JPH048088A - Offset sampling signal interpolation device - Google Patents
Offset sampling signal interpolation deviceInfo
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- JPH048088A JPH048088A JP2114597A JP11459790A JPH048088A JP H048088 A JPH048088 A JP H048088A JP 2114597 A JP2114597 A JP 2114597A JP 11459790 A JP11459790 A JP 11459790A JP H048088 A JPH048088 A JP H048088A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、オフセット・サンプリングされた画像信号等
の補間装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an interpolation device for offset-sampled image signals, etc.
(従来の技術)
従来から、画像信号等の各種情報信号を記録、伝送する
際の帯域圧縮あるいは情報量の削減のための方法として
オフセット・サンプリングという方法が知られている。(Prior Art) A method called offset sampling has been known as a method for compressing bandwidth or reducing the amount of information when recording and transmitting various information signals such as image signals.
このオフセット・サンプリングとは、2次元の場合には
第5図に示すように水平方向(X方向)と垂直方向(X
方向)とのサンプリング間隔(Tx、Ty)を原信号に
おける画素間隔(Hx、Hy)の2倍に設定するととも
に、垂直方向に隣り合うサンプリング点を互いにサンプ
リング間隔の半分(T x / 2 )だけオフセット
するものであり、このようなオフセット・サンプルを行
うことによる伝送帯域は第6図に示すように斜め方向の
空間周波数に対して水平あるいは垂直方向の空間周波数
成分を広帯域化することができる。また、上述のように
オフセット・サンプリングされた画像信号をモニタに表
示したりプリントアウトする場合には、第7図に示すよ
うに各サンプリング点間の画素(補間画素)を隣接画素
から補間する補間処理が必要となる。このような補間処
理は、第6図に示す斜線領域の周波数成分を通過させる
とともに折返し点Aを含む領域の周波数成分の通過を阻
止する空間フィルタとして機能するものであり、この補
間処理はサンプリング理論上では後置フィルタとして位
置付けられる。In the two-dimensional case, this offset sampling refers to the horizontal direction (X direction) and vertical direction (X direction) as shown in Figure 5.
The sampling interval (Tx, Ty) is set to twice the pixel interval (Hx, Hy) in the original signal, and the vertically adjacent sampling points are separated from each other by half the sampling interval (T x / 2). By performing such offset sampling, the transmission band can widen the spatial frequency components in the horizontal or vertical direction relative to the spatial frequencies in the diagonal direction, as shown in FIG. In addition, when displaying or printing out the offset sampled image signal as described above, interpolation is performed to interpolate the pixels between each sampling point (interpolated pixels) from the adjacent pixels, as shown in Figure 7. processing is required. This interpolation process functions as a spatial filter that passes the frequency components in the shaded area shown in Figure 6 and blocks the frequency components in the area including the turning point A.This interpolation process is based on sampling theory. Above, it is positioned as a post-filter.
ところで、上述のようなオフセット・サンプリングは、
サンプリング前の前置フィルタが正しくかけられている
場合、すなわち十分に帯域制限がされている場合には非
常に有効な方法であるが、例えばハードウェア上の制約
によって前置フィルタを十分にかけられない場合や伝送
帯域の広帯域化を図るために前置フィルタを十分にかけ
ない場合等には折返し歪の発生による画像劣化という問
題が生じてしまう。By the way, offset sampling as described above is
This is a very effective method if the pre-filter before sampling is applied correctly, that is, if the band is sufficiently limited, but for example, due to hardware constraints, the pre-filter cannot be applied sufficiently. If the pre-filter is not applied sufficiently in order to widen the transmission band or to widen the transmission band, a problem of image deterioration due to generation of aliasing distortion may occur.
すなわち、前置フィルタが不十分な場合にオフセット・
サンプリングを行うと、第8図(a)に示すように原信
号の水平方向の高域成分が垂直方向の高域成分として折
り返るとともに、同図(b)に示すように垂直方向の高
域成分が水平方向の高域成分として折り返ってしまう。That is, if the prefilter is insufficient, the offset
When sampling is performed, the horizontal high-frequency components of the original signal are folded back as vertical high-frequency components as shown in Figure 8(a), and the vertical high-frequency components are folded back as shown in Figure 8(b). The components are folded back as high-frequency components in the horizontal direction.
