JPS6022878A - デイジタル画像信号の補間方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディジクル画像信号の補間方法に関し、特に例
えばテレビジョン信号に特殊効果を付けるようにした特
殊効果発生装置に適用し得るものである。

〔背景技術とその問題点〕

この種の特殊効果発生装置として従来ディジタル符号に
変換されたビデオ信号を例えば１フレ一ム分のメモリ容
量を持つ画像メモリに書き込み又は読み出す際にその書
込みアドレス又は読出しアドレスを必要に応じて制御す
ることによって平面画像を内容とする入力ビデオ信号を
特殊効果が付いたビデオ信号にリアルタイムで変換する
ようなものが提案されている。このような原理に基づく
画像信号変換装置として第１図に示す構成のものが考え
られる。

第１図において、１は全体として画像信号変換装置を示
し、入力画像信号Ｓｌがボーダ発生回路２に与えられて
画面内に枠を付けてなる画像信号Ｓ２を書込補間フィル
タ回路３に与える。書込補間フィルタ回路３は画像信号
Ｓ２に対して必要に応じて補間データを加えたのちこれ
を書込画像データＳ３として画像メモリを構成するフレ
ームメモリ４に与える。フレームメモリ４は奇数ライン
の画像データを格納する奇数フィールドメモリと、偶数
ラインの画像データを格納する偶数フィールトメそりと
を有し、かくして１フレ一ム分の画像データを格納する
ようになされている。かくしてフレームメモリ４に格納
された画像データは読出し時に特殊効果がつくような順
序で読み出されて当該読出画像データＳ４が読出補間フ
ィルタ回路５に与えられる。この読出補間フィルタ回路
５はデータＳ４が読み出された際に特殊効果を得るため
にデータＳ４にはない位置の画像データが必要となった
場合に、画像データＳ４から補間演錯、をして尚該補間
位置における画像データをめ、かかる補間画像データを
加えてなる出力画像信号Ｓ５を送出する。

■込アドレス制御回路６は画像データがフレームメモリ
４に病き込まれる際にその活込アドレスを必要に応じて
制御することによって特殊効果をつける。すなわち例え
ば縮少、スライド等の特殊効果を内容とするワイプ信号
Ｓ６が補助中央処理ユニット（補助ＣＰＵ）　７に与え
られ、ボーダ発生回路２においてつけられた枠内の画像
を縮少、スライドさせるための位置データＳ７を書込ア
ドレス発生回路８に与える。書込アドレス発生回路８は
位置データＳ７に対応するアドレスでなる書込アドレス
信号Ｓ８をアドレス選択回路９を通じてフレームメモリ
４に与えて縮少、スライドした位置に対応する画像デー
タを対応するアドレスに書き込ませる。これと共に１・
込アドレス発生回路８は縮少、スライドした位置が画像
データＳ２の中間位置にきた場合には書込補間フィルタ
回路３に対して補間演算命令Ｓ９を与える。

また読出アドレス制御回路１１は特殊効果の１つとして
枠内の画像を回転させる効果を得るための回転画像形成
回路１２を有し、その回転位置信号８１１を透視画像形
成回路１３に与えて透視画像を生ずるような位置データ
８１２に変換して読出アドレス発生回路１４に与える。

かかる構成に加えて読出アドレス制御回路１１は他の特
殊効果としてフレームメモリ４に格納されている平面画
像を立体画像例えば円筒面イ１；に変換するための円筒
画像効果回に；１５を有し、その円筒位置データ８１３
な読出アドレス発生回路】４に与える。読出アドレス発
生回路ｊ４は位置データ８１２または８１３に対応する
アドレス・１菖号８１４をアドレス選択回路９を通じて
アレーン・メモリ４に与え、かくしてフレームメモリ４
の画像データを回転透視画像が得られるような順序で順
次読み出し、又は円筒画像が得られるような順序で画像
データを順次読み出す。ところが画像変換位１？゛−か
フレームメモリ４のアドレス位置の中間にある場合は読
出アドレス発生回路１４が読出補間演算命令ＳＪ、５を
７ｃ出補間フィルタ回路５に与える。

