(57)【要約】      （修正有）【課題】列の噛合う連続する半画像において第１半画像の中間列画像点の補間のための方法および装置を提供する。【解決手段】第１半画像の中間列に隣接する画像列の少なくとも１つの第１画像点および第２画像点、補間対象画像点に画像ポジションが一致し、第１半画像に対して時間的に先行、又は追従する第２半画像からの第３画像点および該画像点に垂直方向で隣接する第４および第５画像点を選択するステップと、低域通過フィルタリングを含む第１フィルタリングを、少なくとも１つの第１および第２画像情報値へ適用して第１フィルタ値を生成するステップと、高域通過フィルタリングを含む第２フィルタリングを、第３、第４および第５画像情報値へ適用することによって第２フィルタ値を生成するステップと、第１および第２フィルタ値の使用下において補間対象画像点の画像情報値を生成するステップとを含む、半画像の中間列画像点の補間のための方法および装置。【選択図】図３
2005312030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列の噛合う連続する半画像（Ａ、Ｂ）において第１半画像（Ａ）の中間列画像点（Ａ（ｘ０、ｙ０））の補間のための方法であって、
中間列に隣接する第１画像列から第１画像情報値（Ｌ１）が割り当てられている少なくとも１つの第１画像点（Ａ（ｘ０−１）、ｙ０）、および中間列に隣接する第２画像列から第２画像情報値（Ｌ２）が割り当てられている少なくとも１つの第２画像点（Ａ（ｘ０＋１）、ｙ０）を選択するステップと、
第１半画像に対して時間的に先行する、または追従する第２半画像（Ｂ）からの、補間対象画像点（Ａ（ｘ０、ｙ０））の画像ポジションに画像ポジションが一致する、少なくとも１つの第３画像点（Ｂ（ｘ０、ｙ０））の画像情報値に依存する第３画像情報値（Ｌ３）と、第３画像点（Ｂ（ｘ０、ｙ０））に対し垂直方向で隣接する少なくとも１つの第４画像点（Ｂ（ｘ０−２、ｙ０））の画像情報値に依存する第４画像情報値（Ｌ４）と、第３画像点（Ｂ（ｘ０、ｙ０））に対し垂直方向で隣接する少なくとも１つの第５画像点（Ｂ（ｘ０＋２、ｙ０））の画像情報値に依存する第５画像情報値（Ｌ５）とを提供するステップと、
低域通過フィルタリングを含む第１フィルタリングを、少なくとも１つの第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）へ適用することによって第１フィルタ値を生成するステップと、
第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）によってプレセットされた間隔幅を測定するステップと、
高域通過フィルタリングを含む第２フィルタリングを、第３、第４および第５画像情報値（Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５）へ適用することによって第２フィルタ値（ＬＦ２）を生成するステップと、
第２フィルタ値（ＬＦ２）が間隔幅値の半分より小さい場合において、第１フィルタ値（ＬＦ１）と第２フィルタ値（ＬＦ２）の和として行う補間対象画像点（Ａ（ｘ０、ｙ０））の画像情報値（Ｌｘ）を生成するステップと、
第２フィルタ値（ＬＦ２）が間隔幅値の半分より大きい場合において、補間対象画像点の画像情報値（Ｌｘ）が間隔内に納まるように当画像情報値を生成するステップとを含む方法。
【請求項２】
低域通過フィルタリングが第１と第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）の平均値形成を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
高域通過フィルタリングが少なくとも１つの第４と第５画像情報値（Ｌ４、Ｌ５）についての平均値形成および第３画像情報値（Ｌ３）とこの平均値間の差分形成を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第２フィルタリングが、高域通過フィルタリングによって得られたフィルタ値の当フィルタリングに続く増幅過程または減衰過程を含む、上記請求項の１つに記載の方法。
【請求項５】
第２フィルタリングが、次の伝達特性を持つ、すなわち、
ｘ＜−ａの場合、ｙ＝ｘ＋ａ
−ａ≦ｘ≦ａの場合、ｙ＝０
ｘ＞ａの場合、ｙ＝ｘ−ａ
ただし、ｘがフィルタ入力信号、ｙがフィルタ出力信号で、ａ＞０
という伝達特性を持つ、高域通過フィルタリングに後続するフィルタリング過程を含む、上記請求項の１つに記載の方法。
【請求項６】
第３画像情報値（Ｌ３）が第３画像点（Ｂ（ｘ０、ｙ０））の画像情報値に、第４画像情報値（Ｌ４）が第４画像点（Ｂ（ｘ０−２、ｙ０））の画像情報値に、および第５画像情報値（Ｌ５）が第５画像点（Ｂ（ｘ０＋２、ｙ０））の画像情報値に一致する、上記請求項の１つに記載の方法。
【請求項７】
