JPH1153530A - 画像補間装置 - Google Patents
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- JPH1153530A JPH1153530A JP9206098A JP20609897A JPH1153530A JP H1153530 A JPH1153530 A JP H1153530A JP 9206098 A JP9206098 A JP 9206098A JP 20609897 A JP20609897 A JP 20609897A JP H1153530 A JPH1153530 A JP H1153530A
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 37
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- 230000001934 delay Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/4007—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 解像感のある高画質な画像拡大、縮少を可能
にする。 【解決手段】 ディジタル画像信号を蓄積するメモリ
と、メモリから画素データを順次読み出すメモリ読み出
し手段と、メモリ読み出し手段によって読み出された画
像信号Snを遅らせて夫々画素信号Sn-1,Sn-2,Sn-3
を形成する為の連続した第1、第2、第3の遅延手段と、
画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画素S'
の位置から、N次の関数で求められる、画素信号Sn、画
素信号Sn-1、画素信号Sn-2、画素信号Sn-3にそれぞ
れ対応する補間係数を発生する第1、第2、第3、第4の係
数発生回路と、各画素信号Snと補間係数knの乗算の総
和を取る信号合成回路と、を備えたことを特徴とする。
にする。 【解決手段】 ディジタル画像信号を蓄積するメモリ
と、メモリから画素データを順次読み出すメモリ読み出
し手段と、メモリ読み出し手段によって読み出された画
像信号Snを遅らせて夫々画素信号Sn-1,Sn-2,Sn-3
を形成する為の連続した第1、第2、第3の遅延手段と、
画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画素S'
の位置から、N次の関数で求められる、画素信号Sn、画
素信号Sn-1、画素信号Sn-2、画素信号Sn-3にそれぞ
れ対応する補間係数を発生する第1、第2、第3、第4の係
数発生回路と、各画素信号Snと補間係数knの乗算の総
和を取る信号合成回路と、を備えたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、静止画や動画記
録のできるディジタルカメラ等の画像補間装置に関す
る。
録のできるディジタルカメラ等の画像補間装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年のディジタル信号処理技術の進歩
は、映像分野に大きな発展をもたらしている。ディジタ
ルビデオカメラや、ディジタルスチルカメラなど、ディ
ジタル記録媒体の出現で、パソコンなどに画像データを
記録し、編集、加工することが容易かつ高画質にできる
ような環境となってきた。
は、映像分野に大きな発展をもたらしている。ディジタ
ルビデオカメラや、ディジタルスチルカメラなど、ディ
ジタル記録媒体の出現で、パソコンなどに画像データを
記録し、編集、加工することが容易かつ高画質にできる
ような環境となってきた。
【0003】このような状況の中で、画像を撮像する装
置自体でのリアルタイムな画像縮小・拡大の技術は、今
後重要な技術となってくると推察される。
置自体でのリアルタイムな画像縮小・拡大の技術は、今
後重要な技術となってくると推察される。
【0004】従来、ディジタルビデオカメラでは、光学
系によるズーミング以上にズーミングするために、撮像
した画像を補間して拡大する電子ズームという処理が一
般的に備わっている。また逆に、縮小画像による、電子
ズームアウトなどの処理も可能である。
系によるズーミング以上にズーミングするために、撮像
した画像を補間して拡大する電子ズームという処理が一
般的に備わっている。また逆に、縮小画像による、電子
ズームアウトなどの処理も可能である。
【0005】ある周波数でサンプリングされた連続的な
画像データがあり、その画像データを他のある周波数サ
ンプリング間隔で線形補間していく時には、補間画素の
前後にある原サンプリング画素データと、補間画素との
時間的な相対位置データkが必要となる。
画像データがあり、その画像データを他のある周波数サ
ンプリング間隔で線形補間していく時には、補間画素の
前後にある原サンプリング画素データと、補間画素との
時間的な相対位置データkが必要となる。
【0006】これを連続的に求めていく方法としては、
U.S.Pat.4,774,581に示されるような累算器を用いたメ
モリ読み出し手段を用いる方法がある。
U.S.Pat.4,774,581に示されるような累算器を用いたメ
モリ読み出し手段を用いる方法がある。
【0007】図4は、フィールドメモリ上に蓄積された
1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもので
ある。Sn、Sn-1は、蓄積されている画素データ、S'は補
間される画素データを示している。
1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもので
ある。Sn、Sn-1は、蓄積されている画素データ、S'は補
間される画素データを示している。
