JPH07203297A - Video moving picture magnification interpolation device - Google Patents
Video moving picture magnification interpolation deviceInfo
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- JPH07203297A JPH07203297A JP35517093A JP35517093A JPH07203297A JP H07203297 A JPH07203297 A JP H07203297A JP 35517093 A JP35517093 A JP 35517093A JP 35517093 A JP35517093 A JP 35517093A JP H07203297 A JPH07203297 A JP H07203297A
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- Pending
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- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばビデオ動画の一
部分を拡大して表示する際に、画像の画素データを補間
するために使用されるビデオ動画拡大補間装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a video moving picture enlarging / interpolating apparatus used for interpolating pixel data of an image, for example, when enlarging and displaying a part of a video moving picture.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、テレビカメラによって所
要箇所を監視する防犯装置において異常が発生した場合
に、モニタ画面の異常部分を拡大表示して観察したり、
録画したビデオテープを再生しながら、特に見たい部分
を拡大して鑑賞したりすることが行なわれている。図1
0はこのようなビデオ動画画象を拡大表示する状況を示
したもので、AはCRT等のテレビ画面であり、そのテ
レビ画面A中の破線で示した任意の部分画像Bを、例え
ば2倍の画像Cとして拡大表示するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when an abnormality occurs in a crime prevention device for monitoring a required place by a television camera, an abnormal portion of a monitor screen is enlarged and displayed,
BACKGROUND ART While playing a recorded video tape, a part to be particularly viewed is enlarged and viewed. Figure 1
0 indicates a situation in which such a video moving image image is enlarged and displayed, A is a television screen such as a CRT, and an arbitrary partial image B indicated by a broken line in the television screen A is doubled, for example. The image C is enlarged and displayed.
【0003】このように、テレビ画面の部分画像を拡大
表示する場合、良好な画像を得るためには、拡大によっ
て隔離される画素データに新たな画素データを補間する
必要がある。この画素データの補間には、従来、CPU
を使用して演算を行なう方式と、リニア演算結果をRO
Mに記憶させ、2個の被補間データをROMのアドレス
として、前記記憶させたデータを読み出して補間を行な
う方式とが採用されている。As described above, when a partial image on the television screen is enlarged and displayed, in order to obtain a good image, it is necessary to interpolate new pixel data into the pixel data isolated by the enlargement. Conventionally, the interpolation of this pixel data has
The method of performing calculations using
A method is adopted in which the data is stored in M and the two interpolated data are used as addresses in the ROM to read out the stored data and perform interpolation.
【0004】しかしながら、CPUを使用して演算し補
間を行なう方式はCPUの演算速度が遅いため全フレー
ムを使用せず、フレームを間引いて演算する方法が採ら
れている。このために、動画の動きがぎこちなくなる欠
点がある。However, the method of calculating and interpolating by using the CPU employs a method of thinning out the frames instead of using all the frames because the calculation speed of the CPU is slow. Therefore, there is a drawback that the motion of the moving image becomes awkward.
【0005】また、ROMを使用して補間する方式は、
演算速度がROMのリードタイムで制限され、また、近
年普及が著しいPLD(プログラマブル,ロジック,デ
バイス)やFPGA(フィールド,プログラマブル,ゲ
ート,アレー)を使用する場合、ROMをこれらPLD
やFPGAの内部に形成するのが困難であるため、効率
が悪い。The interpolation method using ROM is
When using a PLD (programmable, logic, device) or FPGA (field, programmable, gate, array) whose operation speed is limited by the lead time of the ROM, and which has become popular in recent years, use the ROM for these PLDs.
Since it is difficult to form it inside the or FPGA, the efficiency is low.
