(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データから補間画素に隣接する２つのラインに配列する複数の画素を補間演算に用いる参照画素として抽出し、当該参照画素の各々の階調値を表す参照画素データを出力する手段と、
前記参照画素データから閾値を求める閾値算出手段と、
前記閾値に基づいて前記参照画素データを２値化した２値化パターンデータを出力する手段と、
前記２値化パターンに対応する補間方向を格納したパターンテーブルを参照し、補間方向を指定する手段と、
指定された補間方向に位置する画素データを選択する選択手段と、
選択された画素データを用いて補間画素の画素データを算出する手段とを備え、
前記パターンテーブルは、前記補間画素の周囲に位置する前記参照画素の中間点同士を斜めに結ぶ輪郭に対応する２値化パターンとともに前期中間点同士を斜めに結ぶ補間方向を含み、
前記中間点同士を結ぶ補間方向が指定された場合、前記選択手段は当該各中間点の両側に位置する４つの画素データを選択し、当該４つの画素データを用いて前記補間画素を算出することを特徴とする画素補間回路。
【請求項２】
閾値算出手段が参照画素データの平均値を算出することにより閾値を求めることを特徴とする請求項１に記載の画素補間回路。
【請求項３】
閾値算出手段が参照画素データの最大値および最小値の平均値を算出することにより閾値を求めることを特徴とする請求項１に記載の画素補間回路。
【請求項４】
画像データから、画素データの欠落を検出する手段と、
欠落した画素データを補間画素の画素データにより置き換える手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画素補間回路。
【請求項５】
請求項１に記載の画素補間回路と、
第１の画像表す画像データを前記請求項１に記載の画素補間回路に入力して前記第１の画像を補間する補間画素の画素データを算出することにより生成される第２の画像の画素数を任意の画素数に変換する画素数変換手段とを備えたことを特徴とする画像サイズ変換回路。
【請求項６】
請求項１に記載の画素補間回路と、
インターレース画像を表す画像データを前記請求項１に記載の画素補間回路に入力して算出される補間画素の１ライン分の画素データと、前記インターレース画像の１ライン分の画素データとを交互に選択することによりノンインターレース画像を出力する手段とを備えることを特徴とする走査線補間回路。
【請求項７】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す画像データから当該画像データに対応する輝度データを算出する手段と、
前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて補間方向を指定する手段と、
指定された補間方向に基づいて、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す補間画素データを算出する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の走査線補間回路。
【請求項８】
輝度データ、および色差データからなる画像データの前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて補間方向を指定する手段と、
指定された補間方向に基づいて、輝度および色差を表す補間画素データを算出する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の走査線補間回路。
【請求項９】
輝度データ、および色差データからなる画像データの前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて、前記輝度データの補間方向を指定する手段と、
前記色差データから抽出される１画素おきに配列する画素を表す参照画素データに基づいて前記色差データの補間方向を指定する手段と、
前記輝度データ、および前記色差データの補間方向に基づいて輝度、および色差を表す補間画素データをそれぞれ算出する手段とをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の走査線補間回路。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の走査線補間回路を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
画像データから補間画素に隣接する２つのラインに配列する複数の画素を補間演算に用いる参照画素として抽出し、当該参照画素の各々の階調値を表す参照画素データを出力し、
前記参照画素データから閾値を求め、
前記閾値に基づいて前記参照画素データを２値化した２値化パターンデータを出力し、
前記２値化パターンに対応する補間方向を格納したパターンテーブルを参照して、補間方向を指定し、
指定された補間方向に位置する画素データを用いて補間画素の画素データを算出する工程を備え、
前記パターンテーブルは、前記補間画素の周囲に位置する前記参照画素の中間点同士を斜めに結ぶ画像の輪郭に対応する２値化パターンとともに前期中間点同士を斜めに結ぶ補間方向を含み、
前記中間点同士を結ぶ方向の補間方向が指定された場合、当該各中間点の両側に位置する４つの画素データを用いて前記補間画素を算出することを特徴とする画素補間方法。
【請求項１２】
参照画素データの平均値を算出することにより閾値を求めることを特徴とする請求項１１に記載の画素補間方法。
【請求項１３】
参照画素データの最大値および最小値の平均値を算出することにより閾値を求めることを特徴とする請求項１１に記載の画素補間方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の画素補間方法を用いてインターレース画像を補間する補間画素の画素データを算出し、算出された補間画素の１ライン分の画素データと、前記インターレース画像の１ライン分の画素データとを交互に選択することによりノンインターレース画像を出力することを特徴とする走査線補間方法。
【請求項１５】
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す画像データから当該画像データに対応する輝度データを算出し、
前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて補間方向を指定し、指定された補間方向に基づいて、前記Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す補間画素データを算出することを特徴とする請求項１４に記載の走査線補間方法。
【請求項１６】
輝度データ、および色差データからなる画像データの前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて補間方向を指定し、
指定された補間方向に基づいて、輝度および色差を表す補間画素データを算出することを特徴とする請求項１４に記載の走査線補間方法。
【請求項１７】
輝度データ、および色差データからなる画像データの前記輝度データから抽出される参照画素データに基づいて、前記輝度データの補間方向を指定し、
前記色差データから抽出される１画素おきに配列する画素を表す参照画素データに基づいて前記色差データの補間方向を指定し、
前記輝度データ、および前記色差データの補間方向に基づいて輝度、および色差を表す補間画素データをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１４に記載の走査線補間方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を構成する画素を補間する画素補間回路、インターレース画像をノンインターレス画像に変換する走査線補間回路、およびこれらの応用装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４９は、特開平５−６８２４０に記載された画素補間回路の構成を示す図である。遅延回路１０１は、画像データＰｉから、図５０に示す５ドット×２ラインの領域に含まれる６つの画素データａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊを参照画素データとして抽出する。図５０において、○は参照画像データに対応し、×は補間画素を示している。図１０３中、Ｐｏにより示す補間画素は画素データａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊに基づいて生成される着目画素である。
【０００３】
閾値算出回路１０３は、画素データａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊの平均値を算出し、算出された平均値を閾値ＳＨとして２値化回路１０４に出力する。２値化回路１０４は、画素データａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊの各値を閾値ＳＨと比較し、閾値ＳＨ以上の画素データを１とし、閾値を下回る画素データを０とすることにより２値化データｌ，ｍ，ｎ，ｘ，ｙ，ｚを生成する。例えば、画素データａが閾値ＳＨ以上であれば２値化データはｌ＝１となり、反対に閾値を下回ればｌ＝０となる。同様にして、画素データｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊに対応する２値化データｍ，ｎ，ｘ，ｙ，ｚが生成される。
