(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号中の、水平もしくは垂直方向に隣接する少なくとも２つの画素から補間処理により新たな画素を作成して水平及び／または垂直方向に映像サイズを変換する映像サイズ変換処理手段を備えた映像表示装置において、
前記映像サイズ変換処理手段を制御するための補間係数を発生する補間係数発生回路を有し、該補間係数発生回路は、拡大・縮小率を設定する拡大・縮小率設定回路と、所定のオフセット値を設定するオフセット値設定回路と、該オフセット値設定回路の出力が一方の入力端子に入力されるスイッチと、該スイッチの出力を遅延して前記補間係数として出力する遅延回路と、該遅延回路の出力と前記拡大・縮小率設定回路の出力とを加算して前記スイッチの他方の入力端子に出力する加算器とを含み、
該加算器からの桁上信号を用いて前記スイッチの切換制御を行うようにしたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記加算器による加算の結果、桁上信号が発生した場合に、前記一方の入力端子に入力される信号を選択し、桁上信号が発生しない場合は前記他方の入力端子に入力される信号を選択するように前記スイッチの切換制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記桁上信号の発生に関わらず、前記スイッチの他方の入力端子に入力される信号を前記映像サイズ変換処理手段に線形補間処理を実行させるための線形補間係数として用い、前記桁上信号が発生した場合には、前記スイッチの一方の入力端子に入力される信号を、前記桁上信号が発生していない場合には、前記スイッチの他方の入力端子に入力される信号を前記映像サイズ変換処理手段に非線形補間処理を実行させるための非線形補間係数として用いることを特徴とする請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記映像サイズ変換処理手段は、前記映像信号が第１の空間周波数を持つ場合に前記線形補間処理を実行し、前記映像信号が第１の空間周波数よりも高い第２の空間周波数を持つ場合に前記非線形補間処理を実行することを特徴とする請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記加算器からの桁上信号を、前記スイッチの切換制御用の信号として該スイッチに供給するか否かを切換える別のスイッチを更に有することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記別のスイッチを、外部からの指示により切換制御するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
前記補間係数発生回路は、更に、前記遅延回路の出力を第１の補間係数Ｍとして出力する第１の出力端子と、（１−Ｍ）の減算をして第２の補間係数Ｎを得る減算器と、該減算器により得られた第２の補間係数Ｎを出力する第２の出力端子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号の画素数を変換（画像拡大または画像縮小）して映像サイズを変換する補間処理を映像表示装置に係り、特に、線形／非線型補間処理のそれぞれに適した補間係数を与える補間係数発生回路を備えた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号の画素数を変換する場合、例えば特開平１１−２１５３６２号公報に記載されているようなものが知られている。また、特開平７−９５５４０号公報には、補間係数の発生方法について記載されている。
【０００３】
図２は、画素数変換（画像拡大）して映像サイズを拡大もしくは縮小するための映像サイズ変換処理回路の、従来技術を示すブロック図である。同図で、１はアナログ映像信号をＡＤ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌの略）変換したディジタル映像信号の入力端子、２は入力端子１からの映像信号に同期したドットクロックφ１の入力端子、４はクロックφ１の２倍の周波数を持つクロックφ２の入力端子、６は補間係数発生手段、７は映像信号の出力端子、１２は補間処理回路、１３は入力画素を一画素分遅延させる遅延回路、１４、１５は増幅器、１６は出力レジスタ、１７は加算器、１８はスイッチ、１９は図形抽出回路である。以下従来技術について、図２を用いて説明する。
【０００４】
まず、映像信号を入力端子１から補間処理回路１２内の遅延回路１３および増幅器１４、図形抽出回路１９、スイッチ１８の端子ａに供給する。遅延回路１３では、入力端子２からのクロックφ１に同期して１画素分の映像信号を書き込み、読み出して１画素分遅延した映像信号を増幅器１５に供給する。
