JP4684074B2 - Image processing device - Google Patents

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Description

本発明は、入力画像の画像処理を行う画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that performs image processing of an input image.

携帯電話機や携帯ゲーム機など、小型の表示画面を持つ携帯機器が普及している。通常は携帯機器の表示画面上で画像を閲覧するといった個人での使用となるが、画像データをテレビなどの画像表示装置に出力し、画像を大画面に表示することにより多人数で見て楽しむといった使い方も可能となっている。   Mobile devices having a small display screen, such as mobile phones and mobile game machines, are widespread. Normally, it is for personal use such as viewing images on the display screen of a mobile device, but it can be enjoyed by a large number of people by outputting the image data to an image display device such as a TV and displaying the image on a large screen. It can also be used.

小型の表示画面では精細に見える画像もテレビなどの大きな画面に出力する場合は、解像度が充分ではなく、特にゲーム画面や文字などのドット単位で描かれた画像では斜線部のジャギーが目立つことも多い。   When images that look fine on a small display screen are output to a large screen such as a television, the resolution is not sufficient, especially in images drawn in dot units such as game screens and characters, jaggy in the shaded area may be noticeable Many.

画像を滑らかにする処理として、加重平均フィルタによる平滑化処理が一般的に知られている。また、画像の高解像度化が可能である場合は、下記特許文献1のように画素間に中間色の画素を補間したり、下記特許文献2のように画素間を線形補間したりする方法などが考えられている。   As a process for smoothing an image, a smoothing process using a weighted average filter is generally known. Further, when it is possible to increase the resolution of an image, there is a method of interpolating intermediate color pixels between pixels as in Patent Document 1 below, or linearly interpolating between pixels as in Patent Document 2 below. It is considered.

携帯機器の液晶表示部などに対する画像では、通常、水平方向と垂直方向のデータ密度(画素密度)は同じである。一方で、テレビなどで使用されているNTSC(National Television Standards Committee)の規格では、垂直方向に対して水平方向のデータ密度が倍となっている。このため、携帯機器用の画像をテレビにて表示するという用途においては水平方向の補間による平滑化処理が可能になり、このような用途に対して下記特許文献1及び2のような技術が提案されている。   In an image for a liquid crystal display unit of a portable device, the data density (pixel density) in the horizontal direction and the vertical direction is usually the same. On the other hand, in the NTSC (National Television Standards Committee) standard used in televisions and the like, the data density in the horizontal direction is doubled in the vertical direction. For this reason, in applications where images for portable devices are displayed on a television, smoothing processing by horizontal interpolation becomes possible, and techniques such as the following Patent Documents 1 and 2 are proposed for such applications. Has been.

しかしながら、上記の従来技術では画面全体に均一な処理が施されてしまうため、パターンによっては境界部が過度にぼやけてしまい、鮮明度が失われる場合が多い。例えば、小さいパターン(図形)や文字、縦横線に対して他の部分と同じ均一の処理を施してしまうと、境界部がぼけて画像のメリハリがなくなってしまう。この点に鑑み、下記特許文献3では、画像の隣接画素の相互関係を考慮して処理することで鮮明度を改善する方法を提案している。特許文献3では、隣接画素の縦横斜めの各差を求め、その大きさに基づいて平滑化するかどうかを決めている。   However, in the above-described prior art, uniform processing is performed on the entire screen, and depending on the pattern, the boundary portion is excessively blurred and sharpness is often lost. For example, if the same uniform process as other parts is applied to a small pattern (figure), characters, and vertical and horizontal lines, the boundary part will be blurred and the image will not be sharp. In view of this point, Patent Document 3 below proposes a method for improving the sharpness by processing in consideration of the mutual relationship between adjacent pixels of an image. In Patent Document 3, each vertical and horizontal difference between adjacent pixels is obtained, and whether to perform smoothing is determined based on the size.

特開平3−141788号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-141788 特開平4−141787号公報JP-A-4-141787 特開平6−326868号公報JP-A-6-326868

上述したように、画面全体に均一な処理を施してしまうと、画像内の全ての境界部が滑らかになってしまうため、鮮明度が低下し、画像全体がぼやけた感じに見えてしまう。特に、小さな図形や文字が見にくくなったり、縦横線が不鮮明になったりするなどの弊害が生じる。また、特許文献1及び2にて採用されている補完による平滑化処理は、高解像度化を前提としているため、解像度を変更しない等倍表示の場合には適用できない、といった問題がある。   As described above, when uniform processing is performed on the entire screen, all the boundary portions in the image become smooth, so that the sharpness is lowered and the entire image looks blurred. In particular, there are problems such as making it difficult to see small figures and characters and blurring vertical and horizontal lines. Further, since the smoothing processing by complementing employed in Patent Documents 1 and 2 is based on the premise of high resolution, there is a problem that it cannot be applied in the case of the same magnification display without changing the resolution.

また、特許文献3の手法を用いた場合、小さなパターンや文字に対しては平滑化は適用されないため鮮明度は保たれる。しかしながら、その逆の作用として、それら(小さなパターン等)を構成する斜線部も平滑化されないことになるため、画質の改善効果は不十分である。   In addition, when the method of Patent Document 3 is used, smoothness is not applied to small patterns and characters, so that sharpness is maintained. However, as the reverse operation, the hatched portions constituting them (small patterns and the like) are not smoothed, so that the effect of improving the image quality is insufficient.

本発明は、上記の点に鑑み、画像のパターンに応じた適切な画像処理を実現しうる画像処理装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide an image processing apparatus capable of realizing appropriate image processing according to an image pattern.

上記目的を達成するために本発明に係る画像処理装置は、演算手段を用いて入力画像の画像処理を行う画像処理装置であって、前記入力画像を構成する各画素を被判定画素とし、前記被判定画素と前記被判定画素の周辺画素とから成る画素ブロックの画素データを受けて前記画素ブロック内の被判定画像パターンと予め定められた基準画像パターンとの一致または不一致を前記被判定画素ごとに判定するパターン判定手段を、備え、前記演算手段は、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じ、各被判定画素に対応する画素データに対して施す演算内容を可変とすることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an image processing apparatus according to the present invention is an image processing apparatus that performs image processing of an input image using an arithmetic means, and each pixel constituting the input image is a pixel to be determined, Receiving pixel data of a pixel block composed of a pixel to be judged and peripheral pixels of the pixel to be judged, whether or not a judgment image pattern in the pixel block matches a predetermined reference image pattern for each judgment pixel. Pattern determining means for determining the pixel data corresponding to each pixel to be determined according to the determination result by the pattern determining means for each pixel to be determined. It is characterized by that.

上記構成によれば、画素ごとに周辺画素を考慮した最適な画像処理を行うことが可能となる。適切な基準画像パターンを用意すれば、例えば、斜線部を滑らかにしつつ小さいパターンや文字、縦横線を鮮明に保つといった画像処理が可能となる。また、被判定画像パターンと予め定められた基準画像パターンとの一致/不一致を判定するという簡素な判定処理によって、各画素データに対して施す演算内容を決定しているので、処理が高速であり且つ小規模で構成できる。   According to the above configuration, it is possible to perform optimal image processing in consideration of surrounding pixels for each pixel. If an appropriate reference image pattern is prepared, for example, it is possible to perform image processing such as keeping small patterns, characters, and vertical and horizontal lines clear while smoothing the hatched portion. In addition, since the calculation contents to be applied to each pixel data are determined by a simple determination process of determining whether the image pattern to be determined matches a predetermined reference image pattern, the processing speed is high. And it can be configured on a small scale.

例えば、前記パターン判定手段は、前記被判定画素ごとに、前記被判定画像パターンと前記基準画像パターンとの一致または不一致を判定することにより前記被判定画素が斜線を構成する画素であるか否かを判定し、前記演算手段は、前記パターン判定手段によって斜線を構成する画素であると判定された被判定画素に対応する画素データに対して、平滑化演算を施す。   For example, the pattern determination means determines, for each pixel to be determined, whether or not the pixel to be determined is a pixel forming a diagonal line by determining whether the image pattern to be determined matches or does not match the reference image pattern. The calculation means performs a smoothing calculation on the pixel data corresponding to the determination target pixel determined to be a pixel constituting the oblique line by the pattern determination means.

これにより、斜線部が平滑化されて滑らかに表現される。   Thereby, the hatched portion is smoothed and expressed smoothly.

また、具体的には例えば、前記演算手段は、各被判定画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される出力画像データを出力する出力画像データ作成手段を更に備えている。   Further, specifically, for example, the calculation unit treats each pixel to be determined as a pixel to be calculated, and performs an operation according to a determination result by the pattern determination unit for each pixel to be determined corresponding to each pixel to be determined. Apply to the pixel data of the pixel to be operated, and output each pixel data after the calculation, and the image processing apparatus generates output image data that outputs output image data composed of output data of the calculation means Means are further provided.

そして例えば、前記演算手段は、前記被判定画素ごとに、前記パターン判定手段による判定結果に応じた加重平均係数の組を予め用意された複数の加重平均係数の組の中から選択する係数選択手段と、選択された前記組の加重平均係数に従って、前記被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに、周辺画素を考慮した加重平均演算を施す加重平均演算手段と、を備えている。     And, for example, the arithmetic means selects coefficient weighting means for selecting a weighted average coefficient set corresponding to the determination result by the pattern determining means from a plurality of weighted average coefficient sets prepared in advance for each pixel to be judged. And weighted average calculation means for performing weighted average calculation in consideration of surrounding pixels on pixel data of the pixel to be calculated corresponding to the pixel to be determined according to the selected weighted average coefficient.

これにより、1組の加重平均演算手段にて、画像のパターンに応じた様々な演算の使い分け(平滑化や鮮鋭化等)が可能となる。   This makes it possible to properly use various types of calculation (smoothing, sharpening, etc.) according to the image pattern with a set of weighted average calculation means.

また例えば、当該画像処理装置は、入力画像に対して出力画像の特定方向の画素数をm倍(mは2以上の整数)して出力するものであり、前記特定方向は水平方向又は垂直方向であり、前記入力画像の前記特定方向の各画素間に(m−1)個の補間画素を補間することにより、前記入力画像の前記特定方向の画素数をm倍して出力する画素数変換手段を更に備え、前記演算手段は、前記画素数のm倍後の各画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される、前記入力画像の前記特定方向の画素数がm倍された出力画像データを出力する出力画像データ作成手段を更に備えている。   Further, for example, the image processing apparatus outputs the input image by multiplying the number of pixels in the specific direction of the output image by m times (m is an integer of 2 or more), and the specific direction is the horizontal direction or the vertical direction. The number of pixels to be output by multiplying the number of pixels in the specific direction of the input image by m by interpolating (m−1) interpolated pixels between the pixels in the specific direction of the input image. Means for treating each pixel after m times the number of pixels as a pixel to be calculated, and calculating each pixel to be determined according to a determination result by the pattern determination unit for each pixel to be determined Applying to the pixel data of the corresponding pixel to be calculated, and outputting each pixel data after the calculation, and the image processing device is configured to specify the input image configured by output data of the calculation means The number of pixels in the direction is multiplied by m Further includes an output image data generating means for outputting an output image data.

また例えば、当該画像処理装置は、入力画像に対して出力画像の水平方向及び垂直方向の画素数を、夫々m倍及びn倍(m及びnは2以上の整数)して出力するものであり、前記入力画像の水平方向の各画素間に(m−1)個の補間画素を補間し且つ前記入力画像の垂直方向の各画素間に(n−1)個の補間画素を補間することにより、前記入力画像の水平方向及び垂直方向の画素数を、夫々m倍及びn倍して出力する画素数変換手段を更に備え、前記演算手段は、前記画素数のm倍及びn倍後の各画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される、前記入力画像の水平方向及び垂直方向の画素数が夫々m倍及びn倍された出力画像データを出力する出力画像データ作成手段を更に備えている。   Further, for example, the image processing apparatus outputs the input image by multiplying the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction of the output image by m times and n times (m and n are integers of 2 or more), respectively. By interpolating (m−1) interpolated pixels between the pixels in the horizontal direction of the input image and interpolating (n−1) interpolated pixels between the pixels in the vertical direction of the input image. , Further comprising a pixel number converting means for outputting the input image by multiplying the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction by m times and n times, respectively, and the computing means includes m times and n times the number of pixels, respectively. A pixel is treated as a pixel to be calculated, and an operation according to a determination result by the pattern determination unit for each pixel to be determined is performed on pixel data of the pixel to be calculated corresponding to each pixel to be determined. Each pixel data is output, and the image processing apparatus Constituted by the output data of the serial arithmetic unit, the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction of the input image is further provided with an output image data generating means for outputting a respective m-times and n times the output image data.

上記のように構成すれば、水平方向や垂直方向のデータ密度を増大させて表示する場合でも、画像のパターンに応じた最適な画像処理を行うことが可能となる。例えば、補間された部分を滑らかに描写するといったことが可能となり、また更に、小さいパターンや文字、縦横線の鮮明さを保ちつつ斜線部が滑らかにされた拡大画像を得る、といったことが可能となる。   With the configuration described above, even when the data density in the horizontal direction or the vertical direction is increased for display, it is possible to perform optimum image processing according to the image pattern. For example, it is possible to depict the interpolated portion smoothly, and furthermore, it is possible to obtain an enlarged image in which the hatched portion is smooth while maintaining the sharpness of small patterns, characters, and vertical and horizontal lines. Become.

そして、これらの場合にも例えば、前記演算手段は、前記被判定画素ごとに、前記パターン判定手段による判定結果に応じた加重平均係数の組を予め用意された複数の加重平均係数の組の中から選択する係数選択手段と、選択された前記組の加重平均係数に従って、前記被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに、周辺画素を考慮した加重平均演算を施す加重平均演算手段と、を備えている。     Also in these cases, for example, the calculation means includes, for each pixel to be determined, a set of weighted average coefficients corresponding to the determination result by the pattern determination means. And a weighted average calculating means for performing a weighted average calculation in consideration of surrounding pixels on the pixel data of the pixel to be calculated corresponding to the pixel to be determined according to the selected weighted average coefficient. It is equipped with.