第３画像情報値（Ｌ３）が、第３画像点の画像情報値の一次平均と、時間的に先行する、または追従する半画像からの第３画像点の画像点ポジションにおける別な画像点の画像情報値とによって、第４画像情報値が、第４画像点の画像情報値の一次平均と、時間的に先行する、または追従する半画像からの第４画像点の画像点ポジションにおける別な画像点の画像情報値とによって、および第５画像情報値が、第５画像点の画像情報値の一次平均と、時間的に先行する、または追従する半画像からの第５画像点の画像点ポジションにおける別な画像点の画像情報値とによって形成されている、上記請求項の１つに記載の方法。
【請求項８】
第２フィルタ値が間隔幅の半分より大きい場合において、第１または第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）が補間対象画像点の画像情報値としてアウトプットされる、上記請求項の１つに記載の方法。
【請求項９】
第２フィルタ値が間隔幅の半分より大きい場合において、第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）の混合により形成される値が補間対象画像点の画像情報値として生成される、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
低域通過フィルタを有し、第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）の供給を受け、第１フィルタ信号値（ＬＦ１）を生成する第１フィルタ装置（３０）と、
高域通過フィルタを有し、第３、第４および第５画像情報値（Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５）の供給を受け、第２フィルタ信号値（ＬＦ２）を生成する第２フィルタ装置（１０）と、
第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）の供給を受け、第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）によって形成された間隔の幅に依存する間隔幅値ＩＮを生成する間隔測定ユニット（２０）と、
第１フィルタ信号値（ＬＦ１）、第２フィルタ信号値（ＬＦ２）および間隔値（ＩＮ）の供給を受け、間隔値（ＩＮ）と第２フィルタ信号値（ＬＦ２）との比較結果に依存して補間対象画像情報値（Ｌｘ）を提供する信号加工ユニット（４０、５０、６０）とを具備する、画像点補間のための装置。
【請求項１１】
第２フィルタ信号値（ＬＦ２）が間隔値より小さい場合において、第１および第２フィルタ信号値（ＬＦ１、ＬＦ２）の和を画像情報値（Ｌｘ）としてアウトプットするように、信号加工ユニットが形成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第２フィルタ信号値（ＬＦ２）が間隔値（ＩＮ）より大きい場合において、第１および第２画像情報値（Ｌ１、Ｌ２）によって形成された間隔の領域内にある値を画像情報値としてアウトプットするように、信号加工ユニットが形成されている、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
間隔値（ＩＮ）が間隔幅の０．５倍に相当する、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列の噛合う連続する半画像において第１半画像の中間列画像点の補間のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョンの信号は、通例、スクリーンに描くことができて時間的に相前後する半画像のための情報を含んでいる。その場合、それぞれ相前後する２つの半画像が列形態で噛合っている（交錯している）。すなわち、それぞれ異なったラスタポジションを有している。各半画像はそれぞれ１画像列置きにしか画像情報を含んでいない。その場合、一方の半画像では画像列に画像情報が含まれているが、もう一方の半画像の対応画象列は空白である。以下で言う画像情報値とは、特に、明度値（輝度値）または色度値（クロミナンス値）のことである。
【０００３】
図１は相前後するこの種２つの半画像ＡおよびＢを図解したものである。第１の半画像Ａは受信画像信号に画像情報の含まれた画像列Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４を持ち、他方半画像Ｂは受信画像信号に画像情報の含まれた画像列Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３およびＢ４を持っている。その場合半画像ＡおよびＢのラスタポジションは、半画像Ｂの画像列ポジションが丁度半画像Ａの空白中間列のポジションに一致するように、あるいはまたＡ、Ｂの関係がこれと逆になるように相互にずらされている。
画像質の向上には、多くの場合、画像描出時に完全な画像、すなわち、空白中間列のない画像の生成が望まれる。
非常に簡単な方法では、その目的のために、それぞれの半画像の画像列を倍化させること、つまり、上下画像列の内容を半画像中間列のために容易にアウトプットすることが試みられている。この方法では得られた画像の明度および色調の連続的移行が階段状となって現われる。しかも、画像を斜めに通り抜ける稜が階段または梯子模様を形成する。
【０００４】
