(57)【要約】【課題】フレームバッファを設けることなく少ないメモリで画像を拡大する。【解決手段】水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データが順次入力され、入力された画素データを記憶するための４つのドットバッファを有するシフトレジスタ１１１と、水平方向データを記憶するための４つのラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄと、シフトレジスタ１１１に記憶された画素データに基づき新たな画素データを生成して、入力された画素データに追加してラインバッファ１２１Ａに出力する水平方向拡大回路１１０と、ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄに記憶された水平方向データに基づき新たな水平方向データを生成し、記憶された水平方向データに追加して出力する垂直方向拡大回路１２０とを備え、垂直方向拡大回路１２０は、生成された新たな水平方向データを、シフトレジスタ１１１に画素データが入力されていない期間に出力する。【選択図】        図２
2004165827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素データが所定の順序で配列された画像データを拡大する画像拡大装置であって、
水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データが順次入力され、入力された画素データを記憶するための少なくとも１つのドットバッファと、
水平方向データを記憶するための少なくとも１つのラインバッファと、
前記ドットバッファに記憶された画素データに基づき新たな画素データを生成して、入力された画素データに追加して前記ラインバッファに出力する水平方向拡大手段と、
前記ラインバッファに記憶された水平方向データに基づき新たな水平方向データを生成し、生成された新たな水平方向データを前記記憶された水平方向データに追加して出力する垂直方向拡大手段とを備え、
前記垂直方向拡大手段は、生成された新たな水平方向データを、前記ドットバッファに画素データが入力されていない期間に出力する、画像拡大装置。
【請求項２】
前記ドットバッファには、水平ブランキング期間を拡大した水平同期期間内に１ライン分の画素データを出力する機器から画素データが入力され、
前記垂直方向拡大手段は、前記記憶された水平方向データを出力する転送速度で前記垂直方向拡大手段により生成された新たな水平方向データを出力する、請求項１に記載の画像拡大装置。
【請求項３】
前記ドットバッファには、垂直同期信号で区切られ、垂直ブランキング期間を拡大した垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データを出力する機器から画素データが入力され、
前記垂直同期期間は、生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられた前記ラインバッファに記憶された水平方向データとが出力される期間を超える垂直ブランキング期間を含む、請求項２に記載の画像拡大装置。
【請求項４】
前記ドットバッファには、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から画素データが入力され、
前記垂直方向拡大手段は、前記記憶された水平方向データを出力する転送速度よりも速い転送速度で前記垂直方向拡大手段により生成された新たな水平方向データを出力する、請求項１に記載の画像拡大装置。
【請求項５】
前記ドットバッファには、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から前記水平同期期間に１ライン分の画素データが入力され、前記垂直方向拡大手段が画素データを出力する転送速度は、前記ドットバッファに画素データが入力される転送速度に応じて定められる、請求項１に記載の画像拡大装置。
【請求項６】
前記ドットバッファには、垂直同期信号で区切られた垂直同期期間を固定して画素データを出力する機器から垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データが入力され、
前記垂直方向拡大手段は、前記ドットバッファに１フレーム分の画素データが入力されたときは、垂直同期期間の垂直ブランキング期間内に生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられた前記ラインバッファに記憶された水平方向データとを出力する、請求項４または５に記載の画像拡大装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像拡大装置に関し、特に、ビットストリームで入力される画像データを拡大する画像拡大装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像を拡大する方法は、種々のものが提案されている。その代表的な例として、フレームメモリを用いた方法がある（たとえば、特許文献１）。特許文献１では、デジタル画像信号を蓄積するメモリと、メモリから画素データを順次読み出すメモリ読出し手段と、メモリ読出し手段によって読み出された画像Ｓｎを遅らせて夫々画素信号Ｓｎ−１、Ｓｎ−２、Ｓｎ−３を形成するための連続した第１、第２、第３の遅延手段と、画素信号Ｓｎ−１と画素信号Ｓｎ−２との間にある補間画素Ｓ’の位置から、Ｎ次の関数で求められる、画素信号Ｓｎ、画素信号Ｓｎ−１、画素信号Ｓｎ−２、画素信号Ｓｎ−３に夫々対応する補間係数を発生する第１、第２、第３、第４の係数発生回路と、各画素信号Ｓｎと補間係数Ｋｎの乗算の総和を取る信号合成回路とを備えた画像補間装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−５３５３０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、画像データを一旦格納する大規模なフィールドメモリが必要であり、フィールドメモリ分のコストがかかる。また、フィールドメモリに原画像の書き込み中はフィールドメモリからの拡大画像の読み出しができない。逆に、フィールドメモリからの拡大画像読み出し中はフィールドメモリへの画像の書き込みができない。このため、拡大された画像のフレームのＦＰＳ（１秒間当たりの転送コマ数）が、入力される画像のＦＰＳの１／２以下になってしまうといった問題がある。
【０００５】
この問題を解決するため、データの書き込みと読込みとが同じに可能なデュアルポート（Ｄｕａｌ−ＰＯＲＴ）メモリをフィールドメモリとして用いることで、ＦＰＳが低減する問題を解決することができるが、デュアルポートメモリは高価なためさらにコストアップとなる。