また具体的には例えば、前記周辺画素は、前記被判定画素に隣接する4つの画素を含み、その4つの画素を第1、第2、第3及び第4周辺画素とした場合、第1周辺画素と第4周辺画素を結ぶ直線及び第2周辺画素と第3周辺画素を結ぶ直線は、それぞれ画像の水平方向及び垂直方向に平行であり、前記パターン判定手段は、前記被判定画素ごとに、前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の夫々との一致、近似又は非近似を少なくとも判定することにより、前記被判定画像パターンと前記基準画像パターンとの一致または不一致を判定する。   More specifically, for example, when the peripheral pixel includes four pixels adjacent to the pixel to be determined, and the four pixels are the first, second, third, and fourth peripheral pixels, the first peripheral The straight line connecting the pixel and the fourth peripheral pixel and the straight line connecting the second peripheral pixel and the third peripheral pixel are parallel to the horizontal direction and the vertical direction of the image, respectively. By determining whether or not the color of the pixel to be determined and the colors of the first to fourth peripheral pixels match, approximate or non-approximate, determine whether or not the image pattern to be determined matches the reference image pattern. To do.

また例えば、前記基準画像パターンには、前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の全てとが非近似である点画像パターンと、前記被判定画素の色と第1及び第4周辺画素の色が一致もしくは近似しているか、または、前記被判定画素の色と第2及び第3周辺画素の色が一致もしくは近似している水平線/垂直線画像パターンと、前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の内の何れか1つのみが一致又は近似している端部画像パターンの、何れかまたは全てが含まれている。   Further, for example, the reference image pattern includes a point image pattern in which the color of the pixel to be determined and all the colors of the first to fourth peripheral pixels are not approximate, the color of the pixel to be determined, and the first and first colors. A horizontal / vertical line image pattern in which the colors of the four peripheral pixels match or approximate, or the color of the pixel to be determined and the colors of the second and third peripheral pixels match or approximate, and the pixel to be determined And any one or all of the end image patterns in which only one of the colors of the first to fourth peripheral pixels matches or approximates.

そして例えば、前記基準画像パターンには、前記点画像パターンと前記水平線/垂直線画像パターンと前記端部画像パターンとが全て含まれており、前記演算手段は、前記パターン判定手段によって、前記被判定画像パターンが前記点画像パターン、前記水平線/垂直線画像パターン及び前記端部画像パターンの全てと不一致であると判定された被判定画素に対応する画素データに対して第1の平滑化演算を実行するとよい。   For example, the reference image pattern includes all of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, and the edge image pattern, and the calculation unit is configured to perform the determination by the pattern determination unit. A first smoothing operation is performed on pixel data corresponding to a pixel to be determined that the image pattern does not match all of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, and the edge image pattern. Good.

これにより、斜線部とも捉えることができる部分の画像を選択的に滑らかにすることができる。   Thereby, it is possible to selectively smooth an image of a portion that can be regarded as a shaded portion.

更に例えば、前記演算手段は、前記パターン判定手段によって、前記被判定画像パターンが前記点画像パターン、前記水平線/垂直線画像パターン及び前記端部画像パターンの何れかと一致すると判定された被判定画素に対応する画素データに対して、平滑化演算の実行を禁止するか、或いは、前記第1の平滑化演算よりも平滑化の程度が小さい平滑化演算を実行するようにしてもよい。   Further, for example, the calculation unit may determine the pixel to be determined that the pattern determination unit determines that the image pattern to be determined matches any of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, or the edge image pattern. For the corresponding pixel data, the execution of the smoothing operation may be prohibited, or a smoothing operation having a smoothing degree smaller than that of the first smoothing operation may be executed.

これにより、線などに対する過度の平滑化が抑制され、メリハリのある画像を得ることが可能となる。   Thereby, excessive smoothing on lines and the like is suppressed, and a sharp image can be obtained.

上述した通り、本発明に係る画像処理装置によれば、画像のパターンに応じた適切な画像処理の実現が可能となる。例えば、画像処理後の画像をテレビ等の大画面に表示した場合でも、ジャギーの目立たない、メリハリのある視覚的に表示品位の高い画像を描写することが可能となる。   As described above, according to the image processing apparatus of the present invention, it is possible to realize appropriate image processing according to the image pattern. For example, even when an image after image processing is displayed on a large screen such as a television, it is possible to depict a visually high-quality image that is inconspicuous and has no jaggy.

<<第1実施形態>>
以下、本発明の実施の形態に係る画像処理システムについて図面を参照して具体的に説明する。図1は、第1実施形態に係る画像処理システム(画像表示用変換システム)1のブロック構成図である。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, an image processing system according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an image processing system (image display conversion system) 1 according to the first embodiment.

画像処理システム1は、与えられた入力画像データを格納し、後段に対するデータの入力タイミング調整を行うための入力画像データ用メモリ2と、画像データの出力タイミング調整を行うための出力画像データ用メモリ3と、出力画像データ用メモリ3から出力される画像データをテレビ等の表示装置用の信号に変換するNTSC(National Television Standards Committee)エンコーダ4と、画像平滑化フィルタ回路5と、を有して構成される。   An image processing system 1 stores given input image data, and an input image data memory 2 for adjusting input timing of data to the subsequent stage, and an output image data memory for adjusting output timing of image data 3, an NTSC (National Television Standards Committee) encoder 4 that converts image data output from the output image data memory 3 into a signal for a display device such as a television, and an image smoothing filter circuit 5. Composed.

画像平滑化フィルタ回路5は、縦3画素×横3画素(後述する画素ブロック)の加重平均演算用の画素データを一時的に格納する演算用データ保持回路6と、パターン判定回路7と、係数選択回路8と、加重平均演算回路9と、を有して構成される。   The image smoothing filter circuit 5 includes a calculation data holding circuit 6 that temporarily stores pixel data for weighted average calculation of vertical 3 pixels × horizontal 3 pixels (pixel block described later), a pattern determination circuit 7, a coefficient A selection circuit 8 and a weighted average calculation circuit 9 are included.

入力画像データ用メモリ2は、携帯電話機や携帯型コンピュータ、携帯型ゲーム機等の携帯機器(不図示)から出力された、画像処理システム1への入力画像を表す画像データを入力画像データとして受ける。或いは、画像処理システム1全体が携帯機器に内蔵され、入力画像データ用メモリ2は、その携帯機器内の図示されない演算回路やメモリから出力された画像データを入力画像データとして受ける。   The input image data memory 2 receives, as input image data, image data representing an input image to the image processing system 1 output from a portable device (not shown) such as a mobile phone, a portable computer, or a portable game machine. . Alternatively, the entire image processing system 1 is built in the portable device, and the input image data memory 2 receives image data output from an arithmetic circuit or memory (not shown) in the portable device as input image data.

入力画像データによって表される画像(入力画像)は、マトリクス状に配置された複数の画素によって構成される。入力画像データによって表される画像は、縦方向(垂直方向)に320画素、横方向(水平方向)に240画素の合計320×240個の画素P[p、q]によって構成されており(pは0〜319の整数、qは0〜239の整数)、入力画像データは各画素P[p、q]の輝度及び色(色相)を特定する合計320×240個の画素データによって構成されている。勿論、本発明において、縦方向や横方向の画素数は、320や240に限定されない。   An image (input image) represented by input image data is composed of a plurality of pixels arranged in a matrix. The image represented by the input image data is composed of a total of 320 × 240 pixels P [p, q] of 320 pixels in the vertical direction (vertical direction) and 240 pixels in the horizontal direction (horizontal direction) (p Is an integer from 0 to 319, q is an integer from 0 to 239), and the input image data is composed of a total of 320 × 240 pixel data specifying the luminance and color (hue) of each pixel P [p, q]. Yes. Of course, in the present invention, the number of pixels in the vertical and horizontal directions is not limited to 320 and 240.

各画素データによって、各画素における赤成分の強度を示すR信号値、緑成分の強度を示すG信号値、及び青成分の強度を示すB信号値が特定される。各画素データにおいて、R信号値が増加すればするほど赤成分の強度が増加し、G信号値が増加すればするほど緑成分の強度が増加し、B信号値が増加すればするほど青成分の強度が増加するものとする。   Each pixel data specifies an R signal value indicating the intensity of the red component, a G signal value indicating the intensity of the green component, and a B signal value indicating the intensity of the blue component in each pixel. In each pixel data, the intensity of the red component increases as the R signal value increases, the intensity of the green component increases as the G signal value increases, and the blue component increases as the B signal value increases. The strength of the shall increase.

画像平滑化フィルタ回路5は、各画素の画素データに対して、周辺画素の画素データを考慮した演算を施す。その演算を行うために必要な3ライン分の入力画像データが与えられるまで、入力画像データは入力画像データ用メモリ2に書き込まれて保持される。入力画像データ用メモリ2に保持された画素データ(画像データ)は、演算用データ保持回路6に順次供給される。   The image smoothing filter circuit 5 performs an operation considering the pixel data of the peripheral pixels on the pixel data of each pixel. The input image data is written and held in the input image data memory 2 until input image data for three lines necessary to perform the calculation is given. Pixel data (image data) held in the input image data memory 2 is sequentially supplied to the calculation data holding circuit 6.

演算用データ保持回路6は、1つの画素(例えば、画素P[50、100])を中心とする9画素分の画素データを一時的に保持し、それらの9画素分の画素データを出力する。その出力後、演算用データ保持回路6は、他の画素(例えば、画素P[50、101])を中心とする9画素分の画素データを一時的に保持し、それらの9画素分の画素データを出力する。   The calculation data holding circuit 6 temporarily holds pixel data for nine pixels centered on one pixel (for example, pixel P [50, 100]), and outputs the pixel data for those nine pixels. . After the output, the calculation data holding circuit 6 temporarily holds the pixel data for nine pixels centered on other pixels (for example, the pixel P [50, 101]), and the pixels for the nine pixels. Output data.

このように、演算用データ保持回路6は、各画素P[p、q]を中心とする9画素分の画素データを一時的に保持し、各画素P[p、q]についての9画素分の画素データを、順次、出力する。   In this way, the calculation data holding circuit 6 temporarily holds the pixel data for nine pixels centered on each pixel P [p, q], and for nine pixels for each pixel P [p, q]. Are sequentially output.

上記の9画素の配置を図2に示す。着目した画素をP5で表した場合、画素P5の左側、右側、上側及び下側に隣接する画素を、夫々周辺画素P2、P8、P4及びP6と呼び、周辺画素P2の上側及び下側に隣接する画素を、夫々周辺画素P1及びP3と呼び、周辺画素P8の上側及び下側に隣接する画素を、夫々周辺画素P7及びP9と呼ぶ。そして、画素P5と周辺画素P1〜P4及びP6〜P9とから成る9つの画素を画素ブロックと呼ぶ。尚、周辺画素P1〜P4及びP6〜P9を、以下、単に画素P1〜P4及びP6〜P9と呼ぶこともある。   The arrangement of the nine pixels is shown in FIG. When the pixel of interest is represented by P5, pixels adjacent to the left side, right side, upper side, and lower side of the pixel P5 are referred to as peripheral pixels P2, P8, P4, and P6, respectively, and adjacent to the upper side and lower side of the peripheral pixel P2. These pixels are called peripheral pixels P1 and P3, respectively, and the pixels adjacent to the upper and lower sides of the peripheral pixel P8 are called peripheral pixels P7 and P9, respectively. Nine pixels including the pixel P5 and the peripheral pixels P1 to P4 and P6 to P9 are referred to as pixel blocks. The peripheral pixels P1 to P4 and P6 to P9 may be simply referred to as pixels P1 to P4 and P6 to P9 hereinafter.

画素P5を中心として考えた場合における左右方向及び上下方向は、それぞれ、画像の水平方向(横方向)及び垂直方向(縦方向)に一致しているものとする。   The left-right direction and the up-down direction when the pixel P5 is considered as the center are assumed to coincide with the horizontal direction (lateral direction) and the vertical direction (vertical direction) of the image, respectively.

パターン判定回路7は、演算用データ保持回路6から順次出力される上記の9画素分の画素データ(画素ブロックを構成する画素P1〜P9の画素データ)を受け、各画素P[p、q]が斜線を構成する画素であるか否かを画素ごとに判定する。この判定の対象となる各画素P[p、q]を被判定画素と呼ぶことする。   The pattern determination circuit 7 receives the pixel data for the nine pixels (pixel data of the pixels P1 to P9 constituting the pixel block) sequentially output from the calculation data holding circuit 6 and receives each pixel P [p, q]. It is determined for each pixel whether or not is a pixel constituting a diagonal line. Each pixel P [p, q] to be determined is called a pixel to be determined.

演算用データ保持回路6から出力される画素P[p、q]についての9画素分の画素データは、画素P[p、q]を画素P5(被判定画素P5)とする画素ブロックの画素P1〜P9の画素データと一致する。   The pixel data for nine pixels regarding the pixel P [p, q] output from the calculation data holding circuit 6 is a pixel P1 of a pixel block in which the pixel P [p, q] is the pixel P5 (determined pixel P5). It matches the pixel data of .about.P9.

パターン判定回路7による上記判定を実現するためのパターン判定回路7の一構成例を図3に示す。   One configuration example of the pattern determination circuit 7 for realizing the above determination by the pattern determination circuit 7 is shown in FIG.

