JPH0823481A - テレビジョン信号の補間方法及び補間回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 １フィールドの原信号の７×２画素データを
格納するシフトレジスタ１３と、このこフトレジスタ１
３に格納されている３×２画素データに対して、所定の
テーブルに従ったパターン認識を行うと共に、パターン
認識結果に基づいて３×２画素の領域の大きさを適応的
に制御し、パターン認識された３×２画素領域の画素デ
ータを用いて、パターン認識結果に応じた補間演算を行
う補間演算回路１４及び補間値レジスタ１５とを有す
る。 【効果】 回路規模を小型化することが可能で、かつ、
斜めの画像であっても階調性、解像度、ジャーキネスの
点で充分な補間画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１フィールドのテレビ
ジョン信号から１フレームのテレビジョン信号を生成す
るテレビジョン信号の補間方法及び回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばテレビジョン画像のハ
ードコピーを得るようなビデオプリンタにおいて、１フ
レームの画像をプリントした場合、インターレース走査
のために、得られる画像がブレる問題が生ずる。

【０００３】したがって、テレビジョン信号の１フィー
ルドから疑似的にフレーム画像を生成し、このフレーム
画像をプリントすることが行われる。このように、フィ
ールド信号から疑似的なフレーム信号を形成するために
は、不足している情報を補間で生成することが必要であ
る。

【０００４】このようなフィールド信号から疑似的なフ
レーム信号を形成するための補間の方法としては、例え
ば、１ライン前のデータをそのまま補間値として使用す
る方法や、上下の画素の平均値を補間値として扱う方
法、補間されることになる画素位置の上下３画素のパタ
ーン認識により補間値を演算する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記１ライン
前のデータをそのまま補間値として使用する方法では、
当該補間値を求める方法を実現するための回路は非常に
簡単に構成できるものの、階調性や解像度、ジャーキネ
ス等の点で３つの補間方法の中で最も悪く、画質も良く
ない。

【０００６】また、上記上下の画素の平均値を補間値と
して扱う方法では、回路的には比較的簡単に実現でき、
階調性にも改善がみられるが、解像度やジャーキネスの
点では依然問題が残る。

【０００７】最後の補間画素の上下３画素のパターン認
識による補間値を演算する方法では、回路規模が中規模
程度で実現でき、階調性やジャーキネスの点でも他の２
つの方法よりも改善が見られる。しかし、この方法で
も、例えば斜めの解像度やジャーキネスの点で充分とは
言えない。また、この方法では、パターン認識する領域
が小さいため、パターンの認識ミスが発生するおそれが
あり、当該パターン認識ミスが発生すると、補間後の画
像にノイズのような箇所が見受けられるようになること
がある。さらに、この方法を発展させて、上下３画素以
上からパターン認識することも考えられるが、パターン
認識のための画素数を増やすと、それに応じて回路規模
は指数関数的に大きくなり、実用性に欠けてくる。

【０００８】さらに、従来の補間回路においては、補間
演算を行うためのラインバッファメモリと、得られた補
間データを格納するためのメモリとが必要となり、この
ことも回路規模の大型化の原因の一つとなっている。

【０００９】そこで、本発明は、このような実情を鑑み
てなされたものであり、回路規模が大型化することな
く、さらに、例えば斜めの画像であっても階調性、解像
度、ジャーキネスの点で充分な補間画像を得ることもで
きるテレビジョン信号の補間回路を提供することを目的
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような実情
を鑑みてなされたものであり、テレビジョン信号の１フ
ィールドの原信号から１フレームの信号を生成するテレ
ビジョン信号の補間方法において、１フィールドの原信
号の水平方向及び垂直方向の列であって隣接する複数の
列からなる所定領域内の複数画素データに対して、所定
のテーブルに従ったパターン分類を行うと共に、当該パ
ターン分類結果に基づいて上記所定領域の大きさを適応
的に制御し、上記パターン分類して大きさを適応制御し
た所定領域内の複数画素データを用いて、上記パターン
分類結果に応じた補間演算を行うことを特徴としてい
る。

【００１１】ここで、上記所定領域の大きさの適応的な
制御の際には、上記１フィールドの原信号の水平方向及
び垂直方向の隣接する複数列からなる小領域内の複数画
素のデータに対して、所定のテーブルに従ったパターン
分類を行い、当該小領域内の複数画素のパターン分類結
果に基づいて、当該小領域内の複数画素のデータを用い
た補間演算を行うか、又は、当該小領域を中心にして拡
大した水平方向及び垂直方向の隣接する複数列からなる
大領域内の複数画素のデータを用いた補間演算を行うか
の判別を行う。また、上記小領域は、上記１フィールド
の原信号の隣接する水平方向３列及び垂直方向２列の３
×２画素のデータからなり、上記大領域は、上記小領域
の３×２画素を中心にして拡大した水平方向７列及び垂
直方向２列の７×２画素のデータからなる。

【００１２】次に、本発明のテレビジョン信号の補間回
路は、テレビジョン信号の１フィールドの原信号から１
フレームの信号を生成するものであり、１フィールドの
原信号の水平方向及び垂直方向の列であって隣接する複
数の列からなる第１の領域内の複数画素データを格納す
る格納手段と、当該格納手段に格納されている上記第１
の領域内であって隣接する水平方向及び垂直方向の複数
列からなる第２の領域内の複数画素データに対して、所
定のテーブルに従ったパターン分類を行うと共に、当該
パターン分類結果に基づいて上記第２の領域の大きさを
適応的に制御し、当該パターン分類して大きさを適応制
御した第２の領域内の複数画素データを用いて、上記パ
ターン分類結果に応じた補間演算を行う補間演算手段と
を有することを特徴としている。

【００１３】ここで、上記補間演算手段は、上記第２の
領域内の複数画素のデータに対する所定のテーブルに従
ったパターン分類結果に基づいて、当該第２の領域内の
複数画素のデータを用いた補間演算を行うか、又は、上
記第１の領域内の複数画素のデータを用いた補間演算を
行うかの判別を行う。また、上記第１の領域の複数画素
データは、上記１フィールドの原信号の隣接する水平方
向７列及び垂直方向２列の７×２画素のデータであり、
上記第２の領域は、当該第１の領域内の隣接する水平方
向３列及び垂直方向２列の３×２画素のデータである。

【００１４】

【作用】本発明の補間方法及び回路によれば、１フィー
ルドの原信号の水平方向及び垂直方向の列であって隣接
する複数の列からなる領域内の複数画素データに対し
て、所定のテーブルに従ったパターン分類を行い、この
パターン分類結果に基づいてパターン分類する領域の大
きさを適応的に制御するようにしており、パターン分類
の領域を小さくできるときにはこのパターン分類が容易
にでき、また、パターン分類の領域が小さいと補間によ
って得られる画像の質が劣化するときにはパターン分類
の領域を大きくすることで、補間画像の質の劣化を防止
している。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。

【００１６】本発明のテレビジョン信号の補間方法を実
現する本実施例の補間回路は、図１に示すように、テレ
ビジョン信号の１フィールドの原信号から１フレームの
信号を生成するものであり、１フィールドの原信号の水
平方向及び垂直方向の列であって隣接する複数の列から
なる第１の領域（本実施例では７×２画素領域）内の７
×２画素データを格納する格納手段としてのシフトレジ
スタ１３と、当該シフトレジスタ１３に格納されている
上記第１の領域内であって隣接する水平方向及び垂直方
向の複数列からなる第２の領域（本実施例では３×２画
素領域）内の複数画素データに対して、後述する表２〜
表１０にて示す所定のテーブルに従ったパターン分類
（以下パターン認識と言い換える）を行うと共に、当該
パターン認識結果に基づいて上記第２の領域の大きさを
適応的に制御し、当該パターン認識して大きさを適応制
御した第２の領域内の複数画素データを用いて、上記パ
ターン認識結果に応じた補間演算を行う補間演算手段で
ある補間演算回路１４及び補間値レジスタ１５とを有す
るものである。

