JPH0276472A - Picture expanding system - Google Patents

Picture expanding system

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JPH0276472A
JPH0276472A JP63230349A JP23034988A JPH0276472A JP H0276472 A JPH0276472 A JP H0276472A JP 63230349 A JP63230349 A JP 63230349A JP 23034988 A JP23034988 A JP 23034988A JP H0276472 A JPH0276472 A JP H0276472A
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block
transform
discrete cosine
enlarged
image
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Noriko Iwata
岩田 則子
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NEC Corp
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Abstract

PURPOSE:To expand the arbitrary magnification by reading a picture signal in units of a block, executing the two-dimensional discrete cosine transform setting an expanded block, executing the reverse discrete cosine transform and generating an output picture signal. CONSTITUTION:When a picture is expanded, a block reading means 1 read a picture signal in units of the block to execute the two-dimension discrete cosine transform. A DCT transforming means 2 executes the two-dimensional discrete cosine transform of the picture signal for one read block and calculates a transform coefficient 102. Next, the size of the expanded block is set to an expanding block size setting means 3 and outputted to an expanding block preparing means 4 and a reverse DCT transform means 5. The means 4 matches the transform coefficient 102 to the low area side of an expanding block, and with the remaining transform coefficient as 0, an exchange coefficient 104 included in the expanding block is prepared. The means 5 execute the reverse discrete cosine transform of the transform coefficient 104 included in an expanding block, calculates the expanding picture signal and a block writing means 6 outputs this.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は画像を拡大するための画像拡大方式に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to an image enlargement method for enlarging an image.

(従来の技術) 多値画像(例えば1画素8bit、256レベル)に対
する画像拡大方式の一つに、線形補間方式がある。
(Prior Art) A linear interpolation method is one of image enlargement methods for multivalued images (for example, 8 bits per pixel, 256 levels).

この方式では、もとの画像の画素の間を線形に補間して
拡大の比率に応じた数の画素を生成することで拡大画像
を求める。
In this method, an enlarged image is obtained by linearly interpolating between the pixels of the original image to generate a number of pixels according to the enlargement ratio.

(発明が解決しようとする問題点) 従来の線形補間による拡大方式では、多値画像を整数倍
に拡大する場合は、線形補間により比較的容易に拡大画
像を得ることができる。しかし、整数倍でない倍率で拡
大しようとすると、もとの画像の画素の間を線形に補間
して生成しようとすると容易には拡大画像を得ることが
できなくなる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional enlarging method using linear interpolation, when enlarging a multivalued image by an integral number of times, the enlarged image can be obtained relatively easily by linear interpolation. However, if an attempt is made to enlarge the image at a magnification that is not an integer, an enlarged image cannot be easily obtained if the image is generated by linear interpolation between the pixels of the original image.

本発明では、任意倍率の拡大画像が容易に得られる画像
の拡大方式を提供することを目的とする。   − (問題点を解決するための手段) 本発明の画像の拡大方式は、複数の画素からなるブロッ
ク単位で画像信号を読み出し、空間領域から周波数領域
への変換を行う直交変換を上記ブロック単位に施して、
複数の変換係数からなる第1の変換係数行列を求め、上
記ブロックよりも大きな拡大ブロックに対応する第2の
変換係数行列を設定し、低域側に上記第1の変換係数行
列の変換係数をあてはめ、残りの変換係数を0として第
2の変換係数行列の値を定め、この第2の変換係数行列
を逆直交変換することを特徴とする。
An object of the present invention is to provide an image enlarging method that can easily obtain an enlarged image of any magnification. - (Means for solving the problem) The image enlarging method of the present invention reads out an image signal in units of blocks each consisting of a plurality of pixels, and performs orthogonal transformation for converting from the spatial domain to the frequency domain in units of blocks. Give,
A first transform coefficient matrix consisting of a plurality of transform coefficients is determined, a second transform coefficient matrix corresponding to an enlarged block larger than the above block is set, and the transform coefficients of the first transform coefficient matrix are set on the low frequency side. The method is characterized in that the remaining transform coefficients are set to 0, the values of the second transform coefficient matrix are determined, and the second transform coefficient matrix is subjected to inverse orthogonal transformation.

(作用) 本発明の画像の拡大方式について説明する。(effect) The image enlargement method of the present invention will be explained.

まず、画像信号を複数の画素からなるブロック単位で読
み出す。このブロックとしては、nXn画素からなる正
方形のブロックを用いる場合が多いが、mXn画素から
なる長方形のブロックを用いることもできる。
First, image signals are read out in blocks each consisting of a plurality of pixels. As this block, a square block consisting of nXn pixels is often used, but a rectangular block consisting of mXn pixels can also be used.

