CN101569174A - 图像质量改善装置及图像质量改善方法 - Google Patents

Abstract

本发明抑制了消隐区域与视频信号区域之间的边界处的不必要的耀光校正。一种图像质量改善装置包括：从输入视频信号中提取低频分量的二维低通滤波器电路(2)；通过用输入视频信号减去由二维低通滤波器电路(2)提取的低频分量来获得高频分量的减法器电路(4)；以及将由减法器电路(4)所获得的高频分量作为校正信号而与输入视频信号相加的加法器电路(6)。所述输入视频信号包含没有任何视频信息的消隐信号。所述二维低通滤波器电路(2)在从当输入视频信号从消隐信号变为包含视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始低频分量的提取。

Description

图像质量改善装置及图像质量改善方法

技术领域

本发明涉及一种用于改善以视频投影仪为代表的图像显示设备中的图像质量的装置。

背景技术

众所周知，在诸如电视接收机、视频投影仪等图像显示设备中，图像的质量由于耀光(flare)的发生而下降。所述耀光指的是在边缘部分处(例如白色区域和黑色区域之间的边界)引起的模糊现象，在边缘部分处，存在由光引起的显示图像中的亮度的巨大差异，所述光由于通过投影管或图像接收管的被照射表面和透镜的光的反射和/或散射而从亮区漏到暗区中(参见日本专利申请特许公开2002-290772中的第[0002]至[0005]段和图17)。

图1是示出了将由投影仪投影的画面的原始图像的一个示例的示意图。此原始图像具有位于中心处的矩形白色区域WT和位于白色区域WT周围的黑色区域BL，其边界或边缘部分ED在亮度上具有巨大差异。在图1中的底部示出的是在原始图像的中心的周围沿水平方向的视频信号(亮度信号)。当此原始图像被投影仪投影在屏幕上时，白色区域WT中的光漏到黑色区域BL中，因此在边缘部分ED处出现模糊。此模糊是使图像质量下降的耀光。

为了消除诸如上述的耀光，普遍的做法是执行数字信号处理，该数字信号处理用于校正将被输入到投影仪的视频信号边缘处的模糊。图2是耀光校正(flare correction)的概念图。在图2中，子图2(a)是示出了原始图像的视频信号的波形图；子图2(b)是基于子图2(a)的视频信号而显示的屏幕图像的亮度分布图；子图2(c)是在耀光校正之后从子图2(a)的视频信号获得的信号的波形图；子图2(d)是基于子图2(c)所示的耀光校正之后的视频信号而显示的屏幕图像的亮度分布图。这里，子图2(a)的视频信号对应于图1所示的原始图像的视频信号。

由投影仪基于子图2(a)的视频信号而投影的屏幕图像形成图像，该图像的边缘部分由于耀光的发生而如子图2(b)所示地成圆形。为了补偿此图像中的耀光，需要依照子图2(b)所示的边缘部分的变形或通过进行校正以使边缘突出来校正子图2(a)中的视频信号的前沿和后沿(逆向校正)。通过这种校正，如子图2(b)所示，可以获得没有成圆形的边缘部分的屏幕图像。

作为能够进行如上所述的耀光校正的装置，存在一种如日本专利申请特许公开2006-157228所述的图像质量改善装置(参见图4)。图3示出了该图像质量改善装置的结构。

参照图3，所述图像质量改善装置包括延迟补偿电路141、二维低通滤波器(LPF)电路142、延迟补偿电路143、减法器电路144、放大器电路145和加法器电路146。在向延迟补偿电路143提供色度(c)信号的同时，向延迟补偿电路141和二维LPF电路142提供亮度(Y)信号。

延迟补偿电路141使输入的Y信号延迟二维LPF电路142中的处理所需的时间量。将来自延迟补偿电路141的输出提供给减法器电路144的一个输入端子和加法器电路146的一个输入端子。二维LPF电路142是用于去除输入的Y信号的高频分量(边缘分量)的滤波器，且其输出被提供给减法器电路144的另一输入端子。来自二维LPF电路142的输出呈现为具有成圆形的边缘部分的Y信号。

减法器电路144用从延迟补偿电路141提供的Y信号减去从二维LPF电路142提供的Y信号。来自减法器电路144的输出呈现从Y信号中提取的高频分量(边缘分量)的信号。经由放大器电路145而将从减法器电路144输出的边缘分量信号提供给加法器电路146的另一输入端子。放大器电路145将从减法器电路144提供的边缘分量信号放大。加法器电路146将由放大器电路145放大的边缘分量信号与从延迟补偿电路141提供的Y信号相加。来自加法器电路146的输出呈现如此的信号，即，该信号通过在输入Y信号边缘处加强所述输入Y信号而获得的且对应于子图2(c)所示信号。

在上述图像质量改善装置中，二维LPF电路142可以由递归滤波器构成(参见日本专利申请特许公开2006-157228和日本专利申请特许公开S61-184059中的图1)。在这种情况下，为了提高二维LPF的精确度，常常使用时间轴反转处理(场反转(field inverting)处理)。

