JPH11232446A - Pixel interpolation device - Google Patents

Pixel interpolation device

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JPH11232446A
JPH11232446A JP10029691A JP2969198A JPH11232446A JP H11232446 A JPH11232446 A JP H11232446A JP 10029691 A JP10029691 A JP 10029691A JP 2969198 A JP2969198 A JP 2969198A JP H11232446 A JPH11232446 A JP H11232446A
Authority
JP
Japan
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image
block
input image
pixel interpolation
processing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10029691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Hashimoto
英幸 橋本
Kenichi Morita
賢一 守田
Junji Nishigaki
順二 西垣
Kazuhiro Ishiguro
和宏 石黒
Takamoto Nabeshima
孝元 鍋島
Takashi Yamauchi
孝 山内
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformation in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling the whole image or part thereof
    • G06T3/403Edge-driven scaling

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Record Information Processing For Printing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the processing speed of a pixel interpolation device which can restore a high frequency component. SOLUTION: An interpolation device (image enlargement device) applying an IM-GPDCT method reads the images (S102) and extracts a block to be processed (S103). It's decided whether the extracted block includes an edge component (S104). If the edge component is included in the block, the image processing is carried out by the IM-GPDCT method that can reproduce a high frequency component (S105 to S116). If no edge component is included in the block, the image processing is carried out by a comparatively simple pixel interpolation method such as a cubic convolution method that reproduces no high frequency component (S117).

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】この発明は画素補間装置に関
し、特に画像の高周波成分を復元しながら画素の補間を
行なうIM−GPDCT法を用いた画素補間装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pixel interpolating apparatus, and more particularly to a pixel interpolating apparatus using an IM-GPDCT method for interpolating pixels while restoring high-frequency components of an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、サンプリングした原画像に含
まれる画像情報に基づいて画像を画素密度変換(画素の
補間)する場合において、画像を直交変換によって正変
換と逆変換とを繰返す過程の中で、通過周波数域の情報
が正しく、かつ画像の広がりが限られているという2つ
の拘束条件を用いて、サンプリング時に失われた空間的
高周波成分を復元する方法(いわゆるIM−GPDCT
法)が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a case where an image is subjected to pixel density conversion (pixel interpolation) based on image information included in a sampled original image, a process of repeating normal and inverse transforms by orthogonal transform of an image is known. A method of restoring a spatial high-frequency component lost at the time of sampling by using two constraint conditions that information of a pass frequency band is correct and image spread is limited (so-called IM-GPDCT)
Law) is known.

【0003】以下にこの方法の原理を説明する。原画像
のサンプリング時に周波数帯域が制限された結果失われ
た原信号を復元する操作が知られており、このような操
作は、一般に超解像問題と呼ばれている。
[0003] The principle of this method will be described below. An operation of restoring an original signal lost as a result of limiting the frequency band at the time of sampling the original image is known, and such an operation is generally called a super-resolution problem.

【0004】物理的に実現することが可能であるいかな
る観測系においても、ある周波数以上の高周波数成分を
観測することはできない。
[0004] In any observation system that can be physically realized, it is not possible to observe high frequency components above a certain frequency.

【0005】たとえば、撮像系では入射開口の大きさに
は限りがあり、撮像系自身がローパスフィルタ(LP
F)的な作用をする。これにより、伝播することができ
た周波数成分の多くが失われることになり、解像力は低
下する。
For example, in an imaging system, the size of the entrance aperture is limited, and the imaging system itself has a low-pass filter (LP).
F) Acts like a. As a result, most of the frequency components that can be propagated are lost, and the resolution is reduced.

【0006】この失われた解像力は、撮像系を通して得
られる画像信号から撮像系を通る前の原信号を求めると
いう帯域の拡張(超解像問題)によってのみ得ることが
可能となる。
[0006] The lost resolution can be obtained only by expanding the band (super-resolution problem) of obtaining an original signal before passing through the imaging system from an image signal obtained through the imaging system.

【0007】今、1変数関数に対して超解像問題を数学
的に定式化すれば、次のようになる。実空間領域におけ
る原信号をf(x)とし、この原信号f(x)の周波数
成分をカットオフ周波数u0以下に帯域制限した、実際
に撮像系を通った信号をg(x)とし、帯域制限を行な
う過程をAで表わすと、以下の(1)式が導かれる。
Now, if the super-resolution problem is mathematically formulated for a one-variable function, the following is obtained. An original signal in the real space area is defined as f (x), and a frequency component of the original signal f (x) is band-limited to a cutoff frequency u0 or less. When the process of performing the restriction is represented by A, the following equation (1) is derived.

【0008】 g(x)=Af(x) …(1) この過程Aは、原信号を撮像系に通すことにより実質的
にLPFをかけたことに相当する。
G (x) = Af (x) (1) Step A corresponds to substantially applying an LPF by passing the original signal through an imaging system.

