KR980013376A - 화상처리장치 및 처리방법 - Google Patents

화상처리장치 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

고화질로 임의의 배율에서의 화상의 확대/축소를 보다 적은 필드메모리로서 실현한다. 축소시에는 딜레이(22)에 의해 회로(23)에 수평방향으로 서로 이웃한 화소데이터가 공급된다. 이들 화소데이터와 회로(50)에서 공급된 계수(p 및 1-p)에서 수평방향으로의 보간처리 및 p=1의 위치에서의 솎아냄이 행하여진다. 수직방향에서도 동일하게 하여 보간처리 및 솎아냄이 행하여진다. 수평 및 수직방향에서 보간 및 솎아내어진 화소데이터가 메모리(27)에 기입된다. 확대시에는 메모리(27)에서 독출된 화소데이터가 2개의 라인메모리(28, 29)에서 지연시켜진 회로(30)에서 서로 이웃하는 2화소가 적절히 선택되고, 회로(31)에서 수직방향의 보간처리가 행하여진다. 메모리(27)로부터 독출시에는 배율에 따라서 소정의 화소데이터가 2번 독출된다. 수평방향에서도 동일하게 하여 보간처리가 되고, 확대처리가 행하여 진다.

Description

화상처리장치 및 처리방법
본 발명은, 예를 들면 방송국 등에 있어서의 특수효과장치, 텔레비젼수상기 혹은 비디오테이프레코더에 대하여 적용할 수 있는 화상을 임의의 비율로 확대/축소하기 위한 화상처리장치 및 화상처리방법에 관한 것이다. 화상을 화질의 열화를 방지하면서 임의의 비율로 확대/축소할 때의 보간방법으로서 선형보간이 알려져 있다. 이 선형보간이란 확대/축소한 화상(이하, 변환화상이라고 칭함)에 있어서의 임의의 점(화소)의 확대/축소전의 원래의 화상(이하, 원화상이라고 칭함)위에서의 위치를 구하고, 원화상에 있어서의 구하여진 위치의 근방 4점의 화소의 농담치에 의거하여, 변환화상에 있어서의 상술한 점의 농담치를 구하는 것이다. 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 원화상(100)을 임의의 비율(k), 예를 들면 1.3배로 확대하고 변환화상(101)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다. 먼저 변환화상(101)위의 점(A)이 원화상(100)에 있어서 대응하는 점(a)을 구한다. 점(a)의 좌표는 점(A)의 좌표치를 배율(k)로 나누는 것으로 구할 수 있다. 예를 들면 점(A)의 좌표가(A)(5, 3)이라고 하면, 점(a)은 a(5/1.3 3/1.3)=a(3.8462, 2.3077)으로 구하여진다. 이 좌표를 구하여진 점(a)은, 도 9에 나타내어지는 바와 같이 a10(3, 2), a1(4, 2), a1(3, 3), a11(4, 3)으로 각각 표시되는 근방 4점에 의해 둘러싸인 범위내에 존재한다. 이들 4점의 화소의 농담치(화소데이터)와 점(a)의 위치의 근방 4점에 의해 둘러싸인 범위 내에 있어서의 내분비(p, q)와의 적화치에 의해 점(a)의 농담치를 구할 수 있다. 이 점(a)의 농담치는 다음에 나타나는 수학식 1에 의해 구하여진다.
[수학식 1] A=(1-p)(1-q) · α0+ p · (1-q) · α10+ (1-p)q · α1+ pq · α11
이 점(a)의 농담치는 변환좌표에 있어서의 점(A)의 농담치와 동일하다. 따라서 이 수학식 1에 의한 계산을 변환화상위의 모든 화상에 대해서 행하는 것으로 화소의 보간이 되고 변환화상을 얻을 수 있다. 내분비(p, q)는 이 보간시의 수평 및 수직방향의 보간계수에 각각 상당한다. 변환좌표상의 점에서 원화상 위의 점에의 사상의 의해 계산을 행하는 것을 화소누락을 방지하기 위해서이다. 도 10은 이 처리를 실현하기 위한 구성의 일예를 나타낸다. 입력단(110)에서 원화상의 화상데이터가 공급된다. 공급된 이 원화상 데이터는 로패스필터(111, 112)에 있어서 수평방향 및 수직방향에 대하여 로패스처리를 시행하고, 필드메모리(113a, 113b, 113c 및 113d)에는 동일한 원화상데이터가 각각 기입된다. 상술한 변환화상에 있어서의 임의의 화소(A)의 원화상에 있어서의 점(a)의 위치가 소정의 방법에 의해 구하여진다. 이 점(a)의 위치에 의거해서, 점(a) 근방의 4점의 화소의 좌표(a0, a10, a1및 a11)가 각각 구하여진다. 이들 좌표(a0, a10, a1및 a11)에 의거하여 이들 좌표에 대응하는 화소의 농담치(화소데이터)를 필드메모리(113a, 113b, 113c 및 113d)에서 각각 독출하기 위한 어드레스가 생성되고, 생성된 이들 어드레스가 메모리(113a, 113b, 113c 및 113d)에 대하여 각각 공급된다(도시하지 않음). 필드메모리(113a, 113b, 113c 및 113d)에서 좌표(a0, a10, a1및 a11)에 대응하는 화소의 농담치가 동시에 독출된다. 독출된 이들 농담치는 상술한 수학식 1의 연산을 실현하도록 예를 들면 복수의 승산기 및 가산기에 의해 구성된 수직, 수평보간회로(114)에 대하여 공급된다. 수직, 수평보간회로(114)에 있어서, 공급된 좌표(a0, a10, a1및 a11)에 대응하는 화소의 농담치에 의거하여 수학식 1의 연산이 행하여짐으로써 보간이 되고, 변환(A) 화상 위의 화소(A)의 농담치가 구하여진다. 구하여진 농담치는 출력단(115)에 도출된다. 이와 같은 보간처리가 변환화상의 위의 모든 화소에 대하여 이루어짐으로써 원화상을 예를 들면 1.3배로 확대한 변환화상이 얻어진다.
