(57)【要約】【課題】  デジタル映像補間方法および装置を提供すること。【解決手段】  拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，対応位置に最も近い所定隣接画素と対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出するステップ（Ｓ１２）と，検出された補間係数を用いて第１補間および第２補間を行うステップ（Ｓ１４）と，隣接画素値，第１画素値，境界修正演算値，境界修正係数，および境界シャープネス係数を用いて拡大映像の補間位置に対する修正補間画素値を検出するステップ（Ｓ１６）と，を備えることを特徴とするデジタル映像補間方法および装置により，ステアステッピングアーチファクトが発生しないように境界領域の映像を改善し，映像の境界でのコントラスト強調のための装置を別途に具備せずに映像を拡大する過程で境界を強調できる。【選択図】    図１
2005124202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元の映像を拡大して拡大映像を生成するデジタル映像補間方法において：
（ａ）前記拡大映像の補間位置に対応する前記元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と前記対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，前記対応位置に最も近い所定隣接画素と前記対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出するステップと；
（ｂ）前記検出された補間係数を用いて第１補間および第２補間を行うステップと；
（ｃ）前記隣接画素の隣接画素値，前記第１補間により求められた第１画素値，前記境界修正演算値，境界修正のための境界修正係数および境界を明確にするための境界シャープネス係数を用いて，前記拡大映像の前記補間位置に対する修正補間画素値を検出するステップと；
を備えることを特徴とする，デジタル映像補間方法。
【請求項２】
前記（ａ）ステップにおいて，前記境界修正演算値は，前記対応位置を基準点として，前記所定隣接画素までの水平距離および垂直距離を一対の値として有することを特徴とする，請求項１に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項３】
前記（ｂ）ステップにおいて，第１補間は２次以上の高次補間カーネルまたはスプラインカーネルを用い，第２補間は線形補間カーネルを用いることを特徴とする，請求項２に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項４】
前記（ｃ）ステップにおいて，
（ｃ１）前記隣接画素値のうち第１選択値および第２選択値を選択するステップと，
（ｃ２）前記対応位置に最も近い前記所定隣接画素の所定隣接画素値，前記境界修正演算値，前記第１選択値と前記第２選択値，および前記境界修正係数を用いて，前記第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定するステップと，
（ｃ３）前記第１画素値と前記臨界値との大きさを比較して，前記第１選択値と前記第２選択値のうちいずれか一つの値を決定するステップと，
（ｃ４）前記決定された値に前記境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算した値と，前記第１画素値に前記境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算した値とを合算することにより前記修正補間画素値を検出するステップと，を備えることを特徴とする，請求項３に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項５】
前記（ｃ１）ステップは，前記隣接画素値のうち最大画素値を第１選択値として選択し，前記隣接画素値のうち最小画素値を第２選択値として選択することを特徴とする，請求項４に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項６】
前記（ｃ２）ステップは，
前記境界修正演算値の前記水平距離および前記垂直距離を，それぞれ分子および分母，または分母および分子として求めた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出し，前記第１選択値および前記第２選択値の平均を選択値平均として検出するステップと，
前記所定演算値および前記選択値平均を用いて前記臨界値を決定するステップと，を備えることを特徴とする，請求項５に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項７】
前記（ｃ２）ステップは，次の式，
Ｔｈ＝Ｍ＋Ｆｃ＊Ｓ＊（Ｅ−Ｍ）
（ここで，Ｔｈは前記臨界値，Ｍは前記選択値平均，Ｆｃは前記境界修正係数，Ｓは前記所定演算値，Ｅは前記所定隣接画素値）を用いて前記臨界値を求めることを特徴とする，請求項６に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項８】
前記（ｃ３）ステップは，前記第１画素値が前記臨界値より大きい場合は前記第１選択値に決定し，前記第１画素値が前記臨界値より小さい場合は前記第２選択値に決定することを特徴とする，請求項７に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項９】
前記（ｃ４）ステップは，前記所定隣接画素の前記所定隣接画素値と前記第１画素値との差を，前記所定隣接画素と前記対応位置間の距離で割った値を，前記境界シャープネス係数の前記第１割当て比率として決定することを特徴とする，請求項８に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項１０】
前記デジタル映像補間方法は，
（ｄ）境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を判断するステップをさらに備え，
