特許 7547046 データ変換装置、データ変換方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】データ変換装置、データ変換方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 17/17 20060101AFI20240902BHJP

   G06T 1/20 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

G06F17/17

G06T1/20 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019233221

(22)【出願日】2019-12-24

(65)【公開番号】P2021103346

(43)【公開日】2021-07-15

【審査請求日】2022-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126240

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 琢磨

(74)【代理人】

【識別番号】100223941

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 佳子

(74)【代理人】

【識別番号】100159695

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 七朗

(74)【代理人】

【識別番号】100172476

【弁理士】

【氏名又は名称】冨田 一史

(74)【代理人】

【識別番号】100126974

【弁理士】

【氏名又は名称】大朋 靖尚

(72)【発明者】

【氏名】溝口 真彦

(72)【発明者】

【氏名】寳▲崎▼ 健太

【審査官】坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２０５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－８１４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平９－５１１０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３５２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １７／１７

Ｇ０６Ｔ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力データから二次補間処理によって出力データを得るデータ変換装置であって、
前記入力データに基づく補間範囲を決定する決定手段と、
入力データと出力データとの関係を規定しており、第一の格子間隔の範囲と前記第一の
格子間隔と異なる第二の格子間隔の範囲とを有するテーブルデータを用いて、第一の所定
数の参照データを生成する生成手段と、
前記補間範囲および前記第一の所定数の参照データに基づく二次補間処理で、前記入力
データに対応する前記出力データを得る演算手段と、
前記生成手段は、
前記補間範囲に基づき、前記第一の所定数に対応する第二の所定数のデータを前記テー
ブルデータから取得し、前記第二の所定数のデータの少なくとも一部のデータ間で補間処
理を行い、前記第一の所定数の参照データを生成することを特徴とするデータ変換装置。

【請求項2】

第一の所定数は、３つであることを特徴とする請求項１に記載のデータ変換装置。

【請求項3】

前記第二の所定数は４つであり、
前記生成手段は、前記補間範囲が前記第一の格子間隔の範囲と前記第二の格子間隔の範
囲とをまたぐ場合、前記第一の格子間隔の範囲から２つ、前記第二の格子間隔の範囲から
２つのデータを取得するか、前記第二の所定数は、前記第二の格子間隔の範囲の参照データの数よりも多く、前記生成手段は、前記補間範囲が前記第一の格子間隔の範囲と前記第二の格子間隔の範囲とをまたぐ場合、前記第一の格子間隔の範囲から第三の所定数、前記第二の格子間隔の範囲からはすべての参照データを取得することを特徴とする請求項１に記載のデータ変換装置。

【請求項4】

前記決定手段は、前記補間範囲を示すアドレスを、前記入力データに対して、同一の格
子点間隔の区間の格子点の個数と、格子点間隔と、格子点の開始座標から算出して加算し
た入力データの加算値の最上位ビット位置から求めることを特徴とする請求項１乃至請求
項３のいずれか１項に記載のデータ変換装置。

【請求項5】

前記決定手段は、同一の格子点間隔の区間の格子点の個数を２＾Ｍ、格子点間隔を２＾
Ｎ、入力データ範囲に０を含む位置をＡとした時、入力データに対して（２＾Ｍ）＊（２
＾Ｎ）＋Ａで表される加算値Ｄを加算することを特徴とする請求項４に記載のデータ変換
装置。

【請求項6】

前記生成手段は、上位の制御手段から与えられる演算開始信号が入力された際にすべて
の補間範囲の前記参照データを生成することを特徴とする請求項２に記載のデータ変換装置。

【請求項7】

前記生成手段は、隣接する二つの補間範囲に対応した二つの格子間隔が異なる間隔の格
子間隔である場合、前記隣接する二つの補間範囲における前記二つの補間範囲の境界部に近いデータの変化の傾きが、前記二つの補間範囲で共通したデータの変化の傾きとなる参照データを生成もしくは取得することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のデータ変換装置。

【請求項8】

前記テーブルデータを保持する保持手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項
７のいずれか１項に記載のデータ変換装置。

【請求項9】

前記生成手段は、前記隣接する二つの補間範囲の境界部に最も近い参照データを前記二
つの補間範囲のそれぞれについて前記テーブルデータから取得し、前記取得した参照デー
タを用いて前記テーブルデータに含まれない１つ以上の参照データを生成することを特徴
とする請求項７に記載のデータ変換装置。

【請求項10】

前記格子間隔は２のべき乗であることを特徴とする請求項７に記載のデータ変換装置。

【請求項11】

前記第一の格子間隔と前記第二の格子間隔との比は２であることを特徴とする請求項１
乃至請求項１０のいずれか１項に記載のデータ変換装置。

【請求項12】

前記第一の格子間隔は、前記第二の格子間隔よりも密であることを特徴とする請求項１
乃至請求項１１のいずれか１項に記載のデータ変換装置。

【請求項13】

入力データから二次補間処理によって出力データを得るデータ変換方法であって、
決定手段が、前記入力データに基づく補間範囲を決定する決定工程と、
生成手段が、入力データと出力データとの関係を規定しており、第一の格子間隔の範囲
と前記第一の格子間隔と異なる第二の格子間隔の範囲とを有するテーブルデータを用いて
、第一の所定数の参照データを生成する生成工程と、
演算手段が、前記補間範囲および前記第一の所定数の参照データに基づく二次補間処理
で、前記入力データに対応する前記出力データを得る演算工程と、
前記生成工程は、
前記補間範囲に基づき、前記第一の所定数に対応する第二の所定数のデータを前記テー
ブルデータから取得し、前記第二の所定数のデータの少なくとも一部のデータ間で補間処
理を行い、前記第一の所定数の参照データを生成することを特徴とするデータ変換方法。