그런데 이 종래의 방법에 있어서는, 변환화상 위의 화소(A)의 농담치를 구하기 위해서는, 상술한 바와 같이 원화상에 있어서의 4점의 농담치가 리얼타임에서필요하게 된다. 또한, 이 4점의 좌표치는 변환화상의 크기, 즉 변환화상의 원화상에 대한 축소/확대율에 따라서 변화한다. 그 때문에 동일의 원화상테이터가 기입된 랜덤액세스가 가능한 4개의 필드메모리(113a, 113b, 113c 및 113d)가 필요하게 되었다. 그 때문에 장치코스트가 높아진다는 문제점이 있었다. 또 상술의 수학식 1은, 곱셈처리를 8회 행하지 않으면 아니되기 때문에 이 수학식 1을 실현하기 위해서는, 곱셈기가 8개 필요하게 되고 이점에서도 장치코스트가 높아지고 있었다. 종래에서는, 이 코스트의 문제에서 보간방법으로서, 최근방법이 이용되고 있었다. 이것은 변환화상에 있어서의 임의의 화소(A)의 원화상에 있어서의 점(a)의 우치에 가장 근방의 화소를 화소(a)로서 이용하는 것으로, 보간의 정밀도가 나브고, 고화질을 얻을 수 없었다. 또 상술한 바와 같이, 종래기술에 의한 구성에서는 필드메모리의 후단에 축소/확대용의 선형보간회로가 필요하게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명의 목적은 보다 적은 필드메모리로서 고화질로 임의 의 배율로서의 화상의 확대/축소를 행할 수 있는 화상처리장치 및 처리방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 제1형태에 있어서의 화상처리장치의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 2은 보간계수발생기의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 변환화상의 점(A)을 원화상에 있어서의 점(a)에 대응시켰을 때의 점(a)에 있어서의 염담 농담(濃淡)치(a)를 구하는 모습을 나타내는 약선도이다.
도 4는 실시의 제2형태에 있어서의 화상처리의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 확대시의 처리를 나타내는 약선도이다.
도 6은 실시의 제3형태에 있어서의 화상처리장치의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 7은 실시의 제3의 형태에 있어서의 메모리제어의 예를 나타내는 약선도이다.
도 8은 원화상을 임의의 배율(k)로 확대하여 변환화산을 형성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 변환후의 화상을 원화상에 대응시키는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 종래기술에 의한 화상처리장치의 구성의 일예를 나타내는 블록도이다.
* 도면의 주용부분에 대한 부호의 설명
4a, 4b : 필드메모리, 7 : (축소용 )수평보간회로,
8 : (축소용)수직보간회로, 13 : (확대용)수평보간회로,
14 : (확대용)수직보간회로, 22 : 1샘플딜레이,
23 : (축소용)수평보간회로, 25 : 라이메모리,
26 : (축소용)수직보간회로, 27 : 필드메모리,
28, 29 : 라인메모리, 30 : 스위치회로, 31 : (확대용)수직보간회로, 32, 33 : 1샘플딜레이, 34 : 스위치회로, 35 : (확대용)수평보간회로,
41 : 필드메모리, 42 : 라인메모리,
43 : (확대용)수직보간회로, 44 : 1샘플딜레이,
45 : (확대용)수평보간회로
본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 화소데이터가 필드단위로 기입되는 필드메모리와, 수평방향으로 보간처리를 행하는 수평보간수단과, 수직방향으로 보간처리를 행하는 수직보간수단과를 가지며, 수평방향의 보간처리 및 수직방향의 보간처리는 순차 행하여지는 것을 특징으로 하는 화상처리장치이다. 또 본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 화상데이터가 필드단위로 기입되는 필드메모리와, 수평방향으로 보간처리를 행하는 스텝과, 수직방향으로 보간처리를 행하는 스텝을 가지며, 수평방향의 보간처리 및 수직방향의 보간처리는 순차 행하여지는 것을 특징으로 하는 화상처리방법이다. 또 본 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해 화상데이터의 기입 또는 독출을 행하기 위한 필드메모리와, 필드메모이의 전단에 설치된 축소용 보간수단과, 필드메모리의 후단에 설치된 확대용 보간수단과의 적어도 한편을 갖추고, 축소용 보간수단은 서로 수평방향으로 서로 이웃한 2개의 화소데이터에 의해 수직방향으로 보간처리를 행하는 제1수평보간수단과, 서로 수평방향으로 서로 이웃한 2개의 화소데이터에 의해 수직방향으로 보간처리를 행하는 제1수직보간수단이 직렬로 접속되어 이루고, 확대용 보간수단은 수직방향의 연속적인 복수의 화소데이터에서 적절히 선택된, 서로 이웃한 2개의 화소데이터에 의해 수직방향으로 보간처리를 행하는 제2수직보간수단과, 수평방향의 연속적인 복수의 화소데이터에서 적절히 선택된, 서로 이웃한 2개의 화소데이터에 의해 수평방향으로 보간처리를 행하는 제2수평보간수단이 직렬적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 화상처리장치이다. 상술한 바와 같이 본 발명은, 축소처리는 필드메모리의 전단에서 행해지고, 확대처리는 필드메모리의 후단에서 행해지고, 또한 수평방향의 보간처리와 수지방향의 보간처리가 직렬적으로 행하여지도록 되어 있기 때문에, 화상의 임의의 배율로의 확대 또는 축소를 적은 필드메모리로 행할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시의 제1형태에 대해서 설명한다. 본 발명에서는 상술한 수학식 1을 수평방향의 보간계수(p) 및 수직방향의 보간계수(q)에 관한 식으로 각각 변형한다. 그리고 이 변형결과에 의거해서 수평 수직방향에 대한 보간처리를 개별로 직렬로 행하고, 또 확대 및 축소의 처리를 각각 별개의 처리로 하는 것으로, 화상의 확대/축소를 적은 필드메모리로 행하는 것을 가능하게 하고 있다. 상술의 수학식 1은, 보간계수(p 및 q)로 묶음으로서 각각 수학식 2 및 수학식 3과 같이 변형된다.
