JPH06177706A - 信号処理装置 - Google Patents
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- JPH06177706A JPH06177706A JP43A JP32814492A JPH06177706A JP H06177706 A JPH06177706 A JP H06177706A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 32814492 A JP32814492 A JP 32814492A JP H06177706 A JPH06177706 A JP H06177706A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
- H04N7/0102—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving the resampling of the incoming video signal
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
- G03B13/02—Viewfinders
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B19/00—Cameras
- G03B19/02—Still-picture cameras
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/53—Constructional details of electronic viewfinders, e.g. rotatable or detachable
-
- H—ELECTRICITY
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 CCD素子からの出力画像データをコンピュ
ータ等に供給する際に、オーバーサンプリングを行った
後に補間を行ってCCD素子の出力のアスペクト比を
1、即ち、正方格子化するようにし、しかも、補間関数
の周波数特性の逆特性を有するフィルタで濾波した後に
補間を行うことで、周波数特性の変化が少ない部分で補
間を行うことができ、これによって変換後の画像の画質
を良好にすることができるようにする。 【構成】 入力データをN倍にオーバーサンプリングす
るオーバーサンプリング手段としてのフィルタ4と、こ
れからの出力に対して補間処理を施す補間回路5とを有
する。
ータ等に供給する際に、オーバーサンプリングを行った
後に補間を行ってCCD素子の出力のアスペクト比を
1、即ち、正方格子化するようにし、しかも、補間関数
の周波数特性の逆特性を有するフィルタで濾波した後に
補間を行うことで、周波数特性の変化が少ない部分で補
間を行うことができ、これによって変換後の画像の画質
を良好にすることができるようにする。 【構成】 入力データをN倍にオーバーサンプリングす
るオーバーサンプリング手段としてのフィルタ4と、こ
れからの出力に対して補間処理を施す補間回路5とを有
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子スチルカメ
ラで撮影して得た画像データを印刷する場合やPALと
NTSC方式の変換等に適用して好適な信号処理装置に
関する。
ラで撮影して得た画像データを印刷する場合やPALと
NTSC方式の変換等に適用して好適な信号処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば電子スチルカメラで被写体
を撮影して得た画像データをコンピュータ(パーソナル
コンピュータ等)に供給し、このコンピュータに接続し
たプリンタ(画像プリンタ等)でプリントしたり、PA
L方式の画像データをNTSC方式の画像データに変換
する場合等においては、補間処理を行うようにしてい
る。
を撮影して得た画像データをコンピュータ(パーソナル
コンピュータ等)に供給し、このコンピュータに接続し
たプリンタ(画像プリンタ等)でプリントしたり、PA
L方式の画像データをNTSC方式の画像データに変換
する場合等においては、補間処理を行うようにしてい
る。
【0003】図10に例えばCCD素子を用いた電子ス
チルカメラで被写体を撮影して得た場合について示す。
この図10において、Aは電子スチルカメラを縦にして
被写体を撮影(通常のフィルムを用いたカメラを縦にし
て撮影する場合と同じである)した場合、Cはそのまま
被写体を撮影した場合を示す。
チルカメラで被写体を撮影して得た場合について示す。
この図10において、Aは電子スチルカメラを縦にして
被写体を撮影(通常のフィルムを用いたカメラを縦にし
て撮影する場合と同じである)した場合、Cはそのまま
被写体を撮影した場合を示す。
【0004】図10Aに示すように、電子スチルカメラ
を縦にして被写体Mを撮影した場合、この電子スチルカ
メラからの画像データは被写体Mを横にした状態で出力
される。また、CCD素子を用いたこのようなカメラで
得られる画像の画素piは一般的に4:3の割合となっ
ている。
を縦にして被写体Mを撮影した場合、この電子スチルカ
メラからの画像データは被写体Mを横にした状態で出力
される。また、CCD素子を用いたこのようなカメラで
得られる画像の画素piは一般的に4:3の割合となっ
ている。
【0005】これを例えばコンピュータ等に供給し、こ
のコンピュータに接続している画像プリンタ等で出力し
たり、また、モニタに供給してその管面上で画像として
映出させたりする場合、図10Bに示すように、電子ス
チルカメラで撮影して得た被写体Mの画像データを90
度回転させる必要がある。
のコンピュータに接続している画像プリンタ等で出力し
たり、また、モニタに供給してその管面上で画像として
映出させたりする場合、図10Bに示すように、電子ス
チルカメラで撮影して得た被写体Mの画像データを90
度回転させる必要がある。
【0006】図10Bに電子スチルカメラで被写体Mを
撮影して得た画像データを画像処理によって90度回転
させたモニタ管面上での、或いは、画像プリンタで出力
した被写体M’の画像を示している。
撮影して得た画像データを画像処理によって90度回転
させたモニタ管面上での、或いは、画像プリンタで出力