【００１７】すなわちこの図１において、本実施例の補
間回路は、例えばテレビジョン画像のハードコピーを得
るようなビデオプリンタに適用させるものであり、した
がって、端子１にはプリントデータ書き込みクロックが
供給され、端子３にはフレームメモリからの８ビットの
画像データすなわちプリントデータが、端子４には各色
印画状態を示す信号であるヘッドアクティブ信号が、端
子５には印画タイミングパルスが供給される。また、端
子２からはフレームメモリに対するプリントデータ要求
信号が出力される。これら端子１〜５のうち、端子１，
２，３は図示を省略しているフレームメモリとインタフ
ェース回路を介して、また、端子４，５は図示を省略し
ているＣＰＵ（中央処理ユニット）とインタフェース回
路を介して、入力制御回路６と接続される。なお、入力
制御回路６の前段のメモリは、フィールドメモリとする
こともできる。

【００１８】上記入力制御回路６は、上記フレームメモ
リから次段のラインバッファメモリ１０ａ及び１０ｂへ
のデータの取り込みをコントロールする。

【００１９】メモリ１０ａと１０ｂは、それぞれ上記端
子３に供給されて入力制御回路６を介したプリントデー
タである画像データを保持するための１ラインバッファ
メモリであり、例えば、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡ
Ｍ）からなるものである。

【００２０】当該メモリ１０ａと１０ｂからのデータの
取り出しは、ワークテーブル転送制御回路９によりなさ
れる。すなわち、当該ワークテーブル転送制御回路９
は、後述する本発明の補間方法が適用される補間演算に
必要な画像データを上記メモリ１０ａと１０ｂから取り
出すためのアドレス制御を行う回路である。当該ワーク
テーブル転送制御回路９によって上記メモリ１０ａ，１
０ｂから必要なデータ（本実施例の場合は７×２画素の
データ）が取り出され、例えばシフトレジスタ１３から
なるワークテーブルに転送される。

【００２１】当該ワークテーブルのシフトレジスタ１３
に転送された画像データのうち、後述する補間演算に必
要な画素データは、補間演算回路１４に送られ、ここで
当該シフトレジスタ１３に転送された画像データを用い
たパターン認識を行うと共に、補間値を計算する補間演
算を行う。

【００２２】当該補間演算回路１４により求められた補
間値は、補間値レジスタ１５に一時保持される。すなわ
ち、当該補間値レジスタ１５は、次の画素の補間演算を
行うときに過去の補間画素をデータとして使用するの
で、当該過去の補間画素のデータを一時的に保持するた
めのデータレジスタである。

【００２３】補間値レジスタ１５に保持された補間画素
のデータは、メモリ１０ａ又は１０ｂの記憶領域のう
ち、補間演算が終了した画素データが記憶されていた領
域に、後述するような理由から上書きされる。

【００２４】その後、当該メモリ１０ａ，１０ｂから
は、上記補間演算に使用した画素データと上記上書きさ
れた補間画素のデータが順次読み出され、転送制御回路
７に送られる。当該転送制御回路７は、端子８を介して
次段のプリントのための構成にデータを転送するときの
タイミングをコントロールする。

【００２５】ここで、入力制御回路６によってフレーム
メモリから読み出されてメモリ１０ａ，１０ｂに送られ
る入力ラインのデータの並びは、以下のようになる。な
お、以下に示すｉはフィールド画像の第ｉラインを示
す。また、 A_j ,B_j ,C_j ,D_j ，・・・,X_j ,Y_j ,Z_j はフ
ィールド画像のいずれか１つのライン中の各画素値を示
す。

【００２６】 入力ライン フィールド信号の画像ラインデータ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 第ｎ−２ライン A_i-1 B_i-1 C_i-1 D_i-1 ・・・ X_i-1 Y_i-1 Z_i-1 第ｎ−１ライン A_i-1 B_i-1 C_i-1 D_i-1 ・・・ X_i-1 Y_i-1 Z_i-1 第ｎライン A_i B_i C_i D_i ・・・ X_i Y_i Z_i 第ｎ＋１ライン A_i B_i C_i D_i ・・・ X_i Y_i Z_i 第ｎ＋２ライン A_i+1 B_i+1 C_i+1 D_i+1 ・・・ X_i+1 Y_i+1 Z_i+1 第ｎ＋３ライン A_i+1 B_i+1 C_i+1 D_i+1 ・・・ X_i+1 Y_i+1 Z_i+1 ・ ・ ・ ・ ・ ・

【００２７】すなわち、例えば上記メモリ１０ａ，１０
ｂのうちの一方のメモリに入力ラインとして第ｎ−２ラ
インが入力されると、続いてそれと同じデータである第
ｎ−１ラインが他方のメモリに入力される。以下同様
に、一方のメモリに第ｎラインのデータが入力されると
他方のメモリには同じデータである第ｎ＋１ラインのデ
ータが、一方のメモリに第ｎ＋２のデータが入力される
と他方のメモリには同じデータである第ｎ＋３ラインの
データが入力されるような具合に、順次メモリ１０ａ，
１０ｂには同じ画像データが入力される。

【００２８】ここで、本実施例回路では、上記メモリ１
０ａ或いは１０ｂに対して、保持された２ライン同一の
入力画像データの一方を、補間を行ったデータに書き換
え、当該補間を行ったデータと、書き換えられていない
方の画像データとを順次出力するようにしている。

【００２９】すなわち例えば、メモリ１０ａに対して既
に例えば第ｎ−１ラインのデータが保持されており、メ
モリ１０ｂに対して第ｎラインのデータが転送されて来
るとする。

【００３０】第ｎラインの画像データがメモリ１０ｂに
入力され、補間演算を行えるデータ数以上のデータが当
該メモリ１０ｂに揃い始めると、ワークテーブル転送制
御回路９によって演算に必要なデータがメモリ１０ａと
１０ｂからワークテーブルのシフトレジスタ１３に転送
される。

【００３１】すなわち、シフトレジスタ１３は２つのシ
フトレジスタ１３ａと１３ｂとからなり、一方のシフト
レジスタ１３ａにはメモリ１０ａからの第ｎ−１ライン
の各画素データが各レジスタａ_m ，ａ_m+1 ，ａ_m+2 ，ａ
_m+3 ，ａ_m+4 ，ａ_m+5 ，ａ_{m+ 6} に順にシフトされて格納
され、他方のシフトレジスタ１３ｂにはメモリ１０ｂか
らの第ｎラインの各画素データが各レジスタｂ_m ，ｂ
_m+1 ，ｂ_m+2 ，ｂ_m+3 ，ｂ_m+4 ，ｂ_m+5 ，ｂ_m+6 に順に
シフトされて格納される。

【００３２】当該シフトレジスタ１３に第ｎ−１ライン
と第ｎラインの所定数の画素データが揃うと、当該シフ
トレジスタ１３からは各画素データが出力されて補間演
算回路１４に送られる。

【００３３】当該補間演算回路１４では、供給された第
ｎ−１ラインと第ｎラインの画素データを用いて後述す
るパターン認識を行い、当該第ｎ−１ラインと第ｎライ
ンとの間のラインの補間値を算出する。

【００３４】この補間値のデータは、メモリ１０ｂに転
送され、補間演算に必要なくなった部分に上書きされて
いく。

【００３５】ここで、上記メモリ１０ｂに補間値のデー
タを上書きしていくことが可能なのは、次の理由によ
る。

【００３６】例えば入力ラインと、入力されるフィール
ド信号のラインデータと、出力ラインデータとの関係
は、表１のようになっている。

【００３７】

【表１】

【００３８】すなわち、この表１の入出力データの関係
に示すように、次段に引き渡すデータの順番としては、
先ず第ｎ−１ラインの画像データ（メモリ１０ａからの
出力）、次に第ｎ−１ラインと第ｎラインのデータから
算出される補間ラインの画像データ、その次に第ｎライ
ンと同一データの第ｎ＋１ライン（又は第ｎライン自
身）の画像データと言う順に、次段に引き渡していくこ
ととなる。