【０００６】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、フレームバッファを設けることなく、少ないメモリで画像を拡大することが可能な画像拡大装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、画像拡大装置は、画素データが所定の順序で配列された画像データを拡大する画像拡大装置であって、水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データが順次入力され、入力された画素データを記憶するための少なくとも１つのドットバッファと、水平方向データを記憶するための少なくとも１つのラインバッファと、ドットバッファに記憶された画素データに基づき新たな画素データを生成して、入力された画素データに追加してラインバッファに出力する水平方向拡大手段と、ラインバッファに記憶された水平方向データに基づき新たな水平方向データを生成し、生成された新たな水平方向データを記憶された水平方向データに追加して出力する垂直方向拡大手段とを備え、垂直方向拡大手段は、生成された新たな水平方向データを、ドットバッファに画素データが入力されていない期間に出力する。
【０００８】
この発明に従えば、生成された新たな水平方向データを、画素データが入力されていない期間に出力するので、フレームバッファを設けることなく、少ないメモリで画像を拡大することが可能な画像拡大装置を提供することができる。
【０００９】
好ましくは、ドットバッファには、水平ブランキング期間を拡大した水平同期期間内に１ライン分の画素データを出力する機器から画素データが入力され、垂直方向拡大手段は、記憶された水平方向データを出力する転送速度で垂直方向拡大手段により生成された新たな水平方向データを出力する。
【００１０】
この発明に従えば、水平ブランキング期間を拡大した水平同期期間内に１ライン分の画素データを出力する機器から画素データが入力される。このため、水平ブランキング期間内に生成された新たな水平方向データを記憶された水平方向データが出力される転送速度で出力することができる。
【００１１】
好ましくは、ドットバッファには、垂直同期信号で区切られ、垂直ブランキング期間を拡大した垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データを出力する機器から画素データが入力され、垂直同期期間は、生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられた前記ラインバッファに記憶された水平方向データとが出力される期間を超える垂直ブランキング期間を含む。
【００１２】
この発明に従えば、垂直同期信号で区切られ、垂直ブランキング期間を拡大した垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データを出力する機器から画素データが入力され、垂直同期期間は、生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられた前記ラインバッファに記憶された水平方向データとが出力される期間を超える垂直ブランキング期間を含む。このため、入力される画素データの垂直同期期間内に、拡大された画素データを出力することができる。
【００１３】
好ましくは、ドットバッファには、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から画素データが入力され、垂直方向拡大手段は、記憶された水平方向データを出力する転送速度よりも速い転送速度で垂直方向拡大手段により生成された新たな水平方向データを出力する。
【００１４】
この発明に従えば、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から画素データが入力され、水平方向データが出力される転送速度よりも速い転送速度で垂直方向拡大手段により生成された新たな水平方向データが出力される。このため、単位時間当りのフレーム数を低下させることなく画像を拡大することができる。
【００１５】
好ましくは、ドットバッファには、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から水平同期期間に１ライン分の画素データが入力され、垂直方向拡大手段が画素データを出力する転送速度は、ドットバッファに画素データが入力される転送速度に応じて定められる。
【００１６】
この発明に従えば、水平同期期間を固定して画素データを出力する機器から水平同期期間に１ライン分の画素データが入力され、垂直方向拡大手段が画素データを出力する転送速度は、ドットバッファに画素データが入力される転送速度に応じて定められる。このため、水平同期期間の画素データが入力されていない期間に、生成された新たな水平方向データが出力されるので、単位時間当りのフレーム数を低下させることなく画像を拡大することができる。
【００１７】
好ましくは、ドットバッファには、垂直同期信号で区切られた垂直同期期間を固定して画素データを出力する機器から垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データが入力され、垂直方向拡大手段は、ドットバッファに１フレーム分の画素データが入力されたときは、垂直同期期間の垂直ブランキング期間内に生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられたラインバッファに記憶された水平方向データとを出力する。
【００１８】
この発明に従えば、垂直同期信号で区切られた垂直同期期間を固定して画素データを出力する機器から垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データが入力され、１フレーム分の画素データが入力されたときは、垂直同期期間の垂直ブランキング期間内に生成された水平方向データと、該生成された水平方向データの生成に用いられたラインバッファに記憶された水平方向データとが出力される。このため、入力される画素データの垂直同期期間内に、拡大された画素データを出力することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、図中において、同一符号は同一または相当する部材を示し、重複する説明は繰返さない。
【００２０】
＜第１の実施の形態＞
図１は、転送画像の拡大例を示す図である。図１（Ａ）に拡大される前の転送画像１０を示し、図１（Ｂ）に拡大後の拡大画像１０Ａを示す。転送画像１０は、複数の画素データが、水平方向（図面横方向）および垂直方向（図面上下方向）に配列されたデータである。この転送画像１０がビットストリームデータＳとして、画像拡大装置に入力される。転送画像１０のビットストリームデータＳは、画素データが１次元に配列されたデータであり、その配列順は水平方向、垂直方向の順に定められる。水平方向の配列順は、図面左側から右側に向かう順、垂直方向の配列順は、図面上側から下側に向かう順である。すなわち、転送画像１０のビットストリームデータは、１ライン目の最も左の画素データ、その右の画素データの順に最も右の画素データまで配列され、次に２ライン目の最も左の画素データ、その右の画素データの順に最も右の画素データまで配列される。このようにして、画素データが１次元に配列されて、最終ラインの最も右の画素データが最後の画素データとなる。