【０００５】
一方、補間係数発生手段６では補間処理に必要な係数（Ｍ，Ｎ）を発生し、それぞれ補間処理回路１２内の増幅器１５に係数Ｍを、増幅器１４に係数Ｎを供給する。
【０００６】
増幅器１４では遅延回路１３の前の映像信号、すなわち現画素（ｎ画素目）の映像信号をＮ倍し、増幅器１５では遅延回路１３の後の映像信号、すなわち１画素前（ｎ−１画素目）の映像信号をＭ倍して加算器１７に供給する。加算器１７では、増幅器１４および１５からの出力を加算し、
（ｎ−１画素目の映像信号）×Ｍ＋（ｎ画素目の映像信号）×Ｎ
の演算により映像信号に補間処理を施して、スイッチ１８の端子ｂに供給する。
【０００７】
一方、図形抽出回路１９では入力端子２からのクロックφ１に同期して、入力端子１からの映像信号から線画部分を抽出し、その結果をスイッチ１８に供給する。ここで図形抽出回路１９の線画抽出は公知技術であるため、詳細説明は省略する。
【０００８】
スイッチ１８では図形抽出回路１９が、線画であると判定した場合は端子ａを選択し入力端子１からの映像信号Ａを、線画でないと判定した場合は端子ｂを選択し加算器１７からの映像信号Ａ‘を出力レジスタ１６に供給する。出力レジスタ１６では、入力端子４からのクロックφ2に同期して出力端子７に拡大された映像信号出力を供給する。入力端子１からの映像信号に同期したドットクロックφ1の２倍の周波数であるクロックφ2を出力レジスタ１６のクロックとすることにより、映像信号が水平方向に２倍に拡大処理されたことになる。
【０００９】
以上が画像を水平方向に２倍拡大した場合であるが、同図で、入力端子２を端子１からの映像信号に同期したラインクロックφ１の入力端子、入力端子４をラインクロックφ１の２倍の周波数を持つラインクロックφ２の入力端子、遅延回路１３をラインメモリに置き換えることにより画像を垂直方向にも２倍拡大することができる。
【００１０】
このように映像信号が、線画の場合、すなわち空間周波数の高い場合は補間処理を施さない映像信号を、線画でない場合、すなわち空間周波数の低い場合は補間処理を施した映像信号を出力することにより、２倍拡大時の線画部分のボケ感を解消しつつ、線画でない部分には補間処理による自然な画質となるように処理している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、画像拡大時の線画部分のボケ感を解消する方法であり、一般に拡大倍率は整数倍となる。
【００１２】
このため、例えばパーソナルコンピュータのＶＧＡ（水平６４０画素＊垂直４８０画素）モードの元画像からＸＧＡ（水平１０２４画素＊垂直７６８画素）モード相当の画像に拡大する場合、水平方向および垂直方向とも１．６倍となり整数倍とはならないため、例えば１倍に拡大（拡大しない）した場合にはＸＧＡモードの画素数を十分生かしきれず、また、２倍に拡大した場合には元画像が欠落してしまうという問題がある。
【００１３】
また、画像を拡大する場合だけであるので、例えば上記とは逆の変換に相当するＸＧＡモードの元画像からＶＧＡモードの画像に変換するといった画像を縮小する場合には対応できない。
【００１４】
本発明の目的は、映像信号が線画である（空間周波数が高い)場合とそうでない（空間周波数が低い）場合とに応じて、それぞれの場合に適した映像拡大だけでなく映像縮小をも可能とし、さらに拡大および縮小倍率を各々の場合に応じて適切に設定可能にして高画質な映像を得ることが可能な映像表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本発明に係る映像表示装置は、補間処理のための補間係数を発生する補間係数発生回路に、線形補間処理を実行させるための線形補間係数発生手段と、非線形補間処理を実行させるための非線形補間係数発生手段とを設け、入力映像信号が第１の空間周波数を持つ場合、すなわち自然画を含む第１映像信号の場合は前記線形補間係数を選択し、前記映像信号が前記第１の空間周波数より高い第２の空間周波数を持つ場合、すなわち線画を含む第１映像信号の場合は前記非線型補間係数を選択して補間処理を行うようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
上記補間係数発生回路は、具体的には、拡大・縮小率を設定する拡大・縮小率設定回路と、所定のオフセット値を設定するオフセット値設定回路と、該オフセット値設定回路の出力が一方の入力端子に入力されるスイッチと、該スイッチの出力を遅延して前記補間係数として出力する遅延回路と、該遅延回路の出力と前記拡大・縮小率設定回路の出力とを加算して前記スイッチの他方の入力端子に出力する加算器とを含み、該加算器からの桁上信号を用いて前記スイッチの切換制御を行うように構成されている。
【００１７】
