JPH04500419A - ディジタル画像補間器 - 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】 ディジタルｉＩ！ｉｉｉ惚補間器 関連出願の相互参照 ここで、両方共これと同一日付で出願され１こ、Ｒ，コグスタッ）’　（Ｒ，Ｋ ｏＨｓ　ｔ　ａΦによる「不足榎本横間核？備えたディジタル画像補間器（Ｄｉ ｇｉｔａｌ　Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏｒ　ｗｉｔｈ　Ｕｎｄｅｒｓａ ｍｐｌｅｓ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ　Ｋｅｒｎｅｌ）Ｊという名称の米国 特許出願第３６７１７７号、及びり、バンクストラン）’（Ｌ。

ＶａｎＮｏｓ　ｔ　ｒａｎｄ　）Ｉｃよる「多重補間アルゴリズム？備えたディ ジタルｉｍｉ像補間器（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｉｍａｇｅ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏ ｒ　ｗｉｔｈ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＡ１ｇｏｒｉｔ ｈｍ月　という名称の同出願第３６８４５８号に参照が行われろ。

技術的分野 この発明はディジタル画償乞処理するための補間器に、更に詳細には、ディジタ ル画像、例えば診断用Ｘ線画像？高速処理し℃このような画像を拡大又は縮小す るためのその種の補間器に間係し℃いる。

背景技術 １９８６年６月１７８ア／ダーソンＪｒ、（Ａｎｄｅｒｓｏｎ　Ｊｒ、＞Ｋ発行 された米国特許第４５９５９５８号は、一つ以上のディジタル画像を写真フィル ム又は感光紙のようなハードコピー出力媒体上に記録する方法を開示している。

ディジタル画惚を記録する過程において、ディジタル画像は補間によって拡大又 は縮小されて利用可能な出力媒体馨満た丁ことができる。一つの補間アルゴリズ ム（すなわち、線形補間）が開示ぎｒているけｒども、この補間音符５Ｔこめの 特定の−・−ドウエアは記！！２され１いない。

１９８６年３月２５日ユイ（Ｙｕｉ）Ｋ発行された米国特許第４５７８８１２号 は、三次畳込みの方法九よりディジタル画像に高速二次元補間を行うためのノ・ −ドウエアを開示し℃いろ。このハードウェアによっ℃案施さｎる二次元三次畳 込み補間アルゴリズムにおい℃は、二次元配列における補間場所酊取り囲む原初 画体からの１６の画素が１６の対応する補間係数（重み係数）Ｋより同時に乗算 され℃、その１６の積が加算さ２″Ｌ″Ｃその補間場所における補間値が生成さ れる。補間係数は二次元三次畳込み補間器の標本乞表し１おり、ディジタル記憶 装置に記憶される。三次畳込み杉は原初画素の間で３２Ｘ３２標本の粒状度で標 本化される。標本は１２ビ、ト値として記憶さｚ″Ｌる。その結果とし壬、補間 係数のγこめの全記憶必要ｌは３２ｘ３２ｘ＋２ｘ＋６＝＋９６６０８ビツトで あり、ココでｒ＋６Ｊ１４補闇値？得るために１６画素値に適用さｎろ１６の係 数？示している。記憶必要ｔはそれゆえ補間係数に対して約１９２にビットであ る。

高解像度画像、例えは診断用Ｘ線画像に対し１は、はるかに微細な粒状度、例え ば２５６Ｘ２５６、で三次畳込み咳を標本化し、且つ係数をより高い確度、例え ば１６ビ９ト、で配録してより正確な補間及び拡大選択肢間のより微細な区分χ 与えることが望ましい。こｎは補間係数乞記憶ｊろために固定記憶装置の２５６ Ｘ２５６×１６Ｘ１６十１６Ｍビ、トゲ必要とするであろう。このような大量の 固定記憶装置の］＄１備は非常に高価であり且つ取り扱うのが困難であろう。

更に、ある種類の画像に対しては三次畳込みは最適の補間画像？生成せず且つ線 形又は反復のような他の補間アルゴリズムが好適であることが知ら才］、″Ｃ， いる。

それゆえ、上述の欠点馨克服した、ディジタル画像に三次畳込み補間音符うため の装置を提供することがこの発明の目的である。線形及び反復のよつな他の形式 の補間音符うためにも使用され得る補間器＠を提供することがこの発明の更なる この目的は、この発明に従って、−次元補間器７表す補間係数？収容し、た補間 係数記憶装置ｖ胃する、二次元補間ｒ行つにめのディジタル画像処理装置ぞ懲悪 することによって達成さｎろ。この記憶装置に接続され１こ行補間器は行に沿っ ての画償画素＠娶受け、記憶装置から補間係数を検索し、そして行方向におけろ 補間によっ又補間画素値乞生成する。記憶装置ど行補間器とに接続された列補間 器は行補間器から行の補間画累値乞受け、係数記憶装置から補間係数を検索し、 セし１列方向における補間によっ１行の補間画累値乞生成する。この発明の採択 実施例におい℃は、補間係数記憶装置は、三次畳込み、線形、及び反復のような 両種の形式の補間ぞ行５ための複数の補間シを収容しており、且つ補間器は操ｆ ′ｌ：ｓ入力に応答して補間器の一つを選択する１こめの論理・制？ａ装置ケ備 えている。この発明の更なる特徴に従う１、補間係数は記憶装置における複数の バンクに記憶され、そし℃こｎらのバンクは各バンクから一つづつ複数の係数乞 復帰させるために同時にアドレスさｎる。この発明の更なる態様に従って、行補 間器は、補間値が画像行の最初の画素と２番目の画素との間で、且つ１行の最後 の画素と最後から２番目の画素との間で計算され得るように画像の行における最 初とｉ後の画素を繰り返すための制御装置？圃えている。同様に、列補間器は、 画像の最初の行と２番目の行との間で、且つ又ＩＩｋ後の行と最後から２番目の 行との間で補間を行うために画像の最初と最後の行？繰り返すための制御装置？ 備えている。