【００２１】
ここでは、１画面（１フレーム）のみを示しているが、転送画像１０が複数のフレームを有する場合には、ビットストリームデータＳは、最初のフレームの画素データに続き、次のフレームの画素データが配列される。
【００２２】
図１（Ｂ）を参照して、拡大画像１０Ａは、転送画像１０を水平方向および垂直方向に拡大された場合を示している。拡大画像１０ＡのビットストリームデータＳ２もまた、転送画像１０のビットストリームと同様に画素データが配列される。
【００２３】
ここでは、説明のため転送画像１０の左上隅を基準にして、転送画像１０を水平方向および垂直方向に３／２倍に拡大する例を示す。なお、本実施の形態においては、拡大の基準を転送画像１０の左上隅とするが、他の画素を基準にしてもよい。
【００２４】
転送画像１０の第１ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ１）が水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第１ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ１）とされ、転送画像１０の第２ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ２）が水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第２ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ２）とされ、転送画像１０の第３ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ３）が水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第４ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ４）とされ、転送画像１０の第４ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ４）が水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第５ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ５）とされる。一方、拡大画像１０Ａの第３ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ３）は、拡大画像１０Ａの第１ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ１）、第２ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ２）、第４ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ４）、第５ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ５）から生成される。
【００２５】
以下同様にして、ｎを正数とすれば、転送画像１０の第（２ｎ−１）ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ（２ｎ−１））は水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第（３ｎ−２）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ−２））とされ、転送画像１０の第（２ｎ）ラインのビットストリームデータＳ（Ｌ（２ｎ））は水平方向に拡大されて拡大画像１０Ａの第（３ｎ−１）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ−１））とされる。そして、拡大画像１０Ａの第３ｎラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ３ｎ）は、拡大画像１０Ａの第（３ｎ−２）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ−２））、第（３ｎ−１）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ−１））、第（３ｎ＋１）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ＋１））、第（３ｎ＋２）ラインのビットストリームデータＳ２（Ｌ（３ｎ＋２））から生成される。
【００２６】
図２は、第１の実施の形態における画像拡大装置の概略構成を示すブロック図である。図２を参照して、画像拡大装置１００は、ビットストリームデータＳを出力する画像出力装置１０２と、画像拡大部１０１とを含む。
【００２７】
画像出力装置１０２は、図１（Ａ）に示した転送画像１０の各画素の画素データを１次元に配列したビットストリームデータＳを画像拡大部１０１に出力する。
【００２８】
画像拡大部１０１は、水平方向拡大回路１１０と、垂直方向拡大回路１２０とを含む。水平方向拡大回路１１０は、入力されるビットストリームデータＳを順に格納するためのシフトレジスタ１１１と、係数を記憶する係数記憶部１１２と、乗算器１１３Ａ〜１１３Ｄと、加算器１１４とを含む。
【００２９】
シフトレジスタ１１１は、４画素分の画素データを記憶するためのバッファであり、シフトレジスタ構成である。画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳは、シフトレジスタ１１１に順に格納される。そして、４画素分の画素データがシフトレジスタの４つのバッファに格納される。４画素分の画素データが格納される間に、最初の２つの画素が垂直方向拡大回路１２０に、加算器１１４を介して順に出力される。このとき、出力される画素データは加算器１１４で何ら処理されることない、すなわち、画素データはそのまま出力される。
【００３０】
４画素分の画素データがシフトレジスタ１１１に格納された段階で、シフトレジスタ１１１に格納された画素データが、一度に出力される。ここで、第４番目のバッファに第ｎ番目の画素データが格納されており、第３番目のバッファに第（ｎ＋１）番目の画素データが格納されており、第２番目のバッファに第（ｎ＋２）番目の画素データが格納されており、第１番目のバッファに第（ｎ＋３）番目の画素データが格納されているとして説明する。第４番目のバッファに格納されている第ｎ番目の画素データ（Ｓ（ｎ−３））が、乗算器１１３Ｄに出力され、第３番目のバッファに格納されている第（ｎ＋１）番目の画素データ（Ｓ（ｎ−２））が、乗算器１１３Ｃに出力され、第２番目のバッファに格納されている第（ｎ＋２）番目の画素データ（Ｓ（ｎ−１））が、乗算器１１３Ｂに出力され、第１番目のバッファに格納されている第（ｎ＋１）番目の画素データ（Ｓ（ｎ−３））が、乗算器１１３Ａに出力される。各乗算器１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄには、係数記憶部１１２から予め定められた係数が入力される。そして、乗算器では、入力された係数と、画素データとを乗算して求めた値を加算器１１４に出力する。加算器１１４では、各乗算器１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄから入力された値を加算して、求めた総和を垂直方向拡大回路１２０に出力する。このようにして、最初の２つの画素に続く新たな画素の画素データが水平方向拡大回路１１０で生成される。
