JPS6268366A - 画素内插方式 - Google Patents
画素内插方式Info
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- JPS6268366A JPS6268366A JP60209155A JP20915585A JPS6268366A JP S6268366 A JPS6268366 A JP S6268366A JP 60209155 A JP60209155 A JP 60209155A JP 20915585 A JP20915585 A JP 20915585A JP S6268366 A JPS6268366 A JP S6268366A
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- Japan
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- pixels
- pixel
- interpolated
- interpolation
- image
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
- G06T3/4007—Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on interpolation, e.g. bilinear interpolation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Editing Of Facsimile Originals (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、画像データの持つ冗長性を利用して、欠落し
た画素の値を近隣画素の値から推定し画像を再生する画
像再生方法における画素内挿方式に関する。
た画素の値を近隣画素の値から推定し画像を再生する画
像再生方法における画素内挿方式に関する。
従来の技術
近年、通信技術の発展に併ない画像の伝送・蓄積の要望
が急激に高まっている。これに対し、コンピュータ技術
の進歩によってもたらされた大規模な記憶容量を持つメ
モリ素子の開発やディジタル信号処理技術等を用いた高
能率符号化技術がこれらの要望を実現しつつある。
が急激に高まっている。これに対し、コンピュータ技術
の進歩によってもたらされた大規模な記憶容量を持つメ
モリ素子の開発やディジタル信号処理技術等を用いた高
能率符号化技術がこれらの要望を実現しつつある。
画像、特に階調画像を符号化する場合に最も単純な方法
の一つとして、帯域制限された画像信号をそのナイキス
トレートの数分の−の周波数でサンプリングを行なうこ
とにより予め画素の間引きを行ない(以後サブサンプリ
ングと呼ぶ)画素数を削減する方法がある。この方法は
若干のエリアジンギ歪を生ずることがあるが、情報量削
減の有効な方法である。
の一つとして、帯域制限された画像信号をそのナイキス
トレートの数分の−の周波数でサンプリングを行なうこ
とにより予め画素の間引きを行ない(以後サブサンプリ
ングと呼ぶ)画素数を削減する方法がある。この方法は
若干のエリアジンギ歪を生ずることがあるが、情報量削
減の有効な方法である。
このサブサンプリングされた画素情報から原画像に近い
再生画像を得る方法として共−次内挿法(坂田俊文監修
=「コンビーータ・イメージング土写真工業、臨時増刊
、1983 )が知られている。
再生画像を得る方法として共−次内挿法(坂田俊文監修
=「コンビーータ・イメージング土写真工業、臨時増刊
、1983 )が知られている。
この共−次内挿法について以下第4図を用いて説明する
。
。
第4図は画像のある一部分におけるサブサンプリングさ
れた画素(以後サブサンプル画素と呼ぶ)とサブサンプ
リングされなかった画素(以後非サブサンプル画素と呼
ぶ)との関係を表わす図である。
れた画素(以後サブサンプル画素と呼ぶ)とサブサンプ
リングされなかった画素(以後非サブサンプル画素と呼
ぶ)との関係を表わす図である。
第4図において、401はサブサンプル画素、402は
非サブサンプル画素を示す。図では水平方向に4画素、
垂直方向に4画素毎にサブサンプリングを行なっている
(垂直方向については通常サプラインと呼ばれている)
。4つのサブサンプル画素Poo、P2O、PO4、P
44によって囲まれる非サブサンプル画素Qiiの再生
画素値”J(’IJはPo。
非サブサンプル画素を示す。図では水平方向に4画素、
垂直方向に4画素毎にサブサンプリングを行なっている
(垂直方向については通常サプラインと呼ばれている)
。4つのサブサンプル画素Poo、P2O、PO4、P
44によって囲まれる非サブサンプル画素Qiiの再生
画素値”J(’IJはPo。
を規準とした水平、垂直方向の画素位置を示す添字)は
第(11式で与えられる。
第(11式で与えられる。
qIJ ==(1u)(1v)Poo 十u(1−v)
P2O−4−(1−u)vPo4+ LIVP44 −
= (1)(但し、Poo、P2O、PO4、P44
はそれぞれサブサンプル画素Poo、P2O、PO4、