このために、例えば第9図(a)に示すような直線部分
を含む画像を十分に帯域制限することなく同図(b)に
示すようにオフセット・サンブリ〉・グし、この折返し
成分を含むサンプリング信号に対して上述のような補間
処理を行っても、原信号における高域成分と折り返しに
よる高域成分とを分離することができないために折返し
歪を完全に除去することができず、これによって、例え
ば同図(b)に示すように直線部分に濃淡のムラや滲み
が発生する等、出力画像に著しい画像劣化が生じてしま
う。For this purpose, for example, an image including a straight line portion as shown in FIG. 9(a) may be offset and synthesized as shown in FIG. Even if the above-mentioned interpolation processing is performed on the sampling signal, the aliasing distortion cannot be completely removed because the high-frequency components in the original signal cannot be separated from the high-frequency components due to aliasing. As a result, significant image deterioration occurs in the output image, such as uneven shading or blurring in straight line portions, as shown in FIG.
そこで、従来においては、上述のような折返し歪の発生
を軽減するための手法として適応型補間方法という手法
が一般的に知られていた。Therefore, in the past, a technique called an adaptive interpolation method was generally known as a technique for reducing the occurrence of aliasing distortion as described above.
この適応型補間方法とは、サンプリングされた画像信号
に対して補間処理を行う際に、補間画素が水平方向の画
素から補間した方がよいか、垂直方向の画素から補間し
た方がよいか、あるいは周囲の画素すべてを用いて補間
した方がよいかを検出し、この検出結果に応じて、例え
ば第10図(a)〜(C)に示すような特性を有する各
空間フィルタを選択的に用いて不要な折返し成分を除去
するものである。この場合、補間画素が水平方向の直線
を構成する画素であった場合には、第10図(a)に示
すように水平方向の周波数成分をより多く通過させるよ
うな特性を有するフィルタを用いることによって折返し
成分を含む垂直方向の周波数成分をフィルタリング(除
去)する。This adaptive interpolation method determines whether it is better to interpolate from pixels in the horizontal direction or pixels in the vertical direction when performing interpolation processing on sampled image signals. Alternatively, it is detected whether it is better to perform interpolation using all surrounding pixels, and depending on this detection result, selectively select each spatial filter having the characteristics shown in FIGS. 10(a) to (C), for example. This method is used to remove unnecessary aliasing components. In this case, if the interpolated pixels are pixels forming a straight line in the horizontal direction, a filter having characteristics that allows more frequency components in the horizontal direction to pass, as shown in FIG. 10(a), should be used. Filters (removes) vertical frequency components including aliasing components.
(発明が解決しようとする課題)
ところで、上述のような適応型補間方法においては、ど
のような補間方法を用いて補完するかを判定する精度が
補間装置の性能を決定する。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-described adaptive interpolation method, the performance of the interpolation device is determined by the accuracy with which it is determined which interpolation method to use for interpolation.
即ち、誤判定が発生する確率が高い場合には、誤判定に
基づく補間処理を行うことにより本来の信号成分を減少
させるばかりではなく、逆に折返し歪を増大させてしま
うという問題点がある。That is, when there is a high probability that an erroneous determination will occur, there is a problem in that performing interpolation processing based on the erroneous determination not only reduces the original signal component but also increases aliasing distortion.
(課題を解決するための手段)
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであ
り、補間画素を中心とした周辺画像の「傾向」を正確に
検出して折返し歪の発生を防止することができるオフセ
ット・サンプリング信号の補間装置を提供することを目
的とする。(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to accurately detect the "tendency" of peripheral images around interpolated pixels to prevent the occurrence of aliasing distortion. It is an object of the present invention to provide an interpolation device for offset sampling signals that can prevent offset sampling signals.
そして、本発明はこの目的を達成するために、上記補間
画素の周囲に位置する画素から構成される画素グループ
とこの画素グループの周囲に位置する複数の他の画素グ
ループとの相関度及び上記補間画素の周囲に位置する複
数の画素における各レベルの分布範囲とに応じて上記各
補間手段の出力のいずれかを選択する選択手段とを備え
たことを特徴とするオフセット・サンプリング信号の補
間装置、を提供するものである。In order to achieve this object, the present invention provides a correlation between a pixel group made up of pixels located around the interpolated pixel and a plurality of other pixel groups located around this pixel group, and the interpolated pixel. An interpolation device for offset sampling signals, comprising a selection means for selecting one of the outputs of each of the interpolation means according to the distribution range of each level in a plurality of pixels located around the pixel; It provides:
(作 用)
上述のような構成の本発明によれば、補間画素の周囲に
位置する画素から構成される画素グループとこの画素グ
ループの周囲に位置する複数の他の画素グループとの相
関度に応じてを補間手段を選択することによって、補間
画素の周囲の「傾向」を正確に判定した結果に基づく補
間処理を行うことができる。(Function) According to the present invention configured as described above, the degree of correlation between a pixel group composed of pixels located around an interpolated pixel and a plurality of other pixel groups located around this pixel group is determined. By selecting the interpolation means accordingly, it is possible to perform interpolation processing based on the result of accurately determining the "tendency" around the interpolation pixel.