【００３１】
なお、ここでは、新たな画素データを前後の４画素の画素データと係数記憶部１１２に記憶された係数とを用いて生成する例を説明したが、この生成処理により拡大画像１０Ａの品質が決定される。水平方向拡大回路１１０で実行される拡大方法は、他の方法を用いることができる。また、シフトレジスタ１１１が有するバッファの数は、４つに限定されることなく、少なくとも１つあればよい。
【００３２】
上述したように水平方向拡大回路１１０は、シフトレジスタ１１１を用いて入力されるビットストリームデータＳを水平方向に拡大する。水平方向拡大回路１１０は、ビットストリームデータＳが連続して入力されるため、シフトレジスタに２画素分の画素データが格納される間に、垂直方向拡大回路１２０に３画素分の画素データを出力する。このため、水平方向拡大回路１１０は、ビットストリームデータＳが入力される転送クロックの３／２倍以上のクロックで処理を実行し、水平方向に拡大した画素データを出力することになる。
【００３３】
水平方向拡大回路１１０は、シフトレジスタ１１１が４画素分のバッファを有するので、隣接する４画素の画素データに基づき水平方向に拡大するための新たな画素データを出力するとともに、入力されるビットストリームデータＳを失うことなくすべてのビットストリームデータＳを出力することができる。このため、シフトレジスタ１１１は、水平方向拡大回路１１０に入力されるビットストリームデータＳの連続性を失うことなく、水平方向に拡大処理するための緩衝材的な役割を果たす。
【００３４】
なお、水平方向拡大回路１１０は、シフトレジスタ１１１が４画素分のバッファを有するため、垂直方向拡大回路１２０に出力されるビットストリームデータＳ１は、水平方向拡大回路１１０に入力されるビットストリームデータＳよりもバッファに蓄積された画素データを出力するために遅延して出力される。
【００３５】
垂直方向拡大回路１２０は、水平方向拡大回路１１０から出力されるビットストリームデータＳ１を順に格納して１ライン分の画素データを記憶するための第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄと、係数を記憶する係数記憶部１２２と、乗算器１２３Ａ〜１２３Ｄと、加算器１２４とを含む。
【００３６】
第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄは、水平方向拡大回路１１０から出力されてくるビットストリームデータＳ１の１ライン分の画素データをそれぞれ記憶するためのバッファであり、シフトレジスタ構成である。
【００３７】
ビットストリームデータＳ１の画素データは、第１ラインバッファ１２１Ａから、第２ラインバッファ１２１Ｂ、第３ラインバッファ１２１Ｃ、第４ラインバッファ１２１Ｄの順に格納される。そして、４ライン分の画素データが第１〜第４のラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄに格納される。４ライン分の画素データが格納される間に、最初の２ラインの画素データが加算器１２４を介して垂直方向拡大回路１２０から出力される。このとき、出力される画素データは加算器１２４で何ら処理されることない。すなわち、画素データはそのまま出力される。
【００３８】
４ライン分の画素データが第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄに格納された段階で、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄからそれぞれに格納された１ライン分の画素データが、各ラインバッファに格納された順に出力される。ここで、第４ラインバッファ１２１Ｄに第ｎラインの画素データ（Ｓ１（Ｌｎ））が格納されており、第３ラインバッファ１２１Ｃに第（ｎ＋１）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋１））が格納されており、第２番ラインバッファ１２２Ｂに第（ｎ＋２）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋２））が格納されており、第１ラインバッファ１２１Ａに第（ｎ＋３）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋３））が格納されているとして説明する。
【００３９】
第４ラインバッファ１２１Ｄに格納されている第ｎラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ））が格納された順に乗算器１２３Ｄに出力され、第３ラインバッファ１２１Ｃに格納されている第（ｎ＋１）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋１））が格納された順に乗算器１２３Ｃに出力され、第２ラインバッファ１２１Ｂに格納されている第（ｎ＋２）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋２））が格納された順に乗算器１２３Ｂに出力され、第３ラインバッファ１２１Ｃに格納されている第（ｎ＋２）ラインの画素データ（Ｓ１（Ｌ（ｎ＋２））が格納された順に乗算器１２３Ａに出力される。そして、乗算器１２３Ａ〜１２３Ｄでは、係数記憶部１２２から入力された係数と、各ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄから入力された画素データとを乗算して求めた値を加算器１２４に出力する。加算器１２４では、各乗算器１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄから入力された値を加算して、求めた総和を出力する。このようにして、最初の２つのラインに続く新たなラインの画素データが垂直方向拡大回路１２０で生成される。
【００４０】
垂直方向拡大回路１２０は、カウンタを備えており、新たなラインの画素データを生成するタイミングをカウントする。すなわち、垂直方向に３／２倍に拡大する場合には、カウンタは、０→１→２→０…とカウントする。カウンタは、１ライン分の画素データを出力するごとにカウントアップされ、カウンタの値が「２」となった後は、リセットされて「０」となる。また、カウンタの値が「２」となった時点で新たなラインの画素データが出力される。これにより、２ラインが３ラインに拡張された画素データが出力される。また、垂直方向に４／３倍に拡大する場合には、カウンタは、０→１→２→３→０…とカウントする。カウンタの値が「３」となった後はリセットされて「０」となる。また、カウンタの値が「３」となった時点で新たなラインの画素データが出力される。これにより、３ラインが４ラインに拡張された画素データが出力される。
