JPH08340552A

JPH08340552A - デジタル画像の間引き方法および補間方法ならびにそれらを用いた伝送装置

Info

Publication number: JPH08340552A
Application number: JP14653495A
Authority: JP
Inventors: Masako Ninomiya; 昌子二宮
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタル画像データを伝送する際に、人間の
視覚特性を考慮に入れた簡単な演算によって間引き処理
および補間処理することができるデジタル画像の間引き
方法および補間方法ならびにそれらを用いた伝送装置を
提供することである。【構成】データ間引き部８１は、間引き処理する際に
ＣＰＵ７が抽出した４個の輝度データの平均値を縮小さ
れたデジタル画像の輝度データとして、色差データに関
しては、４個の色差データから、予め定められた色差デ
ータを縮小されたデジタル画像の色差データとして代表
的に割り当てる。一方、データ補間部８２は、補間処理
する際にＣＰＵ７が選択した４個の輝度データを参照し
て、拡大されたデジタル画像の輝度データを作成する。
また、色差データに関しては、１個の色差データを４個
複製し、１フレーム分のデジタル画像の色差データを作
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル画像の間引き
方法および補間方法ならびにそれらを用いた伝送装置に
関し、より特定的には、輝度データと色差データとを異
なる方法で、デジタル画像を間引き処理するための間引
き方法および補間処理するための補間方法、ならびにそ
れらを用いた伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりデジタル画像を伝送するとき、
その送信するデータ量を減少させるためにデジタル画像
データを間引き処理して送信していた。したがって、デ
ジタル画像データを受信した場合、１フレーム分のデジ
タル画像データに補間処理をする必要があった。そのと
き、適用されるデジタル画像の間引きおよび補間方法と
しては、例えば最近傍法や、特開平０４−３３０８５８
号公報に開示されている方法等が挙げられる。

【０００３】図６は従来の最近傍法によるデジタル画像
の間引き処理の理解を容易にするための参考図である。
図６（ａ）は、デジタル画像１フレームのＹＵＶデータ
６１の一部分を示すメモリマップ図である。ＹＵＶデー
タ６１は、輝度を表すＹデータとしてＹ₀₀，Ｙ₀₁，…
と、色差を表すＵおよびＶデータとしてＵ₀₀，Ｕ₀₁，…
およびＶ₀₀，Ｖ₀₁，…とをそれぞれ有している。図６
（ｂ）は、輝度を表すＹデータの部分フレーム６２と、
色差を表すＵおよびＶデータの部分フレーム６３および
６４の概略図である。これら、部分フレーム６２，６３
および６４は、ＹＵＶデータ６１から４画素単位で抽出
されたものであり、部分フレーム６２は、（Ｙ₀₀，
Ｙ₀₁，Ｙ₁₀，Ｙ₁₁）を、部分フレーム６３は、（Ｕ₀₀，
Ｕ₀₁，Ｕ₁₀，Ｕ₁₁）を、部分フレーム６４は、（Ｖ₀₀，
Ｖ₀₁，Ｖ₁₀，Ｖ₁₁）を有している。図６（ｃ）は、縮小
部分フレーム６５の概略図である。縮小部分フレーム６
５は、部分フレーム６２，６３および６４とをそれぞれ
４分の１に間引き処理して作成されたものであり、Ｙ’
₀₀とＵ’₀₀とＶ’₀₀とを有している。

【０００４】まず、デジタル画像を４分の１に間引き処
理するとき、ＹＵＶデータ６１から個々のＹＵＶデータ
について、部分フレーム６２，６３および６４とを抽出
する。次に、部分フレーム６２からはＹ₀₀、部分フレー
ム６３からはＵ₀₀、部分フレーム６４からはＶ₀₀を割り
当て、これらから縮小部分フレーム６５を作成する。こ
のような間引き処理をデジタル画像１フレーム分のＹＵ
Ｖデータについて繰り返し、４分の１に間引き処理され
た縮小されたデジタル画像データが作成される。

【０００５】図７は従来の最近傍法によるデジタル画像
の補間処理の理解を容易にするための参考図である。図
７（ａ）は、デジタル画像１フレームのＹＵＶデータ７
１の一部分を示すメモリマップ図である。ＹＵＶデータ
７１は、輝度を表すＹデータとしてＹ’₀₀，Ｙ’₀₁，…
と、色差を表すＵおよびＶデータとしてＵ’₀₀，
Ｕ’ ₀₁，…およびＶ’₀₀，Ｖ’₀₁，…とをそれぞれ有し
ている。図７（ｂ）は、輝度を表すＹデータの部分フレ
ーム７２と、色差を表すＵおよびＶデータの部分フレー
ム７３および７４の概略図である。これら、部分フレー
ム７２，７３および７４は、ＹＵＶデータ７１から選択
され、参照された個々のＹ’，Ｕ’およびＶ’データを
補間処理した結果得られるものである。図７（ｃ）は、
デジタル画像１フレームのＹＵＶデータ７１全てに関し
て補間処理された結果得られる拡大されたＹＵＶデータ
７５の一部分を示すメモリマップ図である。ＹＵＶデー
タ７５は、ＹデータとしてＹ₀₀，Ｙ₀₁，…と、Ｕおよび
ＶデータとしてＵ₀₀，Ｕ₀₁，…およびＶ₀₀，Ｖ₀₁，…と
を有している。

【０００６】デジタル画像を４倍に補間する場合には、
ＹＵＶデータ７１から選択したＹデータＹ’₀₀を参照
し、部分フレーム７２のＹデータ（Ｙ₀₀，Ｙ₀₁，Ｙ₁₀，
Ｙ₁₁）としてＹ’₀₀を設定することにより、部分フレー
ム７２を生成する。すなわち、Ｙ₀₀＝Ｙ₀₁＝Ｙ₁₀＝Ｙ₁₁
＝Ｙ’₀₀である。Ｕデータ及びＶデータについても同様
の処理を行い、部分フレーム７３および７４を生成す
る。このような補間処理を１フレーム分のＹＵＶデータ
について繰り返し、４倍に補間処理され、拡大されたデ
ジタル画像であるＹＵＶデータ７５が生成される。

