JPH11514810A - ビデオ原始データ補間のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 入力原始データの２つの走査線間に位置する標本抽出された目標画素を生成する方法は、少なくとも異なる２方向に、前記生成される標本抽出された目標画素を囲む区域内の原始データの異なる走査線の画素を比較する段階（５０、５２、５４）を含む。この比較に基づいて補間方向が選択され（５８）、標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を演算するために、決定された補間方向で原始データの選択された画素の間の補間が実行される（６０、６２）。標本抽出された目標画素を生成するために中間画素どうし間の補間が実行される（６４）。この方法を実施するための装置も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオ原始データ補間のための方法と装置 技術分野 本発明はデータ補間、特に標本抽出された目標画素を入力原始データから生成 するための方法とこの方法を実行するための装置に関する。 背景技術 ビデオ画像はデジタルデータの二次元配列として表すことができ、この配列に おける各データ点はデジタル化されたビデオ画像の１画素を表す。各画素に割り 当てられた値は、このビデオ画像が再生されるとき、その輝度および／または色 彩を決定する。ビデオ画像技術では、ビデオ画像に任意の倍率を掛けて拡大画像 を作ることが望まれることがしばしばある。１つのデジタルデータ配列によって 表されている初期画像から拡大画像を作るとき、拡大画像の画素を「満たす」よ うに初期画像データ配列の継続している走査線およ画素の間に標本抽出された画 素を生成させるために、初期デジタルデータ配列の画素の間に補間することが必 要である。こうした拡大ビデオ画像を作るための従来技術は、既にいくつかある 。 従来技術では、拡大対象のデジタル化ビデオ画像の垂直および水平次元を個別 的に補間するデカルト直交方式を使用するのが共通の方法である。しかし、この 技術では、拡大画像に通常「ステアステッピング」と呼ばれる階段状のぎざぎざ の縁が生じるのが、普通である。この補間法の改良によってステアステッピング を減少させることはできるが、これは元々この技術に内在しているものなので、 完全に除去することはできない。 方向性補間方式によってステアステッピング問題を解決しようという考えがあ る。方向性補間は画像の幾何学的構造を認識する。方向性補間を用いて、縁に沿 った補間を行えば縁を越えた補間にも改善をもたらすことが判明している。方向 性補間には局所的な画像構造の解析と、そしてこの画像構造に基づく補間の実施 とが含まれる。 ドゥーガル他に与えられた米国特許第５，０１９，９０３号には、超標本抽出 されたデジタル信号の複数走査線間に方向性をもって補間するための装置が開示 されている。この装置は垂直に標本抽出された走査線を方向性をもって補間する 時に利用するため、勾配ベクトルを計算する。この操作によって、当該装置は走 査線ダブリング非飛び越し走査の用途に最も適したものになる。 山下他に与えられた米国特許第５，３４７，５９９号には、適応補間法と相関 探知を用いた装置とが開示されている。この装置は、所望の標本抽出方向を選択 するために、原始データの画素走査線に関する計算を行う。しかしこの装置も、 ドゥーガル他の装置と同様に、走査線ダブリング非飛び越し走査の用途に最も適 している。 ドゥーガル他および山下他は、標本抽出された画素を生成するための代替の方 向性補間法を開示しているが、その設計は、単に固定整数の垂直再サイジング処 理係数を支持するだけのようである。したがって、垂直次元においても水平次元 においても任意の分数再サイジング処理係数を支持する改良された補間法および 装置が必要である。 よって、本発明の目的は、標本抽出された目標画素を入力原始データから生成 するための新しい方法と装置とを供することである。 発明の開示 本発明は任意の分数再サイジング処理係数に方向性補間を行う。先ず、原始デ ータにおける低周波数の縁に応じて、補間方向が選択される。次ぎに中間画素を 生成するために方向性補間が行われる。これらの中間画素はそれから、所望の標 本抽出された目標画素を生成するために、できれば非直交状態で補間される。 詳述すれば、本発明の１側面によると、以下の段階、すなわち （ｉ） 少なくとも異なる２方向に生成される標本抽出された目標画素を囲む区 域内の上記原始データの異なる走査線の画素を比較する段階と、 （ｉｉ） 段階（ｉ）の比較に基づいて補間方向を選択する段階と、 （ｉｉｉ） 段階（ｉｉ）で決定された補間方向で、上記原始データの異なる走 査線の選択画素の間に補間し、そして上記標本抽出された目標画素を通る線分上 の中間画素を計算する段階と、 （ｉｖ） 上記標本抽出された目標画素を生成するために中間画素の間に補間す る段階 とから成る標本抽出された目標画素を入力原始データから生成するための方法が 供される。 この好ましい実施例では、上記線分は原始データの走査線に平行である。この ように線分を水平に限定することによって、中間画素と標本抽出された目標画素 との計算を簡単にすることができる。 １つの可能な実施例において、原始データの様々な走査線の画素は、垂直方向 とそしてこの垂直方向に対して０°＜角度＜９０°の範囲内の角度を成す逆向き の斜め方向とを含む、異なる３方向において比較される。段階（ｉ）の比較の間 、この比較された画素どうし間の差の値が生成され、この差の値は段階（ｉｉ） における補間方向を選択するために用いられる。 この実施例においては、段階（ｉｉ）に先立って、３方向における比較から生 じる差の値は、こうした差があるしきい値内にあるかどうかを決定するために、 互いに比較される。どの差もしきい値内に含まれていないときは、最小差の値に 相当する方向が補間方向として選択される。３方向全てにおける比較から生じた 差の値どうし間の差がしきい値内にあるときは、補間方向として垂直方向が選択 される。垂直方向とそして斜め方向の一方のみにおける比較から生じた差の値ど うし間の差が、しきい値内にあるとき、当該の斜め方向が補間方向として選択さ れる。斜め２方向における比較から生じた差の値どうし間の差が、しきい値の範 囲内にあるとき、原始データの異なる走査線の追加画素が対向する斜め両方向に おいて比較される。これらの比較の結果として生成された差の値が互いに比較さ れる。上記追加画素の比較により生じた差の値どうし間の差がしきい値内にある にとき、垂直補間方向が補間方向として選択される。 もう１つの実施例においては、線分は原始データの走査線と平行であるが、こ の場合原始データの異なる走査線の画素は、段階（ｉ）において７方向で比較さ れる。これらの方向には、垂直方向と、０°＜角度＜９０°の範囲内にある、垂 直方向とは異なる様々な角度を形成する３対の逆向きの斜め方向とが含まれる。 段階（ｉ）の比較された画素どうし間の差の値が計算される。 この実施例において、当該セットの左への差の値のセットが考慮され、そして 右へのセットもまた検査される。可能な斜めの各補間方向のための３つの差の値 が合計され、そしてその間の差がしきい値内にあるかどうかを決定するために比 較される。いずれの差も原始画像において低周波数の縁を示すほど十分小さくな いときには、垂直方向が補間方向として選択される。いずれの差もしきい値内に ないときには、最も小さい差の値に相当する斜めの方向が補間方向として選択さ れる。「右向きの」斜め方向と「左向きの」斜め方向に相当する差の値がしきい 値内にあるとき、この場合でもまた垂直方向が補間方向として選択される。その 他の場合は、これらの斜め方向の一つが補間方向として選択される。 本発明のさらにもう一つの側面によれば、以下の手段、すなわち 少なくとも異なる２方向に生成された標本抽出された目標画素を囲む区域内の上 記原始データの異なる走査線の両素を比較する比較手段と、 上記比較手段に応答して補間方向を選択するための選択手段と、そして 標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を計算するために、上記選択手 段によって選択された補間方向に上記原始データの異なる走査線の選択された画 素どうしの間に補間するための標本抽出手段であって、かつ上記目標画素を生成 するために中間画素どうしの間に補間するための標本抽出手段とを含む、 入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための装置が供される。 