【００３９】このような順番で画像データを次段に引き
渡していく場合、先ず必要なデータは、第ｎ−１ライ
ン、補間ライン、第ｎ又は第ｎ＋１ラインの順となる。
すなわち、第ｎラインのデータを出力する前に２ライン
出力しなければならないデータがある。

【００４０】さらに、次に入力される第ｎ＋１ライン
は、第ｎラインと同じものであることを考えると、上述
のように補間ラインのデータを、第ｎラインを保持して
いるメモリ１０ｂに上書きすることが可能になる。すな
わち、第ｎラインのデータが当該上書きにより消去され
てしまっても、当該第ｎラインのデータと同じデータで
ある第ｎ＋１ラインのデータが入力されれば、同じデー
タを得ることができるからである。

【００４１】なお、上記メモリ１０ｂに第ｎ＋１ライン
のデータを上書きしているとき、補間データレジスタ１
５には補間演算回路１４での補間結果の過去１画素のデ
ータが書き込まれて保持され、次の補間演算のデータと
して使われる。

【００４２】これにより、通常では補間演算に必要なラ
インバッファは、入力されたフィールドの２ライン分の
データを保持する２個のラインバッファと、補間結果の
ラインデータを保持する１個のラインバッファとが必要
となるのに対して、本実施例の補間回路では、ラインバ
ッファ２個のみで補間演算が可能となっている。すなわ
ち、本実施例回路では、入力されたフィールドの２ライ
ン分のデータを保持するラインバッファのいずれか一方
に補間結果のラインデータを上書きすることによって、
当該補間ライン用のラインバッファを１個削減できるよ
うになっている。これは、補間演算に用いるデータを２
ライン以上としたとしても同様のことが言える。

【００４３】次に、本実施例の補間回路において採用し
ている補間方法について以下に説明する。

【００４４】ここで、上記ラインバッファメモリ１０ａ
と１０ｂから出力されてシフトレジスタ１３ａのレジス
タａ_m ，ａ_m+1 ，ａ_m+2 ，ａ_m+3 ，ａ_m+4 ，ａ_m+5 ，ａ
_m+6と、シフトレジスタ１３ｂの各レジスタｂ_m ，ｂ
_m+1 ，ｂ_m+2 ，ｂ_m+3 ，ｂ_m+4，ｂ_m+5 ，ｂ_m+6 に格納
されたデータ（既存ラインのデータ）が、例えば図２に
示すように、シフトレジスタ１３ａにおいてはＡ_i ，Ｂ
_i ，Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i ，Ｆ_i ，Ｇ_i で示すデータとな
り、シフトレジスタ１３ｂにおいてはＡ_i+1 ，Ｂ_{i+ 1} ，
Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 ，Ｆ_i+1 ，Ｇ_i+1 で示すデータ
となっているとする。また、これらシフトレジスタ１３
ａ及び１３ｂに格納されたデータを用いて算出される補
間画素のデータをＸとすると、図２の図中Ｘ_k は今現在
補間する画素を表し、Ｘ_k-2 はＸ_k の２画素前の補間画
素を、Ｘ_k-1 はＸ_k の１画素前の補間画素を、Ｘ_k+1 は
Ｘ_k の次に補間する画素を表している。

【００４５】ここで、本実施例補間回路の補間演算回路
１４では、上記画素ｘ_k を補間演算によって求める場
合、上記２つのシフトレジスタ１３ａ及び１３ｂに格納
されている図２のような各７画素（すなわち７×２画
素）のデータの内、図２の図中破線で囲った２つの既存
ラインの各３つの画素（すなわち３×２画素）のデータ
を用いてパターン認識を行う。

【００４６】このパターン認識の際には、先ず、上下左
右方向において隣合う画素との大小関係を求める。すな
わち、画素Ｘ_k を補間演算によって求める場合、シフト
レジスタ１３ａに格納されている画素データのうち
Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i とシフトレジスタ１３ｂに格納されて
いる画素データのうちＣ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 を用い
て、上下左右方向に隣合う画素の大小関係を求める。た
だし、Ｄ_i とＤ_i+1 との間の大小関係は除外する。

【００４７】この時の隣合う画素の組み合わせは６通り
あり、そのそれぞれに対し、等号、不等号の向きの３通
りを考えると、図２の図中破線で囲う上記３×２画素領
域の大小関係による組み合わせ（すなわちパターン）
は、３⁶ 通り（＝７２９通り）存在する。補間演算回路
１４では、この７２９通りのパターンの認識を行い、こ
の認識領域をさらに広げるかどうかを決定する。

【００４８】この時点で、認識されたパターンが、これ
以上認識領域を広げてもあまり情報量の変わらないパタ
ーンや、最大７×２画素の認識領域では認識しきれない
パターンであることがわかれば、上記３×２画素の認識
領域から補間値ｘ_k を求める。

【００４９】一方、上記３×２画素の認識領域をさらに
広げることによって、より正確なパターン認識ができる
と判定されるパターンであれば、当該３×２画素の認識
領域よりもさらに広げた認識領域（この場合は最大７×
２画素の認識領域まで広げることができる）でパターン
認識を行う。

【００５０】図３を用いて上記補間演算のアルゴリズム
を概略的に説明する。この図３において、ステップＳ１
では先ず３×２画素領域でパターン認識を行う。次のス
テップＳ２では、認識領域をさらに広げるかどうかの判
断を行い、広げる（イエス）と判断した場合にはステッ
プＳ３へ、広げない（ノー）と判断した場合にはステッ
プＳ４に進む。

【００５１】ステップＳ４では、後述する表２〜表１０
に示すテーブルを参照して３×２画素領域でパターン認
識を行い、次のステップＳ６では、以下の３つの式から
最適なものを選択して、補間演算決定を行う。 Ｘ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２

【００５２】また、ステップＳ３では、後述する表２〜
表１０に示すテーブルを参照して７×２画素領域でパタ
ーン認識を行い、次のステップＳ５では、以下の８つの
式から最適なものを選択して補間演算決定を行う。 Ｘ_k ＝（Ａ_i ＋Ｇ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｂ_i ＋Ｆ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ＋２Ｘ_k-1 ）／４ Ｘ_k ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｆ_i ＋Ｂ_i+1 ）／２ Ｘ_k ＝（Ｇ_i ＋Ａ_i+1 ）／２

【００５３】すなわち、本実施例では、上述のように、
パターン認識する領域を広げてもあまり情報量の変わら
ないパターンであるときには、後述する表２〜表１０に
示すテーブルを参照して上記３×２画素の認識領域から
補間値を求めるようにし、一方、パターン認識する領域
を広げることによってより正確なパターン認識ができる
と判定されるパターンであるときには、後述する表２〜
表１０に示すテーブルを参照して７×２画素の領域から
補間値を求めることによって、補間後の画質を高画質に
保ったままパターン認識する回路の規模の拡大を抑える
ようにしている。

【００５４】これは、例えば、上記７×２画素の全領域
を最初からパターン認識領域とすると、その隣接画素間
の大小関係の組み合わせ（すなわちパターン）は、３¹⁸
（＝３８７４２０４８９）通りとなり、この全パターン
に対してパターン認識を行い、それぞれ補間演算方法を
決定するのは、非常に難しく、回路規模的にも大きくな
り過ぎると思われるためであり、したがって、本実施例
では、上述のように、先ず３×２画素の領域で認識し、
その後適応的に最大７×２画素の領域まで広げることに
より、考慮する組み合わせを減らし、さらに７×２画素
の領域まで広げたときも補間演算の式を前記８つの式の
みとしているため、回路規模が大きくなるのが抑制され
ている。なお、本実施例の回路では、その組み合わせ
（パターン）は、約９２０通りにまで削減されている。