【０００７】図８は、特開平０４−３３０８５８号公報
に開示されている適応的なデジタル画像の拡大・縮小方
法に係るデジタル画像の間引き処理を示すフローチャー
トである。以下、図８を参照して適応的なデジタル画像
の拡大・縮小方法に係るデジタル画像の間引き処理につ
いて説明する。

【０００８】まず、ＦＩＲデジタルフィルタ法により低
域通過型フィルタの設計が行われる（ステップＳ８
１）。次に、設計した低域通過型フィルタのインパルス
応答に対して補間を行うための３次スプライン関数が求
められる（ステップＳ８２）。これによって、縮小され
たデジタル画像データを作成するのに最適な補間フィル
タが作成される。この補間フィルタにデジタル画像デー
タが入力されると、デジタル画像データのフィルタリン
グが行われ（ステップＳ８３）、縮小されたデジタル画
像データが生成される（ステップＳ８４）。

【０００９】図９は、特開平０４−３３０８５８号公報
に開示されている適応的なデジタル画像データの拡大・
縮小方法に係る補間処理を示すフローチャートである。
以下、図９を参照して適応的なデジタル画像データの拡
大・縮小方法に係る補間処理について説明する。

【００１０】まず、ＦＩＲデジタルフィルタ法により高
域通過型フィルタの設計が行われる（ステップＳ９
１）。次に、設計した高域通過型フィルタのインパルス
応答に対して補間を行うための３次スプライン関数が求
められる（ステップＳ９２）。これによって、拡大され
たデジタル画像データを作成するのに最適な補間フィル
タが作成される。この補間フィルタにデジタル画像デー
タが入力されると、デジタル画像データのフィルタリン
グが行われ（ステップＳ９３）、拡大されたデジタル画
像データが生成される（ステップＳ９４）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】最近傍法は、上記から
明らかなように演算が容易であるため小規模なハードウ
ェア上で簡単に実現可能である。しかしながら、間引き
処理の演算として、抽出したそれぞれ４個のＹ，Ｕおよ
びＶデータから予め定められたそれぞれ１個のＹ，Ｕお
よびＶデータを用いて縮小されたデジタル画像データを
作成している。また、補間処理の演算として、参照した
１個のＹ’，Ｕ’およびＶ’データから、４倍に拡大さ
れたデジタル画像データを作成している。これによっ
て、縮小されたデジタル画像データおよび拡大されたデ
ジタル画像データの画質を著しく劣化させてしまうとい
う問題点があった。

【００１２】また、適応的なデジタル画像の拡大・縮小
方法では、縮小されたデジタル画像データおよび拡大さ
れたデジタル画像データの画質は最近傍法よりも向上す
るが、ＦＩＲフィルタの設計や３次スプライン関数の算
出等、演算が複雑であるため、小規模なハードウェアで
は演算時間がかかってしまうという問題点があった。

【００１３】さらに、上記適応的なデジタル画像データ
の拡大・縮小方法では、人間の視覚では違いの分かりに
くい色差を表すＵおよびＶデータに対しても、輝度を表
すＹデータと同様の処理がされているため、デジタル画
像のＹＵＶデータ形式の特性には考慮されていない。

【００１４】それ故に、本発明の目的は、デジタル画像
データの間引き処理および補間処理を簡単な演算で実行
でき、かつ高画質なデジタル画像データを作成できるデ
ジタル画像データの間引き方法および補間方法ならびに
それらを用いた伝送装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、各画
素が輝度データと色差データとに分離されたデジタル画
像データを間引くため方法であって、１フレーム分のデ
ジタル画像データを、それぞれが複数の画素を含む複数
の部分画像に分割し、分割されたそれぞれの部分画像に
おいて、複数の画素の輝度データの平均値を対応する部
分画像の輝度データの代表値として割り当て、分割され
たそれぞれの部分画像において、複数の画素のいずれか
の色差データ対応する部分画像の色差データの代表値と
して割り当てることを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、複数の画素で構成され
る縮小されたデジタル画像データを補間して、各画素を
複数の画素に拡張するための方法であって、輝度データ
に関しては、拡張の対象となる画素、およびそれに近接
する画素を参照し、最先に表示されるべき画素に対して
は、拡張の対象となる画素の輝度データを割り当て、他
の画素に対しては参照した画素の輝度データの平均値を
割り当て、色差データに関しては、拡張の対象となる画
素を参照し、表示されるべきすべての画素に対しては、
拡張の対象となる画素の色差データを割り当てることを
特徴とする。

【００１７】請求項３の発明は、デジタル画像データを
伝送するための装置であって、デジタル画像データを間
引くための間引き手段と、１フレーム分のデジタル画像
データを得るための補間手段と、デジタル画像データを
送受信するための送受信手段と、デジタル画像データの
送受信を制御する制御手段とを備え、間引き手段は、１
フレーム分のデジタル画像データを、それぞれが複数の
画像を含む複数の部分画像に分割し、分割されたそれぞ
れの部分画像において、複数の画素の輝度データの平均
値を対応する部分画像の輝度データの代表値として割り
当て、分割されたそれぞれの部分画像において、複数の
画素のいずれかの色差データに対応する部分画像の色差
データの代表値として割り当てて送信するためのデジタ
ル画像データを作成し、補間手段は、輝度データに関し
ては、拡張の対象となる画素、およびそれに近接する画
素を参照し、最先に表示されるべき画素に対しては、拡
張の対象となる画素の輝度データを割り当て、他の画素
に対しては参照した画素の輝度データの平均値を割り当
て、色差データに関しては、拡張の対象となる画素を参
照し、表示されるべきすべての画素に対しては、拡張の
対象となる画素の色差データを割り当てることにより、
受信したデジタル画像データを補間することを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】請求項１の発明においては、デジタル画像を輝
度データと色差データとに分離し、縮小されたデジタル
画像データを作成する間引き処理をするとき、輝度デー
タと色差データとを含む複数の画素が抽出される。輝度
データに関しては、複数の輝度データの平均値を縮小さ
れたデジタル画像の輝度データとして代表的に割り当て
る。また、色差データに関しては、複数の色差データの
中から予め定められた色差データを縮小されたデジタル
画像の色差データとして代表的に割り当てる。したがっ
て、簡単な演算で縮小されたデジタル画像データを作成
することができる。また、人間の視覚の解像度特性を考
慮して間引き処理しているため高品質な縮小されたデジ
タル画像データを作成することができる。