境界修正のためのデジタル映像補間が要求されたとき，前記（ａ）ステップに進行することを特徴とする，請求項１に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項１１】
前記（ｄ）ステップは，
（ｄ１）前記隣接画素値の平均画素値を検出するステップと，
（ｄ２）前記平均画素値を基準に前記隣接画素値を両分し，両分した画素値の平均を高レベル平均および低レベル平均として検出するステップと，
（ｄ３）前記高レベル平均と前記低レベル平均との平均差値を検出するステップと，
（ｄ４）前記平均差値が所定基準値より大きいか否かを判断するステップと，を備え，
前記平均差値が前記所定基準値より大きい場合，境界修正のためのデジタル映像補間が要求されることを特徴とする，請求項１０に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項１２】
前記（ｃ）ステップ後に，前記修正補間画素値，前記第２補間により求められた第２画素値および境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調する強調画素値を検出するステップをさらに備えることを特徴とする，請求項１〜１１のいずれかに記載のデジタル映像補間方法。
【請求項１３】
前記デジタル映像補間方法は，次の式，
Ｒ＝Ｑ＋Ｆｅ＊（Ｑ−Ｐ）
（ここで，Ｒは前記強調画素値，Ｑは前記修正補間画素値，Ｆｅは前記境界画質改善係数，Ｐは前記第２画素値）により前記強調画素値が検出されることを特徴とする，請求項１２に記載のデジタル映像補間方法。
【請求項１４】
元の映像を拡大して拡大映像を生成するデジタル映像補間装置において：
前記拡大映像の補間位置に対応する前記元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と前記対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，前記対応位置に最も近い所定隣接画素と前記対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出する補間対応位置制御部と；
前記検出された補間係数を用いて第１補間を行う第１補間実行部と；
前記検出された補間係数を用いて第２補間を行う第２補間実行部と；
前記隣接画素の隣接画素値，前記第１補間実行部により求められた第１画素値，前記境界修正演算値，境界修正のための境界修正係数，および境界を明確にするための境界シャープネス係数を用いて，前記拡大映像の前記補間位置に対する修正補間画素値を検出する修正画素値検出部と；
を備えることを特徴とする，デジタル映像補間装置。
【請求項１５】
前記補間対応位置制御部は，前記対応位置を基準点として，前記所定隣接画素までの水平距離および垂直距離を一対の値として有する前記境界修正演算値を検出することを特徴とする，請求項１４に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項１６】
前記第１補間実行部は，２次以上の高次補間カーネルまたはスプラインカーネルを用いて第１補間を行うことを特徴とする，請求項１５に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項１７】
前記第２補間実行部は，線形補間カーネルを用いて第２補間を行うことを特徴とする，請求項１６に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項１８】
前記修正画素値検出部は，
前記隣接画素値のうち，第１選択値および第２選択値を選択する画素値選択部と，
前記対応位置に最も近い前記所定隣接画素の所定隣接画素値，前記境界修正演算値，前記第１選択値と前記第２選択値，および前記境界修正係数を用いて，前記第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定する臨界値決定部と，
前記第１画素値と前記臨界値との大きさを比較して，前記第１選択値と前記第２選択値のうちいずれか一つの値を決定する選択値決定部と，
前記決定された値に，前記境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算した値と，前記第１画素値に前記境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算した値とを合算するにより，前記修正補間画素値を検出する画素値演算部と，
を備えることを特徴とする，請求項１７に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項１９】
前記画素値選択部は，前記隣接画素値のうち最大画素値を第１選択値として選択し，前記隣接画素値のうち最小画素値を第２選択値として選択することを特徴とする，請求項１８に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２０】
前記臨界値決定部は，
前記境界修正演算値の前記水平距離および前記垂直距離を，それぞれ分子と分母，または分母と分子として求めた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出する演算値検出部と，
前記第１選択値および前記第２選択値の平均を選択値平均として検出する選択値平均検出部と，
前記所定演算値および前記選択値平均を用いて前記臨界値を決定する臨界値演算部と，
を備えることを特徴とする，請求項１９に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２１】
前記臨界値演算部は，次の式，
Ｔｈ＝Ｍ＋Ｆｃ＊Ｓ＊（Ｅ−Ｍ）
（ここで，Ｔｈは前記臨界値，Ｍは前記選択値平均，Ｆｃは前記境界修正係数，Ｓは前記所定演算値，Ｅは前記所定隣接画素値）を用いて前記臨界値を計算することを特徴とする，請求項２０に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２２】
