CN101605205B - 信号处理设备和用于信号处理设备的信号处理方法 - Google Patents

信号处理设备和用于信号处理设备的信号处理方法 Download PDF

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Abstract

一种信号处理设备和用于信号处理设备的信号处理方法。所述信号处理方法包括步骤：将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；对从第一图像数据中分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；校正进行了改进瞬变的处理的第一组成的对比度；进行从进行了改进瞬变的处理的第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；对第三组成进行放大处理；对第二组成进行放大处理；以及将进行了改进瞬变的处理、然后进行了校正处理的第一组成和从第一图像数据中分离出、然后进行了放大处理的第二组成与进行了放大处理的第三组成相加，并将作为相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。

Description

信号处理设备和用于信号处理设备的信号处理方法
技术领域
本发明涉及一种信号处理设备和方法、以及程序，尤其涉及一种能够对具有噪声组成的边缘和具有小幅度的边缘进行稳定的瞬变改进的信号处理设备和方法以及程序。 
背景技术
到目前为止，作为一种改进图像信号的瞬变的方法，提出了一种通过输入亮度信号自身来改进瞬变的方法。例如，相关的有：在日本未审查专利申请第7-59054号公报中描述的方法，以及在日本未审查专利申请第2006-081150号公报中由本申请人公开的方法。应该注意，采用日本未审查专利申请第2006-081150号公报中公开的方法，能够解决日本未审查专利申请第7-59054号公报中的问题。 
然而，根据相关领域中的上述方法，对亮度信号自身改进瞬变，因此，取决于噪声组成等的影响，在一些情形中可能难以相对于时间轴或空间轴进行稳定的改进。在这种情形中，会产生边缘的抖动(wobble)或断开(break)。因此，存在这样的问题：难以对具有小幅度的边缘进行所述改进。 
考虑到上述情形进行本发明，希望对具有噪声组成的边缘和幅度较小的边缘进行稳定的瞬变改进。 
发明内容
根据本发明的实施例，提供一种信号处理设备，包括：分离装置，用来将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；改进装置，用来对由分离装置分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；校正装置，用来校正由改进装置进行了处理的第一组成的对比度；提取装置，用来进行从由改进装置进行了处理的第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；第一放大装置，用来对由提取装置输出的第三组成进行放大处理；第二放大装置，用来对由分离装置分离出的第二组成进行放大处理；以及加法器装置，用来将由改进装置进行了处理、然后由校正装置进行了处理的第一组成和由分离装置分离出、然后由第二放大装置进行了放大处理的第二组成与由第一放大装置进行了放大处理的第三组成相加，并将作为相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。 
根据本发明的实施例，提供一种用于信号处理设备的信号处理方法， 包括步骤：将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；对从第一图像数据中分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；校正进行了改进瞬变的处理的第一组成的对比度；进行从进行了改进瞬变的处理的第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；对第三组成进行放大处理；对第二组成进行放大处理；以及将进行了改进瞬变的处理、然后进行了校正处理的第一组成和从第一图像数据中分离出、然后进行了放大处理的第二组成与进行了放大处理的第三组成相加，并将作为相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。 
根据本发明的实施例，提供一种信号处理设备，包括：分离装置，用来将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；改进装置，用来对由分离装置分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；以及加法器装置，用来将由改进装置进行了处理的第一组成与由分离装置分离出的第二组成相加，并将作为相加的结果获得的第二图像数据输出。 
该分离装置还包括：滤波器装置，用来对第一图像数据进行保存边缘的非线性滤波，以提取并输出第一组成；以及减法器装置，用来从第一图像数据中减去从滤波器装置输出的第一组成，并将作为减法结果获得的第二组成输出。 
根据本发明实施例的信号处理设备还包括：校正装置，用来校正由改进装置进行了处理的第一组成的对比度；提取装置，用来进行从由改进装置进行了处理的第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；第一放大装置，用来对由提取装置输出的第三组成进行放大处理；以及第二放大装置，用来对由分离装置分离出的第二组成进行放大处理，其中，由改进装置进行了处理、然后由校正装置进行了处理的第一组成和由分离装置分离出、然后由第二放大装置进行了放大处理的第二组成与由第一放大装置进行了放大处理的第三组成相加，并将作为相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。 
根据本发明的另一个实施例，提供一种用于信号处理设备的信号处理方法，所述方法包括步骤：将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；对从第一图像数据中分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；以及将进行了处理的第一组成与从第一图像数据中分离出的第二组成相加，并将作为相加的结果获得的第二图像数据输出。 