【００１９】請求項２の発明においては、輝度データと
色差データとに分離されたデジタル画像を補間処理して
１フレーム分のデジタル画像データが作成される。輝度
データに関しては、拡張の対象となる画素、およびそれ
に近接する画素の輝度データを参照して、最先に表示さ
れるべき画素に対しては、拡張の対象となる画素の値を
直接割り当て、他の画素の画素に対しては、参照した画
素の平均値を割り当てる。また、色差データに関して
は、拡張の対象となる画素の色差データを参照して、こ
れを表示されるべきすべての色差データに割り当てる。
したがって、縮小されたデジタル画像データを、簡単な
演算で１フレーム分のデジタル画像データに拡張するこ
とができる。また、人間の視覚の解像度特性を考慮して
いるため高品質な拡大されたデジタル画像データを作成
することができる。

【００２０】請求項３の発明において、伝送装置が縮小
されたデジタル画像データを送信するとき、制御手段
は、輝度データと色差データとを含む複数の画素を抽出
する。間引き手段は、輝度データに対しては、抽出した
複数の輝度データの平均値を縮小されたデジタル画像の
輝度データとして代表的に割り当てる。また、色差デー
タに関しては、抽出した複数の色差データから、予め定
められた色差データを縮小されたデジタル画像の色差デ
ータとして代表的に割り当てて縮小されたデジタル画像
データを作成する。制御手段は、１フレームのデジタル
画像の間引き処理が終了すると、縮小されたデジタル画
像データを送受信手段から送信する。一方、伝送装置の
送受信手段がデジタル画像を受信したとき、制御手段
は、補間処理に用いる輝度データと色差データとを含む
拡張の対象となる画素を選択する。さらに、制御手段
は、輝度データに関しては、拡張の対象となる画素に近
接する画素も併せて選択する。補間手段は、輝度データ
に関しては、選択された画素の輝度データを参照して、
最先に表示されるべき画素に対しては、拡張の対象とな
る画素の値を直接割り当て、他の画素に対しては、参照
した画素の平均値を割り当てる。また、色差データに関
しては、拡張の対象となる画素の色差データを参照し
て、これを表示されるべきすべての色差データに割り当
てる。制御手段は、１フレーム分のデジタル画像データ
を作成すると、このデジタル画像データを出力する。し
たがって、高品質なデジタル画像データを簡単な演算に
よって作成し、これを伝送することができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るデジタル画像
の伝送装置の詳細な構成を示すブロック図である。図１
において、伝送装置１は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−Ｄｉ
ｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）２と、デジタルデコ
ーダ３と、第１フレームメモリ４と、デジタルエンコー
ダ５と、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ＡｎａｌｏｇＣｏｎ
ｖｅｒｔｅｒ）６と、ＣＰＵ７と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ
ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）８と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
ＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）９と、第２フレームメ
モリ１０と、モデム１１と、データバス１２とを備え
る。

【００２２】ＡＤＣ２は、当該ＡＤＣ２の前段に設置さ
れているカメラなどの画像入力機器（図示せず）から送
信されてくるビデオ信号を標本化し、量子化することに
よってデジタルのビデオ信号に変換する。ここで、ビデ
オ信号とは、赤・緑・青で表される３原色信号である。
デジタルデコーダ３は、デジタルのビデオ信号を画像の
輝度を表す輝度データと、３原色信号の各々から輝度デ
ータを減算した信号である色差データとに分離する。デ
ジタルデコーダ３は、いわゆるＹＵＶデータを作成す
る。このＹＵＶデータは、輝度データであるＹデータ
と、色差データであるＵおよびＶデータを有している。
第１および第２フレームメモリ４および１０は、少なく
とも画像１フレーム分のＹＵＶデータを格納しうる容量
を有する記憶装置から構成される。デジタルエンコーダ
５は、上記デジタルデコーダ３とは逆の処理を行い、上
記ＹＵＶデータを３原色信号に合成する。ＤＡＣ６は、
上記ＡＤＣ２とは逆の処理を行い、入力したデジタルの
３原色信号をアナログの３原色信号に変換する。ＤＡＣ
６の後段にはモニタなどの画像表示機器（図示せず）が
接続されており、３原色信号に基づいて画像を表示す
る。ＣＰＵ７は、伝送装置１の動作を制御する。なお、
ＣＰＵ７が行う制御については後で詳細に説明する。Ｒ
ＯＭ８は、データ間引き部８１とデータ補間部８２とを
含む。データ間引き部８１は、ＣＰＵ７の制御に基づい
て、本伝送装置１が伝送する間引き処理されたデジタル
画像データを作成する。一方、データ補間部８２は、Ｃ
ＰＵ７の指示に基づいて、本伝送装置１が受信したデジ
タル画像データから補間処理されたデジタル画像データ
を作成する。ＲＡＭ９は、上記したデータ間引き部８１
あるいはデータ補間部８２が行う間引きあるいは補間処
理の作業領域として使用され、間引きあるいは補間処理
によって作成されたデジタル画像データを一時的に格納
する。モデム１１は、伝送路を介して外部装置と接続さ
れており、伝送装置１と外部装置との間で伝送される信
号の変復調を行う。データバス１２には、第１および第
２フレームメモリ４および１０と、ＣＰＵ７と、ＲＯＭ
８と、ＲＡＭ９と、モデム１１とが接続されており双方
向にデータの送受が可能となっている。