【0009】上記信号f(x)、g(x)のフーリエ変
換に対応する関数をF(u)、G(u)とし、さらに周
波数領域における窓関数W(u)を以下の(2)式およ
び(3)式で定義する。
The functions corresponding to the Fourier transform of the signals f (x) and g (x) are F (u) and G (u), and the window function W (u) in the frequency domain is expressed by the following equation (2). And (3).

【0010】 W(u)=1 (|u|≦u0) …(2) W(u)=0 (|u|>u0) …(3) この窓関数W(u)を作用させることは、理想的なLP
Fをかけたことに相当する。
W (u) = 1 (| u | ≦ u0) (2) W (u) = 0 (| u |> u0) (3) Applying this window function W (u) Ideal LP
This is equivalent to applying F.

【0011】また、上記(1)式を周波数領域で表現す
ると、以下の(4)式として表わされる。
When the above equation (1) is expressed in the frequency domain, it is expressed as the following equation (4).

【0012】 G(u)=W(u)F(u) …(4) 超解像問題とは、実空間領域では上記(1)式で帯域制
限された信号g(x)から原信号f(x)を求めること
であり、これを周波数領域で考えれば上記(4)式のG
(u)からF(u)を求めることである。
G (u) = W (u) F (u) (4) The super-resolution problem refers to a signal g (x) band-limited by the above equation (1) in the real space domain from an original signal f (X), and considering this in the frequency domain, G in the above equation (4)
That is, F (u) is obtained from (u).

【0013】しかしながら、原信号f(x)に対する制
限がなにもなければ、F(u)を求めることはできな
い。
However, if there is no restriction on the original signal f (x), F (u) cannot be obtained.

【0014】そこで、原信号f(x)に対して、物体が
限られた大きさであり、f(x)はある領域内、たとえ
ば−x0〜+x0の間にしか存在せず、この領域外では
0になるような空間的領域制限を加えたときに原理的に
無限定の解像力が得られるとする過程を適用することに
より、超解像問題を解くことが可能となる。
Therefore, the object has a limited size with respect to the original signal f (x), and f (x) exists only in a certain area, for example, between -x0 to + x0, and is outside this area. By applying a process in which an unlimited resolving power is obtained in principle when a spatial region is limited to 0, the super-resolution problem can be solved.

【0015】従来の方法において、上記超解像問題を解
く方法としては、ゲルヒベルグ−パポリス(Gerchberg-
Papoulis)の反復法(GP反復法)を用いている。
In the conventional method, as a method of solving the above-mentioned super-resolution problem, there is a method of Gerchberg-Papolis.
Papoulis) (GP iteration).

【0016】図5は、このGP反復法の原理について説
明するための図である。図5における(A)、(C)、
(E)、(G)は周波数領域に、(B)、(D)、
(F)、(H)は実空間領域に対応している。また、図
5の(B)は原信号f(x)であり、空間|x|≦x0
に領域制限されている。図5の(A)は、上記原信号f
(x)のフーリエ変換F(u)であり、このF(u)は
原信号f(x)が領域制限されているので無限に高い周
波数成分まで含むことになる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the GP iteration method. (A), (C),
(E), (G) are in the frequency domain, (B), (D),
(F) and (H) correspond to the real space area. FIG. 5B shows the original signal f (x), and the space | x | ≦ x0
Area is limited. FIG. 5A shows the original signal f.
This is the Fourier transform F (u) of (x), and this F (u) includes infinitely high frequency components because the original signal f (x) is region-limited.

【0017】図5の(C)は上記F(u)の空間|u|
≦u0の部分であるG(u)だけが観測されていること
を示している。つまり、上記(2)式および(3)式の
ような窓関数を用いた(4)式が成立している。
FIG. 5C shows the space | u | of F (u).
This indicates that only G (u), which is a part of ≦ u0, is observed. That is, Expression (4) using a window function such as Expressions (2) and (3) holds.

【0018】G(u)を逆フーリエ変換したものが図5
における(D)のg(x)である。そして、超解像問題
を解くことは、上記G(u)あるいはg(x)からF
(u)またはf(x)を求めることに相当する。
FIG. 5 shows an inverse Fourier transform of G (u).
G (x) of (D). Solving the super-resolution problem is based on G (u) or g (x)
(U) or f (x).

【0019】以下にGP反復法における操作を示す。ま
ず、G(u)は|u|≦u0に帯域制限されているの
で、g(x)は無限に広がる。
The operation in the GP iteration method will be described below. First, since G (u) is band-limited to | u | ≦ u0, g (x) extends infinitely.

【0020】しかし、原信号f(x)は区間|x|≦x
0に領域制限されていることがわかっているので、g
(x)に対しても同じ領域制限を行なう。
However, the original signal f (x) has a section | x | ≦ x
Since it is known that the area is limited to 0, g
The same area restriction is performed for (x).