根据本发明的另一个实施例，提供一种程序，用于使计算机执行包括以下步骤的处理：将第一图像数据分离为保存了第一图像数据的边缘的第一组成和保存了边缘以外成分的第二组成；对从第一图像数据中分离出的第一组成进行改进瞬变的处理；以及将进行了处理的第一组成与从第一图像数据中分离出的第二组成相加，并将作为相加的结果获得的第二图像数据输出。 
如上所述，根据本发明的实施例，可以对具有噪声组成的边缘和具有 小幅度的边缘进行稳定的瞬变改进。 
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的信号处理设备的结构的框图； 
图2是用于描述根据本发明实施例的信号处理的流程图； 
图3是用于描述图1的信号处理的说明图； 
图4是示出图1的非线性滤波器单元的结构的框图； 
图5是示出图4的水平方向平滑处理单元的结构的框图； 
图6是示出图4的垂直方向平滑处理单元的结构的框图； 
图7是示出图5的非线性平滑处理单元的结构的框图； 
图8是示出图5的阈值设置单元的结构的框图； 
图9是用于描述由图1的信号处理设备进行的非线性滤波处理的流程图； 
图10是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的水平方向平滑处理的流程图； 
图11是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的水平方向平滑处理的说明图； 
图12是用于描述由图8的阈值设置单元进行的阈值设置处理的流程图； 
图13是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的非线性平滑处理的流程图； 
图14是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的微小边缘确定处理的流程图； 
图15是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的微小边缘确定处理的说明图； 
图16是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的微小边缘确定处理的说明图； 
图17是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的微小边缘确定处理的说明图； 
图18是用于描述由图4的非线性滤波器单元设置权重的另一种方法的说明图； 
图19是用于描述经由在图8的阈值设置中设置的阈值而进行的平滑的效果的说明图； 
图20是用于描述经由在图8的阈值设置中设置的阈值而进行的平滑的效果的说明图； 
图21是用于描述由图4的非线性滤波器单元进行的垂直方向平滑处理的说明图； 
图22是示出图1的瞬变改进单元的结构的框图； 
图23是用于描述图22的瞬变改进处理的说明图； 
图24是示出根据本发明实施例的轮廓加重图像处理设备的结构的框图； 
图25是用于描述轮廓加重图像处理的流程图； 
图26是用于描述相关领域中的瞬变改进处理的问题的说明图； 
图27是用于描述相关领域中的瞬变改进处理的问题的说明图； 
图28示出由根据本发明实施例的信号处理设备进行的瞬变改进处理的效果；以及 
图29是示出根据本发明的实施例的包括在液晶板中或用来控制液晶板的驱动的计算机的结构例子的框图。 
具体实施方式
下文中，将参考附图来描述根据本发明实施例的信号处理设备。 
图1示出根据本发明实施例的信号处理设备的结构例子。 
根据图1例子的信号处理设备能够将亮度信号分离为保存了边缘部分的组成(下文中称作边缘组成)和边缘部分以外的组成，改进边缘组成的瞬变，且还能够将边缘组成以外的组成放大。 
根据图1例子的信号处理设备通过包括非线性滤波器单元11、减法器单元12、瞬变改进单元13和加法器单元14而组成。 
非线性滤波器单元11从输入图像数据的亮度信号Y1中提取边缘组成ST1，并将边缘组成ST1提供给减法器单元12和瞬变改进单元13。应该注意，后面将参考图4到图21描述非线性滤波器单元11的详细例子。 
减法器单元12从输入图像数据的亮度信号Y1中减去边缘组成ST1，并将所得到的边缘以外的组成TX1提供给加法器单元14。 
这里，对非线性滤波器单元11和减法器单元12一起进行了考察，可以理解，输入图像的亮度数据Y1被分离为边缘组成ST1和边缘以外的组 成TX1，边缘组成ST1被提供给瞬变改进单元13，而边缘以外的组成TX1被提供给加法器单元14。考虑到上述情况，在下文中，非线性滤波器单元11和减法器单元12被合在一起称作分离部分15。 
瞬变改进单元13对从非线性滤波器单元11提供的边缘组成ST1进行预定的瞬变改进处理，并为加法器单元14提供作为该处理结果获得的边缘组成ST2，即，边缘的瞬变得到改进的边缘组成ST2。应该注意，在下文中，边缘的瞬变得到改进的边缘组成ST2将被称作改进了的边缘组成ST2。后面将参考图22和图23描述瞬变改进单元13的详细例子。 
加法器单元14将从瞬变改进单元13提供的改进了的边缘组成ST2与从减法器单元12提供的边缘以外的组成TX1相加，并将作为相加的结果获得的亮度信号Y2(即，只有边缘的瞬变得到了改进的亮度信号Y2)输出。 
接下来，将参考图2的流程图描述由图1的信号处理设备所进行的图像处理。 
在步骤S1中，信号处理设备输入输入图像数据的亮度信号Y1。该输入的亮度信号Y1被提供给非线性滤波器单元11和减法器单元12。例如，图3示出输入图像数据的亮度信号Y1的波形例子。应该注意，图3所示的各个波形是与预定的一行的预定范围内的各个像素的亮度水平相联系的波形。 
在步骤S2中，非线性滤波器单元11对输入图像数据的亮度信号Y1进行非线性滤波处理。于是，获得了边缘组成ST1。应该注意，下面将利用图9到图21描述非线性滤波处理的详细例子。例如，当对具有图3所示波形的亮度信号Y1进行步骤S2中的非线性滤波处理时，就会获得具有亮度信号Y1波形下部所示波形的边缘组成ST1。就是说，图3示出边缘组成ST1的波形例子。 
在步骤S3中，非线性滤波器单元11输出边缘组成ST1。输出的边缘组成ST1被提供给瞬变改进单元13和减法器单元12。 
在步骤S4中，瞬变改进单元13对边缘组成ST1进行瞬变改进处理，并将作为处理的结果而获得的改进了的边缘组成ST2输出。该输出的改进了的边缘组成ST2被提供给加法器单元14。应该注意，下面将利用图22和图23描述瞬变改进处理的详细例子。例如，当对具有图3所示波形的边缘组成ST1进行步骤S4中的瞬变改进处理时，获得具有在边缘组成 ST1波形下面所示波形的改进了的边缘组成ST2。就是说，图3示出改进了的边缘组成ST2的波形例子。 