ステアステッピングを減少させて大きな倍率の画像を作りだすことを可能にす るために、上記標本抽出された目標画素を生成させられることに本発明の利点が あり、特に大きな倍率の場合に利点は大きい。 図面の簡単な説明 本発明の幾つかの実施例が、添付の図面を参照しながら以下に、より詳細に説 明される。 図１は、ビデオ画像原始データの継続する３本の走査線の画像と、生成される ために標本抽出された目標画素の位置と、そしてこの標本抽出された目標画素を 生成するために用いられる原始データの画素を囲む区域とを示した線図である。 図２は、標本抽出された目標画素を生成するときに用いられる補間方向の決定 のために、原始データの画素どうし間において行われる比較を示す線図である。 図３は、斜めの２方向における比較が同様な値を生じるとき、原始データの画 素どうし間で行われる追加比較を示す線図である。 図４は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられる垂直標本抽出技 術を示す線図である。 図５は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス勾配の 斜め標本抽出技術を示す線図である。 図６は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス勾配の斜 め標本抽出技術を示す線図である。 図７ａおよび７ｂは、原始データから標本抽出された目標画素を生成するとき の第１の方法で実施される各段階を示す流れ図である。 図８は、入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための装置を 示すブロック線図である。 図９は、図８に示されている装置の一部をなす遅延 回路の略図である。 図１０は、図８に示されている装置の一部をなす決定回路の略図である。 図１１は、図８に示されている装置の一部をなすβ計算機の略図である。 図１２は、図８に示されている装置の一部をなす斜標本抽出器の略図である。 図１３は、第２の実施例のための補間方向を決定するのに際して実施される原 始画素どうし間の比較を表す線図である。 図１４は、境界交差状況を示す線図である。 図１５は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられる垂直標本抽出 技術を示す線図である。 図１６は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス４５° 勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図１７は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス４５ °勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図１８は、２６．６°勾配の斜め標本抽出技術に用いられる原始画素を示す線 図である。 図１９は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス２６． ６°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図２０は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス２６ ．６°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図２１は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス６３． ４°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図２２は、標本抽出された目標画索を生成するために用いられるマイナス６３ ．４°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。 図２３ａおよび２３ｂは、原始データから標本抽出された目標画素を生成する ときの第２の方法で実施される各段階を示す流れ図である。 図２４は、入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための第２ の装置を示すブロック線図である。 図２５は、図２４に図示されている装置の一部を形成する遅延回路の略図であ る。 図２６は、図２４に図示されている装置の一部を形成する決定回路の略図であ る。 図２７は、図２４に図示されている装置の一部を形成するβ計算機の略図であ り、そして 図２８は、図２４に図示されている装置の一部を形成する斜め標本抽出器の略 図である。 本発明を実施するための最良の方法 拡大ビデオ画像を作るため入力ビデオ画像のデジタル原始データを標本抽出す るとき、デジタル原始データの走査線および画素どうし間に標本抽出された目標 画素を生成する必要がある。再サイジング処理係数および再サイジング処理方向 （すなわち、垂直および/ または水平方向）によって、生成される標本抽出され た目標画素の位置と同様にその数も決定される。 ステアステッピングを減少させそして高解像度の拡大ビデオ画像を作るために は、生成される様々な標本抽出された目標画素に関する幾つかの数値を正確に計 算する必要がある。このようにして、標本抽出された目標画素の値を生成するた めに用いられる標本抽出補間方向が、この目的を達成するために選択されなけれ ばならない。標本抽出された目標画素に関する正確な数値をもたらす標本抽出補 間方向の選択に失敗すると、顕著なステアステッピングのある拡大画像が生成さ れることになろう。 本発明の方法および装置は、幾つかの方向に生成される標本抽出された目標画 素を囲む区域におけるデジタル原始データの画像の値の差を計算することによっ て、標本抽出された目標画素を生成する。こうして計算された差の値は次に、補 間方向を選択するために検査される。それから、生成対象の標本抽出された目標 画素を通る線分上の中間画素を生成するために、決定された補間方向でデジタル 原始データの選択された画素どうしの間の補間が実施される。線分が原始データ に平行に―すなわち、水平に―なるように限定されると、中間画素の計算が簡単 になる。標本抽出された目標画素を生成するために、中間画素どうし間の補間が 次に実施される。 入力原始データから標本抽出された目標画素を生成する本発明の方法の１実施 例が図１から７ｂまでを特に参照しながら以下に説明される。 標本抽出された目標画素ｗが生成されるとき、デジタル原始データにおいて標 本抽出された目標画素に最も近い画素が決定され、そして補間法における基準画 素Ｐ_Rとして用いられる。その間に標本抽出された目標画素が位置する原始デー タの２本の継続走査線もまた決定される。基準画素と、この基準画素Ｐ_Rと同じ 原始データ走査線上の隣接画素と、そして標本抽出された目標画素を囲む長方形 の区域Ｒを形成する原始データの他の走査線上の２つの画素とが決定される（図 ７ａのブロック５０参照）。区域Ｒの境界を画定する４つの原始データは主とし て、以下に説明されるように、補間方向を決定するために用いられる。区域Ｒは 、４つの象限の１つ、すなわち基準画素Ｐ_Rの周囲を囲む左上、右上、左下また は右下の各象限の１つに相当する。 図１はデジタル原始データの小さな線分を示す。原始画素はそれぞれ基準画素 Ｐ_R＝Ｕ₀₀に関連して符号を付されている。原始データの第１の走査線は５つの 画素Ｕ_-1-2からＵ_-12までによって表され、原始データの第２の走査線は画素Ｕ_{0 -2} からＵ₀₂までによって、原始データの第３の走査線は画素Ｕ_1-2からＵ₁₂まで によって表される。明らかに、画素Ｕ₀₀は標本抽出された目標画素ｗに最も近い 画素であり、そして指定基準画素Ｐ_Rである。この実施例では、標本抽出された 目標画素ｗは区域Ｒの左上象限にある第１と第２の走査線の間に位置している。 画素Ｕ_-1-1、Ｕ_-10、Ｕ_0-1そしてＵ₀₀は、標本抽出された目標画素ｗの周囲 を囲む区域Ｒを画定する画素であり、また補間方向の決定にも用いられる。以下 の一覧表は、基準画素を囲む４つの象限における区域Ｒを画定する原始データ画 素を示すものである。 象限 区域Ｒ内の画素 左上 Ｕ₀₀,Ｕ_0-1,Ｕ_1-1,Ｕ_-10 右上 Ｕ₀₀,Ｕ₀₁,Ｕ_-11,Ｕ_-10 左下 Ｕ₀₀,Ｕ_0-1,Ｕ_1-1,Ｕ₁₀ 右下 Ｕ₀₀,Ｕ₀₁,Ｕ₁₁,Ｕ₁₀ 区域Ｒの４つの画素が一旦決定されると、３つの補間方向に対応して計算がな される（ブロック５２参照）。図１の実施例では、区域Ｒは、画素Ｕ_-1-1、Ｕ_{-1 0} 、Ｕ_0-1およびＵ₀₀によって画定され、そして以下の計算がなされる。