図3に示す如く、パターン判定回路7は、点判定回路10と、水平線/垂直線判定回路11と、端部判定回路(鋭角頂点判定回路)12と、点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12の各出力信号を3つの入力端子にて受ける斜線判定回路13を有して構成される。斜線判定回路13は3入力のNOR回路から構成される。   As shown in FIG. 3, the pattern determination circuit 7 includes a point determination circuit 10, a horizontal / vertical line determination circuit 11, an edge determination circuit (acute angle vertex determination circuit) 12, a point determination circuit 10, and a horizontal / vertical line determination. The circuit 11 and the edge determination circuit 12 are configured to have an oblique line determination circuit 13 that receives the output signals at three input terminals. The oblique line determination circuit 13 is composed of a three-input NOR circuit.

パターン判定回路7は、被判定画素が鮮鋭さを保つべき「点」、「水平線/垂直線」または「端部(鋭角頂点)」を構成するかを、点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12によって判定し、その何れにも該当しない被判定画素を斜線を構成する画素と判定する。斜線を構成すると判定された被判定画素の画素データは、係数選択回路8と加重平均演算回路9とからなる演算手段によって平滑化される。   The pattern determination circuit 7 determines whether the pixel to be determined constitutes a “point”, “horizontal line / vertical line”, or “edge (acute vertex)” that should maintain sharpness. A determination is made by the circuit 11 and the end determination circuit 12, and a determination target pixel that does not correspond to any of the determination is determined as a pixel constituting a diagonal line. The pixel data of the pixel to be determined that is determined to form a diagonal line is smoothed by a calculation unit including a coefficient selection circuit 8 and a weighted average calculation circuit 9.

或る1つの被判定画素(例えば、画素P[50、100])について着目し、図4〜図6を用いて点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12の動作を説明する。上述の如く、着目した被判定画素をP5で表し、その周辺画素をP1〜P4及びP6〜P9で表す。   Focusing on one pixel to be determined (for example, pixel P [50, 100]), the operations of the point determination circuit 10, the horizontal line / vertical line determination circuit 11, and the edge determination circuit 12 will be described with reference to FIGS. Will be explained. As described above, the pixel to be determined of interest is represented by P5, and its surrounding pixels are represented by P1 to P4 and P6 to P9.

点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12は、夫々、被判定画素P5の画素データによって特定される被判定画素P5の色が、周辺画素P2、P4、P6及びP8の画素データによって特定される周辺画素P2、P4、P6及びP8の色の夫々と一致しているか、或いは近似しているか、或いは非近似であるかを判定する。点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12の各判定において、他の周辺画素(P1、P3、P7及びP9)の色は考慮されない。   In the point determination circuit 10, the horizontal line / vertical line determination circuit 11, and the edge determination circuit 12, the color of the pixel to be determined P5 specified by the pixel data of the pixel to be determined P5 is the peripheral pixels P2, P4, P6, and P8, respectively. It is determined whether the colors of the surrounding pixels P2, P4, P6, and P8 specified by the pixel data match, approximate, or not approximate. In each determination of the point determination circuit 10, the horizontal / vertical line determination circuit 11, and the edge determination circuit 12, the colors of the other peripheral pixels (P1, P3, P7, and P9) are not considered.

被判定画素P5の色と周辺画素P2の色との関係を判定する場合を例にとって、色の一致、近似及び非近似について説明する。勿論、被判定画素P5の色と他の周辺画素との色との間でも同様の判定が行われる。   Color matching, approximation, and non-approximation will be described by taking as an example the case of determining the relationship between the color of the pixel to be determined P5 and the color of the peripheral pixel P2. Of course, the same determination is performed between the color of the pixel P5 to be determined and the colors of other peripheral pixels.

被判定画素P5の画素データによって特定されるR信号値、G信号値及びB信号値と、周辺画素P2の画素データによって特定されるR信号値、G信号値及びB信号値とが全て一致する場合、被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は一致していると判断される。   The R signal value, G signal value, and B signal value specified by the pixel data of the pixel P5 to be judged all match the R signal value, G signal value, and B signal value specified by the pixel data of the peripheral pixel P2. In this case, it is determined that the color of the pixel to be determined P5 and the color of the peripheral pixel P2 match.

被判定画素P5の色と周辺画素P2の色が一致していない場合において、被判定画素P5の画素データによって特定されるR信号値と周辺画素P2の画素データによって特定されるR信号値との差分、被判定画素P5の画素データによって特定されるG信号値と周辺画素P2の画素データによって特定されるG信号値との差分、及び被判定画素P5の画素データによって特定されるB信号値と周辺画素P2の画素データによって特定されるB信号値との差分の3つの差分を考える。被判定画素P5の色と周辺画素P2の色が一致していない場合において、それらの3つの差分の全てが所定の判定閾値以下ならば被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は近似していると判断され、3つの差分の少なくとも1つが上記判定閾値を超えていれば被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は非近似であると判断される。   When the color of the pixel to be determined P5 and the color of the peripheral pixel P2 do not match, the R signal value specified by the pixel data of the pixel to be determined P5 and the R signal value specified by the pixel data of the peripheral pixel P2 The difference, the difference between the G signal value specified by the pixel data of the pixel P5 to be determined and the G signal value specified by the pixel data of the peripheral pixel P2, and the B signal value specified by the pixel data of the pixel P5 to be determined Consider three differences, which are the differences from the B signal value specified by the pixel data of the peripheral pixel P2. In the case where the color of the pixel to be judged P5 and the color of the peripheral pixel P2 do not match, the color of the pixel to be judged P5 and the color of the peripheral pixel P2 are approximated if all of these three differences are less than or equal to the predetermined judgment threshold. If at least one of the three differences exceeds the determination threshold, it is determined that the color of the pixel P5 to be determined and the color of the peripheral pixel P2 are not approximate.

例えば、各画素データによって特定されるR信号値、G信号値及びB信号値が、夫々、8ビットのデジタル値(0〜255)で表現されるとし、被判定画素P5の画素データによって特定されるR信号値、G信号値及びB信号値が夫々100、120及び50である場合を考える。更に、上記の判定閾値が「3」であるとする。   For example, it is assumed that the R signal value, the G signal value, and the B signal value specified by each pixel data are expressed by 8-bit digital values (0 to 255), respectively, and are specified by the pixel data of the determination target pixel P5. Assume that the R signal value, the G signal value, and the B signal value are 100, 120, and 50, respectively. Furthermore, it is assumed that the determination threshold is “3”.

この場合において、周辺画素P2のR信号値、G信号値、B信号値が夫々100、120及び50であるとき、被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は一致していると判断される。また、周辺画素P2のR信号値、G信号値、B信号値が夫々102、118及び50であるとき、被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は近似していると判断される。また、周辺画素P2のR信号値、G信号値、B信号値が夫々104、120及び50であるとき、被判定画素P5の色と周辺画素P2の色は非近似であると判断される。   In this case, when the R signal value, the G signal value, and the B signal value of the peripheral pixel P2 are 100, 120, and 50, respectively, it is determined that the color of the determination target pixel P5 matches the color of the peripheral pixel P2. The Further, when the R signal value, the G signal value, and the B signal value of the peripheral pixel P2 are 102, 118, and 50, respectively, it is determined that the color of the determination target pixel P5 is similar to the color of the peripheral pixel P2. Further, when the R signal value, the G signal value, and the B signal value of the peripheral pixel P2 are 104, 120, and 50, respectively, it is determined that the color of the determination target pixel P5 and the color of the peripheral pixel P2 are not approximate.

点判定回路10は、被判定画素P5の色と周辺画素P2、P4、P6及びP8の色の全てとが非近似となっている場合にのみ、被判定画素P5が「点」を構成する画素であると判断して「1」を表すデジタル信号(例えば、ハイレベルの信号)を出力し、それ以外の場合に「0」を表すデジタル信号(例えば、ローレベルの信号)を出力する。   The point determination circuit 10 is a pixel in which the pixel to be determined P5 forms a “point” only when the color of the pixel to be determined P5 and all of the colors of the surrounding pixels P2, P4, P6, and P8 are not approximate. And a digital signal (eg, a high level signal) representing “1” is output, and a digital signal (eg, a low level signal) representing “0” is output otherwise.

被判定画素P5の色と周辺画素P2、P4、P6及びP8の色の全てとが非近似となっている場合、画素P1〜P9の画素データによって特定される画素ブロック内の画像パターン(以下、「被判定画像パターン」という)は、例えば図4に示す如く、被判定画素P5の色が黒で、周辺画素P2、P4、P6及びP8の色が白となっている。このように、点判定回路10は、被判定画素P5の色と周辺画素P2、P4、P6及びP8の色の全てとが非近似となる点画像パターン(図4)と被判定画像パターンとの一致または不一致を判定して、一致の場合に「1」を表すデジタル信号を出力し、不一致の場合に「0」を表すデジタル信号を出力する。   When the color of the pixel P5 to be judged and all of the colors of the peripheral pixels P2, P4, P6, and P8 are not approximate, the image pattern in the pixel block specified by the pixel data of the pixels P1 to P9 (hereinafter, referred to as “pixel pattern”). In the “determined image pattern”, for example, as illustrated in FIG. 4, the color of the pixel P5 to be determined is black and the colors of the peripheral pixels P2, P4, P6, and P8 are white. In this way, the point determination circuit 10 determines whether the color of the pixel to be determined P5 and all of the colors of the surrounding pixels P2, P4, P6, and P8 are non-approximate (FIG. 4) and the image pattern to be determined. A match or mismatch is determined, a digital signal representing “1” is output if there is a match, and a digital signal representing “0” is output if there is a mismatch.

水平線/垂直線判定回路11は、図5(a)に示す如く、被判定画素P5の色と被判定画素P5に水平方向にて隣接する周辺画素P2及びP8の色とが一致または近似している場合に、被判定画素P5が「水平線」を構成する画素であると判断して「1」を表すデジタル信号を出力する。被判定画素P5が「水平線」を構成する画素であるか否かを判定するに当たり、周辺画素P4及びP6の色は考慮されない。   As shown in FIG. 5A, the horizontal / vertical line determination circuit 11 matches or approximates the color of the pixel P5 to be determined and the colors of the peripheral pixels P2 and P8 adjacent to the pixel P5 in the horizontal direction. If it is determined that the pixel P5 to be judged is a pixel constituting the "horizontal line", a digital signal representing "1" is output. In determining whether or not the pixel P5 to be determined is a pixel constituting a “horizontal line”, the colors of the peripheral pixels P4 and P6 are not considered.

また、水平線/垂直線判定回路11は、図5(b)に示す如く、被判定画素P5の色と被判定画素P5に垂直方向にて隣接する周辺画素P4及びP6の色とが一致または近似している場合に、被判定画素P5が「垂直線」を構成する画素であると判断して「1」を表すデジタル信号を出力する。被判定画素P5が「垂直線」を構成する画素であるか否かを判定するに当たり、周辺画素P2及びP8の色は考慮されない。   Further, as shown in FIG. 5B, the horizontal / vertical line determination circuit 11 matches or approximates the color of the pixel P5 to be determined and the colors of the peripheral pixels P4 and P6 adjacent to the pixel P5 in the vertical direction. In this case, it is determined that the pixel P5 to be determined is a pixel constituting a “vertical line”, and a digital signal representing “1” is output. In determining whether or not the pixel P5 to be determined is a pixel constituting a “vertical line”, the colors of the peripheral pixels P2 and P8 are not considered.

被判定画素P5が「水平線」を構成する画素であるとも「垂直線」を構成する画素であるとも判断されない場合、水平線/垂直線判定回路11は、「0」を表すデジタル信号を出力する。   If it is not determined that the pixel P5 to be determined is a pixel constituting a “horizontal line” or a pixel constituting a “vertical line”, the horizontal line / vertical line determination circuit 11 outputs a digital signal representing “0”.

このように、水平線/垂直線判定回路11は、被判定画素P5が水平線或いは垂直線を構成することに対応する水平線/垂直線画像パターン(図5(a)又は(b))と被判定画像パターンとの一致または不一致を判定して、一致の場合に「1」を表すデジタル信号を出力し、不一致の場合に「0」を表すデジタル信号を出力する。   As described above, the horizontal line / vertical line determination circuit 11 determines the horizontal line / vertical line image pattern (FIG. 5A or 5B) corresponding to the determination target pixel P5 constituting a horizontal line or a vertical line and the determination target image. A match or mismatch with the pattern is determined, a digital signal representing “1” is output in the case of a match, and a digital signal representing “0” is output in the case of a mismatch.

端部判定回路12は、4つの周辺画素P2、P4、P6及びP8の色の内の何れか1つのみが被判定画素P5の色と一致または近似している場合に、被判定画素P5が「端部(鋭角頂点)」を構成する画素であると判断して「1」を表すデジタル信号を出力し、それ以外の場合には「0」を表すデジタル信号を出力する。   The edge determination circuit 12 determines that the pixel to be determined P5 is in the case where only one of the four peripheral pixels P2, P4, P6, and P8 matches or approximates the color of the pixel to be determined P5. A digital signal representing “1” is output because it is determined that the pixel constitutes “end (acute angle vertex)”, and a digital signal representing “0” is output in other cases.