した被写体M’の画像を示している。
【0007】また、図10Cに示すように、電子スチル
カメラを横にして被写体Mを撮影した場合、この電子ス
チルカメラからの画像データは被写体Mを縦にした状態
で出力される。
カメラを横にして被写体Mを撮影した場合、この電子ス
チルカメラからの画像データは被写体Mを縦にした状態
で出力される。
【0008】これを例えばコンピュータ等に供給し、こ
のコンピュータに接続している画像プリンタ等で出力し
たり、また、モニタに供給してその管面上で画像として
映出させたりする場合、図10Dに示すように、元々の
電子スチルカメラで得た画像データにおいて被写体Mの
画像データが縦となっているので、電子スチルカメラで
撮影して得た被写体Mの画像データを90度回転させる
必要はない。
のコンピュータに接続している画像プリンタ等で出力し
たり、また、モニタに供給してその管面上で画像として
映出させたりする場合、図10Dに示すように、元々の
電子スチルカメラで得た画像データにおいて被写体Mの
画像データが縦となっているので、電子スチルカメラで
撮影して得た被写体Mの画像データを90度回転させる
必要はない。
【0009】ところで、図10B及びDに夫々示すよう
に、コンピュータに接続するモニタや画像プリンタにお
いては、画素pi’の縦横の割合は1:1の正方格子と
なっているので、図10Aに示す電子スチルカメラを縦
にして被写体Mを撮影して得た画像データをコンピュー
タに供給し、このコンピュータで90度回転させ、モニ
タや画像プリンタで出力した場合、図10Bに実線の矢
印byで示すように変換後の画像が縦方向に伸びた画像
(或いはこの逆も有り得る)となってしまう。
に、コンピュータに接続するモニタや画像プリンタにお
いては、画素pi’の縦横の割合は1:1の正方格子と
なっているので、図10Aに示す電子スチルカメラを縦
にして被写体Mを撮影して得た画像データをコンピュー
タに供給し、このコンピュータで90度回転させ、モニ
タや画像プリンタで出力した場合、図10Bに実線の矢
印byで示すように変換後の画像が縦方向に伸びた画像
(或いはこの逆も有り得る)となってしまう。
【0010】尚、図10Cに示す画像データは縦横変換
を行わないでそのままモニタや画像プリンタを介して出
力するので、図10Dに矢印bxで示すような横方向の
伸び縮みは起こらない。
を行わないでそのままモニタや画像プリンタを介して出
力するので、図10Dに矢印bxで示すような横方向の
伸び縮みは起こらない。
【0011】従って、従来では、縦横変換を行う場合
に、電子スチルカメラ等で得た画像データを正方化する
ために、補間を用いて画素数の変換を行うようにしてい
る。この画素数の変換を行うことで、例えば4:3とな
っている画像データを1:1に変換し、良好な画像とし
てモニタの管面や画像プリンタを介してプリント用紙に
出力することができる。
に、電子スチルカメラ等で得た画像データを正方化する
ために、補間を用いて画素数の変換を行うようにしてい
る。この画素数の変換を行うことで、例えば4:3とな
っている画像データを1:1に変換し、良好な画像とし
てモニタの管面や画像プリンタを介してプリント用紙に
出力することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に補間によって画素数の変換を行うようにした場合、補
間を行う位置によって異なる周波数特性になるので、ナ
イキスト周波数に近い信号に大きな劣化を生じさせ、こ
れによって出力画像を著しく劣化させてしまうという不
都合があった。
に補間によって画素数の変換を行うようにした場合、補
間を行う位置によって異なる周波数特性になるので、ナ
イキスト周波数に近い信号に大きな劣化を生じさせ、こ
れによって出力画像を著しく劣化させてしまうという不
都合があった。
【0013】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、画素数の変換時に信号に対する劣化を最小限に抑
え、或いは防止し、良好な出力画像を得ることのできる
信号処理装置を提案しようとするものである。
で、画素数の変換時に信号に対する劣化を最小限に抑
え、或いは防止し、良好な出力画像を得ることのできる
信号処理装置を提案しようとするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力データを
N倍にオーバーサンプリングするオーバーサンプリング
手段4と、このオーバーサンプリング手段4からの出力
に対して補間処理を施す補間手段5とを有するものであ
る。
N倍にオーバーサンプリングするオーバーサンプリング
手段4と、このオーバーサンプリング手段4からの出力
に対して補間処理を施す補間手段5とを有するものであ
る。
【0015】更に本発明は上述において、補間手段5は
補間関数の周波数特性の逆特性を持つものである。
補間関数の周波数特性の逆特性を持つものである。
【0016】更に本発明は上述において、補間手段5か
らの出力をコンピュータ6に入力して記録、またはプリ
ントして出力するものである。
らの出力をコンピュータ6に入力して記録、またはプリ
ントして出力するものである。
【0017】また本発明は、固体撮像素子1で撮像して
得た画像データをアナログ−ディジタル変換するアナロ
グ−ディジタル変換手段2と、このアナログ−ディジタ
ル変換手段2からの変換出力を記憶する記憶手段3と、
この記憶手段3からの出力をN倍にオーバーサンプリン
グするオーバーサンプリング手段4と、このオーバーサ
ンプリング手段4からの出力に対して補間処理を施す補
間手段5と、この補間手段5からの補間出力を記録する
記録手段6、6aとを有するものである。
得た画像データをアナログ−ディジタル変換するアナロ
グ−ディジタル変換手段2と、このアナログ−ディジタ
ル変換手段2からの変換出力を記憶する記憶手段3と、
この記憶手段3からの出力をN倍にオーバーサンプリン
グするオーバーサンプリング手段4と、このオーバーサ
ンプリング手段4からの出力に対して補間処理を施す補
間手段5と、この補間手段5からの補間出力を記録する
記録手段6、6aとを有するものである。
【0018】更に本発明は上述において、補間手段5は
補間関数の周波数特性の逆特性を持つものである。
補間関数の周波数特性の逆特性を持つものである。
【0019】更に本発明は上述において、固体撮像素子
1で撮像して得た1画面分の撮像出力をn×mの画素で