これによって、従来の誤判定に基づく折返し歪の発生を
防止することができ、折返し歪に起因した画像劣化の発
生を防止することができる。Thereby, it is possible to prevent the occurrence of aliasing distortion due to the conventional erroneous determination, and it is possible to prevent the occurrence of image deterioration due to the aliasing distortion.
また、本発明においては、補間画素の周辺の模様等の変
化の「傾向」を各画素データのレベルの分布範囲を検出
することによって検出し、この検出結果に応じて補間画
素の周辺にレベル変動が少ない場合には補間画素の周辺
画素すべてに基づく補間出力を一位的に出力させること
により、誤判定が起こりにくい補間処理を実現すること
ができる。In addition, in the present invention, the "trend" of changes in patterns, etc. around the interpolated pixel is detected by detecting the level distribution range of each pixel data, and the level changes around the interpolated pixel according to the detection result. When there are few pixels, interpolation output based on all surrounding pixels of the interpolation pixel is outputted in a single order, thereby making it possible to realize interpolation processing in which false determinations are less likely to occur.
(実施例)
以下、本発明に係るオフセット・サンプリング装置の好
適−な実施例を第1図ないし第4図を用いて詳細に説明
する。(Embodiment) Hereinafter, a preferred embodiment of the offset sampling device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
第1図は本実施例の補間装置の構成を示すブロック図、
第2図は本実施例における補間画素周辺の「傾向」を検
出するために用いられる各画素の配置図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the interpolation device of this embodiment,
FIG. 2 is a layout diagram of each pixel used to detect a "tendency" around the interpolation pixel in this embodiment.
本実施例においては、補間画素が水平方向の画素から補
間した方がよいか、垂直方向の画素から補間した方がよ
いか、あるいは周囲の画素すべてを用いて補間した方が
よいかを検出するために、補間画素と水平方向及び垂直
方向に隣接する4つの画素A(φ)〜D(φ)からなる
隣接画素グループφのみならず、このグループφにおけ
る各画素を各々1画素ずつ含む4画素からなる周辺画素
グループ1〜4を用い、これら各グループφ〜4相互間
の相関度を検出する。In this embodiment, it is detected whether the interpolation pixel should be interpolated starting from pixels in the horizontal direction, starting from pixels in the vertical direction, or using all surrounding pixels. Therefore, not only an adjacent pixel group φ consisting of four pixels A(φ) to D(φ) adjacent to the interpolation pixel in the horizontal and vertical directions, but also four pixels each including one pixel of each pixel in this group φ The degree of correlation between each of these groups φ to 4 is detected using peripheral pixel groups 1 to 4 consisting of the following.
すなわち、図示しないA/D (アナログ−デジタル)
変換器等から出力される所定ビット(例えば12ビツト
)の上記グループφの各画素データは、−船釣な水平方
向補間回路1、垂直方向補間回路2、及び2次元補間回
路3に各々供給される。上記水平方向補間回路1におい
ては、供給されたグループφの各画素データ(A、B、
C。That is, A/D (analog-digital) not shown.
Each pixel data of the group φ of predetermined bits (for example, 12 bits) outputted from a converter etc. is supplied to a horizontal interpolation circuit 1, a vertical interpolation circuit 2, and a two-dimensional interpolation circuit 3, respectively. Ru. In the horizontal interpolation circuit 1, each pixel data (A, B,
C.
D)に基づいて、例えば(B+D)/2なる補間演算を
行うことによって補間画素の値を算出する。同様に、上
記垂直方向補間回路2においては、供給されたグループ
φの各画素データに基づいて、例えば(A+C)/2な
る補間演算を行うことによって補間画素の値を算出する
。更に、上記2次元補間回路3においては、供給された
グループφの各画素データに基づいて、例えば(A十B
+C+D)/4なる補間演算を行うことによって補間画
素の値を算出する。Based on D), the value of the interpolated pixel is calculated by performing an interpolation calculation, for example, (B+D)/2. Similarly, the vertical interpolation circuit 2 calculates the value of the interpolated pixel by performing an interpolation operation, for example (A+C)/2, based on each pixel data of the supplied group φ. Further, in the two-dimensional interpolation circuit 3, based on each pixel data of the supplied group φ,
+C+D)/4 is performed to calculate the value of the interpolated pixel.
