JPH1169144A - Image signal converter and image signal conversion method - Google Patents
Image signal converter and image signal conversion methodInfo
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- G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling the whole image or part thereof
- G06T3/403—Edge-driven scaling
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、入力画像信号を
これより画素数の多い出力画像信号に変換する画像信号
の変換装置および変換方法に関する。詳しくは、入力画
像信号を構成する各画素の信号より入力画像信号に係る
各画素の定常性を分析し、その分析結果に基づき、入力
画像信号に係る各画素の信号うち補間画素に対して定常
性のある周辺画素の信号のみを使用して各補間画素の信
号を生成して出力画像信号を得ることによって、補間画
素の近辺で不連続な画素の変化があっても、解像度の向
上した出力画像が得られるようにした画像信号の変換装
置および変換方法に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal conversion apparatus and method for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels. Specifically, the continuity of each pixel related to the input image signal is analyzed from the signal of each pixel constituting the input image signal, and based on the analysis result, the continuity of the interpolated pixel among the signals of each pixel related to the input image signal is analyzed. By generating a signal of each interpolated pixel using only the signals of peripheral pixels having a characteristic and obtaining an output image signal, even if there is a discontinuous pixel change in the vicinity of the interpolated pixel, an output with improved resolution The present invention relates to an image signal conversion device and an image signal conversion method for obtaining an image.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、入力画像信号をこれより画素数の
多い出力画像信号に変換する画像信号変換装置が提案さ
れている。この種の変換装置においては、入力画像信号
を構成する各画素の信号より補間画素の信号を生成する
ことで、出力画像信号を得るようになっている。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an image signal converter for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels. In this type of conversion device, an output image signal is obtained by generating a signal of an interpolation pixel from a signal of each pixel constituting an input image signal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の画像信号変換装
置にあっては、上述した補間画素の信号を、入力画像信
号に係る画素のうち補間画素の周辺の画素の線形和とい
う形で生成している。そのため、周囲の画素が連続的に
なだらかに変化している場合には問題はない。しかし、
補間画素の近辺で不連続な画素の変化があるような場合
には、参照すべきでない画素の信号をも用いて補間画素
の信号を生成することになり、その補間画素の信号が実
際に撮像した場合とはかけ離れた値となり、結果的に出
力画像の解像度向上を実現できなくなる。In the conventional image signal conversion apparatus, the above-mentioned interpolation pixel signal is generated in the form of a linear sum of pixels around the interpolation pixel among the pixels related to the input image signal. ing. Therefore, there is no problem if the surrounding pixels are continuously and smoothly changing. But,
In the case where there is a discontinuous pixel change near the interpolation pixel, the signal of the interpolation pixel is generated using the signal of the pixel that should not be referred to, and the signal of the interpolation pixel is actually captured. This value is far from that of the case in which the resolution of the output image cannot be improved.
【０００４】そこで、この発明では、補間画素の近辺で
不連続な画素の変化があっても、解像度の向上した出力
画像を得ることができる画像信号の変換装置および変換
方法を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an image signal conversion device and an image signal conversion method capable of obtaining an output image with improved resolution even when there is a discontinuous pixel change near an interpolation pixel. And
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明に係る画像信号
変換装置は、入力画像信号を、これより画素数の多い出
力画像信号に変換する画像信号変換装置において、入力
画像信号を構成する各画素の信号を使用して入力画像信
号に係る各画素の定常性を分析する定常性分析手段と、
この定常性分析手段の分析結果に基づき、入力画像信号
を構成する各画素の信号のうち補間画素に対して定常性
のある周辺画素の信号のみを使用して各補間画素の信号
を生成し、この生成された各補間画素の信号を入力画像
信号を構成する各画素の信号と合成して出力画像信号を
得る画素補間手段とを備えるものである。An image signal conversion apparatus according to the present invention is an image signal conversion apparatus for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels. Stationary analysis means for analyzing the continuity of each pixel related to the input image signal using the signal of,
Based on the analysis result of the continuity analysis unit, among the signals of each pixel constituting the input image signal, generate only a signal of each interpolation pixel using only signals of peripheral pixels having steadiness with respect to the interpolation pixel, Pixel interpolation means for combining the generated signal of each interpolation pixel with the signal of each pixel constituting the input image signal to obtain an output image signal.
【０００６】また、この発明に係る画像信号変換方法
は、入力画像信号を、これより画素数の多い出力画像信
号に変換する画像信号変換方法において、入力画像信号
を構成する各画素の信号を使用して、入力画像信号に係
る各画素の定常性を分析する定常性分析ステップと、こ
の定常性分析ステップの分析結果に基づき、入力画像信
号を構成する各画素の信号のうち定常性のある周辺画素
の信号を使用して各補間画素の信号を生成し、この生成
された各補間画素の信号を入力画像信号を構成する各画
素の信号と合成して出力画像信号を得る画素補間ステッ
プとを備えるものである。Further, according to the image signal conversion method of the present invention, in an image signal conversion method for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels, a signal of each pixel constituting the input image signal is used. A continuity analysis step of analyzing the continuity of each pixel relating to the input image signal; and A pixel interpolation step of generating a signal of each interpolation pixel using the pixel signal and combining the generated signal of each interpolation pixel with a signal of each pixel constituting the input image signal to obtain an output image signal. It is provided.