【0021】つまり、g(x)の区間|x|≦x0の部
分だけ取出してf1(x)とする。このf1(x)を次
の(5)式および(6)式で表わされる窓関数w(x)
を用いた式で表わすと、(7)式となる。これが図5の
(F)に示した、関数f1(x)である。
In other words, only the section | x | ≦ x0 of g (x) is extracted and defined as f1 (x). This f1 (x) is converted to a window function w (x) expressed by the following equations (5) and (6).
Expression (7) can be expressed by the expression using. This is the function f1 (x) shown in FIG.

【0022】 w(x)=1 (|x|≦x0) …(5) w(x)=0 (|x|>x0) …(6) f1(x)=w(x)g(x) …(7) 上記f1(x)をフーリエ変換すれば、図5の(E)の
F1(u)となる。f1(x)が領域制限されているの
で、F1(u)は無限に広がる。ところが、空間|u|
≦u0に対しては、正しい値G(u)=F(u)は既に
わかっているので、F1(u)のうちの|u|≦u0の
部分をG(u)に置き換える。
W (x) = 1 (| x | ≦ x0) (5) w (x) = 0 (| x |> x0) (6) f1 (x) = w (x) g (x) (7) If the above f1 (x) is subjected to Fourier transform, it becomes F1 (u) in FIG. 5E. Since f1 (x) is area-limited, F1 (u) extends infinitely. However, space | u |
Since the correct value G (u) = F (u) is already known for ≦ u0, the portion of | u | ≦ u0 of F1 (u) is replaced with G (u).

【0023】このようにしてできた波形が、図5の
(G)のG1(u)である。この関係を式で表わすと、
(8)〜(10)式になる。そして、上記G1(u)を
逆フーリエ変換したものが図5の(H)のg1(x)で
ある。
The waveform thus formed is G1 (u) in FIG. 5 (G). Expressing this relationship as an equation,
Expressions (8) to (10) are obtained. And G1 (x) in FIG. 5 (H) is the result of inverse Fourier transform of G1 (u).

【0024】 G1(u)=G(u)+(1−W(u))F1(u) …(8) G1(u)=G(u) (|u|≦u0) …(9) G1(u)=F1(u) (|u|>u0) …(10) 以上の、図5の(C)、(D)から(G)、(H)まで
がGP反復法の1回目の処理であり、その後図5の
(H)のg1(x)から区間|x|≦x0の部分だけを
取出して図5の(F)のf1(x)に相当するf2
(x)(図示せず)をフーリエ変換し、図5の(E)に
相当するF2(u)(図示せず)を求めるという操作を
繰返し行なう。これにより原信号を完全に復元すること
ができる。
G1 (u) = G (u) + (1−W (u)) F1 (u) (8) G1 (u) = G (u) (| u | ≦ u0) (9) G1 (U) = F1 (u) (| u |> u0) (10) The above-described processing from (C) and (D) to (G) and (H) in FIG. 5 is the first processing of the GP iterative method. Then, only the portion of the section | x | ≦ x0 is extracted from g1 (x) of (H) of FIG. 5 and f2 corresponding to f1 (x) of (F) of FIG.
An operation of Fourier-transforming (x) (not shown) to obtain F2 (u) (not shown) corresponding to (E) in FIG. 5 is repeatedly performed. As a result, the original signal can be completely restored.

【0025】また、従来の技術においてはGP反復法の
フーリエ変換を離散的コサイン変換(DCT)で置き換
えることで、演算上の負荷を軽減している。この方法が
いわゆるIM−GPDCT法と呼ばれる。
In the prior art, the computational load is reduced by replacing the Fourier transform of the GP iteration method with a discrete cosine transform (DCT). This method is called the IM-GPDCT method.

【0026】図6は、従来のIM−GPDCT法を用い
た画像拡大処理(画素補間処理の一例)において実施さ
れる処理の流れを模式的に示したフローチャートであ
り、図7は図6のフローチャートで行なわれる処理につ
いて説明するための図である。
FIG. 6 is a flowchart schematically showing the flow of processing performed in an image enlargement processing (an example of pixel interpolation processing) using the conventional IM-GPDCT method, and FIG. 7 is a flowchart of FIG. FIG. 4 is a diagram for describing the processing performed in FIG.

【0027】ここでは図7の(A)に示されるN×Nの
画素からなる原画像をm倍に拡大し、(N×m)2 画素
の画像を作ることを想定している。なお、図7における
括弧付の番号は、図6のフローチャートにおけるステッ
プ番号に対応する。
Here, it is assumed that an original image composed of N × N pixels shown in FIG. 7A is magnified m times to produce an image of (N × m) 2 pixels. The numbers in parentheses in FIG. 7 correspond to the step numbers in the flowchart in FIG.

