JPH0583617A - デイジタル補間装置 - Google Patents

デイジタル補間装置

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JPH0583617A
JPH0583617A JP3271950A JP27195091A JPH0583617A JP H0583617 A JPH0583617 A JP H0583617A JP 3271950 A JP3271950 A JP 3271950A JP 27195091 A JP27195091 A JP 27195091A JP H0583617 A JPH0583617 A JP H0583617A
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JP
Japan
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inner product
output
data
arithmetic circuit
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JP3271950A
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English (en)
Inventor
Mitsuharu Oki
光晴 大木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】垂直および水平方向の補間処理のための1H遅
延線を省略し、回路規模を小さくする。 【構成】マルチポートメモリ1の出力ポートO1、O2
から異なる行(ライン)の画素データがシリアルに読み
出され、内積演算回路3において、垂直方向の補間処理
がされる。内積演算回路3の出力信号がレジスタ41、
42の直列接続に供給され、各レジスタの出力データが
内積演算回路5に供給され、水平方向の補間がされる。
内積演算回路5から出力端子6が導出され、2次元の補
間出力が取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一つの半導体メモリ
アレイから複数のシリアルポートが導出されたマルチポ
ートメモリを使用して、例えば画像データの拡大のため
の補間を行うのに適用されるディジタル補間装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一例として、ビデオカメラの手振れの補
正を行う時には、手振れによる動きを検出し、この動き
をキャンセルするように、画枠が移動される。その結
果、元の画像が存在していない領域が補正後の画枠内に
含まれるので、予め画像を拡大する処理がなされる。手
振れ補正に限らず、テレビジョン画像の拡大は、特殊効
果発生装置等の分野で必要とされる処理である。フィー
ルドメモリに格納されている画像データの一部あるいは
全てをq(q>1)倍に拡大するためには、データを補
間する必要がある。フィールドメモリの出力端子は、一
つしかないので、外部に1個あるいは複数の1H(H:
水平走査期間)遅延線を接続し、2次元補間を可能とし
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のデ
ィジタル補間装置は、2次元補間を行う時に、フィール
ドメモリに加えて1H遅延線が必要であり、回路が複雑
になる問題があった。
【0004】従って、この発明の目的は、複数の出力ポ
ートを有するマルチポートメモリによって、1H遅延線
を省略できるディジタル補間装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によるマルチポ
ートメモリは、複数のメモリセルがマトリクス状に配列
され、メモリセル中の選択された複数の行のものから、
シリアルにメモリセルの内容が出力されるP1個のシリ
アル出力ポートO1、O2を有するマルチポートメモリ
(1)と、出力ポートO1、O2と接続され、各サイク
ルで設定された係数を出力ポートO1、O2からのデー
タに乗算し、乗算出力を加算するP1次の第1の内積演
算回路(3)と、第1の内積演算回路(3)と接続さ
れ、複数のレジスタ(41、42)の直列接続からなる
レジスタ群と、レジスタ群と接続され、、各サイクルで