[수학식 2]
A=(1-p) · {(1-q) · α0+ p · α1} +p ·{(1-q) · α10+ q · α11}
[수학식 3]
A=(1-q) · {(1-p) · α0+ p · α10} +q ·{(1-p) · α1+ p · α11}
이들의 식에서, 수평방향 및 수직방향에서 각각 보간처리를 행하여도 처리결과로서 같은 농담치(a)가 얻어지는 것을 알 수 있다. 즉 예를 들면 수학식 3에서는 제 n라인에 있어서의 서로 이웃한 2점(a0, a10) 및 제 n+1라인에 있어서의 서로 이웃한 2점(a1, a11)에 각각 보간계수(p)에 의거하여 수평방향의 보간처리를 행한다. 즉 (1-p)a0+pa10의 연산과 (1-p)a1+pa11의 연산을 행한다. 그리고 이들의 연산결과에 대하여 보간계수(q)에 의거하여 수직방향의 보간처리를 행함으로써, 변환화상에 있어서의 점(A)을 원화상에 대응시킨 원화상에 있어서의 점(a)의 농담치(a)가 구하여진다. 또 수학식 2에 의하면 최초에 수직방향의 보간처리를 행한 후에 수평방향의 보간처리를 행함으로서 원화상에 있어서의 점(a)의 농담치가 구하여지는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 수평방향 및 수직방향에서의 처리가 분리가능하게 되고, 단 처리의 순번에 의하지 않고 결과가 동일하게 되는 것으로, 변환화상 위의 화소(A)의 농담치를 구하기 위해 종래 4점 필용하게 된 농담치가 서로 이웃한 2점의 농담치에서 끝나게 된다. 따라서 2개의 필드메모리로 보간처리를 행할 수 있다. 도 1은, 상술과 같은 방법으로서 보간처리를 행한다. 본 발명의 실시의 제1형태에 있어서의 화상처리장치의 구성의 일예를 나타낸다. 축소시의 반환왜곡을 방지하기 위해 입력단(1)에서 공급된 원화상데이터는 수평방향으로 로패스처리를 행하는 로패스필터(2) 및 수직방향으로 로패스처리를 행하는 로패스필터(3)를 각각 거쳐서 필드메모리(4a, 4b)에 기입된다. 이들 메모리(4a 및 4b)에는 동일한 원화상데이터가 각각 기입된다. 원화상에 대한 확대/축소시의 횡방향의 배율(kx) 및 종방향의 배율(ky)이 소정의 방법으로서 미리 설정된다. 이 설정은 예를 들면 이 화상처리장치가 텔레비젼수상기에 대하여 짜넣어진 경우에는, 수상기의 프론트페널면이나 리모트제어커멘더에 설치된 방향키 등의 입력장치에 의한 사용자로부터의 지시에 의해 이루어진다. 보간계수발생기(50)에 있어서, 보간계수(p, q) 및 이들의 1에 대한 보수(1-p, 1-q)가 각각 발생되는 동시에, 필드메모리(4a, 4b)로부터의 화소데이터의 독출시의 독출어드레스가 발생된다. 도2는 이 보간계수 발생기(50)의 구성의 일예를 나타낸다. 제산기(51)에 대하여 배율(kx) 및 배율(ky)이 각각 공급된다. 제산기(51)에 있어서 배율(kx) 및 배율(ky)의 역수(1/kx및 1/ky)가 각각 산출된다. 산출된 1/kx및 1ky는 각각 래치회로(52 및 58)의 래치입력단에 공급된다. 또한 여기서는 번잡성을 피하기 위해 확대/축소가 원화상의 종횡의 비율을 유지한 채로 이루어지도록 하고 k=kx=ky로 한다. 수평방향의 배율의 역수(1/kx)는 래치회로(52)에 공급된다. 이 래치회로(52)는 공급된 신호를 래치하고, 샘플링클럭(fs)의 타이밍으로 이 래치된 신호를 출력한다. 래치회로(52)에서 출력된 배율의 역수(1/kx)는, 가산기(53)의 한편의 입력단에 공급된다. 가산기(53)의 출력은 래치회로(55) 및 어드레스발생회(56)에 공급되는 동시에 레치회로(54)에 공급된다. 이 래치회로(54)는 상술한 래치회로(52)와 동일하게, 클럭(fs)의 타이밍으로서 래치한 신호를 출력한다. 이래치회로(540의 출력은 가산기(53)의 다른 편의 입력단에 공급된다. 즉 래치회로(52)에서 가산기(53)에 대하여 공급된 배율의 역수(1/kx)는, 가산기(53)에 있어서 1fs분 지연된 가산기(53)의 출력과 가산됨으로서 누적가산되고, 누적배율(∑(1/kx))로 된다. 누적배율(∑(1/kx))은, 어드레발생회로(56) 및 래치회로(55)에 공급된다. 어드레스발생회로(56)에서는 공급된 누적배율(∑(1/kx))에서 정수부가 추출된다. 한편 래치회로(55)에서는 공급된 누적배율(∑(1/kx))에서 소수부가 추출되고, 보간계수(p)로 된다. 이 보간계수(p)는 직접적으로 보간계수 발생기(50)에서 출력되는 동시에, 공급된 값의 1에 대한 보수를 출력하는 반전회로(57)에 공급되고, 계수(p)의 1에 대한 보수(1-p)가 출력된다. 한편, 제산기(51)에서 출력된 수직방향의 배율의 역수(1/ky)에 대하여도, 수직보간계수 발생회로에 있어서 상술한 배율의 역수(1/kx)와 동일한 처리가 행하여진다. 즉 수직방향의 배율의 역수(1/ky)는, 수평주파수클럭(fh)의 타이밍으로서 래치한 신호를 출력하는 래치회로(58)에 공급된다. 래치회로(58)에서 클럭(fh)에 의거한 타아ㅣ밍으로 출력된 배율의 역수(1/ky)는, 가산기의 한편의 입력단에 공급된다. 