前記選択値決定部は，前記第１画素値が前記臨界値より大きい場合は前記第１選択値に決定し，前記第１画素値が前記臨界値より小さい場合は前記第２選択値に決定することを特徴とする，請求項２１に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２３】
前記修正画素値検出部は，前記所定隣接画素の前記所定隣接画素値と前記第１画素値との差を，前記所定隣接画素と前記対応位置間の距離で割った値を，前記境界シャープネス係数の前記第１割当て比率として決定する境界シャープネス係数決定部をさらに備えることを特徴とする，請求項２２に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２４】
前記デジタル映像補間装置は，境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を感知する修正補間要求感知部をさらに備えることを特徴とする，請求項１４〜２３のいずれかに記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２５】
前記修正補間要求感知部は，
前記隣接画素値の平均画素値を検出する平均画素値検出部と，
前記平均画素値を基準に前記隣接画素値を両分し，両分された画素値の平均を高レベル平均および低レベル平均として検出するレベル平均検出部と，
前記高レベル平均と前記低レベル平均との平均差値を検出する平均差値検出部と，
前記平均差値と所定基準値との大きさを比較する大きさ比較部と，
を備えることを特徴とする，請求項２４に記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２６】
前記デジタル映像補間装置は，前記修正補間画素値，前記第２補間により求められた第２画素値および境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調する強調画素値を検出する強調画素値検出部をさらに備えることを特徴とする，請求項１４〜２５のいずれかに記載のデジタル映像補間装置。
【請求項２７】
前記強調画素値検出部は，次の式，
Ｒ＝Ｑ＋Ｆｅ＊（Ｑ−Ｐ）
（ここで，Ｒは前記強調画素値，Ｑは前記修正補間画素値，Ｆｅは前記境界画質改善係数，Ｐは前記第２画素値）により前記強調画素値を検出することを特徴とする，請求項２６に記載のデジタル映像補間装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，デジタル映像の拡大に係り，より詳細には，映像の境界領域の画素値を修正してステアステッピングアーチファクト（ｓｔａｉｒ−ｓｔｅｐｐｉｎｇ  ａｒｔｉｆａｃｔ）を最小化し，境界での画素値のコントラストを強調するデジタル映像補間方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタル映像補間装置は，線形補間実行部，量子化処理部，割当て比率計算部および画素値合成部で構成されている。線形補間実行部は，元の映像から拡大された映像の画素値を線形的に計算する手段である。量子化処理部は，線形補間された画素値を臨界値と比較して，最大値あるいは最小値に量子化する手段である。割当て比率計算部は，線形補間された値と量子化された値を混合するための比率を計算する手段である。画素値合成部は，割当て比率が乗算された補間値と量子化値とを合算して，最終画素値を合成する手段である。
【０００３】
従来技術では，線形的に補間された映像のブラーリング（ｂｌｕｒｒｉｎｇ）効果を減らし，境界領域での画素値の高いコントラストを得るために，次のような方式で映像補間を行う。まず，拡大映像の補間する位置に対応する元の映像の所定位置に隣接した，複数の画素値を用いて線形的に補間する。次のステップで，元の映像の所定位置に隣接する複数の画素値から臨界値を検出する。例えば，複数の画素値のうち，最大値と最小値との平均を臨界値として検出できる。次のステップで，補間値が臨界値より大きければ所定位置に隣接する複数の画素値のうち最大値を選択し，補間値が臨界値より小さければ複数の画素値のうち最小値を選択する。次のステップで，選択された最大値と最小値との差を用いて割当て比率を計算する。例えば，最大値と最小値との差が‘０’であるときは‘０’であり，最大値と最小値との差が‘２５５’であるときは‘１’を持つ線形関数から割当て比率を計算する。次のステップで，計算された割当て比率と補間された画素値とを乗算した値と，割当て比率と選択された最大値または最小値とを乗算した値を合算して，映像補間された画素値を求める。
【０００４】
【特許文献１】大韓民国特許公開第２００１−００９５７４号
【特許文献２】大韓民国特許公開第２００２−０４７２９５号
【特許文献３】米国特許第５１６１０１６号明細書
【特許文献４】米国特許第５０５４１００号明細書
【特許文献５】米国特許第６０７５９２６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のデジタル映像拡大技術は，境界の鮮明なコントラストが得られたが，高倍率の映像拡大において境界の形態が直線または屈曲で現れず，凹凸な形態をしたステアステッピングアーチファクトが発生するという短所がある。
【０００６】
また，従来の映像拡大技術により拡大された映像は，例えば，高域強調フィルタの一種であるアンシャープマスキング（ｕｎｓｈａｒｐ  ｍａｓｋｉｎｇ）などによる境界領域の強調が，映像の拡大と同時に進行できない。そのため，映像が拡大された後にアンシャープマスキングを通して境界を強調するか，アンシャープマスキングを通して境界を強調した後に映像を拡大させていた。しかし，拡大された映像に対するアンシャープマスキングは，境界強調のための大きいコントラスト効果が得られず，アンシャープマスキング後に拡大された映像は，境界領域のステアステッピングアーチファクトを鮮明にするという問題点がある。