そして、上述のように算出された補間画素データは、後
述する補間手段選択回路4にてスイッチング制御される
第1のスイッチ5に各々供給される。The interpolated pixel data calculated as described above are supplied to first switches 5 whose switching is controlled by an interpolation means selection circuit 4, which will be described later.
また、上記グループφの各画素データは、2値化回路1
0にて2値化されて第1ないし第4の相関度算出回路6
.7.8.9に各々供給される。Furthermore, each pixel data of the group φ is stored in the binarization circuit 1.
Binarized at 0, the first to fourth correlation calculation circuits 6
.. 7.8.9 respectively.
ここで、上記各2値化回路10は、供給された各画素デ
ータを、上記グループφの画素データに応じて上記閾値
を逐次決定する平均値算出回路11から供給される平均
値(閾値)に応じて2値化するものである。また、上記
平均値算出回路11は上記グループφの画素データに応
じて逐次決定される閾値データを上記2値化回路10及
び後述する他の2値化回路12.13.14.15に各
々供給する。即ち、本実施例における上記平均値算出回
路11には、上記グループφの各画素データが供給され
る最大値・最小値検出回路16にて検出されたグループ
φにおける各画素データの最大値及び最小値が供給され
、これら最大値と最小値との平均値を上記閾値としてい
る。Here, each of the binarization circuits 10 converts each supplied pixel data into an average value (threshold value) supplied from an average value calculation circuit 11 that sequentially determines the threshold value according to the pixel data of the group φ. The data is binarized accordingly. Further, the average value calculation circuit 11 supplies threshold data sequentially determined according to the pixel data of the group φ to the binarization circuit 10 and other binarization circuits 12, 13, 14, and 15, which will be described later. do. That is, the average value calculation circuit 11 in this embodiment has the maximum value and minimum value of each pixel data in the group φ detected by the maximum value/minimum value detection circuit 16 to which each pixel data of the group φ is supplied. values are supplied, and the average value of these maximum and minimum values is used as the threshold value.
一方、上記第1の相関度算出回路6には上記グループ1
の各画素データが2値化回路12にて2値化されて供給
され、この第1の相関度算出回路6は供給されたグルー
プφの画素データ(2値化データ)とグループ1の画素
データ(2値化データ)とに基づいてこれらグループ間
の相関度を算出する。同様に、上記第2ないし第4の相
関度算出回路7〜9には、グループ2ないしグループ4
の各画素データが2値化回路13〜15にて2値化され
て各々供給され、第2の相関度算出回路7はグループφ
とグループ2との相関度を算出し、第ミの相関度算出回
路8はグループφとグループ3との相関度を算出し、第
4の相関度算出回路9はグループφとグループ4との相
関度を算出する。そして、これら各相関度算出回路によ
る算出出力P(1)〜P(4)は補間手段選択回路4に
各々供給される。On the other hand, the first correlation calculation circuit 6 includes the group 1.
Each pixel data is binarized and supplied to a binarization circuit 12, and this first correlation degree calculation circuit 6 converts the supplied pixel data (binarized data) of group φ and pixel data of group 1. The degree of correlation between these groups is calculated based on (binarized data). Similarly, the second to fourth correlation calculation circuits 7 to 9 include groups 2 to 4.
Each pixel data of
The third correlation calculation circuit 8 calculates the correlation between group φ and group 3, and the fourth correlation calculation circuit 9 calculates the correlation between group φ and group 4. Calculate degree. The calculated outputs P(1) to P(4) from each of these correlation degree calculation circuits are supplied to the interpolation means selection circuit 4, respectively.
なお、本実施例における上記各相関度算出回路7〜9に
よる相関度P (N)の算出は、P(N)=A(φ)■
A(N) + B(φ)■B(N) +C(φ) O
C(N) + D(φ)[相]D (N)(N=1.
2,3.4)
なる式に基づいて行われる。In this embodiment, the correlation degree P (N) is calculated by each of the correlation degree calculation circuits 7 to 9 as follows: P(N)=A(φ)■
A(N) + B(φ)■B(N) +C(φ) O
C(N) + D(φ) [phase] D(N) (N=1.