【０００７】入力画像信号が定常性分析手段に供給さ
れ、入力画像信号に係る各画素の定常性が分析される。
これにより、入力画像信号に係る各画素は、定常性があ
るいくつかの画素群に区分される。ここで、定常性があ
る画素群においては、その画素群を構成する各画素の信
号レベルがほぼ一定であるか、あるいはその画素群を構
成する各画素の信号レベルが一様に変化している。[0007] The input image signal is supplied to continuity analysis means, and the continuity of each pixel related to the input image signal is analyzed.
As a result, each pixel related to the input image signal is divided into some stationary pixel groups. Here, in a pixel group having stationarity, the signal level of each pixel constituting the pixel group is substantially constant, or the signal level of each pixel constituting the pixel group varies uniformly. .
【０００８】定常性分析手段は、例えば入力画像信号に
係る各画素の境界に存在する第１のエッジを検出する第
１のエッジ検出部と、この第１のエッジ検出部で検出さ
れた第１のエッジからなる各線分の中点をつなげたエッ
ジ線を検出するエッジ線検出部と、このエッジ線検出部
で検出されたエッジ線に基づき、出力画像信号に係る各
画素の境界に存在する第２のエッジを検出して定常性の
分析結果とする第２のエッジ検出部とを有するものとさ
れる。The continuity analyzing means includes, for example, a first edge detecting section for detecting a first edge present at a boundary of each pixel relating to the input image signal, and a first edge detecting section for detecting the first edge detected by the first edge detecting section. An edge line detection unit that detects an edge line connecting the midpoints of the line segments composed of the edges of the edges, and an edge line that exists at the boundary of each pixel related to the output image signal based on the edge line detected by the edge line detection unit. And a second edge detecting unit for detecting the second edge and obtaining the analysis result of the stationarity.
【０００９】また、定常性分析手段の分析結果は画素補
間手段に供給される。そして、入力画像信号を構成する
各画素のうち補間画素に対して定常性のある周辺画素の
信号のみが使用されて各補間画素の信号が生成され、こ
の生成された各補間画素の信号が入力画像信号を構成す
る各画素の信号と合成されて出力画像信号が得られる。
このように、入力画像信号に係る各画素のうち補間画素
に対して定常性のある周辺画素の信号のみが使用されて
各補間画素の信号が生成されるものであり、補間画素の
近辺で不連続な画素の変化があっても、その補間画素の
信号が実際に撮像した場合とかけ離れた値となることが
回避される。[0009] The analysis result of the stationarity analysis means is supplied to the pixel interpolation means. Then, among the pixels constituting the input image signal, only the signals of the peripheral pixels that are stationary with respect to the interpolation pixel are used to generate signals of the interpolation pixels, and the generated signals of the interpolation pixels are input. An output image signal is obtained by being synthesized with the signal of each pixel constituting the image signal.
As described above, among the pixels related to the input image signal, only the signals of the peripheral pixels that are stationary with respect to the interpolation pixel are used to generate the signal of each interpolation pixel. Even if there is a continuous pixel change, it is possible to avoid that the signal of the interpolated pixel has a value far from that of the case where the image is actually captured.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形
態としての画像信号変換装置１０の構成を示している。
この変換装置１０は、入力画像信号Ｖinを、これより画
素数の多い出力画像信号Ｖoutに変換するものである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an image signal conversion device 10 as an embodiment.
The conversion device 10 converts an input image signal Vin into an output image signal Vout having a larger number of pixels.
【００１１】この変換装置１０は、入力画像信号Ｖinが
入力される入力端子１１と、この入力画像信号Ｖinに係
る各画素の定常性を分析する定常性分析器１２と、この
定常性分析器１２の定常性分析結果に基づき、入力画像
信号Ｖinを構成する各画素の信号のうち補間画素に対し
て定常性のある周辺画素の信号のみを使用して各補間画
素の信号を生成し、この生成された各補間画素の信号を
入力画像信号を構成する各画素の信号と合成して出力画
像信号Ｖoutを得る画素補間器１３と、この画素補間器
１３より出力される出力画像信号Ｖoutを導出する出力
端子１４とを有している。The conversion apparatus 10 includes an input terminal 11 to which an input image signal Vin is input, a continuity analyzer 12 for analyzing the continuity of each pixel related to the input image signal Vin, and a continuity analyzer 12 Of the pixels constituting the input image signal Vin, the signal of each interpolated pixel is generated by using only the signals of the peripheral pixels having the stationarity with respect to the interpolated pixel. A pixel interpolator 13 for synthesizing the signal of each interpolated pixel thus obtained with a signal of each pixel constituting the input image signal to obtain an output image signal Vout, and an output image signal Vout output from the pixel interpolator 13 are derived. And an output terminal 14.