此外，最近的图像显示设备被适配为能够执行显示处理，该显示处理支持具有要显示的不同图像尺寸(纵横比或分辨率)的图像的多个视频信号。在此类图像显示设备中，不优选的是，依照与要显示的图像尺寸不同的输入图像信号来提供耀光校正处理电路，因为这导致电路规模的扩大。根据其中在用于修改输入视频信号以便将显示图像的尺寸修改为对显示设备指定的固定图像尺寸的处理之后执行耀光校正处理的装置，单个耀光校正电路可以支持不同图像尺寸的输入视频信号，而且可以使电路结构变得简单。

此外，在诸如投影仪等图像显示装置中，投影图像的形状根据用来投影图像的角度而变形。为了解决这个问题，还提出这样一种装置，其通过针对投影图像的变形来修改显示图像的形状而对视频信号进行诸如梯形校正等几何失真的校正(参见日本专利申请特许公开2005-266042)。

发明内容

在上述图像质量改善装置中，当将其应用于对视频信号进行几何失真校正的图像显示设备时，出现以下问题。

在视频信号中，例如，由垂直同步信号来管理场(或帧)显示周期，同时，水平同步信号管理转换水平扫描线的时刻。在水平同步信号之前和之后，视频信号包括不包含任何视频信息的消隐信号。当不执行几何失真校正时，基于包含视频信息的视频信号而在显示设备上显示视频帧，同时将未显示在屏幕上的那部分假设为消隐持续时间(对应于消隐信号)。当视频信号尚未经过几何失真校正时，基于视频信号而显示的区域(视频信号区域)采取矩形形式(参见图1)。然而，当视频信号已经过几何失真校正时，视频信号区域不采取矩形形式。

图4是基于已经过几何失真校正的视频信号而在显示设备上形成的图像的示意图。当视频信号已经受几何失真校正时，视频信号区域S1具有如图4所示的与矩形形状不同的形状。对应于视频信号区域S1的侧边的边缘E1至E4在视频信号区域S1与消隐区域S2之间形成边界。视频信号区域S1之外的区域或消隐区域S2具有对应于黑色电平的信号电平(在显示器屏幕上表示黑色的电平，例如‘0’电平)。

在耀光校正中，如子图2(b)所示，对边缘及其附近区域进行校正以使边缘突出。如果对图4所示的已经过几何失真校正的视频信号执行此耀光校正，则例如在边缘E1中，执行校正以便使边缘E1及其相邻区域突出。在这种情况下，对视频信号区域S1内部沿着边缘E1的区域引起不必要的耀光校正效果，结果，显示图像的质量下降。由于此类耀光校正而引起的图像质量的下降主要出现在使用场反转处理的装置中。

本发明的示例性目的在于解决上述问题并提供一种图像质量改善装置和图像质量改善方法，其能够通过抑制消隐区域与视频信号区域之间的边界处的不必要的耀光校正来提供高质量的视频。

为了实现上述示例性目的，本发明的一种图像质量改善装置包括：低通滤波器电路，其从输入视频信号中提取低频分量；减法器电路，其用所述输入视频信号减去由所述低通滤波器电路提取的低频分量以获得高频分量；以及加法器电路，其将由所述减法器电路所获得的高频分量作为校正信号而与所述输入视频信号相加，其中，所述输入视频信号包括不包含任何视频信息的消隐信号；并且所述低通滤波器电路在从当所述输入视频信号由所述消隐信号变为具有所述视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始提取所述低频分量。

此外，本发明的一种图像质量改善方法包括：从输入视频信号中提取低频分量；通过从所述输入视频信号减去在所述第一步骤中提取的低频分量来获得高频分量；以及将在所述第二步骤获得的高频分量作为校正信号而与所述输入视频信号相加，其中，所述输入视频信号包含没有任何视频信息的消隐信号，并且在从当所述输入视频信号由所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始所述低频分量的提取。

本发明的上述及其它示例性目的、特征、以及优点将通过参考示出本发明示例的附图的以下说明而变得显而易见。

附图说明

图1是示出了将由投影仪投影的画面的原始图像的示例的示意图。

图2是示出了耀光校正的概念图。

图3是示出了能够进行耀光校正的图像质量改善装置的示例的方框图。

图4是示出了将依照已经过几何失真校正的视频信号而在显示设备上形成的图像的示例的示意图。

图5是示出了作为本发明的示例性实施例的图像质量改善装置的结构的方框图。

图6是示出了图5所示的二维LPF电路的示例的方框图。

图7是示出了图6所示的递归滤波器电路的示例的方框图。

图8是示出了图7所示的水平递归滤波器电路的示例的方框图。

图9是示出了图7所示的垂直递归滤波器电路的示例的方框图。

图10是示出了图9所示的信号存在检测电路的示例的方框图。

图11是用于示出图10所示的检测结果保持电路中的状态信息的保持操作的示意图。

具体实施方式

图5是示出了作为本发明的示例性实施例的图像质量改善装置的结构的方框图。参照图5，本实施例的图像质量改善装置包括延迟补偿电路1、二维低通滤波器(LPF)电路2、延迟补偿电路3、减法器电路4、放大器电路5和加法器电路6。在向延迟补偿电路3提供色度(c)信号的同时，将亮度(Y)信号输入到延迟补偿电路1和二维LPF电路2。除二维LPF电路2之外的结构与图3所示的图像质量改善装置相同。

