JPH1125265A

JPH1125265A - 画像縮小装置

Info

Publication number: JPH1125265A
Application number: JP9182801A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Yano; 修志矢野; Masaaki Nakayama; 正明中山; Takashi Sakaguchi; 隆坂口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＰＦを使用しなくても容易に画像の折り返し
劣化を軽減することができる構成とされた画像縮小装置
を提供する。【解決手段】本発明に係る画像縮小装置は、画像の縮小
倍率ｍを設定する倍率設定手段１１０と、入力映像信号
の補間処理を実行する補間処理手段１０５と、補間係数
ｗのオフセット処理を実行するオフセット処理手段１０
９とを備えており、オフセット処理手段１０９は、縮小
倍率ｍに対応するオフセット値ａを決定したうえ、入力
映像信号の画素間距離を１とした際の補間係数ｗに対し
てオフセット値ａを加算するオフセット処理を実行する
ものである一方、補間処理手段１０５は、オフセット処
理が施された補間係数ｗ１に基づく入力映像信号の補間
処理を実行するものであることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像縮小装置、つま
り、画像を任意の倍率に縮小し得る構成とされた画像縮
小装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種の画像処理装置として
は特開平６−２６６８３１号公報で開示されているよう
なものが一般的であり、この画像処理装置を使用した際
の画像縮小処理、例えば、インターレース走査された映
像信号の垂直方向に沿う画像縮小処理では、図１３ない
し図１７を参照しながら説明する以下のような手順に従
った処理が行われている。すなわち、図１３は画像縮小
装置の基本的な要部構成を示すブロック図であり、入力
映像信号Ｓ１は、固体撮像素子、アナログ信号処理回
路、Ａ／Ｄ変換器、デジタル信号処理回路（いずれも図
示省略）を通って得られたデジタル映像信号となってい
る。

【０００３】そして、この際における補間処理回路１１
は、倍率設定回路１５で設定された画像の縮小倍率ｍ＝
ｃ／ｄ（但し、ｃ，ｄは自然数であり、ｃ＜ｄ）を基に
して補間係数発生回路１３で発生した補間係数ｗを使用
しながら入力映像信号Ｓ１に対する補間処理を実行する
ものであり、この補間処理回路１１からの出力信号はフ
ィールドメモリ１２に対して入力し、フィールドメモリ
１２から外部へ出力映像信号Ｓ２として出力されてい
る。また、フィールドメモリ１２と倍率設定回路１５と
の間には読み書き制御回路１４が設けられており、この
読み書き制御回路１４によっては、画像の縮小倍率ｍに
対応したうえでのフィールドメモリ１２に対するデータ
の書き込み及び読み出し動作が制御されることになって
いる。

【０００４】ところで、補間処理回路１１においては線
形補間法や３次畳み込み内挿法などの補間演算方法が採
用されており、線形補間法を採用してなる補間処理回路
１１の内部構成は図１４のブロック図で示すようになっ
ている。すなわち、この補間処理回路１１は、入力映像
信号Ｓ１を１ライン周期（１Ｈ）の期間だけ遅延させる
ラインメモリ２１と、補間係数発生回路１３から与えら
れた補間係数ｗに基づいて係数ｗ，１−ｗを算出する係
数演算回路２４と、入力映像信号Ｓ１に対して係数ｗを
乗算する乗算器２２ａと、ラインメモリ２１からの出力
信号に対して乗算係数１−ｗを乗算する乗算器２２ｂ
と、これら乗算器２２ａ，２２ｂからの出力信号同士を
加算して出力する加算器２３とを備えている。

【０００５】そのため、この補間処理回路１１では、入
力映像信号Ｓ１の垂直方向に沿った補間処理が図１５を
参照しながら以下に説明するような処理手順に従って実
行される。すなわち、あるフィールドにおける映像信号
の画像ラインｋ，ｋ＋１間にあり、しかも、画像ライン
ｋからの距離と画像ラインｋ＋１からの距離との比が
ｗ：１−ｗ（但し、０≦ｗ＜１）である画像ラインを補
間処理回路１１で補間する場合、画像ラインｋ＋１が入
力映像信号Ｓ１であるならば、ラインメモリ２１からの
出力信号は画像ラインｋと対応していることになる。そ
こで、この際における補間ラインｋ’は、係数演算回路
２４でもって生成された乗算係数１−ｗを画像ラインｋ
に対して乗じた結果と、係数演算回路２４で生成された
乗算係数ｗを画像ラインｋ＋１に対して乗じた結果とを
加算器２３でもって互いに加算して合成したものとなる
〔補間ラインｋ’＝（画像ラインｋ）×（１−ｗ）＋
（画像ラインｋ＋１）×ｗ〕。

【０００６】さらにまた、インターレース走査された映
像信号を垂直方向に沿って２／３倍まで縮小するために
は、線形補間法を採用して構成された補間処理回路１１
の画像縮小動作を模式化して示す図１６を参照しながら
説明する以下のような処理手順が採用される。すなわ
ち、まず、この際における補間係数発生回路１３は、倍
率設定回路１５でもって設定された画像の縮小倍率ｍが
２／３（ｍ＝２／３）であるため、縮小倍率ｍの逆数１
／ｍである３／２（１／ｍ＝３／２）の小数部１／２に
基づいた補間係数ｗとして１／２，０，１／２，０，…
…を発生することになる。なお、これらの補間係数ｗは
補間処理後に間引きされる補間ラインを生成すべく発生
させられるのであるが、次の補間ラインでも利用可能な
ものとして発生させられている。

