(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本抽出された目標画素を入力原始データから生成する方法であって、
少なくとも異なる２方向で、生成されるべき標本抽出された目標画素を囲む区域内における前記原始データの異なる線の画素を比較する段階と、
前記比較に基づいて補間方向を選択する段階と、
前記選択された補間方向で、前記原始データの異なる線の選択された画素間で補間し、前記生成されるべき標本抽出された目標画素の両側にあってかつ前記生成されるべき標本抽出された目標画素を通る線分上にある中間画素を計算する段階と、
前記中間画素間で補間して前記標本抽出された目標画素を生成する段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記線分が前記原始データの線に平行である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比較する段階において、前記原始データの異なる線の画素は、少なくとも異なる３方向において比較される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記比較する段階において、前記原始データの異なる線の画素は、少なくとも７方向で比較される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記比較する段階において、前記原始データの画素は異なる７方向のみにおいて比較され、前記異なる７方向には、垂直方向と、前記垂直方向に対してある角度をなす２組の対向する斜め方向とが含まれ、前記各角度は０°＜角度＜９０°の範囲内にあって、対向する斜め方向の各組は３つの斜め方向を含み、各斜め方向は前記垂直方向に対してそれぞれ異なる角度をなし、斜め方向の各セットにおいて比較される前記原始データの画素は、前記生成されるべき標本抽出された目標画素の向かい合った両側に位置する請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
前記比較する段階において、前記原始データの異なる線の画素は異なる３方向だけで比較され、前記異なる３方向には、垂直方向と、前記垂直方向に対してある角度をなす両側の斜め方向とが含まれ、前記各角度は０°＜角度＜９０°の範囲にあって、前記斜め方向の各々において比較される前記原始データの画素は、前記生成されるべき標本抽出された目標画素の向かい合った両側に位置する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
標本抽出された目標画素を入力原始データから生成する装置であって、
少なくとも異なる２方向で、生成されるべき標本抽出された目標画素を囲む区域内における前記原始データの異なる線の画素を比較する比較器と、
前記比較器に応答して補間方向を選択する選択器と、
前記選択器によって選択された補間方向で、前記原始データの異なる線の選択された画素間で補間して、前記生成されるべき標本抽出された目標画素の両側にあってかつ前記生成されるべき標本抽出された画素を通る線分上にある中間画素を計算し、前記目標画素を生成するために前記中間画素間で補間する標本抽出器と、
を有する装置。
【請求項８】
前記線分は前記原始データの線に平行である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記比較器が少なくとも３つの異なる方向で前記原始データの異なる線の画素を比較する請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記比較器は、垂直方向と、そして前記垂直方向に対してある角度をなす両側の斜め方向とで、前記原始データの異なる線の画素を比較し、前記各角度は０°＜角度＜９０°の範囲内にある、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記比較器は少なくとも７つの異なる方向で前記原始データの異なる線の画素どうしを比較する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
原始データの線の間の補間画素の線を生成する補間装置であって、
前記原始データの線の低周波数エッジに対応する補間方向を選択する選択器と、
前記選択器に応答して、前記原始データの線の画素間の方向性補間を実行して生成されるべき各補間画素に対する中間画素を計算する補間器と、
を有し、生成されるべき補間画素ごとに計算される中間画素は、前記生成されるべき補間画素の両側にあって前記生成されるべき補間画素を通る線分上に位置し、前記補間器は、生成されるべき各補間画素ごとに計算された中間画素間で補間を行い、これによって前記補間画素の線を生成する、補間装置。
【請求項１３】
原始データの線の間で補間して前記原始データの線の間の補完画素の線を生成する方法であって、
原始データの前記線の低周波数エッジに対応する補間方向を選択する段階と、
前記選択に基づいて前記原始データの線の画素間の方向性補間を実行して、生成されるべき各補間画素に対する中間画素を計算する段階と、
生成されるべき各補間画素ごとに計算された中間画素間で補間を行い、これによって前記補間画素の線を生成する段階と、
を有し、生成されるべき補間画素ごとに計算される中間画素は、前記補間画素の両側にあって前記補間画素を通る線分上に位置する、方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はデータ補間、特に標本抽出された目標画素を入力原始データから生成するための方法とこの方法を実行するための装置に関する。
背景技術
ビデオ画像はデジタルデータの二次元配列として表すことができ、この配列における各データ点はデジタル化されたビデオ画像の１画素を表す。各画素に割り当てられた値は、このビデオ画像が再生されるとき、その輝度および／または色彩を決定する。ビデオ画像技術では、ビデオ画像に任意の倍率を掛けて拡大画像を作ることが望まれることがしばしばある。１つのデジタルデータ配列によって表されている初期画像から拡大画像を作るとき、拡大画素の画素を「満たす」ように初期画素データ配列の継続している走査線およ画素の間に標本抽出された画素を生成させるために、初期デジタルデータ配列の画素の間に補間することが必要である。こうした拡大ビデオ画像を作るための従来技術は、既にいくつかある。
従来技術では、拡大対象のデジタル化ビデオ画像の垂直および水平次元を個別的に補間するデカルト直交方式を使用するのが共通の方法である。しかし、この技術では、拡大画像に通常「ステアステッピング」と呼ばれる段階状のぎざぎざの縁が生じるのが、普通である。この補間法の改良によってステアステッピングを減少させることはできるが、これは元々この技術に内在しているものなので、完全に除去することはできない。
方向性補間方式によってステアステッピング問題を解決しようという考えがある。方向性補間は画像の幾何学的構造を認識する。方向性補間を用いて、縁に沿った補間を行えば縁を越えた補間にも改善をもたらすことが判明している。方向性補間には局所的な画像構造の解析と、そしてこの画像構造に基づく補間の実施とが含まれる。
