JPH0338179A - テレビジョン画像信号の外挿補間方法 - 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、テレビジョン画像信号から印刷物やフィルム
などのハードコピーを作成する場合に、所望の解像度の
ハードコピーを得るために画像信号を補間する方法に係
り、特に、外挿補間を用いたテレビジョン画像信号の補
間方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、テレビジョン画像を静止画として印刷する、いわ
ゆるビデオ印刷が実用化されつつある。

このようなビデオ印刷分野において、テレビジョン画像
から大きなサイズのハードコピーを作成するとき、いか
にして画像品質を維持するかが重要な課題になっている
。

１フレ一ム分のテレビジョン画像の画像情報は、赤（Ｒ
）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれについて、６４０　Ｘ
４８０画素程度である。一方、写真製版などで要求され
る多階調で高品質のハードコピーを作成するためには、
ｌｌｌｌ１）当たり４０本以上の記録密度が必要とされ
、仮に、６４０　ｘ４８０画素のテレビジョン画像を、
１）当たり４０本の記録密度でハードコピーを作成した
とすると、そのハードコピーは約１６Ｘ１２１）１）と
いう小さなサイズになって実用的でない。

そこで、実用的な大きなサイズのハードコピーを作成す
るために、テレビジョン画像の画素数を水増しする操作
（画素補間）が必要になるが、画素補間の方式いかんに
よって、そのハードコピーの画像品質は大きく左右され
る。

従来、この種の画素補間の方式として、特公昭６３−２
２６７４号公報に簡嘩に紹介されているニアレストネイ
バ一方式、パイリニア方式、キュービックコンボリュー
ション方式などの、いわゆる内挿補間方式や、特開昭６
３−２６６９８２号公報に開示されているような、いわ
ゆる外挿補間方式が知られている。これらの各補間方式
には、それぞれ一長一短があるが、処理が比較的に簡単
で、画像のエツジ部分にボケが生じないという点で外挿
補間方式％式％ 以下、第８図を参照して従来の外挿補間方式の原理を説
明する。

同図（ａ）は、走査線上の画素配列を示しており、偶数
番号の画素Ｓｚ　、Ｓ−、Ｓｉ　、・・・は原画像の画
素（本明細書において、原画素と称する）、奇数番号の
画素Ｓｌ、Ｓｓ、Ｓｓ、・・・は外挿補間によって新た
に作成される画素（本明細書において、補間画素と称す
る）である。

例えば、補間画素Ｓ、は次式■によって作成される。

ｓ、＝　　（Ｓ４　　＋ａ　　（Ｓ４−５ｔ　　）＋Ｓ
、　十ａ　（Ｓａ　−５ｓ　）　ｌ　＋２・・・・・・
■ 上式において、ａは画像信号を強調する程度を設定する
ための係数（本明細書において、強調係数と称する）で
ある０例えば、原画素Ｓｔ、Ｓ。

、Ｓｉ、Ｓｓの信号レベルが、第８図（ロ）に示すよう
に変化している場合、強調係数ａを１７２に設定すると
、補間画素ＳＳは、次式■で求められる値ＳＳｍと次式
■で求められる（ｉｓｓ＆との平均値として与えられる
。

Ｓｓ、＝８４　＋　（１／２）（Ｓ４−ｓｘ　）・・・
・・・■ｆｂ＝Ｓ！　＋　＜　１／２＞　　（Ｓｉ　　
Ｓｔ　）・・・・・・■に、補間画素Ｓ、をバイリニア
法で求めると、信号レベルは図中、破線のように変化す
るから、外挿補間によれば画像のエツジ部分が比較的ク
ツキリした状態で補間されることが判る。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、テレビジョン画像を製版印刷するための出力
装置には、一般にシャープネス強調の機能が備わってお
り、上述のように外挿補間された画像信号も、出力記録
される工程で適宜にシャープネス強調される。上述した
ように、外挿補間処理において、強調係数ａを適宜に設
定することによりシャープネス強調を調整することも、
ある程度は可能であるが、現実的にはコントロールの容
易な出力装置で行われるのが賛通である。

このような事情により、従来方法で外挿補間された画像
信号に対し、出力装置でシャープネス強調を施すと次の
ような問題を生しる。

以下、第９図を参照して説明する。同図において、横軸
に偶数番号で示した画素は原画素、奇数番号で示した画
素は補間画素である。同図より明らかなように、従来の
外挿補間によればエツジ部分がクツキリした状態で補間
されているが、補間画素Ｓ、は、近傍原画素Ｓ！、Ｓｌ
１間の信号レベルの変化の影響を受けて、隣接原画素Ｓ
４．Ｓｉよりも信号レベルが高くなっている。同様に補
間画素Ｓ、は、近傍原画素Ｓｓ、Ｓ＋。間の信号レベル
の変化の影響を受けて、隣接原画素Ｓ１゜、Ｓ１□より
も信号レベルが低くなっている。