【0006】このような従来の技術の問題点に鑑み、本
発明は、補間演算部をCPUやROMを使用しないでロ
ジック,ゲートを使用して構成することにより、高速補
間を可能とし、効率の良いゲート、アレー、PLD及び
FPGAの使用を容易にするビデオ動画拡大補間装置を
提供することを目的とする。In view of the above problems of the prior art, the present invention makes it possible to perform high-speed interpolation by constructing the interpolation operation section using logic and gates without using a CPU or ROM, thereby improving efficiency. It is an object of the present invention to provide a video motion picture interpolation device that facilitates the use of good gates, arrays, PLDs and FPGAs.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のビデオ動画拡大補間装置は、入力された画
像信号を拡大して出力する画像信号拡大回路を備え、該
画像信号拡大回路に画素データの水平補間を行なう水平
補間手段と、画素データの垂直補間を行なう垂直補間手
段とを具備したものである。本発明の代表的実施態様と
しては、補間はリニア補間方式により、補間演算はロジ
ック回路によって行なわれている。In order to achieve the above-mentioned object, a video moving picture enlarging / interpolating device of the present invention comprises an image signal enlarging circuit for enlarging and outputting an inputted image signal. Further, it is provided with a horizontal interpolating means for horizontally interpolating the pixel data and a vertical interpolating means for vertically interpolating the pixel data. In a typical embodiment of the present invention, the interpolation is performed by a linear interpolation method and the interpolation operation is performed by a logic circuit.
【0008】[0008]
【作用】以上のように構成された本発明のビデオ動画拡
大補間装置においては、画像信号入力回路に入力された
例えばNTSC画像信号が拡大されると同時に画素デー
タの補間演算が行なわれて水平リニア補間と垂直リニア
補間が行なわれ、補間された画像信号が出力される。In the video moving picture enlarging / interpolating apparatus of the present invention having the above-described structure, for example, the NTSC image signal inputted to the image signal input circuit is enlarged, and at the same time, the pixel data is interpolated to perform the horizontal linear interpolation. Interpolation and vertical linear interpolation are performed, and the interpolated image signal is output.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、説明を簡単にして理解し易くするため、
この実施例の説明はデータビット数を4ビットとするも
のについて記述するが、実施にあたっては、4ビットを
超えるビット数でも同様に実現することができるもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In order to simplify the explanation and make it easier to understand,
In the description of this embodiment, the number of data bits is set to 4 bits, but in the implementation, a bit number exceeding 4 bits can be similarly realized.
【0010】図1は、ビデオ動画を2倍に拡大する本発
明のビデオ動画拡大補間装置の一実施例の全体ブロック
図で1例としてNTSC信号を用いたブロック図を示
す。図に見られるように、この装置は、Y/C分離部1
と、クロマデコーダ2と、A/Dコンパータ3と、拡大
回路41、42及び43から成る2倍拡大部4と、D/
Aコンパータ5と、NTSCエンコーダ6とから構成さ
れている。7は同期分離部である。この本発明の装置の
主要部はR、G及びBの各画像信号を2倍に拡大する拡
大回路41、42及び43から成る拡大部4であり、こ
れら3回路はいずれも同一内容のの回路で構成されてい
る。FIG. 1 is an overall block diagram of an embodiment of a video moving picture enlarging / interpolating device of the present invention for enlarging a video moving picture by a factor of 2 and shows a block diagram using an NTSC signal as an example. As can be seen in the figure, this device has a Y / C separation unit 1
, A chroma decoder 2, an A / D comparator 3, a 2 × enlargement section 4 including enlargement circuits 41, 42 and 43, and D /
It is composed of an A comparator 5 and an NTSC encoder 6. Reference numeral 7 is a sync separation unit. The main part of the device of the present invention is an enlargement section 4 comprising enlargement circuits 41, 42 and 43 for doubling each of the R, G and B image signals, and these three circuits are all circuits of the same contents. It is composed of.
【0011】入力されたNTSC信号は、Y/C分離部
1でY/C分離され、クロマデコーダ2でデコードされ
てA/Dコンバータ3に入り、アナグロからディジタル
信号に変換されてR、G及びB信号ごとにそれぞれR2
倍拡大回路41、G2倍拡大回路42及びB2倍拡大回
路で拡大され、D/Aコンバータ5でそれぞれアナログ
信号に変換され、エンコーダ6でエンコードされてNT
SC信号として図示しないディスプレー装置に出力され
る。The input NTSC signal is Y / C separated by the Y / C separation unit 1, is decoded by the chroma decoder 2 and enters the A / D converter 3, and is converted from an analog to a digital signal to obtain R, G and R2 for each B signal
The signal is enlarged by the double enlargement circuit 41, the G2 double enlargement circuit 42, and the B2 double enlargement circuit, converted into analog signals by the D / A converter 5, encoded by the encoder 6, and NT.
The SC signal is output to a display device (not shown).