【0028】図6を参照して、ステップS1で、GP反
復法での反復回数と拡大率(解像度変換率)の値を設定
する。ステップS2で、図7の(A)で示される拡大対
象となる原画像を読込む。ステップS3で、注目画像
(ここでは図7の(A)で示される画像)を抽出する。
Referring to FIG. 6, in step S1, the number of repetitions in the GP repetition method and a value of an enlargement ratio (resolution conversion ratio) are set. In step S2, the original image to be enlarged shown in FIG. 7A is read. In step S3, an image of interest (here, the image shown in FIG. 7A) is extracted.

【0029】ステップS4でN×Nの画素の注目画像の
周囲に拡張する画像(拡張領域)が求められる。ここ
で、従来の技術においては拡張する画像のデータは特定
の値に固定されており、拡張領域のデータを算出する処
理は行なわれない。すなわち、ステップS4においては
予め決められた画像データ「L」を原画像に拡張領域と
して付加し、図7(B)で示されるnN×nN画素の画
像に拡張する。ここでは、nは1より大きい実数で、n
mNが2の累乗になるようにnは設定される。
In step S4, an image (extended area) extending around the target image of N × N pixels is obtained. Here, in the related art, the data of the image to be extended is fixed to a specific value, and the process of calculating the data of the extended area is not performed. That is, in step S4, predetermined image data “L” is added to the original image as an extended area, and the image is extended to an image of nN × nN pixels shown in FIG. 7B. Here, n is a real number greater than 1 and n
n is set so that mN is a power of two.

【0030】ステップS5で図7の(B)の画像を2次
元DCT変換により、図7の(C)に示した周波数成分
aに変換する。この周波数成分aがDCT領域における
既知情報であり、空間的低周波数成分に相当する。
In step S5, the image shown in FIG. 7B is converted into the frequency component a shown in FIG. 7C by two-dimensional DCT. This frequency component a is known information in the DCT domain, and corresponds to a spatially low frequency component.

【0031】ステップS6において、上記aの値を記憶
する。ステップS7では、上記周波数成分aについて図
7の(D)に示されるように拡大率に応じた高周波数帯
まで周波数帯域を拡張する。
In step S6, the value of a is stored. In step S7, the frequency band of the frequency component a is extended to a high frequency band corresponding to the magnification as shown in FIG. 7D.

【0032】このとき拡張する高周波数帯には初期値0
を設定する。拡張された周波数領域はnmN×nmN画
素分となるようにされる。
At this time, the initial value 0 is set for the extended high frequency band.
Set. The extended frequency range is set to be nmN × nmN pixels.

【0033】ステップS8では、図7の(D)のように
拡張された周波数領域を逆DCT(IDCT)し、画像
領域に変換する。このときnmN×nmNの画像サイズ
となり、その中心部のmN×mN画素分αが拡大画像と
なる。
In step S8, the frequency domain extended as shown in FIG. 7D is subjected to inverse DCT (IDCT) to convert it into an image area. At this time, the image size becomes nmN × nmN, and α of mN × mN pixels at the center thereof becomes an enlarged image.

【0034】ステップS9で、反復回数を更新し、ステ
ップS10で上記ステップS8で得られた図7の(E)
の中心部のmN×mN画素分のαの外側の×印が付いた
領域は、IDCTにより値が不明であるが、予め決めら
れた値「L」に修正する。これにより、図7の(F)の
状態となる。
In step S9, the number of repetitions is updated, and in step S10, FIG.
Although the value of the region marked with x outside the α of mN × mN pixels at the center of the region is unknown by IDCT, it is corrected to a predetermined value “L”. As a result, the state shown in FIG.

【0035】この操作が空間的領域制限と呼ばれる。ス
テップS11で拡張領域を修正した、上記図7(F)の
画像をDCTすることで図7(G)に示す周波数成分b
を得ることができる。
This operation is called spatial area limitation. DCT of the image of FIG. 7F in which the extended area has been corrected in step S11 results in the frequency component b shown in FIG.
Can be obtained.

【0036】ステップS12では、ステップS11で求
められた周波数成分bのうち低周波数領域においては既
知の値aに置き換えて図7(H)の状態とする。
In step S12, in the low frequency region of the frequency component b obtained in step S11, the known value a is replaced with the state shown in FIG. 7 (H).

【0037】ステップS13で周波数成分aおよびbか
らなる領域をIDCTし、図7の(I)の画像とする。
ステップS14で反復回数が設定された値を超えている
かを判断し、NOの場合は、ステップS9〜S13の処
理を繰返し行なう。
In step S13, the area composed of the frequency components a and b is subjected to IDCT to obtain an image shown in FIG.
In step S14, it is determined whether the number of repetitions has exceeded the set value. If NO, the processes in steps S9 to S13 are repeated.

【0038】ステップS14でYESとなれば、ステッ
プS15で拡大された画像を出力してすべての操作を終
了する。
If "YES" in the step S14, the image enlarged in the step S15 is output, and all the operations are ended.

