JP3064598B2 - 相関検出補間方法および装置 - Google Patents
相関検出補間方法および装置Info
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- G—PHYSICS
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
- G06F17/175—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method of multidimensional data
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、階調画像を扱うテレ
ビ、ビデオ、プリンタ、複写機等の映像および情報分野
において、例えばフィールド信号からフレーム信号を作
成する際に使用する補間方法および装置に関する。
ビ、ビデオ、プリンタ、複写機等の映像および情報分野
において、例えばフィールド信号からフレーム信号を作
成する際に使用する補間方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、映像機器のディジタル化にともな
い画素密度の変換技術の重要性が高まっている。IDTV
(Improved Definition T.V.) やEDTV (Enhanced Defini
tion T.V.) においては、放送電波、ビデオ信号等にお
いては、２つのフィールドから１つのフレームとするイ
ンターレースであるため、ノンインターレース化が重要
な技術である。このノンインターレース化は、静止画の
ようにフレーム相関のある場合には１フィールド前の情
報を利用して容易に行なえるが、動画のようにフレーム
相関のない場合には、１フィールド前の情報は１／６０
秒前の時点の情報であるので利用できず、１フィールド
を走査線間で補間を行うことにより１フレームにする必
要がある。同様に、ビデオプリンタ等の映像信号のハー
ドコピー機器でも、プリントエンジン部はフレーム相当
の画素数で記録を行なう構成を採り、入力映像信号が静
止画であるときはフレームをそのまま記録し、動画であ
る場合にはひとつのフィールドの情報を補間することに
よりフレーム相当の画素数に変換し記録を行なってい
る。
い画素密度の変換技術の重要性が高まっている。IDTV
(Improved Definition T.V.) やEDTV (Enhanced Defini
tion T.V.) においては、放送電波、ビデオ信号等にお
いては、２つのフィールドから１つのフレームとするイ
ンターレースであるため、ノンインターレース化が重要
な技術である。このノンインターレース化は、静止画の
ようにフレーム相関のある場合には１フィールド前の情
報を利用して容易に行なえるが、動画のようにフレーム
相関のない場合には、１フィールド前の情報は１／６０
秒前の時点の情報であるので利用できず、１フィールド
を走査線間で補間を行うことにより１フレームにする必
要がある。同様に、ビデオプリンタ等の映像信号のハー
ドコピー機器でも、プリントエンジン部はフレーム相当
の画素数で記録を行なう構成を採り、入力映像信号が静
止画であるときはフレームをそのまま記録し、動画であ
る場合にはひとつのフィールドの情報を補間することに
よりフレーム相当の画素数に変換し記録を行なってい
る。
【０００３】従来これらのフィールド補間は、上下の走
査線の画素の加算平均をとる線形補間という手法を用い
ている。この手法は、少ない画素情報から多くの画素の
データを作り出すという補間の性質から、解像度を高め
ることを諦め画素数の増加による画像の滑らかさを目的
とするものである。補間された画像は、通常フレーム画
像と比べてボケた印象の画像となる。
査線の画素の加算平均をとる線形補間という手法を用い
ている。この手法は、少ない画素情報から多くの画素の
データを作り出すという補間の性質から、解像度を高め
ることを諦め画素数の増加による画像の滑らかさを目的
とするものである。補間された画像は、通常フレーム画
像と比べてボケた印象の画像となる。
【０００４】そこで、この線形補間の問題点を解決する
ために別の補間方法として、画像が持つ連続性等の統計
的な性質を利用することにより、相関検出を用いて線形
補間以上に画像中の斜め線の滑らかさを得、さらに線形
補間以上の垂直解像度を得ることを目的とした補間方法
が検討されている。以下図５を参照しながら、この相関
検出を有した補間方法ついて説明する。
ために別の補間方法として、画像が持つ連続性等の統計
的な性質を利用することにより、相関検出を用いて線形
補間以上に画像中の斜め線の滑らかさを得、さらに線形
補間以上の垂直解像度を得ることを目的とした補間方法
が検討されている。以下図５を参照しながら、この相関
検出を有した補間方法ついて説明する。
【０００５】図５において、ＡラインとＣラインは同一
のフィールドで連続して入力される走査線であり、Ｂラ
インはこのフィールドでは入力されない走査線であり補
間すべきラインである。補間すべき画素をＢラインの中
のＢｎとすると、Ａ、Ｃライン間のＢn を通る３方向の
輝度レベルの差Δ1 、Δ2 、Δ3 は、次の式で表わされ
る。
のフィールドで連続して入力される走査線であり、Ｂラ
インはこのフィールドでは入力されない走査線であり補
間すべきラインである。補間すべき画素をＢラインの中
のＢｎとすると、Ａ、Ｃライン間のＢn を通る３方向の
輝度レベルの差Δ1 、Δ2 、Δ3 は、次の式で表わされ
る。
【０００６】 補間すべき値Ｂn は、次のように選ばれる。 つまり、この補間方法は、補間すべき画素Ｂn の上の画
素Ａn と下の画素Ｃnとのレベル差と、右上の画素Ａn+1
と左下の画素Ｃn-1 とのレベル差と、左上の画素Ａn-1
と右下の画素Ｃn+1とのレベル差とを比較し、最も画素
レベル差の少ない方向が画像の連続性即ち相関性が高い
と判断し、その方向の画素の組の平均値を補間値とする
ものである。（「写真工業」1989年10月号 PP107〜108
参照)また、同様の考えを階層的に適用し補間方向を３
方向より左右に拡大したものもある。（特開平２−１７
７６８３号公報）。
素Ａn と下の画素Ｃnとのレベル差と、右上の画素Ａn+1
と左下の画素Ｃn-1 とのレベル差と、左上の画素Ａn-1
と右下の画素Ｃn+1とのレベル差とを比較し、最も画素
レベル差の少ない方向が画像の連続性即ち相関性が高い
と判断し、その方向の画素の組の平均値を補間値とする
ものである。（「写真工業」1989年10月号 PP107〜108
参照)また、同様の考えを階層的に適用し補間方向を３
方向より左右に拡大したものもある。（特開平２−１７
７６８３号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、補間方向を決定する相関性の判断を、右下が
り、左下がり、上下方向という複数の補間方向における
画素のレベル差の絶対値を相互比較し、その中で最小の
ものを最も相関性が高いと判断し、その補間ラインの方
向に対して補間を行なうため、下記の課題がある。
術では、補間方向を決定する相関性の判断を、右下が
り、左下がり、上下方向という複数の補間方向における
画素のレベル差の絶対値を相互比較し、その中で最小の
ものを最も相関性が高いと判断し、その補間ラインの方
向に対して補間を行なうため、下記の課題がある。
【０００８】どの補間方向にも画素レベル差が大きい場
合は、本来相関性が無いと判断して線形補間を行なうべ
きであるにも関わらず、その中で画素レベル差が少しで
も小さいものを選択するため、相関性の検出を誤るとい
う問題点があり、誤った方向の画素の平均値を補間値と
して補間を行ってしまい、その画素がノイズとなり画質
劣化が生じるという問題がある。
合は、本来相関性が無いと判断して線形補間を行なうべ
きであるにも関わらず、その中で画素レベル差が少しで
も小さいものを選択するため、相関性の検出を誤るとい
う問題点があり、誤った方向の画素の平均値を補間値と
して補間を行ってしまい、その画素がノイズとなり画質
劣化が生じるという問題がある。
【０００９】また、どの補間ラインの方向にも画素レベ
ル差が小さくすべての方向に相関性がある場合でも、本
来相関性が有ると判断して線形補間を行なうべきである
にも関わらず、その中で画素レベル差が少しでも小さい