具体的には、図6(a)に示す如く被判定画素P5の色と周辺画素P2の色が一致若しくは近似しており且つ被判定画素P5の色と周辺画素P4、P6及びP8の色が非近似である場合、或いは、図6(b)に示す如く被判定画素P5の色と周辺画素P4の色が一致若しくは近似しており且つ被判定画素P5の色と周辺画素P2、P6及びP8の色が非近似である場合、或いは、図6(c)に示す如く被判定画素P5の色と周辺画素P6の色が一致若しくは近似しており且つ被判定画素P5の色と周辺画素P2、P4及びP8の色が非近似である場合、或いは、図6(d)に示す如く被判定画素P5の色と周辺画素P8の色が一致若しくは近似しており且つ被判定画素P5の色と周辺画素P2、P4及びP6の色が非近似である場合に「1」を表すデジタル信号を出力し、それ以外の場合には「0」を表すデジタル信号を出力する。   Specifically, as shown in FIG. 6A, the color of the pixel to be determined P5 and the color of the peripheral pixel P2 match or approximate, and the color of the pixel to be determined P5 and the colors of the peripheral pixels P4, P6, and P8 are In the case of non-approximation, or as shown in FIG. 6B, the color of the pixel to be judged P5 and the color of the peripheral pixel P4 are identical or approximate, and the color of the pixel to be judged P5 and the peripheral pixels P2, P6 and P8 Or the color of the pixel to be judged P5 and the color of the peripheral pixel P6 match or approximate as shown in FIG. 6C, and the color of the pixel to be judged P5 and the peripheral pixel P2, When the colors of P4 and P8 are not approximate, or as shown in FIG. 6D, the color of the pixel P5 to be judged and the color of the peripheral pixel P8 match or approximate, and the color of the pixel to be judged P5 and the surroundings “1” when the colors of the pixels P2, P4 and P6 are non-approximate It outputs a digital signal representative, in other cases outputs a digital signal representing "0".

このように、端部判定回路12は、被判定画素P5が端部を構成することに対応する端部画像パターン(図6(a)、(b)、(c)又は(d))と被判定画像パターンとの一致または不一致を判定して、一致の場合に「1」を表すデジタル信号を出力し、不一致の場合に「0」を表すデジタル信号を出力する。   As described above, the edge determination circuit 12 includes the edge image pattern (FIG. 6 (a), (b), (c) or (d)) corresponding to the determination target pixel P5 constituting the edge, and the target. A coincidence or non-coincidence with the judgment image pattern is determined, a digital signal representing “1” is output in the case of coincidence, and a digital signal representing “0” is output in the case of non-coincidence.

上記の点画像パターン、水平線/垂直線画像パターン及び端部画像パターンは、全て、被判定画像パターンとの比較に供される基準画像パターンとなっており、それらの基準画像パターンに関する情報はパターン判定回路7内に格納されている。   The above point image pattern, horizontal line / vertical line image pattern, and edge image pattern are all reference image patterns that are used for comparison with the image pattern to be determined, and information regarding these reference image patterns is pattern determination. It is stored in the circuit 7.

斜線判定回路13は、点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12からの出力信号が全て「0」である場合、着目した被判定画素P5が斜線を構成する画素であると判定し、「1」のデジタル信号を出力する。一方、点判定回路10、水平線/垂直線判定回路11及び端部判定回路12からの出力信号の少なくとも1つが「1」である場合、着目した被判定画素P5が斜線を構成する画素ではないと判定し、「0」のデジタル信号を出力する。   When the output signals from the point determination circuit 10, the horizontal line / vertical line determination circuit 11, and the edge determination circuit 12 are all “0”, the diagonal line determination circuit 13 is a pixel that forms the diagonal line. It is determined that there is a digital signal of “1”. On the other hand, when at least one of the output signals from the point determination circuit 10, the horizontal / vertical line determination circuit 11, and the edge determination circuit 12 is “1”, the pixel to be determined P5 is not a pixel forming a diagonal line. A determination is made and a digital signal of “0” is output.

このように、パターン判定回路7では、被判定画素の色とそれを囲む4つの周辺画素の色とを比較し、その比較結果の単純な判別を行うことで斜線判別を行っている。   As described above, the pattern determination circuit 7 compares the color of the pixel to be determined with the colors of the four surrounding pixels surrounding it, and performs the diagonal determination by simply determining the comparison result.

パターン判定回路7による被判定画像パターンと基準画像パターンとの一致/不一致の判定は、各画素P[p、q]を被判定画素として被判定画素ごとに行われ、その判定結果(斜線判定回路13の出力信号)は、順次、係数選択回路8に送られる。   The pattern determination circuit 7 determines whether the image pattern to be determined matches or does not match the reference image pattern for each pixel to be determined with each pixel P [p, q] as the pixel to be determined. 13 output signals) are sequentially sent to the coefficient selection circuit 8.

係数選択回路(加重平均係数選択回路)8は、加重平均演算回路9にて使用される加重平均係数の組を複数組保持しており、パターン判定回路7による判定結果(斜線判定回路13の出力信号)に応じて、加重平均演算回路9が実際に使用する加重平均係数の組を選択して加重平均演算回路9に供給する。   The coefficient selection circuit (weighted average coefficient selection circuit) 8 holds a plurality of sets of weighted average coefficients used in the weighted average calculation circuit 9, and the determination result by the pattern determination circuit 7 (output of the oblique line determination circuit 13) In accordance with the signal), the weighted average arithmetic circuit 9 selects a set of weighted average coefficients that are actually used and supplies it to the weighted average arithmetic circuit 9.

加重平均演算回路9は、各画素P[p、q]を加重平均演算の対象となる被演算画素として取り扱い、演算用データ保持回路6から順次出力される上記の9画素分の画素データと係数選択回路8から供給される加重平均係数の組を用いて、各被演算画素の画素データに対して加重平均演算を実行する。   The weighted average arithmetic circuit 9 treats each pixel P [p, q] as a target pixel to be subjected to the weighted average arithmetic, and sequentially outputs the pixel data and coefficients for the nine pixels output from the arithmetic data holding circuit 6. Using the set of weighted average coefficients supplied from the selection circuit 8, a weighted average calculation is performed on the pixel data of each pixel to be calculated.

本実施形態においては、被判定画素と被演算画素は一致する。具体的には例えば、画素P[50、100]を被判定画素とするパターン判定回路7による判定結果に応じて選択された加重平均係数の組を用いて、加重平均演算回路9は、被演算画素としての画素P[50、100]の画素データに対して加重平均演算を施し、その加重平均演算後の画素データを画素P[50、100]に対応する出力用画素データとして出力する。   In the present embodiment, the pixel to be determined and the pixel to be calculated match. Specifically, for example, the weighted average calculation circuit 9 uses the set of weighted average coefficients selected according to the determination result by the pattern determination circuit 7 using the pixel P [50, 100] as the determination target pixel. The weighted average calculation is performed on the pixel data of the pixel P [50, 100] as the pixel, and the pixel data after the weighted average calculation is output as output pixel data corresponding to the pixel P [50, 100].

つまり、変数p及びqを用いて一般化すると、画素P[p、q]を被判定画素とするパターン判定回路7による判定結果に応じて選択された加重平均係数の組を用いて、加重平均演算回路9は、被演算画素としての画素P[p、q]の画素データに対して加重平均演算を施し、その加重平均演算後の画素データを画素P[p、q]に対応する出力用画素データとして出力する。各画素P[p、q]に対応する各出力用画素データは、順次、加重平均演算回路9から出力画像データ用メモリ3に出力される。   That is, when generalized using the variables p and q, a weighted average is used by using a set of weighted average coefficients selected according to the determination result by the pattern determination circuit 7 using the pixel P [p, q] as the determination target pixel. The arithmetic circuit 9 performs a weighted average operation on the pixel data of the pixel P [p, q] as the operation target pixel, and outputs the pixel data after the weighted average operation corresponding to the pixel P [p, q]. Output as pixel data. Each output pixel data corresponding to each pixel P [p, q] is sequentially output from the weighted average arithmetic circuit 9 to the output image data memory 3.

図7に、加重平均演算回路9の内部構成の一例を示す。図7の加重平均演算回路9は、3×3の加重平均演算を施す回路となっている。係数選択回路8から出力される加重平均係数の組は、画素P1〜P9に対応する9つの加重平均係数K1〜K9を含んでいる。被演算画素をP5とした場合における画素P1〜P9の画素データを、夫々D1〜D9とする。画素データD1〜D9の配置例を図8(a)のように表した場合、加重平均係数K1〜K9の配置例は図8(b)のようになる。つまり、画素データD1〜D9は、夫々、加重平均係数K1〜K9と掛け合わされることになる。   FIG. 7 shows an example of the internal configuration of the weighted average arithmetic circuit 9. The weighted average calculation circuit 9 in FIG. 7 is a circuit that performs a 3 × 3 weighted average calculation. The set of weighted average coefficients output from the coefficient selection circuit 8 includes nine weighted average coefficients K1 to K9 corresponding to the pixels P1 to P9. The pixel data of the pixels P1 to P9 when the pixel to be calculated is P5 are D1 to D9, respectively. When the arrangement example of the pixel data D1 to D9 is represented as shown in FIG. 8A, the arrangement example of the weighted average coefficients K1 to K9 is as shown in FIG. That is, the pixel data D1 to D9 are multiplied by the weighted average coefficients K1 to K9, respectively.

乗算回路14、15、16、・・・、22は、夫々、加重平均係数K1と画素データD1との積、加重平均係数K2と画素データD2との積、加重平均係数K3と画素データD3との積、・・・、加重平均係数K9と画素データD9との積を算出して出力する。加算回路23、24、25、26は、夫々、乗算回路14及び15の出力値の和、乗算回路16及び17の出力値の和、乗算回路18及び19の出力値の和、乗算回路20及び21の出力値の和を算出して出力する。   The multiplication circuits 14, 15, 16,..., 22 are the product of the weighted average coefficient K1 and the pixel data D1, the product of the weighted average coefficient K2 and the pixel data D2, the weighted average coefficient K3 and the pixel data D3, respectively. The product of the weighted average coefficient K9 and the pixel data D9 is calculated and output. The addition circuits 23, 24, 25, and 26 are respectively the sum of the output values of the multiplication circuits 14 and 15, the sum of the output values of the multiplication circuits 16 and 17, the sum of the output values of the multiplication circuits 18 and 19, the multiplication circuit 20 and The sum of the output values of 21 is calculated and output.

加算回路27、28は、夫々、加算回路23及び24の出力値の和、加算回路25及び26の出力値の和を算出して出力する。加算回路29は、加算回路27及び28の出力値の和を算出して出力する。加算回路30は、加算回路29及び乗算回路22の出力値の和を算出し、その算出値を出力用画素データとして出力する。   The adder circuits 27 and 28 calculate and output the sum of the output values of the adder circuits 23 and 24 and the sum of the output values of the adder circuits 25 and 26, respectively. The adder circuit 29 calculates and outputs the sum of the output values of the adder circuits 27 and 28. The adder circuit 30 calculates the sum of the output values of the adder circuit 29 and the multiplier circuit 22 and outputs the calculated value as output pixel data.

被演算画素P5の画素データD5に対する出力用画素データをY(P5)とした場合、Y(P5)は、下記式(1)によって表されることになる。   When the output pixel data for the pixel data D5 of the pixel P5 to be calculated is Y (P5), Y (P5) is expressed by the following equation (1).

Y(P5)=(K1×D1)+(K2×D2)+(K3×D3)+(K4×D4)+(K5×D5)+(K6×D6)+(K7×D7)+(K8×D8)+(K9×D9)
・・・(1)
加重平均係数K1〜K9の数値の組み合わせを適切に設定することにより、画像への効果として平滑化(ソフトネス)効果や鮮鋭化(シャープネス)効果が得られ、また、平滑化や鮮鋭化の程度を調節することが可能である。被演算画素以外の画素に対応する加重平均係数を正の値にすれば(但しゼロを含んでいてもよい)平滑化効果が得られ、負の値にすれば(但しゼロを含んでいてもよい)鮮鋭化効果が得られる。
Y (P5) = (K1 × D1) + (K2 × D2) + (K3 × D3) + (K4 × D4) + (K5 × D5) + (K6 × D6) + (K7 × D7) + (K8 × D8) + (K9 × D9)
... (1)
By appropriately setting the combination of numerical values of the weighted average coefficients K1 to K9, a smoothing (softness) effect and a sharpening effect can be obtained as an effect on the image, and the degree of smoothing and sharpening. Can be adjusted. If the weighted average coefficient corresponding to the pixel other than the pixel to be calculated is set to a positive value (however, it may include zero), a smoothing effect can be obtained, and if it is set to a negative value (however, including zero) Good) Sharpening effect is obtained.

具体的には例えば、加重平均係数K1〜K9の比を、図9(a)に示す如く、
K1:K2:K3:K4:K5:K6:K7:K8:K9=0:1:0:1:4:1:0:1:0
、とすれば、被演算画素P5の画像が平滑化される。このような、画像を平滑化させる加重平均係数K1〜K9の組を、以下「平滑化用係数組」という。
Specifically, for example, the ratio of the weighted average coefficients K1 to K9 is as shown in FIG.
K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9 = 0: 1: 0: 1: 4: 1: 0: 1: 0
Then, the image of the pixel P5 to be calculated is smoothed. Such a set of weighted average coefficients K1 to K9 for smoothing an image is hereinafter referred to as a “smoothing coefficient set”.

一方、加重平均係数K1〜K9の比を、図9(b)に示す如く、
K1:K2:K3:K4:K5:K6:K7:K8:K9=0:−1:0:−1:10:−1:0:−1:0
、とすれば、被演算画素P5の画像が鮮鋭化される。このような、画像を鮮鋭化させる加重平均係数K1〜K9の組を、以下「鮮鋭化用係数組」という。
On the other hand, the ratio of the weighted average coefficients K1 to K9 is as shown in FIG.
K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9 = 0: -1: 0: -1: 10: -1: 0: -1: 0
If so, the image of the pixel P5 to be computed is sharpened. Such a set of weighted average coefficients K1 to K9 for sharpening an image is hereinafter referred to as a “sharpening coefficient group”.

また、加重平均係数K1〜K9の比を、図9(c)に示す如く、
K1:K2:K3:K4:K5:K6:K7:K8:K9=0:0:0:0:1:0:0:0:0
、とすれば、被演算画素P5の画像はオリジナルのままとなる。即ち、出力用画素データY(P5)は、被演算画素の画素データD5と同じとなる。このような、画像をオリジナルのままに維持する加重平均係数K1〜K9の組を、以下「非処理用係数組」という。尚、加重平均係数K1〜K9の総和は、常に1とされる。
Further, the ratio of the weighted average coefficients K1 to K9 is as shown in FIG.
K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9 = 0: 0: 0: 0: 1: 1: 0: 0: 0: 0
, The image of the pixel P5 to be operated remains the original. That is, the output pixel data Y (P5) is the same as the pixel data D5 of the pixel to be calculated. Such a set of weighted average coefficients K1 to K9 for maintaining the image as it is is hereinafter referred to as “non-processing coefficient set”. The sum of the weighted average coefficients K1 to K9 is always 1.

