ　Ｉ　ＦＯ、ラッチ等）のクリア、不
図示のデータ流れ制御用カウンタの初期化及び各種ゲー
ト等のクリアを行う。

ステップＳＩＯでは読出アドレス制御回路１２を初期化
し、次にデータ読出動作可能状態にする。

具体的には、フレームメモリ７の画像データ読出アドレ
スＲＡＤを保持するカウンタ等の初期化を行い、最初の
画像データＧＤを読出可能状態にする。ステップＳｌｌ
ではプリンタＩ／Ｆ回路９を初期化する。具体的には、
画像プリンタ１０との間の制御命令及び状態信号の受は
渡し等に必要な制御情報用のＩ１０回路の初期化、及び
該情報等の授受を行ない、その他画像補間処理及び転送
に係る各種同期信号の初期化、及びこれらの信号に係る
ゲート回路等の初期化が行なわれる。こうして、以後は
画像プリンタ１０からの動作クロック信号（各種同期信
号）に同期して読出アドレス制御回路１２及び補間処理
回路８が動作し、フレームメモリ７より画像データＧＤ
を順次読み出し、補間処理を施し、生成した補間画像デ
ータＨＧＤをプリンタＩ／Ｆ回路９を介して画像プリン
タ１０に送出する。一方、シーケンス制御回路１３はス
テップＳ１２においてプリント完了になるのを待つ、即
ち、ステップ５１２の判別でプリント完了か否かを判別
し、プリント完了でなければステップＳ１３に進み、前
記同様にしてその他の処理を行う、やがてプリント完了
になるとステップ３１４に進み、読出アドレス制御回路
１２の画像データ読出機能をディセーブルする。

第２図は第１実施例の補間処理回路８の詳細を示すブロ
ック構成図である１図において、１４はＤ　Ｄ　Ａ　（
Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ａｎａｌ
ｙｚｅｒ）であり、プリンタ副走査方向アドレス（Ｘ座
標）のデジタル微分解析を行う。具体的には、フレーム
メモリ７の整数読出アドレス（Ｘ座標）を更新するため
の副走査キャリー信号ＶＣＡＲを発生すると供に、前記
整数読出アドレス間にある実数アドレス（補間位置のＸ
座標）を発生する。１５はＤＤＡであり、プリンタ主走
査方向アドレス（Ｘ座標）のデジタル微分解析を行う。

具体的には、フレームメモリ７の整数読出アドレス（Ｘ
座標）を更新するための主走査キャリー信号ＨＣＡＲを
発生すると供に、前記整数読出アドレス間にある実数ア
ドレス（補間位置のＸ座標）を発生する。１６は生デー
タ走査線バッファ群であり、フレームメモリ７から順次
読み出した画像データＧＤをパラレルに７走査線分蓄え
ることができる。１７は副走査方向補間テーブル群であ
り、副走査方向に１列に並ぶ８画像データＧＤについて
の一時的な副走査方向成分補間係数■７と入力画像デー
タとの積を得るために、設定された補間位置と各画像デ
ータ間の距離ｙに基づき夫々が所定の係数ＩＹの値を発
生し、該係数■７の値と当該画像データとの積をとる。

１Ｂは副走査方向補間加算器群であり、補間テーブル群
１フによる各種の総和を求めて副走査方向の一時的な補
間結果としてＩｙと入力画像データとの積の総和を求め
る。

１９は主走査方向補間データバッファ群であり、前記副
走査方向補間加算器群１８出力の一時的な補間結果ＩＹ
と入力画像データとの積の総和を順次主走査方向に７個
分蓄えることができる。

２０は主走査方向補間テーブル群であり、主走査方向に
１列に並ぶ８補間係数ＩＹについての最終的な補間結果
！と入力画像データとの積の総和を得るために、設定さ
れた補間位置と各補間画像データ間の距離Ｘに基づき夫
々が所定の係数■８の値を発生し、該係数ＩＭの値と当
該前述した一時的な補間結果との積をとる。２１は主走
査方向補間加算器群であり、補間テーブル群２０による
多積の総和を求めて最終的な補間画像データＶ　ｏｕｔ
を求める。

