(57)【要約】      （修正有）【課題】表示用に画像データを拡大する方法および装置。【解決手段】元の画像における選択されたピクセルが拡大画像において使用倍率に拘わらず特定の位置に維持されるように拡大される。元の画像において選択された第１のピクセルが拡大画像における第１ピクセル位置にマッピングされる。第１の合計が最大合計未満である場合、選択された第１のピクセルは拡大画像における第２ピクセル位置にもマッピングされる。第１の合計が最大合計を超える場合、元の画像から第２のピクセルが選択され第２ピクセル位置にマッピングされる。発明はさらに発明の原理に従う、命令からなるプログラムを実施するための機械による読み取りが可能な媒体、装置、およびコンピュータ・システムに向けられる。【選択図】図１
2006065869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元の画像から拡大画像を作成することにより表示用に画像データを拡張する画像処理方法であって、
複数の倍率を提供するステップであって、倍率を提供するステップの各々は元の画像を拡大する特定の度合いを定義するためのものである、前記複数の倍率を提供するステップと、
ピクセル複製シーケンスの複数のセットを提供するステップであって、各倍率に１セット提供され、各セットは少なくとも２つのピクセル複製シーケンスを含む前記複数のセットを提供するステップと、
複数の倍率から倍率を１つ選択するステップと、
選択された倍率に対するピクセル複製シーケンスのセットから、元の画像内のピクセルで選択されたピクセルが拡大画像の特定位置にマッピングされるようにピクセル複製シーケンスを１つ選択するステップと、
を含む、画像処理方法。
【請求項２】
前記ピクセル複製シーケンスの複数のセットを提供する工程は、
元の画像の第１のピクセルを選択するステップと、
倍率パラメータを選択するステップと、
選択された倍率を選択された倍率補正に加算し、第１の合計を出すステップと、
第１の合計を最大合計と比較するステップと、
を含む、請求項１に記載される画像処理方法。
【請求項３】
元の画像の選択された第１のピクセルを拡大画像における第１ピクセル位置にマッピングするステップ、をさらに含む、請求項２に記載される方法。
【請求項４】
第１の合計が最大合計未満である場合選択された第１のピクセルを拡大画像における第２ピクセル位置にマッピングするステップ、をさらに含む、請求項３に記載される画像処理方法。
【請求項５】
第１の合計の倍率を加算し、第２の合計を出すステップと、
第２の合計を最大合計と比較するステップと、
第２の合計が最大合計未満である場合、選択された第１のピクセルを拡大画像における第３ピクセル位置にマッピングするステップと、
をさらに含む、請求項４に記載される画像処理方法。
【請求項６】
倍率を第１の合計に加算し、第２の合計を出すステップと、
第２の合計を最大合計と比較するステップと、
第２の合計が最大合計を超える場合、元の画像における第２のピクセルを選択し、選択した第２のピクセルを拡大画像における第３ピクセル位置にマッピングするステップと、
をさらに含む、請求項４に記載される画像処理方法。
【請求項７】
第１の合計が最大合計を超える場合、元の画像における第２のピクセルを選択し、選択された第２のピクセルを拡大画像の第２ピクセル位置にマッピングするステップ、をさらに含む、請求項３に記載される画像処理方法。
【請求項８】
倍率を第１の合計に加算し、第２の合計を出すステップと、
第２の合計を最大合計と比較するステップと、
第２の合計が最大合計未満の場合、選択された第２のピクセルを拡大画像における第３ピクセル位置にマッピングするステップと、
をさらに含む、請求項７に記載される画像処理方法。
【請求項９】
倍率を第１の合計に加算し、第２の合計を出すステップと、
第２の合計を最大合計と比較するステップと、
第２の合計が最大合計を超える場合、元の画像において第３のピクセルを選択し、選択された第３のピクセルを拡大画像における第３ピクセル位置にマッピングするステップと、
をさらに含む請求項７に記載される画像処理方法。
【請求項１０】
表示用に画像データを拡張する画像処理装置であって、
複数の倍率の各々に対し選択可能なピクセル複製シーケンスを生成する拡大回路と、
拡大画像にピクセルをマッピングするためのマッピング回路であって、マッピング回路は選択されたピクセル複製シーケンスに従いピクセルをマッピングし、各ピクセル複製シーケンスは元の画像の内選択された１つのピクセルを拡大画像の特定位置にマッピングするマッピング回路と、
を含む画像処理装置。
【請求項１１】
表示用に画像データを拡張するためのコンピュータ・システムであって、
ＣＰＵと、
メモリと、
画像を具現するディスプレー装置と、
画像取り込み装置と、
グラフィックス・コントローラであって、
複数の倍率各々に対し選択可能なピクセル複製シーケンスを生成する拡大回路と、
拡大画像にピクセルをマッピングするためのマッピング回路で、マッピング回路は選択されたピクセル複製シーケンスに従いピクセルをマッピングし、各ピクセル複製シーケンスは元の画像の内選択された１つのピクセルを拡大画像の特定位置にマッピングするマッピング回路と、
を含むグラフィックス・コントローラと、