そして例えば、斜線判定回路13の出力が「1」となり、パターン判定回路7によって斜線を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対しては、平滑化用係数組が選択され、平滑化演算が施される。一方、斜線判定回路13の出力が「0」となり、パターン判定回路7によって斜線を構成する画素ではないと判定された被判定画素(被演算画素)に対しては、非処理用係数組が選択される。即ち、平滑化演算の実行が禁止される。   For example, the output of the oblique line determination circuit 13 is “1”, and a smoothing coefficient group is determined for a pixel to be determined (operation pixel) that is determined by the pattern determination circuit 7 to be a pixel constituting the oblique line. Selected and smoothed. On the other hand, the non-processing coefficient group is selected for the pixel to be judged (the pixel to be computed) for which the output of the oblique line determination circuit 13 is “0” and the pattern determination circuit 7 determines that the pixel is not a pixel constituting the oblique line. Is done. That is, the execution of the smoothing operation is prohibited.

出力画像データ用メモリ3は、加重平均演算回路9から出力される出力用画素データを次々と受け、後段のNTSCエンコーダ4へのデータ出力タイミングの調整を図りながら画像処理システム1から出力されるべき出力画像を表す出力画像データを出力する。   The output image data memory 3 receives the output pixel data output from the weighted average arithmetic circuit 9 one after another, and should be output from the image processing system 1 while adjusting the data output timing to the NTSC encoder 4 at the subsequent stage. Output image data representing an output image is output.

図10に示すオリジナルの入力画像に対して一般的な加重平均フィルタを用いた場合の出力画像は、例えば図11のようになり、境界部等が過度に平滑化されてしまう。一方、図10に示すオリジナルの入力画像に対して、パターン判定を適用した加重平均フィルタを用いた場合の出力画像(画像処理システム1の出力画像)は、例えば図12のようになる。図12に示すように、本実施形態に係る画像処理システム1では、解像度を変えることなく、小さいパターンや文字、縦横線は鮮明に描写されており、且つ斜線部は平滑化されている。このため、テレビなどの大画面に表示した際に、ジャギーの目立たない、メリハリのある視覚的に表示品位の高い画像を描写することが可能となる。尚、図10中の符号60及び図12中の符号61については、後述する。   The output image when a general weighted average filter is used for the original input image shown in FIG. 10 is as shown in FIG. 11, for example, and the boundary portion and the like are excessively smoothed. On the other hand, an output image (output image of the image processing system 1) when using a weighted average filter to which pattern determination is applied to the original input image shown in FIG. 10 is, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 12, in the image processing system 1 according to the present embodiment, small patterns, characters, vertical and horizontal lines are clearly depicted without changing the resolution, and hatched portions are smoothed. For this reason, when displayed on a large screen of a television or the like, it is possible to depict a visually high-quality image that is inconspicuous and has no jaggy. Note that reference numeral 60 in FIG. 10 and reference numeral 61 in FIG. 12 will be described later.

また、上述の説明では、処理内容の単純化のため、パターン判定回路7における処理が斜線か否かの2択の判定となっているが、「点」の場合と、「垂直線/水平線」の場合と、「端部(鋭角頂点)」の場合と、「斜線」の場合とで、加重平均係数K1〜K9の組を互いに変えるようにしてもよい。   In the above description, in order to simplify the processing contents, two choices are made as to whether the processing in the pattern determination circuit 7 is a diagonal line. In the case of “dot”, “vertical line / horizontal line”. In the case of, the case of “end (acute angle vertex)” and the case of “hatched line”, the sets of weighted average coefficients K1 to K9 may be changed from each other.

例えば、図13に示す如く、点判定回路10の出力、水平線/垂直線判定回路11の出力、端部判定回路12の出力、及び斜線判定回路13の出力が、独立に取り出されて係数選択回路8に供給されるように、パターン判定回路7(及び係数選択回路8)を変形する。   For example, as shown in FIG. 13, the output of the point determination circuit 10, the output of the horizontal / vertical line determination circuit 11, the output of the end determination circuit 12, and the output of the oblique line determination circuit 13 are taken out independently to obtain a coefficient selection circuit. The pattern determination circuit 7 (and the coefficient selection circuit 8) is modified so as to be supplied to FIG.

そして、例えば、斜線判定回路13の出力が「1」となり、斜線を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対して、係数選択回路8は、第1の平滑化用係数組を選択する。これにより、その画素の画像は平滑化される。また例えば、点判定回路10の出力が「1」となり、点を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対しては、係数選択回路8は鮮鋭化用係数組を選択する。これにより、その画素の画像は鮮鋭化される。   For example, the output of the oblique line determination circuit 13 is “1”, and the coefficient selection circuit 8 performs the first smoothing on the determination target pixel (operation target pixel) determined to be a pixel constituting the oblique line. Select a coefficient group. Thereby, the image of the pixel is smoothed. Further, for example, for the pixel to be determined (operated pixel) that is determined to be a pixel that constitutes a point because the output of the point determination circuit 10 is “1”, the coefficient selection circuit 8 sets the sharpening coefficient group. select. Thereby, the image of the pixel is sharpened.

また例えば、水平線/垂直線判定回路11の出力が「1」となり、水平線または垂直線を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対しては、係数選択回路8は、第2の平滑化用係数組を選択する。これにより、その画素の画像は平滑化される。また例えば、端部判定回路12の出力が「1」となり、端部を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対しては、係数選択回路8は、非処理用係数組を選択する。これにより、その画素の画像はオリジナルのままとなる。   Further, for example, for the pixel to be determined (the pixel to be operated) determined to be a pixel constituting the horizontal line or the vertical line, the output of the horizontal line / vertical line determination circuit 11 is “1”, the coefficient selection circuit 8 The second smoothing coefficient set is selected. Thereby, the image of the pixel is smoothed. Further, for example, the output of the edge determination circuit 12 is “1”, and for the pixel to be determined (the pixel to be calculated) determined to be a pixel constituting the edge, the coefficient selection circuit 8 performs the non-processing Select a coefficient set. As a result, the image of the pixel remains the original.

上記の第1の平滑化用係数組と第2の平滑化用係数組は、共に画像を平滑化させる加重平均係数K1〜K9の組であるが、水平線または垂直線に対する過度の平滑化を防止すべく、第2の平滑化用係数組を用いた場合における平滑化の程度を、第1の平滑化用係数組におけるそれよりも小さくすると良い。   The first smoothing coefficient group and the second smoothing coefficient group are both weighted average coefficients K1 to K9 that smooth the image, but prevent excessive smoothing of the horizontal line or the vertical line. Therefore, it is preferable that the degree of smoothing in the case where the second smoothing coefficient group is used be smaller than that in the first smoothing coefficient group.

具体的には例えば、第1の平滑化用係数組における加重平均係数K1〜K9の比を、図9(a)に示す如く、
K1:K2:K3:K4:K5:K6:K7:K8:K9=0:1:0:1:4:1:0:1:0
、とした場合、第2の平滑化用係数組における加重平均係数K1〜K9の比を、
K1:K2:K3:K4:K5:K6:K7:K8:K9=0:1:0:1:8:1:0:1:0
とする。
Specifically, for example, the ratio of the weighted average coefficients K1 to K9 in the first smoothing coefficient group is as shown in FIG.
K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9 = 0: 1: 0: 1: 4: 1: 0: 1: 0
, The ratio of the weighted average coefficients K1 to K9 in the second smoothing coefficient set is
K1: K2: K3: K4: K5: K6: K7: K8: K9 = 0: 1: 0: 1: 8: 1: 0: 1: 0
And

このように、被判定画素(被演算画素)を含む画素ブロックの画像パターンを詳細に判別し、その判別の結果に応じて平滑化や鮮鋭化、更にはそれらの程度を使い分けることにより、出力画像の最適化を図ることも可能である。また、加重平均演算に用いる加重平均係数の組を、予め用意された複数の組から選択するという構成を採用しているため、係数の組さえ必要な分用意しておけば、加重平均演算を行う1組の演算回路(加重平均演算回路9)にて平滑化、鮮鋭化等を含めた様々な演算の使い分けが容易に実現できる。   As described above, the image pattern of the pixel block including the pixel to be determined (the pixel to be calculated) is determined in detail, and smoothed or sharpened according to the result of the determination, and further, depending on the degree, the output image It is also possible to optimize this. In addition, since the weighted average coefficient set used for the weighted average calculation is selected from a plurality of sets prepared in advance, the weighted average calculation can be performed if only the necessary number of coefficient sets are prepared. The use of various operations including smoothing and sharpening can be easily realized by a set of arithmetic circuits (weighted average arithmetic circuit 9).

また、点を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対して平滑化用係数組または非処理用係数組を選択することも可能であるし、水平線または垂直線を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対して鮮鋭化用係数組または非処理用係数組を選択することも可能であるし、端部を構成する画素であると判定された被判定画素(被演算画素)に対して平滑化用係数組または鮮鋭化用係数組を選択することも可能である。   It is also possible to select a smoothing coefficient group or a non-processing coefficient group for a pixel to be determined (a pixel to be calculated) determined to be a pixel constituting a point, and a horizontal line or a vertical line It is possible to select a sharpening coefficient group or a non-processing coefficient group for a pixel to be determined (a pixel to be calculated) that has been determined to be a constituent pixel, and a pixel that constitutes an end. It is also possible to select a smoothing coefficient group or a sharpening coefficient group for the determined pixel to be determined (operation pixel).

また、回路規模の最小化を優先し、被判定画素と被判定画素の上下左右の4点を用いてパターン判定を行う例を示したが、被判定画素を中心として囲む8画素(図2のP1〜P4及びP6〜P9)の画素データの全てを利用してパターン判定を行ったり、被判定画素を中心として囲む、5×5の領域中の25画素の画素データを利用してパターン判定を行ったりすることも可能である。パターン判定に用いる周辺画素の総数を増加させることにより、より高度な判定が可能となり、視覚的に品質の高い出力画像を得ることが可能となる。   In addition, the example in which pattern determination is performed using the determination target pixel and four points on the upper, lower, left, and right sides of the determination target pixel with priority given to minimization of the circuit scale has been described. P1-P4 and P6-P9) pattern determination is performed using all of the pixel data, or pattern determination is performed using pixel data of 25 pixels in a 5 × 5 region surrounding the determination target pixel as a center. It is also possible to go. By increasing the total number of peripheral pixels used for pattern determination, more advanced determination is possible, and an output image with high visual quality can be obtained.

例えば、図10の符号60の部分の画素は、図3のパターン判定回路7によって点、水平線、垂直線及び端部の何れをも構成しない画素(即ち、斜線を構成する画素)であると判定される。このため、符号60の部分の画素の画素データには平滑化演算が施され、出力画像において、その部分は中間色となる(図12の符号61の部分を参照)。仮に、その部分が中間色となることを避けたいのなら、例えば、被判定画素を中心として囲む8画素(図2のP1〜P4及びP6〜P9)の画素データの全てを利用してパターン判定を行うようにすればよい。勿論、5×5の領域中の25画素の画素データを利用してパターン判定を行っても、上記の中間色の出現を回避することは可能である。   For example, the pixel indicated by reference numeral 60 in FIG. 10 is determined by the pattern determination circuit 7 in FIG. Is done. For this reason, the pixel data of the pixel of the reference numeral 60 is subjected to a smoothing operation, and that portion becomes an intermediate color in the output image (see the reference numeral 61 of FIG. 12). If it is desired to avoid that portion becoming an intermediate color, for example, pattern determination is performed using all of the pixel data of eight pixels (P1 to P4 and P6 to P9 in FIG. 2) surrounding the pixel to be determined. You just have to do it. Of course, even if pattern determination is performed using pixel data of 25 pixels in a 5 × 5 region, it is possible to avoid the appearance of the intermediate color.

尚、入力画像の端の画素(例えば、画素P[0,0])に対しては、隣接する画素が不足しているため画素ブロックは定義されない。このため、例えば、入力画像の端の画素の画素データは、そのまま出力用画素データとして出力画像データ用メモリ3に与えられる。   Note that a pixel block is not defined for the pixel at the end of the input image (for example, the pixel P [0, 0]) because there are insufficient adjacent pixels. Therefore, for example, the pixel data of the pixel at the end of the input image is directly supplied to the output image data memory 3 as output pixel data.

<<第2実施形態>>
次に、本発明に係る画像処理システムの出力画像をテレビに表示する場合を想定した、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は第1実施形態を変形したものである。図14は、第2実施形態に係る画像処理システム(画像表示用変換システム)1aのブロック構成図である。図14において、図1と同一の部分には同一の符号を付してある。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described that assumes a case where an output image of the image processing system according to the present invention is displayed on a television. The second embodiment is a modification of the first embodiment. FIG. 14 is a block configuration diagram of an image processing system (image display conversion system) 1a according to the second embodiment. 14, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

図14の画像処理システム1aでは、演算用データ保持回路6と加重平均演算回路9との間に画素数変換回路(画像データ変換回路)40が挿入されている。画素数変換回路40は、画像平滑化フィルタ5aに含まれる。この画素数変換回路40が挿入されている点を除いて、図1の画像処理システム1と図14の画像処理システム1aは同じ構成となっている。但し、図14においては、画素数変換回路40の追加に伴い、画像平滑化フィルタ回路を表す符合が図1における「5」から「5a」に置換されている。   In the image processing system 1 a of FIG. 14, a pixel number conversion circuit (image data conversion circuit) 40 is inserted between the calculation data holding circuit 6 and the weighted average calculation circuit 9. The pixel number conversion circuit 40 is included in the image smoothing filter 5a. The image processing system 1 in FIG. 1 and the image processing system 1a in FIG. 14 have the same configuration except that the pixel number conversion circuit 40 is inserted. However, in FIG. 14, with the addition of the pixel number conversion circuit 40, the sign representing the image smoothing filter circuit is replaced from “5” to “5a” in FIG.