また、前記加算器による加算の結果、桁上信号の発生に関わらず、前記スイッチの他方の入力端子に入力される信号を線型補間処理用の非線型補間係数として選択し、桁上信号が発生した場合には前記スイッチの一方の入力される信号を、また桁上信号が発生しない場合には、前記一方の入力端子に入力される信号を非線形補間処理用の非線形補間係数として選択するように前記スイッチの切換制御を行うようにしている。
【００１８】
また、前記加算器からの桁上信号を、前記スイッチの切換制御用の信号として該スイッチに供給するか否かを切換える別のスイッチを更にもうけてもよい。更に、前記別のスイッチを、外部からの指示により切換制御するようにしてもよい。
【００１９】
更にまた、線形補間処理と非線型補間処理とを、該映像表示装置が備えるディスプレイの画面上で行えるようにしてもよい。その場合は、ディスプレイの画面上に補間処理の選択を行うためのＯＳＤ画面を表示し、該ＯＳＤ画面から所望の処理モードを選択し得るようにすることが好ましい。
【００２０】
このように、本発明による補間係数発生回路は、加算器の桁上信号を利用して線形補間係数と非線形補間係数とを切替え発生させるので、基本の線形補間係数発生手段に小規模の回路追加とわずかのコストアップで、線形補間係数と非線型補間係数のいずれかを選択出力する補間係数発生回路を実現することが出来る利点もある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る補間係数発生回路について図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を示すもので、映像信号中の、水平もしくは垂直方向に隣接する少なくとも２つの画素から補間処理により新たな画素を作成して水平及び／または垂直方向に映像サイズを変換する（映像を拡大もしくは縮小する）映像サイズ変換処理回路のブロック図を示す。同図で、３はスイッチ１１の切替制御信号の入力端子、６は第１の補間係数発生手段、８は第２の補間係数発生手段、１０は前記第１と第２の補間係数発生手段６,８とスイッチ１１とからなる補間係数発生回路、その他のブロックについては図２と同じ機能であるので同一符号で示してある。
【００２２】
同図で、スイッチ１１の端子ａに第１の補間係数発生手段６からの係数（Ｍ，Ｎ）を、端子ｂに第２の補間係数発生手段８からの係数（Ｍ‘，Ｎ’）を供給する。スイッチ１１では、入力端子３からの切替制御信号に応じて、係数を切替え、補間処理回路１２に供給する。補間処理回路１２の動作は、図２の説明と同様である。
【００２３】
ここで、補間係数発生回路１０から上記補間処理回路１２への補間係数の与え方（アルゴリズム）について、図３、図４を用いて画像拡大する場合を説明する。図３は元画像を８／５倍に拡大しつつ、線形補間処理を施した場合の画素位置を示している。同図でＡに示すような入力信号が供給された場合に、例えば、１番目の画素（１ｏ）が３／８倍され、２番目の画素（２ｏ）が５／８倍されて、それぞれ加算され、同図Ｂに示すような画素（２ｎ）が形成される。同様にして、２番目の画素（２ｏ）の６／８倍と３番目の画素（３ｏ）の２／８倍、２番目の画素（２ｏ）の１／８倍と３番目の画素（３ｏ）の７／８倍、３番目の画素（３ｏ）の４／８倍と４番目の画素（４ｏ）の４／８倍、４番目の画素（４ｏ）の７／８倍と５番目の画素（５ｏ）の１／８倍、４番目の画素（４ｏ）の２／８倍と５番目の画素（５ｏ）の６／８倍、５番目の画素（５ｏ）の５／８倍と６番目の画素（６ｏ）の３／８倍、５番目の画素（５ｏ）の０倍と６番目の画素（６ｏ）の１倍、……がそれぞれ加算され、画素（３ｎ）、（４ｎ）、（５ｎ）、（６ｎ）、（７ｎ）、（８ｎ）、（９ｎ）、……が形成される。
【００２４】
従って、入力信号の画素の周期は（１ｏ）〜（５ｏ）の５画素であり、出力信号の画素の周期は（１ｎ）〜（８ｎ）の８画素であるため、映像信号を８／５倍したことになる。
【００２５】
ここで、前記図３のＢに示す出力信号の画素に相当する補間画素を作成するための２つの画素に与える補間係数を（Ｍ，Ｎ）とする。ただし、Ｍは前記補間画素を作成する２つの画素のうち左にある画素の補間係数、Ｎは前記２つの画素のうち右にある画素の補間係数を表す。
【００２６】
図３のように８／５倍を実現するには、各画素に与える補間係数（Ｍ，Ｎ）は、（０，１）、（３／８，５／８）、（６／８，２／８）、（１／８，７／８）、（４／８，４／８）、（７／８，１／８）、（２／８，６／８）、（５／８，３／８）という系列を繰り返せば良い。即ち、前のＭ値に３／８を逐次加算し、桁上があれば少数点以下を新たなＭ値とすれば良い。このような補間係数系列による補間を一般に「線形補間処理」と呼んでいる。Ｍ＋Ｎは１である。
【００２７】