【０００７】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置での周辺画素値を用いて境界部分の映像を改善し，同時に，映像を拡大する過程で境界を強調することの可能な，デジタル映像補間方法およびその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，対応位置に最も近い所定隣接画素と対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出するステップと；検出された補間係数を用いて第１補間および第２補間を行うステップと；隣接画素の隣接画素値，第１補間により求められた第１画素値，境界修正演算値，境界修正のための境界修正係数，および境界を明確にするための境界シャープネス係数を用いて拡大映像の補間位置に対する修正補間画素値を検出するステップ；とよりなるデジタル映像補間方法が提供される。
【０００９】
ここで，境界修正演算値を検出するステップは，境界修正演算値が対応位置を基準点として所定隣接画素までの水平距離および垂直距離を一対の値として有してもよい。
【００１０】
第１補間および第２補間を行うステップは，第１補間が２次以上の高次補間カーネルまたはスプラインカーネルを用い，第２補間が線形補間カーネルを用いることが望ましい。
【００１１】
修正補間画素値を検出するステップは，隣接画素値のうち第１選択値および第２選択値を選択するステップと；対応位置に最も近い所定隣接画素の所定隣接画素値，境界修正演算値，第１選択値と第２選択値，および境界修正係数を用いて第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定するステップと；第１画素値と臨界値との大きさを比較して第１選択値と第２選択値のうち一つの値を決定するステップと；決定された値に境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算し，第１画素値に境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算し，乗算された両値の合算により修正補間画素値を検出するステップと；を備えることもできる。
【００１２】
第１選択値および第２選択値を選択するステップでは，隣接画素値のうち，最大画素値を第１選択値として選択し，最小画素値を第２選択値として選択することが望ましい。
【００１３】
臨界値を決定するステップでは，境界修正演算値の水平距離および垂直距離をそれぞれ分子および分母，または分母および分子として求めた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出し，第１選択値および第２選択値の平均を選択値平均として検出するステップと，所定演算値および選択値平均を用いて臨界値を決定するステップと，を備えることもできる。
【００１４】
第１選択値と第２選択値のうち一つの値を決定するステップでは，例えば，第１画素値が臨界値より大きい場合は第１選択値に決定し，第１画素値が臨界値より小さい場合は第２選択値に決定する，と設定することもできる。
【００１５】
修正補間画素値を検出するステップでは，所定隣接画素の所定隣接画素値と第１画素値との差を，所定隣接画素と対応位置間の距離で割った値を，境界シャープネス係数の前記第１割当て比率として決定することもできる。
【００１６】
また，本発明に係るデジタル映像補間方法において，境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を判断するステップをさらに備えてもよい。その場合，このステップは，例えば，隣接画素値の平均画素値を検出するステップと；平均画素値を基準に隣接画素値を両分し，両分した画素値の平均を高レベル平均および低レベル平均として検出するステップと；高レベル平均と低レベル平均との平均差値を検出するステップと；平均差値が所定基準値より大きいか否かを判断するステップと；を備え，平均差値が所定基準値より大きい場合，境界修正のためのデジタル映像補間が要求されるように構成することできる。
【００１７】
さらに，本発明に係るデジタル映像補間方法において，修正補間画素値を検出するステップの後に，修正補間画素値，第２補間により求めた第２画素値および境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調する強調画素値を検出するステップを備えることもできる。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，対応位置に最も近い所定隣接画素と対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出する補間対応位置制御部と；検出された補間係数を用いて第１補間を行う第１補間実行部と；検出された補間係数を用いて第２補間を行う第２補間実行部と；隣接画素の隣接画素値，境界修正演算値，第１補間実行部により求められた第１画素値，境界修正のための境界修正係数，および境界を明確にするための境界シャープネス係数を用いて拡大映像の補間位置に対する修正補間画素値を検出する修正画素値検出部と；で構成されるデジタル映像補間装置が提供される。
【００１９】
ここで，補間対応位置制御部は，対応位置を基準点として，所定隣接画素までの水平距離および垂直距離を一対の値として有する境界修正演算値を検出することもできる。
【００２０】
また，第１補間実行部は，２次以上の高次補間カーネルまたはスプラインカーネルを用いて第１補間を行うことが望ましく，第２補間実行部は，線形補間カーネルを用いて第２補間を行うことが望ましい。
【００２１】
修正画素値検出部は，隣接画素値のうち，第１選択値および第２選択値を選択する画素値選択部と；対応位置に最も近い所定隣接画素の所定隣接画素値，境界修正演算値，第１選択値と第２選択値，および境界修正係数を用いて，第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定する臨界値決定部と；第１画素値と臨界値との大きさを比較して，第１選択値と第２選択値のうち一つの値を決定する選択値決定部と；決定された値に境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算し，第１画素値に境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算し，乗算した両値の合算により修正補間画素値を検出する画素値演算部と；を備えることもできる。