【0012】図2は、2倍拡大部4の2倍拡大回路4
1、42及び43のそれぞれをブロック図で示したもの
で、前記A/Dコンバータ3からのディジタル信号はフ
レームメモリ8に記憶され、水平補間部9に読み出され
て水平リニア補間データが演算され、算出されたデータ
はラインメモリLMO、LMI及びLM2に記憶され、
ラインメモリ,セレクト部10でセレクトされ、垂直補
間部11で垂直リニア補間データを演算されてD/Aコ
ンバータ5に出力される。12は、前記同期分離部7か
らの同期及びサンプリング,クロック(SCLK)信号
を受けてこの拡大回路の各部を制御する拡大制御回路で
ある。図3は、フレームメモリ8のブロック図で、フレ
ームメモリ8は、奇数(ODD)フィールドメモリ81
と偶数(EVEN)フィールドメモリ82とから成って
いる。FIG. 2 is a double magnification circuit 4 of the double magnification section 4.
1, 42 and 43 are respectively shown in a block diagram. The digital signal from the A / D converter 3 is stored in the frame memory 8 and read out by the horizontal interpolation section 9 to calculate horizontal linear interpolation data. , The calculated data is stored in the line memories LMO, LMI and LM2,
The line memory is selected by the selection unit 10, the vertical linear interpolation data is calculated by the vertical interpolation unit 11, and the vertical linear interpolation data is output to the D / A converter 5. Reference numeral 12 denotes an expansion control circuit that receives the synchronization, sampling, and clock (SCLK) signals from the synchronization separation unit 7 and controls each unit of this expansion circuit. FIG. 3 is a block diagram of the frame memory 8. The frame memory 8 is an odd (ODD) field memory 81.
And an even field memory 82.
【0013】フレームメモリ8は、制御回路12の制御
により、ISCLKでライトされ、1/2SCLKでリ
ードされる。ODDフィールドのライト時に、EVEN
フィールドがリードされ、EVENフィールドのライト
時にODDフィールドがリードされる。Under the control of the control circuit 12, the frame memory 8 is written with ISCLK and read with 1/2 SCLK. EVEN when writing the ODD field
The field is read, and the ODD field is read when the EVEN field is written.
【0014】図4に、水平補間部9の一例をブロック図
で示す。本図は前記のように、説明を簡単にするため
に、ビット数を4ビットとしたものである。1/2SC
LKに同期してフレームメモリ8から読み出されたデー
タは、ラッチLHI及びLH2にラッチされ、加算器1
3により加算された後1ビット少数点側へシフトされ、
ラッチLH3にラッチされる。データセレクタ14によ
って、1/2SCLKが“H”の時、LH2がラインメ
モリへ出力され,“L”の時、保管されたデータLH3
がラインメモリへ出力される。FIG. 4 is a block diagram showing an example of the horizontal interpolation unit 9. As described above, in this figure, the number of bits is set to 4 in order to simplify the description. 1/2 SC
The data read from the frame memory 8 in synchronization with LK is latched by the latches LHI and LH2, and the adder 1
After being added by 3, it is shifted to the decimal point side by 1 bit,
It is latched by the latch LH3. The data selector 14 outputs LH2 to the line memory when 1 / 2SCLK is "H", and the saved data LH3 when "L".
Is output to the line memory.
【0015】ラインメモリは、図2に示されたようにL
MO〜LM2の3本があり、1水平期間ごとに3本のう
ち1本が選択されて、水平リニア補間されたデータが書
き込まれる。選択される順番は、LMO→LM1→LM
2→LMOのようになる。さらに、書き込まれていない
2本が読み出されて、ラインメモリ,セレクト部10へ
出力される。As shown in FIG. 2, the line memory is L
There are three lines MO to LM2, one of the three lines is selected for each horizontal period, and the data subjected to the horizontal linear interpolation is written. The order of selection is LMO → LM1 → LM
It becomes like 2 → LMO. Further, the two unwritten lines are read and output to the line memory / select unit 10.