構成されるとしたとき、このn×mの画素の撮像出力は
オーバーサンプリング手段4及び上記補間手段5によっ
てn’×m’の画素のデータに変換するものである。
1で撮像して得た1画面分の撮像出力をn×mの画素で
構成されるとしたとき、このn×mの画素の撮像出力は
オーバーサンプリング手段4及び上記補間手段5によっ
てn’×m’の画素のデータに変換するものである。
【0020】
【作用】上述せる本発明の構成によれば、入力データを
オーバーサンプリング手段4でN倍にオーバーサンプリ
ングし、このオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間手段5で補間処理を施す。
オーバーサンプリング手段4でN倍にオーバーサンプリ
ングし、このオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間手段5で補間処理を施す。
【0021】更に上述において本発明の構成によれば、
補間手段5がオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理す
る。
補間手段5がオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理す
る。
【0022】更に上述において本発明の構成によれば、
補間手段5からの出力をコンピュータ6に入力して記
録、またはプリントして出力するようにする。
補間手段5からの出力をコンピュータ6に入力して記
録、またはプリントして出力するようにする。
【0023】また上述せる本発明の構成によれば、固体
撮像素子1で撮像して得た画像データをアナログ−ディ
ジタル手段2でアナログ−ディジタル変換し、このアナ
ログ−ディジタル変換手段2からの変換出力を記憶手段
3に記憶し、この記憶手段3からの出力をオーバーサン
プリング手段4でN倍にオーバーサンプリングし、この
オーバーサンプリング手段4からの出力に対して補間手
段5で補間処理を施し、この補間手段5からの補間出力
を記録手段6、6aで記録する。
撮像素子1で撮像して得た画像データをアナログ−ディ
ジタル手段2でアナログ−ディジタル変換し、このアナ
ログ−ディジタル変換手段2からの変換出力を記憶手段
3に記憶し、この記憶手段3からの出力をオーバーサン
プリング手段4でN倍にオーバーサンプリングし、この
オーバーサンプリング手段4からの出力に対して補間手
段5で補間処理を施し、この補間手段5からの補間出力
を記録手段6、6aで記録する。
【0024】更に上述において本発明の構成によれば、
補間手段5がオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理す
る。
補間手段5がオーバーサンプリング手段4からの出力に
対して補間関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理す
る。
【0025】更に上述において本発明の構成によれば、
固体撮像素子1で撮像して得た1画面分がn×mの撮像
出力をオーバーサンプリング手段4及び上記補間手段5
によってn’×m’の画素のデータに変換する。
固体撮像素子1で撮像して得た1画面分がn×mの撮像
出力をオーバーサンプリング手段4及び上記補間手段5
によってn’×m’の画素のデータに変換する。
【0026】
【実施例】以下に、図1を参照して本発明信号処理装置
の一実施例について詳細に説明する。
の一実施例について詳細に説明する。
【0027】この図1において、1は例えば電子スチル
カメラやビデオカメラ等で使用するCCD素子で、この
CCD素子1からの撮像出力をA−Dコンバータ2に供
給し、このA−Dコンバータ2でディジタル信号にした
後にフレームメモリ3に供給し、このフレームメモリ3
に図示しない書き込み/読み出し回路からのアドレスデ
ータやコントロールデータによって記憶する。
カメラやビデオカメラ等で使用するCCD素子で、この
CCD素子1からの撮像出力をA−Dコンバータ2に供
給し、このA−Dコンバータ2でディジタル信号にした
後にフレームメモリ3に供給し、このフレームメモリ3
に図示しない書き込み/読み出し回路からのアドレスデ
ータやコントロールデータによって記憶する。
【0028】このフレームメモリ3に記憶した1フレー
ム分の画像データを図示しない書き込み/読み出し回路
からのアドレスデータやコントロールデータによって読
み出し、読み出した画像データをフィルタ4に供給す
る。
ム分の画像データを図示しない書き込み/読み出し回路
からのアドレスデータやコントロールデータによって読
み出し、読み出した画像データをフィルタ4に供給す
る。
【0029】このフィルタ4としては例えば水平のサン
プリング周波数を2倍にするオーバーサンプリングフィ
ルタを用いる。このフィルタ4で水平のサンプリング周
波数が2倍にされた画像データは補間回路5に供給され
る。
プリング周波数を2倍にするオーバーサンプリングフィ
ルタを用いる。このフィルタ4で水平のサンプリング周
波数が2倍にされた画像データは補間回路5に供給され
る。
【0030】この補間回路5はフィルタ4からの画像デ
ータの水平のサンプリング周波数を垂直のサンプリング
周波数に合わせるために、フィルタ4からの画像データ
の水平のサンプリング周波数を補間によって変更する。
これによってCCD素子1で得られた4:3の画素を
1:1に正方化することができる。
ータの水平のサンプリング周波数を垂直のサンプリング
周波数に合わせるために、フィルタ4からの画像データ
の水平のサンプリング周波数を補間によって変更する。
これによってCCD素子1で得られた4:3の画素を
1:1に正方化することができる。
【0031】この補間回路5で補間処理された画像デー
タはコンピュータ6に供給される。このコンピュータ6
は例えばパーソナルコンピュータ、ワークステーション
等、CPUを有する制御機であり、図に示すように、記
録メディア6aを持つ、或いは接続する。尚、電子スチ
ルカメラにメモリカードを装着してこの装着したメモリ
カードに画像データを記憶させる場合も有り得る。この
場合、電子スチルカメラにコンピュータ6を内蔵させ、
装着したメモリカードに画像データを記憶しておき、コ
ンピュータ等にそのメモリカードの画像データを読みと
らせ、読み取らせた画像データを出力するようにしても
同様である。
タはコンピュータ6に供給される。このコンピュータ6