図面の簡単な説明 図１はこの発明による補間器の構成図であり、図２は三次畳込み補間器を示し１ こ図表であり、図３は三次畳込み忙よる補間の方法？説明するの九有効な図表で あり。

図４は補間係数記憶装置の揖成を示した概略的構成図であり、図５は線形補間器 を図解した図表であり、図６は反復補間器を図解し、た図表であり、図７は出力 画像の一例の割付は馨図解した線図であり、図８は図１に示された補間器の総合 制御？図解した流れ図であり、図９は行補間器？更に詳細に示した構成図であり 、図１０は行ＡＬＵＹ更に詳細に示した構成図であり。

図１１は行制御器の動作？示した流れ図であり、図１２は行制御器によって行わ れろ初期設定機能？示したｉｎ図であり、図１３は行制御器によって行われる「 新しい画素を得る」機能馨示した流れ図であり、 図１４は行制御器における水平変位計算器を示した構成図であり、図１５は列補 間器乞示した構成図であり、図１６は列ＡＬＵＹ示した構成図であり、図１７は 列補間器における巌記憶装置の構氏？示した構成図であり、図１８は図１７に示 された組記憶装置と関連した読取り、・′書込み選択モジュールの動作？説明す るのに胃効な表であり、図１９は列制御器の動作？示し１こ流れ図であり、図２ ０は列制伍器によっ℃行わｒる初期設定機能？示した流れ図であり、図２１は列 制御器の垂直変位計算機部分娶示した構成図である。

発明乞実施する方法 図１はこの発明による補間器を示した概略的構成図である。この補間器は、例え ばフレーム記憶装ｆｆ（図示されていない）から、一度Ｋ１行づつディジタル画 像画素データ乞受げて、一度に１行づつ補間ディジモル画償データ乞生成するが 、このデータはプリンタ（図示されていない）Ｋ供給され又は例えばフレーム記 憶装置：（おける将来の使用のため（（記憶されることができる。補間器には出 力画像の定めの水平標本化増分ｈＨ及び岳直標本化増分ｈｖ？計算し且つ補間器 の総合動作ン制御する論理・制＠装置１０がある。標本化増分りは水平及び垂直 方向におけろ画像の画素の数における拡大、縮小、又は無変化を表すことのでき る拡大率によって決足される。補間器は、行補間器１２、列補間器１４、補間核 探累表１６、及び出力バッファ１８ビ含んでいる。動作の際、論理・制御装置１ ０は特定の圧力判型におい又印刷さｎるべき入力画像の数及び大きさに関する教 示を受けて、原初画像における画素の数に基づい℃各画俊に適用されるべき拡大 率、及び補間された出力画像におい又与えられるべき画素の数音計算する。行補 間器１２は行に沿っての画素ｆｉｌ検索し、そし又−次元補間器探索表１６から 補間係数を検索することによっ℃それらの間に画素値Ｐ′を補間する。行補間器 は画素値をこれのそれぞれの補間係数で乗算し、その積を加え合わせて補間値を 生成する。

行補間器からの補間画素値Ｐ′は請求あり次第−２０により列補開器１４に供給 される。列補間器１４は線２２によりデータ？詩求し、セして行補間器１２がそ のデータ乞供給するときに、線２４により肯定応答が供給される。

行補間器１４は数行の補間画素データを獲得し１記憶した後初め℃記憶データに 基づい１列方向に補間を行うことを開始することができる。十分なデータが獲得 されたときに、列補間器１４は列方向における補間を始め毛、行補間器１２によ つ又供給された行間に複数行の補間値Ｐ′？生成する。

列補間器１４は、獲得された行から列に配列された複数の画素＠娶選択し、探索 表１６から対応する複数の補間係数を検索し、且つ行補間器１２に類似した方法 で乗算及びその積の加算音符うことによりて列方向に補間を行５゜列補関器１４ は複数行の祷闇画累＠Ｐ“ｔ出刀バ，ファ１８に供給丁ろが、こｎは二重バッフ ァ式であるので、一つσノ行の補間一素棟が読み出さｎてぃる間に次の行〃・出 刀バ，ファ１８Ｋ読み込ｔｉｔる二とができる。二重バ，ファは技術士知られて し・るよ５に一対のバッファ２６歴び２８並び，τ多重スイッチ３ｏ及び３２Ｋ よっ又作成さｊ，る。