を含む、コンピュータ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタル画像処理の分野に関する。特に、本発明は表示用に拡大画像を作成するためにデジタル画像データを拡張することに向けられ、画像は各種の度合いで、かつ中心ピクセルなど元の画像において選ばれたピクセルは使用された倍率に拘わらず、各拡大画像において特定位置に維持される方法で拡大される。
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像は広く普及している。デジタル画像はＣＲＴやＬＣＤなどコンピュータ・システムやテレビに用いられるディスプレー画面上に表示される。またレーザやインクジェット・プリンタのような装置を用いて媒体上にハードコピーとして印刷される。
【０００３】
デジタル装置を用い、デジタル画像内の物体にズームインまたはズームアウトすることができる。カメラ、デジタル・テレビ、携帯電話、携帯端末、コンピュータ、または他のデジタル装置は元の画像の選ばれた部分から新たな画像を作成することによりその選ばれた部分を拡大する。デジタル画像はピクセルのアレーからなり、拡大画像は元の画像から選ばれた部分のピクセルで構成される。ピクセルは特定の色および輝度で照明することができるディスプレー画面内の小さな個別的な要素である。ピクセルという言い回しはさらにディスプレー装置内の物理的ピクセルの色および輝度を定義するデータを意味するためにも使用される。元の画像の選ばれた部分におけるピクセルは各々1回現れる。しかし拡大された画像においては元の画像の選ばれた部分におけるピクセルは各々少なくとも1回現れ、2回以上現れることができる。
【０００４】
実際には、見る人が異なった倍率を用いて繰り返し画像を拡大することが良く行なわれる。倍率は拡大の度合いを示す。2xの倍率は画像のサイズを2倍にする。1.5xの倍率は画像を50パーセント拡大、等々である。見る人は画像の選べれた部分を2xの倍率で拡大したところ大き過ぎることが分かるかもしれない。そこでその部分を1.5xで拡大してみたところ、やや小さいと感じるかもしれない。試行錯誤の方法で、見る人は選ばれた部分を繰り返し拡大し、見るために最適な解像を求めることができる。
【０００５】
画像の選ばれた部分を繰り返し拡大する際、選ばれた部分の中心を各拡大画像の中心として維持することが望ましい。中心ピクセルがこのように維持されないと、後続の拡大画像における物体がジッタするように見える可能性がある。ジッタする物体とは少し上下または左右に不規則に動くように見える物体である。画像のジッタは見る人に不快感を与え、気を散らす。
【０００６】
選ばれた部分の中心にあるピクセルがすべて同じ色および輝度を有する場合は画像のジッタが問題にならない。ジッタは元の画像の選ばれた部分の色または輝度に推移がある場合に認められる。例えば、晴れた青い空の一画など、同じ色と輝度の画像の部分を考えてみる。このような部分を繰り返し拡大しても画像ジッタの可能性は低い。逆に、白い背景の中央に縁などの黒い線を有する画像の一部分を考える。線はテキストの一部分、ダイアログ・ボックスの縁、または物体の縁を定義しているかもしれない。線の幅は1ピクセルしかないかもしれない。この部分を繰り返し拡大すると画像ジッタをもたらす可能性がある。選ばれた部分のピクセル構成を前以て知る方法はない。しかし、2つ目の例のように推移を有する部分が通常見る人の関心となる部分である。
【０００７】
元の画像が繰り返し拡大されると、元の画像の中心ピクセルは拡大画像の中心に維持されることも、されないこともある。元の画像の中心ピクセルが拡大画像の中心に維持されるかどうかは倍率に依存する。倍率によっては拡大画像の中心は元の画像の中心ピクセルと同じになる。しかし他の倍率の場合、元の画像の中心ピクセルは拡大画像において移動する。この場合も、見る人がどの倍率を選ぶか前以て知ることはできない。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第6,459,822号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、表示用に拡大画像を作成するためにデジタル画像データを拡張する方法および装置で、画像が各種の度合いで、かつ元の画像における中心ピクセルなど選ばれたピクセルが使用倍率に拘わらず拡大画像各々の特定位置に維持されるように拡大される方法および装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の好ましい実施形態の１つは、元の画像から拡大画像が作成される、画像データを表示用に拡張する方法に向けられる。この方法によると、複数の倍率が提供される。各倍率は元の画像を拡大する特定の度合いを定義する。複数のピクセル複製シーケンスのセットも提供される。各倍率に対しピクセル複製シーケンスが１セット提供され、各セットは少なくとも２個のピクセル複製シーケンスを含む。提供された複数の倍率から倍率が選択される。選択倍率用のピクセル複製シーケンスのセットからピクセル複製シーケンスが選択される。ピクセル複製シーケンスの選択は、元の画像内で選ばれた１個のピクセルが拡大画像の特定位置にマッピングされるように選択することが好ましい。
【００１１】
