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JP2004056586A - Image processor and image processing method - Google Patents

Image processor and image processing method Download PDF

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Publication number
JP2004056586A
JP2004056586A JP2002212812A JP2002212812A JP2004056586A JP 2004056586 A JP2004056586 A JP 2004056586A JP 2002212812 A JP2002212812 A JP 2002212812A JP 2002212812 A JP2002212812 A JP 2002212812A JP 2004056586 A JP2004056586 A JP 2004056586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pixel
image
interpolation
reference pixel
pixels
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
JP2002212812A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Shirakawa
白川 浩一
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.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology 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 Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2002212812A priority Critical patent/JP2004056586A/en
Publication of JP2004056586A publication Critical patent/JP2004056586A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR 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
    • G06T3/403Edge-driven scaling; Edge-based scaling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a smooth interpolating image with few jaggies for an original image having an oblique direction component by adaptively changing a selecting method of a reference pixel. <P>SOLUTION: An edge detecting means 2 detects pixels constituting an edge part of an image in the original image by an interlaced signal 1. A reference pixel selecting means 3 selects a reference pixel for generating an interpolation pixel according to the arrangement pattern of the detected pixels constituting the edge part of the image within a prescribed area centered on an attentional interpolation pixel. An interpolation pixel generating means 4 generates an interpolation pixel on the basis of the selected reference pixel and outputs a progressive signal 5 constituting an interpolation image. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はインターレース信号を画素補間処理してプログレッシブ信号を生成する画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョンで使用されるインターレース信号をコンピュータディスプレイ上に表示するには、1ラインおきのインターレース信号の画素補間処理を行い、コンピュータで使用するプログレッシブ信号に変換する必要がある。図7は従来の画像処理装置におけるインターレース信号の同一フィールド内での画素補間処理を説明する図である。図において、ラインL,L+1はインターレース信号の原ラインであり、原ライン上の画素から補間画素を生成する。
【0003】
図7に示すように、それぞれのラインの画素値をA(X−1),A(X),A(X+1)及びB(X−1),B(X),B(X+1)とする。ここで、補間画素の画素値P(X)を求める場合に、求める補間画素の上下のラインで垂直に隣り合う画素を参照画素とし、つまり画素値A(X)の画素及び画素値B(X)の画素を参照画素とし、この参照画素対の画素値の平均値を求め、その平均値を補間画素の画素値とする。すなわち、
P(X)=(A(X)+B(X))/2
とする。以下、この補間法を上下補間法と呼ぶ。
【0004】
この上下補間法では、回路構成等が少ないという利点があるが、インターレース信号による原画像に斜め線を含む場合に、プログレッシブ信号による補間画像の斜め成分がギザギザになってしまうジャギーが多くなるという欠点がある。
【0005】