ｆｉ系六Ｉ　Ｑ　ノ（一δＬＩＫざさｊＬｆこυＫω・゛月ｆ用ｐ′こ』　くフ ー６（フＬ輛０幻力・愕゛度は巨卯り柑さｒ’−’ｂｏのようＫ記述さハろこと ができる。ここで、ｉ”（ｘ）　は補間［亘を表し工おり、Ｘ−Ｘｋ Ｃ　（７）　は場所（ｘ−ｘｋ）における補間核の値であり、ｈは補間関数の標 本増分であり、ｘｋは入力データの標本の場所（又補関節点と呼ばｎる）ｔ？： 表しており、且つＰｋは補間節点における入方データの値である。

補間核は碑本化データ乞連続関数Ｋ変換丁る連続関数であり，結果としτ生じろ 連続関数は次Ｉ（補間標本Ｉｎ得るために再欄本イヒさｎることができろ。三次 畳込みは＠分区間（−２，−１）．（−１．０）．（０．１）及び（１．２）に おいて定義された区分的三次多項弐クτＪっ℃定義ぎ扛１こ核乞使用している。

区間（−２．２）の外側では核は零である。三次畳込み核のための方程式１σつ 評価は原初画像データからの四つの連続したデータ標本を必要と￥る。図２は区 間（−２．２）において足義さ７−１だ三次畳込み核６４乞示し１こ図表である 。図２におけるＸ軸の目盛は原初画像におけろデータ標本の間隔に等し（・。

図６は場所ＸＫ３ｒｈける補間垣乞計算丁るために補間核３４が使用さ１，る様 子？示している。原初画像データからの四つの連続しＴこデータ値はＡ．Ｂ．Ｃ 及びＤとして示さｎてり・ろ，場所ｘＫおける補闇値乞生成丁るために、補間核 ６４はＸＫ中心を置かｊＬており、且つ核σ〕値は原初データ横不の場所におい て計算される、こｎらの値ＣＡ．Ｃ，，Ｃｃ及びＣＤは補間係数である。Ｘにお けろ補闇値はＰ’（ｘ）＝（Ａ−ＣＡ）±（Ｂ−ＣＢ）＋（ｃ−Ｃｃ）＋ｃＤ− ＣＤ）　１２１できる。補間値が生成ざれるたびごとに補間係数の＠乞計算丁る 必要乞回避丁るγこめに、係数獲は俵馨足義し℃いる区分的三次多項式から計算 さ几１、探索表１６（図１乞見よ）に記憶さわる。この発明を実施する好適な方 法においては、核は１６ビ，ト確度に合わせｉｔ　０２４の点におい℃評価され る。結果とし又生じる［１２４の係数は（−２．−１）．（−１．０）．（０， １）及び（１２）間の核Ｏｉ西つの区分ｋ表丁１つσノ群に分劃さ！ｔ、各群は ２５６ら係数を持っ又いる。

この四つの群は、核−１における零から標本Ｂ′ｆ．での距離を表丁変位値ｄに ょっ℃同時にアト゛レスされ得ろメモリの四つのバンクに記憶される。補間核探 索表の構成は図４に示されており、この図で最初のメモリバンク３６は、この図 に図式で示された区間（−２．−１）におけろ核を定義丁る２５６の係数馨収容 している。同様Ｋ２番目のメモリバンク３８は（−１．０）からの畳込み核の部 分ｔ表丁係数の群乞収容しており、メモリバンク４０及び４２につい又も同様で ある。

図４に示されたように、変位＠ｄは四つ丁べ又のメモリバンクに同時挺適用され 壬係数Ｃ１．Ｃ２．Ｃ３及びＣ４冫生成丁る。今度は図１に戻って、補間核探索 表は、種種の形式の三次畳込みの外に、線形及び反復のような任意数の他の形式 の補間に対丁ろ核乞収容丁ることかできる。この廃明の採択実施例においては、 探索表１６は二つの三次畳込み核、丁なわちａ＝−ＩＫつい℃のもの（４４）及 びａ＝−０．５Ｋついてのもの（４６）を収容し１おり、ここでａは核が次のよ うに補間探索表は又線形補間のためσ）核（４８）及び反復のための核（５０） を収容し℃いる。組形補間のための核は図５に示され又おり、区間（−１ｉ）Ｋ おいては三角波形且つ外の場所では零として図式で表され１いる。反復の１こめ の核は図６に示されており、区間（−２．−４　）においては１の値且つ外の場 所では零のｍを有丁るステ，プ関数とし１図式で表され災いる。図１に戻っ℃、 論理・制御回路１０は、望まれ１こ補聞手順を指定する操作員入力に応答して補 間器１２及び１４によってアト゛レスされた探索表？選択丁る。例えば、反復補 間は本文のような二進画像ｌ（ついてよりよく機能することが知ら．ｔ′Ｌ℃お り、従っ壬最も近い近隣核は画像の不文部分：（おいて補間乞行ウＴこめに選択 されろことができる。