【００４１】
乗算器１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃ，１２３Ｄと加算器１２４とでは、次式（１）の演算が実行されることになる。なお、式（１）では、垂直方向拡大回路１２０から出力されるビットストリームデータＳ２を、第ｎラインの画素データをＳ２（Ｌ（ｎ））（ｎは正数）で表している。
【００４２】
Ｓ２（Ｌ（３ｎ））＝Ｓ１（Ｌ（２ｎ−１））×１／６＋Ｓ１（Ｌ（２ｎ））×１／３＋Ｓ１（Ｌ（２ｎ＋１））×１／３＋Ｓ１（Ｌ（２ｎ＋２））×１／６…  （１）
なお、ここでは、新たなラインの画素データを前後の４ラインの画素データと係数記憶部１２２を用いて生成する例を説明したが、この生成処理により拡大画像１０Ａの品質が決定される。垂直方向拡大回路１２０で新たなラインの画素データを生成する方法は、これに限られず、他の方法を用いることができる。また、ラインバッファの数もこれに限られるわけでなく、転送画像１０のライン数より少なく、少なくとも１つあればよい。
【００４３】
上述したように垂直方向拡大回路１２０は、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄを用いて、入力されるビットストリームデータＳ１を垂直方向に拡大する。垂直方向拡大回路１２０は、ビットストリームデータＳ２が連続して入力されるため、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄに２ライン分の画素データが格納される間に、３ライン分の画素データを出力する。
【００４４】
垂直方向拡大回路１２０は、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄに４ライン分の画素データを記憶するので、隣接する４ラインの画素データに基づき垂直方向に拡大するための新たなラインの画素データを出力するとともに、入力されるビットストリームデータＳ１を失うことなくすべてのビットストリームデータＳ１を出力することができる。このため、、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄは、垂直方向拡大回路１２０に入力されるビットストリームデータＳ１の連続性を失うことなく、垂直方向に拡大処理するための緩衝材的な役割を果たす。
【００４５】
なお、垂直方向拡大回路１２０は、、第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２Ｄを有するため、出力されるビットストリームデータＳ２は、垂直方向拡大回路１２０に入力されるビットストリームデータＳ１よりも、ラインバッファに蓄積された画素データを出力するために遅延して出力される。
【００４６】
次に、画像出力装置１０２から画像拡大部１０１に出力されるビットストリームデータＳについて説明する。図３は、ビットストリームデータを説明するための図である。ビットストリームデータは、１次元に配列された画素データである。そして、画像出力装置１０２から画像拡大部１０１に送信される際に、両者間で同期をとるために、画像出力装置１０２から画像拡大部１０１に垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）と水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）が送信される。
【００４７】
２つの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の間に１フレーム分の画素データが含まれ、２つの水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）の間に１ライン分の画素データが含まれる。２つの水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）の間の期間を前の水平同期信号を含めて水平同期期間といい、２つの垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）の間の期間を垂直同期期間という。
【００４８】
水平同期期間は、水平同期信号ＨＳＹＮＣ有効期間（ＨＳＹＮＣ＝Ｈｉｇｈ時）と、フロントポーチ（ＨＳＹＮＣ解除時からデータ転送期間までの期間）と、入力される１ライン分のビットストリームデータＳの転送期間と、バックポーチ（データ転送期間終了時から次のＨＳＹＮＣ開始までの期間）の和である。水平ブランキング期間は、厳密にはフロントポーチとバックポーチとを含むが、ここでは特に断わらない限り、水平ブランキング期間はバックポーチを示す。
【００４９】
図３では、ビットストリームデータＳを２次元で示しており、転送期間と、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間のみを示している。図３に示すビットストリームデータＳが、画像出力装置１０２から画像拡大部１０１に出力された場合、画像拡大部１０１では、画像を拡大することができない。これについて図４を用いて説明する。図４は、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部１０１から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。
【００５０】
図４を参照して、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳは、１水平同期期間内に１ライン分の画素データが画像拡大部１０１に入力される。また、この場合の水平同期期間内には、水平ブランキング期間（Ａ）が含まれる。画像拡大部１０１で水平拡大した後のビットストリームデータＳ１は、１ラインに含まれる画素データの数がビットストリームデータＳのそれの３／２倍である。
【００５１】
この水平ブランキング期間（Ａ）内に、画像拡大部１０１が生成した新たなラインの画素データ、たとえば第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力しなければならない。しかしながら、図４に示すように、水平ブランキング期間（Ａ）が短いがために、画像拡大部１０１が第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力してしまう以前に、第５ラインのビットストリームデータＳ（Ｓ（Ｌ５））が入力されてしまう。このため、第４ラインのビットストリームデータＳ２（Ｓ２（Ｌ４）を出力する必要があり、第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することができない。
【００５２】