【0039】以上説明した従来の技術では、原画像を分
割せずに一度に変換する方法について述べてきたが、大
サイズの画像をDCT変換すると膨大な処理時間が必要
となり、実用的ではない。
In the conventional technique described above, a method of converting an original image at once without dividing it is described. However, DCT conversion of a large-sized image requires an enormous amount of processing time and is not practical.

【0040】そこで、原画像を一旦小サイズの画像ブロ
ックに分割し、各々のブロックにおいて解像度変換処理
を行なう方法が提案されている。
Therefore, a method has been proposed in which an original image is once divided into small-sized image blocks, and a resolution conversion process is performed on each block.

【0041】図8は、従来のIM−GPDCT処理にお
ける原画像のブロック切出しおよび拡張領域の設定につ
いて模式的に示した図である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing block extraction of an original image and setting of an extended area in the conventional IM-GPCTC processing.

【0042】図8を参照して、原画像(♯601)はブ
ロック分割処理により予め決められたN×N画素の画像
に分割される(♯602)。ここで、処理の対象となる
切出されたブロックを注目ブロックと呼ぶ(♯60
3)。すべてのブロックを注目ブロックとすることによ
り、原画像すべての処理を行なうが、ここでは文字画像
である原画像の中の「像」の文字の中央付近のブロック
を切出した状態を例に取り説明している。
Referring to FIG. 8, an original image (# 601) is divided into an image of predetermined N × N pixels by a block division process (# 602). Here, the extracted block to be processed is referred to as a target block (# 60
3). All the original images are processed by setting all the blocks as target blocks. Here, an example is described in which a block near the center of the character of “image” in the original image, which is a character image, is cut out. doing.

【0043】この注目ブロックにnN×nN画素の拡張
領域が付加され(♯604)、その後の解像度変換処理
が行なわれる(♯605)。
An extension area of nN × nN pixels is added to the block of interest (# 604), and the subsequent resolution conversion processing is performed (# 605).

【0044】拡張領域のデータは特定の値に固定されて
いることについては先に述べたが、従来の方法において
は一般に拡張領域のデータとして「0」、「255」ま
たは注目ブロックの画像データの平均値が設定される。
As described above, the data of the extended area is fixed to a specific value. However, in the conventional method, the data of the extended area is generally "0", "255", or the image data of the block of interest. The average value is set.

【0045】[0045]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
IM−GPDCT法では処理時間が比較的長くかかると
いう問題点がある。一方、処理時間が比較的短いBiline
ar法などを用いた場合は、画像の高周波成分が復元され
ない。
However, the IM-GPCT method described above has a problem that the processing time is relatively long. Biline, on the other hand, has a relatively short processing time
When the ar method or the like is used, high-frequency components of an image are not restored.

【0046】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたものであり、高周波成分を復元することができ
る画素補間装置において処理速度を向上させることを目
的としている。
The present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to improve the processing speed of a pixel interpolation device capable of restoring high-frequency components.

【0047】[0047]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のある局面に従うと、画素補間装置は、入力画
像に対し画素の補間を行なう画素補間装置であって、入
力画像にエッジ部分が存在するか否かを判定する判定手
段と、判定手段の判定結果に基づいて、入力画像の処理
方法を切換える切換手段とを備える。
According to one aspect of the present invention, there is provided a pixel interpolating apparatus for interpolating a pixel with respect to an input image, wherein the input image has an edge portion. A determination unit that determines whether the input image is present; and a switching unit that switches a processing method of the input image based on a determination result of the determination unit.

【0048】さらに好ましくは、画素補間装置の切換手
段は、入力画像にエッジ部分が存在する場合に第1の画
像処理法を選択し、入力画像にエッジ部分が存在しない
場合に第2の画像処理法を選択し、第1の画像処理法
は、画像を直交変換によって正変換と逆変換とを繰返す
過程の中で、通過周波数域の情報が正しく、かつ画像の
広がりが限られているという2つの拘束条件を用いて、
サンプリング時に失われた高周波成分を復元する方法で
あり、第2の画像処理法は、画像データの高周波成分を
再現しない補間方法である。
More preferably, the switching means of the pixel interpolation device selects the first image processing method when an edge portion exists in the input image, and selects the second image processing method when the edge portion does not exist in the input image. In the first image processing method, the information in the pass frequency range is correct and the spread of the image is limited in the process of repeating the normal transform and the inverse transform by orthogonal transform of the image. Using two constraints,
This is a method for restoring high-frequency components lost at the time of sampling, and the second image processing method is an interpolation method that does not reproduce high-frequency components of image data.

【0049】さらに好ましくは、画素補間装置は、入力
画像からブロック切出を行なうブロック切出手段をさら
に備え、判定手段は、切出されたブロックにエッジ部分
が存在するか否かを判定する。
More preferably, the pixel interpolating apparatus further includes block extracting means for extracting a block from the input image, and the determining means determines whether or not an edge portion exists in the extracted block.