すなわち 、 図２では、画素Ｕ_-1-1、Ｕ_-10、Ｕ_0-1およびＵ₀₀によってなされた３つの計算 に関連する補間方向Ｏ_L、Ｏ_RおよびＶを表示している。同様な計算が他の３象限 にも適用される。 最小の差の値を生じる計算は通常、原始データの周囲画素の値に最も近い値を 有する標本抽出された目標画素ｗを生じるであろうと思われる補間方向に関連し ている。しかし、補間方向がこれらの計算の結果に基づいて選択される前に、計 算された差の値は、これらの差が、互いのしきい値内にあるかどうかを決定する ために、互いに比較される（ブロック５４と５６参照）。 計算された差の値の１つが明らかに他の２つの値より小さい場合、計算された 最小値に関連する補間方向が選択される（ブロック５８）。もし計算された３つ の差の値が全てしきい値内にあるならば、垂直補間方向Ｖが選択される（ブロッ ク６６および６８）。 もし垂直補間方向Ｖに関連する計算された差の値と、斜め方向Ｏ_LまたはＯ_Rの 一方のみと関連する計算された差の値とが、互いのしきい値内にあれば、斜めの 補間方向が選択される（ブロック７０と７２）。 ２つの斜め補間方向Ｏ_LおよびＯ_Rに関連する計算された差の値が互いのしきい 値内にはいる場合、決定が正しくなければ拡大画像に斜め方向の線に顕著な不連 続性が生じる恐れがあるので、正しい補間方向を選択することが重要である。こ の選択プロセスを支援するために、原始データの同一走査線から追加画素を用い た計算が実施される（ブロック７４）。図３は図１および２の実施例のための斯 様な追加計算を示している。すなわち、 追加計算されたこれらの差の値は次に、互いのしきい値の範囲内にあるかどう かを決定するために、比較される（ブロック７６）。もしこれらの差の値の１つ が明らかに他方の値より小さければ、計算された差の値に関連する斜め補間方向 Ｏ_LまたはＯ_Rが選択される（ブロック５８）。しかし、２つのこれら追加計算さ れた差の値が互いのしきい値内にあるならば、原始データの同一走査線からの追 加画素を用いる以下の追加計算が実施される（ブロック７８）。 同様に、追加計算されたこれらの差の値は、これらの値が互いのしきい値内に あるかどうかを決定するために、比較される（ブロック８０）。もしこれらの差 の値の１つが明らかに他方の値より小さければ、計算された差の値に関連する斜 め補間方向Ｏ_LまたはＯ_Rが選択される（ブロック５８）。しかし、２つのこれら 追加計算された差の値が互いのしきい値内にあるならば、もし正しくない斜め補 間方向が選択されていたならば、生じる恐れがあり得る解像度の問題を避けるた めにデフォールト値として垂直補間方向Ｖが選択される（ブロック８２）。 補間方向が一旦決定されると、補間方向に基づいて選択された原始データ画素 が決定され（ブロック６０）、そして中間画素ｖを生成する目的で選択された原 始データ画素どうし間に補間するために、上記補間方向が利用される（ブロック ６２）。中間画素は次に、標本抽出された目標画素ｗを生成するために、水平方 向に補間される（ブロック６４）。 標本抽出された目標画素ｗを生成できる前に、この標本抽出された目標画素ｗ の位置を決定しなければならない。標本抽出された目標画素ｗは垂直および水平 の両方向において基準画素Ｐ_Rからのその距離によって定義される。これらの距 離は記号α_yおよびα_xによって表される。この場合、 -0.5<α_y <0.5;そして -0.5<α_x <0.5; α_yは下方に向かってプラスであり、α_xは右に向かってプラスである。α_yお よびα_xの符号は以下のような象限に関連している。すなわち、 α_xおよびα_yの値が知られると、その値によって決定された補間方向で選択さ れた原始データ画素どうしの間に補間が実施される。その結果生じる中間画素ｖ は、標本抽出された目標画素ｗを通過する水平線分上に配置される。本発明のこ の実施例では一次標本抽出が説明されているが、より高次の補間も利用すること ができる。 図４には、右下象限に位置する標本抽出された目標画素ｗが示されている。こ の場合、α_xもα_yも共にプラスである。区域Ｒは画素Ｕ₀₀、Ｕ₀₁、Ｕ₁₀およびＵ₁₁ によって画定され、そして画素Ｕ₀₀は基準画素Ｐ_Rを画定する。中間画素ｖ₀、 ｖ₁およびｖ₂も示されており、そして垂直方向に一次標本抽出を用いて計算され ている。この場合、中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂は以下の数式、すなわち ｖ₀=(1-α_y)Ｕ_0-1+α_yＵ_1-1 (8) ｖ₁=(1-α_y)Ｕ₀₀+α_yＵ₁₀ (9) ｖ₂=(1-α_y)Ｕ₀₁+α_yＵ₁₁ (10) を用いて計算される。 ３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の 値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側におけ る２つの中間画素の間で補間が直交して水平に実施される。したがって、標本抽 出された目標画素ｗを計算できる前に、２つの中間画素のうちどれを選択するか を決定することが重要である。中間画素を選択するために、記号βは、中央の中 間画素ｖ₁から標本抽出された目標画素ｗまでの水平距離として、定義される。 記号βは右に向かってプラスである。水平補間では、β＝αである。βの符号は 、どの２つの中間画素が目標画素ｗを囲んでいるかを決定する。図４の実施例で は、β≧０であるので、補間はｖ₁とｖ₂との間で行われる。標本抽出された目標 画素ｗの値は以下の数式、すなわち ｗ=(1-α_x)v₁+α_xv₂ を用いて計算される。 他の象限、すなわちα_yとα_xとの場合においては、基準画素Ｐ_Rを囲む原始デ ータの異なる幾つかの画素を用いて同様な方法で、中間画素ｖと標本抽出された 目標画素ｗとが計算される。 斜め左上の補間画素Ｏ_Lが選択されるとき、中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂は、マ イナス勾配の斜線に沿って選択された原始データ画素間で一次補間を行うことに よって、計算される。一次補間を行うとき、重要なパラメータは補間された画素 端末点間の距離の比である。原始データの走査線と、そして中間画素によって画 定された水平な線分とは平行であるので、中間画素は垂直な標本抽出と同様に、 α_yによって定義される得る。 図５には、これもまたプラスであるα_yおよびα_xを有する右下象限に位置して いる標本抽出された目標画素ｗの場合が示されている。区域Ｒは画素Ｕ₀₀、Ｕ₀₁ 、Ｕ₁₀およびＵ₁₁によって画定され、そして画素Ｕ₀₀は基準画素Ｐ_Rを確定する 。中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂もまた図示されており、そして斜め左上補間を用 いて計算されている。中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂は以下の数式を用いて計算さ れる。すなわち、 ｖ₀=(1-α_y)Ｕ_0-1+α_y (12) ｖ₁=(1-α_y)Ｕ₀₀+α_yＵ₁₁ (13) ｖ₂=(1-α_y)Ｕ₀₁+αＵ₁₂ (14) ３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の 値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側におけ る２つの中間画素の間で補間が直交せずに水平に実施される。図５の実施例では 、標本抽出は４５°の斜線にそって実施されるので、中間画素ｖ₁から基準画素 Ｕ₀₀までの水平距離は、垂直距離すなわちα_yと同じである。したがって、標本 抽出された目標画素ｗから中間画素ｖ₁までの距離βは、α_x−α_yい等しくなる 。実際に、斜め左上標本抽出におけるこのβのための数式は、全ての象限に有効 である。補間は中間画素ｖ₁とｖ₀との間であることを意味するこの場合は、βは マイナスである。よって、標本抽出された目標画素ｗの値は以下の数式により計 算される。 ｗ=(1-(-β))v₁+(-β)v₀ 他の象限では、基準画素Ｐ_Rを囲む原始データの様々な選択画素を用いて同様 に、中間画素ｖと標本抽出された目標画素ｗとが計算される。 斜め右上の補間画素Ｏ_Rが選択されるとき、中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂は、図 ５を参照しながら上記に説明されている方法と同様な方法で、プラス勾配の斜線 に沿って配置されている選択原始データ画素間で一次補間を行うことによって、 計算される。 