KR100495549B1 - 주사선 보간 장치 - Google Patents

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KR100495549B1
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Abstract

수직 방향 보간 회로는, 보간 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소를 이용하여 보간 처리를 행하고, 수직 방향 보간값을 출력한다. 경사 방향 평균값 연산부는, 경사 에지의 각도 신호에 근거하여 보간 화소에 대하여 경사 방향에 위치하는 화소값의 평균값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 평균값으로서 출력한다. 경사 방향 차분 절대값 연산부는, 경사 에지의 각도 신호에 근거하여 보간 화소에 대하여 경사 방향에 위치하는 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 차분 절대값으로서 출력한다. 혼합부는, 경사 방향 차분 절대값에 근거하여 수직 방향 보간값, 경사 방향 평균값 또는 그들의 혼합값을 보간 화소값으로서 출력한다.

Description

주사선 보간 장치{SCANNING LINE INTERPOLATING DEVICE}
본 발명은 영상 신호에 의해 표시되는 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치에 관한 것이다.
비월(飛越) 주사(interlace scanning) 방식의 영상 신호를 순차 주사(progressive scanning) 방식의 영상 신호로 변환하기 위해, 또는 순차 주사 방식에서의 주사선 수를 증가시키기 위해, 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치가 이용된다.
이러한 주사선 보간 장치에 있어서는, 보간 처리에 의해 작성해야 하는 주사선(이하, 보간 주사선이라고 함)을 구성하는 화소(이하, 보간 화소라고 함)의 값이 상하 주사선의 화소값에 근거하여 산출된다.
이 경우, 통상은 보간 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 화소를 이용하여 보간 화소값을 산출하고, 경사 방향의 에지를 갖는 화상 또는 가느다란 경사선의 화상에 있어서는, 보간 화소의 경사 방향에 위치하는 화소를 이용하여 보간 화소값을 산출하는 것이 제안되어 있다. 그 때문에, 영상 신호에 의해 표시되는 화상에 있어서 상관이 높은 방향을 판정하는 상관 판정 회로가 이용된다.
종래의 상관 판정 회로에서는, 보간 화소를 중심으로 하여 상하 방향 및 경사 방향의 각각 2화소 사이의 차분값을 검출하고, 그 차분값에 근거하여 상관이 높은 방향의 각도를 판정하고 있다. 그러나, 이러한 2화소 사이의 차분값을 이용하는 방법에서는, 각도 오검출(誤檢出)이 발생하는 경우가 있다.
그래서, 판정된 방향에 위치하는 2화소 사이의 차분값이 임계값보다도 클 경우에는, 수직 방향에 위치하는 화소를 이용하여 보간 화소값을 산출하고, 판정된 방향에 위치하는 2화소 사이의 차분값이 임계값 이하일 경우에는, 경사 방향의 화소를 이용하여 보간 화소값을 산출하는 것이 제안되어 있다.
그러나, 상기의 주사선 보간 장치에서는, 판정된 방향에 위치하는 2화소 사이의 차분값이 임계값의 근방에 있을 경우에는, 보간 화소값이 불규칙하게 분포하여, 매끄러운 화상을 얻을 수 없다.
예를 들면, 도 13에 나타낸 바와 같이, 경사 방향의 에지를 갖는 화상을 생각한다. 보간 화소(IN)의 상하 방향의 2화소(81, 82) 값이 각각 "0" 및 "100"이며, 한쪽 경사 방향의 화소(83, 84) 값이 각각 "0" 및 "100"이고, 다른쪽 경사 방향의 화소(85, 86) 값이 "80" 및 "120"인 것으로 한다. 또한, 임계값을 "40"인 것으로 한다.
이 경우, 보간 화소(IN)의 상하 방향의 2화소(81, 82) 사이의 차분값이 "100", 한쪽 경사 방향의 2화소(83, 84) 사이의 차분값이 "100", 다른쪽 경사 방향의 2화소(85, 86) 사이의 차분값이 "40"으로 되기 때문에, 상관이 높은 방향은 2화소(85, 86)를 연결하는 직선의 방향으로 된다. 이 경우, 2화소(85, 86) 사이의 차분값이 임계값 이하이기 때문에, 경사 방향의 2화소(85, 86)를 이용하여 보간 화소(IN) 값이 산출된다. 예를 들면, 2화소(85, 86) 값의 평균값 "100"이 보간 화소값으로 된다.
그러나, 화소(85)의 값이 "75"일 경우에는, 2화소(85, 86) 사이의 차분값이 임계값보다도 크기 때문에, 수직 방향의 2화소(81, 82)를 이용하여 보간 화소(IN) 값이 산출된다. 예를 들면, 2화소(81, 82) 값의 평균값 50이 보간 화소(IN) 값으로 된다.
이와 같이, 화소(85)의 값이 "5" 상이한 것만으로 보간 화소값은 "50" 상이하게 된다. 그 결과, 매끄러운 화상을 얻을 수 없다.
발명의 개시
본 발명의 목적은, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리를 행할 수 있는 주사선 보간 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소값을 산출함으로써 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치로서, 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간값을 산출하는 제 1 보간 수단과, 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력하는 입력 수단과, 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값을 산출하는 차분 산출 수단과, 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간값을 산출하는 제 2 보간 수단과, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 보간할 화소값으로서 출력하고, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력하며, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값과 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값을 산출하여 보간할 화소값으로서 출력하는 보간값 출력 수단을 구비한 것이다.
본 발명에 따른 주사선 보간 장치에 있어서는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간 수단에 의해 제 1 보간값이 산출된다. 또한, 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호가 입력 수단에 의해 입력되고, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값이 차분 산출 수단에 의해 산출된다. 또한, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간 수단에 의해 제 2 보간값이 산출된다. 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 제 2 보간값이 보간값 출력 수단에 의해 보간할 화소값으로서 출력되고, 차분값이 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 제 1 보간값이 보간값 출력 수단에 의해 보간할 화소값으로서 출력되며, 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간값과 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값이 산출되어 보간값 출력 수단에 의해 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 보간할 화소의 경사 방향 화소의 차분값이 제 1 값과 제 2 값 사이에 있을 경우에, 수직 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 1 보간값과 경사 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 보간할 화소값이 산출되기 때문에, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리를 행할 수 있다.
보간값 출력 수단은, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 차분값에 따른 비율로 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값과 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 가산하고, 가산 결과를 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 차분값이 제 1 값과 제 2 값 사이에 있을 경우에, 차분값에 따른 비율로 제 1 보간값과 제 2 보간값이 가산되기 때문에, 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
보간값 출력 수단은, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값으로부터 제 2 값에 근접함에 따라, 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 제 1 보간값과 제 2 보간값을 가산할 수도 있다.
이 경우, 차분값이 제 1 값으로부터 제 2 값에 근접함에 따라, 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 제 1 보간값과 제 2 보간값이 가산되기 때문에, 보다 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
차분 산출 수단은, 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값을 각각 산출하고, 제 2 보간 수단은, 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값을 각각 산출하며, 주사선 보간 장치는, 차분 산출 수단에 의해 산출된 복수 차분값 중의 최소값을 판정하는 최소값 판정 수단과, 제 2 보간 수단에 의해 산출된 복수의 제 2 보간값 중의 최소값 판정 수단에 의해 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값을 선택하여 보간값 출력 수단에 인가하는 선택 수단을 더 구비할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값이 각각 산출되고, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값이 각각 산출된다. 그리고, 복수 차분값 중의 최소값이 판정되고, 복수의 제 2 보간값 중의 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값이 선택되어 보간값 출력 수단에 인가된다.
