(57)【要約】【課題】  回路規模が小さい３次補間を用いて、補間画素位置による周波数特性の差が少ない補間フィルタを提供する。【解決手段】  補間フィルタ１０１は映像信号に対して補間処理を行う。補間対象位置から距離ｘにある画素に対して乗じる係数を表す補間関数ｆ（ｘ）が、下の式で与えられている。  ｆi（ｘ）＝ａi｜ｘ｜3＋ｂi｜ｘ｜2＋ｃi｜ｘ｜＋ｄi  （ｘi≦｜ｘ｜＜ｘi+1）              （ｉ＝０，１，…，ｎ−１，ｘ0＝０，ｘn＝２）  ｆ0（０）≠１  ｆi（ｘi+1）＝ｆi+1（ｘi+1）  ｆn（２）＝０  ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）＋ｆ（１−ｋ）＋ｆ（２−ｋ）＝１（ｋは補間対象位置の座標の小数部分）【選択図】  図１
2006238188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に対して、補間処理を行う補間フィルタであって、
補間対象位置の信号値として、前記補間対象位置から２画素距離内にある画素の信号値に、係数をそれぞれ乗じて加算して得た値を、出力するものであり、
補間対象位置から距離ｘにある画素に対して乗じる係数を表す補間関数ｆ（ｘ）が、下の式で与えられている（ただし、ｆ（ｘ）は、０≦｜ｘ｜≦２をｎ分割した区間で定義されており、ｋは補間対象位置の座標の小数部分である。）
ｆi（ｘ）＝ａi｜ｘ｜3＋ｂi｜ｘ｜2＋ｃi｜ｘ｜＋ｄi  （ｘi≦｜ｘ｜＜ｘi+1）
（ｉ＝０，１，…，ｎ−１，ｘ0＝０，ｘn＝２）
ｆ0（０）≠１
ｆi（ｘi+1）＝ｆi+1（ｘi+1）
ｆn（２）＝０
ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）＋ｆ（１−ｋ）＋ｆ（２−ｋ）＝１  （０≦ｋ≦１）
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項２】
請求項１において、
前記補間関数ｆ（ｘ）は、被写体画像の周波数が画素ピッチに対応する周波数の１／５以下であるとき、補間対象位置によるゲインのばらつきが、当該周波数におけるゲインの最大値の５％以内に収まるように、定められている
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項３】
請求項１において、
順に並んだ補間前の画素の座標Ｙ0，Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3  に対して、補間対象位置がＹ1からｋだけＹ2 よりの位置であるとき、下の補間値Ｙを表す式におけるＡ0〜Ａ3、Ｂ0〜Ｂ3、Ｃ0〜Ｃ3、Ｄ0〜Ｄ3の１６個の係数を、保持している
Ｙ（ｋ，Ｙ0，Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3）
＝ｆ（１＋ｋ）Ｙ0 ＋ｆ（ｋ）Ｙ1 ＋（１−ｋ）Ｙ2＋ｆ（２−ｋ）Ｙ3
＝Ａ0Ｙ0＋Ｂ0Ｙ1＋Ｃ0Ｙ2＋Ｄ0Ｙ3＋ｋ（Ａ1Ｙ0＋Ｂ1Ｙ1＋Ｃ1Ｙ2＋Ｄ1Ｙ3）＋ｋ2（Ａ2Ｙ0＋Ｂ2Ｙ1＋Ｃ2Ｙ2＋Ｄ2Ｙ3）＋ｋ3（Ａ3Ｙ0＋Ｂ3Ｙ1＋Ｃ3Ｙ2＋Ｄ3Ｙ3）
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項４】
請求項３において、
前記１６個の係数の組合せを複数個備えており、複数の組合せのいずれかを選択可能に構成された
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項５】
請求項１において、
ｎ＝２、ｘ1＝１である
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項６】
請求項１において、
前記補間係数ｆ（ｘ）は、
ｆ’i（０）＝０
を満たすように、定められている
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項７】
請求項１において、
前記補間係数ｆ（ｘ）は、
ｆ’i（ｘi+1）＝ｆ’i+1（ｘi+1）
を満たすように、定められている