図６には、画素Ｕ₀₀、Ｕ₀₁、Ｕ₁₀およびＵ₁₁によって画定さている区域Ｒに位 置している標本抽出された目標画素ｗが示されており、そして画素Ｕ₀₀は基準画 素Ｐ_Rを画定する。中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂もまた図示されており、そして斜 め右上補間を用いて計算されている。中間画素ｖ₀、ｖ₁およびｖ₂は以下の数式 を用いて計算される。すなわち、 v₀=(1-α_y)Ｕ_0-1+α_yＵ_1-2 (16) v₁=(1-α_y)Ｕ₀₀+α_yＵ_1-1 (17) v₂=(1-α_y)Ｕ₀₁+α_y10 (18) ３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の 値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側におけ る２つの中間画素の間で補間が直交せずに水平に実施される。斜め右上標本抽出 では、β＝α_x＋α_yであることが示され得る。図６の実施例では、βはマイナス であって、これは、補間が中間画素ｖ₁とｖ₂との間であることを意味する。標本 抽出された目標画素ｗの値は以下の数式により計算される。 ｗ=(1-β)v₁+βv₂ 他の象限では、基準画素Ｐ_Rを囲む原始データの様々な選択画素を用いて同様 に、中間画素ｖと標本抽出された目標画素ｗとが計算される。 上述の方法は、可能性のある４つの象限のそれぞれの場合を明らかにするため に、原始データの３本の走査線へのアクセスを示している。しかし、一旦標本抽 出された目標画素ｗが明確になると、補間を実施し、そして標本抽出された目標 画素ｗを生成するために必要なのは２本の原始データ走査線のみであることに、 留意して欲しい。 ここで図８を説明すると、上述の方法を実施するための原始データ補間装置が これには表示されており、そして一般的に参照番号１００で示されている。この 装置１００は、入力デジタル原始データＤ_inの流れを受信し、そして標本抽出さ れた目標画素ｗを生成するために原始データの選択画素間に補間する。 この装置１００は原始データの流れを受信する遅延回路１０２を有している。 遅延回路は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するのに必要な要求原始デ ータ画素を抽出し、そして斜め標本抽出器１０６へと同様に決定回路１０４へに も、要求原始データ画素を送信する。決定回路１０４は、もし必要ならば、原始 データ画素に関して数式１から３までそして４から７までの計算を行い、そして 所望の補間方向を決定するために計算された様々な数値をしきい値と比較する。 決定回路１０４の補間方向出力は斜め標本抽出器１０６とβ計算機１０８とに送 られる。β計算機１０８の出力は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成する ために入力データを利用する斜め標本抽出器１０６に適用される。 図９には、より詳細に遅延回路１０２が示されている。図に示されているよう に、遅延回路は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するために必要な入力 デジタル原始データの流れを受信する入力回線１１２を有する。この入力回線ば 分岐しており、その一方の分岐線１１４は、直列に接続されている３つの遅延素 子１２０、１２２および１２４に直接続いている。他方の分岐線はラインストア １２６に続いている。このラインストアの出力は、直列に接続されている３つの 遅延素子１２８、１３０および１３２に続いている。各分岐線におけるラインス トアおよび遅延素子によって、遅延回路１０２は同時に、入力原始データの２本 の継続走査線から４つの画素を出力させることができる。α_xもα_yも共にプラス である右下象限における補間の場合では、抽出された８つの画素は、図示されて いるように、画素Ｕ_0-1、Ｕ₀₀、Ｕ₀₁、Ｕ₀₂、Ｕ₁₀、Ｕ₁₁およびＵ₁₂に対応する 。 決定回路１０４は、図１０に最も詳細に示されており、そして４本の入力回線 を有しており、その各々は遅延回路１０２によって選択された画素出力を受信す る。入力は２つ組になって減算器１４０、１４６および１５０になされる。減算 器の出力は、遅延素子１４２、１４４、１４８、１５２および１５４を介して、 選択論理回路１５６に送られそして数式１から３までの様々な計算結果の数値を 示す。遅延素子は、数式４から７までの計算に対応する様々な計算結果の数値を を供するために、必要である。特に減算器１４０の出力は、Ｏ_Rの「将来」の値 であるＯ１_ARに対応する。この値はＯ_Rを供するために遅延素子１４２に送られ 、次にＯ２_ARを供するために遅延素子１４４に送られる。同様に、減算器１５０ の出力は、Ｏ２_ARに対応し、Ｏ_Lを供するために遅延素子１５２に送られ、次に Ｏ１_ARを供するために遅延素子１５４に送られる。待ち時間を「平均化」するた めに、遅延素子１４８と減算器１４６の出力を遅らせる必要がある。この値はＶ に相当する。これらの数値は全て選択論理回路１５６に送られる。 しきい値と同様にα_xおよびα_yの定数を受信する選択論理回路１５６は、いづ れかの２つ、または３つ全ての計算された数値がしきい値内にあるかどうかを決 定するために、計算された差の値を比較する。明らに計算された差のある１つの 値が最も小さい場合、または垂直補間方向に関連する計算された差の値と、そ して１つの斜め補間方向のみに関連している、計算された差の値とが共にしきい 値内にある場合、または計算された３つの差の値が全てしきい値内にある場合、 選択論理回路１５６は斜め標本抽出器１０６へと同様に、β計算機１０８にも選 択補間方向を出力する。２つの斜め方向に関連する計算された差の値がしきい値 内にある場合、β計算機１０８および斜め標本抽出器１０６へ、いずれの補間方 向を出力するかを決定するために、値Ｏ１_ARＯ１_AL、そして場合によってはＯ２_AR とＯ２_ALが用いられる。 図１０に示されている原始画素は、右下象限における補間に用いられる原始画 素に対応する。これらの原始画素は差の「将来」の値を表す。 β計算機１０８は図１１に最もよく示されており、そして選択論理回路１５６ による補間方向出力と同様にα_yおよび−α_yの定数を受信するマルチプレクサ１ ６０を含む。マルチプレクサの出力は加算器１６２に供給され、この加算器もα_x 定数を受信する。加算器１６２の出力はβ計算機１０８のβ定数出力を構成す る。 図１２は最もよく斜め標本抽出器１０６を図示しているが、この斜め標本抽出 器は、原則としてより高次元の補間を用いることができるとはいえ、３つの一次 補間１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを含む。各一次補間回路には２つの加算 器と１つのマルチプレクサが含まれている。２つの一次補間は方向性補間に、そ して１つの一次補間は水平補間のために利用される。斜め標本抽出器にはまた、 ４つのマルチプレクサ１６５から１６８までが含まれており、そしてこれらのマ ルチプレクサはβ定数の符号を受信し、そして４つのマルチプレクサ１７０から １７６までの各々は選択論理回路１５６から補間方向を受信する。マルチプレク サ１６５および１６６はマルチプレクサ１７０に出力を供給し、そしてマルチプ レクサ１６７および１６８はマルチプレクサ１７２に出力を供給する。マルチプ レクサ１６５から１６８までとそしてマルチプレクサ１７４から１７６までへの 原始画素の入力は、右下象限を補間するための場合を図示している。マルチプレ クサ１７０および１７２は一次補間回路１０６ａへの出力を供給する。一次補間 回路１０６ａには、マルチプレクサ１８０へ入力を供給するマルチプレクサ１７ ０および１７２から入力を受信する加算器１７８が含まれている。α_y定数を受 信するマルチプレクサ１８０は、もう１つの加算器１８２に入力を供給し、この 加算器もまたマルチプレクサ１７２から入力を受信する。 同様に、マルチプレクサ１７４および１７６は一次補間回路１０６ｂに出力を 供給する。一次補間回路１０６ｂには、乗算器１８６に入力を供給するマルチプ レクサ１７４および１７６から入力を受信する加算器１８４が含まれている。α_y 定数を受信する乗算器１８６はもう１つの加算器１８８に入力を供給し、そし てこの加算器もまたマルチプレクサ１７６から入力を受信する。 ２つの一次補間回路１０６ａおよび１０６ｂの出力はそれぞれ一次補間回路１ ０６ｃに供給される。一次補間回路１０６ｃには、乗算器１９２に入力を供給す る加算器１８２および１８８から入力を受信する加算器１９０が含まれている。 