【００２２】
画素値選択部では，例えば，隣接画素値のうち，最大画素値を第１選択値として選択し，最小画素値を第２選択値として選択してもよい。
【００２３】
臨界値決定部は，境界修正演算値の水平距離および垂直距離をそれぞれ分子と分母，または分母と分子として求められた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出する演算値検出部と；第１選択値および第２選択値の平均を選択値平均として検出する選択値平均検出部と；所定演算値および選択値平均を用いて臨界値を決定する臨界値演算部と；を備えることもできる。
【００２４】
選択値決定部は，例えば，第１画素値が臨界値より大きい場合は第１選択値に決定し，第１画素値が臨界値より小さい場合に第２選択値を決定する，としてもよい。
【００２５】
修正画素値検出部は，所定隣接画素の所定隣接画素値と第１画素値との差を，所定隣接画素と対応位置間の距離で割った値を，境界シャープネス係数の第１割当て比率として決定する境界シャープネス係数決定部をさらに備えることもできる。
【００２６】
また，本発明に係るデジタル映像補間装置は，境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を感知する修正補間要求感知部をさらに備えることもできる。修正補間要求感知部は，例えば，隣接画素値の平均画素値を検出する平均画素値検出部と；平均画素値を基準に隣接画素値を両分し，両分された画素値の平均を高レベル平均および低レベル平均として検出するレベル平均検出部と；高レベル平均と低レベル平均との平均差値を検出する平均差値検出部と；平均差値と所定基準値との大きさを比較する大きさ比較部と；を備えて構成することもできる。
【００２７】
さらに，本発明に係るデジタル映像補間装置は，修正補間画素値，第２補間により求められた第２画素値および境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調するための強調画素値を検出する強調画素値検出部を備えることもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置での周辺画素値を用いてステアステッピングアーチファクトが発生しないように境界領域の映像を改善し，映像の境界でのコントラストを強調するための装置を別途に具備せずに映像を拡大する過程で同時に境界を強調できるようにすることが可能な，デジタル映像補間方法および装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３０】
図１は，本実施形態におけるデジタル映像補間方法を説明するためのフローチャートである。境界修正のためのデジタル映像補間が要求されるか否かを判断して，修正補間画素値および強調画素値を検出するステップ（ステップＳ１０〜ステップＳ２０）よりなる。
【００３１】
まず，境界修正のためのデジタル映像補間が要求されるか否かを判断する（ステップＳ１０）。すなわち，拡大映像の境界領域に対する高品質の映像補間が要求されるか否かを判断する。
【００３２】
図２は，図１に示されたステップＳ１０を説明するためのフローチャートである。隣接画素値の高レベル平均と低レベル平均との差値を検出し，境界修正のためのデジタル映像補間が要求されるか否かを判断するステップ（ステップＳ３０〜ステップＳ３６）よりなる。
【００３３】
まず，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置において，対応位置に隣り合う隣接画素の隣接画素値に対する平均画素値を検出する（ステップＳ３０）。元の映像を拡大する場合に，拡大映像の補間位置が元の映像の画素値を取れない補間位置である場合には，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素値を用いて，拡大映像の補間位置に対する画素値を求めなければならない。
【００３４】
図３は，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の一例を示す図面である。拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置を，図３の参照番号４０で示している。図３は，対応位置４０に隣り合う９個の隣接画素（丸囲みの数字１〜９）を示したものであって，必要によって隣接画素を４個または１６個などを有しうる。９個の隣接画素（丸囲みの数字１〜９）がそれぞれ持つ画素値の平均を検出する。
【００３５】
ステップＳ３０後に，平均画素値を基準に隣接画素値を両分し，両分された画素値の平均を高レベル平均および低レベル平均として検出する（ステップＳ３２）。例えば，図３に示された９個の隣接画素値の平均画素値が‘１３０’の階調値を持つ場合，‘１３０’を基準にこの画素値より高い隣接画素値の平均を高レベル平均として検出し，‘１３０’を基準にこの画素値より低い隣接画素値の平均を低レベル平均として検出する。
【００３６】
ステップＳ３２後に，高レベル平均と低レベル平均との平均差値を検出する（ステップＳ３４）。例えば，高レベル平均が‘１７０’であり，低レベル平均が‘９０’であれば，‘１７０’から‘９０’を減算した‘８０’の平均差値を検出できる。
【００３７】
ステップＳ３４後に，平均差値が所定基準値より大きいか否かを判断する（ステップＳ３６）。所定基準値は，高レベル平均と低レベル平均との差が一定レベル以上であるかを判断する基準となる値である。高レベル平均と低レベル平均との差が大きいということは，元の映像に画素値の差の大きい境界領域が存在する可能性が高いことを意味する。したがって，平均差値が所定基準値より大きいという判断が境界修正のためのデジタル映像補間が要求されることと判断して，次の各ステップを実行することにより高品質の拡大映像を得ることができる。例えば，前述した平均差値が‘８０’であり，所定基準値が‘５０’であれば，平均差値が大きいために元の映像に境界領域が形成されている可能性が大きい。したがって，ステップＳ３６後に，ステップＳ１２に進行する。しかし，平均差値が所定基準値の‘５０’以下であるときには元の映像に境界領域が形成されている可能性が低いために，ステップＳ３６後にステップＳ２０に進行する。