第１３図は実施例のテーブル１７及び２０を示す図であ
る。これらはＲＯＭで実現され、そのアドレス入力の上
位側が補間位置の情報（ΔＸ又はΔｙ）に対応し、アド
レス入力の下位側は入力画素の持つ値に対応する。テー
ブルの内容は夫々のアドレスに対応する補間位置の補間
係数と対応する画素値の積が予めセットされている。

次に補間処理回路８の動作の詳細を説明する。

ＤＤＡ１４にページ同期信号ＰＰＤＳが人力するとセレ
クタ１４−４は初期値レジスタ１４−２の内容を選択出
力するモードに変化する。これにより加算器１４−５は
初期値レジスタ１４−２の初期値と増分値レジスタ１４
−１の増分値を加算してその加算結果を出力する０次に
最初の走査線同期信号ＰＳＤＳが入力すると加算器１４
−５の加算出力は現在値レジスタ１４−３に取り込まれ
、同時にセレクタ１４−４は現在値レジスタ１４−３の
内容を選択出力するモードに変化する。

従って、以降は走査線同期信号ＰＳＤＳが入力する毎に
現在値レジスタ１４−３の内容は直前の値に増分値を加
えた値によって更新される。またこの更新サイクル中に
加算器１４−５で加算キャリーが発生するとその都度キ
ャリー信号ＶＣＡＲを発生し、これを読出アドレス制御
回路１２に出力する。以上からして、加算器１４−５の
出力は、キャリー信号ＶＣＡＲを除けば、桁上げを１に
正規化した場合の残りの小数部分と考えられる。従って
、ビデオ信号ｖＳの副走査方向サンプリング間隔の距離
を単位距離１と考えた場合には加算器１４−５の出力は
各サンプリング位置から副走査方向に計った実数距Ｗｉ
ｌｙを表わしている。

同様にして、ＤＤＡ１５に走査線同期信号ｐｓＤＳが入
力するとセレクタ１５−４は初期値レジスタ１５−２の
内容を選択出力するモードに変化する。これにより加算
器１４−５は初期値レジスタ１５−２の初期値と増分値
レジスタ１５−１の増分値を加算してその加算結果を出
力する。次に最初の画素同期信号ＰＧＤＳが入力すると
加算器１５−５の加算出力は現在値レジスタ１５−３に
取り込まれ、同時にセレクタ１５−４は現在値レジスタ
１５−３の内容を選択出力するモードに変化する。従っ
て、以降は画素同期信号ＰＧＤＳが入力する毎に現在値
レジスタ１５−３の内容は直前の値に増分値を加えた値
によって更新される。またこの更新サイクル中に加算器
１５−５で加算キャリーが発生するとその都度キャリー
信号１（ＣＡＲを発生し、これを読出アドレス制御回路
１２に出力する。以上からして、加算器１５−５の出力
は、キャリー信号ＨＣＡＲを除けば、桁上げを１に正規
化した場合の残りの小数部分と考えられる。従ってビデ
オ信号ｖｓの主査方向サンプリング間隔の距離を単位層
１１１と考えた場合には加算器１５−５の出力は各サン
プリング位置から主走査方向に計った実数距離Ｘを表わ
している。

第５図は第１実施例のＤＤＡの動作態様を説明する模式
図である。第５図は一例として原画像を１３０％拡大し
て補間処理する場合のＤＤＡの動作を表現している。１
３０％の拡大時には、増分値としては１７１．３の値を
２進表示してその小数点以下１５ビツトを用いる。小数
部分をヘキサ表示すると“３１３Ｂ”である、一方、初
期値は増分値“３１３Ｂ”を加えていくと８番目のキャ
リー信号ＣＡＲが発生する時に現在値の値（少数部分）
が“０”となるような値を設定する。この場合の初期値
は″１３Ｂ２”である。これによりｉｓ図ではプリンタ
１０側から最初の１０クロック信号を入力した時に最初
のキャリー信号ＣＡＲが発生する関係が示されている。