ドゥーガル他に与えられた米国特許第５，０１９，９０３号には、超標本抽出されたデジタル信号の複数走査線間に方向性をもって補間するための装置が開示されている。この装置は垂直に標本抽出された走査線を方向性をもって補間する時に利用するため、勾配ベクトルを計算する。この操作によって、当該装置は走査線ダブリング非飛び越し走査の用途に最も適したものになる。
山下他に与えられた米国特許第５，３４７，５９９号には、適応補間法と相関探知を用いた装置とが開示されている。この装置は、所望の標本抽出方向を選択するために、原始データの画素走査線に関する計算を行う。しかしこの装置も、ドゥーガル他の装置と同様に、走査線ダブリング非飛び越し走査の用途に最も適している。
ドゥーガル他および山下他は、標本抽出された画素を生成するための代替の方向性補間法を開示しているが、その設計は、単に固定整数の垂直再サイジング処理係数を支持するだけのようである。したがって、垂直次元においても水平次元においても任意の分数再サイジング処理係数を支持する改良された補間法および装置が必要である。
よって、本発明の目的は、標本抽出された目標画素を入力原始データから生成するための新しい方法と装置とを供することである。
発明の開示
本発明は任意の分数再サイジング処理係数に方向性補間を行う。先ず、原始データにおける低周波数の縁に応じて、補間方向が選択される。次ぎに中間画素を生成するために方向性補間が行われる。これらの中間画素はそれから、所望の標本抽出された目標画素を生成するために、できれば非直交状態で補間される。
詳述すれば、本発明の１側面によると、以下の段階、すなわち
（ｉ）  少なくとも異なる２方向に生成される標本抽出された目標画素を囲む区域内の上記原始データの異なる走査線の画素を比較する段階と、
（ｉｉ）  段階（ｉ）の比較に基づいて補間方向を選択する段階と、
（ｉｉｉ）  段階（ｉｉ）で決定された補間方向で、上記原始データの異なる走査線の選択画素の間に補間し、そして上記標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を計算する段階と、
（ｉｖ）  上記標本抽出された目標画素を生成するために中間画素の間に補間する段階
とから成る標本抽出された目標画素を入力原始データから生成するための方法が供される。
この好ましい実施例では、上記線分は原始データの走査線に平行である。このように線分を水平に限定することによって、中間画素と標本抽出された目標画素との計算を簡単にすることができる。
１つの可能な実施例において、原始データの様々な走査線の画素は、垂直方向とそしてこの垂直方向に対して０°＜角度＜９０°の範囲内の角度を成す逆向きの斜め方向とを含む。異なる３方向において比較される。段階（ｉ）の比較の間、この比較された画素どうし間の差の値が生成され、この差の値は段階（ｉｉ）における補間方向を選択するために用いられる。
この実施例においては、段階（ｉｉ）に先立って、３方向における比較から生じる差の値は、こうした差があるしきい値内にあるかどうかを決定するために、互いに比較される。どの差もしきい値内に含まれていないときは、最小差の値に相当する方向が補間方向として選択される。３方向全てにおける比較から生じた差の値どうし間の差がしきい値内にあるときは、補間方向として垂直方向が選択される。垂直方向とそして斜め方向の一方のみにおける比較から生じた差の値どうし間の差が、しきい値内にあるとき、当該の斜め方向が補間方向として選択される。斜め２方向における比較から生じた差の値どうし間の差が、しきい値の範囲内にあるとき、原始データの異なる走査線の追加画素が対向する斜め両方向において比較される。これらの比較の結果として生成された差の値が互いに比較される。上記追加画素の比較により生じた差の値どうし間の差がしきい値内にあるにとき、垂直補間方向が補間方向として選択される。
もう１つの実施例においては、線分は原始データの走査線と平行であるが、この場合原始データの異なる走査線の画素は、段階（ｉ）において７方向で比較される。これらの方向には、垂直方向と、０°＜角度＜９０°の範囲内にある、垂直方向とは異なる様々な角度を形成する３対の逆向きの斜め方向とが含まれる。段階（ｉ）の比較された画素どうし間の差の値が計算される。
この実施例において、当該セットの左への差の値のセットが考慮され、そして右へのセットもまた検査される。可能な斜めの各補間方向のための３つの差の値が合計され、そしてその間の差がしきい値内にあるかどうかを決定するために比較される。いずれの差も原始画像において低周波数の縁を示すほど十分小さくないときには、垂直方向が補間方向として選択される。いずれの差もしきい値内にないときには、最も小さい差の値に相当する斜めの方向が補間方向として選択される。「右向きの」斜め方向と「左向きの」斜め方向に相当する差の値がしきい値内にあるとき、この場合でもまた垂直方向が補間方向として選択される。その他の場合は、これらの斜め方向の一つが補間方向として選択される。
本発明のさらにもう一つの側面によれば、以下の手段、すなわち
少なくとも異なる２方向に生成された標本抽出された目標画素を囲む区域内の上記原始データの異なる走査線の画素を比較する比較手段と、
上記比較手段に応答して補間方向を選択するための選択手段と、そして
標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を計算するために、上記選択手段によって選択された補間方向に上記原始データの異なる走査線の選択された画素どうしの間に補間するための標本抽出手段であって、かつ上記目標画素を生成するために中間画素どうしの間に補間するための標本抽出手段とを含む、
入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための装置が供される。
ステアステッピングを減少させて大きな倍率の画像を作りだすことを可能にするために、上記標本抽出された目標画素を生成させられることに本発明の利点があり、特に大きな倍率の場合に利点は大きい。
【図面の簡単な説明】
本発明の幾つかの実施例が、添付の図面を参照しながら以下に、より詳細に説明される。
図１は、ビデオ画像原始データの継続する３本の走査線の画像と、生成されるために標本抽出された目標画素の位置と、そしてこの標本抽出された目標画素を生成するために用いられる原始データの画素を囲む区域とを示した線図である。
図２は、標本抽出された目標画素を生成するときに用いられる補間方向の決定のために、原始データの画素どうし間において行われる比較を示す線図である。
図３は、斜めの２方向における比較が同様な値を生じるとき、原始データの画素どうし間で行われる追加比較を示す線図である。
図４は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられる垂直標本抽出技術を示す線図である。
図５は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図６は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図７ａおよび７ｂは、原始データから標本抽出された目標画素を生成するときの第１の方法で実施される各段階を示す流れ図である。
図８は、入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための装置を示すブロック線図である。図９は、図８に示されている装置の一部をなす遅延回路の略図である。