P44の画素値を表わし、u、vはそれぞれQijの線
分POOP40、POOPO4に対する水平および垂直
方向の内分比の値を表わす。) この方法は、内挿する画素の値を4つのサブサンプル画
素からの距離の比を重みとする各サブサンプル画素値の
加重平均で求めることから、画素の値の変化がゆるやか
な画像に対しては、内挿する画素と内挿に用いる各サブ
サンプル画素との相関が高いため再現性は良い。
P2O−4−(1−u)vPo4+ LIVP44 −
= (1)(但し、Poo、P2O、PO4、P44
はそれぞれサブサンプル画素Poo、P2O、PO4、
P44の画素値を表わし、u、vはそれぞれQijの線
分POOP40、POOPO4に対する水平および垂直
方向の内分比の値を表わす。) この方法は、内挿する画素の値を4つのサブサンプル画
素からの距離の比を重みとする各サブサンプル画素値の
加重平均で求めることから、画素の値の変化がゆるやか
な画像に対しては、内挿する画素と内挿に用いる各サブ
サンプル画素との相関が高いため再現性は良い。
発明が解決しようとする問題点
しかし、前記方法では、内挿に用いるサブサンプル画素
に内挿する画素との相関が低いものが含まれる場合に画
質劣下が大きくなるという問題があった。以下にその具
体例を示し説明する。
に内挿する画素との相関が低いものが含まれる場合に画
質劣下が大きくなるという問題があった。以下にその具
体例を示し説明する。
第3図は、画像のある一部分における、水平、垂直方向
共に2画素毎にサブサンプリングを行なった場合のサブ
サンプル画素と非サブサンプル画素との関係を表わす図
である。
共に2画素毎にサブサンプリングを行なった場合のサブ
サンプル画素と非サブサンプル画素との関係を表わす図
である。
第3図において、サブサンプリングを行なう前の画像が
破線ll上の画素を境に、破線11から上の全ての画素
が黒、破線11より下の全ての画素が白であるという極
端な場合を考える。このとき、再生画素Qll 、 Q
33は内挿に用いる周囲4つのサブサンプル画素のうち
3つが白 1つが黒となるため灰白色となる。逆に、再
生画素Q31は3つが黒、1つが白となるため灰黒色と
なる。このため、再生画像において破線12上では白と
灰白色が交互に現われ、また破線13上では黒と灰黒色
とが交互に現われるため白と黒の境界部における画質劣
下が著しい。
破線ll上の画素を境に、破線11から上の全ての画素
が黒、破線11より下の全ての画素が白であるという極
端な場合を考える。このとき、再生画素Qll 、 Q
33は内挿に用いる周囲4つのサブサンプル画素のうち
3つが白 1つが黒となるため灰白色となる。逆に、再
生画素Q31は3つが黒、1つが白となるため灰黒色と
なる。このため、再生画像において破線12上では白と
灰白色が交互に現われ、また破線13上では黒と灰黒色
とが交互に現われるため白と黒の境界部における画質劣
下が著しい。
本発明は、上記問題点を解決するもので、画素の値の変
化が激しい画像に対しても内挿により良好な画像を得る
ことを目的とするものである。
化が激しい画像に対しても内挿により良好な画像を得る
ことを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、サンプリングを行なった画像に対し、更に水
平方向、垂直方向共に画素間隔が偶数画素となる様にサ
ブサンプルを行なった後、先ず、近隣の4つの画素が正
方形若しくは正方形に近い四辺形の頂点を構成し、なお
かつその中心に内挿されるべき画素が存在するものにつ
いて、その内挿されるべき画素の値を、対角線毎に頂点
の画素同志の差分をとった時その差がより小さくなる画
素の組を選び、それらの画素の値の平均値をとることl
こよって求めてゆき、次に、既に内挿された画素および
サブサンプリングについて、近隣の4つの画素が正方形
若しくは正方形に近い四辺形の頂点を構成し、なおかつ
その中心に内挿されるべき画素が存在するものについて
、その内挿されるべき画素の値を前記と同様の方法で求
めてゆき、既に内挿された画素を用いて順次内挿を行な
っていくようにしたものである。
平方向、垂直方向共に画素間隔が偶数画素となる様にサ
ブサンプルを行なった後、先ず、近隣の4つの画素が正
方形若しくは正方形に近い四辺形の頂点を構成し、なお
かつその中心に内挿されるべき画素が存在するものにつ
いて、その内挿されるべき画素の値を、対角線毎に頂点
の画素同志の差分をとった時その差がより小さくなる画
素の組を選び、それらの画素の値の平均値をとることl
こよって求めてゆき、次に、既に内挿された画素および
サブサンプリングについて、近隣の4つの画素が正方形
若しくは正方形に近い四辺形の頂点を構成し、なおかつ
その中心に内挿されるべき画素が存在するものについて
、その内挿されるべき画素の値を前記と同様の方法で求
めてゆき、既に内挿された画素を用いて順次内挿を行な
っていくようにしたものである。
作 用
本発明は前記方式により、内挿の演算に用いる画素の選
び方を差分により相関の大きさを調べて最も相関の強い
方向の画素とすることにより画素の値の変化の激しい画
像に対してもより画質劣下の少ない再生画像を得ること
ができるようにしたものである。
び方を差分により相関の大きさを調べて最も相関の強い
