JPH09200575A - Image data interpolation device - Google Patents

Image data interpolation device

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Publication number
JPH09200575A
JPH09200575A JP8005822A JP582296A JPH09200575A JP H09200575 A JPH09200575 A JP H09200575A JP 8005822 A JP8005822 A JP 8005822A JP 582296 A JP582296 A JP 582296A JP H09200575 A JPH09200575 A JP H09200575A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
interpolation
pixel
pixel data
interpolated
Prior art date
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Pending
Application number
JP8005822A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Suga
和幸 菅
Hiroshi Kusao
寛 草尾
Nobutoshi Gako
宣捷 賀好
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Priority to KR1019960046660A priority patent/KR100215177B1/en
Priority to CN97102026A priority patent/CN1168052A/en
Priority to EP97300265A priority patent/EP0785683B1/en
Priority to DE69733978T priority patent/DE69733978T2/en
Priority to ES97300265T priority patent/ES2247616T3/en
Publication of JPH09200575A publication Critical patent/JPH09200575A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct proper interpolation realizing smoothness even with respect to an edge at a shallow angle by deciding an interpolation direction based on correlation between pieces of block data consisting of sets of reference picture element data. SOLUTION: A CPU reads picture element data A(-4)-A(4) and C(-4)-C(4) from a frame memory. Reference picture element data P(-8)-P(8) and Q(-8)-Q(8) are generated by interpolating image data consisting of averaged data of adjacent image data between the adjacent image data. Three consecutive reference picture element data P, Q each are used for one block and an inter-block correlation value is calculated from a sum of differences of the blocked reference picture element data with respect to k(=-7-7). The value (k) providing a minimum inter-block correlation value is decided as an optimum interpolation direction. An interpolation picture element data B(0) is obtained by calculating an equation B(0)=(P(k)+Q(-k))/2 with the value (k).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダ等で高品質な静止画を表示するための画像データ補
間装置に関し、特にインターレース走査においてフィー
ルド画像から画像データを補間してフレーム画像を生成
する画像データ補間装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image data interpolating device for displaying a high quality still image on a video tape recorder or the like, and particularly interpolating image data from a field image in interlaced scanning to generate a frame image. The present invention relates to an image data interpolating device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、インターレース走査方式を採用す
るビデオテープレコーダやビデオプリンタ等において静
止画を表示する場合、第1フィールドの画像を補間処理
してフレーム画像を生成することにより、第1フィール
ドと第2フィールドとの間の映像の時間上のずれを排除
して高品質な1枚の静止画を表示している。この第1フ
ィールドの画像を補間処理してフレーム画像を生成する
従来の画像データ補間技術について、図7ないし図15
を参照して説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a still image is displayed on a video tape recorder, a video printer or the like which employs an interlaced scanning method, an image in the first field is interpolated to generate a frame image, and the A high quality single still image is displayed by eliminating the time lag of the image from the second field. A conventional image data interpolation technique for interpolating the image of the first field to generate a frame image will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0003】ここで、図7は、従来の画像データ補間技
術を説明するための元のフィールド画像の一例を表す参
考図であり、図8は、図7に〇印でマークした元のフィ
ールド画像の細部を説明するための拡大図である。図9
は、フィールド画像の補間について、補間される画素を
垂直方向に隣接した上下いずれかの画素で補間する方法
について説明するための図であり、図10は補間される
画素を垂直方向に隣接した上下の画素の平均値で補間す
る方法を説明するための図であり、図11は補間される
画素の斜め方向の画素の相関性を使用して補間する方法
を説明するための図である。図12は5方向の補間につ
いて説明するための図であり、図13は7方向の補間に
ついて説明するための図である。更に、図14および図
15はそれぞれ相関を使用した補間方向判定に関する参
考図である。
Here, FIG. 7 is a reference diagram showing an example of an original field image for explaining the conventional image data interpolation technique, and FIG. 8 is an original field image marked with a circle in FIG. It is an enlarged view for explaining the details of. FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of interpolating a pixel to be interpolated by one of upper and lower pixels vertically adjacent to each other in interpolation of a field image. FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining a method of interpolation using the average value of pixels, and FIG. 11 is a diagram for explaining a method of interpolation using the correlation of diagonal pixels of the pixels to be interpolated. FIG. 12 is a diagram for explaining interpolation in 5 directions, and FIG. 13 is a diagram for explaining interpolation in 7 directions. Furthermore, FIG. 14 and FIG. 15 are reference diagrams related to the interpolation direction determination using the correlation.

【0004】インターレース走査は、1枚のフレーム画
像を時間を異にした2枚のフィールド画像に分けて、1
回目の走査の軌跡の間を2回目の走査が埋めるように、
2回に分けて走査して映像を映し出す走査方法である。
2回に分けて映し出される2枚の画像は、人間の視覚特
性上の残像効果により、1枚の画像として認識される。
しかし、この2回に分けて送られてきた2枚のフィール
ド画像をそのままフレーム画像に変換して静止画を生成
する場合、カメラおよび被写体が完全に静止していれば
問題はないが、いずれかが移動していると、フィールド
画像間の時間上のずれにより、画像の奇数走査線と偶数
走査線走査線との間で画像の連続性が損なわれ、第1フ
ィールドの画像と第2フィールドの画像との間にずれが
生じることになる。この結果、表示画像の品質が低下す
ることとなる。
In the interlaced scanning, one frame image is divided into two field images at different times and
As the second scan fills the space between the trajectories of the second scan,
This is a scanning method in which an image is displayed by scanning in two steps.
The two images projected twice are recognized as one image due to the afterimage effect on human visual characteristics.
However, when the two field images sent in two times are directly converted into frame images to generate a still image, there is no problem if the camera and the subject are completely stationary. , The temporal shift between the field images impairs the continuity of the image between the odd and even scan lines of the image, causing There will be a gap with the image. As a result, the quality of the displayed image is deteriorated.

【0005】そこで、第1フィールドまたは第2フィー
ルドのいづれか1枚のフィールド画像をもとにフレーム
画像を導くことが考えられるが、この場合、図8に示す
ように、もとになるフィールド画像は、1本おきに走査
線の間が空いているため画像データを補間をする必要が
ある。この補間の方法としては従来より種々のものが提
案されており、その幾つかについて以下に説明する。
尚、以下の説明において、B(0)は補間される画素デ
ータを表し、A(n)とC(n)は補間の際に参照され
る上側および下側の水平走査線のそれぞれの参照画素デ
ータを表している。ただし、nは、画素データB(0)
を基準とした水平走査線上の画素データの配列番号を表
す。
Therefore, it is possible to derive a frame image based on either one of the first field image and the second field image. In this case, the original field image is as shown in FIG. Since there is a space between every other scanning line, it is necessary to interpolate the image data. Various methods have been conventionally proposed as this interpolation method, some of which will be described below.
In the following description, B (0) represents pixel data to be interpolated, and A (n) and C (n) are reference pixels of the upper and lower horizontal scanning lines referred to during interpolation. Represents data. However, n is the pixel data B (0)
Represents the array element number of the pixel data on the horizontal scanning line with reference to.

【0006】その第一は単純に繰り返す方法であり、図
9に示すように、フィールド画像の奇数の走査線1、走
査線3、・・・のそれぞれの画像データをそのまま偶数
の走査線2、走査線4、・・・の画像データとして補間
する方法である。即ち、この方法によれば、 B(0)=A(0) として補間する。当然のことながら、偶数の走査線から
奇数の走査線を補間してもよい。この方法では、垂直方
向の解像度が2分の1になり、斜線にギザギザが極めて
目立つようになる。
The first is a method of simply repeating it. As shown in FIG. 9, the image data of each of the odd scanning lines 1, 3 ... This is a method of interpolating as image data of the scanning lines 4, .... That is, according to this method, B (0) = A (0) is interpolated. Of course, the odd scan lines may be interpolated from the even scan lines. With this method, the vertical resolution is halved, and the jagged lines become very noticeable.