【０００４】
補間方向判定回路１０５は、２値化データｌ，ｍ，ｎ，ｘ，ｙ，ｚに基づいて、垂直補間、右斜め補間、左斜め補間のいずれかを示す補間方向データＩＳを出力する。図５１は、２値化データｌ，ｍ，ｎ，ｘ，ｙ，ｚと補間方向との関係を示す図である。図５１において、○は０となる２値化データを示し、●は１となる２値化データを示している。図１０４に示すように、２値化データｘ，ｙ，ｚの組合わせはｕ０〜７に示す８通り存在し、２値化データｌ，ｍ，ｎの組合わせはｄ０〜７に示す８通り存在する。例えば、２値化データｘ，ｙ，ｚ、およびｌ，ｍ，ｎの組合わせがｕ０−ｄ０の場合、補間方向データＩＳは垂直補間を指定し、ｕ７−ｄ６の場合は右斜め補間、ｕ６−ｄ７の場合は左斜め補間を指定する。
【０００５】
図４９に示すように、補間方向判定回路１０５は、２値化データｌ，ｍ，ｎ，ｘ，ｙ，ｚに基づいて、着目画素における画像の輪郭に対応する補間方向を指定する補間方向データＩＳを出力する。選択回路１０７は、画素データａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊから補間方向選択データＩＳにより指定される補間方向に位置する画素データを選択し、画素データＰＵ，ＰＤとして出力する。
【０００６】
図５２は、補間方向と補間画素データＰｏの算出に用いられる画素データＰＵ，ＰＤとの関係を示す図である。図５２に示すように、補間方向データＩＳが垂直補間を指定する場合、画素データｃ，ｈを用いて補間画素データＰｏが算出される。また、補間方向データＩＳが右斜め補間を指定する場合は画素データｅ，ｆ、左斜め補間を指定する場合は画素データａ，ｊに基づいて補間画素データＰｏが算出される。
【０００７】
加算器１０８は、選択回路１０７により出力される画素データＰＵ，ＰＤを加算する。乗算器１０９は加算器１０８の出力を１／２倍することにより、画素データＰＵ，ＰＤの平均値を算出し、補間画素データＰｏとして出力する。
【０００８】
図５３は、遅延回路１０１により抽出される参照画素データを画素データｂ，ｃ，ｄ，ｇ，ｈ，ｉとした場合の補間方向と、補間画素データＰｏの算出に用いられる画素データＰＵ，ＰＤとの関係を図５３に示す図である。図５３に示すように、補間方向データＩＳが垂直補間を指定する場合、画素データｃ，ｈを用いて補間画素データＰｏが算出される。また、補間方向データＩＳが右斜め補間を指定する場合は画素データｂ，ｉ、左斜め補間を指定する場合は画素データｂ，ｇに基づいて補間画素データＰｏが算出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記、従来の画素補間回路によれば、補間画素の生成に伴う垂直方向、右斜め方向、および左斜め方向の輪郭情報の欠落を防ぐことができる。しかし、図５２に示すように、１画素おきに抽出される参照画素に基づいて補間方向を決定する場合、周波数の高い画像に対しては補間方向を正しく判定することができず、補間画像の画質劣化が生じる。
【００１０】
また、図５３に示すように、隣接する３ドット×２ラインの画素データを参照画素として抽出する場合、水平に近い斜め方向の輪郭部分では補間方向を正しく判定できなくなるので、補間画像の画質劣化が生じる。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、様々な角度を有する斜め方向の輪郭を正確に再現することが可能な画素補間回路を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による画素補間回路は、画像データから補間画素に隣接する２つのラインに配列する複数の画素を補間演算に用いる参照画素として抽出し、当該参照画素の各々の階調値を表す参照画素データを出力する手段と、
前記参照画素データから閾値を求める閾値算出手段と、
前記閾値に基づいて前記参照画素データを２値化した２値化パターンデータを出力する手段と、
前記２値化パターンに対応する補間方向を格納したパターンテーブルを参照し、補間方向を指定する手段と、
指定された補間方向に位置する画素データを選択する選択手段と、
選択された画素データを用いて補間画素の画素データを算出する手段とを備え、
前記パターンテーブルは、前記補間画素の周囲に位置する前記参照画素の中間点同士を斜めに結ぶ輪郭に対応する２値化パターンとともに前期中間点同士を斜めに結ぶ補間方向を含み、
前記中間点同士を結ぶ補間方向が指定された場合、前記選択手段は当該各中間点の両側に位置する４つの画素データを選択し、当該４つの画素データを用いて前記補間画素を算出するものである。
【００２２】
本発明による画素補間方法は、画像データから補間画素に隣接する２つのラインに配列する複数の画素を補間演算に用いる参照画素として抽出し、当該参照画素の各々の階調値を表す参照画素データを出力し、
前記参照画素データから閾値を求め、
前記閾値に基づいて前記参照画素データを２値化した２値化パターンデータを出力し、
前記２値化パターンに対応する補間方向を格納したパターンテーブルを参照して、補間方向を指定し、
指定された補間方向に位置する画素データを用いて補間画素の画素データを算出する工程を備え、
前記パターンテーブルは、前記補間画素の周囲に位置する前記参照画素の中間点同士を斜めに結ぶ画像の輪郭に対応する２値化パターンとともに前期中間点同士を斜めに結ぶ補間方向を含み、
前記中間点同士を結ぶ方向の補間方向が指定された場合、当該各中間点の両側に位置する４つの画素データを用いて前記補間画素を算出するものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による画素補間回路の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１による画素補間回路は、参照画素抽出回路１、補間方向検出回路２、補間演算回路３により構成される。補間方向検出回路２は、閾値算出回路４、２値化回路５、および補間テーブル６により構成される。
【００３０】
参照画素抽出回路１は、量子化された２次元の画像を表す画像データＤｉから、補間演算に用いる参照画素データＤｒｅｆを抽出する。参照画素抽出回路１により抽出された参照画素データＤｒｅｆは、補間演算回路３、閾値算出回路４および２値化回路５に入力される。
【００３１】
閾値算出回路４は、参照画素データＤｒｅｆに基づいて閾値データＴＨを算出する。２値化回路５は、閾値データＴＨに基づいて参照画素データＤｒｅｆを２値化することにより、２値パターンデータを出力する。補間テーブル６は、２値パターンデータに基づいて画素データの補間方向を表す補間方向データＤｄｉｒを出力する。補間演算回路３は、補間方向データＤｄｉｒに基づいて、補間画素データＤｏを算出する。
【００３２】
図２は、参照画素抽出回路１の構成を示す図である。メモリ７は画像データＤｉから補間演算に用いる２ライン（参照ライン１，２）の画素データを蓄積する。８ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ、および９ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇは、入力画素データを１サンプリング周期に相当する期間（１サンプリング期間）遅延するＤ型フリップ・フロップ（ＤＦＦ）である。メモリ７は、参照ライン１の画素データをＤＦＦ８ａに出力し、参照ライン２の画素データをＤＦＦ９ａに出力する。
【００３３】
図３は、ＤＦＦ８ａ〜ｇおよびＤＦＦ９ａ〜ｇにより出力される画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を模式的に示す図である。図３に示すように、参照画素抽出回路１は、補間される注目画素を中心として７ドット×２ラインの１４画素分の画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を参照画素データとして抽出する。
【００３４】
ＤＦＦ８ａはメモリ７の出力を１サンプリング周期遅延して出力することにより、画素データＤＵ７を出力する。ＤＦＦ８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆおよび８ｇは、ＤＦＦ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅおよび８ｆの出力を１サンプリング周期遅延することにより、参照ライン１の画素データＤＵ６，５，４，３，２および１をそれぞれ出力する。
【００３５】
また、ＤＦＦ９ａはメモリ７の出力を１サンプリング周期毎に出力することにより、画素データＤＬ７を出力する。画素データＤＬ７は、画素データＤＵ７の下に位置する１ライン分後の画素データである。ＤＦＦ９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆおよび９ｇは、ＤＦＦ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅおよび９ｆの出力を１サンプリング周期遅延することにより、参照ライン２の画素データＤＬ６，５，４，３，２および１をそれぞれ出力する。