가산기(59)의 출력은 래치회로(60) 및 어드레스발생회로(56)에 공급되는 동시에, 클럭(fh)에 의거한 타이밍으로 래치한 신호를 출력하는 래치회로(61)에0 공급된다. 이 래치회로(61)의 출력은 가산기(59)의 다른편의 입력단에 공급된다. 이것에 의해 배율의 역수(1/ky)가 누적가산되고 누적배율(∑(1/ky))로 된다. 누적배율(∑(1/ky))은, 어드레스발생회로(56) 및 래치회로(60)에 공급된다. 어드레스밸생회로(56)에서는 공급된 누적배율(∑(1/ky))에서 정수부가 추출된다. 한편 래치회로(60)에서는 공급된 누적배율(∑(1/ky))에서 소수부가 추출되고 보간계수(q)로 되어 직접적으로 보간계수 발생기(50)에서 출력되는 동시에, 공급된 값의 1에 대한 복수를 출력하는 반전회로(62)에 공급된다. 반전회로(62)에 있어서 보간계수(q)에 의거하여 계수(q)의 1에 대한 보수(1-q)가 출력된다. 어드레스발생회로(56)에 있어서, 변환화상에 있어서의 화소의 농담치를 구하기 위한 원화상에 있어서의 2점의 좌표를 필드메모리(4a, 4b)에서 각각 독출하기 위한 어드레스가 공급된 누적배율(∑(1/ky)) 및 (∑(1/ky))의 정수부의 값에 의거하여 발생된다. 즉 k=kx=ky인 이 예에서는 설정된 배율(k)에 의거하여 변환화상에 있어서의 임의의 화소(A)를 원화상에 대응시킨 점(a)의 위치가 소정의 방법에 의해 구해진다. 이 점(a)의 위치에 의거하여 점(a) 근방의 동일 라인상의 2점의 화소의 좌표(a0및 a10)가 각각 구하여진다. 이들 좌표(a0및 a10)에 의거하여 이들 좌표에 대응하는 화소의 농담치(화소데이터)를 필드메모리(4a 및 4b)에서 각각 독출하기 위한 어드레스가 생성된다. 발생된 이들 어드레스는 메모리(4a, 4b)에 대하여 각각 공급된다. 필드메모리(4a, 4b)에서 좌표(a0및 a10)에 대응하는 화소의 농담치가 동시에 독출된다. 독출된 이들 농담치는 스위치회로(5) 에 공급된다. 스위치회로(5)는 원화상의 확대를 행하는지 축소를 행하는지에 의해 전환된다. 예를 들면 배율 k=0.8으로서 원화상의 축소를 행하는 경우에는, 스위치회로(5)의 선택에 의해 메모리(4a 및, 4b)에서 독출된 농담치가 화상축소부(6)의 수평보간회로(7)에 공급된다. 수평보간회로(7)에서는 1수평라인마다 화소단위로 보간처리가 행하여진다. 보간처리가 행하여진 농담치는 수직보간회로(8)에 공급된다. 수평보간회로(7)에서는 각 라인의 각각 대응하는 화소에 있어서 보간처리가 행하여진다. 이들 수평보간회로(7) 및 수직보간회로(8)에 있어서의 보간처리에 대해서 설명한다. 도 3은 원화상위의 서로 이웃한 2점의 농담치에서 보간계수(p)에 의거해서, 변환화상의 점(A)를 원화상에 있어서의 점(a)에 대응시켰을 때의 점(a)에 있어서의 농담치를 구하는 소자를 개략적으로 나타낸다. 수평보간회로(7)는 예를 들면 가산기, 승산기, 1샘플링분의 딜레이를 가지는 1샘플딜레이 등으로 이룬다. 보간계수 발생기(50)에서 공급된 계수(p 및 p)의 1에 대한 보수(1-p)에 의해 필드메모리(4a, 4b)에서 공급된 2점의 화소데이터에 대하여 상술한 수학식 3에 있어서의 p의 항이 포함되는 골호내의 연산, 예를 들면 (1-p) · a0+p · a10)가 화소마다 행하여지고 수평방향에 있어서의 선형 보간이 이루어진다. 이 경우 곱셈의 항이 2개이기 때문에 승산기가 2개 필요하게 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 처리는 p=1, 즉 1-p=0으로 되는 경우에 화소(a10)의 항이 0으로 되고, 실질적으로 화소의 솎아내기가 발생한다. 수평방향의 보간계수인 (p 및 1-p)는 화소마다 계산되는 바, 이 화소의 솎아내기가 발생하는 위치에서는 이들 보간계수의 계산을 할 필요가 없다. 화소솎아내기가 발생하는 타이밍은 축소시의 배율(k)이 결정되면 일의로 결정된다. 그 때문에 이 화소솎아내기가 발생하는 타이밍에서는 계수계산처리를 행하지 않는다. 이것에 의해 연산처리의 경감이 도모된다. 수평보간회로(7)에 의한 연산결과는 수직보로(8)에 공급된다. 수직보간회로(8)는 예를 들면 가산기, 승산기, 1수평라인분의 데이터를 기입할 수 있는 라인메모리로 이룬다. 회로(8)에 공급된 연산결과는, 순차 이 라인메모리에 기입된다. 보간계수 발생기(50)에서 보간계수(q) 및 계수(q)의 1에 대한 보수(1-q)가 이 수직보간회로(8)에 공급된다. 이들 q 및 1-q에 의해 수평보간회로(7)에서 공급된 연산결과와, 상술한 라인메모리에서 독출된 1수평기간분의 라인을 가지는 연산결과에 대하여, 상술한 수학식 3의 연산이 행하여짐으로써 농담치(a)가 얻어진다. 이때 상술한 수평보간회로(7)의 경우와 동일하게 q=1의 타이밍으로서 솎아내기가 행하여진다. 이와같이 하여 솎아내지면서 얻어진 농담치(a)는 순차 필드메모리(a)에 기입된다. 그리고 기입된 농담치(a)는 이 필드메모리(9)에서 소정의 타이밍으로서 독출되고, 상술한 스위치회로(5)에 대응하여 단자가 선택되는 스위치회로(10)를 거쳐서 출력단(11)에 도출된다. 