は例えばパーソナルコンピュータ、ワークステーション
等、CPUを有する制御機であり、図に示すように、記
録メディア6aを持つ、或いは接続する。尚、電子スチ
ルカメラにメモリカードを装着してこの装着したメモリ
カードに画像データを記憶させる場合も有り得る。この
場合、電子スチルカメラにコンピュータ6を内蔵させ、
装着したメモリカードに画像データを記憶しておき、コ
ンピュータ等にそのメモリカードの画像データを読みと
らせ、読み取らせた画像データを出力するようにしても
同様である。
【0032】記録メディア6aとしては、例えばメモリ
カード(いわゆるRAMカード等)、ハードディスク、
光磁気ディスク、画像プリンタで使用するプリント用紙
等を用い、この記録メディア6aに補間回路5からの
1:1に正方格子化された画像データを記憶、或いは記
録する。
カード(いわゆるRAMカード等)、ハードディスク、
光磁気ディスク、画像プリンタで使用するプリント用紙
等を用い、この記録メディア6aに補間回路5からの
1:1に正方格子化された画像データを記憶、或いは記
録する。
【0033】次に、図2〜図5を参照して順次図1に示
したフィルタ4によるオーバーサンプリングによる画質
の改善について説明する。
したフィルタ4によるオーバーサンプリングによる画質
の改善について説明する。
【0034】オーバーサンプリングを行うには、図2A
に示す元の信号に対して交互に値が“0”の信号を挿入
し、図2Bに示すようにサンプリング周波数を2倍にす
る。この図2Bに示す信号は原信号と原信号でfs(元
のサンプリング周波数)をAM変調(振幅変調)した信
号の和となっている。そこで、図2Bに示すサンプリン
グ周波数を2倍にした信号を低域濾波して低域成分だけ
を取り出すようにする。これを図2Cも示す。
に示す元の信号に対して交互に値が“0”の信号を挿入
し、図2Bに示すようにサンプリング周波数を2倍にす
る。この図2Bに示す信号は原信号と原信号でfs(元
のサンプリング周波数)をAM変調(振幅変調)した信
号の和となっている。そこで、図2Bに示すサンプリン
グ周波数を2倍にした信号を低域濾波して低域成分だけ
を取り出すようにする。これを図2Cも示す。
【0035】これらの信号処理の様子をFFT(高速フ
ーリエ変換)を用いて周波数領域で表すと図3及び図4
に示すようになる。
ーリエ変換)を用いて周波数領域で表すと図3及び図4
に示すようになる。
【0036】図3Aは直流からナイキスト周波数の0.
8倍までの周波数を含む信号をp1で示すように128
のポイントで高速フーリエ変換したものであり、図3B
は図3Aに示す信号に“0”を挿入したものをp2で示
すように256のポイントで高速フーリエ変換したもの
である。
8倍までの周波数を含む信号をp1で示すように128
のポイントで高速フーリエ変換したものであり、図3B
は図3Aに示す信号に“0”を挿入したものをp2で示
すように256のポイントで高速フーリエ変換したもの
である。
【0037】この図3Bに示す信号に対して図4Aにp
3で示すような特性のフィルタで低域濾波すると、図4
Bにp4で示すような周波数特性を得ることができる。
例えばこの図4Aに示すような特性のローパスフィルタ
としては、例えば19タップのFIR(フィニット・イ
ンパルス・レスポンス)フィルタを用いる。
3で示すような特性のフィルタで低域濾波すると、図4
Bにp4で示すような周波数特性を得ることができる。
例えばこの図4Aに示すような特性のローパスフィルタ
としては、例えば19タップのFIR(フィニット・イ
ンパルス・レスポンス)フィルタを用いる。
【0038】この19タップの各タップ係数の例を示
す。 第1番目のタップのタップ係数 = −0.0004
8562305 第2番目のタップのタップ係数 = 0.0024
2201984 第3番目のタップのタップ係数 = 0.0106
7826524 第4番目のタップのタップ係数 = 0.0073
1039792 第5番目のタップのタップ係数 = −0.0327
5762126 第6番目のタップのタップ係数 = −0.0804
1051030 第7番目のタップのタップ係数 = −0.0233
9377254 第8番目のタップのタップ係数 = 0.2207
9601884 第9番目のタップのタップ係数 = 0.5459
0094090 第10番目のタップのタップ係数 = 0.6998
7958670 第11番目のタップのタップ係数 = 0.5459
0094090 第12番目のタップのタップ係数 = 0.2207
9601884 第13番目のタップのタップ係数 = −0.0233
9377254 第14番目のタップのタップ係数 = −0.0804
1051030 第15番目のタップのタップ係数 = −0.0327
5762126 第16番目のタップのタップ係数 = 0.0073
1039792 第17番目のタップのタップ係数 = 0.0106
7826524 第18番目のタップのタップ係数 = 0.0024
2201984 第19番目のタップのタップ係数 = −0.0004
8562305
す。 第1番目のタップのタップ係数 = −0.0004
8562305 第2番目のタップのタップ係数 = 0.0024
2201984 第3番目のタップのタップ係数 = 0.0106
7826524 第4番目のタップのタップ係数 = 0.0073
1039792 第5番目のタップのタップ係数 = −0.0327
5762126 第6番目のタップのタップ係数 = −0.0804
1051030 第7番目のタップのタップ係数 = −0.0233
9377254 第8番目のタップのタップ係数 = 0.2207
9601884 第9番目のタップのタップ係数 = 0.5459
0094090 第10番目のタップのタップ係数 = 0.6998
7958670 第11番目のタップのタップ係数 = 0.5459
0094090 第12番目のタップのタップ係数 = 0.2207
9601884 第13番目のタップのタップ係数 = −0.0233
9377254 第14番目のタップのタップ係数 = −0.0804
1051030 第15番目のタップのタップ係数 = −0.0327
5762126 第16番目のタップのタップ係数 = 0.0073
1039792 第17番目のタップのタップ係数 = 0.0106
7826524 第18番目のタップのタップ係数 = 0.0024