次に、このブロック単位に2次元の離散コサイン変換を
施して複数の変換係数を求める。もしnXn画素からな
る正方形のブロックを用いた場合、この複数の変換係数
も1ブロツク当たりnXn個となる。
Next, a two-dimensional discrete cosine transform is applied to each block to obtain a plurality of transform coefficients. If a square block consisting of nXn pixels is used, the plurality of transform coefficients will also be nXn per block.

なお、ここでは直交変換として2次元の離散コサイン変
換を用いるが、その他にもアダマール変換のように、空
間領域から周波数領域への変換を行う直交変換ならば、
任意の直交変換を用いることができる。
Note that here we use a two-dimensional discrete cosine transform as the orthogonal transform, but there are also other orthogonal transforms that transform from the spatial domain to the frequency domain, such as the Hadamard transform.
Any orthogonal transformation can be used.

一方、出力時には入力時のブロックよりも大きな拡大ブ
ロックを設定する。この拡大ブロックを構成する変換係
数は、拡大ブロックの低域側には入力ブロック内の変換
係数をあてはめ、その他の部分には0を入れる。通常こ
の拡大ブロックとしては、MXN個の変換係数からなる
正方形のブロックを用いるが、MXN個の変換係数から
なる長方形のブロックを用いることもできる。
On the other hand, at the time of output, an enlarged block larger than the block at the time of input is set. As for the transform coefficients constituting this enlarged block, the transform coefficients in the input block are applied to the low frequency side of the enlarged block, and 0 is set to the other parts. Usually, a square block consisting of MXN transform coefficients is used as this enlarged block, but a rectangular block consisting of MXN transform coefficients can also be used.

この拡大ブロック内の変換係数に逆離散コサイン変換を
施して、画像信号を発生する。ただしこの逆離散コサイ
ン変換として、拡大ブロックのサイズに対応する逆離散
コサイン変換を行う。すなわち、拡大ブロックとしてM
XN個の変換係数からなる正方形のブロックを用いた場
合に、これにNXNのサイズに対応する逆離散コサイン
変換を行うことにより、NXN画素からなる出力画像信
号を発生する。
The transform coefficients in this enlarged block are subjected to inverse discrete cosine transform to generate an image signal. However, as this inverse discrete cosine transform, an inverse discrete cosine transform corresponding to the size of the enlarged block is performed. That is, as an enlarged block M
When a square block consisting of XN transform coefficients is used, an output image signal consisting of NXN pixels is generated by performing an inverse discrete cosine transform corresponding to the size of NXN.

この拡大ブロックのサイズは入力時のブロックのサイズ
よりも大きいので、出力される画像信号は拡大された画
像となる。ここで、入力時のブロックのサイズがnXn
で、拡大ブロックのサイズがNXNの場合に、出力画像
信号は元の画像信号を縦、横ともn:Nの比率で拡大し
た画像となる。
Since the size of this enlarged block is larger than the size of the input block, the output image signal becomes an enlarged image. Here, the block size at the time of input is nXn
When the size of the enlarged block is NXN, the output image signal becomes an image obtained by enlarging the original image signal at a ratio of n:N both vertically and horizontally.

一般に、入力時のブロックのサイズがmXnで、拡大ブ
ロックのサイズがMXNの場合に、出力画像信号は元の
画像信号の横方向をm:Mの比率で拡大し、縦方向をn
:Nの比率で拡大した画像となる。
Generally, when the input block size is mXn and the expanded block size is MXN, the output image signal is the original image signal that is expanded in the horizontal direction at a ratio of m:M and the vertical direction is n.
The image is enlarged at a ratio of :N.

このような出力画像信号を拡大ブロック単位に出力して
、全体の出力画像信号を得る。
Such an output image signal is outputted in units of enlarged blocks to obtain an overall output image signal.

(実施例) 以下、図面により本発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の画像の拡大方式の一実施例を示すブ
ロック図である。第1図に示すように、画像を拡大する
際にはまずブロック読み出し手段1によって2次元離散
コサイン変換を行うブロック単位に画像信号を読み出す
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the image enlargement method of the present invention. As shown in FIG. 1, when enlarging an image, first, the block readout means 1 reads out the image signal in units of blocks that undergo two-dimensional discrete cosine transformation.

例えば1画素当たり8bitの画像信号を縦8画素、横
8画素の計64画素を1ブロツクとして読み出す。
For example, an image signal of 8 bits per pixel is read out as one block of 64 pixels in total, 8 pixels vertically and 8 pixels horizontally.