【００３８】
ステップＳ１０で，境界修正のためのデジタル映像補間が要求されていると判断されれば，元の映像の対応位置に隣り合う隣接画素と対応位置間の距離を用いて補間係数を検出し，対応位置に最も近い所定隣接画素と対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出する（ステップＳ１２）。例えば，図３に示されたように，補間係数は元の映像の対応位置４０に隣り合う９個の隣接画素と対応位置間のそれぞれの距離を検出し，検出されたそれぞれの距離から補間係数を検出する。一方，境界修正演算値は，対応位置４０に最も近い隣接画素である所定隣接画素（丸囲みの数字５）と対応位置４０との距離および方向を用いて検出する。境界修正演算値は，対応位置４０を基準点として所定隣接画素（丸囲みの数字５）までの水平距離Ｓ１および垂直距離Ｓ２を一対の値として有することを特徴とする。
【００３９】
ステップＳ１２後に，検出された補間係数を用いて，第１補間および第２補間を行う（ステップＳ１４）。第１補間は，２次以上の高次補間カーネル（ｈｉｇｈ  ｏｒｄｅｒ  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ｋｅｒｎｅｌ）またはスプラインカーネル（ｓｐｌｉｎｅ  ｋｅｒｎｅｌ）を用いることを特徴とする。高次補間カーネルを用いた補間は，補間関数が線形でない高次関数の場合に用いるものであり，例えば，対応位置に隣り合う１６個の隣接画素値を映像補間のために用いる。スプラインカーネルを用いた補間とは，スプライン関数を使用して映像補間を行うことをいう。また，第２補間が線形補間カーネルを用いることを特徴とする。線形補間カーネルとは，例えば，対応位置に隣接する４個の隣接画素値の加重値の和で画素値を決定する補間方法をいう。
【００４０】
ステップＳ１４後に，隣接画素の隣接画素値，境界修正演算値，第１補間により求められた第１画素値，境界修正のための境界修正係数（ｅｄｇｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）および境界を明確にするための境界シャープネス係数（ｅｄｇｅ  ｓｈａｒｐｎｅｓｓ  ｆａｃｔｏｒ）を用いて，拡大映像の補間位置に対する修正補間画素値を検出する（ステップＳ１６）。境界修正係数は，元の映像の境界領域を修正するための所定係数を意味する。また，境界シャープネス係数は，元の映像の境界領域を明確に表すための所定係数である。修正補間画素値は拡大映像の補間位置に対する最適の画素値を意味する。
【００４１】
図４は，図１に示されたステップＳ１６を説明するためのフローチャートである。第１画素値と臨界値とを比較して決定された選択値を用いて，修正補間画素値を検出するステップ（ステップＳ５０〜ステップＳ５６）よりなる。
【００４２】
まず，隣接画素値のうち第１選択値および第２選択値を選択する（ステップＳ５０）。このとき，隣接画素値のうち最大画素値を第１選択値として選択し，隣接画素値のうち最小画素値を第２選択値として選択する。また，隣接画素値を所定部分で分け，分けられた部分の各画素値の平均を求め，求められた平均値のうち最大値を第１選択値として選択し，求められた平均値のうち最小値を第２選択値として選択することもできる。
【００４３】
ステップＳ５０後に，対応位置に最も近い所定隣接画素の所定隣接画素値，境界修正演算値，第１選択値と第２選択値，および境界修正係数を用いて，第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定する（ステップＳ５２）。
【００４４】
図５は，図４に示されたステップＳ５２を説明するためのフローチャートである。検出された所定演算値および選択値平均を用いて，臨界値を決定するステップ（ステップＳ７０およびステップＳ７２）よりなる。
【００４５】
まず，境界修正演算値の水平距離および垂直距離をそれぞれ分子と分母，または分母と分子として求められた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出し，第１選択値および第２選択値の平均を選択値平均として検出する（ステップＳ７０）。例えば，図３に示された水平距離Ｓ１と垂直距離Ｓ２を，分子と分母，または分母と分子として分数で表現した“Ｓ１／Ｓ２”または“Ｓ２／Ｓ１”のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出する。また，ステップＳ５０で検出された第１選択値および第２選択値の平均を検出する。
【００４６】
ステップＳ７０後に，所定演算値および選択値平均を用いて，次の数式１から臨界値を決定する（ステップＳ７２）。
【００４７】
Ｔｈ＝Ｍ＋Ｆｃ＊Ｓ＊（Ｅ−Ｍ）      ・・・（数式１）
【００４８】
ここで，Ｔｈは臨界値，Ｍは選択値平均，Ｆｃは境界修正係数，Ｓは所定演算値，Ｅは所定隣接画素値である。
【００４９】
一方，ステップＳ５２後に，第１画素値と臨界値との大きさを比較して，第１選択値と第２選択値のうちいずれか一つの値を決定する（ステップＳ５４）。例えば，第１画素値が臨界値より大きいと判断されれば第１選択値に決定し，第１画素値が臨界値より小さいと判断されれば第２選択値に決定するとしてもよい。
【００５０】
ステップＳ５４後に，決定された選択値に境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算した値と，第１画素値に境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算した値とを合算することにより，修正補間画素値を検出する（ステップＳ５６）。境界シャープネス係数の第１割当て比率および第２割当て比率は，決定された選択値および第１画素値に対するそれぞれの加重値であって，第１割当て比率と第２割当て比率との和が‘１’になるように比率を定める。境界シャープネス係数の第１割当て比率および第２割当て比率は固定値であってもよく，次の通りに変動してもよい。すなわち，対応位置に最も近い所定隣接画素の所定隣接画素値と第１画素値との差を，所定隣接画素と対応位置間の距離で割った値を境界シャープネス係数の第１割当て比率として決定できる。修正補間画素値は，決定された選択値と第１画素値を境界シャープネス係数により加重値を乗算した後，合算して求める。