图6所示的是二维LPF电路2的结构示例。参照图6，二维LPF电路2包括向其提供输入的Y信号的递归滤波器21、接收来自递归滤波器电路21的输出的时间轴反转电路22、接收来自时间轴反转电路22的输出的递归滤波器电路23和接收来自递归滤波器电路23的输出的时间轴反转电路24。

递归滤波器电路21和23具有相同的结构。图7示出了应用于递归滤波器电路21和23的递归滤波器电路结构。参照图7，递归滤波器电路200是由串联连接的水平递归滤波器电路201和垂直递归滤波器电路202组成的电路，所述水平递归滤波器电路201执行去除视频信号的相对于水平方向的高频分量(边缘分量)的滤波处理，所述垂直递归滤波器电路202执行去除视频信号的相对于垂直方向的高频分量(边缘分量)的滤波处理。在图7所示的示例中，将来自水平递归滤波器电路201的输出提供给垂直递归滤波器电路202的输入端子。然而，与此连接相反，可以将来自垂直递归滤波器电路202的输出提供给水平递归滤波器电路201的输入端子。也就是说，水平递归滤波器电路201和垂直递归滤波器电路202的连接顺序不受特别限制。

水平递归滤波器电路201和垂直递归滤波器电路202被构造为只在从输入信号已第一次从消隐信号(黑色电平信号)向白色电平改变时起经历预定的单位时间之后开始其递归滤波功能。水平递归滤波器电路201中的单位时间是一个像素周期(one-pixel period)，而垂直递归滤波器电路202中的单位时间是一个水平周期(one horizontalperiod)。

图8所示的是水平递归滤波器电路201的结构。参照图8，水平递归滤波器电路201包括放大器31和34、加法器32、一像素周期延迟电路33和36、选择器电路35和信号存在检测电路37。将输入信号S提供给选择器电路35的一个输入端子，而且也通过放大器31、加法器32和一像素周期延迟电路33来将输入信号S提供给选择器35的另一输入端子。还将输入信号S提供给信号存在检测电路37。

放大器31将输入信号S放大。提供给加法器32的一个输入端子的是来自放大器31的输出，向另一输入端子提供来自放大器34的输出。加法器32将来自放大器34的输出与来自放大器31的输出相加。放大器34将来自选择器电路35的输出放大。一像素周期延迟电路33使来自加法器32的输出延迟对应于一个像素周期的时间量。这些部件、或放大器31、加法器32、一像素周期延迟电路33和放大器34构成递归滤波器。

信号存在检测电路37在输入信号S的每个水平周期内检测从水平周期开始时起第一次输入具有除黑色电平之外的电平的视频信号的时刻，或输入信号S的电平第一次从消隐信号电平(黑色电平)向白色电平改变的时刻。信号存在检测电路37在从水平周期开始到从黑色电平向白色电平的第一次变化的期间输出第一电平的控制信号，并在检测到从黑色电平向白色电平的第一次变化之后输出不同于第一电平的第二电平的控制信号。管理水平周期的开始的信号称为复位信号。使用水平同步信号作为复位信号。信号存在检测电路37在其接收到复位信号时将控制信号保持在第一电平。通过一像素周期延迟电路36将从信号存在检测电路37输出的控制信号提供给选择器电路35。

一像素周期延迟电路36使从信号存在检测电路37提供的控制信号延迟对应于一个像素周期的时间量。由一像素周期延迟电路36提供的此延迟时间等于由一像素周期延迟电路33提供的延迟时间。

选择器电路35在输入控制信号处于第一电平的同时选择被提供给其一个输入端子的输入信号S。在这种情况下，递归滤波器不执行高频分量(边缘分量)的去除。结果，将输入信号S从水平递归滤波器电路201照原样输出。另一方面，选择器电路35在输入控制信号处于第二电平的同时选择来自一像素周期延迟电路33的输出。在这种情况下，递归滤波器去除输入信号S的相对于水平方向的高频分量(边缘分量)。结果，从水平递归滤波器电路201输出输入信号S的低频分量。

在图8所示的水平递归滤波器电路201中，从信号存在检测电路37输出的控制信号被一像素周期延迟电路36延迟了一个像素周期的时间量并随后提供给选择器电路35。因此，在将从水平周期开始(复位信号的输入)时起不具有黑色电平的第一视频信号提供给加法器32时的时间(时间t1)，信号存在检测电路37输出第二电平的控制信号。然而，将第二电平的控制信号提供给选择器电路35时的时刻在时间t1的一个像素周期之后。也就是说，由于提供给选择器电路35的控制信号的电平在时间t1仍然处于第一电平，所以选择器35选择输入信号S。在这种情况下，由于递归滤波器不执行高频分量的去除，所以将输入信号S从水平递归滤波器电路201照原样输出。

