JP2000278519A - 画像拡大装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 倍フレーム変換用フレームメモリを備えた画
像表示装置において、画像の拡大を低コストで実現する
ことができる画像拡大装置を提供する。 【解決手段】 倍フレーム変換用フレームメモリ４は、
画像データの単位時間当たりのフレーム数を倍増するた
め、並列２相の画像データとして出力する。貯蔵回路５
は、２相の画像データを一時的に貯蔵する。選択回路６
は、倍フレーム変換用フレームメモリ４より出力された
２相の画像データと貯蔵回路５より出力された２相の画
像データとより適宜にデータを選択して２組２相の画像
データとして出力する。拡大補間回路３は、２相の画像
データを拡大して２相の画像データとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルビデオ画
像を拡大する画像拡大装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機やプロジェクタ装置
等の画像表示装置においては、画像を拡大もしくは縮小
して表示するため、画像拡大縮小装置が用いられてい
る。一般的な画像拡大縮小装置は、図３に示すように、
フレームメモリ２の前段に縮小補間回路１を設け、その
フレームメモリ２の後段に拡大補間回路３を設けた構成
となっている。

【０００３】ところで、画像表示装置の中には、画像拡
大縮小装置のフレームメモリとは別のフレームメモリを
設けるものがある。その一例として、液晶プロジェクタ
装置がある。液晶プロジェクタ装置では、液晶パネルの
焼き付きを防止するため、液晶パネルを交流駆動するこ
とが必要とされ、フレーム毎に映像信号の極性を反転す
る場合がある。このままでは表示された画像のフリッカ
が問題となるので、倍フレーム変換用フレームメモリを
用い、単位時間当たりのフレーム数を倍増し、フリッカ
が問題とならないようにしている。

【０００４】図４は、倍フレーム変換用フレームメモリ
を備えた画像表示装置に、図３に示す画像拡大縮小装置
を設けた場合の構成を示している。図４において、拡大
補間回路３の出力は、倍フレーム変換用フレームメモリ
４に入力される。倍フレーム変換用フレームメモリ４
は、入力された画像データの単位時間当たりのフレーム
数を倍増するため、並列２相の画像データとして出力す
る。拡大補間回路３より出力されるフレームの画素を順
に１，２，３，４…とすると、倍フレーム変換用フレー
ムメモリ４の図中上側の相からは、画素１，３，５…
が、図中下側の相からは画素２，４，６…が、画素
（１，２），（３，４），（５，６）…の如く対となっ
て出力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すように、倍
フレーム変換用フレームメモリ４を備えた画像表示装置
に画像拡大縮小装置を設けると、画像表示装置は２つの
フレームメモリを有することとなり、回路規模が大きく
なってしまい、低コストで実現することは困難である。
なお、以上の例では、フレームメモリ２の前段に縮小補
間回路１を設けた画像拡大縮小装置について示したが、
縮小補間回路１を設けていない画像を拡大するのみの画
像拡大装置でも全く同様である。また、以上の例では、
フレーム数を倍増するため、倍フレーム変換用フレーム
メモリ４が並列２相の画像データとして出力する場合に
ついて示したが、さらに多くの複数相の画像データとし
て出力する場合もある。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、フレーム数を増加させるための倍フレーム
変換用フレームメモリを備えた画像表示装置において、
フレームメモリを削減して画像の拡大を低コストで実現
することができる画像拡大装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、画像を拡大する画像拡大
装置において、入力された画像データの単位時間当たり
のフレーム数を増加させるため、並列複数相の画像デー
タとして出力する倍フレーム変換用フレームメモリ
（４）と、前記倍フレーム変換用フレームメモリより出
力された複数相の画像データを一時的に貯蔵する少なく
とも１つの貯蔵回路（５）と、前記倍フレーム変換用フ
レームメモリより出力された複数相の画像データと前記
貯蔵回路より出力された複数相の画像データとが入力さ
れ、これらの入力データを選択して複数相の画像データ
として出力する選択回路（６）と、前記選択回路より出
力された複数相の画像データを拡大して複数相の画像デ
ータとして出力する拡大補間回路（３）とを備えて構成
したことを特徴とする画像拡大装置を提供するものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像拡大装置につ
いて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の画
像拡大装置の一実施例を示すブロック図、図２は本発明
の画像拡大装置による拡大動作の原理を説明するための
図である。

【０００９】本実施例では、画像拡大装置として、画像
拡大縮小装置について示す。また、本実施例では、倍フ
レーム変換用フレームメモリ４が、単位時間当たりのフ
レーム数を倍増するため、並列２相の画像データとして
出力する場合について示す。図１において、倍フレーム
変換用フレームメモリ４の前段には、縮小補間回路１が
設けられている。図４のように、倍フレーム変換用フレ
ームメモリ４を、ただ単に単位時間当たりのフレーム数
を倍増するためだけに用いる場合には、倍フレーム変換
用フレームメモリ４には、ライトイネーブルＷＥやリー
ドイネーブルＲＥを供給して画素単位でのイネーブル処
理を実行させる必要はない。