尚、画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を総称して参照画素データＤｒｅｆとする。
【００３６】
図４は、閾値算出回路４の構成を示す図である。平均値算出器１０は、参照画素データＤｒｅｆ、つまり画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７の平均値を算出し、閾値データＴＨとして出力する。
【００３７】
図５は、２値化回路５の構成を示す図である。比較器１１ａ〜ｇおよび１２ａ〜ｇには閾値算出回路４より閾値データＴＨが与えられる。比較器１１ａ〜ｇは、画素データＤＵ１〜７の各値と閾値データＴＨとの大小関係に基づいて、画素データＤＵ１〜７が閾値データＴＨ以上（ＤＵ１〜７≧ＴＨ）の場合に‘１’となり、閾値データＴＨ未満の場合（ＤＵ１〜７＜ＴＨ）の場合に‘０’となる２値データＵ１〜７をそれぞれ出力する。同様に、比較器１２ａ〜ｇは、画素データＤＬ１〜７の各値と閾値データＴＨとの大小関係に基づいて、画素データＤＬ１〜７が閾値データＴＨ以上（ＤＬ１〜７≧ＴＨ）の場合に‘１’となり、閾値データＴＨ未満の場合（ＤＬ１〜７＜ＴＨ）に‘０’となる２値データＬ１〜７をそれぞれ出力する。ここで、２値データＵ１〜７およびＬ１〜７を総称して２値パターンデータとする。
【００３８】
２値化回路５によって出力される２値パターンデータは、着目画素周辺における画像の輪郭を表す。補間テーブル６は、２値パターンデータに基づいて、着目画素周辺における画像の輪郭に対応する補間方向を指定する補間方向データＤｄｉｒを出力する。図６は、補間方向データＤｄｉｒにより指定される補間方向を示す図である。図６（Ａ）は補間方向１〜９を示し、図６（Ｂ）は補間方向１０〜１７を示す。図６に示すように、本実施の形態において補間方向データＤｄｉｒは補間方向１〜１７のいずれかを示すものとする。
【００３９】
図６（Ａ）に示すように、参照画素データＤｒｅｆが、画素データＤＵ２とＤＬ６とを結ぶ斜め方向の輪郭を表す場合、補間方向データＤｄｉｒは補間方向１を指定する。また、参照画素データＤｒｅｆが、画素データＤＵ３とＤＬ５とを結ぶ方向の輪郭を表す場合、補間方向データＤｄｉｒは補間方向３を指定する。さらに、画素データＤＵ２およびＤＵ３の中間点と画素データＤＬ５およびＤＬ６の中間点とを結ぶ方向の輪郭、つまり補間方向１と補間方向３との間の角度を有する輪郭を表す場合、補間方向データＤｄｉｒは補間方向２を指定する。同様に、補間方向データＤｄｉｒは、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように着目画素の上下に配列する、参照ライン１の各画素データＤＵ２〜６と、参照ライン２の各画素データＤＬ２〜６とを結ぶ補間方向５，７，９，１０，１１，１２，１３、ならびに隣接する画素データの中間点を結ぶ補間方向４，６，８，１４，１５，１６，１７のいずれかを指定する。
【００４０】
画素データＤｏは、補間方向データＤｄｉｒにより指定される補間方向に位置する画素データを用いて算出される。つまり、図６（Ａ）に示すように、補間方向データＤｄｉｒが補間方向１を指定する場合、画素データＤＵ２およびＤＬ６に基づいて補間画素データＤｏが算出される。また、補間方向データＤｄｉｒが補間方向２を指定する場合、画素データＤＵ２，３およびＤＬ５，６に基づいて補間画素データＤｏが算出される。同様に、補間方向３の場合は画素データＤＵ４およびＤＬ４、補間方向６の場合は参照画素ＤＵ４，５およびＤＬ３，４、補間方向７の場合は画素データＤＵ５およびＤＬ３、補間方向８の場合は画素データＤＵ５，６およびＤＬ２，３、補間方向１０の場合は画素データＤＵ７およびＤＬ２に基づいて補間画素データＤｏが算出される。
【００４１】
また、図６（Ｂ）に示すように、補間方向データＤｄｉｒが補間方向１０を指定する場合、画素データＤＵ３およびＤＬ４に基づいて補間画素データＤｏが算出される。また、補間方向データＤｄｉｒが補間方向１１を指定する場合、画素データＤＵ４およびＤＬ５に基づいて補間画素データＤｏが算出される。同様に、補間方向１２の場合は画素データＤＵ５およびＤＬ４、補間方向１３の場合は画素データＤＵ４およびＤＬ３、補間方向１４の場合は画素データＤＵ２，３およびＤＬ４，５、補間方向１５の場合は画素データＤＵ３，ＤＵ４およびＤＬ５，６、補間方向１６の場合は画素データＤＵ４，５およびＤＬ２，３、補間方向１７の場合は画素データＤＵ５，６およびＤＬ３，４に基づいて補間画素データＤｏが算出される。
【００４２】
以上、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、補間テーブル６は、参照ライン１および２に配列する各画素を結ぶ補間方向のみでなく、両ラインに配列する各画素の中間点同士を結ぶ補間方向（補間方向２，４，６，８，１４，１５，１６）を含み、この中間点同士を結ぶ補間方向が指定された場合は、各中間点の両側に位置する４つの画素データに基づいて補間画素データＰｏが算出されるので、補間画素の生成に伴う輪郭の欠落を防ぎ、補間画素データＰｏにおいて多様な角度の輪郭を再現することができる
【００４３】
先述したように、２値パターンデータは注目画素（参照図３）における画像の輪郭を表す。補間演算回路３（参照図１）は、画像の輪郭に対応する補間方向を指定する補間方向データＤｄｉｒに基づいて補間画素データＤｏを算出する。以下、２値パターンデータに基づいて決定される補間方向と補間画素データＤｏの算出に用いられる画素データとの対応関係についてさらに詳細に説明する。
【００４４】
図７〜２２は、（ｂ）２値データの組合わせを示す２値パターン、および（ａ）２値パターンに対応する補間方向を模式的に示す図である。同図（ｂ）において、白丸（○）は２値データが‘１’となる画素データを示し、黒丸（●）は２値データが‘０’となる画素データを示す。
【００４５】
補間テーブル６は、図７〜２２（ｂ）に示す２値パターン１〜１７の各々に対応する補間方向データを保持し、２値化回路５により出力される２値パターンデータに対応する補間方向を指定する補間方向データＤｄｉｒを出力する。例えば、２値パターンデータが図７（ｂ）に示す２値パターン１のいずれかと一致した場合、補間テーブル６は補間方向データＤｄｉｒを補間方向１として出力する。補間方向データＤｄｉｒにより補間方向１が指定されると、補間演算回路３は画素データＤＵ２およびＤＬ６に基づいて補間画素データＤｏを算出する。また、２値パターンデータが図８（ｂ）に示す２値パターン２のいずれかと一致した場合、補間テーブル６は補間方向データＤｄｉｒを補間方向２として出力する。補間方向データＤｄｉｒにより補間方向２が指定されると、補間演算回路３は参照画素ＤＵ２，３およびＤＬ５，６に基づいて補間画素データＤｏを算出する。同様に、２値化回路５により出力される２値パターンデータが図９〜２２（ｂ）に示す２値パターン３〜１７と一致する場合、対応する補間方向３〜１７を示す補間方向データＤｄｉｒが出力され、補間方向データＤｄｉｒにより指定される補間方向に位置する画素データに基づいて補間画素データＤｏが算出される。
【００４６】
上記のように、補間テーブル６は図７〜２２（ｂ）に示す２値パターン１〜１７と、各２値パターンに対応する補間方向１〜１７に関する情報を保持し、２値化回路５により出力される２値パターンデータに対応する補間方向を示す補間方向データＤｄｉｒを出力する。２値パターンデータが図７〜図２２（ｂ）に示す２値パターンのいずれにも該当しない場合、補間テーブル６は図２３に示すように参照画素ＤＵ４およびＤＬ４を結ぶ補間方向５を補間方向データＤｄｉｒとして出力する。
【００４７】
図２４は、補間演算回路３の構成を示す図である。選択器１３は、補間方向データＤｄｉｒによって指定される補間方向に位置する画素データを参照画素データＤｒｅｆ（ＤＵ１〜７、ＤＬ１〜７）から選択し、選択された画素データＳＤ１〜４を平均値算出器１４に出力する。例えば、補間方向データＤｄｉｒが補間方向２を指定する場合（参照図８）、選択器１３により出力される画素データはＳＤ１＝ＤＵ２，ＳＤ２＝ＤＵ３，ＳＤ３＝ＤＬ５，ＳＤ４＝ＤＬ６となる。また、補間方向データＤｄｉｒが補間方向１を指定する場合（参照図７）、選択器１３により出力される画素データはＳＤ１＝ＳＤ２＝ＤＵ２，ＳＤ３＝ＳＤ４＝ＤＬ６となる。この場合、選択器１３は、画素データＳＤ１，２の両方をＤＵ２とし、画素データＳＤ３，４の両方をＤＬ６として出力する。選択器１３は、補間方向３〜１７の場合についても同様に、図７〜２３に示すように補間方向に位置する画素データを参照画素データＤｒｅｆから選択し、画素データＳＤ１〜ＳＤ４として出力する。
【００４８】
平均値算出器１４は、選択器１３により出力される画素データＳＤ１〜４の平均値（ＳＤ１＋ＳＤ２＋ＳＤ３＋ＳＤ４）／４を算出することにより補間画素データＤｏを出力する。例えば、補間方向２の場合、選択器１３により出力される画素データはＳＤ１＝ＤＵ２，ＳＤ２＝ＤＵ３，ＳＤ３＝ＤＬ５，ＳＤ４＝ＤＬ６となるので、平均値算出器１４により算出される補間画素データはＤｏ＝（ＤＵ２＋ＤＵ３＋ＤＬ５＋ＤＬ６）／４となる。また、補間方向１の場合、ＳＤ１＝ＳＤ２＝ＤＵ２，ＳＤ３＝ＳＤ４＝ＤＬ６となるので、平均値算出器１４により算出される補間画素データはＤｏ＝（２×ＤＵ２＋２×ＤＬ６）／４＝（ＤＵ２＋ＤＬ６）／２となる。