【００１２】以上の構成において、入力端子１１に入力
画像信号Ｖinが入力されると、定常性分析器１２では、
入力画像信号Ｖinを構成する各画素の信号を使用して、
入力画像信号Ｖinに係る各画素の定常性が分析され、各
画素は、信号レベルがほぼ一定であるか、あるいは信号
レベルが一様に変化している定常性があるいくつかの画
素群に区分される。具体的には、後述するように、定常
性分析器１２では、各定常性がある画素群の境界を示す
エッジの検出が行われる。In the above configuration, when the input image signal Vin is input to the input terminal 11, the continuity analyzer 12
Using the signal of each pixel constituting the input image signal Vin,
The continuity of each pixel related to the input image signal Vin is analyzed, and each pixel is classified into a group of pixels having a steadily constant signal level or a steadily varying signal level. Is done. Specifically, as will be described later, the continuity analyzer 12 detects an edge indicating the boundary of each continuity pixel group.
【００１３】また、定常性分析器１２からの定常性分析
結果が画素補間器１３に供給される。画素補間器１３で
は、入力画像信号Ｖinを構成する各画素のうち補間画素
に対して定常性のある周辺画素の信号のみが使用されて
各補間画素の信号が生成され、この生成された各補間画
素の信号が入力画像信号Ｖinを構成する各画素の信号と
合成されて出力画像信号Ｖoutが得られる。そして、こ
の出力画像信号Ｖoutが出力端子１４に導出される。Further, the result of the stationarity analysis from the stationarity analyzer 12 is supplied to the pixel interpolator 13. The pixel interpolator 13 generates signals of the respective interpolated pixels by using only the signals of the peripheral pixels having a stationarity with respect to the interpolated pixels among the respective pixels constituting the input image signal Vin. The pixel signal is combined with the signal of each pixel constituting the input image signal Vin to obtain the output image signal Vout. Then, the output image signal Vout is led out to the output terminal 14.
【００１４】次に、定常性分析器１２の詳細を説明す
る。定常性分析器１２は、入力画像信号Ｖinに係る各画
素の境界に存在し、定常性がある画素群の境界を示す第
１のエッジを検出する入力画素境界エッジ検出部１２ａ
と、このエッジ検出部１２ａで検出された第１のエッジ
からなる各線分の中点をつなげたエッジ線を検出するエ
ッジ線検出部１２ｂと、このエッジ線検出部１２ｂで検
出されたエッジ線に基づき、出力画像信号Ｖoutに係る
各画素の境界に存在し、定常性がある画素群の境界を示
す第２のエッジを検出して定常性の分析結果とする出力
画素境界エッジ検出部１２ｃとを有している。Next, details of the stationarity analyzer 12 will be described. The continuity analyzer 12 is an input pixel boundary edge detection unit 12a that detects a first edge that exists at a boundary between pixels related to the input image signal Vin and indicates a boundary of a group of pixels having continuity.
And an edge line detection unit 12b for detecting an edge line connecting the midpoints of the segments of the first edge detected by the edge detection unit 12a, and an edge line detected by the edge line detection unit 12b. And an output pixel boundary edge detection unit 12c that detects a second edge that is present at the boundary of each pixel related to the output image signal Vout and indicates the boundary of a pixel group having continuity, and determines the analysis result of continuity. Have.
【００１５】次に、図２のフローチャートを使用して、
定常性分析器１２の処理手順を詳細に説明する。Next, using the flowchart of FIG.
The processing procedure of the continuity analyzer 12 will be described in detail.
【００１６】まず、ステップＳＴ１で、入力画素境界エ
ッジ検出部１２ａによって、入力端子１１に供給される
入力画像信号Ｖinを構成する各画素の信号を用いて、入
力画像信号Ｖinに係る各画素の境界に存在する第１のエ
ッジが検出される。この第１のエッジの検出は、以下の
ように行われる。すなわち、入力画像信号Ｖinを構成す
る各画素のそれぞれを注目画素とし、この注目画素の信
号と上下左右のエッジ判定対象画素の信号のそれぞれと
の差分値を求め、その差分値がある一定の閾値より大き
くなる場合には、その注目画素と対象画素との間にエッ
ジがあるものとする。First, in step ST1, the input pixel boundary edge detector 12a uses the signals of the pixels constituting the input image signal Vin supplied to the input terminal 11 to generate the boundary of each pixel related to the input image signal Vin. Are detected. The detection of the first edge is performed as follows. That is, each pixel constituting the input image signal Vin is set as a target pixel, and a difference value between the signal of the target pixel and each of the signals of the upper, lower, left, and right edge determination target pixels is obtained. If it becomes larger, it is assumed that there is an edge between the target pixel and the target pixel.
【００１７】ここで、注目画素の信号とエッジ判定対象
画素の信号との差分値は、それらの信号が白黒ビデオ信
号に対応するものであるときは、それらの信号の差の絶
対値であり、一方それらの信号がカラービデオ信号に対
応するものであるときは、それらの信号を構成する各色
成分を要素とする２つのベクトルの差分ベクトルの大き
さである。図３は、入力画像信号Ｖinに係る各画素の境
界に存在する第１のエッジの検出結果例を示しており、
「○」は入力画像信号Ｖinに係る各画素を示している。Here, the difference value between the signal of the target pixel and the signal of the pixel to be edge-determined is the absolute value of the difference between those signals when the signal corresponds to a black-and-white video signal. On the other hand, when those signals correspond to the color video signals, the magnitude of the difference vector between the two vectors having each color component as an element is included. FIG. 3 shows an example of a detection result of a first edge present at a boundary between pixels related to the input image signal Vin,
“○” indicates each pixel related to the input image signal Vin.
