JPH10164468A

JPH10164468A - 画像解像度変換装置、画像解像度変換方法およびビデオプリンター

Info

Publication number: JPH10164468A
Application number: JP8320312A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kishimoto; 正樹岸本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】画像のボケを無くすと共に簡易な構成で自由
倍率の解像度変換を行うことができる画像解像度変換装
置、画像解像度変換方法およびビデオプリンターの提供
を目的とする。【解決手段】この画像解像度変換装置は、画像データ
に対してアップサンプリングした後に低域通過フィルタ
ーを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大するマルチ
ステージインターポレータ３０と、マルチステージイン
ターポレータ３０により拡大された画像データに対し
て、所望の出力画素の位置に近い画素を出力して他の画
素を間引く間引き回路３３と、を備え、画像データの解
像度を１方向に自由倍率で変換するようにしたので、バ
イキュービック法と同程度の高画質の画像を低コストで
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ビデオ
プリンターにおける画素の解像度変換処理に適用して好
適な画像解像度変換装置、画像解像度変換方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、昇華式カラープリンターの高精細
化が進んでいるが、入力画像はビデオ信号程度の解像度
が主流であり、高解像度のものは余り普及していない。
つまり、プリンター側では高解像度のプリントが可能で
あるにもかかわらず、これに比べて入力画像データの解
像度が低い。また、画像を自由倍率でプリントしたいと
いう要求があった。そこで、高解像度のプリントを行う
場合には、プリンター内部で画像データに所定の解像度
変換処理を施して、疑似的に自由倍率で、高解像度の画
像データにする必要がある。しかし、画像データの解像
度変換処理の方法によってプリント出力の画質が大きく
左右されるため、より高画質な自由倍率の解像度変換処
理方法が求められていた。

【０００３】昇華式カラープリンターでは、サーマルヘ
ッドの移動方向、つまり副走査方向についてはアナログ
的に階調を変化させることにより解像度を制御できるの
で、主に１ライン分のプリントを行うように配列された
サーマルヘッドの発熱素子の方向、つまり主走査方向の
画像補間が必要とされる。すなわち、画像に対して主走
査方向の画素を自由倍率で解像度変換する処理が求めら
れていた。このような、画像解像度変換方法として、第
１に出力画素位置に１番近い位置の入力画素を出力画素
とする最近傍法補間演算方式（ニアレストネイバー
法）、第２に出力画素位置に近い位置の４つの入力画素
の重み付け平均値を出力画素とする内分点補間演算方式
（バイリニアー法）などのほかに、第３に出力画素に近
い１６個の入力画素とｓｉｎｃ関数（ｓｉｎｘ／ｘ≒ｘ
³＋ｘ²＋‥‥）との畳み込み演算値を出力画素とする
３次畳み込み補間演算方式（バイキュービック法）があ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の画像
解像度変換方式では、以下に述べるような問題点があっ
た。つまり、第１の最近傍法補間演算方式では、画像の
エッジの画素が保存されるため画像のボケはないが、斜
め方向のエッジがギザギザになり、画像の品質が低下す
るという不都合があった。また、第２の内分点補間演算
方式では、平均値を補間画素とするため画像がボケてし
まい、斜め方向のエッジのギザギザが少し残るという不
都合があった。また、第３の３次畳み込み補間演算方式
では、高画質の画像を得ることができるが、ハードウエ
ア化すると乗算器を多数個必要とするのでコストがアッ
プするという不都合があった。従って、第１の最近傍法
補間演算方式および第２の内分点補間演算方式では、画
質面で問題があり、第３の３次畳み込み補間演算方式で
は、コスト面で問題があった。

【０００５】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、画像のボケを無くすと共に簡易な構成で自由
倍率の解像度変換を行うことができる画像解像度変換装
置、画像解像度変換方法およびビデオプリンターの提供
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の画像解像度変
換装置は、画像データに対してアップサンプリングした
後に低域通過フィルターを通過させて、所定倍率でデー
タ数を拡大する拡大手段と、上記拡大手段により拡大さ
れた画像データに対して、所望の出力画素の位置に近い
画素を出力して他の画素を間引く間引き手段と、を備
え、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で変換
するようにしたものである。

【０００７】また、この発明の画像解像度変換方法は、
画像データに対してアップサンプリングした後に低域通
過フィルターを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大
し、拡大された画像データに対して、所望の出力画素の
位置に近い画素を出力して他の画素を間引くことによ
り、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で変換
するようにしたものである。

【０００８】また、この発明のビデオプリンターは、ビ
デオ画像の画像データに所定の解像度変換処理を施し
て、変換された画像データを用いてプリントヘッドによ
りプリントするビデオプリンターにおいて、画像データ
に対してアップサンプリングした後に低域通過フィルタ
ーを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大する拡大手
段と、上記拡大手段により拡大された画像データに対し
て、所望の出力画素の位置に近い画素を出力して他の画
素を間引く間引き手段と、を備え、上記画像データの解
像度を１方向に自由倍率で変換して出力画像をプリント
するようにしたものである。

【０００９】この発明の画像解像度変換装置、画像解像
度変換方法およびビデオプリンターによれば以下の作用
をする。まず、拡大手段の作用を説明する。拡大手段
は、第１の拡大手段、第２の拡大手段および第３の拡大
手段が縦続接続されているため、以下のようになる。第
１の拡大手段の２倍アップサンプリング回路において、
入力画像データが２倍のサンプリング周波数でサンプリ
ングされ，低域通過フィルターにおいて２倍アップサン
プリングされた画像データが滑らかに補間される。これ
により、第１の拡大手段において、入力画像データが２
倍に補間される。つまり、入力画像データは、２倍のサ
ンプリング周波数でサンプリングされて、原サンプリン
グ時点の値の間に、２倍サンプリング時点のゼロの値が
挿入された２倍アップサンプリング回路出力となり、さ
らに低域通過フィルターにより２倍サンプリング時点の
ゼロの値が原サンプリング時点の値に対して滑らかに補
間されて低域通過フィルター出力（２倍の画素数）とな
る。