図１０は、図８に示されている装置の一部をなす決定回路の略図である。
図１１は、図８に示されている装置の一部をなすβ計算機の略図である。
図１２は、図８に示されている装置の一部をなす斜標本抽出器の略図である。
図１３は、第２の実施例のための補間方向を決定するのに際して実施される原始画素どうし間の比較を表す線図である。
図１４は、境界交差状況を示す線図である。
図１５は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられる垂直標本抽出技術を示す線図である。
図１６は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス４５°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図１７は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス４５°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図１８は、２６．６°勾配の斜め標本抽出技術に用いられる原始画素を示す線図である。
図１９は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス２６．６°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図２０は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス２６．６°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図２１は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるプラス６３．４°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図２２は、標本抽出された目標画素を生成するために用いられるマイナス６３．４°勾配の斜め標本抽出技術を示す線図である。
図２３ａおよび２３ｂは、原始データから標本抽出された目標画素を生成するときの第２の方法で実施される各段階を示す流れ図である。
図２４は、入力原始データから標本抽出された目標画素を生成するための第２の装置を示すブロック線図である。
図２５は、図２４に図示されている装置の一部を形成する遅延回路の略図である。
図２６は、図２４に図示されている装置の一部を形成する決定回路の略図である。
図２７は、図２４に図示されている装置の一部を形成するβ計算機の略図であり、そして
図２８は、図２４に図示されている装置の一部を形成する斜め標本抽出器の略図である。
本発明を実施するための最良の方法
拡大ビデオ画像を作るため入力ビデオ画像のデシタル原始データを標本抽出するとき、デジタル原始データの走査線および画素どうし間に標本抽出された目標画素を生成する必要がある。再サイジング処理係数および再サイジング処理方向（すなわち、垂直および/または水平方向）によって、生成される標本抽出された目標画素の位置と同様にその数も決定される。
ステアステッピングを減少させそして高解像度の拡大ビデオ画像を作るためには、生成される様々な標本抽出された目標画素に関する幾つかの数値を正確に計算する必要がある。このようにして、標本抽出された目標画素の値を生成するために用いられる標本抽出補間方向が、この目的を達成するために選択されなければならない。標本抽出された目標画素に関する正確な数値をもたらす標本抽出補間方向の選択に失敗すると、顕著なステアステッピングのある拡大画像が生成されることになろう。
本発明の方法および装置は、幾つかの方向に生成される標本抽出された目標画素を囲む区域におけるデジタル原始データの画像の値の差を計算することによって、標本抽出された目標画素を生成する。こうして計算された差の値は次に、補間方向を選択するために検査される。それから、生成対象の標本抽出された目標画素を通る線分上の中間画素を生成するために、決定された補間方向でデジタル原始データの選択された画素どうしの間の補間が実施される。線分が原始データに平行に−すなわち、水平に−なるように限定されると、中間画素の計算が簡単になる。標本抽出された目標画素を生成するために、中間画素どうし間の補間が次に実施される。
入力原始データから標本抽出された目標画素を生成する本発明の方法の１実施例が図１から７ｂまでを特に参照しながら以下に説明される。
標本抽出された目標画素ｗが生成されるとき、デジタル原始データにおいて標本抽出された目標画素に最も近い画素が決定され、そして補間法における基準画素ＰRとして用いられる。その間に標本抽出された目標画素が位置する原始データの２本の継続走査線もまた決定される。基準画素と、この基準画素ＰRと同じ原始データ走査線上の隣接画素と、そして標本抽出された目標画素を囲む長方形の区域Ｒを形成する原始データの他の走査線上の２つの画素とが決定される（図７ａのブロック５０参照）。区域Ｒの境界を画定する４つの原始データは主として、以下に説明されるように、補間方向を決定するために用いられる。区域Ｒは、４つの象限の１つ、すなわち基準画素ＰRの周囲を囲む左上、右上、左下または右下の各象限の１つに相当する。
図１はデジタル原始データの小さな線分を示す。原始画素はそれぞれ基準画素ＰR＝Ｕ00に関連して符号を付されている。原始データの第１の走査線は５つの画素Ｕ-1-2からＵ-12までによって表され、原始データの第２の走査線は画素Ｕ0-2からＵ02までによって、原始データの第３の走査線は画素Ｕ1-2からＵ12までによって表される。明らかに、画素Ｕ00は標本抽出された目標画素ｗに最も近い画素であり、そして指定基準画素ＰRである。この実施例では、標本抽出された目標画素ｗは区域Ｒの左上象限にある第１と第２の走査線の間に位置している。画素Ｕ-1-1、Ｕ-10、Ｕ0-1そしてＵ00は、標本抽出された目標画素ｗの周囲を囲む区域Ｒを画定する画素であり、また補間方向の決定にも用いられる。以下の一覧表は、基準画素を囲む４つの象限における区域Ｒを画定する原始データ画素を示すものである。
0003739405.tif 000002
区域Ｒの４つの画素が一旦決定されると、３つの補間方向に対応して計算がなされる（ブロック５２参照）。図１の実施例では、区域Ｒは、画素Ｕ-1-1、Ｕ-10、Ｕ0-1およびＵ00によって画定され、そして以下の計算がなされる。すなわち、
0003739405.tif 000003
図２では、画素Ｕ-1-1、Ｕ-10、Ｕ0-1およびＵ00によってなされた３つの計算に関連する補間方向ＯL、ＯRおよびＶを表示している。同様な計算が他の３象限にも適用される。
最小の差の値を生じる計算は通常、原始データの周囲画素の値に最も近い値を有する標本抽出された目標画素ｗを生じるであろうと思われる補間方向に関連している。しかし、補間方向がこれらの計算の結果に基づいて選択される前に、計算された差の値は、これらの差が、互いのしきい値内にあるかどうかを決定するために、互いに比較される（ブロック５４と５６参照）。
計算された差の値の１つが明らかに他の２つの値より小さい場合、計算された最小値に関連する補間方向が選択される（ブロック５８）。もし計算された３つの差の値が全てしきい値内にあるならば、垂直補間方向Ｖが選択される（ブロック６６および６８）。