ここで画像プリンタ１０側のクロック信号を画素同期信
号ＰＧＤＳとすれば第５図は主走査方向ＤＤＡ１５の動
作例を示すことになり、これは画像プリンタ１０に対し
て１０個の補間画像データＨＧＤを出力する間に入力の
画像データＧＤは８個読み出されるという関係を示して
いる。またクロック信号を走査線同期信号ＰＳＤＳとす
れば第５図は副走査方向ＤＤＡ１４の動作例を示すこと
になり、これは画像プリンタ１０に対して１０ライン分
の補間画像データＨＧＤを出力する間に入力の画像デー
タＧＤは８ライン分読み出されるという関係を示してい
る。尚、ＦＵＬＬｌ　５ビツトで加算する必要はなく、
上位数ビットで行なっても良い。

第２図において、読出アドレス制御回路１２はページ同
期信号ＰＰＤＳにによりリセットされ、その後はＤＤＡ
１５からのキャリー信号ＨＣＡＲをカウントしてフレー
ムメモリ７の下位読出アドレス（主走査方向アドレス）
を生成し、かつＤＤＡ１４からのキャリー信号ＶＣＡＲ
をカウントしてフレームメモリ７の上位読出アドレス（
副走査方向アドレス）を生成する。フレームメモリ７に
送る読出アドレス信号ＲＡＤは前記上位、下位の読出ア
ドレス゛を合成したものである。

生データ走査線バッファ群１６は７つのシフトレジスタ
（ＦＩ　ＦＯＩ　６−１〜１６−７）を含んでおり、フ
レームメモリ７から読み出した７走査線分の画像データ
ＧＤを蓄える。即ち、フレームメモリ７から読み出した
画像データＧＤはＰＩＦｏｌＢ−１に入力して１０２４
画素分シフトされる。次にＰＩＦｏｌＢ−１の出力はＰ
ＩＦｏｌＢ−２の入力になり、以下同様にしてＰＩＦｏ
ｌＢ−６の出力はＰＩＦｏｌＢ−７の入力になる。そし
て更にＰＩＦｏｌＢ−７に入力した画像データＧＤが１
０２４画素分シフトされると、これに同期してフレーム
メモリフからは第８走査線目の画像データＧＤが読み出
される。この第８走査線目読出ラスタを現時点の読出ラ
スタとすると、任意のＰＩＦｏｌＢ−ｉ　（ｉ＝１．２
．”・。

７）が記憶している内容はｉライン前の読出ラスタであ
る。

副走査方向補間テーブル群１７は８つのルックアップテ
ーブル（ＬＵＴ）１７−１〜１７−８を含んでいる。各
ＬＵＴは対応する読出ラスタの画像データＧＤ及び現時
点のサンプリング位置から副走査方向に計った実数距離
ｙ（加算器１４−５の出力）を入力として当該画像デー
タＧＤの濃度が補間位置に生成すべき補間画像データＨ
ＧＤの濃度に対して副走査方向からどの程度寄与すべき
かという寄与率（副走査方向の部分補間係数Ｉｙ）と対
応する入力画素値との積を出力する。

例えばＬＵＴｌ７−１は現時点の読出ラスタの画像デー
タＧＤｏ及び加算器１４−５出力の現時点の補間位置ｙ
をアドレス入力としており、これにより該ＬＵＴ１７−
１は現時点の補間位置ｙに対応する所定の補間係数１ｙ
ｏ（部分補間係数）の値と当該画像データＧＤｏの値（
濃度）との積の値ＩｙｏＧＤｏを内部的に発生して出力
する。

同様にしてＬＵＴｌ　７−８はＰＩＦ０１６−７出力の
７ライン前の画像データＧＤ７及び加算器１４−５の補
間位置ｙをアドレス入力としており、これにより該ＬＵ
Ｔ１７−８は現時点の補間位置ｙに７走査線間隔を加え
た補間位置ｙ７に対応する所定係数１’／ｌの値（部分
補間係数）と当該画像データＧＤ７の値との積の値Ｉｙ
、ＧＤ、を内部的に発生して出力する。こうして画像デ
ータＧＤの内容はキャリー信号ＨＣＡＲの発生に同期し
て順次更新されると供に前述の部分補間係数Ｉｙｎと入
力画像データＧＤとの積の計算が順次行なわれる。一方
、読出ラスタの内容はキャリー信号ＶＣＡＲの発生に同
期して順次１ライン分づつ更新される。そしてこの間に
、通常は１つ以上の割合（１，２，１，３等）で走査同
期信号ＰＳＤＳが発生し、これに同期して副走査方向の
補間位置ｙが更新される。そしてこれにより画像データ
ＧＤの副走査方向への拡大補間が行なわれる。