乗算器１９２はβ計算機１０８からβ定数を受信しそして加算器１９４に入力を 供給する。加算器１９４もまた加算器１８８の出力を受信しそしてその出力とし て標本抽出された目標画素ｗの値を生成する。 入力画素とそして、マルチプレクサ１７４および１７６のシフトとは、加算器 １８８の出力が中間画素ｖ₁（すなわち、基準画素Ｐ_Rに最も近接している中間画 素）を表すように、制御される。中間走査線線分上の標本抽出された目標画素ｗ の位置によって加算器１８２の出力が中間画素ｖ₀かまたは中間画素ｖ₂のいずれ かを表すように、入力画素とそして、マルチプレクサ１６５から１６８までと１ ７０および１７２とは制御される。図１２において、マルチプレクサ１７０から １７６までへの指示子ｖ、Ｏ_RおよびＯ_Lの入力は、それぞれ垂直と、斜め右およ び斜め左の各方向に補間するために用いられる原始画素に関したものである。 加算器１９０および１９４と、そして乗算器１９２によって構成される一次補 間回路１０６ｃは、中間画素間の非直交水平補間を表す計算を実施する。 以下の表は、中間画素ｖを生成するために、α_xおよびα_yの全ての値に対して 斜め標本抽出器１０６によって実行された方向性補間を説明したものである。 当該技術に熟達している専門家なら評価するであろうように、中間画素ｖとβ 値が一旦判明すれば、以下の数式の１つを利用して水平補間により標本抽出され た目標画素ｗを生成することができる。 ｗ=v₁+(v₂-v₁)β; β>0 (20) ｗ=v₁+(v₀-v₁)(-β); β<0 (21) ここで図１３〜２８を参照しながら、７つの可能な補間方向とそして４点補間 回路とを用いて標本抽出された目標画素を生成するための方法のもう１つの実施 例が以下に説明される。 前述の実施例と同様に、標本抽出された目標画素ｗに最も近接している原始画 素を決定するために、入力原始データが検査され、そしてこの原始画素は基準画 素Ｐ_Rとして用いられる。標本抽出された目標画素より上にある２本の原始走査 線からの原始画素と、そして標本抽出された目標画素より下にある２本の原始走 査線とが決定され（図２３ａのブロック２１０）、そして標本抽出された目標画 素を生成するときに選択される補間方向を決定するために、これらの原始走査線 の選択画素が比較される。６つの可能な斜め方向に対し差の値を計算するために 、原始画素が用いられる（ブロック２１２）。これらの計算は補間象限に応じて 変化するが、それは以下の表に示されている。 左上象限に関して、補間方向Ｏ_LR、Ｏ_u1、Ｏ_LRR、Ｏ_ULL、Ｏ_UUR、Ｏ_ULLそして Ｖが図１３に示されている。示されている垂直方向Ｖに関しては、いかなる差の 値も計算されない。 計算によって、各斜め補間方向に関連する１セットの差の値が出される。当該 基準画素の右側にある差の値のセットが考慮され、そして当該基準画素の左側に ある差の値のセットもまた用いられる。各斜め補間方向に関して３セットの差の 値が合計され、差の値の１「実用」セットが作られる。 この実用セットの差の値は、しきい値内の最小の差の値を決定するために、互 いに比較される（ブロック２１４と２１６）。もしこの最小の差が低周波数の縁 を示すほど十分に小さければ、これらは１セットの可能な補間方向を生じさせる 。 この可能な補間方向は、「境界交差」状況が発生するかどうかを調べるために 検査される（ブロック２１８と２２０）。図１４はこうした状況を示している。 この図では、画素Ｕ₀₀とＵ_-1-2とを結ぶ白い線を表す左左上方向が考慮されてい るが、しかし画素Ｕ_0-1とＵ_-1-1とを結ぶダークグレーの「境界」もある。左左 上方向を選択することは境界を交差することになるので、この左左上方向は考慮 することはできない。こうした状況は差Ｂ₁とＢ₂を検査することによって検出さ れる。 次ぎに、これら可能な補間方向が検査され、そして１つの補間方向が選択され る（ブロック２２２）。ブロック２２２は図２３ｂに詳細に示されている。もし 斜め補間方向が１つだけ可能ならば、その方向が選択される（ブロック２３０と ２３２）。もし低周波数数の縁が検出されなければ、垂直補間方向がデフォール トとして選択される（ブロック２３８と２４０）。左方と右方の斜め補間方向が 可能ならば、その時は垂直方向が再びデフォールトとして選ばれる（ブロック２ ４８と２５０）。 他に、右方または左方の斜め補間方向のいずれかのみが考慮される。もし「極 度」方向（２６．６°または６３．４°の勾配）の１つのみと、４５°の斜め方 向とが可能であれば、その極度方向が選択される（ブロック２５２と２５４）。 他の場合では、極度値の両方が可能でありそして「中間」方向（４５°の勾配） が選択される（ブロック２５６）。 補間方向が一旦選択されれば、方向性補間に必要な画素を決定しなければなら ない（ブロック２２４）。次ぎに原始データが、中間画素を生成するために、直 接補間される（ブロック２２６）。最後に、所望の標本抽出された目標画素ｗを 生成するために、中間画素が水平に補間される（ブロック２２８）。 標本抽出された目標画素ｗの位置は、ｘおよびｙ方向の双方において基準画素 Ｐ_Rからのその距離によって定義される。これらの距離は記号α_xおよびα_yによ って表され、この場合、 -0.5<α_x <0.5;そして -0.5<α_y <0.5; α_xは右に向かってプラス、そしてα_yは下方に向かってマイナス この実施例では、４点「フィルタ」補間回路が用いられる。補間対象の標本抽 出された目標画素ｗは、４つの原始画素Ｓ₀，Ｓ₁，Ｓ₂およびＳ₃と、そしてＳ₁ からの所望画素の距離を表すパラメータαとの関数として以下の数式で計算され る。すなわち ｗ=f(S₀,S₁,S₂,S₃,α) この関数は、パラメータαの指標があるロムから読み出された係数を有する４タ ップフィルタであってもよい。 図１５は、垂直補間方向Ｖが選択される場合を示している。目標画素ｗは、α_x とα_yとが共にマイナスである「左上」象限に位置している。値ｖ_nによって表 される中間水平線分は、以下のような垂直４点補間によって決定される。すなわ ち v₀=f(Ｕ_1-2,Ｕ_0-2,Ｕ_-1-2,Ｕ_-2-2,-α_y) v₁=f(Ｕ_1-1,Ｕ_0-1,Ｕ_-1-1,Ｕ_-2-1,-α_y) v₂=f(Ｕ₁₀,Ｕ₀₀,Ｕ_-10,Ｕ_-20,-α_y) v₃=f(Ｕ₁₁,Ｕ₀₁,Ｕ_-11,Ｕ_-21,-α_y) v₄=f(Ｕ₁₂,Ｕ₀₂,Ｕ_-12,Ｕ_-22,-α_y) ５つの中間画素が計算された後に、所望の標本抽出された目標画素の値を計算 するために、これらの画素に関して補間が実行される。目標画素ｗから中央の中 間画素ｖ₂までの水平距離を表す距離βを先ず計算しなければならない。他の３ 象限のためのβの計算も図１５に示されている。垂直方向の場合では、βは全て の象限において単純にα_xに等しい。図１５の場合では、標本抽出された目標画 素ｗは左上象限にありそしてβはマイナスである。したがって、標本抽出された 目標画素ｗは以下の数式で表される。すなわち ｗ=f(v₃,v₂,v₁,v₀,-β) 基準画素Ｐ_Rの周囲の他の象限でも、標本抽出された目標画素ｗは同様に計算す ることができる。 斜め右上方向Ｏ_URが選択されているとき、中間画素がプラス勾配４５°の斜線 にそって補間される。図１６は右上の場合を示している。目標画素ｗは、α_xは プラス、そしてα_yはマイナスで右上象限に位置している。指定斜線にそって４ 点補間を用いると、以下のようになる。すなわち v₀=f(Ｕ_1-3,Ｕ_0-2,Ｕ_-1-1,Ｕ_-20,-α_y) v₁=f(Ｕ_1-2,Ｕ_0-1,Ｕ_-10,Ｕ_-21,-α_y) v₂=f(Ｕ_1-1,Ｕ₀₀,Ｕ_-11,Ｕ_-22,-α_y) v₃=f(Ｕ₁₀,Ｕ₀₁,Ｕ_-12,Ｕ_-23,-α_y) v₄=f(Ｕ₁₁,Ｕ₀₂,Ｕ_-13,Ｕ_-24,-α_y) ５つの中間画素が非直交で計算された後に、標本抽出された目標画素ｗを決定 するために、水平補間がなされる。補間は４５°の角度なので、基準画素Ｐ_Rか ら中間画素ｖ₂までの水平距離は、単純に垂直距離、すなわち−α_yに等しい。し たがって、βは単純にα_x＋α_yである。この場合では、βはプラスなので、標本 抽出された目標画素は以下の式で表される。すなわち ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄,β) 他の象限でも、標本抽出された目標画素を決定するのに同様な方法を用いること ができる。図１６はまた各象限のためのβの計算も示している。その結果は下記 の表Ａに要約されている。 斜め左上方向Ｏ_ULの補間は右上方向のものと非常によく似ている。