【００２３】図２は、ＣＰＵ７が制御するＹＵＶデータ
の間引き処理の理解を容易にするための参考図である。

【００２４】図２（ａ）は、第１フレームメモリ４に格
納された１フレーム分に該当するＹＵＶデータ２１のメ
モリマップを示す図である。図２（ａ）において、ＹＵ
Ｖデータ２１は、デジタルデコーダ３で分離された個々
のＹ，ＵおよびＶデータである、Ｙ₀₀〜Ｙ_nm，Ｕ₀₀〜Ｕ
_nmおよびＶ₀₀〜Ｖ_nmをそれぞれ有している。また、Ｙ，
ＵおよびＶデータは、以下の説明を簡単にするために、
画像入力機器や画像表示機器で走査される順序で第１フ
レームメモリ４に格納されているものとする。

【００２５】図２（ｂ）は、第１フレームメモリ４から
抽出されたＹ，ＵおよびＶデータの部分フレーム２２，
２３および２４を示す図である。図２（ｂ）において、
部分フレーム２２はＹデータの部分フレームであり、
（Ｙ₀₀，Ｙ₀₁，Ｙ₁₀，Ｙ₁₁）を有している。部分フレー
ム２３はＵデータの部分フレームであり、（Ｕ₀₀，
Ｕ₀₁，Ｕ₁₀，Ｕ₁₁）を有している。部分フレーム２４は
Ｖデータの部分フレームであり、（Ｖ₀₀，Ｖ₀₁，Ｖ₁₀，
Ｖ₁₁）を有している。これら部分フレーム２２，２３お
よび２４は、２画素×２画素単位で抽出される。なお、
図２（ｂ）では、ＣＰＵ７が第１フレームメモリ４に格
納されているＹＵＶデータ２１から最初に抽出するＹ，
ＵおよびＶデータの部分フレーム２２，２３および２４
を図示している。

【００２６】図２（ｃ）は、ＹＵＶデータの縮小部分フ
レーム２５，２６および２７とを示す図である。縮小部
分フレーム２５はＹデータの縮小部分フレーム、縮小部
分フレーム２６はＵデータの縮小部分フレーム、縮小部
分フレーム２７はＶデータの縮小部分フレームであり、
これら各々が１画素に縮小されたものである。なお、図
２（ｃ）に図示されているのは、ＣＰＵ７が最初に抽出
したＹ，ＵおよびＶデータの部分フレーム２２，２３お
よび２４を後述する間引き処理した結果得られる縮小部
分フレーム２５，２６および２７を図示している。

【００２７】図２（ｄ）は、ＹＵＶデータ２１を４分の
１に間引き処理した縮小フレーム２８を示す図である。
縮小フレーム２８は、間引き処理されたＹ，ＵおよびＶ
データである、Ｙ’₀₀〜Ｙ’_(n/2)(m/2)，Ｕ’₀₀〜Ｕ’
_(n/2)(m/2)およびＶ’₀₀〜Ｖ’_(n/2)(m/2)を有してい
る。

【００２８】図３は、ＣＰＵ７が制御するＹＵＶデータ
の間引き処理を示すフローチャートである。以下図１，
図２および図３とを参照してＣＰＵ７が制御するＹＵＶ
データの間引き処理について詳細に説明する。なお、以
下の説明においては、ＣＰＵ７が最初に抽出するＹ，Ｕ
およびＶデータの部分フレーム２２，２３および２４に
関する間引き処理について詳細に説明する。

【００２９】カメラなどの画像入力機器（図示せず）か
ら順次送信されてくる画像１フレーム分のアナログ３原
色信号は、ＡＤＣ２に入力し、当該ＡＤＣ２でデジタル
３原色信号に変換される。このデジタル３原色信号は、
デジタルデコーダ３に入力する。デジタルデコーダ３
は、デジタル３原色信号をＹＵＶデータに分離し、これ
らＹＵＶデータを第１フレームメモリ４に出力する。こ
のとき、ＣＰＵ７は、デジタルデコーダ３から出力され
た個々のＹＵＶデータにアドレスを付与し、第１フレー
ムメモリ４に順次格納する。

【００３０】ＣＰＵ７は、１フレーム分のＹＵＶデータ
を第１フレームメモリ４へ格納すると（図２（ａ）参
照）、第１フレームメモリ４から部分フレーム２２を作
成するために、ＹＵＶデータ２１から画像入力機器が分
解した水平走査方向に係る第１番目と第２番目の走査線
に該当し、なおかつ、それら走査線において第１番目と
第２番目に分解されたそれぞれ２個のＹデータである
（Ｙ₀₀，Ｙ₀₁，Ｙ₁₀，Ｙ₁₁）を抽出し、部分フレーム２
２を作成する。この手順と同様にして、Ｕ，Ｖデータに
関しても部分フレーム２３，２４を作成する（ステップ
Ｓ３１，図２（ｂ）参照）。ＣＰＵ７は、作成した部分
フレーム２２，２３および２４をＲＡＭ９の所定アドレ
ス位置に格納する（ステップＳ３２）。

【００３１】次に、ＲＯＭ８のデータ間引き部８１は、
Ｙデータの縮小部分フレーム２５を作成するために、縮
小部分フレーム２５として各Ｙデータの平均値を割り当
てる。すなわち、Ｙ’₀₀＝（Ｙ₀₀＋Ｙ₀₁＋Ｙ₁₀＋Ｙ₁₁）
／４を割り当てることにより、Ｙデータの縮小部分フレ
ーム２５を作成する（ステップＳ３３）。そして、ＣＰ
Ｕ７は、この縮小部分フレーム２５をＲＡＭ９の所定ア
ドレス位置に格納する。

