(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、
前記ディジタル原画像に対して指定された縮小変換倍率に応じて間引きパルスを発生し出力する間引きパルス発生手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して間引きパルスによる画素間引きの補間画素生成方式を決定するための波形情報を出力する波形監視手段と、
前記波形監視手段で得られた波形情報を元に、間引きパルス入力時に連続する２画素を置き換える補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する補間画素選択手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、
前記ディジタル原画像に対して指定された拡大変換倍率に応じて画素挿入パルスを発生し出力する画素挿入パルス発生手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して画素挿入パルスによる画素挿入の補間画素生成方式を決定するための波形情報を出力する波形監視手段と、
前記波形監視手段で得られた波形情報を元に、画素挿入パルス入力時に連続する２画素間に挿入する補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する補間画素選択手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記縮小変換倍率は、
水平方向の縮小変換倍率と垂直方向の縮小変換倍率を指定するものとし、
前記間引きパルス発生手段は、
指定された水平方向の縮小変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向間引きパルスを発生する水平方向間引きパルス発生手段と、
指定された垂直方向の縮小変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向間引きパルスを発生する垂直方向間引きパルス発生手段と、を有し、
前記波形監視手段は、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向間引きパルスによる水平方向画素間引きの水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向間引きパルスによる垂直方向画素間引きの垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、を有し、
前記補間画素選択手段は、
前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向間引きパルス入力時に水平方向で連続する２画素を置き換える水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、
前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向間引きパルス入力時に垂直方向で連続する２画素を置き換える垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記拡大変換倍率は、
水平方向の拡大変換倍率と垂直方向の拡大変換倍率を指定するものとし、
前記画素挿入パルス発生手段は、
指定された水平方向の拡大変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素挿入パルスを発生する水平方向画素挿入パルス発生手段と、
指定された垂直方向の拡大変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向画素挿入パルスを発生する垂直方向画素挿入パルス発生手段と、を有し、
前記波形監視手段は、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素挿入パルスによる水平方向画素挿入の水平方向補間画素生成方式を決定のための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素挿入パルスによる垂直方向画素挿入の垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、を有し、
前記補間画素選択手段は、
前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素挿入パルス入力時に水平方向で連続する２画素間に挿入する水平方向補間画素としして、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、
前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素挿入パルス入力時に垂直方向で連続する２画素間に挿入する垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項５】
指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、
指定された水平方向の縮小変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素間引きパルスを発生する水平方向画素間引きパルス発生手段と、
指定された垂直方向の拡大変換倍率に基づいて前記垂直方向についての垂直方向画素挿入パルスを発生する垂直方向画素挿入パルス発生手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素間引きパルスによる水平方向画素間引きの水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素挿入パルスによる垂直方向画素挿入の垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、
前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素間引きパルス入力時に水平方向で連続する２画素を置き換える水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、
前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素挿入パルス入力時に垂直方向で連続する２画素間に挿入する垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、
指定された水平方向の拡大変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素挿入パルスを発生する水平方向画素挿入パルス発生手段と、