ものを選択するため、同様に誤検出が生じノイズによる
画質劣化が生じるという間題がある。図１４は補間によ
るノイズが発生する画像の例である。実線の円は入力さ
れる画素であり、破線の円は補間される画素である。垂
直に１画素間隔で２本の縦の黒ラインの画像が入力さ
れ、Ｂｎの画素を補間により得る場合、図中に示した３
方向の画素レベル差の最小のものを選択するわけである
が、この例では３方向とも画素レベル差が小さいが、そ
れぞれの画素レベルは少しずつばらつくため僅かの差で
左右どちらかの斜め方向のレベル差が最小であれば、斜
め方向の補間を選択しＢｎの補間値として黒を選んでし
まい補間ノイズとなるという問題がある。
ル差が小さくすべての方向に相関性がある場合でも、本
来相関性が有ると判断して線形補間を行なうべきである
にも関わらず、その中で画素レベル差が少しでも小さい
ものを選択するため、同様に誤検出が生じノイズによる
画質劣化が生じるという間題がある。図１４は補間によ
るノイズが発生する画像の例である。実線の円は入力さ
れる画素であり、破線の円は補間される画素である。垂
直に１画素間隔で２本の縦の黒ラインの画像が入力さ
れ、Ｂｎの画素を補間により得る場合、図中に示した３
方向の画素レベル差の最小のものを選択するわけである
が、この例では３方向とも画素レベル差が小さいが、そ
れぞれの画素レベルは少しずつばらつくため僅かの差で
左右どちらかの斜め方向のレベル差が最小であれば、斜
め方向の補間を選択しＢｎの補間値として黒を選んでし
まい補間ノイズとなるという問題がある。
【００１０】また例えば、垂直方向の画素のレベル差に
比べ、右下がり方向と左下がり方向の両方の画素のレベ
ル差が小さい場合、即ち画素のレベル差による相関性判
断に矛盾が生じる場合も、本来相関性が無いと判断し垂
直方向の線形補間を行なうべきであるに関わらず、従来
例ではどちらかが選択され同様に画質劣化が生じるとい
う問題点を有していた。
比べ、右下がり方向と左下がり方向の両方の画素のレベ
ル差が小さい場合、即ち画素のレベル差による相関性判
断に矛盾が生じる場合も、本来相関性が無いと判断し垂
直方向の線形補間を行なうべきであるに関わらず、従来
例ではどちらかが選択され同様に画質劣化が生じるとい
う問題点を有していた。
【００１１】一般的に、相関補間方式は、画像の連続性
という性質から相関性を検出し、補間方向の検出が適切
にできれば、画像中の斜め線の滑らかさと垂直解像度の
向上が図れる点が特長であるが、相関性の検出に誤りが
あれば、ノイズとなって画質を劣化させるという問題が
ある。このため、如何に正しく相関性を判断できるかが
極めて重要である。
という性質から相関性を検出し、補間方向の検出が適切
にできれば、画像中の斜め線の滑らかさと垂直解像度の
向上が図れる点が特長であるが、相関性の検出に誤りが
あれば、ノイズとなって画質を劣化させるという問題が
ある。このため、如何に正しく相関性を判断できるかが
極めて重要である。
【００１２】特に、実際のフィールド信号からフレーム
信号並に滑らかな画像を得るには、かなり水平に近い斜
め線まで改善させる必要があるため、補間方向として最
低７方向が必要である。この７方向の中で最も水平に近
い方向で補間をする場合には、かなり水平に近い斜め線
まで改善が可能となるが、誤って補間した場合には、補
間を行なう画素間は水平方向に６画素も離れていること
になり、大きなノイズや水平解像度の劣化を引き起こす
ことになるという問題がある。このため、相関性を判断
するため参照する画素数が多い場合は、水平方向に近づ
けば近づくほど、精度の高い相関検出が必要となる。
信号並に滑らかな画像を得るには、かなり水平に近い斜
め線まで改善させる必要があるため、補間方向として最
低７方向が必要である。この７方向の中で最も水平に近
い方向で補間をする場合には、かなり水平に近い斜め線
まで改善が可能となるが、誤って補間した場合には、補
間を行なう画素間は水平方向に６画素も離れていること
になり、大きなノイズや水平解像度の劣化を引き起こす
ことになるという問題がある。このため、相関性を判断
するため参照する画素数が多い場合は、水平方向に近づ
けば近づくほど、精度の高い相関検出が必要となる。
【００１３】本発明は上記問題点に鑑み、相関判断ミス
による画質劣化を防止し、さらに水平に近い方向の補間
性能を向上させた相関検出を備えた補間装置の提供を目
的とする。
による画質劣化を防止し、さらに水平に近い方向の補間
性能を向上させた相関検出を備えた補間装置の提供を目
的とする。
【００１４】上記問題点を解決するために、本発明の相
関補間検出方法は、補間すべき画素の上にある上部走査
線上の画素と、補間すべき画素と、その下にある下部走
査線上の画素を通る複数の補間ラインを設定して、画素
を補間する方法であって、前記補間ライン上の２つの画
素について、画素レベルの相加平均を、前記各補間ライ
ン毎に演算するステップと、前記補間ライン上の２つの
画素について、画素のレベル差を、前記各補間ライン毎
に演算するステップと、前記画素のレベル差から、各補
間ライン毎の相関性を判断するファジィ前件処理ステッ
プと、前記各補間ライン毎の相関性の判断を基に、前記
補間ラインの中から補間すべき方向を決定するファジィ
後件処理ステップと、前記補間すべき方向に対応した前
記演算ステップの出力を選択通過させるステップとから
補間すべき画素の値を決定し補間することを特徴として
いる。また、本発明の相関補間検出装置は、補間すべき
画素の上にある上部走査線上の画素と、補間すべき画素
と、その下にある下部走査線上の画素を通る複数の補間
ラインを設定して、画素を補間する相関検出補間装置で
あって、前記補間ライン上の２つの画素について、画素
レベルの相加平均を、前記各補間ライン毎に演算する演
算手段と、前記補間ライン上の２つの画素について、画
素のレベル差を、前記各補間ライン毎に演算する減算手
段と、前記減算手段により得られたレベル差から、各補
間ライン毎の相関性を判断するファジィ前件部と、前記
ファジィ前件部からの相関性の判断を基に、前記補間ラ
インの中から補間すべき方向を決定するファジィ後件部
と、前記ファジィ後件部の決定した補間方向に対応した
前記演算手段の出力を選択通過させる選択手段とを備え
ている。
関補間検出方法は、補間すべき画素の上にある上部走査
線上の画素と、補間すべき画素と、その下にある下部走
査線上の画素を通る複数の補間ラインを設定して、画素
を補間する方法であって、前記補間ライン上の２つの画
素について、画素レベルの相加平均を、前記各補間ライ
ン毎に演算するステップと、前記補間ライン上の２つの
画素について、画素のレベル差を、前記各補間ライン毎
に演算するステップと、前記画素のレベル差から、各補
間ライン毎の相関性を判断するファジィ前件処理ステッ
プと、前記各補間ライン毎の相関性の判断を基に、前記
補間ラインの中から補間すべき方向を決定するファジィ
後件処理ステップと、前記補間すべき方向に対応した前
記演算ステップの出力を選択通過させるステップとから
補間すべき画素の値を決定し補間することを特徴として
いる。また、本発明の相関補間検出装置は、補間すべき
画素の上にある上部走査線上の画素と、補間すべき画素
と、その下にある下部走査線上の画素を通る複数の補間
ラインを設定して、画素を補間する相関検出補間装置で
あって、前記補間ライン上の２つの画素について、画素
レベルの相加平均を、前記各補間ライン毎に演算する演
算手段と、前記補間ライン上の２つの画素について、画
素のレベル差を、前記各補間ライン毎に演算する減算手
段と、前記減算手段により得られたレベル差から、各補
間ライン毎の相関性を判断するファジィ前件部と、前記
ファジィ前件部からの相関性の判断を基に、前記補間ラ
インの中から補間すべき方向を決定するファジィ後件部
と、前記ファジィ後件部の決定した補間方向に対応した
前記演算手段の出力を選択通過させる選択手段とを備え
ている。
【００１５】前記ファジィ前件部は、前記減算手段によ
り得られたレベル差から、相関性の度合いを、前記各補
間ライン毎に得る第１のメンバーシップ関数演算手段
と、前記減算手段により得られたレベル差から、非相関
性の度合いを、前記各補間ライン毎に得る第２のメンバ
ーシップ関数演算手段と、前記第１のメンバーシップ関
数演算手段で得られた相関性及び第２のメンバーシップ
