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JP2001189850A - Device and method for converting resolution - Google Patents

Device and method for converting resolution

Info

Publication number
JP2001189850A
JP2001189850A JP37558499A JP37558499A JP2001189850A JP 2001189850 A JP2001189850 A JP 2001189850A JP 37558499 A JP37558499 A JP 37558499A JP 37558499 A JP37558499 A JP 37558499A JP 2001189850 A JP2001189850 A JP 2001189850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
resolution conversion
interpolation function
interpolation
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP37558499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Orimo
達也 織茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP37558499A priority Critical patent/JP2001189850A/en
Publication of JP2001189850A publication Critical patent/JP2001189850A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4007Scaling 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)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)
  • Image Processing (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a circuit by using a single interpolation circuit and to use a high-level interpolating method in a resolution converter. SOLUTION: The resolution converter in a picture processor for converting the resolution of a picture is provided with a picture property detection circuit for discriminating characters or a natural picture from video signals in which characters and a natural picture coexist, an interpolation function generating circuit for generating an interpolation function by a cubic convolution system based on the discrimination of the character or the natural picture, and a resolution converting circuit for performing resolution conversion of contracting or magnifying to the video signal based on the interpolation function outputted from the interpolation function generating circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置にお
ける解像度変換装置及びその方法に関し、入力映像信号
を縮小または拡大の解像度変換を行う解像度変換装置及
びその方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a resolution conversion apparatus and method for an image processing apparatus, and more particularly to a resolution conversion apparatus and method for performing resolution conversion for reducing or enlarging an input video signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、画像処理装置における解像度変換
装置は、特に液晶ディスプレイ(以下、LCD)や、プ
ラズマディスプレイ(以下、PDP)などの固定画素表
示デバイスにおいて、種々の入力信号を表示するための
回路として、用いられている。
2. Description of the Related Art Hitherto, a resolution conversion device in an image processing apparatus has been used to display various input signals particularly in a fixed pixel display device such as a liquid crystal display (hereinafter, LCD) or a plasma display (hereinafter, PDP). It is used as a circuit.

【0003】このような、解像度変換装置は、一般的に
なってきているが、近年その画質を向上させることが要
求されている。また、LCDやPDPは、パーソナルコ
ンピュータのモニタとして使われる場合が多く、パーソ
ナルコンピュータの映像出力も、最近のパーソナルコン
ピュータは、DVD−ROMドライブや、TVチューナ
を搭載したものも多く、コンピュータ映像の一部を、ウ
ィンドウ表示で、自然画による動画像を表示する場合が
ある。
[0003] Such a resolution conversion device has become popular, but in recent years it has been required to improve the image quality. In addition, LCDs and PDPs are often used as monitors for personal computers, and video outputs of personal computers are often used. Recently, many personal computers have a DVD-ROM drive or a TV tuner, and some computer images are output. The part may display a moving image of a natural image in a window display.

【0004】この場合、コンピュータのテキスト文字や
グラフィックスと自然動画像が混在する映像信号となる
が、この映像を、すべて高画質に表示することも、要求
されている。
In this case, a video signal is a mixture of text characters and graphics of a computer and a natural moving image, and it is also required to display all the images with high image quality.

【0005】この要請に応えるために、例えば、特開平
11−055503号公報に開示されているように、自
然画と文字に対する補間回路を持ち適応的に切り替える
ことが提案されている。
In order to meet this demand, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-055503, it has been proposed to adaptively switch between natural images and characters by using an interpolation circuit.

【0006】同公報によれば、デジタル画像を解像度変
換する際に、文字及び自然画が混在する画像であって
も、文字の先鋭度や自然画の階調性を失うことがないよ
うに、解像度の変換の比を整数比M:Nとして、元の画
像をM×M画素の細分化領域に分割し、この中に含まれ
る画素の色成分の種類がしきい値以上であれば、自然画
と判断して線形補間回路の画像処理を、しきい値以下で
あれば、文字画像と判断して細分化されたM×Mの画素
領域毎の相関係数に応じた適応間引き回路の画像処理を
行って、N×N画素に縮小する画像処理装置において、
細分化画像領域毎の縮小処理は、行及び列いずれの方向
についても、M−N本のラインを間引く処理であって、
且つ間引くべきラインを細分化画像領域毎に決定するこ
とが記載されている。
According to the publication, when converting the resolution of a digital image, even if the image is a mixture of characters and a natural image, the sharpness of the character and the gradation of the natural image are not lost. Assuming that the resolution conversion ratio is an integer ratio M: N, the original image is divided into M × M pixel subdivision regions. If the image processing of the linear interpolation circuit is determined to be an image, and if the image processing is equal to or less than the threshold value, the image of the adaptive thinning circuit according to the correlation coefficient for each of the M × M pixel regions determined to be a character image if determined to be a character image. In an image processing apparatus that performs processing and reduces the size to N × N pixels,
The reduction process for each subdivided image region is a process of thinning out MN lines in both the row and column directions.
It also describes that lines to be thinned are determined for each subdivided image area.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】同公報に開示された手
法は、補間回路が2種類必要な事や、補間回路が、線形
補間回路と適応間引き回路で構成されているため、上
記、高画質化要求には応えられない問題がある。
The technique disclosed in the publication requires two types of interpolation circuits and the interpolation circuit is composed of a linear interpolation circuit and an adaptive thinning circuit. There is a problem that cannot be met.