樟本化増分ｈは論理・制眞装置１０により、Ｘを水平方向における原初画像の画 素の数とし且つＸ”ｌ原初画像乞印刷するＴこめに出力プリンタにおい℃利用可 能な画素の数とした場合、二つの比ｘ７ｘ，ｙ７ｙ　の小さい方として定義さｎ だ拡大寮乞まず決定′１″ろことによって決定さｔ’ｔる。出力媒体における利 用町舵な画素の数は出力媒体の幅及び出刃画像Ｌおけるページの全域にわたっ又 印植さｎるべき入力画像の数χ含む出力書式によ−ｌ１又決定される。同様に、 ｙは画直方向におけろ入力画像の画素の数乞表し℃おり、且つｙ′は垂直方向｛ 《おい″Ｃ画像？印刷丁る１こめに利用可能な画素の数？表し又いる。再現され １こ画像の縁が切り取らｒＬないように七ｎらの二つの比のうちの小さい方が選 ばれる。標本化増分ｈはそによって決足さ扛る。０，一で分子の２５６は補間伐 が各補関節点の間で２５６回橢本化さｔ１たことから来る。標本化増分ｈは２４ ビットの確度まで計算さｎる。

０と２５６との間のｈの値は拡大？表し且つ２５６と４０９５との間の値は縮小 ６６乞胃丁るｙ２画素高の第２帝域６２，並びにそｎぞれｙ３画素高の三つり本 得ることのため（（同一でない。ＬＣＵは、水平及び垂直櫟本化増分ｈＨ及びｈ ｖ．帯破における様の数、帯域における画像の数、並びＫ−像百り人カ及び出方 画累の数乞含む、第１帯域のための帯域パラメータを行及び列補間器？送る。次 に、ＬＣＵは行及び列補間器７２及び１４Ｋ補間？開始するよ５Ｋ（　７６）信 号？送る。帯域信号の終わりが列補開器７４から受信さｎろと（７８）、ＬＣＵ は画像における最後の帯域が補間さ！Ｌたかどうカツ見ろために検査Ｙ行５（８ ０）。否定であるならば、機能７４Ｋ！滞させろこと九よっ℃次の帯塚に対して 単備が行わｎ、そして過程が繰り返さｎる。最後の帯域が完了さｎたならば、過 程が終わらさｒＬる。帯域パラメータは二重バ，ファ式であるので、補間は一組 のパラメータ？、次の組のものがロート゛されている間に使用することができる 。

今度は行補間器＋２が図９Ｋ関して更に詳細に駁明される。行補間器１２は行制 御器８２、及び行演算装＃（ＡＬＵ）８４’ｋ含んでいる。行制御器はＬＣＵｉ Ｏから帯域パラメータを受ける。行制御器旧２は，入力画像の全域にわたる標本 化増分ｈＨの増犬丁る倍数である変位アト゛レスｄＨ’ａ’発生し又この変位ア ト゛レスｄＨを補間核探索表１６ＶＣ送る１位計算器８５を含んでいる。行制御 器はフレーム記つ探索表７６から補間係数Ｃｋを受けて、行制御器８２からの開 始の１こめの指令に応答して補間＠Ｐ′乞計Ｘ￥る。

行ＡＬＵ８４は、図ＩＤＫ更に詳ｌｓＫ示されており、フレーム記憶装置から画 ユール９０Ｋ順次シフトされることができる。探索表１６からの四つの補関係数 レジスタ８８及び９２Ｋおけるデータについて乗算及び累算演算を行って次のよ ５な補間画素［乞計算丁るように信号乞送る。

Ｐ　′＝＜ＣＩＸＰ＋　）＋（Ｃ２×Ｐ２）＋（Ｃ３ＸＰ３）十（Ｃ４ＸＰ４） 　５）行制御器の動作は図１１に示さｔている。ＬＣＵＩＯからの指令（《より 、行制御器は、出力帝城における線の数、水平標本化増分ｈＨ，帯域（ておける 匝・像の数、及び画償におけろ水平画素の数？含む苓域パラメータ？ロ一ト゛丁 ろ（９６）。次に、行制御器は画素アドレスヶフレーム記憶装宜Ｋ送ること一で よって行ＡＬＵ８６馨初Ｍ設定丁る（９８フ。膨常にフレーム記憎裳ｆｌＤ’り 何ＡＬＵご４Ｖζおける人刀レシスタ８６Ｋ送らｎろ。初期設定段階（ステ〜プ ）９８は図１２に示さｎ”（いる。補間器に十分な情報？与えて補間が行におけ る最初の二つの画素の間で行われ得るように丁ろために、行：Ｃおける最初の画 素Ｐ１は図１０におけろレジスタ８８に示されろよう（（２度ロービされる（１ ００）。行レておける次の二つの画素Ｐ２及びＰ３はフレーム記憶装宜から検索 さｎて（１０２）、ＡＬＵ８４の人力レジスタ８６／＼ロート゛される。最後に 、行制御器８２はンジスタクロ，ク信号？送って画素データＹ人カレジスタ８６ から行ＡＬＵにおけろ作業用レジスタ８８に転送丁ろ（１０４）。

