(57)【要約】本発明は、入力画像に基づいて、該入力画像のピクセル値の補間によって出力画像を生成するための装置、方法および画像処理装置に関する。本発明は、エッジ依存補間方式を提案する。本方式では、補間されるべき特定のピクセル（１０）のそれぞれの配向の異なる近傍内のピクセルの集合について、一致誤差がまず計算される。ピクセル値の部分集合（４００、４１０、４２０）の比較が一致誤差の計算のための関数において使用される。一致誤差および対応する配向が選択され、選択された配向のピクセルが特定ピクセルの補間で使われる。
2008515266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像に基づいて、該入力画像のピクセル値の補間によって出力画像を生成するための画像補間ユニットであって：
・入力画像において、補間されるべき出力画像のある特定ピクセルに関して、各配向について評価ピクセルの諸集合を選択する選択手段と、
・選択された評価ピクセルの前記諸集合の部分集合の値を比較することによって、前記各配向についての一致誤差を計算するための計算手段と、
・前記計算された一致誤差に基づいてある特定の配向を選択するための選択手段と、
・前記特定の配向に基づいて補間ピクセルの集合を生成するための生成手段と、
・前記生成された補間ピクセルの集合に基づいて前記特定ピクセルのピクセル値を計算するための計算手段、
とを有しており、
前記一致誤差を計算するための計算手段が、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第一の部分集合の第一の諸値の間の第一の差と、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第二の部分集合の第二の諸値の間の第二の差とを計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算するよう構成されていることを特徴とする、画像補間ユニット。
【請求項２】
評価ピクセルの諸集合が、補間されるべき画像の特定ピクセルの空間的近傍における入力画像の所定数のピクセルを含む、請求項１記載の画像補間ユニット。
【請求項３】
評価ピクセルの諸集合のうち第一の集合の第一の部分集合が行の第一の対からのピクセルを含み、評価ピクセルの諸集合のうち第一の集合の第二の部分集合が行の第二の対からのピクセルを含み、行の前記第一の対と第二の対は一つの共通の行をもち、その共通の行は補間されるべき画像の特定ピクセルに隣接する、請求項１または２記載の画像補間ユニット。
【請求項４】
評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合のある第三の部分集合が行の第三の対を含み、行の前記第二の対と第三の対は一つのさらなる共通の行をもち、その共通の行は補間されるべき画像の特定ピクセルに隣接し、評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合の前記第二の部分集合および評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合の前記第三の部分集合に基づいて一致誤差の第一のものが計算される、請求項３記載の画像補間ユニット。
【請求項５】
一致誤差の前記第一のものが、前記第一および第二の部分集合の間で計算される第一の中間的な一致誤差と、前記第二および第三の部分集合の間で計算される第二の中間的な一致誤差との和である、請求項４記載の画像補間ユニット。
【請求項６】
一致誤差の前記第一のものが、前記第一および第二の部分集合の間で計算される第一の中間的な一致誤差と、前記第二および第三の部分集合の間で計算される第二の直接一致誤差との差である、請求項４記載の画像補間ユニット。
【請求項７】
前記特定の配向を選択する選択手段が、それぞれの配向について計算される一致誤差の最小値に基づいて特定の配向を選択するよう構成されている、請求項１記載の画像補間ユニット。
【請求項８】
前記特定ピクセルのピクセル値を計算するための計算手段が、補間ピクセルの集合のピクセル値を平均することによって前記特定ピクセルのピクセル値を計算するよう構成されている、請求項１記載の画像補間ユニット。
【請求項９】
・入力画像のシーケンスに対応する信号を受け取る受領手段と、
・入力画像の一つに基づいて出力画像を生成する、請求項１に記載の画像補間ユニット
とを有する、画像処理装置。
【請求項１０】
入力画像に基づいて、該入力画像のピクセル値の補間によって出力画像を生成する方法であって：