ここで、例えば、補間画素（５ｎ）は補間画素（５ｎ）の１つ左の画素（３ｏ）とこの画素（３ｏ）の１つ右の画素（４ｏ）から作成される。これより、補間画素は作成される補間画素の１つ左にある画素とこの画素の１つ右の画素から作成される。こうして得られた前記補間係数系列により、線形補間処理された画素を作成できる。
【００２８】
図３のような線形補間方式の場合、自然画のような空間周波数の低い画像には有効であるが、例えば同図のように、白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像を８／５倍拡大すると、映像レベルの周期が元画像の２ドットとは異なる１６ドットとなってしまい、これが縞模様となって現れる違和感のある画質となってしまう。従って、図３のような線形補間方式は、一般に自然画のような空間周波数の低い画像に適している。
【００２９】
次に、図３の場合とは異なる前記補間処理回路１２への係数の与え方（アルゴリズム）について図４を用いて説明する。同図は元画像を３／２倍に拡大しつつ、図３に示した線形補間処理とは異なる補間処理を施した場合の画素位置を示している。同図でＡに示すような入力信号が供給された場合に、例えば、１番目の画素（１ｏ）が１／２倍され、２番目の画素（２ｏ）が１／２倍されて、それぞれ加算され、同図Ｂに示すような走査線（２ｎ）が形成される。同様にして、２番目の画素（２ｏ）の１倍と３番目の画素（３ｏ）の０倍、２番目の画素（２ｏ）の０倍と３番目の画素（３ｏ）の１倍、３番目の画素（３ｏ）の１／２倍と４番目の画素（４ｏ）の１／２倍、４番目の画素（４ｏ）の１倍と５番目の画素（５ｏ）の０倍、４番目の画素（４ｏ）の０倍と５番目の画素（５ｏ）の１倍、５番目の画素（５ｏ）の１／２倍と６番目の画素（６ｏ）の１／２倍、……がそれぞれ加算され、画素（３ｎ）、（４ｎ）、（５ｎ）、（６ｎ）、（７ｎ）、（８ｎ）、……が形成される。
【００３０】
従って、入力信号の画素の周期は（１ｏ）〜（２ｏ）の２画素であり、出力信号の画素の周期は（１ｎ）〜（３ｎ）の３画素であるため、映像信号を３／２倍したことになる。
【００３１】
ここで、前記出力信号の画素に相当する補間画素を作成するための２つの画素に与える補間係数を（Ｍ‘，Ｎ’）とする。ただし、Ｍ‘は前記補間画素を作成する２つの画素のうち左にある画素の補間係数、Ｎ’は前記２つの画素のうち右にある画素の補間係数を表す。
【００３２】
図３と同様に、図４のような３／２倍を実現するには、各画素に与える補間係数（Ｍ‘，Ｎ’）は、（０，１）、（１／２，１／２）、（１，０）という系列を繰り返せば良い。即ち、前のＭ‘値に１／２よりわずかに小さい値（例えば２０４７／２０４８）を逐次加算し、桁上があれば数０を新たなＭ’値として、後述するように前記系列を近似して実現すれば良い。このような補間係数系列による補間処理について一般的表現は与えられてないが、以下便宜上「線形補間」に対極すると言う意味で、補間係数を「非線形補間係数」、それを用いた補間処理を「非線形補間処理」と呼ぶことにする。こうして得られた上記の補間係数系列により、図３の線形補間とは異なる非線形補間処理された画素を作成できる。
【００３３】
図４のような非線形補間方式の場合、図３の線形補間に対して、拡大率が８／５倍から３／２倍に減少するが、映像レベルの周期が１６ドットから３ドットと元画像の２ドットに近づくため、白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像に対しては、図３のような画質の違和感は解消される。
【００３４】
従って、図４のような非線形補間方式は、一般に白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像に適している。
【００３５】
以上のように、図３の線形補間方式は、線形補間により拡大倍率を無段階で設定でき、自然画のような空間周波数の低い画像には、自然な画質を得られる利点がある反面、空間周波数の高い画像に対しては、元画像にない低い周期の縞模様が現れるといった欠点がある。
【００３６】
一方、図４の非線形補間方式は、線画のような空間周波数の高い画像に対しては違和感のない画質が得られるという利点がある反面、拡大倍率を細かく設定できない欠点や、ゆるやかにレベルが上昇・下降するような空間周波数の低い画像には、元画像にない段差が現れるといった欠点がある。
【００３７】
本発明による前記補間係数（Ｍ，Ｎ）, （Ｍ’，Ｎ’）の補間処理回路１２への供給動作について、図１に示す一実施形態で説明する。以下述べる動作は、後述する図５,図６に示す縮小の場合にも同様に適用できる。尚、第１の補間係数（Ｍ，Ｎ）である線形補間係数を発生する第１補間係数発生手段を線形補間係数発生手段、第２の補間係数（Ｍ’，Ｎ’）である非線形補間係数を発生する第２補間係数発生手段を非線形補間係数発生手段と以下呼ぶことにする。
【００３８】