2201984 第19番目のタップのタップ係数 = −0.0004
8562305
【0039】オーバーサンプリング用のフィルタとして
奇数次の対称次数のFIRフィルタを使用すると、乗算
器の個数を大幅に少なくすることができる。係数が対称
であることから1/2に、そして入力されるデータの半
分が“0”なので更に1/2になる。
奇数次の対称次数のFIRフィルタを使用すると、乗算
器の個数を大幅に少なくすることができる。係数が対称
であることから1/2に、そして入力されるデータの半
分が“0”なので更に1/2になる。
【0040】正確には、タップ数/4の小数部分を切り
上げただけの乗算器が必要である。但し、係数の個数
は、タップ数/(2+1)だけ必要で、これを2組に分
けて交互に使用する。
上げただけの乗算器が必要である。但し、係数の個数
は、タップ数/(2+1)だけ必要で、これを2組に分
けて交互に使用する。
【0041】7タップの場合を例にとり、図5を参照し
て説明する。この図5において“○”で信号を示し、
“×”で“0”を示す。
て説明する。この図5において“○”で信号を示し、
“×”で“0”を示す。
【0042】“×”の部分は実際にはデータの入力は行
わない。“○”の部分で1つのデータの入力毎に2つの
データの出力を行うようにする。積和演算器のなかで同
一の係数を用いるデータは加算を行った後に係数の乗算
を行えば良い。この図5の例においては2つの乗算器を
必要とする。この他に乗算器の前段に2つの加算器(及
びデータセレクタ)と乗算器の後段に2つの加算器が必
要となる。
わない。“○”の部分で1つのデータの入力毎に2つの
データの出力を行うようにする。積和演算器のなかで同
一の係数を用いるデータは加算を行った後に係数の乗算
を行えば良い。この図5の例においては2つの乗算器を
必要とする。この他に乗算器の前段に2つの加算器(及
びデータセレクタ)と乗算器の後段に2つの加算器が必
要となる。
【0043】オーバーサンプリング用のフィルタはゲイ
ンが必要である。上述したように、“0”を挿入するこ
とで、図2Bに示したように低域での振幅は低下する。
そこでこれを補償する必要がある。フィルタの遮断周波
数、阻止周波数、阻止域での減衰量をどうするのかは、
原信号の周波数帯域、処理後に必要な周波数帯域等から
決める必要がある。
ンが必要である。上述したように、“0”を挿入するこ
とで、図2Bに示したように低域での振幅は低下する。
そこでこれを補償する必要がある。フィルタの遮断周波
数、阻止周波数、阻止域での減衰量をどうするのかは、
原信号の周波数帯域、処理後に必要な周波数帯域等から
決める必要がある。
【0044】特に重要なのは、ナイキスト周波数の1/
2付近の信号レベルで、フィルタの設計に大きく影響す
る。但し、ナイキスト周波数の成分は十分に減衰させる
必要があり、信号が8ビットの場合には60dB程度の
減衰量が必要である。
2付近の信号レベルで、フィルタの設計に大きく影響す
る。但し、ナイキスト周波数の成分は十分に減衰させる
必要があり、信号が8ビットの場合には60dB程度の
減衰量が必要である。
【0045】次に、図5から図9を順次参照して画像の
サンプリング周波数の変換について説明する。
サンプリング周波数の変換について説明する。
【0046】上述したように、コンピュータ等で扱う画
像データは、個々の画素の縦横の大きさが等しいことが
望ましい(画素のアスペクト比が1である。または正方
格子化されている等と称する)。
像データは、個々の画素の縦横の大きさが等しいことが
望ましい(画素のアスペクト比が1である。または正方
格子化されている等と称する)。
【0047】画像を正方格子化するには、画像を縦(或
いは横)に適当な大きさで拡大、或いは縮小すれば良い
(正確には、縦横のサンプリング周期が等しくなるよう
にサンプリング周波数を変換することである)。
いは横)に適当な大きさで拡大、或いは縮小すれば良い
(正確には、縦横のサンプリング周期が等しくなるよう
にサンプリング周波数を変換することである)。
【0048】画像の拡大、縮小の方法としては、補間に
よる方法がよく用いられるが、補間による方法では、上
述したように、画像の高周波領域で劣化が大きい。そこ
で、上述したように、信号を2倍の周波数でオーバーサ
ンプリングを行った後に補間を行えば良い。
よる方法がよく用いられるが、補間による方法では、上
述したように、画像の高周波領域で劣化が大きい。そこ
で、上述したように、信号を2倍の周波数でオーバーサ
ンプリングを行った後に補間を行えば良い。
【0049】補間方法について説明する。ここでいう補
間は画素を正方格子化するためのものであるが、一般的
に任意の拡大縮小を考えて良い。正方格子化されていな
い画像を正方格子化するためには、画像の縦横の画素数
の比が画像の縦横の比に等しくなるように画素数を変換
してやれば良い。
間は画素を正方格子化するためのものであるが、一般的
に任意の拡大縮小を考えて良い。正方格子化されていな
い画像を正方格子化するためには、画像の縦横の画素数
の比が画像の縦横の比に等しくなるように画素数を変換
してやれば良い。
【0050】例えば4:3のアスペクト比の画像が39
0×300ドットの画素で構成されている場合、これを
400×300の画素で構成されている画像に変換すれ
ば良い。これは図5Aに示すようなデータから図5Bに
示すようなデータを求めること(例えばテレビジョンで
いえば走査線の数を増やすことになる)である。即ち、
図5Aにおいてある時間(J)の画素データをS(J)
としたとき、・・・・S(J−1)、S(J)、S(J
+1)、S(J+2)、・・・・について補間処理を施
し、図5Bに示すようにXD(I)で示す補間画素デー
タで画像の画素構成を変換するわけである。
0×300ドットの画素で構成されている場合、これを
400×300の画素で構成されている画像に変換すれ
ば良い。これは図5Aに示すようなデータから図5Bに
示すようなデータを求めること(例えばテレビジョンで
いえば走査線の数を増やすことになる)である。即ち、
図5Aにおいてある時間(J)の画素データをS(J)
としたとき、・・・・S(J−1)、S(J)、S(J
+1)、S(J+2)、・・・・について補間処理を施
し、図5Bに示すようにXD(I)で示す補間画素デー
タで画像の画素構成を変換するわけである。
【0051】補間方法としては、最近傍法、線形補間