【0016】図5に、ラインメモリ,セレクト部10の
ブロック図を示す。この図においても、説明を簡単にす
るため、ビット数は4ビットとしてある。また、表1
は、ラインメモリ,セレクト部の制御データ一覧表であ
る。このラインメモリ,セレクト部では、ラインメモリ
LMO〜LM2のうち、任意の2本を選択し、順番を並
べ換えて垂直補間部11へデータを出力する。FIG. 5 shows a block diagram of the line memory / select unit 10. Also in this figure, the number of bits is 4 in order to simplify the description. Also, Table 1
Is a control data list of the line memory and select unit. The line memory / select unit selects any two of the line memories LMO to LM2, rearranges the order, and outputs the data to the vertical interpolation unit 11.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】図6は、垂直補間部11の一例をブロック
図で示したものである。この図も、説明を簡単にするた
め、ビット数を4ビットとしたものである。この垂直補
間部は、ラッチLV1及びLV2と、加算器15と、ラ
ッチLV3及びLV4と、データセレクタ16とを備え
ており、ラインメモリ,セレクト部10でセレクトされ
たデータYODO〜YOD3とY1DO〜Y1D3とに
より、リニア補間データが作られる。補間データ,セレ
クト信号LINE COMPNが“H”の時、補間デー
タはD/Aコンバータ5へ出力されず、YODO〜YO
D3のデータがそのまま出力され、LINE COMP
Nが“L”の時、補間データがD/Aコンバータ5へ出
力される。FIG. 6 is a block diagram showing an example of the vertical interpolation unit 11. Also in this figure, the number of bits is set to 4 in order to simplify the description. The vertical interpolation unit includes latches LV1 and LV2, an adder 15, latches LV3 and LV4, and a data selector 16. By, linear interpolation data is created. When the interpolated data and the select signal LINE COMPN are "H", the interpolated data is not output to the D / A converter 5, and YODO to YO
D3 data is output as it is, and LINE COMP
When N is “L”, the interpolation data is output to the D / A converter 5.
【0019】図7は、以上のように構成された本発明の
ビデオ動画拡大補間装置において行なわれるリニア補間
演算のアルゴリズムを示す線図である。図において、X
軸は補間位置を表わし、Y軸は各データ値を表わす。y
o、yiはA/D変換された実際のデータ値であり、y
Mはyo、yiによって作られた補間データ値である。
上記実施例において示した2倍拡大の場合、yoとyi
の間を1とすると補間データyMの補間位置は中点の
0、5となる。yMのデータ値は、式(数1)で表わさ
れる。すなわち、式(数1)より、yoとyiを加算し
小数点側へ1ビットシフトすればyMが求められること
がわかる。したがって、上記に示したラッチ回路及び加
算器回路等のディジタル回路でリニア補間が行なえるの
である。FIG. 7 is a diagram showing an algorithm of a linear interpolation operation carried out in the video moving image enlargement / interpolation apparatus of the present invention having the above-mentioned structure. In the figure, X
The axis represents the interpolated position and the Y axis represents each data value. y
o and y i are the actual data values that have been A / D converted, and y
M is the interpolated data value created by yo , yi .
In the case of the 2-fold enlargement shown in the above embodiment, yo and yi
If the interval is set to 1, the interpolation position of the interpolation data y M becomes 0 and 5 of the middle points. The data value of y M is represented by the formula (Equation 1). That is, it can be seen from the equation (Equation 1) that y M can be obtained by adding yo and y i and shifting by 1 bit to the decimal point side. Therefore, linear interpolation can be performed by digital circuits such as the latch circuit and the adder circuit shown above.
【0020】[0020]
【数1】 [Equation 1]
【0021】図8、図9は、補間データのロケーション
を示した図で、説明を簡単にするため、水平方向、垂直
方向とも4ピクセルとそて示したものである。図8は、
2倍拡大前の画素ロケーションを示し、図9は、2倍拡
大後の画素ロケーションを示す。図中、PijはA/D
変換されたデータ、Hijは水平方向補間データ、V
ijは垂直方向補間データである。図9におけるHij
は式(数2)で、Vijは式(数3)及び(数4)で表
わされる。FIGS. 8 and 9 are diagrams showing the location of the interpolated data, and in order to simplify the explanation, they are shown as 4 pixels in both the horizontal and vertical directions. Figure 8
FIG. 9 shows a pixel location before double magnification, and FIG. 9 shows a pixel location after double magnification. In the figure, P ij is A / D
Converted data, H ij is horizontal interpolation data, V ij
ij is vertical direction interpolation data. H ij in FIG.
Is expressed by the equation (2), and V ij is expressed by the equations (3) and (4).