この方法によると、複数のピクセル複製シーケンスのセットが提供される。シーケンスを提供することは：元の画像の第１のピクセルを選択すること、倍率補正パラメータを選択すること、選択倍率を選択倍率補正に加えること；第１の合計を出すこと、および第１の合計を最大合計と比較することが含まれる。
【００１２】
元の画像の選択された第１ピクセルは拡大画像の第１ピクセル位置にマッピングされる。加算の結果を使用して拡大画像の第２位置にマッピングされるピクセルを判断する。第１の合計が最大合計未満の場合、選択された第１ピクセルが第２のピクセル位置にマッピングされる。第１の合計が最大合計を超える場合、元の画像から第２のピクセルが選択され、第２のピクセル位置にマッピングされる。
【００１３】
発明はさらに機械読み取り可能な媒体に向けられる。媒体は機械で実行できる命令を含むプログラムを具現する。実行されると、機械は発明の原理に従って方法を実施する。
【００１４】
さらに発明の好ましい実施形態の１つは元の画像から拡大画像が作成される、画像データを表示用に拡張する装置に向けられる。装置は拡大回路を含む拡大回路はピクセル複製シーケンスのセットを生成する。拡大回路は複数の倍率の各々に対し１セットのシーケンスを生成するように適合していることが好ましい。シーケンスの各セットは少なくとも２つのピクセル複製シーケンスを含む事が好ましい。装置はさらにピクセルを拡大画像にマッピングするためのマッピング回路を含む。各倍率に対するピクセル複製シーケンスは元の画像の選択された１個のピクセルを拡大画像における特定位置にマッピングする。ピクセル複製シーケンスの少なくとも１つが元の画像の選択されたピクセルを複数の拡大画像の各々において特定の位置に、使用倍率如何に拘わらず選択されたピクセルがその特定位置に維持されるようにマッピングすることが好ましい。好ましい実施形態における装置はさらに元の画像を格納するメモリを含む。マッピング回路はメモリからピクセルを拡大画像にマッピングする。
【００１５】
発明は表示用に画像データを拡張する装置を含むコンピュータ・システムに向けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明は表示用に拡大画像を作成するためにデジタル画像データを拡張する方法および装置に向けられ、画像は各種の度合いでかつ元の画像における中心ピクセルなど選ばれたピクセルが使用倍率に拘わらず拡大画像各々の特定位置に維持されるように拡大される。本明細書は本発明の好ましい実施形態を説明し、その例が添付図面に示される。可能な限り図面および明細書に使用される同じ参照番号は同じまたは類似の部分、ブロック、および工程を示す。
【００１７】
図１はデジタル画像20の表示である。図１はこれらの画像がピクセルのアレーからなることを示す。画像20におけるピクセル位置の列および行の座標は画像および横の数字で与えられる。画像20はP0からP63までの64個のピクセルを有する。例えばピクセルP35は列3および行4で定義されるピクセル位置にマッピングされる。
【００１８】
図２は画像データを倍にすることにより拡大画像を作成する場合を示す。元の画像20から望む部分のピクセルが選択される。拡大用に選択されたピクセルは参照番号22で指定され、拡大画像26において複製される。例えばピクセルP35は水平に２回、垂直に２回と４回複製される。参照矢印24は選択ピクセル22の中心を示す。参照矢印28は拡大画像26の中心を示す。元の画像20における中心ピクセルP27、P28、P35、およびP36は拡大画像26において同じ相対位置に維持される。
【００１９】
図２の例において、ピクセルは水平および垂直の両次元に複製される。一次元に複製されたピクセルを示す例は他方の次元をも説明する。本明細書に提供される説明を簡単にするために通常一次元の例が提供される。しかしこれらの例は水平および垂直の両次元を説明する意図を有すると理解される。
【００２０】
図３−６は64ピクセル（P0からP63）一列からなる一次元の元の画像30を仮定する。図３−６はこの元の画像30またはその拡大部分が64個のピクセル位置（列0-63、行0）からなる一次元ディスプレー装置に表示されると仮定する。図３−６はディスプレー装置の中心部分のみ、具体的にはピクセル位置29-34のみ、を示す。本明細書では元のおよび拡大された画像がディスプレー装置に表示されると仮定されるが、この仮定は説明の便宜上のためのみである。説明においてディスプレー装置におけるピクセル位置への言及は元のまたは拡大された画像におけるピクセル位置への言及をも意図している。
【００２１】
図３−５は見る人が異なった倍率を用いて繰り返し拡大した場合に得られる結果を示す。
【００２２】
図３は元の画像および異なった倍率で拡大した２つの画像の中心部分を示す。元の画像30において各ピクセルはディスプレーにおいて各々同じ数字のピクセル位置に位置する。例えば中心ピクセルP31およびP32は中心位置31および32に位置する。拡大画像32において、元の画像は1.5xの倍率を用いて拡大され元の画像30における中心ピクセルP31およびP32はディスプレーの位置31および32に維持される。画像34では元の画像が2.0x拡大されている。ここでも元の画像30における中心ピクセルP31およびP32は位置31および32に維持されている。中心ピクセルP31とP32との境界は図３−６において縦の破線でハイライトされている。
【００２３】
前述のように、元の画像の中心ピクセルが拡大画像の中心に維持されるか否かは倍率による。図３に示すような倍率では拡大画像の中心ピクセルは元の画像の中心ピクセルと同じになる。