한편, 원화상의 확대시의 처리도 상술한 축소시의 처리와 동일하게 된다. 즉 입력단자에서 공급된 원화상데이터는, 로패스필터(2, 3)를 거쳐서 필드메모리(4a, 4b)에 기입된다. 메모리(4a, 4b)에서 화상데이터가 독출되고, 스위치회로(5)의 선택에 의거하여 화상확대부(12)에 공급된다. 그리고 이 화상확대부(12)에 있어서, 수평보간회로(13) 및 수직보간회로(14)에서 보간계수 발생기(50)에서 공급된 계수(p, 1-p, q 및 1-q)에 의해 상술한 수학식 3에 의거한 연산이 되고, 선형보간처리가 된다. 수직보간회로(14)에서는 수학식 3의 p항이 포함되는 괄호내는, 수평보간회로(13)에 있어서, 이미 계산되어 있기 때문에 곱셈을 2회 행하는 것만의 계산으로 끝난다. 보간처리된 화상데이터는, 스위치회로(10)의 선택에 의해 출력단(11)에 도출된다. 또한 이 확대시에는 화소의 솎아내기가 발생하지 않기 때문에, 상술한 축소의 예와 다르고, 보간처리 후의 필드메모리의 필요가 없다. 다음에, 본 발명의 실시의 제2형태에 대해서 설명한다. 상술한 실시의 제1형태에서는, 보간처리를 위한 2개의 필드메모리 및 원화상 축소시의 솎아내기를 위한 필드메모리와의 3개의 필드메모리가 필요하게 되었다. 제1실시예에 있어서의 구성을 다시 연구하는 것으로, 1개의 필드메모리에서 화상의 확대/축소를 실현할 수 있다. 도 4는 이 1개의 필드메모리로서 화상의 확대/축소를 실현하기 위한, 이 실시의 제2형태에 있어서의 화상처리장치시의 구성의 일예를 나타낸다. 이 도4에 나타내는 화상처리장치를 구성하는 회로의 각각에는, 예를 들면 도시되지 않은 CPU에 있어서 소정의 방법으로서 생성된 제어신호가 공급된다. 이들의 회로는 이 제어신호에 의거하여 각각 제어된다. 또 보간계수 발생기(50)에 있어서의 보간계수(p, q) 및 이들의 계수(p, q)의 1에 대한 보수(1-p, 1-q)는, 상술한 실시의 제1형태의 예와 동일하게 하여 발생된다. 이 화상처리장치에 있어서 원화상의 축소시에는, 필드메모리(27) 및 메모리(27)보다 앞의 구성이 이용된다. 메모리(27) 이후의 구성은 상술한 제어신호에 의해 신호가 소통하도록 제어된다. 한편 원화상의 확대시에는 필드메모리(27) 및 필드메모리(27)보다 후의 구성이 이용되고, 메모리(27) 이전의 구성은 상술한 제오신호에 의해 신호가 소통 하도록 제어된다. 먼저 원화상의 축소에 대해서 설명한다. 원화상데이터가 단자(20)에서 로패스필터(21)에 공급된다. 로패스필터(21)에서 수평방향의 로패스처리된 원화상데이터는, 직접적으로 수평보간회로(23)의 한편의 입력단에 공급되는 동시에, 1샘플링클럭분의 딜레이를 가지는 1샘플딜레이(22)를 거쳐서 수평보간회로(23)의 다른편의 입력단에 공급된다. 이 1샘플딜레이(22)는 예를 들면 D풀림플롭에 의해 구성할 수 있다. 이렇게 하여 수평보간회로(23)의 한편 및 다른편의 입력단에는, 수평방향으로 서로 이웃한 화소데이터가 순차 공급된다. 보간계수발생기(50)에서 보간계수(p 및 q)에 대한 보수(1-p)가 수평보간회로(23)에 대하여 공급된다. 수평보간회로(23)에 있어서, 동작의 스킵을 행하고, 보간계수의 계산을 하지 않도록 할 수 있다. 수평보간회로(23)에서의 연산결과 (AH)는, 순차 로패스필터(24)에 공급된다. 그리고 이 연산결과 (AH)는 로패스필터(24)에서 수직방향의 로패스처리가 시행되고 직접적으로 수직보간회로(26)의 한편의 입력단에 공급되는 동시에, 1라인분의 데이터를 기억할 수 있는 라인메모리(25)에 기입된다. 라인메모리(25)에서 순차 데이터가 독출되고, 독출된 데이터(AH')가 수직보간회로(26)의 다른편의 입력단에 공급된다. 즉 수직보간회로(26)의 한편 및 다른편의 입력단에는, 변환화상 위에서의 수직방향으로 서로 이웃한 화소에 대응하는 데이터(AH, AH')가 순차 공급된다. 보간계수발생기(50)에서 보간계수(q 및 p)의 1에 대한 보수(1-q)가 수직보간회로(26)에 대하여 공급된다. 수직보간회로(26)에 있어서, 한편 및 다른 편의 입력단에 공급된 화소데이터와 보간계수(q 및 계수(q)의 1에 대한 보수(1-q)로서 상숭한 수학식 3에 있어서의 연산이 된다. 한편 및 다른 편의 입력단에 공급된 데이터(AH, AH′)는, 상술한 수평보간회로(23)에 있어서 이미 수학식 3의 괄호내의 연산이 된 결과이기 때문에, AH′×(1-q)+AH×q를 계산하는 것으로 선형보간이 되고, 변환화상 위의 점(A)의 농담(A)를 구할 수 있다. 또한, 이 수직보간회로(26)에 있어서도, 수평보간회로(23)와 동일하게 하여 q=1, 즉 1-q)=0이 되는 경우에 화소의 솎아내기가 발생한다. 이 때에는 보간계수 발생기(50)에 있어서 보간계수의 발생을 하지 않도록 할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 변환화상 위의 점(A)의 농담치는 필드메모리(27)에 순차 기입된다. 