図１において、スイッチ１１は、線形補間係数発生手段６から線形補間係数（Ｍ，Ｎ）が、非線形補間係数発生手段８から非線形補間係数（Ｍ’，Ｎ’）が供給され、入力端子３からの切替制御信号に応じて補間係数（Ｍ，Ｎ）、（Ｍ’，Ｎ’）を切替えて、補間処理回路１２に出力する。
【００３９】
この時、線形補間係数発生手段６は図３のような線形補間係数を発生し、非線形補間係数発生手段８は図４のような非線形補間係数を発生して、スイッチ１１に供給する。入力端子３からの切替制御信号により、スイッチ１１は、元画像の空間周波数が低い場合にはスイッチ１１の端子ａを選択し、線形補間係数発生手段６からの線形補間係数を、元画像の空間周波数が高い場合には、スイッチ１１の端子ｂを選択し、非線形補間係数発生手段８からの非線形補間係数を補間処理回路１２に供給することにより、高画質な画像を得ることができる。
【００４０】
尚、前記非線型補間係数発生手段８の構成については、後述する。
【００４１】
以上、水平方向の拡大について説明したが、線形補間係数発生手段６および非線形補間係数発生手段８からの補間係数（Ｍ，Ｎ）、（Ｍ’，Ｎ’）をライン毎に与える係数とし、遅延回路１３をラインメモリに置き換えることにより画像を垂直方向にも拡大することができる。
【００４２】
次に、図３、図４とは逆変換に相当する画像縮小する場合の、補間係数発生回路１０から前記補間処理回路１２への補間係数の与え方（アルゴリズム）について説明する。図５は元画像を５／８倍に縮小しつつ、線形補間処理を施した場合の画素位置を示している。
【００４３】
図５でＡに示すような入力信号が供給された場合に、例えば、１番目の画素（１ｎ）が１倍され、２番目の画素（２ｎ）が０倍されて、それぞれ加算され、同図Ｂに示すような走査線（１ｏ）が形成される。同様にして、２番目の画素（２ｎ）の２／５倍と３番目の画素（３ｎ）の３／５倍、４番目の画素（４ｎ）の４／５倍と５番目の画素（５ｎ）の１／５倍、５番目の画素（５ｎ）の１／５倍と６番目の画素（６ｎ）の４／５倍、７番目の画素（７ｎ）の３／５倍と８番目の画素（８ｎ）の２／５倍、……がそれぞれ加算され、画素（２ｏ）、（３ｏ）、（４ｏ）、（５ｏ）、……が形成される。
【００４４】
従って、入力信号の画素の周期は（１ｎ）〜（８ｎ）の８画素であり、出力信号の画素の周期は（１ｏ）〜（５ｏ）の５画素であるため、映像信号を５／８倍したことになる。
【００４５】
ここで、上記出力信号の画素に相当する補間画素を作成するための２つの画素に与える線形補間係数を（Ｍ，Ｎ）とする。ただし、Ｍは前記補間画素を作成する２つの画素のうち左にある画素の補間係数、Ｎは前記２つの画素のうち右にある画素の補間係数を表す。
【００４６】
図５のように５／８倍を実現するには、各画素に与える線形補間係数（Ｍ，Ｎ）は、（１，０）、（２／５，３／５）、（４／５，１／５）、（１／５，４／５）、（３／５，２／５）という系列を繰り返せば良い。即ち、前のN値に３／５を逐次加算し、桁上があれば少数点以下を新たなＮ値とすれば良い。Ｍ＋Ｎは１である。
【００４７】
ここで、例えば、補間画素（５ｏ）は補間画素（５ｏ）の１つ左の画素（７ｎ）とこの画素（７ｎ）の１つ右の画素（８ｎ）から作成される。これより、補間画素は作成される補間画素の１つ左にある画素とこの画素の１つ右の画素から作成される。こうして得られた前記の補間係数系列により、線形補間処理された画素を作成できる。
【００４８】
図５のような線形補間方式の場合、自然画のような空間周波数の低い画像には有効であるが、例えば同図のように、白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像を５／８倍縮小すると、映像レベルの周期が元画像の２ドットとは異なる５ドットとなってしまい、これが縞模様となって現れる違和感のある画質となってしまう。従って、図５のような線形補間方式は、一般に自然画のような空間周波数の低い画像に適している。
【００４９】
次に、図５の場合とは異なる上記補間処理回路１２への補間係数の与え方（アルゴリズム）について図６を用いて説明する。同図は元画像を２／３倍に縮小しつつ、図５に示した線形補間処理とは異なる非線形補間処理を施した場合の画素位置を示している。同図でＡに示すような入力信号が供給された場合に、例えば、１番目の画素（１ｎ）が１倍され、２番目の画素（２ｎ）が０倍されて、それぞれ加算され、同図Ｂに示すような走査線（１ｏ）が形成される。同様にして、２番目の画素（２ｎ）の０倍と３番目の画素（３ｎ）の１倍、４番目の画素（４ｎ）の１倍と５番目の画素（５ｎ）の０倍、５番目の画素（５ｎ）の０倍と６番目の画素（６ｎ）の１倍、７番目の画素（７ｎ）の１倍と８番目の画素（８ｎ）の０倍、８番目の画素（８ｎ）の０倍と９番目の画素（９ｎ）の１倍、……がそれぞれ加算され、画素（２ｏ）、（３ｏ）、（４ｏ）、（５ｏ）、（６ｏ）、……が形成される。
【００５０】