【0008】本発明の主な目的は、補間回路は一つで、
回路を簡略化し、高度な補間方法を用いることにより、
その係数制御により、各映像に最適な補間回路を提供す
ることにある。
The main object of the present invention is to provide a single interpolation circuit.
By simplifying the circuit and using advanced interpolation methods,
An object of the present invention is to provide an optimum interpolation circuit for each image by the coefficient control.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、画像処理装置
における解像度変換装置の部分に、画像の性質を検出す
る回路と、その検出結果に基づき、解像度変換回路の補
間関数の特性を変化する回路を設けたことを特徴として
いる。
According to the present invention, a circuit for detecting the characteristics of an image and a characteristic of an interpolation function of the resolution conversion circuit are changed on the basis of the detection result in a resolution conversion device in the image processing device. The circuit is provided.

【0010】また、本発明は、画像の解像度を変換する
画像処理装置における解像度変換装置において、文字及
び自然画が混在する映像信号から文字か自然画かを判別
する画像性質検出回路と、前記文字か自然画かの判別に
基いてキュービックコンボリューション方式により補間
関数を発生する補間関数発生回路と、前記補間関数発生
回路から出力された補間関数に基づき前記映像信号を縮
小または拡大の解像度変換を行う解像度変換回路とを具
備することを特徴とする。
The present invention also relates to a resolution conversion device in an image processing device for converting the resolution of an image, wherein an image property detection circuit for determining whether a character or a natural image is present from a video signal in which a character and a natural image are mixed, An interpolation function generating circuit that generates an interpolation function by a cubic convolution method based on whether the image signal is a natural image or not, and performs resolution conversion for reducing or enlarging the video signal based on the interpolation function output from the interpolation function generation circuit. A resolution conversion circuit.

【0011】また、本発明は、画像の解像度を変換する
画像処理装置における解像度変換方法において、文字或
いはCG画像及び自然画が混在する映像信号からブロッ
ク毎に又は画素毎に文字或いはCG画像か又は自然画か
を判別し、前記文字或いCG画像か又は自然画かの判別
に基いてキュービックコンボリューション方式により補
間関数を生成し、前記補間関数に基づき前記映像信号を
縮小または拡大の解像度変換を行うことを特徴とする。
本発明による画像処理装置は、図1を参照しつつ説明す
れば、解像度変換回路2という構成に対し、本発明に従
って、画像性質検出回路3、補間関数発生回路4を設け
ている。
The present invention also relates to a resolution conversion method in an image processing apparatus for converting the resolution of an image, wherein a character or a CG image is converted for each block or pixel from a video signal in which a character or a CG image and a natural image are mixed. Determine whether the image is a natural image, generate an interpolation function by a cubic convolution method based on the determination of the character or the CG image or the natural image, and perform resolution conversion for reducing or enlarging the video signal based on the interpolation function. It is characterized by performing.
The image processing apparatus according to the present invention, which will be described with reference to FIG. 1, includes an image property detecting circuit 3 and an interpolation function generating circuit 4 according to the present invention, in addition to the configuration of the resolution converting circuit 2.

【0012】この画像性質検出回路3は、映像信号入力
1が、カメラ等で入力された自然画像か、コンピュータ
等で生成されたテキスト文字、CG画像なのかを画素毎
もしくは、適当なブロック単位で判断し、その情報を補
間関数発生回路4に出力する。補間関数発生回路4で
は、前記情報に基づき、各画像に最適な補間関数を発生
させ、この補間関数に基づき、解像度変換回路2で、縮
小または拡大の解像度変換という動作を実行する。
The image property detection circuit 3 determines whether the video signal input 1 is a natural image input by a camera or the like, a text character or a CG image generated by a computer or the like, on a pixel-by-pixel basis or in an appropriate block unit. Judgment is made and the information is output to the interpolation function generation circuit 4. The interpolation function generation circuit 4 generates an optimum interpolation function for each image based on the information, and the resolution conversion circuit 2 executes an operation called resolution conversion for reduction or enlargement based on the interpolation function.

【0013】従って、各画像の性質に最適な特性を持っ
た、解像度変換処理を行うことができるという効果が得
られる。
Therefore, an effect is obtained that the resolution conversion process can be performed with characteristics optimal for the characteristics of each image.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照しつつ詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to the drawings.

