JPH06152938A

JPH06152938A - 映像補間装置

Info

Publication number: JPH06152938A
Application number: JP29561592A
Authority: JP
Inventors: Akira Okuya; 晃奥谷; Hirohisa Hosokawa; 拓央細川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の映像補間装置は、原画像をある倍率
に拡大する映像拡大装置において、入力画像のデータ補
間を行う際、補間を行いたい２画素間の映像信号の差分
の絶対値と閾値との大小比較の結果に従って、乗算器に
入力する係数を、ローパス特性を有する補間係数かハイ
パス特性を有する補間係数かの切替えを行い、原画像の
高周波成分をあまり失うことなく、画像の拡大を行うこ
とを目的とするものである。【構成】差分値算出回路と乗算器用ＲＯＭもしくは乗
算器係数切替え回路と基準閾値入力回路とからなる構成
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は映像をある指定倍率に拡
大する映像拡大装置に適用して好適なものである。これ
により、マルチビジョン・システム、コピー機など動
画、静止画などを拡大する必要の生じる製品に応用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、映像拡大装置の映像補間技術と
しては直線補間が有名である。ここでいう映像拡大装置
とは光学的に映像を拡大するのではなく、ディジタル信
号処理により映像を拡大するものとする。このため映像
記憶手段として、フレームメモリ、フィールドメモリな
どメモリは必ず必要となる。また、本発明で用いている
映像補間装置とは映像拡大装置により映像を拡大すると
き、必ず、原画像以外のデータを補間する必要がある
が、このような原画像以外の補間データを求めることを
意味するものとする。

【０００３】さて、前述の直線補間とは、ある映像を縦
にも横にも５倍に拡大するときには原画像の同一画素
を、メモリから２５回読み出す必要があり、これでは映
像はモザイク状となり、良くない。

【０００４】そこで、いまある特定の走査線の水平方向
について考えると、原画像の画素が図５のように５回連
続して出力されることにより拡大された信号を４０で示
す直線により、直線的に補間するのが、直線補間であ
る。これはＣＲＴ管面上では拡大によりモザイク状にな
った画面がスムーズな画面になることで確認できる。

【０００５】ただし、直線補間では原画像の高周波成分
が失われるので、はっきりしない映像となるという問題
があり、それを改善するため図５の４１で示すような補
間を行う折れ線補間という方法もある。

【０００６】また、図６に直線補間回路の一例を示す。
これは図５で示した水平方向の補間を行う回路である。
図７も直線補間回路の一例であるが、図６で用いていた
乗算器をなくすため、乗算器をＲＯＭで置き換えた構成
としている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純な
直線補間回路では、入力画像の高周波成分が失われ、映
像の境界がはっきりしない少しピントのあまい映像にな
るという問題があった。

【０００８】本発明は上述の欠点に鑑み、入力画像のデ
ータ補間を行う際、補間を行う２画素間の映像信号の差
分の値の絶対値とある閾値との大小の比較の結果によっ
て、直線補間とするか、それ以外の補間とするかを選択
し、境界のはっきりした高周波成分のあまり減衰しない
映像補間装置を実現しようとするものである。

【０００９】また、映像補間回路は輝度信号、色差信号
に関して行うと、ハード規模が大きくなり、また、価格
が高くなるという問題もある。このことは、マルチビジ
ョン・システムでは映像拡大装置が数多く必要となるの
で、コスト的に非常に問題となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の映像補間
装置は入力画像のデータ補間を行う際、補間を行う２画
素間の映像信号の差分の値の絶対値によって、２種類の
補間係数のどちらか一方に切り替えることによって原画
像の高周波成分をあまり失うことなく、画像の拡大を行
おうとするものである。

【００１１】本発明の第二の映像補間装置は入力画像の
データ補間を行う際、補間を行う２画素間の映像信号の
差分の値の絶対値によって、予め原画像の高周波成分を
あまり失わないような適切な乗算器用ＲＯＭを作ってお
き、それによって境界のはっきりした高周波成分のあま
り減衰しない映像補間装置を実現しようとするものであ
る。

【００１２】これはＲＯＭをルックアップテーブルメモ
リーとして用いることによって、乗算器の代わりに使っ
ているものである。

【００１３】本発明の第三の映像補間装置は映像信号の
輝度信号および色差信号のうち、特に視覚効果の大きい
輝度信号のみに補間を行い、色差信号には補間を行わな
いことによって、ハード規模を小さく、安価にすること
を目的としている。

【００１４】

【作用】本発明の第一の映像補間装置によれば、補間を
行う２画素間の映像信号のの差分値の絶対値が、ある閾
値以下のときは直線補間を行い、差分値が前記閾値より
大きいときは、折れ線補間もしくは非線形補間を行うこ
とによって、原画像の高周波成分を失うことなく、画像
の拡大を行うことができる。

