JPH1098611A - 画像サイズ変換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、任意の大きさの画像サイズに変換す
ることができず、また、直交変換を符号化装置で逆直交
変換を復号化装置に分かれて行うシステムに適用できな
い。 【解決手段】 画像データから切り出した直交変換を施
した画素ブロックに対し、ＡＣパワー検出装置４は絵柄
の細かさを示すＡＣパワーを検出する。ブロックサイズ
決定装置５は検出されたＡＣパワーにより各画素ブロッ
クの変換サイズを決定し、ブロックサイズ変換装置３へ
決定したブロックサイズを知らせる。ブロックサイズ変
換装置３は、ブロックサイズ決定装置５で決定された変
換サイズにより直交変換器２からの画像データの画素ブ
ロックサイズを変換する。逆直交変換器６はブロックサ
イズ変換装置３から入力された画素ブロックに対して逆
直交変換を施し、周波数領域から空間領域への変換を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画面サイズ変換方式
に係り、特に直交変換を用いて任意の画像サイズへ変換
する画像サイズ変換方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、情報量の少ない画像データを
直交変換を用いることにより、できるだけ高画質な拡大
画像に変換する画像サイズ変換方式が知られている（特
開平５−１０８８１３号公報）。図７はこの従来の画像
変換方式の一例のブロック図を示す。この従来の画像変
換方式は、ブロック切り出し装置１、直交変換器２、ブ
ロックサイズ変換装置３及び逆直交変換器６から構成さ
れている。ブロック切り出し装置１は、画素ブロック単
位で画像データを切り出す。直交変換器２は切り出した
画素ブロックを直交変換する。ブロックサイズ変換装置
３は入力されたブロックサイズを変換する。逆直交変換
器６は、サイズ変換されたブロックを逆直交変換する。

【０００３】次に、この従来方式の動作を説明する。デ
ィジタル画像データ（原画像データ）はブロック切り出
し装置１に入力されて一定の画素ブロック単位、例えば
横方向８画素、縦方向８画素の８×８画素ブロックで切
り出されて直交変換器２に入力され、ここで直交変換さ
れる。直交変換された８×８の画素ブロックは、ブロッ
クサイズ変換装置３に入力されて、あるブロックサイ
ズ、例えば９×９のブロックサイズに変換された後、逆
直交変換器６に供給される。逆直交変換器６は、上記の
９×９のブロックサイズのデータを逆直交変換して９×
９画素ブロックの画像サイズが拡大された画像データを
出力する。

【０００４】図８は従来の画面サイズ変換方式による画
像サイズ変換の結果の例を示す。図８（Ａ）は横方向２
４画素、縦方向１６画素の画像サイズの画像データを、
それぞれ８×８画素のブロックＢ１１〜Ｂ３２として切
り出し、これらの各ブロックを９×９のブロックサイズ
に変換し、これを逆直交変換して２７×１８画素の画像
データを得た例を示す。また、図８（Ｂ）は横方向２４
画素、縦方向１６画素の画像サイズの画像データを、そ
れぞれ８×８画素のブロックＢ１１〜Ｂ３２として切り
出し、これらの各ブロックを１０×１０のブロックサイ
ズに変換し、これを逆直交変換して３０×２０画素の画
像データを得た例を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の画像サイズ変換方式では、画像サイズを変換する際
に、すべてのブロックを同じ変換率でしか変換すること
ができないため、図８（Ａ）の例では各画素ブロックを
９／８倍に拡大して２４×１６画素から２７×１８画素
のサイズの画像を得、また図８（Ｂ）の例では各画素ブ
ロックを１０／８倍に拡大して２４×１６画素から３０
×２０画素のサイズの画像を得るだけであり、２７×１
８画素から３０×２０画素までの間の任意の大きさの画
像サイズに変換することができない。

【０００６】また、上記の従来の画像サイズ変換方式の
課題を回避するために、原画像データを希望する画像サ
イズに応じたブロックサイズに切り出して直交変換する
構成の画像サイズ変換方法をとることが考えられるが、
この画像サイズ変換方法は実現が困難である。

