(57)【要約】【課題】元画像の状態を維持しつつ、画像の画素数を変更する画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】実画素の画素値Ｄ１が入力され、この実画素の画素値Ｄ１を用いて高域補正された生成画素の画素値Ｄ２を算出するプリフィルタ２と、プリフィルタ２から実画素の画素値Ｄ１および生成画素の画素値Ｄ２が入力され、これらの画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値Ｄ３を算出する線形補間フィルタ３とを具備することを特徴としている。【選択図】  図１
2005012740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、
前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値が入力され、これらの画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、
前記生成画素の画素値が入力され、この画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、
前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
前記実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて前記補間画素の画素値の許容範囲を決定する画素値許容範囲決定回路を更に具備し、
前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記第２のフィルタが、前記許容範囲に振幅制限された前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする請求項２または３のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記実画素の画素値を記憶し、前記第１のフィルタへ前記実画素の画素値を出力するバッファメモリと、
画素数変換比率に従って、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および、前記バッファメモリの動作を制御する制御回路とを更に具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１のフィルタが、前記制御回路から入力されたフィルタ係数を用いて前記実画素の画素値の畳み込み演算を行い、前記生成画素の画素値を算出することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１のフィルタが、偶数個の前記実画素の画素値の畳み込み演算を行い、前記高域補正された生成画素の画素値を算出することを特徴とする請求項１または３のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１のフィルタが、前記実画素の画素値を用いて高域制限された生成画素の画素値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項９】
実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、
前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、
前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、
前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
前記実画素の画素値を用いて前記補間画素の許容範囲を決定する許容範囲決定ステップを更に具備し、
前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記第２の処理ステップにおいて、前記許容範囲に振幅制限された前記補間画素の画素値を算出することを特徴とする請求項１０または１１のいずれか１項記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、画像サイズ（画素数）の変換を行う画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＴＶなどの表示装置で用いられる任意倍率での拡大や縮小の表示機能には、多くの種類の画像サイズ変換が求められる。
【０００３】
この画像サイズ変換のうちの画像の拡大（画素数の増加）は、画素間に新たな画素を補間することにより行われる。この画素補間方法の代表的なものに、線形補間法と最近傍補間法とがある。
【０００４】
線形補間法とは、補間画素（補間により新たに生成される画素）と参照画素（補間画素を生成するために画素値が参照される画素）との距離に応じた値を係数とし、その係数を参照画素の画素値に重みづけすることで複数の参照画素の加重平均を行い、補間画素の画素値を算出する方法である。一方、最近傍補間法とは、補間画素の位置に最も近い参照画素の画素値を補間画素の画素値とする方法である。なお、画素値とは、画素の明るさや色の濃淡を表すデータ値であり、以下では、この画素値が０〜２５５の間の実数で表された場合を例に挙げて説明する。
【０００５】
しかしながら、これらの画素補間方法には、以下のような問題があった。線形補間法は、元画像（サイズ変換前の画像）の画素をサイズ変換後の画像に用いない場合、画像の高周波成分が失われ、サイズ変換後の画像にぼけが生じる可能性があった。一方、最近傍補間法は、線画画像に適用した場合、線幅が一定にならないためにエッジ部が強調され、画質が劣化する可能性があった。
【０００６】
このような背景から、上記の問題を解決する画素補間方法として、補間画素と参照画素との距離に応じて線形補間法と最近傍補間法とを切り替えて画素の補間を行う画素補間方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここでは、便宜上、この画素補間方法を線形補間／最近傍補間切替法と呼ぶ。
【０００７】
図２８は、この線形補間／最近傍補間切替法における、補間画素の両脇の参照画素２点から補間画素が受ける影響の変化を表す図である。横軸は、画素位置を０．０および１．０とした参照画素２点に対する補間画素の画素位置（位相）を示しており、一方、縦軸は、補間画素の画素値が参照画素２点から受ける影響の比率αを示している。補間画素の画素値は、この値αと画素位置０．０の参照画素の画素値との乗算結果に、値（１−α）と画素位置１．０の参照画素の画素値との乗算結果を足し合わすことで求められる。また、実線は、線形補間／最近傍補間切替法により補間した場合を示し、破線は、一般的な線形補間法により補間した場合を示している。
【０００８】
線形補間／最近傍補間切替法では、補間画素と参照画素との距離を算出し、その距離が特定の閾値以上であれば、線形補間法により補間画素を生成する。一方、補間画素と参照画素との距離が閾値以下であれば、最近傍補間法により補間画素を生成する。
【０００９】
このように、補間画素と参照画素との距離に応じて線形補間法と最近傍補間法とを切り替えると、補間画素と参照画素との距離が近い場合には、最近傍補間法により参照画素の画素値がそのまま補間画素の画素値となるため、画像の高周波成分が失われず、画像のぼけの発生を防ぐことができる。また、補間画素と参照画素との距離が遠い場合には、線形補間法が適用されるため、線幅が不均等にならず、エッジ部が強調されることを防ぐことができる。
【特許文献１】
特開２００２−２０９０９６号公報（第４〜６頁、図３〜７）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画素補間法（線形補間／最近傍補間切替法）では、図２８のように、参照画素の近傍の補間画素を生成する場合、一般の線形補間法を適用した場合に比較し、参照画素２点のうちの近い側の参照画素の影響を強く受けた補間画素が生成される。
【００１１】
このように、従来の画素補間方法は、補間画素の画素値が、その位相に比例して直線的に変化しない。このため、従来の画素補間法では、参照画素近傍の補間において元画像での画素値の変化の規則性に応じた補間画素が生成されず、画素の画素値の連続性が失われる可能性があった。
【００１２】
この従来の画素補間法における画素値の連続性の喪失について、図２９および図３０を用いて説明を加える。図２９は、サンプル画像の画素値を表す図であり、図３０は、サイズ変換後の画像（図２９に示したサンプル画像の画像サイズを２．５倍に変換した画像）の画素値を表す図である。横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は各画素の画素値を示している。なお、ここでの画素位置とは、各画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。また、図２９のサンプル画像における画素位置５の画素（図２９中にＡと表示）は、図３０の拡大処理後の画像における画素位置１１の画素（図３０中にＡと表示）に対応している。
【００１３】
図２９のサンプル画像の画素位置１〜３の画素では、画素の画素値が画素位置に比例して変化している。しかし、このサンプル画像に従来の画素補間方法により拡大処理を行うと、図３０の画素位置３、４の画素のように画素値が画素位置に比例して変化しない補間画素が生じ、画素位置に対する画素値の変化の規則性がサンプル画像におけるものと異なったものとなる。これは、図２９に示したサンプル画像の画素位置２または４の画素を参照画素として、その参照画素近傍の画素（図３０における画素位置３、４、８または９の画素）が補間された際に、この補間画素の画素値が、近傍の参照画素（図２９における画素位置２または４の画素）の画素値の影響を強く受けたことに因っている。
【００１４】
画素の補間により、近傍画素から非連続的に画素値が変化する画素が生じると、その画素が強調され、そこに輪郭があるかのように観測者に認識される可能性がある。以下、便宜上、この擬似的に生じる輪郭を偽輪郭と呼ぶ。
【００１５】
この偽輪郭が生じると、元画像とは異なった印象を観測者に与えるため、偽輪郭の発生は、画質の劣化要因となっていた。
【００１６】
本発明は、以上の背景からなされたもので、近傍画素との画素値の連続性を維持しつつ、線幅の不均等を軽減し、画像のぼけを生じずに画像の画素数を変更する画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１７】
すなわち、本発明は、元画像の状態を維持しつつ、画像の画素数を変更する画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値が入力され、これらの画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記生成画素の画素値が入力され、この画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【００２０】