関数演算手段で得られた非相関性の度合いとのファジィ
論理積を演算することにより、前記補間ラインの方向毎
に相関性の確度を求める論理積演算手段とを備えいても
よい。
り得られたレベル差から、相関性の度合いを、前記各補
間ライン毎に得る第１のメンバーシップ関数演算手段
と、前記減算手段により得られたレベル差から、非相関
性の度合いを、前記各補間ライン毎に得る第２のメンバ
ーシップ関数演算手段と、前記第１のメンバーシップ関
数演算手段で得られた相関性及び第２のメンバーシップ
関数演算手段で得られた非相関性の度合いとのファジィ
論理積を演算することにより、前記補間ラインの方向毎
に相関性の確度を求める論理積演算手段とを備えいても
よい。
【００１６】
【作用】本発明は上記した構成によって、各補間ライン
上の上部走査線上の画素と下部走査線上の画素のレベル
差を入力し補間ライン毎の相関性の確度を得るファジィ
前件部（ファジィ前件処理）と前記補間ラインの方向を
表わすファジィ後件部（ファジィ後件処理）を用いたフ
ァジィ推論により最も確からしい補間方向を人間が行な
うように大局的に判断し、その方向の上部走査線上の画
素と下部走査線上のに画素の相加平均を補間出力とする
ものである。
上の上部走査線上の画素と下部走査線上の画素のレベル
差を入力し補間ライン毎の相関性の確度を得るファジィ
前件部（ファジィ前件処理）と前記補間ラインの方向を
表わすファジィ後件部（ファジィ後件処理）を用いたフ
ァジィ推論により最も確からしい補間方向を人間が行な
うように大局的に判断し、その方向の上部走査線上の画
素と下部走査線上のに画素の相加平均を補間出力とする
ものである。
【００１７】
【実施例】以下本発明の一実施例の相関検出補間装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
実施例における相関検出補間装置の一構成例を示すブロ
ック図である。図１において、１Ａ〜１Ｆは、１画素分
の遅延を行なう水平遅延手段であり、補間すべき画素の
上にある上部走査線（Ａラインとする。）の画素データ
が順次シフトされていく。
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
実施例における相関検出補間装置の一構成例を示すブロ
ック図である。図１において、１Ａ〜１Ｆは、１画素分
の遅延を行なう水平遅延手段であり、補間すべき画素の
上にある上部走査線（Ａラインとする。）の画素データ
が順次シフトされていく。
【００１８】２Ａ〜２Ｆは、１画素分の遅延を行なう水
平遅延手段であり、補間すべき画素の下にある下部走査
線（Ｃラインとする。）の画素データが順次シフトされ
ていく。３Ａ〜３Ｆは、補間すべき画素の位置に合わせ
るため３画素分の遅延を行なう水平遅延手段である。
平遅延手段であり、補間すべき画素の下にある下部走査
線（Ｃラインとする。）の画素データが順次シフトされ
ていく。３Ａ〜３Ｆは、補間すべき画素の位置に合わせ
るため３画素分の遅延を行なう水平遅延手段である。
【００１９】４Ａ〜４Ｇは、Ａライン上の画素とＣライ
ン上の画素の相加平均演算を行なう演算手段である。５
Ａ〜５Ｆは、Ａライン上の画素とＣライン上の画素の減
算を行ない各種方向の画素レベル差を算出する画素レベ
ル差を演算することにより相関値を検出する減算手段で
ある。
ン上の画素の相加平均演算を行なう演算手段である。５
Ａ〜５Ｆは、Ａライン上の画素とＣライン上の画素の減
算を行ない各種方向の画素レベル差を算出する画素レベ
ル差を演算することにより相関値を検出する減算手段で
ある。
【００２０】６は、ＡラインをＣラインと同時に出力さ
れるようタイミングに合わせるため１走査線期間の遅延
を行なう垂直遅延手段である。７は、Ａライン及びＢラ
イン上の画素データが入力され、それらの画素データの
の最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎを求める最大最小決定手
段である。８は、相関性の確度を得るファジィ推論の前
件部演算手段である。
れるようタイミングに合わせるため１走査線期間の遅延
を行なう垂直遅延手段である。７は、Ａライン及びＢラ
イン上の画素データが入力され、それらの画素データの
の最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎを求める最大最小決定手
段である。８は、相関性の確度を得るファジィ推論の前
件部演算手段である。
【００２１】９は、ファジィ後件部として相関性の確度
によりファジィ推論を行なうファジィ推論手段である。
１０は、選択信号により複数の入力からひとつを選択通
過させる選択手段である。図３は、前件部演算手段８の
構成を示すブロック図である。
によりファジィ推論を行なうファジィ推論手段である。
１０は、選択信号により複数の入力からひとつを選択通
過させる選択手段である。図３は、前件部演算手段８の
構成を示すブロック図である。
【００２２】３１Ａ〜３１Ｇは、第１のメンバーシップ
関数を用いて，相関性の度合いを表す信号を出力する。
第１のメンバーシップ関数は、図４（ａ）〜（ｄ）に代
表を示すように８段階の最大値ｍａｘと８段階の最小値
ｍｉｎであらかじめ正規化された合計６４種類のテーブ
ルによってそれぞれ構成されており、メンバーシップ関
数選択手段３４によりこれらのなかの最適なテーブルが
選択される。
関数を用いて，相関性の度合いを表す信号を出力する。
第１のメンバーシップ関数は、図４（ａ）〜（ｄ）に代
表を示すように８段階の最大値ｍａｘと８段階の最小値
ｍｉｎであらかじめ正規化された合計６４種類のテーブ
ルによってそれぞれ構成されており、メンバーシップ関
数選択手段３４によりこれらのなかの最適なテーブルが
選択される。
【００２３】３２Ａ〜３２Ｆは、第２のメンバーシップ
関数を用いて、非相関性の度合いを表す信号を出力す
る。第２のメンバーシップ関数は、図４（ｅ）〜（ｈ）
のように第１のメンバーシップ関数とそれぞれ同様の最
大値ｍａｘと最小値ｍｉｎであらかじめ正規化された６
４種類のテーブルによってそれぞれが構成されており、
メンバーシップ関数選択手段３４によりこれらの内最適
なテーブルが選択される。
関数を用いて、非相関性の度合いを表す信号を出力す
る。第２のメンバーシップ関数は、図４（ｅ）〜（ｈ）
のように第１のメンバーシップ関数とそれぞれ同様の最
大値ｍａｘと最小値ｍｉｎであらかじめ正規化された６
４種類のテーブルによってそれぞれが構成されており、
メンバーシップ関数選択手段３４によりこれらの内最適
なテーブルが選択される。
【００２４】３３Ａ〜３３Ｄは、ファジィ論理積（Ｍｉ
ｎ演算）をおこなうファジィ論理積演算手段で第１およ
び第２メンバーシップ関数テーブルの出力に対し各補間
ライン毎にファジィ論理積を演算し各補間ライン毎の相
関性の確度を求める。３４はメンバーシップ関数選択手
段で、最大最小決定手段７の出力の最大値ｍａｘおよび
最小値ｍｉｎで第１および第２のメンバーシップ関数を
正規化した場合の関数の形に最も近いメンバーシップ関
数のテーブルを選択する。
ｎ演算）をおこなうファジィ論理積演算手段で第１およ
び第２メンバーシップ関数テーブルの出力に対し各補間
ライン毎にファジィ論理積を演算し各補間ライン毎の相
関性の確度を求める。３４はメンバーシップ関数選択手
段で、最大最小決定手段７の出力の最大値ｍａｘおよび
最小値ｍｉｎで第１および第２のメンバーシップ関数を
正規化した場合の関数の形に最も近いメンバーシップ関
数のテーブルを選択する。
【００２５】図５は、ファジィ推論手段９を具体構成し
たものである。５１Ａ〜５１Ｃは多入力の加算手段、５
２は減算手段、５３は除算手段である。これらの回路に
より、ファジィ推論部を構成する。５４は方向決定手段
であり、−３〜３の連続値である除算手段５３の出力
を、補間ラインとして決定するため０〜６の整数値に変
換する。
たものである。５１Ａ〜５１Ｃは多入力の加算手段、５
２は減算手段、５３は除算手段である。これらの回路に
より、ファジィ推論部を構成する。５４は方向決定手段
であり、−３〜３の連続値である除算手段５３の出力
を、補間ラインとして決定するため０〜６の整数値に変
換する。
【００２６】図８は、選択手段１０の回路例である。１
００Ａ〜１００Ｇは、アナログスイッチであり、出力を
ワイヤード・オア接続している。演算手段４Ａ〜４Ｇか