【０００７】その理由は、ハードウェアが複雑になるほ
か、直交変換を用いて画像を圧縮する規格であるＭＰＥ
Ｇ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇ
ｒｏｕｐ）等は直交変換と逆直交変換は符号化装置と復
号化装置に分かれており、表示サイズを決定するのは復
号化装置であり、上記のように符号化装置に直交変換す
る画素ブロックサイズを変更するということを反映させ
ることは不可能なためである。また、ＭＰＥＧでは符号
化する画素ブロックサイズは８×８画素と決まっている
ので、直交変換する画素ブロックサイズをこれ以外の任
意のサイズに変更することはできない。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
任意の大きさの画像サイズに変換し得る画像サイズ変換
方式を提供することを目的とする。

【０００９】また、本発明の他の目的は、直交変換と逆
直交変換とが分かれているシステムでも画像サイズを変
換し得る画像サイズ変換方式を提供することにある。

【００１０】本発明の更に他の目的は、高画質の画像サ
イズ変換画像を得ることができる画像サイズ変換方式を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、画像データを所定の大きさの画素ブロック
単位で切り出すブロック切り出し装置と、切り出された
各画素ブロックに直交変換を施して変換係数を求める直
交変換器と、直交変換器の出力変換係数の高域側に”
０”を付加又は削除することによりブロックサイズを変
換するブロックサイズ変換手段と、ブロックサイズ変換
手段の出力変換係数に逆直交変換を施して画像サイズが
変換された画像データを出力する逆直交変換器とを有す
る構成としたものである。

【００１２】本発明では、直交変換後にブロックサイズ
を変換し、ブロックサイズが変換された変換係数に逆直
交変換を行うようにしたため、逆直交変換をする以前に
すべての画像サイズ変換の処理ができる。

【００１３】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、ブロックサイズ変換手段は、画素ブロック列毎及び
画素ブロック行毎に画素サイズを任意に決定して、その
決定した画素サイズに応じて変換係数の高域側に”０”
を付加又は削除することによりブロックサイズを変換す
るため、画素ブロック毎にサイズ変換率を変えられる。

【００１４】更に、本発明は上記の目的を達成するた
め、ブロックサイズ変換手段は、各画素ブロックのＡＣ
成分を合計して画素ブロック毎のＡＣパワーを求めるＡ
Ｃパワー検出装置と、ＡＣパワー検出装置の検出値に基
づき、各画素ブロック列毎の画素ブロックのＡＣパワー
の和を求め、その和に応じて各画素ブロック列の水平方
向のサイズを決定すると共に、各画素ブロック行毎に画
素ブロックのＡＣパワーの和を求め、その和に応じて各
画素ブロック行の垂直方向のサイズを決定するブロック
サイズ決定装置と、ブロックサイズ決定装置により決定
された画素ブロックサイズに応じて、直交変換器からの
変換係数の高域側に”０”を付加又は削除することによ
りブロックサイズを変換するブロックサイズ変換装置と
からなる構成としたものである。

【００１５】本発明では画素ブロック毎のＡＣパワーを
ＡＣパワー検出装置により求めている。このため、画素
ブロック毎の絵柄の細かさを知ることができる。ここ
で、図２をもとにＡＣパワーについて説明する。例え
ば、図２（Ａ）は８×８画素に切り出した画素ブロック
である。この画素ブロックに対して直交変換を行うと、
画像成分は図２（Ｂ）に示すように、画面の周波数成分
毎に分割される。分割された周波数成分は図２（Ｃ）に
示すように、低域側と高域側に分かれ、周波数が０Ｈｚ
の部分をＤＣ（直流）成分、それ以外をＡＣ（交流）成
分といい、ＡＣ成分を合計したものをその画素ブロック
のＡＣパワーという。このため、ＡＣパワーが大きいほ
ど高域側の周波数成分が多い、つまり、絵柄の細かい画
素ブロックであるということがいえる。