尚、上述実施例では部分補間係数Ｉ３’ｎの計算は現時
点の続出ラスタ及び先行する７ラインの読出ラスタによ
り同時に行われるが、実際上は現時点の補間位置を略中
心とする上下４ライン上の画像データによって補間処理
をしたい場合もある。

この場合は、例えば加算器１４−５出力と各ＬＵＴ１７
−１〜１７−８の間に４段のシフトレジスタを挿入する
ことにより現時点の補間位置の位相を遅らせれば良い。

副走査方向補間加算器群１８はＬＵＴｌ７−１〜ＬＵＴ
１７−８の全出力を加算してその総和を出力する。かく
して加算器１８−７の出力は現時点の補間位置における
副走査方向画像データＧＤによる一時的な部分補間値Ｇ
ＤＹである。

次に主走査方向の補間処理を説明する。主走査方向補間
処理用データバッファ群１９はキャリー信号ＨＣＡＲに
同期して副走査方向の部分補間値を順次記憶（ラッチ）
する。この記憶はラッチ１９−１からラッチ１９−２、
ラッチ１９−２からラッチ１９−３の如くキャリー信号
ＨＣＡＲに同期してシフトレジスタ形式でラッチする。

従って加算器１８−７の出力が有効になる時点を現時点
とすると、ラッチ１９−７は７列前の部分補間値ＧＤＹ
７を保持しており、ラッチ１９−６は６列前、・・・、
同様にしてラッチ１９−１は１列前の部分補間値ＧＤＹ
Ｉを保持している。

主走査方向補間テーブル群２０は８つのルックアップテ
ーブル（ＬＵＴ）２０−１〜２０−８を含んでいる。各
ＬＵＴは対応する部分補間値ＧＤ、及び現時点のサンプ
リング位置から主走査方向に計った実数距ｍ１ｘ（加算
器１５−５出力）を入力として当該部分補間値ＧＤ、の
濃度が補間位置に生成すべき補間画像データＨＧＤの濃
度に対して主走査方向からどの程度寄与すべきかという
寄与率（主走査方向の部分補間係数ｌｘ）と当該部分補
間値ＧＤＹとの積を出力する。例えばＬＵＴ２０−１は
現時点の部分補間値ＧＤＹｏ及び加算器１５−５出力の
現時点の補間位置Ｘをアドレス入力としており、これに
より該ＬＵＴ２０−１は現時点の補間位置Ｘに対応する
所定係数Ｉｘ（部分補間係数）の値と当該部分補間値Ｇ
Ｄｙｏの値（濃度）との積の値を内部的に発生して出力
する。同様にしてＬＵＴ２０−８はＰＩＦＯ１９−７出
力の７列前の部分補間値ＧＤＹ７及び加算器１５−５の
補間位置Ｘをアドレス入力としており、これにより該Ｌ
ＵＴ２０−８は現時点の補間位置Ｘに７画素間隔を加え
た補間位置ｘ７に対応する所定係数ＩＸ？（部分補間係
数）の値と当該部分補間値ＧＤＹ７の値との積の値を内
部的に発生して出力する。こうして部分補間値ＧＤ、は
キャリー信号ＨＣＡＲの発生に同期して順次更新される
と供に前述の部分補間係数Ｉｘｎとの積の計算が順次行
なわれる。そしてこの間に、通常は１つ以上の割合（１
，２，１，３等）で画素同期信号ＰＧＤＳが発生し、こ
れに同期して主走査方向の補間位置Ｘが更新される。そ
してこれにより画像データＧＤの主走査方向への拡大補
間が行なわれる。

尚、上述実施例では部分補間係数Ｉｘｎの計算は現時点
の部分補間値ＧＤＹ及び先行する７部分補間値Ｇ　Ｄ　
ｖの８画素を用いることにより同時に行われるが、実際
上は現時点の補間位置を略中心とする前後４画素分の部
分補間値ＩＹによって補間をしたい場合もある。この場
合は、例えば加算器１５−５出力と各ＬＵＴ２０−１〜
２０−８の間に４段のシフトレジスタを挿入することに
より現時点の補間位置の位相を遅らせれば良い。