상술한 바와 같이 이 메모리(27)에 기입되는 농담치는, 수평보간회로(23) 및 수직보간회로(26)에 있어서 수평방향 및 수직방향의 솎아내기가 각각 이루어지고 있다. 필드메모리(27)에 기입된 변환화상 위의 농담치, 즉 화소데이터는 제어신호에 의한 어드레스제어에 의거하여 독출된다. 상술한 바와 같이 화상의 축소시에는필드메모리(27) 이후의 구성에 대하여 소통하도록 제어신호에 의거하여 제어된다. 따라서, 메모리(27)에서 독출된, 보간되어 솎아내어진 화소데이터는 출력단(36)에 직접적으로 도출된다. 다음에 원화상의 확대에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이 확대시에는 필드메모리(27) 이전의 구성에 대하여 소통하도록 제어신호에 의거하여 제어된다. 따라서 입력단(20)에서 공급된 원화상데이터는 필드메모리(27)에 대하여 직접적으로 기입된다. 메모리(27)에 기입된 원화상데이터는, 제어신호에 의한 어드레스제어에 의거하여 독출된다. 이 독출할 때에 확대율 k(이 예에서는 k=kx=ky=1.3으로 한다)에 따라서 2번 연속하여 독출이 된다. 이것은 확대처리에 있어서, 수직방향의 보간처리를 행할 때에는 서로 이웃한 2라인의 데이터가 복수회의 보간연산에 걸쳐서 동시에 필요하게 되기 때문이다. 도 5는 이 확대시의 처리를 나타낸다. 이 도면에 있어서, 종축은 하방향으로 향하여 시간의 경과를 나타낸다. k≤2의 조건하에서의 수직방향의 보간에는 서로 이웃한 2라인의 데이터가 필요한 바, 복수의 보간연산에서 같은 2라인의 데이터를 이용하기 위해, 이 예에서는 도 4에 나타내는 바와 같이 2개의 라인메모리(28 및 29)가 설치된다. 보간계수 발생회로(50)에 있어서, 발생된 어드레스에 의거하여, 원화상의 화소데이터가 필드메모리(27)에서 순차 독출된다. 이 독출에 따라서 보간계수 발생기(50)에서 보간계수(q) 및 계수(q)의 1에 대한 보수(1-q)가 후술하는 수평보간회로(31)에 공급된다. 또, 보간계수 발생기(50)에서 보간계수(p) 및 계수(p)의 1에 대한 보수(1-p)가 후술하는 수직보간회로(31)에 공급된다. 또, 보간계수 발생기(50)에서 보간계수(p) 및 계수(p)의 1에 대한 보수(1-p)가 후술하는 수평보간회로(35)에 공급된다. 상술한 바와 같이, 필드메모리(27)로부터의 화소데이터의 독출은 1/k의 누적값인 n/k의 정수부의 값에 의거하여 생성된 독출어드레스에 따르게 된다. 라인단위의 독출을 고려한 경우, k=1.3인 이 예에서는 독출이 개시되는 최초의 라인을 제0라인으로 한 경우, 0/k=0, 1/k=0.77, 2/k=1.54, 3/k=2.31, 4/k=3.08, 5/k=3.85, 6/k=4.62, 7/k=5.38, 8/k=6.15, 9/k=6.92, 10/k=7.69, …가 되는 계산결과의 정수배의 값에 의거하여, 도 5의 H0에 나타내는 바와 같이 제0라인, 제3라인, 제6라인, …이 2번 연속하여 독출된다. 이 2번 연속하여 독출하는 것은 1라인중에서의 화소데이터의 독출에 있어서도 동일하게 행해진다. 이와 같이 필드메모리(27)에서 독출된 화소데이터는, 제어신호에 의해 접속을 제어되는 스위치회로(30)의 한쪽의 입력단에 공급되는 동시에(도 5의 회소데이터(H0)), 라이메모리(28)에 있어서 1라인분 지연시키고도(도 5의 회소데이터(H1)), 스위치회로(30)의 다른쪽의 입력단에 공급된다. 또, 그것과 동시에 라인메모리(28)에서 독출된 화소데이터는 라인메모리(29)에 있어서 다시 1라인분 지연시켜서(도 5의 회소데이터(H2)) 수직보간회로(30)의 다른쪽의 입력단에 공급된다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제어신호에 의거한 스위치(30)의 제어에 의해 라인메모리(29)에서 독출된 화소데이터(H2)에 대하여 화소데이터(H0및 H1) 중 수직방향으로 서로 이웃하는 2개의 화소가 선택되어 조합된다. 이 선택은 도 5중에 장원형 및 원으로 둘러싸여 있는 바와 같이 2번 연속하여 독출이 행해지는 화소에 대하여는 화소(H0)가 화소(H2)와 서로 이웃하고, 2번 독출이 행해진 화소에 대하여는 화소(H1)가 화소(H2)와 조합하도록 된다. 이 보간처리는 이들 2개의 화소데이터(H2)와, 화소데이터((H0및 H1)중 선택된 화소데이터에 의해 보간처리가 된다. 이 보간처리는 이들 2개의 화소데이터와 보간계수(q) 및 계수(q)의 1에 대한 보간(1-q)에 의해 상술한 수학식 2를 이용하여 된다. 수직보간회로(31)의 출력(V0)은, 제어신호에 의해 접속을 제어되는 스위치회로(34)의 한쪽의 입력단에 공급되는 동시에, 1샘플딜레이(32)에 있어서 1화소분 지연시켜져서 스위치회로(34)의 다른쪽의 입력단에 공급된다. 또, 이것과 함께 1샘플딜레이(32)에 있어서 1화소분 지연시켜서 스위치회로(34)의 제어에 의해 스위치회로(34)의 한쪽 및 다른 쪽의 입력단에 공급된다. 수평보간회로(35)에서의 처리는, 상술의 수직보간회로(31)에서의 처리와 동일한 것이다. 