もし垂直補間方向Ｖに関連する計算された差の値と、斜め方向ＯLまたはＯRの一方のみと関連する計算された差の値とが、互いのしきい値内にあれば、斜めの補間方向が選択される（ブロック７０と７２）。
２つの斜め補間方向ＯLおよびＯRに関連する計算された差の値が互いのしきい値内にはいる場合、決定が正しくなければ拡大画像に斜め方向の線に顕著な不連続性が生じる恐れがあるので、正しい補間方向を選択することが重要である。
この選択プロセスを支援するために、原始データの同一走査線から追加画素を用いた計算が実施される（ブロック７４）。図３は図１および２の実施例のための斯様な追加計算を示している。すなわち、
0003739405.tif 000004
追加計算されたこれらの差の値は次に、互いのしきい値の範囲内にあるかどうかを決定するために、比較される（ブロック７６）。もしこれらの差の値の１つが明らかに他方の値より小さければ、計算された差の値に関連する斜め補間方向ＯLまたはＯRが選択される（ブロック５８）。しかし、２つのこれら追加計算された差の値が互いのしきい値内にあるならば、原始データの同一走査線からの追加画素を用いる以下の追加計算が実施される（ブロック７８）。
0003739405.tif 000005
同様に、追加計算されたこれらの差の値は、これらの値が互いのしきい値内にあるかどうかを決定するために、比較される（ブロック８０）。もしこれらの差の値の１つが明らかに他方の値より小さければ、計算された差の値に関連する斜め補間方向ＯLまたはＯRが選択される（ブロック５８）。しかし、２つのこれら追加計算された差の値が互いのしきい値内にあるならば、もし正しくない斜め補間方向が選択されていたならば、生じる恐れがあり得る解像度の問題を避けるためにデフォールト値として垂直補間方向Ｖが選択される（ブロック８２）。
補間方向が一旦決定されると、補間方向に基づいて選択された原始データ画素が決定され（ブロック６０）、そして中間画素ｖを生成する目的で選択された原始データ画素どうし間に補間するために、上記補間方向が利用される（ブロック６２）。中間画素は次に、標本抽出された目標画素ｗを生成するために、水平方向に補間される（ブロック６４）。
標本抽出された目標画素ｗを生成できる前に、この標本抽出された目標画素ｗの位置を決定しなければならない。標本抽出された目標画素ｗは垂直および水平の両方向において基準画素ＰRからのその距離によって定義される。これらの距離は記号αyおよびαxによって表される。この場合、
0003739405.tif 000006
αyは下方に向かってプラスであり、αxは右に向かってプラスである。αyおよびαxの符号は以下のような象限に関連している。すなわち、
0003739405.tif 000007
αxおよびαyの値が知られると、その値によって決定された補間方向で選択された原始データ画素どうしの間に補間が実施される。その結果生じる中間画素ｖは、標本抽出された目標画素ｗを通過する水平線分上に配置される。本発明のこの実施例では一次標本抽出が説明されているが、より高次の補間も利用することができる。
図４には、右下象限に位置する標本抽出された目標画素ｗが示されている。この場合、αxもαyも共にプラスである。区域Ｒは画素Ｕ00、Ｕ01、Ｕ10およびＵ11によって画定され、そして画素Ｕ00は基準画素ＰRを画定する。中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2も示されており、そして垂直方向に一次標本抽出を用いて計算されている。この場合、中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2は以下の数式、すなわち
ｖ0＝（1-αy）Ｕ0-1＋αyＵ1-1    （８）
ｖ1＝（1-αy）Ｕ00＋αyＵ10    （９）
ｖ2＝（1-αy）Ｕ01＋αyＵ11    （10）
を用いて計算される。
３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側における２つの中間画素の間で補間が直交して水平に実施される。したがって、標本抽出された目標画素ｗを計算できる前に、２つの中間画素のうちどれを選択するかを決定することが重要である。中間画素を選択するために、記号βは、中央の中間画素ｖ1から標本抽出された目標画素ｗまでの水平距離として、定義される。記号βは右に向かってプラスである。水平補間では、β＝αである。βの符号は、どの２つの中間画素が目標画素ｗを囲んでいるかを決定する。図４の実施例では、β≧０であるので、補間はｖ1とｖ2との間で行われる。標本抽出された目標画素ｗの値は以下の数式、すなわち
ｗ＝（1-αx）ｖ1＋αxｖ2
を用いて計算される。
他の象限、すなわちαyとαxとの場合においては、基準画素ＰRを囲む原始データの異なる幾つかの画素を用いて同様な方法で、中間画素ｖと標本抽出された目標画素ｗとが計算される。
斜め左上の補間画素ＯLが選択されるとき、中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2は、マイナス勾配の斜線に沿って選択された原始データ画素間で一次補間を行うことによって、計算される。一次補間を行うとき、重要なパラメータは補間された画素端末点間の距離の比である。原始データの走査線と、そして中間画素によって画定された水平な線分とは平行であるので、中間画素は垂直な標本抽出と同様に、αyによって定義される得る。
図５には、これもまたプラスであるαyおよびαxを有する右下象限に位置している標本抽出された目標画素ｗの場合が示されている。区域Ｒは画素Ｕ00、Ｕ01、Ｕ10およびＵ11によって画定され、そして画素Ｕ00は基準画素ＰRを確定する。中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2もまた図示されており、そして斜め左上補間を用いて計算されている。中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2は以下の数式を用いて計算される。すなわち、
ｖ0＝（1-αy）Ｕ0-1＋αyＵ10    （12）
ｖ1＝（1-αy）Ｕ00＋αyＵ11    （13）
ｖ2＝（1-αy）Ｕ01＋αyＵ12    （14）
３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側における２つの中間画素の間で補間が直交せずに水平に実施される。図５の実施例では、標本抽出は４５°の斜線にそって実施されるので、中間画素ｖ1から基準画素Ｕ00までの水平距離は、垂直距離すなわちαyと同じである。したがって、標本抽出された目標画素ｗから中間画素ｖ1までの距離βは、αx−αyい等しくなる。実際に、斜め左上標本抽出におけるこのβのための数式は、全ての象限に有効である。補間は中間画素ｖ1とｖ0との間であることを意味するこの場合は、βはマイナスである。よって、標本抽出された目標画素ｗの値は以下の数式により計算される。
ｗ＝（1-（-β））ｖ1＋（-β）ｖ0
他の象限では、基準画素ＰRを囲む原始データの様々な選択画素を用いて同様に、中間画素ｖと標本抽出された目標画素ｗとが計算される。
斜め右上の補間画素ＯRが選択されるとき、中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2は、図５を参照しながら上記に説明されている方法と同様な方法で、プラス勾配の斜線に沿って配置されている選択原始データ画素間で一次補間を行うことによって、計算される。