なおこのような書込アドレス制御回路６及び読出アドレ
スｔｌｉ制御回路１１の動作は主中央処理ユニット（主
ＣＰＵ　）１６によってバス１７を介して制御される。

この実７／ｉ１１例の場合フレームメモリ４及び読出補
間フィルタ回路５からそれぞれボーダ発生回路２に対し
てリカージブループ１８及び１９が設けられ、かくして
リカーシブ効果をつげることができるようになされてい
る。

第１図の構成の画像信号変換装置１によればフレームメ
モリ４への画像データの書き込みに際して書込アドレス
制御回路６が動作してライン信号Ｓ６に基づく縮少、ス
ライド効果がつけられた画像データがフレームメモリ４
に格納され、またこのデータが読み出される際に読出ア
ドレス制御回路１１によって回転透視画低位置データ３
１２に基づいて回転透視効果がついた出力画像信号Ｓ５
が得られると共に、円筒画像位置データ８１３に基づい
て円筒画像効果がついた出力画像信号Ｓ５が得られる。

ところで読出アドレス制御回路１１において発生される
変換アドレス信号８１４は入力画像信号Ｓ１を構成する
ライン信号に含まれる各ドツトについての画像データの
うち変換画像を得るために必要なものを読出すように形
成されて行くことになるが、ｉＦＩ￥Ｌｌｊ袖間フィル
タ回路５を用いて画（４４メモリ４には格納されていな
いドツトｆｆ装置の画像データを補間演算させている場
合には、画像メモリ４に格納されているデータを利用し
て補間画像データを演算できるようにすることが望まし
く、かくするにつき画像メモリ４からのデータの読出し
が複雑にならないようにすることが全体としての構成を
簡易化する点において有効である。因みにこのような補
間な行わないと変換画像が幾例学的に歪んで高い画質の
画像が得られない結果になる。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、比較的簡
易な構成及び手順で、画像メモリの画像データを読出し
て当該画像データに基づく補間演算を確実になし得るよ
うにしたディジタル画像信号の補間方法を提案しようと
するものである。

〔）′ａ明の概２ｋ〕 かかる［１的を達成するため本発明においては、変換ア
ドレス信号を整数部及び小数部に分け、その整数部によ
って画像メモリから対応する画像データを読み出すと共
に、当該読み出された画像データ及び変換アドレス信号
の小数部を用いて補間演算をすることによって補間画像
信号を得るようにする。

〔実施例〕

以下図面について本発明の一実施例を詳述する。

第２図及び第３図は本発明の原理を示したもので、平面
画像Ｆ１をドツトｂを中心にして反時計方向に角度θだ
ゆ回転した変換画像Ｆ２を得るものとする。ここで平面
画像Ｆ１は■方向（Ｘ方向）に例えば５１２本の実効ラ
インを有するとともに、各ラインはＨ方向（Ｘ方向）に
７６８ドツトのディジタル画像データで構成されている
。第２図及び第３図の場合各ラインの中心位置を通るＸ
方向の線上に各ドツトが例えば等間隔で配列されている
ものとし、かくして各ドツトの位置はＸ方向の線と各ド
ツトを通ってＸ方向に延長する線の交点（これを格子点
という）のｘｙ座標として表わすことができる。

各ドツトの画像データは各ラインごとに画像メモリ４に
格納され、かくして画像メモリを構成するフレームメモ
リ４の画像データを所定のタイミングでＸ方向及びＸ方
向に順次アドレッシングして行くことによって平面画像
Ｆ１を再現できるようになされている。

ところでこのような構成において平面画像Ｆ１を回転さ
せた場合、回転中心となるドツトｂのデータはフレーム
メモリ４に格納されているが、例えば隣接するドツトａ
及びＣは回転画像Ｆ２を作るためにはイＸ１子点からは
ずれた位置ａ′及びｃｌにそれぞれ移動させなければな
らない。ところがこの移動イｉツの点ａ１及びｃｌの位
置は格子点上にはない点であるからフレームメモリ４が
も対応する画像データを直接に７１−み出すことはでき
ず、周囲の格子点上の両像データに基づいて補開演？ｉ
１．なして得る必す！：がある。