法、3次補間法等がある。3次補間法においては、更
に、補間関数としてsin(x)(sinc関数とい
う)を用いるものと、スプライン関数を用いるもの等が
ある。
法、3次補間法等がある。3次補間法においては、更
に、補間関数としてsin(x)(sinc関数とい
う)を用いるものと、スプライン関数を用いるもの等が
ある。
【0052】最近傍法は求める座標に最も近いデータを
そのままで用いるものである。
そのままで用いるものである。
【0053】また線形補間法は、図7Aに示すように、
求める座標点Pの前後2点a及びbを結ぶ直線で近似を
行うものであり、図に示す場合においては、次の数1で
示す式で求めるべき座標点Pを得ることができる。
求める座標点Pの前後2点a及びbを結ぶ直線で近似を
行うものであり、図に示す場合においては、次の数1で
示す式で求めるべき座標点Pを得ることができる。
【0054】
【数1】P=a×Y+b×X(但しX+Y=1)
【0055】3次補間法は、図7Bに示すように、求め
る座標点Pの前後4点a、b、c及びdを用いて補間を
行うものであり、図に示す場合においては、次の数2で
示す式で求めるべき座標点Pを得ることができる。
る座標点Pの前後4点a、b、c及びdを用いて補間を
行うものであり、図に示す場合においては、次の数2で
示す式で求めるべき座標点Pを得ることができる。
【0056】
【数2】P=a×K0+b×K1+c×K2+d×K3
【0057】ここでsin(x)/xの場合、K0〜K
3は次の数3で示すようにして求める。
3は次の数3で示すようにして求める。
【0058】
【数3】 K0=4−8Z+5Z2 −Z3 (但しZ=1+x) K1=1 −2Z2 +Z3 (但しZ=x) K2=1 −2Z2 +Z3 (但しZ=1−x) K3=4−8Z+5Z2 −Z3 (但しZ=2−x)
【0059】この数3で示す式によって得られる値は−
2π〜2π間におけるsin(x)/xの近似値となっ
ている。
2π〜2π間におけるsin(x)/xの近似値となっ
ている。
【0060】また、sin(x)/xは図7Cに示すよ
うな曲線であり、その振幅を係数K0〜K3に対応させ
る。
うな曲線であり、その振幅を係数K0〜K3に対応させ
る。
【0061】さて、画像のサンプリング周波数の変換を
補間法で行うと、上述したように、画像の高周波領域で
ビートが発生する。この原因は補間する位置によって別
々の係数を使用することにより、(振幅の)周波数特性
が変化することに起因して生じる。この変化は丁度AM
変調を行ったようになり、その周期は変換前後の画素数
の比に関係し、その振幅は画像の周波数に関係してい
る。
補間法で行うと、上述したように、画像の高周波領域で
ビートが発生する。この原因は補間する位置によって別
々の係数を使用することにより、(振幅の)周波数特性
が変化することに起因して生じる。この変化は丁度AM
変調を行ったようになり、その周期は変換前後の画素数
の比に関係し、その振幅は画像の周波数に関係してい
る。
【0062】補間を行ったときの周波数特性は、システ
ムのインパルス応答をフーリエ変換することによって得
ることができる。補間の場合は補間に使用して係数の組
(4つ1組)の数だけの周波数特性が現れる。例えば変
換前の画素数をN、変換後の画素数をMとし、(N−
1)/(M−1)を約分したときにn/mが得られると
仮定したとき、m種類の周波数特性が現れてくる。N=
7、M=5の場合を例にとり、図8を参照して説明す
る。
ムのインパルス応答をフーリエ変換することによって得
ることができる。補間の場合は補間に使用して係数の組
(4つ1組)の数だけの周波数特性が現れる。例えば変
換前の画素数をN、変換後の画素数をMとし、(N−
1)/(M−1)を約分したときにn/mが得られると
仮定したとき、m種類の周波数特性が現れてくる。N=
7、M=5の場合を例にとり、図8を参照して説明す
る。
【0063】即ち、この図8Aに示す画素数が7(補間
前)の画像を補間して図8Bに示す画素数が5(補間
後)の画像を得る場合のsinc関数の係数は次の数4
に示すようになる。
前)の画像を補間して図8Bに示す画素数が5(補間
後)の画像を得る場合のsinc関数の係数は次の数4
に示すようになる。
【0064】
【数4】 x=0.0のとき K0=0.0 K1=1.0 K2=0.0 K3=0.0 x=0.5のとき K0=−0.125 K1= 0.625 K2= 0.625 K3=−0.125
【0065】この係数はシステムのインパルス応答その
ものになっており、これをフーリエ変換すれば周波数応
答を求めることができる。
ものになっており、これをフーリエ変換すれば周波数応
答を求めることができる。
【0066】実際に128ポイントで高速フーリエ変換
を行った場合の周波数応答の例を図9に示す。
を行った場合の周波数応答の例を図9に示す。
【0067】図9Aにおいてはxが0.0のときの周波
数応答を、図9Bにおいてはxが0.5のときの周波数
応答を示す。また、これら図9A及びBにおいて2πは
サンプリング周波数、πはナイキスト周波数を夫々示
す。
数応答を、図9Bにおいてはxが0.5のときの周波数
応答を示す。また、これら図9A及びBにおいて2πは
サンプリング周波数、πはナイキスト周波数を夫々示
す。
【0068】例として画像を1.02倍(PALのCC
Dの出力を正方格子化する場合に相当する)に拡大する
場合を考えると、入力が100画素行われる毎に102
画素の出力が行われることになる。
Dの出力を正方格子化する場合に相当する)に拡大する
場合を考えると、入力が100画素行われる毎に102
画素の出力が行われることになる。
【0069】このときに使用される係数の組は、102
種類になる。最初の画素に対しては図9Aが適用され、
51番目の画素には図9Bが適用される。102番目で
は図9Aに戻る。夫々の中間の画素については、図9A
及びBの中間的な特性になる。
種類になる。最初の画素に対しては図9Aが適用され、
51番目の画素には図9Bが適用される。102番目で
は図9Aに戻る。夫々の中間の画素については、図9A
及びBの中間的な特性になる。
【0070】図9で表されるのは周波数特性である。従
って、異なる周波数は異なる影響を受ける。直流(及び
それに近い部分)は位置による影響を受けない。しかし
ながら、ナイキスト周波数の信号は最大の影響を受け
る。最初(及び102番目)の画素信号は振幅が変化し