【0015】(1)構成の説明 図1を参照すると、本発明の一実施形態としての画像処
理装置が示されている。本画像処理装置は、解像度変換
回路2と、画像性質検出回路3と、補間関数発生回路4
と、解像度設定回路6とを有する。この画像性質検出回
路3は、入力された映像信号が、自然画像なのか、コン
ピュータ等で生成されたテキスト文字、CG画像なのか
を画素毎もしくは、適当なブロック単位で判断する。画
像性質検出回路3では、ハイパスフィルタと比較器を設
けて、ハイパスフィルタの出力を比較器に入力し、所定
のスレッショルド値と比較し、スレッショルド値より大
きい場合には高周波成分が多いと判断して、テキスト文
字、もしくはCG画像と判断し、スレッショルド値より
小さい場合には自然画像と判断する。その判断結果は、
キュービックコンボリューションにより補間関数を発生
する補間関数発生回路4に供給され、補間関数を決める
係数が出力される。その出力は、解像度変換回路2に入
力され、この補間係数により、解像度変換処理が行われ
る。
(1) Description of Configuration Referring to FIG. 1, there is shown an image processing apparatus as one embodiment of the present invention. This image processing apparatus includes a resolution conversion circuit 2, an image property detection circuit 3, an interpolation function generation circuit 4,
And a resolution setting circuit 6. The image property detection circuit 3 determines whether the input video signal is a natural image, a text character generated by a computer or the like, or a CG image for each pixel or in an appropriate block. In the image property detection circuit 3, a high-pass filter and a comparator are provided, and the output of the high-pass filter is input to the comparator, and is compared with a predetermined threshold value. If the threshold value is larger, it is determined that there are many high-frequency components. , A text character or a CG image, and if it is smaller than the threshold value, it is determined to be a natural image. The result is
It is supplied to an interpolation function generating circuit 4 for generating an interpolation function by cubic convolution, and a coefficient for determining the interpolation function is output. The output is input to a resolution conversion circuit 2, and a resolution conversion process is performed by using the interpolation coefficient.

【0016】補間関数発生回路4は、関数発生用の専用
DSP(Digital Signal Processor)によるハードウェ
ア、または記憶手段を備えてプログラムによるソフトウ
ェアを用いて、キュービックコンボリューション方式に
より補間特性を制御する定数aの指定及び補間位置を変
更することになる解像度の設定に応じて、補間関数h
(t)を演算して、解像度変換回路2に出力する。補間
関数h(t)は、水平・垂直方向に4×4ブロック単位
から、又は4×4ドットから目標ブロック又は目標画素
の解像度変換用の輝度又は色相を演算・出力する。
The interpolation function generating circuit 4 is a constant a for controlling interpolation characteristics by a cubic convolution method using hardware by a dedicated DSP (Digital Signal Processor) for generating functions or software by a program having storage means. And the interpolation function h according to the resolution setting that will change the interpolation position.
(T) is calculated and output to the resolution conversion circuit 2. The interpolation function h (t) calculates and outputs a luminance or a hue for resolution conversion of a target block or a target pixel from a 4 × 4 block unit or from a 4 × 4 dot in the horizontal and vertical directions.

【0017】解像度設定回路6は、キーボードやマウス
等の入力手段により、入力した映像信号の解像度を設定
する設定手段であり、補間関数発生回路4と解像度変換
回路2に応じた信号をそれぞれに出力する。
The resolution setting circuit 6 is a setting means for setting the resolution of an input video signal by input means such as a keyboard and a mouse, and outputs a signal corresponding to the interpolation function generating circuit 4 and the resolution converting circuit 2 to each. I do.

【0018】なお、画像性質検出回路3において、テキ
スト文字もしくはCG画像と自然画像とを判別する方法
には、注目画像近傍の最大濃度と最小濃度の濃度差の大
小で判断することも可能であり、濃度差が所定値より大
きい場合にはテキスト文字もしくはCG画像とし、濃度
差が所定値より小さい場合には自然画像と判断する。こ
の判別方法は、最大濃度と最小濃度の濃度差を検出する
ために、構成上複雑になるが、本実施形態に用いてもよ
い。
In the image property detecting circuit 3, a method of discriminating between a text character or a CG image and a natural image can also be judged based on the difference between the maximum density and the minimum density near the target image. If the density difference is larger than a predetermined value, it is determined to be a text character or a CG image, and if the density difference is smaller than a predetermined value, it is determined to be a natural image. This discrimination method is complicated in configuration in order to detect the density difference between the maximum density and the minimum density, but may be used in the present embodiment.

【0019】(2)動作の説明 以下、本実施形態の動作につき説明する。(2) Description of Operation Hereinafter, the operation of this embodiment will be described.

【0020】図1において、映像信号入力1は、解像度
変換回路2および、画像性質検出回路3に入力される。
画像性質検出回路3は、入力された映像信号の高周波成
分を検出し、あるスレッショルド値以上の場合、コンピ
ュータ等で生成されたテキスト文字、もしくはCG画像
と判断し、あるスレッショルド値未満の場合、カメラ等
で入力された自然画像と判断する。画像性質検出回路3
の出力によって、補間特性を制御する定数aの値が設定
される。
In FIG. 1, a video signal input 1 is input to a resolution conversion circuit 2 and an image property detection circuit 3.
The image property detection circuit 3 detects a high-frequency component of the input video signal. If the high-frequency component is higher than a certain threshold value, it is determined to be a text character or a CG image generated by a computer or the like. It is determined that the input image is a natural image input. Image property detection circuit 3
Sets the value of the constant a for controlling the interpolation characteristics.

【0021】この結果は、補間関数発生回路4に入力さ
れる。補間関数発生回路4では、図2に示すように、キ
ュービックコンボリューションと呼ばれる補間関数を発
生させる。キュービックコンボリューションとは、縮小
または、拡大する際の新しい標本点P(X,Y)の補間
値を、P(X,Y)の周囲16点の各データに、図2に
示す、3次の補間関数を掛け合わせて生成する方式であ
る。
The result is input to the interpolation function generating circuit 4. The interpolation function generation circuit 4 generates an interpolation function called cubic convolution, as shown in FIG. The cubic convolution means that an interpolation value of a new sample point P (X, Y) at the time of reduction or enlargement is added to each data of 16 points around P (X, Y), as shown in FIG. This is a method of generating by multiplying an interpolation function.