【0050】この発明に従うとエッジ部分が存在するか
否かの判定結果に基づいて入力画像の処理方法が切換え
られるため、装置の処理速度を向上させることができ
る。
According to the present invention, the processing method of the input image is switched based on the result of determining whether or not an edge portion exists, so that the processing speed of the apparatus can be improved.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】図1は本発明の好ましい実施の形
態における画像処理回路のブロック図である。この画像
処理回路は、画素の補間を行なうことにより画像の拡大
処理を実行する。
FIG. 1 is a block diagram of an image processing circuit according to a preferred embodiment of the present invention. This image processing circuit executes image enlargement processing by performing pixel interpolation.

【0052】図を参照して、画像処理回路は処理すべき
画像データを入力する入力インターフェイス部401
と、入力された画像データを一旦記憶する入力画像メモ
リ部402と、解像度の変換を行なう解像度変換部40
3と、バッファメモリ404と、出力画像を一旦記憶す
る出力画像メモリ部405と、画像データを出力する出
力インターフェイス部406と、画像処理装置の全体を
制御するCPU407とから構成される。
Referring to the figure, an image processing circuit includes an input interface unit 401 for inputting image data to be processed.
And an input image memory unit 402 for temporarily storing input image data, and a resolution conversion unit 40 for converting the resolution.
3, an output image memory unit 405 for temporarily storing an output image, an output interface unit 406 for outputting image data, and a CPU 407 for controlling the entire image processing apparatus.

【0053】入力インターフェイス部401を介して外
部機器より入力された画像データは、一旦入力画像メモ
リ部402に格納される。格納された画像データは処理
過程に応じて適宜読出され、解像度変換部403におい
て処理される。このとき、変換処理中に画像をバッファ
リングするため、バッファメモリ404は一部画像デー
タを格納する。すべての処理が終了した後、所定の解像
度変換が行なわれた画像は出力画像メモリ部405に格
納され、出力インターフェイス部406を介して印字装
置などの後段の処理部に出力される。
Image data input from an external device via the input interface unit 401 is temporarily stored in the input image memory unit 402. The stored image data is appropriately read out according to the processing process, and is processed by the resolution conversion unit 403. At this time, the buffer memory 404 stores part of the image data in order to buffer the image during the conversion process. After the completion of all the processes, the image subjected to the predetermined resolution conversion is stored in the output image memory unit 405 and output to a subsequent processing unit such as a printing device via the output interface unit 406.

【0054】図2は、図1の解像度変換部403の具体
的な構成を示すブロック図である。解像度変換部403
は、入力画像メモリ部402に格納された画像データの
中からブロックを切出すブロック切出部4030と、切
出されたブロック中にエッジ成分が含まれているか否か
を判別するエッジ判別部4031と、切出されたブロッ
ク画像に対してIM−GPDCT法を用いた画素の補間
処理を行なうIM−GPDCT部4032と、切出され
たブロックの画像に対してCubic Convolution 法(以下
CC法と言う)による画素の補間処理を行なうCC部4
033と、エッジ判別部4031からの判別結果に基づ
いて、IM−GPDCT部4032の出力とCC部40
33との出力から好ましい出力を選択するセレクタ40
34とから構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the resolution converter 403 of FIG. Resolution conversion unit 403
Is a block extracting unit 4030 for extracting a block from image data stored in the input image memory unit 402, and an edge determining unit 4031 for determining whether an edge component is included in the extracted block. And an IM-GPDCT unit 4032 that performs pixel interpolation processing on the cut-out block image using the IM-GPDCT method, and a Cubic Convolution method (hereinafter, referred to as a CC method) on the cut-out block image. CC section 4 for performing pixel interpolation processing according to
033 and the output of the IM-GPDCT unit 4032 and the CC unit 4032 based on the determination result from the edge determination unit 4031.
A selector 40 for selecting a preferred output from the outputs of
34.

【0055】すなわち本実施の形態における画像処理装
置は、切出されたブロックの画像内にエッジ成分が存在
する場合には、画像を直交変換によって正変換と逆変換
とを繰返す過程の中で、通過周波数域の情報が正しく、
かつ画像の広がりが限られているという2つの拘束条件
を用いてサンプリング時に失われた高周波成分を復元す
る方法であるIM−GPDCT法を採用し、エッジ成分
が存在しない場合には、画像データの高周波成分を再現
しない補間方法であるCC法を採用する。これにより、
本実施の形態における画素処理装置においては失われた
高周波成分を復元することが可能であり、かつより高速
に画像の処理を行なうことができる。
That is, the image processing apparatus according to the present embodiment, when an edge component exists in an image of a cut-out block, in the process of repeating normal and inverse transforms by orthogonal transform of the image, The information of the pass frequency range is correct,
In addition, the IM-GPCT method, which is a method of restoring the high-frequency component lost at the time of sampling by using the two constraint conditions that the spread of the image is limited, is employed. The CC method, which is an interpolation method that does not reproduce high-frequency components, is employed. This allows
In the pixel processing device according to the present embodiment, it is possible to restore a lost high-frequency component and to perform image processing at a higher speed.