【００１５】本発明の第二の映像補間装置によれば、前
述の乗算器を用いる代わりに、予め原画像の高周波成分
をあまり失わないような適切な乗算器用ＲＯＭを用いる
ことによって、原画像の高周波成分を失うことなく、画
像の拡大を行うことができるとともに、ハード規模を小
さく、コストを安価にすることが可能となる。

【００１６】本発明の第三の映像補間装置によれば、輝
度信号のみに補間を行い、色差信号には補間を行わない
ことで、ハード規模を小さく、コストを安価にすること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の映像補間装置の実施例を図１
〜図４によって説明する。まず、図４に本発明の映像補
間装置を含む映像拡大装置のブロック図を示す。このよ
うに、メモリからの出力である８ビットのディジタル信
号の輝度信号、色差信号に垂直補間、水平補間を行い
（順番はメモリ構成により水平補間を先に行ってから垂
直補間を行っても良い）、Ｄ／Ａ変換し、エンコードす
るものとする。

【００１８】さて、ここで述べる実施例１〜実施例３は
すべて画面上の水平方向の補間を考えているが、垂直方
向の補間も同じ考え方で処理できる。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の第一の実施例
である映像補間装置の補間回路を示す図である。まず、
ディジタルデータの入力が遅延器１、２を通過する。た
だし、ディジタルデータは前述の如く倍率ごとに何回か
連続したデータなので、倍率ごとに異なるクロックにて
ラッチし、遅延器１への入力データ自体は元の原画像の
データと一致するものとする。

【００２０】加算器８により一走査線内のあい前後する
映像信号の差分をとっている。この差分の大きさによっ
て乗算器１０に入力する係数を切り替えるため、遅延器
２の入出力の差分を加算器９により計算し、その絶対値
をとるため絶対値化回路１２に通し、それを係数切替え
回路１３に入力している。係数切替え回路１３には直線
補間係数１４と折れ線補間係数１５を入力し、基準閾値
１６と絶対値化回路１２を通過した信号との大小を比較
することによって、上記２種類の係数のうち、適した係
数を選択するというものである。

【００２１】原画像の高周波成分をあまり失わなくする
という観点から考えると、映像信号の差分の絶対値が基
準閾値１６以下のときは直線補間係数を用い、映像信号
の差分の絶対値が基準閾値より大きいときは、折れ線補
間係数を用いるものとする。

【００２２】遅延器５、６、７のクロックおよび遅延器
５、６、７以降の信号処理はすべて遅延器１、２、３、
４とは異なるシステム・クロックを用いる。このように
２種類のクロックを用いないと補間処理できないためで
ある。図１の信号処理は計算式でかくと

【００２３】

【数１】

【００２４】をハード的に実行していることになる。こ
こで、Ｘ（ｎ）、Ｘ（ｎ＋１）は図５で示した原画像の
輝度信号の大きさである。また、αは倍率ごとに設定す
る差分値に乗算する係数である。χ（ｍ）が補間出力デ
ータであり、倍率に応じて計算回数が変わるので、添え
字にｍをつけている。

【００２５】実際の映像拡大装置を実現するためには、
上記の信号処理を垂直方向と水平方向の２回行う必要が
ある。ただし、図１の構成は水平方向の補間について示
したものであり、垂直方向の補間を行う場合は、遅延器
１を取り除き、垂直補間したい２画素の輝度信号あるい
は色差信号を同時に加算器８に入力するとよい。

【００２６】（実施例２）図２は本発明の第二の実施例
である映像補間装置の補間回路を表している。図１と異
なる点は、乗算器をなくし、その代わりにＲＯＭを用い
ているところである。これにより、図１と比べるとかな
りハードウェア規模の縮小がはかれることが分かる。

【００２７】遅延器１７は連続したデータから原画像の
画素データを得るためのサンプリングおよびラッチ用フ
リップフロップであり、クロック入力は倍率ごとにシス
テムクロックを適宜分周したものとなる。また、遅延器
１８、１９のクロックおよび遅延器１８、１９以降の回
路は、すべてシステムクロックで動作させるものとす
る。このように２つのクロックを用いないと原理的にデ
ータ補間できないためである。

【００２８】ＲＯＭ２３はあらかじめ差分の大きさに応
じて、直線補間と折れ線補間のどちらを選択するかを決
定し、（数１）の

【００２９】

【数２】

【００３０】のデータを書き込んだものである。これに
より、図１で必要であった乗算器および係数切替え回路
１３とそれに付随する回路を省略することができる。た
だ、ＲＯＭのアドレス指定回路２２が新たに必要となる
だけである。このように図１と同じ信号処理をハードウ
ェアを簡略化して、図２の構成により、実現できること
が分かる。