在从时间t1开始已经历了一个像素周期的时间点(时间t2)，输入到选择器电路35的控制信号的电平进行从第一电平到第二电平的转换。因此，在时间t2及时间t2之后，选择器35选择来自一像素周期延迟电路33的输出，从而通过递归滤波器来执行输入信号S的相对于水平方向的高频分量的去除。

其后，在输入复位的时刻(水平周期的开始)，从信号存在检测电路37输出的控制信号的电平进行从第二电平到第一电平的转换，并将重复上述操作。

这样，根据水平递归滤波器电路201，递归滤波器从水平周期开始时起不工作，直至将不具有黑色电平的第一视频信号提供给加法器32时的时间点，并被促使从所述时间点起为视频信号提供递归滤波器功能。

图9所示的是垂直递归滤波器电路202的结构。参照图9，垂直递归滤波器电路202包括放大器41和44、加法器42、一水平周期延迟电路43和46、选择器电路45和信号存在检测电路47。将输入信号S提供给选择器电路45的一个输入端子，而且还将输入信号S通过放大器41、加法器42和一水平周期延迟电路43提供给选择器45的另一输入端子。还将输入信号S提供给信号存在检测电路47。

放大器41将输入信号S放大。将来自放大器41的输出提供给加法器42的一个输入端子，并将来自放大器44的输出提供给加法器42的另一输入端子。加法器42将来自放大器44的输出与来自放大器41的输出相加。放大器44将来自选择器电路45的输出放大。一水平周期延迟电路43使来自加法器42的输出延迟对应于一个水平周期的时间量。这些部件、或放大器41、加法器42、一水平周期延迟电路43和放大器44构成递归滤波器。

在此递归滤波器中，一水平周期延迟电路43在一个水平周期内保持所有视频信号，且加法器42将视频信号或从放大器41提供的输入信号与通过放大器44而从一水平周期延迟电路43提供的输入信号加在一起，两者位于同一水平位置。结果，可以去除输入信号S的相对于垂直方向的高频分量。这里，位于同一水平位置处的视频信号的相加意指，例如，图4所示的显示图像中第n条水平线中的视频信号序列和第(n+1)条水平线中的视频信号序列的、位于水平线上的同一位置处的视频信号的相加。

信号存在检测电路47对位于同一水平位置处并沿着垂直方向排成直线的每列信号(垂直取向信号线)检测从水平周期的开始起第一次输入具有除黑色电平之外的电平的视频信号的时刻。这里，所述垂直取向信号线是例如沿着图4所示的显示图像的垂直方向而排成直线的一列信号。如图10所示，信号存在检测电路47包括检测结果保持电路48。存储在检测结果保持电路48中的是指示对于每一水平位置(每一垂直取向信号线)在输入消隐信号之后是否已输入除黑色电平之外的第一视频信号的结果(“信号存在”或“无信号存在”)。也就是说，检测结果保持电路48对于水平周期中的每个位置具有用于存储状态信息的存储器区域(存储器电路)，从垂直周期开始时起直至输入第一视频信号为止对于每一垂直排成列的信号保持指示相关存储器区域中“无信号存在”的第一状态信息，并在检测到输入的第一视频信号时保持指示相关存储器区域中“信号存在”的第二状态信息。

当输入复位信号时，检测结果保持电路48中的存储器区域被全部清零至复位状态(在此处指示“无信号存在”的第一状态信息)。所述复位信号是管理垂直周期的开始的信号。这里，使用垂直同步信号作为复位信号。一旦保持第二状态信息之后，检测结果保持电路48中的每个存储器区域保持第二状态信息直至输入复位信号。

图11示意地示出了在检测结果保持电路48中保持状态信息的操作。在图11中，L1和L2表示分别从垂直同步信号开始计算的输入视频信号的第一水平周期(第一水平线)中和第二水平周期(第二水平线)中的信号序列。信号序列L1和L2每个都由对应于n个像素P 1至Pn的信号组成。像素P1至Pn对应于水平线上的各个水平位置。在信号序列L1和L2中，实心白色部分表示消隐信号，而阴影线部分表示具有视频信息的视频信号。

检测结果保持电路48包括对应于像素Pa至Pn的存储器区域A1至An。在图11所示的示例中，在输入垂直同步信号时的时间点，在存储器区域A1至An中的每一个中存储‘0’电平作为第一状态信息(状态S0)。

当在输入垂直同步信号之后输入信号序列L1时，信号状态在像素P3至P(n-3)的位置处从消隐信号转换为视频信号。结果，将作为第二状态信息的‘1’存储在存储器区域A3至A(n-3)中的每一个中(状态S1)。在此状态S1下，位于像素P1、P2和P(n-2)至Pn的位置处的信号继续为消隐信号，因此，在存储器区域A1、A2、A(n-2)至An保持表示第一状态信息的值‘0’。这里，一旦存储用于第二状态信息的值‘1’，则存储器区域A3至A(n-3)维持写入值‘1’的状态直至输入复位信号。