指定された垂直方向の縮小変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向画素間引きパルスを発生する垂直方向画素間引きパルス発生手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素挿入パルスによる水平方向画素挿入の水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、
前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素間引きパルスによる垂直方向画素間引きの垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、
前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素挿入パルス入力時に水平方向で連続する２画素間に挿入する水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、
前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素間引きパルス入力時に垂直方向で連続する２画素を置き換える垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記波形監視手段は、
前記ディジタル原画像の画素信号を夫々１画素，２画素，３画素分遅延した出力を出す第１，第２，第３の遅延回路と、
前記ディジタル原画像の画像信号と前記第１の遅延回路の出力とを比較する第１の比較器と、
前記第２，第３の遅延回路の出力を比較する第２の比較器と、を具備するものであり、
前記補間画素選択手段は、
前記第１，第２の比較器の出力が実質的に等しい場合には、夫々前記第１又は第２の遅延回路出力を選択し、
前記第１の比較器により前記第１の遅延回路出力が大きい場合には、前記第２の比較器により前記第３の遅延回路出力が小さければ前記第１，第２の遅延回路出力のより大きい方を選択出力とし、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力の平均値を選択出力とし、
前記第１の比較器より前記原ディジタル信号の出力が大きい場合には、第２の比較器より第３の遅延回路出力が小さければその平均値を選択出力し、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力のうち小さい方を選択し、前記第１，第２の遅延回路の出力に代えて補間画素とするものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記波形監視手段は、
前記ディジタル原画像の画素信号を夫々１画素，２画素，３画素分遅延した出力を出す第１，第２，第３の遅延回路と、
前記ディジタル原画像の画像信号と前記第１の遅延回路の出力とを比較する第１の比較器と、
前記第２，第３の遅延回路の出力を比較する第２の比較器と、を具備するものであり、
前記補間画素選択手段は、
前記第１，第２の比較器の出力が実質的に等しい場合には、夫々前記第１又は第２の遅延回路出力を選択し、
前記第１の比較器により前記第１の遅延回路出力が大きい場合には、前記第２の比較器により前記第３の遅延回路出力が小さければ前記第１，第２の遅延回路出力のより大きい方を選択出力とし、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力の平均値を選択出力とし、
前記第１の比較器より前記原ディジタル信号の出力が大きい場合には、第２の比較器より第３の遅延回路出力が小さければその平均値を選択出力し、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力のうち小さい方を選択し、前記第１，第２の遅延回路の出力の間に挿入して補間画素とするものであることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に文字や図形などが多く含まれるパソコン画像などを対象とし、入力画像の水平及び垂直画素数を他の水平及び垂直画素数に縮小又は拡大変換する解像度変換手段に特徴を有する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア関連機器を中心に、ディジタルスチルカメラ，ＤＶＤといったディジタル画像・映像機器が急速に普及している。又、表示装置においても液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイといったドットマトリックスタイプの表示装置が広がっている。そこで、画像データの画素数と表示装置の画素数が異なる場合、画像データの画素数を表示装置の画素数に合わせる処理、つまり画像データの解像度変換処理が必要になる。
【０００３】
固有の画素数を有する表示デバイスに映像信号を表示させる従来の表示装置において、縮小解像度変換を行って映像を表示させる場合には、線形補間処理や平均値縮小法が一般的に用いられているが、解像度変換後の映像がぼけることになる。そこでＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置のように間引き画素前後の画素からの情報をもとに画素データを補正することが考えられた。以下、従来の画像処理として、ＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置について、図９，図１０を用いて動作を説明する。
【０００４】
図９はＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置における画像縮小回路３０の基本構成図である。このＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置における画像縮小回路３０は、第１の遅延回路３１、第２の遅延回路３２、第３の遅延回路３３、係数決定回路３４、演算回路３５、画像再編成回路３６、間引きパルス発生回路３７を含んで構成される。なお、第１の遅延回路３１、第２の遅延回路３２、第３の遅延回路３３はいずれもフリップフロップ等から構成され、水平方向に画像縮小を行う場合は画素単位の遅延を行い、垂直方向に画像縮小を行う場合はライン単位の遅延を行う回路とする。
【０００５】
入力信号であるディジタル原画像１０１は先ず第１の遅延回路３１に入力され、第１の遅延回路３１から１段遅延信号３１ａが出力され、１段遅延信号３１ａは第２の遅延回路３２に入力され、第２の遅延回路３２から２段遅延信号３２ａが出力され、２段遅延信号３２ａは第３の遅延回路３３に入力され、第３の遅延回路３３から３段遅延信号３３ａが出力される。
【０００６】