【請求項14】

コンピュータを、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載のデータ変換装置の各
手段として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力データを変換するデータ変換装置、データ変換方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

画像の階調を補正・変換する階調変換関数や、画像の形状を補正・変形する幾何変換関数は、画像の座標位置を変数とする大域関数や局所関数によって近似することができ、その多くは多項式や射影変換のような有理多項式で表現される。ただし、局所関数で近似できる場合でも、該局所関数の適用領域をきちんと定めて、該局所関数を領域境界で切り換えるのは困難である。そこで画像の補正や変形等を行うデータ処理では、局所関数値をある画素間隔ごとの格子点で評価した値をＬＵＴ（ルックアップテーブル）に保持し、該ＬＵＴから読み出した格子点の関数値を補間して、補正値や変形値として用いることが一般的に行われている。

【0003】

ＬＵＴに格納するデータは、実時間で計算する必要がないため、複雑な演算を要する高次の多項式や各種関数を用いてなるべく高精度に計算されて生成されている。それに対し、ＬＵＴから読み出したデータの補間処理等は、実時間で行う必要があるため、特許文献１に記載されているように、１次補間、あるいは３次補間を行うのが一般的である。また、特許文献２には、前述の１次補間と３次補間の中間の性能および演算規模の２次補間に関する技術も開示されている。

【0004】

しかし、高次の多項式で補間しようとすれば、乗算や加算を何回も行う必要がある上に、該多項式の係数を実時間で計算する必要があるため、回路構成は大規模になってしまう。例えば映像機器では、画素レートと演算回路の動作周波数とがほぼ同じであり、画素毎に演算を行うには、演算式に現れる乗算回数と同じだけの乗算器が必要になる。特に近年は、８Ｋ×４Ｋなどの高解像度映像が登場し、演算回路の動作周波数より画素レートの方が高い状況では演算回路を並列駆動する必要があり、さらに回路規模が大きくなる。

【0005】

ここで、非線形性が強い関数、言い換えると高次関数によるデータ変換を、テーブルデータと補間処理によって高精度に実現するためには、テーブルデータの格子間隔を狭くする、あるいは高次の補間処理が必要になってくる。しかしながら、格子間隔が狭いほどメモリ量は増大し、また、補間処理次数が高次になるほど演算規模は増大してしまう。よって、補間精度を上げるための回路規模が大きくなり、コストが高くなるという課題がある。

【0006】

特許文献３には、高次関数によるデータ処理を高精度かつ少ない演算量で実現可能とし、回路規模の小型化とコストの低減を可能にした、不等格子間隔の２次補間に関する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１１－８１４７７号公報

【文献】特表平９－５１１０７９号公報

【文献】特願２０１９－０２６４９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献３においては、狭い格子間隔のテーブルデータの２点から、広い格子間隔のテーブルデータの２点を生成することにより、不等格子間隔テーブルデータ量を削減し、回路規模の小型化を実現した。一方で、特許文献３においては、補間処理に必要となるテーブルデータ量が一定ではなく、またそのテーブルデータを参照するためのアドレス計算が複雑になるため、回路規模が増大してしまう可能性があった。

【0009】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、高次関数によるデータ変換を、より小回路規模で提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

入力データから二次補間処理によって出力データを得るデータ変換装置であって、
前記入力データに基づく補間範囲を決定する決定手段と、
入力データと出力データとの関係を規定しており、第一の格子間隔の範囲と前記第一の格子間隔と異なる第二の格子間隔の範囲とを有するテーブルデータを用いて、第一の所定数の参照データを生成する生成手段と、
前記補間範囲および前記第一の所定数の参照データに基づく二次補間処理で、前記入力データに対応する前記出力データを得る演算手段と、
前記生成手段は、
前記補間範囲に基づき、前記第一の所定数に対応する第二の所定数のデータを前記テーブルデータから取得し、前記第二の所定数のデータの少なくとも一部のデータ間で補間処理を行い、前記第一の所定数の参照データを生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、高次関数によるデータ変換を、より小回路規模で提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態のデータ処理装置の構成例を示す図である。