また、他の補間法としては、着目する補間画素を生成するための参照画素として、画素値の差分が小さい対を選択する相関補間法がある。この方法では、画素値P(X)の補間画素に対して、画素値A(X−1)の画素と点対称な画素値B(X+1)の画素との差分の絶対値|A(X−1)−B(X+1)|を求める。以下、同様に、|A(X)−B(X)|、|A(X+1)−B(X−1)|を求める。
【0006】
この3つの差分の絶対値のうち最小のものを相関が一番高いとみなして、この画素を補間画素を生成するための必要な参照画素とする。例えば、|A(X−1)−B(X+1)|が最小の場合に、画素値A(X−1)の画素と画素値B(X+1)の画素を参照画素対とし、補間画素の画素値P(X)を、
P(X)=(A(X−1)+B(X+1))/2
とする。ただし、この相関補間法の場合には、誤って適切な参照画素対を選択できなければ、かえって画像劣化を引き起こす可能性がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像処理装置は以上のように構成されているので、上下補間法の場合には、原画像に斜め線を含む場合に補間画像の斜め成分がギザギザとなってしまうジャギーが多くなり、また、相関補間法の場合には、適切な参照画素対を選択できなければ、かえって画像劣化を引き起こしてしまうという課題があった。
【0008】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、画像のエッジ部付近における補間画素を生成する場合と、それ以外の場合とで、参照画素の選択方法を適応的に変化させ、斜め方向の成分を持った原画像に対してジャギーの少ない滑らかな補間画像を生成できる画像処理装置及び画像処理方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像処理装置は、インターレース信号による原画像における画像のエッジ部を構成する画素を検出するエッジ検出手段と、着目する補間画素を中心にした所定の領域内で、検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより、補間画素を生成するための参照画素を選択する参照画素選択手段と、選択された参照画素に基づいて補間画素を生成し、補間画像を構成するプログレッシブ信号を出力する補間画素生成手段とを備えたものである。
【0010】
この発明に係る画像処理装置は、エッジ検出手段が、水平方向に隣接する画素の差分と所定の闘値との比較を行い、差分が闘値より大きな画素を、画像のエッジ部を構成する画素として検出するものである。
【0011】
この発明に係る画像処理装置は、参照画素選択手段が、補間画素を中心にした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内で検出された画像のエッジ部を構成する画素を、参照画素として選択し、補間画素生成手段が参照画素の画素値の平均値を画素値とする補間画素を生成するものである。
【0012】
この発明に係る画像処理装置は、参照画素選択手段が補間画素に対して点対称となる画素を参照画素として選択するものである。
【0013】
この発明に係る画像処理装置は、参照画素選択手段が補間画素に対して点対称となる2対の画素を参照画素として選択するものである。
【0014】
この発明に係る画像処理装置は、参照画素選択手段が補間画素に対して点対称とならない画素を参照画素として選択し、補間画素生成手段が参照画素の画素値に重み付けをして平均値を求めるものである。
【0015】
この発明に係る画像処理装置は、エッジ検出手段が画像のエッジ部を構成する画素を検出しない場合に、参照画素選択手段が着目した補間画素の1ライン上の真上の画素と1ライン下の真下の画素を参照画素として選択し、補間画素生成手段が参照画素の画素値の平均値を画素値とする補間画素を生成するものである。
【0016】
この発明に係る画像処理方法は、インターレース信号による原画像における画像のエッジ部を構成する画素を検出する第一のステップと、着目する補間画素を中心にした所定の領域内で、検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより、補間画素を生成するための参照画素を選択する第二のステップと、選択された参照画素に基づいて補間画素を生成し、補間画像を構成するプログレッシブ信号を出力する第三のステップとを備えたものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図において、1は入力される原画像を構成するインターレース信号、2は原画像において画像のエッジ部を構成する画素を検出するエッジ検出手段、3は着目する補間画素を中心とした所定の領域内で、エッジ検出手段2により検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより、補間画素を生成するための参照画素を選択する参照画素選択手段、4は参照画素選択手段3により選択された参照画素に基づいて補間画素を生成して補間画像を構成するプログレッシブ信号5を出力する補間画素生成手段である。
【0018】
次に動作について説明する。
エッジ検出手段2は入力されたインターレース信号1による原画像において画像のエッジ部を構成する画素を検出する。ここでは、隣接する画素の1次微分を求めることにより画像のエッジ部を検出する。
【0019】
図2はエッジ検出手段2による画像のエッジ部の検出を説明する図であり、図2(a)は時刻tに対する画素値a(t)を示し、図2(b)は時刻tに対する隣接する画素値との差分絶対値DIFF(t)を示している。時刻t,t+1に入力される画素をそれぞれa(t),a(t+1)とすると、エッジ検出手段2は、その画素値の差分の絶対値DIFF(t)を次式により求める。
DIFF(t)=|a(t+1)−a(t)|
【0020】
エッジ検出手段2は求めた絶対値DIFF(t)と所定の闘値THとを比較して、DIFF(t)が闘値THより大きい場合は、画素値a(t)の画素を、画像のエッジ部を構成する画素として検出し、DIFF(t)が闘値THより小さい場合は、画素値a(t)の画素を、画像のエッジ部を構成しない画素と判定する。図2の例では、エッジ検出手段2は画素値a(3)の画素を、画像のエッジを構成する画素として検出する。
【0021】
参照画素選択手段3は着目する補間画素を求めるために必要な参照画素対を選択する。図3は着目する補間画素と原ライン上の画素を示す図である。図において、◎印が着目する補間画素Pを示し、補間画素Pの上側の原ラインをラインAとし、下側の原ラインをラインBとし、ラインA上の画素をa,b,c,d,eとし、ラインB上の画素をp,q,r,s,tとする。