【００３２】次に、ＲＯＭ８のデータ間引き部８１は、
Ｕデータの縮小部分フレーム２６を作成するために、縮
小部分フレーム２６として部分フレーム２３のＵデータ
から画像入力機器で最先に分解されたＵデータであるＵ
₀₀を割り当てる。すなわち、Ｕ’₀₀＝Ｕ₀₀を割り当てる
ことにより、縮小部分フレーム２６を作成する（ステッ
プＳ３４）。そして、ＣＰＵ７は、この縮小部分フレー
ム２６をＲＡＭ９の所定アドレス位置に格納する。

【００３３】次に、ＲＯＭ８のデータ間引き部８１は、
Ｖデータの縮小部分フレーム２７を作成するために、縮
小部分フレーム２７として部分フレーム２４のＶデータ
から画像入力機器で最先に分解されたＶデータであるＶ
₀₀を割り当てる。すなわち、Ｖ’₀₀＝Ｖ₀₀を割り当てる
ことにより、縮小部分フレーム２７を作成する（ステッ
プＳ３５）。そして、ＣＰＵ７は、この縮小部分フレー
ム２５をＲＡＭ９の所定アドレス位置に格納する。

【００３４】上記のようにしてＲＡＭ９には、データ間
引き部８１が作成したＹ，ＵおよびＶデータの縮小部分
フレーム２５，２６および２７が格納されることとな
る。ＣＰＵ７は、これら３個の縮小部分フレーム２５，
２６および２７に所定のアドレス値を付与し、第２フレ
ームメモリ１０に格納する（ステップＳ３６）。

【００３５】ＣＰＵ７は、１フレーム分のＹＵＶデータ
の縮小部分フレームの作成が終了したか否かを第１フレ
ームメモリ４に格納されたＹＵＶデータのアドレス値を
参照して判断する（ステップＳ３７）。ＣＰＵ７は、こ
の判断結果に基づいて、新たな部分フレームを抽出する
（ステップＳ３８）。このとき、ＣＰＵ７が抽出する新
たな部分フレームは、水平走査方向に係る第１番目と第
２番目との走査線であって、なおかつ、それら走査線に
おいて３番目と４番目に画像入力機器で分解されたＹＵ
Ｖデータから作成される。ＣＰＵ７は、この部分フレー
ムを用いて縮小部分フレームを作成する。以降、ＣＰＵ
７は、上記ステップＳ３２〜ステップＳ３７での動作と
同様の手順を繰り返し、水平走査方向に係る第１番目と
第２番目との走査線に含まれるＹＵＶデータを用いて縮
小部分フレームを作成する。次に、ＣＰＵ７は３番目と
４番目との走査線に含まれるＹＵＶデータを用いて縮小
部分フレームを作成する。以降、１フレーム分のＹＵＶ
データの縮小部分フレームを作成するまで上記ステップ
Ｓ３２〜ステップＳ３７の動作を繰り返す。

【００３６】上記のようにして、１フレーム分のＹＵＶ
データの縮小部分フレームの作成が終了すると、第２フ
レームメモリ１０には、１フレーム分のＹＵＶデータの
縮小フレーム２８が格納されていることとなる（図２
（ｄ）参照）。ＣＰＵ７は、１フレーム分のＹＵＶデー
タの縮小フレーム２８の作成が終了したことを前述した
判断方法により確認すると（ステップＳ３７）、ＣＰＵ
７は、この縮小フレーム２８をモデム１１から外部装置
へ伝送路を介して送信する。

【００３７】次に、本伝送装置１が補間装置として機能
する場合の各部の動作について詳細に説明する。

【００３８】図４は、ＣＰＵ７が制御するＹＵＶデータ
の補間処理の理解を容易にするための参考図である。図
４（ａ）は、第２フレームメモリ１０に格納された１フ
レーム分のＹＵＶデータの縮小フレーム４１のメモリマ
ップを示す図である。図４（ａ）において、縮小フレー
ム４１は、外部装置で作成され伝送路を介してモデム１
１に入力した個々のＹ，ＵおよびＶデータである、Ｙ’
₀₀〜Ｙ’_(n/2)(m/2)，Ｕ’₀₀〜Ｕ’_(n/2)(m/2)および
Ｖ’₀₀〜Ｖ’_(n/2)(m/2)を有している。なお、本実施例
においては、前述の間引き処理した縮小フレーム２８と
縮小フレーム４１とは、同一のものとして説明する。

【００３９】図４（ｂ）は、ＲＡＭ９の作業領域内で作
成されたＹ，ＵおよびＶデータの部分フレーム４２，４
３および４４を示す図である。図４（ｂ）において、部
分フレーム４２はＹデータの部分フレームであり、（Ｙ
₀₀，Ｙ₀₁，Ｙ₁₀，Ｙ₁₁）を有している。部分フレーム４
３はＵデータの部分フレームであり、（Ｕ₀₀，Ｕ₀₁，Ｕ
₁₀，Ｕ₁₁）を有している。部分フレーム４４はＶデータ
の部分フレームであり、（Ｖ₀₀，Ｖ₀₁，Ｖ₁₀，Ｖ₁₁）を
有している。なお、図４（ｂ）に図示されているのは、
ＣＰＵ７が第１フレームメモリに格納されている１フレ
ーム分のＹ，ＵおよびＶデータから最初に作成するＹ，
ＵおよびＶデータの部分フレーム４２，４３および４４
を図示している。図４（ｃ）は、後述する補間処理した
結果得られるＹＵＶデータ４５のメモリマップを示す図
である。