【図2】二次補間処理の概要の説明図である。

【図3】実施形態における二次補間処理の説明図である。

【図4】実施形態の二次関数係数演算部の構成例を示す図である。

【図5】実施形態の参照データ更新部の構成例を示す図である。

【図6】実施形態の二次補間処理の概要の説明図である。

【図7】第３実施形態における格子間隔と入力データを示す図である。

【図8】第３実施形態における補間範囲と参照データの関係を示す図である。

【図9】第３実施形態における補間範囲決定部の構成例を示す図である。

【図10】実施形態の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

【0014】

図１（Ａ）および図１（Ｂ）は本実施形態のデータ処理装置の一構成例を示した図である。図１（Ａ）は本実施形態のデータ変換装置１００で行われる各処理に応じた各機能部を示した機能ブロック図である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示したデータ変換装置１００を実現するデータ処理装置１１０のハードウェア構成例を示した図である。

【0015】

図１（Ｂ）に示すように、本実施形態のデータ処理装置１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＲＯＭ１１３、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１４、記録Ｉ／Ｆ１１５、表示Ｉ／Ｆ１１６等を有しており、パーソナルコンピュータ等であるとする。また、データ処理装置１１０は、記録Ｉ／Ｆ１１５を介してハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体１２０と接続され、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して液晶ディスプレイ等の表示装置１２１に接続されているとする。また、データ処理装置１１０は、通信Ｉ／Ｆ１１４を介して、例えば撮像装置１３０や各種のＮＷ（ネットワーク）１３１にも接続可能となされている。

【0016】

ＲＯＭ１１３は、本実施形態に係るデータ処理プログラムを含む各種プログラム等を保持している。ＲＯＭ１１３のプログラムはＲＡＭ１１２に展開されてＣＰＵ１１１により実行される。ＲＡＭ１１２は、プログラムが展開される他、ＣＰＵ１１１の作業領域として使用され、入力された画像データや処理途中の画像データ等を一時的に記憶する。

【0017】

通信Ｉ／Ｆ１１４は、例えば撮像装置１３０やネットワーク１３１との間で通信を行う。例えば撮像装置１３０やネットワーク１３１から送られてきた画像データなどを、通信Ｉ／Ｆ１１４が受信すると、それら画像データは、ＣＰＵ１１１による制御の下で、一時的にＲＡＭ１１２に蓄積される。そして、それら画像データは、ＣＰＵ１１１により必要に応じて各種画像処理等が施された後、表示Ｉ／Ｆ１１６を介して表示装置１２１の画面上に表示されたり、記録Ｉ／Ｆ１１５を介して記録媒体１２０に記録されたりする。

【0018】

ＣＰＵ１１１は、データ処理装置１１０における各種処理や制御を行い、また、本実施形態に係るデータ処理プログラム等を実行して、後述するようなデータ変換処理を含む各種の画像処理を行うことができる。なお本実施形態では、図１（Ａ）のデータ変換装置１００の各機能部の処理は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行するソフトウェア処理で実現する例を挙げるが、勿論、それら各機能部の処理はそれぞれに対応した回路等のハードウェア構成で実現されてもよい。

【0019】

＜二次補間処理の概要＞
以下、図１（Ａ）と図２～図４と図１０を参照しながら、データ変換装置１００の機能構成と、データ変換装置１００において行われるデータ補間処理の基本となる二次補間処理の理論について説明する。図２は二次補間処理の概念を、図３は本発明で用いる不等格子間隔二次補間処理の概念を説明するための図である。図４は本発明で用いる二次関数係数演算部を説明するための図である。

【0020】

図１０は、データ変換装置１００の処理を示すフローチャートである。まず図１０のフローチャートを用いて処理の内容を順に説明する。

【0021】

ステップＳ１００１で、データ変換装置１００は入力データ１０を受け取ったかどうかの判定を行う。入力データ１０を受け取った場合、ステップＳ１００２において、補間範囲決定部１０２が入力データ１０をもとに参照アドレス１２と補間距離１１を算出して出力する。ステップＳ１００３では、二次関数係数演算部１０３が参照アドレス１２をもとに二次関数係数１４を算出して出力する。ステップＳ１００４では、二次補間演算部１０４で、二次関数係数１４と補間距離１１とをもとに二次補間処理を行い、出力データ１５を出力する。ステップＳ１００１で、入力データ１０を受け取らなかった場合は、補間範囲決定部１０２と二次関数係数演算部１０３と二次補間演算部１０４は動作しない。次にそれぞれの構成要素の動作について詳細に説明していく。

【0022】

データ変換装置１００は、データ補間処理を実行するために、入力データ１０に応じた二次関数係数１４の算出に必要な補間範囲情報を補間範囲決定部１０２において決定し、参照アドレス１２として出力する。同時に後述の二次補間演算部１０４での演算で用いる補間距離１１を出力する。そして、二次関数係数演算部１０３において二次関数係数１４を算出する。

【0023】

二次関数係数演算部１０３における二次関数係数１４の生成には、ＬＵＴに記録された参照データを基に新たな参照データを生成することが含まれる。参照データはある画素間隔ごとの格子点での離散データである。参照データ生成については後述する。入力データ１０は、画像データ、画像の輝度や座標等のデータである。二次関数係数１４は、画像の階調を補正・変換する階調変換関数や、画像の形状を補正・変形する幾何変換関数によって決定されるデータである。生成した新たな参照データのうち係数データ演算に用いるデータを更新参照データ２１と呼ぶ。