更に、本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【００２１】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【００２２】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【００２３】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法についての第１の実施の形態を図１乃至８を参照して説明する。なお、以下では、元画像（サイズ変換前の画像）に対して水平方向にサイズ変換を行う場合を例に挙げて説明する。
【００２５】
まず、本実施の形態に係る画像処理装置について図１乃至９を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る画像処理装置は、バッファメモリ１、第１のフィルタであるプリフィルタ２、第２のフィルタである線形補間フィルタ３、および、制御回路４から構成されている。
【００２６】
バッファメモリ１は、入力端子５から入力された画像データ列を一時的に記憶するためのメモリである。このバッファメモリ１は、制御回路４から入力される制御信号により、後段のプリフィルタ２へと画像データ列を出力する。画像データ列とは、画像においてサイズを変換する方向に画素位置が隣接する画素の画素値を並べたものである。よって、元画像に対して水平方向にサイズ変換を行う場合には、画像データ列は、画像において水平方向に画素位置が隣接する画素の画素値を並べたものとなる。また、ここでのバッファメモリ１に入力された画像データ列とは、元画像において水平方向に画素位置が隣接する実画素（元画像を構成する画素）の画素値Ｄ１を並べたものを指している。更に、画素値とは、画素の明るさや色の濃淡を表すデータ値であり、以下では、この画素値が０〜２５５の間の実数で表された場合を例に挙げて説明する。
【００２７】
プリフィルタ２は、バッファメモリ１から入力された画像データ列をもとに、拡大処理時には高域補正された生成画素（このプリフィルタ２により新たに生成される画素）の画素値Ｄ２を算出し、縮小処理時には高域制限された生成画素の画素値Ｄ２を算出する。
【００２８】
線形補間フィルタ３は、プリフィルタ２から実画素の画素値Ｄ１および生成画素の画素値Ｄ２が入力され、拡大処理時には、実画素および生成画素を参照画素（補間画素を生成するために画素値が参照される画素）として、線形補間法により、補間画素（補間により生成される画素）の画素値Ｄ３を算出し、縮小処理時には、隣接する生成画素２点を参照画素として、線形補間法により、補間画素の画素値Ｄ３を算出する。この補間画素の画素値Ｄ３は出力端子６へと出力される。
【００２９】
制御回路４は、画素数変換比率（サイズ変換後の画像の画素数／サイズ変換前の画像の画素数）に従って、バッファメモリ１、プリフィルタ２、および、線形補間フィルタ３の動作を制御する。この画素数変換比率は、入力端子７から入力される制御パラメータにより指定される。
【００３０】
そして、以上に説明した構成により、補間画素の画素値Ｄ３が、その画素位置の順に従って、出力端子６から出力される。この画素位置の順に出力された補間画素の画素値Ｄ３は、サイズ変換後の画像において水平方向に画素位置が隣接する画素の画素値を並べたものに相当する。つまり、入力端子５から入力された元画像における画像データ列が、サイズ変換後の画像における画像データ列へと変換され、出力端子６から出力される。そして、以上のように生成された補間画素によりサイズ変換後の画像が構成される。
【００３１】
次に、プリフィルタ２の具体的な構成について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ２の構成を示す回路図である。
【００３２】
レジスタ８〜２４は、すべて、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、制御回路４により、これらのイネーブルが制御されることで、各フリップフロップの出力データの保持と更新が制御される。
【００３３】
また、これらのレジスタのうちのレジスタ８〜１５は、タップ数（生成画素の画素値Ｄ２の算出において参照される実画素の数）に応じた遅延回路を形成しており、入力端子２５から入力された実画素の画素値Ｄ１を順次遅延し、最終的に出力端子４２を介して出力する。
【００３４】
セレクタ２６は、制御回路４からの制御信号が入力端子２７を介して入力され、この制御信号をもとに、タップ数を偶数タップにするか奇数タップにするかを制御する。セレクタ２６がレジスタ１１の出力データを選択することで偶数タップが形成され、レジスタ１０の出力データを選択することで、レジスタ１１、１２から同一画素の画素値が出力され、奇数タップが形成される。
【００３５】
加算器２８〜３１は、フィルタ係数が同一となるタップ位置の実画素の画素値Ｄ１を加算する。また、入力端子３２には、制御回路４から各タップ位置に対するフィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が入力され、加算器２８〜３１による加算結果が乗算器３３〜３６でフィルタ係数と乗算され、この乗算結果の総和が加算器３７〜３９で算出される。ここで、上記のような画像データ列のフィルタ係数による演算を畳み込み演算と呼ぶこととする。
【００３６】
振幅制限器４０は、加算器３９から出力された乗算結果の総和に対して四捨五入を行い、更に、最大振幅以内（０〜２５５）に制限して、レジスタ２４を介して出力端子４１へと出力する。そして、この出力端子４１から出力される画素値が、新たに生成される生成画素の画素値Ｄ２となる。
【００３７】
この生成画素の画素位置は、セレクタ２６によりタップ数を偶数タップとするか奇数タップとするかによって異なる。これについて、図３および図４を参照しながら説明する。図３は、偶数タップを形成した場合の生成画素と実画素との位置関係を示し、図４は、奇数タップを形成した場合の生成画素と実画素との位置関係を示している。ここで、図中の各実画素の下に付した符号は、その実画素の画素値が保持されたレジスタの符号を示しており、また、２つの実画素を結ぶ線は、その線により結ばれた実画素の画素値が、畳み込み演算において同一のフィルタ係数を乗算されることを示している。例えば、レジスタ８、１５に画素値が保持された２つの実画素は同一のフィルタ係数Ｃ１が乗算され、レジスタ９、１４に画素値が保持された２つの実画素は同一のフィルタ係数Ｃ２が乗算される。
【００３８】
偶数タップを形成すると、図３に示すように、レジスタ１１、１２の出力に画素値が保持された２つの実画素の中間を中心として実画素が対称に位置する。この対称に位置する実画素には同一のフィルタ係数が乗算されるため、畳み込み演算により生成される生成画素の画素位置は、レジスタ１１、１２の出力に画素値が保持された２つの実画素の中間位置となる。一方、奇数タップを形成すると、図４に示すように、レジスタ１１、１２の出力に画素値が保持された実画素を中心として他の実画素が対称に位置する。この対称に位置する実画素には同一のフィルタ係数が掛け合わされるため、畳み込み演算により生成される生成画素の画素位置は、中心の実画素と同一の画素位置となる。
【００３９】
次に、出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素との位置関係について図５および図６を参照して説明する。図５は、偶数タップを形成した場合のプリフィルタ２の動作を示すタイムチャートであり、図６は、奇数タップを形成した場合のプリフィルタ２の動作を示すタイムチャートである。図５および図６は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ９までの各々の時刻において、入力端子２５、レジスタ８〜１５、加算器２８〜３１、乗算器３３〜３６、および、出力端子４１、４２に入力されるデータの値を示している。また、ｄ００〜ｄ１５は元画像において水平方向に隣接する実画素の画素値Ｄ１であり、時刻Ｔ１から時刻Ｔ９までの間に入力端子２５から画素位置の順に入力される。更に、出力端子４１から出力される生成画素の画素値Ｄ２は関数で表されている。例えば、ｆｌｔ（ｄ００，．．．，ｄ０３，ｄ０４，．．．，ｄ０７）はｄ００〜ｄ０７の実画素を用いて畳み込み演算を行った値を示し、ｆｌｔ（ｄ０１，．．．，ｄ０４，ｄ０５，．．．，ｄ０８）はｄ０１〜ｄ０８の実画素を用いて畳み込み演算を行った値を示している。
【００４０】
まず、偶数タップを形成した場合の出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素との位置関係について図５を参照して説明する。時刻Ｔ５に、出力端子４１からデータｆｌｔ（ｄ００，．．．，ｄ０３，ｄ０４，．．．，ｄ０７）が出力され、出力端子４２から実画素の画素値ｄ０３が出力される。偶数タップを形成すると、畳み込み演算により生成される生成画素の画素位置は、レジスタ１１、１２の出力に画素値が保持された２つの実画素の中間位置となる。つまり、ｄ００〜ｄ０７の実画素を用いて畳み込み演算を行うと、得られる演算結果は実画素ｄ０３と実画素ｄ０４との間に位置する生成画素の画素値となる。このため、時刻Ｔ５に出力端子４１から画素値が出力される生成画素は、出力端子４２から画素値が出力される実画素よりも０．５画素前に位置することとなる。この出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素と生成画素との位置関係は、他の時刻においても同様である。
【００４１】
次に、奇数タップを形成した場合の出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素との位置関係について図６を参照して説明する。時刻Ｔ５に、出力端子４１からデータｆｌｔ（ｄ００，．．．，ｄ０３，ｄ０３，．．．，ｄ０６）が出力され、出力端子４２から実画素の画素値ｄ０３が出力される。奇数タップを形成すると、畳み込み演算により生成される生成画素の画素位置は、中心の実画素と同一の画素位置となる。つまり、ｄ００〜ｄ０６の実画素を用いて畳み込み演算を行うと、得られる演算結果は実画素ｄ０３と同一位置に位置する生成画素の画素値となる。このため、時刻Ｔ５に出力端子４１から画素値が出力される生成画素は、出力端子４２から画素値が出力される実画素と同一の画素位置となる。この出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素が生成画素との位置関係は、他の時刻においても同様である。
【００４２】
このように、出力端子４１から画素値が出力される生成画素と出力端子４２から画素値が出力される実画素が生成画素との位置関係は、偶数タップ形成時には、実画素が生成画素よりも０．５画素前に位置することとなり、奇数タップ形成時には、実画素と生成画素とが同一の画素位置となる。
【００４３】