【0022】ここで、図2の数式について説明すると、
補間関数h(t)は、
Here, the mathematical formula of FIG. 2 will be described.
The interpolation function h (t) is

【数1】 ・・(1) となる。但し、aは、補間特性を制御する定数、P
(X,Y)の補間値Qは、 Q=ΣΣP(k,l)・h(Xk−X)・h(Yk−Y) ・・(2) と表せる。また、tは、求める補間画素P(X,Y)
と、他の参照点(16点)との、X方向及びY方向の距
離となる。つまり、Xk−X、Yk−Yにあたる。1画素
分の距離は、1である。
(Equation 1) ・ ・ (1) Where a is a constant for controlling the interpolation characteristics, P
The interpolation value Q of (X, Y) is given by: Q = ΣΣP (k, l) · h (Xk−X) · h (Yk−Y)... (2) Also, t is the interpolation pixel P (X, Y) to be obtained.
And the other reference points (16 points) in the X and Y directions
Separated. That is, Xk-X, YkThis corresponds to -Y. One pixel
The minute distance is one.

【0023】よって、h(t)は、x方向で16個、y
方向で16個存在し、この補間値32個と、P(k,
l)の畳込みが、P(X,Y)の値になる。また、Xは
補間画素のx座標、Yは補間画素のy座標、である。
Therefore, h (t) is 16 in the x direction, y
There are 16 in the direction, 32 of these interpolated values and P (k,
The convolution of l) becomes the value of P (X, Y). X is the x coordinate of the interpolation pixel, and Y is the y coordinate of the interpolation pixel.

【0024】また、k,lは参照点のx座標を表す。例
えば、左から数えて、10番目とか、150番目という
数字である。参照画素の座標を一般的に表記するために
使用する。lも同様に、参照点のy方向の座標である。
K and l represent the x coordinate of the reference point. For example, the tenth or 150th number counted from the left. It is used to generally represent the coordinates of a reference pixel. Similarly, 1 is the coordinate of the reference point in the y direction.

【0025】例えば、P(k,l)が、左から100番
目、上から50番目の画素とすると、P(k,l)は、
P(100,50)になる。同様にP(k−1,1−
1)=P(99,49)ということになる。その時、P
(X,Y)が、左から100.75、上から50.25の座標であ
れば、P(100.75, 50.25)になる。
For example, if P (k, l) is the 100th pixel from the left and the 50th pixel from the top, P (k, l) becomes
P (100, 50). Similarly, P (k-1,1-
1) = P (99,49). Then P
If (X, Y) is 100.75 from the left and 50.25 from the top, P (100.75, 50.25).

【0026】つぎに、左上のP(k−1,l−1)=P
(99,49)に対するP(X,Y)の補間値は、以下
の様に求める。
Next, P (k-1, l-1) = P
The interpolated value of P (X, Y) for (99,49) is obtained as follows.

【0027】x方向のt=Xk−X=99−100.7
5=−1.75 tの絶対値が、1以上なので、(1)式から、h(t)
は、2番目の式を使用する。
T = Xk−X = 99−100.7 in the x direction
5 = −1.75 Since the absolute value of t is 1 or more, h (t) is obtained from the equation (1).
Uses the second expression.

【0028】h(t)=h(−1.75)=a│−1.
75│3−5a│−1.75│2 +8a│−1.75│−
4a から補間関数を求める。ここで、aは、定数なので、h
(t)を求めることができる。このh(t)とP(k−
1,l−1)の値を掛けて(結果を仮にRとします)、
次に、Y方向の計算をする。
H (t) = h (-1.75) = a│-1.
75│Three-5a│-1.75│Two + 8a | -1.75 |-
4a to obtain an interpolation function. Here, since a is a constant, h
(T) can be obtained. This h (t) and P (k−
1,1,1) (assuming the result is R),
Next, calculation in the Y direction is performed.

【0029】y方向のt=Yk−Y=49−50.25
=−1.25 であり、tの絶対値が1以上なので、h(t)は、2番
目の式を使用する。
T = Yk-Y = 49-50.25 in the y direction
= −1.25 and the absolute value of t is 1 or more, so h (t) uses the second equation.

【0030】h(t)=h(−1.25)=a│−1.
25│3−5a│−1.25│2 +8a│−1.25│−
4a から、y方向の補間関数を求める。このh(t)と、先
程求めたRを掛けてP(k−1,l−1)の補間値を求
める。同様に他の15点を計算し、すべての結果を足し
合わせると、P(X,Y)の値Qが求まる。これが、補
間画素の値になる。つまり、この計算が、 Q=ΣΣP(k,l)・h(Xk−X)・h(Yk−Y) に当たり、補間値Qとなる。
H (t) = h (-1.25) = a│-1.
25│Three−5a | −1.25 |Two + 8a│-1.25│-
From 4a, an interpolation function in the y direction is obtained. This h (t) and earlier
Multiply the obtained R to obtain the interpolated value of P (k-1, l-1)
Confuse. Similarly, calculate the other 15 points and add all the results.
Together, the value Q of P (X, Y) is obtained. This is the supplement
It becomes the value of the inter-pixel. That is, this calculation is: Q = ΣΣP (k, l) · h (Xk−X) · h (Yk−Y), and becomes the interpolation value Q.