【0024】

ここで、更新参照データ２１の一部のみが、ＬＵＴデータとして参照データ保存部１０１に記録されており、そのＬＵＴデータは保存参照データ１３として参照データ更新部２０１に供給される。そして、参照データ更新部２０１は、後述するような手法により、保存参照データ１３の更新参照データ２１を基にした演算を行うことで、不足している参照データを生成する。

【0025】

これ以降、更新参照データ２１の離散的な格子点ごとの間隔を格子間隔ＤＩＳと呼ぶ。格子間隔ＤＩＳの詳細については後述するが、例えば、格子間隔が狭いほど、補間処理におけるデータ変換精度は高精度になるが、保持しておかなければならないテーブルデータ量は多量になる。一方、格子間隔が広いほど、データ変換精度は低精度になるが、テーブルデータ量は少量で済む。

【0026】

図２は二次補間処理の概念図であり、格子間隔ＤＩＳが一定である場合の例を示している。図２において、図中のＹ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４は、更新参照データ２１のそれぞれ離散データであり、これらＹ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４の間隔である格子間隔ＤＩＳは一定の間隔となっている。また、補間範囲Ａ，Ｂは、隣接する参照データ間の中点から次の中点までの範囲であるため、それぞれ補間範囲Ａ，Ｂの幅は格子間隔ＤＩＳと一致している。

【0027】

ここで、例えば入力データ１０がＸＩである場合、このデータＸＩに対応した最近傍の更新参照データ２１はＹ２であり、またこのＹ２を中心とした前後の近傍の更新参照データ２１はＹ１とＹ３である。補間範囲は補間範囲決定部１０２により求められ、図２の例では、Ｙ１とＹ２との間の中点Ｍ１から、Ｙ２とＹ３との間の中点Ｍ２までが、補間範囲Ａとして算出される。この補間範囲Ａを求める際に用いられる三つの更新参照データ２１は、順にＹ（－１）＝Ｙ１、Ｙ（０）＝Ｙ２、Ｙ（１）＝Ｙ３である。

【0028】

また、二次補間演算部１０４は、後述する線分を算出して、当該線分と中点Ｍ１、Ｍ２とを基に二次近似曲線を求め、その二次近似曲線を用いた補間処理を実行することにより、出力データ１５として補間出力データＹＯを生成する。

【0029】

二次補間演算部１０４で実行される補間処理の理論式は式（１）で表される。なお、式（１）中のｘは補間範囲内における入力データ１０の相対位置を格子間隔ＤＩＳで規格化したものであり、０～１の値をとる。また式（１）中のＹは出力データ１５である。
Ｙ＝（Ｃａ・ｘ＋Ｃｂ）・ｘ＋Ｃｃ
Ｃａ＝（Ｙ（－１）－２・Ｙ（０）＋Ｙ（１））／２
Ｃｂ＝Ｙ（０）－Ｙ（－１）
Ｃｃ＝（Ｙ（－１）＋Ｙ（０））／２ 式（１）
二次補間演算部１０４は、この式（１）によって表現される二次近似曲線を基に補間処理を行う。ここで前述の二次関数係数１４が式（１）のＣａとＣｂとＣｃであり、また補間距離１１が式（１）のｘに対応する。

【0030】

二次近似曲線は、図２の補間範囲ＡではＹ１とＹ２との間の中点Ｍ１並びにＹ２とＹ３との間の中点Ｍ２を通り、且つ、Ｙ１とＹ２とを結ぶ線分（Ｙ１－Ｙ２）並びにＹ２とＹ３とを結ぶ線分（Ｙ２－Ｙ３）に接する曲線となる。なお、図２の補間範囲Ｂの二次近似曲線についても、前述した補間範囲Ａの場合と同様にして求められる。補間範囲Ｂにおける二次近似曲線は、Ｙ２とＹ３との間の中点Ｍ２並びにＹ３とＹ４との間の中点Ｍ３を通り、且つ、Ｙ２とＹ３を結ぶ線分（Ｙ２－Ｙ３）並びにＹ３とＹ４とを結ぶ線分（Ｙ３－Ｙ４）と接する曲線となる。

【0031】

つまり、隣接する補間範囲Ａと補間範囲Ｂとの境界部において中点Ｍ２は同一の点であり、また線分（Ｙ２－Ｙ３）は同一の線分である。言い換えると、隣接する補間範囲Ａと補間範囲Ｂとの境界部では中点Ｍ２と線分（Ｙ２－Ｙ３）とが共に共通して使用されるため、それら両補間範囲の境界部における二次近似曲線は必ず滑らかに繋がる。

【0032】

ただし、該二次近似曲線は、参照データを通らず、テーブルデータとして保持されている一連の参照データによって、入力データから出力データの変換特性が定まるものである。よって、データ変換装置１００では、あらかじめ決められた変換特性を実現したいガンマ変換等に好適なデータ補間を実現することができる。

