JPS62282377A

JPS62282377A - 補間付き画像拡大処理回路

Info

Publication number: JPS62282377A
Application number: JP61125395A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Goto; 敏行後藤; Toshiya Mima; 美間　俊哉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-12-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明Ｃ手既要〕画像表示装置に表示する画像の拡大に伴う画質劣化を救
済するため、複数のシフトレジスタと選択回路とにより
、出力画像の各アドレスに対応する入力画像の近傍画素
を順次保持する回路を設け。

拡大される画像の補間処理を、パイプライン処理によっ
て高速に実行できるようにしている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は１画像表示装置に用いられる画像拡大処理回路
であって、特に、入力画像をバイブライン的に処理する
ことによって、補間による自然な拡大画像を高速にｔＲ
４られるようにした補間付き画像拡大処理回路に関する
ものである。

〔従来の技術〕

画像表示装置等では７人力画像の一部分を拡大して、デ
ィスプレイに表示することが必要とされている。従来、
ハードウェアの回路により、拡大した出力画像を得る場
合、出力画像の各画素に対応する入力画像のアドレスに
、最も近い入力画像の画素値を出力する方式がとられて
いる。即ち。

出力画像の水平方向および垂直方向に２倍率に応じた回
数だけ、入力画像の同じ画素値が繰り返し出力されるよ
うな回路が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第６図は従来方式の問題点を説明するための図である。

上記従来方式によれば１例えば第６図（ａ）に示すよう
な入力画像を、縦横各２倍に拡大する場合、その出力画
像は、第６図（ｂ）図示のようになる。入力画像におけ
る画素Ｐ１が、出力画像における画素Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３
．Ｑ４に対応している。このように、従来方式では、入
力画像を単純に拡大するだけであるので１表示される画
像がモザイク状になり、非常に見づらくなって、拡大さ
れた画像に自然さが感じられないという問題がある。

そのため、ソフトウェア的な技術により、各種の補間を
行う方式が考えられているが、ソフトウェア・プログラ
ム等により処理する場合には、処理に時間がかかるとい
う問題がある。

本発明は上記問題点の解決を図り、拡大された画像がモ
ザイク状になるという欠点を１人力画像における複数の
近傍点の補間により取り除くと共に、パイプライン処理
に基づき高速に処理する手段を提供することを目的とし
ている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の基本構成例を示す。

第１図において、１０は出力画像の各アドレスに対応す
る入力画像の近傍画素をパイプライン的に順次保持する
近傍画素抽出部、１１は入力画像の１ライン分の横幅に
等しい第１のシフトレジスタ、１２は拡大倍率に対応す
る長さを持つ第２のシフトレジスタ、１３は選択回路（
ＭＰＸ）、１４なしい１７はそれぞれ近傍画素の画素値
を保持するフリップフロップ、１８はフリップフロップ
１４〜１７の出力である画素値に基づき出力画像の各画
素値を計算する回路で構成される補間演算部、１９は選
択回路１３および補間演算部１８等に対し制御信号を送
る制御部である。

制御部１９は、出力画像の水平同期信号に基づいて２選
択回路１３および補間演算部１８に対する制御信号を生
成する回路である。ｎ倍に拡大する場合、最初に人力画
像を１行分読み込み１次の（ｎ−１）行分はシフトレジ
スタ１１の出力（図示ＬＩＮＥ）側を選択するように選
択回路１３を制御する。また、出力画像の各画素のアド
レスを順次計数し、このアドレスを拡大倍率ｎで割った
剰余を算出して、補間演算部１８に送出する。

選択回路１３は、制御部１９による選択信号により、入
力画像またはシフトレジスタ１１の出力のいずれかを選
択し、フリップフロップ１４．シフトレジスフ１１．シ
フトレジスタ１２へ出力する。フリップフロップ１４の
出力は、１クロ・ツク遅れて、フリップフロップ１５お
よび補間演算部１８へ出力される。

シフトレジスタ１２は、拡大倍率に応じた長さを持ち１
例えば２倍の場合には、入力画像の２ライン分の画素値
を順次シフトして保持する。シフトレジスタ１２の出力
は、フリップフロップ１６へ送られ、その１クロツク後
に、フリップフロップ１７および補間演算部１８に出力
される。