【００５５】以下、上述した補間演算についてより具体
的な例を挙げて説明する。図２の例において、補間画素
Ｘ_i を求める際には、図２の図中破線内部の画素Ｃ_i ，
Ｄ_i ，Ｅ_i とＣ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 の６個のデータの
大小関係から、補間方向が斜めであるか上下であるかを
決定する。この大小関係によって決定される補間方向を
表したテーブルを、表２〜表１０に示す。これらのテー
ブルは、上記６個の画素の組み合わせの数である３⁶ ＝
７２９と対応している。

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】

【表５】

【００６０】

【表６】

【００６１】

【表７】

【００６２】

【表８】

【００６３】

【表９】

【００６４】

【表１０】

【００６５】これらのテーブルに従い、３×２画素の領
域のパターン認識により、補間画素Ｘは、各表中の無印
と／印と＼印とに応じて、次のように決定される。 無印 Ｘ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２ ／印 Ｘ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２ ＼印 Ｘ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２

【００６６】ただし、表中の／印，＼印の横又は上にＤ
_i ＞Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1 ＞Ｃ_i ，Ｄ_i ≦Ｅ_i+1 ，・・・等と
ある場合は、その条件が満たされるときのみ当該斜めの
補間を行うことを表している。また、テーブル上の〜
の部分は後述する７×２画素の領域のパターン認識に
よって補間画像を得る部分を示している。

【００６７】また、表２〜表１０のテーブルの行と列に
は、それぞれ０〜２６までの番号を付けており、ここで
行番号をｑとし、列番号をｒとしてテーブルの各マトリ
クスを座標（ｒ，ｑ）と表現したとき、以下のから
で示すテーブル上の座標部分については、７×２画素の
データから補間を行う。

【００６８】 （０，１２），（９，１２） （１４，２），（１４，１１） （１４，２３），（１４，２６） （２１，１２），（２４，１２）

【００６９】 （１７，１４），（２６，１４） （１２，１５），（１２，２４） （１２，０），（１２，３） （２，１４），（５，１４）

【００７０】 （２６，０），（０，２６）

【００７１】 （７，１３），（８，１４），（１２，６），（１３，
７），（１２，１９），（１３，２０），（１８，１
２），（１９，１３）

【００７２】 （０，２３），（９，２６），（１７，０），（２６，
３） （０，１７），（３，２６），（２３，０），（２６，
９）

【００７３】以下、これらテーブル中の〜の座標部
分で示す７×２画素でパターン認識を行う領域での補間
アルゴリズムについて説明する。

【００７４】先ず、テーブル中のの座標部分の補間の
一例として、例えばＣ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ _i ＞Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1
＝Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i の時は、図４のフローチャートの大小判
別を行って補間する。すなわち、データの小さい方に探
す処理を行って補間する。なお、上記Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i
＞Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1 ＝Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i は、表７の（ｒ，ｑ）
＝（２４，１２）の座標に対応する例である。

【００７５】すなわち、この図４において、ステップＳ
１０ではＢ_i ＜Ｃ_i 及びＥ_i+1 ＝Ｆ _i+1 であるか否かの
判断を行い、ノーと判断した場合にはステップＳ１１
に、イエスと判断した場合にはステップＳ１２に進む。

【００７６】ステップＳ１１では、Ｘ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ
_i+1 ）／２の演算を行って補間値を求める。ステップＳ
１２では、Ａ_i ＜Ｂ_i の判断を行い、ノーと判断した場
合にはステップＳ１３に、イエスと判断した場合にはス
テップＳ１４に進む。

【００７７】ステップＳ１３では、Ｘ_k ＝（Ｂ_i ＋Ｆ
_i+1 ）／２の演算を行って補間値を求め、ステップＳ１
４では、Ｘ_k ＝（Ａ_i ＋Ｇ_i+1 ）／２の演算を行って補
間値を求める。

【００７８】次に、の部分の補間では、例えばＣ_i ＞
Ｄ_i ＞Ｅ_i ＜Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1 ＝Ｃ_{i+ 1} ＞Ｃ_i の時、図５
のフローチャートの大小判別を行って補間する。すなわ
ち、データの大きい方に探す処理を行って補間する。な
お、このＣ_i ＞Ｄ_i ＞Ｅ_i ＜Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1 ＝Ｃ_i+1 ＞
Ｃ_i は、表５の（ｒ，ｑ）＝（２，１４）の座標に対応
する例である。

【００７９】すなわち、この図５において、ステップＳ
２０ではＢ_i ＞Ｃ_i 及びＥ_i+1 ＝Ｆ _i+1 であるか否かの
判断を行い、ノーと判断した場合にはステップＳ２１
に、イエスと判断した場合にはステップＳ２２に進む。

【００８０】ステップＳ２１では、Ｘ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ
_i+1 ）／２の演算を行って補間値を求める。ステップＳ
２２では、Ａ_i ＞Ｂ_i の判断を行い、ノーと判断した場
合にはステップＳ２３に、イエスと判断した場合にはス
テップＳ２４に進む。

【００８１】ステップＳ２３では、Ｘ_k ＝（Ｂ_i ＋Ｆ
_i+1 ）／２の演算を行って補間値を求め、ステップＳ２
４では、Ｘ_k ＝（Ａ_i ＋Ｇ_i+1 ）／２の演算を行って補
間値を求める。

【００８２】ここで、，の部分の補間演算において
は、これら両方とも補間値Ｘ_k の上限と下限を設定す
る。すなわち、Ｄ_i ＜Ｘ_k ＜Ｄ_i+1 又はＤ_i ＞Ｘ_k ＞Ｄ
_i+1 のように上限と下限を設定し、補間結果Ｘ_k がこの
関係を満たすときは、そのまま補間値Ｘ_k を採用する。
この関係を満たさないときは、最内斜め補間値をＸ_k と
する。すなわち、の部分の補間演算の時はＸ_k ＝（Ｅ
_i ＋Ｃ_i+1 ）／２を補間結果とし、の部分の補間演算
の時はＸ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２を補間結果とする。

【００８３】次に、の部分の補間演算では、例えばＣ
_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1 ＜Ｃ_i+1 ＞Ｃ_i の時、
Ｃ_i とＥ_i+1 との間に大小関係の谷があるか、また、Ｅ
_i とＣ_i+1 との間に大小関係の尾根があるか判らない。
そこで、次の条件で補間する。なお、当該の補間演算
における上記Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1 ＜Ｃ
_i+1 ＞Ｃ_i の符号が全て入れ代わったパターンの場合に
は、Ｃ_i とＥ_i+1 の間で尾根、Ｅ_i とＣ_i+1 の間で谷の
ようになる。また、Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1
＜Ｃ_i+1 ＞Ｃ_i は、表４の（ｒ，ｑ）＝（２６，０）の
座標に対応する例である。

【００８４】このとき、上記大小関係の尾根か谷かの判
断は、次の基準で行う。例えば、Ａ_i 〜Ｅ_i の大小関係
が、以下のような場合に、Ｂ_i 又はＣ_i に谷があるとす
る。

【００８５】Ａ_i ＞Ｂ_i ＜Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i 、又は、Ａ
_i ＞Ｂ_i ＝Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i 、又は、Ａ_i ＞Ｂ_i ＞Ｃ_i
＜Ｄ_i ＜Ｅ_i

【００８６】したがって、Ｂ_i とＣ_i との間の大小関係
はなく、Ａ_i とＢ_i との間の大小関係がＡ_i ＞Ｂ_i とな
っていれば、谷があると判断する。

【００８７】ここで、第１の条件として、Ａ_i ＞Ｂ_i 、
及びＦ_i+1 ＜Ｇ_i+1 のとき、Ｂ_i 又はＣ_i に谷がある
か、及び、Ｅ_i+1 又はＦ_i+1 に谷があるか否かの判断を
行い、共に谷があるときはＱ₁ ＝１とし、いずれか一方
又はいずれにも谷がないときはＱ₁ ＝０とする。