当输入信号序列L2时，信号状态在像素P(n-2)和P(n-1)的位置处从消隐信号转换为视频信号。结果，将作为第二状态信息的‘1’存储在存储器区域A(n-2)和A(n-1)中的每一个中(状态S2)。在此状态S2下，位于像素P1、P2和Pn的位置处的信号继续为消隐信号，因此，在存储器区域A1、A2和An中保持表示第一状态信息的值‘0’。这里，一旦存储用于第二状态信息的值‘1’，则存储器区域A(n-2)和A(n-1)维持写入值‘1’的状态直至输入复位信号。因此，在状态S2下，将存储器区域A3至A(n-1)设置为存储用于第二状态信息的值‘1’。

信号存在检测电路47从垂直周期开始时起对每个水平周期检查位于每个水平位置(像素P1至Pn)处的输入信号是否从黑色电平向白色电平改变。当输入信号已从黑色电平向白色电平改变时，信号存在检测电路47检查当前存储在对应于具有变化的水平位置的存储器区域中的状态信息，并仅在状态信息是第一状态信息时输出指示递归滤波器的形成的控制信号(第二电平)。然后，信号存在检测电路47将第二状态信息存储到对应于具有变化的水平位置的存储器区域中。接下来，将参照图11所示的示例来简要地描述控制信号的输出操作。

在输入垂直同步信号之后，输入信号序列L1。在信号序列L1中，像素P3至P(n-3)的水平位置处的输入信号从黑色电平向白色电平改变。由于在此时间点，将用于第一状态信息的值‘0’存储在存储器区域A3至A(n-3)中，所以信号存在检测电路47输出用于像素P3至P(n-3)的水平位置的控制信号，该控制信号指示递归滤波器的形成。然后，将用于像素P3至P(n-3)的水平位置的控制信号保持在第二电平，直至输入复位信号。在输入复位信号之后，将用于像素P3至P(n-3)的水平位置的控制信号设置为第一电平。

在信号序列L1之后，输入信号序列L2。在信号序列L2中，像素P(n-1)和P(n-1)的水平位置处的输入信号从黑色电平向白色电平改变。由于在此时间点，将用于第一状态信息的值‘0’存储在存储器区域A(n-2)和A(n-1)中，所以信号存在检测电路47输出用于像素P(n-2)和P(n-1)的水平位置的控制信号(第二电平)，该控制信号指示递归滤波器的形成。然后，将用于像素P(n-2)和P(n-1)的水平位置的控制信号保持在第二电平，直至输入复位信号。在输入复位信号之后，将用于像素P(n-2)和P(n-1)的水平位置的控制信号设置为第一电平。

根据控制信号的上述输出操作，控制信号对于每一垂直取向信号线在从垂直周期开始时起第一次输入除黑色电平之外的视频信号时的时刻从第一电平变为第二电平。对于每一垂直取向信号线，在控制信号保持在第一电平的周期期间，选择器45将被提供给其一个输入端子的输入信号照原样输出到放大器34。因此，任何递归滤波器不执行高频分量的去除。结果，将输入信号S从垂直递归滤波器电路照原样输出。另一方面，对于每一垂直取向信号线，在控制信号被设置在第二电平的周期期间，选择器45将来自单位延迟电路43的输出提供给放大器44，从而通过递归滤波而沿着每一垂直取向信号线执行输入信号S的高频分量的去除。结果，来自垂直递归滤波器电路202的输出仅显示每一垂直取向信号线的低频分量。

来自信号存在检测电路47的控制信号被一水平周期延迟电路46延迟一个水平周期并随后提供给选择器45。在由放大器41、加法器42、一水平周期延迟电路43和放大器44构成的递归滤波器中，来自加法器42的输出被一水平周期延迟电路43延迟一个水平周期并随后提供给反馈线路中的选择器45。也就是说，在递归滤波器中，加法器42对于每一垂直取向信号线将通过反馈线路而提供的输入信号与比前一输入信号迟一个水平周期而提供的输入信号相加。根据此布置，对于每一垂直取向信号线，递归滤波器从水平周期开始时起不工作，直至将不具有黑色电平的第一视频信号提供给加法器42时的时间点，并被促使从所述时间点起为视频信号提供递归滤波器功能。因此，在垂直递归滤波器电路202中，对于每一垂直取向信号线，递归滤波器从垂直周期开始时起不工作，直到输入第一视频信号(即不具有黑色电平)之后经历一个水平周期为止，因此将输入信号照原样输出。由于递归滤波器在经历一个水平周期之后工作，所以只从垂直递归滤波器电路202输出输入信号的低频分量。

当使用上述水平递归滤波器电路201和垂直递归滤波器电路202来构造图5所示的二维LPF电路2时，可以实现如下操作。这里，在本示例性实施例的图像质量改善装置中，已参照使得能够实现如图6所示的场反转处理的结构描述了二维LPF电路2，然而，可以提供如此的结构，即，其中，在不使用场反转处理的情况下相对于水平和垂直两个方向执行从输入视频信号中去除高频分量(边缘分量)。以下操作是使用此类二维LPF电路2时的情况。