【００３１】（実施例３）図３は本発明の第三の実施例
における映像補間装置の補間回路のブロック図である。
垂直補間２４と水平補間２５が先程の実施例１、実施例
２で述べた回路により構成された補間回路である。図３
に示す如く、輝度信号にのみ垂直補間、水平補間を行な
い、色差信号には上記補間処理を行わないというもので
ある。これにより、ハードウェアを簡略化できるのみな
らず、コストも大いに安価にすることが可能となる。

【００３２】

【発明の効果】各実施例に対しての効果を述べると（１）本発明第一の映像補間装置によれば、補間を行い
たい２画素間の映像信号の差分の絶対値がある閾値より
大きいか小さいかの比較を行い、その判定結果に基づ
き、乗算器に入力する２種類の補間係数を切り替えるこ
とによって、原画像の高周波成分をあまり失うことな
く、画像の拡大を行うことが可能となる。

【００３３】（２）本発明第二の映像補間装置によれ
ば、前述の乗算器を用いる代わりに、乗算器ＲＯＭを用
いることによって、原画像の高周波成分を失うことな
く、画像の拡大を行うことができるとともに、ハード規
模を小さく、コストを安価にすることが可能となる。

【００３４】（３）本発明の第三によれば、視覚効果の
大きい輝度信号のみに補間を行い、色差信号には補間を
行わないことで、ハード規模を小さく、コストを安価に
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における映像補間装置の
補間回路を示す図

【図２】本発明の第二の実施例における映像補間装置の
補間回路を示す図

【図３】本発明の第三の実施例における映像補間装置の
補間回路を示す図

【図４】本発明の映像補間装置を含む映像拡大装置のブ
ロック図

【図５】直線補間方法を説明するための図

【図６】直線補間回路を示す図

【図７】乗算器ＲＯＭを用いた直線補間回路を示す図

【符号の説明】

１遅延器８加算器１２絶対値化回路１３係数切替え回路１４直線補間用係数１５折れ線補間用係数１６基準閾値２２ＲＯＭアドレス指定回路２３ＲＯＭ２４垂直補間回路２５水平補間回路２６Ｄ／Ａ変換器２９エンコーダ４０直線補間方法４１折れ線補間方法４６直線補間係数４９直線補間変換ＲＯＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原画像をある倍率に拡大する映像拡大装
置において、上記原画像の一走査線内のあい前後した２
画素間の補間を行う水平補間および上記原画像の隣接す
る二走査線間の補間を行う垂直補間を行うとき、補間を
行う２画素間の輝度信号および色差信号の差分の絶対値
の大きさが、ある閾値より大きいときは、高周波成分を
通過させるハイパス特性を有する補間係数を乗算器に入
力することで、補間を行い、上記差分の絶対値の大きさ
がある閾値以下のときは低周波成分を通過させるローパ
ス特性を有する補間係数を乗算器に入力することで補間
を行うことを特徴とした映像補間装置。
【請求項２】原画像をある倍率に拡大する映像拡大装
置において、上記原画像の一走査線内のあい前後した２
画素間の補間を行う水平補間および上記原画像の隣接す
る二走査線間の補間を行う垂直補間を行うとき、補間を
行いたい２画素間の輝度信号および色差信号の差分の絶
対値が、ある閾値より大きいときは、非線形特性を有す
る補間係数を乗算器に入力することで補間を行い、上記
差分の絶対値がある閾値以下のときは線形特性を有する
補間係数を乗算器に入力することで補間を行うことを特
徴とした映像補間装置。
【請求項３】原画像をある倍率に拡大する映像拡大装
置において、上記原画像の一走査線内のあい前後した２
画素間の補間を行う水平補間および上記原画像の隣接す
る二走査線間の補間を行う垂直補間を行うとき、補間を
行いたい２画素間の輝度信号および色差信号の差分の絶
対値が、ある閾値より大きいときは、折れ線補間係数を
乗算器に入力することで補間を行い、上記差分の絶対値
がある閾値以下のときは直線補間係数を乗算器に入力す
ることで補間を行うことを特徴とした映像補間装置
【請求項４】原画像をある倍率に拡大する映像拡大装
置において、原画像の補間を行いたい２画素間の輝度信
号および色差信号の差分の大きさによって、予めローパ
ス、ハイパスあるいは線形、非線形あるいは直線補間、
折れ線補間を考慮に入れた乗算器ＲＯＭを作成し、上記
ＲＯＭを用いて補間を行うことを特徴とする映像補間装
置。
【請求項５】原画像をある倍率に拡大する映像拡大装
置において、原画像の補間を行いたい２画素間の補間を
行う際、輝度信号のみに補間処理を行い、色差信号には
補間処理を行わず、原画像の色差信号を用いる構成とし
たことを特徴とする映像補間装置。