【０００７】そこで、引き続き、補間処理回路１１にお
いては、発生した補間係数ｗを用いながら縮小処理前の
画像ラインｋ，ｋ＋１，ｋ＋２，ｋ＋３，……それぞれ
から補間ラインｋ’，（ｋ＋１）’，（ｋ＋２）”，
（ｋ＋２）’，……が生成されることになり、生成され
た補間ラインｋ’，（ｋ＋１）’，（ｋ＋２）”，（ｋ
＋２）’，……は補間処理回路１１からフィールドメモ
リ１２へと出力される。ところが、読み書き制御回路１
４でもってデータの書き込み及び読み出し動作が制御さ
れるフィールドメモリ１２では、図１６中の破線で示し
ている補間ライン（ｋ＋２）”，（ｋ＋４）”，……、
つまり、３回のうちの１回ごとに入力する補間ラインが
間引かれるため、このフィールドメモリ１２からは入力
映像信号Ｓ１を垂直方向に沿って２／３倍だけ縮小して
得られた出力映像信号Ｓ２が出力されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の画像縮小装置では、補間係数ｗに対応した間引き処
理が実行されており、このような間引き処理はサンプリ
ング周波数が小さくなることと等価であるので、入力画
像信号Ｓ１中に再現できない周波数が含まれていると、
縮小処理後における画像の折り返し現象が発生すること
になり、画質の劣化が生じることになっていた。すなわ
ち、図１７を参照しながら説明すると、縮小倍率ｍが１
／２（ｍ＝１／２）である際における逆数１／ｍ（＝２
／１）の小数部は０となり、この場合においては補間処
理されない画像ラインがそのまま補間ラインｋ’，（ｋ
＋１）”，（ｋ＋１）’，……として出力される結果、
２回のうちの１回ごとに補間ライン（ｋ＋１）”，……
の間引き処理が実行されることになる。

【０００９】ところが、このような間引き処理は、垂直
方向のサンプリング周波数が１／２になるのと等価であ
るため、垂直方向のサンプリング周波数がｆｓであると
した場合には、縮小処理前の画像に含まれていたｆｓ／
４以上の周波数成分が縮小処理後における折り返しとし
て現れることになってしまう。そのため、従来の画像縮
小装置においては、縮小処理後の折り返し劣化を防止す
べく、わざわざ低域通過型フィルタ（以下、ＬＰＦとい
う）を使用したうえ、このＬＰＦによって折り返し劣化
の原因となる高域周波数成分を抑制しなければならない
ことになっていた。

【００１０】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、ＬＰＦを使用しなくても容易に画
像の折り返し劣化を軽減することが可能な構成とされた
画像縮小装置の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
画像縮小装置は、画像の縮小倍率ｍを設定する倍率設定
手段と、入力映像信号の補間処理を実行する補間処理手
段と、補間係数のオフセット処理を実行するオフセット
処理手段とを備えたものであって、オフセット処理手段
は、縮小倍率ｍに対応するオフセット値ａ（但し、０≦
ａ≦１／２）を決定したうえ、入力映像信号の画素間距
離を１とした際の補間係数ｗ（但し、０≦ｗ＜１）に対
してオフセット値ａを加算するオフセット処理を実行す
るものである一方、補間処理手段は、オフセット処理が
施された補間係数ｗ１（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ≠０）に基
づく入力映像信号の補間処理を実行するものであること
を特徴としている。

【００１２】本発明の請求項２に係る画像縮小装置は、
画像の縮小倍率ｍを設定する倍率設定手段と、入力映像
信号の補間処理を実行する補間処理手段と、補間係数の
オフセット処理を実行するオフセット処理手段と、補間
処理手段からの出力信号を記憶する記憶手段とを備えた
ものであり、オフセット処理手段は、縮小倍率ｍに対応
するオフセット値ａ（但し、０≦ａ≦１／２）を決定し
たうえ、入力映像信号の画素間距離を１とした際の補間
係数ｗ（但し、０≦ｗ＜１）に対してオフセット値ａを
加算するオフセット処理を実行するものである一方、補
間処理手段は、オフセット処理が施された補間係数ｗ１
（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ≠０）に基づく入力映像信号の補
間処理を実行するものであり、記憶手段はその出力信号
が外部への出力信号とされるものであることを特徴とし
ている。

【００１３】本発明の請求項３に係る画像縮小装置のオ
フセット処理手段は、請求項１または請求項２記載の画
像縮小装置で使用されるものであって、縮小倍率ｍがｃ
／ｄ（ｍ＝ｃ／ｄ；但し、ｃ，ｄは自然数であり、ｃ＜
ｄ）である際のオフセット値ａを１／２ｃ（ａ＝１／２
ｃ）と決定するものであることを特徴としている。そし
て、このような構成とされた画像縮小装置によれば、入
力映像信号の補間処理を実行する際の補間係数ｗが０と
なる場合には、この補間係数ｗに対してオフセット値
ａ、例えば、ａ＝１／２を加算するオフセット処理が実
行されることになり、オフセット処理が施された補間係
数ｗ１、すなわち、ｗ１＝ｗ＋ａを用いたうえでの補間
処理が実行されるので、ＬＰＦを使用せずとも入力映像
信号の高域周波数成分を十分に抑制したうえでの画像縮
小処理が行えることとなる。

【００１４】

【実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を図面に
基づいて説明する。

【００１５】〔実施の形態１〕図１は実施の形態１に係
る画像縮小装置の基本的な要部構成を例示するブロック
図、図２は線形補間法を採用してなる補間処理回路の内
部構成を示すブロック図であり、図３は縮小倍率ｍが１
／２である補間処理の処理手順を示す説明図である。ま
た、図４は補間処理時の周波数特性を示す特性曲線図で
あり、図５は縮小倍率ｍが２／３である際の補間処理の
処理手順を示す説明図である。