今移１ｉＪ１前の点ａ、ｂ、ｃと移動後の点ａ゛及びＣ
’の関係を考えてみる。点ａの座標を（ｘ、ｙ）とし、
点１〕のＬに標を（ｘ＋１．ｙ）とし、点Ｃの座標を（
ｘ−４−２，ｙ）とすれば、回転演ｑによって３点が移
動してできた３１点の座標は（Ｘ＋Δｘ、ｙ＋Δｙ）と
なる。

この点ａ′の画像データを内挿演算によりめるために、
この点ａ′を取り囲む４つの格子点との相対位置関係を
めて当該相対位置関係に応じた荷重比をそれぞれ４つの
格子点の画像データに乗算した後その乗算結果を加算す
る。

第３図の場合点ａｌを取り囲む格子点は、ラインｙ上の
格子点ａ及びｂと下側のラインｙ＋ｘ上にありかつ点ａ
及びｂを通る線上にある格子点ｄ及びｅとになる。ここ
で格子点ｄの座標は（ｘ、ｙ＋１）であり、格子点ｅの
座標は（ｘ＋１　、　ｙ＋１　）である。そこで格子点
ａ、ｂ、ｄ、ｅの画像データをそれぞれＶａ　、　Ｖｂ
　、　ｖｃｔ　、　Ｖｅとしがっ３１点の画像データを
Ｖａ’とすれば、点ａ１の画像データＶａ’はＶａ’＝
（１−Δｘ）（１−Δｙ）Ｖａ＋Δｘ（１−Δｙ　）ｖ
ｂ＋（１−ΔＸ）ΔｙＶｄ＋ΔＸΔｙＶｅ　・・・・・
・（１）になる。

本発明においては（１）式の演Ｑ６を行なうための画像
データＶａ、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｅ右□画像メモリ４がら読
み出すためのアドレス信号と、これらのアドレス信号Ｖ
ａ、ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｅに対して補訂−すべき荷！＃を比
を表わす４３号を得るための補間データとを読出アドレ
ス制御回路１１　（Ｊ　１図）から送出される変換アド
レス信号８１４のうちの整数部及び小数部によって指定
するようになされている。すなわち変換アドレス信号８
１４は第２図について上述したように平面画像Ｆｌの各
ドツトが変換画像Ｆ２に回転した場合どの位置に移動す
るかを演算によりメ、その演算結果に基づいてフレーム
メモリ４に記憶されているデータのうち当該演算結果の
位置を取り囲む４つのドツトの画像データを読み出すと
ともに、読出補間フィルタ５において当該４つの画像デ
ータに乗算すべき１２１重比の演算を実行させる。

この実施例の場合画像メモリを構成するフレームメモリ
４は第４図に示すように奇数フィルドメモリ２１及びＱ
＜数フィルドメモリ２２を有し、読出アドレス発生回路
１４かも与えられるアドレス信号８１４によって指定さ
れた格子点（第２図及び第３図の点ａ）を指定し、この
指定された格子点ａと補間演算に必要な隣接する格子点
す、ｄ、ｅとに対応する画像データをそれぞれ出力デー
タＶａ。

Ｖｂ　、　Ｖｄ　、　Ｖｅ　として前出補間フィルタ回
路５に送出する。ここで補間アドレス信号８１４は格子
点ａのＸ方向のアドレスを表わすＸアドレス信号と格子
点ａのｙ軸方向のアドレスを表わすｙアドレス信号とで
構成されている。