【００１０】次に、第２の拡大手段の２倍アップサンプ
リング回路において、２倍の画像データが２倍のサンプ
リング周波数でサンプリングされ，低域通過フィルター
において２倍アップサンプリングされた画像データが滑
らかに補間される。これにより、第２の拡大手段におい
て、２倍の画像データがさらに２倍に補間されて４倍に
補間される。つまり、２倍の画像データは、２倍のサン
プリング周波数でサンプリングされて、原サンプリング
時点の値の間に、２倍サンプリング時点のゼロの値が挿
入された２倍アップサンプリング回路出力となり、さら
に低域通過フィルターにより２倍サンプリング時点のゼ
ロの値が原サンプリング時点の値に対して滑らかに補間
されて低域通過フィルター出力（４倍画素数）となる。

【００１１】さらに、第３の拡大手段の２倍アップサン
プリングにおいて、４倍の画像データが２倍のサンプリ
ング周波数でサンプリングされ，低域通過フィルターに
おいて２倍アップサンプリングされた画像データが滑ら
かに補間される。これにより、第３の拡大手段におい
て、４倍の画像データがさらに２倍に補間されて８倍に
補間される。つまり、４倍の画像データは、２倍のサン
プリング周波数でサンプリングされて、原サンプリング
時点の値の間に、２倍サンプリング時点のゼロの値が挿
入された２倍アップサンプリング回路出力となり、さら
に低域通過フィルターにより２倍サンプリング時点のゼ
ロの値が原サンプリング時点の値に対して滑らかに補間
されて低域通過フィルター出力（８倍画素数）となる。

【００１２】第１の拡大手段、第２の拡大手段および第
３の拡大手段において、それぞれ原サンプリング時点で
の値の間に、２倍サンプリング時点でのゼロの値が挿入
されて、それぞれの拡大手段における２倍サンプリング
周波数の半分の通過帯域を有する低域通過フィルターに
おいて、滑らかな信号に補間され、画像データはプリン
トヘッドの発熱素子数の８倍程度まで拡大される。この
ようにして、拡大手段から拡大手段出力として主走査方
向に８倍に拡大した画像データが得られる。

【００１３】次に、間引き手段の作用を説明する。ま
ず、拡大手段出力は例えばシフトレジスタを構成するカ
ウンタにおいて、順次カウントされてシフトされて出力
される。カウンタの出力は順次比較回路の一方の入力端
子に供給される。ここで、比較回路の他方の出力端子に
は所望出力画素位置信号が供給されている。つまり、所
望出力画素位置信号は、どのサンプル時点の値を比較回
路から出力させるかを決めるサンプリング信号となる。

【００１４】例えば、拡大手段で８倍に拡大された画像
データのうち５サンプル時点の値を比較回路から出力さ
せて８／５倍に拡大する場合には、最初の第１回の５サ
ンプル時点の値を出力させたらこの出力を加算回路に加
算してインクリメントし、さらに次の第２回の５サンプ
ル時点の値を出力させたらこの出力を加算回路に加算し
てインクリメントし、同様に、次の第３回の５サンプル
時点の値を出力させて、比較回路から順次出力画像デー
タを出力させる。

【００１５】つまり、拡大手段において入力画像データ
が８倍されているので、８倍に拡大された画像データに
対してどのサンプル時点の値と比較するかを決めること
により、出力画像データを８倍までの自由な倍率で出力
させることができる。このようにして、所望出力画素位
置信号のサンプリングレートに合わせて、間引き時に所
望出力画素位置に位置番近い画素を取り出していくこと
により、解像度を変換する処理を行うことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本実施の形態を説明す
る。本実施の形態の画像解像度変換装置は、ディジタル
画像に対して、同様の構成を多段縦続接続したマルチス
テージ構成のインターポレータを用いて拡大し、その後
間引きによって画像の解像度を変換することにより、バ
イキュービック法と同程度の高画質な出力画像を得るこ
とができると共に、乗算器を用いずに低コストで簡単な
構成で実現することができるものである。

【００１７】まず、本実施の形態の画像解像度変換装置
を適用するカラービデオプリンターについて説明する。
このカラービデオプリンターは、ビデオ信号を入力する
ビデオ入力部１と、ビデオ入力部１から入力されたアナ
ログのビデオ信号を量子化してディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器２と、ディジタルビデオ信号の１フレー
ム分のディジタルビデオ信号のデータを記憶して保持す
るフレームメモリとしての画像メモリ４と、画像メモリ
４に対するディジタルビデオ信号の書き込み及び読み出
しを制御するメモリ制御部３と、各種設定を行うスイッ
チ部５と、スイッチ部５における設定に基づいてメモリ
制御部の動作を制御するシステム制御部６と、システム
制御部６からの制御によりメカ機構の動作を制御する機
構制御部７と、機構制御部７により動作される印画用紙
送りモーター等のメカ機構８と、メカ機構８の印画用紙
送りモーターによる印画用紙の送り出しに同期して画像
メモリ４から１ラインずつのディジタルビデオ信号のデ
ータを受け取り、各種画像処理を施す画像処理部９と、
印画用紙に画像処理を施されたディジタルビデオ信号の
データをプリントするサーマルヘッド１１とを有する。