そして、レジスタ、セレクタ、コンパレータ等から構成される係数決定回路３４では、１段遅延信号３１ａと２段遅延信号３２ａの連続する２画素の信号レベルからその相関の濃度差に応じた係数を決定し、補正係数α信号３４ａを演算回路３５に供給する。セレクタ、レジスタ、加算器等から構成される演算回路３５は、間引きパルス３７ａのタイミングで連続する２画素を抜き取り、代わりに補間画素１画素を挿入して間引き画像信号３５ａを出力する。代わりに挿入される補間画素１画素は、抜き取られる連続する２画素とその前後の２画素の合計４画素と係数決定回路３４で得られる補正係数α信号３４ａとから演算された画素である。抜き取られる連続する２画素は、１段遅延信号３１ａと２段遅延信号３２ａから、その前後の２画素はディジタル原画像信号１０１と３段遅延信号３３ａから同時に得られる。画像再編成回路３６は演算回路３５によって得られた間引き処理後の間引き画像信号３５ａを画像として再編成し、縮小画像信号１０３として出力する。
【０００７】
係数発生回路３４での補正係数αは、隣り合う２画素の相関の濃淡差に基づいて決定する。濃淡差がほぼ等しい場合は出力する補正係数αは０とし、隣り合う２画素の相関の濃淡の差が等しくないときは、濃度の差の検出を何段階かに分けてその差に応じて補間係数αを決定し、係数決定回路３４より補間係数α信号３４ａとして出力する。又その相関の濃度差の検出にはある程度幅を持たせてある。
【０００８】
又、演算回路３５では連続する４画素信号となる３段遅延信号３３ａ，２段遅延信号３２ａ，１段遅延信号３１ａ、ディジタル原画像１０１の画素値を夫々ａ，ｂ，ｃ，ｄとして、補間係数αが補間係数α信号３４ａにより入力された場合、（１＋２α）×（ｂ＋ｃ）÷２−ａ×α−ｄ×αの計算式で補間画素１画素を生成する。補間係数αが０なら演算式は（ｂ＋ｃ）÷２となり、補間画素は抜き取られる連続する２画素の単なる平均値になる。
【０００９】
なお、間引きパルス発生回路３７による間引きパルス３７ａは画像の縮小率に合わせて出力される。例えば４／５に縮小するのであれば５画素に１回の間引きパルス、２／３に縮小するのであれば３画素に１回の間引きパルスが出力される。
【００１０】
図１０を用いてＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置の縮小解像度変換について具体的に説明する。図１０上段は入力されるディジタル原画像信号１０１の波形例である。図示の範囲では低レベル中に高レベルの太さや輝度などが異なるストライプが存在するパターンと、画素値が連続する高レベルから連続する低レベルへと変化するパターンと、画素値が低レベル〜高レベルへと変化するパターンなどが存在する。いずれのパターンも、輝度値が大きく変化するコントラストの高い部分を含む画像である。
【００１１】
このような部分画像を上記した従来の解像度変換であるＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置によって３／４に縮小解像度変換を行うと、図１０下段に示すような縮小画像信号１０３が出力される。ここで補間係数αは隣り合う２画素ｂ，ｃの濃淡差がほぼ等しい場合は０とし、隣り合う２画素ｂ，ｃ濃淡の差が等しくないときは０．２５としている。
【００１２】
ディジタル原画像信号１０１の１０１ａの部分を見ると隣り合う２画素ｂ，ｃの値は５０と１００であり、濃淡差があると判断され補間係数αは０．２５になる。そして得られる縮小画像信号１０３の１０３ａでは、挿入された補間画素Ｂは（１＋２α）×（ｂ＋ｃ）÷２−ａ×α−ｄ×αの計算式に値を代入して（１＋２×０．２５）×（５０＋１００）÷２−５０×０．２５−５０×０．２５で、その結果は１００となる。つまりグレーに白のラインがあるディジタル原画像１０１を縮小して縮小画像信号１０３に変換しても同じグレーに白のラインの画像になる。
【００１３】
ディジタル原画像信号１０１の１０１ｆの部分を見ると隣り合う２画素ｂ，ｃの値は５０と１００であり、濃淡差があると判断され補間係数αは０．２５になる。そして得られる縮小画像信号１０３の１０３ｆでは置き換えられた補間画素Ｂは（１＋２α）×（ｂ＋ｃ）÷２−ａ×α−ｄ×αの計算式に値を代入して（１＋２×０．２５）×（５０＋１００）÷２−０×０．２５−１５０×０．２５で、結果は７５となる。つまり黒から白に徐々に変化する部分のディジタル原画像１０１を縮小して縮小画像信号１０３に変換しても、同じ黒から白へ徐々に変化する画像になる。ただ変化の角度が大きくなるだけである。
【００１４】
ところが、ディジタル原画像信号１０１の１０１ｂの部分を見ると隣り合う２画素ｂ，ｃの値は１００と１５０であり、濃淡差があると判断され補間係数αは０．２５になる。そして得られる縮小画像信号１０３の１０３ｂでは挿入された補間画素Ｂは、（１＋２α）×（ｂ＋ｃ）÷２−ａ×α−ｄ×αの計算式に値を代入して（１＋２×０．２５）×（１００＋１５０）÷２−５０×０．２５−５０×０．２５で、結果は１６５．５となる。つまりグレーに白のラインがあるディジタル原画像１０１を縮小して縮小画像信号１０３に変換すると、同じグレーに元の輝度より高い輝度のラインに変換されてしまうことになる。
【００１５】
又、ディジタル原画像信号１０１の１０１ｄの部分を見ると隣り合う２画素ｂ，ｃの値は１５０と５０であり、濃淡差があると判断され補間係数αは０．２５になる。そして得られる縮小画像信号１０３の１０３ｄでは挿入された補間画素Ｂは、（１＋２α）×（ｂ＋ｃ）÷２−ａ×α−ｄ×αの計算式に値を代入して（１＋２×０．２５）×（１５０＋５０）÷２−１５０×０．２５−５０×０．２５で、結果は１００となる。つまり白から黒に変化する部分のディジタル原画像１０１を縮小して縮小画像信号１０３に変換すると、同じ白から黒に変化する部分に中間調のレベルが現れぼけたような信号に変換されてしまうことになる。
【００１６】
ＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置の縮小解像度変換によってディジタル原画像信号１０１の信号は１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆが夫々縮小画像１０３に変換すると、１０３ａ，１０３ｃ，１０３ｆのように縮小による画質劣化を大幅に改善できる。しかし１０３ｄのように信号レベルが変化してエッジ部がぼけたり、１０３ｂ，１０３ｅのように、元々同じ輝度であるべきドット又はストライプに輝度むらが生じたりする。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図１０で示されたＰＣＴ／ＪＰ９９／０１５１１の画像処理装置の縮小解像度変換を用いて解像度変換を行うと、ＰＣのテキスト画面や図形画像などにおいてはストライプやドットは輝度値が変化する事があり、エッジ部では中間調の階調が生じてしまう。このように縮小解像度では見難い表示画像になる部分が発生するという問題点があった。