ら遅延手段３Ａ〜３Ｇを介して入力される補間値H(-3)
〜H(3)の中のひとつを選択し、画像出力端子に出力す
る。１０１は、入力３ビットをデコードする２進デコー
ダであり、ファジィ推論手段９の出力Ｊは３進デコーダ
１０１でデコードされ、対応するアナログスイッチがア
クティブとなる。
００Ａ〜１００Ｇは、アナログスイッチであり、出力を
ワイヤード・オア接続している。演算手段４Ａ〜４Ｇか
ら遅延手段３Ａ〜３Ｇを介して入力される補間値H(-3)
〜H(3)の中のひとつを選択し、画像出力端子に出力す
る。１０１は、入力３ビットをデコードする２進デコー
ダであり、ファジィ推論手段９の出力Ｊは３進デコーダ
１０１でデコードされ、対応するアナログスイッチがア
クティブとなる。
【００２７】以上のように構成された本実施例の相関検
出補間装置について、図を用いてその動作を説明する。
図１の画像入力端子から入力された画像情報は、水平遅
延手段２Ａ〜２ＦによりＣライン上７画素C(-3),C(-2),
C(-1),C(0),C(1),C(2),C(3) の情報列（図中の添字付き
のＣ）に変換される。同様に、垂直遅延手段６と水平遅
延手段１Ａ〜１ＦによりＡライン上７画素A(-3),A(-2),
A(-1),A(0),A(1),A(2),A(3) の情報列（図中の添字付き
のＡ）に変換される。
出補間装置について、図を用いてその動作を説明する。
図１の画像入力端子から入力された画像情報は、水平遅
延手段２Ａ〜２ＦによりＣライン上７画素C(-3),C(-2),
C(-1),C(0),C(1),C(2),C(3) の情報列（図中の添字付き
のＣ）に変換される。同様に、垂直遅延手段６と水平遅
延手段１Ａ〜１ＦによりＡライン上７画素A(-3),A(-2),
A(-1),A(0),A(1),A(2),A(3) の情報列（図中の添字付き
のＡ）に変換される。
【００２８】図２は、補間すべき画素B(0)を中心（図中
の添字付きのＢ）にして、入力されるＡラインとＣライ
ンの画素情報と補間すべき画素情報の位置関係、７方向
の補間ライン、及びその補間値（図中添字付きのＨ）を
示す、補間動作の概念図である。Ａライン、Ｃライン上
の画素情報は、図１の演算手段４Ａ〜４Ｇに入力され
る。演算手段４Ａ〜４Ｇは、補間すべき画素B(0)を通る
補間ライン７方向について、それぞれの補間ライン毎の
補間値として相加平均を計算しておく。演算手段４Ａ、
４Ｂ、４Ｃは、それぞれ図２における右下がり１８度、
２７度、４５度の補間方向における補間値H(-3) 、H(-
2) 、H(-1) を算出する。演算手段４Ｄは垂直方向のの
補間値H(0)を算出する。また演算手段４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ
は、それぞれ図２における左下がり４５度、２７度、１
８度の補間方向における補間値H(-3) 、H(-2) 、H(-1)
を算出する。これらの補間値は、決定手段１０に入力さ
れ、後述する前件部８、ファジィ推論部９の処理によ
り、これらの７種類の補間値のどれを用いるべきかが決
定され、選択手段１０より選択通過され、映像出力端子
から出力される。
の添字付きのＢ）にして、入力されるＡラインとＣライ
ンの画素情報と補間すべき画素情報の位置関係、７方向
の補間ライン、及びその補間値（図中添字付きのＨ）を
示す、補間動作の概念図である。Ａライン、Ｃライン上
の画素情報は、図１の演算手段４Ａ〜４Ｇに入力され
る。演算手段４Ａ〜４Ｇは、補間すべき画素B(0)を通る
補間ライン７方向について、それぞれの補間ライン毎の
補間値として相加平均を計算しておく。演算手段４Ａ、
４Ｂ、４Ｃは、それぞれ図２における右下がり１８度、
２７度、４５度の補間方向における補間値H(-3) 、H(-
2) 、H(-1) を算出する。演算手段４Ｄは垂直方向のの
補間値H(0)を算出する。また演算手段４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ
は、それぞれ図２における左下がり４５度、２７度、１
８度の補間方向における補間値H(-3) 、H(-2) 、H(-1)
を算出する。これらの補間値は、決定手段１０に入力さ
れ、後述する前件部８、ファジィ推論部９の処理によ
り、これらの７種類の補間値のどれを用いるべきかが決
定され、選択手段１０より選択通過され、映像出力端子
から出力される。
【００２９】Ａライン、Ｃライン上の画素情報は、図１
の減算手段５Ａ〜５Ｇにも入力される。減算手段５Ａ〜
５Ｇは、Ａライン上の画素とＣライン上の画素の減算
を、相関ライン７方向毎に行ない画素レベル差を算出す
る。減算手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５
Ｇは、それぞれ図２における右下がり１８度、２７度、
４５度、垂直方向、左下がり４５度、２７度、１８度の
補間方向における画素レベル差を算出する。算出された
７つの画素レベル差F(-3) 〜F(3)は、前件部演算手段８
に入力される。
の減算手段５Ａ〜５Ｇにも入力される。減算手段５Ａ〜
５Ｇは、Ａライン上の画素とＣライン上の画素の減算
を、相関ライン７方向毎に行ない画素レベル差を算出す
る。減算手段５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ、５
Ｇは、それぞれ図２における右下がり１８度、２７度、
４５度、垂直方向、左下がり４５度、２７度、１８度の
補間方向における画素レベル差を算出する。算出された
７つの画素レベル差F(-3) 〜F(3)は、前件部演算手段８
に入力される。
【００３０】また最大最小決定手段７はA(-3),A(-2),A
(-1),A(0),A(1),A(2),A(3),C(-3),C(-2),C(-1),C(0),C
(1),C(2),C(3) の各画素の情報から最大値ｍａｘ、最小
値ｍｉｎを求める。前件部演算手段８は、減算手段５Ａ
〜５Ｇにおいて求められた各補間ライン毎のレベル差F
(-3) 〜F(3)と、最大最小決定手段７により求められた
最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎを用いて、各補間ライン毎
の相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)を得る。確度情報G(-
3) 〜G(3)を求める処理については、まず、メンバーシ
ップ関数選択手段において、最大最小決定手段７の出力
の最大値ｍａｘの上位３ビット、および最小値ｍｉｎの
上位３ビットの情報をそれぞれデコードすることで、そ
れぞれ６４種類ある第１および第２のメンバーシップ関
数の中から最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎで第１およ
び第２のメンバーシップ関数を正規化した場合の関数の
形に最も近いメンバーシップ関数のテーブルが選択され
る。
(-1),A(0),A(1),A(2),A(3),C(-3),C(-2),C(-1),C(0),C
(1),C(2),C(3) の各画素の情報から最大値ｍａｘ、最小
値ｍｉｎを求める。前件部演算手段８は、減算手段５Ａ
〜５Ｇにおいて求められた各補間ライン毎のレベル差F
(-3) 〜F(3)と、最大最小決定手段７により求められた
最大値ｍａｘ、最小値ｍｉｎを用いて、各補間ライン毎
の相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)を得る。確度情報G(-
3) 〜G(3)を求める処理については、まず、メンバーシ
ップ関数選択手段において、最大最小決定手段７の出力
の最大値ｍａｘの上位３ビット、および最小値ｍｉｎの
上位３ビットの情報をそれぞれデコードすることで、そ
れぞれ６４種類ある第１および第２のメンバーシップ関
数の中から最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎで第１およ
び第２のメンバーシップ関数を正規化した場合の関数の
形に最も近いメンバーシップ関数のテーブルが選択され
る。
【００３１】補間ラインの中で垂直に近い第１グループ
に属する相関性の確度情報(G(-1),G(0),G(1)）は、減算
手段５Ａ〜５Ｇにおいて求められた各補間ライン毎のレ
ベル差の中で、垂直に近い第１のグループに属するそれ