【0031】この場合の補間特性は、補間特性を制御・
決定する定数aによって、変化することができる。定数
aを変化させた時の補間特性の変化を図3にしめす。図
3において、補間関数h(t)の(1)式の結果を表し
ている。横軸は、間隔tである。つまり、補間画素と参
照画素のX方向、及びY方向の距離である。前述の例で
は、t=−1.75やt=−1.25の時のh(t)の
値などが読みとれる。
In this case, the interpolation characteristic controls the interpolation characteristic.
It can be changed by the determined constant a. FIG. 3 shows a change in the interpolation characteristic when the constant a is changed. FIG. 3 shows the result of equation (1) of the interpolation function h (t). The horizontal axis is the interval t. That is, the distance between the interpolation pixel and the reference pixel in the X and Y directions. In the example described above, the value of h (t) at t = -1.75 or t = -1.25 can be read.

【0032】また、例えばaの値が−2の場合は、補間
カーブが急峻になり、補間特性としては、鮮鋭感が増す
効果があり、テキスト文字、もしくはCG画像に対する
補間に適する。テキスト文字もしくはCG画像は、背景
画に対して急峻な変化を伴って輝度及び色相が変化する
場合が多く、周波数的にも高周波成分を伴うことも多
く、テキスト文字もしくはCG画像と判断された場合
に、a=−2.0として補間関数h(t)を算出して、
当該補間関数h(t)による補正係数を解像度変換回路
2に供給する。
For example, when the value of a is -2, the interpolation curve becomes steep, and the interpolation characteristic has an effect of increasing sharpness, and is suitable for interpolation of a text character or a CG image. A text character or CG image often changes in luminance and hue with a steep change with respect to a background image, often has a high frequency component in terms of frequency, and is determined to be a text character or CG image. Then, an interpolation function h (t) is calculated by setting a = −2.0.
The correction coefficient based on the interpolation function h (t) is supplied to the resolution conversion circuit 2.

【0033】逆に、aの値が−0.5の場合は、補間カ
ーブが緩やかになり、一般の自然画像に対した補間特性
になる。すなわち、自然画像の場合、一般に、自然の中
で建築物や陸橋等の人為的に作成された人工物に対して
暫増暫減の変化で、急激な輝度変化や色相変化は少な
く、高周波成分の量は少ないので、補間特性を制御・決
定する定数aは小さい値に設定されて、補間関数h
(t)を算出して、解像度変換回路2に供給される。
On the other hand, when the value of a is -0.5, the interpolation curve becomes gentle, and the interpolation characteristic becomes that of a general natural image. In other words, in the case of a natural image, in general, there are few sudden changes in luminance and hue due to changes in man-made objects such as buildings and overpasses in nature. Is small, the constant a for controlling and determining the interpolation characteristic is set to a small value, and the interpolation function h
(T) is calculated and supplied to the resolution conversion circuit 2.

【0034】図2に示す、P(X,Y)は、現在のサン
プル点には無い画素で、解像度を変換した場合に、新た
に発生する画素を指している。また、P(X,Y)の周
りのブロック、例えばP(k,l)と、P(k+1,
l),P(k+1,l+1),P(k,l+1)で囲む
ブロックは、画像の性質を求める際に使用するものであ
る。ブロック単位の判定で、補間係数を切り替える場合
は、P(X,Y)が存在するブロックの判定で切り替え
変換することになる。
P (X, Y) shown in FIG. 2 is a pixel that does not exist at the current sample point, and indicates a pixel newly generated when the resolution is converted. Also, blocks around P (X, Y), for example, P (k, l) and P (k + 1,
The blocks surrounded by l), P (k + 1, l + 1), and P (k, l + 1) are used when obtaining the properties of the image. When the interpolation coefficient is switched in the block unit determination, the switching conversion is performed by determining the block in which P (X, Y) exists.

【0035】上述したように求めた補間値Qは、解像度
を変換した場合に新たに発生する画素の値になる。この
補間値Qが解像度変換回路の出力そのものである。この
Qの集合が、解像度変換された後の、映像信号になる。
また、解像度設定回路6からの解像度設定信号に応じ
て、画像の位置が変更される。
The interpolation value Q obtained as described above becomes a pixel value newly generated when the resolution is converted. This interpolation value Q is the output itself of the resolution conversion circuit. This set of Qs becomes a video signal after resolution conversion.
Further, the position of the image is changed according to the resolution setting signal from the resolution setting circuit 6.