補間演算部１８は、フリップフロップ１４〜１７の保持
する近傍４点の画素値から、いわゆる線形補間等により
、出力画像の各画素値を算出する。

〔作用〕

第２図は本発明の全体的な作用を説明するための図であ
る。図中、３０は入力画像、３１は出力画像を表し、Ｐ
Ｏ，ＰＬ、・・・は入力画像の画素値。

Ｑｌ、Ｑ２．・・・は出力画像の画素値を表している。

また＋Ｔｉｊは、各フリップフロップ１４〜１７に保持
される近傍４点の画素値を１時系列的に表したものであ
る。

例えば、第２図に示す入力画像３０を縦横２倍に拡大す
る場合、制御部１９は、最初に人力画像を１ライン分選
択する信号を１選択回路１３へ送る。これにより、シフ
トレジスタ１１．シフトレジスタ１２およびフリップフ
ロップ１４に、順次。

画素値ＰＯ，ＰＬ、Ｐ２．Ｐ３が送られる。

次に、制御部１９は１選択回路１３にシフトレジスタ１
１の出力を１ライン分選択する信号を送る。これにより
２画素値ＰＯ，ＰＬ、Ｐ２．Ｐ３が、再度２　シフトレ
ジスタ１１．シフトレジスタ１２およびフリップフロッ
プ１４に、送られることになる。

その後、制御部１９は、入力画像３０を１ライン分選択
する信号に切り替える。これにより１次の１ライン分の
画素値Ｐ４．Ｐ５．Ｐ６．Ｐ７が。

シフトレジスタ１１．シフトレジスタ１２およびフリッ
プフロップ１４へ順次出力される。以下同様に、制御部
１つは、２倍の場合にはｌライン毎に選択信号を切り替
えていく。

以上の走査変換により、フリップフロップ１４〜１７に
は、Ｔよ、として示すような値が各クロック毎に保持さ
れることになる。補間演算部１８は。

各Ｔ　ｉ　ｊの近傍４点の画素値から、線形補間等の補
間演算を行い、出力クロックに対応して、出力画像３１
を出力する。即ち、Ｔｏｏの値からＱＯを演算しｌ　Ｔ
”０１の値からＱｌを演算し、・・・、Ｔ１゜の値から
Ｑ８を演算し、・・・というように１出力画像３１の補
間された画素値を求めて出力する。

以上のように１本発明の回路によれば、補間された拡大
画像を、パイプライン処理によって、高速に得ることが
できるようになる。

Ｃ実施例〕第３図は本発明の一実施例における動作タイムチャート
、第４図は本発明の一実施例による３倍拡大時における
回路例、第５図は補間演算の例を示す。

入力画像を縦横２倍に拡大して出力する場合。

第１図に示すシフトレジスタ１２は、入力画像の２倍の
横幅を持つように構成される。選択回路１３に対する選
択信号は、第３図に示すように２例えば“Ｈ”のときに
選択回路１３が入力画像側（ＩＮ）を選択し、“Ｌ”の
ときにシフトレジスタ１１の出力側（ＬＩＮＥ）を選択
するようにされる。

２倍に拡大する場合には１選択体号が、入力画像の１ラ
イン毎に、“Ｈ”／“Ｌ”を繰り返し。

Ｈ”の場合に、入力画像がフリップフロップ１４（Ｄｉ
）に取り込まれる。その値は人力の１クロツク後に、フ
リップフロップ１５（Ｄ２）に取り込まれる。第３図か
られかるように、入力画像は間歇的に近傍画素抽出部１
０に入力されることになるが３例えば、カメラから直接
画像データを入力する場合には、近傍画素抽出部１０の
前にＦＩＦＯハソファ等を設ければよい。

フリップフロップ１６（Ｄ３）には、ＤＩに次行の画素
値が入力されるときに、その前の行の画素値が順次入力
される。フリップフロップ１７　（Ｄ４）には、入力の
１クロック遅れで、Ｄ３の値が取り込まれる。以上によ
り、各Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３、Ｄ４には、同じラインのデー
タが２回ずつ入力されることになる。

第３図に示すように、近傍画素抽出部１０を制御する人
力の１クロツクに対し、補間演算部１８における出力の
２クロツクが対応するようにされ。

Ｄｉ、Ｄ２．Ｄ３．Ｄ４が保持する近傍４点の画素値か
ら出力画像の画素値ＱＯ，Ｑ１．　・・・が、補間演算
によって順次演算されて出力される。

以上は２倍に拡大する場合の例であるが、それ以上の倍
率の場合も同様である。例えｉ、ｆ、４１横３倍に拡大
する場合における回路構成は、第４図に示すようになる
。第４図において、Ｌ１〜Ｌ４は。