【００１８】ここで、特に、本実施の形態では、画像処
理部９において、ディジタル画像に対して、マルチステ
ージ構成のインターポレータを用いて拡大し、その後間
引きによって画像の解像度を変換するリサイズブロック
１０を有する。

【００１９】このように構成されたカラービデオプリン
ターは以下のような動作をする。ビデオ入力部１からＡ
／Ｄ変換器２にビデオ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器２
においてビデオ入力部１から供給されたアナログのビデ
オ信号が量子化されてディジタル信号に変換される。Ａ
／Ｄ変換器２において変換されたディジタルビデオ信号
はメモリ制御部３に供給される。メモリ制御部３から画
像メモリ４に１フレーム分のディジタルビデオ信号のデ
ータが記憶されるように書き込み動作が行われる。

【００２０】スイッチ部５において設定された各種設定
に基づいてシステム制御部６からメモリ制御部に対して
データの書き込みまたは読み出しの動作が制御される。
また、システム制御部６から機構制御部７に対してメカ
機構の動作指令が供給されると、機構制御部７により印
画用紙送りモーター等のメカ機構８が動作される。そこ
で、システム制御部６からメモリ制御部に対して画像メ
モリ４からデータの読み出しの動作指令が供給される。
すると、メカ機構８の印画用紙送りモーターによる印画
用紙の送り出しに同期して画像メモリ４から１ラインず
つのディジタルビデオ信号のデータが読み出されて画像
処理部９に供給される。画像処理部９において１ライン
ずつのディジタルビデオ信号のデータに対して各種画像
処理が施される。画像処理を施されたディジタルビデオ
信号のデータはサーマルヘッド１１に供給される。サー
マルヘッド１１において、この画像データの階調に応じ
た発熱量で印画用紙にディジタルビデオ信号のデータが
プリントされる。

【００２１】ここで、特に、本実施の形態では、画像処
理部９のリサイズブロック１０において、ディジタル画
像に対して、マルチステージ構成のインターポレータを
用いて拡大し、その後間引きによって画像の解像度を変
換することにより、バイキュービック法と同程度の高画
質な出力画像データを得ることができると共に、乗算器
を用いずに低コストで簡単な構成で実現することができ
る。

【００２２】次に、図２を用いて画像処理部について説
明する。図２に示す画像処理部は図１に示した画像処理
部９に対応する。この画像処理部は、図１に示したシス
テム制御部６からのコントルールデータＤｃを格納する
レジスタ１２と、コントルールデータＤｃおよびレジス
タ１２からのデータに基づいて画像処理部の主走査方向
の動作を制御する主走査方向コントローラ１３と、コン
トルールデータＤｃおよびレジスタ１２からのデータに
基づいて画像処理部の副走査方向の動作を制御する副走
査方向コントローラ１４とを有する。

【００２３】また、この画像処理部は、図１に示したメ
モリ制御部３を介して画像メモリから供給される１ライ
ン分の入力画像データＤｉを順次１ライン毎に一時的に
保持するラインバッファ１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、ラ
インバッファ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに一時的に保持さ
れた１ライン毎の入力画像データＤｉを副走査方向に補
間する副走査方向補間ブロック１６と、副走査方向の補
間が施された画像データをスルーして副走査方向の補間
が施されない画像データのフィールドデータおよびフレ
ームデータのそれぞれに対して、画像補間を行うフィー
ルド／フレーム補間ブロック１７（ニンリニア補間ブロ
ック）と、フィールドデータに対して補間を行うリニア
補間ブロック１８とを有する。

【００２４】また、この画像処理部は、画像データの解
像度を変換するリサイズブロック１０と、リサイズブロ
ックにより解像度が変換された画像データの１ライン分
を一時的に保持するラインバッファ１９と、画像データ
に対して各種編集機能を付加する編集機能ブロック２０
と、１ライン分のシャープネス補正用の画像データを一
時的の保持するラインバッファ２１と、強調処理を行う
シャープネスブロック２２と、サーマルヘッドにおける
蓄熱補正を行う蓄熱補正ブロック２５と、短時定数の応
答系の蓄熱補正データを記憶する蓄熱補正メモリ２３
と、長時定数の応答系の蓄熱補正データを記憶する蓄熱
補正メモリ２４と、入力信号を２値化したときの一定し
きい値で落とされた濃淡に相当する雑音（ディザ）を原
信号に加えるディザブロック２６とを有する。

【００２５】ここで、この例では、特に、リサイズブロ
ック１０は、画像データに対してアップサンプリングし
た後にインターポレーションフィルターを通過させて、
所定倍率でデータ数を拡大するインターポレータと、イ
ンターポレータにより拡大された画像データに対して、
所望の出力画素の位置に近い画素を間引く間引き回路
と、を備え、上記画像データの解像度を１方向に自由倍
率で変換するものである。

【００２６】このように構成された画像処理部は以下の
ような動作をする。図１に示したシステム制御部６から
のコントルールデータＤｃがレジスタ１２、主走査方向
コントローラ１３及び副走査方向コントローラ１４に供
給される。レジスタ１２に格納されたコントルールデー
タＤｃは主走査方向コントローラ１３及び副走査方向コ
ントローラ１４に供給される。主走査方向コントローラ
１３においてコントルールデータＤｃおよびレジスタ１
２からのデータに基づいて画像処理部の主走査方向の動
作が制御され、副走査方向コントローラ１４においてコ
ントルールデータＤｃおよびレジスタ１２からのデータ
に基づいて画像処理部の副走査方向の動作が制御され
る。具体的には、主走査方向コントローラ１３及び副走
査方向コントローラ１４から、画像補間処理用のライン
バッファ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、リサイズおよび編集
機能用のラインバッファ１９、シャープネス用のライン
バッファ２１、蓄熱補正用の蓄熱補正メモリ２３、２４
のそれぞれに対して制御信号が供給される。