【００５１】
一方，ステップＳ１６後に，修正補間画素値，第２補間により求められた第２画素値および境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調する強調画素値を検出する（ステップＳ１８）。境界画質改善係数（ｅｄｇｅ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｆａｃｔｏｒ）は，アンシャープマスキングのための係数である。強調画素値は，アンシャープマスキングにより拡大映像で境界の強調のための画素値である。
【００５２】
強調画素値は次の数式２により検出されることを特徴とする。
【００５３】
Ｒ＝Ｑ＋Ｆｅ＊（Ｑ−Ｐ）      ・・・（数式２）
【００５４】
ここで，Ｒは強調画素値，Ｑは修正補間画素値，Ｆｅは境界画質改善係数，Ｐは第２画素値である。
【００５５】
もし，ステップＳ１０で境界修正のためのデジタル映像補間は要求されないと判断されれば，一般映像補間を行う（ステップＳ２０）。一般映像補間は，従来の方法による映像補間を意味することであって，詳細な説明は省略する。
【００５６】
次に，本実施形態に係るデジタル映像補間装置について，図６〜図９を参照して以下に説明する。
【００５７】
図６は，デジタル映像補間装置を説明するためのブロック図である。修正補間要求感知部１００，補間対応位置制御部１１０，第１補間実行部１２０，第２補間実行部１３０，修正画素値検出部１４０，および強調画素値検出部１５０で構成される。
【００５８】
修正補間要求感知部１００は，境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を感知する。例えば，修正補間要求感知部１００は，入力端子ＩＮ１を通じて，図３に示したような隣接画素の隣接画素値を入力する。そして，境界修正のためのデジタル映像補間の要求の有無を感知し，感知結果を補間対応位置制御部１１０に出力する。
【００５９】
図７は，図６に示された修正補間要求感知部１００を説明するためのブロック図である。修正補間要求感知部１００は，平均画素値検出部２００，レベル平均検出部２１０，平均差値検出部２２０，および大きさ比較部２３０で構成される。
【００６０】
平均画素値検出部２００は，隣接画素値の平均画素値を検出する。例えば，平均画素値検出部２００は，入力端子ＩＮ５を通じて隣接画素の隣接画素値を入力されて隣接画素値の平均画素値を検出し，検出された平均画素値をレベル平均検出部２１０に出力する。
【００６１】
レベル平均検出部２１０は，平均画素値検出部２００から入力された平均画素値を基準に隣接画素値を両分する。そして，両分した画素値の平均を，高レベル平均および低レベル平均として検出し，検出した高レベル平均および低レベル平均を平均差値検出部２２０に出力する。
【００６２】
平均差値検出部２２０は，レベル平均検出部２１０で検出された高レベル平均と低レベル平均との平均差値を検出し，検出された平均差値を大きさ比較部２３０に出力する。
【００６３】
大きさ比較部２３０は，平均差値検出部２２０から入力された平均差値と予め設定されていた所定基準値の大きさを比較し，比較した結果を出力端子ＯＵＴ２を通じて補間対応位置制御部１１０に出力する。
【００６４】
補間対応位置制御部１１０は，修正補間要求感知部１００から感知した結果が入力される。入力端子ＩＮ１を通じて入力された対応位置の隣接画素から，隣接画素と対応位置間の距離を求めて補間係数を検出し，検出した補間係数を第１補間実行部１２０および第２補間実行部１３０に出力する。また，補間対応位置制御部１１０は，対応位置に最も近い所定隣接画素と対応位置との距離および方向を用いて境界修正演算値を検出し，検出した境界修正演算値を修正画素値検出部１４０に出力する。補間対応位置制御部１１０は，対応位置を基準点に，所定隣接画素までの水平距離および垂直距離を一対の値として有する境界修正演算値を検出することを特徴とする。
【００６５】
第１補間実行部１２０は，検出された補間係数を用いて第１補間を行い，第１補間を行い生成した第１画素値を修正画素値検出部１４０に出力する。第１補間実行部１２０は，２次以上の高次補間カーネルまたはスプラインカーネルを用いて第１補間を行うことを特徴とする。
【００６６】
第２補間実行部１３０は，検出された補間係数を用いて第２補間を行い，第２補間を行い生成した第２画素値を強調画素値検出部１５０に出力する。第２補間実行部１３０は，線形補間カーネルを用いて第２補間を行うことを特徴とする。
【００６７】
修正画素値検出部１４０は，入力端子ＩＮ１を通じて入力された隣接画素の隣接画素値，補間対応位置制御部１１０から入力された境界修正演算値，第１補間実行部１２０により求められた第１画素値，入力端子ＩＮ２を通じて入力された境界修正のための境界修正係数，および入力端子ＩＮ３を通じて入力された境界を明確にするための境界シャープネス係数を用いて，拡大映像の補間位置に対する修正補間画素値を検出し，検出した修正補間画素値を強調画素値検出部１５０に出力する。
【００６８】
図８は，図６に示された修正画素値検出部１４０を説明するためのブロック図である。修正画素値検出部１４０は，画素値選択部３００，臨界値決定部３１０，選択値決定部３２０，画素値演算部３３０，および境界シャープネス係数決定部３４０で構成される。
【００６９】
画素値選択部３００は，入力端子ＩＮ６を通じて入力された隣接画素値のうち，第１選択値および第２選択値を選択し，選択した結果を臨界値決定部３１０に出力する。画素値選択部３００は，隣接画素値のうち最大画素値を第１選択値として選択し，隣接画素値のうち最小画素値を第２選択値として選択することを特徴とする。
【００７０】