中間画素が マイナス勾配４５°の斜線にそって補間される。図１７では、標本抽出された目 標画素ｗは、α_xもα_yも共にプラスで、右下象限に位置している。斜線にそって ４点補間を用いると、以下のようになる。すなわち v₀=f(Ｕ_-1-3,Ｕ_0-2,Ｕ_1-1,Ｕ₂₀,α_y) v₁=f(Ｕ_-1-2,Ｕ_0-1,Ｕ₁₀,Ｕ₂₁,α_y) v₂=f(Ｕ_-1-1,Ｕ₀₀,Ｕ₁₁,Ｕ₂₂,α_y) v₃=f(Ｕ_-10,Ｕ₀₁,Ｕ₁₂,Ｕ₂₃,α_y) v₄=f(Ｕ_-11,Ｕ₀₂,Ｕ₁₃,Ｕ₂₄,α_y) 標本抽出された目標画素は中間画素に関する非直交の水平補間を実施すること によって計算される。これもまた、補間は４５°の斜線にそっているので、中間 画素への水平距離は垂直距離に等しい。右下象限では、β＝α_x−α_yである。β はプラスで、標本抽出された目標画素は以下の式で表される。すなわち ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄,β) 更にまた、βが象限ごとに変化する他の象限においても同様な方法が適用される 。図１７には他の象限のβの計算も示されており、その結果は表Ａに記載されて いる。 斜め右右上（Ｏ_URR）または左左上（Ｏ_ULL）の補間方向が選択されているとき 、補間は勾配２６．６°の斜線にそっている。４点補間のために用いられる原始 画素／斜線は、図１８において右右上と左左上の両方向のために示されている。 図１９には、α_xはマイナスでそしてα_yはプラスの左下象限における標本抽出 された目標画素ｗのための右右上Ｏ_URRの補間に用いられる幾つかの画素が示さ れている。プラス勾配の２６．６°の斜線にそって、以下の式で表される４点補 間が用いられている。すなわち、 v₀=f(Ｕ_-10,Ｕ_0-2,Ｕ_1-4,Ｕ_2-6,α_y) v₁=f(Ｕ_-11,Ｕ_0-1,Ｕ_1-3,Ｕ_2-5,α_y) v₂=f(Ｕ_-12,Ｕ₀₀,Ｕ_1-2,Ｕ_2-4,α_y) v₃=f(Ｕ_-13,Ｕ₀₁,Ｕ_1-1,Ｕ_2-3,α_y) v₄=f(Ｕ_-14,Ｕ₀₂,Ｕ₁₀,Ｕ_2-2α_y) 標本抽出された目標画素は水平補間により計算される。補間は２６．６°勾配 の斜線にそっているので、中間画素への水平距離は垂直距離の２倍である。左下 象限では、β＝２α_y−（−α_x）＝α_x＋２α_yである。βはプラスで、標本抽出 された目標画素は以下の式で表される。 ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄,β) 他の象限でも同様である。図１９には、表Ａに要約されているように、他の象 限のβの計算が示されている。 左左上方向Ｏ_ULLが補間のために選択されているとき、２６．６°のマイナス 勾配の斜線によって中間画素は補間される。用いられている原始画素の幾つかが 、α_xもα_yも共にマイナスである左上象限については、図２０に示されている。 ４点補間を利用すると、以下のような式になる v₀=f(Ｕ₁₀,Ｕ_0-2,Ｕ_-1-4,Ｕ_-2-6,-α_y) v₁=f(Ｕ₁₁,Ｕ_0-1,Ｕ_-1-3,Ｕ_-2-5,-α_y) v₂=f(Ｕ₁₂,Ｕ₀₀,Ｕ_-1-2,Ｕ_-2-₄,-α_y) v₃=f(Ｕ₁₃,Ｕ₀₁,Ｕ_-1-1,Ｕ_-2-3,-α_y) v₄=f(Ｕ₁₄,Ｕ₀₂,Ｕ_-10,Ｕ_-2-2,-α_y) 再び、補間は２６．６°勾配の斜線にそって実施されるので、中間画素への水 平距離は垂直距離の２倍に等しい。左上象限では、β＝−２α_y−（−α_x）＝α_x −２α_yである。βはプラスで、標本抽出された目標画素は以下の式、すなわち ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄,β) によって表されている。変化するβを有する他の象限にも同様な方法が適用され る。図２０は他の象限のためのβの計算を示している。その結果は表Ａに要約さ れている。 斜め右上上（Ｏ_UUR）または左上上（Ｏ_UUL）の補間方向が選択されているとき 、方向性補間は前述の場合におけるよりも多くの原始走査線を越えた補間を必要 とする。あまりにも多くの原始走査線を必要としないように、右上上と左上上の 方向に対する方向性補間として、一次補間が用いられる。 図２１には、右上上Ｏ_UURの補間方向のために必要な補間が図示されている。 標本抽出された目標画素ｗはα_xもα_yも共にプラスの右下象限にある。補間はプ ラス勾配６３．４°の斜線にそっている。これらの偏り斜線には２つのタイプ があり、それはつまり、それぞれ線Ｕ_1-1Ｕ_-10およびＵ₀₀Ｕ_2-1によって表され るような「内側」と「外側」の斜線である。外側斜線のための一次標本抽出パラ メータは、中間画素から原始画素までの垂直距離によって与えられる。補間は原 始走査線を飛び越すので、一次標本抽出パラメータは半分、すなわちα_y／２で ある。内側斜線においても同様に、パラメータは、（１−α_y）／２である。一 次補間を用いて、中間画素は以下のように計算される。すなわち v₀=(1-0.5(1-α_y))Ｕ_1-1+0.5(1-α_y)Ｕ_-10 v₁=(1-0.5α_y)Ｕ₀₀+0.5α_yＵ_2-1 v₂=(1-0.5(1-α_y))Ｕ₁₀+0.5(1-α_y)Ｕ_-11 v₃=(1-0.5α_v)Ｕ₀₁+0.5α_yＵ₂₀ v₄=(1-0.5(1-α_y))Ｕ₁₁+0.5(1-α_y)Ｕ_-12 標本抽出された目標画素は、非直交水平補間により計算される。やはり４点補 間が水平に用いられる。補間は６３．４°の斜線にそっているので、中間画素へ の水平距離は垂直距離の半分である。更に、中間画素どうし間の間隔は前述の補 間方向のための間隔の半分であるので、βは中央の中間画素から目標画素までの 距離の２倍である。右下象限では、０．５＝α_x−０．５β＋０．５α_yであるの で、β＝−１＋２α_x＋α_yである。βはマイナスで、標本抽出された目標画素は 以下の式によって表される。すなわち ｗ=f(v₃,v₂,v₁,v₀,-β) 他の象限に対しても同様に、図２１は表Ａに要約されているような他の象限の ためのβの計算を示している。 図２２に示されている斜め左上上Ｏ_UUL補間方向においては、標本抽出された 目標画素ｗはα_xはプラス、α_yはマイナスの右上象限にある。補間はマイナス勾 配の６３．４°斜線にそっている。内側斜線のための一次標本抽出パラメータは （１＋αy）／２であり、そして外側斜線のためのパラメータは−α_y／２である 。ここでもまた、一次補間を用いて、中間画素は以下のように計算される。 すなわち v₀=(1_-0.5(1+α_y))Ｕ_-1-1+0.5(1+α_y)Ｕ₁₀ v₁=(1-0.5(-α_y))Ｕ₀₀+0.5(-α_y)Ｕ_-2-1 v₂=(1-0.5(1+α_y))Ｕ_-10+0.5(1+α_y)Ｕ₁₁ v₃=(1-0.5(-α_y))Ｕ₀₁+0.5(-α_y)Ｕ_-20 v₄=(1-0.5(1+α_y))Ｕ_-11+0.5(1+α_y)Ｕ₁₂ ４点補間が中間画素に実行されている。また再び、中間画素への水平距離は垂 直距離の半分であり、そしてβは中央の中間画素から目標画素までの距離の２倍 である。標本抽出された目標画素ｗが右上象限にある場合では、β＝２〔α_x＋ （−０．５α_y）−１〕＝−１＋２α_x−α_yである。βはプラスなので、標本抽 出された目標画素は以下の式によって表される。すなわち ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄β) 他の象限に対しても同様な方法が適用される。図２２は表Ａに要約されている ような他の象限のためのβの計算を示している。 図２４は上述の方法を実行するための基本原始データの補間装置３００を示し ている。図示されているように、装置３００は第１の実施例に用いられていた装 置と同じである。現在説明されている第２の実施例にも同じブロック線図が適用 される。原始データＤ_inは遅延回路３０２を介して送られ、この回路は補間に必 要な原始画素を抽出する。これらの原始画素は、補間方向を選択するために決定 回路３０４によって利用される。選択された補間方向は、βの値を決定するため にβ計算機に送られる。原始画素、補間方向そしてβは全て、標本抽出された目 標画素ｗを生成するように方向性補間を行うために斜め標本抽出器３０６に送ら れる。 図２５は、より詳細に当該実施例の遅延回路３０２を図示している。この回路 には、継続原始走査線と４８個の遅延素子３２０〜３４２、３４６〜３６８、３ ７２〜３９４、３９８〜４２０とにアクセスを許す３個のラインストア３４４、 ３７０および３９６が含まれており、一方これらの遅延素子は４本の原始走査線 の各々において１３個の隣接する原始画素にアクセスを許す。