즉, 제어신호에 의거한 스위치회로(34)의 제어에 의해 스위치회로(34)의 한쪽 및 다른 쪽의 입력단에 공급된 데이터(V0및 V1)중 1샘플딜레이(33)에서 공급된 데이터(V2)와 서로 이웃한 데이터가 선택된다. 이와 같이 선택된 데이터(V0혹은 V1)와 데이터(V2)가 수평보간회로(35)에 공급된다. 수평보간회로(35)에 있어서, 이들 2개의 데이터와 제어신호에 따라서 공급된 보간계수(p) 및 계수(p)의 1에 대한 보수(1-p)와를 이용하여 (1-p)×V2+p×V0 OR1가 계산된다. 이것에 의해 상술한 수학식 2의 계산이 행해진 것이 되고, 수직방향 및 수평방향에서의 수평보간처리가 되고, 변환화상상의 점(A)의 농담치(A)가 구해진다. 이 농담치(A)는 순차출력단(36)에 도출된다. 이 실시의 제2형태는, 확대율 k≤2의 예인바, 이 구성에 있어서 수직보간회로(31)의 앞에 배치되는 라인메모리 및 수평보간회로(35)의 앞에 배치되는 1샘플딜레이를 각각 m개로 함으로써, 확대율(k)을 m배까지로 할 수 있다. 다음에, 본 발명의 실시의 제3형태에 대하여 설명한다. 도 6은 본 실시의 제3형태에 있어서의 화상처리장치의 구성의 일예를 나타낸다. 이것은 확대율 k＞1로서 선형 보간을 행하는 경우의 예이고, 예를 들면 상술의 실시의 제2형태의 필드 메모리(7)를 포함한 확대를 위한 구성에 대하여 적용할 수 있다. 이 구성에서는 라인메모리 및 1샘플딜레이가 각각 1개씩 설치되어 있다. 이 장치를 구성하는 각각의 회로는, 예를 들면 도시하지 않은 CPU에서 생성되어 공급되는 제어신호에 의해 제어된다. 또, 보간계수 발생기(50)에 있어서의 보간계수(p, q) 및 이들 계수(p, q)의 1에 대한 보수(1-p, 1-q)는, 상술의 실시의 제1 및 제2실시의 예와 동일하게 하여 발생된다. 입력단(40)에서 원화상데이터가 공급되고, 필드메모리(41)에 대하여 기입된다. 이 필드메모리(41)로부터의 화소데이터가 공급되고, 필드메모리(41)에 대하여 기입된다. 이 필드메모리(41)로부터의 화소데이터의 독출은, 제어신호로써 공급되는 신호(read IP)의 제어에 의거하여 라인단위로 된다. 도 7a는 이 신호(read IP)의 예를, 도 7b는 이 신호(read dIP)의 제어에 의해 독출되는 라인의 예를 각각 나타낸다. 신호(read IP)가 ‘H’레벨의 기간에, 필드메모리(41)에서 라인을 돌출할 때의 독출어드레스가 증가되고, ‘L’레벨의 기간에서는 독출어드레스는 증가되기 전의 값이 유지된다. 이와 같이 하여 필드메모리(41)에서 라인단위에서 독출된 화소데이터는, 도 6중에서 α에서 나타내는 경로로서 수직보간회로(43)의 한쪽의 입력단에 공급되는 동시에, 라인메모리(42)에 공급된다. 이 라인메모리(42)에 대한 데이터의 기입은 제어신호로서 공급되는 신호(WE)에 의거하여 된다. 도 7c은 이 신호(WE)의 예를, 도 7d는 이 신호(WE)의 제어에 의해 기입되는 라인의 예를 각각 나타낸다. 신호(WE)가 ‘H’레벨의 기간에 라인메모리(42)에 대하여 데이터가 기입된다. 신호(WE)가 ‘L’레벨의 가간은 이 라인메모리(42)에 대한 데이터의 기입이 되지않고, 앞에 기입된 데이터가 유지된다. 이 라인메모리(42)에서 독출된 데이터는 도 6중의 β의 경로로써 수직보간회로(43)의 다른쪽의 입력단에 공급된다. 도 7b 및 도 7d에서 알 수 있는 바와 같이, α의 경로에서 독출되는 데이터는 상술한 실시의 제2형태에 있어서의 화소데이터(H0) 및 화소데이터(H1)와를 합친 것으로 되어 있다. 또, β의 경로에서 독출되는 데이터는 제2형태에 있어서의 화소데이터(H2)와 같다. 따라서, 상술한 제2형태에 있어서의 수직보간회로(31)와 동일하게 수직보간회로(43)에 있어서, 이들 α 및 β의 경로에서 독출된 화소데이터와, 제어신호에 따라서 공급되는 보간계수(q) 및 계수(q)의 1에 대한 보수(1-q)와를 이용하여 상술의 수학식2에 의거한 수직방향의 선형보간처리가 된다. 수직방향으로 선형보간된 데이터는, 상술한 read IP와 동일한 신호에 의해 제어되어 출력된다. 이 수직보간회로(43)의 출력은 수평보간회로(45)의 한쪽의 일력단에 공급되는 동시에, 1샘플딜레이(44)에 공급된다. 1샘플딜레이(44)에서 독출된 데이터는 수평보간회로(45)의 다른쪽의 입력단에 공급된다. 이 1샘플딜레이(44)로부터의 데이터의 독출도, 상술한 신호(WE)와 동일한 신호에 의해 제어된다. 수평보간회로(45)에 있어서, 한쪽 및 다른쪽의 입력단에 공급된 데이터와, 제어신호에 따라서 공급되는 보간계수(P) 및 계수(P)의 1에 대한 보수(1-p)와를 이용하여 상술한 수학식 2에 의거하여 수평방향의 선형보간처리가 된다. 이와 같이 하여 수직 및 수평방향으로 선형보간처리된 화상데이터가 출력단(46)에 도출된다. 또한, 상술한 실시의 제1, 제2 및 제3의 형태에 있어서, 수평 및 수직방향의 보간처리가 선형보간이라고 한바, 이것은 이 예에 한하지 않고, 비선형처리로써 이들의 보간처리를 행하도록 해도 좋다. 