【0033】

＜不等格子間隔二次補間処理の概要＞
本発明の対象はテーブルデータにおける格子間隔が複数の格子間隔、つまりは不均等な格子間隔であり、入力データに応じて適用する格子間隔が変わる場合について説明する。このような不均等な格子間隔は、例えば非線形性が強い階調変換関数などに好適である。例えば、非線形性が強い低階調領域では狭い格子間隔を適用し、線形性が強い高階調領域では広い格子間隔を適用することで、低階調から高階調までの全域の階調変換精度を高く維持したまま、保持しなければならないテーブルデータ量を削減可能となる。ただしこの場合、隣接する補間範囲の境界部において、格子間隔並びに補間間隔が異なる状態になることがあるため、それら両範囲の二次近似曲線を滑らかに繋げるための施策が必要となる。本発明が採用する不等格子間隔二次補間ではこのように隣接する補間範囲の境界部において格子間隔並びに補間間隔が異なる場合に、それら両範囲の二次近似曲線を滑らかに繋げることを実現可能とする。

【0034】

＜参照データ生成＞
参照データ保存部１０１には、更新参照データ２１の一部のみがテーブルデータとして記録されているため、不足している参照データを生成する。具体的には本発明において採用する二次補間の特性から、異なる補間範囲の境界部、つまりは図３の中点Ｍ２の点おいて二次近似曲線を滑らかに繋ぐ必要がある。よって、下記の式（２）ならびに式（３）を満たすような参照データの二つのデータであるＹ１’とＹ２’を生成する。
Ｘ２＋Ｘ３＝Ｘ１’＋Ｘ２’
Ｙ２＋Ｙ３＝Ｙ１’＋Ｙ２’ 式（２）
式（２）の一つ目の式は各々の入力データの中点が一致することを意味し、二つ目の式は各々の出力データの中点が一致することを意味する。ゆえに、式（２）を満たすことで、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ２の座標が一致するため、両補間範囲を跨いだ場合であっても二次近似曲線は連続的に滑らかに繋がることになる。
（Ｙ３－Ｙ２）／（Ｘ３－Ｘ２）＝（Ｙ２’－Ｙ１’）／（Ｘ２’－Ｘ１’）
Ｘ３－Ｘ２＝ＤＩＳ＿Ａ
Ｘ２’－Ｘ１’＝ＤＩＳ＿Ｂ 式（３）
式（３）は隣接する参照データ間を結ぶ線分の傾きが同じであることを意味している。ゆえに、式（３）を満たすことによって、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ２の座標における、二次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0035】

図３は、本発明の参照データ更新部２０１における処理の概念を説明する図である。図３に示している参照データのうち図中に□で表しているデータＹ１、Ｙ２、Ｙ３並び
に図中に△で表しているデータＹ３’はテーブルデータとして参照データ保存部１０１に保持されている。一方で、図中に〇で表しているデータＹ１’、Ｙ２’は式（２）および式（３）から導出される式（４）の算出式により、参照データ更新部２０１で生成される。
Ｙ１’＝（１／２）・［（Ｙ２＋Ｙ３）＋（ＤＩＳ＿Ｂ／ＤＩＳ＿Ａ）・（Ｙ３－Ｙ２）］
Ｙ２’＝（１／２）・［（Ｙ２＋Ｙ３）－（ＤＩＳ＿Ｂ／ＤＩＳ＿Ａ）・（Ｙ３－Ｙ２）］式（４）
本発明においては、式（４）を満たすことで、補間範囲Ａ並びに補間範囲Ｂの境界部となる中点Ｍ２の座標における、二次近似曲線の傾きを一致させることができる。

【0036】

以上のようにして、本発明ではテーブルデータを削減することが可能である。

【0037】

なお、本発明の説明において各格子間隔は、テーブルデータを選択する際並びに相対位置ｘを算出する際並びに式（４）の関係式の演算負荷を軽減するために２のべき乗であることが望ましいが、これに限定されるものではない。さらに図３で示している格子間隔ＤＩＳ＿ＢはＤＩＳ＿Ａの２倍として図示しているが、格子間隔の関係はこれに限定されるものではなく、例えば３倍、４倍、あるいは０．５倍、０．２５倍などでもよく、正の実数倍であればよい。また、式（４）において、Ｙ２とＹ３からＹ１’とＹ２’を生成する例を示しているが、これに限ったものではなく、Ｙ１’とＹ２’からＹ２とＹ３を生成してもよい。

【0038】

その際は、式（２）および式（３）を基にしてＹ２とＹ３について解いた算出式を用いればよい。

【0039】

（第１実施形態）
本発明の特徴は参照データ更新部２０１で実施される処理を簡便に行うことであり、それにより小回路規模化を図る。図５（Ａ）に第１実施形態における参照データ更新部２０１の具体的な構成を示す。

【0040】

アドレス制御部３０１では、参照アドレス１２の情報を基に、保存参照データ１３を参照するための第一参照アドレス３１を生成する。第１実施形態における第一参照アドレス３１は具体的には、入力データ１０に応じた補間範囲の格子間隔情報となる。また同様に第二参照アドレス３２を生成し、第１実施形態における第二参照アドレス３２は具体的には、上記の第一参照アドレス３１に示される格子間隔のうち何番目の補間範囲かの情報である。