【００１８】次に、ステップＳＴ２で、エッジ線検出部
１２ｂによって、エッジ検出部１２ａで検出された第１
のエッジからなる各線分の中点をつなげたエッジ線が検
出される。このエッジ線の検出は、以下のように行われ
る。最初に、エッジ検出部１２ａで検出された第１のエ
ッジのうち、水平または垂直につながっている部分につ
いては一本の線分とみなし、それぞれの線分の中点を検
出する。図４は、図３の第１のエッジの検出結果例に対
応した中点の検出結果例を示しており、「＋」は中点を
示している。続いて、検出した各線分の中点を線分でつ
なげて、エッジ線とする。ただし、一連の線分からなる
折れ線の両端となる中点では、直前の中点から当該中点
への線分と同じ向き、長さの線分をつけ加える。これ
は、エッジの折れ線の長さが短くならないようにするた
めである。図５は、図３の第１のエッジの検出結果例に
対応したエッジ線の検出結果例を示しており、ａ１，ａ
２およびｂ１，ｂ２は、それぞれ同じ向き、長さの線分
である。Next, in step ST2, the first edge line detector 12b detects the first line detected by the edge detector 12a.
An edge line connecting the midpoints of the line segments consisting of the edges is detected. The detection of this edge line is performed as follows. First, of the first edges detected by the edge detection unit 12a, a portion connected horizontally or vertically is regarded as one line segment, and the midpoint of each line segment is detected. FIG. 4 illustrates an example of a detection result of the middle point corresponding to the example of the detection result of the first edge in FIG. 3, and “+” indicates the middle point. Subsequently, the midpoints of the detected line segments are connected by line segments to form edge lines. However, at the midpoints at both ends of the polygonal line composed of a series of line segments, a line segment having the same direction and length as the line segment from the immediately preceding midpoint to the midpoint is added. This is to prevent the length of the polygonal line of the edge from becoming short. FIG. 5 shows an example of the detection result of the edge line corresponding to the example of the detection result of the first edge in FIG.
2 and b1, b2 are line segments having the same direction and length, respectively.
【００１９】次に、ステップＳＴ３で、出力画素境界エ
ッジ検出部１２ｃによって、エッジ線検出部１２ｂで検
出されたエッジ線に基づき、出力画像信号Ｖoutに係る
各画素の境界に存在する第２のエッジが検出され、それ
が定常性分析結果として出力される。ここで、出力画像
信号Ｖoutに係る各画素が、入力画像信号Ｖinに係る各
画素に対して水平方向、垂直方向および斜め方向の画素
間に各１個の補間画素が補間されてなり、出力画像信号
Ｖoutに係る画素数が入力画像信号Ｖinに係る画素数の
４倍となる場合を例にとって説明する。Next, in step ST3, based on the edge line detected by the edge line detection unit 12b, the second edge existing at the boundary of each pixel related to the output image signal Vout by the output pixel boundary edge detection unit 12c. Is detected and output as a result of the stationarity analysis. Here, each pixel related to the output image signal Vout is obtained by interpolating one interpolated pixel between horizontal, vertical, and oblique pixels with respect to each pixel related to the input image signal Vin. An example in which the number of pixels related to the signal Vout is four times the number of pixels related to the input image signal Vin will be described.
【００２０】この場合、エッジ線検出部１２ｂで図５に
示すようにエッジ線が検出される場合、そのエッジ線と
出力画像信号Ｖoutに係る各画素との関係は図６に示す
ようになる。図６において、「○」は入力画像信号Ｖin
に係る各画素であり、「×」は補間画素である。この場
合、エッジ線と重なった位置にある画素に関しては、エ
ッジ線がその画素に比べて例えば右下方向に微小位置ず
れているものとみなして、第２のエッジ検出の処理を
し、図７に示すように、出力画像信号Ｖoutに係る各画
素の境界に存在する第２のエッジを検出する。なお、エ
ッジ線と重なった位置にある画素に関してはエッジ線が
その画素に比べて例えば右下方向に微小位置ずれている
ものとみなして第２のエッジ検出の処理をするように説
明したが、右上、左下、左上のいずれかの方向に微小位
置ずれているものとみなしてもよい。In this case, when an edge line is detected by the edge line detector 12b as shown in FIG. 5, the relationship between the edge line and each pixel related to the output image signal Vout is as shown in FIG. In FIG. 6, “○” indicates the input image signal Vin.
, And “×” is an interpolation pixel. In this case, regarding the pixel located at the position overlapping the edge line, the edge line is regarded as being slightly shifted from the pixel, for example, in the lower right direction, and the second edge detection processing is performed. As shown in (2), the second edge existing at the boundary of each pixel related to the output image signal Vout is detected. It should be noted that although the pixel located at the position overlapping the edge line is described as performing the second edge detection process on the assumption that the edge line is slightly shifted from the pixel in the lower right direction, for example, It may be considered that the position is slightly displaced in any of the upper right, lower left, and upper left directions.