이와 같이 하여, 복수의 방향 중의 가장 상관이 높은 방향을 판정하고, 복수의 방향의 제 2 보간값 중의 가장 상관이 높은 방향의 제 2 보간값을 선택함으로써, 화상 각도의 오검출을 수정할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값을 각각 검출하는 검출 수단과, 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값이 검출 수단에 의해 검출된 값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 중간값 판정 수단을 더 구비하고, 보간값 출력 수단은, 중간값 판정 수단에 의해 제 2 보간값이 검출 수단에 의해 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값이 각각 검출되고, 제 2 보간값이 검출된 값의 사이에 있는지의 여부가 판정된다. 제 2 보간값이 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 경사 방향의 차분값에 관계없이, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 제 2 보간값이 보간할 화소의 상하 화소값의 사이에 없을 경우에는 제 2 보간값을 이용하지 않고 제 1 보간값을 이용함으로써, 화상의 각도가 오검출된 경우에 잘못된 방향의 화소를 이용하여 보간할 화소값을 산출하는 것을 방지할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값을 산출하는 상하 차분 연산 수단을 더 구비하고, 보간값 출력 수단은, 상하 차분 연산 수단에 의해 산출된 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값이 산출되고, 수직 방향의 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 경사 방향의 차분값에 관계없이, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 수직 방향의 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에 제 2 보간값을 이용하지 않고 제 1 보간값을 이용함으로써, 화상 각도의 오검출에 의한 화질 열화(劣化)를 방지할 수 있다.
제 2 보간 수단은, 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소의 평균값을 제 2 보간값으로서 산출할 수도 있다.
이 경우, 제 2 보간값은 보간할 화소의 경사 방향에 위치하는 화소값의 평균값으로 된다.
제 1 값은 0이고, 제 2 값은 미리 설정된 임계값일 수도 있다.
이 경우, 차분값이 0일 경우에, 제 2 보간값이 보간할 화소값으로서 출력되고, 차분값이 임계값 이상일 경우에, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력되며, 차분값이 0 내지 임계값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간값과 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 산출된 제 3 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력 수단에 인가하는 화상 각도 검출 수단을 더 구비하며, 화상 각도 검출 수단은, 입력된 영상 신호를 복수의 주사선 및 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 2진화하여 2진화 패턴을 발생시키는 2진화 패턴 발생 수단과, 복수의 방향을 갖는 2진 화상을 복수의 참조 패턴으로서 발생시키는 참조 패턴 발생 수단과, 2진화 패턴 발생 수단에 의해 발생된 2진화 패턴을 참조 패턴 발생 수단에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 수단을 구비할 수도 있다.
화상 각도 검출 수단에 있어서, 입력된 영상 신호가 2진화 패턴 발생 수단에 의해 소정의 검출 영역 내에서 2진화되어 2진화 패턴이 발생된다. 또한, 참조 패턴 발생 수단에 의해 복수의 방향을 갖는 2진 화상이 복수의 참조 패턴으로서 발생된다. 그리고, 비교 수단에 의해 2진화 패턴이 복수의 참조 패턴의 각각과 비교되고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도가 검출된다.
이 경우, 2차원 패턴의 비교를 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 경사 방향의 에지를 갖는 화상의 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원 참조 패턴을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간할 화소를 중심으로 하는 점대칭의 위치에 있는 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 회로 규모를 크게 하지 않고, 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력 수단에 인가하는 화상 각도 검출 수단을 더 구비하고, 화상 각도 검출 수단은, 입력된 영상 신호에 있어서 복수의 주사선 및 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴을 발생시키는 극대 극소 패턴 발생 수단과, 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴을 발생시키는 참조 패턴 발생 수단과, 극대 극소 패턴 발생 수단에 의해 발생된 극대 극소 패턴을 참조 패턴 발생 수단에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 수단을 포함할 수도 있다.
화상 각도 검출 수단에 있어서는, 입력된 영상 신호에 있어서 극대 극소 패턴 발생 수단에 의해 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴이 발생된다. 또한, 참조 패턴 발생 수단에 의해 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴이 발생된다. 그리고, 비교 수단에 의해 극대 극소 패턴이 복수의 참조 패턴의 각각과 비교되고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도가 검출된다.
이 경우, 2차원 패턴의 비교를 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 가느다란 경사선의 화상의 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원 참조 패턴을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간할 화소를 중심으로 하는 점대칭의 위치에 있는 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 회로 규모를 크게 하지 않고, 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소값을 산출함으로써 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치로서, 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간값을 산출하는 제 1 보간 장치와, 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력하는 입력 단자와, 보간할 화소에 대하여 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값을 산출하는 차분 산출 장치와, 보간할 화소에 대하여 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간값을 산출하는 제 2 보간 장치와, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 보간할 화소값으로서 출력하고, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력하며, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값과 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값을 산출하여 보간할 화소값으로서 출력하는 보간값 출력 장치를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 주사선 보간 장치에 있어서는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간 장치에 의해 제 1 보간값이 산출된다. 또한, 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호가 입력 단자에 입력되고, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값이 차분 산출 장치에 의해 산출된다. 또한, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간 장치에 의해 제 2 보간값이 산출된다. 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 제 2 보간값이 보간값 출력 장치에 의해 보간할 화소값으로서 출력되고, 차분값이 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 제 1 보간값이 보간값 출력 장치에 의해 보간할 화소값으로서 출력되며, 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간값과 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값이 산출되어 보간값 출력 장치에 의해 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 보간할 화소의 경사 방향 화소의 차분값이 제 1 값과 제 2 값 사이에 있을 경우에, 수직 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 1 보간값과 경사 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 보간할 화소값이 산출되기 때문에, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리를 행할 수 있다.
보간값 출력 장치는, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 차분값에 따른 비율로 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값과 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 가산하고, 가산 결과를 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 차분값이 제 1 값과 제 2 값 사이에 있을 경우에, 차분값에 따른 비율로 제 1 보간값과 제 2 보간값이 가산되기 때문에, 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
보간값 출력 장치는, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값으로부터 제 2 값에 근접함에 따라, 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 제 1 보간값과 제 2 보간값을 가산할 수도 있다.
이 경우, 차분값이 제 1 값으로부터 제 2 값에 근접함에 따라, 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 제 1 보간값과 제 2 보간값이 가산되기 때문에, 보다 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
차분 산출 장치는, 보간할 화소에 대하여 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값을 각각 산출하고, 제 2 보간 장치는, 보간할 화소에 대하여 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값을 각각 산출하며, 주사선 보간 장치는, 차분 산출 장치에 의해 산출된 복수 차분값 중의 최소값을 판정하는 최소값 판정 장치와, 제 2 보간 장치에 의해 산출된 복수의 제 2 보간값 중의 최소값 판정 장치에 의해 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값을 선택하여 보간값 출력 장치에 인가하는 선택 장치를 더 구비할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값이 각각 산출되고, 보간할 화소에 대하여 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값이 각각 산출된다. 그리고, 복수 차분값 중의 최소값이 판정되고, 복수의 제 2 보간값 중의 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값이 선택되어 보간값 출력 장치에 인가된다.
이와 같이 하여, 복수의 방향 중의 가장 상관이 높은 방향을 판정하고, 복수의 방향의 제 2 보간값 중의 가장 상관이 높은 방향의 제 2 보간값을 선택함으로써, 화상 각도의 오검출을 수정할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값을 각각 검출하는 검출 장치와, 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값이 검출 장치에 의해 검출된 값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 중간값 판정 장치를 더 구비하고, 보간값 출력 장치는, 중간값 판정 장치에 의해 제 2 보간값이 검출 장치에 의해 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값이 각각 검출되고, 제 2 보간값이 검출된 값의 사이에 있는지의 여부가 판정된다. 제 2 보간값이 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 경사 방향의 차분값에 관계없이, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 제 2 보간값이 보간할 화소의 상하 화소값의 사이에 없을 경우에는 제 2 보간값을 이용하지 않고 제 1 보간값을 이용함으로써, 화상의 각도가 오검출된 경우에 잘못된 방향의 화소를 이용하여 보간할 화소값을 산출하는 것을 방지할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값을 산출하는 상하 차분 연산 장치를 더 구비하고, 보간값 출력 장치는, 상하 차분 연산 장치에 의해 산출된 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 보간할 화소값으로서 출력할 수도 있다.