臨界値決定部３１０は，入力端子ＩＮ６を通じて入力された隣接画素値のうち，対応位置に最も近い所定隣接画素の所定隣接画素値，入力端子ＩＮ７を通じて入力された境界修正演算値，画素値選択部３００から入力された第１選択値と第２選択値，および入力端子ＩＮ８を通じて境界修正係数を用いて，第１画素値と大きさを比較するための臨界値を決定し，決定された臨界値を選択値決定部３２０に出力する。
【００７１】
図９は，図８に示された臨界値決定部３１０を説明するためのブロック図である。臨界値決定部３１０は，演算値検出部４００，選択値平均検出部４１０，および臨界値演算部４２０で構成される。
【００７２】
演算値検出部４００は，入力端子ＩＮ１０を通じて入力された境界修正演算値の水平距離および垂直距離をそれぞれ分子と分母，または分母と分子として求めた値のうち，１より小さいまたは等しい値を所定演算値として検出する。検出した所定演算値を，臨界値演算部４２０に出力する。
【００７３】
選択値平均検出部４１０は，入力端子ＩＮ１１を通じて入力された第１選択値および第２選択値の平均を選択値平均として検出し，検出した選択値平均を臨界値演算部４２０に出力する。
【００７４】
臨界値演算部４２０は，演算値検出部４００から入力された所定演算値および選択値平均検出部４１０から入力された選択値平均を用いて，前述した数式１から臨界値を決定し，決定された臨界値を出力端子ＯＵＴ４を通じて出力する。
【００７５】
選択値決定部３２０は，入力端子ＩＮ９を通じて入力された第１画素値と臨界値決定部３１０から入力された臨界値との大きさを比較して，画素値選択部３００から入力された第１選択値と第２選択値のうち，いずれか一つの値を決定し，決定した選択値を画素値演算部３３０に出力する。選択値決定部３２０は，第１画素値が臨界値より大きいと感知した場合に第１選択値を決定し，第１画素値が臨界値より小さいと感知した場合に第２選択値を決定する。
【００７６】
画素値演算部３３０は，選択値決定部３２０で決定された選択値に境界シャープネス係数決定部３４０で決定された境界シャープネス係数の第１割当て比率を乗算し，入力端子ＩＮ９を通じて入力された第１画素値に境界シャープネス係数決定部３４０で決定された境界シャープネス係数の第２割当て比率を乗算する。乗算した両値の合算により修正補間画素値を検出し，検出した修正補間画素値を出力端子ＯＵＴ３を通じて出力する。
【００７７】
境界シャープネス係数決定部３４０は，入力端子ＩＮ６を通じて隣接画素値を入力されて，所定隣接画素の所定隣接画素値と第１画素値との差を所定隣接画素と対応位置間の距離で割った値を境界シャープネス係数の第１割当て比率として決定し，決定した結果を画素値演算部３３０に出力する。
【００７８】
強調画素値検出部１５０は，修正画素値検出部１４０で検出された修正補間画素値，第２補間実行部１３０で行われた第２補間により求められた第２画素値，および入力端子ＩＮ４を通じて入力された境界の画質改善のための境界画質改善係数を用いて，境界で画素値のコントラストを強調する強調画素値を検出する。検出した強調画素値を出力端子ＯＵＴ１を通じて出力する。
【００７９】
強調画素値検出部１５０は，前述した数式２により強調画素値を検出することを特徴とする。
【００８０】
以上のような本実施形態に係る方法および装置を用いることにより，拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置での周辺画素値を用いて，ステアステッピングアーチファクトが発生しないように境界領域の映像を改善することができる。また，映像の境界でのコントラストを強調するための装置を別途に具備せずに，映像を拡大する過程で同時に境界を強調できるようになる。
【００８１】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は，デジタル映像を拡大する過程で境界を強調するデジタル映像補間装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】デジタル映像補間方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】図１に示されたステップＳ１０を説明するためのフローチャートである。
【図３】拡大映像の補間位置に対応する元の映像の一例を示す図面である。
【図４】図１に示されたステップＳ１６を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示されたステップＳ５２を説明するためのフローチャートである。
【図６】デジタル映像補間装置を説明するためブロック図である。
【図７】図６に示された修正補間要求感知部を説明するためのブロック図である。
【図８】図６に示された修正画素値検出部を説明するためのブロック図である。
【図９】図８に示された臨界値決定部を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
４０      拡大映像の補間位置に対応する元の映像の対応位置
１００      修正補間要求感知部
１１０      補間対応位置制御部
１２０      第１補間実行部
１３０      第２補間実行部
１４０      修正画素値検出部
１５０      強調画素値検出部
２００      平均画素値検出部
２１０      レベル平均検出部
２２０      平均差値検出部
２３０      大きさ比較部
３００      画素値選択部
３１０      臨界値決定部
３２０      選択値決定部
３３０      画素値演算部
３４０      境界シャープネス係数決定部
４００      演算値検出部
４１０      選択値平均検出部
４２０      臨界値演算部
【図１】
2005124202.tif 000003
【図２】
2005124202.tif 000004
【図３】
2005124202.tif 000005
【図４】
2005124202.tif 000006
【図５】
2005124202.tif 000007
【図６】
2005124202.tif 000008
【図７】
2005124202.tif 000009
【図８】
2005124202.tif 000010
【図９】
2005124202.tif 000011