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項８】
請求項１において、
補間関数ｆ（ｘ）における係数ａi，ｂi，ｃi，ｄiが、その分母が２の累乗であるように、設定されている
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項９】
請求項１において、
前記補間係数ｆ（ｘ）は、被写体画像の周波数がいかなる値であっても、ゲインが１以下になるように、定められている
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項１０】
請求項１において、
前記映像信号は、輝度信号と色差信号からなるものであり、
輝度信号と色差信号とに対して、それぞれ、前記補間関数ｆ（ｘ）を用いて補間処理を行う
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項１１】
請求項１において、
前記映像信号は、輝度信号と色差信号からなるものであり、
輝度信号に対して、前記補間関数ｆ（ｘ）を用いて補間処理を行う一方、色差信号に対して、線形補間を行う
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項１２】
請求項１において、
前記映像信号は、ＲＧＢ信号であり、
Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号に対して、それぞれ、前記補間関数ｆ（ｘ）を用いて補間処理を行う
ことを特徴とする補間フィルタ。
【請求項１３】
請求項１記載の補間フィルタを備えた映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、テレビなどの映像信号処理装置における映像信号処理において用いられる補間フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像の補間手法としては、例えば、線形補間関数を用いた２点補間がある。また、精度がより高い手法として、３次畳込み内挿補間関数を用いた４点補間がある。さらに高精度な補間方式としては、４次補間関数を用いた４点補間が提案されている（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平１１−１６８６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図８および図９は従来の補間手法の特性を示すグラフである。図８は線形補間関数を用いた例であり、図９は３次畳込み内挿補間関数を用いた例である。図８および図９において、（ａ）は本願発明者らによる検討によって得られた周波数−ゲイン特性を表している。横軸は被写体画像の周波数であり、画素ピッチに対応する周波数を１としたときの比の値で示している。縦軸はゲインである。補間対象位置ｋ毎に（ｋ＝０．０，０．１，０．２，０．３，０．４，０．５）、特性を表すグラフがプロットされている。また、（ｂ）は検討に用いた補間関数を表している。
【０００４】
図８および図９を見ると分かるように、従来の補間手法の場合、補間対象位置によって、周波数特性に大きな差が生じる。すなわち、被写体画像の周波数が同一であっても、補間を行う位置によって、ゲインにばらつきが生じてしまう。画像処理の場合、周波数が０．２程度までの特性が特に重要であり、このような周波数の範囲においてゲインのばらつきがあると、画像にムラが生じてしまう等の問題が起こり得る。
【０００５】
また、４次補間では、必要となる乗算器の個数が増えるため、回路規模が大きくなってしまうという課題がある。
【０００６】
前記の問題に鑑み、本発明は、回路規模が小さい３次補間を用いて、補間画素位置による周波数特性の差が少ない補間フィルタを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、映像信号に対して補間処理を行う補間フィルタとして、補間対象位置の信号値として、前記補間対象位置から２画素距離内にある画素の信号値に係数をそれぞれ乗じて加算して得た値を出力するものであり、補間対象位置から距離ｘにある画素に対して乗じる係数を表す補間関数ｆ（ｘ）が、下の式で与えられているものとする。（ただし、ｆ（ｘ）は、０≦｜ｘ｜≦２をｎ分割した区間で定義されており、ｋは補間対象位置の座標の小数部分である。）