2, 3.4) It is performed based on the formula:
また、上式において、X■Yの演算は下表のような演算
規則に則っている。Furthermore, in the above equation, the calculation of X and Y follows the calculation rules as shown in the table below.
上述のような相関度算出出力P (N)は上記補間手段
選択回路4に供給され、この補間手段選択回路4は供給
された上記出力P (N)に基づいてグループφと相関
度が最も大きいグループを検出し、この検出結果に応じ
て所定の補間方法を選択する選択信号を上記第1のスイ
ッチ5に供給する。The correlation degree calculation output P (N) as described above is supplied to the interpolation means selection circuit 4, and this interpolation means selection circuit 4 selects the group φ that has the highest correlation degree based on the supplied output P (N). The group is detected, and a selection signal for selecting a predetermined interpolation method according to the detection result is supplied to the first switch 5.
そして、この第1のスイッチ5は、上記選択信号にて指
定された上記各補間回路からのいずれかの補間出力を選
択的に第2のスイッチ17に供給する。The first switch 5 selectively supplies one of the interpolation outputs from the interpolation circuits specified by the selection signal to the second switch 17.
また、この第2のスイッチ17には上記2次元補間回路
3からの補間出力が供給され、この第2のスイッチ17
はコンパレータ18の比較出力にてスイッチング制御さ
れて上記2次元補間回路3からの補間出力あるいは上記
第1のスイッチ5からの補間出力を選択的に出力する。Further, the interpolation output from the two-dimensional interpolation circuit 3 is supplied to this second switch 17.
is controlled by the comparison output of the comparator 18 to selectively output the interpolation output from the two-dimensional interpolation circuit 3 or the interpolation output from the first switch 5.
即ち、上記最大値・最小値検出回路16にて検出された
グループφ内の最大値及び最小値は分布範囲検出回路1
9に供給され、この分布範囲検出回路19は供給された
これら最大値と最小値との差分、即ち画素データの分布
範囲(例えばコントラスト)を算出して上記コンパレー
タ18に供給する。That is, the maximum value and minimum value within the group φ detected by the maximum value/minimum value detection circuit 16 are detected by the distribution range detection circuit 1.
The distribution range detection circuit 19 calculates the difference between the maximum value and the minimum value, that is, the distribution range (for example, contrast) of the pixel data, and supplies it to the comparator 18.
そして、このコンパレータ18は、上記分布範囲(偏位
置)と所定のレファレンス値Kcとを比較して分布範囲
の方が大きい場合、即ち補間画素の周辺に所定以上の輝
度や色等のレベル変化が存在する場合に上記第1のスイ
ッチ5からの補間出力を出力させ、レファレンス値の方
が大きい場合、即ち補間画素の周辺に変化が少ない場合
に上記2次元補間回路3からの補間出力を出力させるよ
うに上記第2のスイッチ17をスイッチング制御する。Then, the comparator 18 compares the distribution range (biased position) with a predetermined reference value Kc, and if the distribution range is larger, that is, if there is a level change in brightness, color, etc. greater than a predetermined value around the interpolation pixel, If it exists, the interpolation output from the first switch 5 is output, and when the reference value is larger, that is, when there is little change around the interpolation pixel, the interpolation output from the two-dimensional interpolation circuit 3 is output. The switching of the second switch 17 is controlled as follows.
なお、上記レファレンス値Kcは、例えば補間出力をモ
ニタしながら可変設定してもよい。Note that the reference value Kc may be variably set, for example, while monitoring the interpolation output.
次に、上述のような構成の補間装置の動作を説明すると
、第3図に示すように、まず供給されたグループφの各
画素データから最大値及び最小値を検出q(ステップ1
)、これら値の差分、即ち上記分布範囲と所定のレファ
レンス値Kcとを比較する(ステップ2)。そして、レ
ファレンス値の方が大きい場合には上記2次元補間回路
の補間出力を出力させる(ステップ3)。Next, to explain the operation of the interpolation device configured as described above, as shown in FIG.
), the difference between these values, that is, the above distribution range, and a predetermined reference value Kc are compared (step 2). If the reference value is larger, the interpolation output of the two-dimensional interpolation circuit is output (step 3).