・入力画像において、補間されるべき出力画像のある特定ピクセルに関して、各配向について評価ピクセルの諸集合を選択する段階と、
・選択された評価ピクセルの前記諸集合の部分集合の値を比較することによって、前記各配向についての一致誤差を計算する段階と、
・前記計算された一致誤差に基づいてある特定の配向を選択する段階と、
・前記特定の配向に基づいて補間ピクセルの集合を生成する段階と、
・前記生成された補間ピクセルの集合に基づいて前記特定ピクセルのピクセル値を計算する段階、
とを有しており、
前記一致誤差のうち第一のものを計算する段階が、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第一の部分集合の第一の諸値の間の第一の差と、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第二の部分集合の第二の諸値の間の第二の差とを計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算する段階を有することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像に基づいて、該入力画像のピクセル値の補間によって出力画像を生成するための画像補間ユニットであって：
・入力画像において、補間されるべき出力画像のある特定ピクセルに関して、各配向について評価ピクセルの諸集合を選択する選択手段と、
・選択された評価ピクセルの前記諸集合の部分集合の値を比較することによって、前記各配向についての一致誤差を計算するための計算手段と、
・前記計算された一致誤差に基づいてある特定の配向を選択するための選択手段と、
・前記特定の配向に基づいて補間ピクセルの集合を生成するための生成手段と、
・前記生成された補間ピクセルの集合に基づいて前記特定ピクセルのピクセル値を計算するための計算手段、
とを有するユニットに関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのような画像補間ユニットを有する画像処理装置に関する。
【０００３】
本発明はさらに、入力画像に基づいて、該入力画像のピクセル値の補間によって出力画像を生成する方法であって：
・入力画像において、補間されるべき出力画像のある特定ピクセルに関して、各配向について評価ピクセルの諸集合を選択し、
・選択された評価ピクセルの前記諸集合の部分集合の値を比較することによって、前記各配向についての一致誤差を計算し、
・前記計算された一致誤差に基づいてある特定の配向を選択し、
・前記特定の配向に基づいて補間ピクセルの集合を生成し、
・前記生成された補間ピクセルの集合に基づいて前記特定ピクセルのピクセル値を計算する、
ことを含む方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
特定の補間されたピクセルは、該特定ピクセルの近傍におけるピクセル値の集団から得られる。比較的よりよい品質の補間画像を得るために、さまざまな配向の近傍の集合のうちある特定の近傍に属するピクセルの集団が選択される。選択の決定は、前記特定の近傍内のエッジ構造の存在に基づく。
【０００５】
そのようなエッジ依存の補間方式は米国特許US6133957から知られている。この特許は複数の追加的ピクセルを生成する方法を記載している。画像中のある位置で生成される各追加的ピクセルについて、この方法は、各配向と、前記位置に対する各方向におけるピクセルの集合の対の間での分散の各測度とを表す複数の測定信号を計算し、単一の最良選択方向を同定するために該測定信号を評価して該測定信号から選択し、画像中の最良選択方向に属するピクセルを補間することによって前記追加的ピクセルを生成する、ステップからなる。各測定信号は、分散の測度および分散が測定された方向の指標を伝達する。ある実施形態では、分散の測度は、集合の各対に属する二つの集合におけるそれぞれのピクセルどうしの間の差分絶対値和からなる。
【０００６】
この従来技術の方法では、期待される方向に沿って評価ピクセルの集合の間で単一の差が取られるので、最小の差分絶対値が、エッジがその期待される方向に沿って存在するためであるという保証がない。ピクセルの0に近い差がしばしば偶然でありうる。従来技術によって提案される前記方法を適用することによって、補間された出力画像の品質は、細い線、徐々に変化する強度値をもつ線および不規則なテクスチャーを含む画像の諸部分においては貧弱であることが見出される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
比較的より高い品質をもつ出力画像を与える画像補間ユニットを提供することが本発明の一つの目的である。