【００８８】また、第２の条件として、Ａ_i+1 ＜
Ｂ_i+1 、及びＦ_i ＞Ｇ_i のとき、Ｂ_i+1 又はＣ_i+1 に尾
根があるか、及び、Ｅ_i 又はＦ_i に尾根があるか否かの
判断を行い、共に尾根があるときはＱ₂ ＝１、いずれか
一方又はいずれにも尾根がないときはＱ₂ ＝０とする。

【００８９】この時点で、先ず次のように補間方法を決
定する。 Ｑ₁ ＝１，Ｑ₂ ＝１であればＸ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２ Ｑ₁ ＝１，Ｑ₂ ＝０であればＸ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２ Ｑ₁ ＝０，Ｑ₂ ＝１であればＸ_k ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２ Ｑ₁ ＝０，Ｑ₂ ＝０であれば次の判定を行う。

【００９０】次に、第３の条件として、Ａ_i ＞Ｂ_i 、又
はＦ_i+1 ＜Ｇ_i+1 のとき、Ｂ_i 又はＣ_i 又はＥ_i+1 又は
Ｆ_i+1 に谷があるか否かの判断を行い、いずれかに谷が
あるときはＱ₃ ＝１とし、いずれにも谷がないときはＱ
₃ ＝０とする。

【００９１】また、第４の上限として、Ａ_i+1 ＜
Ｂ_i+1 、又はＦ_i ＞Ｇ_i のとき、Ｂ_i+1 又はＣ_i+1 又は
Ｅ_i 又はＦ_i に尾根があるか否かの判断を行い、いずれ
かに尾根があるときはＱ₄ ＝１、いずれにも尾根がない
ときはＱ₄ ＝０とする。

【００９２】第５の条件として、Ｃ_i ＝Ｅ_i+1 、又はＣ
_i ＝Ｆ_i+1 、又はＢ_i ＝Ｅ_i+1 、又はＢ_i ＝Ｆ_i+1 の判
断において、イエスのときはＱ₅ ＝１、ノーのときはＱ
₅ ＝０とする。

【００９３】第６の条件として、Ｅ_i ＝Ｃ_i+1 、又はＥ
_i ＝Ｂ_i+1 、又はＦ_i ＝Ｃ_i+1 、又はＦ_i ＝Ｂ_i+1 の判
断において、イエスのときはＱ₆ ＝１、ノーのときはＱ
₆ ＝０とする。

【００９４】以上の各条件から、最終的に次のように補
間方法を決定する。すなわち、Ｑ₃ ＝１，Ｑ₄ ＝１，Ｑ
₅ ＝Ｘ_K ，Ｑ₆ ＝Ｘ_K ならばＸ_K ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／
２とし、Ｑ₃ ＝１，Ｑ₄ ＝０，Ｑ₅ ＝Ｘ_K ，Ｑ₆ ＝１な
らばＸ_K ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２とし、Ｑ₃ ＝０，Ｑ₄
＝１，Ｑ₅ ＝１，Ｑ₆ ＝Ｘ_K ならばＸ_K ＝（Ｃ_i ＋Ｅ
_i+1 ）／２とし、Ｑ₃ ＝０，Ｑ₄ ＝０，Ｑ₅ ＝Ｘ_K ，Ｑ
₆ ＝Ｘ_K ならばＸ_K ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２とする。た
だし、Ｑ₁ ＝Ｑ₂ ＝０である。

【００９５】次に、の部分の補間演算では、補間画素
Ｘ_k の一つ左の画素がＸ_k-1 で、例えばＣ_i ＜Ｄ_i ＞Ｅ
_i ＞Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1 ＝Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i の時は、次の条件で
補間を行う。なお、Ｃ_i ＜Ｄ_i ＞Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1
＝Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i は、表７の（ｒ，ｑ）＝（１８，１２）
の座標に対応する例である。

【００９６】例えば、当該条件として、Ｃ_i+1 ＝Ｘ_k-1
の判断を行い、イエスのときはＱ₇＝１、ノーのときは
Ｑ₇ ＝０とする。このときの補間方法は、Ｑ₇ ＝０なら
ばＸ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２とし、Ｑ₇ ＝１ならばＸ
_k ＝（Ｄ_i ＋Ｃ_i+1 ＋２Ｘ_k-1 ）／４とする。

【００９７】次に、の部分の補間では、Ｄ_i とＤ_i+1
の間の補間画素はＸ_k であり、例えばＣ_i ＝Ｄ_i ＜Ｅ_i
＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1 ＜Ｃ_i+1 ＞Ｃ_i の時は次の条件で補間
を行う。なお、Ｃ_i ＝Ｄ_i ＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1 ＜Ｃ
_i+1 ＞Ｃ_i は、表３の（ｒ，ｑ）＝（１７，０）の座標
に対応する例である。

【００９８】例えば、当該条件として、Ｃ_i ＝Ｅ_i+1 、
又はＣ_i ＝Ｆ_i+1 、又はＢ_i ＝Ｅ_{i+ 1} 、又はＢ_i ＝Ｆ
_i+1 の判断において、イエスのときはＱ₈ ＝１、ノーの
ときはＱ₈ ＝０とする。このときの補間方法は、Ｑ₈ ＝
１ならばＸ_k ＝（Ｃ_i ＋Ｅ_i+1 ）／２とし、Ｑ₈ ＝０な
らばＸ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ）／２とする。

【００９９】さらに、上述した各大小判別時の条件とし
て、２つのデータの大小判別は、次の条件で行う。すな
わち、一方のデータをＹとし、他方のデータをＷとする
と、ＩＮＴ（（Ｙ−Ｗ）／Ｌ）＝０であればＹ＝Ｗと
し、ＩＮＴ（（Ｙ−Ｗ）／Ｌ）＞０であればＹ＞Ｗと
し、ＩＮＴ（（Ｙ−Ｗ）／Ｌ）＜０であればＹ＜Ｗとす
る。なお、ＩＮＴは組み込み関数である。

【０１００】ここで、Ｌによって±（Ｌ−１）の範囲を
等号とみる。Ｌについては、１又は４又は８又は１６を
使用する。このＬの値は、画像の必要とするＳＮ比によ
って変更し、小さくすると敏感になり、大きくすると７
×２画素の領域まで参照することが少なくなる。

【０１０１】上述したような〜の部分の補間演算の
アルゴリズムを用いることで、以下のような効果が得ら
れる。

【０１０２】先ず、及びの部分の補間演算のアルゴ
リズムを用いることで、２つの領域が斜めの境界を持っ
ているとき、その境界が滑らかになるように補間するこ
とができる。

【０１０３】例えば、図６に補間前後の画像の第１の具
体例として、上述したの部分の補間演算の効果につい
て説明する。また、図６の各枡目は、図２の各画素デー
タと対応し、当該図６の各枡目の画素データは図１のシ
フトレジスタ１３の各レジスタに格納される画素データ
の一例でもある。なお、上記の部分の補間演算におい
ても、前記表２〜表１０のテーブルに従って補間演算を
行うことで、同様の効果を得ることができる。

【０１０４】この第１の具体例として、図６の（ａ）に
示すような既存ラインの画像（補間前の画像）が存在し
たとする。このとき、図６の（ａ）の既存ラインの各画
素の色濃度を１６進数表現で表し、例えば上側の既存ラ
インの各画素Ａ_i ，Ｂ_i ，Ｃ _i ，Ｄ_i ，Ｅ_i ，Ｆ_i ，Ｇ
_i の色濃度の実際のデータが（１０）（５０）（７０）
（９０）（Ｆ０）（Ｆ０）（Ｆ０）であり、下側の既存
ラインの各画素Ａ_i+1，Ｂ_i+1 ，Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ
_i+1 ，Ｆ_i+1 ，Ｇ_i+1 の色濃度の実際のデータが（１
０）（１０）（１０）（１０）（１０）（１０）（１
０）であるとする。なお、（１０）は濃い色を表し、
（Ｆ０）に行くにしたがって薄い色を表している。