【００１６】ブロックサイズ決定装置は、ＡＣパワー検
出装置により求めたＡＣパワーをもとにサイズ変換率を
決定する。サイズ変換率を大きくするということはそれ
に伴う画質の低下も大きくなるということであり、絵柄
の細かさを表すＡＣパワーをもとに画素ブロックのサイ
ズ変換率を決定することにより、画質の低下を少ないよ
うにすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００１８】図１は本発明になる画像サイズ変換方式の
一実施の形態のブロック図を示す。同図に示すように、
この実施の形態は、ブロック切り出し装置１、直交変換
器２、ブロックサイズ変換装置３、ＡＣパワー検出装置
４、ブロックサイズ決定装置５及び逆直交変換器６から
構成されている。ブロック切り出し装置１は、原画像デ
ータから複数の画素から構成される画素ブロックを切り
出す。直交変換器２はブロック切り出し装置１に接続さ
れ、切り出した画素ブロックに直交変換を施し、空間領
域から周波数領域への変換を行う。ＡＣパワー検出装置
４は直交変換器２に接続され、直交変換された画素ブロ
ックのＡＣパワーを検出する。

【００１９】ブロックサイズ決定装置５はＡＣパワー検
出装置４とブロックサイズ変換装置３との間に設けら
れ、ＡＣパワーにより各画素ブロックの変換サイズを決
定し、ブロックサイズ変換装置３へ決定したブロックサ
イズを知らせる。ブロックサイズ変換装置３は直交変換
器２とブロックサイズ決定装置５に接続され、ブロック
サイズ決定装置５で決定された変換サイズにより直交変
換器２からの画像データの画素ブロックサイズを変換す
る。逆直交変換器６はブロックサイズ変換装置３に接続
され、画素ブロックサイズを変換された画素ブロックに
対して逆直交変換を施し、周波数領域から空間領域への
変換を行う。

【００２０】次に、図１に示すこの実施の形態の動作に
ついて、図３及び図４と共に説明する。まず、ブロック
切り出し装置１により図３（Ａ）に示すように、２４画
素×１６画素の原画像データから８×８画素のブロック
単位で画素ブロックＢ１１〜Ｂ３２を切り出す。切り出
されたこれらの画素ブロックＢ１１〜Ｂ３２は、直交変
換器２により直交変換を施されて空間領域から周波数領
域に変換され、８×８画素の変換係数に変換される。こ
の変換係数はＡＣパワー検出装置４に供給されて、各画
素ブロックの交流（ＡＣ）成分が合計され、画素ブロッ
ク毎のＡＣパワーが検出される。

【００２１】ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す例で
は、出力する画像サイズは図３（Ｂ）に示すように、２
８×１９画素であるので、サイズ拡大後の画素ブロック
サイズは、水平方向においては９画素となる画素ブロッ
ク列が２つと、１０画素となる画素ブロック列が１つと
なる。垂直方向においては９画素となる画素ブロック行
が１つと１０画素となる画素ブロック行が１つとなる。
つまり、拡大後の画素ブロックサイズは９×９画素、９
×１０画素、１０×９画素及び１０×１０画素の４種類
となる。

【００２２】ブロックサイズ決定装置５は、水平方向に
おいては各画素ブロック列毎に画素ブロックのＡＣパワ
ーの和を求め、その結果、最もＡＣパワーの小さい画素
ブロック列の画素ブロックＢ２１、Ｂ２２の水平方向の
サイズを１０画素に、他の画素ブロック列の画素ブロッ
クＢ１１、Ｂ１２とＢ３１、Ｂ３２の水平方向のサイズ
をそれぞれ９画素に拡大することを決定する。同様に、
垂直方向においては、各画素ブロック行毎に画素ブロッ
クのＡＣパワーの和を求め、その結果、最もＡＣパワー
の小さい画素ブロック行の画素ブロックＢ１２、Ｂ２
２、Ｂ３２の垂直方向のサイズを１０画素に、他の画素
ブロック行の画素ブロックＢ１１、Ｂ２１、Ｂ３１の垂
直方向のサイズを９画素に拡大することを決定する。

【００２３】よって、拡大後のサイズが９×９画素にな
る画素ブロックはＢ１１、Ｂ３１となり、９×１０画素
となる画素ブロックはＢ１２、Ｂ３２となり、１０×９
画素となる画素ブロックはＢ２１となり、１０×１０画
素となる画素ブロックはＢ２２となる。