従って、入力信号の画素の周期は（１ｎ）〜（３ｎ）の３画素であり、出力信号の画素の周期は（１ｏ）〜（２ｏ）の２画素であるため、映像信号を２／３倍したことになる。
【００５１】
ここで、前記出力信号の画素に相当する補間画素を作成するための２つの画素に与える非線形補間係数を（Ｍ‘，Ｎ’）とする。ただし、Ｍ‘は前記補間画素を作成する２つの画素のうち左にある画素の補間係数、Ｎ’は前記２つの画素のうち右にある画素の補間係数を表す。
【００５２】
図５と同様に、図６のような２／３倍を実現するには、各画素に与える非線形補間係数（Ｍ‘，Ｎ’）は、（１，０）、（０，１）という系列を繰り返せば良い。即ち、前のＮ‘値に１よりわずかに小さい値（例えば４０９５／４０９６）を逐次加算し、桁上があれば数０を新たなＮ’値として、後述するように前記系列を近似して実現すれば良い。こうして得られた上記の補間係数系列により、図５の線形補間とは異なる非線形補間処理された画素を作成できる。
【００５３】
図６のような非線形補間方式の場合、図５の線形補間に対して、縮小率が５／８倍から２／３倍に増加するが、補間後の映像レベルの周期が５ドットから４ドットと元画像の２ドットに近づくため、白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像に対しては、図５のような画質の違和感は解消される。従って、図６のような非線形補間方式は、一般に白と黒が１ドットごとに存在する空間周波数の高い画像に適している。
【００５４】
以上のように、図５の線形補間方式は、線形補間により縮小倍率を無段階で設定でき、自然画のような空間周波数の低い画像には、自然な画質を得られる利点がある反面、空間周波数の高い画像に対しては、元画像にない低い周期の縞模様が現れるといった欠点がある。
【００５５】
一方、図６の非線形補間方式は、線画のような空間周波数の高い画像に対しては違和感のない画質が得られるという利点がある反面、縮小倍率を細かく設定できない欠点や、ゆるやかにレベルが上昇・下降するような空間周波数の低い画像には、元画像にない段差が現れるといった欠点がある。
【００５６】
本発明による縮小の場合の補間係数（Ｍ，Ｎ）、（Ｍ’，Ｎ’）の補間処理回路１２への供給動作は、図１により前述した拡大の場合と同様であり、説明を省略する。
【００５７】
いままでは、画像の水平方向の拡大と縮小および垂直方向の拡大と縮小の場合の補間係数発生について個々に述べたが、実際の画像の拡大,縮小は画像の歪みをなくすため水平と垂直の両方向に拡大,縮小をおこなう。これに対応するには、例えば拡大の場合は、水平方向の拡大補間処理と垂直方向の拡大補間処理を縦続接続すれば容易に実現できることは明らかである。
【００５８】
また、最近では表示装置としてプラズマディスプレイ（以下ＰＤPと略す）が市販されているが、このＰＤＰでは水平１０２４画素／垂直５１２ラインである。例えば、ＳＶＧＡの画像（水平８００画素／垂直６００ライン）をＰＤＰで表示するには、水平方向は拡大し垂直方向は縮小とする必要がある。この場合も含めて対応するには、水平方向の拡大補間処理と縮小補間処理および垂直方向の拡大補間処理と縮小補間処理とを縦続接続する構成とすればよいこともまた明らかである。例えば水平方向の拡大と垂直方向の縮小の場合は、水平方向の縮小倍率と垂直方向の拡大倍率をともに１とし、水平方向の拡大倍率と垂直方向の縮小倍率を所望の倍率にすればよい。勿論この例は構成の一例であって他の構成例も考えることができるのは明らかである。このように補間処理回路を構成することにより、水平方向の拡大または縮小と垂直方向の拡大または縮小の組みあわせが可能となる。
【００５９】
図７に図１で示した本発明に係る補間係数発生回路１０の別の一実施形態を示す。同図で、２１、２６はスイッチ、２２、２７は補間係数の出力端子、２３はオフセット値設定回路、２４は拡大・縮小率設定回路、２５は映像信号に同期したドットクロック（図示せず）により一クロック分入力を遅延させる遅延回路、２８は加算器、２９は減算器、３０は線形補間係数発生回路、３１はオフセット値供給回路である。
【００６０】
同図で、オフセット値設定回路２３は所定のオフセット設定値をスイッチ２１の一方の入力端子である端子ｂに供給する。一方、拡大・縮小率設定回路２４は拡大・縮小率に応じた拡大・縮小設定値を加算器２８に供給する。加算器２８は拡大・縮小設定値と遅延回路２５からの出力信号を分岐して得られた帰還値とを加算し、少数点以下をスイッチ２１の他方の入力端子である端子ｃに出力する。桁上出力があれば桁上出力を別のスイッチ２６に出力する。その一方で、別のスイッチ２６は、入力端子３に入力される外部からの切替制御信号によって、オン・オフの動作を行い、オンの場合には加算器２８からの桁上出力があればその桁上出力をスイッチ２１に供給し、オフの場合にはスイッチ２１には何も供給しない。スイッチ２１は、別のスイッチ２６を介して加算器２８の桁上出力を受けると、拡大・縮小設定値が入力される端子ｃ側からオフセット設定値が入力される端子ｄ側に切換制御されるように構成されている。