設定された係数をレジスタ群からのデータに乗算し、乗
算出力を加算するとともに、出力データを発生するP2
次の第2の内積演算回路(5)と、マルチポートメモリ
(1)、第1の内積演算回路(3)、レジスタ群に対し
て、クロック信号CKとゲート信号Pgとから形成され
たクロック信号を供給するとともに、第2の内積演算回
路(5)に対してクロック信号を供給する手段(7)と
からなるディジタル補間装置である。
【0006】また、この発明は、複数のメモリセルがマ
トリクス状に配列され、メモリセル中の選択された複数
の行のものから、シリアルにメモリセルの内容が出力さ
れるP1個のシリアル出力ポートO1〜O4を有するマ
ルチポートメモリ(1)と、出力ポートO1〜O4と接
続された(P1×P2)個のレジスタ(211〜24
4)からなるレジスタ群と、レジスタ群の各レジスタの
出力が供給され、各サイクルで設定された係数をレジス
タ群からのデータに乗算し、乗算出力を加算するととも
に、出力データを発生する(P1×P2)次の内積演算
回路(8)と、マルチポートメモリ(1)、レジスタ群
に対して、クロック信号CKとゲート信号Pgとから形
成されたクロック信号を供給するとともに、内積演算回
路(8)に対してクロック信号CKを供給する手段
(7)とからなるディジタル補間装置である。
【0007】
【作用】マルチポートメモリ1の出力ポートO1、O2
には、2行の各行の画素データがシリアルに出力され
る。出力ポートO1、O2からの画素データが内積演算
回路3に供給され、異なるラインの画素データを使用し
て、垂直方向の補間がなされる。そして、内積演算回路
3に接続されたレジスタ41、42からなるレジスタ群
からの2個のデータが内積演算回路5に供給され、水平
方向の補間がなされる。この内積演算回路5からは、垂
直および水平方向の補間で生成された出力データが得ら
れる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。この実施例は、画像を拡大する時に必
要な補間を行うものである。図1において、1は、マル
チポートメモリである。マルチポートメモリ1は、マト
リクス状にメモリセルが配列された半導体メモリアレイ
と、メモリアレイの各行を選択するためのワード線と、
その各列を選択するためのビット線と、ワード線および
ビット線を選択するセレクト信号を発生するローデコー
ダ、カラムデコーダ、パラレルロード、シリアルシフト
のシフトレジスタ、制御回路等から構成されている。こ
の例では、マルチポートメモリ1が指定された異なる二
行のデータをサンプルシリアル(すなわち、8ビットパ
ラレル)にそれぞれ出力する二つの出力ポートO1、O
2を備えている。マルチポートメモリ1の各行がビデオ
信号のライン方向を示し、各メモリセルに画素データ
(例えば8ビットの1サンプル)が書き込まれる。書き
込みの構成は、簡単のため、省略されているが、別個の
入力ポートを通じてビデオデータがマルチポートメモリ
1に対して書き込まれる。かかるマルチポートメモリ1
としては、本願出願人の提案に係わる特願平2−173
327号あるいは特願平3−126690号に開示のも
のを使用できる。
【0009】マルチポートメモリ1の出力ポートO1、
O2には、レジスタ21、22がそれぞれ接続される。
このレジスタ21、22の出力信号がP1次の第1の内
積演算回路3に供給される。ここでは、P1=2であ
り、内積演算回路3は、係数C1、C2をデータにそれ
ぞれ乗算する乗算器31、32と、乗算出力を加算する
加算器33と、ROM等で構成された係数発生器(図示
せず)から主としてなる。この内積演算回路3の出力信
号がレジスタ41に供給される。レジスタ41には、レ
ジスタ42が直列接続されている。
【0010】レジスタ41、42の出力信号がP2次の
第2の内積演算回路5に供給される。ここでは、P2=
2であり、内積演算回路5は、係数C3、C4をデータ
にそれぞれ乗算する乗算器51、52と、乗算出力を加
算する加算器53と、ROM等で構成された係数発生器
(図示せず)から主としてなる。この内積演算回路5の
加算器53から出力端子6に出力信号が取り出される。
【0011】マルチポートメモリ1、レジスタ21、2
2、内積演算回路3、レジスタ41、42には、AND
ゲート7の出力信号がクロック信号として供給される。
ANDゲート7には、システムクロックCKとゲート信