【００２４】
図３−６は各画像に対する関連「AD. OFFSET」を示している。元の線が64ピクセルの幅で線全体が1.5x拡大される場合、拡大画像は96ピクセルを有することになる。ディスプレー装置は64ピクセルのみの幅であるので元の線の一部分しか表示できない。1.5xの倍率に対しては拡大に42.66個のピクセルを選択する必要がある。しかしピクセルは別個であるため42個または43個のピクセルを選択する必要がある。図内では4個のピクセルしか示していないが、例えば画像32の拡大には43個のピクセルが選択されている。
【００２５】
アドレス・オフセット（またはAD OFFSET）は拡大画像に含まれる元の画像の最初のピクセルのメモリ位置を指定する。図３−６に関しては、元の画像が仮定されたディスプレー装置に類似したメモリ、つまり64個のピクセル位置（列0-63、行0）を有する一次元メモリ、に格納されていると仮定している。元の画像30のアドレス・オフセットはゼロで、表示される最初のピクセルがメモリ内の第１ピクセル位置に格納されていることを示す。この例では、メモリ内の第１ピクセル位置に格納されているピクセルが画像における第１ピクセルでもある。別の例として、拡大画像32のアドレス・オフセットは11で、ピクセルP11が画像32で最初に現れるピクセルであることを示している。
【００２６】
図４および５は解決すべき問題を示す。
【００２７】
図４は拡大画像の別のシーケンスを示す。図４において見る人は元の画像を1.5x、1.7x、および次に2.0x拡大している。図３に関して述べた通り、拡大画像32および34において、中心ピクセルは中心位置に維持される。しかし1.7xの倍率を用いた拡大画像36aでは、中心ピクセルが右に移動している。ピクセルP31およびP32はピクセル位置32および33に現れる。
【００２８】
画像36aのアドレス・オフセットは13で、P13が画像に表れる最初のピクセルであることを示している。拡大する部分を慎重に選択すれば中心ピクセルが中心位置に維持できると思われるかもしれない。言い換えれば、アドレス・オフセットが元の画像の拡大する部分を一部定義しているため、アドレス・オフセットを慎重に選択することにより中心ピクセルを中心位置に維持することができると思われるかもしれない。しかし図５に示すように、これは不可能である。
【００２９】
図５は、画像36aを画像36bによって置き換えたことを除き、図４に示す同じ拡大画像のシーケンスを示す。画像36aおよび36bは双方元の画像を1.7x拡大している。画像36aでアドレス・オフセットは13である。画像36bにおいてはアドレス・オフセットが14である。画像36aにおいて中心ピクセルは右に移動する。画像36bでは中心ピクセルが左に移動する。 図５はアドレス・オフセットを慎重に選ぼうとしても中心ピクセルを中心位置に維持することはできないことを示している。
【００３０】
要約すると、図４および５は異なった倍率を用いて繰り返し画像を拡大する場合に遭遇する問題の一例を示している。つまりジッタが起こる可能性があるのである。さらに画像ジッタは単に拡大される元の画像の部分を調節するだけでは取り除くことはできない。中心ピクセルを中心位置に位置することができないというのは重要な問題である。発明はこの問題を解決し、画像ジッタを取り除く。
【００３１】
図６は発明の原理による、画像ジッタ問題の解決を示す。図６は図４および５に示されるのと同じ拡大画像のシーケンスを示す。図６における画像36cは画像36aおよび36bと同様1.7x拡大されている。画像36aおよび36bとは異なり、画像36cにおいて中心ピクセルは中心位置に維持されている。これは新規で画期的なオフセット・パラメータを用いることにより達成される。例においては、スケール・オフセット50と併せてアドレス・オフセット14を用いて拡大画像36cを作成する。
【００３２】
画期的な倍率補正は方法または装置で用いることができる。装置における適用をまず説明する。
【００３３】
図７は発明の原理を組み入れたコンピュータ・システム38を示す。コンピュータ・システム38はカメラ、デジタル・テレビ、携帯電話、携帯端末、または他のデジタル装置であることができる。コンピュータ・システム38はＣＰＵ40、ディスプレー装置42、画像取り込み装置44、およびグラフィックス・コントローラ46を含むが、他の構成要素も含むことができ、通常は含まれる。
【００３４】
グラフィックス・コントローラ46において発明の実施形態に関係する部分が図７に示される。ここでも、他の構成要素がグラフィックス・コントローラ46に含まれることができ、通常は含まれる。グラフィックス・コントローラ46は元の画像を格納するための埋め込みメモリ48、画像データをバッファに入れるためのバッファ50、ならびに画像データを拡張するための垂直および水平拡大回路52a、52ｂを含むことが好ましい。グラフィックス・コントローラ46はさらに以下に説明するパラメータを格納するためのレジスタ56を含む。
【００３５】