図１１Ｋ戻って、行制御器は新じ一・画素が要求されているかどうか？見るため に検奔を行う（１０６）。新しい画素が要求されたならば、行制御器は図１３に 示されたようにフレーム記憶装置から新しい画素？得ろ（１０８）。まず、画偉 ：Ｃおけろ行の終わり（で￥１１ｉＬたかどうか？決定丁ろ１こめに検査が行わ れろ。到達していなげれば、行における次の画素がフレーム記憶装置から取り出 される（１１２）。画像における行の終わりに到達したならば、補間器の一こめ のデータ？与える１二めに、行におけろ最後の画素が反復される（１１４）。行 におけろ最後の画素？反復τろ段階は、補間核が行における最後の画素に中心を 配置さｎろまで連続し″′ｃ２度行ｈれろことができる。そこで人力レジスタ８ ｔ５ＶＣおけろ画素データは作業用レジスタ８８Ｋ転送される（ｒ＋６）。

図１１に戻っ℃、新しい画素がもはや要求さｎないときには、係数探索表１６に 変位アビレスｄＨを送ることによって四つグ）補関係数Ｃ１〜Ｃ４　が探索表１ ６から呼び出さｎる（１１８）。補間係数Ｃ１〜Ｃ４　はＡＬＵ８４Ｋおけろ係 数レジスタ８２ヘロート゛ぎれ、そし，て行制御器８２は、乗算開始信号ケ送る ことによって補闇値Ｐ”Ｙ計算丁ろように行乗算器匍！御器９４に合図丁ろ。乗 算累算演算が完了されると、乗算完了信号が行乗算器制御器９４から戻される。

次｛τ、行都１御器は画像の終わりについて検歪″ｆ′る（１２２．）。こｎは 画像におけろ一つの線の終わりについての検査であり、画像１τお鹸すし最後の 勝につい壬のものではない。

画像の終わりが生じ℃いなかったならば、行制御器は新しい画素が要求されてい るかどうかを見ろＴこめに復帰する（＋０６）。画實の終わりであるならば、線 の終わり（すなわち帯域の最佐の画像に２げる行力終わりノであなρ）こつか？ 見るために検査が行わｎろ（［２４）。そうでないならは、行制御器は帯域にお ける次の画像πつぃ℃初期設足乞行５ためＫ復４ｉ丁る（９８）。帯域の終わり であるならば、帯域の終わりに遭遇しｆこかど５か乞見ろ１こめに検丘が行わｔ る（＋２６）．，遭遇し１このでなげｎは、行１１］御器は帯域における最初の 画像の次の線につい又初期設定馨行うため（て復：＠丁ろ（９日）。帯域の終わ りに遭遇したならば、ページの終わりであるかどうかを見るために検査が行わ１ １る（１２８）。終わりでないならば、行ｍ’ｍ器は次の帯域（で対丁る帯域パ ラメータに切り換わる（９６）。ページの終わりであるならば、補間はそのペー ジについ又は完了さｎ”ｃいる。

今度は、探索表１６ケアト゛レス￥るための質位値ｄＨを引算し且つフレーム記 憶装置から別の画素乞得るべきときを決定する変位計算器８５が図１４乞参照し ℃貌明されろ。

帯域の始めにお＋７・て、水平標本化増分ｈＨの値は２４ビットデータラ，チ１ ろＯｔ・ラ，チされ、セし１各画像の各線の開始時（て、ラ，チ１３２Ｋ記憶さ れた４の初期値が選択器１３４によって運択さｎる。この初期値及びＶジスタ１ ３０からのｈ｝ｌの値が加算器１３６におい℃加え合わぎれる。その和は「次の レジスタＪ１６８に記憶され、これの内容は変位計算器の次の後続のサイクルに おいて加算器１３６０入力に供給される。この和のビ，ト８〜１５が抽出され（ ＋４０）、これは探索表１６χアト゛レスして補聞係数乞検索丁ろように丁ろた め（で使用される変位値ｄＨ乞表し１いろ。任意の大きさの画像が任意の別の大 きさの画像に対して補関され得ろようにほとんど連続的な拡大率ｙａ″ａｎする ことが望プしい。こｎは非常に小さい増分で補間核１１本化丁ろことによって完 成さｒｔ得るであろう。

しがしながら、こｎは標本化補間係数？保持丁ろために大きい記憶装置を必要と 丁ろであろ５。ある点を越えると、補間杉の標本化解像度を増大し又も、補間の 確度は胃意には改善さｊ，ない。そわゆえ、ほとｔど連橿的な拡大率？与えると 共：でひどく大きい係数表を・回避するｆこめに、変位ｈ。は禅間恨が襟本化さ れるよりも高い精度まで計算さｎる。採択実施例においては変位ｈＨは１６ビッ ト分数確度（例えば、縮小σノために使用されろ整数部分Ｋ対して８ビット、及 び分数部分に対して１６ビット＝２４ビッｈ）まで計算され、且つ杉は８ビット 確度まで（例えば補関節点間で２５６標本）欄本化される。補関係数記憶笈宜に 対丁るアト９レスは加算器１３６において累算された和のうちのどッｉｆ〜１５ ン取不ことによって生成ざれる。こｒ，は最も近い先行の碑本化場所Ｋおける補 間核の値乞選択丁るという効果？持っている。結果として生じる補聞誤差は出力 画像如おいては見えない。和の最上位の１６ビットは比較器１４２において、画 像における行の開始時に零に初期設定さｎ，画素がフレーム記憶装置から受け取 られるたびごとに増分されろ計数器１４４からの累積的計数と比較される。前に 注記されたように、入力画偉におけろ行の最初の画素は最初のｉ！Ｉ！素と２番 目の画素との間で補間乞行５ためのデータ馨提供丁るために複製され、且つ最後 の画素は行の終わりが来１ことぎ［２１！ｊ複製されろ。