号Pgとが供給され、ゲート信号Pgがハイレベルの期
間にANDゲート7の出力にクロック信号が生じる。ま
た、内積演算回路5には、システムCKが直接的に供給
される。ゲート信号Pgは、画像の拡大率に関連して、
そのハイレベルThの期間とそのローレベルTlの期間
の長さが設定される。すなわち、画像をq(q>1)倍
に拡大する時には、(Tl:Th=q−1:1)に設定
される。
【0012】一例として、(q=4/3)倍に拡大した
画像のデータを形成する補間処理について以下に説明す
る。図2は、画像の一部を示し、図2、図3、図4およ
び図5において、白いドットがマルチポートメモリ1に
格納されている元の画素データであり、×で表されたも
のが最終的に求めるべき画素データである。元の画素デ
ータは、それぞれ図3に示すように、ai,j (i=垂直
方向のライン番号、j=水平方向のサンプル番号)の符
号が付される。また、図中で、+で表されたデータは、
図4に示すように、bi,j の符号が付される。さらに、
補間演算で最終的に得られるデータは、図5に示すよう
に、di,j の符号が付される。
【0013】di,j を求めるためには、最初に元の画素
データai,j を使用した垂直方向の補間によりbi,j が
生成される。この補間演算は、内積演算回路3によっ
て、なされる。マルチポートメモリ1の出力ポートO
1、O2からの元の画素データがレジスタ21、22に
格納され、レジスタ21、22の出力データai,j 、a
i+1,j に係数C1、C2が乗算され、乗算出力が加算器
33で加算され、加算器33の出力にbi,j が得られ
る。係数C1、C2は、ai,j 、ai+1,j とbi,j の間
の垂直方向の距離に応じて規定される。この補間演算の
一部を下記に示す。 b3,0 =3/4 a2,0 +1/4 a3,0 b3,1 =3/4 a2,1 +1/4 a3,1 b3,0 =3/4 a2,2 +1/4 a3,2
【0014】次に、bi,j を使用した水平方向の補間に
よって、最終的な出力データdi,jが生成される。この
水平方向の補間は、内積演算回路5によりなされる。内
積演算回路5には、レジスタ41、42から水平方向に
連続する二つのデータbi,j+1 、bi,j が供給され、こ
れらに係数C3、C4がそれぞれ乗算され、乗算出力が
加算される。係数C3、C4は、bi,j+1 、bi,j とd
i,j の間の水平方向の距離に応じて規定される。この補
間演算の一部を下記に示す。 d3,0 =0 b3,1 +1 b3,0 d3,1 =3/4 b3,1 +1/4 b3,0 d3,2 =1/2 b3,2 +1/2 b3,1
【0015】内積演算回路5から出力端子6への補間出
力di,j の順序は、ラスター走査の順序である。例えば
(i=3)のラインの補間出力d3,0 、d3,1 、d3,2
、・・・・をシリアルに出力する時の動作は、図6に
示すタイミングチャートに示される。システムクロック
CKおよびゲート信号PgがANDゲート7に供給され
る。ANDゲート7からは、(Pg=ハイレベル)の期
間Thで3個のクロック信号CKが発生する。4個のク
ロック信号の内の一つが禁止される。このANDゲート
7からのクロック信号に同期して、マルチポートメモリ
1の読み出し動作、レジスタ21、22のデータ取込み
動作、内積演算回路3の演算動作、レジスタ41、42
のデータ取込み動作がなされる。
【0016】従って、マルチポートメモリ1から読み出
されてから、レジスタ21、22に第2番目の行のデー
タa2,0 、a2,1 、・・・および第3番目の行のデータ
a3,0 、a3,1 、・・・が順次取り込まれ、それぞれか
ら出力される。内積演算回路3の制御回路(図示せず)
によって、係数発生器がANDゲート7からのクロック
信号に同期して図示の係数C1、C2を発生する。レジ
スタ21の出力データと係数C1が乗算され、レジスタ
22の出力データと係数C2が乗算され、加算器33か
ら内積演算回路3の出力b3,0 、b3,1 、・・・が発生
する。この内積演算回路3の出力データがレジスタ41
に取り込まれる。レジスタ41の出力データに対して、
レジスタ42の出力データは、1クロック遅れている。
【0017】また、内積演算回路5は、クロック信号C
Kに同期して動作する。すなわち、クロックCKに同期
して変化する係数C3、C4がレジスタ41、42の出