なお、拡大処理を行う場合には、偶数タップを形成することで生成画素の画素位置を実画素の中間位置とし、実画素間に生成画素を補間して画素数の２倍化処理を行う。そして、この生成画素の補間により、画像データ列の高周波成分が周波数特性に応じて強調されるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定する。図２９に示されたサンプル画像に対して生成画素で補間を行った画像の画素値を表す図を図７に示す。横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は各画素の画素値を示している。また、図２９のサンプル画像における画素位置５の画素（図２９中にＡと表示）は、図７の生成画素で補間を行った画像における画素位置９の画素（図７中にＡと表示）に対応している。なお、ここでの画素位置とは、生成画素で補間後の画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。また、斜線を施した部分は実画素間に補間された生成画素を示しており、斜線を施していない部分は実画素を示している。生成画素が実画素間に補間されることで、画素数が２倍化し、更に、高周波成分が強調されている。ここで、以上のように、生成画素の画素値Ｄ２を、実画素間への補間により画像データ列の高周波成分を強調する値とすることを、高域補正と呼び、また、高域補正された生成画素を生成することを高域補正処理と呼ぶこととする。
【００４４】
一方、縮小処理を行う場合には、偶数タップと奇数タップとのどちらを形成しても良い。この場合、出力端子４１から出力される生成画素の画素値Ｄ２は、実画素による画像データ列とは別の新たな画像データ列を構成する。そして、この生成画素による新たな画像データ列が、実画素による画像データ列の高周波成分を抑制したものとなるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定する。ここで、以上のように、生成画素の画素値Ｄ２を、実画素による画像データ列よりも高周波成分が抑制された新規な画像データ列を構成する値とすることを、高域制限と呼び、また、高域制限された生成画素を生成することを高域制限処理と呼ぶこととする。
【００４５】
次に、線形補間フィルタ３の具体的な構成について図８を参照しながら説明する。図８は、本実施の形態に係る画像処理装置における線形補間フィルタ３の構成を示す回路図である。
【００４６】
入力端子４３には、プリフィルタ２の出力端子４１から出力された生成画素の画素値Ｄ２が入力される。また、入力端子４４には、プリフィルタ２の出力端子４２から出力された実画素の画素値Ｄ１が入力される。
【００４７】
レジスタ４５は、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、制御回路４によりイネーブルが制御されることで、入力端子４３から入力される生成画素に対して１画素前に入力された生成画素の画素値Ｄ２を出力に保持している。
【００４８】
レジスタ４６〜５０は、１クロックごとに出力データを更新するＤ型フリップフロップである。
【００４９】
セレクタ５１は、制御回路４からの制御信号が入力端子５２を介して入力され、この制御信号をもとに、入力端子４３から入力された生成画素の画素値Ｄ２、または、レジスタ４５の出力データのいずれか一方を選択して出力する。このセレクタ５１は、縮小処理時には、レジスタ４５の出力データを選択する。一方、拡大処理時には、入力端子４４から入力された実画素よりも前の画素位置の補間を行う場合には、レジスタ４５の出力データ（実画素よりも０．５画素前に位置する生成画素の画素値）を選択し、実画素よりも後の画素位置の補間を行う場合には、入力端子４３から入力された生成画素の画素値Ｄ２（実画素よりも０．５画素後に位置する生成画素の画素値）を選択する。
【００５０】
セレクタ５３は、制御回路４からの制御信号が入力端子５４を介して入力され、この制御信号をもとに、入力端子４３から入力された生成画素の画素値Ｄ２、または、入力端子４４から入力された実画素の画素値Ｄ１のいずれか一方を選択して出力する。縮小処理時には、入力端子４３から入力された生成画素の画素値Ｄ２を選択し、拡大処理時には、入力端子４４から入力された実画素の画素値Ｄ１を選択する。
【００５１】
加算器５５は、セレクタ５１の出力データａ１が反転器５６でビット反転されて生成された補数画素値と、セレクタ５３の出力データａ２と値１とを加算し、セレクタ５３の出力データａ２とセレクタ５１の出力データａ１との差分ｃ１（＝ａ２−ａ１）を算出する。
【００５２】
乗算器５７は、制御回路４から補間画素の位相に応じた乗算係数ｂが入力端子５８を介して入力され、乗算結果ｃ２（＝ｂ×（ａ２−ａ１））を算出する。ここで、補間画素の位相とは、２つの参照画素（ａ１，ａ２の画素値をもつ画素）の画素位置から補間画素の画素位置までの距離のことを指している。
【００５３】
加算器５９は、乗算結果ｃ２（＝ｂ×（ａ２−ａ１））およびセレクタ５１の出力データａ１が、レジスタ４８、４９を介して入力され、演算結果ｃ３（＝ａ１＋ｂ×（ａ２−ａ１））を算出する。この演算結果ｃ３（＝ａ１＋ｂ×（ａ２−ａ１）は、表現を変えると、ａ１×（１−ｂ）＋ａ２×ｂと表され、この演算により、補間画素の位相に応じた線形補間データが生成される。
【００５４】
四捨五入器６０は、この線形補間データを四捨五入し、レジスタ５０および出力端子６１を介して出力する。そして、この出力データが、サイズ変換後の画像の画像データを構成する補間画素の画素値Ｄ３となる。
【００５５】
本実施の形態に係る画像処理装置により、図２９に示されたサンプル画像の画素数を２．５倍に拡大処理した画像の画素値を表す図を図９に示す。横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は各画素の画素値を示している。また、図２９のサンプル画像における画素位置５の画素（図２９中にＡと表示）は、図９の拡大処理後の画像における画素位置１１の画素（図９中にＡと表示）に対応している。なお、ここでの画素位置とは、拡大処理後の画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。本実施の形態に係る画像処理装置により拡大処理した画像は、拡大処理によっても高周波成分が失われておらず、更に、図３０に示した従来の線形補間／最近傍補間切替法により拡大処理した画像とは異なり、画素の画素値が非連続的に変化することによる偽輪郭が発生していない。
【００５６】
上記のように、本実施の形態に係る画像処理装置は、画像の拡大処理において、隣接する実画素の中間に位置する高域強調された生成画素を生成し、この高域強調された生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。このように、本実施の形態に係る画像処理装置は、線形補間前に画像の高周波成分を強調しているため、線形補間法により画素の補間を行っても画像の高周波成分が失われることがなく、高周波成分の喪失による画像のぼけの発生を防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、画素補間方法に線形補間法を採用しており、参照画素の補間画素の画素値Ｄ３に対する影響度が補間画素の位相に比例している。このため、従来の線形補間／最近傍補間切替法により画素の補間を行った場合のように、偽輪郭が発生することがない。
【００５８】
更に、一般的に、高周波成分の強い画像に縮小処理を行うと、元画像と異なった印象を与える画像となることがある。しかしながら、本実施の形態に係る画像処理装置は、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、縮小処理において、より自然な画像を得ることができる。
【００５９】
次に、本実施の形態に係る画像処理方法について図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、画素数変換比率を設定する（Ｓ１１）。そして、ステップＳ１１において設定された画素数変換比率から画像サイズ変換処理が縮小処理になるかどうかを判断する（Ｓ１２）。
【００６１】
ステップＳ１２において縮小処理になると判断された場合は、バッファメモリ１に記憶する画像データ列を更新し（Ｓ１３）、このバッファメモリ１から読み出した実画素の画素値Ｄ１を用いて帯域制限処理を行い、帯域制限された生成画素の画素値Ｄ２を算出する（Ｓ１４）。そして、次に、この帯域制限された生成画素の画素値Ｄ２を用いて線形補間処理を行い、補間画素の画素値Ｄ３を線形補間法により算出する（Ｓ１５）。この線形補間処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合は、ステップＳ１３に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ１３からＳ１５までの処理を繰り返す（Ｓ１６）。
【００６２】
一方、ステップＳ１２において縮小処理にならないと判断された場合（拡大処理となると判断された場合）は、バッファメモリ１に記憶する画像データ列を更新し（Ｓ１７）、このバッファメモリ１から読み出した実画素の画素値Ｄ１を用いて高域補正処理を行い、高域補正された生成画素の画素値Ｄ２を算出する（Ｓ１８）。この高域補正処理により、生成画素が実画素間に補間され、画素数の２倍化処理が行われる。そして、次に、実画素の画素値Ｄ１および高域補正された生成画素の画素値Ｄ２を用いて線形補間処理を行い、補間画素の画素値Ｄ３を算出する（Ｓ１９）。この線形補間処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合は、ステップＳ１７に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ１７からＳ１９までの処理を繰り返す（Ｓ１１０）。
【００６３】
以上において説明した本実施の形態に係る画像処理方法は、画像の拡大処理において、隣接する実画素の中間に位置する高域強調された生成画素を生成し、この高域強調された生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。このように、本実施の形態に係る画像処理方法は、線形補間前に画像の高周波成分を強調しているため、線形補間法により画素の補間を行っても画像の高周波成分が失われることがなく、高周波成分の喪失による画像のぼけの発生を防ぐことができる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る画像処理方法は、画素補間方法に線形補間法を採用しており、補間画素の画素値Ｄ３が補間画素の位相に比例して直線的に変化している。このため、従来の線形補間／最近傍補間切替法により画素の補間を行った場合のように、偽輪郭が発生することがない。
【００６５】
更に、本実施の形態に係る画像処理方法は、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、縮小処理において、より自然な画像を得ることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態に係る画像処理装置の説明において、プリフィルタ２および線形補間フィルタ３の具体的な回路構成を示しているが、これらの回路構成は、これらに限られない。