そして、DCT変換手段2は読み出された1ブロツク分
の画像信号101の2次元離散コサイン変換を行い、8
×8個の変換係数102を計算する。この2次元離散コ
サイン変換の計算式は、次のようになる。
Then, the DCT transformation means 2 performs two-dimensional discrete cosine transformation on the read image signal 101 for one block, and
x8 conversion coefficients 102 are calculated. The calculation formula for this two-dimensional discrete cosine transformation is as follows.

2n      2n ただし、 n=8 f(ij):  画像信号(ij=0.1.−、n−1
)F(u、v):変換係数(u、v=0,1.−、n−
1)である。
2n 2n However, n=8 f(ij): Image signal (ij=0.1.-, n-1
)F(u,v): Conversion coefficient (u,v=0,1.-,n-
1).

次に、拡大ブロックサイズ設定手段3に、拡大ブロック
のサイズを設定し、拡大ブロック生成手段4と逆DCT
変換手段5に出力する。
Next, the enlarged block size is set in the enlarged block size setting means 3, and the enlarged block generating means 4 and inverse DCT are performed.
It is output to the conversion means 5.

第2図は、拡大ブロックの設定方法を示す説明図である
。例えば、この場合の拡大ブロックのサイズはl0XI
Oである。第2図に示すように、拡大ブロック生成手段
4は、拡大ブロックサイズ設定手段3から出力される拡
大ブロックのサイズ103に基づき、変換係数102を
拡大ブロックの低域側にあてはめ、残りの変換係数を0
として拡大ブロックに含まれる変換係数104を生成し
て出力する。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of setting enlarged blocks. For example, the size of the expansion block in this case is l0XI
It is O. As shown in FIG. 2, the enlarged block generating means 4 applies the transform coefficient 102 to the low frequency side of the enlarged block based on the enlarged block size 103 outputted from the enlarged block size setting means 3, and the remaining transform coefficients 0
The transform coefficients 104 included in the enlarged block are generated and output.

そして、逆DCT変換手段5は拡大ブロック毎にその拡
大ブロックに含まれる変換係数104を逆離散コサイン
変換して、loXIO画素の拡大画像信号105を計算
して出力する。この逆離散コサイン変換は、拡大ブロッ
クサイズ設定手段3に設定された大きさで行う。ここで
は、10×10の2次元離散コサイン変換であり、計算
式は次のようになる。
Then, the inverse DCT transform means 5 performs inverse discrete cosine transform on the transform coefficients 104 included in the enlarged block for each enlarged block, and calculates and outputs an enlarged image signal 105 of loXIO pixels. This inverse discrete cosine transformation is performed with the size set by the enlarged block size setting means 3. Here, it is a 10×10 two-dimensional discrete cosine transform, and the calculation formula is as follows.

2N        2N ただし、 N=10 G(u、v):拡大ブロック内の変換係数(u、v=0
.1.−、N−1N −1)、j):  拡大画像信号(i、j=0,1.・
・・、N−1)である。
2N 2N However, N=10 G (u, v): Transform coefficient in the enlarged block (u, v=0
.. 1. -, N-1N -1), j): Enlarged image signal (i, j = 0, 1.
..., N-1).

こうして得られる拡大画像信号105は各拡大ブロック
毎にloXIO画素である。入力時には各ブロック毎に
8×8画素の画像信号を離散コサイン変換していたので
、拡大画像信号105は画像信号を縦、横とも8:10
に拡大した画像となる。
The enlarged image signal 105 obtained in this way has loXIO pixels for each enlarged block. At the time of input, the image signal of 8 x 8 pixels was subjected to discrete cosine transform for each block, so the enlarged image signal 105 has an image signal of 8:10 both vertically and horizontally.
The image is enlarged to .

最後にブロック書き込み手段6は、逆DCT変換手段5
から出力される拡大ブロック単位の拡大画像信号105
を画像表示装置や画像記録装置なとの画像出力装置に出
力する。
Finally, the block writing means 6 includes the inverse DCT transformation means 5
Enlarged image signal 105 in units of enlarged blocks output from
is output to an image output device such as an image display device or an image recording device.

このように、拡大ブロックのサイズで逆離散コサイン変
換を行うので、任意倍率の拡大画像が容易に得られる。
In this way, since the inverse discrete cosine transform is performed using the size of the enlarged block, an enlarged image of any magnification can be easily obtained.