通常ＣＰＵ40が倍率、寸法パラメータ、およびスケール・オフセットをレジスタ56に書き込む。好ましい実施形態で、元の画像はＣＰＵ40または画像取り込み装置44によりメモリ48に格納される。しかし画像データを転送することができる任意の装置で置き換えることもできる。メモリは通常元の画像を格納するのに必要な容量以上であるが、その必要はない。元の画像は通常ラスタ・シーケンス（raster sequence）で格納される（必要ではない）。ラスタ順序（raster order）はディスプレー装置がディスプレー画面のピクセルをリフレッシュする順序である。ラスタ順序は横から横へ、上から下へと進む。元の画像はメモリ48に格納された後、バッファ50に転送され、バッファ50からディスプレー装置に転送される。
【００３６】
グラフィックス・コントローラ46は、メモリ・アドレスを生成する回路49aおよびバッファ・アドレスを指定する回路49bを含む。アドレス生成回路49aはメモリ48からバッファ50に転送されるピクセルのアドレスを指定するために使用される。アドレス生成回路49bはバッファ50からディスプレー装置42に転送されるピクセルのアドレスを指定するために使用される。回路49aおよび49bの動作は本明細書で後述される。
【００３７】
画像データのメモリ48に対する書き込みまたはメモリ48からの読み取りはメモリ周波数MCLKで行なうことができる。バッファ50にはMCLK周波数でデータの書き込みができる。さらにバッファ50からはピクセルのクロック周波数PCLKでデータの読み取りができる。
【００３８】
グラフィックス・コントローラ46の動作において、画像データはMCLK周波数でメモリ48に書き込まれる。画像データはさらにMCLK周波数でメモリ48から読み取られ、バッファ50に書き込まれる。画像データはPCLK周波数でバッファ50からディスプレー装置42に転送される。
【００３９】
通常MCLKはPCLKより周波数が高い。二重周波数のデータ転送機能によりバッファに画像データを急速に入れ、比較的遅い速度で空にすることができる。バッファが空にされている間、他の装置はメモリをアクセスすることができる。しかしバッファが空に近くなるとMCLKの速度で急速に補充される。データをディスプレー装置42に転送するためにバッファ50を使用することにより、ディスプレー装置に画像データが欠乏することがない。
【００４０】
レジスタ56は倍率および新規のスケール・オフセットを格納する。水平拡大用および垂直拡大用に異なった倍率および倍率補正を格納することができる。さらに、レジスタ56は元の画像でラスタ順序になっているピクセルの最初のピクセルのアドレス（「開始アドレス」）、アドレス・オフセット（元の画像で拡大する部分のラスタ順序になったピクセルの最初のピクセルを指定する）、および拡大画像の寸法を格納する。これらの位置的および寸法的パラメータは図８を参考に示すことができる。
【００４１】
図８は元の画像59および元の画像で拡大するために選択された部分60を示す。元の画像59および部分60はメモリ48に格納される。元の画像59はラスタ順序で格納される。図８に示すように、開始アドレスは元の画像59の第１行の左端にあるピクセルのアドレスである。部分60は図示されるように部分の上下の右角および左角に次のピクセルを有する：PTL、PTR、PBL、およびPBR。部分60の第１ピクセルはピクセルPTLである。第１ピクセルPTLのメモリ位置は開始アドレスにアドレス・オフセットを足して得られる。アドレス・オフセットは開始アドレスと第１ピクセルPTLとの距離を指定する。部分60の水平寸法は第１ピクセルPTLと右上の角のピクセルPTRとの距離で、列の数で指定される。部分60の垂直寸法は第１ピクセルPTLと左下の角のピクセルPBLとの距離で、行の数で指定される。
【００４２】
元の画像がメモリ48に格納された後は、メモリ・アドレスを指定することにより任意のピクセルを取り出すことができる。前述のように、メモリ48からバッファ50に転送されるピクセルのアドレスはアドレス生成回路49aを用いて指定される。アドレス生成回路49aはバッファ50を埋める際MCLKサイクル各々において１つのアドレスをメモリ48に送信する。一般的にアドレス生成回路49aはラスタ順序でアドレスを送信する。
【００４３】
本明細書でラスタ順序は、さらに横から横へ、上から下へと進む画像（または画像の部分）のピクセルの順序も指すことができる。従って、アドレス生成回路49aが画像59の選択部分60のアドレスを送信する場合、選択部分60についてこれらのアドレスをラスタ順序で送信する。
【００４４】
アドレス生成回路49aの動作を説明するためにメモリ48からバッファ50に元の画像全体を拡大せずに転送する場合を検討する。アドレス生成回路49aはメモリ48に各ピクセルのアドレスを１回だけ、ラスタ順序で送信する。
【００４５】
画像が拡大される場合、アドレス生成回路49aの動作は垂直拡大回路52aにより変更される。アドレス生成回路49aは普通１つの行の終りに来ると新たな行のアドレスを送り始める。画像が拡大される場合は、新しい行のアドレスを送るかどうかを制御する行増分信号を垂直拡大回路52aが送信してアドレス生成回路49aの動作を変更する。
【００４６】
画像が縦に拡張される場合、行によっては2回以上拡大画像に現れる。垂直拡大回路52aはアドレス生成回路49aがある行における最終ピクセルのメモリ・アドレスを送信する間、行増分信号を有効な状態にするか、または有効な状態にしないでいる。
【００４７】
拡大画像にあるピクセルの行が1回現れる場合垂直拡大回路52aは行増分信号を有効な状態にし、アドレス生成回路49aが通常のラスタ順序で進み新しい行のアドレスを送信するように仕向ける。