このように従来の外挿補間方法によれば、画像のエツジ
部分で、補間画素の信号レベルが波打つ現象（以下、リ
ンギングと称する）が生じるので、このような画像信号
を出力装置に与え、この出力装置内でシャープネス強調
が施されると、前記リンギング部分が画像のエツジ部と
みなされて、第９図に破線で示したように強調される結
果、ハードコピーされた画像に不快な偽の輪郭像が現れ
やすいという問題点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、出力装置でシャープネス強調が施されても、ハード
コピーされた画像に偽の輪郭像が現れることのないテレ
ビジョン画像信号の外挿補間方法を提供することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明は、テレビジョン画像信号を外挿補間処理
した後、その画像信号にシャープネス強調処理を施して
ハードコピーを作成するビデオ印刷におけるテレビジョ
ン画像信号の外挿補間方法において、 補間画素に隣接する第１原画素の画像信号を３１、前記
補間画素と第１原画素の延長線上で前記第１原画素に隣
接する第２原画素の画像信号を３２とした場合に、 Ｓｌ　＋ａ　（Ｓｌ　−ｓｚ　）　　：　ａは任意の強
調係数の値を、前記補間画素を挟んで対向して存在する
少なくとも二組の第１および第２原画素の組についてそ
れぞれ求め、それらの値の平均値を当該補間画素の画像
信号とする外挿補間処理ステップと、 前記外挿補間処理ステップで求められた補間画素の画像
信号が、複数個の第１原画素のいずれの画像信号よりも
高いレベルである場合は、その補間画素の画像信号を第
１原画素中で最も信号レベルの高い画像信号で置き換え
る第１補正処理ステンプと、 前記外挿補間処理ステップで求められた補間画素の画像
信号が、複数個の第１原画素のいずれの画像信号よりも
低いレベルである場合は、その補間画素の画像信号を第
１原画素中で最も信号レベルの低い画像信号で置き換え
る第２補正処理ステップと、 を備えたものである。

〈作　用〉 本発明によれば、外挿補間処理ステップで求められた補
間画素の信号レベルが、第１および第２補正処理ステッ
プで、隣接する複数個の第１原画素の信号レベルとそれ
ぞれ比較され、補間画素の信号レベルが複数個の第１原
画素の信号レベルよりも突出していない場合は、補間処
理によって求められた画像信号がそのまま補間画素の画
像信号として採用され、一方、補間画素の信号レベルが
複数個の第１原画素の信号レベルよりも突出している場
合は、補間画素の画像信号は第１原画素中の最高または
最低レベルの画像信号で置き換えられるので、外挿補間
によって生じた画像信号のリンギングが抑制される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るテレビジョン画像信号
の外挿補間方法を使用したビデオ製版装置の概略構成を
示したブロック図である。

ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）１）に記録されたＮＴ
ＳＣテレビジョン画像信号は、Ｒ，Ｇ、Ｂデコーダ１２
に与えられて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）。

Ｂ（青）の各画像信号にデコードされる。各Ｒ５Ｇ、Ｂ
画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３でそれぞれデジタル信号
に変換された後、フレームメモリ１４に与えられる。フ
レームメモリ１４は、ｌフレーム分のＲｌＧ、Ｂ画像信
号と、これらの画像信号がそれぞれ補間処理されて水増
しされた画像信号を記憶できるだけの記憶容量を備えて
いる。

ＶＴＲＩＩから出力されたテレビジョン画像信号の一部
は同期信号分離回路１５に与えられ、その画像信号中か
ら水平・垂直同期信号とカラーサブキャリアとが分離さ
れる０分離された水平・垂直同期信号とカラーサブキャ
リアはクロックパルス発生回路１６に与えられ、カラー
サブキャリア（３，５８Ｍ　ｌｌｚ　）の４倍の周波数
をもつタイミングクロックと、フレームメモリ１４のア
ドレス指定信号とが作成される。Ａ／Ｄ変換器１３は、
このタイミングクロックに従って、走査線１本の区間を
約９１０に分解し、各画素のＲ，Ｇ、Ｂ画像信号のレベ
ルを２５６階調に分割して出力する。