方向の画素とすることにより画素の値の変化の激しい画
像に対してもより画質劣下の少ない再生画像を得ること
ができるようにしたものである。
実施例
第1図は本発明の一実施例における画素内挿方式を実現
する装置のブロック結線図である。
する装置のブロック結線図である。
第1図において、101はサンプル画素を後述する画像
メモリに格納・読出しすべきアドレスの指示を行うアド
レス制御器、102はアドレス制御器101の指示に基
づきサンプル画素の読み出し・書き込みを行う画像メモ
リ、103は画像メモリ102から送出される画素値に
対して2画素ごとに減算を行う減算器、104は減算器
103から送出される値の比較を行う比較器、105は
画像メモリ102から送出される画素値に対して2画素
ごとに加算を行う加算器、106は加算器105から送
出される値を2で割子除算器、107は除算器106の
結果を一時保持するとともに、比較器104の比較結果
に応じてその保持している値を選択的に出力するレジス
タ、108はアドレス制御器101のアドレス生成及び
減算器103、比較器104、除算器106の動作タイ
ミングを制御する内挿制御器である。
メモリに格納・読出しすべきアドレスの指示を行うアド
レス制御器、102はアドレス制御器101の指示に基
づきサンプル画素の読み出し・書き込みを行う画像メモ
リ、103は画像メモリ102から送出される画素値に
対して2画素ごとに減算を行う減算器、104は減算器
103から送出される値の比較を行う比較器、105は
画像メモリ102から送出される画素値に対して2画素
ごとに加算を行う加算器、106は加算器105から送
出される値を2で割子除算器、107は除算器106の
結果を一時保持するとともに、比較器104の比較結果
に応じてその保持している値を選択的に出力するレジス
タ、108はアドレス制御器101のアドレス生成及び
減算器103、比較器104、除算器106の動作タイ
ミングを制御する内挿制御器である。
上記構成において、以下その動作について説明する。
アドレス制御器101は、内挿制御器108から送られ
てきた初期設定データに基づいて、内挿に用いる4つの
サンプル画素PI 、 P2 、 P3 、 P4
のアドレスの計算や内挿する画素Qのアドレスの計算を
行ない、サンプル画素PI 、 P2 、 P3 、
P4 に対しては、読み出し許可信号と共に、P4 、
Pi 、P3 、 P2の順にアドレスを画像メモリ1
02に送る。また、内挿する画素Qについては書き込み
許可信号と共に画素Qのアドレスをメモリ102に送る
。画像メモリ102ではアドレス制御部101からの読
み出し許可信号とアドレスを受けて、P4.PI、P3
、 P2の画素P4. PI、 P3. P2 をこ
の順に減算器103および加算器105に送る。また、
アドレス制御器101から書き込み許可信号と画素Qの
アドレスに対して、レジスタ107から送られて来る内
挿画素の値qを画素Qのアドレスに書き込む。減算器1
03では、画像メモリ102から送られた画素値に対し
2画素毎に減算を行ない、絶対値をとってIF4− P
ll 、 IF5−P21 とし、順次比較器10
4へ送る。比較器104では、減算器103から送られ
て来た2つの値の大小を比較することによって対角線方
向における相関の大小を比べ、その結果を選択信号とし
て内挿制御器108からのタイミング制御信号に従って
レジスタ107へ送る。一方、加算器105では画像メ
モIJ 102から送られた画素値に対し2画素毎に加
算を行ない、その結果P4+P1゜P3+ P2を順次
除算器106へ送る。除算器106では加算器105か
ら送られた値を2で割り、平均値P4 +Pt P3
IF2をそれぞれレジス月07へ送る。
てきた初期設定データに基づいて、内挿に用いる4つの
サンプル画素PI 、 P2 、 P3 、 P4
のアドレスの計算や内挿する画素Qのアドレスの計算を
行ない、サンプル画素PI 、 P2 、 P3 、
P4 に対しては、読み出し許可信号と共に、P4 、
Pi 、P3 、 P2の順にアドレスを画像メモリ1
02に送る。また、内挿する画素Qについては書き込み
許可信号と共に画素Qのアドレスをメモリ102に送る
。画像メモリ102ではアドレス制御部101からの読
み出し許可信号とアドレスを受けて、P4.PI、P3
、 P2の画素P4. PI、 P3. P2 をこ
の順に減算器103および加算器105に送る。また、
アドレス制御器101から書き込み許可信号と画素Qの
アドレスに対して、レジスタ107から送られて来る内
挿画素の値qを画素Qのアドレスに書き込む。減算器1
03では、画像メモリ102から送られた画素値に対し
2画素毎に減算を行ない、絶対値をとってIF4− P
ll 、 IF5−P21 とし、順次比較器10
4へ送る。比較器104では、減算器103から送られ
て来た2つの値の大小を比較することによって対角線方
向における相関の大小を比べ、その結果を選択信号とし
て内挿制御器108からのタイミング制御信号に従って
レジスタ107へ送る。一方、加算器105では画像メ
モIJ 102から送られた画素値に対し2画素毎に加
算を行ない、その結果P4+P1゜P3+ P2を順次