又これと同様の手法を用いて画像を拡大する場合にも同様の欠点があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、ディジタル画像の解像度を変換する際に、画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぎ、より原画に近い鮮明な画像を得ることのできる画像処理装置を実現することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、前記ディジタル原画像に対して指定された縮小変換倍率に応じて間引きパルスを発生し出力する間引きパルス発生手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して間引きパルスによる画素間引きの補間画素生成方式を決定するための波形情報を出力する波形監視手段と、前記波形監視手段で得られた波形情報を元に、間引きパルス入力時に連続する２画素を置き換える補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する補間画素選択手段と、を具備することを特徴とするものであり、ディジタル原画像の縮小解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２０】
本願の請求項２の発明は、指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、前記ディジタル原画像に対して指定された拡大変換倍率に応じて画素挿入パルスを発生し出力する画素挿入パルス発生手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して画素挿入パルスによる画素挿入の補間画素生成方式を決定するための波形情報を出力する波形監視手段と、前記波形監視手段で得られた波形情報を元に、画素挿入パルス入力時に連続する２画素間に挿入する補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する補間画素選択手段と、を具備することを特徴とするものであり、ディジタル原画像の拡大解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２１】
本願の請求項３の発明は、請求項１の画像処理装置において、前記縮小変換倍率は、水平方向の縮小変換倍率と垂直方向の縮小変換倍率を指定するものとし、前記間引きパルス発生手段は、指定された水平方向の縮小変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向間引きパルスを発生する水平方向間引きパルス発生手段と、指定された垂直方向の縮小変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向間引きパルスを発生する垂直方向間引きパルス発生手段と、を有し、前記波形監視手段は、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向間引きパルスによる水平方向画素間引きの水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向間引きパルスによる垂直方向画素間引きの垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、を有し、前記補間画素選択手段は、前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向間引きパルス入力時に水平方向で連続する２画素を置き換える水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向間引きパルス入力時に垂直方向で連続する２画素を置き換える垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とするものであり、ディジタル原画像を水平方向と垂直方向に個別に縮小解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２２】
本願の請求項４の発明は、請求項２の画像処理装置において、前記拡大変換倍率は、水平方向の拡大変換倍率と垂直方向の拡大変換倍率を指定するものとし、前記画素挿入パルス発生手段は、指定された水平方向の拡大変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素挿入パルスを発生する水平方向画素挿入パルス発生手段と、指定された垂直方向の拡大変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向画素挿入パルスを発生する垂直方向画素挿入パルス発生手段と、を有し、前記波形監視手段は、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素挿入パルスによる水平方向画素挿入の水平方向補間画素生成方式を決定のための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素挿入パルスによる垂直方向画素挿入の垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、を有し、前記補間画素選択手段は、前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素挿入パルス入力時に水平方向で連続する２画素間に挿入する水平方向補間画素としして、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素挿入パルス入力時に垂直方向で連続する２画素間に挿入する垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とするものであり、ディジタル原画像を水平方向と垂直方向に個別に拡大解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２３】
本願の請求項５の発明は、指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、指定された水平方向の縮小変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素間引きパルスを発生する水平方向画素間引きパルス発生手段と、指定された垂直方向の拡大変換倍率に基づいて前記垂直方向についての垂直方向画素挿入パルスを発生する垂直方向画素挿入パルス発生手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素間引きパルスによる水平方向画素間引きの水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素挿入パルスによる垂直方向画素挿入の垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素間引きパルス入力時に水平方向で連続する２画素を置き換える水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素挿入パルス入力時に垂直方向で連続する２画素間に挿入する垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とするものであり、ディジタル原画像を水平方向に縮小解像度変換を行い、垂直方向に拡大解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２４】