読出補間フィルタ回路５はこれらの出力画何：データＶ
ａ、Ｖｂ、Ｖｄ、Ｖｅをそれぞれ引算回路２５゜２Ｇ　
、　２７　、２８に受ける。一方読出補間フィルタ回路
５は上述の（１）式の第１項、第２項、第３項、第４項
にそれぞれ対応する４つの荷重比信号形成回路２９　、
３０　、３１　、３２を有し、各荷重比信号形成回路２
９゜３０　、３１　、３２は読出アドレス発生回路１４
かも与えられる補間命令８１５によってそれぞれ第（１
）式の荷重比（１−Δｘ）（１−Δｙ）、Δｘ（１−Δ
ｙ）２（１−ΔＸ）Δｙ、ΔＸΔｙを内容とする荷重比
信号８２５、８２６．８２７．８２８をそれぞれ掛算回
路２５，２６゜２７　、２８に与える。ここで荷重比信
号形成回路２９゜３（＋　、　３１　、３２はそれぞれ
ΔＸ及びΔｙを変数として荷重比（１−Δｘ）（１−Δ
ｙ）、Δｘ　（１−Δｙ）。

（１−ΔＸ）Δｙ、ΔＸΔｙをルックアップテーブルと
して記憶するＴｔＯＭ　で構成され、補間命令８１５と
してΔＸ及びΔｙを内容とする指定信号が到来したとぎ
対応する荷重比データを読み出して荷重比信号８２５　
、８２６　、８２７　、８２８として送出するようにな
されている。補間命令８１５は変数ΔＸ及びΔｙを内容
とするＸ移動量信号ＸＦ及びｙ移動量信号ＹＦで構成さ
れている。

読出アドレス発生回路１４は第１図について上述したよ
うに、イＩナベき変換画像に対応する変換画像信号を回
転画像形成回路１２．透視画像形成回路１３゜円筒画像
形成回路１５などから得てこの変換信号によってＸ方向
およびＸ方向のアドレスデータＡＤｆＬｘ及びＡＤ几、
に基づいて変換に必要な演算処理を実行し、その演詩結
果を変換アドレスデータ８２］として送出する。この変
換アドレスデータ８２１は第２図及び第３図について上
述したｘｙ平面上の平面画像のすべての点を整数部及び
小数部で表わす構成となされ、この各点はＸ方向の位ｆ
σを表わすＸデータＸ及びＸ方向の位置を表わすｙデー
タＹとで構成されている。

このように読出アドレス発生回路１４は第２図において
元の平面画像Ｆ１の各格子点が平面画像Ｆ２に変換した
ことによりどの位置に移動するかを演算し、その演算結
果を整数部に小数部（必要に応じた桁数に四捨五入する
）を加算した数値データＸ及びＹとして得、この数値デ
ータＸ及びＹのうち整数部ＸＩおよびＹＩを変換アドレ
ス信号８１４としてフレームメモリ４の各フィルドメモ
リ２１及びｎに与えるとともに、数値データＸ及びＹの
うち小数部ＸＦ及びＹＦを補間命令８１５として読出補
間フィルタ回路５の荷重比信号形成回路２９゜３０　、
３１　、３２に与える。かくして読出アドレス発生回路
１４は数値演算結果を直接変換アドレス信号８１４及び
補間命令８１５として用いることができ、かくして構成
が簡易かつ処理手順が簡易なものを適用し得る。因みに
このようにしなければ、数値演算結果をフレームメモリ
４のデータの読出しに適した信号形式のアドレス信号に
変換するとともに、画像データに荷重比を乗算するのに
適した数値データに変換するための変換回路を必要とす
るが第４図の構成によればかかる構成を必要としない。

かくして読出補間フィルタ回路５の掛算回路５〜路にお
いて得られる乗算出力は加算回路蕊において加算され、
その加算結果が上述の（１）式の内容を持つ変換画像デ
ータ信号Ｓ５として送出される。