【００６７】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、２点の画素を参照画素として線形補間を行っているが、これに限られず、より多くの画素を参照画素として線形補間を行っても構わない。
【００６８】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置における各構成要素（バッファメモリ１、プリフィルタ２、線形補間フィルタ３、および、制御回路４）は、そのすべてが同一の半導体チップ内に設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【００６９】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、高域補正処理により実画素間に生成画素を補間し、画素数を２倍に増大させているが、この画素数の増大率は２倍に限らない。例えば、画素数を２倍化した後、画素数が２倍化された画像データ列を、再度、プリフィルタ２に入力することで、画素数を４倍化しても構わない。
【００７０】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、縮小処理において線形補間を行っているが、この線形補間は、必ずしも、必須の処理ではない。線形補間を行わずに、高域制限された生成画素を一定の間隔おきに抽出して新たな画像を構成することによっても、線形補間を行った場合と同様の効果が得られる。
【００７１】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、画像の水平方向のサイズ変換を行う場合を例に挙げて説明しているが、これに限られない。例えば垂直方向など他の方向に対して実施した場合においても、水平方向のサイズ変換を行った場合と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、一次元方向（水平方向）のサイズ変換についてのみ説明しているが、例えば、水平方向のサイズ変換を行った後に、この水平方向のサイズ変換がなされた画像を元画像として、垂直方向に対しても同様のサイズ変換を行うことで、２次元方向のサイズ変換を行うことができる。なお、この際は、一画面分の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよいし、所定のライン数の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよい。
（第２の実施の形態）
以下に、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法についての第２の実施の形態を図１１乃至１６を参照して説明する。
【００７３】
まず、本実施の形態に係る画像処理装置について図１１乃至１５を参照して説明する。
【００７４】
図１１は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態において図１を参照して説明したものと共通する部分については、図１と同一符号を付し、その説明を省略する。図１１に示すように、本実施の形態に係る画像処理装置は、バッファメモリ１、第１のフィルタであるプリフィルタ６２、第２のフィルタである線形補間フィルタ６３、および、制御回路４とから構成されている。
【００７５】
プリフィルタ６２は、バッファメモリ１から入力された画像データ列をもとに、拡大処理時には高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を算出し、縮小処理時には高域制限された生成画素の画素値Ｄ２を算出する。
【００７６】
線形補間フィルタ６３は、プリフィルタ６２から生成画素の画素値Ｄ２が入力され、隣接する生成画素２点を参照画素として、線形補間法により、補間画素の画素値Ｄ３を算出する。この補間画素の画素値Ｄ３は出力端子６へと出力される。
【００７７】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ６２の具体的な構成について図１２を参照しながら説明する。図１２は、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ６２の構成を示す回路図である。なお、第１の実施の形態において図２を参照して説明したものと共通する部分については、図２と同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
セレクタ２６は、タップ数を偶数タップにするか奇数タップにするかを制御するためのものであり、レジスタ１１の出力データを選択されることで偶数タップが形成され、レジスタ１０の出力データが選択されることで、レジスタ１１、１２から同一画素値が出力され、奇数タップが形成される。なお、本実施の形態においては、拡大処理および縮小処理ともに、偶数タップと奇数タップとのどちらを形成しても良い。
【００７９】
四捨五入器６４は、加算器３９から出力された畳み込み演算の結果に対して四捨五入を行い、最大振幅以内（０〜２５５）に制限せずに、レジスタ２４を介して出力端子４１へと出力する。
【００８０】
そして、この出力端子４１から出力されるデータが、実画素による画像データ列とは別の新たな画像データ列を構成する生成画素の画素値Ｄ２となる。
【００８１】
ここで、拡大処理時には、この生成画素による新たな画像データ列が、実画素による画像データ列の高周波成分を強調したものとなるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定する。図２９に示されたサンプル画像をもとに上記のフィルタ係数を用いて算出した生成画素の画素値を表す図を図１３に示す。横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は各画素の画素値を示している。なお、ここでの画素位置とは、生成画素からなる画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。また、図１３では、奇数タップを形成し、実画素と同一の画素位置をもつ生成画素を生成した場合を示している。画素位置１、５、９の画素の画素値が増大し、かつ、画素位置３、７、１１の画素の画素値が減少することで、画像データ列全体の振幅が増大され、図２９に示されたサンプル画像の高周波成分が強調されている。ここで、以上のように、生成画素の画素値Ｄ２を、実画素による画像データ列よりも高周波成分が強調された新規な画像データ列を構成する値とすることを、高域強調と呼び、また、高域強調された生成画素を生成することを高域強調処理と呼ぶこととする。
【００８２】
一方、縮小処理時には、生成画素による新たな画像データ列が、実画素による画像データ列の高周波成分を抑制したものとなるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定する。つまり、第１の実施の形態において説明した高域制限がなされた生成画素の画素値Ｄ２が求まるように、フィルタ係数を設定する。
【００８３】
次に、線形補間フィルタ６３の具体的な構成について図１４を参照しながら説明する。図１４は、本実施の形態に係る画像処理装置における線形補間フィルタ６３の構成を示す回路図である。
【００８４】
入力端子６５には、プリフィルタ２の出力端子４１から出力された生成画素の画素値Ｄ２が入力される。
【００８５】
レジスタ６６は、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、制御回路４によりイネーブルが制御されることで、入力端子６５から入力される生成画素に対して１画素前に入力された生成画素の画素値Ｄ２を出力に保持している。
【００８６】
レジスタ６７〜７１は、１クロックごとに出力データを更新するＤ型フリップフロップである。
【００８７】
加算器７２は、レジスタ６６の出力データａ１が反転器７３でビット反転されて生成された補数画素値と、入力端子６５から入力される生成画素の画素値ａ２と値１とを加算し、生成画素の画素値ａ２とレジスタ６６の出力データａ１との差分ｃ１（＝（ａ２−ａ１））を算出する。
【００８８】
乗算器７４は、制御回路４から補間画素の位相に応じた乗算係数ｂが入力端子７５を介して入力され、乗算結果ｃ２（＝ｂ×（ａ２−ａ１））を算出する。
【００８９】
加算器７６は、乗算結果ｃ２（＝ｂ×（ａ２−ａ１））およびレジスタ６６の出力データａ１が、レジスタ６９、７０を介して入力され、演算結果ｃ３（＝ａ１＋ｂ×（ａ２−ａ１））を演算する。この演算結果ｃ３（＝ａ１＋ｂ×（ａ２−ａ１））は、表現を変えると、ａ１×（１−ｂ）＋ａ２×ｂと表され、この演算により、補間画素の位相に応じた線形補間データが生成される。
【００９０】
振幅制限器７７は、この線形補間データを四捨五入し、更に、画素の画素値を最大振幅以内（０〜２５５）に制限して、レジスタ７１および出力端子７８を介して出力する。そして、この出力データが、サイズ変換後の画像の画像データを構成する補間画素の画素値Ｄ３となる。
【００９１】
また、振幅制限器７７は加算器７６の後段に設けられ、生成画素の画素値Ｄ２ではなく線形補間データを振幅制限するように構成されている。高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を補間画素の算出に用いられる前に振幅制限し、その振幅制限された生成画素の画素値をもとに線形補間を行うと、線形補間に用いられる参照画素の数が増えるため、本実施の形態のように、高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を補間画素の算出に用いられる前に振幅制限しない方が望ましい。
【００９２】
本実施の形態に係る画像処理装置により、図２９に示されたサンプル画像の画素数を２．５倍に拡大処理した画像の画素値を表す図を図１５に示す。横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は各画素の画素値を示している。また、図２９のサンプル画像における画素位置５の画素（図２９中にＡと表示）は、図１５の拡大処理後の画像における画素位置１１の画素（図１５中にＡと表示）に対応している。なお、ここでの画素位置とは、拡大処理後の画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。本実施の形態に係る画像処理装置により拡大処理した画像は、拡大処理によっても高周波成分が失われておらず、更に、図３０に示された従来の線形補間／最近傍補間切替法により拡大処理した画像とは異なり、画素の画素値が非連続的に変化することによる偽輪郭が発生していない。
【００９３】