在步骤S5中，减法器单元12从输入图像数据的亮度信号Y1中减去边缘组成ST1，并输出所得到的边缘以外的组成TX1。所述输出的边缘以外的组成TX1被提供给加法器单元14。例如，当从具有图3所示波形的亮度信号Y1中减去具有亮度信号Y1波形下面的波形的边缘组成ST1时，获得具有图3右上部所示波形的边缘以外的组成TX1。就是说，图3示出边缘以外组成TX1的波形例子。 
在步骤S6中，加法器单元14将来自减法器单元12的边缘以外的组成TX1与来自瞬变改进单元13的改进了的边缘组成ST2相加，并输出作为相加的结果而获得的亮度组成Y2。例如，当具有图3右上部的波形的边缘以外组成TX1与具有图3左下部的波形的改进了的边缘组成ST2相加时，获得具有图3右下部的波形的亮度组成Y2。就是说，图3示出亮度组成Y2的波形例子。从图3的该波形可以理解，与输入图像数据的亮度信号Y1相比，亮度组成Y2中只有边缘的瞬变得到了改进。 
接下来，将参考图4来描述非线性滤波器单元11的详细结构。 
缓冲器21临时存储输入的图像信号并将图像信号提供给后阶段的水平方向平滑处理单元22。水平方向平滑处理单元22使用目标像素在水平方向上的邻近像素和该目标像素，在水平方向上对该目标像素进行非线性平滑处理，并将处理的结果提供给缓冲器23。缓冲器23临时存储来自水平方向平滑处理单元22的图像信号，并顺序地将图像信号提供给垂直方向平滑处理单元24。垂直方向平滑处理单元24使用目标像素在垂直方向上的邻近像素和该目标像素，对该目标像素进行非线性平滑处理，并将处理的结果提供给缓冲器25。缓冲器25临时存储从垂直方向平滑处理单元24提供的由在垂直方向上进行了非线性平滑的像素构成的图像信号，并将所述图像信号输出到在后面阶段的没有示出的设备中。 
接下来，将参考图5来描述水平方向平滑处理单元22的详细结构。 
水平处理方向组成像素提取单元31顺序地设置存储在缓冲器21中的图像信号的各个像素中的目标像素，并且还提取要输出到非线性平滑处理单元32的、与目标像素相对应的用于非线性平滑处理的像素。更具体地，水平处理方向组成像素提取单元31在水平方向上在所述目标像素的左右各提取两个接近像素作为水平处理方向组成像素，并将所提取的4个像素 以及目标像素的各自的像素值提供给非线性平滑处理单元32。应该注意，要提取的水平处理方向组成像素的像素数不限于在所述目标像素的左右的两个接近像素，而是可以使用在水平方向上接近的任何像素。例如，可以使用在所述目标像素的左右各三个接近像素，或者，也可以使用所述目标像素左侧的一个接近像素和在所述目标像素右侧的三个接近像素。 
非线性平滑处理单元32使用从水平处理方向组成像素提取单元31提供的目标像素以及作为目标像素左右两侧各两个接近像素的水平处理方向组成像素，并基于从阈值设置单元36提供的阈值ε2对目标像素进行非线性平滑处理，并将处理结果提供给混合单元33。应该注意，下面将参考图7描述非线性平滑处理单元32的结构。此外，这里，在水平方向上进行的非线性平滑处理是这样的处理：设置通过使用在水平方向上与目标像素接近的多个像素而进行了非线性平滑的目标像素。相似地，下面要描述的在垂直方向上进行的非线性平滑处理是这样的处理：设置通过使用在垂直方向上与目标像素接近的多个像素而进行了非线性平滑的目标像素。 
垂直参考方向组成像素提取单元34顺序地设置存储在缓冲器21中的图像信号的各个像素中的目标像素，并且还提取与目标像素相对应的垂直方向(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素排列的方向不同)上的接近像素，以输出到平直变化率(flat rate)计算单元35和阈值设置单元36。更具体地，垂直参考方向组成像素提取单元34在垂直方向上在目标像素的上下侧各提取两个接近像素作为垂直参考方向组成像素，并将所提取的4个像素以及目标像素的各自的像素值提供给平直变化率计算单元35和阈值设置单元36。应该注意，要提取的垂直参考方向组成像素的像素数不限于在目标像素的上下端各提取的两个接近像素，而是可以使用在垂直方向上接近的任何像素。例如，可以使用在目标像素的上下侧的各三个接近像素。此外，也可以使用在目标像素上方的一个接近像素和在目标像素下方的三个接近像素。 
平直变化率计算单元35获取从垂直参考方向组成像素提取单元34提供的目标像素和垂直参考方向组成像素的各自的像素值的差绝对值，并将差绝对值的最大值设置为平直变化率，以提供给混合单元33。这里，垂直方向上的平直变化率表示目标像素和垂直参考方向组成像素的差绝对值的变化。当平直变化率大时，它表示图像是目标像素附近的像素的像素值变化大、垂直方向上的像素之间的相关性小的非平直图像(像素值变 化大的非平直图像)。相反，当平直变化率小时，它表示图像是目标像素附近的像素的像素值变化小、垂直方向上的像素之间的相关性大的平直图像(像素值变化小的平直图像)。 
基于从平直变化率计算单元35提供的垂直方向上的平直变化率，混合单元33对经过非线性平滑处理的目标像素和未经处理的目标像素的像素值进行混合，并将其作为经过水平方向平滑处理的像素输出到后一阶段的缓冲器23中。 
阈值设置单元36使用在垂直方向(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素所排列的方向不同)上与目标像素接近的像素，来设置用于非线性平滑处理单元32中的非线性平滑处理的阈值ε2，并将其提供给非线性平滑处理单元32。应该注意，后面将参考图8来详细描述阈值设置单元36的结构。 
接下来，将参考图6来描述垂直方向平滑处理单元24的详细结构。 
垂直方向平滑处理单元24基本上具有水平方向平滑处理单元22的结构，其中，水平方向上的处理由垂直方向上的处理替代。就是说，垂直处理方向组成像素提取单元41顺序地设置存储在缓冲器23中的各个像素中的目标像素，并且还提取与目标像素相对应的用于进行非线性平滑处理的像素，以输出到非线性平滑处理单元42。更具体地，垂直处理方向组成像素提取单元41在垂直方向上在目标像素的上下侧各提取两个接近像素作为垂直处理方向组成像素，并将所提取的4个像素以及目标像素的各自的像素值提供给非线性平滑处理单元42。应该注意，要提取的垂直处理方向组成像素的像素数不限于在目标像素的上下侧各提取的两个接近像素，而是可以使用在垂直方向上接近的任何像素。例如，可以使用在目标像素的上下侧的各三个接近像素。此外，也可以使用在目标像素上方的一个接近像素和在目标像素下方的三个接近像素。 