【0056】なお、本実施の形態においては高周波成分
を再現しない補間方法として、Cubic Convolution を採
用しているが、他の代表的な解像度変換方法であるNear
estNeighbor法やBilinear法を採用する処理部をCC部
4033の代わりに採用してもよい。
In the present embodiment, Cubic Convolution is employed as an interpolation method that does not reproduce high-frequency components.
A processing unit that employs the estNeighbor method or the Bilinear method may be employed instead of the CC unit 4033.

【0057】図3は本実施の形態における画像処理装置
が行なう画像の拡大処理を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an image enlargement process performed by the image processing apparatus according to the present embodiment.

【0058】図を参照して、ステップS101でIM−
GPDCT法における反復数および拡大率が設定され
る。ステップS102において入力インターフェイス部
401を介して入力画像メモリ部402に入力画像が読
込まれる。ステップS103でブロック切出部4030
によって入力画像メモリ部402に格納された画像デー
タからブロックの切出が行なわれる。
Referring to the figure, in step S101, IM-
The number of repetitions and the magnification in the GPDCT method are set. In step S102, an input image is read into the input image memory unit 402 via the input interface unit 401. In step S103, the block extracting unit 4030
Thus, a block is cut out from the image data stored in the input image memory unit 402.

【0059】ステップS104で切出されたブロックの
画像中にエッジ部(エッジ成分)があるか否かが判定さ
れる。YESであれば、ステップS105〜S116で
図6のステップS4〜S15と同じ処理(IM−GPD
CT法を用いた画像処理)が行なわれる。
It is determined whether or not an edge portion (edge component) exists in the image of the block extracted in step S104. If YES, the same processing (IM-GPD) as steps S4 to S15 in FIG.
Image processing using the CT method).

【0060】一方、ステップS104でNOであれば、
ステップS117で高周波成分を再現しない方法(CC
法など)により解像度の変換が行なわれる。その後、ス
テップS116で、処理された画像はセレクタ4034
を通して出力画像メモリ部405へ格納される。
On the other hand, if NO in step S104,
In step S117, a method of not reproducing high frequency components (CC
The conversion of the resolution is performed by the method. Then, in step S116, the processed image is stored in the selector 4034.
Is stored in the output image memory unit 405 through

【0061】図4は、図3のステップS117で行なわ
れる高周波成分を再現しない解像度変換方法について説
明するための図である。図において、(A)Nearest Ne
ighbor法による処理を示し、(B)はBilinear法により
処理を示し、(C)はCubicConvolution による処理を
示す。それぞれの図において画素の位置x=−1,0,
1において画像データ(画素の濃度)f(x)の値が定
められており、それらの画素の間(たとえばx=−0.
5,0.5)に画素データを補間する場合を想定してい
る。
FIG. 4 is a diagram for explaining a resolution conversion method that does not reproduce high-frequency components performed in step S117 of FIG. In the figure, (A) Nearest Ne
(B) shows processing by Bilinear method, and (C) shows processing by CubicConvolution. In each figure, pixel positions x = -1, 0,
1, the value of the image data (density of the pixel) f (x) is determined, and between these pixels (for example, x = −0.
5, 0.5) is assumed.

【0062】(A)を参照して、Nearest Neighbor法に
おいては、補間する画素(注目点)から最も近い画素の
値をそのまま補間する画素の画像データとして採用す
る。
Referring to (A), in the Nearest Neighbor method, the value of the pixel closest to the pixel to be interpolated (the point of interest) is directly used as the image data of the pixel to be interpolated.

【0063】(B)を参照してBilinear法においては、
補間する画素からの距離に応じて近傍の画素の値を直線
的に変化させ、直線上の値を補間する画素の画像データ
として採用する。
Referring to (B), in the Bilinear method,
The value of a neighboring pixel is changed linearly according to the distance from the pixel to be interpolated, and the value on the straight line is adopted as image data of the pixel to be interpolated.

【0064】(C)を参照して、Cubic Convolution に
おいては、補間する画素からの距離に応じて近傍の画素
の画像データが反映する度合を曲線的に変化させ、その
曲線上のデータを用いる。
Referring to (C), in Cubic Convolution, the degree of reflection of image data of neighboring pixels is changed in a curve according to the distance from the pixel to be interpolated, and the data on the curve is used.