이 경우, 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값이 산출되고, 수직 방향의 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 경사 방향의 차분값에 관계없이, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
이와 같이, 수직 방향의 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에 제 2 보간값을 이용하지 않고 제 1 보간값을 이용함으로써, 화상 각도의 오검출에 의한 화질 열화를 방지할 수 있다.
제 2 보간 장치는 보간할 화소에 대하여 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소의 평균값을 제 2 보간값으로서 산출할 수도 있다.
이 경우, 제 2 보간값은 보간할 화소의 경사 방향에 위치하는 화소값의 평균값으로 된다.
제 1 값은 0이고, 제 2 값은 미리 설정된 임계값일 수도 있다.
이 경우, 차분값이 0일 경우에, 제 2 보간값이 보간할 화소값으로서 출력되고, 차분값이 임계값 이상일 경우에, 제 1 보간값이 보간할 화소값으로서 출력되며, 차분값이 0 내지 임계값의 범위 내에 있을 경우에, 제 1 보간값과 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 산출된 제 3 보간값이 보간할 화소값으로서 출력된다.
주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 각도를 나타내는 신호를 입력 단자에 인가하는 화상 각도 검출 장치를 더 구비하며, 화상 각도 검출 장치는, 입력된 영상 신호를 복수의 주사선 및 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 2진화하여 2진화 패턴을 발생시키는 2진화 패턴 발생 장치와, 복수의 방향을 갖는 2진 화상을 복수의 참조 패턴으로서 발생시키는 참조 패턴 발생 장치와, 2진화 패턴 발생 장치에 의해 발생된 2진화 패턴을 참조 패턴 발생 장치에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 장치를 포함할 수도 있다.
화상 각도 검출 장치에 있어서, 입력된 영상 신호가 2진화 패턴 발생 수단에 의해 소정의 검출 영역 내에서 2진화되어 2진화 패턴이 발생된다. 또한, 참조 패턴 발생 장치에 의해 복수의 방향을 갖는 2진 화상이 복수의 참조 패턴으로서 발생된다. 그리고, 비교 장치에 의해 2진화 패턴이 복수의 참조 패턴의 각각과 비교되고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도가 검출된다.
이 경우, 2차원 패턴의 비교를 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 경사 방향의 에지를 갖는 화상의 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원 참조 패턴을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간할 화소를 중심으로 하는 점대칭의 위치에 있는 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 회로 규모를 크게 하지 않고, 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
주사선 보간 장치는, 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 각도를 나타내는 신호를 입력 단자에 인가하는 화상 각도 검출 장치를 더 구비하고, 화상 각도 검출 장치는, 입력된 영상 신호에 있어서 복수의 주사선 및 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴을 발생시키는 극대 극소 패턴 발생 장치와, 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴을 발생시키는 참조 패턴 발생 장치와, 극대 극소 패턴 발생 장치에 의해 발생된 극대 극소 패턴을 참조 패턴 발생 장치에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 장치를 포함할 수도 있다.
화상 각도 검출 장치에 있어서는, 입력된 영상 신호에 있어서 극대 극소 패턴 발생 장치에 의해 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴이 발생된다. 또한, 참조 패턴 발생 장치에 의해 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴이 발생된다. 그리고, 비교 장치에 의해 극대 극소 패턴이 복수의 참조 패턴의 각각과 비교되고, 비교 결과에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도가 검출된다.
이 경우, 2차원 패턴의 비교를 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 가느다란 경사선의 화상 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원 참조 패턴을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간할 화소를 중심으로 하는 점대칭의 위치에 있는 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 회로 규모를 크게 하지 않고, 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 주사선 보간 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 화상의 각도와 보간 처리에 이용하는 화소와의 관계를 설명하기 위한 모식도,
도 3은 도 1의 혼합부의 동작을 설명하기 위한 모식도,
도 4는 경사 방향 차분 절대값과 경사 방향 평균값의 계수 및 수직 방향 보간값의 계수와의 관계를 나타내는 모식도,
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 주사선 보간 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 6은 도 5의 주사선 보간 장치의 경사 방향 평균값 연산부 및 경사 방향 차분 절대값 연산부에 의한 경사 방향 보간 처리를 설명하기 위한 모식도,
도 7은 각도 신호를 출력하는 화상 각도 검출 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도,
도 8은 도 7의 2진화부로부터 출력되는 2진화 패턴의 일례를 나타내는 도면,
도 9는 도 7의 기준(reference) 패턴 발생부에 의해 발생되는 기준 패턴의 예를 나타내는 모식도,
도 10은 각도 신호를 출력하는 화상 각도 검출 장치의 구성의 다른 예를 나타내는 블록도,
도 11은 도 10의 상측 라인 극대 극소 검출부 및 하측 라인 극대 극소 검출부로부터 출력되는 극대 극소 패턴의 예를 나타내는 모식도,
도 12는 도 11의 기준 패턴 발생부에 의해 발생되는 기준 패턴의 예를 나타내는 모식도,
도 13은 종래의 주사선 보간 장치에서의 보간 처리를 설명하기 위한 모식도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(1) 실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 주사선 보간 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1의 주사선 보간 장치는 라인 메모리(1), 수직 방향 보간 회로(2), 경사 방향 평균값 연산부(3), 경사 방향 차분 절대값 연산부(4) 및 혼합부(5)를 포함한다.
영상 신호(VD1)는 라인 메모리(1), 수직 방향 보간 회로(2), 경사 방향 평균값 연산부(3) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)에 입력된다.
또한, 각도 신호(AN)가 입력 단자(6)를 통하여 경사 방향 평균값 연산부(3) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)에 입력된다. 이 각도 신호(AN)는 경사 방향의 에지를 갖는 화상 또는 가느다란 경사선의 화상과 같이 경사 방향 화상의 각도를 나타내고, 후술하는 화상 각도 검출 장치에 의해 인가된다.
라인 메모리(1)는 입력된 영상 신호(VD1)를 1라인(1주사선)분 지연시켜 출력한다. 라인 메모리(1)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)는 수직 방향 보간 회로(2), 경사 방향 평균값 연산부(3) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)에 인가된다.
본 예에서는, 영상 신호(VD1, VD2)는 256계조의 휘도를 갖는 것으로 한다. 즉, 영상 신호(VD1, VD2)의 휘도의 최소값은 "0"이고, 최대값은 "255"이다.
수직 방향 보간 회로(2)는, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(1)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)에 근거하여 보간 화소(보간 처리에 의해 작성해야 하는 화소)에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소를 이용하여 보간 처리(이하, 수직 방향 보간 처리라고 함)를 행하고, 수직 방향 보간값(ID)을 출력한다. 이 수직 방향 보간 회로(2)는, 예를 들어, 보간 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값의 평균값을 수직 방향 보간값(ID)으로서 산출한다. 수직 방향 보간 회로(2)로서는, 공지의 보간 회로를 이용할 수 있다. 예를 들면, 수직 방향 보간 회로(2)로서 복수 화소값 중의 중간값을 선택하여 출력하는 메디안(median) 필터를 사용한 보간 회로를 이용할 수도 있다.