なお、以上の説明においては入力時のブロックサイズを
8×8とし、出力時の拡大ブロックサイズをl0XIO
として説明したが、別のサイズや形状を用いても差し支
え無い。例えば、入力時のブロックサイズをmXnとし
出力時の拡大ブロックサイズをMXNとした場合には、
拡大画像信号105は元の画像信号の横方向をm:Mの
比率で拡大し、縦方向をn:Nの比率で拡大した画像と
なる。
In addition, in the above explanation, the block size at the time of input is 8x8, and the enlarged block size at the time of output is 10XIO.
However, other sizes and shapes may be used. For example, if the input block size is mXn and the output enlarged block size is MXN, then
The enlarged image signal 105 is an image obtained by enlarging the original image signal in the horizontal direction at a ratio of m:M and in the vertical direction at a ratio of n:N.

このように、自由な拡大率を設定することができ、しか
も縦方向と横方向の拡大率を独立に設定できるので、様
々な場合に対応できる。
In this way, it is possible to freely set the magnification ratio, and since the magnification ratios in the vertical and horizontal directions can be set independently, it is possible to deal with various cases.

また、ここでは直交変換として2次元の離散コサイン変
換を用いたが、その他にもアダマール変換などのように
、空間領域から周波数領域への変換を行う直交変換なら
ば、任意の直交変換を用いることができる。
Also, here we used a two-dimensional discrete cosine transform as the orthogonal transform, but any other orthogonal transform that transforms from the spatial domain to the frequency domain, such as the Hadamard transform, can be used. Can be done.

また、以上の説明においては画像信号として特に規定は
していないが、多値の白黒画像、RGBの各カラー成分
画像、Y・(R−Y)・(B−Y)等の輝度・色差信号
は、すべてこの画像信号の中に含まれる。同様に、テレ
ビジョン信号等の動画像におけるフレーム間差分信号に
おいても適用でき、十分な効果を得ることができる。こ
のフレーム間差分信号については、参考文献: r T
e1evision BandwidthCompre
ssion transmission by Mot
ion−compensatedInterframe
 Coding  J IEEE Communica
tionMagazine誌、1982年11月号、2
4−30頁に詳細に述べられている。
In addition, in the above explanation, image signals are not particularly defined, but multivalued black and white images, RGB color component images, luminance/color difference signals such as Y, (RY), (B-Y), etc. are all included in this image signal. Similarly, the present invention can be applied to inter-frame difference signals in moving images such as television signals, and sufficient effects can be obtained. Regarding this inter-frame difference signal, refer to the reference document: r T
e1evision BandwidthComprehensive
ssion transmission by Mot
ion-compensatedInterframe
Coding J IEEE Communica
tion Magazine, November 1982 issue, 2
It is described in detail on pages 4-30.

(発明の効果) 以上述べたように本発明の画像の拡大方式およびその装
置を用いることにより、画像の任意倍率の拡大を容易に
行うことができる。
(Effects of the Invention) As described above, by using the image enlarging method and device of the present invention, it is possible to easily enlarge an image to any desired magnification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の画像の拡大方式の一実施例を示すブロ
ック図、第2図は拡大ブロックの生成方法を示す説明図
である。 図において、 1・・・ブロック読み出し手段、2・・・DCT変換手
段、3・・・拡大ブロックサイズ設定手段、4・・・拡
大ブロック生成手段、5・・・逆DCT変換手段、6・
・・ブロック書き込み手段。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the image enlargement method of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of generating an enlarged block. In the figure, 1... Block reading means, 2... DCT transformation means, 3... Enlarged block size setting means, 4... Enlarged block generation means, 5... Inverse DCT transformation means, 6.
...Block writing means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の画素からなるブロック単位で画像信号を読み出し
、空間領域から周波数領域への変換を行う直交変換を上
記ブロック単位に施して第1の変換係数行例を求め、上
記ブロックよりも大きな拡大ブロックに対応する第2の
変換係数行列を設定し、上記第2の変換係数行列の低域
側に上記第1の変換係数行列の変換係数をあてはめると
ともに残りの変換係数を0として、前記第2の変換係数
行列の値を定め、この第2の変換係数行列を逆直交変換
することを特徴とする画像の拡大方式。
The image signal is read out in blocks each consisting of a plurality of pixels, and an orthogonal transformation for converting from the spatial domain to the frequency domain is applied to each block to obtain a first transform coefficient row example, and the image signal is converted into an enlarged block larger than the above block. Set a corresponding second transform coefficient matrix, apply the transform coefficients of the first transform coefficient matrix to the low frequency side of the second transform coefficient matrix, set the remaining transform coefficients to 0, and perform the second transform. An image enlargement method characterized by determining values of a coefficient matrix and performing inverse orthogonal transformation on this second transformation coefficient matrix.
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