【００４９】
補間方向１のように２つの画素データを補間演算に用いる場合、画素データＳＤ１，２をＤＵ１〜７から選択される画素データとし（ＳＤ１＝ＳＤ２＝ＤＵ１〜７）、ＳＤ３，４の画素データをＤＬ１〜７から選択される画素データとする（ＳＤ３＝ＳＤ４＝ＤＬ１〜ＤＬ７）。これにより、補間演算に用いる画素データが２画素、または４画素のいずれの場合であっても、平均値算出回路１４は、４つの画素データＳＤ１〜ＳＤ４の平均値を算出することにより、補間画素データＤｏを生成することができる。
【００５０】
本実施の形態１による画素補間回路は上記のように、隣接する２つのラインに配列する複数の画素を表す参照画素データを２値化し、２値化された参照画素データの組合わせに対応する補間方向データを有する補間テーブル６を参照して補間方向を指定し、指定された補間方向に位置する画素データを用いて補間画素データＰｏを算出するので、補間画素の生成に伴う輪郭の欠落を防ぐことができる。さらに、補間方向テーブル６は、補間画素（着目画素）の上下に配列する各画素の中間点同士を結ぶ補間方向を含み、当該補間方向が指定された場合は、各中間点の両側に位置する４つの画素に基づいて補間画素データＰｏを算出するので、多様な角度の輪郭を再現することができる。
【００５１】
図２５は、閾値算出回路４の他の構成を示す図である。最大値算出器１５は画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７から最大値、および最小値を有する画素データをそれぞれ選択し、最大値データＤｍａｘ、および最小値データＤｍｉｎとして出力する。平均値算出器１７は最大値データＤｍａｘと最小値データＤｍｉｎの平均値（Ｄｍａｘ＋Ｄｍｉｎ）／２を算出し、閾値データＴＨとして出力する。このように、閾値データＴＨを参照画素データＤｒｅｆの最大値および最小値の平均値として２値パターンデータを生成してもよい。
【００５２】
図２６は、補間テーブル６の他の構成を示す図である。ＬＵＴ１８はメモリやレジスタによって構成される書き換え可能なルックアップ・テーブルである。ＬＵＴ１８は、図７〜２３（ｂ）に示す２値パターン１〜１７をＬＵＴアドレス、図７〜２３（ａ）に示す補間方向１〜７をＬＵＴデータとする補間テーブルデータを予め格納する。ＬＵＴ１８は、２値化回路５により出力される２値パターンデータに基づいて対応する補間方向を指定する補間方向データＤｄｉｒを読み出す。図２６に示すように、補間テーブル６をルックアップテーブルによって構成した場合、画像の帯域やユーザの好みに応じて、２値パターンデータと補間方向の対応を自由に変更することができる。
【００５３】
図２７〜３０は、ＬＵＴ１８において（ｂ）ＬＵＴアドレスとして格納される２値パターン、および（ａ）ＬＵＴデータとして格納される２値パターンに対応する補間方向を示す図である。図２７に示すように２値パターン１０および１１（参照図１５，１６）に対応する補間方向データＤｄｉｒを補間方向３とし、図２８に示すように２値パターン１２および１３（参照図１７，１８）に対応する補間方向データＤｄｉｒを補間方向７とし、図２９に示すように２値パターン１４および１５（参照図１９，２０）に対応する補間方向データＤｄｉｒを補間方向２とし、図３０に示すように２値パターン１６および１７に対応する補間方向データＤｄｉｒを補間方向８とした場合、より水平に近い斜め方向の輪郭を強調するように補間画素データＤｏが生成される。
【００５４】
本実施の形態１においては、図３に示すように参照画素データとして隣接する７画素×２ラインの画素を抽出したが、参照画素の抽出方法これに限るものではない。例えば、隣接する９画素×２ラインの画素でもよいし、隣接する１１画素×２ラインの画素でもよい。このように参照画素を水平方向に増加させると、斜め輪郭部分の角度がもっと水平に近い場合でも、補間方向を適切に検出することができる。
【００５５】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１よる画素補間回路を適用した走査線補間回路に関し、より詳しくは赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のインタレース画像をノンインタレース画像に変換するものである。
【００５６】
図３１は、本実施の形態２よる走査線補間回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。本実施の形態２による走査線補間回路は、参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃ、補間方向検出回路２ａ，２ｂ，２ｃ、補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃ、および選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにより構成される。図３１に示す参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃ、補間方向検出回路２ａ，２ｂ，２ｃ、および補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃは、実施の形態１における参照画素抽出回路１、補間方向検出回路２、および補間演算回路３にそれぞれ対応し、構成および動作については同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５７】
Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色からなるインタレース画像を表す量子化された画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉは、参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ入力される。画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉはアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換することにより得られたものであってもよく、また、符号化されたデジタル画像データを複合化することにより得られたものであってもよい。
【００５８】
参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃは、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉから図３に示すように７ドット×２ラインの領域を示す画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７をそれぞれ抽出し、参照画素データＲｒｅｆ、Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆとして出力する。参照画素データＲｒｅｆ，Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆは、補間方向検出回路２ａ，２ｂ，２ｃ、補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃ、および選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにそれぞれ入力される。
【００５９】
補間方向検出回路２ａ，２ｂ，２ｃは、参照画素データＲｒｅｆ，Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆに基づいて補間方向データＲｄｉｒ，Ｇｄｉｒ，Ｂｄｉｒを出力する。補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃは、補間方向データＲｄｉｒ，Ｇｄｉｒ，Ｂｄｉｒに基づいて、実施の形態１と同様の補間演算を行うことによりＲ，Ｇ，Ｂの各色を表す補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを算出する。補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏは選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃにそれぞれ入力される。
【００６０】