非线性平滑处理单元42使用从垂直处理方向组成像素提取单元41提供的目标像素以及作为在该目标像素上下侧的各两个接近像素的垂直处理方向组成像素，并基于从阈值设置单元46提供的阈值ε2在垂直方向上对目标像素进行非线性平滑处理，并将处理的结果提供给混合单元43。非线性平滑处理单元42的结构与非线性平滑处理单元32的结构相似，后面将参考图7对其细节进行描述。 
水平参考方向组成像素提取单元44顺序地设置存储在缓冲器23的各 个像素中的目标像素，并且还提取与目标像素相对应的水平方向(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素所排列的方向不同)上的接近像素，以输出到平直变化率计算单元45和阈值设置单元46。更具体地，水平参考方向组成像素提取单元44在水平方向上在目标像素的左右各提取两个接近像素，并将所提取的4个像素以及目标像素的各自的像素值提供给平直变化率计算单元45和阈值设置单元46。应该注意，要提取的水平参考方向组成像素的像素数不限于在目标像素的左右的各两个接近像素，而是可以使用在水平方向上接近的任何像素。例如，可以使用相对于目标像素在水平方向上的各三个接近像素。此外，也可以使用在目标像素左方的一个接近像素和在目标像素右方的三个接近像素。 
平直变化率计算单元45获取从水平参考方向组成像素提取单元44提供的目标像素和该目标像素左右的接近像素的各自的像素值的差绝对值，并将差绝对值的最大值作为平直变化率提供给混合单元43。 
基于从平直变化率计算单元45提供的水平方向上的平直变化率，混合单元43对经过非线性平滑处理的目标像素和未经处理的目标像素的像素值进行混合，并将其作为经过垂直方向平滑处理的像素输出到后一阶段的缓冲器25。 
阈值设置单元46使用与目标像素相对应的水平方向上(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素所排列的方向不同)的接近像素来设置用于非线性平滑处理单元42中的非线性平滑处理的阈值ε2，并将其提供给非线性平滑处理单元42。应该注意，阈值设置单元46的结构与阈值设置单元36的结构相似，后面将参考图8来描述其细节。 
接下来，将参考图7来描述非线性平滑处理单元32的详细结构。 
非线性平滑处理单元32的非线性滤波器51从构成输入图像数据的亮度信号Y1的像素的变化中保留大小大于从阈值设置单元36提供的阈值ε2的陡峭边缘，并且也对边缘以外的部分进行平滑处理，从而将经过平滑处理的图像信号SLPF-H输出到混合单元52。 
混合变化率(mixing rate)检测单元53得到比从阈值设置单元36提供的阈值ε2充分小的阈值ε3，并基于阈值ε3检测构成输入图像数据的亮度信号Y1的像素的变化中的微小改变。混合变化率检测单元53使用检测结果来计算要被提供到混合单元52的混合变化率。 
混合单元52基于从混合变化率检测单元53提供的混合变化率对经过 平滑处理的图像信号SLPF-H和未经过平滑处理的输入图像数据的亮度信号Y1进行混合，并作为经过非线性平滑处理的图像信号SF-H输出。 
基于从控制信号产生单元62提供的控制信号和从阈值设置单元36提供的阈值ε2，非线性滤波器51的LPF(低通滤波器)61使用目标像素以及作为在水平方向上左右各两个接近像素的水平处理方向组成像素的像素值，来对目标像素进行平滑处理，并将经过平滑处理的图像信号SLPF-H输出到混合单元52。控制信号产生单元62计算目标像素和水平处理方向组成像素之间的像素值的差绝对值，并基于计算结果产生用于控制LPF 61的控制信号，以将其提供给LPF 61。应该注意，对于例如非线性滤波器51，也可以使用相关领域中的上述ε滤波器。 
接下来，将参考图8来描述阈值设置单元36的结构。 
差绝对值计算单元71获取目标像素和与目标像素相对应的垂直方向上(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素所排列的方向不同)的各个接近像素之间的差绝对值，并将其提供给阈值决定单元72。阈值决定单元72将通过将从差绝对值计算单元71提供的差绝对值的最大值加上预定的余量(margin)获得的值决定为提供给非线性平滑处理单元32的阈值ε2。应该注意，阈值设置单元46与阈值设置单元36具有相似的配置，在附图中的表示省略。在阈值设置单元46中，差绝对值计算单元71获取目标像素和水平方向上(该方向与用于进行非线性平滑处理的像素所排列的方向不同)的各个接近像素之间的差绝对值，并将其提供给阈值决定单元72。 
接下来，将参考图9的流程图来描述由图4的非线性滤波器单元11进行的非线性滤波处理。 
在步骤S11中，水平方向平滑处理单元22使用在缓冲器21中顺序存储的图像信号来进行水平方向平滑处理。 
这里，参考图10的流程图来描述由水平方向平滑处理单元22进行的水平方向平滑处理。 
在步骤S21中，水平方向平滑处理单元22的水平处理方向组成像素提取单元31以光栅扫描顺序设置目标像素。同时，垂直参考方向组成像素提取单元34也相似地以光栅扫描顺序设置目标像素。应该注意，目标像素的设置顺序可以是光栅扫描顺序以外的顺序，但由水平处理方向组成像素提取单元31设置的目标像素与由垂直参考方向组成像素提取单元34 设置的目标像素应该是彼此相同的。 
在步骤S22中，水平处理方向组成像素提取单元31从缓冲器21中提取总共5个像素的像素值以输出到非线性平滑处理单元32，其中这总共5个像素包括目标像素以及水平处理方向组成像素(在水平方向上(左方和右方)各自接近目标像素的两个邻近像素)。例如，在图11所示的情形中，提取像素L2、L1、C、R1和R2作为目标像素和水平处理方向组成像素。应该注意，在图11中，像素C为目标像素，像素L2和L1为目标像素C的左侧的两个接近的水平处理方向组成像素，而像素R1和R2为目标像素C的右侧的两个接近的水平处理方向组成像素。 
在步骤S23中，垂直参考方向组成像素提取单元34从缓冲器21中提取总共5个像素的像素值以输出到平直变化率计算单元35和阈值设置单元36，其中这总共5个像素包括目标像素以及垂直参考方向组成像素(在垂直方向上(上方和下方)各自接近目标像素的两个邻近像素)。例如，在图11所示的情形中，提取像素U2、U1、C、D1和D2作为目标像素和垂直参考方向组成像素。应该注意，在图11中，像素C为目标像素，像素U2和U1为接近目标像素C上侧的两个垂直参考方向组成像素，而像素D1和D2为接近目标像素C下侧的两个垂直参考方向组成像素。 