ぞれのレベル差（F(-1),F(0),F(1) ）をもとに、相関性
の度合いを示す第１のメンバーシップ関数ＭＳ１のテー
ブルを引くことにより直接得られた値とする。
に属する相関性の確度情報(G(-1),G(0),G(1)）は、減算
手段５Ａ〜５Ｇにおいて求められた各補間ライン毎のレ
ベル差の中で、垂直に近い第１のグループに属するそれ
ぞれのレベル差（F(-1),F(0),F(1) ）をもとに、相関性
の度合いを示す第１のメンバーシップ関数ＭＳ１のテー
ブルを引くことにより直接得られた値とする。
【００３２】右下がり１８度方向の相関性の確度情報Ｇ
（−３）は、ファジィ論理積３３Ａの出力として得られ
る。ファジィ論理積３３Ａは、その方向の画素のレベル
差Ｆ（−３）をもとに第１のメンバーシップ関数ＭＳ１
を引いた相関性の度合いを表す値と、垂直に対し傾きが
逆となる各方向のレベル差Ｆ（１），Ｆ（２），Ｆ
（３）をもとに第２のメンバーシップ関数を引いた非相
関性の度合いを表すそれぞれの値とのＭｉｎ演算（最小
をとる）である。その出力は、その方向の相関性が大き
く且つ逆方向の非相関性が大きいとき大きくなるので、
その方向の相関性の確度情報となる。
（−３）は、ファジィ論理積３３Ａの出力として得られ
る。ファジィ論理積３３Ａは、その方向の画素のレベル
差Ｆ（−３）をもとに第１のメンバーシップ関数ＭＳ１
を引いた相関性の度合いを表す値と、垂直に対し傾きが
逆となる各方向のレベル差Ｆ（１），Ｆ（２），Ｆ
（３）をもとに第２のメンバーシップ関数を引いた非相
関性の度合いを表すそれぞれの値とのＭｉｎ演算（最小
をとる）である。その出力は、その方向の相関性が大き
く且つ逆方向の非相関性が大きいとき大きくなるので、
その方向の相関性の確度情報となる。
【００３３】右下がり２７度方向の相関性の確度情報G
(-2) は、同様にファジィ論理積３３Ｂの出力として得
られる。左下がり１８度、左下がり２７度の相関性の確
度情報G(3) G(2) も、同様にそれぞれファジィ論理積３
３Ｄ、３３Ｃの出力として得られる。続いてファジィ推
論手段９について図５〜７を用いて詳細に説明する。
(-2) は、同様にファジィ論理積３３Ｂの出力として得
られる。左下がり１８度、左下がり２７度の相関性の確
度情報G(3) G(2) も、同様にそれぞれファジィ論理積３
３Ｄ、３３Ｃの出力として得られる。続いてファジィ推
論手段９について図５〜７を用いて詳細に説明する。
【００３４】ファジィ推論手段９は、前件部演算手段８
からの確度情報G(-3) 〜G(3)をもとに、図６に示すファ
ジィ後件部のメンバシップ関数を用いてファジィ推論を
行い、補間方向の重心つまり最も相関性が高い補間ライ
ンを求める。図６（ａ）は補間ラインの方向を表わすフ
ァジィ後件部のメンバシップ関数を示す。本実施例では
計算の簡略化のため図６（ｂ）に示す様に簡略化したメ
ンバーシップ関数を用いて、ファジィ制御則の後件部を
整数とした簡略化ファジィ推論を行っており、各補間ラ
イン毎の重みの値をH(-3)=-3、H(-2)=-2、H(-1)=-1、H
(0)=0、H(1)=1、H(2)=2、H(3)=3として重心を求めるこ
とにする。
からの確度情報G(-3) 〜G(3)をもとに、図６に示すファ
ジィ後件部のメンバシップ関数を用いてファジィ推論を
行い、補間方向の重心つまり最も相関性が高い補間ライ
ンを求める。図６（ａ）は補間ラインの方向を表わすフ
ァジィ後件部のメンバシップ関数を示す。本実施例では
計算の簡略化のため図６（ｂ）に示す様に簡略化したメ
ンバーシップ関数を用いて、ファジィ制御則の後件部を
整数とした簡略化ファジィ推論を行っており、各補間ラ
イン毎の重みの値をH(-3)=-3、H(-2)=-2、H(-1)=-1、H
(0)=0、H(1)=1、H(2)=2、H(3)=3として重心を求めるこ
とにする。
【００３５】図６（ｂ）に示したメンバシップ関数を用
いて重心を求めるために、前件部演算手段８で求められ
た各補間ライン毎の確度情報G(-3) 〜G(3)は、（数３）
に示す式を演算することにより非ファジィ化を行い、補
間ラインを決定する。
いて重心を求めるために、前件部演算手段８で求められ
た各補間ライン毎の確度情報G(-3) 〜G(3)は、（数３）
に示す式を演算することにより非ファジィ化を行い、補
間ラインを決定する。
【００３６】
【数３】
【００３７】図５は、（数３）の演算を具体構成したも
のである。加算手段５１Ａは、３倍する代わりに３並列
にされたＧ(-3)と、２倍する代わりに２並列にされたＧ
(-2)と、Ｇ(-1)の加算を行ない、加算手段５１Ｂは、３
倍する代わりに３並列にされたＧ(3) と、２倍する代わ
りに２並列にされたＧ(2) と、Ｇ(1) の加算を行ない、
減算手段５２は、５１Ｂの出力から５１Ａ出力を減算す
ることにより、（数３）の分子の値を求める。なお、Ｇ
(0) は０倍であるため加算も減算もされない。
のである。加算手段５１Ａは、３倍する代わりに３並列
にされたＧ(-3)と、２倍する代わりに２並列にされたＧ
(-2)と、Ｇ(-1)の加算を行ない、加算手段５１Ｂは、３
倍する代わりに３並列にされたＧ(3) と、２倍する代わ
りに２並列にされたＧ(2) と、Ｇ(1) の加算を行ない、
減算手段５２は、５１Ｂの出力から５１Ａ出力を減算す
ることにより、（数３）の分子の値を求める。なお、Ｇ
(0) は０倍であるため加算も減算もされない。
【００３８】また、加算手段５１Ｃにより、確度情報Ｇ
(-3)〜Ｇ(3) の総和が求められ（数３）の分母が計算さ
れる。そして、除算手段５３において演算手段５２の出
力を加算手段５１Ｃの出力で除算することにより（数
３）の式の値即ち重心が求められ、非ファジィ化が行な
われる。除算手段５３の計算結果は、補間方向の重心つ
まり最も相関性が高い補間ラインの方向を示し、値とし
ては−３〜３の連続量となり、本実施例では除算結果を
符号１ビット、整数部２ビット、小数点以下１ビットと
している。
(-3)〜Ｇ(3) の総和が求められ（数３）の分母が計算さ
れる。そして、除算手段５３において演算手段５２の出
力を加算手段５１Ｃの出力で除算することにより（数
３）の式の値即ち重心が求められ、非ファジィ化が行な
われる。除算手段５３の計算結果は、補間方向の重心つ
まり最も相関性が高い補間ラインの方向を示し、値とし
ては−３〜３の連続量となり、本実施例では除算結果を
符号１ビット、整数部２ビット、小数点以下１ビットと
している。
【００３９】方向決定手段５４は、除算手段５３から入
力される数値＋3.5を小数以下を切り捨てた特性を実現
する構成であり、小数以下の四捨五入も同時に行なって
いる。本実施例では、方向決定手段５４は、図７に示す
特性を格納したＲＯＭテーブルを用いて、除算手段５３
が出力する符号付きの数値を０から６までの３ビットの
出力Ｊで表わされる７方向の補間ラインに変換する。こ
の出力Ｊは、図８に示す選択手段１０に入力される。
力される数値＋3.5を小数以下を切り捨てた特性を実現
する構成であり、小数以下の四捨五入も同時に行なって
いる。本実施例では、方向決定手段５４は、図７に示す
特性を格納したＲＯＭテーブルを用いて、除算手段５３
が出力する符号付きの数値を０から６までの３ビットの
出力Ｊで表わされる７方向の補間ラインに変換する。こ
の出力Ｊは、図８に示す選択手段１０に入力される。
【００４０】選択手段１０においてデコーダ１０１は、
ファジィ推論手段９の出力Ｊ３ビットのデコードを行な
うものであり、対応するアナログスイッチをアクティブ
にする。そのアナログスイッチは、選択された補間ライ
ンの補間値が画像出力端子から出力する。例えば、除算
手段５３の出力が−2.3 のとき、方向決定手段５４は１
を出力しデコーダ１０１の出力００１がアクティブにな
るため、バッファ１００Ｂがアクティブになり補間方向
Ｈ(-2)の補間信号を画像出力端子から出力する。これ
が、補間すべき画素B(0)の補間値となる。
ファジィ推論手段９の出力Ｊ３ビットのデコードを行な
うものであり、対応するアナログスイッチをアクティブ
にする。そのアナログスイッチは、選択された補間ライ
ンの補間値が画像出力端子から出力する。例えば、除算
手段５３の出力が−2.3 のとき、方向決定手段５４は１
を出力しデコーダ１０１の出力００１がアクティブにな
るため、バッファ１００Ｂがアクティブになり補間方向