図３２は、（ａ）ｎラインのインターレース画像を表す画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉ、および（ｂ）画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対応するｎ×２ラインのノンインターレース画像を表す画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮを示す図である。図３２（ｂ）において、ＤＮ（２ｍ−１）（ｍ＝１，２，．．．ｎ）により示す実線は画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉのオリジナルライン・データＤｉ（ｍ）に対応し、ＤＮ（２ｍ）により示す破線は画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの隣接するオリジナルライン・データＤＮ（２ｍ−１）およびＤＮ（２ｍ＋１）を補間する補間ライン・データに対応する。
【００６１】
図３２（ｂ）に示すように、画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮは、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの各ライン（オリジナルライン）に、補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏによって構成される補間ラインを挿入することにより生成される。つまり、画像データＲｎ，Ｇｎ，Ｂｎの第１ラインＤｎ（１）をオリジナルラインＤｉ（１）とし、第２ラインＤｎ（２）をオリジナルラインＤｉ（１）およびＤｉ（２）に基づいて生成される補間ラインとする。同様に、画像データＲｎ，Ｇｎ，Ｂｎの第３ラインＤＮ（３）をオリジナルラインＤｉ（２）とし、第４ラインＤＮ（４）をオリジナルラインＤｉ（２）およびＤｉ（３）に基づいて生成される補間ラインとする。
【００６２】
選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、１ライン分の補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏにより構成される補間ラインと、１ライン分の参照画素データＲｒｅｆ，Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆにより構成されるオリジナルラインとを交互に出力することにより、ノンインタレースの画像を表す画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮを出力する。表示デバイス２０は、画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮに基づいて、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対応するノンインタレース画像を表示する。
【００６３】
本実施の形態２による走査線補間回路によれば、参照画素データＲｒｅｆ，Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆの２値パターンに対応する補間方向を指定し、指定された補間方向に基づいて算出される補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏにより補間ラインを生成するので画像の輪郭を損なうことなくインターレース画像をノンインターレース画像に変換することができる。
【００６４】
また、本実施の形態２による走査線補間回路を有する画像表示装置によれば、インターレース画像をノンインターレース画像に変換して表示する際、表示画像において、様々な角度の輪郭を再現することができる。
【００６５】
実施の形態３．
本実施の形態３は、実施の形態２による走査線補間回路（参照図３１）の他の構成に関する。
図３３は、本実施の形態３による走査線補間回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。インターレース画像を表す画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉは、参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃ、および輝度算出回路２１に入力される。輝度算出回路２１は、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに基づいて輝度データＹを算出する。輝度データＹは、例えば下記の式１により求めることができる。
【数１】
0003767513.tif 000002
参照画素抽出回路１ｄは、上記式（１）により算出される輝度データＹから、図３に示すように、７ドット×２ラインの領域を示す画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を抽出し、参照輝度データＹｒｅｆとして出力する。
【００６６】
補間方向検出回路２は、参照輝度データＹｒｅｆに基づいて補間方向データＹｄｉｒを出力する。補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃは、参照画素抽出回路１ｄにより出力される補間方向データＹｄｉｒに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表す補間データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを算出する。
【００６７】
選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏ、および参照画素データＲｒｅｆ，Ｇｒｅｆ，Ｂｒｅｆから、上記実施の形態２において説明したのと同様の動作によりノンインタレース画像を表す画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮを生成する。
【００６８】
本実施の形態３による走査線補間回路は、輝度データＹに基づいて生成される補間方向データＹｄｉｒを用いて補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを算出する。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分について、同じ補間方向で補間画素データＲｏ，Ｇｏ，Ｂｏを算出するので、滑らかな輪郭を形成する補間画素を得ることができる。また本構成によれば、補間方向データ検出のための手段を単一の回路により構成することができるので、回路規模を削減することができる。
【００６９】
実施の形態４．
本実施の形態４は、実施の形態１による画素補間回路を適用した走査線補間回路に関し、輝度データおよび色差データからなるインターレース画像データを、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を表すＲ，Ｇ，Ｂデータからなるノンインターレース画像データに変換するものである。
【００７０】
図３４は、本実施の形態４による走査線補間回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。図３４に示すように、インターレース画像を表す入力画像データは、輝度データＹｉ、Ｒ−Ｙ色差データＲＹｉ、およびＢ−Ｙ色差データＢＹｉにより構成される。参照画素抽出回路１ａ，１ｂ，１ｃは、輝度データＹｉ、色差データＲＹｉ、および色差データＢＹｉから７ドット×２ラインの画素データ（参照図３）を抽出し、参照輝度データＹｒｅｆ，ＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆとして出力する。参照画素データＹｒｅｆ，ＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆは、補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃ、および選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃに入力される。また、輝度データＹの参照画素データＹｒｅｆはさらに、補間方向検出回路２に入力される。
【００７１】
補間方向検出回路２は、参照画像データＹｒｅｆに基づいて、補間方向データＹｄｉｒを出力する。補間演算回路３ａ，３ｂ，３ｃは、補間方向データＹｄｉｒに基づいて、輝度、Ｒ−Ｙ色差、およびＢ−Ｙ色差を表す補間画素データＹｏ，ＲＹｏ，ＢＹｏを算出する。
【００７２】
選択器１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、上記実施の形態２と同様に、１ライン分の補間画素データＹｏ，ＲＹｏ，ＢＹｏと、１ライン分の参照画素データＹｒｅｆ，ＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆとを交互に出力することにより、ノンインタレースの画像データＹＮ，ＲＹＮ，ＢＹＮを生成する。
【００７３】
マトリクス変換回路２２は、下記の式（２）に示すマトリクス演算により、輝度データ、および色差データからなる画像データＹＮ，ＲＹＮ，ＢＹＮをＲ，Ｇ，Ｂの各色を表す画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮに変換する。
【数２】
0003767513.tif 000003