さらに、半画像の中間列画像点の補間のために、補間対象の画像点と垂直方向で隣接する画像点の画像情報値を利用することや、この画像情報値の一次平均値を求めることが知られている。尤も、この方法では画像を水平に通り抜ける稜がシャープには再現されない。
補間には、補間対象の画像点を含む半画像の画像点のほかに、時間的に相前後する半画像の画像情報値も考慮することができる。
【０００５】
欧州特許第０１９２２９２号明細書では、半画像の中間列画像点の補間のために、補間対象の画像点を持つ半画像から２つの画像点、すなわち、補間対象画像点の上下にある画像列の画像点をそれぞれ選択することが提案されている。その場合、選択された画像点の水平方向ポジションは補間対象画像点の水平方向ポジションに一致している。さらに、時間的に追従する半画像からは、その画像点のポジションが補間対象画像点のポジションに一致する画像点が画像列から選択される。公知の当方法の場合、この３つの画像点について画像情報の平均値が求められ、補間対象画像点としては、その画像情報が求めた平均値に最も近い画像点の画像情報が選択される。したがって、第２半画像の画像点の画像情報値が補間対象中間点を持つ半画像画像点のそれぞれの画像情報値間にある場合には、この第２半画像の画像点が補間に利用される。そうでない場合は、補間対象画像点の隣接列から、それらの画像点のうちの一方の画像情報が選択され、そのためこれらの値の一方が二重写しされることになる。すなわち、一方が上下２度連続して現われる。しかし、垂直方向の変化が強い場合画像点のこの単なる繰り返しは正しいポジション描写をもたらさず、特に画像内斜めに走る稜にそれが認められる。
【０００６】
「画像処理に関するＩＥＥＥトランザクション」の中の「連続近似法によるデインタレーシング」／Ｋｏｖａｃｅｖｉｃ  Ｊ、  Ｓａｆｒａｎｅｋ  Ｒ．  Ｊ．、  Ｙｅｈ  Ｅ．  Ｍ．（１９９７年２月刊、３３９〜３４４ページ）からも、中間列画像点の補間方法が公知になっており、それによれば、補間対象画像点に対して垂直方向下方または上方にある画像点から、および先行または後続の半画像から選択されたまた別な画像点から、補間対象画像点の値が重み付け係数顧慮のもとで求められる。
【０００７】
米国特許第５，６６１，５２５号明細書も同様に、補間対象画像点に対して垂直方向で直接隣接する画像点、および先行または後続の半画像からの画像点を選択する、画像点補間のための方法について記述しているが、この場合でも補間対象画像点の生成のため、選択されたこれら画像点は重み付けされる。
【０００８】
欧州特許第０２２７１９０号明細書にも半画像画像点の補間方法が記述されており、それによると、補間対象画像点の上下にある画像点が選択されて相互比較される。それら２つの値の差がプレセットされた値より大きい場合は、大きいほうか小さいほうの画像点値が補間画像点値として選択される。その値が該参照値より小さい場合は、両隣接画像点値の一方かまたはそれら画像点値の平均値が補間値として選択される。
【０００９】
米国特許第５，９１０，８２０号明細書は、選択画像点の重み付けが閾値に依存して、および補間対象画像点に隣接する画像点の画像点値間の差に依存して行われる、画像点補間方法について記述している。
【００１０】
欧州特許出願公開第０９４６０５４号明細書は、重み付けされた３極メディアンフィルタの使用下での画像点補間方法について記述している。その方法では、補間対象画像点に対して垂直方向で隣接する画像点が、および時間的に先行、または追従する半画像の画像点がメディアンフィルタに供給される。
【００１１】
独国特許第６８９２７９５７号明細書にはテレビジョン信号の走査変換法が記述されている。当方法では第１半画像の２つのデータ値と第２半画像の１つのデータ値が選択される。第１半画像のデータ値から平均値が形成され、３つすべてのデータ値から重み付けされた平均値が形成される。その場合補間値としては、選択された３つのデータ値の１つが、第１半画像のデータ値の平均値が、またはすべてのデータ値について重み付けされた平均値がアウトプットされる。
【００１２】
米国特許第５，４７５，４３８号明細書は、その過程において、補間対象画像点に対し垂直方向で隣接する２つの画像点の画像点平均値を形成し、補間対象画像点を持つ半画像に先行する半画像から、および補間対象画像点を持つ半画像に追従する半画像から画像点を選択する、画像点補間方法について記述している。この方法では上記平均値と先行または追従する半画像からの画像点値がメディアンフィルタに送り込まれ、そのアウトプットの値が重み付けされ、同様に重み付けされている平均値に加えられる。
【００１３】
【特許文献１】欧州特許第０１９２２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６６１，５２５号明細書
【特許文献３】欧州特許第０２２７１９０号明細書
【特許文献４】米国特許第５，９１０，８２０号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０９４６０５４号明細書
【特許文献６】独国特許第６８９２７９５７号明細書
【特許文献７】米国特許第５，４７５，４３８号明細書