本願の請求項６の発明は、指定された変換倍率に応じてディジタル原画像を異なる画素数のディジタル画像に解像度変換する画像処理装置であって、指定された水平方向の拡大変換倍率に基づいて前記水平方向についての水平方向画素挿入パルスを発生する水平方向画素挿入パルス発生手段と、指定された垂直方向の縮小変換倍率に基づいて前記垂直方向に付いての垂直方向画素間引きパルスを発生する垂直方向画素間引きパルス発生手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の複数画素範囲に渡って監視し、水平方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して水平方向画素挿入パルスによる水平方向画素挿入の水平方向補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段と、前記ディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の複数画素範囲に渡って監視し、垂直方向の複数画素範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して垂直方向画素間引きパルスによる垂直方向画素間引きの垂直方向補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段と、前記水平方向波形監視手段で得られた水平方向波形情報を元に水平方向画素挿入パルス入力時に水平方向で連続する２画素間に挿入する水平方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する水平方向補間画素選択手段と、前記垂直方向波形監視手段で得られた垂直方向波形情報を元に垂直方向画素間引きパルス入力時に垂直方向で連続する２画素を置き換える垂直方向補間画素として、前記２画素と前記２画素の平均値の３つのうちのいずれかを選択する垂直方向補間画素選択手段と、を有することを特徴とするものであり、ディジタル原画像を水平方向に拡大解像度変換を行い、垂直方向に縮小解像度変換をする際に画像の先鋭度の劣化や輝度むらの発生を防ぐことができる。
【００２５】
本願の請求項７の発明は、請求項１の画像処理装置において、前記波形監視手段は、前記ディジタル原画像の画素信号を夫々１画素，２画素，３画素分遅延した出力を出す第１，第２，第３の遅延回路と、前記ディジタル原画像の画像信号と前記第１の遅延回路の出力とを比較する第１の比較器と、前記第２，第３の遅延回路の出力を比較する第２の比較器と、を具備するものであり、前記補間画素選択手段は、前記第１，第２の比較器の出力が実質的に等しい場合には、夫々前記第１又は第２の遅延回路出力を選択し、前記第１の比較器により前記第１の遅延回路出力が大きい場合には、前記第２の比較器により前記第３の遅延回路出力が小さければ前記第１，第２の遅延回路出力のより大きい方を選択出力とし、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力の平均値を選択出力とし、前記第１の比較器より前記原ディジタル信号の出力が大きい場合には、第２の比較器より第３の遅延回路出力が小さければその平均値を選択出力し、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力のうち小さい方を選択し、前記第１，第２の遅延回路の出力に代えて補間画素とすることを特徴とするものである。
【００２６】
本願の請求項８の発明は、請求項２の画像処理装置において、前記波形監視手段は、前記ディジタル原画像の画素信号を夫々１画素，２画素，３画素分遅延した出力を出す第１，第２，第３の遅延回路と、前記ディジタル原画像の画像信号と前記第１の遅延回路の出力とを比較する第１の比較器と、前記第２，第３の遅延回路の出力を比較する第２の比較器と、を具備するものであり、前記補間画素選択手段は、前記第１，第２の比較器の出力が実質的に等しい場合には、夫々前記第１又は第２の遅延回路出力を選択し、前記第１の比較器により前記第１の遅延回路出力が大きい場合には、前記第２の比較器により前記第３の遅延回路出力が小さければ前記第１，第２の遅延回路出力のより大きい方を選択出力とし、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力の平均値を選択出力とし、前記第１の比較器より前記原ディジタル信号の出力が大きい場合には、第２の比較器より第３の遅延回路出力が小さければその平均値を選択出力し、前記第３の遅延回路出力が大きければ前記第１，第２の遅延回路出力のうち小さい方を選択し、前記第１，第２の遅延回路の出力の間に挿入して補間画素とすることを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態１における画像処理装置について図１〜図５を用いて説明する。図１は本実施の形態における画像の縮小をする画像処理装置の基本構成図である。この画像処理装置は、第１の遅延回路１０、第２の遅延回路１１、第３の遅延回路１２、波形監視回路１３、間引きパルス発生回路１４、平均値化回路１５、補間選択回路１６、画像再編成回路１７を含んで構成される。
【００２８】
遅延回路１０，１１，１２はフリップフロップ等で構成され、直列接続されており、水平方向に画像縮小を行う場合は夫々１画素単位の遅延を行い、垂直方向に画像縮小を行う場合は夫々１ライン単位の遅延を行う回路である。波形監視回路１３はディジタル原画像１０１、遅延回路１０の出力する１段遅延信号１０ａ、遅延回路１１の出力する２段遅延信号１１ａ、遅延回路１２の出力する３段遅延信号１２ａを入力し、水平方向又は垂直方向に波形監視を行い、波形情報信号１３ａを生成する回路である。遅延回路１０、遅延回路１１、遅延回路１２、及び波形監視回路１３は、ディジタル原画像１０１の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、画素信号レベルを隣り合う画素間で大小判定を行いこれを波形情報信号１３ａとして出力する波形監視手段の機能を有している。
【００２９】
間引きパルス発生回路１４は、入力された縮小率に応じて、入力される同期信号１０２（水平方向に画像縮小を行う場合は水平同期信号、垂直方向に画像縮小を行う場合は垂直同期信号）を基準として間引きパルス１４ａを発生する間引きパルス発生手段であり、例えば水平方向に４／５に画像縮小するのであれば５画素に１画素分の間引きパルス、垂直方向に２／３に画像縮小するのであれば３ラインに１ライン分の間引きパルスが出力される。