【０１０５】すなわち、図２に対応させて表した補間画
素Ｘ_k と各既存ラインの画素との位置関係が、 既存ライン (10) (50) (70) (90) (F0) (F0) (F0) 補間ライン Ｘ_k 既存ライン (10) (10) (10) (10) (10) (10) (10) となっているとすると、この補間画素Ｘ_k に対する上下
既存ラインの３×２画素Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i 及びＣ_i+1 ，
Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 の大小関係は、上側の既存ラインの３画
素が左から順に（７０）（９０）（Ｆ０）となり、下側
の既存ラインの３画素が（１０）（１０）（１０）とな
っていることから、（７０）＜（９０）＜（Ｆ０）＞
（１０）＝（１０）＝（１０）＜（７０）となる。

【０１０６】この場合は、パターン認識領域を拡大し、
残りの画素の大小関係を認識する。すなわち、この図６
の（ａ）の場合は、Ａ_i ，Ｂ_i ，Ｃ_i とＥ_i ，Ｆ_i ，Ｇ
_i 、及びＡ_i+1 ，Ｂ_i+1 ，Ｃ_i+1 とＥ_i+1 ，Ｆ_i+1 ，Ｇ
_i+1 の大小関係は、Ａ_i ＜Ｂ _i ＜Ｃ_i とＥ_i ＝Ｆ_i ＝Ｇ
_i 、及びＡ_i+1 ＝Ｂ_i+1 ＝Ｃ_i+1 とＥ_i+1 ＝Ｆ_i+1 ＝Ｇ
_i+1 となり、７×２画素のマトリクスから、Ｘ_k ＝（Ａ
_i ＋Ｇ_i+1 ）／２の補間式を決定する。

【０１０７】すなわち、この図６の（ａ）の例は、前述
したの部分の補間演算の一例として前記表７の（ｒ，
ｑ）＝（２４，１２）の座標に対応する例であり、Ｃ_i
＜Ｄ _i ＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＝Ｄ_i+1 ＝Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i となって
いる。したがって、前述の図４のフローチャートの大小
判別を行って補間する。

【０１０８】具体的には、データの小さい方に向かって
パターンを探し、Ｂ_i ＜Ｃ_i 及びＥ _i+1 ＝Ｆ_i+1 である
か否かの判断（図４のステップＳ１０）を行い、この図
６の（ａ）の例では、Ｂ_i が（５０）で、Ｃ_i が（７
０）でＥ_i+1 及びＦ_i+1 が共に（１０）となっているた
め、（５０）＜（７０）及び（１０）＝（１０）となっ
てイエスと判断されるので、さらにＡ_i ＜Ｂ_i の判断を
行う（図４のステップＳ１２）。この判断において、図
６の（ａ）の例では、Ａ_i が（１０）でＢ_i が（５０）
となっているので、図４のステップＳ１２ではイエスと
判断され、したがって、図４のステップＳ１４のＸ_k ＝
（Ａ_i ＋Ｇ_i+1 ）／２の補間演算を行う。これにより、
Ｘ_k ＝（１０＋１０）／２の演算を行って補間値（この
場合は（１０））を求める。

【０１０９】図６の上記補間画素Ｘ_k 以外の補間画素Ｘ
_k-3 ，Ｘ_k-2 ，Ｘ_k-1 ，Ｘ_k+1 ，Ｘ _k+2 ，Ｘ_k-3 に対し
ては、前記表２〜表１０のテーブルに従って補間演算を
行うことで、図６の（ａ）の補間前の画像から図６の
（ｂ）に示すような補間後の画像を得ることができるよ
うになる。

【０１１０】すなわち本実施例の補間演算を行えば、補
間前の画像の斜めの線の画像をより滑らかに補間するこ
とができる。また、本実施例の補間演算によれば、補間
値が上下の既存ラインの画素値の間にあるのが妥当であ
るだろうから、補間値のとれる値をその上下の画素値の
範囲に抑えるようにしているため、ノイズを低減できる
ことになる。例えば、カラー画像の場合、画像のエッジ
の部分などで、シアン、マゼンダ等のノイズが減少す
る。

【０１１１】次に、及びの部分の補間演算のアルゴ
リズムを用いることで、補間前の画像の斜めの線の画像
をより滑らかに補間することができる。

【０１１２】例えば、図７に補間前後の画像の第２の具
体例として、上述したの部分の補間演算の効果につい
て説明する。また、この図７も前述の図６と同様に表し
ている。なお、上記の部分の補間演算においても、前
記表２〜表１０のテーブルに従って補間演算を行うこと
で、同様の効果を得ることができる。

【０１１３】この第２の具体例として、図７の（ａ）に
示すような既存ラインの画像（補間前の画像）が存在し
たとする。このとき、図７の（ａ）の既存ラインの各画
素の色濃度を１６進数表現で表し、例えば上側の既存ラ
インの各画素Ａ_i ，Ｂ_i ，Ｃ _i ，Ｄ_i ，Ｅ_i ，Ｆ_i ，Ｇ
_i の色濃度の実際のデータが（１０）（１０）（１０）
（７０）（Ｆ０）（７０）（１０）であり、下側の既存
ラインの各画素Ａ_i+1，Ｂ_i+1 ，Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ
_i+1 ，Ｆ_i+1 ，Ｇ_i+1 の色濃度の実際のデータが（１
０）（７０）（Ｆ０）（７０）（１０）（１０）（１
０）であるとする。

【０１１４】すなわち、図２に対応させて表した補間画
素Ｘ_k と各既存ラインの画素との位置関係が、 既存ライン (10) (10) (10) (70) (F0) (70) (10) 補間ライン Ｘ_k 既存ライン (10) (70) (F0) (70) (10) (10) (10) となっているとすると、この補間画素Ｘ_k に対する上下
既存ラインの３×２画素Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i 及びＣ_i+1 ，
Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 の大小関係は、上側の既存ラインの３画
素が左から順に（１０）（７０）（Ｆ０）となり、下側
の既存ラインの３画素が（Ｆ０）（７０）（１０）とな
っていることから、（１０）＜（７０）＜（Ｆ０）＞
（１０）＜（７０）＜（Ｆ０）＞（１０）となる。

【０１１５】この場合、当該図７の（ａ）の例は、前述
したの部分の補間演算の一例として前記表４の（ｒ，
ｑ）＝（２６，０）の座標に対応する例であり、Ｃ_i ＜
Ｄ_i＜Ｅ_i ＞Ｅ_i+1 ＜Ｄ_i+1 ＜Ｃ_i+1 ＞Ｃ_i となってい
る。したがって、前述したの部分の補間で述べたよう
に各条件に従って補間演算を行う。

【０１１６】具体的には、各既存ラインの画素の大小関
係によって尾根か谷かの判断を行う。この図７の（ａ）
の例では、上側の既存ラインの各画素値が（１０）（１
０）（１０）（７０）（Ｆ０）（７０）（１０）であ
り、したがって、Ａ_i ＝Ｂ_i ＝Ｃ_i ＜Ｄ_i ＜Ｅ_i ＞Ｆ_i
＞Ｇ_i となり、Ｅ_i が尾根である。また、下側の既存ラ
インの各画素値は（１０）（７０）（Ｆ０）（７０）
（１０）（１０）（１０）であり、したがって、Ａ_i+1
＜Ｂ_i+1 ＜Ｃ_i+1 ＞Ｄ_i+1 ＞Ｅ_i+1 ＝Ｆ_i+1 ＝Ｇ_{i+ 1} と
なり、Ｃ_i+1 が尾根である。