【００２７】また、図１に示したメモリ制御部３を介し
て画像メモリからラインバッファ１５ａ，１５ｂ，１５
ｃに１ライン分の入力画像データＤｉが順次供給され
る。つまり、ラインバッファ１５ａには１ライン後の画
像データＤｉ＋１が一時的に保持され，ラインバッファ
１５ｂには現在のラインの画像データＤｉが一時的に保
持され，ラインバッファ１５ｃには１ライン前の画像デ
ータＤｉ−１が一時的に保持される。ラインバッファ１
５ａ，１５ｂ，１５ｃに一時的に保持された１ライン毎
の入力画像データＤｉ＋１、Ｄｉ、Ｄｉ−１が副走査方
向補間ブロック１６に供給される。副走査方向補間ブロ
ック１６において、入力画像データＤｉ＋１、Ｄｉ、Ｄ
ｉ−１は副走査方向に補間される。例えば、副走査方向
補間ブロック１６において、フィールドデータが補間さ
れて、画像データが９０度回転されて、副走査方向に２
枚のプリント出力を得るようにして、副走査方向の補間
が行われる。副走査方向の補間が行われた画像データま
たは副走査方向の補間が行われずにスルーした画像デー
タはフィールド／フレーム補間ブロック１７に供給され
る。なお、副走査補間が行われたときは、後段のフィー
ルド／フレーム補間ブロック１７においてフィールド／
フレーム補間は行われず、フィールド／フレーム補間が
行われるのは副走査補間が行われずにスルーしたときに
のみ行うように処理を分けている。

【００２８】フィールド／フレーム補間ブロック１７に
おいて、副走査方向の補間が施されずにスルーした画像
データのフィールドデータおよびフレームデータのそれ
ぞれに対して、画像補間が行われる。具体的には、フィ
ールド／フレーム補間ブロック１７において、フィール
ドデータまたはフレームデータが２倍に補間される。ま
た、ここでフィールド／フレーム補間ブロック１７をノ
ンリニア補間ブロックと呼んでいるのは、ここで用いる
適応フィルターが（一般的に）非線形なフィルターであ
るからである。フィールドデータとフレームデータとで
それぞれ２倍に補間された画像データはニリア補間ブロ
ック１８に供給される。リニア補間ブロック１８におい
て、フレームデータはスルーして、フィルードデータに
対してのみ２倍に補間が行われる。つまり、ノンリニア
補間およびリニア補間のそれぞれの処理において、フレ
ームデータは２倍補間およびスルーで計２倍補間され、
フィールドデータは２倍補間および２倍補間で計４倍補
間される。ここでリニア補間ブロック１８と呼ぶのは、
ここで用いるフィルターが線形なフィルターであるから
である。

【００２９】このように補間された画像データはリサイ
ズブロック１０に供給される。リサイズブロック１８に
おいて、画像データの解像度が変換される。ここで、特
に、本実施の形態では、リサイズブロック１８におい
て、画像データに対してアップサンプリングした後に低
域通過フィルターを通過させて、所定倍率でデータ数を
拡大し、拡大された画像データに対して、所望の出力画
素の位置に近い画素を出力して他の画素を間引くことに
より、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で変
換する。

【００３０】このように解像度変換された画像データは
ラインバッファ１９に供給される。ここで、入力画像デ
ータＤｉが入力されたから、ラインバッファ１９に現ラ
インの画像データが供給される時点までで、１ライン分
の画像データの読み出し処理時間を要する。つまり、ラ
インバッファ１５、副走査補間ブロック１６、フィール
ド／フレーム補間ブロック１０、リニア補間ブロック１
７、リサイズブロック１８、ラインバッファ１９への書
き込み処理までは同期して行われる。

【００３１】そして、ラインバッファ１９からリサイズ
ブロックにより走査線数が変換された画像データの１ラ
イン分が読み出されて編集機能ブロック２０に供給され
る。編集機能ブロック２０において、画像データに対し
て各種編集機能が付加される。各種編集機能が付加され
た画像データはシャープネスブロック２２に供給され
る。シャープネスブロック２２において強調処理が行わ
れる。このとき、ラインバッファ２１において１ライン
分のシャープネス補正用の画像データが一時的に保持さ
れる。シャープネス補正された画像データは蓄熱補正ブ
ロック２５に供給される。

【００３２】蓄熱補正ブロック２５において、サーマル
ヘッドにおける蓄熱補正が行われる。このとき、蓄熱補
正メモリ２３から短時定数の応答系の蓄熱補正データが
蓄熱補正ブロック２５に供給され、蓄熱補正メモリ２４
から長時定数の応答系の蓄熱補正データが蓄熱補正ブロ
ック２５に供給され、２つの応答系は異なる処理で補正
される。

【００３３】蓄熱補正された画像データはディザブロッ
ク２６に供給される。ディザブロック２６において、入
力信号を２値化したときの一定しきい値で落とされた濃
淡に相当する雑音（ディザ）が原信号に加えされる。こ
のようにして、ディザブロック２６から出力画像データ
Ｄｏが出力される。