画像処理システム1aへの入力画像データは、水平方向と垂直方向のデータ密度(画素密度)が同じとなっている。画像処理システム1aは、水平方向のデータ密度(画素密度)を垂直方向に対して倍にした出力画像データをテレビに出力する。つまり、例えば、画像処理システム1aは、画像処理システム1aへの入力画像が縦方向(垂直方向)に320画素、横方向(水平方向)に240画素の合計320×240個の画素P[p、q]によって構成されている場合に、縦方向(垂直方向)に320画素、横方向(水平方向)に480画素の合計320×480個の画素によって構成された出力画像を出力する。   The input image data to the image processing system 1a has the same data density (pixel density) in the horizontal direction and the vertical direction. The image processing system 1a outputs output image data obtained by doubling the horizontal data density (pixel density) to the vertical direction to the television. That is, for example, in the image processing system 1a, the input image to the image processing system 1a is 320 pixels in the vertical direction (vertical direction) and 240 pixels in the horizontal direction (horizontal direction), for a total of 320 × 240 pixels P [p, q], an output image composed of a total of 320 × 480 pixels of 320 pixels in the vertical direction (vertical direction) and 480 pixels in the horizontal direction (horizontal direction) is output.

演算用データ保持回路6から順次出力される各画素P[p,q]についての画素ブロック内の画素データを、第1実施形態の図8(a)と同じく、画素データD1〜D9として説明する。演算用データ保持回路6は、各画素P[p,q]を画素P5とする画素データD1〜D9をパターン判定回路7と画素数変換回路40に対して供給する。   The pixel data in the pixel block for each pixel P [p, q] sequentially output from the calculation data holding circuit 6 will be described as pixel data D1 to D9, as in FIG. 8A of the first embodiment. . The calculation data holding circuit 6 supplies pixel data D1 to D9 having each pixel P [p, q] as the pixel P5 to the pattern determination circuit 7 and the pixel number conversion circuit 40.

画素数変換回路40は、演算用データ保持回路6からの画素P1〜P9の画素データD1〜D9を、図15(a)及び(b)に示すような、画素P1A、P1B、P2A、P2B、P3A、P3B、・・・、P9A及びP9Bの画素データD1、D1、D2、D2、D3、D3、・・・、D9及びD9に変換する。 The pixel number conversion circuit 40 converts the pixel data D1 to D9 of the pixels P1 to P9 from the calculation data holding circuit 6 into pixels P1 A , P1 B , and P2 A as shown in FIGS. , P2 B , P3 A , P3 B ,..., P9 A and P9 B are converted into pixel data D1, D1, D2, D2, D3, D3,.

画素P1A、P2A、P3A、P4A、P5A、P6A、P7A、P8A及びP9Aは、それぞれ画素P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8及びP9と等しいと考えることができる。P1B、P2B、P3B、P4B、P5B、P6Bは、それぞれ画素P1とP4、画素P2とP5、画素P3とP6、画素P4とP7、画素P5とP8、画素P6とP9の間に補間された補間画素であると考えることできる。P7B、P8B、P9Bは、画素P7と画素P7の右側に隣接する画素との間、画素P8と画素P8の右側に隣接する画素との間、画素P9と画素P9の右側に隣接する画素との間、に補間された補間画素であると考えることできる。 Pixel P1 A, P2 A, P3 A , P4 A, P5 A, P6 A, P7 A, P8 A and P9 A is equal to the pixel P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 and P9, respectively Can be considered. P1 B , P2 B , P3 B , P4 B , P5 B , P6 B are pixels P1 and P4, pixels P2 and P5, pixels P3 and P6, pixels P4 and P7, pixels P5 and P8, and pixels P6 and P9, respectively. It can be considered that the interpolated pixels are interpolated in between. P7 B , P8 B , and P9 B are adjacent to the pixel P7 and the pixel adjacent to the right side of the pixel P7, between the pixel P8 and the pixel adjacent to the right side of the pixel P8, and adjacent to the right side of the pixel P9 and the pixel P9. It can be considered that the interpolated pixel is interpolated between the pixels.

画素P1A、P1B、P2A、P2B、P3A、P3B、・・・、P9A及びP9Bの画素データは、夫々、D1、D1、D2、D2、D3、D3、・・・、D9及びD9とされる。つまり、水平方向に同じデータを2つ並べる。 Pixel P1 A, P1 B, P2 A , P2 B, P3 A, P3 B, ···, pixel data of P9 A and P9 B, respectively, D1, D1, D2, D2 , D3, D3, ··· , D9 and D9. That is, two pieces of the same data are arranged in the horizontal direction.

画素数変換回路40の変換によって得られた合計18個の画素(P1A等)の画素データ(D1等)は、加重平均演算回路9に供給される。このように、画素数変換回路40は、画像の水平方向の画素数を2倍にして出力することになる。 Pixel data (D1 etc.) of a total of 18 pixels (P1 A etc.) obtained by the conversion of the pixel number conversion circuit 40 is supplied to the weighted average arithmetic circuit 9. As described above, the pixel number conversion circuit 40 outputs the image by doubling the number of pixels in the horizontal direction of the image.

加重平均演算回路9は、画素P5A及びP5Bを加重平均演算の対象である被演算画素として取り扱う。画素P5Aの画素データD5に対する加重平均演算を行う際には、画素P5Aを中心とする9つの画素P1B、P2B、P3B、P4A、P5A、P6A、P4B、P5B及びP6Bの画素データ、即ち、画素データD1、D2、D3、D4、D5、D6、D4、D5及びD6が用いられる。 The weighted average calculation circuit 9 handles the pixels P5 A and P5 B as the calculation target pixel that is the target of the weighted average calculation. When performing a weighted average operation on the pixel data D5 of the pixel P5 A is nine pixels P1 B around the pixel P5 A, P2 B, P3 B , P4 A, P5 A, P6 A, P4 B, P5 B And P6 B pixel data, that is, pixel data D1, D2, D3, D4, D5, D6, D4, D5 and D6 are used.

このため、画素P5Aの画素データD5に対する加重平均演算を行う際、図7の乗算回路14〜22の一方の入力には、夫々、画素データD1、D2、D3、D4、D5、D6、D4、D5及びD6が入力される。画素P5Aの画素データD5に対する出力用画素データをY(P5A)とした場合、Y(P5A)は、下記式(2)によって表されることになる。 Therefore, when performing a weighted average operation on the pixel data D5 of the pixel P5 A, to one input of the multiplier circuit 14-22 of Figure 7, respectively, pixel data D1, D2, D3, D4, D5, D6, D4 , D5 and D6 are input. If the output pixel data to the pixel data D5 of the pixel P5 A was Y (P5 A), Y ( P5 A) will be represented by the following formula (2).

Y(P5A)=(K1×D1)+(K2×D2)+(K3×D3)+(K4×D4)+(K5×D5)+(K6×D6)+(K7×D4)+(K8×D5)+(K9×D6)
・・・(2)
画素P5Bの画素データD5に対する加重平均演算を行う際には、画素P5Bを中心とする9つの画素P4A、P5A、P6A、P4B、P5B、P6B、P7A、P8A及びP9Aの画素データ、即ち、画素データD4、D5、D6、D4、D5、D6、D7、D8及びD9が用いられる。
Y (P5 A ) = (K1 × D1) + (K2 × D2) + (K3 × D3) + (K4 × D4) + (K5 × D5) + (K6 × D6) + (K7 × D4) + (K8) × D5) + (K9 × D6)
... (2)
When performing a weighted average operation on the pixel data D5 of the pixel P5 B is nine pixels centered on the pixel P5 B P4 A, P5 A, P6 A, P4 B, P5 B, P6 B, P7 A, P8 A And P9 A pixel data, that is, pixel data D4, D5, D6, D4, D5, D6, D7, D8 and D9 are used.

このため、画素P5Bの画素データD5に対する加重平均演算を行う際、図7の乗算回路14〜22の一方の入力には、夫々、画素データD4、D5、D6、D4、D5、D6、D7、D8及びD9が入力される。画素P5Bの画素データD5に対する出力用画素データをY(P5B)とした場合、Y(P5B)は、下記式(3)によって表されることになる。 Therefore, when the weighted average calculation is performed on the pixel data D5 of the pixel P5 B , the pixel data D4, D5, D6, D4, D5, D6, D7 are input to one input of the multiplication circuits 14 to 22 in FIG. , D8 and D9 are input. When the output pixel data for the pixel data D5 of the pixel P5 B is Y (P5 B ), Y (P5 B ) is expressed by the following equation (3).

Y(P5 B )=(K1×D4)+(K2×D5)+(K3×D6)+(K4×D4)+
(K5×D5)+(K6×D6)+(K7×D7)+(K8×D8)+(K9×D9)
・・・(3)
パターン判定回路7による判定は、第1実施形態と同様、オリジナルの画素データを用いて行われ、その判定結果は、画素P5A及びP5Bの双方に適用される。
Y (P5 B ) = (K1 × D4) + (K2 × D5) + (K3 × D6) + (K4 × D4) +
(K5 × D5) + (K6 × D6) + (K7 × D7) + (K8 × D8) + (K9 × D9)
... (3)
The determination by the pattern determination circuit 7 is performed using original pixel data as in the first embodiment, and the determination result is applied to both the pixels P5 A and P5 B.

即ち、例えば、加重平均演算回路9は、画素P[50、100]を画素P5とする画素ブロックの画素データD1〜D9から生成された合計18個の画素(P1A等)の画素データ(D1等)を受けたとき、画素P[50、100]の画素データを自身の画素データとする画素P5A及びP5Bの双方に対して、画素P[50、100]を被判定画素として選択された加重平均係数の組を適用し、加重平均演算を行う。画素P[50、100]以外の画素P[p、q]についても同様である。 That is, for example, the weighted average arithmetic circuit 9 generates pixel data (D1) of a total of 18 pixels (P1 A, etc.) generated from the pixel data D1 to D9 of the pixel block having the pixel P [50, 100] as the pixel P5. when subjected to equal), to both of the pixel P5 a and P5 B for the pixel data of the pixel P [50, 100] and its pixel data, the selected pixel P [50, 100] as a determination target pixel Apply a set of weighted average coefficients and perform a weighted average calculation. The same applies to the pixels P [p, q] other than the pixel P [50, 100].

このように、加重平均演算回路9は、各被判定画素P5についてのパターン判定回路7による判定結果に応じた加重平均演算を各被判定画素P5に対応する被演算画素P5A及びP5Bの画素データに対して施す。 In this way, the weighted average calculation circuit 9 performs the weighted average calculation according to the determination result by the pattern determination circuit 7 for each pixel to be determined P5, and the pixels of the pixels to be calculated P5 A and P5 B corresponding to each pixel to be determined P5. Apply to data.

加重平均演算回路9にて算出された各出力用画素データは、順次、出力画像データ用メモリ3に出力される。出力画像データ用メモリ3は、加重平均演算回路9から出力される出力用画素データを次々と受け、後段のNTSCエンコーダ4へのデータ出力タイミングの調整を図りながら画像処理システム1aから出力されるべき出力画像を表す出力画像データを出力する。上述の説明から明らかなように、この出力画像データによって表される出力画像の水平方向の画素数は、入力画像のそれの2倍になっている。   The output pixel data calculated by the weighted average arithmetic circuit 9 is sequentially output to the output image data memory 3. The output image data memory 3 receives the output pixel data output from the weighted average arithmetic circuit 9 one after another, and should be output from the image processing system 1a while adjusting the data output timing to the NTSC encoder 4 at the subsequent stage. Output image data representing an output image is output. As is clear from the above description, the number of pixels in the horizontal direction of the output image represented by this output image data is twice that of the input image.

図10に示すオリジナルの入力画像に対して、従来技術のように入力画像の全面に加重平均処理を行った場合における出力画像及び水平方向の各画素間を中間色で補間した場合における出力画像を夫々図16及び図17に示す。図10に示すオリジナルの入力画像に対する、本実施形態の画像処理システム1aの出力画像を、図18に示す。全面に加重平均処理を行った場合(図16)に比べて、本実施形態の出力画像は点や縦横線が鮮明に描写されていることが分かる。また、中間色補間の場合(図17)と比較しても、本実施形態の出力画像では、小さいパターンや文字、縦横線が鮮明であり、且つ斜線部についても滑らかに表現されている。   With respect to the original input image shown in FIG. 10, the output image when the weighted average processing is performed on the entire surface of the input image as in the prior art and the output image when the horizontal pixels are interpolated with intermediate colors are respectively shown. It shows in FIG.16 and FIG.17. FIG. 18 shows an output image of the image processing system 1a of the present embodiment for the original input image shown in FIG. It can be seen that dots and vertical and horizontal lines are clearly depicted in the output image of this embodiment as compared with the case where the weighted average processing is performed on the entire surface (FIG. 16). Also, compared to the case of intermediate color interpolation (FIG. 17), in the output image of this embodiment, small patterns, characters, vertical and horizontal lines are clear, and hatched portions are also expressed smoothly.

尚、入力画像に対して、出力画像の水平方向の画素数を2倍にする例を挙げたが、水平方向の画素数が3倍、4倍、5倍、・・・になるように変形することも可能である。水平方向の画素数を例えば3倍にする場合を、変形例1として考える。   In addition, although an example was given in which the number of pixels in the horizontal direction of the output image was doubled with respect to the input image, the number of pixels in the horizontal direction was modified to be three times, four times, five times,. It is also possible to do. A case where the number of pixels in the horizontal direction is tripled is considered as a first modification.