行制御器は比較器１４２におけろ値ｎがｍに等しくなるまで新しい画素？得るよ うに要請される。その後、ｎがｍより太き《なるたびごとに新しい画素が呼び出 ざれる。変位値ｄＨは、新しい補間値Ｐ′が計算されるたびごとに増分して、各 画像の各行の開始時に零にセットされるｈＨ′の単調増加倍数である。

今度は列補間器１４が図１５Ｙ＃照して更に詳細Ｋ説明される。列補間器は行補 間器から補間行データＰ′乞受けてこれｔ列ＡＬＵ１４８に供給するための五つ の線記憶装置１４６？含んでいる。列ＡＬＵ１４８は線記憶装置１４６からの補 間データ値及び探索表１６からの補間係数Ｃ’ｋヲ受けて、前番て説明された行 ＡＬＵ８４によって行ｂｒＬｆｓものに類似した乗算及び累算演算？行い、行間 の新しい補間ｆｌＩＰ”２生成丁ろ。列ＡＬＵ１４８によって生成ぎｎｆｓ堕Ｐ ′は出力バ，ファ１８（図１？見よ）に送られる。データの行補間器から縁記憶 装置１４６へのローディング、及びデータの線記憶装置から列ＡＬＵ＋４８への 供給は［株］記憶装置制御器１５０によって制御さｎる。列補間器１４の全体制 御は列制御器そして探索表１６をアト予ス丁ろｆこめに使用される壬百変位＠ｄ ｖ乞計算するための列変位計算器１５４を含んでいる。タｌｌｕｌｌ御器１５２ は又補間値の計算乞開始するべきときに列ＡＬＵ＋４８に信号？送る。

列ＡＬＵ１４８の構造は図１６に更に詳細に示されている。列ＡＬＵ＋４８は線 記憶装置１４６から直接補間行データを受ける。各四つの連続した補間標本は画 像の四つの連続しＴこ行における対応丁ろ行場所からのものである。係数レジス タ１５８は探紫表１６から四つの対応丁る補間係数Ｃ，〜Ｃ４　を受ける。２乗 算・累算モジュール１６０は補間画素値Ｐ′及び係数Ｃｋ乞受けて、乗算及び加 算を行い、出力バッファ１８に供給される補間［Ｐ′を生成丁る。補間直Ｐ＃の 計算は　Ｐ“＝　（Ｐ　’，　，，　−Ｃ，　）　＋ｃｐ’２．２−ｃ２）＋Ｃ Ｐ’，，３　−ｃ３）　＋（Ｐ’，　，４−ｃ４）によクで定義されろ。ここで 、Ｐ“は補間画素の行の間の補間画累値であり、ｐ／ｊｊはｊ番目の行の補闇値 からの１番目の画累値であり、且つＣｋは補間係数である。列乗算制御器１６２ は列制御器１５４にヤーブされ、そして列制御器１５４からの開始信号の受信時 に列乗算・累算モジュール１６０に補間値Ｐ“の計算？行わせる。計算が完了丁 ろと、列制御器１６２は列制御器１５２に「完了」メーセージ乞返丁。

今度は線記憶装置１４６の制御が図１７及び１８娶参照して更に詳細に説明され ろ。行補聞器からの補間データＰ′は、データが丁べての線記憶装置の入力に同 時に加えられている間線記憶装置に書込み信号を加えることによクて、０ないし ４の番号の付いた五つの線記憶装置１４６の任意の一つに導かれる。線記憶装置 のそれぞれは、それぞれ１７ビットの４０９６までの補間値冫記憶丁ろことので きる先入れ先出し線記憶装置である。線記憶装置からの出力は三状態バ，７ア１ ７６によって一度に一つずつ選択されて列ＡＬＵ１４８に供給さ扛る。

三状態バ，ファ１７６は、図１８に示さｎた選択表に従って出力線に線記憶装置 （図１７においてＯ〜４０番号乞付きｎでいる）の出力を加える読取り／書込み 選択モジ，−ル１７８によって制御さｎろ。読取り及び誉込み信号は又図１８に 示さｎた選択表に従って読取り／書込み選択モジュールによって線記憶装置に加 えられる。それゆえ、データが綴記憶装置４に書き込１ｎている間に、データは 線記憶装置０．１　．２及び６から直列に読み取らｎている。次のＷｊをアクセ スする１こめに惺記憶装置匍１惧器１５０かも信号が受信されると、読取り／′ 書込み選択モジュール１７８は図１８に示されγこ表（（おいて次の行に進み、 そｎに従って線記憶装置乞制御する。