図６には、画素Ｕ00、Ｕ01、Ｕ10およびＵ11によって画定さている区域Ｒに位置している標本抽出された目標画素ｗが示されており、そして画素Ｕ00は基準画素ＰRを画定する。中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2もまた図示されており、そして斜め右上補間を用いて計算されている。中間画素ｖ0、ｖ1およびｖ2は以下の数式を用いて計算される。すなわち、
ｖ0＝（1-αy）Ｕ0-1＋αyＵ1-2    （16）
ｖ1＝（1-αy）Ｕ00＋αyＵ1-1    （17）
ｖ2＝（1-αy）Ｕ01＋αyＵ10    （18）
３つの標本抽出された中間画素が計算された後に、標本抽出された目標画素の値を決定するために、この標本抽出された目標画素ｗの向かい合った両側における２つの中間画素の間で補間が直交せずに水平に実施される。斜め右上標本抽出では、β＝αx＋αyであることが示され得る。図６の実施例では、βはマイナスであって、これは、補間が中間画素ｖ1とｖ2との間であることを意味する。標本抽出された目標画素ｗの値は以下の数式により計算される。
ｗ＝（1-β）ｖ1＋βｖ2
他の象限では、基準画素ＰRを囲む原始データの様々な選択画素を用いて同様に、中間画素ｖと標本抽出された目標画素ｗとが計算される。
上述の方法は、可能性のある４つの象限のそれぞれの場合を明らかにするために、原始データの３本の走査線へのアクセスを示している。しかし、一旦標本抽出された目標画素ｗが明確になると、補間を実施し、そして標本抽出された目標画素ｗを生成するために必要なのは２本の原始データ走査線のみであることに、留意して欲しい。
ここで図８を説明すると、上述の方法を実施するための原始データ補間装置がこれには表示されており、そして一般的に参照番号１００で示されている。この装置１００は、入力デジタル原始データＤinの流れを受信し、そして標本抽出された目標画素ｗを生成するために原始データの選択画素間に補間する。
この装置１００は原始データの流れを受信する遅延回路１０２を有している。遅延回路は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するのに必要な要求原始データ画素を抽出し、そして斜め標本抽出器１０６へと同様に決定回路１０４へにも、要求原始データ画素を送信する。決定回路１０４は、もし必要ならば、原始データ画素に関して数式１から３までそして４から７までの計算を行い、そして所望の補間方向を決定するために計算された様々な数値をしきい値と比較する。決定回路１０４の補間方向出力は斜め標本抽出器１０６とβ計算機１０８とに送られる。β計算機１０８の出力は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するために入力データを利用する斜め標本抽出器１０６に適用される。
図９には、より詳細に遅延回路１０２が示されている。図に示されているように、遅延回路は、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するために必要な入力デジタル原始データの流れを受信する入力回線１１２を有する。この入力回線は分岐しており、その一方の分岐線１１４は、直列に接続されている３つの遅延素子１２０、１２２および１２４に直接続いている。他方の分岐線はラインストア１２６に続いている。このラインストアの出力は、直列に接続されている３つの遅延素子１２８、１３０および１３２に続いている。各分岐線におけるラインストアおよび遅延素子によって、遅延回路１０２は同時に、入力原始データの２本の継続走査線から４つの画素を出力させることができる。αxもαyも共にプラスである右下象限における補間の場合では、抽出された８つの画素は、図示されているように、画素Ｕ0-1、Ｕ00、Ｕ01、Ｕ02、Ｕ10、Ｕ11およびＵ12に対応する。
決定回路１０４は、図１０に最も詳細に示しており、そして４本の入力回線を有しており、その各々は遅延回路１０２によって選択された画素出力を受信する。入力は２つ組になって減算器１４０、１４６および１５０になされる。減算器の出力は、遅延素子１４２、１４４、１４８、１５２および１５４を介して、選択論理回路１５６に送られそして数式１から３までの様々な計算結果の数値を示す。遅延素子は、数式４から７までの計算に対応する様々な計算結果の数値をを供するために、必要である。特に減算器１４０の出力は、ＯRの「将来」の値であるＯ１ARに対応する。この値はＯRを供するために遅延素子１４２に送られ、次にＯ２ARを供するために遅延素子１４４に送られる。同様に、減算器１５０の出力は、Ｏ２ARに対応し、ＯLを供するために遅延素子１５２に送られ、次にＯ１ALを供するために遅延素子１５４に送られる。待ち時間を「平均化」するために、遅延素子１４８と減算器１４６の出力を遅らせる必要がある。この値はＶに相当する。これらの数値は全て選択論理回路１５６に送られる。
しきい値と同様にαxおよびαyの定数を受信する選択論理回路１５６は、いづれかの２つ、または３つ全ての計算された数値がしきい値内にあるかどうかを決定するために、計算された差の値を比較する。明らに計算された差のある１つの値が最も小さい場合、または垂直補間方向に関連する計算された差の値と、そして１つの斜め補間方向のみに関連している、計算された差の値とが共にしきい値内にある場合、または計算された３つの差の値が全てしきい値内にある場合、選択論理回路１５６は斜め標本抽出器１０６へと同様に、β計算機１０８にも選択補間方向を出力する。２つの斜め方向に関連する計算された差の値がしきい値内にある場合、β計算機１０８および斜め標本抽出器１０６へ、いずれの補間方向を出力するかを決定するために、値Ｏ１ARとＯ１AL、そして場合によってはＯ２ARとＯ２ALが用いられる。
図１０に示されている原始画素は、右下象限における補間に用いられる原始画素に対応する。これらの原始画素は差の「将来」の値を表す。
β計算機１０８は図１１に最もよく示されており、そして選択論理回路１５６による補間方向出力と同様にαyおよび−αyの定数を受信するマルチプレクサ１６０を含む。マルチプレクサの出力は加算器１６２に供給され、この加算器もαx定数を受信する。加算器１６２の出力はβ加算器１０８のβ定数出力を構成する。
図１２は最もよく斜め標本抽出器１０６を図示しているが、この斜め標本抽出器は、原則としてより高次元の補間を用いることができるとはいえ、３つの一次補間１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを含む。各一次補間回路には２つの加算器と１つのマルチプレクサが含まれている。２つの一次補間は方向性補間に、そして１つの一次補間は水平補間のために利用される。斜め標本抽出器にはまた、４つのマルチプレクサ１６５から１６８までが含まれており、そしてこれらのマルチプレクサはβ定数の符号を受信し、そして４つのマルチプレクサ１７０から１７６までの各々は選択論理回路１５６から補間方向を受信する。マルチプレクサ１６５および１６６はマルチプレクサ１７０に出力を供給し、そしてマルチプレクサ１６７および１６８はマルチプレクサ１７２に出力を供給する。マルチプレクサ１６５から１６８までとそしてマルチプレクサ１７４から１７６までへの原始画素の入力は、右下象限を補間するための場合を図示している。マルチプレクサ１７０および１７２は一次補間回路１０６ａへの出力を供給する。一次補間回路１０６ａには、マルチプレクサ１８０へ入力を供給するマルチプレクサ１７０および１７２から入力を受信する加算器１７８が含まれている。αy定数を受信するマルチプレクサ１８０は、もう１つの加算器１８２に入力を供給し、この加算器もまたマルチプレクサ１７２から入力を受信する。