【０００８】
本発明のこの目的は、冒頭で言及した画像補間ユニットの一致誤差を計算するための計算手段が、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第一の部分集合の第一の諸値の間の第一の差と、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第二の部分集合の第二の諸値の間の第二の差とを計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算するよう構成されているということにおいて達成される。
【０００９】
このように、本発明に基づくユニットは、ピクセル値の差の差を計算している。最小３ピクセルを含む集合が評価のために考慮される。隣接するピクセルの一定の値および一定の勾配が、配向の誤った指標を回避するためにしかるべく考慮される。さらに、単一ピクセル幅のエッジは、エッジ構造の配向において比較される間、ピクセル値に一定の勾配があっても最小の分散を与える。さらに、本発明によって規定される新規の施策は、有利にも１または２ピクセル幅の薄いエッジの場合にエッジの方向に垂直な方向に最大の分散を与える。こうして、エッジ構造の真の配向が本発明によって曖昧さなく同定できる。配向の評価には３つ以上の部分集合があるので、提案される方法はノイズの存在時により堅牢である。
【００１０】
本発明に基づく画像補間ユニットのある実施形態は、評価ピクセルの諸集合が、補間されるべき画像の特定ピクセルの空間的近傍における入力画像の所定数のピクセルを含むことを特徴とする。
【００１１】
ある空間的近傍に属するピクセルの集団は、エッジ構造の存在を検出するための評価ピクセルの集合をなす。空間的近傍は、配向の数において固定であってもよく、近傍の各配向についてピクセルの集団が評価のための候補をなす。各配向についての一致誤差が評価ピクセルの諸集合のそれぞれについて計算される。近傍の大きさは画像中で期待されるエッジの大きさに依存して変わりうる。
【００１２】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、評価ピクセルの諸集合のうち第一の集合の第一の部分集合が行の第一の対からのピクセルを含み、評価ピクセルの諸集合のうち第一の集合の第二の部分集合が行の第二の対からのピクセルを含み、行の前記第一の対と第二の対は一つの共通の行をもち、その共通の行は補間されるべき画像の特定ピクセルに隣接することを特徴とする。
【００１３】
この実施形態は、エッジ構造の配向を見きわめるために、ピクセル値の比較が、補間されるべき特定ピクセルのすぐの近傍でなされるという点で有利である。比較は補間されるべき特定ピクセルの近傍において、行の対に属する個別のピクセルのうちで実行される。重複行をもつ行の部分集合どうしを比較することは、エッジ構造の連続性を保証する。この実施形態では、補間されるべきピクセルの上の２行分のピクセルおよび補間されるべきピクセルの下の１行分のピクセルが評価のために考慮される。
【００１４】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合のある第三の部分集合が行の第三の対を含み、行の前記第二の対と第三の対は一つのさらなる共通の行をもち、その共通の行は補間されるべき画像の特定ピクセルに隣接し、評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合の前記第二の部分集合および評価ピクセルの諸集合のうち前記第一の集合の前記第三の部分集合に基づいて一致誤差の第一のものが計算されることを特徴とする。
【００１５】
部分集合内でピクセルの差を計算するために、各部分集合は行の対を含みうる。差の測度の差については、そのような部分集合が二つ必要とされうる。各一致誤差は、補間されるべき画像の特定ピクセルに隣接する共通の行をもつ３つのピクセル行から得られる差の測度の差でありうる。この実施形態では、補間されるべきピクセルの下の２つのピクセル行と補間されるべきピクセルの上の１つのピクセル行が評価のために考慮される。
【００１６】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、一致誤差の第一のものが前記第一および第二の部分集合の間で計算される第一の中間的な一致誤差と、前記第二および第三の部分集合の間で計算される第二の中間的な一致誤差との和であることを特徴とする。
【００１７】
二つの一致誤差を足すことによって、三つの点一致誤差の二つが合計されて最終的な一致誤差が得られ、それにより４ピクセル長のエッジ構造が識別されうる。