列制御器１５２の動作は図１９に示さｒ、ている。まず列制ｍ器は、垂直出力標 本化増分りい帯域当りのりの数、帯域当りの画像の数、及び原初１儂（乞おけろ 鯨のαｒ苫む、ｊしＬｉ１Ｑつ）もの宙域パラメータンロービする（１８０Ｊｏ 次−〆こ列制御器は三つの行の補間データが線記憶装置０．１及び２に１き込ま れるまで行補間？行うように行補間器１２に命令することによって線記憶装置に おけるデータＹ１７Ｊ期設足する（＋８２）。行補間器１２に対して行われた初 期設定手順と同様に、列補曲器は最初の行と２番目の行とσ〕間の補間データの 行が得ろｎるように画像洗おけろ最初の行のデータを糎製する。こｒｔ乞完成す るだめに、読取り／／曹込み選択１７８は巌０に対する三状態バ〜ファ１７６を 最初の行のデータにおトする各ｉ！ＩＩｉ素について２度アドンス丁さ。純記憶 装置がＷ期設定さｎた（１８２）後、次の行の補間データが要求さｔ′Ｌでいる かどうか？見るために検査が行わハる（１９０）。そうであるならば、読取り、 ・′書込み選択モジュール１７８にこｎを図１８に示さ第１．た次σノ形態１で 進め七信号を加えろことによって次の行がアクセスされ（１９２）、七り、て新 しい行σン補間データか行補間器１２かも呼び出さｒる。

帯域の終わりにオにいて、列補聞器１４は最後の線のデータ値まで補間乞行５１ 、：めのデータを供給￥ろために要求さｎるままに２度１で最後の線乞反復する 。これは図２０に示さｔ′Ｌムニよ５に行わｒる。、矢の行がアクセスされると （１９２）、請求さｔｌているこの行が帯域におけろ最後のものであるかどうか ン見るＴこめに検査が行わｎる（１９４）。最後のものでなけｎば、次の行が通 常行補間器１２カ・ら請求されろ（１９６）。こｎが１晩（おける最後の行であ るならば、最後σ）行は補間データｔ′与えろために２度まで反復さｎろ（１９ ８）。

図１９に戻って、新しい行のデータが要求ぎｎ″′ＣＶ、・ないならば（１９０ ）、列制御器は変位ア！パレスｄｖ？計算して、このアドレス乞探累表１０Ｋａ り補間係数Ｃ１〜Ｃ４ｋ返￥（２００）。列補間器は次に、四′つの連続し１こ 線からσ）四つり）列状データ値？列ＡＬＵ１４８に連続的に送り、そして列Ａ ＬＵに補間値Ｐ“ン計算１−るように要請″′ｒることによって行のデータ乞補 間する（　２０２＞。行σ〕終わり疋お（・て、そｎが帯域の終わりであるかど うか馨見る１こめに検査が行われる（　２０４　）。終わりでないならは、制御 は新しい行が要求さｎているかどうか？見るために復帰しく１９０）、そして循 環過程が繰り返さ１七る。帯域の終わりであるならば、ページの終わりであろか どうかを見るために検査が行わ扛ろ（２０６）。そうであるならば、ページは完 了さｎておらず、制御は次の帯域のための次の＠Ｕ）帝最ハフメーメｒ＊何丁Φ ｆこめに戻さｒしる（１Φ０几宙城ハフメータは二重バ、ファ式であるので補間 器は次の組のパラメータがロードさｎている間に一組のパラメータを使用するこ とができる。

探索表１６から補間係数ン検索し、且つ新しい線の補間データが行補間器１２か ら要求されたときを決定する六：めに！位アドレスを計算する動変位計算器１５ ４は図２１に示されている。動変位計算器１５４の論理は上に欽明された行変位 計算器８５の論理と同じである。

帯域の始めにおいて、標本化増分ｈｖは２４ビツトデータラツチ２０８ヘラ。

チさバ、且つラッチ２１０に記憶さすｔｆ：　４　□７．Ｊ初期値が選択器２１ ２によって選択される。初期値及びｈｌ、の直は加算器２１４によって加え合わ される。その和は「次の値」レジスタ２１６に肥憶さ扛、そしてこれの内容は帯 域の終わりの方の次の後続の循環過程において加算器２］４に供給される。相の ビット８〜１５が抽出されるが、これは四つ力補間係数Ｃ２〜Ｃ４ヶ検索するＴ 二めに探索表１６に加えられる変位アドレスｄｖｒ表している。加算器２１４か らの和の最上位の１６ビ、トは比較器２２０の一万の人力ｎに茄えもれて、各帯 域の開始時に零に初期設定されろ計数器２２２からの累算値と比較され、そして 新い・行の補間データか行補間器１２から検索ぎｎろたびごとに増分されろ。前 に注記されたように、帯域における最初の行は画素データの最初の行と２番目の 行との間で垂直に補間ぞ行うためのデータ乞提供する１こめに反復され、又補間 画素値の最後の行は帯域の終わりが来たときに２度まで反復さ几る。列補間器は 比較器２２０のｎ人力におけろ値が計数器２２２から人力ｍにおける値に等しく なるまで新しり・行の画素データ乞供給するように竹節」御器に要請する。その 後、ｎがｍより大きくなる１こびごとに、新しり・行の補間ｉｉ！ｉｉ累が行神 間器から請求される。変位アドレスｄは、新し、い行の値が補間さするたびごと に増分するｈｖの移動倍数であり、各帯域の始めにおｔ・て零にリセットされる 。