【0022】
図4は所定の領域内に画像のエッジ部が存在する場合の参照画素選択手段3による参照画素対の選択を説明する図である。図において、エッジ検出手段2で検出された画像のエッジ部を構成する画素を●印で示し、それ以外の画素を○印で示している。参照画素選択手段3は着目する補間画素を中心とした所定の領域内で、エッジ検出手段2により検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより補間画素を生成するための参照画素を選択するが、この所定の領域として、この画像処理装置の回路規模を適切なものにするために、補間画素を中心にした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域を設定する。
【0023】
図4の例では、ラインA上の画素bとラインB上の画素sが画像のエッジ部を構成する画素として検出されているので、着目する補間画素Pを中心とした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内に点線で示した画像のエッジ部が存在することになり、参照画素選択手段3は補間画素Pの参照画素として画素b及び画素sを選択する。
【0024】
補間画素生成手段4は選択された参照画素b及び参照画素sにより補間画素Pを生成する。すなわち、補間画素生成手段4は、参照画素bの画素値及び参照画素sの画素値の平均値を画素値とする補間画素Pを生成して補間画像を構成するプログレッシブ信号5を出力する。
【0025】
図5は所定の領域内に画像のエッジ部が存在する場合の参照画素選択手段3による他の参照画素対の選択を説明する図である。図4の例では、着目する補間画素Pに対して点対称の位置にある画素bと画素sが、画像のエッジ部を構成する画素として検出された例を示しているが、図5の例では、着目する補間画素Pに対して点対称の位置にない画素bと画素tが、画像のエッジ部を構成する画素として検出された例を示している。
【0026】
図5に示すような位置の画素が画像のエッジ部を構成する画素として検出された場合には、参照画素選択手段3は補間画素Pの参照画素として画素bを選択すると共に、画素tの代わりに簡易的に画素bと点対称の位置にある画素sを選択する。そして、図4に示す場合と同様に、補間画素生成手段4は、参照画素bの画素値及び参照画素sの画素値の平均値を画素値とする補間画素Pを生成して補間画像を構成するプログレッシブ信号5を出力する。ここでは、画素tと点対称の位置にある画素aを選択しても良い。
【0027】
また、図5に示すような位置の画素が画像のエッジ部を構成する画素として検出された場合には、参照画素選択手段3は補間画素Pの参照画素として画素bと画素tを選択し、補間画素生成手段4は、参照画素bの画素値及び参照画素tの画素値の平均値を補間画素Pの画素値として求める際に、補間画素Pより離れた位置にある参照画素tの画素値の重み付けを参照画素bより軽くして、補間画素Pの画素値として求めても良く、変化の激しい斜め線を含む原画像に対しても、画像劣化の少ない補間画像を生成できる。
【0028】
さらに、図5に示すような位置の画素が画像のエッジ部を構成する画素として検出された場合には、参照画素選択手段3は補間画素Pの参照画素として、補間画素Pと点対称の位置にある2対の画素、すなわち画素aと画素t、及び画素bと画素sを選択し、補間画素生成手段4は、参照画素a,b,s,tの画素値の平均値を補間画素Pの画素値として求めても良く、同様に、変化の激しい斜め線を含む原画像に対しても、画像劣化の少ない補間画像を生成できる。
【0029】
図6は所定の領域内に画像のエッジ部が存在しない場合の参照画素選択手段3による参照画素対の選択を説明する図である。このように、着目する補間画素Pを中心とした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内に、画像のエッジ部を構成する画素が存在しない場合には、参照画素選択手段3は、上下補間法により、補間画素Pの参照画素として画素c及び画素rを選択する。
【0030】
補間画素生成手段4は選択された参照画素c及び参照画素rにより補間画素Pを生成する。すなわち、補間画素生成手段4は、参照画素cの画素値及び参照画素rの画素値の平均値を画素値とする補間画素Pを生成して補間画像を構成するプログレッシブ信号5を出力する。
【0031】
このように、参照画素選択手段3は、着目する補間画素Pを中心とした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内の画素から、画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンに従って参照画素対を選択し、補間画素生成手段4は参照画素選択手段3で得られた参照画素対により、その平均値又は重み付けを調整した平均値を画素値とする補間画素Pを生成する。
【0032】
以上のように、この実施の形態1によれば、画像のエッジ部が存在する領域では、相関補間法により斜め方向の補間を行い、画像のエッジ部が存在しない領域では、上下補間法を使用することで、誤った参照画素対を選択することによる画像の劣化を抑えることができると共に、斜め方向の成分を持った原画像に対してジャギーの少ない滑らかな補間画像を生成できるという効果が得られる。
【0033】
また、この実施の形態1によれば、参照画素選択手段3が、着目する補間画素Pを中心とした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内の画素から、画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンに従って参照画素対を選択することにより、この画像処理装置の回路規模を適切なものにすることができるという効果が得られる。
【0034】
さらに、この実施の形態1によれば、参照画素選択手段3が補間画素に対して点対称とならない画素を参照画素として選択し、補間画素生成手段4が参照画素の画素値に重み付けをして平均値を求めることにより、変化の激しい斜め線を含む原画像に対しても、画像劣化の少ない補間画像を生成できるという効果が得られる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、誤った参照画素対を選択することによる画像の劣化を抑えることができると共に、斜め方向の成分を持った原画像に対してジャギーの少ない滑らかな補間画像を生成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1による画像処理装置におけるエッジ検出手段による画像のエッジ部の検出を説明する図である。