一方、上記分布範囲が所定のレファレンス値Kcよりも
大きい場合には上記各相関度算出回路における各算出出
力P (N)から水平方向における相関度の大きいもの
及び垂直方向の相関度の大きいものを各々検出しくステ
ップ4)、これらが略等しいか否か判定する(ステップ
5)。On the other hand, if the above distribution range is larger than the predetermined reference value Kc, those with large correlations in the horizontal direction and those with large correlations in the vertical direction are calculated from each calculated output P (N) of each correlation calculation circuit. Step 4), and determine whether they are substantially equal (Step 5).
この結果、等しい場合には、補間画素が水平方向の画素
から補間した方がよいか、垂直方向の画素から補間した
方がよいか判別不可能として上記2次元補間回路3の出
力を上記スイッチ5から出力させるような選択信号を出
力する(ステップ3)。As a result, if they are equal, it is impossible to determine whether it is better to interpolate from pixels in the horizontal direction or pixels in the vertical direction, and the output of the two-dimensional interpolation circuit 3 is sent to the switch 5. A selection signal to be outputted from is output (step 3).
また、等しくない場合には水平方向の相関度と垂直方向
の相関度の大小を判定しくステップ6)、水平方向の相
関度が大きい場合には、補間画素は水平方向の画素から
補間した方がよいと判断して上記水平方向補間回路1の
出力を上記スイッチ5から出力させるような選択信号を
出力しくステップ7)、垂直方向の相関度が大きい場合
には、補間画素は垂直方向の画素から補間した方がよい
と判断して上記垂直方向補間回路2の出力を上記スイッ
チ5から出力させるような選択信号を出力する(ステッ
プ8)。In addition, if they are not equal, determine the magnitude of the horizontal correlation degree and the vertical correlation degree (Step 6), and if the horizontal correlation degree is large, it is better to interpolate from the horizontal pixel. If the correlation in the vertical direction is large, the interpolation pixel is selected from the pixel in the vertical direction. It is determined that interpolation is better, and a selection signal is outputted to cause the output of the vertical interpolation circuit 2 to be output from the switch 5 (step 8).
このように、本実施例においては、補間画素に隣接する
画素を含む隣接画素グループと周辺画素グループとの相
関度を検出するようにしたため、補間画素が水平方向の
画素から補間した方がよいか、垂直方向の画素から補間
した方がよいか、あるいは周囲の画素すべてを用いて補
間した方がよいかを正確に判定することができる。In this way, in this embodiment, since the degree of correlation between the adjacent pixel group including the pixels adjacent to the interpolated pixel and the surrounding pixel group is detected, it is possible to determine whether it is better to interpolate the interpolated pixel starting from the horizontal pixel. , it is possible to accurately determine whether it is better to perform interpolation starting from pixels in the vertical direction or using all surrounding pixels.
そして、このような正確な判定に基づいて、補、間画素
を隣接画素のデータから演算して算出する場合の演算に
用いられる隣接画素の選定、即ち補間回路1〜3の選択
を行うことによって最適な補間処理を行うことができる
。Then, based on such accurate judgment, by selecting adjacent pixels to be used in calculations when calculating interpolation and interpolation pixels from data of adjacent pixels, that is, selecting interpolation circuits 1 to 3. Optimal interpolation processing can be performed.
よって、本実施例においては、上述のような誤判定に起
因した折返し歪の発生がほとんど発生せず、これによっ
て折返し歪による画像劣化を防止することができる。Therefore, in this embodiment, aliasing distortion due to the above-mentioned erroneous determination hardly occurs, thereby making it possible to prevent image deterioration due to aliasing distortion.
また、本願出願人のシミュレーション実験の結果、本実
施例による誤判定の発生確率は従来に比して極めて少な
(なることが判明した。Furthermore, as a result of simulation experiments conducted by the present applicant, it has been found that the probability of occurrence of an erroneous determination according to this embodiment is extremely small compared to the conventional method.
さらに、上述の実施例においては、上記各相関度見比回
路に供給される各画素データを2値化することにより、
これら回路における演算処理を簡単にすることができ、
しいては処理の高速化を及びハードウェアの縮小化を図
ることができる。Furthermore, in the above-mentioned embodiment, by binarizing each pixel data supplied to each correlation degree comparison circuit,
Arithmetic processing in these circuits can be simplified,
As a result, processing speed can be increased and hardware can be downsized.