【００２１】次に、画素補間器１３における各補間画素
の信号の生成処理について説明する。上述したように画
素補間器１３では、定常性分析器１２の定常性分析結
果、つまりエッジ検出部１２ｃで検出される第２のエッ
ジの検出結果に基づき、入力画像信号Ｖinを構成する各
画素の信号のうち、補間画素に対して定常性のある周辺
画素の信号のみを使用して各補間画素の信号が生成され
る。Next, a process of generating a signal of each interpolation pixel in the pixel interpolator 13 will be described. As described above, in the pixel interpolator 13, on the basis of the continuity analysis result of the continuity analyzer 12, that is, the detection result of the second edge detected by the edge detection unit 12c, each pixel of the input image signal Vin is A signal of each interpolation pixel is generated using only a signal of a peripheral pixel having steadiness with respect to the interpolation pixel among the signals.
【００２２】ここで、出力画像信号Ｖoutに係る各画素
が、入力画像信号Ｖinに係る各画素に対して水平方向、
垂直方向および斜め方向の画素間に各１個の補間画素が
補間されてなるものである場合を例にとって説明する
（図７参照）。最初に、補間画素が入力画像信号Ｖinに
係る各画素の斜め方向の画素間に補間されるものである
場合を説明する。Here, each pixel related to the output image signal Vout is set in a horizontal direction with respect to each pixel related to the input image signal Vin.
An example will be described in which one interpolated pixel is interpolated between pixels in the vertical direction and diagonal direction (see FIG. 7). First, a case will be described in which the interpolated pixels are interpolated between oblique pixels of each pixel related to the input image signal Vin.
【００２３】図８Ａに示すように、入力画像信号Ｖinに
係る各画素のうち補間画素の斜め方向近傍の４画素の全
てが第２のエッジに対して補間画素と同じ側にある第１
の状態では、４画素の信号ａ〜ｄを加算平均して補間画
素の信号を生成する。また、図８Ｂに示すように、入力
画像信号Ｖinに係る各画素のうち補間画素の斜め方向近
傍の４画素のうち３画素が第２のエッジに対して補間画
素と同じ側にある第２の状態では、３画素のうち補間画
素を挟む２画素の信号ａ，ｃを加算平均して補間画素の
信号を生成する。As shown in FIG. 8A, among the pixels related to the input image signal Vin, all four pixels in the oblique direction vicinity of the interpolation pixel are on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge.
In the state (1), the signals of the interpolated pixels are generated by averaging the signals a to d of the four pixels. Further, as shown in FIG. 8B, among the pixels related to the input image signal Vin, three of the four pixels in the oblique direction vicinity of the interpolation pixel are located on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge. In the state, the signals a and c of two pixels sandwiching the interpolation pixel among the three pixels are added and averaged to generate a signal of the interpolation pixel.
【００２４】さらに、図８Ｃに示すように、入力画像信
号Ｖinに係る各画素のうち補間画素の斜め方向近傍の４
画素のうち２画素が第２のエッジに対して補間画素と同
じ側にある第３の状態では、２画素の信号ａ，ｂと、２
画素のいずれかに隣接し、この２画素の並ぶ方向と直交
する方向にあり、かつ第２のエッジに対して補間画素と
同じ側にある所定画素の信号ｃを使用し、２画素のうち
所定画素に隣接する画素の信号をａとして、（ａ＋ｂ）
／２＋（ａ−ｃ）／２の演算により、補間画素の信号を
生成する。Further, as shown in FIG. 8C, out of the pixels related to the input image signal Vin, 4
In a third state where two of the pixels are on the same side of the second edge as the interpolated pixel, signals a and b of two pixels and 2
A signal c of a predetermined pixel which is adjacent to any of the pixels, is in a direction orthogonal to the direction in which the two pixels are arranged, and is on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge, and Assuming that the signal of the pixel adjacent to the pixel is a, (a + b)
The signal of the interpolated pixel is generated by the operation of / 2 + (ac) / 2.
【００２５】次に、補間画素が入力画像信号Ｖinに係る
各画素の水平方向または垂直方向の画素間に補間される
ものである場合を説明する。図９Ａに示すように、入力
画像信号Ｖinに係る各画素のうち補間画素の水平方向近
傍または垂直方向近傍の２画素の全てが第２のエッジに
対して補間画素と同じ側にある第１の状態では、２画素
の信号ａ，ｂを加算平均して補間画素を生成する。ま
た、図９Ｂに示すように、入力画像信号Ｖinに係る各画
素のうち補間画素の水平方向近傍または垂直方向近傍の
２画素のうち１画素が第２のエッジに対して補間画素と
同じ側にある第２の状態では、１画素の信号ａと、この
１画素に隣接し、２画素の並ぶ方向と同じ方向にあり、
かつ第２のエッジに対して補間画素と同じ側にある所定
画素の信号ｂを使用し、ａ＋（ａ−ｂ）／２の演算によ
り、補間画素を生成する。Next, a case where the interpolated pixels are interpolated between pixels in the horizontal direction or the vertical direction of each pixel related to the input image signal Vin will be described. As shown in FIG. 9A, among the pixels related to the input image signal Vin, all of the two pixels in the vicinity of the interpolation pixel in the horizontal or vertical direction are on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge. In this state, the interpolated pixel is generated by averaging the signals a and b of the two pixels. Further, as shown in FIG. 9B, one of two pixels in the vicinity of the interpolation pixel in the horizontal direction or in the vicinity of the vertical direction among the pixels related to the input image signal Vin is on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge. In a certain second state, the signal a of one pixel and the signal a adjacent to the one pixel are in the same direction as the direction in which the two pixels are arranged,
In addition, an interpolated pixel is generated by a + (ab) / 2 operation using a signal b of a predetermined pixel on the same side as the interpolated pixel with respect to the second edge.