경사 방향 평균값 연산부(3)는, 입력되는 영상 신호(VD1), 라인 메모리(1)로부터 출력되는 영상 신호(VD2) 및 각도 신호(AN)에 근거하여 보간 화소에 대하여 경사 방향에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 평균값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 평균값(AD)으로서 출력한다. 이 경사 방향 평균값 연산부(3)에 의한 경사 방향 평균값(AD)의 산출 처리를 경사 방향 보간 처리라고 부른다.
경사 방향 차분 절대값 연산부(4)는, 입력되는 영상 신호(VD1), 라인 메모리(1)로부터 출력되는 영상 신호(VD2) 및 각도 신호(AN)에 근거하여 보간 화소에 대하여 경사 방향에 위치하는 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 차분 절대값(DD)으로서 출력한다.
혼합부(5)는, 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(DD)에 근거하여, 수직 방향 보간 회로(2)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID), 경사 방향 평균값 연산부(3)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(AD), 또는 그들의 혼합값을 보간 화소값(이하, 보간 화소값이라고 함)(IS)으로서 출력한다. 혼합부(5)의 상세한 동작은 후술한다.
본 실시예에서는, 수직 방향 보간 회로(2)가 제 1 보간 수단 또는 제 1 보간 장치에 상당하고, 각도 신호(AN)를 받는 입력 단자(6)가 입력 수단 또는 입력 단자에 상당하며, 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)가 차분 산출 수단 또는 차분 산출 장치에 상당하고, 경사 방향 평균값 연산부(3)가 제 2 보간 수단 또는 제 2 보간 장치에 상당하며, 혼합부(5)가 보간값 출력 수단 또는 보간값 출력 장치에 상당한다.
도 2는 화상의 각도와 보간 처리에 이용하는 화소와의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2에 있어서, IL은 보간 주사선을 나타내고, AL은 보간 주사선(IL)의 상측 주사선을 나타내며, BL은 보간 주사선(IL)의 하측 주사선을 나타낸다. 상측 주사선(AL)은 화소(A1∼A5)를 포함하고, 하측 주사선(BL)은 화소(B1∼B5)를 포함한다. IN은 보간 화소를 나타낸다.
도 2의 예에서는, 화상의 각도는 화살표 d0으로 나타낸 바와 같이 수평 방향에 대하여 약 45°로 되어 있다. 이 경우, 도 1에 도시되는 각도 신호(AN)는 45°를 나타낸다. 도 1의 경사 방향 평균값 연산부(3)는, 보간 화소(IN)를 중심으로 하여 각도 45°의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A4)의 휘도값 및 하측 주사선(BL) 화소(B2)의 휘도값의 평균값을 경사 방향 평균값(AD)으로서 출력한다. 또한, 도 1의 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)는, 보간 화소(IN)를 중심으로 하여 각도 45°의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A4)의 휘도값과 하측 주사선(BL) 화소(B2)의 휘도값과의 차분 절대값을 경사 방향 차분 절대값(DD)으로서 출력한다.
도 3은 도 1의 혼합부(5)의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0일 경우에는, 혼합부(5)는 경사 방향 평균값 연산부(3)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(AD)을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다. 또한, 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(DD)이 미리 설정된 임계값(TH) 이상일 경우에는, 혼합부(5)는 수직 방향 보간 회로(2)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID)을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다. 경사 방향 차분 절대값 연산부(4)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0과 임계값(TH) 사이에 있을 경우에는, 혼합부(5)는 경사 방향 평균값 연산부(3)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(AD)과 수직 방향 보간 회로(2)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID)을 경사 방향 차분 절대값(DD)에 따른 비율로 혼합하고, 혼합값을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다.
도 4는 경사 방향 차분 절대값과 경사 방향 평균값의 계수 및 수직 방향 보간값의 계수와의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 1의 혼합부(5)는, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0과 임계값(TH) 사이에 있을 경우에 다음 식에 의해 혼합값(CX)을 산출한다.
CX=K1·AD+K2·ID
상기 식 (1)에 있어서, K1 및 K2는 각각 경사 방향 평균값 및 수직 방향 보간값의 계수이고, K1+K2는 항상 1로 되도록 설정한다. 도 4의 횡축은 경사 방향 차분 절대값(DD)을 나타내고, 종축은 계수 K1 및 K2를 나타낸다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 경사 방향 평균값(AD)의 계수 K1은, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0일 때에 1.0으로 되고, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 증가함에 따라 감소하여, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 임계값(TH)일 때에 0으로 된다. 한편, 수직 방향 보간값(ID)의 계수 K2는, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0일 때에 0으로 되고, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 증가함에 따라 증가하여, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 임계값(TH)일 때에 1.0으로 된다.
또한, 도 4의 예에서는, 경사 방향 평균값(AD)의 계수 K1 및 수직 방향 보간값(ID)의 계수 K2가 경사 방향 차분 절대값(DD)에 대하여 직선적으로 감소 및 증가하고 있으나, 이것에 한정되지 않고, 경사 방향 평균값(AD)의 계수 K1 및 수직 방향 보간값(ID)의 계수 K2가 곡선 형상으로 변화할 수도 있다.
본 실시예의 주사선 보간 장치에 있어서는, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0과 임계값(TH) 사이에 있을 경우에, 혼합부(5)가 경사 방향 차분 절대값(DD)에 따라 수직 방향 보간값(ID) 및 경사 방향 평균값(AD)의 비율을 변화시켜 혼합하고, 보간 화소값(IS)으로서 출력하기 때문에, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
또한, 경사 방향 차분 절대값(DD)이 0일 경우에만 경사 방향 평균값(AD)을 보간 화소값(IS)으로서 출력하는 예를 나타냈으나, 이것에 한정되는 것이 아니라, 0보다 크고 임계값(TH)보다 작은 임의의 값에 의해 경사 방향 평균값(AD)을 보간 화소값(IS)으로서 출력하도록 설정할 수도 있다.
(2) 실시예 2
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 주사선 보간 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5의 주사선 보간 장치는 라인 메모리(11), 수직 방향 보간 회로(12), 수직 방향 상하 화소값 추출부(13), 경사 방향 평균값 연산부(14), 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15), 경사 방향 차분 절대값 연산부(16), 선택기(17), 최소값 판정부(18), 선택기(19), 중간값 판정부(20) 및 혼합부(21)를 포함한다.
영상 신호(VD1)는 라인 메모리(11), 수직 방향 보간 회로(12), 수직 방향 상하 화소값 추출부(13), 경사 방향 평균값 연산부(14), 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)에 입력된다. 또한, 각도 신호(AN)는, 입력 단자(22)를 통하여 경사 방향 평균값 연산부(14) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)에 입력된다.
라인 메모리(11)는 입력된 영상 신호(VD1)를 1라인(1주사선) 지연시켜 출력한다. 라인 메모리(11)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)는 수직 방향 보간 회로(12), 수직 방향 상하 화소값 추출부(13), 경사 방향 평균값 연산부(14), 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)에 인가된다.
본 예에 있어서도, 영상 신호(VD1, VD2)는 256계조의 휘도를 갖는 것으로 한다. 즉, 영상 신호(VD1, VD2)의 휘도의 최소값은 "0"이고, 최대값은 "255"이다.
수직 방향 보간 회로(12)는, 도 1의 수직 방향 보간 회로(2)와 마찬가지로, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(11)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)에 근거하여 보간 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소를 이용하여 수직 방향 보간 처리를 행하고, 수직 방향 보간값(ID)을 출력한다.
수직 방향 상하 화소값 추출부(13)는, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(11)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)에 근거하여, 보간 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상측 주사선의 화소값 및 하측 주사선의 화소값을 각각 수직 상측 화소값(P) 및 수직 하측 화소값(Q)으로서 출력한다.