在步骤24中，阈值设置单元36进行阈值设置处理。 
这里，参考图12的流程图来描述所述阈值设置处理。 
在步骤S31中，差绝对值计算单元71获取目标像素和垂直参考方向像素之间的像素值的差绝对值，并将其提供给阈值决定单元72。例如，在图11的情形中，目标像素为像素C，垂直参考方向像素为像素U2、U1、D1和D2。因此，差绝对值计算单元71计算|C-U2|、|C-U1|、|C-D2|、和|C-D1|，以提供给阈值决定单元72。 
在步骤S32中，阈值决定单元72将从差绝对值计算单元71提供的差绝对值中具有最大值的差绝对值决定为阈值ε2，以提供给非线性平滑处理单元32。所以，在图11的情形中，阈值决定单元72搜寻|C-U2|、|C-U1|、|C-D2|和|C-D1|中的最大值，并将预定的余量加到最大值上，以设置为阈值ε2。这里，加上所述余量意味着：例如，在加上10％余量的情况下，将(差绝对值的最大值)×1.1设置为阈值ε2。 
这里，描述返回到图10的流程图。 
在步骤S24中，当阈值设置处理结束时，在步骤S25中，非线性平 滑处理单元32基于从水平处理方向组成像素提取单元31提供的目标像素和水平处理方向组成像素对目标像素进行非线性平滑处理。 
这里，参考图13的流程图来描述由非线性平滑处理单元32进行的非线性平滑处理。 
在步骤S41中，非线性滤波器51的控制信号产生单元62计算目标像素和水平处理方向组成像素之间的像素值的差绝对值。就是说，在图11的情形中，控制信号产生单元62计算目标像素C和水平处理方向组成像素L2、L1、R1和R2(它们是在水平方向上接近的各个邻近像素)之间的像素值的差绝对值|C-L2|、|C-L1|、|C-R1|和|C-R2|。 
在步骤S42中，低通滤波器61将由控制信号产生单元62计算出的各个差绝对值与由阈值设置单元36设置的阈值ε2进行比较，并根据该比较结果对输入图像数据的亮度信号Y1进行非线性滤波处理。更具体地，例如，如在表达式(1)中，低通滤波器61使用抽头系数来获取目标像素C和水平处理方向组成像素的像素值的加权平均，并将与目标像素C相对应的转换结果C’作为经过平滑处理的图像信号SLPF-H输出到混合单元52。应该注意，对于与目标像素C的像素值的差绝对值大于预定阈值ε2的水平处理方向组成像素来说，用目标像素C的像素值来替换所述像素值，以获得所述加权平均(例如，如在表达式(2)中进行的计算)。 
在步骤S43中，混合变化率检测单元53执行微小边缘(minute edge)确定处理以确定是否存在微小边缘。 
这里，将参考图14的流程图来描述微小边缘确定处理。 
在步骤S51中，基于从阈值设置单元36分别提供的阈值ε2，混合变化率检测单元53获取用于检测微小边缘是否存在的阈值ε3。更具体地，阈值ε3比阈值ε2充分小(ε3＜＜ε2)。因此，例如，通过将阈值ε2乘以足够小的系数所得到的值作为阈值ε3。 
在步骤S52中，混合变化率检测单元53计算目标像素和各个水平处理方向组成像素之间的像素值的差绝对值来确定是否所有的各个差绝对值都小于阈值ε3(＜＜ε2)，并基于该确定结果来确定是否存在微小边缘。 
就是说，例如，如图11所示，混合变化率检测单元53计算目标像素C和在水平方向上接近的各个水平处理方向组成像素L2、L1、R1和R2之间的像素值的差绝对值，以确定是否所有的各个差绝对值都小于阈值ε 3。在确定为所有的各个差绝对值都小于阈值ε3的情况下，就认为邻近像 素和目标像素的像素值没有变化。过程前进到步骤S54，并确定为在目标像素的附近没有微小边缘。 
另一方面，在步骤S52中，在确定为计算出的差绝对值中的至少一个等于或大于阈值ε3的情况下，过程前进到S53，并且混合变化率检测单元53确定是否目标像素的左右两侧中的一侧的水平处理方向组成像素与目标像素之间的所有的差绝对值都小于阈值ε3、是否目标像素的左右两侧中的另一侧的水平处理方向组成像素与目标像素之间的所有的差绝对值都等于或大于阈值ε3、并且还确定目标像素的左右两侧中的所述另一侧的水平处理方向组成像素与目标像素之间的各个差的正负号是否相互一致。 
就是说，在目标像素C的左右两侧中的一侧的水平处理方向组成像素为例如图11的像素L2和L1，且目标像素C的另一侧的水平处理方向组成像素为图11的像素R2和R1的情况下，混合变化率检测单元53确定是否目标像素C的左右两侧中的一侧的水平处理方向组成像素与目标像素C之间的所有的差绝对值都小于阈值ε3、是否目标像素C的左右两侧中的另一侧的水平处理方向组成像素R1和R2与目标像素C之间的所有的差绝对值都等于或大于阈值ε3、并且也确定目标像素C的所述另一侧的水平处理方向组成像素R1和R2与目标像素C之间的各个差的正负号是否相互一致。 
例如，在确定为满足上述条件的情况下，在步骤S54中，混合变化率检测单元53确定为在目标像素的附近存在微小边缘。 
另一方面，在步骤S53中，在确定为不满足上述条件的情况下，在步骤S55中，混合变化率检测单元53确定为在目标像素的附近不存在微小边缘。 
例如，在目标像素C和水平处理方向组成像素L2、L1、R1和R2之间的关系如图15所示的情况下，目标像素C和左侧的水平处理方向组成像素L2和L1之间的差绝对值|L2-C|和|L1-C|都小于阈值ε3，目标像素C和右侧的水平处理方向组成像素R1和R2之间的差绝对值|R1-C|和|R2-C|都等于或大于阈值ε3，并且目标像素C和右侧的水平处理方向组成像素R1和R2之间的差(R1-C)和(R2-C)的符号相互一致(在本情形中均为正号)，因此确定为在目标像素C附近存在微小边缘。 
此外，例如，在目标像素C和水平处理方向组成像素L2、L1、R1 和R2之间的关系如图16所示的情况下，目标像素C和左侧的水平处理方向组成像素L2和L1之间的差绝对值|L2-C|和|L1-C|都小于阈值ε3，目标像素C和右侧的水平处理方向组成像素R1和R2之间的差绝对值|R1-C|和|R2-C|都等于或大于阈值ε3，但目标像素C和右侧的水平处理方向组成像素R1和R2之间的差(R1-C)和(R2-C)的符号相互不一致(在本情形中分别为正号和负号)，因此确定为在目标像素C附近不存在微小边缘。 
此外，例如，在目标像素C和水平处理方向组成像素L2、L1、R1和R2之间的关系如图17所示的情况下，在目标像素C左右两侧，目标像素C和水平处理方向组成像素之间的差绝对值不是都小于阈值ε3，因此确定为在目标像素C附近不存在微小边缘。 