【００２６】このように画素補間器１３では、定常性分
析器１２からの定常性分析結果としての第２のエッジの
検出結果に基づき、入力画像信号Ｖinを構成する各画素
の信号を使用して補間画素の信号が生成される。そし
て、入力画像信号Ｖinを構成する各画素の信号と各補間
画素の信号とが合成されて出力画像信号Ｖoutが得ら
れ、出力端子１４には、その出力画像信号Ｖoutが導出
される。As described above, the pixel interpolator 13 uses the signal of each pixel constituting the input image signal Vin based on the detection result of the second edge as the continuity analysis result from the continuity analyzer 12. An interpolated pixel signal is generated. Then, the signal of each pixel constituting the input image signal Vin and the signal of each interpolation pixel are combined to obtain an output image signal Vout, and the output image signal Vout is derived from the output terminal 14.
【００２７】上述したように、本実施の形態において
は、入力画像信号Ｖinを構成する各画素の信号より定常
性分析器１２によって入力画像信号Ｖinに係る各画素の
定常性を分析し、その分析結果に基づき、入力画像信号
Ｖinに係る各画素の信号のうち補間画素に対して定常性
のある周辺画素の信号のみを使用して各補間画素の信号
を生成するものであり、補間画素の近辺で不連続な画素
の変化があっても、補間画素の信号が実際に撮像した場
合とかけ離れた値となることがなく、解像度の向上した
出力画像を得ることができる。As described above, in the present embodiment, the continuity analyzer 12 analyzes the continuity of each pixel related to the input image signal Vin from the signal of each pixel constituting the input image signal Vin, and performs the analysis. On the basis of the result, a signal of each interpolated pixel is generated by using only signals of peripheral pixels having steadiness with respect to the interpolated pixel among signals of each pixel related to the input image signal Vin. Therefore, even if there is a discontinuous pixel change, the output image with improved resolution can be obtained without the signal of the interpolated pixel having a value far from that of the case where the image is actually captured.
【００２８】なお、上述実施の形態においては、定常性
分析器１２に第２のエッジの検出処理や画素補間器１３
での補間画素の信号の生成処理に関して、出力画像信号
Ｖoutに係る各画素が、入力画像信号Ｖinに係る各画素
に対して水平方向、垂直方向および斜め方向の画素間に
各１個の補間画素が補間されてなるものであり、出力画
像信号Ｖoutに係る画素数が入力画像信号Ｖinに係る画
素数の４倍となる場合を例にとって説明したが、出力画
像信号Ｖoutに係る画素と入力画像信号Ｖinに係る画素
との関係が他の関係にある場合であっても、同様に処理
できることは勿論である。In the above embodiment, the stationarity analyzer 12 performs the second edge detection processing and the pixel interpolator 13
In the generation process of the signal of the interpolation pixel in the above, each pixel related to the output image signal Vout is one interpolated pixel between pixels in the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction with respect to each pixel related to the input image signal Vin. Is interpolated, and the example in which the number of pixels related to the output image signal Vout is four times the number of pixels related to the input image signal Vin has been described. It goes without saying that the same processing can be performed even when the relationship with the pixel related to Vin has another relationship.
【００２９】[0029]
【発明の効果】この発明によれば、入力画像信号を構成
する各画素の信号より入力画像信号に係る各画素の定常
性を分析し、その分析結果に基づき、入力画像信号に係
る各画素の信号うち補間画素に対して定常性のある周辺
画素の信号のみを使用して各補間画素の信号を生成して
出力画像信号を得るものであり、補間画素の近辺で不連
続な画素の変化があっても、補間画素の信号が実際に撮
像した場合とかけ離れた値となることがなく、解像度の
向上した出力画像を得ることができる。According to the present invention, the continuity of each pixel relating to the input image signal is analyzed from the signal of each pixel constituting the input image signal, and based on the analysis result, the continuity of each pixel relating to the input image signal is analyzed. The output image signal is obtained by generating a signal of each interpolated pixel using only signals of peripheral pixels having a stationary state with respect to the interpolated pixel among the signals, and a change in a discontinuous pixel near the interpolated pixel is generated. Even if there is, an output image with improved resolution can be obtained without the signal of the interpolated pixel having a value far from that of a case where the image is actually captured.
【図１】実施の形態としての画像信号変換装置の構成を
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal conversion device according to an embodiment.
【図２】画像変換装置を構成する定常性分析器の処理手
順を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating a processing procedure of a stationarity analyzer included in the image conversion apparatus.
【図３】定常性分析器における入力画素境界でのエッジ
（第１のエッジ）の検出結果例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a detection result of an edge (first edge) at an input pixel boundary in a stationarity analyzer;
【図４】定常性分析器におけるエッジ線検出の処理過程
における中点の検出結果例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a detection result of a midpoint in a process of detecting an edge line in a stationarity analyzer.