또 상술한 실시의 제1, 제2 및 제3의 형태의 축소 및 확대의 각각에 있어서의 수평보간처리 및 수직보간처리의 순번은, 상술한 설명의 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상술한 각각의 예에 있어서 수평보간처리 및 수직보간처리의 순번을 역으로 하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 화상의 확대/축소시의 선형보간할 때에, 종래 4개 필요하게 된 필드메모리가 실시의 제1형태에 있어서는 3개, 실시의 제2 및 제3형태에 있어서는 더욱 적고, 1개로 끝나고 있다. 선형보간회로의 코스트구성에 있어서 가장 지배적인 필드메모리를 이와 같이 줄이는 것이 가능하기 때문에, 코스트적으로 상당히 유리하다고 하는 효과가 있다. 또, 본 발명에 의하면, 선형보간처리에 있어서 수평처리와 수직처리를 별도롤 행하도록 되어 있기 때문에, 종래 8개 필요하였던 승산기를 4개로 끝낼 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 디지털데이터에서 화상단위로 부여되는 화상을 임의의 비율로써 확대/축소하는 변환을 행하는 화상처리장치에 있어서, 화성데이터가 필드단위로 기입되는 필드메모리와, 수평방향으로 보간처리를 행하는 수평보간수단과, 수직방향으로 보간처리를 행하는 수직보간수단과를 가지며, 상기 수평방향의 보간처리 및 상기 수직방향의 보간처리는 순차 행하여지는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  2. 디지털데이터에서 화상단위로 부여되는 화상을 임의의 비율로써 확대/축소하는 변환을 행하는 화상처리장치에 있어서, 화성데이터가 필드단위로 기입되는 필드메모리와, 수평방향으로 보간처리를 행하는 스텝과, 수직방향으로 보간처리를 행하는 스텝과를 가지며, 상기 수평방향의 보간처리 및 상기 수직방향으 보간처리는 순차 행하여지는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  3. 디지털데이터에서 화상단위로 부여되는 화상을 선형보간을 이용해서 비율로써 확대/축소하는 변환을 행하는 화상처리장치에 있어서, 화상데이터의 기입 또는 독출을 행하기 위한 필드메모리와, 상기 필드메모리의 전단에 설치된 축소용 보간수단과, 상기 필드메모리의 후단에 설치된 확대용 보간수단과의 적어도 한편을 갖추고, 상기 축소용 보간수단은, 서로 수평방향으로 서로 이웃한 2개의 화상데이터에 의해 수평방향으로 보간처리를 행하는 제1수평보간수단과, 서로 수직방향으로 서로 이웃한 2개의 화상데이터에 의해 수직방향으로 보간처리를 행하는 제1수직보간수단이 직렬로 접속되게 되고, 상기 확대용 보간수단은, 수직방향의 연속적인 복수의 화상데이터에서 적절히 선택된, 서로 이웃한 2개의 화상데이터에 의해 수직방향으로 보간처리를 행하는 제2수직보간수단과, 수평방향의 연속적인 복수의 화상데이터에서 적절히 선택된, 서로 이웃한 2개의 화상데이터에 의해 수평방향으로 보간처리를 행하는 제2수평보간수단이 직렬적으로 접속되어 이루는 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 수평바향 및 수직방향의 보간처리에서 이용되는 보간계수는, 각각 수평방향 및 수직방향의 확대 또는 축소시의 배율의 역수를 누적가산한 결과의 소수부의 값에 의거하는 것을 특징으로 하는 화상처리장치 또는 화성처리방법.
  5. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 화상의 축소시에는, 상기 소수부의 값이 0으로 되는 위치에서 화소의 솎아내기가 행하여지고, 상기 화소가 솎아내지는 위치에서 상기 보간계수의 산출을 행하지 않는 것을 특징으로 하는 화상처리장치 또는 화상처리방법.
  6. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 화상의 확대시에, 상기 필드메모리에서 상기 누적가산결과의 정수부의 값에 의거하여 화상데이터의 독출을 행하는 것을 특징으로 하는 화상처리장치 또는 화상처리방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보간처리는, 선형보간인 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 확대용 보간수단에서는, 상기 필드메모리로부터의 화상데이터의 독출을 상기 정수부의 값에 의거하여 제어하는 제1신호와, 상기 연속적인 복수의 화소데이터를 얻기 위해 이용되는 지연수단에 대한 화소데이터의 기입을 상기 정수부의 값에 의거하여 제어하는 제2신호에 의해, 상기 수평방향 및 상기 수직바향의 각각에 있어서, 상기 서로 이웃하는 2개의 화소데이터의 상기 선택을 하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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