産業上の適用性及び利点 この発明による補間器は診断用放射線写真のようなディジタル画像を拡大したり 縮小したりするために■効である。この補間器は高解像度補間が最小限の大きさ の係数記憶装置で実用上実施され得るので有利である。この発明は、従来技術の 二次元係数記憶製置に比べて減小した大きさの係数記憶装置のために、幾つかの 補間器が記憶装置に記憶されることができて、これにより異なつＴこ形式の補間 の間で容易に切換？行うことができるとい５更なる利点を持っている。

ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ７ 浄書（内容に変舅なし） ｉＧ　８ 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更ない 壱９−書ｔ「大１党にフ１下百六−１１浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） ＦＩ６．２０ 手続補正書 １、事件の表示 ２、発明の名称 ディジタル画像補間器 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名称　イーストマン・コダック・カンパニー４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正の対象 図面翻訳文 国際調Ｉｆ報告 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．行及び列の画素値として表現されにディジタル画像について二次元補間を行 うにめのディジタル画像処理装置であって、ａ．三次畳込み、線形、及び反復補 間を含む複数の補間形式を行うにめの複数の一次元補間核を収容した補間係数記 憶装置、ｂ．行に沿っての連続しに画像画素値を受け、前記の記憶装置から補間 係数を検索し、且つ画素値及び補間係数を乗算して加え合わせることによって補 間画素値を生成するために前記の記憶装置に接続されに行補間器装置、ｃ．前記 の行補間器装置から行の補間画素値を受け、前記の記憶装置から補間係数を検索 し、且つ列方面における画素の群の間で補間を行うことによって行の補間画素値 を生成するにめに前記の行補間器装置及び前記の記憶装置に接続きれた列補間器 装置、並びに ｄ．操作員入力に応答して前記の核の一つを選択するための論理・制御装置、を 備えている前記のディジタル画像処理装置。
2. ２．前記の補間係数記憶装置が、複数の補間係数を各パンクから１係数ずつ返す ために同時にアドレスされるように構成された複数のバンクに分割されている、 請求項１に記載の処理装置。
3. ３．前記の行補間器装置が、画像の行における最初及び最後の画素値を反復する にめの装置を含んでおり、且つ前記の列補間器装置が、画像における最初の行及 び最後の行の画素値を反復するための装置を含んでいる、請求項１に記載の処理 装置。
4. ４．前記の行補間器装置が更に、フレーム記憶装置から画素値を且つ係数記憶装 置から補間係数値を請求するための行制御器装置、並びに画素値及び係数値を受 けて、Ｐ′を補間値、Ｐｉを画素値、且つＣｉを係数値とした場合、式Ｐ′＝（ Ｐ１×Ｃ１）＋（Ｐ２×Ｃ２）＋（Ｐ３×Ｃ３）＋（Ｐ４×Ｃ４）に従って乗算 加合せを行うための行演算装置（ＡＬＵ）を含んでいる、請求項１に記載の処理 装置。
5. ５．前記の行ＡＬＵ装置が、前記の画素値を直列に受けるにめの四素子入力レジ スタ、前記の入力レジスタから並列に前記の画素値を受けるにめに前記の入力レ ジスタに結合された四素子作業用レジスタ、前記の係数記憶装置から並列に補間 係数を受けるための四素子係数レジスタ、並びに対になつに前記の画素値及び係 数値を受け、これらを乗算し且つそれらの積の和を累算するために前記の作業用 レジスタ及び前記の係数レジスタに結合された乗算累算装置、を含んでいる、請 求項６に記載の処理装置。
6. ６．前記の列補間器装置か更に、前記の行補間器から行の画素値を受けるための 線記憶装置、前記の線記憶装置のアトヤス指定を制御するための線記憶装置制御 装置、前記の線記憶装置から画素値を検索し且つ列方向において行間で補間を行 うためのＡＬＵ装置、及び列補間器装置を制御するための列制御器装置、を含ん でいる、請求項１に記載の処理装置。
7. ７．前記の列ＡＬＵ装置が、係数記憶装置から四つの補間係数を並列に受けてこ れを直列に供給するにめの四素子係数レジスタ、並びに、前記の係数レジスタに 接続されており且つ連続した画素値及び係数値を受けるための入力を備えていて 、Ｐ′′を補間画素の行間の補間画素値、Ｐ′ｉｊをｊ番目の行の補間値からの ｉ番目の画素値、且つＣｋを補間係数とした場合、方程式Ｐ′′＝（Ｐ′１，１ ′′Ｃ１）＋（Ｐ′１，２′′Ｃ２）＋（Ｐ′１，３′′０３）＋（Ｐ′１，４ ′′Ｃ４）に従って、乗算及びその積の加合せを行って補間値を生成することの できる行乗算累算装置、を含んでいる、請求項６に記載の処理装置。
8. ８．前記の線記憶装置が、五つの先入れ先出し線記憶装置、前記の記憶装置の出 力を四つの群においてＡＬＵ装置に結合するための多重化装置、及び前記の多重 化装置を制御するにめの且つ前記の線記憶装置へ書き込まれるデータを制御する ための読取り／書込み選択装置、を含んでいる、請求項６に記載の処理装置。