ｆi（ｘ）＝ａi｜ｘ｜3＋ｂi｜ｘ｜2＋ｃi｜ｘ｜＋ｄi  （ｘi≦｜ｘ｜＜ｘi+1）
（ｉ＝０，１，…，ｎ−１，ｘ0＝０，ｘn＝２）
ｆ0（０）≠１
ｆi（ｘi+1）＝ｆi+1（ｘi+1）
ｆn（２）＝０
【０００８】
さらに、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の順に補間前の画素が並んでおり、補間対象位置がＰ１からｋだけＰ２よりの位置であるとして、０≦ｋ≦１の区間で下式が常に成り立つようにする。ｋの単位は画素ピッチを１とする。
ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）＋ｆ（１−ｋ）＋ｆ（２−ｋ）＝１
ここで、１＋ｋは補間対象位置からＰ０までの距離、ｋは補間対象位置からＰ１までの距離、１−ｋは補間対象位置からＰ２までの距離、２−ｋは補間対象位置からＰ３までの距離に対応している。これは、補間フィルタによって加算する際の各画素に乗じる係数の和を、補間対象位置によらず常に１に等しくすることを意味する。
【０００９】
また、本発明における補間関数ｆ（ｘ）は、被写体画像の周波数が画素ピッチに対応する周波数の１／５以下であるとき、補間対象位置によるゲインのばらつきが、当該周波数におけるゲインの最大値の５％以内に収まるように、定められているのが好ましい。なお、ゲインＧ（ｋ）は次式で与えられる。νは被写体画像の周波数、ｉは虚数単位である。なお、νは、画素ピッチに対応する周波数を１とした値である。
Ｇ（ｋ）＝｜ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）×ｅｘｐ（２πνｉ）＋ｆ（１−ｋ）×ｅｘｐ（４πνｉ）＋ｆ（２−ｋ）×ｅｘｐ（６πνｉ）｜
【００１０】
図１０は本発明に係る補間手法の特性を示すグラフである。図１０において、（ａ）は周波数−ゲイン特性、（ｂ）は本発明に係る補間関数の一例である。縦軸、横軸、プロットの仕方は図８および図９と同様である。
【００１１】
図１０を見ると分かるように、周波数が０．２程度以下の範囲においては、補間対象位置によるゲインのばらつきがほとんどなく、ほぼ同様の特性が得られている。すなわち、補間画素位置による周波数特性の差が少ない補間フィルタが、実現されている、といえる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、回路規模が比較的少ない３次補間を用いて、かつ、補間画素位置による周波数特性の差が少ない補間フィルタを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る補間フィルタを備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、固体撮像素子１０２は撮像信号を出力する。Ｓ／Ｈ  Ａ／Ｄ部１０３は固体撮像素子１０２の出力信号について、サンプル／ホールドを行い、Ａ／Ｄ変換する。信号処理部１０４はＳ／Ｈ  Ａ／Ｄ部１０３の出力信号に対して、輝度、色を生成するなどの信号処理を行う。補間フィルタ１０１は、信号処理部１０４から出力された映像信号に対して、ズームや手振れ補正などのために、補間処理を行う。補間処理後の信号は、出力部１１１から出力される。
【００１５】
図１の映像信号処理装置は、具体的には例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどである。また、本発明に係る補間フィルタは、テレビなどの他の映像信号処理装置にも用いられる。例えば、テレビの場合には、受信されたＴＶ信号が、信号処理部１０４に与えられる構成になる。
【００１６】
補間フィルタ１０１の構成および動作について、説明する。
【００１７】
