[发明专利]图象处理装置和处理方法

说明书

本发明涉及到一种允许以任意一个比例放大/缩小一个图象并被用于广播站、电视接收机或录象机等中的一个特殊执行单元中的图象处理装置并涉及到一个图象处理方法。

在家用电视机中，将缩小或放大的屏幕与原来的屏幕一起显示的所谓画中画系统以及画和画系统是特别有用的。画中画系统是安排了一个比主屏幕要小的子屏幕，并在原始屏幕(主屏幕)上显示该子屏幕。另一方面，画和画系统是设置并显示多个小图象。在画中画系统以及画和画系统中，另外一个屏幕被以任一固定比例缩小或放大，所述比例是原始屏幕尺寸的倍数。因此，通过简单地过滤和冲淡需要被缩小(放大)的原始屏幕的象素，可以获得被缩小或放大的图象，并几乎不会产生图象质量的失真。

图5示出了根据现有技术的一个用于缩小/放大图象的滤波器结构的例子。在图5中，水平内插滤波器101是一个低通滤波器。水平内插滤波器101包括多个一象素延迟装置D、多个系数乘法装置和一个加法装置。垂直滤波器102是一个低通滤波器。垂直滤波器102包括多个一线延迟装置H、多个系数乘法装置和一个加法装置。

当图象被缩小时，从端线100接收的图象数据被提供给水平内插滤波器101和垂直内插滤波器102。水平内插滤波器101和垂直内插滤波器102分别在水平方向和垂直方向插入图象数据。生成图象数据的象素被以预定缩小比例冲淡并写入到场存储器103中。当在水平方向和垂直方向上所述图象尺寸都被缩小1/2时，在图象数据水平方向上的每第二个象素和在垂直方向上的每第二条线被写入场存储器103。从所述场存储器103中读出被缩小了的图象数据并被从端线104提供。

当图象数据被放大时，从端线100接收彼此以预定间隔在水平方向和垂直方向放置的伪数据的图象数据。生成的图象数据被在水平方向和垂直方向插入并写入到场存储器103中。

在利用这样一种滤波器内插和冲淡图象数据象素的图象缩小处理中，当原始图尺寸对于缩小后图象尺寸的缩小比是一个简单整数比时，图象数据的象素可以被很容易地冲淡。因此，图象数据能够在具有相对高图象质量的情况下被减少。这个性质还可以应用到图象的放大处理。但是，在可以自由设定被缩小图象尺寸的情况下，缩小比就不能变成简单的整数了。在这种情况下，由于均匀地冲淡象素非常困难，所以，图象的质量将出现失真。例如，被缩小图象的斜线不能够被平滑地显示。类似地，在图象放大处理中，这样一种情况也会发生。特别是，当原始图象的尺寸对缩小/放大图象尺寸的比值是1/2到1或大于1时，图象的质量明显失真。

作为一种可以以任一比例缩小或放大一个图象而不使图象质量失真的方法，例如，一种线性内插方法是公知的。现在假设原始图象分别在水平和垂直方向上被取样为m个象素和n个象素。另外，认为由m×n个象素组成的图象被放大成由在水平方向上的M个象素和在垂直方向上的N个象素组成的图象。

根据这样一种方法，逆镜象处理使被转换象素的坐标与其原来的原始坐标发生联系。图6示出了被转换图象的象素被逆镜象成其原来坐标的情况。由黑点“●”表示的象素示出了被逆镜象处理成原来坐示的象素a。由白点“○”表示的象素示出了一个原始象素。被转换图象象素a的密度值(此后，“象素a的密度值”被称之为“密度值a”)是通过将在原始4个相邻点处的象素a的密度值乘以象素a之间的倒数得到的。换言之，当在每个点处的象素密度值以d(x，y)的形式表示时，密度值a以下述公式(1)表示：

a＝(1-q(1-p)×d(x，y)+(1-q)×d(x+1，y)+q(1-p)×d(x，y+1)+qpx(x+1，y+1)    …(1)

利用这样一种内插处理，当一个图象被以不是倍数的任一比例缩小或放大时，例如，斜线就能够在具有比较小图象失真的情况下被平滑地显示。

用这种方法，应该为各图素计算系数p和q。图7示出了原始图象和被转换图象之间的关系。在这例子中，由m×n个象素组成的原始图象被转换成由M×N个象素组成的图象(m＜M，n＜N)。在这种情况下，在水平方向上的缩小/放大比值A和在垂直方向上的缩小/放大比值B分别是通过下述公式(2)和(3)获得的：

           A＝N/n    …(2)

           B＝M/m    …(3)