【非特許文献１】「連続近似法によるデインタレーシング」／Ｋｏｖａｃｅｖｉｃ  Ｊ、  Ｓａｆｒａｎｅｋ  Ｒ．  Ｊ．、  Ｙｅｈ  Ｅ．  Ｍ．（１９９７年２月刊、３３９〜３４４ページ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、列の噛合う連続する半画像の中間列画像点の補間のための方法および装置、特に画像を水平方向に通り過ぎる稜の正しい描出、斜め方向に走る稜における階段模様形成の抑制および移動過程の正確な再現を保証する方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、請求項１に記載の特徴を持つ方法および請求項１０に記載の特徴を持つ装置によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項の対象である。
列の噛合う連続する半画像を基本形態とする第１半画像の中間列画像点を補間するための、本発明に基づく方法では、中間列に隣接する第１画像列から少なくとも１つの第１画像点が、中間列に隣接する第２画像列から少なくとも１つの第２画像点が選択されるようになっている。その場合第１画像点には第１画像情報値が、第２画像点には第２画像情報値が割り当てられている。その上、本方法では第３、第４および第５の画像情報値も提供される。この場合第３画像情報値は、その画像ポジションが補間対象画像点の画像ポジションに一致する、第２半画像からの少なくとも１つの第３画像点の画像情報値に依存する。第４画像情報値は、第２半画像内の第３画像点に対し垂直方向で隣接する少なくとも１つの第４画像点の画像情報値に、また第５画像情報値は、第２半画像内の第３画像点に対し垂直方向で隣接する少なくとも１つの第５画像点の画像情報値に依存する。
【００１６】
この方法では、第１フィルタ値の生成のために、低域通過フィルタリングを含む第１フィルタリングが第１および第２の画像情報値に対して適用される。第３、第４および第５画像情報値に対しては、第２フィルタ値の生成のために、高域通過フィルタリングを含む第２フィルタリングが適用される。さらに、第１および第２画像情報値によってプレセットされた数値間隔の幅が計測される。
【００１７】
本発明に基づく方法では、第２フィルタ値が上で求めた数値間隔幅の半分未満である場合補間画像点の画像情報値は第１フィルタ値と第２フィルタ値の和から形成される。第２フィルタ値が上で求めた数値間隔幅の半分より大きい場合では、補間対象画像点の画像情報値として、第１および第２の画像情報値によってプレセットされた間隔内にあって任意に選択できる画像情報値がアウトプットされる。
本発明との関係で言えば、画像情報値の概念は、画像点に割り当てることのできる任意の情報値、特に明度（輝度）または色度値（クロミナンス値）を含んでいる。
【００１８】
当方法の場合低域通過フィルタリングには、例えば第１と第２の画像情報値の平均値形成が含まれている。第３、第４および第５画像情報値の高域通過フィルタリングには、例えば第４と第５の画像情報値の平均値形成および第３画像情報値とこの平均値間の差異形成、さらに場合によってはこれらによって得られた信号値の然るべき基準化が含まれる。第２フィルタリングには、高域通過フィルタリングによって得られた値から第２フィルタ値を生成するために、特に高域通過フィルタリングによって得られたフィルタ値の増幅または減衰が含まれることもある。そのほか、ノイズによる画像点補間への影響を抑制するために、第３、第４および第５画像情報値の高域通過フィルタリングの後に非直線性の特性線を持つフィルタリング、特にＣｏｒｉｎｇ（共同輪）フィルタリングを接続させることも可能である。共同輪フィルタの場合、周知の通り、その値がプレセット限界値よりも小さい入力値は０と置かれ、他方その値が限界値よりも大きい入力信号値はその限界値分だけ減じられる。
当方法のある実施態様では、第３画像情報値が第３画像点の画像情報値に一致していること、第４画像情報値が第４画像点の画像情報値に一致していること、および第５画像情報値が第５画像点の画像情報値に一致していることが想定されている。
【００１９】
また別な実施態様では、第３、第４および第５画像情報値が、それぞれ同一ポジションに時間的に相前後して現われる半画像に発する複数画像点の画像情報値の一次平均から生成されるものと想定されている。
第２フィルタ値が、第１と第２の画像情報値によって形成された間隔幅の半分より大きい場合、補間対象画像点の画像情報値の生成には、種々様々なアプローチ法が可能である。
【００２０】
ある実施態様では、補間対象画像点の画像情報値としては第１と第２の画像情報値の平均値または第１と第２の画像情報値の重み付け平均化により得られた値をアウトプットすることが想定されている。別な実施態様では、第１または第２の画像情報値を補間対象画像点の画像情報値としてアウトプットすることが想定されている。