信号処理部１０４から出力された映像信号は、メモリ１０５に書き込まれる。ＣＰＵ１０７は、指示入力部１１２に与えられた操作指示に基づいて、ズーム倍率または手振れ補正ベクトル情報を生成し、メモリ制御部１０６および補間画素位置算出器１１０に送る。メモリ制御部１０６はＣＰＵ１０７から送られた情報を基にして、読み出しアドレス処理、読み出しタイミング処理などのメモリ制御を行い、メモリ１０５から画素の信号値を読み出す。
【００１８】
また、補間画素位置算出器１１０は、ＣＰＵ１０７から送られた情報を基にして、補間対象位置の算出を行う。垂直補間フィルタ１０８は、メモリ１０５から読み出された水平４画素×垂直４画素  計１６画素のデータを用いて、垂直方向における補間対象位置について補間処理を行い、垂直方向に４画素が補間された水平４画素を得る。その後、水平補間フィルタ１０９は、垂直補間フィルタ１０８から出力された水平４画素のデータを用いて、水平方向における補間対象位置について補間処理を行い、垂直水平ともに補間された画素値を得る。
【００１９】
ここで、本実施形態では、垂直補間および水平補間について、補間対象位置から距離ｘにある画素に対して乗じる係数を表す補間関数ｆ（ｘ）として、次の式で与えられるものを用いる。ただし、ｆ（ｘ）は、０≦｜ｘ｜≦２をｎ分割した区間で定義されており、また、ｋは補間対象位置の座標の小数部分である。
ｆi（ｘ）＝ａi｜ｘ｜3＋ｂi｜ｘ｜2＋ｃi｜ｘ｜＋ｄi  （ｘi≦｜ｘ｜＜ｘi+1）
（ｉ＝０，１，…，ｎ−１，ｘ0＝０，ｘn＝２）
ｆ0（０）≠１
ｆi（ｘi+1）＝ｆi+1（ｘi+1）
ｆn（２）＝０
ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）＋ｆ（１−ｋ）＋ｆ（２−ｋ）＝１  （０≦ｋ≦１）
【００２０】
例として、ｎ＝２、ｘ1＝１の場合は、垂直補間における式は、数１のようになり、水平補間における式は、数２のようになる。
【数１】
2006238188.tif 000003
【数２】
2006238188.tif 000004
【００２１】
すなわち、垂直補間フィルタ１０８は、補間画素位置算出器１１０によって算出された垂直方向における補間対象位置ｋVを用いて、数１に従った演算処理を行い、垂直方向に補間された水平４画素を得る。その後、水平補間フィルタ１０９は、補間画素位置算出器１１０によって算出された水平方向における補間対象位置ｋHを用いて、数２に従った演算処理を行い、垂直水平ともに補間された画素を得る。
【００２２】
また、
ｆ（１＋ｋ）＋ｆ（ｋ）＋ｆ（１−ｋ）＋ｆ（２−ｋ）＝１  （０≦ｋ≦１）
に相当する式は、
３ａ0 ＋２ｂ0 ＋９ａ1 ＋２ｂ1 ＝０
ａ0 ＋ｂ0 ＋ｃ0 ＋２ｄ0 ＋９ａ1 ＋５ｂ1 ＋３ｃ1 ＋２ｄ1 ＝１
となる。
【００２３】
次に、補間処理を用いた具体的な画像処理について、説明する。
【００２４】
＜ズーム処理＞
ここでは、２倍拡大ズームの場合を例にとって説明する。図２は補間前の画像座標、図３は補間後の画像座標、図４は補間を行うために用いる座標データである。いま、図２の画像を用いて、２倍拡大ズームのための補間処理を行い、図３の８×８の画像を得るものとする。図３において、各升目の中の座標は、補間後の座標を補間前の座標値に換算した値である。
【００２５】
まず、図３の左上角の画素（ハッチを付している）について、補間処理を行う。このときの補間処理は、図４において対応する升目（ハッチを付している）に記された座標値と補間対象位置（座標の小数部分）を用いて、行う。すなわち、図２における座標（０，０）〜（３，３）の画素値（ハッチを付している）と、垂直方向の補間対象位置ｋV＝１／４、水平方向の補間対象位置ｋH＝１／４を用いて、数１および数２に従って、演算を行う。
【００２６】
次に、左上角の右隣画素について、補間処理を行う。このときの補間処理では、図４における対応する升目に記された、座標（０〜３，０〜３）の画素データと、補間対象位置ｋV ＝１／４、ｋH ＝３／４を用いて、数１および数２に従って、演算を行う。さらに、その右隣画素について、図４における対応する升目に記された、座標（０〜３，１〜４）の画素データと、補間対象位置ｋV ＝１／４、ｋH ＝１／４を用いて、数１および数２に従って、補間処理を行う。このような処理を、残りの補間画素についても繰り返し実行することによって、図３の２倍拡大ズームされた８×８画素が得られる。