【0036】ここで、あらかじめ、テキスト文字、もし
くはCG画像用の補間に適した特性を発生させる定数a
と、一般自然画像の補間に適した特性を発生させる定数
aを用意しておき、前記画像性質検出回路3で、画素毎
もしくは、適当なブロック単位で判定結果に基づき、補
間関数発生回路4で、各画像に最適な補間関数を発生さ
せ、解像度変換回路2に入力する。
Here, a constant a for generating characteristics suitable for interpolation for text characters or CG images in advance
And a constant a for generating a characteristic suitable for interpolation of a general natural image is prepared, and the interpolation function generation circuit 4 generates the image property detection circuit 3 based on the determination result for each pixel or in an appropriate block unit. , An interpolation function optimal for each image is generated and input to the resolution conversion circuit 2.

【0037】解像度変換回路2では、入力された補間関
数に基づき、補間値Qが求められ、縮小または拡大の解
像度変換を行い、映像出力5に出力する。
The resolution conversion circuit 2 obtains an interpolation value Q based on the input interpolation function, performs resolution conversion for reduction or enlargement, and outputs the result to the video output 5.

【0038】解像度変換回路2の詳細を、図4に示し、
その動作を説明する。映像信号入力1は、まず垂直方向
の解像度変換部により、先入れ先出しのバッファである
FIFO(First In First Out)20に入力され、垂直
の解像度変換に伴う時間軸の変動を吸収する。その出力
は、ラインメモリ21,22、23に入力され、FIF
O20の出力と併せて、4ライン分のデータを用意す
る。おのおの出力は、係数器24、25、26、27に
入力される。一方、補間係数発生回路4からの補間値Q
のデータ11は、係数発生回路12に入力され、そのデ
ータと実際の画像位置情報をもとに、係数器24〜27
に入力する係数を発生させる。また、この係数発生回路
12には、画像性質検出回路の判定結果に応じた定数
a、縮小率/拡大率、X方向及びY方向の位置情報に基
づき、補間係数を発生させるものである。以上のものを
入力とし、補間係数を出力とするROM/RAMを使用
したLUT(ルックアップテーブル)として装備されて
いる。また、係数発生回路12には、キーボード等から
の解像度の設定に応じた設定信号13が入力され、この
設定信号によって、例えば係数発生回路12内のルック
アップテーブルを設定し、このルックアップテーブルか
ら補間値Qに応じた係数を発生する。係数発生回路12
ではタイミング的にシリアルに係数器に入力される係数
値のデジタル信号を出力する。
The details of the resolution conversion circuit 2 are shown in FIG.
The operation will be described. The video signal input 1 is first input to a FIFO (First In First Out) 20 which is a first-in first-out buffer by a vertical resolution converter, and absorbs a change in the time axis due to the vertical resolution conversion. The output is input to line memories 21, 22, and 23,
In addition to the output of O20, data for four lines is prepared. The respective outputs are input to coefficient units 24, 25, 26, 27. On the other hand, the interpolation value Q from the interpolation coefficient generation circuit 4
Is input to a coefficient generation circuit 12, and based on the data and actual image position information, coefficient units 24 to 27 are output.
Generate a coefficient to input to. The coefficient generating circuit 12 generates an interpolation coefficient based on the constant a, the reduction ratio / enlargement ratio, and the position information in the X and Y directions according to the determination result of the image property detection circuit. It is provided as an LUT (lookup table) using a ROM / RAM that receives the above as input and outputs an interpolation coefficient. Further, a setting signal 13 corresponding to the setting of the resolution from a keyboard or the like is input to the coefficient generation circuit 12, and a lookup table in the coefficient generation circuit 12, for example, is set by the setting signal. A coefficient corresponding to the interpolation value Q is generated. Coefficient generation circuit 12
Then, a digital signal of a coefficient value input to the coefficient unit is output serially in timing.

【0039】また、係数器24、25、26、27で
は、上記係数を入力信号に掛け合わせ、係数器24、2
5、26、27の出力は、それぞれ、h(−1−y),
h(0−y),h(1−y),h(2−y)となり、加
算器28,29,30で、各々の結果を足しあわせる。
その場合、加算器28の結果はh(−1−y)+h(0
−y)となり、加算器29の結果はh(1−y)+h
(2−y)となり、加算器30の出力はh(−1−y)
+h(0−y)+h(1−y)+h(2−y)となる。
In the coefficient units 24, 25, 26, and 27, the above coefficients are multiplied by the input signals,
The outputs of 5, 26 and 27 are h (−1−y),
h (0-y), h (1-y), h (2-y), and the adders 28, 29, 30 add up the respective results.
In that case, the result of the adder 28 is h (−1−y) + h (0
−y), and the result of the adder 29 is h (1−y) + h
(2-y), and the output of the adder 30 is h (-1-y).
+ H (0-y) + h (1-y) + h (2-y).

【0040】加算器30の出力は、次に水平方向の解像
度変換部により、キュービックコンボリューションの水
平方向の隣接画素の解像度変換処理を行う。図3におい
て、加算器30の出力は、1画素遅延する1ドット遅延
器31,32、33に入力され、加算器30の出力と併
せて、4画素分のデータを用意する。おのおの出力は、
係数器34、35、36、37に入力される。一方、補
間係数発生回路4からのデータ11は、係数発生回路1
2に入力され、そのデータと実際の画像位置情報をもと
に、係数器34〜37に入力する係数を発生させる。
The output of the adder 30 is then subjected to a horizontal resolution conversion unit to perform resolution conversion processing on adjacent pixels in the horizontal direction of the cubic convolution. In FIG. 3, the output of the adder 30 is input to one-dot delay units 31, 32, and 33 that delay one pixel, and together with the output of the adder 30, prepares data for four pixels. Each output is
The coefficients are input to coefficient units 34, 35, 36, and 37. On the other hand, the data 11 from the interpolation coefficient generation circuit 4
2 and generates coefficients to be input to coefficient units 34 to 37 based on the data and the actual image position information.