【０１１７】すなわち、前述した第１の条件において上
側の既存ラインのＢ_i 又はＣ_i 、及び下側の既存ライン
のＥ_i+1 又はＦ_i+1 に谷がないのでＱ₁ ＝０となり、ま
た、前述した図２の条件において上側及び下側の既存ラ
インのＢ_i+1 又はＣ_i+1 、及びＥ_i 又はＦ_i に共に尾根
があることを示すＱ₂ ＝１となり、したがって、この時
点での補間方法は、前述したように、 Ｑ₁ ＝０，Ｑ₂ ＝１なのでＸ_k ＝（Ｅ_i ＋Ｃ_i+1 ）／２ の補間演算を行う。

【０１１８】これにより、Ｘ_k ＝（Ｆ０＋Ｆ０）／２の
演算を行って補間値（この場合は（Ｆ０））を求める。

【０１１９】なお、この図７の例では、前記第２の条件
までで補間演算式を求めることができたので、前記第３
の条件〜第６の条件の判断は行わない。

【０１２０】上記図７の上記補間画素Ｘ_k 以外の補間画
素Ｘ_k-3 ，Ｘ_k-2 ，Ｘ_k-1 ，Ｘ_k+1，Ｘ_k+2 ，Ｘ_k-3 に
対しては、前記表２〜表１０のテーブルに従って補間演
算を行うことで、図７の（ａ）の補間前の画像から図７
の（ｂ）に示すような補間後の画像を得ることができる
ようになる。

【０１２１】次に、の部分の補間演算のアルゴリズム
の効果について、第３の具体例として図８を用いて説明
する。この図８の（ｂ）及び（ｃ）も前述の図６の
（ａ）及び（ｂ）と同様に表している。また、この図８
の（ａ）は、全体の画像１００を示し、その中の一例の
画像１０２と、シフトレジスタ１３に格納される画像領
域１０１を示している。すなわち、当該図９では、例え
ば三角形の画像１００の頂点部分について補間を行う例
について説明する。

【０１２２】この第３の具体例では、図８の（ｂ）に示
すような既存ラインの画像（補間前の画像）が存在する
ことになる。このとき、図８の（ｂ）の既存ラインの各
画素の色濃度を１６進数表現で表し、上側の既存ライン
の各画素Ａ_i ，Ｂ_i ，Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i ，Ｆ_i ，Ｇ_i の
色濃度の実際のデータが（Ｆ０）（Ｆ０）（Ｆ０）（Ｆ
０）（Ｆ０）（Ｆ０）（Ｆ０）であり、下側の既存ライ
ンの各画素Ａ_i+1 ，Ｂ _i+1 ，Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 ，
Ｆ_i+1 ，Ｇ_i+1 の色濃度の実際のデータが（Ｆ０）（Ｆ
０）（７０）（１０）（７０）（Ｆ０）（Ｆ０）である
とする。

【０１２３】すなわち、図２に対応させて表した補間画
素Ｘ_k と各既存ラインの画素との位置関係が、 既存ライン (F0) (F0) (F0) (F0) (F0) (F0) (F0) 補間ライン Ｘ_k 既存ライン (F0) (F0) (70) (10) (70) (F0) (F0) となっているとすると、この補間画素Ｘ_k に対する上下
既存ラインの３×２画素Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i 及びＣ_i+1 ，
Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 の大小関係は、上側の既存ラインの３画
素が左から順に（Ｆ０）（Ｆ０）（Ｆ０）となり、下側
の既存ラインの３画素が（７０）（１０）（７０）とな
っていることから、（Ｆ０）＝（Ｆ０）＝（Ｆ０）＞
（７０）＞（１０）＜（７０）＜（Ｆ０）となる。

【０１２４】すなわち、この図８の（ｂ）の例は、前述
したの部分の補間演算の一例として、Ｃ_i ＝Ｄ_i ＝Ｅ
_i ＞Ｅ_i+1 ＞Ｄ_i+1 ＜Ｃ_i+1 ＜Ｃ_i の場合を示したもの
であり、前記表３の（ｒ，ｑ）＝（１２，６）の座標に
対応する例であり、したがって、前述したの部分の補
間で述べたように各条件に従って補間演算を行う。

【０１２５】この場合、パターン認識領域を拡大し、補
間画素Ｘ_k の一つ左の先に補間演算で求められている補
間画素Ｘ_k-1 とＣ_i との関係において、Ｃ_i ＝Ｘ_k-1 の
判断を行う。図８の（ｂ）の例では、Ｃ_i ＝Ｘ_k-1 であ
るため、前記Ｑ₇ ＝０となり、このときの補間演算は、
前述したようにＸ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ_i+1 ＋２Ｘ_k-1 ）／４
となる。

【０１２６】上記図８の上記補間画素Ｘ_k 以外の補間画
素Ｘ_k-3 ，Ｘ_k-2 ，Ｘ_k-1 ，Ｘ_k+1，Ｘ_k+2 ，Ｘ_k-3 に
対しては、前記表２〜表１０のテーブルに従って補間演
算を行うことで、図８の（ｂ）の補間前の画像から図８
の（ｃ）に示すような補間後の画像を得ることができる
ようになる。すなわち、従来の補間方法のように単純補
間のみを行った場合には図８の（ａ）の頂点の分が延び
てしまい、さらには強調されることでいわゆるヒゲ状に
見えてしまうのに対し、本実施例の補間演算によれば、
当該頂点の延びるところの濃度が、ぼかされて薄くなり
ヒゲ状の画像が目立たなくなる。

【０１２７】次に、前記表２〜表１０のテーブルに従っ
て前記３×２画素の補間演算を行う具体例について説明
する。

【０１２８】すなわち第４の具体例として、図９の
（ａ）に示すような既存ラインの画像（補間前の画像）
が存在したとする。なお、この図９も前記図６と同様に
表している。このとき、図９の（ａ）の既存ラインの各
画素の色濃度を１６進数表現で表し、例えば上側の既存
ラインの各画素Ａ_i ，Ｂ_i ，Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i ，Ｆ_i ，
Ｇ _i の色濃度の実際のデータが（Ｆ０）（９０）（６
０）（１０）（６０）（９０）（Ｆ０）であり、下側の
既存ラインの各画素Ａ_i+1 ，Ｂ_i+1 ，Ｃ_i+1 ，Ｄ_i+1，
Ｅ_i+1 ，Ｆ_i+1 ，Ｇ_i+1 の色濃度の実際のデータが（Ｆ
０）（９０）（６０）（１０）（６０）（９０）（Ｆ
０）であるとする。

【０１２９】すなわち、図２に対応させて表した補間画
素Ｘ_k と各既存ラインの画素との位置関係が、 既存ライン (F0) (90) (60) (10) (60) (90) (F0) 補間ライン Ｘ_k 既存ライン (F0) (90) (60) (10) (60) (90) (F0) となっているとすると、この補間画素Ｘ_k に対する上下
既存ラインの３×２画素Ｃ_i ，Ｄ_i ，Ｅ_i 及びＣ_i+1 ，
Ｄ_i+1 ，Ｅ_i+1 の大小関係は、上側の既存ラインの３画
素が左から順に（６０）（１０）（６０）となり、下側
の既存ラインの３画素が（６０）（１０）（６０）とな
っていることから、Ｃ_i ＞Ｄ_i ＜Ｅ_i ＝Ｅ _i+1 ＞Ｄ_i+1
＜Ｃ_i+1 ＝Ｃ_i となっている。

【０１３０】この場合は、パターン認識領域は拡大せ
ず、表２〜表１０の３×２画素のマトリクステーブルか
ら補間式を決定する。したがって、表２〜表１０のテー
ブルから、上記Ｃ_i ＞Ｄ_i ＜Ｅ_i ＝Ｅ_i+1 ＞Ｄ_i+1 ＜Ｃ
_i+1 ＝Ｃ_i の場合の補間演算式は、Ｘ_k ＝（Ｄ_i ＋Ｄ
_i+1 ）／２が決定され、これにより、Ｘ_k ＝（１０＋１
０）／２＝１０を求める。