除算器106へ送る。除算器106では加算器105か
ら送られた値を2で割り、平均値P4 +Pt P3
IF2をそれぞれレジス月07へ送る。
2 ′ 宅
レジスタ107は除算器106から送られた2つの平均
値を一時格納しておき、比較器104からの選択信号に
よって指定されたレジスタの内容を内挿画素の値qとし
て画像メモリ102へ送る。この時の画素値qは第(2
)式の様に表わすことができる。
値を一時格納しておき、比較器104からの選択信号に
よって指定されたレジスタの内容を内挿画素の値qとし
て画像メモリ102へ送る。この時の画素値qは第(2
)式の様に表わすことができる。
内挿制御器108はアドレス制御器101ヘアドレス計
算のための初期設定データを送るほか、アドレス制御器
101、減算器103、比較器104、加算器105、
除算器106、レジスタ107の動作タイミングを調整
するためのタイミング制御信号を送る。
算のための初期設定データを送るほか、アドレス制御器
101、減算器103、比較器104、加算器105、
除算器106、レジスタ107の動作タイミングを調整
するためのタイミング制御信号を送る。
以上の結果、ある内挿画素についての内挿処理が終了す
ると内挿制御器108はアドレス制御器101へ次の初
期設定データを送り次の内挿画素の処理が実行される。
ると内挿制御器108はアドレス制御器101へ次の初
期設定データを送り次の内挿画素の処理が実行される。
更に、−通り内挿が終了すると、内挿制御部+08は既
に内挿された画素を含めた4つの画素を選択する様に初
期設定データを変更する。この様にして、内挿されるべ
き画素の値を順次求めていく。
に内挿された画素を含めた4つの画素を選択する様に初
期設定データを変更する。この様にして、内挿されるべ
き画素の値を順次求めていく。
第2図(a) 、 (blは本発明の一実施例において
、内挿を行なう様子を模式的に示した概念図である。
、内挿を行なう様子を模式的に示した概念図である。
第2図で、201はサブサンプル画素、202は非サブ
サンプル画素、203は内挿されるべき画素、204は
内挿を終了した画素を表わす。
サンプル画素、203は内挿されるべき画素、204は
内挿を終了した画素を表わす。
先ず、最初のステ、プでは第2図(alにおいて、白丸
印で示す画素をそれぞれ斜め方向の周囲4つの斜線で示
すサブサンプル画素を参照して内挿する。この後、次の
ステップで、第2図(b)において白丸印で示す画素を
サブサンプル画素と斜線に丸印で示す内挿を終了した画
素とから成る水平および垂直方向の周囲4つの画素を参
照して内挿する。
印で示す画素をそれぞれ斜め方向の周囲4つの斜線で示
すサブサンプル画素を参照して内挿する。この後、次の
ステップで、第2図(b)において白丸印で示す画素を
サブサンプル画素と斜線に丸印で示す内挿を終了した画
素とから成る水平および垂直方向の周囲4つの画素を参
照して内挿する。
画像の周辺部において内挿が行なわれなかった画素につ
いては、サブサンプリングを行なった隣接画素の値、若
しくは複数の隣接画素からの距離の比による荷重平均値
を用いて内挿を行なう。
いては、サブサンプリングを行なった隣接画素の値、若
しくは複数の隣接画素からの距離の比による荷重平均値
を用いて内挿を行なう。
以上本実施例によれば、第3図において先に従来例で述
べた様に、サブサンプリンクを行なう前の画像が、破線
り上の画素を境に、破線e1から上の全ての画素が黒、
破線11より下の全ての画素が白である様な階調変化が
急な画像に対しても、再生画素Qll 、 Q33は対
角線方向の相関の高い画素から内挿されるため白となり
、また、Q31も同様にして黒となるため、再生画像の
画質は従来の方法に比べて大幅に改善される。また画素
の値の変化がゆるやかな画像に対しても従来の方法に比
べ画質の改善がはかれ、その効果は大きい。
べた様に、サブサンプリンクを行なう前の画像が、破線
り上の画素を境に、破線e1から上の全ての画素が黒、
破線11より下の全ての画素が白である様な階調変化が
急な画像に対しても、再生画素Qll 、 Q33は対
角線方向の相関の高い画素から内挿されるため白となり
、また、Q31も同様にして黒となるため、再生画像の
画質は従来の方法に比べて大幅に改善される。また画素
の値の変化がゆるやかな画像に対しても従来の方法に比
べ画質の改善がはかれ、その効果は大きい。
発明の効果
以上のように本発明は、内挿の演算に用いる画素の選び
方を、差分により相関の大きさを調べて最も相関の強い
方向の画素を選択して用いることにより、画素の値の変
化の激しい画像に対してもより画質劣化の少ない再生画
像を得ることができ、その効果は大きい。
方を、差分により相関の大きさを調べて最も相関の強い
方向の画素を選択して用いることにより、画素の値の変
化の激しい画像に対してもより画質劣化の少ない再生画
像を得ることができ、その効果は大きい。
第1図は本発明の一実施例における画素内挿方式を実現
する装置のブロック結線図、第2図は本発明の一実施例
において内挿を行なう様子を模式的に示した概念図、第
3図及び第4図は従来の内挿方法を示す概念図である。 101・・・アドレス制御部、102・・・画像メモリ