【００３４】ここで、画像データがラインバッファ１９
から読み出されてから、ディザブロック２６から出力画
像データＤｏが出力される時点までで、１ライン分の画
像データの読み出し処理時間を要する。つまり、ライン
バッファ１９からの読み出し、編集機能ブロック２０、
シャープネスブロック２２、蓄熱補正ブロック２５、デ
ィザブロック２６の処理までは同期して行われる。

【００３５】次に、本実施の形態の画像解像度変換装置
の具体的構成及び動作について説明する。図３に画像解
像度変換装置としてのリサイズブロック１０の構成を示
す。図３に示す構成は図２に示したリサイズブロック１
０に対応する。図３において、リサイズブロック１０
は、マルチステージインターポレータ３０と、間引き回
路３３と、加算回路３６と、サンプル遅延回路３７とを
有する。ここで、Ｘｊは入力画像データを表し、Ｙｊは
出力画像データを表す。ｊは主走査方向（ライン方向）
を表す。

【００３６】マルチステージインターポレータ３０は、
第１の２倍インターポレータ３０ａと、第２の２倍イン
ターポレータ３０ｂと、第３の２倍インターポレータ３
０ｃとを有する。第１の２倍インターポレータ３０ａ
は、入力画像データＸｊを２倍のサンプリング周波数で
サンプリングする２倍アップサンプリング回路３１ａ
と、２倍アップサンプリングされた画像データを滑らか
に補間するインターポレーションフィルター３２ａとを
有する。第１の２倍インターポレータ３０ａは、入力画
像データＸｊを２倍に補間する機能を有する。

【００３７】第２の２倍インターポレータ３０ｂは、２
倍に補間された画像データを２倍のサンプリング周波数
でサンプリングする２倍アップサンプリング回路３１ｂ
と、２倍アップサンプリングされた画像データを滑らか
に補間するインターポレーションフィルター３２ｂとを
有する。第２の２倍インターポレータ３０ｂは、２倍に
補間された画像データをさらに２倍に補間して４倍に補
間する機能を有する。

【００３８】第３の２倍インターポレータ３０ｃは、４
倍に補間された画像データを２倍のサンプリング周波数
でサンプリングする２倍アップサンプリング回路３１ｃ
と、２倍アップサンプリングされた画像データを滑らか
に補間するインターポレーションフィルター３２ｃとを
有する。第３の２倍インターポレータ３０ｃは、４倍に
補間された画像データをさらに２倍に補完して８倍に補
間する機能を有する。

【００３９】つまり、マルチステージインターポレータ
３０は、同様の構成を有する２倍インターポレータを３
段縦続接続したものである。マルチステージインターポ
レータ３０は、２倍のインターポレータ３段縦続接続し
て、入力画像データＸｊを８倍に補間する機能を有す
る。

【００４０】また、間引き回路３３は、８倍に補間され
た画像データを順次カウントするカウンター３４と、カ
ウント出力と所望出力画素位置とを比較して一致したと
きに出力画像データＹｊを出力する比較回路３５とを有
する。

【００４１】また、リサイズブロックは、１サンプル時
間遅延した信号を所望出力画素位置信号として出力する
サンプル遅延回路３７と、比較回路３５においてカウン
ト出力と所望出力画素位置信号とが一致したときに所望
出力画素位置信号を１／倍率信号に加算して順次インク
リメントする加算回路３６とを有する。

【００４２】このように構成されたリサイズブロック１
０の動作を以下に説明する。まず、マルチステージイン
ターポレータ３０の動作を説明する。第１の２倍インタ
ーポレータ３０ａの２倍アップサンプリング回路３１ａ
において、入力画像データＸｊが２倍のサンプリング周
波数でサンプリングされ，インターポレーションフィル
ター３２ａにおいて２倍アップサンプリングされた画像
データが滑らかに補間される。これにより、第１の２倍
インターポレータ３０ａにおいて、入力画像データＸｊ
が２倍に補間される。つまり、図４Ａに示すような入力
画像データＸｊは、２倍のサンプリング周波数でサンプ
リングされて、原サンプリング時点の値の間に、２倍サ
ンプリング時点のゼロの値が挿入された図４Ｂに示すよ
うな２倍アップサンプリング回路３１ａ出力となり、さ
らにインターポレーションフィルター３２ａにより２倍
サンプリング時点のゼロの値が原サンプリング時点の値
に対して滑らかに補間されて図４Ｃに示すようなインタ
ーポレーションフィルター出力（２倍の画素数）とな
る。

【００４３】次に、第２の２倍インターポレータ３０ｂ
の２倍アップサンプリング回路３１ｂにおいて、２倍の
画像データが２倍のサンプリング周波数でサンプリング
され，インターポレーションフィルター３２ｂにおいて
２倍アップサンプリングされた画像データが滑らかに補
間される。これにより、第２の２倍インターポレータ３
０ｂにおいて、２倍の画像データがさらに２倍に補間さ
れて４倍に補間される。つまり、図４Ａに示すような２
倍の画像データは、２倍のサンプリング周波数でサンプ
リングされて、原サンプリング時点の値の間に、２倍サ
ンプリング時点のゼロの値が挿入された図４Ｂに示すよ
うな２倍アップサンプリング回路３１ｂ出力となり、さ
らにインターポレーションフィルター３２ｂにより２倍
サンプリング時点のゼロの値が原サンプリング時点の値
に対して滑らかに補間されて図４Ｃに示すようなインタ
ーポレーションフィルター出力（４倍画素数）となる。