また、水平方向と同じように第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄに４ライン分の画素データを格納しているために、１フレーム分のビットストリームデータＳが入力された後の垂直ブランキング期間内に第１〜第４ラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄに格納されている２ライン分の画素データと、それらから生成された新たなラインの画素データを出力しなければならない。本実施の形態における画像拡大部１０１の垂直方向拡大回路１２０では、前後それぞれ２ラインの計４ラインから新たなラインを生成するようにした。しかしながら、最終ラインについては、前２ラインから新たなラインを生成するようにしている。また、入力される画像データが奇数ラインからなる場合には、最終ラインを生成するための２ラインを確保できないため、新たなラインを生成しない。したがって、垂直ブランキング期間は、第１ラインバッファ１２１Ａと第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを出力するための期間を超える期間が必要である。画像拡大部１０１に画像出力装置１０２から次のフレームの画素データが入力されるからである。
【００５３】
しかしながら、入力されるビットストリームデータＳの垂直ブランキング期間が短いがために、画像拡大部１０１が第１ラインバッファ１２１Ａと第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを出力してしまう以前に、次のフレームの画素データが入力されてしまう。このため、次のフレームから拡大されたビットストリームデータＳ２（Ｓ２（Ｌ１））を出力する必要があり、第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することができない。
【００５４】
このため、本実施の形態における画像拡大装置１００では、画像出力装置１０２からは、水平ブランキング期間と垂直ブランキング期間を拡大してビットストリームデータＳを出力するようにしている。
【００５５】
図５は、本実施の形態における画像出力装置１０２が出力するビットストリームデータＳを説明するための図である。図５では、ビットストリームデータＳを２次元で示しており、転送期間と、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間のみを示している。図５を参照して、水平ブランキング期間（Ｂ）が水平ブランキング期間（Ａ）よりも長くなっている。水平ブランキング期間（Ｂ）が拡大されたのに伴って、水平同期期間が拡大されている。水平同期期間は、水平方向に拡大された画素データを２ライン分出力するのに必要な期間に設定される。
【００５６】
また、垂直ブランキング期間が拡大されている。垂直ブランキング期間は、第１ラインバッファ１２１Ａと第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを出力するのに必要な期間である。
【００５７】
図６は、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部１０１から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。図６を参照して、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳは、１水平同期期間ごとに１ライン分の画素データが画像拡大部１０１に入力される。また、この場合の水平同期期間内には、水平ブランキング期間（Ｂ）が含まれる。画像拡大部１０１で水平拡大した後のビットストリームデータＳ１は、１ラインの画素データの数がビットストリームデータＳのそれよりも３／２倍の画素データからなる。
【００５８】
水平ブランキング期間（Ｂ）内に、画像拡大部１０１が生成した新たなラインの画素データ、たとえば第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））が出力される。したがって、図６に示すように、水平ブランキング期間（Ｂ）が拡大されているので、水平ブランキング期間（Ｂ）内に画像拡大部１０１が第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することができる。
【００５９】
また、垂直ブランキング期間が拡大されているため、次のフレームのビットストリームデータＳが入力される以前に、第１ラインバッファ１２１Ａと第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを出力することができる。
【００６０】
また、画像出力装置１０２は、画素データが所定の順序で配列された画像データ（ビットストリームデータＳ）を出力する。そして、図５に示したように、水平同期信号を出力し、水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データ（例えばＳ（Ｌ１））を出力する。さらに、図６に示したように、１ライン分の画素データが出力された後（たとえばＳ（Ｌ４））、その画素データを出力した期間を超える水平ブランキング期間（水平ブランキング期間（Ｂ））が経過した後次の水平同期信号を出力する。このため、上述したように画像拡大部１０１において、水平ブランキング期間（Ｂ）内に第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することが可能となる。
【００６１】
また、画像出力装置１０２は、図６に示したように、水平ブランキング期間を確保するために、水平同期期間の半分に満たない期間に１ライン分の画素データ（例えばＳ（Ｌ１））を出力するようにしてもよい。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態における画像拡大装置１００においては、画像出力装置１０２から画像拡大部１０１にビットストリームデータＳを、水平ブランキング期間と垂直ブランキング期間とを拡大して出力するので、画像拡大部１０１では、ビットストリームデータＳを失うことなく、１フレーム分のビットストリームデータＳが入力される間に、拡大処理したビットストリームデータＳ２を出力することが可能となる。
【００６３】
また、フレームバッファを設けることなく、４つの画素データを有するシフトレジスタおよび４ライン分の第１〜第４ラインバッファ１２３Ａ〜１２Ｄだけで、水平方向および垂直方向の拡大を可能としている。このため、少ないメモリで画像を拡大することが可能である。
【００６４】
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態における画像拡大装置１００が、画像出力装置１０２でビットストリームデータＳを出力する際に、垂直ブランキング期間と水平ブランキング期間を拡大するようにしたが、第２の実施の形態における画像拡大装置１００は、画像出力装置１０２からは図３に示したタイミングでビットストリームデータＳを出力するとともに、画像拡大部１０１の処理速度を高速にしたものである。すなわち、画像拡大部１０１の処理速度を高速にして、新たに生成した画素データを出力する転送速度を高速に（転送クロックを高く）したものである。その他の点については、第１の実施の形態における画像拡大装置と同様なので、ここでは異なる点について主に説明する。