【００１８】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、一致誤差の前記第一のものが、前記第一および第二の部分集合の間で計算される第一の中間的な一致誤差と、前記第二および第三の部分集合の間で計算される第二の直接一致誤差との差であることを特徴とする。
【００１９】
４つのピクセル比較がなされるときは、一致誤差は差のさらに差でありうる。
【００２０】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、特定の配向を選択する選択手段が、それぞれの配向について計算される一致誤差の最小値に基づく特定の配向を選択することを特徴とする。
【００２１】
エッジ構造の配向を見きわめるために、配向に対応する最小の一致誤差を選択することが有利である。
【００２２】
本発明に基づく画像補間ユニットのあるさらなる実施形態は、前記特定ピクセルのピクセル値を計算するための計算手段が、補間ピクセルの集合のピクセル値を平均することによって前記特定ピクセルのピクセル値を計算するよう構成されていることを特徴とする。
【００２３】
ひとたび補間のための良好な候補であるピクセルの集合が確立されたら、補間はその集合から実行される。特定ピクセルの値を補間ピクセルの集合から計算するのはよく知られた諸方法によってなされる。
【００２４】
比較的より高い品質の出力画像を与える、冒頭に述べた種類の画像処理装置を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００２５】
本発明のこの目的は、前記一致誤差を計算するための計算手段が、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第一の部分集合の第一の諸値の間の第一の差と、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第二の部分集合の第二の諸値の間の第二の差とを計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算するよう構成されているということにおいて達成される。
【００２６】
画像処理装置は以下の種類の画像処理のうちの一つまたは複数をサポートしうる：
・ビデオ圧縮すなわちエンコード、デコードおよびトランスコード
・解像度変換およびフォーマット変換
・インターレース走査から順次走査への変換
・画像のズームイン／ズームアウト
画像処理装置は追加的なユニットを含むこともある。たとえば、受信ユニット、処理ユニットおよびディスプレイユニットである。画像処理装置はたとえばテレビ、パソコン、セットトップボックス、VCR/VCP（ビデオカセットレコーダー／プレーヤー）、衛星チューナーまたはDVD（デジタル多用途ディスク）プレーヤーもしくはレコーダーなどでありうる。
【００２７】
冒頭で定義した方法であって比較的改良された品質の画像補間を与える方法を提供することが本発明のさらなる目的である。
【００２８】
本発明のこの目的は、一致誤差の第一のものを計算することが、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第一の部分集合の第一の諸値の間の第一の差と、評価ピクセルの諸集合のうちの第一の集合の第二の部分集合の第二の諸値の間の第二の差とを計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算することを含むことにおいて達成される。
【００２９】
本発明のこれらのことを含むさまざまな側面は、以下に記載される実施形態を参照することにより明らかとなり、明快にされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、本発明に基づく画像補間装置のある実施形態の構成要素を示す機能ブロック図である。選択器１００は外部ソースから画像１を受け取る。画像は、内部的に生成されてもよい。たとえばビデオカセットプレーヤーまたはDVDプレーヤーの場合がそうである。選択器１００は、補間されるべきある特定ピクセルに対し、入力画像中で、それぞれの配向について評価ピクセルの集合を選択する。エッジ依存補間を得るために、評価ピクセルの諸集合は、補間されるべき特定ピクセルを基準としてそれぞれ配向の異なる近傍で選択される。選択された諸集合１０１を計算器１１０が使って、評価ピクセルの諸集合の諸部分集合の諸ピクセル値を比較することによってそれぞれの配向についての一致誤差を計算する。