【0008】この時、Sn、Sn-1、S'の関係は、 S'= Sn ・k + Sn-1・(1−k) で表される。これをディジタル回路で実現するために
は、乗算器の削減のためにこの式を変形して、 S’= (Sn− Sn-1)・k + Sn-1 とする。
は、乗算器の削減のためにこの式を変形して、 S’= (Sn− Sn-1)・k + Sn-1 とする。
【0009】図3は、従来の線形補間方式の電子ズーム
の水平方向部分の例である。フィールドメモリ1には、
撮像素子により決定されるサンプリング周波数で出力さ
れている画像信号が、入力端子から入力され、1フィー
ルドの画像データが蓄積されている。
の水平方向部分の例である。フィールドメモリ1には、
撮像素子により決定されるサンプリング周波数で出力さ
れている画像信号が、入力端子から入力され、1フィー
ルドの画像データが蓄積されている。
【0010】メモリ読み出し手段2は、マイコン3から
のズーム比設定値zoomを受け取り、それに応じて補間画
素位置を連続的に決定していき、決定した補間画素位置
から、フィールドメモリ上の原画像データのうち補間画
素位置の直後の画素データSnを出力するように、フィー
ルドメモリ1に読み出し制御信号Crを送る。
のズーム比設定値zoomを受け取り、それに応じて補間画
素位置を連続的に決定していき、決定した補間画素位置
から、フィールドメモリ上の原画像データのうち補間画
素位置の直後の画素データSnを出力するように、フィー
ルドメモリ1に読み出し制御信号Crを送る。
【0011】また、メモリ読み出し手段2からの読み出
し制御信号Crと、マイコン3からのズーム比設定値zoom
から、係数発生回路4は、補間画素S'の直後にある原サ
ンプリング画素データSnと補間画素S'との時間的な相対
位置データkを線形補間回路6に送る。
し制御信号Crと、マイコン3からのズーム比設定値zoom
から、係数発生回路4は、補間画素S'の直後にある原サ
ンプリング画素データSnと補間画素S'との時間的な相対
位置データkを線形補間回路6に送る。
【0012】フィールドメモリ1は、Crによって指示さ
れた画素データSnを出力し、遅延手段5は、画素データ
Snを原サンプリング周波数の1クロック分だけ遅延した
画素データSn-1を出力し、ある時間に同時に線形補間回
路6に入力される。
れた画素データSnを出力し、遅延手段5は、画素データ
Snを原サンプリング周波数の1クロック分だけ遅延した
画素データSn-1を出力し、ある時間に同時に線形補間回
路6に入力される。
【0013】線形補間回路6は、上記の線形補間式に基
づいて S'= (Sn− Sn-1)・k + Sn-1 の計算を減算器61、乗算器62、加算器63によって
行い、補間画素データS'を出力する。
づいて S'= (Sn− Sn-1)・k + Sn-1 の計算を減算器61、乗算器62、加算器63によって
行い、補間画素データS'を出力する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の隣接2画素
での線形補間では、回路構成は簡単になるものの、周波
数特性が図6のようになだらかであるために、解像感の
ない画像として拡大・縮小されてしまうという欠点があ
った。
での線形補間では、回路構成は簡単になるものの、周波
数特性が図6のようになだらかであるために、解像感の
ない画像として拡大・縮小されてしまうという欠点があ
った。
【0015】本発明の目的は、簡単な回路構成で、解像
感のある高画質な画像拡大・縮小回路を提供することに
ある。
感のある高画質な画像拡大・縮小回路を提供することに
ある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、請求項1の発明では、ディジタル画像信号を蓄積
するメモリと、メモリから画素データを順次読み出すメ
モリ読み出し手段と、メモリ読み出し手段によって読み
出された画像信号Snを遅らせて夫々画素信号Sn-1,S
n-2,Sn-3を形成する為の連続した第1、第2、第3の遅
延手段と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある
補間画素S'の位置から、N次の関数で求められる、画素
信号Sn、画素信号Sn-1、画素信号Sn-2、画素信号S
n-3にそれぞれ対応する補間係数を発生する第1、第2、
第3、第4の係数発生回路と、各画素信号Snと補間係数k
nの乗算の総和を取る信号合成回路と、を備えたことを
特徴とする。
めに、請求項1の発明では、ディジタル画像信号を蓄積
するメモリと、メモリから画素データを順次読み出すメ
モリ読み出し手段と、メモリ読み出し手段によって読み
出された画像信号Snを遅らせて夫々画素信号Sn-1,S
n-2,Sn-3を形成する為の連続した第1、第2、第3の遅
延手段と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある
補間画素S'の位置から、N次の関数で求められる、画素
信号Sn、画素信号Sn-1、画素信号Sn-2、画素信号S
n-3にそれぞれ対応する補間係数を発生する第1、第2、
第3、第4の係数発生回路と、各画素信号Snと補間係数k
nの乗算の総和を取る信号合成回路と、を備えたことを
特徴とする。
【0017】又請求項2の発明では、ディジタル画像信
号を蓄積するメモリと、メモリから画素データを順次読
み出すメモリ読み出し手段と、メモリ読み出し手段によ
って読み出された画像信号を遅らせて夫々画素信号S
n-1,Sn-2,Sn-3を形成する為の連続した第1、第2、
第3の遅延手段と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との
間にある補間画素S'の位置から、それぞれN次の関数で
求められる、補間係数k1、k2を発生する第1、第2の