上記のように、本実施の形態に係る画像処理装置は、画像の拡大処理において、高域強調された生成画素を生成し、この高域強調された生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。このため、本実施の形態に係る画像処理装置は、拡大処理において、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、第１の実施の形態同様、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、縮小処理においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
次に、本実施の形態に係る画像処理方法について図１６を参照して説明する。図１６は、本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は、第１の実施の形態の説明において図１０を参照して説明した高域補正処理（図１０のステップＳ１８）を高域強調処理（ステップＳ２８）に置き換えたものであり、他のステップは同一である。よって、ここでは、第１の実施の形態に係る画像処理方法と共通するステップについては、その説明を省略する。
【００９６】
ステップＳ２２において縮小処理にならないと判断された場合（拡大処理となると判断された場合）は、バッファメモリ１に記憶する画像データ列を更新し（Ｓ２７）、このバッファメモリ１から読み出した実画素の画素値Ｄ１を用いて高域強調処理を行い、高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を算出する（Ｓ２８）。そして、次に、高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を用いて線形補間処理を行い、補間画素の画素値Ｄ３を算出する（Ｓ２９）。この線形補間処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合は、ステップＳ２７に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ２７からＳ２９までの処理を繰り返す（Ｓ２１０）。
【００９７】
以上において説明した本実施の形態に係る画像処理方法は、画像の拡大処理において、高域強調された生成画素を生成し、この高域強調された実画素を参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。また、本実施の形態に係る画像処理方法は、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、本実施の形態に係る画像処理方法は、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
なお、本実施の形態に係る画像処理装置の説明において、第１の実施の形態同様、プリフィルタ６２および線形補間フィルタ６３の具体的な回路構成を示しているが、これらの回路構成は、これらに限られない。
【００９９】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、２点の画素を参照画素として線形補間を行っているが、第１の実施の形態同様、これに限られず、より多くの画素を参照画素として線形補間を行っても構わない。
【０１００】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置における各構成要素（バッファメモリ１、プリフィルタ６２、線形補間フィルタ６３、および、制御回路４）は、第１の実施の形態同様、そのすべてが同一の半導体チップ内に設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【０１０１】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、縮小処理において線形補間を行っているが、第１の実施の形態同様、この線形補間は、必ずしも、必須の処理ではない。線形補間を行わずに、高域制限された生成画素を一定の間隔おきに抽出して新たな画像を構成することによっても、線形補間を行った場合と同様の効果が得られる。
【０１０２】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、画像の水平方向のサイズ変換を行う場合を例に挙げて説明しているが、第１の実施の形態同様、これに限られない。例えば垂直方向など他の方向に対して実施した場合においても、水平方向のサイズ変換を行った場合と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、一次元方向（水平方向）のサイズ変換についてのみ説明しているが、第１の実施の形態同様、例えば、水平方向のサイズ変換を行った後に、この水平方向のサイズ変換がなされた画像を元画像として、垂直方向に対しても同様のサイズ変換を行うことで、２次元方向のサイズ変換を行うことができる。なお、この際は、一画面分の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよいし、所定のライン数の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよい。
（第３の実施の形態）
以下に、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法についての第３の実施の形態を図１７乃至２０を参照して説明する。
【０１０４】
まず、本実施の形態に係る画像処理装置について図１７乃至１９を参照して説明する。
【０１０５】
図１７は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態において図１を参照して説明したものと共通する部分については、図１と同一符号を付し、その説明を省略する。図１７に示すように、本実施の形態に係る画像処理装置は、バッファメモリ１、第１のフィルタであるプリフィルタ７９、第２のフィルタである線形補間フィルタ８０、および、制御回路４とから構成されている。
【０１０６】
プリフィルタ７９は、バッファメモリ１から入力された画像データ列をもとに、拡大処理時には高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を算出し、縮小処理時には高域制限された生成画素の画素値Ｄ２を算出する。この高域補正、高域強調および高域制限は、第１および第２の実施の形態において説明したものと同一である。
【０１０７】
線形補間フィルタ８０は、プリフィルタ７９から実画素の画素値Ｄ１および生成画素の画素値Ｄ２が入力され、生成画素が高域補正されたものである場合は、実画素および生成画素を参照画素として、線形補間法により、補間画素の画素値Ｄ３を算出し、生成画素が高域強調もしくは高域制限されたものである場合は、隣接する生成画素２点を参照画素として、線形補間法により、補間画素の画素値Ｄ３を算出する。この補間画素の画素値Ｄ３は出力端子６へと出力される。
【０１０８】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ７９の具体的な構成について図１８を参照しながら説明する。図１８は、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ７９の構成を示す回路図である。なお、第１の実施の形態において図２を参照して説明したものと共通する部分については、図２と同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０９】
四捨五入器８１は、加算器３９から出力された畳み込み演算の結果に対して四捨五入を行い、画素の画素値を最大振幅以内（０〜２５５）に制限せずに、レジスタ２４を介して出力端子４１へと出力する。そして、この出力端子４１から出力される画素値が生成画素の画素値Ｄ２となる。
【０１１０】
また、畳み込み演算に用いられるフィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、拡大処理時には、生成画素の画素値Ｄ２に高域補正または高域強調のいずれかの処理がほどこされるように設定され、縮小処理時には、生成画素の画素値Ｄ２に高域制限がほどこされるように設定されている。
【０１１１】
更に、拡大処理時に高域補正をほどこす場合には、セレクタ２６にレジスタ１１の出力データを選択させ、偶数タップを形成する。一方、拡大処理時に高域強調をほどこす場合、または、縮小処理時には、偶数タップまたは奇数タップのいずれを形成しても構わない。
【０１１２】
次に、線形補間フィルタ８０の具体的な構成について図１９を参照しながら説明する。図１９は、本実施の形態に係る画像処理装置における線形補間フィルタ８０の構成を示す回路図である。なお、第１の実施の形態において図３を参照して説明したものと共通する部分については、図３と同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１３】
プリフィルタ７９が拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域補正をほどこした場合には、セレクタ５３は、入力端子４４から入力される実画素の画素値Ｄ１を選択する。一方、プリフィルタ７９が拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域強調をほどこした場合、または、縮小処理時には、セレクタ５３は、入力端子４３から入力される生成画素の画素値Ｄ２を選択する。これにより、拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域補正をほどこした場合には、生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により補間画素の画素値Ｄ３が算出され、拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域強調をほどこした場合、または、縮小処理時には、画素位置が隣接する２つの生成画素を参照画素として線形補間法により補間画素の画素値Ｄ３が算出される。
【０１１４】
振幅制限器８２は、加算器５９から出力される線形補間データを四捨五入し、更に、最大振幅以内（０〜２５５）に制限して、レジスタ５０および出力端子６１を介して出力する。そして、この出力データが、サイズ変換後の画像の画像データを構成する補間画素の画素値Ｄ３となる。
【０１１５】
また、振幅制限器８２は加算器５９の後段に設けられ、生成画素の画素値Ｄ２ではなく線形補間データを振幅制限するように構成されている。高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を補間画素の算出に用いられる前に振幅制限し、その振幅制限された生成画素の画素値をもとに線形補間を行うと、線形補間に用いられる参照画素の数が増えるため、本実施の形態のように、高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を補間画素の算出に用いられる前に振幅制限しない方が望ましい。
【０１１６】