主走査方向補間加算器群２１はＬＵＴ２０−１〜ＬＵＴ
２０−８の全出力を加算してその総和を出力する。かく
して加算＠２１−７の出力は現時点の補間位置における
最終の補間値Ｖｏｕｔ（補間画像データＨＧＤ）である
。

第４図（Ａ）、（Ｂ）は補間処理回路８と画像プリンタ
１０間の同期の態様を説明する動作タイミングチャート
である。第４図（Ａ）において、画像プリンタ１０がレ
ディ状態になると、シーケンス制御回路１３からは読出
アドレスイネーブル信号が出され、実質プリント中にな
る。引き続き画像プリンタ１０からはページ同期信号Ｐ
ＰＤＳ及び走査線同期信号ＰＳＤＳが出力され、これに
同期して補間処理が行われる。

第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の１走査線期間を拡大表示
した図である。第４図（Ｂ）において、１走査線期間内
では所定間隔で画素同期信号ＰＧＤＳが発生し、通常は
これより小さい一定の比率でキャリー信号ＨＣＡＲが出
る。一方、補間画像データ）ＩＧＤは画素同期信号ＰＧ
ＤＳに同期して出力される。

次に原画像の拡大補間処理を詳細に説明する。

第７図（Ａ）は人物の原画像を示す図であり、第７図（
Ｂ）は第７図（Ａ）の原画像を拡大補間処理した画像を
示す図である０図の画像の拡大率は例えば主走査方向に
５．７５倍であり、副走査方向に４．２５倍としている
。かかる画像の拡大は本発明による補間法を用いて原画
像の画素数を増やすことにより実現できる。

第８図（Ａ）は原画像の部分領域を示す図であり、第８
図（Ｂ）は第８図（Ａ）の部分領域を主走査方向に５．
７５倍、副走査方向に４．２５倍したものである。第８
図（Ａ）の画素ピッチはビデオ画像信号ｖＳをサンプリ
ング入力した時のデータサンプリングピッチに対応して
おり、第８図（Ｂ）はこのサンプリングピッチを最小単
位として相対的に拡大された部分領域が示されている。

従って原画像の部分領域ａは拡大画像の部分領域ａ′に
対応し、原画像中に想定した補間位置すは拡大部分領域
ａ′中の出力画素位置ｂ′に対応している。そこで出力
画素位置ｂ′には補間画像データＨＧＤが形成されるわ
けであるが、その補間画像データＨＧＤの値（濃度）の
決定は当該出力画素位置ｂ′を取り囲むような所定の複
数の画像データＧＤの値を用い、かつ画素位置ｂ′から
各画像データＧＤまでの距離により定まる寄与率（補間
係数）の重み付けを行ない、それらの総和を取ることに
より行われる。

次に第８図（Ｂ）の出力画素位置ｂ′の値を求める場合
を説明する。これは第８図（Ａ）の補間位置すに対応す
る実数値を求めることと等価である。そこで第８図（Ａ
）を第９図のように書き直す、第９図においてｘ印の位
置はｂ点である。

ここでは原画像の画素位置をＯ印で示してあり、画像デ
ータＧＤのサンプリングピッチは主走査、副走査方向共
に等間隔である。また第９図では原画像の画素間隔を単
位距！！（例えば距１１１）と考えており、主走査方向
の座標はｘ印の補間位置を原点にして右方向を正、左方
向を負とし、かつ副走査方向の座標は同じくｘ印の補間
位置を原点にして下方向に正、上方向に負とするような
別の座標系を導入して考える。従って新たな座標系では
原画像の位置は夫々±ΔＸ及び±Δｙを施すことで表わ
される。ΔＸ及びΔｙは夫々主走査方向及び副走査方向
に補間位置すを越えない座標値を持つ原画像の画素位置
Ｃとの距離である。

今、ある原画像の画素位置と補間位置間の主走査方向の
距離をＸとし、同様に副走査方向の距離をｙとする時に
主走査方向の寄与率（補間係数）Ｉ　（ｘ）及び副走査
方向の寄与率（補間係数）Ｉ（ｙ）を夫々下式によって
表わすとする。