係数発生回路と、任意の2つの画素信号Sx、Syについ
て、P=k1・Sx +(1−k1)・Syの計算を行う第
1、第2の補間回路と、信号合成回路とを備え、画素信
号Snと画素信号Sn-3は第1の補間回路に入力され、画
素信号Sn-1と画素信号Sn-2は第2の補間回路に入力さ
れ、第1、第2の補間回路とも補間係数k1を用いて補
間を行い、第1の補間回路の出力Pnと、第2の補間回路
の出力Pn-1とが信号合成回路に入力され、信号合成回
路では、補間係数k2から、k2・(Pn-1−Pn)+Pn-1
の式に基づいて補間画素信号S'を出力することを特徴と
する。
号を蓄積するメモリと、メモリから画素データを順次読
み出すメモリ読み出し手段と、メモリ読み出し手段によ
って読み出された画像信号を遅らせて夫々画素信号S
n-1,Sn-2,Sn-3を形成する為の連続した第1、第2、
第3の遅延手段と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との
間にある補間画素S'の位置から、それぞれN次の関数で
求められる、補間係数k1、k2を発生する第1、第2の
係数発生回路と、任意の2つの画素信号Sx、Syについ
て、P=k1・Sx +(1−k1)・Syの計算を行う第
1、第2の補間回路と、信号合成回路とを備え、画素信
号Snと画素信号Sn-3は第1の補間回路に入力され、画
素信号Sn-1と画素信号Sn-2は第2の補間回路に入力さ
れ、第1、第2の補間回路とも補間係数k1を用いて補
間を行い、第1の補間回路の出力Pnと、第2の補間回路
の出力Pn-1とが信号合成回路に入力され、信号合成回
路では、補間係数k2から、k2・(Pn-1−Pn)+Pn-1
の式に基づいて補間画素信号S'を出力することを特徴と
する。
【0018】又請求項3の発明では、ディジタル画像信
号を蓄積するメモリと、メモリから水平走査線方向に画
素を順次読み出すメモリ読み出し手段と、メモリ読み出
し手段によって読み出された画像信号を遅らせる一連の
第1、第2、第3の遅延手段と、メモリ読み出し手段によ
って読み出された現在の画素信号Snと、第1の遅延手
段からの画素信号Sn-1と、第2の遅延手段からの画素
信号Sn-2に対し、第3の遅延手段からの画素信号Sn-3
と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画
素S'の位置を、累算器により補間係数kとして求める係
数発生回路と、任意の2つの画素信号Sx、Syについ
て、P=k・Sx +(1−k)・Syの計算を行う第
1、第2の補間回路と、信号合成回路とを備え、画素信
号Snと画素信号Sn-3は第1の補間回路に入力され、画
素信号Sn-1と画素信号Sn-2は第2の補間回路に入力さ
れ、第1、第2の補間回路とも補間係数kを用いて補間を
行い、第1の補間回路の出力Pnと、第2の補間回路の出
力Pn-1とが信号合成回路に入力され、信号合成回路で
は、補間係数kから導かれる係数M=k・(1−k)から、M
・(Pn-1−Pn)+Pn-1の式に基づいて補間画素信号S'を出
力することを特徴とする。
号を蓄積するメモリと、メモリから水平走査線方向に画
素を順次読み出すメモリ読み出し手段と、メモリ読み出
し手段によって読み出された画像信号を遅らせる一連の
第1、第2、第3の遅延手段と、メモリ読み出し手段によ
って読み出された現在の画素信号Snと、第1の遅延手
段からの画素信号Sn-1と、第2の遅延手段からの画素
信号Sn-2に対し、第3の遅延手段からの画素信号Sn-3
と、画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画
素S'の位置を、累算器により補間係数kとして求める係
数発生回路と、任意の2つの画素信号Sx、Syについ
て、P=k・Sx +(1−k)・Syの計算を行う第
1、第2の補間回路と、信号合成回路とを備え、画素信
号Snと画素信号Sn-3は第1の補間回路に入力され、画
素信号Sn-1と画素信号Sn-2は第2の補間回路に入力さ
れ、第1、第2の補間回路とも補間係数kを用いて補間を
行い、第1の補間回路の出力Pnと、第2の補間回路の出
力Pn-1とが信号合成回路に入力され、信号合成回路で
は、補間係数kから導かれる係数M=k・(1−k)から、M
・(Pn-1−Pn)+Pn-1の式に基づいて補間画素信号S'を出
力することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】 (実施例)本発明の第1の実施例を以下に記述する。図
1に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4点
による高画質補間の例である。
1に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4点
による高画質補間の例である。
【0020】図5Aは、フィールドメモリ上に蓄積され
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
【0021】ズーム比設定値zoomは、ズームの分解能が
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
【0022】メモリ読み出し手段2は、ズ−ム設定入力
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
【0023】また、ズーム比設定値zoomから、図11の
ような構成の係数発生回路40、係数発生回路41、係
数発生回路42、係数発生回路43は、それぞれ原サン
プリング画素データSn、Sn-1、Sn-2、Sn-3に対応する補
間係数k0、k1、k2、k3を発生する。
ような構成の係数発生回路40、係数発生回路41、係