【００４０】図５は、ＣＰＵ７が制御するＹＵＶデータ
の補間処理を示すフローチャートである。以下図１，図
４および図５とを参照してＣＰＵ７が制御するＹＵＶデ
ータの補間処理について詳細に説明する。なお、以下の
説明においては、ＣＰＵ７が最初に作成するＹ，Ｕおよ
びＶデータの部分フレーム４２，４３および４４に関す
る補間処理について詳細に説明する。

【００４１】外部装置においても前述の間引き処理と同
様の手順にて縮小フレーム４１が作成される。この縮小
フレーム４１は、伝送路を介してモデム１１に入力し、
モデム１１から第２フレームメモリ１０に格納される
（図４（ａ）参照）。このとき、ＣＰＵ７は、縮小フレ
ーム４１の個々のＹ’，Ｕ’，およびＶ’データにアド
レスを付与して第２フレームメモリ１０に順次格納す
る。

【００４２】ＣＰＵ７は、縮小フレーム４１を第２フレ
ームメモリ１０へ格納すると、部分フレーム４２，４３
および４４を作成するために参照するＹ’，Ｕ’および
Ｖ’データの初期設定として、（Ｙ’₀₀，Ｙ’₀₁，Ｙ’
₁₀，Ｙ’₁₁）と、Ｕ’₀₀と、Ｖ’₀₀とを選択する（図４
（ａ）参照，ステップＳ５１）。

【００４３】ＣＰＵ７は、Ｙデータの部分フレーム４２
を作成するために縮小フレーム４１の（Ｙ’₀₀，
Ｙ’₀₁，Ｙ’₁₀，Ｙ’₁₁）を参照する。データ補間部８
２は、まず、部分フレーム４２のＹ₀₀としてＹ’₀₀を割
り当てる。すなわち、Ｙ₀₀＝Ｙ’₀₀である。次に、部分
フレーム４２のＹ₀₁として、Ｙ’₀₀とＹ’₀₁とを参照し
て両者の平均値を演算し、この平均値を割り当てる。す
なわち、Ｙ₀₁＝（Ｙ’₀₀＋Ｙ’₀₁）／２である。次に、
部分フレーム４２のＹ₁₀として、Ｙ’₀₀とＹ’₁₀とを参
照して両者の平均値を演算し、この平均値を割り当て
る。すなわち、Ｙ₁₀＝（Ｙ’₀₀＋Ｙ’₁₀）／２である。
次に、部分フレーム４２のＹ₁₁として、Ｙ’₀₀とＹ’₀₁
とＹ’₁₀とＹ’₁₁とを参照してこれらの平均値を演算
し、この平均値を割り当てる。すなわち、Ｙ₁₁＝（Ｙ’
₀₀＋Ｙ’₀₁＋Ｙ’₁₀＋Ｙ’₁₁）／４である。これによっ
て、Ｙデータの部分フレーム４２が作成されたこととな
る（ステップＳ５２）。ＣＰＵ７は、作成した上記４個
のＹデータをＲＡＭ９の所定アドレス位置に格納する。

【００４４】次に、データ補間部８２は、Ｕデータの部
分フレーム４３を作成するために縮小フレーム４１の
Ｕ’₀₀を参照する。データ補間部８２は、部分フレーム
４３のＵ₀₀と、Ｕ₀₁と、Ｕ₁₀と、Ｕ₁₁とにＵ’₀₀を割り
当てる。すなわち、Ｕ₀₀＝Ｕ₀₁＝Ｕ₁₀＝Ｕ₁₁＝Ｕ’₀₀と
する。これによって、Ｕデータの部分フレーム４３が作
成されたこととなる（ステップＳ５３）。ＣＰＵ７は、
作成した上記４個のＵデータをＲＡＭ９の所定アドレス
位置に格納する。

【００４５】次に、データ補間部８２は、Ｖデータの部
分フレーム４４を作成するために縮小フレーム４１の
Ｖ’₀₀を参照する。データ補間部８２は、部分フレーム
４４のＶ₀₀と、Ｖ₀₁と、Ｖ₁₀と、Ｖ₁₁とにＶ’₀₀を割り
当てる。すなわち、Ｖ₀₀＝Ｖ₀₁＝Ｖ₁₀＝Ｖ₁₁＝Ｖ’₀₀と
する。これによって、Ｖデータの部分フレーム４４が作
成されたこととなる（ステップＳ５４）。ＣＰＵ７は、
作成した上記４個のＶデータをＲＡＭ９の所定アドレス
位置に格納する（ステップＳ５４）。

【００４６】ＣＰＵ７は、ステップＳ５２〜Ｓ５４の動
作が終了すると、作成したそれぞれのＹＵＶデータに所
定のアドレス値を付与した後、第１フレームメモリ４に
格納する（ステップＳ５５）。

【００４７】上記ステップＳ５２〜Ｓ５５までの動作に
よって、水平走査方向に係る第１番目と第２番目との走
査線であって垂直走査方向に係る第１番目と第２番目と
にそれぞれ該当する４画素分のＹＵＶデータを作成した
こととなる。

【００４８】ＣＰＵ７は、１フレーム分のＹＵＶデータ
を作成したか否かを第２フレームメモリ１０に格納され
たＹ’，Ｕ’およびＶ’データのアドレス値を参照して
判断する（ステップＳ５６）。ＣＰＵ７は、この判断結
果に基づいて、新たな部分フレームを作成するために参
照するＹ’，Ｕ’およびＶ’データを更新する（ステッ
プＳ５７）。次にＣＰＵ７がＹＵＶデータを作成するた
めに選択するＹ’データは、（Ｙ’₀₁，Ｙ’₀₂，
Ｙ’₁₁，Ｙ’₁₂）であり、Ｕ’データはＵ’₀₁であり、
Ｖ’データはＶ’₀₁である。さらに、次のＹ’，Ｕ’お
よびＶ’データ更新時にＣＰＵ７が選択するＹ’データ
は、（Ｙ’₀₂，Ｙ’₀₃，Ｙ’₁₂，Ｙ’₁₃）であり、Ｕ’
データはＵ’₀₂であり、Ｖ’データはＶ’₀₂である。ま
た、水平走査方向に係る第３番目と第４番目とに該当す
る走査線であって、なおかつ垂直走査方向に係る第１番
目と第２番目とに該当する４個のＹＵＶデータを作成す
るときにＣＰＵ７が選択するＹ’データは、（Ｙ’₁₀，
Ｙ’₁₁，Ｙ’₂₀，Ｙ’₂₁）であり、Ｕ’データはＵ’₁₀
であり、Ｖ’データはＶ’₁₀である。以降、ステップＳ
５７では、上記のような周期性を持たせてＹ’Ｕ’およ
びＶ’データの更新を行う。また、ＣＰＵ７が参照する
図４（ａ）における右端と下端のＹ’データに関して
は、Ｙ’データが不足する。以下、このような状況時に
ＣＰＵ７が行う処理について説明する。