、103 減算器、104・・比較器、105・・・
加算器、106・・除算器、107・・・レジスタ、1
08・・・内挿制御部、201,301,401・・・
サブサンプル画素、202 、302 。 102・・・非サブサンプル画素、203・・・内挿さ
れるべき画素、204・・・内挿を終了した画素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか1名第1
図 第2図 (α〕 /2C”を 第3図 ゛・7゜
する装置のブロック結線図、第2図は本発明の一実施例
において内挿を行なう様子を模式的に示した概念図、第
3図及び第4図は従来の内挿方法を示す概念図である。 101・・・アドレス制御部、102・・・画像メモリ
、103 減算器、104・・比較器、105・・・
加算器、106・・除算器、107・・・レジスタ、1
08・・・内挿制御部、201,301,401・・・
サブサンプル画素、202 、302 。 102・・・非サブサンプル画素、203・・・内挿さ
れるべき画素、204・・・内挿を終了した画素。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はか1名第1
図 第2図 (α〕 /2C”を 第3図 ゛・7゜
Claims (1)
- 階調画像をサンプリングして得られる画素をサブサンプ
リングして画素数を減らした後、サブサンプリングしな
かった画素をサブサンプリングした画素から推定し内挿
して元の画像を再生する際、予めサブサンプリングを水
平方向、垂直方向共に画素間隔が偶数画素となる様に行
なっておき、そのうちの隣接する4つの画素が正方形若
しくは正方形に近い四辺形の頂点を構成し、なおかつそ
の中心が内挿されるべき画素の位置と一致するものにつ
いて、その内挿されるべき画素の値を、それら4つの画
素を参照画素として対角線毎に頂点の画素同志の差分を
とった時その差がより小さくなる画素の組の画素の値の
平均値によって与えることによって順次内挿を行ない、
次に内挿された画素およびサブサンプリングした画素に
ついて、隣接する4つの画素が正方形若しくは正方形に
近い四辺形の頂点を構成し、なおかつその中心が内挿さ
れるべき画素の位置と一致するものについて、その内挿
されるべき画素の値を求めてゆき、周囲4つの参照画素
を基に順次内挿を行なっていくことを特徴とする画素内
挿方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209155A JPS6268366A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 画素内插方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209155A JPS6268366A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 画素内插方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6268366A true JPS6268366A (ja) | 1987-03-28 |
Family
ID=16568224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60209155A Pending JPS6268366A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 画素内插方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6268366A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01185777A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-25 | Canon Inc | 画像補間方法 |
| JPH0343795A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Sanyo Electric Co Ltd | 表示制御方法 |
| US7039254B1 (en) | 1999-08-05 | 2006-05-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Image interpolating method |
| KR100636606B1 (ko) | 1998-08-06 | 2006-10-20 | 소니 가부시끼 가이샤 | 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 기록 매체 |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60209155A patent/JPS6268366A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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