数発生回路42、係数発生回路43は、それぞれ原サン
プリング画素データSn、Sn-1、Sn-2、Sn-3に対応する補
間係数k0、k1、k2、k3を発生する。
【0024】図11において100はABS(絶対値)
回路、101は加算器、102は1クロックディレイ、
103は後述のような3次関数発生手段である。
回路、101は加算器、102は1クロックディレイ、
103は後述のような3次関数発生手段である。
【0025】これらの補間係数は、所望の周波数特性を
もつ補間フィルタをフーリエ変換して求められた時間特
性を例えば3次の関数 k=aX3 + bX2 + cX + d で得られるものである。Xは、原サンプリング画素デー
タ位置と補間画素データ位置の距離である。
もつ補間フィルタをフーリエ変換して求められた時間特
性を例えば3次の関数 k=aX3 + bX2 + cX + d で得られるものである。Xは、原サンプリング画素デー
タ位置と補間画素データ位置の距離である。
【0026】各係数発生回路は、補間画素を生成する原
サンプリング画素の更新制御信号incが立ち上がった時
のみ、次の原サンプリング画素データ位置と補間画素デ
ータ位置の距離から、補間係数k0、k1、k2、k3を更新す
る。
サンプリング画素の更新制御信号incが立ち上がった時
のみ、次の原サンプリング画素データ位置と補間画素デ
ータ位置の距離から、補間係数k0、k1、k2、k3を更新す
る。
【0027】こうして得られた補間係数k0、k1、k2、k3
は、時間あわせを遅延手段500〜505で行ったの
ち、対応する原サンプリング画素データSn、Sn-1、
Sn-2、Sn-3と積算器60、61、62、63で積算さ
れ、加算器70、71、72で総和が計算され、補間画
素データS'を出力する。
は、時間あわせを遅延手段500〜505で行ったの
ち、対応する原サンプリング画素データSn、Sn-1、
Sn-2、Sn-3と積算器60、61、62、63で積算さ
れ、加算器70、71、72で総和が計算され、補間画
素データS'を出力する。
【0028】こうして得られた垂直補間画素データS'
は、所望の周波数特性を維持して補間されるので、解像
感のある拡大・縮小画像を提供することができる。尚、
遅延手段500〜505は適宜省略することもできる。
は、所望の周波数特性を維持して補間されるので、解像
感のある拡大・縮小画像を提供することができる。尚、
遅延手段500〜505は適宜省略することもできる。
【0029】本発明の第2の実施例を以下に記述する。
図2に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
図2に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
【0030】図5Aは、フィールドメモリ上に蓄積され
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
【0031】ズーム比設定値zoomは、ズームの分解能が
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
【0032】メモリ読み出し手段2は、ズ−ム設定入力
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
【0033】また、ズーム比設定値zoomから、図11の
ような構成の係数発生回路40、係数発生回路41は、
それぞれ補間回路6、7及び信号合成回路回路9に対応す
る補間係数k0、k1を発生する。
ような構成の係数発生回路40、係数発生回路41は、
それぞれ補間回路6、7及び信号合成回路回路9に対応す
る補間係数k0、k1を発生する。
【0034】これらの補間係数k0、k1は、所望の周波数
特性をもつ補間フィルタをフーリエ変換して求められた
時間特性を例えば3次の関数 k=aX3 + bX2 + cX + d で得られるものをハード化に適した項でまとめて、分割
したものである。Xは、原サンプリング画素データ位置
と補間画素データ位置の距離である。
特性をもつ補間フィルタをフーリエ変換して求められた
時間特性を例えば3次の関数 k=aX3 + bX2 + cX + d で得られるものをハード化に適した項でまとめて、分割
したものである。Xは、原サンプリング画素データ位置
と補間画素データ位置の距離である。
【0035】各係数発生回路は、補間画素を生成する原
サンプリング画素の更新制御信号incが立ち上がった時
のみ、次の原サンプリング画素データ位置と補間画素デ
ータ位置の距離から、補間係数k0、k1を更新する。
サンプリング画素の更新制御信号incが立ち上がった時
のみ、次の原サンプリング画素データ位置と補間画素デ
ータ位置の距離から、補間係数k0、k1を更新する。
【0036】係数発生回路40、41から出力された補
間係数k0、k1は、原サンプリング画素データSnに対応す
るように、原サンプリング周波数の1クロック分だけ遅
延手段500、501で遅延される。
間係数k0、k1は、原サンプリング画素データSnに対応す
るように、原サンプリング周波数の1クロック分だけ遅
延手段500、501で遅延される。
【0037】フィールドメモリ1は、Crによって指示さ
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53は、それぞれ画素データSnを原サンプリング周
波数の1クロック分だけ次々に遅延した画素データSn-1
、Sn-2 、Sn-3を出力し、ある時間に、Sn、Sn-3は同時
に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同時に第2の補間
回路7に入力される。この時、原サンプリング周波数の
1クロック分だけ遅延された補間係数k0も同時に入力さ
れる。