在使用水平递归滤波器电路201的耀光校正(相对于水平方向的耀光校正)中，例如当输入了图4所示的已经过几何失真校正的视频信号时，耀光校正对输入视频信号从消隐信号(黑色电平)变成视频信号的边缘(在这种情况下为边缘E1，因为这是水平处理)没有影响，并且耀光校正只有在其进入视频信号区域S1之后才变得有效。这样，没有不必要的耀光校正在视频信号区域S1内部作用，因此可以实现视频信号区域S1中的正确耀光校正。

应注意的是，耀光校正对其中视频信号再从视频信号区域S1转变到消隐区域S2的边缘(在这种情况下为边缘E2、E3和E4，因为这是水平处理)有影响。然而，按照递归滤波器的特性，边缘E2、E3和E4处的耀光校正将对这些边缘之前(沿着边缘并且在视频信号区域S1内部的区域)的信号没有作用。也就是说，边缘E2、E3和E4处的耀光校正只对沿着边缘且在消隐区域S2内部的区域有影响。由于耀光校正对消隐区域S2内部沿着边缘的区域的这种影响引起使消隐区域S2中的黑色电平信号进一步变黑(使信号电平取负值)的动作，所以这将不会影响视频信号的质量。通常，如果信号电平具有负值，则信号被箝位在0。

在使用垂直递归滤波器电路202的耀光校正中(相对于垂直方向的耀光校正)，例如当输入图4所示的已经过几何失真校正的视频信号时，耀光校正对视频信号从消隐信号(黑色电平信号)区域转变到视频信号区域S1的边缘(在这种情况下为边缘E1、E2和E3，因为这是垂直处理)没有影响，并且耀光校正只有在其进入视频信号区域S1之后才变得有效。这样，没有不必要的耀光校正在视频信号区域S1中作用，因此可以实现视频信号区域S1中的正确耀光校正。

应注意的是，耀光校正对其中视频信号再从视频信号区域S1转变到消隐区域S2的边缘(在这种情况下为边缘E4，因为这是垂直处理)有影响。然而，按照递归滤波器的特性，边缘E4处的耀光校正将对边缘之前的信号(沿着边缘并且在视频信号区域S1内部的区域)没有影响。也就是说，边缘E4处的这种耀光校正只对沿着边缘且在消隐区域S2内部的区域有影响。由于耀光校正对消隐区域S2内部沿着边缘的区域的这种影响引起使消隐区域S2中的黑色电平信号进一步变黑(使信号电平取负值)的动作，所以这将不会影响视频信号的质量。通常，如果信号电平取负值，则信号被箝位在0。

接下来，将对使用水平递归滤波器电路201和垂直递归滤波器电路202来构造图6所示的递归滤波器电路21和23时的操作进行描述。

如上所述地由递归滤波器电路21来执行沿水平和垂直方向的耀光校正。在由时间轴反转电路22进行时间轴反转之后，对于水平和垂直两个方向，按照与向递归滤波器电路21提供输入信号的顺序相反的顺序向递归滤波器电路23提供信号。具体地说，在图4所示的视频信号中，按照图中从左上到右下的顺序水平地依次向递归滤波器电路21输入信号，而按照图中从右下向左上的顺序依次向递归滤波器电路23输入信号。因此，在递归滤波器电路21中，沿着从左到右的水平方向和从上到下的垂直方向对图4所示的显示图像执行耀光校正。另一方面，在递归滤波器电路23中，沿着从右到左的水平方向和从下到上的垂直方向对图4所示的显示图像执行耀光校正。

同样在涉及递归滤波器电路23的耀光校正的情况下，与涉及递归滤波器电路21的耀光校正的情况类似，对于水平方向，耀光校正对其中视频信号从消隐信号(黑色电平信号)变成视频信号的边缘(在这种情况下为边缘E2、E3和E4，因为时间轴被反转)没有影响。沿垂直方向，耀光校正对视频信号从消隐信号(黑色电平信号)变成视频信号的边缘(在这种情况下为边缘E4，因为时间轴被反转)没有影响。这样，没有不必要的耀光校正在视频信号区域S1中作用，从而可以实现视频信号区域S1中的正确耀光校正。

这里，同样在递归滤波器电路23中，耀光校正对其中视频信号再从视频信号区域S1转变到消隐区域S2的边缘(沿水平方向时为E1，沿垂直方向时为E1、E2和E3)有影响。然而，按照递归滤波器的特性，边缘处的耀光校正将对边缘之前(沿着边缘且在视频信号区域S1内部的区域)的信号没有影响。也就是说，边缘处的耀光校正只对沿着边缘且在消隐区域S2内部的区域有影响。由于耀光校正对消隐区域S2内部沿着边缘的区域的这种影响引起使消隐区域S2中的黑色电平信号进一步变黑(使信号电平取负值)的动作，所以这将不会影响视频信号的质量。通常，如果信号电平具有负值，则信号被箝位在0。

如前所述，根据本示例性实施例的图像质量改善装置，由于对已通过几何失真校正而进行修改的视频信号可以抑制消隐区域与视频信号区域之间的边界(边缘)处的不必要的耀光校正，因此可以形成高质量的图像。