【００４４】さらに、第３の２倍インターポレータ３０
ｃの２倍アップサンプリング回路３１ｃにおいて、４倍
の画像データが２倍のサンプリング周波数でサンプリン
グされ，インターポレーションフィルター３２ｃにおい
て２倍アップサンプリングされた画像データが滑らかに
補間される。これにより、第３の２倍インターポレータ
３０ｃにおいて、４倍の画像データがさらに２倍に補間
されて８倍に補間される。つまり、図４Ａに示すような
４倍の画像データは、２倍のサンプリング周波数でサン
プリングされて、原サンプリング時点の値の間に、２倍
サンプリング時点のゼロの値が挿入された図４Ｂに示す
ような２倍アップサンプリング回路３１ｃ出力となり、
さらにインターポレーションフィルター３２ｃにより２
倍サンプリング時点のゼロの値が原サンプリング時点の
値に対して滑らかに補間されて図４Ｃに示すようなイン
ターポレーションフィルター出力（８倍画素数）とな
る。

【００４５】２倍インターポレータ３０ａ、３０ｂ、３
０ｃにおいて、それぞれ原サンプリング時点での値の間
に、２倍サンプリング時点でのゼロの値が挿入されて、
２倍サンプリング時点での正規化角周波数ωに対して０
≦ω≦π／２の通過帯域を有するローパスフィルターで
あるインターポレーションフィルター３２ａ、３２ｂ、
３２ｃにおいて、滑らかな信号に補間され、画像データ
はサーマルヘッドの発熱素子数の８倍程度まで拡大され
る。このようにして、マルチステージインターポレータ
３０から図４Ｄに示すようにマルチステージインターポ
レータ出力として主走査方向に８倍に拡大した画像デー
タが得られる。

【００４６】次に、間引き回路３３の動作を説明する。
まず、図４Ｄに示すようにマルチステージインターポレ
ータ出力は例えばシフトレジスタを構成するカウンタ３
４において、順次カウントされてシフトされて出力され
る。カウンタ３４の出力は順次比較回路３５の一方の入
力端子に供給される。ここで、比較回路３５の他方の出
力端子には所望出力画素位置信号が供給されている。つ
まり、所望出力画素位置信号は、どのサンプル時点の値
を比較回路３５から出力させるかを決めるサンプリング
信号となる。例えば、図４Ｄに示すようにマルチステー
ジインターポレータ３０で８倍に拡大された画像データ
のうち５サンプル時点の値を比較回路３５から出力させ
て８／５倍に拡大する場合には、最初の第１回の５サン
プル時点の値を出力させたらこの出力を加算回路３６に
加算してインクリメントし、さらに次の第２回の５サン
プル時点の値を出力させたらこの出力を加算回路３６に
加算してインクリメントし、同様に、次の第３回の５サ
ンプル時点の値を出力させて、比較回路３５から順次出
力画像データＹｊを出力させる。つまり、マルチステー
ジインターポレータ３０において入力画像データＸｊが
８倍されているので、８倍に拡大された画像データに対
してどのサンプル時点の値と比較するかを決めることに
より、出力画像データを８倍までの自由な倍率で出力さ
せることができる。このようにして、所望出力画素位置
信号のサンプリングレートに合わせて、間引き時に所望
出力画素位置に位置番近い画素を取り出していくことに
より、解像度を変換する処理を行うことができる。ま
た、８サンプル時点のすべてを出力してもよいし、８倍
までの自由な割合で出力するようにしても良い。ここ
で、加算器３６に入力される１／倍率＝５／８は、レジ
スタ１２に設定しておき、８倍に拡大された画像データ
に対するサンプル時点は５／８×８＝５サンプルとなる
ので、５サンプルおきにサンプルするようにしている。

【００４７】次に、マルチステージインターポレータ３
０において用いたインターポレーションフィルターの係
数について説明する。図５にインターポレーションフィ
ルターＨ（Ｚ）の係数を示す。このインターポレーショ
ンフィルターは、７タップで構成され、ｊ主走査方向に
サンプリング時点Ｚ³，Ｚ²，Ｚ¹，０，Ｚ^-1，Ｚ^-2，
Ｚ^-3の係数を示す。この係数は、ｊ主走査方向方向に−
１／８，０，＋５／８，＋１，＋５／８，０，−１／８
である。この係数は、例えば、ｊ主走査方向方向に画素
番号６，５，４，３，２，１，０の７つの画素に対する
演算に用いられる。

【００４８】図６にインターポレーションフィルターの
周波数特性を示す。図６において、横軸に正規化角周波
数ωをπで割ったものを示し、縦軸に利得を示す。つま
り、Ｈ（Ｚ）は０≦ω≦π／２の通過帯域を有するロー
パスフィルターの周波数特性を示す。Ｈ（Ｚ）の係数
は、小数で示すと、−０．１２５０，０．００００，
０．６２５０，１．００００，０．６２５０，０．００
００，−０．１２５０である。

【００４９】このように、本実施の形態の画像解像度変
換装置は、高画質なバイキュービック法をディジタルフ
ィルターのインターポレーションフィルターを用いて実
現させたものである。つまり、バイキュービック法は、
入力画素とｓｉｎｃ関数（ｓｉｎｘ／ｘ≒ｘ³＋ｘ²＋
‥‥）との畳み込み演算値を出力画素とする方法である
ので、ｓｉｎｃ関数のフーリエ変換は、理想ローパスフ
ィルターであるから、入力画素とローパスフィルターと
の畳込み処理は入力画素にローパスフィルターを施すこ
とに相当するため、上述した本実施の形態の画像解像度
変換装置と実質的に等価となる。

【００５０】また、図５に示した係数を有するインター
ポレーションフィルターは、加算器４個程度の回路規模
で構成することができるので、バイキュービック法と同
程度の高画質の画像を簡易な構成で低コストで実現させ
ることができる。