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53は、それぞれ画素データSnを原サンプリング周
波数の1クロック分だけ次々に遅延した画素データSn-1
、Sn-2 、Sn-3を出力し、ある時間に、Sn、Sn-3は同時
に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同時に第2の補間
回路7に入力される。この時、原サンプリング周波数の
1クロック分だけ遅延された補間係数k0も同時に入力さ
れる。
【0038】補間回路6は、 Pn= (Sn-3-Sn)・k0+Sn-3 の計算を減算器61、乗算器62、加算器63によって
行い、Pnを出力する。
行い、Pnを出力する。
【0039】補間回路7は、 Pn-1= (Sn-1−Sn-2)・k0+Sn-2 の計算を減算器71、乗算器72、加算器73によって
行い、Pn-1を出力する。
行い、Pn-1を出力する。
【0040】Pn、Pn-1は、ある時間に同時に信号合成回
路9に入力される。この時、原サンプリング周波数の1
クロック分だけ遅延された補間係数k1も、Pn、Pn-1と同
時に信号合成回路9に入力される。
路9に入力される。この時、原サンプリング周波数の1
クロック分だけ遅延された補間係数k1も、Pn、Pn-1と同
時に信号合成回路9に入力される。
【0041】信号合成回路9は、 S'= (Pn-1−Pn)・ k1+Pn-1 の計算を減算器91、乗算器92、加算器93によって
行い、補間画素データS'を出力する。
行い、補間画素データS'を出力する。
【0042】こうして得られた垂直補間画素データS'
は、所望の周波数特性を維持して補間されるので、解像
感のある拡大・縮小画像を提供することができる。尚、
遅延手段としての1クロックディレー500、501は
適宜省略することもできる。
は、所望の周波数特性を維持して補間されるので、解像
感のある拡大・縮小画像を提供することができる。尚、
遅延手段としての1クロックディレー500、501は
適宜省略することもできる。
【0043】本発明の第3の実施例を以下に記述する。
図8に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
図8に、その構成を示す。これは水平方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
【0044】図5Aは、フィールドメモリ上に蓄積され
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
【0045】ズーム比設定値zoomは、ズームの分解能が
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
【0046】メモリ読み出し手段2は、ズ−ム設定入力
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
【0047】また、ズーム比設定値zoomから、係数発生
回路4は、補間画素S'の直後にある原サンプリング画素
データSnと補間画素S'との時間的な相対位置をもとに、
補間係数kを発生する。この時kは、図10のような構
成の累算器によって k=k+|zoom| の累積加算を、inc信号が立ち上がった時のみ、キャリ
ーなしで行う。この時、加算器のビット数はズームの分
解能と一致している。
回路4は、補間画素S'の直後にある原サンプリング画素
データSnと補間画素S'との時間的な相対位置をもとに、
補間係数kを発生する。この時kは、図10のような構
成の累算器によって k=k+|zoom| の累積加算を、inc信号が立ち上がった時のみ、キャリ
ーなしで行う。この時、加算器のビット数はズームの分
解能と一致している。
【0048】係数発生回路4から出力された補間係数k
は、原サンプリング画素データSnに対応するように、原
サンプリング周波数の1クロック分だけ遅延手段50で
遅延される。
は、原サンプリング画素データSnに対応するように、原
サンプリング周波数の1クロック分だけ遅延手段50で
遅延される。
【0049】フィールドメモリ1は、Crによって指示さ
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53は、それぞれ画素データSnを原サンプリング周
波数の1クロック分だけ次々に遅延した画素データSn-1
、Sn-2 、Sn-3を出力し、ある時間に、Sn、Sn-3は同時
に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同時に第2の補間
回路7に入力される。この時、原サンプリング周波数の
1クロック分だけ遅延された補間係数kも同時に入力さ
れる。
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53は、それぞれ画素データSnを原サンプリング周
波数の1クロック分だけ次々に遅延した画素データSn-1
、Sn-2 、Sn-3を出力し、ある時間に、Sn、Sn-3は同時
に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同時に第2の補間
回路7に入力される。この時、原サンプリング周波数の
1クロック分だけ遅延された補間係数kも同時に入力さ
れる。
【0050】補間回路6は、 Pn= (Sn-3-Sn)・k+Sn-3 の計算を減算器61、乗算器62、加算器63によって
行い、Pnを出力する。
行い、Pnを出力する。
【0051】補間回路7は、 Pn-1= (Sn-1−Sn-2)・k+Sn-2 の計算を減算器71、乗算器72、加算器73によって
行い、Pn-1を出力する。
行い、Pn-1を出力する。
【0052】Pn、Pn-1は、ある時間に同時に信号合成回
路9に入力される。この時、原サンプリング周波数の1