【００２４】ブロックサイズ変換装置３は、ブロックサ
イズ決定装置５により決定された拡大後の画素ブロック
サイズに、各画素ブロックを図４に示す処理方法に従っ
て拡大する。図４（Ａ）は画素ブロックサイズを９×９
画素に拡大する場合、直交変換器２により求めた８×８
画素の変換係数の高域側に”０”を付加し、９×９画素
のサイズのブロックを得ている。同様に、図４（Ｂ）、
（Ｃ）及び（Ｄ）示すように、それぞれ直交変換器２に
より求めた８×８画素の変換係数の高域側に”０”を付
加し、９×１０画素、１０×９画素及び１０×１０画素
のサイズのブロックを得ている。

【００２５】逆直交変換器６はブロックサイズ変換装置
３によりサイズ変換された各画素ブロックの変換係数に
逆直交変換を施して、周波数領域から空間領域に変換
し、拡大後の画像データを得る。この実施の形態をＭＰ
ＥＧシステムに適用した場合は、ブロック切り出し装置
１及び直交変換器２は符号化装置側に設けられ、ブロッ
クサイズ変換装置３、ＡＣパワー検出装置４、ブロック
サイズ決定装置５及び逆直交変換器６は復号化装置側に
設けられる。

【００２６】このように、この実施の形態によれば、各
画素ブロック毎に変換後のサイズを変更できるブロック
サイズ決定装置５を設けたため、段階的でなく任意の画
像サイズにサイズ変換することができる。また、直交変
換を施した後に画像サイズ変換の処理を行っており、復
号化装置側で任意の画素ブロックサイズに変換できるの
で、システム構成が単純化され、直交変換器と逆直交変
換器が符号化装置と復号化装置とに分かれており、か
つ、直交変換する画素ブロックサイズが定められている
ＭＰＥＧ等のシステムにも適用できる。

【００２７】更に、画像のきめ細かさを示すＡＣパワー
を検出する装置４を設けたため、画像の性質によって画
素ブロック毎にサイズ変換率を変えることができる。こ
のため、画像サイズ変換による画質低下の影響を低減す
ることができる。

【００２８】次に、本発明の他の実施の形態について図
面を参照して説明する。この実施の形態は、図１の構成
により、縮小画像を得るもので、図５（Ａ）の２４画素
×１６画素のサイズの画像から同図（Ｂ）に示す２０画
素×１３画素のサイズの画像に縮小する場合を例にとっ
て説明する。出力画像サイズは２０画素×１３画素であ
るので、サイズ縮小後の画素ブロックは、水平方向にお
いては６画素となる画素ブロック列が１つと、７画素と
なる画素ブロック列が２つとなる。垂直方向においては
６画素とする画素ブロック行が１つと、７画素となる画
素ブロック行が１つとなる。つまり、縮小後の画素ブロ
ックサイズは７画素×７画素、７画素×６画素、６画素
×７画素、６画素×６画素の４種類となる。

【００２９】この実施の形態では、図１のブロックサイ
ズ決定装置５においては、図５に示す、最もＡＣパワー
の小さい画素ブロック列の画素ブロックＢ３１、Ｂ３２
の水平方向のサイズを６画素に、他の画素ブロック列の
画素ブロックＢ１１、Ｂ１２とＢ２１、Ｂ２２の水平方
向のサイズを７画素に縮小することを決定する。同様
に、垂直方向においては、最もＡＣパワーの小さい画素
ブロック行の画素ブロックＢ１２、Ｂ２２、Ｂ３２の垂
直方向のサイズを６画素に、他の画素ブロック行の画素
ブロックＢ１１、Ｂ２１、Ｂ３１の垂直方向のサイズを
７画素に縮小することを決定する。

【００３０】よって、縮小後のサイズが６画素×６画素
になる画素ブロックは、図５（Ｂ）に示すように、Ｂ３
２、６画素×７画素となる画素ブロックはＢ３１、７画
素×６画素となる画素ブロックはＢ１２とＢ２２、７画
素×７画素となる画素ブロックはＢ１１とＢ２１とな
る。

【００３１】図６は本発明の他の実施の形態における画
素ブロックを縮小する場合のブロックサイズ変換の処理
方法を示す図である。ブロックサイズ変換装置３は、ブ
ロックサイズ決定装置５により決定された縮小後の画素
ブロックサイズに、各画素ブロックを縮小する。図６
（Ａ）を参照すると、ブロックサイズ変換装置３は、画
素ブロックサイズを７画素×７画素に縮小する場合、直
交変換器２により求めた８画素×８画素の変換係数の高
域側である斜線部を削除することにより、７画素×７画
素のサイズの画素ブロックを得る。