ＣＰＵ１７は、操作卓１８からの指令に基づき、後述す
る画像信号の外挿補間処理などを行うもので、パスライ
ンを介してフレームメモリ１４に接続されている。

フレームメモリ１４に記憶された両像信号の補間処理が
行われる場合、フレームメモリ１４はＣＰＬＪ１７から
アドレス指定されるが、それ以外の画像信号の書き込み
や読み出し時は、クロックパルス発生回路１６からのア
ドレス指定に基づいて行われる。

Ａ／Ｄ変換器１３から出力されたＲ、Ｇ、Ｂ画像信号は
、クロックパルス発生回路１６からのアドレス指定に従
ってフレームメモリＨに順に書き込まれると同時に、フ
レームメモリ１４からＤ／Ａ変換器１９を介してモニタ
テレビ２０に出力される。

オペレータは、モニタテレビ２０に連続的に映し出され
るテレビジョン画像を見ながら、ハードコピーを作成し
ようとする画像を選択する。操作卓１８を介して所望の
画像が選択されると、ＣＩ”　ｔＪ　１７はフレームメ
モリ１４に対して、そのときの両像信号をフリーズ（固
定）させる。

そして、操作卓１８を介して与えられた補間処理の指令
に基づき、ＣＰＵ１７は予め定められた画像処理プログ
ラムに従って、各Ｒ，Ｇ、Ｂ画像信号に対して次のよう
な外挿補間処理を行う。以下、第２図ないし第７図を参
照して説明する。

第２図は、フレームメモリ１４内の画素配置の説明図、
第３図ないし第６図は外挿補間処理の手順を示したフロ
ーチャートである。

第２図において、ｍは画素配置の水平方向の座標値、ｎ
は画素配置の垂直方向の座標値をそれぞれ示している。

なお、座標（Ｉｉ！ｍ、ｎがそれぞれ偶数の各画素（斜
線領域）は、サンプリングされたテレビジョン画像の原
画素、他の画素は補間画素をそれぞれ示している。

まず、各画素の座標値に応した処理を選択するために、
第３図に示したステップＳ２において、注目画素Ｓ　（
ｍ、ｎ）の座標値を判定する。即ち、注目画素Ｓ（ｍ、
ｎ）の座１）Ｊｊｌｉｍ、　　ｎが、ともに偶数である
場合は、その注目画素は原画素であるので、その画像信
号は補間処理されることなく、そのまま維持される。

注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）の水平座標値ｍが偶数で、垂直座
標値ｎが奇数、即ち、注目画素Ｓ　（ｍ。

ｎ）が第２図に○印で示した画素に相当する場合、その
画素は補間すべき画素であり、その上下に原画素が隣接
しているので、ステップＳ２に進み、これらの上下の原
画素Ｓ　（ｍ、　　ｎ−１）、　　Ｓ　（ｍｎ＋１）と
、これに隣接する原画素Ｓ（ｍｎ−３）、Ｓ　（ｍ、ｎ
＋３）を参照して第１外挿補間処理を行う。第１外挿補
間処理の詳細を第４図に示す。

まず、ステップＳ２＋は、本発明における外挿補間処理
ステップに相当するステノブであり、注目画素Ｓ　（ｍ
、ｎ）の値を次式■にょって算出する。

Ｓ（ｍ、ｎ）　−（Ｓ（ｍ、ｎ−１）　＋ａ（Ｓ（ｍ、
ｎｎ−１）−３（、ｎ−３））＋Ｓ（ｍ、ｎ＋１）　＋
ａ（Ｓ（ｍ、ｎ＋１）−５（ｍ、ｎ＋３））　）　＋　
２・・・・・・■ なお、強調係数ａは予め適宜に設定されており、以下の
補間処理においても同様である。

注目画素Ｓ　（ｍ、ｎ）の画像１８号が求まると、本発
明の第１補正処理ステップに相当する、ステップ３２２
．　３２３．　３２４と、本発明の第２補正処理ステｙ
　７”ニ相当する、ステｙ　７’Ｓ２２．　　Ｓ２５．
　　Ｓ２６とが実行される。

即ら、ステップＳ２２では、上下の隣接原画素Ｓ（ｍ、
ｎ−１）、Ｓ　（ｍ、、ｎ＋１）のうち、信号レベルの
高い方をＳ　ＭＡＸに、小さい方をＳ□８に設定する。

次にステップＳ２３に進み、注目画素Ｓ（ｍｎ）がＳ、
Ａｌｌよりも大きいかどうかを判断し、大きい場合には
ステップＳ２４に進んで、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）の画像
信号をＳ　ＭＡＸに置き換える。注目画素Ｓ　（ｍ、ｎ
）の信号レベルが８．４Ａｘよりも小さい場合は、ステ
ップＳ２５に進み、注目画素Ｓ（ｍ、　　ｎ）の信号レ
ベルが３□８よりも小さいかどうかを判断し、小さい場
合にはステップＳ２６に進んで、注目画素Ｓ　（ｍ、ｎ
）の画像信号をＳ工１Ｎに置き換える。