また、本実施例においては、上記グループφにおける各
画素の分布範囲を検出することによって補間画素の周辺
の変化の「傾向Jを検出し、この検出結果に応じて補間
画素の周辺に変化が少ない場合に上記2次元補間回路3
からの補間出力を一位的に出力させることにより、誤判
定の少ない補間処理を実現することができる。なお、こ
のような補間画素の周辺の模様等の変化の「傾向」を検
出する動作と相関度検出動作とは同時に平行して実行し
てもよし、シリアルに実行してもよい。In addition, in this embodiment, by detecting the distribution range of each pixel in the group φ, a "trend J" of changes around the interpolated pixel is detected, and according to this detection result, there is little change around the interpolated pixel. In the above two-dimensional interpolation circuit 3
By outputting the interpolation output from the first place, it is possible to realize interpolation processing with fewer erroneous determinations. Note that the operation of detecting the "trend" of changes in patterns, etc. around the interpolation pixel and the operation of detecting the degree of correlation may be performed simultaneously in parallel or serially.
ところで、上述の実施例では、各グループを各々4画素
で構成したが、本発明としてはこれに限るものではなく
、例えば第4図に示すように各グループをより多くの画
素(この場合には12画素)にて構成するようにしても
よ(、より正確な「傾向」の判定ができる。Incidentally, in the above embodiment, each group is composed of four pixels, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, each group is composed of more pixels (in this case, It is also possible to configure it with 12 pixels (12 pixels), so that more accurate "trend" determination can be made.
なお、上述の実施例においては、2次元のオフセット・
サンプリングの場合について説明したが動画等の3次元
画像をオフセット・サンプリングした場合の補間装置に
本発明を適用してもよし)ことは当然である。Note that in the above embodiment, two-dimensional offset and
Although the case of sampling has been described, it goes without saying that the present invention may be applied to an interpolation device when offset sampling is performed on a three-dimensional image such as a moving image.
また、上述の実施例において、各補間回路1〜3は補間
画素に隣接する4画素のみを演算に用し1で補間画素を
求めたが、この演算にさらに周辺の画素を用いてもよい
。Further, in the above-described embodiment, each of the interpolation circuits 1 to 3 uses only four pixels adjacent to the interpolation pixel for calculation and obtains the interpolation pixel by 1, but surrounding pixels may also be used for this calculation.
さらに、上述の実施例においては、各画素データを2値
化したが、本発明としては2値化に限定されるものでは
なく、必要とされる処理速度との関係で多値化してもよ
いことは当然である。Further, in the above embodiment, each pixel data is binarized, but the present invention is not limited to binary conversion, and may be multi-valued depending on the required processing speed. Of course.
また、上述の実施例では特に第2のスイッチ17を設け
たが、本発明としてはこのような構成に限定されるもの
ではなく、例えば上記コンパレータ18の比較出力を上
記補間手段選択回路4に供給して選択信号を生成しても
よい。Furthermore, although the second switch 17 is particularly provided in the above-described embodiment, the present invention is not limited to such a configuration; for example, the comparison output of the comparator 18 may be supplied to the interpolation means selection circuit 4. The selection signal may be generated by
(発明の効果)
上述の説明から明らかなように、本発明によれば、オフ
セット・サンプリングされた信号から補間画素を算出し
て補間するための複数の補間手段からの最適な補間手段
の選択を、この補間画素の周囲に位置する画素からなる
複数の画素グループどうしの相関度に基づいて決定する
ようにしたために、補間画素が水平方向の画素から補間
した方がよいか、垂直方向の画素から補間した方がよい
か、あるいは周囲の画素すべてを用いて補間した方がよ
いかを正確に判定することができる。よって、本発明に
よれば、上述のような誤判定に起因した折返し歪の発生
を防止することができ、これによって折返し歪による画
像劣化を防止することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to select an optimal interpolation means from a plurality of interpolation means for calculating and interpolating interpolation pixels from an offset sampled signal. , since the decision is made based on the correlation between multiple pixel groups consisting of pixels located around this interpolated pixel, it is difficult to determine whether it is better to interpolate from pixels in the horizontal direction or from pixels in the vertical direction. It is possible to accurately determine whether it is better to perform interpolation or to interpolate using all surrounding pixels. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of aliasing distortion due to the above-described erroneous determination, and thereby it is possible to prevent image deterioration due to aliasing distortion.
また、本発明においては、補間画素の周辺の各画素デー
タのレベルの分布範囲を検出し、この検出結果に応じて
補間画素の周辺に変化が少ない場合には補間画素周辺の
すべての画素データに基づく補間出力を一位的に出力さ
せることにより、誤判定の少ない補間処理を実現するで
゛とができる。In addition, in the present invention, the level distribution range of each pixel data around the interpolated pixel is detected, and according to the detection result, if there is little change around the interpolated pixel, all pixel data around the interpolated pixel is By outputting the interpolation output based on the first position, it is possible to realize interpolation processing with fewer erroneous determinations.