同様に、マルチプレクサ１７４および１７６は一次補間回路１０６ｂに出力を供給する。一次補間回路１０６ｂには、乗算器１８６に入力を供給するマルチプレクサ１７４および１７６から入力を受信する加算器１８４が含まれている。αy定数を受信する乗算器１８６はもう１つの加算器１８８に入力を供給し、そしてこの加算器もまたマルチプレクサ１７６から入力を受信する。
２つの一次補間回路１０６ａおよび１０６ｂの出力はそれぞれ一次補間回路１０６ｃに供給される。一次補間回路１０６ｃには、乗算器１９２に入力を供給する加算器１８２および１８８から入力を受信する加算器１９０が含まれている。乗算器１９２はβ計算機１０８からβ定数を受信しそして加算器１９４に入力を供給する。加算器１９４もまた加算器１８８の出力を受信しそしてその出力として標本抽出された目標画素ｗの値を生成する。
入力画素とそして、マルチプレクサ１７４および１７６のシフトとは、加算器１８８の出力が中間画素ｖ1（すなわち、基準画素ＰRに最も近接している中間画素）を表すように、制御される。中間走査線線分上の標本抽出された目標画素ｗの位置によって加算器１８２の出力が中間画素ｖ0かまたは中間画素ｖ2のいずれかを表すように、入力画素とそして、マルチプレクサ１６５から１６８までと１７０および１７２とは制御される。図１２において、マルチプレクサ１７０から１７６までへの指示子ｖ、ＯRおよびＯLの入力は、それぞれ垂直と、斜め右および斜め左の各方向に補間するために用いられる原始画素に関したものである。
加算器１９０および１９４と、そして乗算器１９２によって構成される一次補間回路１０６ｃは、中間画素間の非直交水平補間を表す計算を実施する。
以下の表は、中間画素ｖを生成するために、αxおよびαyの全ての値に対して斜め標本抽出器１０６によって実行された方向性補間を説明したものである。
0003739405.tif 000008
当該技術に熟達している専門家なら評価するであろうように、中間画素ｖとβ値が一旦判明すれば、以下の数式の１つを利用して水平補間により標本抽出された目標画素ｗを生成することができる。
0003739405.tif 000009
ここで図１３〜２８を参照しながら、７つの可能な補間方向とそして４点補間回路とを用いて標本抽出された目標画素を生成するための方法のもう１つの実施例が以下に説明される。
前述の実施例と同様に、標本抽出された目標画素ｗに最も近接している原始画素を決定するために、入力原始データが検査され、そしてこの原始画素は基準画素ＰRとして用いられる。標本抽出された目標画素より上にある２本の原始走査線からの原始画素と、そして標本抽出された目標画素より下にある２本の原始走査線とが決定され（図２３ａのブロック２１０）、そして標本抽出された目標画素を生成するときに選択される補間方向を決定するために、これらの原始走査線の選択画素が比較される。６つの可能な斜め方向に対し差の値を計算するために、原始画素が用いられる（ブロック２１２）。これらの計算は補間象限に応じて変化するが、それは以下の表に示されている。
0003739405.tif 000010
左上象限に関して、補間方向ＯLR、Ｏu1、ＯLRR、ＯULL、ＯUUR、ＯULLそしてＶが図１３に示されている。示されている垂直方向Ｖに関しては、いかなる差の値も計算されない。
計算によって、各斜め補間方向に関連する１セットの差の値が出される。当該基準画素の右側にある差の値のセットが考慮され、そして当該基準画素の左側にある差の値のセットもまた用いられる。各斜め補間方向に関して３セットの差の値が合計され、差の値の１「実用」セットが作られる。
この実用セットの差の値は、しきい値内の最小の差の値を決定するために、互いに比較される（ブロック２１４と２１６）。もしこの最小の差が低周波数の縁を示すほど十分に小さければ、これらは１セットの可能な補間方向を生じさせる。
この可能な補間方向は、「境界交差」状況が発生するかどうかを調べるために検査される（ブロック２１８と２２０）。図１４はこうした状況を示している。この図では、画素Ｕ00とＵ-1-2とを結ぶ白い線を表す左左上方向が考慮されているが、しかし画素Ｕ0-1とＵ-1-1とを結ぶダークグレーの「境界」もある。左左上方向を選択することは境界を交差することになるので、この左左上方向は考慮することはできない。こうした状況は差Ｂ1とＢ2を検査することによって検出される。
次ぎに、これら可能な補間方向が検査され、そして１つの補間方向が選択される（ブロック２２２）。ブロック２２２は図２３ｂに詳細に示されている。もし斜め補間方向が１つだけ可能ならば、その方向が選択される（ブロック２３０と２３２）。もし低周波数数の縁が検出されなければ、垂直補間方向がデフォールトとして選択される（ブロック２３８と２４０）。左方と右方の斜め補間方向が可能ならば、その時は垂直方向が再びデフォールトとして選ばれる（ブロック２４８と２５０）。
他に、右方または左方の斜め補間方向のいずれかのみが考慮される。もし「極度」方向（２６．６°または６３．４°の勾配）の１つのみと、４５°の斜め方向とが可能であれば、その極度方向が選択される（ブロック２５２と２５４）。他の場合では、極度値の両方が可能でありそして「中間」方向（４５°の勾配）が選択される（ブロック２５６）。
補間方向が一旦選択されれば、方向性補間に必要な画素を決定しなければならない（ブロック２２４）。次ぎに原始データが、中間画素を生成するために、直接補間される（ブロック２２６）。最後に、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するために、中間画素が水平に補間される（ブロック２２８）。
標本抽出された目標画素ｗの位置は、ｘおよびｙ方向の双方において基準画素ＰRからのその距離によって定義される。これらの距離は記号αxおよびαyによって表され、この場合、
0003739405.tif 000011
αxは右に向かってプラス、そしてαyは下方に向かってマイナス
この実施例では、４点「フィルタ」補間回路が用いられる。補間対象の標本抽出された目標画素ｗは、４つの原始画素Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2およびＳ3と、そしてＳ1からの所望画素の距離を表すパラメータαとの関数として以下の数式で計算される。すなわち
ｗ＝ｆ（Ｓ0，Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3，α）
この関数は、パラメータαの指標があるロムから読み出された係数を有する４タップフィルタであってもよい。
図１５は、垂直補間方向Ｖが選択される場合を示している。目標画素ｗは、αxとαyとが共にマイナスである「左上」象限に位置している。値ｖnによって表される中間水平線分は、以下のような垂直４点補間によって決定される。すなわち