πｘ　　　　　　２　　　　　　　　　　　　　　　４
πＹ　　　　　２　　　　　　　　　　　　　４ここで
はｍｍ４．ｍｍ４の如く２の倍数を選んだ０次にこのＩ
　（ｘ）、　　Ｉ　（ｙ）を当該入力画像データＧＤの
もつ値に乗じ、この操作を補間に用いる範囲内の全ての
入力画像データＧＤについて求め、それらの総和をもっ
て補間値Ｉとする。

即ち、補間値！（補間画像データＨＧＤ）の値をＶ　Ｏ
ＵＴとすると、第９図の如く補間点すを周囲の８画素×
８ラスタの合計６４画素データで補間することを考える
と、ＶＯＩＪｒは次式、ＸＩ（ｉ−Δｘ）ｘＩ（Ｊ−Δ
ｙ）） によって求められる。これは６４画素について夫々補間
係数を乗じた値を全て求めた後に、６４個の値の総和を
とることを意味する。しかしこれをそのまま実現しよう
とするとハードウェアが膨大になり実用的でない。また
ソフトウェアで行うと充分な処理速度が得られない、そ
こで上記ｖ　ｏｕｔの式を次のように変形する。

　ｏｕｔ ｘｌ（ｉ−ΔＸ） かくして、まず副走査方向の補間を行ない、次にその結
果を用いて主走査方向の補間を行なうことが上記と同値
になる。上述第１実施例はこの方式に従って実現されて
いる。

第１０図は主走査方向の補間原理の詳細を示す図である
。図において、記号（Ｖｌ−ΔＸ）は座標（ｉ−ΔＸ）
の点の画像データＧＤの値である。

これらにより補間画像データＨＧＤの値ｖ０は以下によ
って求められる。

Ｖ０＝Σ　Ｖｌ−Ｘ　　−ω５ｉｎｃ　（ｉ　、ΔＸ）
１冨−Ｎ／２φ１ また、 ω５ｉｎｃ（ｉ、　ΔＸ） ＝ω（ｉ、　Δｘ　）　　＠５ｉｎｃ　（ｉ　、　ΔＸ
）π（ｉ−ΔＸ） ＝１７２（１＋ｃｏｓ（２ｙｒ／Ｎ　（ｉ−Δｘ））１
π（ｉ−ΔＸ） である。この計算と等価のことをＬＵＴが瞬時に行う。

第１１図（Ａ）〜（Ｃ）は原画像データを用いて副走査
方向に補間した後に主走査方向に補間した際の画像デー
タの増え方（画素数の増え方）を表わした図である。第
１１図（Ａ）において、人力画像中の連続した８走査線
を用いて、即ち各走査線上で同じ副走査方向の位置にあ
る画素を用いて副走査方向にのみ補間された走査線を作
成する。第１１図（Ｂ）において、この副走査方向にの
み補間された走査線上の画素を用いて主走査方向に補間
を行なう。これにより第１１図（Ｃ）の如く一走査線中
の画素数が増加した態様で、及び−画像中の走査線数が
増加した態様で出力走査線が生ずる。

［第２実施例］ 第２実施例は補間値を算出するために要する人力画素領
域の選定の一般化に関する。即ち、第２実施例において
は、例えば整数ｍ、ｎについての各補正係数式ｒ　（ｘ
）　、　　ｒ　（ｙ）を、πｘ　　　　　　２　　　　
　　　　　　　　　　ｍπｙ　　　　　２　　　　　　
　　　　　　ｎの如く採り、人力画素領域は第１実施例
の８×８で説明したものを２ｍＸ２ｎに拡張したもので
ある。

［第３実施例］ 第３実施例は第２図の構成の変形に関する。

即ち、補間テーブル群１７＆び２０のＬＵＴ群は、所定
係数ω（ｘ）又はω（ｙ）のみを出力するＬＵＴとその
ＬＵＴ出力と当該画素値の積を演算する乗算器として構
成しても良い。

こうするとＬＵＴの容量を大幅に削減することが可能で
ある。ちなみに第３実施例は画質と回路規模のトレード
オフによりサイズを決定でき、本発明自体はサイズに依
存しない・ことを示すものでもある。