【００２７】
ズーム処理は、一般的には、次のように行えばよい。ここでは、垂直方向にｎV  倍、水平方向にｎH  倍の拡大ズームを行うものとする。
【００２８】
まず、垂直方向の補間を行う。得られる垂直方向画像サイズをｍV  画素とする。補間対象画素の垂直画素ピッチＰV は次式で与えられる。
ＰV ＝１／ｎV
【００２９】
補間対象画素の垂直スタート位置をｓV とすると、補間対象画素位置ＰiV は次のようになる。
ＰiV＝ｓV ＋ｐV ×ｉV  （ｉV ＝０，１，２，３，…，ｍV −１）
ＰiVの整数部をＰint iV、小数部をＰdec iVとする。補間画素の元データとして、
Ｐint iV−１，Ｐint iV，Ｐint iV＋１，Ｐint iV＋２
の座標のデータを用いる。それぞれの画素データを
ＹiV-1，ＹiV，ＹiV+1，ＹiV+2
とし、ｋV ＝Ｐdec iV  とする。
これに対して、垂直補間では、数１に従った演算を行う。これを、ｉV ＝０，１，２，３，…，ｍV −１  に対して繰り返し行うと、ｎV 倍に拡大ズームされた画像が得られる。
【００３０】
次に、水平方向の補間を行う。得られる水平方向画像サイズをｍH 画素とする。補間対象画素の垂直画素ピッチＰH は次式で与えられる。
ＰH ＝１／ｎH
【００３１】
補間対象画素の垂直スタート位置をｓH とすると、補間対象画素位置ＰiHは次のようになる。
ＰiH＝ｓH ＋ｐH ×ｉH   （ｉH ＝０，１，２，３，…，ｍH−１）
ＰiHの整数部をＰint iH、小数部をＰdec iHとする。補間画素の元データとして、
Ｐint iH−１，Ｐint iH，Ｐint iH＋１，Ｐint iH＋２
の座標のデータを用いる。それぞれの画素データを、
ＹiH-1，ＹiH，ＹiH+1，ＹiH+2
とし、
ｋH＝Ｐdec iH
とする。
【００３２】
これに対して、水平補間では、数２に従った演算を行う。これを、ｉH ＝０，１，２，３，…，ｍH −１  に対して繰り返し行うと、ｎH 倍に拡大ズームされた画像が得られる。
【００３３】
＜手振れ補正＞
ここでは、手振れの動きベクトルが水平方向５／４、垂直方向３／２の場合を例にとって説明する。図５は補間前の画像座標、図６は補間後の画像座標、図７は補間を行うために用いる座標データである。いま、図５の画像を用いて、手振れ補正のための補間処理を行い、図６の４×４の画像を得るものとする。図６において、各升目の中の座標は、補間後の座標を補間前の座標値に換算した値である。
【００３４】
まず、図６の左上角の画素（ハッチを付している）について、補間処理を行う。このときの補間処理は、図７において対応する升目（ハッチを付している）に記された座標値と補間対象位置（座標の小数部分）を用いて、行う。すなわち、図５における座標（０，０）〜（３，３）の画素値（ハッチを付している）と、垂直方向の補間対象位置ｋV＝１／４、水平方向の補間対象位置ｋH＝１／２を用いて、数１および数２に従って、演算を行う。
【００３５】
次に、左上角の右隣画素について、補間処理を行う。このときの補間処理では、図７における対応する升目に記された，座標（０〜３，１〜４）の画素データと、補間対象位置ｋV ＝１／４、ｋH ＝１／２を用いて、数１および数２に従って、演算を行う。さらに、その右隣画素について、図７における対応する升目に記された，座標（０〜３，２〜５）の画素データと、補間対象位置ｋV ＝１／４、ｋH ＝１／２を用いて、数１および数２に従って、補間処理を行う。このような処理を、残りの補間画素についても繰り返し実行することによって、図６の手振れ補正処理された４×４画素が得られる。
【００３６】
手振れ補正処理は、一般的には、次のように行えばよい。ここでは、垂直方向ｒV ，水平方向ｒH の手振れ補正を行うものとする。
【００３７】
まず、垂直方向の補間を行う。得られる垂直方向画像サイズをｍV 画素とする。手振れがない場合の補間対象画素の垂直スタート位置をｓV とすると、補間対象画素位置ＰiV は次のようになる。
ＰiV＝ｓV ＋ｒV ＋ｉV （ｉV ＝０，１，２，３，…，ｍV −１）
ＰiVの整数部をＰint iV、小数部をＰdec iVとする。補間画素の元データとして