それぞれ１ライン分のシフトレジスタからなるハソファ
である。即ち、第１図に示す第２のシフトレジスタ１２
は、入力画像の３ライン分の長さを持つ。

選択回路１３に対する選択信号は２人力画像の１ライン
分の周期をＴとすると、“ト■”がＴ時間であって、そ
の後に、“Ｌ”が２Ｔ時間続くようにされ、入力画像と
ラインバッファＬ１の出力とが、１対２の時間間隔で選
択されるように制御される。これにより、各フリップフ
ロップ１４〜１７には、同じラインの画素値が３回ずつ
保持されることになる。

なお、拡大倍率を２倍とか３倍とかに固定しないで、予
め大きな倍率で拡大ができるように回路を構成しておき
、制御部１９への指示信号によって、特に第２のシフト
レジスタ１２の長さが可変となるようにすれば１選択回
路１３への選択信号および動作クロックを調整すること
などにより。

動的に倍率を変えることが可能となる。

次に第５図に従って、補間演算部１８による補間演算の
例を説明する。例えば、線形補間では。

出力画像３１における入力画像３０の元の各画素に対応
する値を持つ画素の間の画素値を、その元の画素との距
離に比例した重み付けによる平均値によって定める。

縦横２倍に拡大する場合には９例えば第５図に示すよう
に、出力画像３１の画素値Ｑ０゜は、入力画像３０のＰ
ｏ。と同じ値を持ち、Ｑ０２は、Ｐｏｌと同じ値を持つ
。同様にＱ２゜はＰ、。、Ｑ２□はｐＨに対応する。そ
の間のＱ（１１は、　　Ｐｏ。とＰｏｔとの平均値とし
て求められ、Ｑ、１の場合には、近傍４点のＰｏ。とＰ
ｏｔとＰｌ＠とｐＨとの平均値として求められる。即ち
、補間演算部１８は１次式による演算を行う。

Ｑ２・＋　２４　”　Ｐ　ｉ・４Ｑ　ＺＬ　Ｚｊ＋１　”　（Ｐ　Ｌ、＋Ｐｉ、ｊｌ　）
　／２Ｑ　２ｉ＋ｌ＋　Ｚｊ　”　（Ｐ　ｉ＋ユ＋Ｐ１
゜、、、）／２Ｃ１ｚｔ・１・２、・、　　＝　　（Ｐ
＝・、　＋　Ｐ、・ｊ＋１＋Ｐｉ＋ｌ＋　ｊ　”　ＰＬ
＋１＋　ｊヤ、）／４なお、この演算を実行する回路の
詳細については１周知の回路技術を応用して実現できる
ので。

説明を省略する。３倍以上の場合にも同様に演算可能で
ある。

以上の実施例では、近傍４点の画素値に基づいて補間処
理を行っているが、第１．第２のシフトレジスタに加え
て、さらにシフトレジスタを多段化して設けることなど
により、近傍９点の画素値に基づく補間処理を実行する
というような拡張も可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、パイプライン処
理によって、自然で見易い補間された拡大画像を高速に
得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成例、第２図は本発明の全体的
な作用を説明するための図、第３図は本発明の一実施例
における動作タイムチャート、第４図は本発明の一実施
例による３倍拡大時における回路例、第５図は補間演算
の例、第６図は従来方式の問題点を説明するための図を
示す。図中、１０は近傍画素抽出部、１１は第１のシフトレジ
スタ、１２は第２のシフトレジスタ、１３は選択回路、
１４〜１７はフリップフロップ。１８は補間演算部、１９は制御部、３０は入力画像、３
１は出力画像を表す。特許出願人　　　　富士通株式会社復代理人弁理士　　　小笠原　吉義不ミ朗０憚出名を朗口東２０３Ｉｌ舌、５′広げ（３哲１−２−丁ら回路・１々１２
！　４　図３先（六偽間勉悲５乞明口采６図

Claims

【特許請求の範囲】入力画像を拡大して出力する画像拡大処理回路において
、入力画像の横幅に等しい第１のシフトレジスタ（１１）
と、拡大倍率に対応する長さを持つ第２のシフトレジス
タ（１２）と、該第１および第２のシフトレジスタへの
入力として、入力画像または上記第１のシフトレジスタ
の出力のいずれかを選択する選択回路（１３）とを少な
くとも有し、出力画像の各アドレスに対応する入力画像
の近傍画素を順次保持する近傍画素抽出部（１０）と、該近傍画素抽出部（１０）に接続され、近傍画素群の値
に基づき、出力画像の各画素の濃度値を算出する補間演
算部（１８）と、上記近傍画素抽出部（１０）における上記選択回路（１
３）および上記補間演算部（１８）を画像の拡大率に対
応する制御信号によって制御する制御部（１９）とを備
えたことを特徴とする補間付き画像拡大処理回路。