【００４８】
逆にピクセルの行が2回以上拡大画像に現れる場合、垂直拡大回路52aは行増分信号を有効な状態にせず、アドレス生成回路49aがアドレスを送信する順序を変更する。行の最終（右端）ピクセルの後に下にある次行の第1ピクセルを続ける代わりに、アドレス生成回路49aは同じ行の第1ピクセルのアドレスを送信する。行増分信号を有効な状態にしないことにより、垂直拡大回路52aはアドレス生成回路49aに同じ行のメモリ・アドレスの送信を繰り返させる。
【００４９】
動作中、垂直拡大回路52aはレジスタ56から倍率および倍率補正を読み取り、アドレス生成回路49aは開始アドレス、アドレス・オフセット、および部分60の寸法を読み取る。アドレス生成回路49aは読み取った開始アドレスおよびアドレス・オフセットを用いて生成する最初のメモリ・アドレスを確定する。アドレス生成回路49aは生成するアドレスの数を数え、部分60の寸法を用いて行の最終アドレスおよび部分の最終行を送信したか判断する。アドレス生成回路49aは画像部分60の最終行を送信したと判断すると、垂直拡大回路52aに新しいフレーム信号を送る。
【００５０】
アドレス生成回路49bはバッファ50からディスプレー装置42に転送するピクセルのアドレスを指定するために使用される。次に回路49bおよび水平拡大回路52bの動作を説明する。
【００５１】
ピクセルを1行バッファ50に格納した後、ピクセルのバッファ・アドレスを指定することによりそのピクセルをディスプレー装置42に転送することができる。ピクセルがディスプレー装置42に書き込まれる際アドレス生成回路49bは各PCLKサイクルの間１つのアドレスをバッファ50に送信する。一般的にアドレス生成回路49bは1行の左端から右端のピクセルへ順にアドレスをバッファ50に送る。
【００５２】
アドレス生成回路49bの動作を説明するために1行のピクセルを拡大せずにバッファ50からディスプレー装置42に転送する場合を検討する。アドレス生成回路49bはバッファ50に各ピクセルのアドレスを1回だけ、左から右への順で送る。
【００５３】
画像が拡大される場合、アドレス生成回路49bは水平拡大回路52bによって変更される。通常アドレス生成回路49bは1個のピクセルのアドレスを送信した後、次に送信するアドレスが行の次のピクセルであるようにアドレス出力を増分する。画像が拡大される場合、水平拡大回路52bはアドレス生成回路49bがバッファ50に送るアドレスを増分するかを制御する列増分信号を送ることによりアドレス生成回路49bの動作を変更する。
【００５４】
画像が横に拡張される場合、１つの行にあるピクセルによっては2回以上拡大画像に現れる。水平拡大回路52bはアドレス生成回路49bが1行の各ピクセルのバッファ・アドレスを送信した後、列増分信号を有効な状態にするか、または有効な状態にしないでいる。
【００５５】
特定のピクセルが拡大画像において1回のみ現れる場合、水平拡大回路52bは列増分信号を有効な状態にし、アドレス生成回路49bが通常の方法で増分し、次のPCLKで次のピクセルのアドレスを送信する。
【００５６】
逆にピクセルが拡大画像に2回以上現れる場合、水平拡大回路52bは列増分信号を有効な状態にせず、アドレス生成回路49bがアドレスを送る順序を変更する。 増分して行における次のピクセルのアドレスを送信する代わりに、アドレス生成回路49bはバッファ・アドレスを増分せず、同じ行における同じピクセルのアドレスを送信する。列増分信号を有効な状態にしないことにより、水平拡大回路52bはアドレス生成回路49bに同じピクセルのメモリ・アドレスの送信を繰り返させる。
【００５７】
動作中、水平拡大回路52bはレジスタ56から倍率および倍率補正を読み込み、アドレス生成回路49bは部分60の寸法をレジスタ56から読み込む。アドレス生成回路49bは生成するアドレスの数を数え、部分60の寸法を用いてある行における最終ピクセルのアドレスを送信したか判断する。アドレス生成回路49bは1行の最終ピクセルを送信し次の行のアドレス計算をトリガーしたと判断した場合、新規行信号を水平拡大回路52bに送信する。
【００５８】
図９は拡大回路52a、52bの好ましい一実施形態を示す。垂直拡大回路52aおよび水平拡大回路52bは類似の構成であり、拡大回路52として併せて説明されるが、重要な差異は注記される。拡大回路52は８ビットの２進数を加算する９ビットのデジタル加算回路61を用いる。加算回路は３つの入力を合計し、８ビットの合計およびキャリ・アウトのビットを出力する。第１の入力はレジスタ56に格納された倍率である。第２の入力は整数の１である。第３の入力はマルチプレクサ62の出力である。拡大回路52はさらに加算器61の８ビット合計に結合している出力合計レジスタ64を含む。
【００５９】
拡大回路52への入力はレジスタ56に格納される倍率および倍率補正、ならびにアドレス生成回路からの新規行／フレーム信号を含む。拡大回路52の出力は行／列増分信号を含み、これは各々アドレス発生回路49a、49bに結合している。
【００６０】