【0007】次に、図10に示すように、補間すべき画
素を上下の2つの画素の参照画像データの平均値で補間
するがある。即ち、この方法によれば、 B(0)=(A(0)+C(0))/2 として補間する。この方法では、若干ギザギザは目立た
なくなるが、エッジの劣化により画像がぼける印象を与
えることになる。
Next, as shown in FIG. 10, the pixel to be interpolated may be interpolated by the average value of the reference image data of the upper and lower two pixels. That is, according to this method, interpolation is performed with B (0) = (A (0) + C (0)) / 2. With this method, the image is slightly jagged, but the image is blurred due to the deterioration of the edges.

【0008】更に、図11に示すように、エッジの方向
性に注目し、補間すべき画素の垂直方向だけでなく右上
から左下方向、および左上から右下方向の全部で3方向
について、その方向の補間すべき画素を挟む2個の参照
画素の画像データに対して差分を計算し、これが最小に
なる方向の2個の画素の画像データの平均値で補間する
方法も知られている。即ち、この方法によれば、 B(0)=(A(-1)+C(1))/2 B(0)=(A(0)+C(0))/2 B(0)=(A(1)+C(-1))/2 のB(0)のうち、最も小さい値を補間画素の画像デー
タとして補間する。
Further, as shown in FIG. 11, paying attention to the directionality of the edge, not only in the vertical direction of the pixel to be interpolated but also in all three directions from the upper right to the lower left and from the upper left to the lower right, that direction There is also known a method of calculating the difference between the image data of two reference pixels sandwiching the pixel to be interpolated, and interpolating with the average value of the image data of the two pixels in the direction in which the difference is minimized. That is, according to this method, B (0) = (A (-1) + C (1)) / 2 B (0) = (A (0) + C (0)) / 2 B (0) = The smallest value of B (0) of (A (1) + C (-1)) / 2 is interpolated as the image data of the interpolation pixel.

【0009】ところが、画像にはかなり水平に近い傾斜
エッジもあり、この場合上記の3方向補間では十分に対
応することができない。そこで、図12および図13に
示すように、補間しようとする画素の上下の水平走査線
上により多くの参照画素を設定して、例えば5方向また
は7方向の画素を参照する必要が生じる。しかし、この
場合、図13に示すA(−3)とC(3)、またはA
(3)とC(−3)の如く、補間される画素B(0)か
ら参照する画素が遠い程、画像的に関連がない画素であ
って、しかもその輝度が略一致することの可能性が高く
なる。したがって、この場合、補間画素B(0)は隣接
する画素とは不連続な全く異なる値で置き換えられる場
合が生じ、画像上極めて目立つノイズとなって現れる。
However, the image also has an inclined edge that is substantially horizontal, and in this case, the above-described three-direction interpolation cannot sufficiently cope with it. Therefore, as shown in FIGS. 12 and 13, it becomes necessary to set more reference pixels on the horizontal scanning lines above and below the pixel to be interpolated to refer to pixels in, for example, 5 directions or 7 directions. However, in this case, A (-3) and C (3) shown in FIG.
Like (3) and C (-3), the further the reference pixel is from the pixel B (0) to be interpolated, the more likely it is that the pixels are not image-related and that their luminances are substantially the same. Becomes higher. Therefore, in this case, the interpolated pixel B (0) may be replaced with a completely different value which is discontinuous from the adjacent pixel, and appears as extremely noticeable noise on the image.

【0010】このような従来の画像データ補間技術を改
良したものとして特開平5−153562号公報に開示
されているものが知られている。この画像データ補間技
術は、図13に示すような7方向の補間を想定してい
て、まず補間がその6つの参照画素、図13ではA(−
1)とC(1)、A(0)とC(0)、A(1)とC
(−1)を第一の領域としてそれぞれの方向について相
関性を判断する。そして、この第1の領域における斜め
方向、つまりA(−1)とC(1)もしくはA(1)と
C(−1)に相関がある場合は、さらに浅い角度につい
ても相関性を判断する。即ち、最初の段階でA(1)と
C(−1)に相関があると判断されたならば、A(1)
とC(−1)、A(2)とC(−2)、A(3)とC
(−3)を第二の領域としてそれぞれについて相関性を
判断し、一方、A(−1)とC(1)に相関性があると
判断されたならば、A(−1)とC(1)、A(−2)
とC(2)、A(−3)とC(3)を第三の領域として
それぞれについて相関性を判断し、最も相関性が強いも
のを判断して補間画素データを決定している。
As an improved version of the conventional image data interpolation technique, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 153562/1993 is known. This image data interpolation technique assumes interpolation in 7 directions as shown in FIG. 13. First, the interpolation is performed by the six reference pixels, and in FIG.
1) and C (1), A (0) and C (0), A (1) and C
The correlation is determined for each direction with (-1) as the first region. Then, when there is a correlation between the diagonal direction in the first region, that is, A (-1) and C (1) or A (1) and C (-1), the correlation is determined even at a shallower angle. . That is, if it is determined that there is a correlation between A (1) and C (-1) at the first stage, A (1)
And C (-1), A (2) and C (-2), A (3) and C
The correlation is determined for each of the regions (-3) as the second region. On the other hand, if it is determined that A (-1) and C (1) have correlation, A (-1) and C ( 1), A (-2)
And C (2) and A (-3) and C (3) are used as the third regions to determine the correlation, and the one having the strongest correlation is determined to determine the interpolated pixel data.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の画像データ補間技術によれば、必ずしも正確な補
間が行われない場合があり、結果として得られた補間画
像では本来滑らかな輪郭線に凹凸が発生し、補間ミスの
ノイズが目につくことが少なくない(正当でない補間が
行われること、またそのようにして補間された画素を、
以後「補間ミス」と記す)。その理由として、第一に、
画像のエッジは常に実際の画素に沿って存在しているわ
けではないことが挙げられる。たとえば、図14に示す
画像においてB(0)を補間する場合を考える。この場
合、直線LがA(0)とA(1)との境界部分からC
(−1)とC(0)との境界部分を横切っていて、A
(3)とC(−3)に全く同じ画像データの点が存在し
ているとする。このような状態の画像は、解像度が印刷
等と比べて高くないNTSC方式のテレビ画像等をデジ
タル化して取り扱っている場合に十分有り得る。
However, according to these conventional image data interpolation techniques, accurate interpolation may not always be performed, and the resulting interpolated image may have irregularities in the originally smooth contour line. Occurrence of noise due to interpolation errors is often observed (incorrect interpolation is performed, and pixels interpolated in this way are
Hereinafter referred to as "interpolation error"). First of all,
It can be mentioned that the edges of the image do not always lie along the actual pixels. For example, consider the case where B (0) is interpolated in the image shown in FIG. In this case, the straight line L is C from the boundary between A (0) and A (1).
A crossing the boundary between (-1) and C (0)
It is assumed that exactly the same image data points exist in (3) and C (-3). An image in such a state is sufficiently possible when an NTSC television image or the like whose resolution is not higher than that of printing is digitized and handled.

【0012】ここで、A(0)、A(1)、C(−
1)、C(0)の画素データをそれぞれ、5、5、6、
3とし、一方、A(3)、C(−3)の画像データをx
とする。また、他の参照画素との相関が低いとする。こ
のような場合、A(0)とC(0)との差分値は2であ
り、また、A(1)とC(−1)との差分値は1であっ
て、A(3)とC(−3)との差分値よりも大きく計算
される虞れが生じる。即ちこの場合、A(0)とC
(0)との相関、およびA(1)とC(−1)との相関
が、A(3)とC(−3)との相関より小さいと判定さ
れ、結果的にB(0)が、相関が必ずしも高くないA
(3)とC(−3)との画像データの平均値で補間され
るという問題があった。また、先に述べた特開平5−1
53562号公報の方法によっても、第一段階の判定で
斜線と判定されるため、同様の問題を有している。
Here, A (0), A (1), C (-
1) and C (0) pixel data are 5, 5, 6, and
3, while the image data of A (3) and C (-3) is x
And It is also assumed that the correlation with other reference pixels is low. In such a case, the difference value between A (0) and C (0) is 2, the difference value between A (1) and C (-1) is 1, and A (3) is There is a possibility that the calculated value will be larger than the difference value from C (−3). That is, in this case, A (0) and C
It is determined that the correlation with (0) and the correlation between A (1) and C (-1) are smaller than the correlation between A (3) and C (-3), and as a result, B (0) is , Correlation is not necessarily high A
There is a problem that interpolation is performed by the average value of the image data of (3) and C (-3). In addition, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-1
The method of Japanese Patent No. 53562 also has the same problem because it is determined as a diagonal line in the determination in the first step.