［第４実施例］ 第４実施例は第２図の構成の変形に関する。

即ち、第１実施例においてはＤＤＡ１４．１５は小数部
のみを加算及び保持してキャリー信号ＣＡＲを出力する
ように構成したが、更にＤＤＡのビット長を拡張して、
整数部をも保持できるようにしてこの整数値部分をもっ
て人力画素位置を指定するように構成してもよい。

［第５実施例］ 第５実施例は第２図の構成の変形に関する。

即ち、第１実施例においてはＤＤＡ１４．１５の増分値
、初期値の初期化は画像プリンタ１０の制御部によって
行なわれるとしたが、それ以外にも、デイツブスイッチ
や短絡信号ピンをショートさせる方法等で行なってもよ
い。この−態様を第１２図に示す。

［第６実施例］ 第６実施例は第２図の構成の変形に関する。

即ち、第１実施例においてはＤＤＡ１４，１５は初期値
及び現在値をそれぞれ別々に保持し、セレクタにて加算
器に選択入力するように構成したが、それ以外にも現在
値を保持するレジスタを、例えば主走査方向ＤＤＡであ
れば査線同期信号ＰＳＤＳに同期して、また副走査方向
ＤＤＡであればページ同期信号ＰＰＤＳに同期して再初
期化するように構成しても良い。この場合、初期値の保
持回路及びセレクタは不要となるが、同期信号人力によ
りシーケンス制御回路に割込み信号を返したり、もしく
は同期信号で保持回路をリセットしたり等の走査が必要
となる。

［第７実施例］ 第７実施例は補間係数式の別の態様に関する。

即ち、好ましくは補間位置を囲む２ｍＸＺｎ点で補間す
るものとして、補間係数式ｔ　（ｘ）　、　　Ｉ　（ｙ
）は以下の如くであっても良い。

第７実施例は第２実施例よりも容易に値を定めることが
できるが、画素間隔で発生する濃淡の縞は強い。

［第８実施例］ 第８実施例は補間係数式の別の態様に関する。

即ち、好ましくは補間位置を囲む２ｍＸＺｎ点で補間す
るものとして、補間係数式１　（ｘ）　、　　Ｉ　（ｙ
）は以下の如くで娶っても良い。

π　ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ｍπｙ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　ｎこうしてω（×）、ω（ｙ）を多様化できる
。

これによれば第１実施例よりも濃淡の縞の発生は弱い。

また若干ではあるが、同じ数の補間点を求めた補間では
処理後の画像のシャープさが落ちる。このため、用途に
より使い分けの余地がある。

［第９実施例］ 第９実施例は補間係数式の別の態様に関する。

即ち、好ましくは補間位置を囲む２ｍＸ　２　ｎ点で補
間するものとして、補間係数式Ｉ　（Ｘ）　、　　Ｉ　
（ｙ）は以下の如くであっても良い。

π　ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ｍ　　　　　　　　　　　　　　ｍπｙ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　ｎ　　　　　　　　　　　ｎ
こうしてω（Ｘ）、ω（ｙ）を多様化できる。

これによれば第１実施例よりも濃淡の縞の発生は弱い。

また若干ではあるが同じ数の補間点を求めた補間では処
理後の画像のシャープさが落ちる。

このため、用途により使い分けの余地がある。

［第１０実施例］ 第１０実施例は補間係数式の別の態様に関する。即ち、
好ましくは補間位置を囲む２ｍＸＺｎ点で補間するもの
として、補間係数式Ｉ　（ｘ）　。

Ｉ　（ｙ）は以下の如くであっても良い。

πｘ　　　　　　　　　Ｉｏ［ω、　　ｍ］πｙ　　　
　　　　　　　ＩＯ［ωｂｎ］ここで、Ｉｏ［］は第１
種修正ｏ次のベッセル関数、またω１．ωｂは設定パラ
メータであり、 ｍ　　　　　　　　　　　　ｍ ｎ　　　　　　　　　　　　　ｎ の範囲の値を選んで用いる。■。［Ｘ］は例えば、等で
近似的に求めることができる。