【0041】

参照データ読出し部３０２は第一参照アドレス３１に従って、参照データ保存部１０１に保存されたデータのうち、該当する格子間隔のデータの全てと、そのデータに隣接する異なる格子間隔のデータの２つを保存参照データ１３として取得する。またそれぞれを第二取得参照データ３４、第一取得参照データ３３として出力する。具体的には図６を使って説明する。図６は本実施例の参照データ更新部２０１における処理の概念を説明する図であり、記載内容は図３について説明したものと同等である。図６は図３に対して、同一格子間隔がもつ補間範囲が４つの場合を記載している。図６記載の格子間隔ＤＩＳ＿Ｂに対応する補間範囲Ｂ１、補間範囲Ｂ２、補間範囲Ｂ３、補間範囲Ｂ４がそれに該当する。格子間隔がＤＩＳ＿Ａに対応する補間範囲も４つもつが、そのうちの一つの補間範囲Ａ４のみ図示している。本実施例において保存参照データ１３は図６記載のＹ３’、Ｙ４’、Ｙ５’、Ｙ６’（第二取得参照データ３４）、並びにＹ５、Ｙ６（第一取得参照データ３３）の計６データである。

【0042】

外挿処理部３０３は、第一取得参照データ３３の２つから、式（４）に基づく処理、つまり外挿処理を実施し、Ｙ１’並びにＹ２’の２つの外挿処理データ３５を出力する。なお、式（４）記載の各参照データは図３に対応したものであるため、図６に対応するものに一部修正、読み替えが必要である。具体的には、式（４）のＹ２は図６のＹ５であり、式（４）のＹ３は図６のＹ６に対応する。

【0043】

データ選択部３０４は、外挿処理データ３５と第二取得参照データ３４、つまりは、図６のＹ１’、Ｙ２’、Ｙ３’、Ｙ４’、Ｙ５’、Ｙ６’の６データから第二参照アドレス３２を基に、連続する３つのデータを選択し更新参照データ２１として出力する。第二参照アドレス３２は具体的には図６の補間範囲Ｂ１、補間範囲Ｂ２、補間範囲Ｂ３、補間範囲Ｂ４のいずれかにいるかの情報であるため、第二参照アドレス３２が、補間範囲Ｂ１を示す場合は更新参照データ２１はＹ１’、Ｙ２’、Ｙ３’である。同様に、補間範囲Ｂ２を示す場合は更新参照データ２１はＹ２’、Ｙ３’、Ｙ４’、補間範囲Ｂ３を示す場合は更新参照データ２１はＹ３’、Ｙ４’、Ｙ５’、補間範囲Ｂ４を示す場合は更新参照データ２１はＹ４’、Ｙ５’、Ｙ６’となる。

【0044】

係数データ演算部２０４は、式（１）に基づいて更新参照データ２１（Ｙ（－１）、Ｙ（０）、Ｙ（１）に対応）から二次関数係数１４（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃに対応）を演算し出力する。

【0045】

以上のようにして第１実施形態では、参照データ更新部２０１の処理が実行される。この処理は、参照データ保存部１０１から取得する保存参照データ１３が常に６つであり一定となっている。また以降の外挿処理、データ選択処理においても、処理の分岐などは発生しない簡便な処理となっている。また簡便な処理であることから処理時間を短くなることも期待でき、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどに実装する際にタイミングメットさせやすく、処理に必要なサイクル数つまりは各種データを保持・伝搬させるために必要なフリップフロップの段数を少なくできる。よって、参照データ更新部２０１を小回路規模で実現できる。

【0046】

（第２実施形態）
第２の実施形態では、第１実施形態と参照データ更新部２０１の構成と処理内容の一部が異なる。以降、第１の実施形態と異なる部分を説明する。

【0047】

図５（Ｂ）に第２実施形態における参照データ更新部２０１の具体的な構成を示す。

【0048】

アドレス制御部３０１では、参照アドレス１２の情報を基に、保存参照データ１３を参照するための第一参照アドレス３１を生成する。第１実施形態における第一参照アドレス３１は具体的には、入力データ１０に応じた補間範囲の格子間隔情報に加え、その格子間隔のうち２倍の格子間隔単位で数えた場合に何番目の補間範囲（粗い補間範囲と称す）かの情報である。また同様に第二参照アドレス３２を生成する。第２実施形態における第二参照アドレス３２は具体的には、上記の第一参照アドレス３１に示される格子間隔の偶数番目かあるいは奇数番目の補間範囲かの情報である。

【0049】

参照データ読出し部３０２は第一参照アドレス３１に従って、参照データ保存部１０１に保存されたデータのうち、該当する格子間隔および粗い補間範囲に該当する２つのデータ、そのデータに隣接する２つのデータを保存参照データ１３として取得する。またそれぞれを第二取得参照データ３４、第一取得参照データ３３として出力する。本実施例において保存参照データ１３は粗い補間範囲が補間範囲Ｂ１と補間範囲Ｂ２の領域である場合は図６記載のＹ３’、Ｙ４’（第二取得参照データ３４）、並びにＹ５、Ｙ６（第一取得参照データ３３）の計４データである。同様に粗い補間範囲が補間範囲Ｂ３と補間範囲Ｂ４の領域である場合は図６記載のＹ５’、Ｙ６’（第二取得参照データ３４）、並びにＹ３’、Ｙ４’（第一取得参照データ３３）の計４データである。