第1図は本発明に係る実施例の構成を示すブロック図、
第2図(a)(b)は補間画素と隣接画素グループ及び
周辺画素グループとの関係を示す画素配置図、第3図は
第1図に示した実施例の動作を示すフローチャート、第
4図は補間画素と隣接画素グループ及び周辺画素グルー
プとの他の関係を示す画素配置図、第5図は2次元のオ
フセット・サンプリング構造を示す図、第6図はオフセ
ット・サンプリングにより伝送可能な帯域の空間周波数
スペクトラムを示す図、第7図はサンプリングデータか
ら原信号を復元する補間動作を模式的に示した図、第8
図(a)(b)は折返し成分の空間周波数スペクトラム
を示す図、第9図は折返し歪の発生例を示す図、第10
図(a)〜(c)は補間回路の特性図である。
2・・・垂直方向補間回路、
3・・・2次元補間回路、
4・・・補間手段選択回路(選択手段)、5・・・スイ
ッチ、
6.7,8.9・・・相関度算出回路、10.12.1
3.14.15・・・2値化回路、11・・・閾値決定
回路、
10・・・分布範囲検出回路。
特許出願人 キャノン株式会社
1・・・水平方向補間回路、
v5(支)
オフビ・、7ト・ガ叡°りンフ゛(?決定り第す区
オフビソトパす〕ブりン7°に。1す、イ云妃(可撤1
なべ一又パン)l:9t、に第7図
拍聞山素
/
(d)
(、、b)
○
・
・
・
○FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment according to the present invention,
2(a) and 2(b) are pixel arrangement diagrams showing the relationship between interpolated pixels and adjacent pixel groups and surrounding pixel groups, FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a pixel arrangement diagram showing other relationships between interpolated pixels and adjacent pixel groups and peripheral pixel groups, Figure 5 is a diagram showing a two-dimensional offset sampling structure, and Figure 6 is a diagram of the band that can be transmitted by offset sampling. Figure 7 is a diagram showing the spatial frequency spectrum; Figure 7 is a diagram schematically showing the interpolation operation for restoring the original signal from sampling data;
Figures (a) and (b) are diagrams showing the spatial frequency spectrum of aliasing components, Figure 9 is a diagram showing an example of occurrence of aliasing distortion, and Figure 10 is a diagram showing an example of occurrence of aliasing distortion.
Figures (a) to (c) are characteristic diagrams of the interpolation circuit. 2... Vertical interpolation circuit, 3... Two-dimensional interpolation circuit, 4... Interpolation means selection circuit (selection means), 5... Switch, 6.7, 8.9... Correlation degree calculation Circuits, 10.12.1
3.14.15...Binarization circuit, 11...Threshold value determination circuit, 10...Distribution range detection circuit. Patent applicant: Canon Corporation 1...Horizontal interpolation circuit, V5 (branch) Lee Yunfee (removable 1)
pan) L: 9t, Fig. 7 Byonyamamoto / (d) (,,b) ○ ・ ・ ・ ○
Claims (1)
グループとこの画素グループの周囲に位置する複数の他
の画素グループとの相関度及び上記補間画素の周囲に位
置する複数の画素における各レベルの分布範囲とに応じ
て上記各補間手段の出力のいずれかを選択する選択手段
とを備えたことを特徴とするオフセット・サンプリング
信号の補間装置。[Claims] A plurality of interpolation means that interpolate each other, and a degree of correlation between a pixel group composed of pixels located around the interpolated pixel and a plurality of other pixel groups located around this pixel group. and a selection means for selecting one of the outputs of each of the interpolation means according to the distribution range of each level in a plurality of pixels located around the interpolation pixel. Interpolator.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114597A JPH048088A (en) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Offset sampling signal interpolation device |
| US08/455,667 US6278803B1 (en) | 1990-04-26 | 1995-05-31 | Interpolation apparatus for offset sampling signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114597A JPH048088A (en) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Offset sampling signal interpolation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048088A true JPH048088A (en) | 1992-01-13 |
Family
ID=14641848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114597A Pending JPH048088A (en) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | Offset sampling signal interpolation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048088A (en) |
-
1990
- 1990-04-26 JP JP2114597A patent/JPH048088A/en active Pending
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