경사 방향 평균값 연산부(14)는, 입력되는 영상 신호(VD1), 라인 메모리(1)로부터 출력되는 영상 신호(VD2) 및 각도 신호(AN)에 근거하여, 보간 화소에 대하여 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도의 방향(0 방향이라고 함)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 평균값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 평균값(Ab)으로서 출력한다. 또한, 경사 방향 평균값 연산부(14)는, 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도를 중심으로 하여 1개 작은 각도의 방향(-1 방향이라고 함)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 평균값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 평균값(Aa)으로서 출력하는 동시에, 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도를 중심으로 하여 1개 큰 각도의 방향(+1 방향이라고 함)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 평균값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 평균값(Ac)으로서 출력한다.
수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15)는, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(11)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)에 근거하여, 보간 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 상하 차분 절대값(AB)으로서 출력한다.
경사 방향 차분 절대값 연산부(16)는, 입력되는 영상 신호(VD1), 라인 메모리(11)로부터 출력되는 영상 신호(VD2) 및 각도 신호(AN)에 근거하여, 보간 화소에 대하여 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도의 방향(0 방향)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 경사 방향 차분 절대값(Db)으로서 출력한다. 또한, 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)는, 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도를 중심으로 하여 1개 작은 각도의 방향(-1 방향)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 차분 절대값(Da)으로서 출력하는 동시에, 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 각도를 중심으로 하여 1개 큰 각도의 방향(+1 방향)에 위치하는 상측 주사선의 화소값과 하측 주사선의 화소값의 차분 절대값을 산출하고, 산출 결과를 경사 방향 차분 절대값(Dc)으로서 출력한다.
최소값 판정부(18)는, 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(Da, Db, Dc) 중의 최소값을 판정하고, 최소값으로 되는 각도를 나타내는 판정 결과를 선택기(17, 19)에 인가한다.
선택기(17)는, 최소값 판정부(18)에 의해 인가되는 판정 결과에 근거하여 경사 방향 평균값 연산부(14)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(Aa, Ab, Ac) 중의 판정 결과가 나타내는 각도에 대응하는 경사 방향 평균값을 선택하고, 경사 방향 평균값(R)으로서 출력한다.
선택기(19)는, 최소값 판정부(18)에 의해 인가되는 판정 결과에 근거하여 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(Da, Db, Dc) 중의 판정 결과가 나타내는 각도에 대응하는 경사 방향 차분 절대값을 선택하고, 경사 방향 차분 절대값(S)으로서 출력한다.
중간값 판정부(20)는, 수직 방향 상하 화소값 추출부(13)로부터 출력되는 수직 상측 화소값(P) 및 수직 하측 화소값(Q) 및 선택기(17)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(R) 중의 중간값을 판정하고, 판정 결과를 혼합부(21)에 인가한다.
혼합부(21)는, 선택기(19)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(S)에 근거하여, 수직 방향 보간 회로(12)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID), 선택기(17)로부터 출력되는 경사 방향 평균값(R), 또는 그들의 혼합값을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다. 경사 방향 차분 절대값(S)과 수직 방향 보간값(ID)과의 혼합값 산출 방법은, 도 2 및 도 3에 나타낸 경사 방향 평균값(AD)과 수직 방향 보간값(ID)과의 혼합값 산출 방법과 마찬가지이다.
또한, 혼합부(21)는, 중간값 판정부(20)의 판정 결과가 경사 방향 평균값(R)이 아닐 경우, 즉, 경사 방향 평균값(R)이 수직 상측 화소값(P)과 수직 하측 화소값(Q)의 중간값이 아닐 경우에는, 수직 방향 보간 회로(12)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID)을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다. 이것에 의해, 경사 방향 평균값(R)이 보간 화소의 상하 화소값의 사이에 없을 경우에는, 경사 방향 보간 처리가 실행되지 않고 수직 방향 보간 처리가 실행된다.
경사 방향 차분 절대값 연산부(16)는, 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15)에 의해 인가된 상하 차분 절대값(AB)이 소정 값보다도 작을 경우에, 경사 방향 차분 절대값(Da, Db, Dc)으로서 휘도의 최대값 "255"를 각각 출력한다. 이것에 의해, 선택기(19)로부터 출력되는 경사 방향 차분 절대값(S)이 최대값 "255"로 된다. 따라서, 혼합부(21)는, 수직 방향 보간 회로(12)로부터 출력되는 수직 방향 보간값(ID)을 보간 화소값(IS)으로서 출력한다. 즉, 보간 화소의 상하 화소의 차분 절대값이 작을 경우에는 경사 방향 보간 처리가 실행되지 않고 수직 방향 보간 처리가 실행된다.
본 실시예에서는, 수직 방향 보간 회로(12)가 제 1 보간 수단 또는 제 1 보간 장치에 상당하고, 각도 신호(AN)를 받는 입력 단자(22)가 입력 수단 또는 입력 단자에 상당하며, 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)가 차분 산출 수단 또는 차분 산출 장치에 상당하고, 경사 방향 평균값 연산부(14)가 제 2 보간 수단 또는 제 2 보간 장치에 상당하며, 혼합부(22)가 보간값 출력 수단 또는 보간값 출력 장치에 상당한다.
또한, 최소값 판정부(18)가 최소값 판정 수단 또는 최소값 판정 장치에 상당하고, 선택기(17)가 선택 수단 또는 선택 장치에 상당하며, 수직 방향 상하 화소값 추출부(13)가 검출 수단 또는 검출 장치에 상당하고, 중간값 판정부(20)가 중간값 판정 수단 또는 중간값 판정 장치에 상당하며, 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15)가 상하 차분 연산 수단 또는 상하 차분 연산 장치에 상당한다.
도 6은 도 5의 경사 방향 평균값 연산부(14) 및 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)에 의한 경사 방향 보간 처리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6에 있어서, IL은 보간 주사선을 나타내고, AL은 보간 주사선(IL)의 상측 주사선을 나타내며, BL은 보간 주사선(IL)의 하측 주사선을 나타낸다. 상측 주사선(AL)은 화소(A1∼A5)를 포함하고, 하측 주사선(BL)은 화소(B1∼B5)를 포함한다. IN은 보간 화소를 나타낸다.
도 6의 예에서는, 도 5의 각도 신호(AN)가 나타내는 화상의 각도를 화살표 d0으로 나타내고, -1 방향을 화살표 d-로 나타내며, +1 방향을 화살표 d+로 나타낸다.
도 5의 경사 방향 평균값 연산부(14)는, 보간 화소(IN)를 중심으로 하여 화살표 d0의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A4)의 휘도값 및 하측 주사선(BL) 화소(B2)의 휘도값의 평균값을 경사 방향 평균값(Ab)으로서 출력하고, 화살표 d-의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A5)의 휘도값 및 하측 주사선(BL) 화소(B1)의 휘도값의 평균값을 경사 방향 평균값(Aa)으로서 출력하며, 화살표 d+의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A3)의 휘도값 및 하측 주사선(BL) 화소(B3)의 휘도값의 평균값을 경사 방향 평균값(Ac)으로서 출력한다. 또한, 도 5의 경사 방향 차분 절대값 연산부(14)는, 보간 화소(IN)를 중심으로 하여 화살표 d0의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A4)의 휘도값과 하측 주사선(BL) 화소(B2)의 휘도값의 차분 절대값을 경사 방향 차분 절대값(Db)으로서 출력하고, 화살표 d-의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A5)의 휘도값과 하측 주사선(BL) 화소(B1)의 휘도값의 차분 절대값을 경사 방향 차분 절대값(Da)으로서 출력하는 동시에, 화살표 d+의 방향에 위치하는 상측 주사선(AL) 화소(A3)의 휘도값과 하측 주사선(BL) 화소(B3)의 휘도값의 차분 절대값을 경사 방향 차분 절대값(Dc)으로서 출력한다.