【００１０】本発明では、倍フレーム変換用フレームメ
モリ４を、図３，図４におけるフレームメモリ２の代わ
りに、画像の拡大（もしくは縮小）のための時間軸変換
用のフレームメモリとしても用いる。従って、倍フレー
ム変換用フレームメモリ４に、制御回路１０よりライト
イネーブルＷＥやリードイネーブルＲＥを供給して画素
単位でのイネーブル処理を実行させる。なお、制御回路
１０は、回路各部にクロックを供給したり、縮小率や拡
大率を変更する場合には、縮小補間回路１や拡大補間回
路３を制御するが、ここではそれらの図示を省略してい
る。

【００１１】画像を縮小する場合には、次のように動作
する。縮小補間回路１は、入力されたデジタルビデオ画
像のデータに縮小率に基づいた所定のフィルタリングを
施して縮小データを生成したり、制御回路１０からのラ
イトイネーブルＷＥを無効にして、倍フレーム変換用フ
レームメモリ４へのデータの書き込みを停止することに
より、画像を縮小する。なお、画像を縮小せず、拡大の
みする場合には、縮小補間回路１は不動作であり、倍フ
レーム変換用フレームメモリ４は入力されたデータをそ
のまま書き込む。あるいは、縮小補間回路１を設けてな
くもよい。

【００１２】倍フレーム変換用フレームメモリ４の出力
である２つの相からは、上記のように、画素が対となっ
て出力される。本発明では、倍フレーム変換用フレーム
メモリ４と拡大補間回路３との間に、倍フレーム変換用
フレームメモリ４の出力データを一時的に貯蔵する貯蔵
回路５と選択回路６とを設けている。この貯蔵回路５と
選択回路６を設けることにより、拡大補間回路３には、
データを複数相のまま供給し、拡大補間回路３は、複数
相のデータに対してそのまま拡大処理を施すことができ
る。なお、倍フレーム変換用フレームメモリ４の出力か
ら拡大補間回路３の出力まで、全て同じクロック周波数
で動作する。本実施例では、倍フレーム変換用フレーム
メモリ４は２相の画像データを出力し、一例としてバイ
リニア補間を用いているため拡大補間回路３には４相の
画像データを供給している。選択回路６より出力される
画像データを何相とするかは、補間方法によって異な
る。

【００１３】ここで、図２を用いて、拡大補間回路３
が、複数相のデータに対してそのまま拡大処理を施すこ
とができる原理について説明する。図２では、２相の場
合について示すが、他の複数相でも原理的には同一であ
る。図２は、一例として５／３倍の動作について示して
いる。図２において、（Ａ）はデータを５／３倍するた
めの原理を示しており、上段は入力データ、下段は出力
データである。ここでは、最も簡単な（バイリニア補
間）２点補間について示している。３つの入力データに
対して５つの出力データが得られることから、入力デー
タを順にｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ１’，ｉ２’，ｉ３’，
ｉ１”…とし、出力データを順にｏ１，ｏ２，ｏ３，ｏ
４，ｏ５，ｏ１’，ｏ２’，ｏ３’，ｏ４’，ｏ５’，
ｏ１”…と称することとする。

【００１４】図２において、（Ｂ）は、図２（Ａ）の下
段に示す１相の出力データｏ１，ｏ２，ｏ３…がどの入
力データより得られるかを示している。図２（Ａ）に示
すように、例えば、出力データｏ１とｏ２は、入力デー
タｉ１，ｉ２より生成され、出力データｏ３とｏ４は、
入力データｉ２，ｉ３より生成される。上記のように、
倍フレーム変換用フレームメモリ４からは、画素が対と
なって出力される。倍フレーム変換用フレームメモリ４
の出力データは、図２（Ｂ）に示すような２相のデータ
である。図２（Ｂ）において、上段のデータは、倍フレ
ーム変換用フレームメモリ４の図中上側の相からのデー
タに相当し、下段にデータは、図中下側の相からのデー
タに相当する。但し、後述するように、図２（Ｂ）に示
す２相のデータをそのまま用いない。

【００１５】さて、拡大補間回路３からも、画素が対と
なって出力されるので、拡大補間回路３からは、図２
（Ａ）の下段に示すような単相にデータではなく、図２
（Ｄ）に示すような２相のデータが出力されなければな
らない。図２（Ｄ）において、上段のデータは、拡大補
間回路３の図中上側の相からのデータに相当し、下段に
データは、図中下側の相からのデータに相当する。