第４図の構成において第２図及び第３図について上述し
たように、ｘｙ平面上に置いた平面画像Ｆ１の格子上に
ある画像データを各ラインごとにＸ方向に走査して行く
と同様の態様でアドレス信−ｒ−；Ａｎａ、及びＡＤＲ
，が読出アドレス発生回路１４に力えられると、読出ア
ドレス変換回路１４は得べき変換画像に応じて決まる変
換関数によって各格子点のアドレスを演算変換し、その
演η結果のＸ及びｙアドレス×及びイを発生する。この
変換アドレス×及び工は第２図の変換画像Ｆ２の各格子
点が移動するｘｙ平面上の位置（変換前の画像Ｆ１と同
じ平面）を表わすことになり、その整数部ＸＩ及びＹＩ
は移動後の位置を取り囲むｘｙ平面上の４つの格子点（
これは変換前の画像の格子点である）のうちの基準点の
アドレスを表わしているとともに、アドレスＸ及びＡの
小数部分は当該基準格子点位置からの移動量を表わして
いる。換言すれば整数部のデータＸＩ及びＹＩは変換画
像の各格子点が変換前の画像のどの格子点間に位置する
ことになるかを意味し、またアドレスデータＸ及びＹの
小数部ＸＦ及びＹＦは当該ドツト間の領域におけるどの
位置に変換後のドツトが来るかを意味している。

かくして整数部のデータＸＩ及びＹＩでなる変換アドレ
ス信号８１４によってフレームメモリ４に格納されてい
る４つのドツトに対応する画像データＶａ〜Ｖｅ　が読
み出され、かつ荷重比信号形成回路２９〜３２において
小数部のデータＸＦ及びＹＦに対応する荷重比信号８２
５〜８２８が送出されて掛算回路５〜２８において画像
データＶａ　−Ｖｅ　と乗１：′メされ、その乗ｎ゛結
果が加多↓回路３５において加算されることにより袈換
後のドツトの画像データＳ５がイ（Ｉられる。そしてこ
の画像データは変換後の位置が４つの格子点の間にきた
とき、この位置が基準点となる格子点からの変−１’ｆ
Ｌ廿ΔＸ及びΔｙＫ応じた値と）仁るので、変換後の画
像信号による画像は、アレーン・メモリ４に分散的に格
納されているデータを直接読み出した場合と比較して格
段的Ｖｒ　１．’ｆめらかで高い１７ｊ−＋　賀を持つ
ことになる。

ノ２１お上述においては第２図及び第３図について回Ｑ
ｉ’、　ｉｉり＋　（４，ｊをイ１？る場合について沖
、理及び実旌例を詳述したが、これに限らず円筒図形に
平面画像を巻きつけたと同様のΔ′７体画何：をイ：ｊ
るＪｌｌ：＞　ｆ’＋などのようシ（冗〕・出アドレス
発生回路１・１において蝕し倉の演算式を１！ｊい゛（
り１２４．’ｌ、テーデー及びＹを１））た場合に、ア
レーン・メモリ４には格に＃’Ｊされて（・ない位ＶＣ
の両イ、（データを上ｊホの煕１合と同イ、）・にして
演ｑすることかできる。

〔づｉ、明の効シ１゛〕 以上のように本発明によればＸｌ−曲両像から変換画像
を得るための演算結果の５ち、整数部を画像メモリのア
ドレス信号として用いるとともに、小数部を用いて画像
メモリに記憶されているドツトの間の位置の画像データ
の演算を実行するようにしたことにより、画像メモリに
は格納されていない位置の画像データを比較的簡易な構
成及び手順によって確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル画像信号の補間方法を
適用した画像信号変換装置を示すブロック図、第２図及
びその第３図は画像信号の変換の説明に供する路線図、
第４図は補間演算をするための構成を詳細に示すブロッ
ク図である。 路、１４・・・続出アドレス発生回路、２１．ｎ・・・
奇数。 偶数フィールドメモリ、四〜３２・・・荷重比信号形成
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル画像信号を画像メモリに書き込み、画像変換
   アドレス演算によって得た変換アドレス信号によって上
   記画像メモリの画像データを読み出して当該画像データ
   に基づいて補間演算を行うようになされたディジタル画
   像信号の補間方法において、上記変換アドレス信号を整
   数部及び小数部に分け、上記変換アドレス信号の整数部
   によって上記画像メモリから対応する画像データを読み
   出すと共に、当該読み出された画像データ及び上記変換
   アドレス信号の整数部を用いて補間演算することによっ
   て補間画像信号を得るようにしたことを特徴とするディ
   ジタル画像（ｔｆ号の補間方法。