【0013】第二に、特開平5−153562号公報に
開示された方法によると、第一の例とは逆に、A(3)
とC(−3)とで補間するのが正しい場合であっても、
誤ってA(0)とC(0)で補間される場合がある。即
ち、この方法によれば、図15に示すA(0)とC
(0)、A(−1)とC(1)、A(1)とC(−1)
との第一の領域における3方向の相関において、斜め方
向の相関が検出されない場合には、第二および第三の領
域での相関を調べることをしない。このため、浅い角度
のエッジの場合、A(−3)とC(3)との相関が最も
強いにもかかわらず、補間画素データを生成するための
参照画素として採用されない場合が生じるという問題が
あった。
Secondly, according to the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-153562, contrary to the first example, A (3)
Even if it is correct to interpolate with C (-3),
There is a case in which interpolation is erroneously performed using A (0) and C (0). That is, according to this method, A (0) and C shown in FIG.
(0), A (-1) and C (1), A (1) and C (-1)
When the diagonal correlation is not detected in the three-direction correlation in the first region, the correlations in the second and third regions are not examined. Therefore, in the case of an edge having a shallow angle, there is a problem that it may not be adopted as a reference pixel for generating interpolated pixel data although the correlation between A (-3) and C (3) is strongest. there were.

【0014】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、浅い角度のエッジに対しても滑らかさを
実現する適切な補間を行い、さらにこの補間後に補間ミ
スによって発生したノイズを検出して取り除くことによ
り、補間ミスの発生を極力抑えて、1枚のフィールド画
像データから高品質なフレーム画像データを合成するこ
とのできる画像データ補間装置を提供することを課題と
している。
The present invention has been made in view of the above problems, and performs appropriate interpolation for realizing smoothness even for an edge having a shallow angle, and further eliminates noise generated by an interpolation error after this interpolation. An object of the present invention is to provide an image data interpolating device capable of synthesizing high-quality frame image data from one piece of field image data by suppressing the occurrence of interpolation error as much as possible by detecting and removing it.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決達成する
ために、本発明は次の構成を有する。請求項1記載の画
像データ補間装置は、フレームデータの奇数番目または
偶数番目の一方の走査線上の画素に対応する画素データ
を構成するフィールドデータから前記フレームデータの
奇数番目または偶数番目の他方の走査線上の補間画素に
対応する補間画素データを生成して前記フレームデータ
を生成する画像データ補間装置において、前記画像デー
タ補間装置は、前記補間画素を起点として補間方向を定
め、該補間方向に位置する前記画素データに基づいて前
記補間画素に対応する補間画素データを生成することに
より、前記フィールドデータを補間してフレームデータ
を生成するものであって、前記補間画素の上側に隣接す
る前記一方の走査線上の画素の列に対応する画素データ
の列を補間して第1の参照画素データの列を生成し且つ
前記補間画素の下側に隣接する前記一方の走査線上の画
素の列に対応する画素データの列を補間して第2の参照
画素データの列を生成する参照画素データ生成手段と、
前記第1の参照画素データの列を構成する連続した所定
個数の参照画素データの集合からなる第1のブロックデ
ータと前記補間画素データを挟んで前記第1のブロック
データに対向して前記第2の参照画像データの列を構成
する連続した所定個数の参照画素データの集合からなる
第2のブロックデータとの間の相関の演算結果に基づい
て前記補間画素の補間方向を定める補間方向決定手段
と、前記補間方向決定手段により定められた前記補間方
向に位置し且つ前記補間画素の上側および下側に隣接す
る前記一方の走査線上の画素に対応する画素データに基
づいて前記補間画素データを生成する補間画素データ生
成手段と、を備えて構成されている。
In order to solve the above problems, the present invention has the following constitution. The image data interpolating apparatus according to claim 1, wherein the field data forming pixel data corresponding to pixels on one of the odd-numbered or even-numbered scanning lines of the frame data scans the other of the odd-numbered or even-numbered scans of the frame data. In an image data interpolating device that generates interpolating pixel data corresponding to interpolating pixels on a line to generate the frame data, the image data interpolating device determines an interpolation direction from the interpolation pixel as a starting point, and is positioned in the interpolation direction. Interpolating the field data to generate frame data by generating interpolated pixel data corresponding to the interpolated pixel based on the pixel data, and the one scan adjacent to the upper side of the interpolated pixel. Interpolating a column of pixel data corresponding to a column of pixels on the line to generate a first column of reference pixel data, and Serial and reference pixel data generating means for generating a sequence of second reference pixel data by interpolating a row of pixel data corresponding to the columns of pixels of the one scan line adjacent to the lower side of the interpolated pixel,
The first block data composed of a set of consecutive predetermined number of reference pixel data forming a column of the first reference pixel data and the interpolated pixel data are sandwiched between the first block data and the second block data. Interpolation direction determining means for determining the interpolation direction of the interpolation pixel based on the calculation result of the correlation with the second block data formed of a set of continuous predetermined number of reference pixel data forming the column of the reference image data of , The interpolation pixel data is generated based on pixel data corresponding to pixels on the one scanning line located in the interpolation direction determined by the interpolation direction determining means and adjacent to the upper side and the lower side of the interpolation pixel. And interpolation pixel data generation means.

【0016】請求項2記載の画像データ補間装置は、フ
レームデータの奇数番目または偶数番目の一方の走査線
上の画素に対応する画素データを構成するフィールドデ
ータから前記フレームデータの奇数番目または偶数番目
の他方の走査線上の補間画素に対応する補間画素データ
を生成して前記フレームデータを生成する画像データ補
間装置において、前記画像データ補間装置は、前記補間
画素を起点として補間方向を定め、該補間方向に位置す
る前記画素データに基づいて前記補間画素に対応する補
間画素データを生成することにより、前記フィールドデ
ータを補間してフレームデータを生成するものであっ
て、前記補間画素データと該補間画素データに隣接また
は該補間画素データの近傍に位置する画素データとの比
較に基づいて前記補間データの正当性を判定する判定手
段と、前記判定手段による判定の結果に基づいて前記補
間画素データを該補間画素データに隣接または該補間画
素データの近傍に位置する画素の画素データから生成し
た補正データに置き換えて補間画素データを補正する相
関値補正手段と、を備えて構成されている。
According to another aspect of the image data interpolating apparatus of the present invention, from the field data forming the pixel data corresponding to the pixel on the odd-numbered or even-numbered scanning line of the frame data, the odd-numbered or even-numbered field data of the frame data is selected. In an image data interpolating device that generates interpolating pixel data corresponding to an interpolating pixel on the other scanning line to generate the frame data, the image data interpolating device determines an interpolating direction starting from the interpolating pixel, and the interpolating direction Interpolating the field data to generate frame data by generating interpolated pixel data corresponding to the interpolated pixel based on the pixel data located in the interpolated pixel data and the interpolated pixel data and the interpolated pixel data. Based on comparison with pixel data located adjacent to or near the interpolated pixel data. Determination means for determining the correctness of the data, and a correction generated from the pixel data of pixels located adjacent to the interpolation pixel data or in the vicinity of the interpolation pixel data based on the result of the determination by the determination means. Correlation value correcting means for correcting the interpolated pixel data by replacing it with data.

【0017】請求項3記載の画像データ補間装置は、請
求項1に記載の画像データ補間装置の補間方向決定手段
が、補間方向に基づいた重みづけをして相関を演算する
ように構成されている。
According to a third aspect of the present invention, the image data interpolating apparatus is configured such that the interpolation direction determining means of the image data interpolating apparatus according to the first aspect calculates the correlation by weighting based on the interpolation direction. There is.