Ｈ(-2)の補間信号を画像出力端子から出力する。これ
が、補間すべき画素B(0)の補間値となる。
【００４１】次に、本発明の第２の実施例における相関
検出補間装置の構成と動作を図面を参照しながら説明す
る。図９において、水平遅延手段１Ａ〜１Ｆ、２Ａ〜２
Ｆ、３Ａ〜２Ｇ、演算手段４Ａ〜４Ｇ、垂直遅延手段
６、減算手段５Ａ〜５Ｇ、ファジィ推論部９、選択手段
１０は、第１の実施例における図１と同じである。
検出補間装置の構成と動作を図面を参照しながら説明す
る。図９において、水平遅延手段１Ａ〜１Ｆ、２Ａ〜２
Ｆ、３Ａ〜２Ｇ、演算手段４Ａ〜４Ｇ、垂直遅延手段
６、減算手段５Ａ〜５Ｇ、ファジィ推論部９、選択手段
１０は、第１の実施例における図１と同じである。
【００４２】１１１は入力される１４画素の最大値ｍａ
ｘと最小値ｍｉｎを用いてＡ(-3)〜Ａ(3) およびＣ(-3)
〜Ｃ(3) の画素レベルの正規化を行なう正規化手段であ
る。１１３は減算手段５Ａ〜５Ｇの出力の絶対値を得る
絶対値演算手段である。１１２は絶対値演算手段１１３
の出力を用いて相関性の確度を得るファジィ前件部演算
手段である。
ｘと最小値ｍｉｎを用いてＡ(-3)〜Ａ(3) およびＣ(-3)
〜Ｃ(3) の画素レベルの正規化を行なう正規化手段であ
る。１１３は減算手段５Ａ〜５Ｇの出力の絶対値を得る
絶対値演算手段である。１１２は絶対値演算手段１１３
の出力を用いて相関性の確度を得るファジィ前件部演算
手段である。
【００４３】図１１は、前件部演算手段１１２の構成を
示すブロック図である。１２１Ａ〜１２１Ｇは、第１の
メンバーシップ関数を用いて、相関性の確度を表す信号
を出力する。第１のメンバーシップ関数を、図１２
（ａ）に示す。この点、第１の実施例では、６４種類の
テーブルを用意していたが、本実施例では、図１２
（ａ）の１種類のみでよい。
示すブロック図である。１２１Ａ〜１２１Ｇは、第１の
メンバーシップ関数を用いて、相関性の確度を表す信号
を出力する。第１のメンバーシップ関数を、図１２
（ａ）に示す。この点、第１の実施例では、６４種類の
テーブルを用意していたが、本実施例では、図１２
（ａ）の１種類のみでよい。
【００４４】１２２Ａ〜１２２Ｆは、第２のメンバーシ
ップ関数を用いて、非相関性の確度を表す信号を出力す
る。第２のメンバーシップ関数を、図１２（ｂ）に示
す。同様に本実施例では、図１２（ｂ）の１種類のみで
よい。１２３Ａ〜１２３Ｄは、ファジィ論理積（Ｍｉｎ
演算）を行う回路である。以上のように構成された本実
施例の相関検出補間装置について、以下図２および図５
〜図１２を用いて、その動作を説明する。
ップ関数を用いて、非相関性の確度を表す信号を出力す
る。第２のメンバーシップ関数を、図１２（ｂ）に示
す。同様に本実施例では、図１２（ｂ）の１種類のみで
よい。１２３Ａ〜１２３Ｄは、ファジィ論理積（Ｍｉｎ
演算）を行う回路である。以上のように構成された本実
施例の相関検出補間装置について、以下図２および図５
〜図１２を用いて、その動作を説明する。
【００４５】図９において、映像入力から選択手段１０
に至る上半分の動作は、第１の実施例と同じである。フ
ァジィ推論手段９に至る下半分の相関検出動作は異な
る。A(-3) 〜A(3)およびC(-3) 〜C(3)の各画素の情報
は、正規化手段１１１により、その最大値ｍａｘと最小
値ｍｉｎを用いて正規化されたK(-3) 〜K(3)およびL(-
3) 〜L(3)に変換される。 正規化手段１１１は、画素A
(-3),A(-2),A(-1),A(0),A(1),A(2),C(-3),C(-2),C(-1),
C(0),C(1),C(2),C(3)の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎを
求め下記の計算を行うことにより、各画素の正規化を行
なう。
に至る上半分の動作は、第１の実施例と同じである。フ
ァジィ推論手段９に至る下半分の相関検出動作は異な
る。A(-3) 〜A(3)およびC(-3) 〜C(3)の各画素の情報
は、正規化手段１１１により、その最大値ｍａｘと最小
値ｍｉｎを用いて正規化されたK(-3) 〜K(3)およびL(-
3) 〜L(3)に変換される。 正規化手段１１１は、画素A
(-3),A(-2),A(-1),A(0),A(1),A(2),C(-3),C(-2),C(-1),
C(0),C(1),C(2),C(3)の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎを
求め下記の計算を行うことにより、各画素の正規化を行
なう。
【００４６】 (a)max-min>0のとき K(n)=(A(n)-min)/(max-min) L(n)=(C(n)-min)/(max-min) (b)max-min=0のとき K(n)=0 L(n)=0 ただし n=-3,-2,-1,0,1,2,3 この正規化手段１１１の特性を図１０に示す。その出力
は０から１の間の値をとる。
は０から１の間の値をとる。
【００４７】減算手段５Ａ〜５Ｇは、正規化された画素
K(n)、L(n)の減算を行ない各種方向のレベル差を算出す
るもので、それぞれ図２における右下がり１８度、右下
がり２７度、右下がり４５度、垂直、左下がり４５度、
左下がり２７度、左下がり１８度方向のの画素レベル差
を算出する。各補間ライン毎のレベル差は、絶対値演算
手段１１３により正の値M(-3) 〜M(3)に変換された後、
図１１の前件部演算手段１１２において、各補間ライン
毎の相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)に変換される。
K(n)、L(n)の減算を行ない各種方向のレベル差を算出す
るもので、それぞれ図２における右下がり１８度、右下
がり２７度、右下がり４５度、垂直、左下がり４５度、
左下がり２７度、左下がり１８度方向のの画素レベル差
を算出する。各補間ライン毎のレベル差は、絶対値演算
手段１１３により正の値M(-3) 〜M(3)に変換された後、
図１１の前件部演算手段１１２において、各補間ライン
毎の相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)に変換される。
【００４８】前件部演算手段１１２で行なわれる処理に
ついて、本実施例では、前述の第１、第２のメンバシッ
プ関数は、それぞれ図１２（ａ）、図１２（ｂ）に入出
力特性を示すように極めて単純なものであるため、本実
施例では、絶対値演算手段１１３で得られるレベル差M
(-3) 〜M(3)は、０から１の範囲の値をとるよう正規化
されているので、第２のメンバーシップ関数１２２Ａ〜
１２２Ｇを使用せずに入力をそのまま出力させる構成と
し、第１のメンバーシップ関数１２１Ａ〜１２１Ｇに関
しても、入力の補数をとり出力する反転回路で代用させ
る構成とすれば足りる。
ついて、本実施例では、前述の第１、第２のメンバシッ
プ関数は、それぞれ図１２（ａ）、図１２（ｂ）に入出
力特性を示すように極めて単純なものであるため、本実
施例では、絶対値演算手段１１３で得られるレベル差M
(-3) 〜M(3)は、０から１の範囲の値をとるよう正規化
されているので、第２のメンバーシップ関数１２２Ａ〜
１２２Ｇを使用せずに入力をそのまま出力させる構成と
し、第１のメンバーシップ関数１２１Ａ〜１２１Ｇに関
しても、入力の補数をとり出力する反転回路で代用させ
る構成とすれば足りる。
【００４９】図１１において、絶対値演算手段１１３か
ら入力される各補間ライン毎のレベル差の絶対値M(-3)
〜M(3)をもとにり相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)を求め
る動作は、第１の実施例と同様である。そしてファジィ
推論手段９において、これらの確度情報G(-3) 〜G(3)を
もとにファジィ推論を行い、最も相関性が高い補間ライ
ンの決定を行なう。
ら入力される各補間ライン毎のレベル差の絶対値M(-3)
〜M(3)をもとにり相関性の確度情報G(-3) 〜G(3)を求め
る動作は、第１の実施例と同様である。そしてファジィ
推論手段９において、これらの確度情報G(-3) 〜G(3)を
もとにファジィ推論を行い、最も相関性が高い補間ライ
ンの決定を行なう。
【００５０】ファジイ推論の後件部の推論を行なうファ
ジィ推論手段９および選択手段１０は、第１の実施例と