以上において説明した本実施の形態に係る画像処理装置は、画像の拡大処理において、高域補正または高域強調のいずれかの処理がほどこされた生成画素を生成し、この生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。このため、本実施の形態に係る画像処理装置は、拡大処理において、第１および第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、上記の拡大処理において、生成画素に高域補正または高域強調のいずれの処理を行うかを、畳み込み演算に用いるフィルタ係数を選択することにより、任意に変更することができる。高域補正は、実画素間への生成画素の補間により、線形補間における参照画素の数が２倍化されるため、高周波成分を強調する度合いが弱くても良く、特に自然画像の拡大に適している。一方、高域強調は、実画素を線形補間の参照画素に用いていないため、高周波成分を強調する度合いを強くすることができ、テキスト画像の拡大に適している。
【０１１８】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置は、第１および第２の実施の形態同様、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、縮小処理においても、第１および第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
次に、本実施の形態に係る画像処理方法について図２０を参照して説明する。図２０は、本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。図２０は、本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は、拡大処理において、高域補正処理（図１０のステップＳ１８）または高域強調処理（図１６のステップＳ２８）のいずれを行うかを実施者が選択できるものであり、他のステップは、第１および第２の実施の形態と同一である。よって、ここでは、第１および第２の実施の形態に係る画像処理方法と共通するステップについては、その説明を省略する。
【０１２０】
ステップＳ３２において縮小処理にならないと判断された場合（拡大処理となると判断された場合）、引き続いて、拡大処理において高域補正処理を行うか判断する（Ｓ３７）。
【０１２１】
ステップＳ３７において、高域補正処理を行うと判断された場合、第１の実施の形態において図１０を参照して説明したステップＳ１７からＳ１１０までの処理と同様の処理を行う（Ｓ３８〜３１１）。
【０１２２】
一方、ステップＳ３７において、高域補正処理を行わないと判断された場合（高域強調処理を行うと判断された場合）、第２の実施の形態において図１６を参照して説明したステップＳ２７からＳ２１０までの処理と同様の処理を行う（Ｓ３１２〜３１５）。
【０１２３】
以上において説明した本実施の形態に係る画像処理方法は、画像の拡大処理において、高域補正または高域強調のいずれかの処理がほどこされた生成画素を生成し、この生成画素と実画素とを参照画素として線形補間法により画素の補間を行っている。また、本実施の形態に係る画像処理方法は、縮小処理において、高域制限した生成画素を生成することで画像の高周波成分を抑制している。このため、本実施の形態に係る画像処理方法は、第１および第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
また、本実施の形態に係る画像処理方法は、拡大処理において、生成画素に高域補正または高域強調のいずれの処理を行うかを、任意に変更することができる。このため、対象の画像に合わせて、より最適な方法により拡大処理を行うことができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態に係る画像処理装置の説明において、第１および第２の実施の形態同様、プリフィルタ７９および線形補間フィルタ８０の具体的な回路構成を示しているが、これらの回路構成は、これらに限られない。
【０１２６】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、２点の画素を参照画素として線形補間を行っているが、第１および第２の実施の形態同様、これに限られず、より多くの画素を参照画素として線形補間を行っても構わない。
【０１２７】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置においては、生成画素の画素値Ｄ２が、補間画素の算出に参照画素として用いられる前に振幅制限されていないが、第２の実施の形態同様、これに限られず、生成画素の画素値Ｄ２は、補間画素の算出に用いられる前に振幅制限されても構わない。
【０１２８】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置における各構成要素（バッファメモリ１、プリフィルタ７９、線形補間フィルタ８０、および、制御回路４）は、第１および第２の実施の形態同様、そのすべてが同一の半導体チップ内に設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【０１２９】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、高域補正処理により実画素間に生成画素を補間し、画素数を２倍に増大させているが、第１の実施の形態同様、この画素数の増大率は２倍に限らない。
【０１３０】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、縮小処理において線形補間を行っているが、第１および第２の実施の形態同様、この線形補間は、必ずしも、必須の処理ではない。線形補間を行わずに、高域制限された生成画素を一定の間隔おきに抽出して新たな画像を構成することによっても、線形補間を行った場合と同様の効果が得られる。
【０１３１】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、画像の水平方向のサイズ変換を行う場合を例に挙げて説明しているが、第１および第２の実施の形態同様、これに限られない。例えば垂直方向など他の方向に対して実施した場合においても、水平方向のサイズ変換を行った場合と同様の効果を得ることができる。
【０１３２】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、一次元方向（水平方向）のサイズ変換についてのみ説明しているが、第１および第２の実施の形態同様、例えば、水平方向のサイズ変換を行った後に、この水平方向のサイズ変換がなされた画像を元画像として、垂直方向に対しても同様のサイズ変換を行うことで、２次元方向のサイズ変換を行うことができる。なお、この際は、一画面分の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよいし、所定のライン数の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよい。
（第４の実施の形態）
以下に、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法についての第４の実施の形態を図２１乃至２７を参照して説明する。
【０１３３】
生成画素に高域強調をほどこす場合、図１２および図１８に示されたプリフィルタにおけるフィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４によっては、画像データ列全体の振幅が過剰に増大され、元画像において画素値の変化が緩やかな部分が拡大処理後の画像において過剰に強調される場合がある。本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、上記課題に適用されるものである。
【０１３４】
まず、本実施の形態に係る画像処理装置について図２１乃至２４を参照して説明する。
【０１３５】
図２１は、本実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。なお、第１の実施の形態において図１を参照して説明したものと共通する部分については、図１と同一符号を付し、その説明を省略する。図２１に示すように、本実施の形態に係る画像処理装置は、バッファメモリ１、第１のフィルタであるプリフィルタ８３、画素値許容範囲決定回路８４、第２のフィルタである線形補間フィルタ８５、および、制御回路８６とから構成されている。
【０１３６】
プリフィルタ８３は、バッファメモリ１から入力された画像データ列をもとに、拡大処理時には高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を算出し、縮小処理時には高域制限された生成画素の画素値Ｄ２を算出する。
【０１３７】
画素値許容範囲決定回路８４は、プリフィルタ８３から実画素の画素値Ｄ１が入力され、この実画素の画素値Ｄ１を用いて補間画素の画素値Ｄ３の許容範囲を算出する。すなわち、画素値許容範囲決定回路８４は、実画素の画素値Ｄ１を用いて補間画素の画素値Ｄ３の許容最大値および許容最小値を算出する。
【０１３８】
線形補間フィルタ８５は、プリフィルタ８３から生成画素の画素値Ｄ２が入力され、隣接する生成画素２点を参照画素として、線形補間法により、補間画素の画素値Ｄ３を算出する。ここで、この補間画素の画素値Ｄ３は、画素値許容範囲決定回路８４が算出した補間画素の画素値Ｄ３の許容範囲（許容最小値から許容最大値までの範囲）に振幅制限される。すなわち、生成画素２点を参照画素とした線形補間により算出された線形補間データが許容範囲内の値である場合は、その線形補間データを補間画素の画素値Ｄ３とする。一方、線形補間データが許容最大値よりも大きい場合には、その許容最大値を補間画素の画素値Ｄ３とし、線形補間データが許容最小値よりも小さい場合には、その許容最小値を補間画素の画素値Ｄ３とする。この許容範囲に振幅制限された補間画素の画素値Ｄ３は出力端子６に出力される。
【０１３９】
制御回路８６は、画素数変換比率に従って、バッファメモリ１、プリフィルタ８３、画素値許容範囲決定回路８４、および、線形補間フィルタ８５の制御を行う。
【０１４０】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置におけるプリフィルタ８３の具体的な構成について説明する。
【０１４１】
プリフィルタ８３の具体的な構成は、第３の実施の形態において図１８を参照して説明したものと同一である。ただ、第３の実施の形態にいいては、拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域補正または高域強調のいずれかの処理がほどこされるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定するのに対し、本実施の形態においては、拡大処理時に生成画素の画素値Ｄ２に高域強調処理がほどこされるように、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を設定する。