【0018】請求項4記載の画像データ補間装置は、請
求項2に記載の画像データ補間装置の判定手段が、2次
微分または8方向ラプラシアンを用いて補間画素データ
と該補間画素データに隣接または該補間画素データの近
傍に位置する画素データとの比較をするように構成され
ている。
In the image data interpolating device according to the fourth aspect, the determining means of the image data interpolating device according to the second aspect uses the second derivative or the eight-direction Laplacian to interpolate the pixel data and the adjacent pixel data. The interpolation pixel data is configured to be compared with pixel data located in the vicinity.

【0019】請求項1および請求項3記載の画像データ
補間装置によれば、参照データ生成手段は、たとえば補
間画素の上側に隣接する走査線上の隣り合った画素デー
タの間にこれらの平均値をとったものを加えて第1の参
照画素データの列を生成し、同様に補間画素の下側に隣
接する走査線上の隣り合った画素データの間にこれらの
平均値をとったものを加えて第2の参照画素データの列
を生成して、水平方向の参照画素データを増やす。つぎ
に、補間方向決定手段は、補間画素の上側の走査線上の
第1のブロックデータと補間画素との延長線上にある下
側の走査線上の第2のブロックデータとの間の相関を各
補間方向について演算し、さらにこの演算結果を補間方
向に応じた重みづけをして最適な補間方向を決定する。
補間画素データ生成手段は、決定された補間方向に位置
する画素データを用いて補間画素の補間画素データを生
成する。
According to the image data interpolating device of the first or third aspect, the reference data generating means, for example, obtains an average value of these average values between adjacent pixel data on the scanning line adjacent to the upper side of the interpolation pixel. The first reference pixel data row is generated by adding the obtained data, and the average of these values is added between the adjacent pixel data on the scanning line adjacent to the lower side of the interpolation pixel. A second row of reference pixel data is generated to increase the number of horizontal reference pixel data. Next, the interpolation direction determining means interpolates the correlation between the first block data on the upper scanning line of the interpolation pixel and the second block data on the lower scanning line on the extension line of the interpolation pixel. The optimum interpolation direction is determined by calculating the direction and weighting the calculation result according to the interpolation direction.
The interpolation pixel data generation means generates the interpolation pixel data of the interpolation pixel by using the pixel data located in the determined interpolation direction.

【0020】請求項2および請求項4記載の画像データ
補間装置によれば、判定手段は、2次微分または8方向
ラプラシアンを用いて補間画素データと該補間画素デー
タの画素の周辺(隣接または近傍)に位置する画素の画
素データとを比較して正当性(補間ミス)を判定する。
この判定の結果、補間画素データが正当でない場合、相
関値補正手段は、補間画素の周辺画素の画素データから
補正データを生成し、この補正データで補間画素データ
を置き換えることにより補間し直す。
According to the image data interpolating device of the second and fourth aspects, the determining means uses the second derivative or the eight-direction Laplacian to interpolate the pixel data and the periphery (adjacent or neighboring) of the pixel of the interpolating pixel data. ) And the pixel data of the pixel located at () to determine the validity (interpolation error).
If the result of this determination is that the interpolated pixel data is not valid, the correlation value correction means re-interpolates by generating correction data from the pixel data of the peripheral pixels of the interpolated pixel and replacing the interpolated pixel data with this correction data.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態にかかる画像
データ補間装置および補間方法について図1から図6を
参照して説明する。図1は、本発明の実施形態例にかか
る画像データ補間装置の構成を表すブロック図である。
また、図2は、補間しようとする画素の周辺の画素の画
素データの配列を表す画像データ配列図であり、図3
は、図2に示す画像データから参照画像データを得る水
平方向補間処理を説明するための説明図である。さら
に、図4は、図3に示す参照画像データから相関値を算
出する方法を説明するための説明図であり、また、図5
は、画像データの補間ミスを説明するための説明図であ
る。さらにまた、図6は、本発明における補間処理の流
れを説明するためのフローチャートである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An image data interpolating apparatus and an interpolating method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image data interpolating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an image data array diagram showing an array of pixel data of pixels around the pixel to be interpolated, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a horizontal direction interpolation process for obtaining reference image data from the image data shown in FIG. 2. Further, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a correlation value from the reference image data shown in FIG. 3, and FIG.
[Fig. 6] is an explanatory diagram for explaining an interpolation error of image data. Furthermore, FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of the interpolation processing in the present invention.

【0022】まず、図1に示すように、本実施形態にか
かる画像データ補間装置は、入力ビデオ信号Piを入力
し、この入力ビデオ信号Piをデジタル化して画像デー
タDを生成するA/Dコンバータ101と、A/Dコン
バータ101によりデジタル化して得られた1フレーム
分の画像データDを蓄えるフレームメモリ102と、後
述するコントローラに制御されてフレームメモリ102
から転送された画像データDをD/A変換して出力ビデ
オ信号POを生成するD/Aコンバータ103と、後述
するCPUの制御の下にA/Dコンバータ101、D/
Aコンバータ103およびフレームメモリ102の動作
を制御するコントローラ104と、A/Dコンバータ1
01によりデジタル化してフレームメモリ102に格納
された画像データDの相関演算処理等を実行すると共に
前記フレームメモリ102およびコントローラ104の
動作を制御するCPU105とを具備して構成されてい
る。ここで、入力ビデオ信号Piをデジタル化して得ら
れる画像データDとして輝度データを想定して説明する
こととする。なお、CPU105は、相関演算データを
格納するためのRAMおよび制御プログラムを格納した
ROMを内蔵したものとなっている。
[0022] First, as shown in FIG. 1, the image data interpolating apparatus according to this embodiment receives the input video signal P i, to generate the image data D to the input video signal P i and digitizing A / A D converter 101, a frame memory 102 for storing one frame of image data D obtained by digitization by the A / D converter 101, and a frame memory 102 controlled by a controller described later.
Image data D transferred from the D / A converter 103 to generate an output video signal P O , and the A / D converters 101 and D / D under the control of the CPU described later.
A controller 104 that controls the operations of the A converter 103 and the frame memory 102, and an A / D converter 1
The CPU 105 is configured to include a correlation calculation process of the image data D digitized by 01 and stored in the frame memory 102, and control the operations of the frame memory 102 and the controller 104. Here, description will be made assuming luminance data as the image data D obtained by digitizing the input video signal P i . The CPU 105 has a built-in RAM for storing correlation calculation data and a ROM storing a control program.

【0023】以下、このように構成された本実施形態例
にかかる画像データ補間装置の動作と補間方法につい
て、図1から図6を参照しながら説明する。この画像デ
ータ補間装置は、すでに存在する1枚のフィールド画像
の「・・・、i-1、i+1、・・・」の行の画素データから「・・・、i-
2、i、i+2、・・・」の行の画素データを生成するものとし、
説明の簡略にするため、図2に示す第i行j列の画素
(以下、補間画素と記す)の画素データ(以下、補間画
素データと記す)B(0)を生成して補間する場合につ
いて、図6に示すフローチャートに従って説明する。
The operation and the interpolation method of the image data interpolating apparatus according to the present embodiment thus configured will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. This image data interpolating device calculates "..., i-" from the pixel data of the row of "..., i-1, i + 1, ..." in one field image that already exists.
2, i, i + 2, ... ”, and the pixel data of the row is generated,
For simplification of description, a case of generating and interpolating pixel data (hereinafter, referred to as interpolated pixel data) B (0) of a pixel (hereinafter, referred to as interpolated pixel) in the i-th row and j-th column shown in FIG. A description will be given according to the flowchart shown in FIG.

【0024】まず、図1において、入力されたビデオ信
号Piは、A/Dコンバータ101によってデジタルデ
ータである画像データDに変換される。変換して得られ
た画像データDのうち、1フレーム分の画像データD
が、コントローラ104の制御によりフレームメモリ1
02に入力される。フレームメモリ102は、入力した
1フレーム分の画像データのうち第1フィールドを構成
する画素データを奇数行アドレスに、また第2フィール
ドを構成する画像データを偶数行アドレスに対応付けて
格納する。
First, in FIG. 1, the input video signal P i is converted into image data D which is digital data by the A / D converter 101. Of the image data D obtained by conversion, the image data D for one frame
However, the frame memory 1 is controlled by the controller 104.
02 is input. The frame memory 102 stores the pixel data forming the first field in the input image data for one frame in an odd row address and the image data forming the second field in an even row address.