【0022】[0022]
【数2】 [Equation 2]
【0023】[0023]
【数3】 [Equation 3]
【0024】[0024]
【数4】 [Equation 4]
【0025】以上に説明したところから明かな通り、本
発明のビデオ動画拡大補間装置は、ビデオ動画の一部を
画素データの補間を行なって拡大表示するもので、画面
中のその拡大部は任意の箇所に設定することができるも
のである。また、上記実施例は2倍に拡大するものにつ
いて説明したが、拡大倍率は2に倍限られるものではな
く、任意の倍率に設定することができ、また倍率を固定
とすることもズームとすることも可能である。さらに、
白黒、及びカラーのいずれのビデオ動画にも適用が可能
である。さらに、ハイビジョンシステムにも適用が可能
である。As is apparent from the above description, the video moving image enlargement / interpolation device of the present invention enlarges and displays a part of a video moving image by interpolating pixel data, and its enlargement portion in the screen is arbitrary. Can be set in the place of. Although the above embodiment has been described with respect to the case of magnifying twice, the magnifying power is not limited to 2 and can be set to any magnifying power, and fixing the magnifying power is also a zoom. It is also possible. further,
It can be applied to both black and white and color video movies. Furthermore, it can be applied to a high-definition system.
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のビデオ
動画拡大補間装置は、リニア補間演算を行なうのにCP
UやROMを使用せず、簡単なロジック回路で構成した
ので、高速演算が可能である。また、演算回路をゲー
ト,アレー、FPGA及びPLD中に構成できるので、
ハードウエアを安価に構成することできる利点がある。As described above, the video moving image enlargement / interpolation device of the present invention uses CP for performing linear interpolation calculation.
Since it is composed of a simple logic circuit without using U or ROM, high-speed operation is possible. Moreover, since the arithmetic circuit can be configured in the gate, array, FPGA and PLD,
There is an advantage that the hardware can be configured inexpensively.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】ビデオ動画拡大補間装置の全体ブロック図であ
る。FIG. 1 is an overall block diagram of a video moving image expansion / interpolation device.
【図2】拡大部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an enlargement unit.
【図3】フレームメモリ部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a frame memory unit.
【図4】水平補間部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a horizontal interpolation unit.
【図5】ラインメモリ,セレクト部のブロック図であ
る。FIG. 5 is a block diagram of a line memory and a selection unit.
【図6】垂直補間部のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a vertical interpolation unit.
【図7】補間演算アルゴリズムの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an interpolation calculation algorithm.
【図8】拡大前の画素ロケーション図である。FIG. 8 is a pixel location diagram before enlargement.
【図9】拡大後の画素ロケーション図である。FIG. 9 is a pixel location diagram after enlargement.
【図10】ビデオ動画画像の拡大表示状況の説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of a magnified display state of a video moving image.
4 拡大部 41、42、43、 拡大回路 9 水平補間部 11 垂直補間部 4 Enlargement Units 41, 42, 43, Enlargement Circuit 9 Horizontal Interpolation Unit 11 Vertical Interpolation Unit
Claims (3)
画像信号拡大回路を備え、該画像信号拡大回路に画素デ
ータの水平補間を行なう水平補間手段と、画素データの
垂直補間を行なう垂直補間手段とを具備したことを特徴
とするビデオ動画拡大補間装置。1. An image signal enlarging circuit for enlarging and outputting an input image signal, wherein the image signal enlarging circuit horizontally interpolates pixel data and vertical interpolation for vertically interpolating pixel data. And a video moving image enlargement / interpolation device.
補間方式がリニア補間方式である請求項1記載のビデオ
動画拡大補間装置。2. The video motion picture enlarging interpolation device according to claim 1, wherein the data interpolation method by the horizontal and vertical interpolation means is a linear interpolation method.
タ補間演算がロジック回路によって行なわれるものであ
る請求項1又は2記載のビデオ動画拡大補間装置。3. A video moving image enlarging / interpolating device according to claim 1, wherein the data interpolating operation in said horizontal and vertical interpolating means is performed by a logic circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35517093A JPH07203297A (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Video moving picture magnification interpolation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35517093A JPH07203297A (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Video moving picture magnification interpolation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07203297A true JPH07203297A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18442354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35517093A Pending JPH07203297A (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Video moving picture magnification interpolation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07203297A (en) |
-
1993
- 1993-12-30 JP JP35517093A patent/JPH07203297A/en active Pending
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