クロック分だけ遅延された補間係数kは係数変換器8でk
・(1−k)に変換され、Pn、Pn-1と同時に信号合成回路9
に入力される。
路9に入力される。この時、原サンプリング周波数の1
クロック分だけ遅延された補間係数kは係数変換器8でk
・(1−k)に変換され、Pn、Pn-1と同時に信号合成回路9
に入力される。
【0053】信号合成回路9は、 S'= (Pn-1−Pn)・k・(1−k)+Pn-1 の計算を減算器91、乗算器92、加算器93によって
行い、補間画素データS'を出力する。尚、遅延手段50
は適宜省略可能である。
行い、補間画素データS'を出力する。尚、遅延手段50
は適宜省略可能である。
【0054】こうして得られた水平補間画素データS'
は、図7のように、従来の線形補間と比べて帯域内のレ
スポンスが大幅に向上しており、解像感のある拡大・縮
小画像を提供することができる。また、補間回路6、
7、信号合成回路9は、線形補間回路と同じ構成をそれ
ぞれ取るので、簡単にハードとして実現できる。
は、図7のように、従来の線形補間と比べて帯域内のレ
スポンスが大幅に向上しており、解像感のある拡大・縮
小画像を提供することができる。また、補間回路6、
7、信号合成回路9は、線形補間回路と同じ構成をそれ
ぞれ取るので、簡単にハードとして実現できる。
【0055】本発明の第4の実施例を以下に記述する。
図9に、その構成を示す。これは垂直方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
図9に、その構成を示す。これは垂直方向部分の近傍4
点による高画質補間の例である。
【0056】図5Bは、フィールドメモリ上に蓄積され
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
た1フィールドの画像の中の一部の概念図を示したもの
である。フィールドメモリ1には、撮像素子により決定
されるサンプリング周波数で出力されている画像信号
が、入力端子から入力され、1フィールドの画像データ
が蓄積されている。
【0057】ズーム比設定値zoomは、ズームの分解能が
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
8ビットの場合に、ズーム比Rを R=256 / (256 + zoom) で表している。zoomが正の整数値を取れば、画像は縮小
され、負の整数値を取れば、画像は拡大される。
【0058】メモリ読み出し手段2は、ズ−ム設定入力
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
端子3からのズーム比設定値zoomを受け取り、それに応
じて補間画素位置を連続的に決定していき、フィールド
メモリ上の原画像データのうち補間画素位置の直後の画
素データSnを出力するように、フィールドメモリ1に読
み出し制御信号Crを送る。
【0059】また、ズーム比設定値zoomから、係数発生
回路4は、補間画素S'の直後にある原サンプリング画素
データSnと補間画素S'との時間的な相対位置をもとに、
補間係数をk発生する。この時kは、図10のような構
成の累算器によって k=k+|zoom| の累積加算を、inc信号が立ち上がった時のみ、キャリ
ーなしで行う。この時、加算器のビット数はズームの分
解能と一致している。
回路4は、補間画素S'の直後にある原サンプリング画素
データSnと補間画素S'との時間的な相対位置をもとに、
補間係数をk発生する。この時kは、図10のような構
成の累算器によって k=k+|zoom| の累積加算を、inc信号が立ち上がった時のみ、キャリ
ーなしで行う。この時、加算器のビット数はズームの分
解能と一致している。
【0060】フィールドメモリ1は、Crによって指示さ
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53はラインメモリであり、それぞれ画素データSn
を原サンプリング周波数の1走査線分だけ次々に遅延し
た画素データSn-1、Sn-2、Sn-3を出力し、ある時間に、
Sn、Sn-3は同時に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同
時に第2の補間回路7に入力される。この時、補間係数
kも同時に入力される。
れた画素データSnを出力し、一連の遅延手段51、5
2、53はラインメモリであり、それぞれ画素データSn
を原サンプリング周波数の1走査線分だけ次々に遅延し
た画素データSn-1、Sn-2、Sn-3を出力し、ある時間に、
Sn、Sn-3は同時に第1の補間回路6に、Sn-1、Sn-2は同
時に第2の補間回路7に入力される。この時、補間係数
kも同時に入力される。
【0061】補間回路6は、 Pn= (Sn-3−Sn)・k+Sn-3 の計算を減算器61、乗算器62、加算器63によって
行い、Pnを出力する。
行い、Pnを出力する。
【0062】補間回路7は、 Pn-1= (Sn-1−Sn-2)・k+Sn-2 の計算を減算器71、乗算器72、加算器73によって
行い、Pn-1を出力する。
行い、Pn-1を出力する。
【0063】Pn、Pn-1は、ある時間に同時に信号合成回
路9に入力される。この時、補間係数kは係数変換器8で
k・(1−k)に変換され、Pn、Pn-1と同時に信号合成回路
9に入力される。
路9に入力される。この時、補間係数kは係数変換器8で
k・(1−k)に変換され、Pn、Pn-1と同時に信号合成回路
9に入力される。
【0064】信号合成回路9は、 S'= (Pn-1−Pn)・k・(1−k)+Pn-1 の計算を減算器91、乗算器92、加算器93によって
行い、補間画素データS'を出力する。
行い、補間画素データS'を出力する。
【0065】こうして得られた垂直補間画素データS'