本发明的图像质量改善装置可以应用于以投影仪等为代表的图像显示设备，特别是其中对视频信号进行几何失真校正的图像显示设备。

关于本发明的图像质量改善装置和方法，存在以下示例性方面，其包括用于通过抑制消隐区域与视频信号区域之间的边界处的不必要的耀光校正来提供高质量视频的部件。

根据本发明的示例性方面的图像质量改善装置包括：低通滤波器电路，其用于从输入视频信号中提取低频分量；减法器电路，其用于用输入视频信号减去由低通滤波器电路提取的低频分量以获得高频分量；以及加法器电路，其用于将由减法器电路获得的高频分量作为校正信号与所述输入视频信号相加，其中，所述输入视频信号包括不包含任何视频信息的消隐信号；并且所述低通滤波器电路在从输入视频信号由消隐信号变为包含视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始提取低频分量。

根据本发明的示例性方面的图像质量改善方法包括：从输入视频信号中提取低频分量；通过用所述输入视频信号减去在所述第一步骤中提取的低频分量来获得高频分量；以及将在所述第二步骤获得的高频分量作为校正信号而与所述输入视频信号相加，其中，所述输入视频信号包含没有任何视频信息的消隐信号，并且在从所述输入视频信号由所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始所述低频分量的提取。

根据上述示例性方面，所述低通滤波器电路在从输入视频信号从消隐信号变为包含视频信息的信号的时刻T起经历预定的单位时间之后第一次开始提取低频分量。下面将以图4所示的显示图像为例具体地描述此操作。

当提取沿水平方向的低频分量时，时刻T的边缘对应于边缘E1。低通滤波器电路在从边缘E1起经历预定的单位时间之后在水平周期(水平线)中提取低频分量。这里，当将所述单位时间设置为一个像素周期(组成显示图像的一个像素的显示周期)时，在从边缘E1起经历一个像素周期之后开始沿水平方向的低频分量的提取。在这种情况下，耀光校正对边缘E1没有影响并在从边缘E1起经历一个像素周期之后开始引起对信号的影响。也就是说，耀光校正在其已进入视频信号区域S1之后开始起作用。

当提取沿垂直方向的低频分量时，采用一个水平持续时间作为单位时间，并且时刻T的边缘对应于边缘E3。低通滤波器电路在从边缘E3起经历预定的单位时间(一个水平周期)之后在同一水平位置处的每一垂直取向信号线中提取低频分量。在这种情况下，耀光校正对垂直信号线中的边缘E3没有影响并在从边缘E3起经历一个水平周期之后开始引起对信号的影响。也就是说，耀光校正在其已进入视频信号区域S1之后开始起作用。

结果，根据本发明，可以抑制消隐区域与视频信号区域之间的边界(边缘)处的不必要的耀光校正，因此，与作为现有技术而描述的前述图像质量改善装置相比，可以提供高质量图像。

本申请基于并要求于2007年1月26日在日本专利局提交的日本专利申请No.2007-16382的优先权利益，其内容通过引用而被合并于此。

虽然已使用特定术语描述了本发明的示例性实施例，但此类描述仅仅是用于说明的目的，并且应理解的是，在不脱离以下权利要求的精神或范围的情况下可以进行修改和变更。

Claims (7)

1.一种图像质量改善装置，包括：

低通滤波器电路，其从输入视频信号中提取低频分量；

减法器电路，其用所述输入视频信号减去由所述低通滤波器电路提取的低频分量以获得高频分量；以及

加法器电路，其将由所述减法器电路所获得的高频分量作为校正信号而与所述输入视频信号相加，

其中，所述输入视频信号包括不包含任何视频信息的消隐信号；以及

所述低通滤波器电路在从所述输入视频信号由所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号时起经历预定单位时间之后开始提取所述低频分量。

2.如权利要求1所述的图像质量改善装置，其中，所述低通滤波器电路包括：

递归滤波器，其通过将所述输入视频信号与通过将该输入视频信号延迟所述单位时间而获得的延迟信号相加来提取所述输入视频信号的低频分量；以及

控制电路，其检测所述输入视频信号从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻并在从所检测到的时刻起经历所述单位时间之后促使所述递归滤波器工作。

3.如权利要求3所述的图像质量改善装置，其中，所述低通滤波器电路包括：

垂直递归滤波器电路，其基于垂直同步信号和水平同步信号而对于每个垂直周期提取所述输入视频信号的相对于垂直方向的低频分量，所述垂直同步信号管理作为依照所述输入视频信号要显示图像的场或帧的显示周期的垂直周期，且所述水平同步信号管理作为形成所述图像的多个水平线中的每一个的显示周期的水平周期；以及

水平递归滤波器电路，其基于所述水平同步信号而对于每个所述水平周期提取所述输入视频信号的相对于水平方向的低频分量，

所述水平递归滤波器电路在所述水平周期中检测在水平周期中输入的水平信号序列从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在从所检测到的时刻起已经历第一单位时间之后开始提取所述水平信号序列的低频分量，所述第一单位时间等于组成所述图像的一个像素的单位显示周期，以及