【００１６】本実施の形態に係る画像縮小装置は、図１
で例示しているように、映像信号を得るための固体撮像
素子１０１と、固体撮像素子１０１でもって得られた映
像信号をアナログ処理するアナログ信号処理回路１０２
と、アナログ信号処理回路１０２の出力信号をアナログ
・デジタル変換するＡ／Ｄ変換器１０３と、Ａ／Ｄ変換
器１０３の出力信号をデジタル処理するデジタル信号処
理回路１０４とを備えている。そのため、この画像縮小
装置が備えるデジタル信号処理回路１０４からは、デジ
タル映像信号が入力映像信号Ｓ１として出力されてくる
ことになる。

【００１７】また、この際における画像縮小装置は、デ
ジタル信号処理回路１０４から出力されてくる入力映像
信号Ｓ１の補間処理を実行する補間処理手段としての補
間処理回路１０５と、補間処理回路１０５からの出力信
号を記憶する記憶手段であるところのフィールドメモリ
１０６と、補間処理回路１０５でもって入力映像信号Ｓ
１の補間処理を実行する際に必要となる補間係数ｗを発
生する補間係数発生回路１０７と、フィールドメモリ１
０６に対するデータの書き込み及び読み出し動作を制御
するための読み書き制御回路１０８を具備しているとと
もに、補間係数発生回路１０７で発生した補間係数ｗに
対するオフセット処理を実行するオフセット処理手段で
あるオフセット回路１０９と、画像の縮小倍率を設定す
る倍率設定手段としての倍率設定回路１１０とを備えて
いる。なお、ここでの補間係数発生回路１０７は補間処
理回路１０５とオフセット回路１０９及び倍率設定回路
１１０との間に設けられる一方、読み書き制御回路１０
８はフィールドメモリ１０６と倍率設定回路１１０との
間に設けられている。

【００１８】さらに、この際における補間処理回路１０
５は線形補間法を採用して構成されたものであり、図２
で示すように、この補間処理回路１０５は、入力映像信
号Ｓ１を１ライン周期（１Ｈ）の期間だけ遅延させるラ
インメモリ２０１と、補間係数発生回路１０７から与え
られた補間係数ｗに基づいて係数ｗ，１−ｗを算出する
係数演算回路２０４と、入力映像信号Ｓ１に対して係数
ｗを乗算する乗算器２０２ａと、ラインメモリ２０１か
らの出力信号に対して乗算係数１−ｗを乗算する乗算器
２０２ｂと、これら乗算器２０２ａ，２０２ｂからの出
力信号同士を加算して出力する加算器２０３とを備えて
いる。なお、補間処理回路１０５が線形補間法を採用し
たものに限定されることはなく、３次畳み込み内挿法な
どを採用して構成されたものであってもよいことは勿論
である。

【００１９】従って、本実施の形態１に係る画像縮小装
置では、インターレース走査された映像信号を垂直方向
に沿って１／２倍まで縮小するため、線形補間法を採用
して構成された補間処理回路１０５の画像縮小動作を模
式化して示す図３を参照しながら説明する以下のような
処理手順が採用されている。

【００２０】まず、固体撮像素子１０１でもって得られ
た映像信号は、アナログ信号処理回路１０２を経て入力
したＡ／Ｄ変換器１０３でもってデジタル信号に変換さ
れた後、デジタル信号処理回路１０４へと送られること
になり、このデジタル信号処理回路１０４によってデジ
タル処理されたデジタル映像信号である入力映像信号Ｓ
１は補間処理回路１０５へと送られる。一方、補間係数
発生回路１０７では、倍率設定回路１１０でもって設定
された画像の縮小倍率ｍ（＝１／２）の逆数１／ｍ（＝
２／１）を初期値０に加算していった結果ｐの小数部に
基づく補間係数ｗが発生することになり、この際におけ
る結果ｐの小数部が全て０となるため、補間係数ｗも全
て０となる。そして、補間係数ｗが０である場合の補間
処理回路１０５からは補間前の画像ラインがそのまま補
間ラインとして出力されるため、このままでは補間処理
後の間引きによって折り返し劣化が生じることになって
しまう。

【００２１】ところが、本実施の形態に係る画像縮小装
置はオフセット回路１０９を備えており、このオフセッ
ト回路１０９では、倍率設定回路１１０によって設定さ
れた画像の縮小倍率ｍに対応するオフセット値ａ（但
し、０≦ａ≦１／２）を決定したうえ、入力映像信号Ｓ
１の画素間距離を１とした際の補間係数ｗ（但し、０≦
ｗ＜１）に対してオフセット値ａを加算するオフセット
処理が実行される。従って、この際における補間係数発
生回路１０７では、オフセット値ａ＝１／２を加算した
補間係数ｗ１（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ＝０＋１／２≠０）
が発生することになり、この補間係数発生回路１０７で
発生した補間係数ｗ１＝１／２は補間処理回路１０５に
対して出力されることになる。