画像点補間のための装置は、低域通過フィルタを持ち、第１および第２画像情報値の供給を受けフィルタ信号値を提供する第１フィルタ装置および高域通過フィルタを持ち、第３、第４および第５画像情報値の供給を受け第２フィルタ信号値を提供する第２フィルタ装置を有している。その上、第１および第２画像情報値の供給を受け第１、第２画像情報値によって形成された間隔の半幅の関数である間隔値を提供する間隔測定ユニットが存在する。補間された画像情報値の生成には、第１フィルタ信号値、第２フィルタ信号値および間隔値の供給を受け間隔値と第２フィルタ信号値との比較結果に依存して補間画像情報値を提供する信号加工ユニットが用いられる。
この場合の信号加工ユニットは、特に、第２フィルタ信号値が間隔値より小さい場合に、第１および第２フィルタ値の和を画像情報値としてアウトプットするために構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下では本発明を、図を手掛かりに実施例でより詳しく説明する。
各図の符号についてであるが、特別な但し書がない限り、同じ符号は同じ部品および同じ意味を持つ信号を表わしている。
本発明に基づく方法の説明のため、図２では列の噛合う、時間的に相前後する２つの半画像Ａ、Ｂが図示されている。半画像Ａについては、例えば奇数列に画像情報値が与えられており、他方半画像Ｂについては偶数列に対応の画像情報値が与えられている。
【００２２】
図２の半画像Ａでは、ｘ０−１、ｘ０＋１の符号を持つ隣接画像列の間に位置する中間列の列ポジションはｘ０と記されている。交互に現われる半画像Ａ、Ｂのラスタポジションは互にずれているので、半画像Ａでは中間列である列ポジションｘ０において半画像Ｂは画像列を有している。図２の半画像Ｂで画像列ｘ０の上方にある画像列の列ポジションはｘ０−２と、画像列ｘ０の下方にある画像列の列ポジションはｘ０＋２と記されている。
その画像情報値Ｌｘが補間対象となる、水平方向のポジションｙ０における半画像Ａの中間列ｘ０の画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）について考察する。その場合画像情報値とは、以下では画像点に割り当てられる任意の情報値、特に明度または色度値のことを言う。
画像情報値Ｌｘの補間では、以下に説明する方法で求める少なくとも５つの画像情報値Ｌ１〜Ｌ５が考慮の対象にされる。第１の画像情報値Ｌ１は、補間対象画像点を持つ中間列ｘ０に隣接する、第１半画像Ａの第１画像列ｘ０−１にある第１画像点Ａ（ｘ０−１、ｙ０）に割り当てられる。この場合第１画像点Ａ（ｘ０−１、ｙ０）の水平方向ポジションは補間対象画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）の水平方向ポジションに一致している。第２の画像情報値Ｌ２は、補間対象中間列ｘ０に隣接する、第１半画像Ａの第２画像列ｙ０＋１にある第２画像点Ａ（ｘ０＋１、ｙ０）に割り当てられる。この第２画像点Ａ（ｘ０＋１、ｙ０）の水平方向ポジションは補間対象画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）の水平方向ポジションに一致している。図示された実施例では、第１および第２画像列ｘ０−１、ｘ０＋１は補間対象中間列ｘ０のすぐ上または下に位置する画像列である。
【００２３】
第３の画像情報値Ｌ３は、第１半画像Ａに対して時間的に先行する、または追従する第２半画像Ｂの第３画像点（ｘ０、ｙ０）に割り当てられる。その場合、この第３画像点Ｂ（ｘ０、ｙ０）の画像ポジションは補間対象画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）の画像ポジションに一致している。本例では第４の画像情報値Ｌ４は、第３画像点Ｂ（ｘ０、ｙ０）に隣接する画像列ｘ０−２にある第４画像点Ｂ（ｘ０−２、ｙ０）に割り当てられる。第５画像情報値Ｌ５は、第３画像点Ｂ（ｘ０、ｙ０）に隣接する画像列ｘ０＋２にある第５画像点Ｂ（ｘ０＋２、ｙ０）に割り当てられる。第４および第５の画像点Ｂ（ｘ０−２、ｙ０）、Ｂ（ｘ０＋２、ｙ０）の水平方向ポジションは、第３画像点Ｂ（ｘ０、ｙ０）の水平方向ポジションに、したがってまた補間対象画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）の水平方向ポジションに一致している。
【００２４】
説明した方法で得られた画像情報値Ｌ１〜Ｌ５のその後の加工については以下に説明する。
この加工には第１フィルタ値の生成が含まれるが、それには少なくとも１つの第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２に対して、低域通過フィルタリングを含む第１フィルタリングが適用される。第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２からこの第１フィルタ値を生成するのは、例えば次式に従って行われる：
ＬＦ１＝ｋ１・Ｌ１＋ｋ２・Ｌ２                                  （１）
ただし、ＬＦ１は第１フィルタ値、ｋ１、ｋ２は重み付け係数を表わしている。この重み付け係数としては特にｋ１＝ｋ２＝０．５が適用される。その場合では、第１フィルタ値ＬＦ１は第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２の平均値に一致する。