这样，在确定了在目标像素的附近是否存在微小边缘之后，处理返回到图13的步骤S44。 
当步骤S43中的处理结束时，在步骤S44中，混合变化率检测单元53确定由步骤S43中的微小边缘确定处理所给出的确定结果是否为“在目标像素C的附近存在微小边缘”。例如，在由微小边缘确定处理给出的确定结果为“在目标像素C的附近存在微小边缘”的情况下，在步骤S45中，混合变化率检测单元53将作为在水平方向上经过非线性滤波处理的图像信号SLPF-H和输入图像数据的亮度信号Y1的混合变化率的混合变化率Mr-H作为最大混合变化率Mr-H max输出到混合单元52。应该注意，最大混合变化率Mr-H max是混合变化率Mr-H中的最大值，即，在像素值的动态范围内的最大值和最小值之间的差绝对值。 
在步骤S46中，基于从混合变化率检测单元53提供的混合变化率Mr-H，混合单元52将输入图像数据的亮度信号Y1与通过非线性滤波器51进行了非线性平滑处理的图像信号SLPF-H进行混合，以作为经过非线性平滑处理的图像信号SF-H输出到缓冲器23。更详细地说，混合单元52计算下面的表达式(3)，并将输入图像数据的亮度信号Y1与通过非线性滤波器进行了非线性平滑处理的图像信号SLPF-H进行混合。 
SF-H＝Y1×Mr-H/Mr-H max+SLPF-H×(1-Mr-H/Mr-H max)        (3) 
这里，Mr-H表示混合变化率，而Mr-H max表示混合变化率Mr-H的最大值，即各像素值的最大值和最小值之间的差绝对值。 
如表达式(3)所表示的，当混合变化率Mr-H大时，通过非线性滤波 器51进行了非线性滤波处理的图像信号SLPF-H的权重小，且输入图像数据的未处理的亮度信号Y1的权重变大。相反，当混合变化率Mr-H小时，就是说，当水平方向上的接近像素之间的像素值的差绝对值较小时，进行了非线性滤波处理的图像信号SLPF-H的权重较大，而输入的未处理图像信号的权重变小。 
因此，在检测到微小边缘的情况下，混合变化率Mr-H是最大混合变化率Mr-Hmax，因此，输入图像数据的亮度信号Y1就基本上原样输出。 
另一方面，在步骤S44中，在确定为“微小边缘不存在”的情况下，在步骤S47中，混合变化率检测单元53分别计算目标像素和各个水平处理方向组成像素之间的像素值的差绝对值，并获得所计算出的各个差绝对值的最大值作为混合变化率Mr-H，其是要输出到混合单元52的混合变化率。然后，过程前进到步骤S46。 
就是说，在图11的情形中，混合变化率检测单元53计算目标像素C和各个水平处理方向组成像素L2、L1、R1和R2之间的像素值的差绝对值|C-L2|、|C-L1|、|C-R1|和|C-R2|，并获得所计算出的各个差绝对值的最大值作为混合变化率Mr-H，其是要输出到混合单元52的混合变化率。 
就是说，在微小边缘不存在的情况下，根据目标像素和各个水平处理方向组成像素之间的像素值的差绝对值的最大值，将进行了非线性滤波处理的图像信号SLPF-H与输入图像数据的亮度信号Y1进行混合，并产生进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H。在微小边缘存在的情况下，输入图像数据的亮度信号Y1被原样输出。 
于是，在非线性平滑处理单元32中，通过使用阈值ε3作为参考来检测微小边缘。设置所述非线性平滑处理，使得不对存在微小边缘的部分应用非线性平滑处理，而对于不存在微小边缘的部分，将根据差绝对值的大小进行了非线性平滑处理的像素值与输入图像信号进行混合。因此，特别地，可以防止在包含微小边缘等的简单图形图像中产生图像质量的显著劣化的情形。 
这里，描述返回到图10的流程图。 
在步骤S26中，平直变化率计算单元35分别计算目标像素和与目标像素在垂直方向上接近的各个垂直参考方向组成像素之间的像素值的差绝对值。就是说，在图11的情形中，平直变化率计算单元35计算目标像素C和在垂直方向上接近的各个垂直参考方向组成像素U2、U1、D1和 D2之间的像素值的差绝对值|C-U2|、|C-U1|、|C-D1|和|C-D2|。 
在步骤S27中，平直变化率计算单元35获得目标像素和与目标像素在垂直方向上接近的各个垂直参考方向组成像素之间的差绝对值中具有最大值的差绝对值，并将该值作为平直变化率Fr-V提供给混合单元33。 
在步骤S28中，基于从平直变化率计算单元35提供的平直变化率Fr-V，混合单元33将输入图像数据的亮度信号Y1与由非线性平滑处理单元32进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H进行混合，以作为经过水平平滑处理的图像信号SNL-H输出到缓冲器23。更详细地说，混合单元33计算下面的表达式(4)，并将输入图像数据的亮度信号Y1与由非线性平滑处理单元32进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H进行混合。 
SNL-H＝SF-H×Fr-V/Fr-H max+Y1×(1-Fr-V/Fr-V max)      (4) 
这里，Fr-V表示垂直方向上的平直变化率，而Fr-V max表示垂直方向上的平直变化率Fr-V的最大值，即所述像素值的动态范围内的最大值和最小值之间的差绝对值。平直变化率Fr-V是垂直参考方向组成像素和目标像素之间的差绝对值的最大值。因此，当该值较小时，在目标像素和与该目标像素在垂直方向上接近的垂直参考方向组成像素的区域中，像素值的变化较小，并且在视觉上颜色的变化较小。因此，能够说建立了外观上的平直状态。另一方面，当平直变化率Fr-V大时，在目标像素和与该目标像素在垂直方向上接近的垂直参考方向组成像素的区域中，像素间的变化大。因此，建立了外观上的非平直状态。 
为此，如表达式(4)所示，当平直变化率Fr-V较大时，由非线性平滑处理单元32进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H的权重增加，且输入图像数据的未处理的亮度信号Y1的权重减小。另一方面，当平直变化率Fr-V较小时，就是说，当垂直方向上的像素之间的像素值的差绝对值较小时，由非线性平滑处理单元32进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H的权重减小，且输入图像数据的未处理的亮度信号Y1的权重增加。 