ｖ0＝ｆ（Ｕ1-2，Ｕ0-2，Ｕ-1-2，Ｕ-2-2，-αy）
ｖ1＝ｆ（Ｕ1-1，Ｕ0-1，Ｕ-1-1，Ｕ-2-1，-αy）
ｖ2＝ｆ（Ｕ10，Ｕ00，Ｕ-10，Ｕ-20，-αy）
ｖ3＝ｆ（Ｕ11，Ｕ01，Ｕ-11，Ｕ-21，-αy）
ｖ4＝ｆ（Ｕ12，Ｕ02，Ｕ-12，Ｕ-22，-αy）
５つの中間画素が計算された後に、所望の標本抽出された目標画素の値を計算するために、これらの画素に関して補間が実行される。目標画素ｗから中央の中間画素ｖ2までの水平距離を表す距離βを先ず計算しなければならない。他の３象限のためのβの計算も図１５に示されている。垂直方向の場合では、βは全ての象限において単純にαxに等しい。図１５の場合では、標本抽出された目標画素ｗは左上象限にありそしてβはマイナスである。したがって、標本抽出された目標画素ｗは以下の数式で表される。すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ3，ｖ2，ｖ1，ｖ0，-β）
基準画素ＰRの周囲の他の象限でも、標本抽出された目標画素ｗは同様に計算することができる。
斜め右上方向ＯURが選択されているとき、中間画素がプラス勾配４５°の斜線にそって補間される。図１６は右上の場合を示している。目標画素ｗは、αxはプラス、そしてαyはマイナスで右上象限に位置している。指定斜線にそって４点補間を用いると、以下のようになる。すなわち
ｖ0＝ｆ（Ｕ1-3，Ｕ0-2，Ｕ-1-1，Ｕ-20，-αy）
ｖ1＝ｆ（Ｕ1-2，Ｕ0-1，Ｕ-10，Ｕ-21，-αy）
ｖ2＝ｆ（Ｕ1-1，Ｕ00，Ｕ-11，Ｕ-22，-αy）
ｖ3＝ｆ（Ｕ10，Ｕ01，Ｕ-12，Ｕ-23，-αy）
ｖ4＝ｆ（Ｕ11，Ｕ02，Ｕ-13，Ｕ-24，-αy）
５つの中間画素が非直交で計算された後に、標本抽出された目標画素ｗを決定するために、水平補間がなされる。補間は４５°の角度なので、基準画素ＰRから中間画素ｖ2までの水平距離は、単純に垂直距離、すなわち−αyに等しい。したがって、βは単純にαx＋αyである。この場合では、βはプラスなので、標本抽出された目標画素は以下の式で表される。すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，β）
他の象限でも、標本抽出された目標画素を決定するのに同様な方法を用いることができる。図１６はまた各象限のためのβの計算も示している。その結果は下記の表Ａに要約されている。
斜め左上方向ＯULの補間は右上方向のものと非常によく似ている。中間画素がマイナス勾配４５°の斜線にそって補間される。図１７では、標本抽出された目標画素ｗは、αxもαyも共にプラスで、右下象限に位置している。斜線にそって４点補間を用いると、以下のようになる。すなわち
ｖ0＝ｆ（Ｕ-1-3，Ｕ0-2，Ｕ1-1，Ｕ20，αy）
ｖ1＝ｆ（Ｕ-1-2，Ｕ0-1，Ｕ10，Ｕ21，αy）
ｖ2＝ｆ（Ｕ-1-1，Ｕ00，Ｕ11，Ｕ22，αy）
ｖ3＝ｆ（Ｕ-10，Ｕ01，Ｕ12，Ｕ23，αy）
ｖ4＝ｆ（Ｕ-11，Ｕ02，Ｕ13，Ｕ24，αy）
標本抽出された目標画素は中間画素に関する非直交の水平補間を実施することによって計算される。これもまた、補間は４５°の斜線にそっているので、中間画素への水平距離は垂直距離に等しい。右下象限では、β＝αx−αyである。βはプラスで、標本抽出された目標画素は以下の式で表される。すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，β）
更にまた、βが象限ごとに変化する他の象限においても同様な方法が適用される。図１７には他の象限のβの計算も示されており、その結果は表Ａに記載されている。
斜め右右上（ＯURRまたは左左上（ＯULLの補間方向が選択されているとき、補間は勾配２６．６°の斜線にそっている。４点補間のために用いられる原始画素／斜線は、図１８において右右上と左左上の両方向のために示されている。
図１９には、αxはマイナスでそしてαyはプラスの左下象限における標本抽出された目標画素ｗのための右右上ＯURRの補間に用いられる幾つかの画素が示されている。プラス勾配の２６．６°の斜線にそって、以下の式で表される４点補間が用いられている。すなわち、
ｖ0＝ｆ（Ｕ-10，Ｕ0-2，Ｕ1-4，Ｕ2-6，αy）
ｖ1＝ｆ（Ｕ-11，Ｕ0-1，Ｕ1-3，Ｕ2-5，αy）
ｖ2＝ｆ（Ｕ-12，Ｕ00，Ｕ1-2，Ｕ2-4，αy）
ｖ3＝ｆ（Ｕ-13，Ｕ01，Ｕ1-1，Ｕ2-3，αy）
ｖ4＝ｆ（Ｕ-14，Ｕ02，Ｕ10，Ｕ2-2，αy）
標本抽出された目標画素は水平補間により計算される。補間は２６．６°勾配の斜線にそっているので、中間画素への水平距離は垂直距離の２倍である。左下象限では、β＝２αy−（−αx）＝αx＋２αyである。βはプラスで、標本抽出された目標画素は以下の式で表される。
ｗ＝ｆ（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，β）
他の象限でも同様である。図１９には、表Ａに要約されているように、他の象限のβの計算が示されている。
左左上方向ＯULLが補間のために選択されているとき、２６．６°のマイナス勾配の斜線によって中間画素は補間される。用いられている原始画素の幾つかが、αxもαyも共にマイナスである左上象限については、図２０に示されている。４点補間を利用すると、以下のような式になる
ｖ0＝ｆ（Ｕ10，Ｕ0-2，Ｕ-1-4，Ｕ-2-6，-αy）
ｖ1＝ｆ（Ｕ11，Ｕ0-1，Ｕ-1-3，Ｕ-2-5，-αy）
ｖ2＝ｆ（Ｕ12，Ｕ00，Ｕ-1-2，Ｕ-2-4，-αy）
ｖ3＝ｆ（Ｕ13，Ｕ01，Ｕ-1-1，Ｕ-2-3，-αy）
ｖ4＝ｆ（Ｕ14，Ｕ02，Ｕ-10，Ｕ-2-2，-αy）
再び、補間は２６．６°勾配の斜線にそって実施されるので、中間画素への水平距離は垂直距離の２倍に等しい。左上象限では、β＝−２αy−（−αx）＝αx−２αyである。βはプラスで、標本抽出された目標画素は以下の式、すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，β）
によって表されている。変化するβを有する他の象限にも同様な方法が適用される。図２０は他の象限のためのβの計算を示している。その結果は表Ａに要約されている。
斜め右上上（ＯUUR）または左上上（ＯUUL）の補間方向が選択されているとき、方向性補間は前述の場合におけるよりも多くの原始走査線を越えた補間を必要とする。あまりにも多くの原始走査線を必要としないように、右上上と左上上の方向に対する方向性補間として、一次補間が用いられる。
図２１には、右上上ＯUURの補間方向のために必要な補間が図示されている。標本抽出された目標画素ｗはαxもαyも共にプラスの右下象限にある。補間はプラス勾配６３．４°の斜線にそっている。これらの偏り斜線には２つのタイプがあり、それはつまり、それぞれ線Ｕ1-1 Ｕ-10およびＵ00Ｕ2-1によって表されるような「内側」と「外側」の斜線である。外側斜線のための一次標本抽出パラメータは、中間画素から原始画素までの垂直距離によって与えられる。補間は原始走査線を飛び越すので、一次標本抽出パラメータは半分、すなわちαy／２である。内側斜線においても同様に、パラメータは、（１−αy）／２である。一次補間を用いて、中間画素は以下のように計算される。すなわち
ｖ0＝（1-0.5（1-αy））Ｕ1-1＋0.5（1-αy）Ｕ-10