Ｐint iV−１，Ｐint iV，Ｐint iV＋１，Ｐint iV＋２
の座標のデータを用いる。それぞれの画素データを
ＹiV-1，ＹiV，ＹiV+1，ＹiV+2
とし、ｋV ＝Ｐdec iV  とする。
これに対して、垂直補間では、数１に従った演算を行う。これを、ｉV ＝０，１，２，３，…，ｍV −１  に対して繰り返し行うと、垂直方向ｒV の手振れ補正処理がされた画像が得られる。
【００３８】
次に、水平方向の補間を行う。得られる水平方向画像サイズをｍH 画素とする。手振れがない場合の補間対象画素の水平スタート位置をｓH とすると、補間対象画素位置ＰiH は次のようになる。
ＰiH＝ｓH ＋ｒH ＋ｉH （ｉH ＝０，１，２，３，…，ｍH −１）
ＰiHの整数部をＰint iH、小数部をＰdec iHとする。補間画素の元データとして、
Ｐint iH−１，Ｐint iH，Ｐint iH＋１，Ｐint iH＋２
の座標のデータを用いる。それぞれの画素データを、
ＹiH-1，ＹiH，ＹiH+1，ＹiH+2
とし、
ｋH＝Ｐdec iH
とする。
【００３９】
これに対して、水平補間では、数２に従った演算を行う。これを、ｉH ＝０，１，２，３，…，ｍH −１  に対して繰り返し行うと、水平方向ｒH の手振れ補正処理がされた画像が得られる。
【００４０】
なお、補間関数ｆ（ｘ）の係数ａi，ｂi，ｃi，ｄiの定め方は、幾通りもあるが、以下に、補間関数として望ましい条件を述べる。ただし、それぞれの条件は補間関数として必ずしも必要な条件ではない。全ての条件を満たしても良いし、全ての条件を満たさなくても良い。ある条件を採用するか否かは、補間フィルタの特性と回路規模の増減によるコスト等の影響のバランスを考慮して判断すれば良い。
・条件１  ｎ＝２、ｘ1＝１  とする。
効果  演算量が減り回路規模が小さくなる。
・条件２  ｆ’i（０）＝０  とする。
効果  補間画素位置が０前後でのゲイン段差が小さくなる。
・条件３  ｆ’i（ｘi+1）＝ｆ’i+1（ｘi+1）
ただし、ｆ’はｆのｘに関する微分である。
効果  補間画素位置がｘi+1の前後でのゲイン段差が小さくなる。
・条件４  ａi，ｂi，ｃi，ｄiの分母を２の累乗にする。
効果  演算量が減り、回路規模が小さくなる。
・条件５  被写体画像の全周波数領域において、ゲインが１以下になるように、定める。
効果  折り返し歪みがなくなる。
・条件６  被写体画像の周波数が画素ピッチに対応する周波数の１／５以下であるとき、補間位置によるゲインのばらつきが、当該周波数におけるゲインの最大値の５％以内に収まるように、定める。
効果  低域の補間画素位置によるゲイン差が小さくなる。
【００４１】
また、係数ａi，ｂi，ｃi，ｄiの組合せを複数個備えておき、これら複数の組合せのいずれかを選択できるように、構成してもよい。これにより、被写体の画像データに応じて最適な補間フィルタをかけることが可能になる。
【００４２】
また、係数ａi，ｂi，ｃi，ｄiに代えて、順に並んだ補間前の画素の座標Ｙ0，Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3  に対して、補間対象位置がＹ1からｋだけＹ2 よりの位置であるとき、下の補間値Ｙを表す式におけるＡ0〜Ａ3、Ｂ0〜Ｂ3、Ｃ0〜Ｃ3、Ｄ0〜Ｄ3の１６個の係数を、保持するように構成してもよい。これにより、演算量が削減される。
【００４３】
Ｙ（ｋ，Ｙ0，Ｙ1，Ｙ2，Ｙ3）
＝ｆ（１＋ｋ）Ｙ0 ＋ｆ（ｋ）Ｙ1 ＋（１−ｋ）Ｙ2＋ｆ（２−ｋ）Ｙ3
＝Ａ0Ｙ0＋Ｂ0Ｙ1＋Ｃ0Ｙ2＋Ｄ0Ｙ3＋ｋ（Ａ1Ｙ0＋Ｂ1Ｙ1＋Ｃ1Ｙ2＋Ｄ1Ｙ3）＋ｋ2（Ａ2Ｙ0＋Ｂ2Ｙ1＋Ｃ2Ｙ2＋Ｄ2Ｙ3）＋ｋ3（Ａ3Ｙ0＋Ｂ3Ｙ1＋Ｃ3Ｙ2＋Ｄ3Ｙ3）
ｎ＝２、ｘ1＝１の場合を例にとると、
ｆ（１＋ｋ）＝    ａ1＋ｂ1＋ｃ1＋ｄ1
＋（３ａ1＋２ｂ1＋ｃ1）ｋ
＋（３ａ1＋ｂ1）ｋ2
＋  ａ1ｋ3
ｆ（ｋ）    ＝    ｄ0
＋  ｃ0ｋ
＋  ｂ0ｋ2
＋  ａ0ｋ3
ｆ（１−ｋ）＝    ａ0＋ｂ0＋ｃ0＋ｄ0
−（３ａ0＋２ｂ0＋ｃ0）ｋ
＋（３ａ0＋ｂ0）ｋ2
−  ａ0ｋ3