表示デバイス２０は、画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮに基づいて画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉに対応するノンインタレース画像を表示する。
【００７４】
本実施の形態４による走査線補間回路は、輝度データＹに基づいて生成される補間方向データＹｄｉｒを用いて輝度、および色差を表す補間画素データＹｏ，ＲＹｏ，ＧＹｏを算出する。つまり、輝度、および色差について同じ補間方向で補間画素データＹｏ，ＲＹｏ，ＧＹｏを算出するので、滑らかな輪郭を構成する補間画素を得ることができる。また本構成によれば、補間方向データ検出のための手段を単一の回路により構成することができるので、回路規模を削減することができる。
【００７５】
実施の形態５．
本実施の形態５は、実施の形態４による走査線補間回路（参照図３４）の他の構成に関する。図３５は、本実施の形態５による走査線補間回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。図３５において、参照画素抽出回路２３ａ，２３ｂ、および補間方向検出回路２ｂ，２ｃ以外の構成および動作については実施の形態４と同様である。
【００７６】
参照画素抽出回路１ａは、輝度データＹｉから、図３に示すように、７ドット×２ラインの領域を示す画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を抽出し、参照画像データＹｒｅｆとして抽出する。同時に、参照画素抽出回路２３ａ，２３ｂは、図３７に示すように、色差データＲＹｉ，ＢＹｉの２ライン（参照ライン１，２）の画素データを１画素おきに抽出することにより、図３７に示すように、１画素おきに配列する画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７を、参照画素データＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆとして出力する。
【００７７】
図３６は、参照画素抽出回路２３ａ，２３ｂの構成を示す図である。図３６において、色差データＲＹｉ，ＢＹｉは画像データＤｉに対応し、参照画素データＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆは画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７（Ｄｒｅｆ）に対応する。メモリ７は画像データＤｉから補間画素の生成に用いる２ライン分の画像（参照ライン１，２）を表す画像データを蓄積する。８ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ、および９ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍは、入力画素データを１サンプリング期間分遅延するＤ型フリップ・フロップ（ＤＦＦ）である。メモリ７は、参照ライン１を表す画像データをＤＦＦ８ａに出力し、参照ライン２を表す画像データをＤＦＦ９ａに出力する。
【００７８】
ＤＦＦ８ａはメモリ７の出力を１サンプリング期間毎に出力することにより、参照ライン１を構成する画素データＤＵ１７を出力する。また、ＤＦＦ８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉ，８ｋおよび８ｍは、前段のＤＦＦ８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊおよび８ｌの出力を１サンプリング期間遅延することにより、画素データＤＵ１６，１５，１４，１３，１２および１１をそれぞれ出力する。
【００７９】
また、ＤＦＦ９ａはメモリ７の出力を１サンプリング期間毎に出力することにより、参照ライン２を構成する画素データＤＬ１７を出力する。画素データＤＬ１７は、画素データＤＵ１７の下に位置する１ライン後の画素データである。ＤＦＦ９ｃ，９ｅ，９ｇ，９ｉ，９ｋおよび９ｍは、前段のＤＦＦ９ｂ，９ｄ，９ｆ，９ｈ，９ｊおよび９ｌの出力を１サンプリング期間遅延することにより、画素データＤＬ１６，１５，１４，１３，１２および１１をそれぞれ出力する。
【００８０】
補間方向検出回路２ｂ，２ｃは、参照画素データＲＹｒｅｆ，ＢＹｒｅｆの各画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７に基づいて補間方向データＲＹｄｉｒ，ＲＹｄｉｒを出力する。補間演算回路３ｂは、補間方向データＲＹｄｉｒ，ＢＹｄｉｒに基づいて、色差データＲＹｉ，ＢＹｉに対応する補間画素データＲＹｏ，ＢＹｏを出力する。
【００８１】
通常、色差信号は輝度信号よりも低い帯域を有する。よって、色差データＲＹｉ，ＢＹｉについては、図３７に示すように１画素おきに抽出される画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７に基づいて補間画素データＤｏを生成することにより、帯域の低い色差データの補間をより適切に行うことができる。
【００８２】
実施の形態６．
本実施の形態６は、実施の形態５による走査線補間回路（参照図３５）の他の構成に関し、より詳しくは、輝度のデータ量と色差２つのデータ量の比率が４：２；２であるいわゆる４：２：２フォーマットのインタレース画像データを、ノンインタレース画像データに変換するものである。
【００８３】
図３８は、本実施の形態６による走査線補間回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。参照画素抽出回路１および２３には、４：２：２フォーマットの画像信号を構成する輝度データＹｉおよび色差データＢＲｉがそれぞれ入力される。
【００８４】
図３９（ａ）は４：２：２フォーマットの画像データを模式的に示す図である。Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２・・・は水平方向に連続する画素の輝度データである。一方、ＢＲは多重化された色差データであり、ＢＹ０，ＢＹ２・・・はＢ−Ｙ色差データであり、ＲＹ０，ＲＹ２・・・はＲ−Ｙ色差データである。ＢＹ０およびＲＹ０はＹ０に対応しており、ＢＹ２およびＲＹ２はＹ２に対応している。このとき、Ｙ１に対応する色差データＢＹ１およびＲＹ１は省略されているので、色差データのデータ量は輝度のデータ量の半分となる。
【００８５】
図３９（ｂ）は、図３９（ａ）に示す４：２：２フォーマットの画像信号に対応する４：４：４フォーマットの画像信号を模式的に示す図である。図３９（ｂ）に示す４：４：４フォーマットの画像信号は、輝度データＹ０，Ｙ１に対して、色差データＲＹ０，ＢＹ０を対応させ、輝度データＹ２，Ｙ３に対して、色差データＲＹ２，ＢＹ２を対応させることにより生成される。このとき、もともとの色差データのデータ量が輝度データの半分であるため、色差データＲＹおよびＢＹの帯域は輝度データＹに比べて低くなる。
【００８６】
以下、図３８に基づいて本実施の形態５による走査線補間回路の動作について説明する。参照画素抽出回路１は、図３に示すように、７ドット×２ラインの領域を示す画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を抽出し、参照画像データＹｒｅｆとして出力する。補間演算回路３ａは、補間方向検出回路２ａにより出力される補間方向データＹｄｉｒに基づいて補間演算を行い、補間データＹｏを算出する。
【００８７】
一方、参照画素抽出回路２３は、色差データＢＲｉから隣接する２ライン（参照ライン１，２）の画素データを１画素おきに抽出することにより、図３７に示すように、１画素おきに配列する画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７を参照画素データＲＢｒｅｆとして出力する。
【００８８】
図３９（ａ）に示すように、色差データＢＲｉは、Ｂ−Ｙ色差データおよびＲ−Ｙ色差データに対応する画素データを交互に配列したものであるので、１画素おきに抽出される参照画素データＢＲｒｅｆは、全てＢ−Ｙ色差データか、あるいは全てＲ−Ｙ色差データとなる。したがって、図３７において、画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７がＲ−Ｙ色差データの場合、各画素データＤＵ１１〜１７およびＤＬ１１〜１７の両側に位置する各画素データはＢ−Ｙ色差データとなる。よって、色差データＢＲｉから１画素おきに抽出される参照画素データＢＲｒｅｆに基づいて補間画素データを生成することにより、Ｒ−Ｙ色差、およびＢ−Ｙ色差を表す補間画素データが交互に出力される。
【００８９】
補間演算回路３ａは、補間方向検出回路ＢＲｒｅｆに基づいて補間演算を行うことにより、補間データＢＲｏを出力する。先述したように、補間演算回路３ｂにより出力される補間データＢＲｏは、Ｂ−Ｙ色差を表す補間画素データＢＹｏと、Ｒ−Ｙ色差を表す補間画素データＲＹｏが１画素毎に交互に出力されたものとなる。
【００９０】
選択器１９ａは、１ライン分の参照画素データＹｒｅｆと、１ライン分の補間データＹｏとを１ライン毎に交互に出力することにより、ノンインタレース画像を表す輝度データＹＮを生成する。同様に、選択器１９ｂは、１ライン分の参照画素データＢＲｒｅｆと、１ライン分の補間データＢＲｏを交互に出力することにより、ノンインタレース画像を表す色差データＢＲＮを生成する。