また、前記ステップ３１において、注目画素Ｓ（ｍ、　
　ｎ）の水平座標値ｍが奇数、垂直座標値ｎが偶数、即
ち、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）が第２図にΔ印で示した画素
に相当する場合、その画素は補間すべき画素であり、そ
の左右に原画素が隣接しているので、ステップＳ３に進
んで、これらの左右の原画素Ｓ　（ｍ−１，ｎ）、Ｓ　
（ｍ＋ｌ、ｎ）と、これに隣接する原画素Ｓ　（ｍ−３
，ｎ）、　　Ｓ（ｍ＋３．ｎ）とを参照して第２外挿補
間処理を行う。第２外挿補間処理は、第５図に示すよう
に第１外挿補間処理と同様に進められるのでここでの説
明は省略する。

さらに、ステップ３１において、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）
の座標値ｍ、　　ｎがともに奇数、即ち、注目画素Ｓ　
（ｍ、ｎ）が第２図にＸ印で示した画素に相当する場合
、その画素は補間すべき画素であり、その左右斜め方向
に四つの原画素が隣接しているので、ステップＳ４に進
み、これらの四つの原画素Ｓ　（ｍ−１，ｎ−１）、　
　Ｓ　（ｍ−１，ｎ＋１）、　　Ｓ　（ｍ＋ｌ、　　ｎ
−１）、　Ｓ　（ｍ＋１．　　ｎ＋１）　と、これらの
原画素に隣接する原画素Ｓ（ｍ−３，ｎ−３）、　　Ｓ
　（ｍ−３，ｎ＋３）、　　Ｓ（ｍ＋３．ｎ−３）、Ｓ
　（ｍ＋３．ｎ＋３）とを参照して第３外挿補間処理を
行う、この第３外挿捕間処理の詳細を第６図に示す。

ステップ３４１では、次式■に基づいて注目画素Ｓ　（
ｍ、ｎ）の画素信号を算出する。

Ｓ（ｎ＋、ｎ）＝ （Ｓ（ｍ−１，ｎ−１）＋ａ（Ｓ（ｍ−１，ｎ−１）−
５（ｓ−３，ｎ−３））＋Ｓ（ｍ４．ｎ＋１）　＋ａ（
Ｓ（＋ｓ−１．ｎ＋１）−３（ａ＋−３，ｎ＋３））十
Ｓ（ｍ＋１．ｎ−１）＋ａ（Ｓ（ｍ＋１．ｎ−１）　　
　Ｓ（ｍ＋３．ｎ−３））十Ｓ（ａ＋＋１．ｎ＋１）＋
ａ（Ｓ（＋ｖ＋１．ｎ−１）　　Ｓ（ｍ＋３．ｎ＋３）
）　　）　＋４・・・・・・■ 注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）の画像信号が求まると、ステップ
Ｓ４２に進み、四つの隣接原画素Ｓ（ｍｌ、ｎ−１）、
Ｓ　（ｍ−１，ｎ＋１）、Ｓ　（ｍ＋１、ｎ−１）、Ｓ
　（ｍ＋１．ｎ＋１）（７）うち、信号レベルが最大の
画像信号をＳＮ□に、最小の画像信号を５ＨＩＨに設定
する。

そして、ステップ３４３〜Ｓ４６において、第４図で説
明した第１外挿補間処理と同様に、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ
）の信号レベルが３．４ＡＭよりも大きい場合は、注目
画素Ｓ　（ｍ、　　ｎ）の画像信号をＳ　ＮＡＩＩに置
き換え、また、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）の信号レベルが５
□８よりも小さい場合は、注目画素Ｓ（ｍ、ｎ）の画像
信号をＳｌ、１）．４に置き換える。

ステップ３１−３４が終了すると、ステップＳ５に進ん
で、全画素の処理が終了したかどうかを判断し、終了し
ていなければ、水平走査方向の次の画素を注目画素に設
定して、ステップ５ｌ−Ｓ４の処理を繰り返し行う。