在步骤S29中，水平处理方向组成像素提取单元31确定是否所有的像素都作为目标像素进行了处理，即是否有未处理的像素。例如，在确定为并非所有的像素都作为目标像素进行了处理，即还有未处理的像素的情况下，处理过程就返回到步骤S21。然后，在步骤S28中，在确定为所有的像素都作为目标像素进行了处理，即没有未处理的像素的情况下，该处理结束，并且图9的步骤S11中的处理结束。应该注意，垂直参考方向组 成像素提取单元34也相似地确定是否所有的像素都作为目标像素进行了处理，即是否有未处理的像素，并且在任何一种情形中，只有在确定为没有未处理像素的情况下，可以结束该过程。 
于是，根据通过在垂直方向上与目标像素接近的垂直参考方向组成像素之间的像素值的差绝对值获得的垂直方向上的平直变化率Fr-V，在水平方向上进行了非线性平滑处理的图像信号SF-H与输入图像数据的亮度信号Y1进行混合。如果在垂直方向上的相关性强，就是说，垂直方向上的平直变化率Fr-V小并且在垂直方向上的相关性强，那么，输入图像数据的亮度信号Y1的权重增加，相反，如果垂直方向上的平直变化率Fr-V大并且在垂直方向上的相关性弱，那么，在水平方向上进行了非线性滤波处理的图像信号SF-H的权重增加。因此，尽管注意力放在了边缘上，但也可以根据处理方向(根据用于非线性平滑处理的邻近像素是与目标像素在水平方向上接近的像素还是在垂直方向上接近的像素)来抑制不自然的处理。 
应该注意，在上述描述中，对于所述混合，对该例子进行了说明，在该例子中，像素值乘以作为权重系数的平直变化率Fr-V本身，但进行了非线性滤波处理的图像信号SF-H和输入图像数据的亮度信号Y1可以分别乘以根据其它平直变化率的权重系数来进行混合。就是说，例如，如图18所示，通过使用根据平直变化率Fr-V设置的权重系数W1和W2，可以使用下述表达式(5)来进行混合。 
SNL-H＝Y1×W1+SF-H×W2       (5) 
这里，W2表示在水平方向上进行了非线性滤波处理的图像信号SF-H的权重系数，且W1表示输入图像数据的亮度信号Y1的权重系数。此外，(W1+W2)表示权重系数的最大值Wmax(＝1)。 
就是说，在图18中，在平直变化率Fr-V小于Fr1的范围内(Fr-V＜Fr1)，权重系数W1为权重系数的最大值Wmax，而权重系数W2为0。在平直变化率Fr-V等于或大于Fr1并且等于或小于Fr2的范围内(Fr1≤Fr-V≤Fr2)，权重系数W1与平直变化率Fr-V成比例地减小，而权重系数W2与平直变化率Fr-V成比例地增加，另外，(W1+W2)也被设置为所述权重系数的最大值Wmax(＝1)。此外，在平直变化率Fr-V大于Fr2的范围内(Fr2≤Fr-V)，权重系数W1为0，而权重系数W2为所述权重系数的最大值Wmax。 
于是，在将注意力明确放在是否存在边缘的同时，也可以设置图像， 以进行非线性平滑处理。应该注意，在Fr1＝Fr2的情形中，通过使用平直变化率Fr-V为Fr1(＝Fr2)的状态作为阈限，在切换输入图像数据的亮度信号Y1或者经过非线性平滑处理的图像信号SF-H的同时，输出输出图像信号。 
此外，通过上述阈值设置处理(即图10的流程图中的步骤S24中的处理)，例如，如果存在如图19的上部所示的矩形波，并且目标像素由图中的叉来标记，那么如图19下部所示，通过基于垂直参考方向像素的波形来设置阈值的大小ε2，可以设置如图20上部所示的阈值。所以，如图19上部所示，能够解决这样的问题：当矩形波的像素值的变化大时，所述波形变为图1的中间段中所示的波形，并且如图20的下部所示，在维持矩形波的同时，可以只对幅度组成进行平滑。 
这里，说明返回到图9的流程图。 
如在上述方式中，在步骤S11中，水平方向平滑处理单元22在缓冲器23中顺序存储通过水平方向平滑处理而产生的图像信号SNL-H。 
在步骤S12中，垂直方向平滑处理单元24使用在缓冲器23中顺序存储的经过水平方向平滑处理的图像信号SNL-H来执行垂直方向平滑处理。这里，参考图21的流程图来描述垂直方向平滑处理。应该注意，垂直方向平滑处理是这样的处理：水平方向平滑处理中的处理的水平方向处理用垂直方向处理来替代，而处理内容彼此相似。另外，阈值设置处理是相似的处理，不同之处在于：代替与目标像素在垂直方向上接近的像素，使用在水平方向上的接近像素以及目标像素，其描述省略。 
就是说，在步骤S61中，垂直方向平滑处理单元24的垂直处理方向组成像素提取单元41以光栅扫描顺序来设置目标像素。同时，水平参考方向组成像素提取单元44也相似地以光栅扫描顺序来设置目标像素。应该注意，目标像素的设置顺序也可以是不同于光栅扫描的顺序，但由垂直处理方向组成像素提取单元41所设置的目标像素和由水平参考方向组成像素提取单元44设置的目标像素应该设置得彼此相同。 
在步骤S62中，垂直处理方向组成像素提取单元41从缓冲器23中提取总共5个像素的像素值，这总共5个像素包括目标像素以及垂直参考方向组成像素(在垂直方向上(上方和下方)各自接近目标像素的两个邻近像素)，以输出到非线性平滑处理单元42。例如，在图11所示的情形中，提取像素U2、U1、C、D1和D2作为目标像素和垂直参考方向组成像素。 
在步骤S63中，水平参考方向组成像素提取单元44从缓冲器23提取总共5个像素值，这总共5个像素包括目标像素以及水平参考方向组成像素(在水平方向上(左方和右方)各自接近目标像素的两个邻近像素)，以输出到平直变化率计算单元45。例如，在图11所示的情形中，提取像素L2、L1、C、R1和R2作为目标像素和水平参考方向组成像素。 
在步骤S64中，阈值设置单元46执行阈值设置处理。 
在步骤S65中，基于从垂直处理方向组成像素提取单元41提供的目标像素和垂直处理方向组成像素，非线性平滑处理单元42对目标像素进行非线性平滑处理。应该注意，步骤S65中的非线性平滑处理相似于图10的步骤S25中的非线性平滑处理，不同之处在于，水平方向和垂直方向之间的关系转换了。其它处理彼此相似，其描述省略。所以，通过该处理，非线性平滑处理单元42将在垂直方向上经过非线性平滑处理的图像信号SF-V输出到混合单元43。 
在步骤S66中，平直变化率计算单元45分别计算目标像素和与目标像素在水平方向上接近的各个水平参考方向组成像素之间的像素值的差绝对值。就是说，在图9的情形中，平直变化率计算单元45计算目标像素C和在水平方向上接近的各个水平参考方向组成像素L2、L1、R1和R2之间的像素值的差绝对值|C-L2|、|C-L1|、|C-R1|和|C-R2|。 
在步骤S67中，平直变化率计算单元45获得目标像素和与目标像素在水平方向上接近的各个水平参考方向组成像素之间的差绝对值中最大值具有的差绝对值，并将该值作为平直变化率Fr-H提供给混合单元43。 