所述垂直递归滤波器电路在所述垂直周期中对在所述多个线上相对于水平方向而在同一位置处垂直地排成直线的每个信号线检测所述垂直取向信号线从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在从所检测到的时刻起经历第二单位时间之后开始提取所述垂直取向信号线的低频分量，所述第二单位时间对应于所述水平周期。

4.如权利要求1所述的图像质量改善装置，其中，所述低通滤波器电路包括：

第一递归滤波器电路，其提取所述输入视频信号的低频分量；

第一帧反转器，其将低频分量被所述第一递归滤波器电路提取的视频信号的时间轴反转；

第二递归滤波器电路，其提取时间轴被所述第一帧反转器反转的视频信号的低频分量；以及

第二帧反转器，其用于将低频分量被所述第二递归滤波器电路提取的视频信号的时间轴反转，

所述第一和第二递归滤波器电路中的每一个包括：

垂直递归滤波器电路，其基于垂直同步信号和水平同步信号而对于每个垂直周期提取所述输入视频信号的相对于垂直方向的低频分量，所述垂直同步信号管理作为依照所述输入视频信号要显示图像的场或帧的显示周期的所述垂直周期，且所述水平同步信号管理作为形成所述图像的多个水平线中的每一个的显示周期的水平周期；以及

水平递归滤波器电路，其基于所述水平同步信号而对于每个所述水平周期提取所述输入视频信号的相对于水平方向的低频分量，

所述水平递归滤波器电路在所述水平周期中检测在水平周期中输入的水平信号序列从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在从所检测到的时刻起已经历第一单位时间之后开始提取所述水平信号序列的低频分量，所述第一单位时间等于组成所述图像的一个像素的单位显示周期，以及

所述垂直递归滤波器电路在所述垂直周期中对在所述多个线上相对于水平方向而在同一位置处垂直地排成直线的每个信号线检测所述垂直取向信号线从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在从所检测到的时刻起经历第二单位时间之后开始提取所述垂直取向信号线的低频分量，所述第二单位时间对应于所述水平周期。

5.如权利要求3或4所述的图像质量改善装置，其中，所述水平递归滤波器电路包括：

加法器，其具有被提供输入信号的一个输入端子和通过反馈线路而被提供来自所述加法器的输出的另一输入端子，所述加法器将提供给所述另一输入端子的信号与提供给所述输入端子的输入信号相加；

第一延迟电路，其设置在所述反馈线路上并使来自所述加法器的输出延迟所述第一单位时间；

选择器电路，其接收所述输入信号作为第一输入和来自所述第一延迟电路的输出作为第二输入，并选择输入之一以将它提供给所述加法器的所述另一输入端子；

信号存在检测电路，其接收所述输入信号，对于每个所述水平周期检测接收到的信号从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在所检测到的时刻输出控制信号，所述控制信号指示递归滤波器的形成；以及

第二延迟电路，其使从所述信号存在检测电路输出的控制信号延迟所述第一单位时间，以及

通过所述第二延迟电路而向所述选择器电路提供从所述信号存在检测电路输出的控制信号，所述选择器电路在所述水平周期中从所述水平周期的开始起直至接收到所述控制信号为止选择所述第一输入，并在所述控制信号的接收之后选择所述第二输入。

6.如权利要求3或4所述的图像质量改善装置，其中，所述垂直递归滤波器电路包括：

加法器，其具有被提供输入信号的一个输入端子和通过反馈线路而被提供来自所述加法器的输出的另一输入端子，所述加法器将提供给所述另一输入端子的信号与提供给所述输入端子的输入信号相加；

第一延迟电路，其设置在所述反馈线路上，接收来自所述加法器的输出，并对于每个所述水平周期将在所述水平周期期间输入的信号的水平序列保持所述第二单位时间；

选择器电路，其接收所述输入信号作为第一输入和来自所述第一延迟电路的输出作为第二输入，并选择输入之一以将它提供给所述加法器的所述另一输入端子；

信号存在检测电路，其接收所述输入信号，对在所述垂直周期期间输入的每个垂直信号序列检测垂直信号序列从所述消隐信号变为包含所述视频信息的信号的时刻，并在所检测到的时刻输出控制信号，该控制信号指示用于该垂直序列的递归滤波器的形成；以及

第二延迟电路，其使从所述信号存在检测电路输出的每个垂直信号序列的所述控制信号延迟所述第二单位时间，以及

通过所述第二延迟电路而被提供从所述信号存在检测电路输出的每个垂直序列的所述控制信号的所述选择器电路在所述垂直周期中从所述垂直周期的开始起直至接收到相关的所述控制信号为止对于每个垂直信号序列选择所述第一输入，并在所述控制信号的接收之后选择所述第二输入。

7.一种图像质量改善方法，包括：

从输入视频信号中提取低频分量；

通过从所述输入视频信号减去在所述第一步骤提取的低频分量来获得高频分量；以及

将在所述第二步骤获得的所述高频分量作为校正信号而与所述输入视频信号相加，

其中，所述输入视频信号包含没有任何视频信息的消隐信号，并且在从当所述输入视频信号从所述消隐信号变为具有所述视频信息的信号时起经历预定的单位时间之后开始所述低频分量的提取。

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