ないのに対し、51番目の画素信号の振幅は“0”にな
る。各種の周波数の信号がどれだけ影響を受けるかは、
図9Bを見れば一目瞭然であろう。
って、異なる周波数は異なる影響を受ける。直流(及び
それに近い部分)は位置による影響を受けない。しかし
ながら、ナイキスト周波数の信号は最大の影響を受け
る。最初(及び102番目)の画素信号は振幅が変化し
ないのに対し、51番目の画素信号の振幅は“0”にな
る。各種の周波数の信号がどれだけ影響を受けるかは、
図9Bを見れば一目瞭然であろう。
【0071】即ち、図9Bから明かなように、ナイキス
ト周波数の1/2以下の部分は比較的影響は小さい。従
って、信号の周波数成分がナイキスト周波数に近い成分
が含まれているならば、オーバーサンプリングにより周
波数変換を行い、周波数成分をナイキスト周波数の1/
2以下にすることが可能なので、この信号に対して補間
を行うことで劣化を大幅に低減することができるわけで
ある。
ト周波数の1/2以下の部分は比較的影響は小さい。従
って、信号の周波数成分がナイキスト周波数に近い成分
が含まれているならば、オーバーサンプリングにより周
波数変換を行い、周波数成分をナイキスト周波数の1/
2以下にすることが可能なので、この信号に対して補間
を行うことで劣化を大幅に低減することができるわけで
ある。
【0072】このように、本例においては、CCD素子
からの出力画像データをコンピュータ等に供給する際
に、オーバーサンプリングを行った後に補間を行ってC
CD素子の出力のアスペクト比を1、即ち、正方格子化
するようにし、しかも、補間関数の周波数特性の逆特性
を有するフィルタで濾波した後に補間を行うようにした
ので、周波数特性の変化が少ない部分で補間を行うこと
ができ、これによって変換後の画像の画質を良好にする
ことができる。
からの出力画像データをコンピュータ等に供給する際
に、オーバーサンプリングを行った後に補間を行ってC
CD素子の出力のアスペクト比を1、即ち、正方格子化
するようにし、しかも、補間関数の周波数特性の逆特性
を有するフィルタで濾波した後に補間を行うようにした
ので、周波数特性の変化が少ない部分で補間を行うこと
ができ、これによって変換後の画像の画質を良好にする
ことができる。
【0073】尚、上述の例においては、CCD素子を用
いた電子スチルカメラで得た画像データをコンピュータ
等に供給する場合について説明したが、PAL方式の画
像からNTSC方式の画像に変換する場合等の方式変換
や、単純な拡大、縮小処理等においても同様の効果を得
ることができる。
いた電子スチルカメラで得た画像データをコンピュータ
等に供給する場合について説明したが、PAL方式の画
像からNTSC方式の画像に変換する場合等の方式変換
や、単純な拡大、縮小処理等においても同様の効果を得
ることができる。
【0074】また、上述の実施例は本発明の一例であ
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成
が取り得ることは勿論である。
り、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成
が取り得ることは勿論である。
【0075】
【発明の効果】上述せる本発明によれば、入力データを
オーバーサンプリング手段でN倍にオーバーサンプリン
グし、このオーバーサンプリング手段からの出力に対し
て補間手段で補間処理を施すようにしたので、周波数特
性の変化の少ない部分で補間を行うことができ、これに
よって変換後の画像の画質を良好にすることができる。
オーバーサンプリング手段でN倍にオーバーサンプリン
グし、このオーバーサンプリング手段からの出力に対し
て補間手段で補間処理を施すようにしたので、周波数特
性の変化の少ない部分で補間を行うことができ、これに
よって変換後の画像の画質を良好にすることができる。
【0076】更に上述において本発明によれば、補間手
段がオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理するようにし
たので、上述の効果に加え、周波数特性を完全に平坦に
することができる。
段がオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理するようにし
たので、上述の効果に加え、周波数特性を完全に平坦に
することができる。
【0077】更に上述において本発明によれば、補間手
段からの出力をコンピュータに入力して記録、またはプ
リントして出力するようにしたので、上述の効果に加
え、元の画像のデータを忠実に再現して出力することが
できる。
段からの出力をコンピュータに入力して記録、またはプ
リントして出力するようにしたので、上述の効果に加
え、元の画像のデータを忠実に再現して出力することが
できる。
【0078】また上述せる本発明によれば、固体撮像素
子で撮像して得た画像データをアナログ−ディジタル手
段でアナログ−ディジタル変換し、このアナログ−ディ
ジタル変換手段からの変換出力を記憶手段に記憶し、こ
の記憶手段からの出力をオーバーサンプリング手段でN
倍にオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリン
グ手段からの出力に対して補間手段で補間処理を施し、
この補間手段からの補間出力を記録手段で記録するよう
にしたので、周波数特性の変化の少ない部分での補間を
簡単な構成で行うことができ、これによって変換後の画
像の画質を良好にすることができる画像の変換を良好に
行うことができる。
子で撮像して得た画像データをアナログ−ディジタル手
段でアナログ−ディジタル変換し、このアナログ−ディ
ジタル変換手段からの変換出力を記憶手段に記憶し、こ
の記憶手段からの出力をオーバーサンプリング手段でN
倍にオーバーサンプリングし、このオーバーサンプリン
グ手段からの出力に対して補間手段で補間処理を施し、
この補間手段からの補間出力を記録手段で記録するよう
にしたので、周波数特性の変化の少ない部分での補間を
簡単な構成で行うことができ、これによって変換後の画
像の画質を良好にすることができる画像の変換を良好に
行うことができる。
【0079】更に上述において本発明によれば、補間手
段がオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理するようにし
たので、上述の効果に加え、周波数特性を完全に平坦に