【００２２】そこで、引き続き、補間処理回路１０５に
おいては、オフセット処理が施された補間係数ｗ１＝１
／２を利用したうえでの線形補間処理が実行されること
になり、この補間処理回路１０５による線形補間処理に
伴っては、縮小処理前の画像ラインｋ，ｋ＋１，ｋ＋
２，ｋ＋３，……のそれぞれから補間ラインｋ’，（ｋ
＋１）”，（ｋ＋１）’，（ｋ＋２）”，……が生成さ
れることになり、生成された補間ラインｋ’，（ｋ＋
１）’，（ｋ＋２）”，（ｋ＋２）’，……の各々は補
間処理回路１０５からフィールドメモリ１０６へと向か
って出力される。すなわち、例えば、ここでの補間ライ
ンｋ’は、画像ラインｋ及び画像ラインｋ＋１から補間
係数ｗ１＝１／２としたうえで合成されていることにな
る。

【００２３】また、この際、読み書き制御回路１０９に
よっては、画像の縮小倍率ｍ＝１／２に対応したうえで
２回のうちの１回ごとフィールドメモリ１０６に対して
入力する補間ライン（ｋ＋１）”，（ｋ＋２）”，……
を間引くようフィールドメモリ１０６の書き込み及び読
み出し動作を制御することが行われる。つまり、この読
み書き制御回路１０９による具体的な補間ラインの間引
き処理は、画像の縮小倍率ｍ＝１／２の逆数１／ｍ＝２
を加算後における結果ｐの整数部と加算前における結果
ｐの整数部との差ｄがｄ≧２となる場合の補間ラインを
含む（ｄ−１）ライン分の補間ラインを書き込むに際し
ては同一アドレスに対して２度書きし、また、読み出す
際にはアドレスを読み飛ばすなどの制御でもって実現さ
れる。なお、これらの結果ｐ及び補間係数ｗ１は間引き
処理される補間ラインを生成する際のみならず、次の補
間ラインでも利用可能なものとして固定されている。そ
の結果、フィールドメモリ１０６から外部に対しては、
入力映像信号Ｓ１を垂直方向に沿って１／２倍だけ縮小
して得られた出力映像信号Ｓ０が出力されることにな
り、記憶手段としてのフィールドメモリ１０６はその出
力信号が外部への出力信号とされたものとなる。

【００２４】ところで、以上説明した補間処理回路１０
５では補間係数ｗ＝１／２に基づいて補間ラインが生成
されることになっているが、補間処理時における周波数
特性は図４で例示しているようになる。なお、図４中の
符号ｆｓは、垂直方向のサンプリング周波数を示してい
る。すなわち、補間処理後の間引き処理によっては、縮
小処理前の画像に含まれていたｆｓ／４以上の周波数成
分が縮小処理後の折り返しとして現れるのであるが、本
実施の形態に係る画像縮小装置では、図４で示す周波数
特性からも明らかなように、ｆｓ／４以上の周波数成分
が補間処理時においても十分に抑えられているため、Ｌ
ＰＦを設けていなくても折り返し劣化が軽減されること
になっている。

【００２５】さらにまた、本実施の形態１に係る画像縮
小装置でもって映像信号を垂直方向の２／３倍にまで縮
小する際には、図５を参照しながら説明する以下のよう
な処理手順が採用されることになっている。すなわち、
この際における画像縮小装置が備えている補間係数発生
回路１０７では、縮小倍率ｍ＝２／３の逆数１／ｍ＝３
／２を加算していった結果ｐの小数部に基づく補間係数
ｗが発生することになり、縮小倍率ｍ＝２／３である時
の２回に１回は補間係数ｗが０（ｗ＝０）となる。そこ
で、オフセット回路１０９はオフセット値ａを１／４
（ａ＝１／４）と決定したうえでのオフセット処理を実
行し、補間係数発生回路１０７ではオフセット値ａ＝１
／４を加算した補間係数ｗ１（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ＝０
＋１／４≠０）が発生することになり、補間処理回路１
０５においては、補間係数ｗ１＝１／４を用いたうえで
の線形補間処理が実行される。従って、縮小倍率ｍ＝１
／２の時と同様、ＬＰＦを設けていないにも拘わらず、
折り返し劣化の発生が軽減される。

【００２６】ところで、本実施の形態１においては、縮
小倍率ｍが１／２の場合と２／３の場合とにおけるオフ
セット回路１０９の動作を説明しているが、縮小倍率ｍ
がｃ／ｄ（ｍ＝ｃ／ｄ；但し、ｃ，ｄは自然数であり、
ｃ＜ｄ）であってもオフセット回路１０９の動作に何ら
の差し支えもないことは勿論であり、オフセット回路１
０９は縮小倍率ｍ＝ｃ／ｄである場合のオフセット値ａ
を１／２ｃ（ａ＝１／２ｃ）と決定するものとなってい
る。そして、この際におけるオフセット回路１０９は、
０≦ａ＜１／２の範囲で適宜オフセット値ａを決定する
ことになる。

【００２７】〔実施の形態２〕図６は実施の形態２に係
る画像縮小装置の基本的な要部構成を例示するブロック
図、図７は補間処理回路の内部構成を示すブロック図で
あり、図８は縮小倍率ｍが１／２である補間処理の処理
手順を示す説明図である。なお、実施の形態２に係る画
像縮小装置及び補間処理回路の基本的な構成は実施の形
態１と同じであるから、図６及び図７において図１及び
図２と同様の処理を実行するブロックには同一符号を付
し、ここでの詳しい説明は省略する。

