(57)【要約】【課題】源画像を拡大する場合の先鋭度劣化を低減し、高解像度で鮮明な画像を出力することが可能な画像拡大回路を提供する。【解決手段】本発明の画像拡大回路は、源画像を蓄える記憶手段と、源画像からエッジのみを抽出してエッジ抽出画像として出力するエッジ抽出回路と、エッジ抽出画像を所定の拡大率で拡大処理する第１の拡大処理回路と、源画像を所定の拡大率で拡大処理する第２の拡大処理回路と、第１の拡大処理回路で拡大処理されたエッジ抽出画像のエッジデータに応じて、第２の拡大処理回路で拡大処理された源画像のエッジ成分を高解像度化させるエッジ処理回路と、を具備することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
源画像を蓄える記憶手段と、
前記源画像からエッジのみを抽出してエッジ抽出画像として出力するエッジ抽出回路と、
前記エッジ抽出画像を所定の拡大率で拡大処理する第１の拡大処理回路と、
前記源画像を前記所定の拡大率で拡大処理する第２の拡大処理回路と、
前記第１の拡大処理回路で拡大処理された前記エッジ抽出画像のエッジデータに応じて、前記第２の拡大処理回路で拡大処理された前記源画像のエッジ成分を高解像度化させるエッジ処理回路と、
を具備することを特徴とする画像拡大回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像拡大回路に関し、更に詳しくは、フラットディスプレイパネル等のデジタル表示デバイスに映像信号を表示する場合に、映像信号を適切な解像度に変換することが可能な画像拡大回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像拡大回路では、入力データの値と座標を基準とし、算出する出力データの座標から、入出力相関関係を算出し、入力データの所定の一群を用いて、所望の座標の出力データを得る拡大処理方式が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、従来の拡大処理方式の一例を説明する。例えば、図３は、入力４ドットを出力５ドットに変換する従来の画像拡大処理における４→５変換（１．２５倍拡大処理）を示すものである。
【０００４】
図３において、１１１は、入力信号のデータ配列における画素間距離を示すもので、この画素間距離を基準値として、基準値を１に仮定した場合の出力データの画素間距離の算出に用いる。初期位相１１２は、入力データ開始点の座標と変換処理後の開始点座標のズレ量を表し、その大きさは、画素間距離１１１を１とした場合の比で表す。出力画像の画素間距離である１１３は、フォーマット変換後の画素間距離を画素間距離１１１を１とした場合の比で表現する。つまり、変換後の画素間距離が１ならば等倍処理（拡大・縮小無し）、１未満ならば拡大処理、１より大きい場合は縮小処理を表す。
【０００５】
図４は、従来の画像拡大処理にて、出力画素データを算出する一例を示すものである。入力信号のデータを表す１１４は、一例として、４画素に注目した場合を記載する。対応する変換率の範囲や、要求精度によって、使用するデータ数は４、６、８となる傾向にある。
【０００６】
変換後の画素データｋは、注目画素データの値をα、β、γ、δで表し（画素データは信号フォーマットによって決まる値）、入力データの画素間距離を１とした場合の、出力画素ｋと、出力画素ｋを算出する元データα、β、γ、δとの距離を変数Ｄ、Ｂ、Ａ、Ｃとし、変数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを入力することで、画素間距離に応じた係数を出力する関数ｆ（Ｘ）を用いることで、ｋ＝ｆ（Ｄ）・α＋ｆ（Ｂ）・β＋ｆ（Ａ）・γ＋ｆ（Ｃ）・δ、と表現できる。
【０００７】
ここで、ｋの計算結果が、源信号のデータ範囲を超えるのを防止することを目的として値の正規化を行う。ｆ（Ａ）＋ｆ（Ｂ）ｆ（Ｃ）＋ｆ（Ｄ）＝１、として上記式を整理すると、ｋ＝ｆ（Ｄ）・α＋｛１−（ｆ（Ａ）＋ｆ（Ｃ）＋ｆ（Ｄ））｝・β＋ｆ（Ａ）・γ＋ｆ（Ｃ）・δ＝ｆ（Ａ）・（γ−β）＋ｆ（Ｃ）・（δ−β）＋ｆ（Ｄ）・（α−β）＋β、の式が導かれる。
【０００８】
上式を用いて、入力画素データから出力画素データを算出する。関数ｆ（Ｘ）は、比例関数や、補間関数等の選択肢があり、変換率や、変換後の画像データの周波数特性によって、設計者が自由に設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０３−１４４７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の入力画素データから出力画素データを算出する画像拡大処理方法では、補間関数等による周波数特性にて、源信号の高周波成分が劣化し、境界や、エッジ成分がぼけてしまうという問題があった。
【００１１】
上記問題の改善方法として、変換後の画像からエッジ成分を検出し、エッジ成分を増加させることで先鋭度の劣化改善を図る手法があるが、既にエッジ成分が劣化したデータを処理するため無くなったエッジは再現できず、更にエッジ成分とその他成分の判別が難しい箇所では、エッジ以外の成分が強調され、結果としてノイズレベルが増大し、画質劣化を導くという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、源画像を拡大する場合の先鋭度劣化を低減し、高解像度で鮮明な画像を出力することが可能な画像拡大回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来の課題を解決するために、本発明の画像拡大回路は、源画像を蓄える記憶手段と、源画像からエッジのみを抽出してエッジ抽出画像として出力するエッジ抽出回路と、エッジ抽出画像を所定の拡大率で拡大処理する第１の拡大処理回路と、源画像を所定の拡大率で拡大処理する第２の拡大処理回路と、第１の拡大処理回路で拡大処理されたエッジ抽出画像のエッジデータに応じて、第２の拡大処理回路で拡大処理された源画像のエッジ成分を高解像度化させるエッジ処理回路と、を具備することを特徴とする。