力データとそれぞれ乗算される。この結果、内積演算回
路3の出力データ中で、クロックCKのそれの2倍の長
さの期間に保持されるデータは、内積演算に2回使用さ
れる。これは、画像を4/3倍に拡大しているためであ
る。一例として、出力データ(d3,0 とd3,1 )、(d
3,4 とd3,5 )、(d3,8 とd3,9 )、・・・は、下記
のように、使用する二つのデータが同じである。 d3,0 =0 b3,1 +1 b3,0 d3,1 =3/4 b3,1 +1/4 b3,0 d3,4 =0 b3,4 +1 b3,3 d3,5 =3/4 b3,4 +1/4 b3,3 d3,8 =0 b3,7 +1 b3,6 d3,9 =3/4 b3,7 +1/4 b3,6
【0018】上述のゲート信号Pgの代わりに、クロッ
ク信号CKを常に供給するとともに、イネーブル信号を
用いてクロックCKの4サイクルに対して1サイクルだ
け動作を止めも良い。
【0019】上述の一実施例は、水平および垂直方向で
4/3倍に拡大するものであるが、水平方向と垂直方向
とで、拡大の比率が異なる拡大に対しても適用すること
ができる。また、図7に示すように、画像を傾けてある
いは回転して、そして、4/3倍に拡大する処理に対し
ても、この発明は、適用できる。
【0020】図7は、4/3倍に拡大されるとともに、
図面において、右斜め下へ傾けられた画像を得る例であ
る。図7において、αは、直角をなす2辺がそれぞれ1
および1/4の長さである直角三角形の斜辺の長さ(4
×α)の係数である。また、図8は、白ドットで示す元
の画素データai,j の番号付けを示し、図9は、+で示
すデータbi,j の番号付けを示し、図10は、×で示す
最終的な補間出力di,j の番号付けを示す。この図7に
示す例でも、上述の一実施例と同様に、最初に元の画素
データai,j を使用した補間によってbi,j が求めら
れ、次に、bi,jを使用した補間によってdi,j が求め
られる。この図7の補間処理を行う時のタイミングチャ
ートを図11に示す。図11は、図6と同様のものであ
るが、補間演算のために必要な画素データは、順次下側
へシフトするラインのものであり、また、補間演算のた
めの係数が図6と相違している。
【0021】図12は、この発明の他の実施例を示し、
これは、4次の内積演算を垂直方向および水平方向で順
次行う。マルチポートメモリ1からは、4個の行の画素
データが順次出力される出力ポートO1〜O4が導出さ
れ、各ポートの出力データがレジスタ21〜24に取り
込まれる。レジスタ21〜24のデータが4次の内積演
算回路3に供給される。内積演算回路3では、4個の画
素データに対して、所定の係数が乗算され、乗算出力が
加算器に供給され、加算器から補間出力が発生する。
【0022】内積演算回路3の出力データがレジスタ4
1〜44の直列接続に供給される。各レジスタの出力デ
ータが内積演算回路5に供給される。この内積演算回路
5は、レジスタ41〜44の出力データに対して所定の
係数を乗算する乗算器と、乗算出力を加算する加算器等
からなり、出力端子6に補間出力が取り出される。
【0023】レジスタ21〜24、内積演算回路3、レ
ジスタ41〜44に対しては、ANDゲート7によりゲ
ート信号PgでゲートされたシステムクロックCKが供
給される。また、内積演算回路5は、システムクロック
CKで動作する。この図12の例は、前述の図1の例が
2次の内積演算を行うのに対して、4次の内積演算を行
うものである。
【0024】図13は、この発明のさらに他の実施例を
示す。マルチポートメモリ1から導出された4個の出力
ポートO1〜O4に対して、4個のレジスタの直列回路
がそれぞれ接続される。すなわち、レジスタ211〜2
14の直列接続、レジスタ221〜224の直列接続、
レジスタ231〜234の直列接続、レジスタ241〜
244の直列接続が接続される。従って、これらのレジ
スタからは、4行×4画素の画素データが同時に出力さ
れる。このレジスタの16個の画素データが内積演算回
路8に供給される。マルチポートメモリ1およびレジス
タ21〜54に対しては、ANDゲート7を介されたク
ロックが供給される。
【0025】内積演算回路8は、(4×4=16)個の
同時に入力される画素データを使用して16次の内積演
算を行うものである。つまり、各補間出力は、その周囲
の4個の画素データに対して、距離に応じた係数を乗算