【００３０】
平均値化回路１５は連続する２画素、即ち遅延回路１１，１２の出力の平均値を算出して平均値補間画素データ１５ａを出力するものである。補間選択回路１６は、間引きパルス発生回路１４からの間引きパルス１４ａの入力時において、連続する２画素を補間画素１画素に置き換えて間引き画像信号１６ａを出力する回路である。ここで連続する２画素を置き換える補間画素１画素は、波形監視回路１３の出力である波形情報信号１３ａに基づいて、連続する２画素のどちらか一方あるいはその平均値のいずれかを選択して出力するものである。画像再編成回路１７は、遅延回路１０，１１の出力１０ａ，１１ａと補間選択回路１６の出力とが入力され、間引き画像信号１６ａでの抜き取られた画素部分の時間補正などを含めて、画像として再編成し表示デバイスの各画素に対応したタイミングで表示デバイスへデータを出力する機能を有している。
【００３１】
図２に波形監視回路１３の一例を示す。第１の比較回路１３１はディジタル原画像１０１と１段遅延信号１０ａの大小比較を行い、第２の比較回路１３２は２段遅延信号１１ａと３段遅延信号１２ａの大小比較を行い、この結果を波形情報信号１３ａとして出力する。
【００３２】
このように構成された画像処理装置の動作について説明する。ディジタル原画像１０１の信号は遅延回路１０に入力される。遅延回路１０から出力された１段遅延信号１０ａは遅延回路１１に入力される。又遅延回路１１で遅延された信号は２段遅延信号１１ａとして遅延回路１２に入力される。遅延回路１２で遅延された信号は３段遅延信号１２ａとして出力される。波形監視回路１３は、ディジタル原画像１０１の信号、１段遅延信号１０ａ、２段遅延信号１１ａ、３段遅延信号１２ａを入力し、ディジタル原画像１０１における信号レベルでディジタル原画像１０１と１段遅延信号１０ａの大小比較と、２段遅延信号１１ａと３段遅延信号１２ａの大小比較を常時行う。
【００３３】
図３は波形監視回路１３の動作の一例を説明するタイムチャートである。波形監視回路１３は、ディジタル原画像１０１と１段遅延信号１０ａと２段遅延信号１１ａと３段遅延信号１２ａとの連続する４画素を入力し、ディジタル原画像１０１と一段遅延信号１０ａの大小比較と、２段遅延信号１１ａと３段遅延信号１２ａの大小比較とを行い、波形情報信号１３ａとする。この例では３段遅延信号１２ａが２段遅延信号１１ａより小さいと判定される。比較画素間のレベル差が任意に設定された大小比較基準判定レベルαより差が大きく２段遅延信号１１ａが大きいからである。そして１段遅延信号１０ａはディジタル原画像１０１と等しいと判定される。ディジタル原画像１０１の方がやや大きいが、比較画素間のレベル差が任意に設定された大小比較基準判定レベルαより差が小さく実質的に等しいと判断できるからである。
【００３４】
ここで大小比較基準判定レベルαを最適値に設定することによって、あるレベル以上の差がないと、大小判定の結果が有効にされないようにしている。これは、大小判定基準レベルαを設定せずに、僅かな信号レベル差を用いて大小判定を行うと、単なるノイズの信号をも大小判定の対象にしてしまい、誤判別を起こす可能性が大きくなるからである。いずれにしても、画質をよくするために最適な大小比較基準判定レベルαを設定することが望ましい。
【００３５】
さて図１において、補間選択回路１６は間引きパルス発生回路１４からの間引きパルス１４ａのパルスが入力された時点で波形情報信号１３ａを元に、連続する２画素（１段遅延信号１０ａ、２段遅延信号１１ａ）を補間画素に置き換えて間引き画像信号１６ａを出力する。又、補間画素は図４に示すテーブルによって決定される。ここでａは３段遅延信号１２ａ、ｂは２段遅延信号１１ａ、ｃは１段遅延信号１０ａ、ｄはディジタル原画像１０１とする。例えば、図４のテーブルよりａ＜ｂでｃ＞ｄの場合は、夫々ｂとｃが判定レベルαを超えて大きい方としており、これは間引きパルス１４ａのパルスが入力された時点で、３段遅延信号１２ａと２段遅延信号１１ａの大小比較で２段遅延信号１１ａが大きく、１段遅延信号１０ａとディジタル原画像１０１の大小比較で１段遅延信号１０ａが大きいとの波形情報信号１３ａが入力されると、補間選択回路１６では２段遅延信号１１ａと１段遅延信号１０ａの信号レベルが大きい方を補間画素として選択して間引き画像信号１６ａを出力することを表す。又、図４のテーブルよりａ＜ｂでｃ＜ｄの場合は（ｂ＋ｃ）／２としており、これは間引きパルス１４ａが入力された時点で、３段遅延信号１２ａと２段遅延信号１１ａの大小比較で２段遅延信号１１ａが大きく、１段遅延信号１０ａとディジタル原画像１０１の大小比較でディジタル原画像信号１０１が大きいとの波形情報信号１３ａが入力されると、補間選択回路１６では２段遅延信号１１ａと１段遅延信号１０ａの平均値を補間画素に選択する。即ち平均値化回路１５の出力である平均値補間画素データ１５ａを間引き画像信号１６ａとして出力することを表す。
【００３６】
次に画像再編成回路１７は、ディジタル原画像信号１０１を遅延した１段又は遅延信号１０ａ，１１ａと補間選択回路１６の出力である間引き画像信号１６ａでの抜き取られた画素部分の時間補正などを含めて、画像として再編成し表示デバイスの各画素に対応したタイミングで表示デバイスへ縮小画像信号１０４を出力する。
【００３７】
以上の解像度変換処理について、図５を用いて説明する。図５はディジタル画像信号の波形例である。図示の範囲では低レベル中に高レベルの太さや輝度などが異なるストライプが存在するパターンと、画素値が連続する高レベルから連続する低レベルへと変化するパターンと、画素値が低レベル〜高レベルへと変化するパターンなどが存在する。いずれのパターンも、輝度値が大きく変化するコントラストの高い部分を含む画像である。図５の上段に示すディジタル原画像信号１０１（１０１ａ、１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ）を本実施の形態１による解像度変換処理によって３／４に解像度を変換すると、図５の下段に示す画像縮小信号１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ，１０４ｆ）が得られることを示す。ここでのディジタル原画像１０１は従来の解像度変換の説明で示した図１０と同じものである。
【００３８】
図５でディジタル原画像信号１０１ａが縮小画像信号１０４ａになることを説明する。ディジタル原画像信号１０１ａでａ点は３段遅延信号１２ａであり、ｂ点は２段遅延信号１１ａであり、ｃ点は１段遅延信号１０ａであり、ｄ点はディジタル原画像信号１０１である。波形監視回路１３でａ点とｂ点の大小比較を行いａ＝ｂであると判定し、ｃ点とｄ点の大小比較でｃ＞ｄと判定する。この波形情報信号１３ａをもとにして、図４のテーブルにより補間選択回路１６では縮小画像信号１０４ａとして出力するための補間画素Ｂとして、ｃ点の画素を選択して出力する。つまり４画素ａ，ｂ，ｃ，ｄを３画素ａ，Ｂ（＝ｃ），ｄに縮小して縮小画像信号１０４ａが得られることになる。