変形例1では、図19(a)に示す如く、P1B、P2B、P3B、P4B、P5B、P6B、P7B、P8B及びP9Bの夫々の右側に隣接して画素P1C、P2C、P3C、P4C、P5C、P6C、P7C、P8C及びP9Cが画素数変換回路40において更に補間される。 In Modification 1, as shown in FIG. 19 (a), P1 B, P2 B, P3 B, P4 B, P5 B, P6 B, P7 B, P8 B and P9 pixel adjacent to the right side of each of the B P1 C , P2 C , P3 C , P4 C , P5 C , P6 C , P7 C , P8 C and P9 C are further interpolated in the pixel number conversion circuit 40.

また、図19(b)に示す如く、画素P1C、P2C、P3C、P4C、P5C、P6C、P7C、P8C及びP9Cの画素データも、P1B、P2B、P3B、P4B、P5B、P6B、P7B、P8B及びP9Bの画素データと同じく、夫々、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8及びD9とされる。 Further, as shown in FIG. 19B, the pixel data of the pixels P1 C , P2 C , P3 C , P4 C , P5 C , P6 C , P7 C , P8 C and P9 C are also P1 B , P2 B , P3. B, like the P4 B, P5 B, P6 B , P7 B, P8 B and P9 B pixel data, respectively, are D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 and D9.

そして、画素P5A、P5B及びP5Cが被演算画素として取り扱われ、上述の同様の演算にて画素P5A、P5B及びP5Cについての出力用画素データY(P5A)、Y(P5B)及びY(P5C)が算出される。この場合、例えば、Y(P5A)は下記式(4)によって表され、Y(P5B)は下記式(5)によって表されることになる。 Then, the pixel P5 A, P5 B and P5 C are treated as the operated pixel, the pixel P5 A in the same operation described above, P5 B and P5 C output pixel data Y for (P5 A), Y (P5 B ) and Y (P5 C ) are calculated. In this case, for example, Y (P5 A ) is represented by the following formula (4), and Y (P5 B ) is represented by the following formula (5).

Y(P5A)=(K1×D1)+(K2×D2)+(K3×D3)+(K4×D4)+
(K5×D5)+(K6×D6)+(K7×D4)+(K8×D)+(K9×D6)
・・・(4)
Y(P5B)=(K1×D4)+(K2×D5)+(K3×D6)+(K4×D4)+
(K5×D5)+(K6×D6)+(K7×D4)+(K8×D)+(K9×D6)
・・・(5)
変形例1においても、パターン判定回路7による判定は、第1実施形態と同様、オリジナルの画素データを用いて行われ、その判定結果は、画素P5A、P5B及びP5Cの全てに適用される。
Y (P5 A ) = (K1 × D1) + (K2 × D2) + (K3 × D3) + (K4 × D4) +
(K5 × D5) + (K6 × D6) + (K7 × D4) + (K8 × D 5 ) + (K9 × D6)
... (4)
Y (P5 B ) = (K1 × D4) + (K2 × D5) + (K3 × D6) + (K4 × D4) +
(K5 × D5) + (K6 × D6) + (K7 × D4) + (K8 × D 5 ) + (K9 × D6)
... (5)
Also in the first modification, the determination by the pattern determination circuit 7 is performed using the original pixel data as in the first embodiment, and the determination result is applied to all of the pixels P5 A , P5 B and P5 C. The

また、上述の画素数拡大の手法を垂直方向に適用することも可能である。つまり、入力画像に対して、出力画像の垂直方向の画素数が2倍(或いは3倍以上)となるように変形することも、勿論、可能である。   It is also possible to apply the above-described method for expanding the number of pixels in the vertical direction. That is, it is of course possible to modify the input image so that the number of pixels in the vertical direction of the output image is twice (or three times or more).

また更に、上述の画素数拡大の手法を水平方向と垂直方向の双方に対して適用することも可能である。即ち、入力画像に対して、出力画像の水平方向の画素数をm倍(mは2以上の整数)とし且つ垂直方向の画素数をn倍(nは2以上の整数)とすることも可能である。例えば、m=n=2の場合を、変形例2として考える。尚、mとnは同じ数値であってもよいし、異なる数値であってもよい。   Furthermore, it is possible to apply the above-described method for expanding the number of pixels in both the horizontal direction and the vertical direction. That is, the number of pixels in the horizontal direction of the output image can be increased by m times (m is an integer of 2 or more) and the number of pixels in the vertical direction can be increased by n times (n is an integer of 2 or more). It is. For example, a case where m = n = 2 is considered as a second modification. Note that m and n may be the same numerical value or different numerical values.

変形例2では、図20(a)に示す如く、P1A、P2A、P3A、P4A、P5A、P6A、P7A、P8A及びP9Aの夫々の下側に隣接した画素P1C、P2C、P3C、P4C、P5C、P6C、P7C、P8C及びP9Cと、P1B、P2B、P3B、P4B、P5B、P6B、P7B、P8B及びP9Bの夫々の下側に隣接した画素P1D、P2D、P3D、P4D、P5D、P6D、P7D、P8D及びP9Dとが、画素数変換回路40において更に補間される。 In Modification 2, as shown in FIG. 20 (a), P1 A, P2 A, P3 A, P4 A, P5 A, P6 A, P7 A, P8 A and P9 pixel adjacent to the lower side of each of the A P1 C, P2 C, P3 C, P4 C, P5 C, P6 C, P7 C, P8 and C and P9 C, P1 B, P2 B , P3 B, P4 B, P5 B, P6 B, P7 B, P8 B and P9 and the pixel P1 D, P2 D, P3 D , P4 D, P5 D, P6 D, P7 D, P8 D and P9 D adjacent to the lower side of each of B is further interpolated in the pixel number conversion circuit 40 The

また、図20(b)に示す如く、画素P1C、P2C、P3C、P4C、P5C、P6C、P7C、P8C及びP9Cの画素データも、P1B、P2B、P3B、P4B、P5B、P6B、P7B、P8B及びP9Bの画素データと同じく、夫々、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8及びD9とされ、且つ、画素P1D、P2D、P3D、P4D、P5D、P6D、P7D、P8D及びP9Dの画素データも、夫々、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8及びD9とされる。 Further, as shown in FIG. 20B, the pixel data of the pixels P1 C , P2 C , P3 C , P4 C , P5 C , P6 C , P7 C , P8 C and P9 C are also P1 B , P2 B , P3. B, like the P4 B, P5 B, P6 B , P7 B, P8 B and P9 B pixel data, respectively, are the D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 and D9, and the pixel P1 D , P2 D , P3 D , P4 D , P5 D , P6 D , P7 D , P8 D and P9 D pixel data are also D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 and D9, respectively. It is said.

そして、画素P5A、P5B、P5C及びP5Dが被演算画素として取り扱われ、上述の同様の演算にて画素P5A、P5B、P5C及びP5Dについての出力用画素データY(P5A)、Y(P5B)、Y(P5C)及びY(P5D)が算出される。この場合、例えば、Y(P5A)は下記式(6)によって表されることになる。 Then, the pixel P5 A, P5 B, P5 C and P5 D are treated as an object to be calculated pixel, the pixel P5 A in the same operation described above, P5 B, P5 C and P5 output pixel data for D Y (P5 A ), Y (P5 B ), Y (P5 C ) and Y (P5 D ) are calculated. In this case, for example, Y (P5 A ) is represented by the following formula (6).

Y(P5A)=(K1×D1)+(K2×D2)+(K3×D2)+(K4×D4)+(K5×D5)+(K6×D5)+(K7×D4)+(K8×D5)+(K9×D5)
・・・(6)
変形例2においても、パターン判定回路7による判定は、第1実施形態と同様、オリジナルの画素データを用いて行われ、その判定結果は、画素P5A、P5B、P5C及びP5Dの全てに適用される。
Y (P5 A ) = (K1 × D1) + (K2 × D2) + (K3 × D2) + (K4 × D4) + (K5 × D5) + (K6 × D5) + (K7 × D4) + (K8) × D5) + (K9 × D5)
... (6)
Also in the modified example 2, the determination by the pattern determination circuit 7 is performed using the original pixel data as in the first embodiment, and the determination results are all of the pixels P5 A , P5 B , P5 C and P5 D. Applies to

即ち、例えば、加重平均演算回路9は、画素P[50、100]を画素P5とする画素ブロックの画素データD1〜D9から生成された6×6の合計36個の画素(P1A等)の画素データ(D1等)を受けたとき、画素P[50、100]の画素データを自身の画素データとする画素P5A、P5B、P5C及びP5Dの全てに対して、画素P[50、100]を被判定画素として選択された加重平均係数の組を適用し、加重平均演算を行う。画素P[50、100]以外の画素P[p、q]についても同様である。 That is, for example, the weighted average arithmetic circuit 9 calculates a total of 36 pixels (P1 A, etc.) of 6 × 6 generated from the pixel data D1 to D9 of the pixel block having the pixel P [50, 100] as the pixel P5. When pixel data (D1 etc.) is received, the pixel P [50 for all of the pixels P5 A , P5 B , P5 C and P5 D having the pixel data of the pixel P [50, 100] as its own pixel data. , 100] is applied as a pixel to be determined, and a weighted average calculation is performed. The same applies to the pixels P [p, q] other than the pixel P [50, 100].

このように、加重平均演算回路9は、各被判定画素P5についてのパターン判定回路7による判定結果に応じた加重平均演算を各被判定画素P5に対応するP5A、P5B、P5C及びP5Dの画素データに対して施す。 Thus, the weighted average calculation circuit 9 performs the weighted average calculation according to the determination result by the pattern determination circuit 7 for each pixel to be determined P5, P5 A , P5 B , P5 C and P5 corresponding to each pixel to be determined P5. Apply to D pixel data.

出力画像データ用メモリ3は、画像処理システム1aから出力されるべき出力画像を表す出力画像データを出力する。変形例2では、この出力画像データによって表される出力画像の水平方向の画素数は入力画像のそれの2倍になっており、且つ垂直方向の画素数も入力画像のそれの2倍になっている。   The output image data memory 3 outputs output image data representing an output image to be output from the image processing system 1a. In Modification 2, the number of pixels in the horizontal direction of the output image represented by the output image data is twice that of the input image, and the number of pixels in the vertical direction is also twice that of the input image. ing.

例えば、縦320×横240の画素から成る表示画面を有する携帯機器用の画像データを、縦640×横480の画素から成る表示画面を有する携帯機器等に表示させる場合に、変形例2を適用すればよい。変形例2を適用すれば、小さいパターンや文字、縦横線の鮮明さを保ちつつ斜線部が滑らかにされた拡大画像を得る、といったことが可能になる。   For example, the modification 2 is applied when image data for a portable device having a display screen composed of pixels of 320 × 240 pixels is displayed on a portable device having a display screen of 640 × 480 pixels. do it. If the second modification is applied, it is possible to obtain an enlarged image in which the hatched portion is smooth while maintaining the clearness of small patterns, characters, and vertical and horizontal lines.

<<変形等>>
図1及び図14における画像平滑化フィルタ回路5及び5aは、例えば1チップの集積回路で構成される。この集積回路内に、入力画像データ用メモリ2、出力画像データ用メモリ3、NTSCエンコーダ4のいずれか又は全てを任意に組み込むこともできる。また、画像平滑化フィルタ回路5及び5a等をハードウェアのロジック回路にて形成することを想定しているが、それらをソフトウェア(プログラム)によって構成するようにしてもよい。
<< Deformation, etc. >>
The image smoothing filter circuits 5 and 5a in FIGS. 1 and 14 are configured by, for example, a one-chip integrated circuit. Any or all of the input image data memory 2, the output image data memory 3, and the NTSC encoder 4 can be arbitrarily incorporated in the integrated circuit. In addition, although it is assumed that the image smoothing filter circuits 5 and 5a and the like are formed by hardware logic circuits, they may be configured by software (program).

画像平滑化フィルタ回路5及び5aは、入力画像の画像処理を行う画像処理装置を構成している。この画像処理装置に、更に、入力画像データ用メモリ2、出力画像データ用メモリ3、NTSCエンコーダ4のいずれか又は全てが含まれていると考えてもよい。   The image smoothing filter circuits 5 and 5a constitute an image processing apparatus that performs image processing of an input image. It may be considered that the image processing apparatus further includes any or all of the input image data memory 2, the output image data memory 3, and the NTSC encoder 4.

出力画像を表す出力画像データは、出力画像データ用メモリ3から出力されると上述したが、NTSCエンコーダ4の出力データも出力画像を表す出力画像データというべきものである。従って、上述の各実施形態において、出力画像データを出力する出力画像データ作成手段は、出力画像データ用メモリ3及び/又はNTSCエンコーダ4によって構成されているといえる。   As described above, the output image data representing the output image is output from the output image data memory 3, but the output data of the NTSC encoder 4 should also be output image data representing the output image. Therefore, in each of the embodiments described above, it can be said that the output image data creating means for outputting the output image data is constituted by the output image data memory 3 and / or the NTSC encoder 4.

本発明は、携帯電話機や携帯型コンピュータ、携帯型ゲーム機等の携帯機器に好適であり、該携帯機器を含むあらゆる電気機器に好適である。   The present invention is suitable for portable devices such as a mobile phone, a portable computer, and a portable game machine, and is suitable for all electric devices including the portable device.