動作中、拡大回路52は繰り返し式：倍率＋１＋先の合計、を評価する。各加算後、加算器61は合計およびキャリ・アウト・ビットを生じる。FFh（１０進数で255）を超える１６進数の合計の場合キャリ・アウト・ビットは１である。それ以外はゼロとなる。加算の結果キャリ・アウトが１になった場合、増分信号が有効な状態になる。垂直拡大回路52aの場合増分信号は行増分信号で、アドレス発生回路49aに画像部分における次の行のメモリ・アドレスを生成させる。水平拡大回路52bの 場合、増分信号は列増分信号で、アドレス発生回路49bに行で次のピクセルのバッファ・アドレスを生成させる。キャリがない場合増分信号は有効な状態にならず、アドレス発生回路49a、49bは増分しない。
【００６１】
拡大回路52とアドレス発生回路49a、49bがどのように互いに作用して画像データを拡張するかは次の例で提示される。例はピクセルの数を50%増加させる1.5xの倍率を使用し、画像は横に拡張される。
2006065869.tif 000003
【００６２】
この例では最初にアドレス化されたアドレスはピクセルP0用であるので元の画像の第１ピクセルが拡大画像の第１ピクセルであると仮定している。しかしそうでない場合は良くある。図８に関連して前述した通り、拡大画像でアドレス化されるピクセルは通常角ピクセルPTLである。
【００６３】
この例はさらに新規倍率補正がゼロであると仮定している。上記の例における第１の加算で倍率＋１＋ゼロが合計される。第１の加算に対し拡大回路52は行／フレーム信号を有効な状態にし、マルチプレクサ62にそのスケール・オフセット入力を選択させる。この例でレジスタ56に格納されたスケール・オフセットはゼロである。最初の加算の後、拡大回路52は新規の行／フレーム信号を有効な状態からはずし、マルチプレクサ62にレジスタ64の入力を選択させる。
【００６４】
図３−６も拡大およびアドレス生成回路の動作を示す例である。拡大画像32、34、36a、および36bは倍率補正をゼロとして作成できる。拡大画像32および34においては中心ピクセルが倍率補正をゼロとして中心位置に位置している。しかし拡大画像36aおよび36bにおいて中心ピクセルはスケール・オフセットをゼロとして中心位置に位置しない。発明の一つの利点は、拡大回路52が1.7xの倍率と50の倍率補正を与えられると中心ピクセルが中心位置に位置する拡大画像36cを生成することである。
【００６５】
拡大回路52は１から16進数のFFまであらゆる倍率の拡大画像を作成する。各倍率に対し拡大回路52は元の画像の選択部分内で1回以上ディスプレー装置に送られるピクセルを選択する。これはより一般化して別の形で表現できる。発明によると、サンプリング・パターンを生成し、これをメモリに格納される元の画像に適用することによって拡大画像は作成される。さらに、各倍率およびスケール・オフセットに対しサンプリング・パターンが作成される。発明によると、各倍率に対し少なくとも２つのサンプリング・パターンからなるセットが作成されることが好ましい。
【００６６】
拡大回路52により生成されたサンプリング・パターンをメモリに格納されるピクセル・データに適用された場合、ディスプレー装置に送られるピクセルの順序を本明細書ではピクセル複製シーケンスと呼んでいる。一般論として、発明では特定倍率に対する少なくとも２つのサンプリング・パターンからなるセットから、元の画像において選択されたピクセルが拡大画像の所定位置に位置されるようなピクセル複製シーケンスを生じるパターンを選択することができる。
【００６７】
装置の実施形態を説明したので、発明による方法の好ましい実施形態を次に図１０−１２を参照して説明する。
【００６８】
図１０において、工程66で複数の倍率が提供される。例えば、1.1x、1.2x、1.3x、1.4x、1.5x、1.6x、1.7x、1.8x、および1.9x の倍率が提供される。
【００６９】
工程68で、各倍率に対しピクセル複製シーケンスのセットが提供される。例えば図１１に示すように、元の画像90および倍率1.7xに対し、３つのピクセル複製シーケンス92、94、96からなるセットが提供される。各セットは少なくとも２つのピクセル複製シーケンスを含むことが好ましい。
【００７０】
工程70で、倍率が選択される。例えば1.7xの倍率が選択される。
【００７１】
工程72で、選択された倍率に対するピクセル複製シーケンスのセットから１つのピクセル複製シーケンスが選択される。例えば、図１１に示す選択倍率1.7xに対するピクセル複製シーケンスの中からピクセル複製シーケンス94が選択される。ピクセル複製シーケンスは元の画像の選択された１ピクセルをディスプレー上の特定位置に維持するよう選択されることが好ましい。例えば、先の例で説明されたピクセル複製シーケンス36cは選択されたピクセルを特定の位置に維持するために選択されることができる。
【００７２】
図１２において、工程74-86は各倍率に対するピクセル複製シーケンスのセットを提供する工程68を詳しく述べている。
【００７３】
工程74で、元の画像の第1のピクセルが選択される。
【００７４】
工程76で、スケール・オフセット・パラメータが選択される。例えばピクセル複製シーケンス94および36cにおいて、選択された倍率補正パラメータは50である。
【００７５】
工程78で、倍率と倍率補正が加算され、合計が出される。
【００７６】
工程80で、合計は255などの最大合計と比較される。
【００７７】