【００２８】実施の形態２に係る画像縮小装置は、実施
の形態１とは相違するフィールドメモリ６０１及び補間
処理回路６０２を備えて構成されたものであり、フィー
ルドメモリ６０１は、デジタル信号処理回路１０４から
の出力を記憶し、かつ、任意の異なる２ライン分の信号
を補間処理回路６０２に対して出力し得る２つの出力ポ
ートを具備している。また、補間処理回路６０２は、フ
ィールドメモリ６０１からの出力信号に対する補間処理
を実行する補間処理手段として機能するものであり、ラ
インメモリ２０１を設けていない点が実施の形態１に係
る補間処理回路１０５とは異なっている。なお、ライン
メモリ２０１を設けない場合には、その分だけ回路規模
が小さくて済むことになる。

【００２９】そこで、本実施の形態に係る画像縮小装置
では、以下のような手順に従った画像縮小処理が行われ
る。まず、実施の形態１と同じく、固体撮像素子１０１
でもって得られた映像信号は、アナログ信号処理回路１
０２を経たうえでＡ／Ｄ変換器１０３によってデジタル
信号に変換されることとなり、変換されたデジタル映像
信号はデジタル信号処理回路１０４からフィールドメモ
リ６０１へと出力される。そして、この際、読み書き制
御回路１０８は、倍率設定回路１１０で設定された画像
の縮小倍率ｍに基づいたうえ、デジタル信号処理回路１
０４からの出力信号をフィールドメモリ６０１へとその
まま書き込み、かつ、読み出し時には縮小倍率ｍに応じ
て補間処理に必要な２ライン分の映像信号を読み出すよ
うフィールドメモリ６０１を制御することになり、読み
出された映像信号は補間処理回路６０２に対して入力さ
れる。

【００３０】一方、補間係数発生回路１０７では、実施
の形態１と同様の手順に従いつつ、入力映像信号Ｓ１の
画素間距離を１とした補間係数ｗが発生することにな
り、オフセット回路１０９では、縮小倍率ｍに対応する
オフセット値ａ（但し、０≦ａ≦１／２）を決定したう
え、補間係数ｗ（但し、０≦ｗ＜１）に対してオフセッ
ト値ａを加算するオフセット処理が実行される。そし
て、オフセット処理が施された補間係数ｗ１（但し、ｗ
１＝ｗ＋ａ≠０）はオフセット回路１０９から補間処理
回路６０２へと送られることになり、この補間処理回路
６０２においては、オフセット処理が施された補間係数
ｗ１に基づく入力映像信号Ｓ１の補間処理が実行され
る。その結果、補間処理回路６０２から外部に対して
は、入力映像信号Ｓ１を垂直方向に沿って縮小倍率ｍだ
け縮小処理してなる出力映像信号Ｓ０が出力されてくる
ことになる。

【００３１】つぎに、映像信号を垂直方向に沿って１／
２倍まで縮小処理する際の手順を、補間処理回路６０２
の画像縮小動作を模式化して示す図８を参照しながら説
明する。この際においては、読み書き制御回路１０８が
画像の縮小倍率ｍ＝１／２に対応した読み出し制御を実
行するため、フィールドメモリ６０１からは、まずもっ
て画像ラインｋと画像ラインｋ＋１とが、そして、画像
ラインｋ＋１及び画像ラインｋ＋２を読み飛ばしたうえ
で画像ラインｋ＋２と画像ラインｋ＋３とが、さらに、
画像ラインｋ＋３及び画像ラインｋ＋４を読み飛ばした
うえで画像ラインｋ＋４と画像ラインｋ＋５とが読み出
される、つまり、同時に読み出す画像ラインの組み合わ
せを１つおきに読み飛ばしながら次の補間処理で使用す
る２ライン分が同時に読み出される。また、補間係数発
生回路１０７では、倍率設定回路１１０でもって設定さ
れた縮小倍率ｍ＝１／２の逆数１／ｍ＝２／１を初期値
０に加算していった結果ｐの小数部に基づく補間係数ｗ
が発生することになり、この場合における補間係数ｗは
全て０となる。

【００３２】そこで、オフセット回路１０９は、縮小倍
率ｍに対応するオフセット値ａ＝１／２を決定し、か
つ、補間係数ｗに対してオフセット値ａを加算するオフ
セット処理を実行する一方、補間係数発生回路１０７で
は、オフセット値ａ＝１／２が加算された補間係数ｗ１
＝０＋１／２が発生する。さらに、この補間係数発生回
路１０７で発生した補間係数ｗ１＝１／２は補間処理回
路６０２へと送られることになり、補間処理回路６０２
においては、フィールドメモリ６０１から同時に読み出
した画像ラインの補間処理がオフセット処理済みの補間
係数ｗ１に基づいて実行される。すなわち、例えば、こ
の際における補間ラインｋ’は、補間係数ｗ１に基づい
たうえ、同時に読み出された画像ラインｋと画像ライン
ｋ＋１とから生成されることになる。その結果、補間処
理回路６０２から外部に対しては、入力映像信号Ｓ１を
垂直方向に沿って縮小倍率ｍだけ縮小処理してなる出力
映像信号Ｓ０が出力されてくる。

【００３３】そして、この画像縮小装置が備える補間処
理回路６０２によっては補間係数ｗ１＝１／２に基づい
たうえで補間ラインを生成することが行われており、フ
ィールドメモリ６０１から読み出される画像ラインの読
み飛ばしによって折り返しを生じさせる高周波成分が補
間処理時に十分抑制されることになるため、ＬＰＦを設
けていないにも拘わらず、折り返しによる画質劣化が軽
減されることとなる。なお、実施の形態２に係る画像縮
小装置においても、実施の形態１と同じく、縮小倍率ｍ
がｃ／ｄ（ｍ＝ｃ／ｄ；但し、ｃ，ｄは自然数であり、
ｃ＜ｄ）である場合には、オフセット回路１０９がオフ
セット値ａを１／２ｃ（ａ＝１／２ｃ）と決定するもの
であればよいことになる。