一致誤差の計算のためにはピクセル値の関数が使用される。補間されるべき特定ピクセルの異なる配向に対応する異なる近傍に属するピクセルの諸集団に関して、複数のそのような一致誤差が計算される。計算された一致誤差１１１は選択器１２０に送られる。一致誤差のための関数は、最小一致誤差が選ばれた近傍内でのエッジ構造の配向に対応するように選ばれる。選択器１２０は一致誤差に基づいて特定の配向を選択する。生成器１３０は選択された配向１２１を使って補間ピクセルの集合１３１を生成する。出力画像の最良品質は、エッジ構造の予測された配向に沿った近傍においてピクセルの集団を選択することで補間を適応することによって得ることができる。補間器１４０は、補間ピクセルの集合１３１を使って補間されるべき特定ピクセル１４１を計算する。補間のためにはいくつかある標準的な技法のうちの一つを使うことができる。
【００３１】
図２は、本発明に基づく画像補間の方法に関わるステップを描いている。入力画像１が第一のステップ２００で受け取られ、ピクセルが補間されなければならない空いたスペースをもつ格子に割り当て直される。ステップ２１０で補間されるべき特定ピクセルが選択され、近傍が定義され、評価ピクセルの諸集合が定義される。ステップ２２０で、評価ピクセルの各集合に対応する一致誤差の集合が実行される。一致誤差の集合から、ステップ２３０で、特定の一致誤差およびその一致誤差に対応する特定の配向が選択される。ステップ２３０で、特定の配向の補間ピクセルの集合が選ばれる。ステップ２４０で、特定の配向の補間ピクセルの集合が選ばれ、ステップ２５０で補間ピクセルの選択された集合に基づいて新しいピクセルが計算される。このプロセスは補間されるべき各ピクセルについて、最初のステップ２００から繰り返される。ステップ２６０で補間されるべきピクセルがもう残っていなければ、プロセスはステップ２７０で終了する。
【００３２】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃでは、行ごとに配列されたピクセルと、補間されるべき特定ピクセルと、三つの異なる配向における三つの異なる近傍におけるピクセルの諸集合とを有する画像の一部分の概略的な表現が描かれている。
【００３３】
図３Ａは、第一の配向５０の第一の近傍３００における、補間されるべき特定ピクセル１０の表現を示している。第一の近傍に属するピクセルは、補間ピクセルの第一の集合として知られうる。
【００３４】
図３Ｂは、第二の配向６０の第二の近傍３１０における、補間されるべき特定ピクセル１０の表現を示している。第二の近傍３１０に属するピクセルは、評価ピクセルの第二の集合として知られうる。
【００３５】
図３Ｃは、第三の配向７０の第三の近傍３２０における、補間されるべき特定ピクセル１０の表現を示している。第三の近傍３２０に属するピクセルは、評価ピクセルの第三の集合として知られうる。
【００３６】
図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、直交座標系の座標(x,y)が補間されるべきピクセル１０と一致すると想定されうる例示的な画像の一部分を示している。実線の四角はもとからのピクセルを表し、点線の四角は補間されるべきピクセルを表す。隣接する行３５０および３６０の第一の対に属するピクセルはそれぞれ縦座標(y−3)および(y−1)で表される。これに応じて、行３７０および３８０の第二の対に属するピクセルはそれぞれ縦座標(y＋1)および(y＋3)で表される。(x,y)の右の諸ピクセルは増加する横座標の値をもち、(x,y)の左のピクセルは減少する横座標の値をもつ。位置(x,y)における単一のピクセルの値はF(x,y)によって表される。F(x,y)は単色画像の場合には単一の輝度の値でありうるし、たとえばRGB（赤、青、緑）またはHSI（色相、彩度、強度［intensity］）のようなカラー画像のさまざまな表現の任意のものでもよい。ピクセルの配向は変数Lによって表され、Lは値…−2,−1,0,＋1,＋2,…のうちの一つを有しうる。L＝0,＋1,−1に対応する配向は図３Ａ、３Ｂ、３Ｃでそれぞれ５０、６０、７０として示されている。近傍は、jを−Mから＋Mの範囲内の整数でありうるとして、x方向に(x＋j)ピクセルのストリップを含みうる。よって、(2M＋1)個のピクセルのストリップをカバーする。そのような構成は、近傍のストリップがその配向の軸に関して対称的に配置されることを保証する。
【００３７】
図４は、補間されるべき特定ピクセルと、ピクセルの部分集合と、それぞれの一致誤差を評価するためのいくつかの行のピクセルの配列とを含む画像部分を概略的に表している。
【００３８】