遅延回路は補間の ために必要な１３×４個の原始マトリックスから抽出する。上部象限における補 間の時は、抽出される画素は標識を付された原始画素に対応する。 決定回路３０４はより詳細に図２６に図示されている。入力原始画素は、６個 の減算器４４６、４５２、４５８、４６４、４７０および４７６に供給される。 各減算器は６つの可能な斜め方向の１つに対応する差の値を計算する。各差の値 のための２つずつの遅延素子４４８、４５０、４５４、４５６、４６０、４６２ 、４６６、４７２、４７８および４８０は各方向のための３つの連続している差 の値にアクセスを許す。これらの差の値は選択手段４８２に送られ、この手段は 可能な斜め補間４方向の１つか、または垂直補間方向のいずれかを選択する。標 識を付けられた原始画素は左上象限内の補間に対応する。 図２７に示されているβ計算機には、３個の入力加算器５０８が含まれる。こ の加算器の入力は３台のマルチプレクサ５０２、５０４および５０６の出力であ る。マルチプレクサ５０２の出力は、選択された補間方向と標本抽出された目標 画素の象限とを取るデコーダ５００の出力に応じて０．１または−１である。マ ルチプレクサ５０４は、選択された補間方向に応じてα_xまたは２α_xを出力する 。最後にマルチプレクサ５０６がこれもまた、補間方向に応じてα_y、−α_y、２ α_yまたは−２α_yのいずれかを出力する。加算器５０８の出力はβである。 斜め標本抽出器３０６は図２８に最も良く図示されている。それは３つの主要 部品、すなわち入力デコーダ５３２、方向性補間回路３０６ａおよび水平補間回 路３０６ｂから成る。標本抽出された目標画素が位置している象限と補間方向に したがって、入力原始画素は入力デコーダ５３２で解読される。要求されている 原始画素は方向性補間回路３０６ａに送られ、この回路は４つの中間画素を生成 するために４点補間を実行する。この４点補間は、４個の４タップフィルタ５３ ４、５３６、５３８および５４０によって実施され、その係数はアドレス｜α_y ｜を付されているロム５３０から供給される。４つの中間画素は、標本抽出され た目標画素ｗを計算するために４点水平補間回路３０６ｂに送られる。水平補間 回路３０６ｂは、βのアドレスを付されているロム５４２と４タップフィルタ５ ４４とから成る。 下記表Ａは、７つの補間方向の各々の対して中間画素を生成するために実施さ れる方向性補間の概要を示している。この表にはまた、様々な方向と象限とに対 するβを計算するための式も含まれている。 上述のように、中間画素が一旦生成されると、所望の標本抽出された目標画素 ｗを生成するために、４点水平補間がなされる。 ｗ=f(v₁,v₂,v₃,v₄,β) β>0 ｗ=f(v₃,v₂,v₁,v₀,-β) β<0 本方法と装置によって、標本抽出された目標画素ｗを生成することが可能にな り、その結果、原始データの画像が拡大され再生されるとき、拡大画像の解像度 が高まりそしてステアステッピングが最小限に抑えられる。 当該技術に熟達している専門家には明らかなように、本発明には、添付の請求 の範囲によって定義されているその範囲から逸脱することなしに、様々な修正が 可能である。例えば、当文書には本発明の２つの実施例が記載されているが、他 の実施例も可能であること、そして各セットにおける斜め方向の数も任意に選択 できることは明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 ノウ、カルヴィン カナダ国 エル３ティー ３イー１ オン タリオ州 ソーンヒル ロイヤル オーチ ャード ブールヴァード 175

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．標本抽出された目標画素を入力原始データから生成するための方法であっ て、該方法には以下の段階， すなわち （ｉ） 少なくとも異なる２方向に生成される標本抽出された目標画素を囲む区 域内の前記原始データの異なる走査線の画素を比較する段階と、 （ｉｉ） 段階（ｉ）の比較に基づいて補間方向を選択する段階と、 （ｉｉｉ） 段階（ｉｉ）で決定された補間方向で、前記原始データの異なる走 査線の選択画素どうしの間に補間し、そして前記標本抽出された目標画素を通る 線分上の中間画素を計算する段階と、 （ｉｖ） 前記標本抽出された目標画素を生成するために中間画素の間に補間す る段階とから成る入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための 方法。 ２．前記線分が前記原始データの走査線に平行である請求の範囲第１項記載の 方法。 ３．段階（ｉ）において、前記原始データの様々な走査線の画素は、少なくと も異なる３方向において比較される請求の範囲第２項記載の方法。 ４．段階（ｉ）において、前記原始データの異なる走査線の画素は異なる３方 向だけで比較され、前記異なる３方向には垂直方向と、そして該垂直方向に対し てある角度を形成する逆向きの２方向とが含まれ、前記角度は０＜角度＜９０° の範囲にあって、前記標本抽出された目標画素の向かい合った両側に位置する前 記斜め方向の各々において前記原始データの画素は比較される請求の範囲第３項 記載の方法。 ５．段階（ｉ）の比較の間、比較された画素どうし間の差の値が生成され、該 差の値は補間方向を選択するために段階（ｉｉ）において用いられる請求の範囲 第４項記載の方法。 ６．段階（ｉｉ）に先立って、前記３方向における比較から生じる差の値はそ の間の差がしきい値内にあるかどうかを決定するために互いに比較され、どの差 もしきい値の範囲内に含まれていないときは、最小差の値に関連する補間方向が 選択され、少なくとも２つの差の値どうし間の差がしきい値の範囲内にあれば、 段階（２）における前記補間方向の選択は影響を与えられる請求の範囲第５項記 載の方法。 ７．３方向全てにおける比較から生じた差の値どうし間の差が前記しきい値の 範囲内にあるときは垂直補間方向が段階（ｉｉ）において選択される請求の範囲 第６項記載の方法。 ８．垂直方向とそして斜め方向の一方のみにおける比較から生じた差の値どう し間の差が前記しきい値の範囲内にあるとき、当該斜め補間方向が段階（ｉｉ） において選択される請求の範囲第７項記載の方法。 ９．斜め２方向における比較から生じた差の値どうし間の差がしきい値の範囲 内にあるとき、原始データの異なる走査線の追加画素が対向する斜め両方向にお いて比較され、前記標本抽出された目標画素の対向する両側に位置する前記斜め 方向の各々において前記原始データの画素が比較され、前記比較の結果として生 成された差の値が段階（ｉｉ）において前記補間方向の選択に影響を与えるため に比較される請求の範囲第８項記載の方法。 １０．前記追加画素の比較により生じた差の値どうし間の差がしきい値の範囲 内にあるにとき、垂直補間方向が段階（ｉｉ）において選択される請求の範囲第 ９項記載の方法。 １１．段階（ｉ）の間、原始データの異なる画素は前記標本抽出された目標画 素に最も近い画素を決定するために検査され、そして前記標本抽出された目標画 素を囲む長方形の区域の角を形成する原始データの２本の走査線上の継続画素に よって前記区域が確定され、前記斜め方向は前記垂直方向に対して４５°の角度 を成しかつ前記長方形の区域の対角線を構成する請求の範囲第４項記載の方法。 １２．段階（ｉ）の比較の間、比較対象の画素どうし間の差の値が生成され、 該差の値が補間方向を選択するために段階（ｉｉ）において使用される請求の範 囲第１１項記載の方法。 １３．段階（ｉｉ）に先立って、前記３方向における比較から生じる差の値は その間の差がしきい値内にあるかどうかを決定するために互いに比較され、どの 差もしきい値の範囲内に含まれていないときは、最小差の値に関連する補間方向 が選択され、少なくとも２つの差の値どうし間の差がしきい値の範囲内にあれば 、段階（２）における前記補間方向の選択は影響を与えられる請求の範囲第１２ 項記載の方法。 １４．３補間方向全てにおける比較から生じた差の値どうし間の差が前記しき い値の範囲内にあるときは垂直補間方向が段階（ｉｉ）において選択される請求 の範囲第１３項記載の方法。 １５．垂直方向とそして斜め方向の一方のみにおける比較から生じた差の値ど うし間の差が前記しきい値の範囲内にあるとき、当該斜め補間方向が段階（iｉ ）において選択される請求の範囲第１４項記載の方法。 １６．