【０１４２】
図２２に示されたサンプル画像をもとにプリフィルタ８３により算出した生成画素の画素値を表す図を図２３に示す。図２２および図２３において横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は、各画素の画素値を示している。なお、ここでの画素位置とは、画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。
【０１４３】
図２２に示されたサンプル画像における画素位置１、５、９の画素の画素値が増大し、かつ、画素位置３、７、１１の画素の画素値が減少することで、図２３に示された生成画素による画像データ列は、サンプル画像に比較して画像データ列全体の振幅が増大し、高周波成分が強調されている。
【０１４４】
次に、本実施の形態に係る画像処理装置における画素値許容範囲決定回路８４の具体的な構成について図２４を参照しながら説明する。図２４は、本実施の形態に係る画像処理装置における画素値許容範囲決定回路８４の構成を示す回路図である。
【０１４５】
入力端子８７には、プリフィルタ８３が生成した生成画素の画素値Ｄ２が入力される。
【０１４６】
レジスタ８８は、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、制御回路８６によりイネーブルが制御されることで、入力端子８７から入力される生成画素に対して１画素前に入力された生成画素の画素値Ｄ２を出力に保持している。
【０１４７】
レジスタ８９〜９２は、１クロックごとに出力データを更新するＤ型フリップフロップである。
【０１４８】
加算器９３は、レジスタ８８の出力データａ１が反転器９４でビット反転されて生成された補数画素値と、入力端子８７から入力された生成画素の画素値ａ２とを加算する。入力端子８７から入力された生成画素の画素値ａ２がレジスタ８８の出力データａ１よりも大きい場合には、この加算器９３からキャリーが出力される。
【０１４９】
セレクタ９５は、加算器９３からのキャリーに基づいて、レジスタ８８の出力データａ１、または、入力端子８７から入力された生成画素の画素値ａ２のうち、値が大きい方を選択して出力する。セレクタ９５により選択されたデータａ３は、レジスタ８９を介して論理和回路９６に入力される。
【０１５０】
セレクタ９７は、加算器９３からのキャリーに基づいて、レジスタ８８の出力データａ１、または、入力端子８７から入力された生成画素の画素値ａ２のうち、値が小さい方を選択して出力する。セレクタ９７により選択されたデータａ４は、レジスタ９０を介して論理積回路９８に入力される。
【０１５１】
論理和回路９６は、縮小処理などで補間画素の画素値Ｄ３の振幅制限を必要としない場合には、制御回路８６から入力端子９９を介して入力された制御信号により、セレクタ９５の出力データａ３の値にかかわらず、最大値（２５５）を出力する。一方、拡大処理などで補間画素の画素値Ｄ３の振幅制限を必要とする場合には、論理和回路９６は、セレクタ９５の出力データａ３を出力する。論理和回路９６の出力データは、レジスタ９１を介して出力端子１００に出力される。この出力端子１００からの出力データが補間画素の画素値Ｄ３の許容最大値となる。
【０１５２】
論理積回路９８は、縮小処理などで補間画素の画素値Ｄ３の振幅制限を必要としない場合には、制御回路８６からの制御信号が反転器１０１でビット反転された信号により、セレクタ９７の出力データａ４の値にかかわらず、最小値（０）を出力する。一方、拡大処理などで補間画素の画素値Ｄ３の振幅制限を必要とする場合には、論理積回路９８は、セレクタ９７の出力データａ４を出力する。論理積回路９８の出力データは、レジスタ９２を介して出力端子１０２に出力される。この出力端子１０２からの出力データが補間画素の画素値Ｄ３の許容最小値となる。
【０１５３】
次に、線形補間フィルタ８５の具体的な構成について図２５を参照しながら説明する。図２５は、本実施の形態に係る画像処理装置における線形補間フィルタ８５の構成を示す回路図である。なお、第２の実施の形態において図１４を参照して説明したものと共通する部分については、図１４と同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１５４】
入力端子１０３には、画素値許容範囲決定回路８４の出力端子１００から出力された許容最大値が入力される。また、入力端子１０４には、画素値許容範囲決定回路８４の出力端子１０２から出力された許容最小値が入力される。
【０１５５】
振幅制限器１０５は、入力端子１０３、１０４を介して許容最大値および許容最小値が入力され、加算器７６から出力された線形補間データを許容範囲（許容最小値から許容最大値までの範囲）内の値に制限する。すなわち、振幅制限器１０５は、線形補間データが許容最大値以上の値であった場合に、線形補間データの値を許容最大値と同一の値とし、線形補間データが許容最小値以下の値であった場合に、線形補間データの値を許容最小値と同一の値とする。振幅制限器１０５により振幅制限された線形補間データは、レジスタ７１を介して出力端子７８から出力される。そして、この出力端子７８からの出力データが、サイズ変換後の画像データを構成する補間画素の画素値Ｄ３となる。
【０１５６】
図２３に示された生成画素の画素値を用いて線形補間フィルタ８５により線形補間処理を行い、図２２に示されたサンプル画像を２．５倍に拡大処理した画像の画素値を表す図を図２６に示す。図２６において、横軸は、例えば水平方向に隣接して並んだ各画素の画素位置を示しており、縦軸は、各画素の画素値を示している。なお、ここでの画素位置とは、画像において水平方向に隣接して並んだ各画素に順に番号を付したものである。また、図２２のサンプル画像における画素位置５の画素（図２２中にＡと表示）は、図２６の拡大処理後の画像における画素位置１１の画素（図２６中にＡと表示）に対応している。
【０１５７】
図２３に示された生成画素を参照画素として線形補間を行うと、得られる画像データ列の振幅は図２２に示されたサンプル画像における画像データ列の振幅よりも大きくなる。しかし、例えば、図２３における画素位置１の生成画素と画素位置２の生成画素とを参照画素とした線形補間においては、図２２に示されたサンプル画像における画素位置１の実画素の画素値が許容最大値となり、画素位置２の実画素の画素値が許容最小値となる。このため、この線形補間により得られる線形補間データが画素位置２の実画素の画素値よりも大きい場合は、補間画素の画素値Ｄ３は画素位置２の実画素の画素値とされ、線形補間データが画素位置２の実画素の画素値よりも小さい場合は、補間画素の画素値Ｄ３は画素位置１の実画素の画素値とされる。これにより、図２６に示された拡大処理後の画像における画像データ列の振幅は、図２４に示されたサンプル画像における画像データ列の振幅と同一となる。また、図２６に示された拡大処理した画像は、拡大処理によっても高周波成分が失われておらず、更に、従来の線形補間／最近傍補間切替法により拡大処理した画像とは異なり、画素の画素値が非連続的に変化することによる偽輪郭が発生していない。
【０１５８】
以上に説明した本実施の形態に係る画像処理装置は、画像の拡大処理において、画素値許容範囲決定回路８４により実画素の画素値Ｄ１を用いて補間画素の画素値Ｄ３の許容範囲を決定し、この決定された許容範囲に振幅制限された補間画素の画素値Ｄ３を生成している。このため、本実施の形態に係る画像処理装置は、フィルタ係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の値によらず、元画像の高周波成分が過剰に強調されることがない。よって、本実施の形態に係る画像処理装置は、プリフィルタのフィルタ係数に関わらず、元画像の状態を維持しつつ、画像の画素数を変更することができる。
【０１５９】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、他の効果においても、第１乃至３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６０】
次に、本実施の形態に係る画像処理方法について図２７を参照して説明する。図２７は、本実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る画像処理方法は、図１６を参照して説明した第２の実施の形態に係る画像処理方法に補間画素の画素値Ｄ３の許容範囲を定めるステップを追加したものであり、他のステップは同一である。よって、ここでは、第２の実施の形態に係る画像処理方法と共通するステップについては、その説明を省略する。
【０１６１】
高域強調処理（Ｓ４８）を行った後、補間画素の画素値Ｄ３の許容範囲を決定する（Ｓ４９）。このステップＳ４９においては、画素位置が隣接する２つの実画素のうち、画素値が大きい方を許容最大値とし、画素値が小さい方を許容最小値とする。
【０１６２】
次に、高域強調された生成画素の画素値Ｄ２を用いて線形補間処理を行い、ステップＳ４９で決定された許容範囲に振幅制限された補間画素の画素値Ｄ３を算出する（Ｓ４１０）。このステップＳ４１０においては、生成画素を参照画素とした線形補間により得られた線形補間データがステップＳ４９で決定された許容範囲外の値となる場合に、補間画素の画素値Ｄ３が許容範囲内の値となるように線形補間データの振幅制限を行う。具体的には、線形補間データが許容範囲内である場合は、その線形補間データを補間画素の画素値Ｄ３とする。一方、線形補間データが許容最大値以上の値となった場合は、許容最大値を補間画素の画素値Ｄ３とし、線形補間データが許容最大値以下の値となった場合は、許容最小値を補間画素の画素値Ｄ３とする。
【０１６３】
以上に説明した本実施の形態に係る画像処理方法は、画像の拡大処理において、生成画素を参照画素として線形補間法を行った後、この線形補間により得られた補間画素の画素値Ｄ３を、実画素の画素値Ｄ１を用いて決定された許容範囲に振幅制限している。このため、本実施の形態に係る画像処理方法は、元画像の高周波成分が過剰に強調されることがない。よって、本実施の形態に係る画像処理方法は、プリフィルタのフィルタ係数に関わらず、元画像の状態を維持しつつ、画像の画素数を変更することができる。
【０１６４】
なお、本実施の形態に係る画像処理装置の説明において、画素値許容範囲決定回路８４および線形補間フィルタ８５の具体的な回路構成を示しているが、これらの回路構成は、これらに限られない。
【０１６５】
また、本実施の形態に係る画像処理装置は、２点の画素を参照画素として線形補間を行っているが、第１乃至３の実施の形態同様、これに限られず、より多くの画素を参照画素として線形補間を行っても構わない。