図４は図３Ａの追加的な詳細を示している。近傍３００内にはいる評価ピクセルの集合はさらに第一の部分集合４００、第二の部分集合４１０および第三の部分集合４２０に分割される。該部分集合はそれぞれ、隣接する行３５０および３６０の第一の対、隣接する行３６０および３７０の第二の対、隣接する行３７０および３８０の第三の対を含んでいる。部分集合内のそれぞれの対のピクセル値が一致誤差を計算するために比較される。部分集合４００、４１０、４２０内の比較値は一致誤差の計算のためのさまざまな方法で使用されうる。
【００３９】
一致誤差は、隣接する行３５０、３６０からなる対のうちの第一の対、隣接する行３６０、３７０からなる対のうちの第二の対、隣接する行３７０、３８０からなる対のうちの第三の対のそれぞれの対のピクセルを比較することによっていくつかの方法で計算しうる。
【００４０】
一致誤差計算の多くの可能な方法のうちの三つを以下の段落で説明する。
【００４１】
一致誤差を計算する第一の方法は、第一の部分集合４００内のピクセル対のそれぞれのピクセル値の間の第一の差を計算し、第二の部分集合４１０内のピクセル対のそれぞれのピクセル値の間の第二の差を計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算することによる。各差の値を正の数値にマッピングするため、好ましい実施形態では差の絶対値（｜・｜）が使われるが、二乗関数（・）2または同様の特性の他のいかなる関数であってもよい。こうして得られた最終的な差の値は合計されて、比較の簡単のために単一の値が得られる。
【００４２】
第一の部分集合４００のピクセルの値の第一の差と、第二の部分集合４１０のピクセルの値の第二の差と、前記第一の差と前記第二の差のさらなる差を計算して一致誤差ME(L)を計算する式は、
【００４３】
【数１】
2008515266.tif 000003
によって与えられうる。
【００４４】
一致誤差を計算する第二の方法は、第二の部分集合４１０内のピクセル対のそれぞれのピクセル値の間の第一の差を計算し、第三の部分集合４２０内のピクセル対のそれぞれのピクセル値の間の第二の差を計算し、前記第一の差と前記第二の差との間のさらなる差を計算することによる。そのような計算によって得られる一致誤差は、
【００４５】
【数２】
2008515266.tif 000004
によって与えられる。
【００４６】
一致誤差を計算する第三の方法は、第一および第二の部分集合４００、４１０から得られた第一の一致誤差と、第三および第四の部分集合４１０、４２０から得られた第二の一致誤差とを合計することによる。これにより、最終的な一致誤差は、同時に３つのピクセル差を考慮することによって得られた二つの中間的な一致誤差の和となる。そのような計算における最終的な一致誤差は
【００４７】
【数３】
2008515266.tif 000005
によって与えられうる。
【００４８】
式（４）および（５）はいずれも、第一および第二の部分集合（４００、４１０）ならびに第二および第三の部分集合（４１０、４２０）から得られた二つの中間的な一致誤差の和を表す。式（４）では、選ばれた近傍の軸である配向線は、評価が実行される配向線と一致し、補間されるべき特定ピクセルを通過する。式（５）では、選ばれた近傍の軸は評価が実行される配向線と一致するのではなく、平行である。該配向線は式（５）では選ばれた近傍の軸に対して１ピクセルの幅だけずれている。可能なそのような変形の数はいくらでも使ってよい。
【００４９】
一致誤差を計算する第四の方法は、第一および第二の部分集合（４００、４１０）と第三および第四の部分集合（４１０、４２０）とから得られた一致誤差のさらなる差を計算することによる。これにより、ある配向に沿った４つのピクセルの集合が計算において考慮に入れられる。本質的には、４ピクセル長の近傍についての測度は、差の差のさらなる差を生じる。そのような場合における一致誤差ML(E)は
【００５０】
【数４】
2008515266.tif 000006
によって与えられる。
【００５１】
この場合、選ばれた近傍の軸は評価が実行される配向線と一致する。式（４）および（５）において言及した変形を４つのピクセルの場合にももつことも可能である。
【００５２】
それぞれの配向について一致誤差を計算したら、極小値を選択するために一致誤差のうちで比較がなされる。最小値を見出す好ましい方法は次のような仕方で機能する。Lの値の集合について一致誤差の集合を考える。まず、垂直方向（L＝0）が最も近い配向（L＝±1）と比較される。ME(0)＜ME(1)＜ME(−1)であれば、垂直方向が極小であり、よって補間についての最適な方向は（D＝0）である。ME(0)が最小でない場合には、ME(1)およびME(−1)が比較されて、その配向における比較が最小が見出されるまで続けられ、配向が見きわめられる。