【００４９】水平走査方向に係る最後の補間処理のとき
にＣＰＵ７が選択するＹ’データは、例えば水平方向走
査に係る第１番目と第２番目との走査線においては、例
外的にＹ’_0(m/2)とし、Ｕ’データはＵ’_0(m/2)であ
り、Ｖ’データはＶ’_0(m/2)である。そのため、Ｕおよ
びＶデータに関しては、通常の補間処理時におけるもの
と同様の手順で部分フレームが作成される。そのため、
以下には、Ｙデータの部分フレームを作成するための手
順を説明する。データ補間部８２は、このとき、作成す
る部分フレームのすべてのＹデータとしてＹ’_0(m/2)を
割り当てる。以降、水平走査方向に係る最後の補間処理
については、上記のような方法を用いて補間処理する。

【００５０】また、垂直走査方向に係る最後の補間処理
のときにＣＰＵ７が選択するＹ’データは、例えば垂直
方向に係る第１番目と第２番目との走査線においては、
例外的にＹ’_(n/2)0とし、Ｕ’データはＵ’_(n/2)0であ
り、Ｖ’データはＶ’_(n/2)0である。そのため、Ｕおよ
びＶデータに関しては、通常の補間処理時におけるもの
と同様の手順で部分フレームが作成される。そのため、
以下には、Ｙデータの部分フレームを作成するための手
順を説明する。データ補間部８２は、このとき、作成す
る部分フレームのすべてのＹデータとしてＹ’_(n/2)0を
割り当てる。以降、垂直方向走査に係る最後の補間処理
については、上記のような方法を用いて補間処理する。

【００５１】以降、ＣＰＵ７は、上記と同様の方法に
て、参照するＹ’，Ｕ’およびＶ’データを第２フレー
ムメモリ１０から順次選択し、ＹＵＶデータを作成す
る。ＣＰＵ７は、１フレーム分のＹＵＶデータを作成す
るまで上記ステップＳ５１〜５４の動作を繰り返す。１
フレーム分のＹＵＶデータの作成が終了すると、第１フ
レームメモリ４には、１フレーム分のＹＵＶデータが格
納されていることとなる。ＣＰＵ７は、１フレーム分の
ＹＵＶデータの作成が終了したことを前述した判断方法
により確認すると（ステップＳ５６）、このＹＵＶデー
タをデジタルエンコーダ５へ出力する。デジタルエンコ
ーダ５は、ＹＵＶデータを３原色信号に合成し、ＤＡＣ
６へ出力する。ＤＡＣ６は、デジタル信号である３原色
信号をアナログ信号に変換する。このアナログ信号であ
る３原色信号によって、ＤＡＣ６の後段に設置されてい
る画像表示機器（図示せず）は、画像を表示する。

【００５２】以上のように本実施例によれば、カラーの
デジタル画像のフレームを間引き処理をするとき、ＣＰ
Ｕ７は、フレームから４個のＹデータを抽出し、これら
の平均値を演算する。ＣＰＵ７は、この結果得られる平
均値を縮小フレームのＹデータとして割り当てる。ま
た、ＵおよびＶデータに関しては、フレームから４個の
ＵおよびＶデータを抽出し、これらの中から予め定めら
れた１個のＵおよびＶデータを代表的に割り当てる。こ
れによって、間引き処理時の演算を簡素化できる。

【００５３】また、補間処理をするとき、ＣＰＵ７は、
縮小フレーム４１から４個のＹ’データを選択し、デー
タ補間部８２は、これらを参照して前述したような演算
をし、Ｙデータを作成する。このように補間処理の際に
は、画像の水平走査方向および垂直走査方向に隣接する
Ｙデータの輝度の差を緩和するべく補間処理している。
さらには、画像の水平走査方向および垂直走査方向への
相関性を利用してＹデータを作成している。これによっ
て、高画質なデジタル画像の作成が可能となる。また、
ＵおよびＶデータに関しては、データ補間部８２は、Ｃ
ＰＵ７が選択したフレームから１個のＵ’およびＶ’デ
ータを参照し、ＵおよびＹデータを作成する。これによ
って、補間処理時の演算を簡素化できる。

【００５４】また、画像入力機器から得た画像を画像表
示機器に表示させる場合には、上記から明らかなよう
に、カメラなどの画像入力機器（図示せず）は、アナロ
グ信号である３原色信号（入力ビデオ信号）をＡＤＣ２
に入力する。ＡＤＣ２は、アナログ信号である３原色信
号をデジタル信号に変換し、デジタルデコーダ３に出力
する。デジタルデコーダ３は、３原色信号からＹＵＶデ
ータに分離する。このＹＵＶデータは、第１フレームメ
モリ４に一時的に格納される。デジタルエンコーダ５
は、第１フレームメモリ４からＹＵＶデータを入力さ
れ、これを３原色信号に合成し、ＤＡＣ６に出力する。
ＤＡＣ６は、デジタル信号である３原色信号をデジタル
信号に変換し、画像表示機器（図示せず）に出力する。
画像表示機器は、３原色信号に基づいて画像を表示させ
る。