【００３２】同様に、ブロックサイズ変換装置３は、図
６（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、それぞれ直
交変換器２により求めた８画素×８画素の変換係数の高
域側である斜線部を削除し、７画素×６画素、６画素×
７画素及び６画素×６画素のサイズの画素ブロックを得
る。

【００３３】この実施の形態によれば、画面サイズを拡
大したときと同様の特長を有しながら画面サイズを縮小
することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直交変換後にすべての画像サイズ変換の処理を行うよう
にしたため、複雑なシステム構成を用いなくても、直交
変換器が符号化装置にあり、逆直交変換器が復号化装置
にあるようなシステム構成にも適用することができる。

【００３５】また、本発明によれば、画素ブロック列毎
及び画素ブロック行毎に画素サイズを任意に決定して、
その決定した画素サイズに応じて変換係数の高域側に”
０”を付加又は削除することによりブロックサイズを変
換するようにしたため、画素ブロック毎にサイズ変換率
を変えられ、固定化された画素ブロックサイズで直交変
換された画像から任意の画像サイズへ変換できる。

【００３６】更に、本発明によれば、画像の絵柄の細か
さを示すＡＣパワーにより画素ブロック毎のサイズ変換
率を決定できるように、ＡＣパワー検出を設けたため、
画像サイズ変換による画質の低下を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。

【図２】本発明の要部の作用説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態の任意の画像サイズへの
拡大方法を説明する図である。

【図４】本発明の一実施の形態におけるブロックサイズ
変換動作説明図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の任意の画像サイズへ
の縮小方法を説明する図である。

【図６】図５におけるブロックサイズに縮小するブロッ
クの生成方法を示す図である。

【図７】従来の一例のブロック図である。

【図８】従来の画像の拡大方法説明図である。

【符号の説明】

１ ブロック切り出し装置 ２ 直交変換器 ３ ブロックサイズ変換装置 ４ ＡＣパワー検出装置 ５ ブロックサイズ決定装置 ６ 逆直交変換器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データを所定の大きさの画素ブロッ
   ク単位で切り出すブロック切り出し装置と、 前記切り出された各画素ブロックに直交変換を施して変
   換係数を求める直交変換器と、 前記直交変換器の出力変換係数の高域側に”０”を付加
   又は削除することによりブロックサイズを変換するブロ
   ックサイズ変換手段と、 前記ブロックサイズ変換手段の出力変換係数に逆直交変
   換を施して画像サイズが変換された画像データを出力す
   る逆直交変換器とを有することを特徴とする画像サイズ
   変換方式。
2. 【請求項２】 前記ブロックサイズ変換手段は、前記画
   素ブロック列毎及び画素ブロック行毎に画素サイズを任
   意に決定して、その決定した画素サイズに応じて前記変
   換係数の高域側に”０”を付加又は削除することにより
   ブロックサイズを変換することを特徴とする請求項１記
   載の画像サイズ変換方式。
3. 【請求項３】 前記ブロックサイズ変換手段は、前記各
   画素ブロックのＡＣ成分を合計して画素ブロック毎のＡ
   Ｃパワーを求めるＡＣパワー検出装置と、 前記ＡＣパワー検出装置の検出値に基づき、前記各画素
   ブロック列毎の画素ブロックのＡＣパワーの和を求め、
   その和に応じて各画素ブロック列の水平方向のサイズを
   決定すると共に、前記各画素ブロック行毎に画素ブロッ
   クのＡＣパワーの和を求め、その和に応じて各画素ブロ
   ック行の垂直方向のサイズを決定するブロックサイズ決
   定装置と、 前記ブロックサイズ決定装置により決定された画素ブロ
   ックサイズに応じて、前記直交変換器からの前記変換係
   数の高域側に”０”を付加又は削除することによりブロ
   ックサイズを変換するブロックサイズ変換装置とからな
   ることを特徴とする請求項１記載の画像サイズ変換方
   式。