【0041】係数器34、35、36、37では、上記
係数を入力信号に掛け合わせ、係数器34〜37の出力
は、それぞれ、h(−1−x),h(0−x),h(1
−x),h(2−x)となり、加算器38,39,40
で、各々の結果を足しあわせる。その場合、加算器38
の結果はh(−1−x)+h(0−x)となり、加算器
39の結果はh(1−x)+h(2−x)となり、加算
器40の出力はh(−1−x)+h(0−x)+h(1
−x)+h(2−x)となる。
In the coefficient units 34, 35, 36, and 37, the above coefficients are multiplied by the input signal, and the outputs of the coefficient units 34 to 37 are h (−1−x), h (0−x), h ( (1
−x), h (2-x), and the adders 38, 39, 40
Then, add each result. In that case, the adder 38
Is h (-1-x) + h (0-x), the result of the adder 39 is h (1-x) + h (2-x), and the output of the adder 40 is h (-1-x) ) + H (0-x) + h (1
−x) + h (2-x).

【0042】以上の動作が、垂直方向の解像度変換処理
にあたり、さらに同様に後段の水平方向の解像度変換処
理により、併せて、キュービックコンボリューションに
よる解像度変換処理が行われる。水平方向の解像度変換
処理は、ラインメモリ部が1ドット遅延に置き換わるだ
けであり、構成上の差異は小さい。水平方向の解像度変
換処理後は、FIFO41で、時間軸の補正を行った
後、映像信号出力5として、出力する。
The above operation corresponds to the resolution conversion processing in the vertical direction, and the resolution conversion processing in the horizontal direction in the subsequent stage is also performed together with the resolution conversion processing by cubic convolution. In the horizontal resolution conversion process, only the line memory unit is replaced by a one-dot delay, and the difference in configuration is small. After the horizontal resolution conversion process, the FIFO 41 corrects the time axis and outputs the video signal as the video signal output 5.

【0043】[0043]

【発明の効果】このように、本発明では、画像性質検出
装置で、カメラ等で入力された自然画像か、コンピュー
タ等で生成されたテキスト文字、CG画像なのかを画素
毎もしくは、適当なブロック単位で判断し、前記情報に
基づき、各画像に最適な補間関数を発生させ、解像度変
換を行うので、各画像の性質に最適な特性を持った、解
像度変換処理を行うことができるという効果が得られ
る。
As described above, according to the present invention, the image property detecting device determines whether a natural image input by a camera or the like, a text character or a CG image generated by a computer or the like is pixel by pixel or an appropriate block. Judgment is made in units, based on the information, an optimal interpolation function is generated for each image, and resolution conversion is performed. Therefore, an effect that resolution conversion processing having characteristics optimal for the properties of each image can be performed can be performed. can get.

【0044】また、補間回路は、キュービックコンボリ
ューションを採用し、高精度な補間が可能であるという
効果と、補間回路一つで、係数だけを変化させることに
より、補間を行うので、ハードウェアの規模を減らすこ
とができるという効果を併せ持つことができる。
The interpolation circuit employs cubic convolution, which enables high-precision interpolation, and performs interpolation by changing only the coefficients with one interpolation circuit. The effect that the scale can be reduced can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による画像処理装置の解像度変換回路の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a resolution conversion circuit of an image processing device according to the present invention.

【図2】本発明による画像処理装置のキュービックコン
ボリューションの説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of cubic convolution of the image processing device according to the present invention.

【図3】本発明による画像処理装置のキュービックコン
ボリューションの補間関数の特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram of an interpolation function of a cubic convolution of the image processing apparatus according to the present invention.