【００３４】ところで、以上説明した実施の形態１及び
実施の形態２においては、垂直方向に沿った画像縮小処
理を実行する際の手順を述べているが、水平方向に沿っ
た画像縮小処理を実行することも可能であり、この際に
おいては、例えば、フィールドメモリ１０６，６０１に
代えてラインメモリを、ラインメモリ２０１に代えてラ
ッチ回路やフリップフロップ回路を用いることが行われ
る。また、実施の形態１及び実施の形態２に係る画像縮
小装置では、記憶手段としてフィールドメモリ１０６，
６０１を用いているが、記憶手段がフィールドメモリに
限定されることはなく、例えば、フレームメモリであっ
てもよいことは勿論である。さらに、これらの実施の形
態に係る画像縮小装置は、固体撮像素子１０１を備えて
構成された撮像装置に基づいたものとなっているが、撮
像装置以外の再生装置などを元にして構成された画像縮
小装置に対しても本発明を適用することは可能である。

【００３５】〔実施の形態３〕図９は実施の形態３に係
る画像縮小装置の基本構成を示すブロック図、図１０は
画像縮小装置が実行する画像縮小処理の手順を例示する
説明図であり、図１０（ａ）は画像縮小装置に対する入
力画像を示す説明図である一方、図１０（ｂ）は４分割
された画面のそれぞれに縮小済みの画像を表示させたマ
ルチ画面を示す説明図である。そして、図１１はフィー
ルドメモリのアドレス空間を例示する説明図であり、図
１２はマルチ画面における画像の表示例を示す説明図で
ある。

【００３６】本実施の形態に係る画像縮小装置は、固体
撮像素子、アナログ信号処理回路、Ａ／Ｄ変換器、デジ
タル信号処理回路（いずれも図示省略）を通って得られ
た入力映像信号Ｓ１に対する水平方向の補間処理を実行
する補間処理手段である水平補間処理回路９０１と、水
平補間処理回路９０１からの出力信号を記憶する記憶手
段としてのラインメモリ９０２と、ラインメモリ９０２
からの出力信号に対する垂直方向の補間処理を実行する
補間処理手段としての垂直補間処理回路９０３と、フィ
ールドメモリ９０５に対する入力を垂直補間処理回路９
０３の出力もしくはフィールドメモリ９０５の出力のい
ずれか一方のみから選択するセレクタ９０４と、セレク
タ９０４で選択された出力を記憶する記憶手段としての
フィールドメモリ９０５とを備えており、このフィール
ドメモリ９０５からは縮小処理済みの出力映像信号Ｓ３
が外部へと出力されることになっている。

【００３７】さらに、この画像縮小装置は、水平補間処
理回路９０１でもって補間処理を実行する際の補間係数
ｗ_hを発生する水平補間係数発生回路９０６と、ライン
メモリ９０２に対するデータの書き込み及び読み出しを
制御するラインメモリ読み書き制御回路９０７と、垂直
補間処理回路９０３で補間処理を実行する際の補間係数
ｗ_vを発生する垂直補間係数発生回路９０８と、セレク
タ９０４の動作を制御するセレクタ制御回路９０９と、
フィールドメモリ９０５に対するデータの書き込み及び
読み出しを制御するフィールドメモリ読み書き制御回路
９１０とを備えているとともに、水平補間係数発生回路
９０６で発生する補間係数ｗ_hに基づくオフセット処理
を実行するオフセット処理手段としての水平オフセット
回路９１１と、水平方向における画像の縮小倍率ｍ_hを
設定する倍率設定手段としての水平倍率設定回路９１２
と、垂直補間係数発生回路９０８で発生する補間係数ｗ
_vに基づくオフセット処理を実行するオフセット処理手
段としての垂直オフセット回路９１３と、垂直方向の縮
小倍率ｍ_vを設定する倍率設定手段としての垂直倍率設
定回路９１４とを具備している。なお、この際における
垂直補間処理回路９０３は図２で示した補間処理回路１
０５と同構成とされたものであり、水平補間処理回路９
０１は図２で示したラインメモリ２０１に代わるラッチ
回路やフリップフロップ回路を利用して構成されたもの
となっている。

【００３８】以下、本実施の形態に係る画像縮小装置の
画像縮小動作を、図１０ないし図１２の各々を参照しな
がら説明する。

【００３９】まず、図１０（ａ）で例示するような入力
画像を表示することになる入力映像信号Ｓ１が水平補間
処理回路９０１に対して入力されることになり、マルチ
画面生成時の水平倍率設定回路９１２によっては分割す
べき数に応じたうえで画像の縮小倍率ｍ_hを１／ｎ（但
し、ｎは自然数）に設定することが実行される。すなわ
ち、例えば、４分割すべき場合の縮小倍率ｍ_hは、１／
２（ｍ_h＝１／ｎ＝１／２）と設定されることになる。
そこで、水平補間係数発生回路９０６は設定された縮小
倍率ｍ_h＝１／２に基づいたうえで水平補間処理のため
の補間係数ｗ_hを発生させるが、実施の形態１と同じ
く、縮小倍率ｍ_h＝１／ｎである場合には補間係数ｗ_h＝
０を発生し続けることになる。