【図3】この発明の実施の形態1による画像処理装置における着目する補間画素と原ライン上の画素を示す図である。
【図4】この発明の実施の形態1による画像処理装置における所定の領域内に画像のエッジ部が存在する場合の参照画素選択手段による参照画素対の選択を説明する図である。
【図5】この発明の実施の形態1による画像処理装置における所定の領域内に画像のエッジ部が存在する場合の参照画素選択手段による他の参照画素対の選択を説明する図である。
【図6】この発明の実施の形態1による画像処理装置における所定の領域内に画像のエッジ部が存在しない場合の参照画素選択手段による参照画素対の選択を説明する図である。
【図7】従来の画像処理装置におけるインターレース信号の同一フィールド内での画素補間処理を説明する図である。
【符号の説明】
1 インターレース信号、2 エッジ検出手段、3 参照画素選択手段、4 補間画素生成手段、5 プログレッシブ信号。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for generating a progressive signal by performing pixel interpolation processing on an interlaced signal.
[0002]
[Prior art]
In order to display an interlaced signal used in television on a computer display, it is necessary to perform pixel interpolation processing of the interlaced signal every other line and convert it into a progressive signal used in a computer. FIG. 7 is a diagram for explaining pixel interpolation processing in the same field of an interlace signal in a conventional image processing apparatus. In the figure, lines L and L + 1 are original lines of an interlace signal, and an interpolation pixel is generated from pixels on the original line.
[0003]
As shown in FIG. 7, let the pixel values of each line be A (X-1), A (X), A (X + 1) and B (X-1), B (X), B (X + 1). Here, when calculating the pixel value P (X) of the interpolation pixel, pixels that are vertically adjacent to each other on the upper and lower lines of the interpolation pixel to be determined are used as reference pixels, that is, the pixel having the pixel value A (X) and the pixel value B (X ) Is used as a reference pixel, an average value of the pixel values of this reference pixel pair is determined, and the average value is used as the pixel value of the interpolation pixel. That is,
P (X) = (A (X) + B (X)) / 2
And Hereinafter, this interpolation method is referred to as a vertical interpolation method.
[0004]
This vertical interpolation method has an advantage that the circuit configuration and the like are small.However, when an original image based on an interlaced signal includes a diagonal line, the jaggies in which an oblique component of an interpolated image based on a progressive signal becomes jagged are increased. There is.
[0005]
As another interpolation method, there is a correlation interpolation method in which a pair having a small difference in pixel value is selected as a reference pixel for generating a target interpolation pixel. In this method, the absolute value | A (X−) of the difference between the pixel having the pixel value A (X−1) and the pixel having the pixel value B (X + 1) that is point-symmetric with respect to the interpolation pixel having the pixel value P (X). 1) Find −B (X + 1) |. Hereinafter, similarly, | A (X) -B (X) | and | A (X + 1) -B (X-1) | are obtained.