工程82は工程80における比較を結果を使用する。工程82で、元の画像における、拡大画像の第2ピクセル位置にマッピングされるピクセルが判断される。第1合計が最大合計以下である場合工程74で選択された第1ピクセルが第2ピクセル位置にマッピングされる。逆に第1合計が最大合計より大きい場合、元の画像における第2のピクセルが選択され、第2ピクセル位置にマッピングされる。
【００７８】
工程84で、選択された第1ピクセルが拡大画像の第1位置にマッピングされる。
【００７９】
工程86で、工程82において第2位置にマッピングされると判断されたピクセルが拡大画像における当該位置にマッピングされる。
【００８０】
発明はさらに磁気または光学ディスク、ハードディスク・ドライブ、メモリ・チップ、および類似のメモリ装置など機械による読み取りが可能な媒体に向けられる。媒体にはコンピュータ・システムなどの機械が実行できる命令からなるプログラムが組み入れられている。命令からなるプログラムはソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア・コード、または他の類似したプログラムで良い。機械がプログラムを実行すると上述の好ましい方法など、発明の原理に従った方法を実施する。
【００８１】
発明は埋め込みメモリを有するグラフィックス・コントローラを用いて説明された。発明の原理は任意のデジタル装置で実施することができる。 さらにメモリは拡大回路と同じ集積回路に存在する必要はない。
【００８２】
発明はメモリに格納される元の画像を用いて説明された。他の実施形態で発明の原理はメモリに格納されないストリーミング画像データに適用することができる。例えばストリーミング画像データを拡張する一実施形態で、画像データは縦など一次元にのみ拡張される。
【００８３】
好ましい実施形態では、拡大回路に９ビット加算器が使用され、スケール・オフセットは0から倍率の間の値を取る。別の実施形態では９ビット加算器と用いられる倍率補正が倍率より大きい値を取ることができる。さらに発明は９ビット加算器を用いる拡大回路に限られない。より小さい、またはより大きい加算器も使用することができる。
【００８４】
好ましい実施形態で、倍率＋１＋[先の合計またはスケール・オフセット]という式が評価される場合、１という整数を加えることにより８ビット倍率の使用が可能になる。整数１を含めることは好ましいが、任意である。
【００８５】
発明はピクセル複製シーケンスを動的に作成するための拡大回路を用いて説明された。別の実施形態では複数の倍率各々に対するピクセル複製シーケンスのセットをメモリに格納することができる。この実施形態では拡大回路を除外することができる。
【００８６】
発明はディスプレー装置を用いて説明された。しかし、発明はＬＣＤ、ＣＲＴ、ＯＬＥＤ、プラズマ・ディスプレー、または類似もしくは同等の装置など、ピクセルからなる画像を具現する類似もしくは同等の装置で使用できる。さらにディスプレー装置はプリンタ、またはハードコピー画像を具現する類似もしくは同等の装置で良い。
【００８７】
発明は画像取り込み装置44を用いて説明された。具体的な実施形態で、画像取り込み装置は電荷結合素子および関連回路構成、デジタル・カメラ、デジタル・スキャナ、または類似の装置で良い。
【００８８】
上記明細書で使用された用語および表現は説明の用語として用いられ、限定的に用いられるのではなく、示され説明された機能またはその一部と同等のものを除外する意図はない。発明の範囲は以下の請求項によってのみ定義され、限定される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】デジタル画像の表示。
【図２】図１の画像の一部分および拡大画像。
【図３】元の画像および２つの拡大画像。
【図４】３つの拡大画像。
【図５】３つの拡大画像。
【図６】３つの拡大画像。
【図７】本発明による、拡大回路およびメモリを有するコンピュータ・システム。
【図８】図７のメモリに格納される画像。
【図９】図７の拡大回路。
【図１０】本発明による、ピクセル複製シーケンスを提供する工程を含む方法。
【図１１】本発明による、元の画像および３つのピクセル複製シーケンス。
【図１２】ピクセル複製シーケンスを提供する方法における工程。
【符号の説明】
【００９０】
40  ＣＰＵ
42  ディスプレー装置
44  画像の取り込み
46  グラフィックス・コントローラ
48  メモリ
48  メモリ
49a  アドレス発生回路
49b  アドレス発生回路
50  バッファ
52a  垂直拡大回路
52b  水平拡大回路
56  レジスタ
58  拡大論理
59  元の画像
60  ズームされる領域
61  ９ビット加算器
64  レジスタ
66  複数の倍率を提供
68  各倍率に対しピクセル複製シーケンスのセットを提供
70  倍率を選択
72  セットから倍率に対するピクセル複製シーケンスを選択
74  元の画像において第１のピクセルを選択
76  倍率を選択
78  倍率をスケール・オフセットを加算
80  合計を最大合計と比較
82  第２位置にマッピングするピクセルを判断
84  第１のピクセルを第１位置にマッピング
86  ピクセルを第２位置にマッピング
【図１】
2006065869.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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