【００５５】なお、本実施例において、ＲＡＭ９と第２
フレームメモリ１０とは、別個の機能を有しているが、
両者を同一のメモリにて構成し、両者の機能をこのメモ
リに機能させることも可能である。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、人間の色差に
対する解像度特性は、輝度に対する解像度特性と比較し
て十分に低いことを利用して、輝度データに関しては、
複数の輝度データの平均値を縮小されたデジタル画像の
輝度データとして割り当てる。また、色差データに関し
ては、複数の色差データの中から予め定められた色差デ
ータを縮小されたデジタル画像の色差データとして割り
当てる。これによって、簡単な演算で縮小されたデジタ
ル画像を作成することができる。

【００５７】請求項２の発明によれば、人間の色差に対
する解像度特性は、輝度に対する解像度特性と比較して
十分に低いことを利用して、輝度データに関しては、複
数の輝度データから予め定められた方法で、拡張された
デジタル画像の輝度データを作成する。したがって、輝
度データに関しては、画像の水平走査方向および垂直走
査方向に隣接するＹデータの輝度の差を緩和するべく補
間処理している。同時に、画像の水平走査方向および垂
直走査方向への相関性を利用してＹデータを作成してい
る。したがって、高画質なデジタル画像の作成が可能と
なる。また、色差データに関しては、拡張の対象となる
色差データを所定数だけ複製し、拡張されたデジタル画
像の色差データを作成する。これによって、簡単な演算
で高品質な拡大されたデジタル画像を作成することがで
きる。

【００５８】請求項３の発明によれば、制御手段は、縮
小されたデジタル画像データを送信するとき、間引き手
段にデジタル画像データの間引き処理をさせ、デジタル
画像データを受信したとき、補間手段にデジタル画像デ
ータの補間処理をさせる。従って、簡単な演算にて縮小
あるいは拡張されたデジタル画像データを作成すること
ができるため、小規模なハードウェアにてデジタル画像
データの伝送装置を構成できる。しかも、人間の色差に
対する解像度特性は、輝度に対する解像度特性と比較し
て十分に低いことを利用してデジタル画像の間引きおよ
び補間処理をしているため高品質な縮小および拡大され
たデジタル画像を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る伝送装置の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図２】図１に示す伝送装置における間引き処理の理解
を容易にするための参考図である。

【図３】図１に示す伝送装置における間引き処理を示す
フローチャートである。

【図４】図１に示す伝送装置における補間処理の理解を
容易にするための参考図である。

【図５】図１に示す伝送装置における補間処理を示すフ
ローチャートである。

【図６】従来の最近傍法に係るデジタル画像の間引き処
理の理解を容易にするための参考図である。

【図７】従来の最近傍法に係るデジタル画像データの補
間処理の理解を容易にするための参考図である。

【図８】適応的なデジタル画像データの拡大および縮小
方法に係る間引き処理を示すフローチャートである。

【図９】適応的なデジタル画像データの拡大および縮小
方法に係る補間処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…伝送装置２…ＡＤＣ３…デジタルデコーダ４…第１フレームメモリ５…デジタルエンコーダ６…ＤＡＣ７…ＣＰＵ８…ＲＯＭ８１…間引きプログラム格納部８２…補間プログラム格納部９…ＲＡＭ１０…第２フレームメモリ１１…モデム１２…データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ 7/24 1/46 Ｚ 7/13 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素が輝度データと色差データとに分
離されたデジタル画像データを間引くため方法であっ
て、１フレーム分のデジタル画像データを、それぞれが複数
の画素を含む複数の部分画像に分割し、分割されたそれぞれの部分画像において、複数の画素の
輝度データの平均値を対応する部分画像の輝度データの
代表値として割り当て、分割されたそれぞれの部分画像において、複数の画素の
いずれかの色差データに対応する部分画像の色差データ
の代表値として割り当てることを特徴とする、デジタル
画像の間引き方法。
【請求項２】複数の画素で構成される縮小されたデジ
タル画像データを補間して、各画素を複数の画素に拡張
するための方法であって、輝度データに関しては、拡張の対象となる画素、および
それに近接する画素を参照し、最先に表示されるべき画
素に対しては、前記拡張の対象となる画素の輝度データ
を割り当て、他の画素に対しては参照した画素の輝度デ
ータの平均値を割り当て、色差データに関しては、拡張の対象となる画素を参照
し、表示されるべきすべての画素に対しては、前記拡張
の対象となる画素の色差データを割り当てることを特徴
とする、デジタル画像の補間方法。
【請求項３】デジタル画像データを伝送するための装
置であって、前記デジタル画像データを間引くための間引き手段と、１フレーム分の前記デジタル画像データを得るための補
間手段と、前記デジタル画像データを送受信するための送受信手段
と、前記デジタル画像データの送受信を制御する制御手段と
を備え、前記間引き手段は、１フレーム分のデジタル画像データを、それぞれが複数
の画像を含む複数の部分画像に分割し、分割されたそれぞれの部分画像において、複数の画素の
輝度データの平均値を対応する部分画像の輝度データの
代表値として割り当て、分割されたそれぞれの部分画像において、複数の画素の
いずれかの色差データ対応する部分画像の色差データの
代表値として割り当てて送信するためのデジタル画像デ
ータを作成し、前記補間手段は、輝度データに関しては、拡張の対象となる画素、および
それに近接する画素を参照し、最先に表示されるべき画
素に対しては、前記拡張の対象となる画素の輝度データ
を割り当て、他の画素に対しては参照した画素の輝度デ
ータの平均値を割り当て、色差データに関しては、拡張の対象となる画素を参照
し、表示されるべきすべての画素に対しては、前記拡張
の対象となる画素の色差データを割り当てて受信したデ
ジタル画像データを補間することを特徴とする、デジタ
ル画像の伝送装置。