は、図7のように、線形補間と比べて帯域内のレスポン
スが大幅に向上しており、解像感のある拡大・縮小画像
を提供することができる。また、補間回路6、7、信号
合成回路9は、線形補間回路と同じ構成をそれぞれ取る
ので、簡単にハードとして実現できる。
は、図7のように、線形補間と比べて帯域内のレスポン
スが大幅に向上しており、解像感のある拡大・縮小画像
を提供することができる。また、補間回路6、7、信号
合成回路9は、線形補間回路と同じ構成をそれぞれ取る
ので、簡単にハードとして実現できる。
【0066】
【発明の効果】以上述べたように、第1、第2の本発明に
よれば、電子ズーム、電子ズームアウトなどリアルタイ
ム処理に垂直、水平方向の拡大・縮小画像を得たい時
に、簡単な回路構成の補間回路によって、所望の周波数
特性をもつ解像感のある拡大・縮小画像を得ることがで
きる。
よれば、電子ズーム、電子ズームアウトなどリアルタイ
ム処理に垂直、水平方向の拡大・縮小画像を得たい時
に、簡単な回路構成の補間回路によって、所望の周波数
特性をもつ解像感のある拡大・縮小画像を得ることがで
きる。
【0067】また、第3の本発明によれば、電子ズー
ム、電子ズームアウトなどのリアルタイム処理のに垂
直、水平方向の拡大・縮小画像を得たい時に、簡単な回
路構成の補間回路によって大幅に解像感を向上させるこ
とができる。
ム、電子ズームアウトなどのリアルタイム処理のに垂
直、水平方向の拡大・縮小画像を得たい時に、簡単な回
路構成の補間回路によって大幅に解像感を向上させるこ
とができる。
【0068】また、上記実施例では画像メモリにフィー
ルドメモリを用いているが、全画素読み出し型CCDなど
で1フレーム処理を行っている場合には、フレームメモ
リを兼用して、垂直解像度をより向上させることができ
る。
ルドメモリを用いているが、全画素読み出し型CCDなど
で1フレーム処理を行っている場合には、フレームメモ
リを兼用して、垂直解像度をより向上させることができ
る。
【図1】第1の本発明の実施例図。
【図2】第2の本発明の実施例図。
【図3】従来例を示す図。
【図4】線形補間の概念図。
【図5】Aは本発明の水平補間の概念図。Bは本発明の
垂直補間の概念図。
垂直補間の概念図。
【図6】線形補間の周波数特性図。
【図7】第3の本発明の周波数特性と線形補間の周波数
特性との比較図。
特性との比較図。
【図8】第3の本発明の第1の実施例図。
【図9】第3の本発明の第2の実施例図。
【図10】第3の本発明の係数発生器の例を示す図。
【図11】第1、第2の本発明の係数発生器の例を示す
図。
図。
Claims (7)
- 【請求項1】 ディジタル画像信号を蓄積するメモリ
と、メモリから画素データを順次読み出すメモリ読み出
し手段と、メモリ読み出し手段によって読み出された画
像信号Snを遅らせて夫々画素信号Sn-1,Sn-2,Sn-3
を形成する為の連続した第1、第2、第3の遅延手段と、
画素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画素S'
の位置から、N次の関数で求められる、画素信号Sn、画
素信号Sn-1、画素信号Sn-2、画素信号Sn-3にそれぞ
れ対応する補間係数を発生する第1、第2、第3、第4の係
数発生回路と、各画素信号Snと補間係数knの乗算の総
和を取る信号合成回路と、を備えたことを特徴とする画
像補間装置。 - 【請求項2】 ディジタル画像信号を蓄積するメモリ
と、メモリから画素データを順次読み出すメモリ読み出
し手段と、メモリ読み出し手段によって読み出された画
像信号を遅らせて夫々画素信号Sn-1,Sn-2,Sn-3を
形成する為の連続した第1、第2、第3の遅延手段と、画
素信号Sn-1と画素信号Sn-2との間にある補間画素S'の
位置から、それぞれN次の関数で求められる、補間係数
k1、k2を発生する第1、第2の係数発生回路と、任意
の2つの画素信号Sx、Syについて、P=k1・Sx +
(1−k1)・Syの計算を行う第1、第2の補間回路
と、信号合成回路とを備え、画素信号Snと画素信号S
n-3は第1の補間回路に入力され、画素信号Sn-1と画素
信号Sn-2は第2の補間回路に入力され、第1、第2の補
間回路とも補間係数k1を用いて補間を行い、第1の補間
回路の出力Pnと、第2の補間回路の出力Pn-1とが信号
合成回路に入力され、信号合成回路では、補間係数k2
から、k2・(Pn-1−Pn)+Pn-1の式に基づいて補間画
素信号S'を出力することを特徴とする画像補間装置。 - 【請求項3】 ディジタル画像信号を蓄積するメモリ
と、メモリから水平走査線方向に画素を順次読み出すメ
モリ読み出し手段と、メモリ読み出し手段によって読み
出された画像信号を遅らせる一連の第1、第2、第3の遅
延手段と、メモリ読み出し手段によって読み出された現
在の画素信号Snと、第1の遅延手段からの画素信号S
n-1と、第2の遅延手段からの画素信号Sn-2に対し、第
3の遅延手段からの画素信号Sn-3と、画素信号Sn-1と
画素信号Sn-2との間にある補間画素S'の位置を、累算
器により補間係数kとして求める係数発生回路と、任意
の2つの画素信号Sx、Syについて、P=k・Sx +
(1−k)・Syの計算を行う第1、第2の補間回路と、
信号合成回路とを備え、画素信号Snと画素信号Sn-3は
第1の補間回路に入力され、画素信号Sn-1と画素信号
Sn-2は第2の補間回路に入力され、第1、第2の補間回
路とも補間係数kを用いて補間を行い、第1の補間回路
の出力Pnと、第2の補間回路の出力Pn-1とが信号合成
回路に入力され、信号合成回路では、補間係数kから導
かれる係数M=k・(1−k)から、M・(Pn-1−Pn)+Pn-1の
式に基づいて補間画素信号S'を出力することを特徴とす
る画像補間装置。 - 【請求項4】 遅延手段は補間前の原サンプリング周波