[0006]
The smallest one of the absolute values of the three differences is regarded as having the highest correlation, and this pixel is set as a reference pixel necessary for generating an interpolation pixel. For example, when | A (X−1) −B (X + 1) | is the minimum, the pixel having the pixel value A (X−1) and the pixel having the pixel value B (X + 1) are set as a reference pixel pair, and the pixel of the interpolation pixel is set. Value P (X)
P (X) = (A (X-1) + B (X + 1)) / 2
And However, in the case of this correlation interpolation method, if an appropriate reference pixel pair cannot be selected by mistake, image degradation may be caused.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional image processing apparatus is configured as described above, in the case of the vertical interpolation method, when the original image includes diagonal lines, the jaggies in which the diagonal components of the interpolated image are jagged increase, and However, in the case of the correlation interpolation method, if an appropriate reference pixel pair cannot be selected, there is a problem that image deterioration is caused.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and adaptively changes a method of selecting a reference pixel between a case where an interpolation pixel is generated near an edge portion of an image and a case where the interpolation pixel is not provided. It is another object of the present invention to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of generating a smooth interpolated image with less jaggies for an original image having an oblique component.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An image processing apparatus according to the present invention includes an edge detection unit configured to detect a pixel constituting an edge portion of an image in an original image based on an interlaced signal, and an image detection device configured to detect a detected image within a predetermined region centered on an interpolation pixel of interest. Reference pixel selecting means for selecting a reference pixel for generating an interpolation pixel according to an arrangement pattern of pixels forming an edge portion, and a progressive signal for generating an interpolation pixel based on the selected reference pixel and forming an interpolation image And an interpolation pixel generation means for outputting
[0010]
In the image processing apparatus according to the present invention, the edge detecting means compares a difference between horizontally adjacent pixels with a predetermined threshold value, and determines a pixel having a difference larger than the threshold value as a pixel constituting an edge portion of the image. Is detected.
[0011]
In the image processing apparatus according to the present invention, the reference pixel selection unit refers to the pixels constituting the edge portion of the image detected in the area composed of the left and right ± 2 pixels on the upper and lower ± 1 line around the interpolation pixel. The pixel is selected as the pixel, and the interpolated pixel generation means generates an interpolated pixel having the average value of the pixel values of the reference pixels as the pixel value.
[0012]
In the image processing apparatus according to the present invention, the reference pixel selecting means selects a pixel which is point-symmetric with respect to the interpolation pixel as a reference pixel.
[0013]
In the image processing apparatus according to the present invention, the reference pixel selection means selects two pairs of pixels which are point-symmetric with respect to the interpolation pixel as reference pixels.
[0014]
In the image processing apparatus according to the present invention, the reference pixel selection unit selects a pixel that is not point-symmetric with respect to the interpolation pixel as the reference pixel, and the interpolation pixel generation unit weights the pixel value of the reference pixel to obtain an average value Things.
[0015]
In the image processing apparatus according to the present invention, when the edge detecting means does not detect a pixel forming an edge portion of the image, the reference pixel selecting means selects a pixel immediately above the one line above the interpolation pixel and a line below the interpolated pixel. The pixel immediately below is selected as a reference pixel, and the interpolation pixel generation means generates an interpolation pixel having an average value of the pixel values of the reference pixels as a pixel value.
[0016]
An image processing method according to the present invention includes a first step of detecting pixels constituting an edge portion of an image in an original image based on an interlaced signal, and a method of detecting an image detected within a predetermined region centered on an interpolation pixel of interest. A second step of selecting a reference pixel for generating an interpolated pixel according to an arrangement pattern of pixels constituting an edge portion of the image, and a progressive step of generating an interpolated pixel based on the selected reference pixel and forming an interpolated image And a third step of outputting a signal.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is an interlace signal constituting an input original image, 2 is an edge detecting means for detecting a pixel constituting an edge portion of the image in the original image, and 3 is a predetermined area around an interpolation pixel of interest. The reference pixel selecting means 4 for selecting a reference pixel for generating an interpolated pixel is selected by the reference pixel selecting means 3 in accordance with the arrangement pattern of the pixels constituting the edge portion of the image detected by the edge detecting means 2. An interpolated pixel generation unit that generates an interpolated pixel based on the reference pixel and outputs a progressive signal 5 that constitutes an interpolated image.
[0018]
Next, the operation will be described.
The edge detecting means 2 detects pixels constituting an edge portion of the image in the original image based on the input interlace signal 1. Here, the edge part of the image is detected by calculating the first derivative of the adjacent pixel.
[0019]
2A and 2B are diagrams for explaining detection of an edge portion of an image by the edge detecting means 2. FIG. 2A shows a pixel value a (t) with respect to time t, and FIG. The difference absolute value DIFF (t) from the pixel value is shown. Assuming that the pixels input at times t and t + 1 are a (t) and a (t + 1), respectively, the edge detection means 2 calculates the absolute value DIFF (t) of the difference between the pixel values by the following equation.