さらに、高域通過フィルタリングの含まれる第２フィルタリングを第３、第４、第５画像情報値に適用することにより第２フィルタ値が生成される。第３、第４、第５画像情報値からこの第２フィルタ値ＬＦ２を生成するのは、例えば次式に従って行われる：
ＬＦ２＝Ｌ３−０．５・（Ｌ４＋Ｌ５）                            （２）
このようにして生成された第２フィルタ信号値ＬＦ２は、そのポジションが補間対象画像点Ａ（ｘ０、ｙ０）のポジションに一致する第３画像点Ｂ（ｘ０、ｙ０）の画像情報値Ｌ３とこの第３画像点に隣接する画像点Ｂ（ｘ０−２、ｙ０）、Ｂ（ｘ０＋２、ｙ０）の画像情報値Ｌ４、Ｌ５の平均値との差を表わしている。
そのほか、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成された間隔の幅が求められ、その値が、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成された間隔の半分の幅に相当する、したがって等式
ＩＮ＝０．５・｜Ｌ１−Ｌ２｜                                    （３）
の成り立つ間隔幅値ＩＮが提供される。
【００２５】
この間隔幅値ＩＮは第２フィルタ信号値ＬＦ２と比較され、その比較に基づき補間対象の画像情報値Ｌｘが提供される。その場合、第２フィルタ値が第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成される間隔幅値の半分より小さければ、つまりＩＮの半分より小さければ、第１および第２のフィルタ値ＬＦ１、ＬＦ２の和が補間対象の画像情報値Ｌｘとして生成されることになる。第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値の半分より大きければ、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２によってプレセットされた間隔の範囲内にある任意の値が補間画像情報値Ｌｘとして生成される。つまり、次式が適用される：
｜ＬＦ２｜＜０．５・ＩＮの場合、Ｌｘ＝ＬＦ１＋ＬＦ２                （４ａ）
｜ＬＦ２｜＞０．５・ＩＮの場合、Ｌｘ＝［Ｌ１，Ｌ２］からの任意の値  （４ｂ）
等式４ｂの［  ，  ］は、間隔全体を対象にする（Ｌ１およびＬ２を含む）場合、または空白が設けられている場合（Ｌ１およびＬ２は含まない）がある。
第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値の半分より大きい限り、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２の平均値またはこれら両画像情報値Ｌ１、Ｌ２の一方が補間対象画像点の画像情報値Ｌｘとして生成される。
【００２６】
図３には、準備した第１〜第５の画像情報値Ｌ１〜Ｌ５を利用して、本発明に基づく補間法を実施するための装置が描かれている。
この装置は、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２の供給を受け低域通過フィルタリングの適用下第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２から第１フィルタ値ＬＦ１を生成する第１フィルタユニット３０を有している。当装置は、さらに、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２の供給を受け第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成された間隔幅に依存する間隔幅値ＩＮを提供する間隔測定ユニット２０も有している。そのほか、当装置は、第３、第４および第５画像情報値Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の供給を受け高域通過フィルタリングの適用下これらの画像情報値Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５から第２フィルタ値ＬＦ２を提供する第２フィルタユニット１０を有している。
【００２７】
間隔幅値ＩＮ、第２フィルタ値ＬＦ２および第１フィルタ値ＬＦ１が信号加工ユニット４１に送り込まれ、そこで補間対象画像点の画像情報値Ｌｘが形成される。この信号加工ユニット４１は、本実施例では、第２フィルタ値ＬＦ２および間隔幅値ＩＮの供給を受け第２フィルタ値ＬＦ２と間隔幅値ＩＮとの比較に基づき比較信号ＫＳを生成する比較ユニット４０を有している。この比較信号ＫＳは選択切換装置６０、例えばマルチプレクサに送られ、その１つの入力部では第１、第２フィルタ値ＬＦ１、ＬＦ２の和が求められるが、それは加算器５０により実行され、また別な入力部では画像情報値ＬＩＮが求められるが、それは第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成された間隔から選択される。この画像情報値ＬＩＮは、例えば第１フィルタ値ＬＦ１に一致させることが可能であるし、あるいは任意の方法で、第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２から一次平均を求めて算出することも可能である。