数の1クロックに相当する遅延量をもち、水平方向の補
間を行うことを特徴とする請求項1,2,3の画像補間
装置。 - 【請求項5】 遅延手段は補間前の原サンプリング周波
数の1走査線に相当する遅延量をもち、垂直方向の補間
を行うことを特徴とする請求項1,2,3の画像補間装
置。 - 【請求項6】 請求項1、2の係数発生回路は、補間画
素を生成する原サンプリング画素の更新制御信号を受け
取った時に、補間係数を更新することを特徴とする請求
項1、2の画像補間装置。 - 【請求項7】 請求項3の係数発生回路の累算器は、原
サンプリング画素間に生成される補間点の分解能が2nに
設定されている時に、nビット幅の累積加算器で構成さ
れ、補間画素を生成する原サンプリング画素の更新制御
信号を受け取った時に、補間比率を表す定数をnビット
幅で累積加算を行うことを特徴とする請求項3の画像補
間装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9206098A JPH1153530A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 画像補間装置 |
US09/124,225 US6631216B2 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-29 | Image interpolation apparatus |
DE69836453T DE69836453T2 (de) | 1997-07-31 | 1998-07-30 | Vorrichtung und Verfahren zum Vergrössern oder Verkleinern von Bildern |
EP98306086A EP0895412B1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-30 | Apparatus and method for enlarging or reducing of pictures |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9206098A JPH1153530A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 画像補間装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1153530A true JPH1153530A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16517780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9206098A Pending JPH1153530A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | 画像補間装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1153530A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100463551B1 (ko) * | 2003-01-16 | 2004-12-29 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 영상 스케일링 장치 |
US6906748B1 (en) | 1999-08-24 | 2005-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic camera |
KR100695916B1 (ko) * | 2000-08-14 | 2007-03-19 | 삼성전자주식회사 | 큐빅 스프라인 보간을 이용한 이미지 스케일러 장치 |
US7885488B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-02-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image processing apparatus, method and medium |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP9206098A patent/JPH1153530A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6906748B1 (en) | 1999-08-24 | 2005-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic camera |
KR100695916B1 (ko) * | 2000-08-14 | 2007-03-19 | 삼성전자주식회사 | 큐빅 스프라인 보간을 이용한 이미지 스케일러 장치 |
KR100463551B1 (ko) * | 2003-01-16 | 2004-12-29 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 영상 스케일링 장치 |
US7885488B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-02-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image processing apparatus, method and medium |
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