【００３９】
次に、ディジタル原画像信号１０１ｂが縮小画像信号１０４ｂになることを説明する。ディジタル原画像信号１０１ａでａ点は３段遅延信号１２ａであり、ｂ点は２段遅延信号１１ａであり、ｃ点は１段遅延信号１０ａであり、ｄ点はディジタル原画像信号１０１である。波形監視回路１３でａ点とｂ点の大小比較を行いａ＜ｂであると判定し、ｃ点とｄ点の大小比較でｃ＞ｄと判定する。この波形情報信号１３ａをもとにして、図４のテーブルにより補間選択回路１６では縮小画像信号１０４ｂとして出力するための補間画素Ｂとして、ｂ点とｃ点の画素レベルの大きい方つまりｃ点を選択して出力する。つまり４画素ａ，ｂ，ｃ，ｄを３画素ａ，Ｂ＝ｃ，ｄに縮小した縮小画像信号１０４ａが得られることになる。
【００４０】
ディジタル原画像１０１を本実施の形態によって縮小解像度変換することにより、図５に示すように１０１ａは１０４ａに変換され、１０１ｃは１０４ｃに変換され、１０１ｆは１０４ｆに変換される。これは従来の解像度変換を用いた図１０の結果と同じ結果が得られることになり、画像のドット部又はストライプ部において間引かれた場所の各画素信号のレベルのばらつきが無くなり、１０４ｆのようにエッジではない信号についてはほぼ自然な中間調が得られ、表示された縮小画像は非常に見やすい。
【００４１】
そして、ディジタル原画像１０１を本実施の形態によって縮小解像度変換することにより、図５に示すように１０１ｂは１０４ｂに変換され、１０１ｅは１０４ｅに変換される。これはディジタル原画像１０１の１０１ｂと１０４ｅ部分の最高輝度のレベルが保持され、元の輝度より高い輝度のラインに変換される従来の解像度変換にはない見やすい縮小画像が得られる。
【００４２】
又、ディジタル原画像１０１を本実施の形態によって縮小解像度変換することにより、図５に示すように１０１ｄは１０４ｄに変換される。これは画素値が連続する高レベルから連続する低レベルへと急に変化するパターンのエッジ部を保持することができる。
【００４３】
以上の説明では画像における水平方向の処理を基本に説明してきたが、垂直方向の縮小においても同様の処理を行うことが可能である。
【００４４】
次に実施の形態２について説明する。前述した実施の形態１では、ディジタル原画像１０１を縮小する画像処理装置について説明したが、実施の形態２はディジタル原画像１０１を拡大する画像処理装置である。図６はその構成を示すブロック図である。この画像処理装置は、第１の遅延回路２０、第２の遅延回路２１、第３の遅延回路２２、波形監視回路２３、挿入パルス発生回路２４、平均値化回路２５、補間選択回路２６、画像再編成回路２７を含んで構成される。
【００４５】
遅延回路２０，２１，２２はフリップフロップ等で構成され、水平方向に画像縮小を行う場合は夫々１画素単位の遅延を行い、垂直方向に画像縮小を行う場合は夫々１ライン単位の遅延を行う回路である。波形監視回路２３はディジタル原画像１０１、遅延回路２０の出力する１段遅延信号２０ａ、遅延回路２１の出力する２段遅延信号２１ａ、遅延回路２２の出力する３段遅延信号２２ａを入力し、水平方向又は垂直方向に波形監視を行い、波形情報信号２３ａを生成する回路であって、図２と同様の構成を有している。遅延回路２０、遅延回路２１、遅延回路２２、及び波形監視回路２３は、ディジタル原画像１０１の画素信号のレベルを所定の画素数範囲に渡って監視し、画素信号レベルを隣り合う画素間で大小判定を行いこれを波形情報信号２３ａとして出力する波形監視手段の機能を有している。
【００４６】
挿入パルス発生回路２４は、入力された拡大率に応じて、入力される同期信号１０２（水平方向に画像拡大を行う場合は水平同期信号、垂直方向に画像拡大を行う場合は垂直同期信号）を基準として挿入パルス２４ａを発生する挿入パルス発生手段であり、例えば水平方向に５／４に画像拡大するのであれば４画素に１画素分の画素挿入パルス、垂直方向に３／２に画像縮小するのであれば２ラインに１ライン分の画素挿入パルスが出力される。
【００４７】
平均値化回路２５は連続する２画素、即ち遅延回路２１，２２の出力の平均値を算出して平均値補間画素データ２５ａを出力するものである。補間選択回路２６は、挿入パルス発生回路２４からの挿入パルス２４ａの入力時において、連続する２画素の間に補間画素１画素を挿入する挿入画像信号２６ａを出力する回路である。ここで連続する２画素に挿入する補間画素１画素は、波形監視回路２３の出力である波形情報信号２３ａに基づいて連続する２画素のどちらか一方あるいはその平均値のいずれかを選択して出力するものである。選択方法は図４のテーブルと同様とする。画像再編成回路２７は、遅延回路２０，２１の出力２０ａ，２１ａと補間選択回路２６の出力２６ａとが入力され、挿入画像信号２６ａで挿入された画素部分の時間補正などを含めて、画像として再編成し表示デバイスの各画素に対応したタイミングで表示デバイスへデータを出力する機能を有している。
【００４８】
次に２次元の縮小変換を行う本発明の実施の形態３による画像処理装置について説明する。図７はこの画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置では水平方向の画像縮小を行う処理ブロックＤＨに加え、水平方向に縮小した画像を入力として垂直方向に画像の縮小変換を行う画像処理ブロックＤＶの構成が付加されている。即ち図７の水平処理ブロックＤＨは図１に示すブロックと同一であり、遅延回路（Ｄ）１０〜１２は１画素分の画素信号を遅延するものとする。画像再編成回路１７の出力１０４ｈは画像処理ブロックＤＶに加えられる。画像処理ブロックＤＶは垂直方向の遅延回路１０ｖ，１１ｖ，１２ｖを有しており、これらは一垂直走査ライン分を遅延を行うものである。又波形監視回路１３ｖについては波形監視回路１３と同一であり、間引きパルス発生回路１４ｖには垂直同期信号１０２ｖが入力される。間引きパルス発生回路１４，１４ｖには夫々水平方向の縮小変換倍率と垂直方向の縮小変換倍率を指定するものとする。
【００４９】
間引きパルス発生回路１４は水平方向について間引きパルスを出力する水平方向間引きパルス発生手段であり、間引きパルス発生回路１４ｖは垂直方向について間引きパルスを出力する垂直方向間引きパルス発生手段である。又遅延回路１０，１１，１２、波形監視回路１３はディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の所定の画素数範囲に渡って監視し、水平方向の所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して、水平間引きパルスによる画素間引きの補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段を構成している。又遅延回路１０ｖ，１１ｖ，１２ｖ、波形監視回路１３ｖはディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の所定の画素数範囲に渡って監視し、垂直方向の所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して、垂直間引きパルスによる画素間引きの補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段を構成している。