【００５１】また、さらに、インターポレーションフィ
ルターＨ（Ｚ）の係数を図７に示すように構成しても良
い。このインターポレーションフィルターは、８タップ
で構成され、ｊ主走査方向にサンプリング時点Ｚ³，Ｚ
²，Ｚ¹，０，Ｚ^-1，Ｚ^-2，Ｚ^-3，Ｚ^-4の係数を示す。
この係数は、ｊ主走査方向方向に−３／６４，−９／６
４，＋１９／６４，＋５７／６４，＋５７／６４，＋１
９／６４，−９／６４，−３／６４である。この係数
は、例えば、ｊ主走査方向方向に画素番号７，６，５，
４，３，２，１，０の８つの画素に対する演算に用いら
れる。

【００５２】このような係数のインターポレーションフ
ィルターを構成することにより、図５に示したインター
ポレーションフィルターとほとんど同じ周波数特性を有
し、位相だけが半画素異なるインターポレーションフィ
ルターを得ることができる。このインターポレーション
フィルターを用いることにより、拡大率が整数倍のとき
に画像のエッジがボケない出力画像を得ることができ
る。つまり、２倍に拡大したときに同じ画素が２画素ず
つ並ぶような位相となり、エッジが保存される。

【００５３】なお、上例において、インターポレータの
マルチステージ化は、画質、コスト、倍率等に応じて２
段以上の何段にでも拡張することができる。また、本実
施の形態の画像解像度変換装置において、インターポレ
ータの前段または後段に不要な高域成分を除くようなア
ンチエイリアスフィルターを配置することにより、さら
に高画質な画像解像度変換装置を構成することができ
る。また、上述した画像解像度変換装置としてのリサイ
ズブロック１０は、例えばＰＡＬ方式の走査線数をＮＴ
ＳＣ方式の走査線数に変換するアスペクト変換回路とし
て用いても良い。

【００５４】また、上例に限るものではなく、プリンタ
ーにおいて低解像度画像を高解像度に変換して印画する
場合や、コンピュータ上で画像を高解像度化するソフト
ウエアとして実現するようにしても良い。

【００５５】この実施の形態の画像解像度変換装置は、
画像データに対して２倍アップサンプリング回路３１
ａ，３１ｂ，３１ｃによりアップサンプリングした後に
低域通過フィルターとしてのインターポレーションフィ
ルター３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通過させて、所定倍率
でデータ数を拡大する拡大手段としてのマルチステージ
インターポレータ３０と、拡大手段により拡大された画
像データに対して、所望の出力画素の位置に近い画素を
出力して他の画素を間引く間引き手段としての間引き回
路３３と、を備え、画像データの解像度を１方向に自由
倍率で変換するようにしたので、バイキュービック法と
同程度の高画質の画像を低コストで得ることができる。

【００５６】また、この実施の形態の画像解像度変換装
置は、上述において、拡大手段としてのマルチステージ
インターポレータ３０を第１の２倍インターポレータ３
０ａ、第２の２倍インターポレータ３０ｂおよび第３の
２倍インターポレータ３０ｃのように多段縦続接続する
ようにしたので、同様の構成の２倍インターポレータを
複数用いることによって簡単な構成でバイキュービック
法と同程度の高画質の画像を低コストで得ることができ
る。

【００５７】また、この実施の形態の画像解像度変換方
法は、画像データに対して２倍アップサンプリング回路
３１ａ，３１ｂ，３１ｃによりアップサンプリングした
後に低域通過フィルターとしてのインターポレーション
フィルター３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通過させて、所定
倍率でデータ数を拡大し、拡大された画像データに対し
て、所望の出力画素の位置に近い画素を出力して他の画
素を間引き回路３３により間引くことにより、画像デー
タの解像度を１方向に自由倍率で変換するようにしたの
で、バイキュービック法と同程度の高画質の画像を簡易
な処理で得ることができる。

【００５８】また、この実施の形態の画像解像度変換方
法は、上述において、マルチステージインターポレータ
３０による拡大処理は第１の２倍インターポレータ３０
ａ、第２の２倍インターポレータ３０ｂおよび第３の２
倍インターポレータ３０ｃにより複数回連続して行うの
で、同様の処理を複数用いることによって簡単な処理で
バイキュービック法と同程度の高画質の画像を簡易な処
理で得ることができる。

【００５９】また、この実施の形態のビデオプリンター
は、ビデオ画像の画像データに所定の解像度変換処理を
施して、変換された画像データを用いてプリントヘッド
によりプリントするにおいて、画像データに対して２倍
アップサンプリング回路３１ａ，３１ｂ，３１ｃにより
アップサンプリングした後に低域通過フィルターとして
のインターポレーションフィルター３２ａ，３２ｂ，３
２ｃを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大する拡大
手段としてのマルチステージインターポレータ３０と、
拡大手段により拡大された画像データに対して、所望の
出力画素の位置に近い画素を出力して他の画素を間引く
間引き手段としての間引き回路３３と、を備え、画像デ
ータの解像度を１方向に自由倍率で変換して出力画像を
プリントするようにしたので、バイキュービック法と同
程度の高画質の画像の出力画像のプリントを低コストで
得ることができる。

【００６０】

【発明の効果】この発明の画像解像度変換装置は、画像
データに対してアップサンプリングした後に低域通過フ
ィルターを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大する
拡大手段と、上記拡大手段により拡大された画像データ
に対して、所望の出力画素の位置に近い画素を出力して
他の画素を間引く間引き手段と、を備え、上記画像デー
タの解像度を１方向に自由倍率で変換するようにしたの
で、バイキュービック法と同程度の高画質の画像を低コ
ストで得ることができるという効果を奏する。