【００６５】
図４を用いて説明したように、画像出力装置１０２から図３に示したタイミングでビットストリームデータＳが出力される場合には、新たに生成されたライン（たとえば第３ライン）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することができなかった。しかしながら、画像拡大部１０１の処理速度を高速にして、新たに生成したラインの画素データの転送速度を水平拡大されたラインの画素データの転送速度よりも速くすることにより、前のラインの画素データ（Ｓ２（Ｌ２））の出力が終了した後、後のラインの画素データ（Ｓ２（Ｌ４））が出力される前に、新たに生成されたラインの画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することが可能となる。また、画像拡大部１０１の処理速度を高速にして、次のフレームの画素データが入力される以前の垂直ブランキング期間に画素データを出力する転送速度を速くすることにより、第１ラインバッファ１２１Ａと第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを出力することが可能となる。
【００６６】
このため、垂直方向拡大回路１２０は、処理速度を高速にして、新たに生成したラインの画素データの転送速度をラインバッファ１２１Ａ〜１２１Ｄに記憶された水平拡大されたラインの画素データの転送速度よりも速くする。この転送速度は、水平ブランキング期間（Ａ）内に新たに生成したラインの画素データを出力することができる転送速度である。
【００６７】
また、垂直方向拡大回路１２０は、処理速度を高速にして、垂直ブランキング期間における画素データを出力する転送速度を速くする。この転送速度は、第１ラインバッファ１２１Ａおよび第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データを、垂直ブランキング期間内に出力することができる転送速度である。
【００６８】
図７は、第２の実施の形態における画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部１０１から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。図７を参照して、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳは、１水平同期期間ごとに１ライン分の画素データが画像拡大部１０１に入力される。また、この場合の水平同期期間内には、水平ブランキング期間（Ａ）が含まれる。画像拡大部１０１で水平拡大した後のビットストリームデータＳ１は、１ラインがビットストリームデータＳよりも３／２倍の画素データからなる。
【００６９】
画像拡大部１０１の処理速度が高速で、画素データの転送速度が高速なため、この期間内に生成した新たなラインの画素データ、たとえば第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することが可能である。また、画像拡大部１０１の垂直ブランキング期間の転送速度が高速なため、次のフレームのビットストリームデータＳが入力される以前に、第１ラインバッファ１２１Ａおよび第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データとを出力することができる。
【００７０】
このように第２の実施の形態における画像拡大装置１００では、ビットストリームデータで入力される画素データの転送速度で、入力された画素データを水平方向に拡大処理した画素データを出力し、垂直方向に拡大するために新たに生成されたラインの画素データを、入力される画素データの転送速度よりも速い転送速度で出力する。このため、第１の実施の形態における画像拡大装置１００が有する効果に加えて、水平同期期間および垂直同期期間を拡大することなく水平方向および垂直方向に画像を拡大することができる。さらに、水平同期期間および垂直同期期間を拡大しないため、単位時間当りに出力されるフレーム数を低下させることなく画像を拡大することができる。
【００７１】
さらに、画像出力装置１０２が転送画像１０をビットストリームデータＳで出力する際に、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間を拡張できない場合にも適用することができる。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
第２の実施の形態における画像拡大装置１００が、画像出力装置１０２が図３に示したタイミングでビットストリームデータＳを出力するものであったが、第３の実施の形態における画像拡大装置１００では、画像出力装置１０２が水平同期期間および垂直同期期間を拡大することなく、転送期間を短縮したタイミングでビットストリームデータＳを出力するものである。これに伴い、画像拡大部１０１の処理速度を高速化して、出力するビットストリームデータＳ２の転送速度を短縮する。その他の点については、第２の実施の形態における画像拡大装置と同様なので、ここでは異なる点について主に説明する。
【００７３】
図８は、本実施の形態における画像出力装置１０２が出力するビットストリームデータＳを説明するための図である。図８では、ビットストリームデータＳを２次元で示しており、転送期間と、水平ブランキング期間および垂直ブランキング期間のみを示している。図８を図３と比較すると、転送速度が高速に（転送クロックが高く）なり転送期間が短縮されるため、水平同期期間が同じにも係わらず水平ブランキング期間（Ｃ）が水平ブランキング期間（Ａ）よりも長くなっている。水平同期期間（Ｃ）は、水平方向に拡大された画素データを高速化された転送速度で２ライン分出力するのに必要な期間に設定される。
【００７４】
また、垂直ブランキング期間が拡大されている。なお、垂直同期期間を拡大することなく垂直ブランキング期間を拡大する場合には、水平同期期間を短縮するようにすればよい。垂直ブランキング期間は、第１ラインバッファ１２１Ａおよび第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データとを高速化された転送速度で出力するのに必要な期間である。
【００７５】
図９は、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部１０１から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。図９を参照して、画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳは、１水平同期期間ごとに１ライン分の画素データが画像拡大部１０１に入力される。また、この場合の水平同期期間内には、水平ブランキング期間（Ｃ）が含まれる。画像拡大部１０１で水平拡大した後のビットストリームデータＳ１は、１ラインがビットストリームデータＳよりも３／２倍の画素データからなる。