【００１４】
本構成によって、画像を拡大した場合においてもエッジ等の高周波成分が劣化せず、先鋭度の高い拡大画像を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低解像度の源画像を高解像度に拡大する場合に、高解像度で撮影したエッジデータに近似したエッジ抽出画像を生成することで、拡大処理画像のエッジデータを高精細化することができ、拡大処理による周波数特性劣化による先鋭感劣化を低減し、高精細な拡大画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像拡大回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係るエッジ処理回路に入力される画像を示す図
【図３】従来の画像拡大回路に係る画像拡大処理の一例を示す図
【図４】従来の画像拡大回路に係る画像拡大処理の出力側データ算出の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における画像拡大回路の構成を示すブロック図である。図１において、記憶手段１は画像データを数画面分記憶する機能を有し、フレームメモリ等のメモリから構成され、所望の処理に応じて、所定の画像面の任意の箇所から画像データを読み出す機能を有する。エッジ抽出回路２は、記憶手段１に記憶されている所定の１画面分のデータ（源画像）を用いてエッジのみを抽出し、源画像の解像度と同一のエッジ画像を生成する機能を有する。ここで生成されたエッジ画像は、現画像と同一サイズ・解像度のため、容易に重ねて、エッジ箇所の確認が実施できる。第１の拡大処理回路３は、エッジ抽出回路２から入力されたエッジ抽出画像を所定の拡大率で拡大する。第２の拡大処理回路４は、源画像を所定の拡大率で拡大する。なお、第１の拡大処理回路３と第２の拡大処理回路４での拡大率は同一とする。
【００１９】
図２は、源画像がエッジ処理回路５に入力されるまでの画像偏移を表現した図である。源画像７は、エッジ抽出回路２を通過することで、現画像と同一解像度のエッジ抽出画像８に変換される。源画像は、第２の拡大処理回路４において、所定の拡大率で拡大処理され、拡大された画像１０としてエッジ処理回路５に出力される。第１の拡大処理回路３は、エッジ抽出画像専用の拡大処理を実施する回路であって、拡大率は第２の拡大処理回路４の拡大率と同一である。エッジ抽出画像８は第１の拡大処理回路３で拡大処理され、拡大されたエッジ抽出画像９としてエッジ処理回路５に出力される。
【００２０】
このとき、第１の拡大処理回路３における拡大処理は、第２の拡大処理回路４の拡大処理と異なり、エッジ成分の位置が拡大前後の相対する座標にて同一になる処理がなされ、拡大前後でエッジ強度や、エッジの幅が変換前の値で維持されるアルゴリズムを用いて処理される。言い換えると、低解像度のエッジ抽出画像を、拡大処理後の高解像度画像に適したエッジ成分にチューニングする処理を行うことで、高解像度画像からエッジ抽出した画像に近似したエッジ画像を得る処理を行う。
【００２１】
このことは、同じ場所を撮影した場合、最初から高解像度、例えば１９２０ｘ１０８０の解像度で取り込んだ場合と、ＮＴＳＣ解像度７２０ｘ４８０で取り込んだのち、１９２０ｘ１０８０に拡大した映像を比較すると、後者は大きく先鋭度が劣化した絵となるが、その劣化原因の主たる要素は、エッジ或いは画像の境界部分がボケたり、太くなることにある。高解像度のエッジ或いは、画像の境界部分は、その解像度に応じた幅である。
【００２２】
よって、低解像度の源画像を、エッジ抽出回路２、第１の拡大処理回路３を通過させ、高解像度状態で撮影した画像のエッジ抽出画像に極めて近似したエッジ画像を得ることが可能となる。
【００２３】
上記処理後、エッジ処理回路５には、第１の拡大処理回路３から出力される高解像度エッジ画像９と、第２の拡大処理回路４から出力される源画像の拡大画像１０が入力される。両拡大画像は、源画像から同一変換率にて拡大処理されて生成された画像であるため、両画像の同一座標の画素データに相関関係があり、エッジ拡大画像のエッジデータを元に、源画像の拡大画像のエッジ成分を高解像度化させる。そして、高解像度化された画像をシャープネス処理回路にて輪郭強調等の処理を行う、高精細画像データとして出力する。
【００２４】
かかる構成によれば、源画像から抽出したエッジ画像を、源画像の拡大率と同一の拡大率で拡大し、エッジ成分を変換後の高解像度に適したエッジ成分にチューニングしたエッジ画像を生成することにより、低解像度の源画像を高解像度に拡大処理した場合でも、高解像度にて撮影した画像に近似したエッジ成分を実現することが可能となり、画像の拡大処理にて先鋭度劣化を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、低解像度の画像を拡大する場合の先鋭度劣化を低減して、高精細な拡大画像を得ることできるので、画像表示装置への拡大表示用画像処理回路として有用である。
【符号の説明】
【００２６】
１    記憶手段
２    エッジ抽出回路
３    第１の拡大処理回路
４    第２の拡大処理回路
５    エッジ処理回路
６    シャープネス処理回路
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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