【００６１】
ここで、入力端子３からの切替制御信号により、別のスイッチ２６がオフになっている場合、加算器２８は、遅延回路２５で保持されている前画素の値と拡大・縮小率設定回路２４からの拡大・縮小設定値とを加算して新たな値に更新し、画素が進むごとに、スイッチ２１を経由して、遅延回路２５に入力する。前記遅延回路２５は出力信号を加算器２８に帰還するとともに、出力信号を補間係数として、出力端子２７に補間係数系列を出力する。さらに、減算器２９では、数１と遅延回路２５からの出力との減算を行い、数１から遅延回路２５の出力を減算した結果を出力端子２２に供給する。
【００６２】
ここで、画像拡大の場合、前述した補間係数系列（Ｍ，Ｎ）のＭが出力端子２７から出力される補間係数に、Ｎが出力端子２２から出力される補間係数に相当する。
【００６３】
例えば、図３のような線形補間を用いた８／５倍拡大の場合は前記オフセット値設定回路２３の設定値を０、拡大・縮小率設定回路２４の設定値を３／８に設定し、スイッチ２６がオフとなる切替制御信号を入力端子３に供給する。尚、当然のことながら補間係数発生回路１０では、始めに遅延回路２５は０にリセットされる。この場合、補間係数系列（Ｍ，Ｎ）は、（０，１）、（３／８，５／８）、（６／８，２／８）、（１／８，７／８）、（４／８，４／８）、（７／８，１／８）、（２／８，６／８）、（５／８，３／８）、……となる。
【００６４】
従って、図７により、図３のような線形補間係数（Ｍ，Ｎ）を発生することができる。
【００６５】
次に、入力端子３からの切替制御信号により、別のスイッチ２６がオンになっている場合、加算器２８で桁上がりが発生した瞬間に、スイッチ２１がオフセット設定値が入力される端子ｄ側に切替わり、遅延回路２５には、オフセット値設定回路２３の設定値が供給される。その他の動作については、前述したスイッチ２６がオフになっている場合と同様である。
【００６６】
例えば、図４のような非線形補間を用いた３／２倍拡大の場合は前記オフセット値設定回路２３の設定値を０、拡大・縮小率設定回路２４の設定値を２０４７／４０９６に設定し、スイッチ２６がオンとなる切替制御信号を入力端子３に供給する。この場合、補間係数系列（Ｍ‘，Ｎ’）は、（０，１）、（２０４７／４０９６，２０４９／４０９６）、（４０９４／４０９６，２／４０９６）、……となり、図４の（０，１）、（１／２，１／２）、（１，０）、……に近似できる。
【００６７】
即ち、図７に示す実施形態では、入力端子３からの切替制御信号により図１で示した線形補間係数(Ｍ，Ｎ)と非線形補間係数(Ｍ‘，Ｎ’)とを出力端子２７と２２から切替えて出力することができる。
【００６８】
尚、図１の非線形補間係数発生手段８は、図７においてスイッチ２６を短絡し、オフセット値設定回路２３の設定値を０とすることにより実現(一実現例)出来ることは上記図４での３／２倍拡大の場合と後述する図６での２／３倍縮小の場合の説明で明白である。
【００６９】
同様に、画像縮小の場合について説明する。前述した画像拡大の場合と同様に動作し、前述した補間係数系列（Ｍ，Ｎ）のＭが出力端子２２から出力される補間係数に、Ｎが出力端子２７から出力される補間係数に相当する。
【００７０】
例えば、図５のような線形補間を用いた５／８倍縮小の場合は前記オフセット値設定回路２３の設定値を０、拡大・縮小率設定回路２４の設定値を３／５に設定し、スイッチ２６がオフとなる切替制御信号を入力端子３に供給する。この場合、線形補間係数系列（Ｍ，Ｎ）は、（１，０）、（２／５，３／５）、（４／５，１／５）、（１／５，４／５）、（３／５，２／５）、……となる。
【００７１】
次に、図６のような非線形補間を用いた２／３倍縮小の場合は前記オフセット値設定回路２３の設定値を０、拡大・縮小率設定回路２４の設定値を４０９５／４０９６に設定し、スイッチ２６がオンとなる切替制御信号を入力端子３に供給する。この場合、補間係数系列（Ｍ‘，Ｎ’）は、（１，０）、（１／４０９６，４０９５／４０９６）、……となり、図６の（１，０）、（０，１）、……に近似できる。
【００７２】
このように、図７の実施形態では補間係数の発生方法を変えることにより、補間処理を変えられるため、映像信号に応じて入力端子３からの切替制御信号によりスイッチ２６を切替えて補間係数の発生方法を変え、高画質な画像を得ることができる。
【００７３】
次に、本発明による補間係数切替方法ついて図８、９を用いて説明する。
【００７４】
図８は本発明による補間係数切替方法を示す図、図９は補間係数切替の設定操作例を示す図である。
【００７５】