ｖ1＝（1-0.5αy）Ｕ00＋0.5αyＵ2-1
ｖ2＝（1-0.5（1-αy））Ｕ10＋0.5（1-αy）Ｕ-11
ｖ3＝（1-0.5αy）Ｕ01＋0.5αy）Ｕ20
ｖ4＝（1-0.5（1-αy））Ｕ11＋0.5（1-αy）Ｕ-12
標本抽出された目標画素は、非直交水平補間により計算される。やはり４点補間が水平に用いられる。補間は６３．４°の斜線にそっているので、中間画素への水平距離は垂直距離の半分である。更に、中間画素どうし間の間隔は前述の補間方向のための間隔の半分であるので、βは中央の中間画素から標本抽出までの距離の２倍である。右下象限では、０．５＝αx−０．５β＋０．５αyであるので、β＝−１＋２αx＋αyである。βはマイナスで、標本抽出された目標画素は以下の式によって表される。すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ3，ｖ2，ｖ1，ｖ0，-β）
他の象限に対しても同様に、図２１は表Ａに要約されているような他の象限のためのβの計算を示している。
図２２に示されている斜め左上上ＯUUL補間方向においては、標本抽出された目標画素ｗはαxはプラス、αyはマイナスの右上象限にある。補間はマイナス勾配の６３．４°斜線にそっている。内側斜線のための一次標本抽出パラメータは（１＋αy）／２であり、そし外側斜線のためのパラメータは−αy／２である。ここでもまた、一次補間を用いて、中間画素は以下のように計算される。すなわち
ｖ0＝（1-0.5（1+αy））Ｕ-1-1＋0.5（1+αy）Ｕ10
ｖ1＝（1-0.5（-αy））Ｕ00＋0.5（-αy）Ｕ-2-1
ｖ2＝（1-0.5（1+αy））Ｕ-10＋0.5（1+αy）Ｕ11
ｖ3＝（1-0.5（-αy））Ｕ01＋0.5（-αy）Ｕ-20
ｖ4＝（1-0.5（1+αy））Ｕ-11＋0.5（1+αy）Ｕ12
４点補間が中間画素に実行されている。また再び、中間画素への水平距離は垂直距離の半分であり、そしてβは中央の中間画素から目標画素までの距離の２倍である。標本抽出された目標画素ｗが右上象限にある場合では、β＝２〔αx＋（−０．５αy）−１〕＝−１＋２αx−αyである。βはプラスなので、標本抽出された目標画素は以下の式によって表される。すなわち
ｗ＝ｆ（ｖ1，ｖ2，ｖ3，ｖ4，β）
他の象限に対しても同様な方法が適用される。図２２は表Ａに要約されているような他の象限のためのβの計算を示している。
図２４は上述の方法を実行するための基本原始データの補間装置３００を示している。図示されているように、装置３００は第１の実施例に用いられていた装置と同じである。現在説明されている第２の実施例にも同じブロック線図が適用される。原始データＤinは遅延回路３０２を介して送られ、この回路は補間に必要な原始画素を抽出する。これらの原始画素は、補間方向を選択するために決定回路３０４によって利用される。選択された補間方向は、βの値を決定するためにβ計算機に送られる。原始画素、補間方向そしてβは全て、標本抽出された目標画素ｗを生成するように方向性補間を行うために斜め標本抽出器３０６に送られる。
図２５は、より詳細に当該実施例の遅延回路３０２を図示している。この回路には、継続原始走査線と４８個の遅延素子３２０〜３４２、３４６〜３６８、３７２〜３９４、３９８〜４２０とにアクセスを許す３個のラインストア３４４、３７０および３９６が含まれており、一方これらの遅延素子は４本の原始走査線の各々において１３個の隣接する原始画素にアクセスを許す。遅延回路は補間のために必要な１３×４個の原始マトリックスから抽出する。上部象限における補間の時は、抽出される画素は標識を付された原始画素に対応する。
決定回路３０４はより詳細に図２６に図示されている。入力原始画素は、６個の減算器４４６、４５２、４５８、４６４、４７０および４７６に供給される。各減算器は６つの可能な斜め方向の１つに対応する差の値を計算する。各差の値のための２つずつの遅延素子４４８、４５０、４５４、４５６、４６０、４６２、４６６、４７２、４７８および４８０は各方向のための３つの連続している差の値にアクセスを許す。これらの差の値は選択手段４８２に送られ、この手段は可能な斜め補間４方向の１つか、または垂直補間方向のいずれかを選択する。標識を付けられた原始画素は左上象限内の補間に対応する。
図２７に示されているβ計算機には、３個の入力加算器５０８が含まれる。この加算器の入力は３台のマルチプレクサ５０２、５０４および５０６の出力である。マルチプレクサ５０２の出力は、選択された補間方向と標本抽出された目標画素の象限とを取るデコーダ５００の出力に応じて０．１または−１である。マルチプレクサ５０４は、選択された補間方向に応じてαxまたは２αxを出力する。最後にマルチプレクサ５０６がこれもまた、補間方向に応じてαy、−αy、２αyまたは−２αyのいずれかを出力する。加算器５０８の出力はβである。
斜め標本抽出器３０６は図２８に最も良く図示されている。それは３つの主要部品、すなわち入力デコーダ５３２、方向性補間回路３０６ａおよび水平補間回路３０６ｂから成る。標本抽出された目標画素が位置している象限と補間方向にしたがって、入力原始画素は入力デコーダ５３２で解読される。要求されている原始画素は方向性補間回路３０６ａに送られ、この回路は４つの中間画素を生成するために４点補間を実行する。この４点補間は、４個の４タップフィルタ５３４、５３６、５３８および５４０によって実施され、その係数はアドレス｜αy｜を付されているロム５３０から供給される。４つの中間画素は、標本抽出された目標画素ｗを計算するために４点水平補間回路３０６ｂに送られる。水平補間回路３０６ｂは、βのアドレスを付されているロム５４２と４タップフィルタ５４４とから成る。
下記表Ａは、７つの補間方向の各々の対して中間画素を生成するために実施される方向性補間の概要を示している。この表にはまた、様々な方向と象限とに対するβを計算するための式も含まれている。
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上述のように、中間画素が一旦生成されると、所望の標本抽出された目標画素ｗを生成するために、４点水平補間がなされる。
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本方法と装置によって、標本抽出された目標画素ｗを生成することが可能になり、その結果、原始データの画像が拡大され再生されるとき、拡大画像の解像度が高まりそしてステアステッピングが最小限に抑えられる。
当該技術に熟達している専門家には明らかなように、本発明には、添付の請求の範囲によって定義されているその範囲から逸脱することなしに、様々な修正が可能である。例えば、当文書には本発明の２つの実施例が記載されているが、他の実施例も可能であること、そして各セットにおける斜め方向の数も任意に選択できることは明らかであろう。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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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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