【００４０】そして、この際における水平オフセット回
路９１１では、水平倍率設定回路９１２によって設定さ
れた画像の縮小倍率ｍ_hに対応するオフセット値ａ（但
し、０≦ａ≦１／２）を決定したうえ、補間係数ｗ
_h（但し、０≦ｗ_h＜１）に対してオフセット値ａを加算
するオフセット処理が実行されるため、水平オフセット
回路９１１から水平補間処理回路９０１へはオフセット
処理済みの補間係数ｗ_h１（但し、ｗ_h１＝ｗ_h＋ａ＝０
＋１／２≠０）が出力される。従って、水平補間処理回
路９０１においては補間係数ｗ_h１＝１／２を用いたう
えでの水平補間処理が実行されることになり、水平補間
処理が実行されたうえで水平補間処理回路９０１から出
力される補間データはラインメモリ９０２へと送られ
る。

【００４１】ところが、ラインメモリ９０２へと送られ
る補間データは、ラインメモリ読み書き制御回路９０７
でもって書き込み及び読み出しが制御されるため、２回
のうち１回の補間データは間引き処理されてしまう。そ
の結果、ラインメモリ９０２からは、水平方向に沿って
のみ１／２倍に縮小された画像データが出力されている
ことになる。そして、この際においては、水平オフセッ
ト回路９１１の実行するオフセット処理によって補間係
数ｗ_h１が０ではないことになるため、ラインメモリ９
０２から出力される画像データは水平方向に沿った間引
き処理に伴う折り返しが軽減されたものとなっている。

【００４２】さらに、ラインメモリ９０２から出力され
た画像データは引き続いて垂直補間処理回路９０３へと
入力するが、マルチ画面生成時の垂直倍率設定回路９１
４では水平倍率設定回路９１２と同じ縮小倍率ｍ_v＝１
／２が設定されているため、垂直補間係数発生回路９０
８及び垂直オフセット回路９１３のそれぞれは水平方向
の場合と同様の動作を実行することになり、垂直オフセ
ット回路９１３から垂直補間処理回路９０３へはオフセ
ット処理済みの補間係数ｗ_v１（但し、ｗ_v１＝ｗ_v＋ａ
＝０＋１／２≠０）が出力される。従って、垂直補間処
理回路９０３においては、補間係数ｗ_v１＝１／２とし
たうえでの垂直補間処理が実行されることになり、垂直
補間処理が実行された補間データは垂直補間処理回路９
０３からセレクタ９０４へと送られる。そして、この際
におけるセレクタ制御回路９０９は、最初の１フィール
ド期間については垂直補間処理回路９０３からの画像デ
ータを選択し、その後はフィールドメモリ９０５から出
力される画像データを選択するようセレクタ９０４を制
御しているため、最初の１フィールド期間内において、
フィールドメモリ９０５に対しては垂直補間処理回路９
０３からの画像データが書き込まれることになる。

【００４３】ところで、図１１はフィールドメモリ９０
５が具備するアドレス空間を示しており、このアドレス
空間は（１）から（４）の領域の組み合わせによって通
常画像を記憶し得る容量を有している。そして、フィー
ルドメモリ読み書き制御回路９１０は、最初の書き込み
時に書き込みの開始アドレスをアドレス空間の（１）領
域の左上端に設定しておいたうえ、垂直方向の縮小倍率
ｍ_v＝１／２に対応して補間ライン書き込み時の垂直方
向に沿った書き込みアドレスを２回のうち１回はホール
ドするように制御し、補間ラインを２回のうちに１回は
間引き処理するしている。そのため、垂直補間処理回路
９０３から出力されてくる画像データは垂直方向に沿っ
てさらに１／２倍だけ縮小されることになり、フィール
ドメモリ９０５が具備するアドレス空間の（１）領域に
対しては入力画像の水平方向及び垂直方向に沿う１／２
縮小画像が書き込まれる。しかも、この際においては、
垂直オフセット回路９１３のオフセット処理によって補
間係数ｗ_v１が０でなく、垂直方向に沿った間引き処理
に伴う折り返しも軽減されているため、アドレス空間の
（１）領域に書き込まれた補間処理済みの画像データは
画像劣化が軽減されたものとなる。

【００４４】つぎに、フィールドメモリ読み書き制御回
路９１０は読み出しアドレス制御によってアドレス空間
の（１）領域内の画像データを読み出すことになり、セ
レクタ制御回路９０９によって制御されるセレクタ９０
４はフィールドメモリ９０５から出力された画像データ
を選択することになる。そして、読み出されたフィール
ドメモリ９０５からの画像データは再びフィールドメモ
リ９０５に対して入力されることになり、再書き込み時
のフィールドメモリ読み書き制御回路９１０は書き込み
の開始アドレスをアドレス空間の（２）領域の左上端に
設定したうえ、さらなる書き込みアドレス制御によって
入力されてくる画像データをアドレス空間の（２）領域
に対して書き込むことを実行する。

【００４５】引き続き、同様の動作を繰り返し実行する
ことによってアドレス空間の（１）領域内の画像データ
がアドレス空間の（３）領域及び（４）領域に対しても
書き込まれることになり、フィールドメモリ９０５上に
は、図１０（ｂ）で示すようなマルチ画面が生成されて
いることになる。従って、フィールドメモリ９０５への
書き込みを停止したうえ、このフィールドメモリ９０５
に書き込まれた画像データを読み出すことを実行する
と、マルチ画面を表示する画像データが出力映像信号Ｓ
３として出力される。