DIFF (t) = | a (t + 1) -a (t) |
[0020]
The edge detecting means 2 compares the obtained absolute value DIFF (t) with a predetermined threshold TH, and if DIFF (t) is larger than the threshold TH, the edge detector 2 determines a pixel having a pixel value a (t) of the image. If the pixel is detected as a pixel constituting an edge portion and DIFF (t) is smaller than the threshold value TH, a pixel having a pixel value a (t) is determined as a pixel not constituting an edge portion of the image. In the example of FIG. 2, the edge detecting means 2 detects a pixel having a pixel value a (3) as a pixel constituting an edge of an image.
[0021]
The reference pixel selecting means 3 selects a reference pixel pair necessary for obtaining a target interpolation pixel. FIG. 3 is a diagram showing the interpolation pixel of interest and the pixels on the original line. In the figure, the mark ◎ indicates the interpolation pixel P of interest, the upper original line of the interpolation pixel P is line A, the lower original line is line B, and the pixels on line A are a, b, c, d. , E, and the pixels on the line B are p, q, r, s, and t.
[0022]
FIG. 4 is a diagram for explaining selection of a reference pixel pair by the reference pixel selection means 3 when an edge portion of an image exists in a predetermined area. In the figure, the pixels constituting the edge portion of the image detected by the edge detecting means 2 are indicated by ●, and the other pixels are indicated by ○. The reference pixel selection means 3 selects a reference pixel for generating an interpolation pixel by an arrangement pattern of pixels constituting an edge portion of the image detected by the edge detection means 2 within a predetermined area centered on the interpolation pixel of interest. In order to make the circuit scale of the image processing device appropriate, an area including left and right ± 2 pixels on the upper and lower ± 1 line centering on the interpolation pixel is set as the predetermined area.
[0023]
In the example of FIG. 4, the pixel b on the line A and the pixel s on the line B are detected as the pixels constituting the edge portion of the image. The edge portion of the image indicated by the dotted line exists in the area composed of the left and right ± 2 pixels, and the reference pixel selection unit 3 selects the pixel b and the pixel s as the reference pixels of the interpolation pixel P.
[0024]
The interpolation pixel generation means 4 generates an interpolation pixel P from the selected reference pixel b and reference pixel s. That is, the interpolated pixel generation means 4 generates an interpolated pixel P having the average value of the pixel value of the reference pixel b and the pixel value of the reference pixel s as the pixel value, and outputs the progressive signal 5 constituting the interpolated image.
[0025]
FIG. 5 is a diagram illustrating selection of another reference pixel pair by the reference pixel selection unit 3 when an edge portion of an image exists in a predetermined area. The example of FIG. 4 illustrates an example in which the pixel b and the pixel s located at point-symmetric positions with respect to the interpolation pixel P of interest are detected as the pixels forming the edge portion of the image. Shows an example in which the pixel b and the pixel t which are not point-symmetric with respect to the interpolation pixel P of interest are detected as pixels constituting an edge portion of the image.
[0026]
When a pixel at a position as shown in FIG. 5 is detected as a pixel constituting an edge portion of the image, the reference pixel selection means 3 selects the pixel b as a reference pixel of the interpolation pixel P and replaces the pixel t with the pixel t. The pixel s located at a point symmetrical position with the pixel b is simply selected. Then, as in the case shown in FIG. 4, the interpolated pixel generation means 4 generates an interpolated pixel P having an average pixel value of the pixel value of the reference pixel b and the average value of the pixel values of the reference pixel s to form an interpolated image. A progressive signal 5 is output. Here, the pixel a located at a point symmetrical position with respect to the pixel t may be selected.
[0027]
When a pixel at a position as shown in FIG. 5 is detected as a pixel constituting an edge portion of the image, the reference pixel selection unit 3 selects the pixel b and the pixel t as reference pixels of the interpolation pixel P, When calculating the average value of the pixel value of the reference pixel b and the pixel value of the reference pixel t as the pixel value of the interpolation pixel P, the interpolation pixel generation unit 4 determines the pixel value of the reference pixel t at a position away from the interpolation pixel P. May be made lighter than the reference pixel b to obtain the pixel value of the interpolated pixel P, and an interpolated image with little image degradation can be generated even for an original image including a diagonal line that changes rapidly.