【0065】なお、上記実施の形態においては、ブロッ
クの切出を行ない、切出されたブロック中のエッジ成分
の存在の有無によって、画像の処理方法を切換えること
としたが、ブロックの切出を行なわず入力された画像デ
ータ内のいずれかの部分にエッジ成分があるか否かを判
定し、その判定結果に応じて画像全体の処理方法を切換
えてもよい。
In the above embodiment, blocks are cut out and the image processing method is switched depending on the presence or absence of an edge component in the cut out blocks. Alternatively, it may be determined whether or not any part of the input image data has an edge component, and the processing method of the entire image may be switched according to the determination result.

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

【図1】本発明の好ましい実施の形態における画像処理
装置のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】図1の解像度変換部403の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a resolution conversion unit 403 in FIG.

【図3】本実施の形態における解像度変換処理のフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a resolution conversion process according to the embodiment.

【図4】高周波成分を再現しない解像度変換方法につい
て説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for describing a resolution conversion method that does not reproduce high-frequency components.

【図5】IM−GPDCT法の原理を説明するための図
である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the IM-GPDCT method.

【図6】従来の解像度変換処理を示すフローチャートで
ある。
FIG. 6 is a flowchart showing a conventional resolution conversion process.

【図7】IM−GPDCT法の模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of the IM-GPDCT method.

【図8】従来のIM−GPDCT法において行なわれる
処理を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining processing performed in a conventional IM-GPDCT method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

403 解像度変換部 404 バッファメモリ 4030 ブロック切出部 4031 エッジ判別部 4032 IM−GPDCT部 4033 CC部 4034 セレクタ 403 Resolution conversion unit 404 Buffer memory 4030 Block extraction unit 4031 Edge discrimination unit 4032 IM-GPDCT unit 4033 CC unit 4034 Selector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西垣 順二 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 石黒 和宏 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 鍋島 孝元 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 山内 孝 大阪市中央区安土町二丁目3番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junji Nishigaki 2-3-1-13 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka City Inside Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Kazuhiro Ishiguro 2-chome, Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi No. 3-13 Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Takamoto Nabeshima 2-3-1 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka City Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Yamauchi Osaka City Central Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 2-3-13 Azuchicho, Ward

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像に対し画素の補間を行なう画素
補間装置であって、 前記入力画像にエッジ部分が存在するか否かを判定する
判定手段と、 前記判定手段の判定結果に基づいて、前記入力画像の処
理方法を切換える切換手段とを備えた、画素補間装置。
1. A pixel interpolating device that performs pixel interpolation on an input image, comprising: a determination unit that determines whether an edge portion exists in the input image; A pixel interpolation device comprising: a switching unit configured to switch a processing method of the input image.
【請求項2】 前記切換手段は、前記入力画像にエッジ
部分が存在する場合に第1の画像処理法を選択し、前記
入力画像にエッジ部分が存在しない場合に第2の画像処
理法を選択し、 前記第1の画像処理法は、画像を直交変換によって正変
換と逆変換とを繰返す過程の中で、通過周波数域の情報
が正しく、かつ画像の広がりが限られているという2つ
の拘束条件を用いて、サンプリング時に失われた高周波
成分を復元する方法であり、 前記第2の画像処理法は、画像データの高周波成分を再
現しない補間方法である、請求項1に記載の画素補間装
置。
2. The switching means selects a first image processing method when an edge portion exists in the input image, and selects a second image processing method when an edge portion does not exist in the input image. However, in the first image processing method, in the process of repeating the normal transform and the inverse transform by the orthogonal transform, the two constraints that the information of the pass frequency band is correct and the spread of the image is limited. The pixel interpolation device according to claim 1, wherein the method is a method of restoring a high-frequency component lost at the time of sampling using a condition, and wherein the second image processing method is an interpolation method that does not reproduce a high-frequency component of image data. .
【請求項3】 前記入力画像からブロック切出を行なう
ブロック切出手段をさらに備え、 前記判定手段は、前記切出されたブロックにエッジ部分
が存在するか否かを判定する、請求項1または2に記載
の画素補間装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising a block extracting unit configured to extract a block from the input image, wherein the determining unit determines whether an edge portion exists in the extracted block. 3. The pixel interpolation device according to 2.
JP10029691A 1998-01-26 1998-02-12 Pixel interpolation device Withdrawn JPH11232446A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10029691A JPH11232446A (en) 1998-02-12 1998-02-12 Pixel interpolation device
US09/236,253 US6567568B1 (en) 1998-01-26 1999-01-25 Pixel interpolating device capable of preventing noise generation

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JP (1) JPH11232446A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658663B1 (en) * 2000-08-28 2006-12-15 삼성전자주식회사 Cubic convolution interpolation factor producing method
KR100658660B1 (en) * 2000-08-23 2006-12-15 삼성전자주식회사 Cubic convolution interpolation factor producing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100658660B1 (en) * 2000-08-23 2006-12-15 삼성전자주식회사 Cubic convolution interpolation factor producing method
KR100658663B1 (en) * 2000-08-28 2006-12-15 삼성전자주식회사 Cubic convolution interpolation factor producing method

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