【0025】つぎに、図1に示すCPU105は、フレ
ームメモリ102から、図2に示す第i−1行の画素デ
ータA(−4)〜A(4)を読みだす。そして、図3に
示すように、隣り合った画像データの間にそれらの平均
値からなる画像データを補間して、参照画素データP
(−8)〜P(8)を新たに生成する。同様に画素デー
タC(−4)〜C(4)から、参照画素データQ(−
8)〜Q(8)を生成する(ステップS1)。
Next, the CPU 105 shown in FIG. 1 reads out the pixel data A (-4) to A (4) of the (i-1) th row shown in FIG. 2 from the frame memory 102. Then, as shown in FIG. 3, the image data composed of the average value of the adjacent image data is interpolated to obtain the reference pixel data P.
(-8) to P (8) are newly generated. Similarly, from the pixel data C (-4) to C (4), the reference pixel data Q (-
8) to Q (8) are generated (step S1).

【0026】すなわち、 P(k)=A(k/2) (k=-8,-6,-4,-2,0,2,4,6,8) P(k)=(A((k-1)/2)+A((k+1)/2))/2 (k=-7,-5,-3,-1,1,3,5,7) Q(k)=C(k/2) (k=-8,-6,-4,-2,0,2,4,6,8) Q(k)=(C((k-1)/2)+C((k+1)/2))/2 (k=-7,-5,-3,-1,1,3,5,7) を計算してCPU105内部のRAMに蓄える。以下、
画素データA(−4)〜A(4)およびC(−4)〜C
(4)から、参照画素データP(−8)〜P(8)およ
びQ(−8)〜Q(8)を生成する処理を水平方向補間
処理と称す。
That is, P (k) = A (k / 2) (k = -8, -6, -4, -2,0,2,4,6,8) P (k) = (A (( k-1) / 2) + A ((k + 1) / 2)) / 2 (k = -7, -5, -3, -1,1,3,5,7) Q (k) = C (k / 2) (k = -8, -6, -4, -2,0,2,4,6,8) Q (k) = (C ((k-1) / 2) + C (( k + 1) / 2)) / 2 (k = -7, -5, -3, -1,1,3,5,7) is calculated and stored in the RAM inside the CPU 105. Less than,
Pixel data A (-4) to A (4) and C (-4) to C
The process of generating the reference pixel data P (-8) to P (8) and Q (-8) to Q (8) from (4) is referred to as horizontal direction interpolation process.

【0027】つぎに、水平方向補間処理により得られた
参照画素データP(・)およびQ(・)を、図4に示す
ように、それぞれ連続した3個の画像データを1ブロッ
クとし、このブロックで区切られた参照画素データの差
分和からブロック間相関値S(k)を各kに対して計算
する(ステップS2)。すなわち、 S(k) = |P(k-1)-Q(-k-1)| + |P(k)-Q(-k)| + |P(k+1)+Q(-k+1)| (k=-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7) を演算して、ブロック間相関値S(k)を求める。
Next, as shown in FIG. 4, the reference pixel data P (•) and Q (•) obtained by the horizontal direction interpolation processing are made into three consecutive image data as one block, respectively. The inter-block correlation value S (k) is calculated for each k from the sum of differences of the reference pixel data delimited by (step S2). That is, S (k) = | P (k-1) -Q (-k-1) | + | P (k) -Q (-k) | + | P (k + 1) + Q (-k + 1) | (k = -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5,6,7) The correlation value S (k) is calculated.

【0028】このブロック間相関値S(k)に対して更
に、 T(k) = α(k)S(k) + β(k) (k=-7,-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7) を演算して、補正ブロック間相関値T(k)を得る(ス
テップS3)。そして、この補正ブロック間相関値T
(k)の最小値を与えるkを最適な補間方向として定め
る(ステップS4)。ここで、ブロック間相関値S
(k)から補正ブロック間相関値T(k)を得る過程で
導入される補正係数α(k)およびβ(k)は、kの絶
対値の増加に伴って増加する補正値であり、これにより
kが異なる2つ以上のブロック間相関値S(k)が等し
いか、または僅かな差しかないときには、垂直方向、即
ち0に近い方のkを優先的に採用して補間方向を定め
る。
For this inter-block correlation value S (k), T (k) = α (k) S (k) + β (k) (k = -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1,0,1,2,3,4,5,6,7) to obtain a corrected inter-block correlation value T (k) (step S3). The correction block correlation value T
The value k that gives the minimum value of (k) is determined as the optimum interpolation direction (step S4). Here, the inter-block correlation value S
The correction coefficients α (k) and β (k) introduced in the process of obtaining the corrected inter-block correlation value T (k) from (k) are correction values that increase with an increase in the absolute value of k. Therefore, when two or more inter-block correlation values S (k) with different k are equal to each other or have a slight difference, the vertical direction, that is, k closer to 0 is preferentially adopted to determine the interpolation direction.

【0029】また、参照画素データを3個ずつブロック
化して得られるブロック間相関値S(k)は、1画素ず
つ比較して得られる相関値よりも、相関が少ない場合の
相関値がはるかに大きくなる。このため、補正係数α
(k)およびβ(k)により垂直方向の補間を優先する
ように補正係数を定めたとしても、斜め方向の補間方向
の選択も適切に行われ、浅い斜め方向の補間も適切に行
われる。なお、ブロック間相関値S(k)を算出する際
にブロック化される参照画素データ数は、3個に限定さ
れるものではなく、必要に応じて適切な個数を設定すれ
ばよい。
The inter-block correlation value S (k) obtained by dividing the reference pixel data into blocks of three is much smaller than the correlation value obtained by comparing each pixel. growing. Therefore, the correction coefficient α
Even if the correction coefficient is determined by (k) and β (k) so as to give priority to the interpolation in the vertical direction, the interpolation direction in the diagonal direction is appropriately selected, and the interpolation in the shallow diagonal direction is also appropriately performed. Note that the number of reference pixel data that is divided into blocks when calculating the inter-block correlation value S (k) is not limited to three, and an appropriate number may be set as necessary.

【0030】こうして得られた最適な補間方向を与える
kを用いて、 B(0) = (P(k)+Q(-k))/2 を演算して、補間画素データB(0)を得る(ステップ
S5)。そして、この補間画素データ値B(0)を、図
2に示す第i行j列の補間画素に対応するフレームメモ
リ102の所定のアドレスに格納する(ステップS
6)。
B (0) = (P (k) + Q (-k)) / 2 is calculated using k which gives the optimum interpolation direction thus obtained, and the interpolated pixel data B (0) is calculated. Get (step S5). Then, the interpolation pixel data value B (0) is stored in a predetermined address of the frame memory 102 corresponding to the interpolation pixel in the i-th row and the j-th column shown in FIG. 2 (step S).
6).

【0031】同様にして、処理の対象とする画素を移動
して、図2に示す第i行のすべての画素について、順次
繰り返し補間画素データを求め、フレームメモリ102
の対応する所定のアドレスに格納して1行分の補間され
た画素データを得る(ステップS7〜ステップS8〜ス
テップS1〜ステップS7)。ここで、補間に必要な画
素データA(・)およびC(・)のフレームメモリ10
2からの読み出しと、水平方向補間処理は、処理対象の
画素を移動したことにより新たに必要になった分だけ行
えばよい。
Similarly, the pixel to be processed is moved, the interpolated pixel data is sequentially and repeatedly obtained for all the pixels in the i-th row shown in FIG.
Is stored in a corresponding predetermined address of 1 to obtain interpolated pixel data for one row (step S7 to step S8 to step S1 to step S7). Here, the frame memory 10 for the pixel data A (•) and C (•) necessary for interpolation
The reading from 2 and the horizontal direction interpolation process may be performed as much as newly required due to the movement of the pixel to be processed.