【図4】本発明による画像処理装置の解像度変換回路の
具体的回路図である。
FIG. 4 is a specific circuit diagram of a resolution conversion circuit of the image processing device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 映像信号入力 2 解像度変換回路 3 画像性質検出回路 4 補間関数発生回路 5 映像信号出力 11 補間関数発生回路出力信号 12 係数発生回路 20,41 FIFO 21〜23 1ラインメモリ 24〜27,34〜37 係数乗算器 31〜33 1ドット遅延器 28〜30,38〜40 加算器 REFERENCE SIGNS LIST 1 video signal input 2 resolution conversion circuit 3 image property detection circuit 4 interpolation function generation circuit 5 video signal output 11 interpolation function generation circuit output signal 12 coefficient generation circuit 20, 41 FIFO 21 to 23 1 line memory 24 to 27, 34 to 37 Coefficient multiplier 31-33 1 dot delay unit 28-30, 38-40 Adder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 BA23 BA30 CA01 CA02 CA06 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB06 CB08 CB12 CB16 CC03 CD06 CH01 CH18 DA08 DA17 DB02 DB05 DB06 DB08 DB09 DC22 DC36 5C076 AA21 AA22 AA27 BA05 BB25 CA10 CB01 5C080 AA05 AA10 BB05 CC03 DD22 DD30 EE32 FF09 JJ02 JJ05 KK02 KK43 5C082 AA01 AA02 BA02 BA12 BA34 BA35 BD02 CA11 CA21 CA33 CA34 CA84 CB01 MM02 MM04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page F-term (reference) AA10 BB05 CC03 DD22 DD30 EE32 FF09 JJ02 JJ05 KK02 KK43 5C082 AA01 AA02 BA02 BA12 BA34 BA35 BD02 CA11 CA21 CA33 CA34 CA84 CB01 MM02 MM04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像の解像度を変換する画像処理装置に
おける解像度変換装置において、文字及び自然画が混在
する映像信号から文字か自然画かを判別する画像性質検
出回路と、前記文字か自然画かの判別に基いてキュービ
ックコンボリューション方式により補間関数を発生する
補間関数発生回路と、前記補間関数発生回路から出力さ
れた補間関数に基づき前記映像信号を縮小または拡大の
解像度変換を行う解像度変換回路とを具備することを特
徴とする解像度変換装置。
1. A resolution conversion device in an image processing device for converting the resolution of an image, comprising: an image property detection circuit for determining whether a character or a natural image is present from a video signal in which a character and a natural image are mixed; An interpolation function generation circuit that generates an interpolation function based on the determination of the cubic convolution method, and a resolution conversion circuit that performs resolution conversion for reducing or enlarging the video signal based on the interpolation function output from the interpolation function generation circuit. A resolution conversion device comprising:
【請求項2】 前記画像性質検出装置は、前記映像信号
から高周波成分を検出するハイパスフィルタと、前記ハ
イパスフィルタの出力と所定値とを比較する比較器とか
らなり、前記映像信号の画素又はブロック単位で文字か
自然画かを判別する判別信号を出力することを特徴とす
る請求項1に記載の解像度変換装置。
2. The image property detecting device includes a high-pass filter for detecting a high-frequency component from the video signal, and a comparator for comparing an output of the high-pass filter with a predetermined value. The resolution conversion apparatus according to claim 1, wherein a determination signal for determining whether the image is a character or a natural image is output in units.
【請求項3】 前記補間関数発生回路は、前記画像性質
検出回路からの補間特性を制御・決定する定数aにより
前記キュービックコンボリューションにより補間関数を
発生することを特徴とする請求項1に記載の解像度変換
装置。
3. The interpolation function generation circuit according to claim 1, wherein the interpolation function generation circuit generates an interpolation function by the cubic convolution using a constant a for controlling and determining an interpolation characteristic from the image property detection circuit. Resolution converter.
【請求項4】 前記解像度変換回路は、前記映像信号を
FIFOで受け、複数のラインメモリと同数+1個の係
数乗算器と前記同数+1個の係数乗算器の各出力を加算
する加算器とからなる垂直方向解像度変換部と、複数の
1ドット遅延器と同数+1個の係数乗算器と前記同数+
1個の係数乗算器の各出力を加算する加算器とからなる
水平方向解像度変換部と、前記水平方向解像度変換部の
出力を受けるFIFOと、前記補間関数発生回路からの
補間関数から前記各係数乗算器の係数を発生する係数発
生回路とから構成されることを特徴とする請求項1に記
載の解像度変換装置。
4. The resolution conversion circuit receives the video signal by FIFO, and comprises a plurality of line memories, an equal number + 1 coefficient multipliers, and an adder for adding respective outputs of the same number + 1 coefficient multipliers. Vertical resolution conversion unit, a plurality of 1-dot delay units, and the same number + 1 coefficient multipliers and the same number +
A horizontal resolution conversion unit comprising an adder for adding each output of one coefficient multiplier; a FIFO receiving an output of the horizontal resolution conversion unit; and each coefficient from an interpolation function from the interpolation function generation circuit. 2. The resolution conversion apparatus according to claim 1, further comprising a coefficient generation circuit for generating a coefficient of the multiplier.
【請求項5】 画像の解像度を変換する画像処理装置に
おける解像度変換方法において、文字或いはCG画像及
び自然画が混在する映像信号からブロック毎に又は画素
毎に前記文字或いはCG画像か又は前記自然画かを判別
し、前記文字或いはCG画像か又は自然画かの判別に基
いてキュービックコンボリューション方式により補間関
数を生成し、前記補間関数に基づき前記映像信号を縮小
または拡大の解像度変換を行うことを特徴とする解像度
変換方法。
5. A resolution conversion method in an image processing apparatus for converting the resolution of an image, wherein the character or CG image or the natural image is obtained for each block or pixel from a video signal in which a character or a CG image and a natural image are mixed. And generating an interpolation function by a cubic convolution method based on the determination of the character or the CG image or the natural image, and performing resolution conversion of reduction or enlargement of the video signal based on the interpolation function. Characteristic resolution conversion method.
【請求項6】 前記文字或いはCG画像か又は前記自然
画かの判別は、前記ブロック毎の又は前記画素毎の高周
波成分を出力レベルに応じて判別することを特徴とする
解像度変換方法。
6. The resolution conversion method according to claim 1, wherein the determination as to whether the image is a character or a CG image or a natural image is made by determining a high-frequency component for each block or each pixel according to an output level.
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