ｆ（２−ｋ）＝    ８ａ1＋４ｂ1＋２ｃ1＋ｄ1
−（１２ａ1＋４ｂ1＋ｃ1）ｋ
＋（６ａ1＋ｂ1）ｋ2
−  ａ1ｋ3
となるので、各項の係数は、次のように与えられる。
【００４４】
Ａ1 ＝ａ1＋ｂ1＋ｃ1＋ｄ1
Ａ2 ＝３ａ1＋２ｂ1＋ｃ1
Ａ3 ＝３ａ1＋ｂ1
Ａ4 ＝ａ1
Ｂ1 ＝ｄ0
Ｂ2 ＝ｃ0
Ｂ3 ＝ｂ0
Ｂ4 ＝ａ0
Ｃ1 ＝ａ0＋ｂ0＋ｃ0＋ｄ0
Ｃ2 ＝−３ａ0−２ｂ0−ｃ0
Ｃ3 ＝３ａ0＋ｂ0
Ｃ4 ＝−ａ0
Ｄ1 ＝８ａ1＋４ｂ1＋２ｃ1＋ｄ1
Ｄ2 ＝−１２ａ1−４ｂ1−ｃ1
Ｄ3 ＝６ａ1＋ｂ1
Ｄ4 ＝−ａ1
【００４５】
なお、このような１６個の係数Ａ0〜Ａ3、Ｂ0〜Ｂ3、Ｃ0〜Ｃ3、Ｄ0〜Ｄ3の組合せを複数個備えておき、これら複数の組合せのいずれかを選択できるように、構成してもよい。これにより、被写体の画像データに応じて最適な補間フィルタをかけることが可能になる。
【００４６】
カラー信号処理の補間について説明する。
【００４７】
映像信号が輝度信号と色差信号からなる場合、例えばＹＣｒＣｂ処理の場合、輝度信号のみならず、色差信号に対しても補間処理をかけることが必要になる。このとき、輝度信号と色差信号の両方に対して、本実施形態のような補間関数ｆ（ｘ）を用いて補間処理を行えばよい。例えば、色差信号が輝度信号に対して間引かれていないときは、Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂともに本発明のような３次補間を行えば良い。これに対して、例えば、色差信号が輝度信号に対して間引かれているときは、輝度信号に対して補間関数ｆ（ｘ）を用いた補間処理を行う一方で、色差信号に対しては、線形補間を適用すれば良い。
【００４８】
また、映像信号がＲＧＢ信号である場合は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に対して、それぞれ、本実施形態のような補間関数ｆ（ｘ）を用いて補間処理を行えばよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、補間フィルタを用いたズーム処理や手振れ補正機能を内蔵するデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、テレビなどの映像信号処理装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る補間フィルタを備えた映像信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】２倍拡大ズームにおける補間前の画像座標である。
【図３】２倍拡大ズームにおける補間後の画像座標である。
【図４】２倍拡大ズームにおける補間を行うための座標データである。
【図５】手振れ補正における補間前の画像座標である。
【図６】手振れ補正における補間後の画像座標である。
【図７】手振れ補正における補間を行うための座標データである。
【図８】従来の補間手法として線形補間関数を用いた例の特性を示すグラフである。
【図９】従来の補間手法として３次畳込み内挿補間関数を用いた例の特性を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る補間手法の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１０１    補間フィルタ
１０２    固体撮像素子
１０３    サンプル／ホールド  Ａ／Ｄ変換部
１０４    信号処理部
１０５    メモリ
１０６    メモリ制御部
１０７    ＣＰＵ
１０８    垂直補間フィルタ
１０９    水平補間フィルタ
１１０    補間画素位置算出器
１１１    出力部
【図１】
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【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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