[0028]
Further, when a pixel at a position as shown in FIG. 5 is detected as a pixel constituting an edge portion of the image, the reference pixel selecting means 3 sets a point symmetrical position with respect to the interpolation pixel P as a reference pixel of the interpolation pixel P. , The pixel a and the pixel t, and the pixel b and the pixel s are selected, and the interpolation pixel generation unit 4 calculates the average value of the pixel values of the reference pixels a, b, s, and t by using the interpolation pixel P Similarly, an interpolated image with little image degradation can be generated even for an original image including a diagonal line that changes rapidly.
[0029]
FIG. 6 is a view for explaining selection of a reference pixel pair by the reference pixel selection means 3 when an edge portion of an image does not exist in a predetermined area. As described above, when there is no pixel constituting the edge portion of the image in the area composed of the left and right ± 2 pixels on the upper and lower ± 1 line around the interpolation pixel P of interest, the reference pixel selection means 3 The pixel c and the pixel r are selected as reference pixels of the interpolation pixel P by the vertical interpolation method.
[0030]
The interpolation pixel generation means 4 generates an interpolation pixel P from the selected reference pixel c and reference pixel r. That is, the interpolated pixel generation means 4 generates an interpolated pixel P having an average value of the pixel value of the reference pixel c and the pixel value of the reference pixel r as a pixel value, and outputs the progressive signal 5 constituting the interpolated image.
[0031]
As described above, the reference pixel selection unit 3 determines, from the pixels in the area of ± 2 pixels on the left and right ± 1 lines around the interpolation pixel P of interest, according to the arrangement pattern of the pixels constituting the edge portion of the image. A reference pixel pair is selected, and the interpolated pixel generation unit 4 generates an interpolated pixel P having a pixel value of an average value or an average value adjusted by weighting, based on the reference pixel pair obtained by the reference pixel selection unit 3.
[0032]
As described above, according to the first embodiment, oblique interpolation is performed by the correlation interpolation method in a region where an edge portion of an image exists, and a vertical interpolation method is used in a region where an edge portion of the image does not exist. By doing so, it is possible to suppress the deterioration of the image due to the selection of the wrong reference pixel pair, and it is possible to generate a smooth interpolated image with less jaggies with respect to the original image having an oblique component. Can be
[0033]
Further, according to the first embodiment, the reference pixel selecting means 3 determines the edge portion of the image from the pixels in the area of ± 2 pixels on the upper and lower ± 1 line around the interpolation pixel P of interest. By selecting the reference pixel pair according to the arrangement pattern of the constituent pixels, an effect is obtained that the circuit scale of the image processing apparatus can be made appropriate.
[0034]
Further, according to the first embodiment, the reference pixel selection unit 3 selects a pixel that is not point-symmetric with respect to the interpolation pixel as a reference pixel, and the interpolation pixel generation unit 4 weights the pixel value of the reference pixel. By obtaining the average value, it is possible to obtain an effect that an interpolated image with little image deterioration can be generated even for an original image including a diagonal line that changes rapidly.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress deterioration of an image due to selection of an incorrect reference pixel pair, and to perform smooth interpolation with less jaggies with respect to an original image having an oblique component. Can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining detection of an edge portion of an image by an edge detecting means in the image processing device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram showing an interpolation pixel of interest and a pixel on an original line in the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram illustrating selection of a reference pixel pair by a reference pixel selection unit when an edge portion of an image exists in a predetermined area in the image processing device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating selection of another reference pixel pair by a reference pixel selection unit when an edge portion of an image exists in a predetermined area in the image processing device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram illustrating selection of a reference pixel pair by a reference pixel selection unit when an edge portion of an image does not exist in a predetermined area in the image processing device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram illustrating pixel interpolation processing in the same field of an interlaced signal in a conventional image processing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 interlace signal, 2 edge detection means, 3 reference pixel selection means, 4 interpolation pixel generation means, 5 progressive signal.