図８において、５１は操作パネル上のキ−を操作した場合のキ−操作信号の入力端子、５２はシステム全体の演算制御手段であるマイクロコンピュ−タ（以下マイコンと略す）、５３はＯｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（以下ＯＳＤと略す）用の表示デ−タを内蔵したＲＯＭで、スイッチ５４を制御してＯＳＤ表示を補間処理回路１２からの補間処理された映像信号に挿入する。５５はスッチ５４から映像信号を受けてＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイに表示する駆動回路を含むディスプレイである。その他のブロックについては図１と同じ機能であるので同一符号で示してある。
【００７６】
図９において、６０はディスプレイ５５(図８)の画面、６１は操作パネルの一部を示し、調整キ−である−,＋キ−と画面６０にＯＳＤ画面を表示させる画面表示キ−とモ−ド設定の選択キ−である<キ−，>キ−とからなる。
【００７７】
まず、操作パネルの画面表示キ−を操作すると、マイコン５２は入力端子５１からのキ−操作信号を受け、ＲＯＭ５３にＯＳＤ制御信号を供給する。ＲＯＭ５３では、マイコン５２からのＯＳＤ制御信号の状態に応じたＯＳＤデータ（ＯＳＤＤＡＴＡ）とＯＳＤブランキング信号（ＯＳＤＢＬＫ）を作成しスイッチ５４に供給する。スイッチ５４は、ＲＯＭ５３からのＯＳＤブランキング信号の状態に応じて、補間処理回路１２からの補間処理された映像信号かＲＯＭ５３からのＯＳＤデータに切替え、補間処理回路１２からの映像信号にＯＳＤ表示を挿入した映像信号をディスプレイ５５に供給する。ディスプレイ５５の画面６０には、マイコン５２からのＯＳＤ制御信号に対応したＯＳＤが表示される。画面表示キ−を操作すると通常表示する最初のＯＳＤ表示がなされるが、ここでは便宜上、線形補間係数と非線形補間係数とを切替え設定する“ＰＩＣＴＵＲＥ ＭＯＤＥ”設定画面（画面表示の（１）から（１３）はモ−ド設定を示し、（１）でＰＩＣＴＵＲＥ ＭＯＤＥを表示）が表示されているものとする。見ている映像がコンピュ−タの白黒の文字表示画面の場合（空間周波数の高い画像に相当）、モ−ドが“ＰＩＣＴＵＲＥ”の時には“＋”キ−で“ＤＲＡＷ”モ−ドを選択すると、マイコン５２は、入力端子３に係数切替制御信号を供給し補間係数発生回路１０に非線形補間係数を発生させ、補間処理回路１２で非線形補間処理をさせる。このようにＯＳＤ画面を見て、映像に適した補間係数を選択できる。尚、設定画面が“ＰＩＣＴＵＲＥ ＭＯＤＥ”でない場合は、選択キ−で“ＰＩＣＴＵＲＥ ＭＯＤＥ”である（１）を選択し、上記のように調整キ−で“ＰＩＣＴＵＲＥ”モ−ドか“ＤＲＡＷ”モ−ドを設定する。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、補間係数を映像の種類に応じて切替えることにより、自然画のような空間周波数の低い画像には、拡大・縮小倍率を無段階で設定でき、自然な画質を得られ、線画のような空間周波数の高い画像に対しては違和感のない拡大・縮小された画質が得られる。また、本発明による補間係数発生回路は、前記したように線形補間係数発生手段の加算手段の後にオフセット値供給手段を挿入する構成で、桁上信号を利用して線形補間係数と非線形補間係数とを切替え発生させるので、基本の線形補間係数発生手段に小規模の回路追加とわずかのコストアップで実現することが出来る利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像表示装置の映像サイズ変換処理回路の一実施形態を示すブロック図
【図２】従来技術の映像サイズ変換処理回路を示すブロック図
【図３】本発明の一補間処理を用いた画像拡大動作の説明図
【図４】本発明の他の補間処理を用いた画像拡大動作の説明図
【図５】本発明の一補間処理を用いた画像縮小動作の説明図
【図６】本発明の他の補間処理を用いた画像縮小動作の説明図
【図７】本発明の補間係数発生回路１０の実施例を示すブロック図
【図８】本発明の補間処理方法の説明図
【図９】本発明の補間方法の設定操作例をＯＳＤ画面を使用して行う場合の一例を示す図
【符号の説明】
１…映像信号の入力端子、６、８…補間係数発生手段、１０…補間係数発生回路、１１、１８、２１，２６、５４…スイッチ、１２…補間処理回路、１３、２５…遅延回路、１７、２８…加算器、２７、２２…補間係数の出力端子、２３…オフセット値設定回路、２４…拡大・縮小率設定回路、２９…減算器、３０…線形補間係数発生回路、３１…オフセット値供給回路、５２…マイコン、５３…ＲＯＭ、５５…ディスプレイ
【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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