第７図は、上述したような外挿補間によって処理された
画像信号の波形を示している０図中、横軸に偶数番号で
示した画素は原画素、奇数番号で示した画素は補間画素
であり、特に○印は本実施例によって求められた補間画
素、×印は参考として示した従来の外挿補間処理によっ
て求められたた補間画素を示している。同図より明らか
なように、本実施例の外挿補間処理によれば、図中、補
間画素Ｓ、、Ｓ、、のりンギングが抑制され、しかも、
隣接原画素に対して中間レベルの画像信号をもつ補間画
素ＳｌやＳ、の画像信号は、修正されずにそのまま維持
されるので、エツジ部をクツキリ補間できるという外挿
補間の特徴を保ちながら、エツジ部のリンギングの発生
を抑制することができる。

このように外挿補間されたフレームメモリ１４内の画像
信号は、第１図に示した出力装置例えばスキャナ２１に
伝達され、シャープネス強調および色演算部２２内で適
当なシャープネス強調や色修正を受けてＹ（黄）１Ｍ（
マゼンタ）、Ｃ（シアン）。

Ｋ（墨）の各色信号に変換され、出力記録部２３で露光
記録されることにより、画像品質のよいハ−トコピーが
得られる。

なお、上述の実施例では、原画素を水平、垂直方向にそ
れぞれ２倍に水増した場合を例に採って説明したが、上
述した外挿補間によって得られた画像を、さらに外挿補
間することにより、原画素をさらに多くの画素数に水増
しすることも可能である。また、水平、垂直方向の画素
の水増し率が異なるように補間処理することも可能であ
る。

また、実施例ではテレビジョン画像をＶＴＲから得てい
るが、テレビジョンあるいはＶＤＲから得るようにして
もよい。

さらに、実施例では出力装置としてスキャナを使用して
いるが、レーザビームプリンタあるいはインクジェット
プリンタなどを使用してもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明に係るテレビジ
ョン画像信号の外挿補間方法によれば、外挿補間処理さ
れた画像信号のうち、リンギングが発生している補間画
素のみが、隣接原画素の画像信号レベルに抑制されるの
で、エツジ部分をクツキリと補間できるという外挿補間
の特徴を維持しつつ、しかも、出力装置でシャプネス強
調してもハードコピーの画像に不快な偽の輪郭像が生し
て画質を劣化させることのない実用的な外挿補間処理を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例に係り、第１図
は実施例に係る外挿補間方法を使用したビデオ印刷装置
の概略構成を示したブロソク図、第２図は画素配置の説
明図、第３図は外挿補間処理の概略フローチャート、第
４図ないし第６図は画素位置に応じた外挿補間処理の詳
細なフローチャート、第７図は補間処理された画像信号
の波形図である。 第８図は従来の外挿補間処理の原理の説明図、第９図は
従来方法で外挿補間処理された画像信号の波形図である
。 １）＝ｌ／ＴＲ１２−Ｒ，Ｇ、　Ｂテ’：！−タ１３・
・・Ａ／Ｄ変換器　１４・・・フレームメモリ１５・・
・同期信号分離回路 １６・・・クロックパルス発生回路 １７・・・ＣＰ　Ｕ　　　　　１８・・・操作卓１９・
・・Ｄ／Ａ変換器　２０・・・モニタテレビ２１・・・
出力装置（スキャナ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）テレビジョン画像信号を外挿補間処理した後、そ
   の画像信号にシャープネス強調処理を施してハードコピ
   ーを作成するビデオ印刷におけるテレビジョン画像信号
   の外挿補間方法において、補間画素に隣接する第１原画
   素の画像信号をＳ＿１、前記補間画素と第１原画素の延
   長線上で前記第１原画素に隣接する第２原画素の画像信
   号をＳ＿２とした場合に、 Ｓ＿１＋ａ（Ｓ＿１−Ｓ＿２）：ａは任意の強調係数の
   値を、前記補間画素を挟んで対向して存在する少なくと
   も二組の第１および第２原画素の組についてそれぞれ求
   め、それらの値の平均値を当該補間画素の画像信号とす
   る外挿補間処理ステップと、 前記外挿補間処理ステップで求められた補間画素の画像
   信号が、複数個の第１原画素のいずれの画像信号よりも
   高いレベルである場合は、その補間画素の画像信号を第
   １原画素中で最も信号レベルの高い画像信号で置き換え
   る第１補正処理ステップと、 前記外挿補間処理ステップで求められた補間画素の画像
   信号が、複数個の第１原画素のいずれの画像信号よりも
   低いレベルである場合は、その補間画素の画像信号を第
   １原画素中で最も信号レベルの低い画像信号で置き換え
   る第２補正処理ステップと、 を備えたことを特徴とするテレビジョン画像信号の外挿
   補間方法。