し、乗算出力を加算することで生成される。上述の実施
例では、垂直方向の補間と水平方向の補間とが順次なさ
れるものであったが、図13の例では、16個の画素デ
ータから同時的に4個の補間出力が形成できる。そし
て、4個の補間出力が出力端子6にラスター順に出力さ
れる。
【0026】
【発明の効果】この発明によれば、異なるラインの画素
データが取り出される複数の出力ポートを有するメモリ
を設けているので、フィールドメモリの外部に1H遅延
線を設ける必要がない。従って、回路規模を小さくでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のブロック図である。
【図2】補間処理の説明のための画素の配置を示す略線
図である。
【図3】補間処理の説明のための画素の番号付けを示す
略線図である。
【図4】補間処理の説明のための画素の番号付けを示す
略線図である。
【図5】補間処理の説明のための画素の番号付けを示す
略線図である。
【図6】この発明の一実施例のタイミングチャートであ
る。
【図7】他の補間処理の説明のための画素の配置を示す
略線図である。
【図8】他の補間処理の説明のための画素の番号付けを
示す略線図である。
【図9】他の補間処理の説明のための画素の番号付けを
示す略線図である。
【図10】他の補間処理の説明のための画素の番号付け
を示す略線図である。
【図11】他の補間処理の説明のためのタイミングチャ
ートである。
【図12】この発明の他の実施例のブロック図である。
【図13】この発明のさらに他の実施例のブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 マルチポートメモリ 3 第1の内積演算回路 5 第2の内積演算回路 6 出力端子 O1〜O4 出力ポート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルがマトリクス状に配列
    され、上記メモリセル中の選択された複数の行のものか
    ら、シリアルに上記メモリセルの内容が出力されるP1
    個のシリアル出力ポートを有するマルチポートメモリ
    と、 上記出力ポートと接続され、各サイクルで設定された係
    数を上記出力ポートからのデータに乗算し、乗算出力を
    加算するP1次の第1の内積演算回路と、 上記第1の内積演算回路と接続され、複数のレジスタの
    直列接続からなるレジスタ群と、 上記レジスタ群と接続され、、各サイクルで設定された
    係数を上記レジスタ群からのデータに乗算し、乗算出力
    を加算するとともに、出力データを発生するP2次の第
    2の内積演算回路と、 上記マルチポートメモリ、上記第1の内積演算回路、上
    記レジスタ群に対して、クロック信号とゲート信号とか
    ら形成されたクロック信号を供給するとともに、上記第
    2の内積演算回路に対して上記クロック信号を供給する
    手段とからなるディジタル補間装置。
  2. 【請求項2】 複数のメモリセルがマトリクス状に配列
    され、上記メモリセル中の選択された複数の行のものか
    ら、シリアルに上記メモリセルの内容が出力されるP1
    個のシリアル出力ポートを有するマルチポートメモリ
    と、 上記出力ポートと接続された(P1×P2)個のレジス
    タからなるレジスタ群と、 上記レジスタ群の各レジスタの出力が供給され、各サイ
    クルで設定された係数を上記レジスタ群からのデータに
    乗算し、乗算出力を加算するとともに、出力データを発
    生する(P1×P2)次の内積演算回路と、 上記マルチポートメモリ、上記レジスタ群に対して、ク
    ロック信号とゲート信号とから形成されたクロック信号
    を供給するとともに、上記内積演算回路に対して上記ク
    ロック信号を供給する手段とからなるディジタル補間装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0651583A2 (en) * 1993-10-28 1995-05-03 Lg Electronics Inc. Motion compensator for digital image restoration

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