同様である。なお、本実施例は１４画素の情報を用いて
補間を行なっているが、画素数をさらに増加させても本
発明の方法が使える。また、画素数を減らすことは何等
問題が無い。
ジィ推論手段９および選択手段１０は、第１の実施例と
同様である。なお、本実施例は１４画素の情報を用いて
補間を行なっているが、画素数をさらに増加させても本
発明の方法が使える。また、画素数を減らすことは何等
問題が無い。
【００５１】本実施例は、モノクロ情報を例にとり説明
したが、カラー情報についてはＲ、Ｇ、Ｂ独立して適用
する方法は適切でなく、輝度信号あるいはＧ信号を用い
て相関を検出しＲ、Ｇ、Ｂに対して同じ方向に補間する
手法が適切である。また、本実施例ではハードウエア構
成で説明したが、実質的同一なソフトウエアルーチンを
用いても実現できる。
したが、カラー情報についてはＲ、Ｇ、Ｂ独立して適用
する方法は適切でなく、輝度信号あるいはＧ信号を用い
て相関を検出しＲ、Ｇ、Ｂに対して同じ方向に補間する
手法が適切である。また、本実施例ではハードウエア構
成で説明したが、実質的同一なソフトウエアルーチンを
用いても実現できる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、補間方向を決定する際にファジイ推論により、相関
性の確度と非相関性の確度という補間ライン毎の曖昧情
報から全補間ラインに対して総合的に相関性のある方向
を判断をすることが可能になり、従来例の方式が行なう
ような局部的な判断よりも極めてミスの少ない相関検出
が行えるようになるため、次の点で優れた効果がある。
ば、補間方向を決定する際にファジイ推論により、相関
性の確度と非相関性の確度という補間ライン毎の曖昧情
報から全補間ラインに対して総合的に相関性のある方向
を判断をすることが可能になり、従来例の方式が行なう
ような局部的な判断よりも極めてミスの少ない相関検出
が行えるようになるため、次の点で優れた効果がある。
【００５３】１．どの補間方向にも画素レベル差が大き
い場合やどの補間ラインの方向にも画素レベル差が小さ
い場合でも、相関の方向だけでなく、相関無しおよび全
方向について相関ありという総合的な判断が可能で、検
出エラーを防止できるという効果があり、相関検出誤り
によるノイズがなくなり画質劣化が防止できる。。 ２．相関の矛盾を総合的に検出可能であり同様に検出エ
ラーを防止できるという効果があり、同様に画質劣化が
防止できる。。
い場合やどの補間ラインの方向にも画素レベル差が小さ
い場合でも、相関の方向だけでなく、相関無しおよび全
方向について相関ありという総合的な判断が可能で、検
出エラーを防止できるという効果があり、相関検出誤り
によるノイズがなくなり画質劣化が防止できる。。 ２．相関の矛盾を総合的に検出可能であり同様に検出エ
ラーを防止できるという効果があり、同様に画質劣化が
防止できる。。
【００５４】３．被補間画素に遠い画素を用いても補間
ミスの少ない検出が可能であるため、従来検出ミスの確
率が高いため実現できなかった水平に近い浅い角度に対
する補間を行なうことができるという効果がある。 ４．現実に必要な７方向を越える補間に対して誤検出の
少ない相関検出を行なうことができ、ノイズの発生無
く、画像中の斜め線を滑らかで解像度の高く補間するこ
とができるという効果がある。
ミスの少ない検出が可能であるため、従来検出ミスの確
率が高いため実現できなかった水平に近い浅い角度に対
する補間を行なうことができるという効果がある。 ４．現実に必要な７方向を越える補間に対して誤検出の
少ない相関検出を行なうことができ、ノイズの発生無
く、画像中の斜め線を滑らかで解像度の高く補間するこ
とができるという効果がある。
【００５５】これらの効果の総合すると、ノイズの発生
が無い、画像中の斜め線が滑らかである、解像度の高い
補間ができるという効果がある。
が無い、画像中の斜め線が滑らかである、解像度の高い
補間ができるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例における相関検出補間装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図２】第１及び第２の同実施例における動作説明のた
めの補間動作の説明図である。
めの補間動作の説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例における前件部演算手段
のブロック図である。
のブロック図である。
【図４】同実施例における第１と第２のメンバーシップ
関数の特性図である。
関数の特性図である。
【図５】同実施例におけるファジィ推論手段のブロック
図である。
図である。
【図６】同実施例におけるファジィ後件部のメンバシッ
プ関数の特性ずである。
プ関数の特性ずである。
【図７】同実施例における方向決定手段の特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】同実施例における選択手段のブロック図であ
る。
る。
【図９】本発明の第２の実施例における相関検出補間装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図１０】同実施例における正規化手段の特性図であ
る。
る。
【図１１】同実施例における前件部演算手段のブロック
図である。
図である。
【図１２】同実施例における第１と第２のメンバーシッ
プ関数の特性図である。
プ関数の特性図である。
【図１３】従来例の相関検出を有した補間方法の説明図
である。
である。
【図１４】従来例の補間ノイズが発生する画像例の説明
図である。
図である。
【符号の説明】 １Ａ〜１Ｆ 水平遅延手段 ２Ａ〜２Ｆ 水平遅延手段 ３Ａ〜３Ｇ 水平遅延手段 ４Ａ〜４Ｇ 演算手段 ５Ａ〜５Ｇ 減算手段 ６ 垂直遅延手段 ７ 最大最小決定手段 ８ 前件部演算手段 ９ ファジイ推論手段 １０ 選択手段 ３１ 第１のメンバーシップ関数 ３２ 第２のメンバーシップ関数 ３３ ファジィ論理積演算手段 ３４ メンバーシップ関数選択手段 ５１Ａ〜５１Ｃ 加算手段 ５２ 減算手段 ５３ 除算手段 ５４ 方向決定手段 １０１ ２進デコーダ １００ バッファゲート １１１ 正規化手段 １１２ 前件部演算手段 １１３ 絶対値演算手段 １２１ 第１のメンバーシップ関数 １２２ 第２のメンバーシップ関数 １２３ ファジィ論理積演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/01
Claims (7)
- 【請求項１】 補間すべき画素の上にある上部走査線上
の画素と、補間すべき画素と、その下にある下部走査線
上の画素を通る複数の補間ラインを設定して、画素を補
間する方法であって、 前記補間ライン上の２つの画素について、画素レベルの
相加平均を、前記各補間ライン毎に演算するステップ
と、 前記補間ライン上の２つの画素について、画素のレベル
差を、前記各補間ライン毎に演算するステップと、 前記画素のレベル差から、各補間ライン毎の相関性を判
断するファジィ前件処理ステップと、 前記各補間ライン毎の相関性の判断を基に、前記補間ラ
インの中から補間すべき方向を決定するファジィ後件処
理ステップと、 前記補間すべき方向に対応した前記演算ステップの出力
を選択通過させるステップとを有し、 前記ファジィ前件処理ステップは、 前記画素のレベル差から、相関性の度合いを示す第１の
メンバーシップ関数を用いて、各補間ライン毎の相関性
の度合いを求め、 前記画素のレベル差から、非相関性の度合いを示す第２
のメンバーシップ関数を用いて、各補間ライン毎に非相
関性の度合いを求め、 全ての補間ラインを補間すべき画素を中心に垂直に近い
第１のグループ、右下がり方向を中心とした第２のグル
ープ及び左下がり方向を中心とした第３のグループに分
け、 前記第１のグループに含まれる補間ラインについては、
その補間ラインに対応する第１のメンバーシップ関数演
算手段で得られた相関性の出力をそのまま相関性確度値
とし、 前記第２および前記第３のグループに含まれる補間ライ
ンについては、その補間ラインに対応する第１のメンバ
ーシップ関数の出力と他のグループに含まれる補間ライ
ンに対応する第２のメンバーシップ関数の出力とのファ
ジィ論理積を相関性確度値とし、各補間ライン毎の相関