【0050】

外挿処理部３０３は、第一取得参照データ３３の２つから、式（４）に基づく処理、つまり外挿処理を実施し、Ｙ１’並びにＹ２’の２つの外挿処理データ３５を出力する。なお、式（４）記載の各参照データは図３に対応したものであるため、一部修正、読み替えが必要である。具体的には、式（４）のＹ２、Ｙ３に対応するデータは、それぞれ第一取得参照データ３３のデータであり、前述のように本実施例では第一取得参照データ３３は粗い補間範囲に依存したものである。外挿処理部３０３の処理は異なる格子間隔の境界においてデータを生成するものであるため、よって粗い補間範囲が補間範囲Ｂ１と補間範囲Ｂ２の領域の場合のみ、外挿処理データ３５は所望の結果を得ることになる。

【0051】

第一データ選択部３０５は、第一参照アドレス３１を基に粗い補間範囲が補間範囲Ｂ１と補間範囲Ｂ２の領域の場合は外挿処理データ３５を選択データ３６として出力し、それ以外では第一取得参照データ３３を選択データ３６として出力する。

【0052】

第二データ選択部３０６は選択データ３６と第二取得参照データ３４、具体的には図６において、粗い補間範囲が補間範囲Ｂ１と補間範囲Ｂ２の領域の場合は、Ｙ１’、Ｙ２’、Ｙ３’、Ｙ４’となる。それ以外の場合はＹ３’、Ｙ４’、Ｙ５’、Ｙ６’が入力される。このように前述の第一データ選択部３０５の処理によって、第二データ選択部３０６は連続する４データが入力される。第二データ選択部３０６はこの４データから第二参照アドレス３２が偶数番目を示す場合は４データのうち前３つを、奇数番目を示す場合は４データのうち後ろ３つを選択し更新参照データ２１として出力する。

【0053】

係数データ演算部２０４は、式（１）に基づいて更新参照データ２１（Ｙ（－１）、Ｙ（０）、Ｙ（１）に対応）から二次関数係数１４（Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃに対応）を演算し出力する。

【0054】

ここまでは、参照データ読出し部３０２において、２つの補間範囲をまとめて粗い補間範囲として第一取得参照データ３３と第二取得参照データ３４を取得する方法を示したが、取得する方法はこれに限らない。例えば、参照データ読出し部３０２は、補間範囲Ｂ１とＢ２では第一取得参照データ３３として図６記載のＹ５、Ｙ６を出力し、第二取得参照データ３４としてＹ３’、Ｙ４’を出力する。補間範囲Ｂ３では第一取得参照データ３３としてＹ６、Ｙ３’を出力し、第二取得参照データ３４としてＹ４’、Ｙ５’を出力する。以降の補間範囲では取得する格子点を一個ずつずらしていくという取得方法でも良い。この場合、第一データ選択部３０５は前述と同様の動作をする。そして、第二データ選択部３０６は、補間範囲Ｂ１では入力された４データから前３つを、補間範囲Ｂ２以降は４データから後ろ３つを選択し更新参照データ２１として出力する。このような方法でも前述と同様の結果を得ることが出来る。

【0055】

以上のようにして第２実施形態では、参照データ更新部２０１の処理が実行される。第１実施形態では、一つの格子間隔の参照データすべて読み出す必要があるため、場合によっては冗長に読み出すデータ量が多量になってしまい、他の処理が簡素化されている以上に読出し部分で回路規模が大きくなってしまう可能性があった。第２実施形態では第１実施形態と比較し、処理が複雑になってはいるものの、参照データ保存部１０１から取得する保存参照データ１３が常に４つであり一定とすることができるため、一つの格子間隔がもつデータが多い場合に有効である。

【0056】

（第３実施形態）
第３の実施形態では、参照データ保存部１０１のテーブルデータの持ち方を具体的に例示するとともに、そのテーブルデータに対応する補間範囲決定部１０２の好適な構成例を示す。

【0057】

本実施例におけるテーブルデータは、すでに述べた図６の内容に準ずる。つまりは、同一格子間隔がもつテーブルデータが４つ（例えば、図６のＹ３’、Ｙ４’、Ｙ５’、Ｙ６’）、ならびに補間範囲が４つ（例えば、図６のＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）での場合である。本実施例ではさらに格子間隔が１から始まり２のべき乗で大きくなる。これは図６のＤＩＳ＿ＡとＤＩＳ＿Ｂの比が１：２であることを意味する。この例における格子間隔が１から４までのテーブルデータは図７で示すようになる。ここでアドレスが０と１の格子間隔０．５となっているデータは、この２点を使った外挿処理よって格子間隔１のデータを生成するために必要である。例えば、図６のＹ１’、Ｙ２’に該当するものであり、図７に合わせるなら、Ｙ１＿１、Ｙ１＿２（図中には出てこない、生成されるデータ）に該当する。図７の入力座標は図６の横軸、図７の出力値は図６の縦軸に対応する。