【００１６】例えば、出力データｏ１を得るには、図２
（Ｂ）に示すように、２相の入力データｉ１，ｉ２が必
要であり、出力データｏ２を得るにも、図２（Ｂ）に示
すように、２相の入力データｉ１，ｉ２が必要であると
いうことは、２相の出力データｏ１，ｏ２を得るには、
矢印で示しているように、２相の入力データｉ１，ｉ２
が必要となるということである。即ち、図２（Ｃ）は、
図２（Ｄ）に示す２相の出力データを得るのに必要な２
相の入力データの組を示している。

【００１７】次に、図２において、（Ｅ）は、図２
（Ｄ）に示す２相の出力データを得るために、新たに、
どの入力データが必要となるかを示している。例えば、
図２（Ｄ）に示す２相の出力データｏ３，ｏ４を考え
る。２相の出力データｏ３，ｏ４を得るためには、図２
（Ｃ）に示すように、入力データｉ２，ｉ３が必要であ
る。この内、入力データｉ２は、その１つ前のタイミン
グ（即ち、１クロック前）において既に２相の入力デー
タｉ１，ｉ２として用いているので、ここでは新たにデ
ータを読み出す必要はなく、１つ前のタイミングで用い
たデータを保持しておけばよい。一方、入力データｉ３
は、２相の出力データｏ３，ｏ４を得るに際して初めて
必要となるデータであるので、ここで新たにデータを読
み出す必要がある。入力データは２相で対となっている
ので、新たに読み出すべきデータは、図２（Ｅ）に示す
ように、２相の入力データｉ３，ｉ１’となる。

【００１８】さらに、図２（Ｄ）に示す２相の出力デー
タｏ５，ｏ１’を得るためには、図２（Ｃ）に示すよう
に、入力データｉ３，ｉ１’，ｉ２’が必要である。こ
の内、入力データｉ３は、その１つ前のタイミング（即
ち、１クロック前）において既に用いられているデータ
であり、入力データｉ１’は、上記の出力データｏ３，
ｏ４を得るに際して読み出した２相の入力データｉ３，
ｉ１’に含まれているので、ここで新たにデータを読み
出す必要があるのは、入力データｉ２’である。入力デ
ータは２相で対となっているので、新たに読み出すべき
データは、図２（Ｅ）に示すように、２相の入力データ
ｉ２’ｉ３’なる。

【００１９】このような考え方に基づき、図２（Ｄ）に
示す２相の出力データを得るためにそのタイミングで新
たに必要となるデータは、図２（Ｅ）のようになる。図
２（Ｅ）において、空欄は、そのタイミングでは新たに
データを読み出す必要がなく、１つもしくはそれ以上前
のタイミングで用いたデータを用いればよいことを示し
ている。

【００２０】以上の動作をまとめると、２相の入力デー
タを用いて拡大処理し、２相の出力データを得るには、
図２（Ｆ）に示すような関係とすればよいことが分か
る。図２（Ｆ）においても、空欄は、そのタイミングで
は新たにデータを読み出す必要がなく、１つもしくはそ
れ以上前のタイミングで用いたデータを用いればよいこ
とを示している。この図２（Ｆ）より分かるように、一
定のレートで出力される２相の出力データを得るために
必要となる２相の入力データは、倍フレーム変換用フレ
ームメモリ４より一定のタイミングで読み出して拡大補
間回路３に供給するのではなく、読み出したデータを一
時的に貯蔵して拡大補間回路３に供給することが必要で
ある。また、図２（Ｃ）で示したように、必要となる２
相の入力データを適宜に選択して拡大補間回路３に供給
することが必要である。図１中の貯蔵回路５と選択回路
６はこのために必要となる。

【００２１】ここで再び図１に戻り、倍フレーム変換用
フレームメモリ４以降の拡大処理の動作について説明す
る。倍フレーム変換用フレームメモリ４には、制御回路
１０よりリードイネーブルＲＥを供給して、データの読
み出しを制御する。上記のように、あるタイミングで新
たにデータを読み出す場合にはリードイネーブルＲＥを
有効とし、また、あるタイミングで新たにデータを読み
出さない場合にはリードイネーブルＲＥを無効とする。

【００２２】倍フレーム変換用フレームメモリ４より読
み出された２相のデータは貯蔵回路５に入力される。貯
蔵回路５は、一例として、３つの縦続接続されたＤフリ
ップフリップ５１，５２，５３よりなる。いくつのＤフ
リップフリップを設けるかは、拡大率や何種類の拡大率
を実現するかによって異なる。即ち、Ｄフリップフリッ
プの数は、拡大率や何種類の拡大率を実現するかによっ
て適宜に設定するので、１または複数個である。