【００５３】
ピクセル値の補間は同定された配向のピクセルの集合だけから排他的に計算されてもよいし、あるいは同定された配向からのピクセルと垂直方向からのピクセルの混合から計算されてもよい。そのような場合の典型的な補間の式は
【００５４】
【数５】
2008515266.tif 000007
によって与えられる。ここで、F(x＋D,・)は配向Dのピクセル値を指し、F(x,・)は垂直方向のピクセル値を指す。
【００５５】
式（７）で示されるような方向信頼度αが混合比のために使用されうる。方向信頼度αは、変数D、ME(D)およびME(0)をもつ信頼度関数の測度から決定されうる。ここで、Dを同定された配向、ME(D)およびME(0)はそれぞれ同定された方向および垂直方向の一致誤差である。
【００５６】
提案される方法は、従来技術の方法と違って、一定勾配も検出して、一定勾配に沿って正しく補間することもできる。補間ユニットは一定ピクセル値の場合も一定ピクセル値勾配の場合も満足いくように扱うことができる。平均された平均二乗誤差（MSE:  Mean  Square  Error）の値は従来技術の諸方法より優れていることが見出された。
【００５７】
図５は：
・入力画像を表す信号５０１を受け取る受領手段５１０と、
・図１との関連で述べた画像補間ユニット５２０と、
・出力画像を表示するための任意的な表示手段５３０、
とを有する、本発明に基づく画像処理装置５００を示している。
【００５８】
信号５０１はアンテナまたはケーブルを介して受信される放送信号であってもよいが、VCR（ビデオカセットレコーダー）またはデジタル多用途ディスク（DVD）のような記憶装置からの信号であってもよい。信号は５１０の入力コネクタにおいて与えられる。画像処理装置５００はたとえばセットトップボックス、衛星チューナー、VCRプレーヤー、DVDプレーヤーもしくはレコーダーでありうる。任意的に、本画像処理装置は、ハードディスク手段または光ディスクなど着脱可能メディア上での記憶のための手段のような記憶手段を有する。出力画像は表示されてもよいし、あるいは、たとえばケーブルもしくは無線またはインターネットブロードキャストシステムのために別の装置に送信されてもよい。画像処理装置５００は映画スタジオまたは放送局によって適用されるシステムであってもよい。
【００５９】
上記の諸実施形態は本発明を限定するのではなく解説するものであり、当業者は付属の請求項の範囲から外れることなく代替的な実施形態を設計できるであろうことは注意しておくべきである。請求項において、括弧内に参照符号があったとしてもその請求項を限定するものと解釈してはならない。有するの語は請求項にそのような要素の複数の存在を排除しない。本発明は、いくつかの相異なる要素を有するハードウェアによって、および好適にプログラミングされたコンピュータによって実装されてもよい。いくつかの手段を列挙している装置請求項においては、それらの手段のいくつかが同一のハードウェア項目によって具現されてもよい。第一、第二および第三などの語はいかなる序列も示さない。それらの語は名称として解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に基づく画像補間装置の一つの実施形態の構成要素を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明に基づく方法のステップを示すフローチャートである。
【図３Ａ】行ごとに配列されたピクセルと、補間されるべき特定ピクセルと、第一の配向の近傍におけるピクセルの第一の集合とを含む画像部分を概略的に表す図である。
【図３Ｂ】行ごとに配列されたピクセルと、補間されるべき特定ピクセルと、第二の配向の近傍におけるピクセルの第二の集合とを含む画像部分を概略的に表す図である。
【図３Ｃ】行ごとに配列されたピクセルと、補間されるべき特定ピクセルと、第三の配向の近傍におけるピクセルの第三の集合とを含む画像部分を概略的に表す図である。
【図４】行ごとに配列されたピクセルと、補間されるべき特定ピクセルと、それぞれの一致誤差の評価において使用されるピクセルの部分集合とを含む画像部分を概略的に表す図である。
【図５】本発明に基づく画像処理装置のある実施形態を表す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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