본 실시예의 주사선 보간 장치에 있어서는, 경사 방향 차분 절대값(S)이 0과 임계값(TH) 사이에 있을 경우에, 경사 방향 차분 절대값(S)에 따라 수직 방향 보간값(ID) 및 경사 방향 차분 절대값(R)의 비율을 변화시켜 혼합하고, 보간 화소값(IS)으로서 출력하기 때문에, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리가 가능해진다.
또한, 경사 방향 차분 절대값 연산부(16)에 의해 산출된 경사 방향 차분 절대값(Da, Db, Dc)에 근거하여 각도 신호(AN)에 의해 표시되는 방향, -1 방향 및 +1 방향 중의 가장 상관이 높은 방향을 판정하고, 경사 방향 평균값 연산부(14)에 의해 산출된 경사 방향 평균값(Aa, Ab, Ac) 중의 가장 상관이 높은 방향에 대응하는 경사 방향 평균값을 선택하기 때문에, 화상 각도의 오검출을 수정할 수 있다.
또한, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서는, 보간 화소값은 상하 화소값의 중간으로 된다. 경사 방향 평균값(R)이 보간 화소의 상하 화소값의 중간에 없을 경우에는, 경사 방향 보간 처리를 행하지 않고 수직 방향 보간 처리를 행함으로써, 화상 각도가 오검출된 경우에 잘못된 방향의 화소에 근거하여 보간 화소값(IS)을 산출하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에서는, 보간 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소 사이의 차분은 크다. 보간 화소의 상하 화소의 차분 절대값이 작을 경우에는 경사 방향 보간 처리를 행하지 않고 수직 방향 보간 처리를 행함으로써, 화상 각도의 오검출에 의한 화질 열화를 방지할 수 있다.
도 7은 각도 신호(AN)를 출력하는 화상 각도 검출 장치의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 7의 화상 각도 검출 장치는 라인 메모리(31), 2진화부(32), 검출 윈도우내 영상 신호 처리부(33), 패턴 매칭 각도 검출부(34) 및 기준 패턴 발생부(35)를 포함한다.
영상 신호(VD1)는 라인 메모리(31), 2진화부(32) 및 검출 윈도우내 영상 신호 처리부(33)에 입력된다. 라인 메모리(31)는 입력된 영상 신호(VD1)를 1라인(1주사선)분 지연시켜 출력한다. 라인 메모리(31)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)는, 2진화부(32) 및 검출 윈도우내 영상 신호 처리부(33)에 인가된다.
2진화부(32)는, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(31)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)를 후술하는 검출 윈도우내 영상 신호 처리부(33)로부터 인가되는 평균 휘도값(LU)을 임계값으로서 2진화하고, "1" 및 "0"으로 이루어진 2진화 패턴(BI)을 출력한다. 2진화 패턴(BI)은 검출 윈도우의 사이즈를 갖는다.
여기서, 검출 윈도우는, 예를 들어, 영상 신호(VD1)의 7화소 및 영상 신호(VD2)의 7화소를 포함하는 7×2 화소의 직사각형 영역, 영상 신호(VD1)의 15화소 및 영상 신호(VD2)의 15화소를 포함하는 15×2 화소의 직사각형 영역 등이다. 또한, 이하의 설명에서는, 검출 윈도우의 사이즈를 7×2 화소로 한다. 이 경우, 2진화 패턴(BI)의 사이즈는 7×2 화소로 된다.
검출 윈도우내 영상 신호 처리부(33)는, 입력되는 영상 신호(VD1) 및 라인 메모리(31)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)로 검출 윈도우를 설정하고, 검출 윈도우내 영상 신호(VD1, VD2)의 휘도의 평균값을 산출하여, 2진화부(32)에 평균 휘도값(LU)을 2진화를 위한 임계값으로서 인가한다.
기준 패턴 발생부(35)는, "1" 및 "0"으로 이루어진 복수의 기준 패턴(RA)을 발생시키고, 패턴 매칭 각도 검출부(34)에 인가한다. 각 기준 패턴(RA)의 사이즈는 검출 윈도우의 사이즈와 동일하다.
패턴 매칭 각도 검출부(34)는, 2진화부(32)로부터 인가되는 2진화 패턴(BI)을 기준 패턴 발생부(35)로부터 인가되는 복수 기준 패턴(RA)의 각각과 비교하여, 일치한 기준 패턴(RA)의 각도를 각도 신호(AN)로서 출력한다. 이하, 2진화 패턴(BI)과 각 기준 패턴(RA)의 비교 동작을 패턴 매칭이라고 부른다.
도 8은 도 7의 2진화부(32)로부터 출력되는 2진화 패턴(BI)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 8에 있어서, IN은 보간 화소를 나타내고, IL은 보간 주사선을 나타낸다. 또한, AL은 보간 주사선(IL)의 상측 주사선을 나타내고, BL은 보간 주사선(IL)의 하측 주사선을 나타낸다.
도 8의 예에서는, 휘도가 낮은 부분(어두운 부분)이 "0"으로 표시되고, 휘도가 높은 부분(밝은 부분)이 "1"로 표시되어 있다. 2진화 패턴(BI)에 있어서는, 화상의 에지 각도가 45°로 되어 있다. 여기서는, 수평 방향의 각도를 0으로 하고, 오른쪽 위의 경사 방향의 각도를 플러스로 하고 있다.
도 9는 도 7의 기준 패턴 발생부(35)에 의해 발생되는 기준 패턴의 예를 나타내는 모식도이다. 그물이 쳐져 있는 화소는, 굵은 선으로 표시되는 보간 화소값의 산출에 이용하는 상하 주사선의 화소이다.
도 9의 (a), (b), (c), (d), (e)는 각각 45°, 34°, 27°, 22° 및 18°의 기준 패턴을 나타낸다. 도 9의 예에서는, 왼쪽 위가 어두운 부분으로 되고, 오른쪽 아래가 밝은 부분으로 되어 있다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 2차원의 휘도 분포에 의한 기준 패턴에 있어서는, 보간 화소를 중심으로 한 점대칭 위치의 화소 사이를 연결하는 직선의 각도뿐만 아니라, 그들의 각도 사이의 각도도 설정할 수 있다. 예를 들면, 45°, 27° 및 18° 사이의 각도인 34° 및 22°를 설정할 수 있다.
예를 들면, 도 8의 2진화 패턴(BI)은 도 9의 (a)의 기준 패턴과 일치한다. 이 경우, 도 7의 패턴 매칭 각도 검출부(35)는 45°를 나타내는 각도 신호(AN)를 출력한다.
도 7의 화상 각도 검출 장치에 있어서는, 검출 윈도우내 영상 신호(VD1, VD2)의 휘도 분포를 2진화 패턴(BI)으로 변환하고, 2진화 패턴(BI)과 미리 설정된 복수 기준 패턴(RA)의 패턴 매칭을 행함으로써, 적은 회로 규모로 화상의 각도를 검출할 수 있다.
이 경우, 검출 윈도우내의 평균 휘도값을 2진화의 임계값으로서 이용하고 있기 때문에, 외부로부터 2진화의 임계값을 설정하지 않고, 화상의 휘도 레벨에 관계없이 2진화 패턴(BI)을 작성할 수 있다.
또한, 2차원의 휘도 분포에 의한 패턴 매칭을 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 경사 방향의 에지를 갖는 화상의 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원의 휘도 분포에 의한 기준 패턴(RA)을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간 화소를 중심으로 하여 점대칭 위치의 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들의 각도 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 적은 용량의 라인 메모리(31)를 이용하여 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
도 10은 각도 신호(AN)를 출력하는 화상 각도 검출 장치의 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 10의 화상 각도 검출 장치는 라인 메모리(41), 상측 라인 극대 극소 검출부(42), 하측 라인 극대 극소 검출부(43), 패턴 매칭 각도 검출부(44) 및 기준 패턴 발생부(45)를 포함한다.