【００９１】
色差変換回路２４は、４：２：２フォーマットの輝度データＹＮ、および色差データＢＲＮを、図３９に示すように、４：４：４フォーマットの輝度データＹＳ、および色差データＲＹＳ，ＢＹＳに変換する。マトリクス変換回路２２は、輝度データＹＳ、および色差データＲＹＳ，ＢＹＳに対し、実施の形態４において述べたマトリクス演算を行うことにより画像データＲＮ，ＧＮ，ＢＮを生成する。
【００９２】
本実施の形態６による走査線補間回路は、参照画素抽出回路２３において、多重化された色差データＢＲｉから１画素おきに抽出される参照画素データＢＲｒｅｆに基づいて補間画素データＢＲｏを算出するので、４：２：２フォーマットのインタレース画像を、輪郭情報を保持しつつ、４：４：４フォーマットのノンインタレース画像に変換することができる。また、色差データについては１画素おきに参照画素を抽出するので、帯域の低い色差データの補間を適切に行うことができる。
【００９３】
実施の形態７．
本実施の形態７は、実施の形態１による画素補間回路を適用した画像サイズ変換回路に関する。図４０は、本実施の形態７による画像サイズ変換回路を備えた画像表示装置の構成を示す図である。図４０に示すように、本実施の形態７による画像サイズ変換回路は、画素補間回路２５ａ，ｂ，ｃ、画素数変換回路２６ａ，ｂ，ｃにより構成される。画素補間回路２５ａ，ｂ，ｃ、および画素数変換回路２６ａ，ｂ，ｃは任意に指定された倍率にしたがって、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの画素数を変換し、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの拡大、または縮小画像を表す画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺを生成する。
【００９４】
図４１は、画素補間回路２５ａ，ｂ，ｃの構成を示す図である。画素補間回路２５ａ，ｂ，ｃは、実施の形態１において説明した画像装置（参照図１）と同様の構成を有する。図４１に示すように画素補間回路２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、実施の形態１において説明した方法により算出される補間画素データＤｏを中央ラインデータＤＣとして出力するとともに、補間画素Ｄｏの上下に位置する画素データＤＵ４およびＤＬ４（参照図３）を上ラインデータＤＵおよび下ラインデータＤＬとして出力する。図４１において、図４０に示す画素補間回路２５ａ，２５ｂ，２５ｃの出力ＲＵ，ＧＵ，ＢＵは上ラインデータＤＵに、ＲＣ，ＧＣ，ＢＣは中央ラインデータＤＣに、ＲＬ，ＧＬ，ＢＬは下ラインデータＤＬにそれぞれ対応している。
【００９５】
画素数変換回路２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、画素補間回路２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより出力される上ラインデータＤＵ（ＲＵ，ＧＵ，ＢＵ），中央ラインデータＤＣ（ＲＣ，ＧＣ，ＢＣ），下ラインデータＤＬ（ＲＬ，ＧＬ，ＢＬ）に基づいて画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺを生成する。
【００９６】
図４２は、（ａ）ｍ×ｎ画素からなる画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉ、および（ｂ）Ｍ×Ｎ画素に変換された画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺを模式的に示す図である。この場合、画像の変換倍率は、水平方向Ｍ／ｍ、垂直方向Ｎ／ｎとなる。図４２において、“○”は画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの各画素データに対応し、“●”は画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺの各画素データに対応する。
【００９７】
図４３は、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの画素データ、および画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺの画素データを模式的に示す図である。画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの各画素（“○”により示す）の距離を１とすると、変換画素データＲＺ，ＧＺ，ＢＺにおける各画素（“●”により示す）の距離は、水平方向でｍ／Ｍ、垂直方向でｎ／Ｎとなる。
【００９８】
以下、画素数変換回路２６ａ，２６ｂ，２６ｃによる画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺの算出方法について説明する。図４３に示す画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺの画素データＤＺは、画像データＲｉ，Ｇｉ，Ｂｉの画素データＤ１，Ｄ２，Ｄ３およびＤ４の４点からなる領域を、水平方向にα：１−α、垂直方向にβ：１−β（０≦α＜１、０≦β＜１）の比率で内分する点に位置する。
【００９９】
図４４は、画素データＤＺの算出方法について説明するための説明図である。図４４（ａ）に示すように、画素データＤ１およびＤ３、ならびに画素データＤ２およびＤ４をβ：１−βの比率で内分する点に位置する仮想の画素データＰ１およびＰ２は、以下の式（３）（４）により算出される。
【数３】
0003767513.tif 000004
【０１００】
図４４（ｂ）に示すように、画素データＤＺは補間画素データＰ１およびＰ２を水平方向にα：１−αの比率で内分する点に位置する。したがって、画素データＤＺは、以下の式（５）により算出される。
【数４】
0003767513.tif 000005
【０１０１】
次に、画素データＰ１およびＰ２の算出方法について説明する。図４５は、隣接する２ラインをβ：β−１の比率で内分する点に位置する画素データＰの算出方法について説明するための説明図である。図４５（ａ）は０≦β＜０．５の場合を示し、図４５（ｂ）は０．５≦β＜１の場合を示している。画素データＰは、画素数変換装置２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより出力される上ラインデータＤＵ、下ラインデータＤＬ、および中央ラインデータＤＣに基づいて以下のようにして算出される。
【０１０２】
図４５（ａ），（ｂ）の両図において、中央ラインデータＤＣは、上ラインデータＤＵおよび下ラインデータＤＬを０．５：０．５（＝１：１）で内分する点に位置する。したがって０≦β＜０．５の場合、図４５（ａ）に示すように、画素データＰは上ラインデータＤＵと中央ラインデータＤＣとの間をβ：（０．５−β）＝２β：１−２βの比率で内分する点に位置することになる。よって、画素データＰは、上ラインデータＤＵおよび中央ラインデータＤＣに基づいて、以下の式（６）により算出される。
【数５】
0003767513.tif 000006
【０１０３】
一方、０．５≦β＜１の場合、図４５（ｂ）に示すように、画素データＰは中央ラインデータＤＣとＤＬとの間を（β−０．５）：｛０．５−（β−０．５）｝＝（２β−１）：１−（２β−１）の比率で内分する点に位置することになる。よって、画素データＰは、上ラインデータＤＣおよび中央ラインデータＤＬに基づいて、以下の式（７）により算出される。
【数６】
0003767513.tif 000007
【０１０４】
上記式（６）または（７）により算出される画素データＰ１およびＰ２の値を用い、式（５）により画素データＤＺを算出することができる。画素数変換回路２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、画素補間回路２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、上記の計算により画素データＤＺを算出することにより画像データＲＺ，ＧＺ，ＢＺを生成する。
【０１０５】
本実施の形態７による画像サイズ変換回路は、画像の輪郭に対応して生成される中央ラインデータＤＣに基づいて画素数変換を行うので、画像の拡大を行う場合、拡大画像において様々な角度の輪郭を再現することが可能であり、特に垂直倍率２倍以上の拡大を行う場合に有効である。
【０１０６】
実施の形態８．
本実施の形態８は、実施の形態１による画素補間回路の他の構成に関し、画像中の欠落画素を補間するものである。