こうしてω（Ｘ）、ω（ｙ）を多様化できる。

第１実施例よりも濃淡の縞の発生は弱い。また若干では
あるが、同じ数の補間点を求めた補間では処理後の画像
のシャープさが落ちる。このため、用途により使い分け
の余地がある。

［第１１実施例］ 第１１実施例は補間係数式の別の態様に関する。即ち、
補間位置を囲む４ｘ４点で補間するものとして、補間係
数式１　（ｘ）　、　　Ｉ　（ｙ）は以下の如くであっ
ても良い。

１　（ｘ）　−（ａ＋２）　ｘ３−　（ａ＋３）ｘ２＋
１　　（０≦ＩＸＩ＜：１）１　（ｘ）＝ａｘ’−５ａ
ｘ’＋８ａｘ−４ａ　　　　　（１≦ＩＸＩ＜＋２）１
　（ｘ）　−０（２≦１ｘ１） ここでａは実数定数である。

またＩ　（ｙ　）　に関しても同様である。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、好ましくは画像出力装
置の主走査及び副走査方向に各ＤＤＡを設け、かつ補間
に使用する複数の画像データと補間位置を効率良く関係
付けたので、出力バッファメモリを必要とせず、リアル
タイムで動作すると供に、高速性をもち、かつ高画質な
補間画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１実施例のデジタル画像補間装
置のブロック構成図、 第２図は第１実施例の補間処理回路８の詳細を示すブロ
ック構成図、 ３４３図は第１実施例のシーケンス制御回路１３による
画像データ処理手順のフローチャート、第４図（Ａ）、
（Ｂ）は補間処理回路８と画像プリンタ１０間の同期の
態様を説明する動作タイミングチャート、 第５図は第１実施例のＯＤＡの動作態様を説明する模式
図、 第６図はフレームメモリ７における画像データの一記憶
態様を示す図、 第７図（Ａ）は人物の原画像を示す図、第７図（Ｂ）は
第７図（Ａ）め原画像を拡大補間処理した画像を示す図
、 第８図（Ａ）は原画像の部分領域を示す図、第８図（Ｂ
）は第８図（Ａ）の部分領域を主走査方向に５．７５倍
、副走査方向に４．２５倍した場合の図、 第９図は第８図（Ａ）の詳細を示す図、第１０図は主走
査方向の補間原理の詳細を示す図、 第１１図（Ａ）〜（Ｃ）は原画像データを用いて副走査
方向に補間した後に主走査方向に補間した際の画像デー
タの増え方（画素数の増え方）を表わした図、 第１２図は第５実施例のＤＤＡの一部の構成を示すブロ
ック図、 第１３図は実施例のテーブル１７及び２０を示す図であ
る。 図中、１・・・ビデオ信号源、２・・・輝度信号抽出回
路、３・・・同期信号抽出回路、４・・・サンプリング
周期発生回路、５・・−Ａ／Ｄ変換回路、６・・・γ変
換回路、７・・・フレームメモリ７．８・・・補間ＩＡ
理理路路９・・・プリンタＩ／Ｆ回路、１０・・・画像
プリンタ、１１・・・書込アドレス制御回路、１２・・
・読出アドレス制御回路、１３・・・シーケンス制御回
路である。 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像出力装置に補間画像データを提供するデジタ
   ル画像の補間装置において、 整数アドレスに複数の画像データを記憶する画像メモリ
   と、 画像拡大率の逆数を増分値として保持する増分値保持手
   段と、 前記画像出力装置の走査クロック信号に同期して少数で
   表わされる補間位置情報に前記増分値を加えることによ
   つて該補間位置情報を更新する補間位置情報更新手段と
   、 前記補間位置情報の更新に伴ない発生する整数部へのキ
   ャリー信号に同期して前記画像メモリの整数読出アドレ
   スを更新する読出アドレス更新手段と、 前記整数読出アドレスと補間位置情報で特定する実数の
   補間位置を囲むような複数の読出画像データに基づいて
   該補間位置の補間画像データを形成する補間画像データ
   形成手段を備えることを特徴とするデジタル画像の補間
   装置。
2. （２）画像出力装置の主走査方向及び副走査方向に対応
   させて夫々に、増分値保持手段と、補間位置情報更新手
   段と、読出アドレス更新手段を備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のデジタル画像の補間装置。