【００２８】
第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値ＩＮによって表わされる間隔幅の半分より小さいか否かによって、すなわち、一方のケースでは第１および第２フィルタ値ＬＦ１、ＬＦ２からの総合信号ＬＦ１２が補間画像情報値Ｌｘとしてアウトプットされるように、もう一方のケースでは画像情報値ＬＩＮが補間画像情報値Ｌｘとしてアウトプットされるように、比較信号ＫＳは第１または第２の状態を取る。
第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値ＩＮより大きい場合では、画像情報値ＬＩＮは、好ましくは、第２フィルタ値ＬＦ２と間隔幅値との差が考慮された上で選択される。
画像情報値ＬＩＮは、例えば第１フィルタ値ＬＦ１と第２フィルタ値ＬＦ２から、次の関係式に従って求めることができる：
ＬＩＮ＝ＬＦ１＋ｋ・ＬＦ２                                    （５）
ただし、重み付け係数ｋについては次式が適用される：
ｋ≦１                                                      （６ａ）
ｋ≦ＩＮ／｜ＬＦ２｜、ただしＬＦ２＝０の場合ｋ＝１とする。  （６ｂ）
重み付け係数は、好ましくは、
ｋ＝ＩＮ／｜ＬＦ２｜                                          （７）
が成り立つように選択する。
関係式５および７に従って画像情報値を算出する場合、ＬＩＮは常に第１または第２画像情報値に一致する。ｋ＜ＩＮ／｜ＬＦ２｜の場合、ＬＩＮ値は常に、第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２によって形成された間隔の範囲内にある。
【００２９】
図４には第２フィルタユニット１０の実施例が描かれている。このフィルタユニットは、第４および第５の画像情報値Ｌ４、Ｌ５の供給を受ける加算器１１および加算器出力信号１１に係数０．５の重み付けをする重み付けユニット１２を有している。当ユニットは、さらに、第２フィルタ値ＬＦ２が提供できるように、第３画像情報値Ｌ３および重み付けユニットの出力部で検討対象になる、重み付けされた加算器出力信号の供給を受ける減算器１３を有している。フィルタ出力信号ＬＦ２を増幅または減衰させるために、選択法として、減算器１３の出力信号を重み付けユニット１５の使用下で、１より大きい、または小さい重み付け係数ｍにより重み付けする可能性が存在する。
【００３０】
図５にはそのような第２フィルタユニット１０のバリエーションタイプが描かれている。このフィルタユニットは図４に基づき説明されたコンポーネントのほか、さらに、減算器１３の出力信号の供給を受け、その出力部では第２フィルタ値ＬＦ２を提供する共同輪フィルタを有している。Ｌ１３が減算器１３の出力信号を表わすものとすれば、この共同輪フィルタ１４の入力信号Ｌ１３と出力信号ＬＦ２間の伝達特性は以下のように表わすことができる：
Ｌ１３＜−ａの場合、ＬＦ２＝Ｌ１３＋ａ                    （５ａ）
−ａ＜Ｌ１３＜ａの場合、ＬＦ２＝０                        （５ｂ）
Ｌ１３＞ａの場合、ＬＦ２＝Ｌ１３ａ                        （５ｃ）
【００３１】
共同輪フィルタでは、このように、減算器１３の出力信号値Ｌ１３がプレセットされた共同輪定数ａより小さければ当出力信号値は０と置かれ、出力信号値Ｌ１３が共同輪定数ａより大きければ、減算器の出力信号値Ｌ１３は共同輪定数ａ分だけ減じられる。ノイズより生じる高域通過信号成分は、この共同輪フィルタ１４によって効果的に抑制される。
上記特性を持つ共同輪フィルタのほかに、数値の小さい入力値は制止または少なくとも抑制させ、数値の大きい入力値は無変化のまま維持させるか、あるいはそれにも増して増幅させるという、任意の特性を持つフィルタも当然使用することができる。
【００３２】
図６は間隔測定ユニット２０の実施例を示したものである。間隔測定ユニットは、第１および第２の画像情報値Ｌ１、Ｌ２の供給を受ける減算器２１を有しており、その減算器の後には、減算器出力信号を重み付け係数０．５で重み付けする重み付けユニット２２が接続されている。この重み付けユニット２２には、間隔幅値の形成のため数値算出ユニット２３が後続配置されている。
【００３３】
図７には本発明に基づく装置のまた別な実施例が示されており、それは図３に基づく実施例の装置と比較して信号加工ユニットに変更が加えられている。この信号加工ユニット４１の場合、第１フィルタ値ＬＦ１および加工ユニット４２の出力値Ｌ４２の供給を受ける加算器５０の出力部に補間された画像情報値Ｌｘが提供される。加工ユニット４２には第２フィルタ値ＬＦ２および間隔幅値ＩＮが送り込まれる。