【０１３１】図９の上記補間画素Ｘ_k 以外の補間画素Ｘ
_k-3 ，Ｘ_k-2 ，Ｘ_k-1 ，Ｘ_k+1 ，Ｘ _k+2 ，Ｘ_k-3 に対し
ても、前記表２〜表１０のテーブルに従って補間演算を
行うことで、図９の（ａ）の補間前の画像から図９の
（ｂ）に示すような補間後の画像を得ることができるよ
うになる。

【０１３２】また、本実施例の補間回路における上述し
た補間アルゴリズムによる補間は、副走査方向について
行っており、主走査方向については前後の画素の単純平
均による補間を行うようにしている。また、補間を行う
際の順序は、副走査方向、主走査方向の順としている。
さらに、４倍補間が必要なときは、２度補間を行うよう
にする。

【０１３３】ここで、主走査方向には、単純平均とした
のは、以下の理由による。すなわち、副走査方向と同じ
アルゴリズムにすると７ラインメモリが必要となってコ
ストが大幅に上がること、また、補間を行ってドット数
を増やすことは、サンプリング数を増やすことと同等で
あり、信号の立ち上がりはある程度線型とみなすことが
できるので、この場合には前後の画素の平均を補間値と
しても誤りではないはずであるという観点からである。
なお、信号の立ち上がりは、約２００ｎｓで５ｆｓｃの
サンプリング信号であるとすると、約４ドットがその立
ち上がりに使用されることになる。

【０１３４】さらに、主走査方向には上述のような理由
から単純平均を採用し、副走査方向の補間は、主走査方
向の補間を行う前に行う方が実質的なパターン認識領域
が広く取れるので、補間方向の順序は、上記のように副
走査方向、主走査方向の順としている。

【０１３５】なお、パターン認識を行う領域を拡大した
場合の認識領域の大きさは、前記７×２画素領域よりも
更に大きくすることも可能である。例えば、ライン数を
増やす方向での領域の拡大では、例えば７×４画素や、
７×６画素を例に挙げることができ、この場合にはより
よい補間を行えることになる。例えばＬ字の領域などで
ある。

【０１３６】上述したように、本発明実施例の補間回路
においては、適応的な補間を行っているので、画質がよ
り向上し、特に、斜めの解像度、ジャーキネスの点で画
質の向上を図ることができる。また、回路規模はそれほ
ど大きくなっていないので実用的である。さらに静止画
出力における画質も格段な向上が期待できる。

【０１３７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のテレビジョン信号の補間方法及び回路によれば、１
フィールドの原信号の水平方向及び垂直方向の列であっ
て隣接する複数の列からなる領域内の複数画素データに
対して、所定のテーブルに従ったパターン分類を行い、
このパターン分類結果に基づいてパターン分類する領域
の大きさを適応的に制御するようにしているため、分類
の領域を小さくできるときにはパターン分類が容易にで
き、また、パターン分類の領域が小さいと補間によって
得られる画像の質が劣化するときにはパターン分類の領
域を大きくすることで、補間画像の質の劣化を防止する
ことが可能となる。したがって、本発明のテレビジョン
信号の補間方法及び回路においては、回路規模を小型化
することが可能で、かつ、斜めの画像であっても階調
性、解像度、ジャーキネスの点で充分な補間画像を得る
ことが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のテレビジョン信号の補間回路の
概略構成を示すブロック回路図である。

【図２】ワークテーブルのデータについて説明するため
の図である。

【図３】補間アルゴリズムのフローチャートである。

【図４】７×２画素のパターン認識により補間演算を行
う際の補間アルゴリズムの一例を示すフローチャートで
ある。

【図５】７×２画素のパターン認識により補間演算を行
う際の補間アルゴリズムの他の例を示すフローチャート
である。

【図６】７×２画素のパターン認識により補間演算を説
明するための第１の具体例の画像を示す図である。

【図７】７×２画素のパターン認識により補間演算を説
明するための第２の具体例の画像を示す図である。

【図８】７×２画素のパターン認識により補間演算を説
明するための第３の具体例の画像を示す図である。

【図９】３×２画素のパターン認識により補間演算を説
明するための第４の具体例の画像を示す図である。

【符号の説明】

１ 入力制御回路 ７ 転送制御回路 ９ ワークテーブル転送制御回路 １０ａ，１０ｂ ラインバッファメモリ １３ シフトレジスタ １４ 補間演算回路 １５ 補間レジスタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョン信号の１フィールドの原信
   号から１フレームの信号を生成するテレビジョン信号の
   補間方法において、 １フィールドの原信号の水平方向及び垂直方向の列であ
   って隣接する複数の列からなる所定領域内の複数画素デ
   ータに対して、所定のテーブルに従ったパターン分類を
   行うと共に、当該パターン分類結果に基づいて上記所定
   領域の大きさを適応的に制御し、 上記パターン分類して大きさを適応制御した所定領域内
   の複数画素データを用いて、上記パターン分類結果に応
   じた補間演算を行うことを特徴とするテレビジョン信号
   の補間方法。
2. 【請求項２】 上記所定領域の大きさの適応的な制御の
   際には、上記１フィールドの原信号の水平方向及び垂直
   方向の隣接する複数列からなる小領域内の複数画素のデ
   ータに対して、所定のテーブルに従ったパターン分類を
   行い、当該小領域内の複数画素のパターン分類結果に基
   づいて、当該小領域内の複数画素のデータを用いた補間
   演算を行うか、又は、当該小領域を中心にして拡大した
   水平方向及び垂直方向の隣接する複数列からなる大領域
   内の複数画素のデータを用いた補間演算を行うかの判別
   を行うことを特徴とする請求項１記載のテレビジョン信
   号の補間方法。
3. 【請求項３】 上記小領域は、上記１フィールドの原信
   号の隣接する水平方向３列及び垂直方向２列の３×２画
   素のデータからなり、 上記大領域は、上記小領域の３×２画素を中心にして拡
   大した隣接する水平方向７列及び垂直方向２列の７×２
   画素のデータからなることを特徴とする請求項２記載の
   テレビジョン信号の補間方法。
4. 【請求項４】 テレビジョン信号の１フィールドの原信
   号から１フレームの信号を生成するテレビジョン信号の
   補間回路において、 １フィールドの原信号の水平方向及び垂直方向の列であ
   って隣接する複数の列からなる第１の領域内の複数画素
   データを格納する格納手段と、 当該格納手段に格納されている上記第１の領域内であっ
   て隣接する水平方向及び垂直方向の複数列からなる第２
   の領域内の複数画素データに対して、所定のテーブルに
   従ったパターン分類を行うと共に、当該パターン分類結
   果に基づいて上記第２の領域の大きさを適応的に制御
   し、当該パターン分類して大きさを適応制御した第２の
   領域内の複数画素データを用いて、上記パターン分類結
   果に応じた補間演算を行う補間演算手段とを有すること
   を特徴とするテレビジョン信号の補間回路。
5. 【請求項５】 上記補間演算手段は、上記第２の領域内
   の複数画素のデータに対する所定のテーブルに従ったパ
   ターン分類結果に基づいて、当該第２の領域内の複数画
   素のデータを用いた補間演算を行うか、又は、上記第１
   の領域内の複数画素のデータを用いた補間演算を行うか
   の判別を行うことを特徴とする請求項４記載のテレビジ
   ョン信号の補間回路。
6. 【請求項６】 上記第１の領域の複数画素データは、上
   記１フィールドの原信号の隣接する水平方向７列及び垂
   直方向２列の７×２画素のデータであり、上記第２の領
   域は、当該第１の領域内の隣接する水平方向３列及び垂
   直方向２列の３×２画素のデータであることを特徴とす
   る請求項４記載のテレビジョン信号の補間回路。