【0058】

参照データ保存部１０１には、実際には図７の出力値列のみが保存されており、参照データ読出し部３０２から与えられる第一参照アドレスに対して、そのアドレスから第１実施形態では６データを、第２実施形態では４データを参照データ読出し部３０２に返す。

【0059】

図８に各補間範囲における、格子間隔、入力データ範囲、テーブルデータから読み出すデータ、つまりは、保存参照データ１３、ならびに補間に使用するデータつまりは更新参照データ２１の具体例を示す。図８（Ａ）が第１実施形態、図８（Ｂ）が第２実施形態に対応する。

【0060】

図８（Ａ）で示すような保存参照データ１３ならびに更新参照データを取得するためのアドレスは、すでに述べたように補間範囲決定部１０２によって算出される第一参照アドレス３１と第二参照アドレス３２である。

【0061】

それぞれのアドレス算出は以下の手順によって簡便に求めることができる。具体的には、まず入力値に対して固定値を加算し、補正入力データをえる。この加算値ＡＤＤ＿ＶＡＬは開始する格子間隔ＤＩＳ＿ＩＮＩと、各格子間隔が持つデータ数ＮＵＭと、入力データ範囲が０である位置ＡＤＤ＿ＩＮＩによって式（５）で決定される。ＡＤＤ＿ＩＮＩはＮＵＭ個の同一間隔の格子点のうちの何番目に０を含む入力データ範囲が位置するかを示す数値であり、０～ＮＵＭ－１のいずれかの整数で表される。
ＡＤＤ＿ＶＡＬ ＝ ＤＩＳ＿ＩＮＩ ＊ ＮＵＭ ＋ ＡＤＤ＿ＩＮＩ 式（５）
なおＤＩＳ＿ＩＮＩならびにＮＵＭはそれぞれ２のべき乗に限定され、本実施例ではそれぞれ１と４であり、かつＡＤＤ＿ＩＮＩ＝０なので、ＡＤＤ＿ＶＡＬは４となる。この補正入力値に対して図９に示す概念によってアドレス情報を抽出するとともに第一参照アドレスと第二参照アドレスを算出する。まず補正入力データの最上位ビットを探索する。具体的には補正入力データが０になるまで左シフトした際のシフト量、ないしは最上位ビットが１になるまで右シフトした際のシフト量を基に得ることができる。図９では補正入力データの４ビット目が最上位桁であった場合を示しており、最上位桁情報Ｌ＝４となっている。補正入力データの４ビット目が最上位桁となるのは入力データ１０が１２から２７の場合であり、図８記載のように格子間隔が４の範囲をカバーしていることがわかる。説明は省略するが、入力データ１０が０から３の場合つまりは格子間隔が１の場合はＬ＝３、入力データ１０が４から１１の場合つまりは格子間隔が２の場合はＬ＝４として得ることができる。同様に入力データ１０が２８以降は不図示ではあるが、それぞれの格子間隔に対応する情報が最上位桁情報Ｌとして得ることができる。なお、格子間隔ＤＩＳと最上位桁情報Ｌとの関係は式（６）である。
ＤＩＳ＝２＾（Ｌ－２） 式（６）

【0062】

よって、第一参照アドレス３１は、第１実施形態の例では、式（７）で得られる。
第一参照アドレス＝４×（Ｌ－２） 式（７）

【0063】

最上位桁情報Ｌの次の上位桁、図９で示す例では３ビット目と２ビット目が上位桁データＭ１Ｍ２として取得する。この２ビット情報は、そのまま第二参照アドレスなる。さらに残りのデータ、図９で示す例では１ビット目と０ビット目のデータＮＮが補間距離となる。なお、最上位桁情報Ｌの値によって、補間距離のビット幅は変わる。

【0064】

同様に第２実施例においては、若干アドレス計算方法が変わり、第一参照アドレスは式（８）となる。
第一参照アドレス＝４×（Ｌ－２）＋Ｍ１ 式（８）

【0065】

第２実施形態の第一データ選択部３０５で必要となる第一参照アドレス３１は実際にはＭ１のみによってデータ選択が行われる。第二参照アドレスはＭ２となり、補間距離は第１実施形態と同様にデータＮＮである。

【0066】

以上のようにして、補間範囲決定部１０２における第一参照アドレスおよび第二参照アドレスの算出は主に加算処理、ビットシフト、および特定ビットからのデータ切り出しだけでよく、小回路規模で実現可能である。

【0067】

（その他の実施形態）
本発明は、前述の各実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける一つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。
また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0068】

前述の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【0069】

即ち、本発明は、その技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、二次関数係数演算部の一部は上位の制御手段から与えられる演算開始信号によって動作し、演算結果を保持しておき、画像が入力されている間は、ここで保持したデータ参照するのみにすることで電力を削減することが可能である。

【符号の説明】

【0070】

１０ 入力データ
１１ 補間距離
１２ 参照アドレス
１３ 保存参照データ
１４ 二次関数係数
１５ 出力データ
１００ データ変換装置
１０１ 参照データ保存部
１０２ 補間範囲決定部
１０３ 二次関数係数演算部
１０４ 二次補間演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】