【図５】定常性分析器におけるエッジ線検出結果例を示
す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of an edge line detection result in the stationarity analyzer.
【図６】エッジ線と出力画素との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an edge line and an output pixel.
【図７】定常性分析器における出力画素境界でのエッジ
（第２のエッジ）の検出結果例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection result of an edge (second edge) at an output pixel boundary in a stationarity analyzer;
【図８】出力画像信号に係る画素数が入力画像信号の画
素数の４倍であって、補間画素が入力画素の斜め方向の
画素間に存在する場合における補間画素信号の生成処理
を説明するための図である。FIG. 8 illustrates a process of generating an interpolated pixel signal in a case where the number of pixels related to an output image signal is four times the number of pixels of an input image signal and interpolated pixels exist between pixels in an oblique direction of the input pixel. FIG.
【図９】出力画像信号に係る画素数が入力画像信号の画
素数の４倍であって、補間画素が入力画素の水平方向ま
たは垂直方向に存在する場合における補間画素信号の生
成処理を説明するための図である。FIG. 9 illustrates a process of generating an interpolated pixel signal when the number of pixels related to the output image signal is four times the number of pixels of the input image signal and the interpolated pixel exists in the horizontal direction or the vertical direction of the input pixel. FIG.
１０・・・画像信号変換装置、１１・・・入力端子、１
２・・・定常性分析器、１２ａ・・・入力画素境界エッ
ジ検出部、１２ｂ・・・エッジ線検出部、１２ｃ・・・
出力画素境界エッジ検出部、１３・・・画素補間器、１
４・・・出力端子10 image signal converter, 11 input terminal, 1
2 ... stationarity analyzer, 12a ... input pixel boundary edge detection unit, 12b ... edge line detection unit, 12c ...
Output pixel boundary edge detector, 13 ... pixel interpolator, 1
4: Output terminal
Claims (5)
出力画像信号に変換する画像信号変換装置において、 上記入力画像信号を構成する各画素の信号を使用して上
記入力画像信号に係る各画素の定常性を分析する定常性
分析手段と、 上記定常性分析手段の分析結果に基づき、上記入力画像
信号を構成する各画素の信号のうち補間画素に対して定
常性のある周辺画素の信号のみを使用して各補間画素の
信号を生成し、この生成された各補間画素の信号を上記
入力画像信号を構成する各画素の信号と合成して上記出
力画像信号を得る画素補間手段とを備えることを特徴と
する画像信号変換装置。An image signal conversion apparatus for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels than the input image signal. A continuity analyzing means for analyzing the continuity of the pixel, and a signal of a peripheral pixel having steadiness with respect to the interpolation pixel among signals of each pixel constituting the input image signal based on an analysis result of the continuity analyzing means. Pixel interpolating means for generating a signal of each interpolated pixel using only the pixel signal, and synthesizing the generated signal of each interpolated pixel with a signal of each pixel constituting the input image signal to obtain the output image signal. An image signal conversion device, comprising:
エッジを検出する第１のエッジ検出部と、 上記第１のエッジ検出部で検出された上記第１のエッジ
からなる各線分の中点をつなげたエッジ線を検出するエ
ッジ線検出部と、 上記エッジ線検出部で検出されたエッジ線に基づき、上
記出力画像信号に係る各画素の境界に存在する第２のエ
ッジを検出して上記定常性の分析結果とする第２のエッ
ジ検出部とを有することを特徴とする請求項１に記載の
画像信号変換装置。2. The continuity analysis unit includes: a first edge detection unit that detects a first edge present at a boundary between pixels of the input image signal; and a first edge detection unit that detects a first edge. An edge line detection unit that detects an edge line connecting the midpoints of the line segments composed of the first edge; and an edge line detection unit that detects the edge line detected by the edge line detection unit. 2. The image signal conversion device according to claim 1, further comprising: a second edge detection unit that detects a second edge existing at a boundary and obtains the analysis result of the continuity. 3.