【００２３】さらに、貯蔵回路５は、入力されたデータ
を一時的に貯蔵するためにものであるので、レジスタで
あるＤフリップフリップに限定されることはなく、バッ
ファ等のメモリであってもよい。なお、図１では、便宜
上、Ｄフリップフリップ５１〜５３をそれぞれ１つのブ
ロックとして図示しているが、実際には、それぞれの相
毎にＤフリップフリップを設ける。

【００２４】倍フレーム変換用フレームメモリ４より読
み出された２相のデータと、Ｄフリップフリップ５１〜
５３によってそれぞれ貯蔵され遅延した２相のデータ
は、選択回路６に入力される。選択回路６には、制御回
路１０より選択制御信号ＳＥＬが入力され、選択回路６
は、入力されたデータを適宜に選択して拡大補間回路３
に入力する。選択回路６は、倍フレーム変換用フレーム
メモリ４やＤフリップフリップ５１〜５３からの２相の
データを対として選択して拡大補間回路３に入力するこ
ともあるし、ある２相のデータの１つを選択すると共
に、他の２相のデータの１つを選択して新たな２相のデ
ータとして拡大補間回路３に入力することもある。選択
回路６は、拡大率に応じて入力されたデータを適宜に選
択する。本実施例では、選択回路６の出力は、図２
（Ｃ）で説明したように、２組２相のデータ（即ち、４
相）である。

【００２５】このようにして選択された２組２相のデー
タは、拡大補間回路３に入力される。図２（Ｆ）の上段
は、倍フレーム変換用フレームメモリ４より出力される
２相のデータの一例である。拡大補間回路３は、入力さ
れた２組２相のデータに拡大率に基づいた所定のフィル
タリングを施して拡大データを生成する。ここでは、便
宜上、拡大補間回路３を１つのブロックとして図示して
いるが、実際には、２組２相のデータにおける一方の組
のデータに対して拡大処理を施す回路（例えば、補間フ
ィルタ）と、他方の組のデータに対して拡大処理を施す
回路（例えば、補間フィルタ）とよりなる。そして、拡
大補間回路３からは、図２（Ｆ）の下段に示すような、
拡大処理された２相のデータが出力されることとなる。

【００２６】以上のようにして、本発明の画像拡大装置
では、倍フレーム変換用フレームメモリ４を備えた画像
表示装置において、その倍フレーム変換用フレームメモ
リ４を画像の拡大のための時間軸変換用のフレームメモ
リとして用いることができる。しかも、倍フレーム変換
用フレームメモリ４より出力される複数相の画像データ
をそのまま拡大処理することができる。従って、回路規
模を大幅に削減することが可能となる。なお、本発明の
画像拡大装置によって画像を水平方向に拡大した後、画
像拡大装置によって画像を垂直方向に拡大する場合、そ
の垂直方向の画像拡大装置におけるラインメモリの容量
を小さくすることができる。２相出力の場合では、ライ
ンメモリの容量は半分となる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の画
像拡大装置は、入力された画像データの単位時間当たり
のフレーム数を増加させるため、並列複数相の画像デー
タとして出力する倍フレーム変換用フレームメモリと、
この倍フレーム変換用フレームメモリより出力された複
数相の画像データを一時的に貯蔵する少なくとも１つの
貯蔵回路と、倍フレーム変換用フレームメモリより出力
された複数相の画像データと貯蔵回路より出力された複
数相の画像データとが入力され、これらの入力データを
選択して複数相の画像データとして出力する選択回路
と、選択回路より出力された複数相の画像データを拡大
して複数相の画像データとして出力する拡大補間回路と
を備えて構成したので、フレームメモリを削減して画像
の拡大を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明による拡大動作の原理を説明するための
図である。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【図４】他の従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 縮小補間回路 ３ 拡大補間回路 ４ 倍フレーム変換用フレームメモリ ５ 貯蔵回路 ６ 選択回路 １０ 制御回路 ５１〜５３ Ｄフリップフロップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を拡大する画像拡大装置において、 入力された画像データの単位時間当たりのフレーム数を
   増加させるため、並列複数相の画像データとして出力す
   る倍フレーム変換用フレームメモリと、 前記倍フレーム変換用フレームメモリより出力された複
   数相の画像データを一時的に貯蔵する少なくとも１つの
   貯蔵回路と、 前記倍フレーム変換用フレームメモリより出力された複
   数相の画像データと前記貯蔵回路より出力された複数相
   の画像データとが入力され、これらの入力データを選択
   して複数相の画像データとして出力する選択回路と、 前記選択回路より出力された複数相の画像データを拡大
   して複数相の画像データとして出力する拡大補間回路と
   を備えて構成したことを特徴とする画像拡大装置。