本発明の第1実施形態に係る画像処理システムのブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of an image processing system according to a first embodiment of the present invention. 各画素について定義される3×3の画素ブロック内の画素配列を示す図である。It is a figure which shows the pixel arrangement | sequence in the 3x3 pixel block defined about each pixel. 図1のパターン判定回路の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the pattern determination circuit of FIG. 図3の点判定回路の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of the point determination circuit of FIG. 図3の水平線/垂直線判定回路の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of the horizontal line / vertical line determination circuit of FIG. 図3の端部判定回路の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of the edge part determination circuit of FIG. 図1の加重平均演算回路の内部構成を示す図である。It is a figure which shows the internal structure of the weighted average calculating circuit of FIG. 図1の加重平均演算回路への入力データを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input data to the weighted average arithmetic circuit of FIG. 図1の係数選択回路にて選択される加重平均係数の数値例を示す図である。It is a figure which shows the numerical example of the weighted average coefficient selected by the coefficient selection circuit of FIG. 図1の画像処理システムに与えられる入力画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the input image given to the image processing system of FIG. 図10の入力画像に対して一般的な加重平均フィルタを用いた場合の出力画像を表す図である。It is a figure showing the output image at the time of using a general weighted average filter with respect to the input image of FIG. 図10の入力画像に対する、図1の画像処理システムの出力画像例を表す図である。It is a figure showing the example of an output image of the image processing system of FIG. 1 with respect to the input image of FIG. 図1のパターン判定回路の内部構成の変形例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a modification of the internal configuration of the pattern determination circuit in FIG. 1. 本発明の第2実施形態に係る画像処理システムのブロック構成図である。It is a block block diagram of the image processing system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図14の画素数変換回路による画素数変換後の画素配列(a)と画素データ(b)を表す図である。It is a figure showing the pixel arrangement | sequence (a) and pixel data (b) after the pixel number conversion by the pixel number conversion circuit of FIG. 図10の入力画像に対して全面に加重平均処理を行った場合の出力画像を表す図である。It is a figure showing the output image at the time of performing a weighted average process over the whole surface with respect to the input image of FIG. 図10の入力画像に対して中間色による補間を行った場合の出力画像を表す図である。It is a figure showing the output image at the time of performing the interpolation by an intermediate color with respect to the input image of FIG. 図10の入力画像に対する、図14の画像処理システムの出力画像例を表す図である。It is a figure showing the example of an output image of the image processing system of FIG. 14 with respect to the input image of FIG. 図14の画像処理システムの変形例1を説明するための図であって、図14の画素数変換回路による画素数変換後の画素配列(a)と画素データ(b)を表す図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a first modification of the image processing system in FIG. 14, and is a diagram illustrating a pixel array (a) and pixel data (b) after pixel number conversion by the pixel number conversion circuit in FIG. 14. 図14の画像処理システムの変形例2を説明するための図であって、図14の画素数変換回路による画素数変換後の画素配列(a)と画素データ(b)を表す図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a second modification of the image processing system in FIG. 14, and is a diagram illustrating a pixel array (a) and pixel data (b) after pixel number conversion by the pixel number conversion circuit in FIG. 14.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a 画像処理システム
2 入力画像データ用メモリ
3 出力画像データ用メモリ
4 NTSCエンコーダ
5、5a 画像平滑化フィルタ回路
6 演算用データ保持回路
7 パターン判定回路
8 係数選択回路
9 加重平均演算回路
10 点判定回路
11 水平線/垂直線判定回路
12 端部判定回路(鋭角頂点判定回路)
13 斜線判定回路
40 画素数変換回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Image processing system 2 Input image data memory 3 Output image data memory 4 NTSC encoder 5, 5a Image smoothing filter circuit 6 Data holding circuit for calculation 7 Pattern determination circuit 8 Coefficient selection circuit 9 Weighted average calculation circuit 10 points Determination circuit 11 Horizontal line / vertical line determination circuit 12 Edge determination circuit (acute angle vertex determination circuit)
13 oblique line determination circuit 40 pixel number conversion circuit

Claims (9)

演算手段を用いて入力画像の画像処理を行う画像処理装置であって、
前記入力画像を構成する各画素を被判定画素とし、前記被判定画素と前記被判定画素の周辺画素とから成る画素ブロックの画素データを受けて、前記被判定画素と前記被判定画素に隣接する4つの画素だけを用いて、前記画素ブロック内の被判定画像パターンと予め定められた基準画像パターンとの一致または不一致を前記被判定画素ごとに判定するパターン判定手段を、備え、
前記4つの画素を第1、第2、第3及び第4周辺画素とした場合、第1周辺画素と第4周辺画素を結ぶ直線及び第2周辺画素と第3周辺画素を結ぶ直線は、それぞれ画像の水平方向及び垂直方向に平行であり、
前記パターン判定手段は、前記被判定画素ごとに、前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の夫々との一致、近似又は非近似を少なくとも判定することにより、前記被判定画像パターンと前記基準画像パターンとの一致または不一致を判定するともに、前記被判定画素が斜線を構成する画素であるか否かを判定し、
前記演算手段は、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じ、各被判定画素に対応する画素データに対して施す演算内容を可変とし、前記パターン判定手段によって斜線を構成する画素であると判定された被判定画素に対応する画素データに対して、平滑化演算を施すことを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus that performs image processing of an input image using a calculation means,
Each pixel constituting the input image is determined as a pixel to be determined, receives pixel data of a pixel block including the pixel to be determined and peripheral pixels of the pixel to be determined, and is adjacent to the pixel to be determined and the pixel to be determined Using only four pixels, pattern determining means for determining, for each pixel to be determined, a match or mismatch between the image pattern to be determined in the pixel block and a predetermined reference image pattern,
When the four pixels are the first, second, third and fourth peripheral pixels, the straight line connecting the first peripheral pixel and the fourth peripheral pixel and the straight line connecting the second peripheral pixel and the third peripheral pixel are respectively Parallel to the horizontal and vertical directions of the image,
The pattern determination means determines, for each of the pixels to be determined, at least whether the color of the pixel to be determined and the colors of the first to fourth peripheral pixels match, approximate, or non-approximate, thereby determining the image to be determined Determining whether or not the pattern and the reference image pattern match or not, and determining whether or not the pixel to be determined is a pixel constituting a diagonal line;
The calculation means makes variable the calculation contents to be applied to the pixel data corresponding to each pixel to be determined according to the determination result by the pattern determination means for each pixel to be determined, and the pattern determination means constitutes a diagonal line An image processing apparatus that performs a smoothing operation on pixel data corresponding to a determination target pixel determined to be a pixel .
前記演算手段は、各被判定画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての
前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算
画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、
当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される出力画像データを出力
する出力画像データ作成手段を更に備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The calculation means treats each pixel to be determined as a pixel to be calculated, and performs calculation according to the determination result by the pattern determination means for each pixel to be determined for the pixel data of the pixel to be calculated corresponding to each pixel to be determined To output each pixel data after the calculation,
The image processing apparatus according to claim 1, further comprising output image data creating means for outputting output image data composed of output data of the computing means.
前記演算手段は、
前記被判定画素ごとに、前記パターン判定手段による判定結果に応じた加重平均係数の組を予め用意された複数の加重平均係数の組の中から選択する係数選択手段と、
選択された前記組の加重平均係数に従って、前記被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに、周辺画素を考慮した加重平均演算を施す加重平均演算手段と、を備えて
いる
ことを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。
The computing means is
Coefficient selection means for selecting a set of weighted average coefficients corresponding to the determination result by the pattern determining means for each pixel to be determined from a plurality of sets of weighted average coefficients prepared in advance;
Weighted average calculating means for performing a weighted average calculation in consideration of surrounding pixels on pixel data of the pixel to be calculated corresponding to the pixel to be determined according to the selected weighted average coefficient. The image processing apparatus according to claim 2 .
当該画像処理装置は、入力画像に対して出力画像の特定方向の画素数をm倍(mは2以上の整数)して出力するものであり、前記特定方向は水平方向又は垂直方向であり、
前記入力画像の前記特定方向の各画素間に(m−1)個の補間画素を補間することにより、前記入力画像の前記特定方向の画素数をm倍して出力する画素数変換手段を更に備え、
前記演算手段は、前記画素数のm倍後の各画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、
当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される、前記入力画像の前記特定方向の画素数がm倍された出力画像データを出力する出力画像データ作成手段を更に備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus outputs m times the number of pixels in a specific direction of the output image with respect to the input image (m is an integer of 2 or more), and the specific direction is a horizontal direction or a vertical direction,
Pixel number conversion means for outputting by multiplying the number of pixels in the specific direction of the input image by m by interpolating (m−1) interpolated pixels between the pixels in the specific direction of the input image. Prepared,
The calculation means treats each pixel after m times the number of pixels as a pixel to be calculated, and performs a calculation according to a determination result by the pattern determination means for each pixel to be determined corresponding to each pixel to be determined Apply to the pixel data of the pixel, and output each pixel data after the calculation,
The image processing apparatus further includes output image data creation means configured to output output image data composed of output data of the calculation means and having the number of pixels in the specific direction of the input image multiplied by m. The image processing apparatus according to claim 1 .
当該画像処理装置は、入力画像に対して出力画像の水平方向及び垂直方向の画素数を、夫々m倍及びn倍(m及びnは2以上の整数)して出力するものであり、
前記入力画像の水平方向の各画素間に(m−1)個の補間画素を補間し且つ前記入力画像の垂直方向の各画素間に(n−1)個の補間画素を補間することにより、前記入力画像の水平方向及び垂直方向の画素数を、夫々m倍及びn倍して出力する画素数変換手段を更に備え、
前記演算手段は、前記画素数のm倍及びn倍後の各画素を被演算画素として取り扱い、各被判定画素についての前記パターン判定手段による判定結果に応じた演算を各被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに対して施して、該演算後の各画素データを出力し、
当該画像処理装置は、前記演算手段の出力データにて構成される、前記入力画像の水平方向及び垂直方向の画素数が夫々m倍及びn倍された出力画像データを出力する出力画像データ作成手段を更に備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
The image processing apparatus outputs the output image by multiplying the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction of the output image by m times and n times (m and n are integers of 2 or more), respectively.
By interpolating (m−1) interpolated pixels between the horizontal pixels of the input image and interpolating (n−1) interpolated pixels between the vertical pixels of the input image, A pixel number converting means for outputting the input image by multiplying the number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction by m times and n times, respectively;
The calculation means treats each pixel after m times and n times the number of pixels as a pixel to be calculated, and performs an operation according to the determination result by the pattern determination means for each pixel to be determined corresponding to each pixel to be determined. Apply to the pixel data of the pixel to be operated, and output each pixel data after the calculation,
The image processing apparatus includes output image data generating means configured to output output image data composed of output data of the calculation means and having the number of pixels in the horizontal direction and vertical direction of the input image multiplied by m and n, respectively. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記演算手段は、
前記被判定画素ごとに、前記パターン判定手段による判定結果に応じた加重平均係数の組を予め用意された複数の加重平均係数の組の中から選択する係数選択手段と、
選択された前記組の加重平均係数に従って、前記被判定画素に対応する前記被演算画素の画素データに、周辺画素を考慮した加重平均演算を施す加重平均演算手段と、を備えている
ことを特徴とする請求項または請求項に記載の画像処理装置。
The computing means is
Coefficient selection means for selecting a set of weighted average coefficients corresponding to the determination result by the pattern determining means for each pixel to be determined from a plurality of sets of weighted average coefficients prepared in advance;
Weighted average calculating means for performing a weighted average calculation in consideration of surrounding pixels on pixel data of the pixel to be calculated corresponding to the pixel to be determined according to the selected weighted average coefficient. The image processing apparatus according to claim 4 or 5 .
前記基準画像パターンには、
前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の全てとが非近似である点画像パターンと、
前記被判定画素の色と第1及び第4周辺画素の色が一致もしくは近似しているか、または、前記被判定画素の色と第2及び第3周辺画素の色が一致もしくは近似している水平線/垂直線画像パターンと、
前記被判定画素の色と第1〜第4周辺画素の色の内の何れか1つのみが一致又は近似している端部画像パターンの、何れかまたは全てが含まれている
ことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れかに記載の画像処理装置。
The reference image pattern includes
A point image pattern in which the color of the pixel to be determined and all of the colors of the first to fourth peripheral pixels are non-approximate,
A horizontal line in which the color of the pixel to be judged and the colors of the first and fourth peripheral pixels match or approximate, or the color of the pixel to be judged and the colors of the second and third peripheral pixels match or approximate / Vertical line image pattern,
One or all of the edge image patterns in which only one of the colors of the pixel to be determined and the colors of the first to fourth peripheral pixels match or approximate are included. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
前記基準画像パターンには、前記点画像パターンと前記水平線/垂直線画像パターンと前記端部画像パターンとが全て含まれており、
前記演算手段は、前記パターン判定手段によって、前記被判定画像パターンが前記点画像パターン、前記水平線/垂直線画像パターン及び前記端部画像パターンの全てと不一致であると判定された被判定画素に対応する画素データに対して第1の平滑化演算を実行する
ことを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。
The reference image pattern includes all of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, and the end image pattern,
The computing means corresponds to a pixel to be judged that the judged image pattern is judged to be inconsistent with all of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, and the end image pattern by the pattern judging means. The image processing apparatus according to claim 7 , wherein the first smoothing operation is performed on the pixel data to be processed.
前記演算手段は、前記パターン判定手段によって、前記被判定画像パターンが前記点画像パターン、前記水平線/垂直線画像パターン及び前記端部画像パターンの何れかと一致すると判定された被判定画素に対応する画素データに対して、平滑化演算の実行を禁止するか、或いは、前記第1の平滑化演算よりも平滑化の程度が小さい平滑化演算を実行することを特徴とする請求項に記載の画像処理装置。 The computing means is a pixel corresponding to the pixel to be judged, which is judged by the pattern judgment means to match any of the point image pattern, the horizontal / vertical line image pattern, and the edge image pattern. 9. The image according to claim 8 , wherein the smoothing operation is prohibited on the data, or the smoothing operation having a smoothing degree smaller than that of the first smoothing operation is executed. Processing equipment.
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