【0032】さて、以上の補間処理(ステップS1〜ス
テップS8)により得られたフレーム画像についてさえ
も、補間結果が100%正当であるとは言えず、わずか
ながら補間ミスが生じる場合がある。そこで次に、この
わずかながら起こり得る補間ミスを補正する処理(以
下、補正処理と記す)について説明する。この補正処理
は、補間ミスにより補間された画素の画像データを検出
して判定するステップ(ステップS9)と、補間ミスが
検出された画像データを正当な補間データに置き換える
ステップ(ステップS10)とからなる。
Now, even with respect to the frame images obtained by the above interpolation processing (steps S1 to S8), the interpolation result cannot be said to be 100% valid, and a slight interpolation error may occur. Therefore, next, a process of correcting a slight interpolation error that may occur (hereinafter, referred to as a correction process) will be described. This correction processing includes a step of detecting and determining image data of pixels interpolated due to an interpolation error (step S9) and a step of replacing image data in which an interpolation error is detected with valid interpolation data (step S10). Become.

【0033】まず、補間ミスにより生成された補間画素
データを検出するステップについて説明する。通常、カ
メラ等の視覚センサによって取り込まれた画像は、視覚
センサの光学系や撮像素子の特性に起因して、被写体が
細かい水玉模様のような場合であっても、周囲の画素と
の境界にある程度のぼけを伴っている。しかし、補間ミ
スが生じると、その境界は、補間処理によって合成的に
生成されるため、極めて明瞭になるという特徴がある。
以下に説明する補正処理は、この特徴に着目したもので
あり、この特徴の有無を検出して補間ミスが生じたか否
かを判定するものである。
First, the step of detecting the interpolated pixel data generated by the interpolation error will be described. Normally, an image captured by a visual sensor such as a camera is displayed on the boundary with surrounding pixels even if the subject has a fine polka dot pattern due to the characteristics of the optical system of the visual sensor and the characteristics of the image sensor. There is some blurring. However, when an interpolation error occurs, the boundary is synthetically generated by the interpolation process, and therefore has the characteristic of being extremely clear.
The correction process described below focuses on this feature and detects the presence or absence of this feature to determine whether or not an interpolation error has occurred.

【0034】いま、図5に示す画素データ配列の第i行
j列の補間画素データB(0)が補間ミスにより生成さ
れた画素データであるとして、この補間画素データB
(0)を補正処理する場合について考える。同図におい
て、第i行の画素データは補間処理により得られたもの
であり、以下に説明する補正処理は、補間処理により得
られた行の画素データについてのみ行われる。
Now, assuming that the interpolated pixel data B (0) at the i-th row and j-th column of the pixel data array shown in FIG. 5 is the pixel data generated by the interpolation error, this interpolated pixel data B
Consider a case where (0) is corrected. In the figure, the pixel data of the i-th row is obtained by the interpolation process, and the correction process described below is performed only on the pixel data of the line obtained by the interpolation process.

【0035】図1に示すCPU105は、フレームメモ
リ102から図5に示す画素データA(−1)〜A
(1)、B(−1)〜B(1)、およびC(−1)〜C
(1)を読みだし、以下の演算式から、評価値dを算出
する。 d = |-A(0)+2*B(0)-C(0)| * |-B(-1)+2*B(0)-B(1)| * |
-A(-1)+2*B(0)+C(1)|* |-A(1)+2*B(0)+C(-1)| ここで、評価値dは、垂直方向、水平方向、左斜め上か
ら右斜め下方向、右斜め上から左斜め下方向にそれぞれ
2次微分を計算してその絶対値を掛け合わせたものであ
り、補間画素データB(0)が周囲の画素の画素データ
から孤立している度合いを表す。
The CPU 105 shown in FIG. 1 stores the pixel data A (-1) to A shown in FIG.
(1), B (-1) to B (1), and C (-1) to C
(1) is read out and the evaluation value d is calculated from the following arithmetic expression. d = | -A (0) + 2 * B (0) -C (0) | * | -B (-1) + 2 * B (0) -B (1) | * |
-A (-1) + 2 * B (0) + C (1) | * | -A (1) + 2 * B (0) + C (-1) | where the evaluation value d is the vertical direction , The horizontal direction, the diagonally upper left to the diagonally lower right, and the diagonally right to the diagonal lower left are respectively calculated, and the secondary differentials are calculated and the absolute values thereof are multiplied, and the interpolated pixel data B (0) is Represents the degree of isolation from the pixel data of the pixel.

【0036】一般に、図5に示すように、補間ミスが発
生した場合、周囲の画素に比較して画像レベルが大きく
異なったものになる。この場合、評価値dは極めて大き
な値を示すので、この評価値dが所定の閾値を上回る画
素データは、補間ミスにより生成されたものとみること
ができ、これにより補間処理により得られた画素データ
の正当性を容易に判定(以下、補間正当性判定という)
することができる(ステップS9)。また、補間ミスの
検出能力は若干落ちるとしても、評価値dとして、 d = |8*B(0)-A(-1)-A(0)-A(1)-B(-1)-B(1)-C(-1)-C(0)-
C(1)| のように、8方向ラプラシアンを使用してもよい。
In general, as shown in FIG. 5, when an interpolation error occurs, the image level is significantly different from the surrounding pixels. In this case, since the evaluation value d shows an extremely large value, it can be considered that the pixel data whose evaluation value d exceeds a predetermined threshold value is generated by an interpolation error. Easily judge the correctness of data (hereinafter referred to as interpolation correctness judgment)
Can be performed (step S9). In addition, even if the detection ability of the interpolation error is slightly lowered, the evaluation value d is d = | 8 * B (0) -A (-1) -A (0) -A (1) -B (-1)- B (1) -C (-1) -C (0)-
An eight-way Laplacian may be used, such as C (1) |.

【0037】つぎに、補間正当性判定において補間ミス
が検出され、補間が正当ではないと判定された場合、補
間ミスが検出された補間画素データを垂直方向の画像デ
ータで置き換える(ステップS10)。すなわち、補間
ミスが検出された補間画素の補間画像データを、 B(0) = (A(0)+C(0))/2 により得られる補間データで置き換える。この場合、補
間データは、補間ミスが検出された補間画素の上下に隣
接する画素データの平均値となる。
Next, if an interpolation error is detected in the interpolation correctness determination and it is determined that the interpolation is not correct, the interpolation pixel data in which the interpolation error is detected is replaced with vertical image data (step S10). That is, the interpolation image data of the interpolation pixel in which the interpolation error is detected is replaced with the interpolation data obtained by B (0) = (A (0) + C (0)) / 2. In this case, the interpolation data is the average value of the pixel data that is vertically adjacent to the interpolation pixel in which the interpolation error is detected.

【0038】同様にして、補間処理により生成された図
2に示す第i行のすべての画素データについて補正処理
(ステップS9〜ステップS10)を行うことにより、
補間処理(ステップS1〜ステップS8)において発生
した補間ミスが補正された1行分の画素データが得られ
る。さらに、同様にして、上述した補間処理と補正処理
とを補間しようとする各行毎に繰り返して行い、最終的
に1フィールド分の画像データから1フレーム分の画像
データが生成されてフレームメモリ102に与えられ
る。この結果、フレームメモリ102には補間ミスが補
正されたノイズの目立たない1フレーム分の画像データ
が格納される。
Similarly, by performing correction processing (steps S9 to S10) on all pixel data of the i-th row shown in FIG. 2 generated by the interpolation processing,
One row of pixel data in which the interpolation error generated in the interpolation processing (steps S1 to S8) is corrected is obtained. Further, similarly, the above-described interpolation processing and correction processing are repeatedly performed for each row to be interpolated, and finally image data for one frame is generated from the image data for one field and is stored in the frame memory 102. Given. As a result, the frame memory 102 stores the image data for one frame in which the interpolation error is corrected and the noise is inconspicuous.

【0039】補間処理と補正処理からなる一連の画像デ
ータ補間処理により1フレーム分の画像データが得られ
ると、CPU105は、コントローラ104を介してフ
レームメモリ102およびD/Aコンバータ103を制
御し、フレームメモリ102に格納された1フレーム分
の画像データをD/Aコンバータ103により出力ビデ
オ信号POに変換してこの装置から外部に出力する。
When one frame of image data is obtained by a series of image data interpolation processing consisting of interpolation processing and correction processing, the CPU 105 controls the frame memory 102 and the D / A converter 103 via the controller 104, The image data for one frame stored in the memory 102 is converted into an output video signal P O by the D / A converter 103 and output from this device to the outside.