영상 신호(VD1)는 라인 메모리(41) 및 하측 라인 극대 극소 검출부(43)에 입력된다. 라인 메모리(41)는 입력된 영상 신호(VD1)를 1라인(1주사선)분 지연시켜 출력한다. 라인 메모리(41)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)는, 상측 라인 극대 극소 검출부(42)에 인가된다.
상측 라인 극대 극소 검출부(42)는, 라인 메모리(41)로부터 출력되는 영상 신호(VD2)에 있어서 수평 방향의 휘도 분포 극대점 및 극소점을 검출하고, 극대점 및 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴(P1)을 패턴 매칭 각도 검출부(44)에 인가한다. 하측 라인 극대 극소 검출부(43)는, 입력되는 영상 신호(VD1)에 있어서 수평 방향의 휘도 분포 극대점 및 극소점을 검출하고, 극대점 및 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴(P2)을 패턴 매칭 각도 검출부(44)에 인가한다. 극대 극소 패턴(P1) 및 극대 극소 패턴(P2)은 각각 검출 윈도우의 1주사선분의 사이즈를 갖는다.
여기서, 검출 윈도우는, 예를 들어, 영상 신호(VD1)의 7화소 및 영상 신호(VD2)의 7화소를 포함하는 7×2 화소의 직사각형 영역, 영상 신호(VD1)의 15화소 및 영상 신호(VD2)의 15화소를 포함하는 15×2 화소의 직사각형 영역 등이다. 또한, 이하의 설명에서는, 검출 윈도우의 사이즈를 7×2 화소로 한다. 이 경우, 극대 극소 패턴(P1) 및 극대 극소 패턴(P2)의 사이즈는 각각 7화소이다.
기준 패턴 발생부(45)는, 검출 윈도우내 극대점 및 극소점의 위치를 나타내는 복수의 기준 패턴(RB)을 발생시키고, 패턴 매칭 각도 검출부(44)에 인가한다. 각 기준 패턴(RB)의 사이즈는 검출 윈도우의 사이즈와 동일하다.
패턴 매칭 각도 검출부(44)는, 상측 라인 극대 극소 검출부(42)로부터 출력되는 극대 극소 패턴(P1) 및 하측 라인 극대 극소 검출부(43)로부터 출력되는 극대 극소 패턴(P2)을 기준 패턴 발생부(45)로부터 인가되는 복수 기준 패턴(RB)의 각각과 비교하여, 일치한 기준 패턴(RB)의 각도를 나타내는 각도 신호(AN)를 출력한다.
이하, 극대 극소 패턴(P1, P2)과 각 기준 패턴(RB)의 비교 동작을 패턴 매칭이라고 부른다.
도 11은 도 10의 상측 라인 극대 극소 검출부(42) 및 하측 라인 극대 극소 검출부(43)로부터 출력되는 극대 극소 패턴(P1, P2)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 11에 있어서, IN은 보간 화소를 나타내고, IL은 보간 주사선을 나타낸다. 또한, AL은 보간 주사선(IL)의 상측 주사선을 나타내고, BL은 보간 주사선(IL)의 하측 주사선을 나타낸다.
도 11의 예에서는, 수평 방향의 휘도 분포에 있어서 극대점을 갖는 화소의 위치가 「대」로 표시되고, 수평 방향의 휘도 분포에 있어서 극소점을 갖는 화소의 위치가 「소」로 표시되어 있다. 또한, 실제로는, 극대점을 갖는 화소의 위치 및 극소점을 갖는 화소의 위치는 소정의 수치로 표시된다. 극대 극소 패턴(P1, P2)에 있어서는, 주사선(AL) 및 주사선(BL)의 휘도 분포에 있어서 극대점끼리를 연결하는 직선 및 극소점끼리를 연결하는 직선의 각도가 45°로 되어 있다. 여기서는, 수평 방향의 각도를 0으로 하고, 오른쪽 위의 경사 방향의 각도를 플러스로 하고 있다.
도 12는 도 10의 기준 패턴 발생부(45)에 의해 발생되는 기준 패턴의 예를 나타내는 모식도이다.
도 12의 (a) 및 (b)는 각각 45° 및 34°의 기준 패턴을 나타낸다. 도 12에 있어서, 극대점을 갖는 화소의 위치가 「대」로 표시되고, 극소점을 갖는 화소의 위치가 「소」로 표시되어 있다. 또한, 실제로는, 극대점을 갖는 화소의 위치 및 극소점을 갖는 화소의 위치는 소정의 수치로 표시되어 있다.
도 12의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 극대점 및 극소점을 쌍으로 하여 2개의 주사선의 휘도 분포에서의 극대점끼리를 연결하는 직선 및 극소점끼리를 연결하는 직선의 각도가 각각 45° 및 34°로 설정되어 있다.
예를 들면, 도 11의 극대 극소 패턴(P1, P2)은 도 12의 (a)의 기준 패턴과 일치한다. 이 경우, 도 10의 패턴 매칭 각도 검출부(44)는 45°를 나타내는 각도 신호(AN)를 출력한다.
도 10의 화상 각도 검출 장치에 있어서는, 검출 윈도우내 영상 신호(VD1, VD2)의 휘도 분포에서의 극대점 및 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴(P1, P2)을 작성하고, 극대 극소 패턴(P1, P2)과 미리 설정된 복수 기준 패턴(RB)의 패턴 매칭을 행함으로써, 적은 회로 규모로 화상의 각도를 검출할 수 있다.
이 경우, 극대점 및 극소점을 쌍으로 하여 검출함으로써, 가느다란 경사선의 화상의 각도를 검출할 수 있다.
또한, 2차원의 휘도 분포에 의한 패턴 매칭을 행하고 있기 때문에, 2화소 사이의 차분값을 이용하는 경우와 비교하여 오검출이 억제되고, 가느다란 경사선의 화상의 각도를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 2차원의 휘도 분포에 의한 기준 패턴(RB)을 이용함으로써, 검출하는 각도가 보간 화소를 중심으로 하여 점대칭의 위치에 있는 화소를 연결하는 직선의 각도에 한정되지 않고, 그들의 각도 사이의 각도를 검출할 수도 있다. 따라서, 적은 용량의 라인 메모리(41)를 이용하여 보다 세밀한 간격으로 각도를 검출할 수 있다.