Claims (8)

インターレース信号を補間処理してプログレッシブ信号に変換する画像処理装置において、
上記インターレース信号による原画像における画像のエッジ部を構成する画素を検出するエッジ検出手段と、
着目する補間画素を中心にした所定の領域内で、上記エッジ検出手段により検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより、上記補間画素を生成するための参照画素を選択する参照画素選択手段と、
上記参照画素選択手段により選択された参照画素に基づいて上記補間画素を生成し、補間画像を構成する上記プログレッシブ信号を出力する補間画素生成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
In an image processing device that interpolates an interlaced signal and converts it to a progressive signal,
Edge detection means for detecting pixels constituting an edge portion of the image in the original image by the interlace signal,
A reference pixel for selecting a reference pixel for generating the interpolation pixel in a predetermined area centered on the interpolation pixel of interest, based on an arrangement pattern of pixels constituting an edge portion of the image detected by the edge detection means. Selecting means;
An image processing apparatus comprising: an interpolation pixel generation unit that generates the interpolation pixel based on the reference pixel selected by the reference pixel selection unit and outputs the progressive signal that forms the interpolation image.
エッジ検出手段は、水平方向に隣接する画素の差分と所定の闘値との比較を行い、上記差分が上記闘値より大きな画素を、画像のエッジ部を構成する画素として検出することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。The edge detecting means compares a difference between horizontally adjacent pixels and a predetermined threshold value, and detects a pixel whose difference is larger than the threshold value as a pixel constituting an edge portion of the image. The image processing apparatus according to claim 1. 参照画素選択手段は、補間画素を中心にした上下±1ライン上の左右±2画素からなる領域内で検出された画像のエッジ部を構成する画素を、参照画素として選択し、
補間画素生成手段は上記参照画素の画素値の平均値を画素値とする補間画素を生成することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
The reference pixel selecting means selects, as a reference pixel, a pixel constituting an edge portion of an image detected in a region consisting of ± 2 pixels on the left and right on the ± 1 line above and below the interpolation pixel,
3. The image processing apparatus according to claim 2, wherein the interpolated pixel generation means generates an interpolated pixel having an average value of the pixel values of the reference pixels as a pixel value.
参照画素選択手段は補間画素に対して点対称となる画素を参照画素として選択することを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。4. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the reference pixel selecting means selects a pixel which is point-symmetric with respect to the interpolation pixel as a reference pixel. 参照画素選択手段は補間画素に対して点対称となる2対の画素を参照画素として選択することを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。5. The image processing apparatus according to claim 4, wherein the reference pixel selection unit selects two pairs of pixels that are point-symmetric with respect to the interpolation pixel as reference pixels. 参照画素選択手段は補間画素に対して点対称とならない画素を参照画素として選択し、
補間画素生成手段は上記参照画素の画素値に重み付けをして平均値を求めることを特徴とする請求項3記載の画像処理装置。
The reference pixel selecting means selects a pixel that is not point-symmetric with respect to the interpolation pixel as a reference pixel,
4. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the interpolated pixel generation means obtains an average value by weighting the pixel value of the reference pixel.
エッジ検出手段が画像のエッジ部を構成する画素を検出しない場合には、
参照画素選択手段は着目した補間画素の1ライン上の真上の画素と1ライン下の真下の画素を参照画素として選択し、
補間画素生成手段は上記参照画素の画素値の平均値を画素値とする上記補間画素を生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
When the edge detecting means does not detect the pixels constituting the edge portion of the image,
The reference pixel selection means selects a pixel immediately above one line of the interpolation pixel of interest and a pixel immediately below one line below as a reference pixel,
2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the interpolated pixel generation means generates the interpolated pixel having an average value of the pixel values of the reference pixels as a pixel value.
インターレース信号を補間処理してプログレッシブ信号に変換する画像処理方法において、
上記インターレース信号による原画像における画像のエッジ部を構成する画素を検出する第一のステップと、
着目する補間画素を中心にした所定の領域内で、上記第一のステップにより検出された画像のエッジ部を構成する画素の配置パターンにより、上記補間画素を生成するための参照画素を選択する第二のステップと、
上記第二のステップにより選択された参照画素に基づいて上記補間画素を生成し、補間画像を構成する上記プログレッシブ信号を出力する第三のステップとを備えたことを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method of interpolating an interlace signal and converting it to a progressive signal,
A first step of detecting pixels constituting an edge portion of the image in the original image based on the interlace signal,
In a predetermined area centered on the interpolated pixel of interest, a reference pixel for generating the interpolated pixel is selected by an arrangement pattern of pixels constituting an edge portion of the image detected in the first step. Two steps,
Generating the interpolated pixel based on the reference pixel selected in the second step, and outputting the progressive signal forming the interpolated image.
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