【0040】上述した補正処理は、1行ごとに補間処理
と補正処理を繰り返して1フィールド分の補間された画
像データを処理するようにしたが、1フィールド分の全
ての画素データに対して補間処理を行った後に、一括し
て補正処理をするようにしてもよく、また、補間処理に
より十分な品質の画像が得られれば、補正処理を省略し
てもよい。
In the correction processing described above, the interpolation processing and the correction processing are repeated for each row to process the interpolated image data for one field. However, the interpolation processing is performed for all pixel data for one field. After performing the processing, the correction processing may be collectively performed, or the correction processing may be omitted if an image of sufficient quality can be obtained by the interpolation processing.

【0041】また、画素データから補間処理に使用する
参照画素データを生成する水平方向補間処理において、
隣接する画素データの間を、これら隣接する画素データ
の平均値からなるデータで補間して参照画素データを準
備したが、この水平方向補間処理において画素データを
補間するデータの数は幾つに増やしてもよく、また、処
理の簡略化のために、参照画素データP(・)およびQ
(・)を準備することなく、直接的に画素データA
(・)およびC(・)に対して同様の処理を施して補間
方向を求めてもよい。
Further, in the horizontal direction interpolation processing for generating the reference pixel data used for the interpolation processing from the pixel data,
The reference pixel data was prepared by interpolating the data between the adjacent pixel data with the average value of these adjacent pixel data, but the number of data for interpolating the pixel data in this horizontal direction interpolation processing is increased to any number. The reference pixel data P (.) And Q may be used for simplification of the processing.
Pixel data A directly without preparing (・)
The interpolation direction may be obtained by performing similar processing on (•) and C (•).

【0042】さらに、本実施形態例の画像データ補正装
置を構成するCPU105が、内部のROMに格納され
たプログラムに従って相関計算等を実行するものとなっ
ているが、本発明の本質はこの計算の実行手段に制約さ
れるものではない。すなわち、この計算処理を他のハー
ドウェアによって実現してもよく、また、パソコンやワ
ークステーションによりソフトウェアで同様の補間処理
をすべて実行するように構成してもよい。
Further, the CPU 105 constituting the image data correction apparatus of this embodiment executes the correlation calculation and the like according to the program stored in the internal ROM, but the essence of the present invention is the calculation. It is not restricted by the means of execution. That is, this calculation process may be realized by other hardware, or the same interpolation process may be entirely executed by software by a personal computer or a workstation.

【0043】さらにまた、本実施形態例の説明におい
て、画像データとして輝度データを想定したが、カラー
画像では色差信号についても補間処理する場合には、輝
度データを処理して求められる補間方向と同じ方向のデ
ータを参照して補間処理を行えばよい。
Further, in the description of the present embodiment, the luminance data is assumed as the image data, but when the color image is subjected to the interpolation processing for the color difference signal, the same as the interpolation direction obtained by processing the luminance data. The interpolation process may be performed with reference to the direction data.

【0044】上述した本実施形態例の画像データ補間装
置によれば、隣接した画素データの平均値で補間して得
られるP(・)およびQ(・)を参照画素データとして
用意して、補間の方向を定めるので、実際のエッジとは
関連のない画素データを参照画素データとして誤って補
間処理する可能性が低くなる。また、隣接した3つの画
素データからなるブロックごとに、補間しようとする画
素の周囲の画素の状態を反映させて相関を求めるので、
単純に上下に隣接する2画素の差分から相関を求める場
合に比較して、補間ミスが減少する。
According to the image data interpolating apparatus of the present embodiment described above, P (•) and Q (•) obtained by interpolating with the average value of adjacent pixel data are prepared as reference pixel data and interpolated. Since the direction is determined, the possibility that the pixel data unrelated to the actual edge is erroneously interpolated as the reference pixel data is reduced. Further, since the state of the pixels around the pixel to be interpolated is reflected for each block composed of three adjacent pixel data, the correlation is obtained.
Interpolation errors are reduced as compared with the case where the correlation is simply obtained from the difference between two vertically adjacent pixels.

【0045】また、本実施形態例の画像データ補正装置
によれば、垂直方向が優先されるように補正された評価
関数T(k)から補間方向を求めるので、どの方向につ
いても相関性が認められない場合、または正当な補間方
向でないにもかかわらず正当な補間方向の差分値に対し
て僅差で最小値を示しているような場合、垂直方向の補
間が行われる確率が高くなり、より近くの画素の画素デ
ータを参照して補間するので、補間ミスの発生が低減さ
れる。
Further, according to the image data correction apparatus of the present embodiment, the interpolation direction is obtained from the evaluation function T (k) which is corrected so that the vertical direction is prioritized, so that the correlation is recognized in any direction. If not, or if the difference value in the valid interpolation direction shows a minimum value even though it is not the valid interpolation direction, the probability of vertical interpolation is high, and it becomes closer. Since the interpolation is performed by referring to the pixel data of the pixel, the occurrence of interpolation error is reduced.

【0046】さらに、本実施形態例の画像データ補正装
置によれば、フレームメモリ102の後方にD/Aコン
バータ103が接続されており、静止画表示装置として
機能するが、このD/Aコンバータ103の代わりにプ
リンタエンジンを接続すれば、高画質なプリントが可能
なビデオプリンタを実現することができる。
Further, according to the image data correction apparatus of this embodiment, the D / A converter 103 is connected to the rear of the frame memory 102 and functions as a still image display apparatus. If a printer engine is connected instead of, a video printer capable of high-quality printing can be realized.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を得ることができる。すなわち、請求項1記載
の発明によれば、補間画素を挟んで対向する2つの参照
画素データのブロックの相関値から補間方向を定めるの
で、正確な補間方向を決定することができ、補間処理に
おける補間ミスを著しく低減させることができる。
According to the present invention as described above, the following effects can be obtained. That is, according to the first aspect of the invention, since the interpolation direction is determined from the correlation value of the two blocks of the reference pixel data that face each other with the interpolation pixel in between, the accurate interpolation direction can be determined, and the interpolation process can be performed. Interpolation errors can be significantly reduced.

【0048】また、請求項2記載の発明によれば、補間
ミスにより生成された画素データを検出して、この画素
データの周辺(隣接または近傍)に位置する画素データ
から生成した補間データで置き換えるので、補間処理に
おいて発生した補間ミスによる視覚上のノイズを事実上
排除することができる。
According to the second aspect of the present invention, the pixel data generated by the interpolation error is detected and replaced with the interpolation data generated from the pixel data located in the periphery (adjacent or near) of this pixel data. Therefore, it is possible to virtually eliminate visual noise due to an interpolation error generated in the interpolation process.

【0049】さらに、請求項3記載の発明によれば、補
間方向に基づいた重みづけをして相関を判断し、この判
断に基づいて補間するので、浅い角度のエッジに対して
も凹凸が少なく、なめらかな補間を実現することができ
る。
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the correlation is determined by weighting based on the interpolation direction, and the interpolation is performed based on this determination, so there is little unevenness even for edges with a shallow angle. , Smooth interpolation can be realized.

【0050】さらにまた、請求項4記載の発明によれ
ば、補間処理により得られた画素データの補間ミスを判
断するにあたり、2次微分または8方向ラプラシアンを
用いて補間により得られた画素データの孤立性を表す評
価値を算出して判断するので、補間ミスに対してこの評
価値が極めて大きな値を示し、補間ミスの判定を容易に
行うことができる。
Further, according to the invention of claim 4, in determining the interpolation error of the pixel data obtained by the interpolation processing, the pixel data obtained by the interpolation using the second derivative or the eight-direction Laplacian is used. Since the evaluation value representing the isolation is calculated and judged, this evaluation value shows an extremely large value with respect to the interpolation error, and the interpolation error can be easily determined.