性確度を求め、 前記ファジィ後件処理ステップは、 前記ファジィ前件部で得られた相関性の確度情報に対し
て、下記に示す演算を行うことにより、補間すべき画素
を、前記演算手段で得られた値のうち、どの補間方向の
値とするか決定することを特徴とする相関検出補間方
法。 【数１】 - 【請求項２】 補間すべき画素の上にある上部走査線上
の画素と、補間すべき画素と、その下にある下部走査線
上の画素を通る複数の補間ラインを設定して、画素を補
間する相関検出補間装置であって、 前記補間ライン上の２つの画素について、画素レベルの
相加平均を、前記各補間ライン毎に演算する演算手段
と、 前記補間ライン上の２つの画素について、画素のレベル
差を、前記各補間ライン毎に演算する減算手段と、 前記減算手段により得られたレベル差から、各補間ライ
ン毎の相関性を判断するファジィ前件部と、 前記ファジィ前件部からの相関性の判断を基に、前記補
間ラインの中から補間すべき方向を決定するファジィ後
件部と、 前記ファジィ後件部の決定した補間方向に対応した前記
演算手段の出力を選択通過させる選択手段とを備えたこ
とを特徴とする相関検出補間装置。 - 【請求項３】 前記ファジィ前件部は、 前記減算手段により得られたレベル差から、相関性の度
合いを、前記各補間ライン毎に得る第１のメンバーシッ
プ関数演算手段と、 前記減算手段により得られたレベル差から、非相関性の
度合いを、前記各補間ライン毎に得る第２のメンバーシ
ップ関数演算手段と、 前記第１のメンバーシップ関数演算手段で得られた相関
性及び第２のメンバーシップ関数演算手段で得られた非
相関性の度合いとのファジィ論理積を演算することによ
り、前記補間ラインの方向毎に相関性の確度を求める論
理積演算手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載
の相関検出補間手段。 - 【請求項４】 前記相関検出補間装置は、更に、 全ての補間ライン上の画素の最大レベル及び最小レベル
を検出する最大値最小値検出手段と前記最大値最小値検
出手段の出力を基準にして第１のメンバーシップ関数演
算手段及び第２のメンバーシップ関数演算手段の正規化
された第１のメンバーシップ関数及び第２のメンバーシ
ップ関数を選択する選択手段とを備えたことを特徴とす
る請求項３記載の相関検出補間装置。 - 【請求項５】 前記相関検出補間装置は、 前記減算手段の前段に、全ての補間ライン上の画素の最
大レベル及び最小レベルを検出し、前記最大レベルと前
記最小レベルを基準にして、前記補間ライン上の全ての
画素を画素単位に画素レベルを正規化し、その正規化さ
れた画素を前記減算手段へ出力する正規化手段が挿入さ
れ、 前記減算手段と前記ファジィ前件部の間に、前記減算手
段で得られたレベル差の絶対値を求め、その絶対値を前
記ファジィ前件部へ出力する絶対値演算手段が挿入さ
れ、 前記第１のメンバーシップ関数演算手段は、前記各補間
ライン毎の相関性の度合いとして、前記絶対値演算手段
で得られた絶対値の補数を出力し、 前記第２のメンバーシップ関数演算手段は、前記各補間
ライン毎の非相関性の度合いとして、前記絶対値演算手
段で得られた絶対値をそのまま出力することを特徴とす
る請求項３記載の相関検出補間装置。 - 【請求項６】 全ての補間ラインを、補間すべき画素を
中心に垂直に近い第１のグループ、右下がり方向を中心
とした第２のグループ及び左下がり方向を中心とした第
３のグループに分け、 前記ファジィ前件部は、 前記第１のグループに含まれる補間ラインについては、
その補間ラインに対応する第１のメンバーシップ関数演
算手段で得られた相関性の出力をそのまま相関性確度値
とし、 前記第２および前記第３のグループに含まれる補間ライ
ンについては、その補間ラインに対応する第１のメンバ
ーシップ関数の出力と他のグループに含まれる補間ライ
ンに対応する第２のメンバーシップ関数の出力とのファ
ジィ論理積を相関性確度値とし、各補間ライン毎の相関
性確度を求めることを特徴とする請求項３又は４又は５
記載の相関検出補間装置。 - 【請求項７】 前記ファジィ後件部は、 前記ファジィ前件部で得られた相関性の確度情報に対し
て、下記に示す演算を行う手段を備え、 補間すべき画素を、前記演算手段で得られた値のうち、
どの補間方向の値とするか決定することを特徴とする請
求項３乃至６の何れかに記載の相関検出補間装置。 【数２】
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3317820A JP3064598B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 相関検出補間方法および装置 |
| US08/422,607 US5513281A (en) | 1991-12-02 | 1995-04-13 | Interpolation method and apparatus by correlation detection using fuzzy inference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3317820A JP3064598B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 相関検出補間方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05153563A JPH05153563A (ja) | 1993-06-18 |
| JP3064598B2 true JP3064598B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=18092416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3317820A Expired - Fee Related JP3064598B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 相関検出補間方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5513281A (ja) |
| JP (1) | JP3064598B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015154844A (ja) * | 2014-02-20 | 2015-08-27 | 有限会社タツミ工機 | 杖の先端構造 |
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| DE69433225D1 (de) * | 1994-04-27 | 2003-11-13 | St Microelectronics Srl | Abtastgeschwindigkeitskonverter mit Fuzzy-Logik |
| DE69431707D1 (de) * | 1994-04-27 | 2002-12-19 | Sgs Thomson Microelectronics | Rauschvermindernde Filterung und interpolierende Abtastratenwandlung für digitale Videosignale, gesteuert durch mit Fuzzy-Logik detektierte Zwischenfeld-Korrelationsinformation |
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1991
- 1991-12-02 JP JP3317820A patent/JP3064598B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-13 US US08/422,607 patent/US5513281A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH05153563A (ja) | 1993-06-18 |
| US5513281A (en) | 1996-04-30 |
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