또한, 도 5의 수직 방향 상하 화소값 추출부(13) 및 중간값 판정부(20)를 이용한 처리를 행할 경우, 및 수직 방향 상하 화소 차분 절대값 연산부(15)를 이용한 처리를 행할 경우에는, 도 7의 화상 각도 검출 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 화상 각도 검출 장치의 구성은 상기의 예에 한정되지 않고, 예를 들어, 일본 특허 공개 평성 제 1-33167 호 공보 등에 개시되는 공지의 상관 판정 회로를 이용할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 보간할 화소의 경사 방향 화소의 차분값이 제 1 값과 제 2 값 사이에 있을 경우에, 수직 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 1 보간값과 경사 방향의 화소를 이용하여 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 보간할 화소값이 산출되기 때문에, 경사 방향의 에지를 갖는 화상에 있어서 매끄러운 보간 처리를 행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소값을 산출함으로써 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치로서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간값을 산출하는 제 1 보간 수단과,
    상기 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력하는 입력 수단과,
    상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값을 산출하는 차분 산출 수단과,
    상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간값을 산출하는 제 2 보간 수단과,
    상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하고, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하며, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값 내지 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값과 상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값을 산출하여 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 보간값 출력 수단
    을 구비한 주사선 보간 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보간값 출력 수단은, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값 내지 상기 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 상기 차분값에 따른 비율로 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값과 상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값을 가산하고, 가산 결과를 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보간값 출력 수단은, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값으로부터 상기 제 2 값에 근접함에 따라, 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 상기 제 1 보간값과 상기 제 2 보간값을 가산하는 주사선 보간 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차분 산출 수단은 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값을 각각 산출하고,
    상기 제 2 보간 수단은 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값을 각각 산출하며,
    상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 복수 차분값 중의 최소값을 판정하는 최소값 판정 수단과,
    상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 복수의 제 2 보간값 중의 상기 최소값 판정 수단에 의해 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값을 선택하여 상기 보간값 출력 수단에 인가하는 선택 수단을 더 구비한 주사선 보간 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값을 각각 검출하는 검출 수단과,
    상기 제 2 보간 수단에 의해 산출된 제 2 보간값이 상기 검출 수단에 의해 검출된 값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 중간값 판정 수단을 더 구비하고,
    상기 보간값 출력 수단은, 상기 중간값 판정 수단에 의해 제 2 보간값이 상기 검출 수단에 의해 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값을 산출하는 상하 차분 연산 수단을 더 구비하고,
    상기 보간값 출력 수단은, 상기 상하 차분 연산 수단에 의해 산출된 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 상기 차분 산출 수단에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 상기 제 1 보간 수단에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보간 수단은, 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 수단에 의해 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소의 평균값을 상기 제 2 보간값으로서 산출하는 주사선 보간 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 값은 0이고, 상기 제 2 값은 미리 설정된 임계값인 주사선 보간 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 방향을 나타내는 신호를 상기 입력 수단에 인가하는 화상 각도 검출 수단을 더 구비하며,
    상기 화상 각도 검출 수단은,
    상기 입력된 영상 신호를 복수의 주사선 및 상기 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 2진화하여 2진화 패턴을 발생시키는 2진화 패턴 발생 수단과,
    복수의 방향을 갖는 2진 화상을 복수의 참조 패턴으로서 발생시키는 참조 패턴 발생 수단과,
    상기 2진화 패턴 발생 수단에 의해 발생된 2진화 패턴을 상기 참조 패턴 발생 수단에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 수단을 포함하는 주사선 보간 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 방향을 나타내는 신호를 상기 입력 수단에 인가하는 화상 각도 검출 수단을 더 구비하고,
    상기 화상 각도 검출 수단은,
    상기 입력된 영상 신호에 있어서 복수의 주사선 및 상기 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴을 발생시키는 극대 극소 패턴 발생 수단과,
    상기 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴을 발생시키는 참조 패턴 발생 수단과,
    상기 극대 극소 패턴 발생 수단에 의해 발생된 극대 극소 패턴을 상기 참조 패턴 발생 수단에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 수단을 포함하는 주사선 보간 장치.
  11. 입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소값을 산출함으로써 주사선의 보간 처리를 행하는 주사선 보간 장치로서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 1 보간값을 산출하는 제 1 보간 장치와,
    상기 보간할 화소에 대한 화상의 방향을 나타내는 신호를 입력하는 입력 단자와,
    상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소값의 차분값을 산출하는 차분 산출 장치와,
    상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소를 이용한 보간 처리에 의해 제 2 보간값을 산출하는 제 2 보간 장치와,
    상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 제 1 값 이하일 경우에, 상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하고, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값보다도 큰 제 2 값 이상일 경우에, 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하며, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값 내지 상기 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값과 상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 이용한 연산에 의해 제 3 보간값을 산출하여 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 보간값 출력 장치
    를 구비한 주사선 보간 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보간값 출력 장치는, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값 내지 상기 제 2 값의 범위 내에 있을 경우에, 상기 차분값에 따른 비율로 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값과 상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값을 가산하고, 가산 결과를 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보간값 출력 장치는, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값이 상기 제 1 값으로부터 상기 제 2 값에 근접함에 따라, 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값의 비율이 증가하는 동시에 상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값의 비율이 감소하도록 상기 제 1 보간값과 상기 제 2 보간값을 가산하는 주사선 보간 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 차분 산출 장치는 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소값의 차분값을 각각 산출하고,
    상기 제 2 보간 장치는 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향을 중심으로 하여 복수의 방향에 위치하는 복수 세트의 화소를 각각 이용한 보간 처리에 의해 복수의 제 2 보간값을 각각 산출하며,
    상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 복수 차분값 중의 최소값을 판정하는 최소값 판정 장치와,
    상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 복수의 제 2 보간값 중의 상기 최소값 판정 장치에 의해 최소값이라고 판정된 차분값에 대응하는 제 2 보간값을 선택하여 상기 보간값 출력 장치에 인가하는 선택 장치를 더 구비한 주사선 보간 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소값을 각각 검출하는 검출 장치와,
    상기 제 2 보간 장치에 의해 산출된 제 2 보간값이 상기 검출 장치에 의해 검출된 값의 사이에 있는지의 여부를 판정하는 중간값 판정 장치를 더 구비하고,
    상기 보간값 출력 장치는, 상기 중간값 판정 장치에 의해 제 2 보간값이 상기 검출 장치에 의해 검출된 값의 사이에 없다고 판정되었을 경우에, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 보간할 화소에 대하여 수직 방향의 상하에 위치하는 화소의 차분값을 산출하는 상하 차분 연산 장치를 더 구비하고,
    상기 보간값 출력 장치는, 상기 상하 차분 연산 장치에 의해 산출된 차분값이 소정 값보다도 작을 경우에, 상기 차분 산출 장치에 의해 산출된 차분값에 관계없이, 상기 제 1 보간 장치에 의해 산출된 제 1 보간값을 상기 보간할 화소값으로서 출력하는 주사선 보간 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 보간 장치는, 상기 보간할 화소에 대하여 상기 입력 단자에 입력된 신호가 나타내는 방향에 위치하는 상하 주사선의 화소의 평균값을 상기 제 2 보간값으로서 산출하는 주사선 보간 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 값은 0이고, 상기 제 2 값은 미리 설정된 임계값인 주사선 보간 장치.
  19. 제 11 항에 있어서,
    입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 각도를 나타내는 신호를 상기 입력 단자에 인가하는 화상 각도 검출 장치를 더 구비하며,
    상기 화상 각도 검출 장치는,
    상기 입력된 영상 신호를 복수의 주사선 및 상기 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 2진화하여 2진화 패턴을 발생시키는 2진화 패턴 발생 장치와,
    복수의 방향을 갖는 2진 화상을 복수의 참조 패턴으로서 발생시키는 참조 패턴 발생 장치와,
    상기 2진화 패턴 발생 장치에 의해 발생된 2진화 패턴을 상기 참조 패턴 발생 장치에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 장치를 포함하는 주사선 보간 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    입력된 영상 신호에 근거하여 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하여 화상의 방향을 나타내는 신호를 상기 입력 단자에 인가하는 화상 각도 검출 장치를 더 구비하고,
    상기 화상 각도 검출 장치는,
    상기 입력된 영상 신호에 있어서 복수의 주사선 및 상기 보간할 화소를 포함하는 소정의 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 극대 극소 패턴을 발생시키는 극대 극소 패턴 발생 장치와,
    상기 검출 영역 내에서 각 주사선마다 수평 방향의 휘도 분포 극대점 또는 극소점의 위치를 나타내는 복수의 참조 패턴을 발생시키는 참조 패턴 발생 장치와,
    상기 극대 극소 패턴 발생 장치에 의해 발생된 극대 극소 패턴을 상기 참조 패턴 발생 장치에 의해 발생된 복수의 참조 패턴의 각각과 비교하고, 비교 결과에 근거하여 상기 보간할 화소에 관한 화상의 각도를 검출하는 비교 장치를 포함하는 주사선 보간 장치.
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