図４７は、本実施の形態８による画素補間回路の構成を示す図である。本実施の形態８による画素補間回路２８は、参照画素抽出回路２９、補間方向検出回路２、補間演算回路３、選択器１９により構成される。ラインセンサ２７は、一列に配列されたセンサ素子により構成され、原稿などに記載された画像を読み取り、読み取った画像を表す画像データＤｉを出力する。ラインセンサ２７の一部のセンサ素子が欠落していたり、または欠陥がある場合、読み取った画像は、図４６（ａ）に示ように垂直方向に配列する画素が欠落した画像となる。画素補間回路２８は、欠落した垂直方向に配列する画素を補間して、図４６（ｂ）に示すような欠落画素のない補間画像を生成する。ここで、ラインセンサ２７は既知の位置にあるセンサが欠落しているものとする。
【０１０７】
参照画素抽出回路２９は、画像データＤｉからデータ欠落部の左右に位置する画素を抽出することにより参照画素データＤｒｅｆを出力する。図４８は、参照画素データＤｒｅｆを模式的に示す図である。参照画素抽出回路２９は、図４６に示すデータ欠落部に対応する補間画素の左隣に位置する７ライン分の画素データＤＵ１〜７と、補間画素の右隣に位置する７ライン分の画素データＤＬ１〜７を参照画素データＤｒｅｆとして抽出する。画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７を総称して参照画素データＤｒｅｆとする。
【０１０８】
参照画素データＤｒｅｆは、補間方向検出回路２、補間演算回路３、および選択器１９に入力される。補間方向検出回路２は参照画素データＤｒｅｆに基づいて補間方向データＤｄｉｒを出力する。補間演算回路３は、補間方向データＤｄｉｒに基づいて補間画素データＤｏを算出する。
【０１０９】
図４７に示すように、選択器１９には、欠落画素の位置を示す情報が入力される。選択器１９は、画素データが欠落していない部分では参照画素データＤｒｅｆ（画素データＤＵ１〜７およびＤＬ１〜７）を出力し、画素データが欠落している部分では補間画素データＤｏを出力することにより、データ欠落部を補間した補間画像を表す画像データＤＰを出力する。印刷器３０には、画素データＤＰに対応する画像を印刷して出力する。
【０１１０】
尚、画像データＤＰの出力先は、印刷機３０の他に、画像表示装置や、画像データＤＰを記憶媒体に書込むデータ記憶装置であってもよい。
【０１１１】
本実施の形態８による画素補間回路によれば、ラインセンサ２７の欠陥により画像データＤｉに欠落部が生じた場合であっても、欠落部の画素データを正確に算出することができる。
【０１１２】
【発明の効果】
請求項１、および１１に記載の画素補間回路、および画素補間方法は、補間画素の上下、または左右に配列する各画素の中間点同士を結ぶ補間方向を含み、前記中間点同士を結ぶ補間方向が指定された場合、当該各中間点の両側に位置する画素データから前記補間画素を算出するので、画像の輪郭を正確に再現する補間画素を生成することができる。
【０１１３】
請求項６、および１４に記載の走査線補間回路、および走査線補間方法は、補間画素の上下に配列する各画素の中間点同士を結ぶ補間方向含み、前記中間点同士を結ぶ補間方向が指定された場合、当該各中間点の両側に位置する画素データから算出される前記補間画素により補間ラインを生成するので、画像の輪郭を正確に再現する補間ラインを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１による画素補間回路の構成を示す図である。
【図２】  参照画素抽出回路の構成を示す図である。
【図３】  参照画素抽出回路の動作について説明するための説明図である。
【図４】  閾値算出回路の構成を示す図である。
【図５】  ２値化回路の構成を示す図である。
【図６】  補間方向を示す図である。
【図７】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図８】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図９】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１０】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１１】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１２】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１３】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１４】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１５】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１６】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１７】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１８】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図１９】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２０】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２１】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２２】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２３】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２４】  補間演算回路の構成を示す図である。
【図２５】  閾値算出回路の他の構成を示す図である。
【図２６】  補間テーブルの他の構成を示す図である。
【図２７】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２８】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図２９】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図３０】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図３１】  実施の形態２による走査線補間回路の構成を示す図である。
【図３２】  選択器の動作について説明するための図である。
【図３３】  実施の形態３による走査線補間回路の構成を示す図である。
【図３４】  実施の形態４による走査線補間回路の構成を示す図である。
【図３５】  実施の形態５による走査線補間回路の構成を示す図である。
【図３６】  参照画素抽出回路の他の構成を示す図である。
【図３７】  実施の形態５における参照画素抽出回路の動作について説明するための説明図である。
【図３８】  実施の形態６による走査線補間回路の構成を示す図である。
【図３９】  ４：２：２フォーマットの画像信号と、４：４：４フォーマットの画像信号を模式的に示す図である。
【図４０】  実施の形態７による画像サイズ変換回路の構成を示す図である。
【図４１】  実施の形態７による画素補間回路の構成を示す図である。
【図４２】  画素数の変換動作について説明するための説明図である。
【図４３】  画素数の変換方法について説明するための説明図である。
【図４４】  画素数の変換方法について説明するための説明図である。
【図４５】  画素数の変換方法について説明するための説明図である。
【図４６】  画素データが欠落したデータ欠落画像と補間された補間画像を概略的に示す図である。
【図４７】  実施の形態８による画素補間回路の構成を示す図である。
【図４８】  実施の形態８による参照画素抽出回路の動作を説明するための図である。
【図４９】  従来の画素補間回路の構成を示す図である。
【図５０】  参照画素データを模式的に示す図である。
【図５１】  ２値パターンと補間方向の対応関係を示す図である。
【図５２】  従来の画素補間回路における補間方向を示す図である。
【図５３】  従来の画素補間回路における他の補間方向を示す図である。
【符号の説明】
１  参照画素抽出回路、２  補間方向検出路、３  補間演算回路、 ４  閾値算出回路、５  ２値化回路、６  補間テーブル、７  メモリ、８，９  Ｄ型フリップフロップ（ＤＦＦ）、１０  平均値算出器、１１、１２  比較器、１３  選択器、１４  平均値算出器、１５  最大値算出器、１６  最小値算出器、１７  平均値算出器、１８  ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）、１９  選択器、２０表示デバイス、２１  輝度算出回路、２２  マトリクス変換回路、２３  参照画素抽出回路、２４  色差変換回路、２５  画素補間回路、２６  画素数変換回路、２７  ラインセンサ、２８  画素補間回路、２９  参照画素抽出回路、３０印刷器
【図１】
0003767513.tif 000008
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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