【０１６６】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置における各構成要素（バッファメモリ１、プリフィルタ８３、画素値許容範囲決定回路８４、線形補間フィルタ８５、および、制御回路８６）は、第１乃至３の実施の形態同様、そのすべてが同一の半導体チップ内に設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【０１６７】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法は、縮小処理において線形補間を行っているが、第１乃至３の実施の形態同様、この線形補間は、必ずしも、必須の処理ではない。線形補間を行わずに、高域制限された生成画素を一定の間隔おきに抽出して新たな画像を構成することによっても、線形補間を行った場合と同様の効果が得られる。
【０１６８】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、画像の水平方向のサイズ変換を行う場合を例に挙げて説明しているが、第１乃至３の実施の形態同様、これに限られない。例えば垂直方向など他の方向に対して実施した場合においても、水平方向のサイズ変換を行った場合と同様の効果を得ることができる。
【０１６９】
更に、本実施の形態に係る画像処理装置および画像処理方法においては、一次元方向（水平方向）のサイズ変換についてのみ説明しているが、第１乃至３の実施の形態同様、例えば、水平方向のサイズ変換を行った後に、この水平方向のサイズ変換がなされた画像を元画像として、垂直方向に対しても同様のサイズ変換を行うことで、２次元方向のサイズ変換を行うことができる。なお、この際は、一画面分の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよいし、所定のライン数の水平方向または垂直方向のサイズ変換が終了した後に、もう一方向のサイズ変換を行ってもよい。
【０１７０】
本発明は、実施段階ではその要旨を変更しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１７１】
以上、詳述したように、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法の特徴をまとめると以下の通りになる。
【０１７２】
本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値が入力され、これらの画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【０１７３】
また、本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記生成画素の画素値が入力され、この画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【０１７４】
更に、本発明に係る画像処理装置は、実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１のフィルタと、前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２のフィルタとを具備することを特徴としている。
【０１７５】
更に、本発明に係る画像処理装置は、前記実画素の画素値が入力され、この実画素の画素値を用いて前記補間画素の画素値の許容範囲を決定する画素値許容範囲決定回路を更に具備し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記第２のフィルタが、前記許容範囲に振幅制限された前記補間画素の画素値を算出することを特徴としている。
【０１７６】
更に、本発明に係る画像処理装置は、前記実画素の画素値を記憶し、前記第１のフィルタへ前記実画素の画素値を出力するバッファメモリと、画素数変換比率に従って、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、および、前記バッファメモリの動作を制御する制御回路とを更に具備することを特徴としている。
【０１７７】
更に、本発明に係る画像処理装置は、前記第１のフィルタが、前記制御回路から入力されたフィルタ係数を用いて前記実画素の画素値の畳み込み演算を行い、前記生成画素の画素値を算出することを特徴としている。
【０１７８】
更に、本発明に係る画像処理装置は、前記第１のフィルタが、偶数個の前記実画素の画素値の畳み込み演算を行い、前記高域補正された生成画素の画素値を算出することを特徴としている。
【０１７９】
更に、本発明に係る画像処理装置は、前記第１のフィルタが、前記実画素の画素値を用いて高域制限された生成画素の画素値を算出することを特徴としている。
【０１８０】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて高域補正された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【０１８１】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【０１８２】
更に、本発明に係る画像処理方法は、実画素の画素値を用いて、高域補正もしくは高域強調された生成画素の画素値を算出する第１の処理ステップと、前記生成画素の画素値が高域補正されたものである場合、前記実画素の画素値および前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出し、前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記生成画素の画素値を用いて線形補間法により補間画素の画素値を算出する第２の処理ステップとを具備することを特徴としている。
【０１８３】
更に、本発明に係る画像処理方法は、前記実画素の画素値を用いて前記補間画素の許容範囲を決定する許容範囲決定ステップを更に具備し、
前記生成画素の画素値が高域強調されたものである場合、前記第２の処理ステップにおいて、前記許容範囲に振幅制限された前記補間画素の画素値を算出することを特徴としている。
【０１８４】
【発明の効果】
本発明によれば、元画像の状態を維持しつつ、画像の画素数を変更する画像処理装置および画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置における、プリフィルタの構成を示す回路図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るプリフィルタにおいて偶数タップを形成した場合の生成画素と実画素との位置関係を示す図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るプリフィルタにおいて奇数タップを形成した場合の生成画素と実画素との位置関係を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るプリフィルタにおいて偶数タップを形成した場合の動作を示すタイムチャート。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るプリフィルタにおいて奇数タップを形成した場合の動作を示すタイムチャート。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るプリフィルタの出力データを表す図。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置における、線形補間フィルタの構成を示す回路図。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理装置により拡大処理した画像の画素値を表す図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置における、プリフィルタの構成を示す回路図。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係るプリフィルタの出力データを表す図。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置における、線形補間フィルタの構成を示す回路図。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理装置により拡大処理した画像の画素値を表す図。
【図１６】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャート。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１８】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置における、プリフィルタの構成を示す回路図。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理装置における、線形補間フィルタの構成を示す回路図。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャート。
【図２１】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２２】サンプル画像の画素値を表す図。
【図２３】本発明の第４の実施の形態に係るプリフィルタの出力データを表す図。
【図２４】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置における、画素値許容範囲決定回路の構成を示す回路図。
【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置における、線形補間フィルタの構成を示す回路図。
【図２６】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理装置により拡大処理した画像の画素値を表す図。
【図２７】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理方法の手順を示すフローチャート。
【図２８】従来の画素補間方法における、補間画素の両脇の参照画素２点から補間画素が受ける影響の変化を表す図。
【図２９】サンプル画像の画素値を表す図。
【図３０】従来の画素補間方法により、図２９に示したサンプル画像の画像サイズを２．５倍に変換した画像の画素値を表す図。
【符号の説明】
１…バッファメモリ
２、６２、７９、８３…プリフィルタ
３、６３、８０、８５…線形補間フィルタ
４、８６…制御回路
５、７、２５、２７、３２、４３、４４、５２、５４、５８、６５、７５、８７、９９、１０３、１０４…入力端子
６、４１、４２、６１、７８、１００、１０２…出力端子
８〜２４、４５〜５０、６６〜７１、８８〜９２…レジスタ
２６、５１、５３、９５、９７…セレクタ
２８〜３１、３７〜３９、５５、５９、７２、７６、９３…加算器
３３〜３６、５７、７４…乗算器
４０、７７、８２、１０５…振幅制限器
５６、７３、９４、１０１…反転器
６０、６４、８１…四捨五入器
８４…画素値許容範囲決定回路
９６…論理和回路
９８…論理積回路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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