入力画像信号に係る各画素に対して水平方向、垂直方向
および斜め方向の画素間に各１個の補間画素が補間され
てなるものであり、 上記補間画素が上記入力画像信号に係る各画素の斜め方
向の画素間に補間されるものである場合、上記画素補間
手段は、上記入力画像信号に係る各画素のうち上記補間
画素の斜め方向近傍の４画素の全てが上記第２のエッジ
に対して上記補間画素と同じ側にある第１の状態では、
上記補間画素の信号を上記４画素の信号を加算平均して
生成し、上記４画素のうち３画素が上記同じ側にある第
２の状態では、上記補間画素の信号を上記３画素のうち
上記補間画素を挟む２画素の信号を加算平均して生成
し、上記４画素のうち２画素が上記同じ側にある第３の
状態では、上記補間画素の信号を、上記２画素の信号
ａ，ｂと、上記２画素のいずれかに隣接し、上記２画素
の並ぶ方向と直交する方向にあり、かつ上記同じ側にあ
る所定画素の信号ｃとを使用し、上記２画素のうち上記
所定画素に隣接する画素の信号をａとして、（ａ＋ｂ）
／２＋（ａ−ｃ）／２の演算で生成し、 上記補間画素が上記入力画像信号に係る各画素の水平方
向または垂直方向の画素間に補間されるものである場
合、上記画素補間手段は、上記入力画像信号に係る各画
素のうち上記補間画素の水平方向近傍または垂直方向近
傍の２画素の全てが上記第２のエッジに対して上記補間
画素と同じ側にある第１の状態では、上記補間画素の信
号を上記２画素の信号を加算平均して生成し、上記２画
素のうち１画素が上記同じ側にある第２の状態では、上
記補間画素の信号を、上記１画素の信号ａと、上記１画
素に隣接し、上記２画素の並ぶ方向と同じ方向にあり、
かつ上記同じ側にある所定画素の信号ｂを使用し、ａ＋
（ａ−ｂ）／２の演算で生成することを特徴とする請求
項２に記載の画像信号変換装置。3. Each pixel of the output image signal is obtained by interpolating one interpolated pixel between horizontal, vertical, and oblique pixels with respect to each pixel of the input image signal. In the case where the interpolated pixel is to be interpolated between the pixels in the oblique direction of each pixel related to the input image signal, the pixel interpolating means includes the interpolation pixel of the interpolated pixel among the pixels related to the input image signal. In a first state in which all of the four pixels near the oblique direction are on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge,
The signal of the interpolated pixel is generated by averaging the signals of the four pixels, and in a second state in which three of the four pixels are on the same side, the signal of the interpolated pixel is generated by the three of the three pixels. The signal of the two pixels sandwiching the interpolation pixel is generated by averaging, and in the third state where two of the four pixels are on the same side, the signal of the interpolation pixel is converted to the signals a and b of the two pixels. And a signal c of a predetermined pixel adjacent to any one of the two pixels, in a direction orthogonal to the direction in which the two pixels are arranged, and on the same side, and Assuming that the signal of the adjacent pixel is a, (a + b)
/ 2 + (ac) / 2, and when the interpolated pixel is to be interpolated between horizontal or vertical pixels of each pixel related to the input image signal, the pixel interpolation means In a first state in which all of the two pixels near the horizontal direction or the vertical direction of the interpolation pixel among all the pixels related to the input image signal are on the same side as the interpolation pixel with respect to the second edge, The signal of the interpolation pixel is generated by averaging the signals of the two pixels, and in a second state in which one of the two pixels is on the same side, the signal of the interpolation pixel is converted to the signal of the one pixel. a, adjacent to the one pixel, in the same direction as the direction in which the two pixels are arranged,
Further, using the signal b of the predetermined pixel on the same side as above, a +
3. The image signal conversion device according to claim 2, wherein the image signal is generated by an operation of (ab) / 2.
出力画像信号に変換する画像信号変換方法において、 上記入力画像信号を構成する各画素の信号を使用して、
上記入力画像信号に係る各画素の定常性を分析する定常
性分析ステップと、 上記定常性分析ステップの分析結果に基づき、上記入力
画像信号を構成する各画素の信号のうち定常性のある周
辺画素の信号を使用して各補間画素の信号を生成し、こ
の生成された各補間画素の信号を上記入力画像信号を構
成する各画素の信号と合成して上記出力画像信号を得る
画素補間ステップとを備えることを特徴とする画像信号
変換方法。4. An image signal conversion method for converting an input image signal into an output image signal having a larger number of pixels than the input image signal, wherein a signal of each pixel constituting the input image signal is used.
A continuity analysis step of analyzing continuity of each pixel relating to the input image signal, and, based on an analysis result of the continuity analysis step, peripheral pixels having continuity among signals of the pixels constituting the input image signal. A pixel interpolation step of generating a signal of each interpolation pixel using the signal of each pixel, and synthesizing the generated signal of each interpolation pixel with a signal of each pixel constituting the input image signal to obtain the output image signal; An image signal conversion method comprising:
エッジを検出する第１のエッジ検出ステップと、 上記第１のエッジ検出ステップで検出された上記第１の
エッジからなる各線分の中点をつなげたエッジ線を検出
するエッジ線検出ステップと、 上記エッジ線検出ステップで検出されたエッジ線に基づ
き、上記出力画像信号に係る各画素の境界に存在する第
２のエッジを検出して上記定常性の分析結果とする第２
のエッジ検出ステップとを有することを特徴とする請求
項４に記載の画像信号変換方法。5. The continuity analysis step includes: a first edge detection step of detecting a first edge present at a boundary between pixels of the input image signal; and a first edge detection step. An edge line detecting step of detecting an edge line connecting the midpoints of the line segments composed of the first edge, based on the edge line detected in the edge line detecting step, for each pixel related to the output image signal. A second edge existing at the boundary is detected and used as the analysis result of the stationarity.
5. The image signal conversion method according to claim 4, further comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21778697A JPH1169144A (en) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | Image signal converter and image signal conversion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21778697A JPH1169144A (en) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | Image signal converter and image signal conversion method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169144A true JPH1169144A (en) | 1999-03-09 |
Family
ID=16709710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21778697A Pending JPH1169144A (en) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | Image signal converter and image signal conversion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1169144A (en) |
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-
1997
- 1997-08-12 JP JP21778697A patent/JPH1169144A/en active Pending
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