【００６１】また、この発明の画像解像度変換装置は、
上述において、上記拡大手段を多段縦続接続するように
したので、同様の構成を複数用いることによって簡単な
構成でバイキュービック法と同程度の高画質の画像を低
コストで得ることができるという効果を奏する。

【００６２】また、この発明の画像解像度変換方法は、
画像データに対してアップサンプリングした後に低域通
過フィルターを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大
し、拡大された画像データに対して、所望の出力画素の
位置に近い画素を出力して他の画素を間引くことによ
り、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で変換
するようにしたので、バイキュービック法と同程度の高
画質の画像を簡易な処理で得ることができるという効果
を奏する。

【００６３】また、この発明の画像解像度変換方法は、
上述において、上記拡大処理は複数回連続して行うの
で、同様の処理を複数用いることによって簡単な処理で
バイキュービック法と同程度の高画質の画像を簡易な処
理で得ることができるという効果を奏する。

【００６４】また、この発明のビデオプリンターは、ビ
デオ画像の画像データに所定の解像度変換処理を施し
て、変換された画像データを用いてプリントヘッドによ
りプリントするにおいて、画像データに対してアップサ
ンプリングした後に低域通過フィルターを通過させて、
所定倍率でデータ数を拡大する拡大手段と、上記拡大手
段により拡大された画像データに対して、所望の出力画
素の位置に近い画素を出力して他の画素を間引く間引き
手段と、を備え、上記画像データの解像度を１方向に自
由倍率で変換して出力画像をプリントするようにしたの
で、バイキュービック法と同程度の高画質の画像の出力
画像のプリントを低コストで得ることができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の画像解像度変換装置を適用する
ビデオプリンターの構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の画像処理部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本実施の形態の画像解像度変換装置としてのリ
サイズブロックの構成を示すブロック図である。

【図４】本実施の形態のリサイズブロックの動作を示す
図であり、図４Ａは入力画像データを示し、図４Ｂは２
倍アップサンプリング回路出力を示し、図４Ｃはインタ
ーポレーションフィルター出力を示し、図４Ｄはマルチ
ステージインターポレータ出力および出力画像データを
示す図である。

【図５】本実施の形態のインターポレーションフィルタ
ーＨ（Ｚ）の係数を示す図である。

【図６】本実施の形態のインターポレーションフィルタ
ーＨ（Ｚ）の周波数特性を示す図である。

【図７】他の実施の形態のインターポレーションフィル
ターＨ（Ｚ）の係数を示す図である。

【符号の説明】

１ビデオ入力部、２Ａ／Ｄ変換器、３メモリ制御
部、４画像メモリ、５スイッチ部、６システム制御
部、７機構制御部、８機構、９画像処理部、１０
リサイズブロック、１１サーマルヘッド、１２レ
ジスタ、１３主走査方向コントローラ、１４副走査方
向コントローラ、１５ラインバッファ、１６副走査
補間ブロック、１７フィールド／フレーム補間ブロッ
ク（ノンリニア補間ブロック）、１８リニア補間ブロ
ック、１９ラインバッファ、２０編集機能ブロッ
ク、２１ラインバッファ、２２シャープネスブロッ
ク、２３蓄熱補正メモリ（短時定数）、２４蓄熱補
正メモリ（長時定数）、２５蓄熱補正ブロック、２６
ディザブロック、Ｄｃシステム制御部コントロール
データ、Ｄｉ入力画像データ、Ｄｏ出力画像デー
タ、３０マルチステージインターポレータ、３０ａ，
３０ｂ，３０ｃ２倍インターポレータ、３１ａ，３１
ｂ，３１ｃ２倍アップサンプリング回路、３２ａ，３
２ｂ，３２ｃインターポレーションフィルター、３３
間引き回路、３４カウンター、３５比較回路、３６
加算回路、３７サンプル遅延回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに対してアップサンプリング
した後に低域通過フィルターを通過させて、所定倍率で
データ数を拡大する拡大手段と、上記拡大手段により拡大された画像データに対して、所
望の出力画素の位置に近い画素を出力して他の画素を間
引く間引き手段と、を備え、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で
変換するようにしたことを特徴とする画像解像度変換装
置。
【請求項２】請求項第１項記載の画像解像度変換装置
において、上記拡大手段を多段縦続接続するようにしたことを特徴
とする画像解像度変換装置。
【請求項３】画像データに対してアップサンプリング
した後に低域通過フィルターを通過させて、所定倍率で
データ数を拡大し、拡大された画像データに対して、所望の出力画素の位置
に近い画素を出力して他の画素を間引くことにより、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で変換する
ようにしたことを特徴とする画像解像度変換方法。
【請求項４】請求項第３項記載の画像解像度変換方法
において、上記拡大処理は複数回連続して行うことを特徴とする画
像解像度変換方法。
【請求項５】ビデオ画像の画像データに所定の画像解
像度変換処理を施して、変換された画像データを用いて
プリントヘッドによりプリントするビデオプリンターに
おいて、画像データに対してアップサンプリングした後に低域通
過フィルターを通過させて、所定倍率でデータ数を拡大
する拡大手段と、上記拡大手段により拡大された画像データに対して、所
望の出力画素の位置に近い画素を出力して他の画素を間
引く間引き手段と、を備え、上記画像データの解像度を１方向に自由倍率で
変換して出力画像をプリントするようにしたことを特徴
とするビデオプリンター。