【0051】従って、請求項1から請求項4記載の本発
明によれば、補間ミスが極めて少なく且つ補間ミスに起
因した視覚上のノイズを事実上排除することができるの
で、1枚のフレームデータから極めて高画質な静止画像
のフレームデータを得ることができる。
Therefore, according to the present invention as set forth in claims 1 to 4, the number of interpolation errors is extremely small and the visual noise caused by the interpolation errors can be virtually eliminated. It is possible to obtain still image frame data of extremely high quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image data interpolation device according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置により補間される画素を中心とする周辺画素の配列を
表す画素配列図である。
FIG. 2 is a pixel array diagram showing an array of peripheral pixels centered on a pixel interpolated by the image data interpolating apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置による参照画素データの生成を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining generation of reference pixel data by the image data interpolating device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置による相関値の算出方法を説明するための説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a correlation value by the image data interpolation device according to the exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置による補間ミスを説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an interpolation error by the image data interpolation device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態例にかかる画像データ補間装
置による補間処理および補正処理の流れを説明するため
のフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a flow of interpolation processing and correction processing by the image data interpolation device according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来の技術を説明するための元のフィールド画
像を表す参考図である。
FIG. 7 is a reference diagram showing an original field image for explaining a conventional technique.

【図8】従来の技術を説明するための元のフィールド画
像の細部を説明するための説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining details of an original field image for explaining a conventional technique.

【図9】補間される画素を垂直方向に隣接した上下いず
れかの画素で補間する従来の補間方法を説明するための
説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a conventional interpolation method of interpolating a pixel to be interpolated by one of vertically adjacent pixels.

【図10】補間される画素を垂直方向に隣接した上下の
画素の平均値で補間する従来の補間方法を説明するため
の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a conventional interpolation method of interpolating a pixel to be interpolated with an average value of vertically adjacent pixels.

【図11】補間される画素の斜め方向の画素の相関性を
使用して補間する従来の補間方法を説明するための説明
図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a conventional interpolation method of performing interpolation by using the correlation of diagonal pixels of the pixel to be interpolated.

【図12】5方向の補間について説明するための説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram for describing interpolation in five directions.

【図13】7方向の補間について説明するための説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram for describing interpolation in seven directions.

【図14】相関を使用した補間方向判定に関する参考図
である。
FIG. 14 is a reference diagram related to interpolation direction determination using correlation.

【図15】相関を使用した補間方向判定に関する参考図
である。
FIG. 15 is a reference diagram relating to interpolation direction determination using correlation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 A/Dコンバータ 102 フレームメモリ 103 D/Aコンバータ 104 コントローラ 105 CPU 101 A / D converter 102 Frame memory 103 D / A converter 104 Controller 105 CPU

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フレームデータの奇数番目または偶数番
目の一方の走査線上の画素に対応する画素データを構成
するフィールドデータから前記フレームデータの奇数番
目または偶数番目の他方の走査線上の補間画素に対応す
る補間画素データを生成して前記フレームデータを生成
する画像データ補間装置において、 前記画像データ補間装置は、前記補間画素を起点として
補間方向を定め、該補間方向に位置する前記画素データ
に基づいて前記補間画素に対応する補間画素データを生
成することにより、前記フィールドデータを補間してフ
レームデータを生成するものであって、 前記補間画素の上側に隣接する前記一方の走査線上の画
素の列に対応する画素データの列を補間して第1の参照
画素データの列を生成し且つ前記補間画素の下側に隣接
する前記一方の走査線上の画素の列に対応する画素デー
タの列を補間して第2の参照画素データの列を生成する
参照画素データ生成手段と、 前記第1の参照画素データの列を構成する連続した所定
個数の参照画素データの集合からなる第1のブロックデ
ータと前記補間画素データを挟んで前記第1のブロック
データに対向して前記第2の参照画像データの列を構成
する連続した所定個数の参照画素データの集合からなる
第2のブロックデータとの間の相関の演算結果に基づい
て前記補間画素の補間方向を定める補間方向決定手段
と、 前記補間方向決定手段により定められた前記補間方向に
位置し且つ前記補間画素の上側および下側に隣接する前
記一方の走査線上の画素に対応する画素データに基づい
て前記補間画素データを生成する補間画素データ生成手
段と、を備えたことを特徴とする画像データ補間装置。
1. A field data forming pixel data corresponding to a pixel on one of odd-numbered or even-numbered scanning lines of frame data and corresponding to an interpolated pixel on another odd-numbered or even-numbered scanning line of frame data. In the image data interpolating device that generates the interpolated pixel data to generate the frame data, the image data interpolating device determines an interpolating direction from the interpolating pixel as a starting point, and based on the pixel data located in the interpolating direction. By generating interpolated pixel data corresponding to the interpolated pixel, the field data is interpolated to generate frame data, and a frame of pixels on the one scanning line adjacent to the upper side of the interpolated pixel is formed. A column of the corresponding pixel data is interpolated to generate a column of the first reference pixel data, and is adjacent to the lower side of the interpolation pixel. A reference pixel data generation unit that interpolates a column of pixel data corresponding to a column of pixels on the one scanning line to generate a second column of reference pixel data, and a column of the first reference pixel data. The first block data consisting of a set of a predetermined number of continuous reference pixel data and the interpolated pixel data are sandwiched between the first block data and the second block of the reference image data. Interpolation direction determining means for determining an interpolation direction of the interpolation pixel based on a calculation result of a correlation with a second block data composed of a set of a predetermined number of reference pixel data; and the interpolation direction determining means defined by the interpolation direction determining means. An interpolation image for generating the interpolation pixel data based on pixel data corresponding to pixels on the one scanning line located in the interpolation direction and adjacent to the upper side and the lower side of the interpolation pixel. An image data interpolating device comprising: a raw data generating unit.
【請求項2】 フレームデータの奇数番目または偶数番
目の一方の走査線上の画素に対応する画素データを構成
するフィールドデータから前記フレームデータの奇数番
目または偶数番目の他方の走査線上の補間画素に対応す
る補間画素データを生成して前記フレームデータを生成
する画像データ補間装置において、 前記画像データ補間装置は、前記補間画素を起点として
補間方向を定め、該補間方向に位置する前記画素データ
に基づいて前記補間画素に対応する補間画素データを生
成することにより、前記フィールドデータを補間してフ
レームデータを生成するものであって、 前記補間画素データと該補間画素データに隣接または該
補間画素データの近傍に位置する画素データとの比較に
基づいて前記補間データの正当性を判定する判定手段
と、 前記判定手段による判定の結果に基づいて前記補間画素
データを該補間画素データに隣接または該補間画素デー
タの近傍に位置する画素の画素データから生成した補正
データに置き換えて補間画素データを補正する相関値補
正手段と、を備えたことを特徴とする画像データ補間装
置。
2. A field data forming pixel data corresponding to a pixel on one of odd-numbered or even-numbered scanning lines of frame data and corresponding to an interpolated pixel on another odd-numbered or even-numbered scanning line of the frame data. In the image data interpolating device that generates the interpolated pixel data to generate the frame data, the image data interpolating device determines an interpolating direction from the interpolating pixel as a starting point, and based on the pixel data located in the interpolating direction. Interpolating the field data to generate frame data by generating interpolation pixel data corresponding to the interpolation pixel, the interpolation pixel data being adjacent to the interpolation pixel data or in the vicinity of the interpolation pixel data. Determination means for determining the validity of the interpolation data based on the comparison with the pixel data located at Correcting the interpolated pixel data by replacing the interpolated pixel data with correction data generated from pixel data of a pixel adjacent to the interpolated pixel data or in the vicinity of the interpolated pixel data, based on the result of the judgment by the judgment means. An image data interpolating device, comprising: a correlation value correcting means.
【請求項3】 補間方向決定手段は、補間方向に基づい
た重みづけをして相関を演算することを特徴とする請求
項1に記載の画像データ補間装置。
3. The image data interpolating apparatus according to claim 1, wherein the interpolation direction determining means calculates the correlation by weighting based on the interpolation direction.
【請求項4】 判定手段は、2次微分または8方向ラプ
ラシアンを用いて補間画素データと該補間画素データに
隣接または該補間画素データの近傍に位置する画素デー
タとの比較をすることを特徴とする請求項2に記載の画
像データ補間装置。
4. The determining means compares the interpolated pixel data with pixel data located adjacent to the interpolated pixel data or in the vicinity of the interpolated pixel data by using a second derivative or eight-direction Laplacian. The image data interpolation device according to claim 2.
JP8005822A 1996-01-17 1996-01-17 Image data interpolation device Pending JPH09200575A (en)

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