【００４６】ところで、本実施の形態においては、最初
の１フィールド期間のみ垂直補間処理回路９０３からの
画像データがフィールドメモリ９０５へと入力されたう
えでアドレス空間の（１）領域に対して書き込まれた
後、この（１）領域内に書き込まれた画像データを読み
出したうえで（２）ないし（４）それぞれの領域に対し
て書き込んでいるが、セレクタ９０４が垂直補間処理回
路９０３から出力される画像データを常に選択し続ける
ようにし、これらの画像データをフィールドごとに
（１）ないし（４）それぞれの領域に書き込むようにし
てもよい。そして、このような構成とした場合には、図
１２（ａ）で例示する入力画像、つまり、自動車が左側
から右向きに走行している状態を示す入力画像に基づい
たうえ、図１２（ｂ）で例示するような連続したコマ送
り画像が各々に割り当てられた４分割状態のマルチ画面
を生成することが可能になる。

【００４７】また、この際におけるセレクタ９０４が常
に垂直補間処理回路９０３から出力される画像データを
選択し続ける一方でフィールドメモリ読み書き制御回路
９１０が実施の形態１と同様の動作を実行する構成とし
た場合には、通常通りの縮小画像を生成できることにな
る。さらに、実施の形態３では４分割されたマルチ画面
を生成するとしているが、４分割に限られることはない
のであり、例えば、画像の縮小倍率ｍを１／３や１／４
と設定することによって９分割や１６分割されたマルチ
画面を生成し得ることは勿論である。さらにまた、実施
の形態１ないし実施の形態３では、線形補間法や３次畳
み込み内挿法を採用することによって補間処理回路を構
成するとしているが、補間処理回路がその他の３次補間
や２次補間などの高次補間処理を実行するものである際
にもオフセット処理が有効となることはいうまでもな
い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
縮小装置は、画像の縮小倍率に対応するオフセット値を
決定し、かつ、入力映像信号の画素間距離を１とした際
の補間係数に対してオフセット値を加算するオフセット
処理を実行するオフセット処理手段と、オフセット処理
が施された補間係数に基づく入力映像信号の補間処理を
実行する補間処理手段とを備えているので、入力画像中
の高域周波数成分を抑制することによって縮小処理後の
折り返し劣化を軽減することが可能となる。従って、高
域周波数成分を抑制するためのＬＰＦを使用する必要が
なくなり、容易に折り返し劣化を軽減することができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る画像縮小装置の基本的な要
部構成を例示するブロック図である。

【図２】補間処理回路の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図３】縮小倍率ｍが１／２である補間処理の処理手順
を示す説明図である。

【図４】補間処理時の周波数特性を示す特性曲線図であ
る。

【図５】縮小倍率ｍが２／３である際の補間処理の処理
手順を示す説明図である。

【図６】実施の形態２に係る画像縮小装置の基本的な要
部構成を例示するブロック図である。

【図７】補間処理回路の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図８】縮小倍率ｍが１／２である補間処理の処理手順
を示す説明図である。

【図９】実施の形態３に係る画像縮小装置の基本構成を
示すブロック図である。

【図１０】画像縮小装置が実行する画像縮小処理の手順
を例示する説明図である。

【図１１】フィールドメモリのアドレス空間を例示する
説明図である。

【図１２】マルチ画面における画像の表示例を示す説明
図である。

【図１３】従来の形態に係る画像縮小装置の基本的な要
部構成を示すブロック図である。

【図１４】補間処理回路の内部構成を示すブロック図で
ある。

【図１５】補間処理の処理手順を示す説明図である。

【図１６】縮小倍率ｍが２／３である補間処理の処理手
順を示す説明図である。

【図１７】縮小倍率ｍが１／２である補間処理の処理手
順を示す説明図である。

【符号の説明】

１０５補間処理手段１０９オフセット処理手段１１０倍率設定手段ａオフセット値ｍ縮小倍率ｗ補間係数ｗ１補間係数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の縮小倍率ｍを設定する倍率設定手
段と、入力映像信号の補間処理を実行する補間処理手段
と、補間係数のオフセット処理を実行するオフセット処
理手段とを備えており、オフセット処理手段は、縮小倍率ｍに対応するオフセッ
ト値ａ（但し、０≦ａ≦１／２）を決定したうえ、入力
映像信号の画素間距離を１とした際の補間係数ｗ（但
し、０≦ｗ＜１）に対してオフセット値ａを加算するオ
フセット処理を実行するものである一方、補間処理手段は、オフセット処理が施された補間係数ｗ
１（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ≠０）に基づく入力映像信号の
補間処理を実行するものであることを特徴とする画像縮
小装置。
【請求項２】画像の縮小倍率ｍを設定する倍率設定手
段と、入力映像信号の補間処理を実行する補間処理手段
と、補間係数のオフセット処理を実行するオフセット処
理手段と、補間処理手段からの出力信号を記憶する記憶
手段とを備えており、オフセット処理手段は、縮小倍率ｍに対応するオフセッ
ト値ａ（但し、０≦ａ≦１／２）を決定したうえ、入力
映像信号の画素間距離を１とした際の補間係数ｗ（但
し、０≦ｗ＜１）に対してオフセット値ａを加算するオ
フセット処理を実行するものである一方、補間処理手段は、オフセット処理が施された補間係数ｗ
１（但し、ｗ１＝ｗ＋ａ≠０）に基づく入力映像信号の
補間処理を実行するものであり、記憶手段は、その出力信号が外部への出力信号とされる
ものであることを特徴とする画像縮小装置。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の画像縮小
装置であって、オフセット処理手段は、縮小倍率ｍがｃ／ｄ（ｍ＝ｃ／
ｄ；但し、ｃ，ｄは自然数であり、ｃ＜ｄ）である際の
オフセット値ａを１／２ｃ（ａ＝１／２ｃ）と決定する
ものであることを特徴とする画像縮小装置。