することができる。
段がオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
関数の周波数特性の逆特性を以て補間処理するようにし
たので、上述の効果に加え、周波数特性を完全に平坦に
することができる。
【0080】更に上述において本発明によれば、固体撮
像素子で撮像して得た1画面分がn×mの撮像出力をオ
ーバーサンプリング手段及び上記補間手段によってn’
×m’の画素のデータに変換するようにしたので、上述
の効果に加え、固体撮像素子によって得られる画像デー
タを構成する画素データのアスペクト比を1、即ち、正
方格子化でき、これによって伸び縮みのない良好な画像
を得ることができる。
像素子で撮像して得た1画面分がn×mの撮像出力をオ
ーバーサンプリング手段及び上記補間手段によってn’
×m’の画素のデータに変換するようにしたので、上述
の効果に加え、固体撮像素子によって得られる画像デー
タを構成する画素データのアスペクト比を1、即ち、正
方格子化でき、これによって伸び縮みのない良好な画像
を得ることができる。
【図1】本発明信号処理装置の一実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図2】本発明信号処理装置の一実施例のオーバーサン
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
【図3】本発明信号処理装置の一実施例のオーバーサン
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
【図4】本発明信号処理装置の一実施例のオーバーサン
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
【図5】本発明信号処理装置の一実施例のオーバーサン
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
プリング及びその改善を説明するための説明図である。
【図6】本発明信号処理装置の一実施例の画像のサンプ
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
【図7】本発明信号処理装置の一実施例の画像のサンプ
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
【図8】本発明信号処理装置の一実施例の画像のサンプ
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
【図9】本発明信号処理装置の一実施例の画像のサンプ
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
リング周波数の変換を説明するための説明図である。
【図10】従来の信号処理装置において、CCD素子で
得た画像をコンピュータに入力し、そのモニタに表示し
た場合の例を示す説明図である。
得た画像をコンピュータに入力し、そのモニタに表示し
た場合の例を示す説明図である。
1 CCD素子 2 A−Dコンバータ 3 フレームメモリ 4 フィルタ 5 補間回路 6 コンピュータ 7 記録メディア
Claims (6)
- 【請求項1】 入力データをN倍にオーバーサンプリン
グするオーバーサンプリング手段と、 このオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
処理を施す補間手段とを有することを特徴とする信号処
理装置。 - 【請求項2】 上記補間手段は補間関数の周波数特性の
逆特性を持つことを特徴とする請求項1記載の信号処理
装置。 - 【請求項3】 上記補間手段からの出力をコンピュータ
に入力して記録、またはプリントして出力することを特
徴とする請求項1記載の信号処理装置。 - 【請求項4】 固体撮像素子で撮像して得た画像データ
をアナログ−ディジタル変換するアナログ−ディジタル
変換手段と、 このアナログ−ディジタル変換手段からの変換出力を記
憶する記憶手段と、 この記憶手段からの出力をN倍にオーバーサンプリング
するオーバーサンプリング手段と、 このオーバーサンプリング手段からの出力に対して補間
処理を施す補間手段と、 この補間手段からの補間出力を記録する記録手段とを有
することを特徴とする信号処理装置。 - 【請求項5】 上記補間手段は補間関数の周波数特性の
逆特性を持つことを特徴とする請求項4記載の信号処理
装置。 - 【請求項6】 上記固体撮像素子で撮像して得た1画面
分の撮像出力をn×mの画素で構成されるとしたとき、
このn×mの画素の撮像出力は上記オーバーサンプリン
グ手段及び上記補間手段によってn’×m’の画素のデ
ータに変換されることを特徴とする請求項5記載の信号
処理装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06177706A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 信号処理装置 |
US08/163,152 US5459520A (en) | 1992-12-08 | 1993-12-06 | Electronic camera with over-sampling filter and method for over-sampling and interpolating electronic camera image data |
KR1019930026813A KR940015653A (ko) | 1992-12-08 | 1993-12-08 | 전자 카메라 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP43A JPH06177706A (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | 信号処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06177706A true JPH06177706A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18206990
Family Applications (1)
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