斜め２方向における比較から生じた差の値どうし間の差がしきい値の範 囲内にあるとき、原始データの異なる走査線の追加画素が対向する斜め両方向に おいて比較され、前記標本抽出された目標画素の対向する両側に位置する前記斜 め方向の各々において前記原始データの画素が比較され、前記比較の結果として 生成された差の値が段階（ｉｉ）において前記補間方向の選択に影響を与えるた めに比較される請求の範囲第１５項記載の方法。 １７．前記追加画素の比較により生じた差の値どうし間の差がしきい値の範囲 内にあるにとき、垂直補間方向が段階（ｉｉ）において選択される請求の範囲第 １６項記載の方法。 １８．段階（ｉ）において、前記原始データの異なる走査線の画素は７方向で 比較される請求の範囲第３項記載の方法。 １９．段階（ｉ）において、前記原始データの画素は異なる７方向のみにおい て比較され、前記異なる７方向には垂直方向と、そして上記垂直方向に対してあ る角度を成す２セットの対向する斜め方向とが含まれ、前記角度は０°＜角度＜ ９０°の範囲内にあって、対向する斜め方向の各セットは３つの斜め方向を含み 、各方向は前記垂直方向に対してそれぞれ異なる角度を成し、原始データの画素 は斜め方向の各セットにおいて比較され、前記標本抽出された目標画素の対向す る両側に位置する請求の範囲第１８項記載の方法。 ２０．各セットにおける斜め方向の１つは垂直方向に対して２６．６°の角度 を形成し、各セットにおけるもう１つの斜め方向は前記垂直方向に対して６３． ４°の角度を成し、そして各セットにおける更にもう１つの斜め方向は前記垂直 方向に対して４５°の角度を成す請求の範囲第１９項記載の方法。 ２１．段階（ｉ）の比較の間、比較された画素どうし間の差の値が生成され、 該差の値は補間方向を選択するために段階（ｉｉ）において用いられる請求の範 囲第２０項記載の方法。 ２２．各セットの前記斜め方向における比較の間に生成された差の値は合計さ れ実用の差の値になり、該実用の差の値と、前記垂直方向に関連する差の値とは 、それらの間の差がしきい値の範囲内にあるかどうか決定するために比較され、 前記しきい値内の差の値に関連する補間方向によって１セットの可能な補間方向 が生じ、該セットにおける補間方向は、境界を越す方向で画素どうし間を補間す る補間方向を除去するために先ず検査され、残りの補間方向は前記補間方向を選 択するために更に段階（ｉｉ）において比較される請求の範囲第２１項記載の方 法。 ２３．境界を越す補間方向が除去された後、段階（ｉｉ）においてもし前記セ ット内で１つの斜め補間方向しか残っていないならば、その補間方向が選択され 、もし対向している斜め補間方向が前記セットに残っていれば、その時前記垂直 補間が選択され、そして同じ方向において１つ以上の斜め補間方向が当該セット に存在していれば、その時４５°の斜め補間方向が選択される請求の範囲第２２ 項記載の方法。 ２４．段階（ｉｉｉ）において前記原始データの４本の異なる走査線に関して 選択された画素どうし間の補間が、５つの中間画素を生じさせるため選択された 補間方向で行われる請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５．入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための装置であ って、いて、該装置は以下の手段、 すなわち、 標本抽出された目標画素を囲む区域内の前記原始データの異なる走査線の画素 を少なくとも異なる２方向で比較する比較手段と、 前記比較手段に応答して補間方向を選択するための選択手段と、 標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を計算するために、前記選択 手段によって選択された補間方向に前記原始データの異なる走査線の選択された 画素どうしの間に補間し、かつ前記目標画素を生成するために前記中間画素どう しの間に補間するための標本抽出手段とからなる、入力原始データから標本抽出 された目標画素を生成するための装置。 ２６．前記標本抽出手段は前記原始データの走査線に平行な線分上の画素を演 算する請求の範囲第２５項記載の装置。 ２７．前記比較手段が少なくとも３つの異なる方向で前記原始データの異なる 走査線の画素を比較する請求の範囲第２６項記載の装置。 ２８．垂直方向と、そして該垂直方向に対してある角度すなわち０°＜角度＜ ９０°の範囲内の角度をなす対向する両斜め方向とで、前記比較手段が前記原始 データの異なる走査線の画素を比較する請求の範囲第２７項記載の装置。 ２９．前記比較手段は前記３つの比較の各々のための差の値を生成し、そして 前記選択手段は互いに差の値を比較しその差がしきい値の範囲内であるかどうか を決定し、前記選択手段はどの差もしきい値の範囲内でない時には最小の差の値 に関連する補間方向を選択する請求の範囲第２９項記載の装置。 ３０．全ての差の値どうし間の差が前記しきい値の範囲内にあるとき、前記選 択手段は垂直補間方向を選択する請求の範囲第２９項記載の装置。 ３１．垂直方向と、斜め方向の一方のみにおける差の値どうし間の差とが前記 しきい値の範囲内にあるとき、選択手段は前記斜め補間を選択する請求の範囲第 ３０項記載の装置。 ３２．斜め２方向における差の値どうし間の差が前記しきい値の範囲内にある とき、原始データの異なる走査線の追加画素が対向する斜め両方向において比較 手段によって比較され、これらの比較の結果として生成された差の値は前記選択 手段によって比較され、前記追加画素の比較の結果として選択手段により生成さ れた差の値どうし間の差がしきい値の範囲内にあるとき、垂直補間方向が前記選 択手段によって選択される請求の範囲第３１項記載の装置。 ３３．前記標本抽出された目標画素に最も近い画素を決定し、かつ前記標本抽 出された目標画素を囲む長方形区域の角を形成する前記原始データの２本の走査 線上の維続画素とを決定する決定手段を更に含み、前記比較手段は該決定手段に 応答しそして前記長方形区域を確定する画素相互間の比較を行う請求の範囲第２ ９項記載の装置。 ３４．前記比較手段は少なくとも７つの異なる方向で前記原始データの異なる 走査線の画素どうしを比較する請求の範囲第２５項記載の装置。 ３５．前記比較手段は７つの異なる方向において前記原始データの異なる走査 線の画素どうしを比較し、前記７つの異なる方向には垂直方向と、そして前記垂 直方向に対してある角度を成す２セットの対向する斜め方向とが含まれ、対向す る斜め方向の各セットは３つの斜め方向を含み、各前記３つの斜め方向は前記垂 直方向に対してそれぞれある異なる角度を成し、３つの斜め方向の各セットにお いて比較された画素は前記前記標本抽出された目標画素の対向する両側に位置す る請求の範囲第３４項記載の装置。 ３６．前記比較手段は前記垂直方向に対してそれぞれ２６．６°、４５°およ び６３．４°の角度を成す斜め方向で画素を比較する請求の範囲第３５項記載の 装置。 ３７．前記標本抽出手段には前記中間画素を演算するための方向性補間回路と 前記標本抽出された目標画素を演算するための第２の補間回路とが含まれている 請求の範囲第３７項記載の装置。 ３８．前記一次補間回路は１対の加算器と１個の乗算器とを含む請求の範囲第 ３７項記載の装置。 ３９．前記比較手段は複数の減算器を含み、各減算器は前記斜め方向の１つと 対応している請求の範囲第３５項記載の装置。 ４０．前記標本抽出手段には前記中間画素を演算するための１対の一次補間回 路と、前記標本抽出された目標画素を演算するための第３の一次補間回路とが含 まれている請求の範囲第３７項記載の装置。 ４１．前記方向性補間回路には複数の多相フィルタが含まれ、該多相フィルタ の各々は記憶装置から係数を受信する請求の範囲第４０項記載の装置。 ４２．前記第２の補間回路には第２の記憶装置から係数を受信する多相フィル タが含まれている請求の範囲第４０項記載の装置。 ４３．前記比較手段は前記７つの比較の各々ために差の値を生成し、各セット の前記斜め方向に対する差の値は合計され実用の差の値になる請求の範囲第３６ 項記載の装置。 ４４．実用の差の値と、互いにとって垂直方向に関連する差の値との間の差が しきい値の範囲内にあるかどうか決定するために、前記選択手段は前記２つの差 の値を比較し、前記選択手段はどの差もしきい値の範囲内に含まれていないとき は、最小差の値に関連する１セットの可能な補間方向を選択し、該セットにおけ る補間方向は、境界を越す方向で画素どうし間を補間する補間方向を除去するた めに先ず検査される請求の範囲第４３項記載の装置。 ４５．対向する両斜め補間方向が可能な補間方向のセットに残っているときに は、前記選択手段は垂直補間方向を選択する請求の範囲第４４項記載の装置。 ４６．１つの斜め補間方向のみが、可能な補間方向のセットに残っているとき には、前記選択手段は当該斜め補間方向を選択する請求の範囲第４５項記載の装 置。