【００７６】
水平ブランキング期間（Ｃ）内に、画像拡大部１０１が生成した新たなラインの画素データ、たとえば第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））が出力される。したがって、図９に示すように、入力される画素データの転送速度を高速にすることにより、水平同期期間を拡大することなく水平ブランキング期間（Ｃ）が拡大されているので、水平ブランキング期間（Ｃ）内に画像拡大部１０１が第３ライン（Ｌ３）の画素データ（Ｓ２（Ｌ３））を出力することができる。
【００７７】
また、垂直ブランキング期間が拡大されているため、次のフレームのビットストリームデータＳが入力される以前に、第１ラインバッファ１２１Ａおよび第２ラインバッファ１２１Ｂに記憶されている画素データと、それらの画素データから生成されたラインの画素データとを出力することができる。  また、画像出力装置１０２は、画素データが所定の順序で配列された画像データ（ビットストリームデータＳ）を出力する。そして、図３に示したように、水平同期信号を出力し、図９に示したように、水平同期期間の半分に満たない期間に１ライン分の画素データ（例えばＳ（Ｌ１））を出力する。
【００７８】
以上説明したように第３の実施の形態における画像拡大装置１００は、第２の実施の形態における画像拡大装置１００の画像拡大部１０１の処理速度ほど高速化する必要なく、第２の実施の形態における画像拡大装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００７９】
本発明には、以下に示す発明も含まれる。
（１）  画像拡大装置は、水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データを出力する画像出力手段と、
前記画像出力手段から出力された画素データを順次記憶するための少なくとも１つのドットバッファと、
水平方向データを記憶するための少なくとも１つのラインバッファと、
前記ドットバッファに記憶された画素データに基づき新たな画素データを生成して、前記出力手段から出力された画素データに追加して前記ラインバッファに出力する水平方向拡大手段と、
前記ラインバッファに記憶された水平方向データに基づき新たな水平方向データを生成し、生成された新たな水平方向データを前記記憶された水平方向データに追加して出力する垂直方向拡大手段とを備え、
前記画像出力手段は、前記垂直方向拡大手段が生成した新たな水平方向データを出力している間は画素データを出力しない。
【００８０】
（２）  前記画像出力手段は、垂直同期信号を出力する垂直同期信号出力手段を含み、
垂直同期信号で区切られた垂直同期期間内に複数ラインからなる１フレーム分の画素データを出力し、
前記垂直同期信号出力手段は、１フレーム分の画素データを出力した後、前記垂直方向拡大手段により前記ラインバッファに記憶された水平方向データおよび該ラインバッファに記憶された水平方向データに基づき新たに生成された水平方向データが出力された後、次の垂直同期信号を出力する。
【００８１】
（３）  好ましくは、前記画像出力手段は、固定された水平同期期間内に画素データを出力し、
前記垂直方向拡大手段は、前記記憶された水平方向データを出力する転送速度よりも速い転送速度で生成された新たな水平方向データを出力する。
【００８２】
（４）  好ましくは、前記画像出力手段は、固定された水平同期期間に１ライン分の画素データを出力し、
前記垂直方向拡大手段は、前記画像出力手段が画素データを出力する転送速度に応じて定められる転送速度で画素データを出力する。
【００８３】
（５）  画素データが所定の順序で配列された画像データを出力する画像出力装置であって、
水平同期信号を出力する水平同期信号出力手段と、
水平同期信号で区切られた水平同期期間内に１ライン分の画素データを出力する画像出力手段とを備え、
前記水平同期信号出力手段は、１ライン分の画素データが出力された後、その画素データを出力した期間を超える水平ブランキング期間が経過した後次の水平同期信号を出力する。
【００８４】
（６）  画素データが所定の順序で配列された画像データを出力する画像出力装置であって、
予め定められた水平同期期間の間隔で水平同期信号を出力する水平同期信号出力手段と、
前記水平同期期間の半分に満たない期間に１ライン分の画素データを出力する画像出力手段とを備える。
【００８５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】転送画像の拡大例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における画像拡大装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】ビットストリームデータを説明するための図である。
【図４】画像拡大部１０１に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部１０１から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。
【図５】第１の実施の形態における画像出力部が出力するビットストリームデータＳを説明するための図である。
【図６】第１の実施の形態における画像拡大部に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。
【図７】第２の実施の形態における画像拡大部に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。
【図８】第３の実施の形態における画像出力部が出力するビットストリームデータＳを説明するための図である。
【図９】第３の実施の形態における画像拡大部に入力されるビットストリームデータＳと画像拡大部から出力されるビットストリームデータＳ２とを時系列で示す図である。
【符号の説明】
１００  画像拡大装置、１０１  画像拡大部、１０２  画像出力装置、１１０水平方向拡大回路、１１１  シフトレジスタ、１１２，１２２  係数記憶部、１１３Ａ〜１１３Ｄ，１２３Ａ〜１２３Ｄ  乗算器、１１４、１２４  加算器、１２０  垂直方向拡大回路、１２１Ａ〜１２１Ｄ  ラインバッファ、Ｓ，Ｓ１，Ｓ２  ビットストリームデータ。
【図１】
2004165827.tif 000003
【図２】
2004165827.tif 000004
【図３】
2004165827.tif 000005
【図４】
2004165827.tif 000006
【図５】
2004165827.tif 000007
【図６】
2004165827.tif 000008
【図７】
2004165827.tif 000009
【図８】
2004165827.tif 000010
【図９】
2004165827.tif 000011