加工ユニット４２の役割は、間隔幅値ＩＮと第２フィルタ信号値ＬＦ２との比較結果に依存して信号値Ｌ４２を第２フィルタ信号値ＬＦ２と等値に置くか、あるいは間隔幅値ＩＮの半分より小さい、またはそれと等しい値に置くことである。
【００３４】
図８は、図７に基づく装置の加工ユニット４２、間隔測定ユニット２０および第２フィルタユニット３０の部分を詳しく描いたものである。
第１フィルタユニット３０には加算器３１および加算器の後に接続されている、加算器出力信号を重み付け係数０．５で重み付けする重み付け構成素子３２が含まれている。第１フィルタ信号ＬＦ１は、それにより、第１および第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２の平均値に一致する。図８に基づく実施例の場合では、間隔幅値ＩＮには次式が適用される  ：
ＩＮ＝０．５・｜Ｌ２−Ｌ１｜                                  （６）
したがって、間隔幅値ＩＮは第１、第２画像情報値Ｌ１、Ｌ２間の算術距離の半分に一致する。
【００３５】
加工ユニット４２の基本的機能は、間隔幅値ＩＮを上限とし、その正負符号が第２フィルタ値ＬＦ２の符号に一致する出力信号Ｌ４２を提供することにある。第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値ＩＮより小さい場合、第２フィルタ値ＬＦ２に値の一致する信号が出力信号Ｌ４２としてアウトプットされる。第２フィルタ値ＬＦ２が間隔幅値ＩＮより大きい場合、間隔幅値に値の一致する出力信号Ｌ４２がアウトプットされる。したがって、出力信号は最大［−ＩＮ…ＩＮ］の数値領域を含んでいることになる。
加工ユニット４２はこのような機能を保証するために、第２フィルタ信号値ＬＦ２の符号が正なのか負なのかを確認検査し、その比較結果によって第１および第２スイッチ４１，４５を制御する第１比較器４３を有している。この第２スイッチ４５は、第２フィルタ信号値ＬＦ２が正である場合には第２フィルタ信号値ＬＦ２を減算器４６に、第２フィルタ信号値ＬＦ２が負である場合には重み付けユニット４４により増倍係数−１を掛け合わせた第２フィルタ信号値ＬＦ２を減算器４６に供給する。第１比較器４３、重み付けユニット４４および第２スイッチ４５は、減算器に常に正の値を供給して、その値が第２フィルタ値ＬＦ２に一致する数値算出ユニットの機能を満たしている。
【００３６】
減算器４６は第２フィルタ信号値ＬＦ２から常に正の間隔幅値ＩＮを差し引く。この減算器４６の出力信号は、減算器出力信号とゼロとを比較して、それにより第２フィルタ信号値ＬＦ２が間隔幅値ＩＮより大きいか小さいかの確認検査をする別な比較器４７に送り込まれる。この比較器４７は、第２フィルタ信号値ＬＦ２と間隔幅値の供給を受け、且つ比較器４７による制御のもと、減算器出力信号がゼロより小さい場合には第２フィルタ信号値ＬＦ２を転送させ、あるいはまた減算器出力信号がゼロより大きい場合には間隔幅値ＩＮを転送させる別なスイッチ４８を制御する。
その場合、別な重み付けユニット４９および第２出力部の前に接続された第２スイッチ４１により、第２フィルタ信号値ＬＦ２＜０の場合では、スイッチ４８によって転送される信号としての出力信号に増倍係数−１が掛け合わされるよう確保されている。したがって、ＬＦ２の値が間隔幅値ＩＮより小さい場合にはＬＦ２の値に一致したＬ４２の値が、そうでない場合は間隔幅値ＩＮに一致したＬ４２の値がアウトプットされる。その場合、出力値Ｌ４２の正負符号は第２フィルタ値ＬＦ２の符号に対応して選択される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】列の噛合う、時間的に相前後する２つの半画像の模式図。
【図２】中間列画像点の補間のために両半画像から選択された画像点の説明のための、列の噛合う、時間的に相前後する２つの半画像の模式図。
【図３】５つの画像情報値による画像点の画像情報値補間のための、第１、第２フィルタユニット、間隔測定ユニットおよび信号加工ユニットを含む、本発明に基づく装置のブロック接続図。
【図４】第１フィルタユニットの第１の実施例。
【図５】第１フィルタユニットの第２の実施例。
【図６】間隔測定ユニットの実施例。
【図７】本発明に基づく画像点補間用装置のまた別な実施例。
【図８】個別ユニットが詳細描画された、図７に基づく装置。
【符号の説明】
【００３８】
ＩＮ  間隔幅値
Ｌ４２  加工ユニットの出力信号
ＬＦ１  第１フィルタ信号値
ＬＦ１２  総合信号
ＬＦ２  第２フィルタ信号値
Ｌｘ  補間法による画像情報値
１０  第２フィルタユニット
１１  加算器
２０  間隔測定ユニット
２３  数値算出ユニット
３０  第１フィルタユニット
１２、２２  重み付けユニット
１３、２１  減算器
４１  信号加工ユニット
４２  加工ユニット
４７  比較ユニット
５０  加算器
６０  選択ユニット
【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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