【００５０】
又補間選択回路１６は、水平方向波形監視手段で得られた水平波形情報をもとに水平方向間引きパルス入力時に連続する２画素を置き換える水平補間画素を、前記２画素自体とその平均値の３つのうちどれかを選択する水平補間画素選択手段を構成している。更に補間選択回路１６ｖは、垂直方向波形監視手段で得られた垂直波形情報をもとに垂直方向間引きパルス入力時に連続する２画素を置き換える垂直補間画素を、前記２画素自体、あるいは前記２画素の平均値の３つのうちどれかを選択する垂直補間画素選択手段を構成している。選択方法は図４のテーブルの通りとする。こうすれば間引きパルス発生回路１４，１４ｖに夫々水平方向，垂直方向の縮小率を設定することによって画像を２次元で縮小することができる。
【００５１】
次に本発明の実施の形態４について説明する。この実施の形態では水平及び垂直方向の２次元の画像拡大を行う画像処理装置である。図８はこの画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置では図６に示す水平方向の拡大を行う処理装置に加え、水平方向に拡大した画像を入力として垂直方向に画像の拡大変換を行う画像処理装置の構成が付加されている。即ち図８の水平処理ブロックＥＨは図６に示すブロックと同一であり、遅延回路（Ｄ）１０〜１２は１画素分の画素信号を遅延するものとする。画像再編成回路１７の出力１０５ｈは画像処理ブロックＥＶに加えられる。画像処理ブロックＥＶは垂直方向の遅延回路２０ｖ，２１ｖ，２２ｖを有しており、これらは一垂直走査ライン分の遅延を行うものである。又波形監視回路２３ｖについては波形監視回路２３と同一であり、挿入パルス発生回路２４ｖには垂直同期信号１０２ｖが入力される。挿入パルス発生回路２４，２４ｖには水平方向の拡大変換倍率と垂直方向の拡大変換倍率を指定するものとする。
【００５２】
挿入パルス発生回路２４は水平方向について画素挿入パルス出力を行う水平方向画素挿入パルス発生手段であり、挿入パルス発生回路２４ｖは垂直方向について画素挿入パルス出力を行う垂直方向画素挿入パルス発生手段である。遅延回路２０，２１，２２と波形監視回路２３はディジタル原画像の画素信号のレベルを水平方向の所定の画素数範囲に渡って監視し、水平方向の所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して、水平画素挿入パルスによる画素挿入の補間画素生成方式を決定するための水平方向波形情報を出力する水平方向波形監視手段を構成している。又遅延回路２０ｖ，２１ｖ，２２ｖと波形監視回路２３ｖはディジタル原画像の画素信号のレベルを垂直方向の所定の画素数範囲に渡って監視し、垂直方向の所定画素数範囲の画素信号レベルを隣り合う画素間で比較検出して、垂直画素挿入パルスによる画素挿入の補間画素生成方式を決定するための垂直方向波形情報を出力する垂直方向波形監視手段を構成している。
【００５３】
又補間選択回路２６は、水平方向波形監視手段で得られた水平波形情報をもとに水平方向画素挿入パルス入力時に連続する２画素間に挿入する水平補間画素を、前記２画素自体とその平均値の３つのうちどれかを選択する水平補間画素選択手段を構成している。更に補間選択回路２６ｖは、垂直方向波形監視手段で得られた垂直波形情報をもとに垂直方向間画素挿入パルス入力時に連続する２画素間に挿入する垂直補間画素を、前記２画素自体との平均値の３つのうちどれかを選択する垂直補間画素選択手段を構成している。
【００５４】
又前述した実施の形態３，４では、２次元の縮小及び拡大をする画像処理装置について説明したが、水平方向の縮小回路ＤＨと垂直方向の拡大回路ＤＶを組み合わせたり、水平方向の拡大回路ＥＨと垂直方向の縮小回路ＥＶとを組み合わせて画像の倍率を変換することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように本願の請求項１，３，７の画像処理装置によれば、間引きを行う画素とその周辺の画素で大小比較判定を行い、その結果を基に補間画素のデータを選択する手法により、従来よりも鮮明な画像を縮小して表示することができる。又本願の請求項２，４，８の画像処理装置によれば、挿入する画素とその周辺の画素とで大小比較判定を行い、その結果を基に挿入画素のデータを選択することにより、従来よりも鮮明な画像を拡大して表示することが可能となる。更に請求項５の発明では、水平方向に縮小し、垂直方向に拡大することができ、請求項６の発明では、水平方向に拡大し、垂直方向に縮小する画像を鮮明に表示することができる。特に文字や図形などが多く含まれるパソコン画像などに適した解像度変換ができる。又、従来の解像度変換に比べて演算回路が非常に少ない構成で、上記の機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像処理装置の波形監視回路のブロック図である。
【図３】本実施の形態の画像処理装置に用いられる波形監視回路の動作説明図である。
【図４】本実施の形態の画像処理装置に用いられる補間選択回路の動作テーブルである。
【図５】本発明の実施の形態１における画像処理装置を用いて解像度変換したときの信号波形図である。
【図６】本発明の実施の形態２における画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３における画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態４における画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図９】従来の形態における画像処理装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１０】従来の画像処理装置を用いて解像度変換したときの信号波形図である。
【符号の説明】
１０，１１，１２，１０ｖ，１１ｖ，１２ｖ，２０，２１，２２，２０ｖ，２１ｖ，２２ｖ，３１，３２，３３  遅延回路
１３，１３ｖ，２３，２３ｖ  波形監視回路
１４，１４ｃ，２４，２４ｖ，３７ｖ  間引きパルス発生回路
１５，１５ｖ，２５，２５ｖ  平均値化回路
１６  補間選択回路
１７，１７ｖ，２７，２７ｖ，３６  画像再編成回路
３４  係数決定回路
３５  演算回路
１０１  ディジタル原画像
１０４  縮小画像
１０５  拡大画像
【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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