在步骤S68中，基于从平直变化率计算单元45提供的平直变化率Fr-H，混合单元43将由水平方向平滑处理单元22在水平方向进行了非线性平滑处理的输入图像信号SNL-H与由非线性平滑处理单元42进行了非线性平滑处理的图像信号SF-V进行混合，并使用垂直方向上的邻近像素将作为进行了平滑处理的图像信号的边缘组成ST1输出到缓冲器25。更详细地说，混合单元43计算下述表达式(6)，将在水平方向进行了非线性平滑处理的输入图像信号SNL-H与在垂直方向上由非线性平滑处理单元42进行了非线性平滑处理的图像信号SF-V进行混合。 
ST1＝SF-V×Fr-H/Fr-H max+SNL-H ×(1-Fr-H/Fr-H max)     (6) 
这里，Fr-H表示水平方向上的平直变化率，而Fr-H max表示所述平直变化率Fr-H的最大值，即，像素值的动态范围内的最大值和最小值之间 的差绝对值。平直变化率Fr-H是在水平方向上接近的各个水平参考方向组成像素和目标像素之间的差绝对值的最大值。所以，当该值较小时，在目标像素和与该目标像素在水平方向上接近的邻近像素的区域中，像素值的变化较小，并且在视觉上颜色的变化比较小。因此，能够说建立了外观上的平直状态。另一方面，当平直变化率Fr-H大时，在目标像素和与该目标像素在垂直方向上接近的垂直参考方向组成像素的区域中，像素间的变化大。因此，就建立了外观上的非平直状态。 
为此，如表达式(6)所表示，当平直变化率Fr-H较大时，由非线性平滑处理单元42在垂直方向上进行了非线性平滑处理的图像信号SF-V的权重增加，而经过了水平方向平滑处理的图像信号SNL-H的权重减小。另一方面，当平直变化率Fr-H较小时，就是说，当水平方向上的像素之间的像素值的差绝对值较小时，由非线性平滑处理单元42在垂直方向上进行了非线性平滑处理的图像信号SF-V的权重减小，而在水平方向上经过非线性平滑处理的输入图像信号SNL-H的权重增加。 
在步骤S69中，垂直处理方向组成像素提取单元41确定是否所有像素都作为目标像素进行了处理，就是说，是否有未处理的像素。例如，如果确定为并非所有像素都作为目标像素进行了处理，即，有未处理的像素，那么，处理返回步骤S61。然后，在步骤S69中，如果确定为所有像素都作为目标像素进行了处理，即，没有未处理的像素，那么，所述处理结束，并且图9中的步骤S12中的处理也结束。应该注意，水平参考方向组成像素提取单元44也相似地确定是否所有像素都作为目标像素进行了处理，就是说，是否有未处理的像素，在任何一种情形中，只有在确定为没有未处理像素的情形中，过程可以结束。 
于是，根据由在水平方向上与目标像素接近的水平参考方向组成像素的像素值的差所产生的平直变化率Fr-H，在垂直方向上经过了平滑处理的图像信号SF-V与输入图像信号SNL-H进行混合。如果在水平方向上的相关性强，就是说，水平方向上的平直变化率Fr-H小并且在水平方向上的相关性强，那么，进行了水平方向线性平滑处理的输入图像信号SNL-H的权重增加，如果水平方向上的平直变化率Fr-H大并且在水平方向上的相关性弱，那么，在垂直方向上进行了非线性滤波处理的图像信号SF-V的权重增加。因此，在将注意力放在边缘上的同时，也可以根据处理方向(根据用于非线性平滑处理的邻近像素是与目标像素在水平方向上接近的像素还是在垂直方向上接近的像素)来抑制不自然的处理。 
应该注意，在上述描述中，对于所述混合，对这样的例子进行了说明，在该例子中，像素值乘以作为权重系数的平直变化率Fr-H本身，但进行了平滑处理的图像信号SF-V和进行了水平方向平滑处理的输入图像信号SNL-H可以分别乘以根据其它平直变化率Fr-H的权重系数来进行混合。就是说，如图18所示，在上述水平方向平滑处理中，相似于使用根据平直变化率Fr-H设置的权重系数W1和W2的情形，作为在垂直方向上进行了平滑处理的图像信号的边缘组成ST1可以利用下述表达式(7)来获得。 
ST1＝SNL-H×W11+SF-V×W12         (7) 
这里，W12表示在垂直方向上进行了平滑处理的图像信号SF-V的权重系数，而W11表示进行了水平方向平滑处理的输入图像信号SNL-H的权重系数。另外，(W1+W2)表示权重系数的最大值。 
于是，在将注意力明确放在是否存在边缘的同时，可以设置所产生的图像，以进行非线性平滑处理。 
这里，描述返回到图9的流程图。 
在步骤S12中，当垂直方向平滑处理结束时，在步骤S13中，确定是否输入了下一个图像。在确定为输入了下一个图像的情况下，处理返回步骤S11，并重复地进行步骤S11以及后续步骤中的处理。如果在步骤S13中确定为没有下一个图像输入，即，图像信号结束了，则处理结束。 
图22示出根据图1所示本发明实施例所述的信号处理设备的瞬变改进单元13的结构例子。 
根据图22的例子的瞬变改进单元13对边缘组成ST1进行瞬变改进处理，并能够将作为处理结果获得的改进了的边缘组成ST2输出。 
图22的瞬变改进单元13通过包括延迟单元101、延迟单元102、MAX单元103、MIN单元104、计算单元(HPF)105和切换单元106来构造。 
延迟单元101将从非线性滤波器单元11提供的边缘组成ST1延迟例如N个像素(N为等于或大于1的整数)，并将所述边缘组成ST1提供给MAX单元103、MIN单元104和计算单元(HPF)105。 
延迟单元102将从延迟单元101提供的边缘组成ST1延迟例如N个像素(N为等于或大于1的整数)，并将边缘组成ST1提供给MAX单元103、MIN单元104和计算单元(HPF)105。 
这里，从延迟单元101输出的边缘组成ST1被设置为与目标像素相 对应的信号(在下文中，称作目标像素信号Np)。然后，从延迟单元102输出的边缘组成ST1能够被认为是与在水平向右方向上距所述目标像素例如N个像素的像素相对应的信号(在下文中，简称为右方像素信号)。另外，从非线性滤波器单元11提供的边缘组成ST1能够被认为是与在水平向左方向上距所述目标像素例如N个像素的像素相对应的信号(在下文中，简称为左方像素信号)。 
在这种情形中，左方像素信号、目标像素信号Np和右方像素信号都被输入到MAX单元103、MIN单元104和计算单元(HPF)105的每一个中。 
MAX单元103将左方像素信号、目标像素信号Np和右方像素信号的各个信号水平(像素值)中位于最大水平的信号(在下文中，称作三像素最大像素信号Max)提供给切换单元106。 
MIN单元104将左方像素信号、目标像素信号和右方像素信号的各个信号水平(像素值)中位于最低水平的信号(在下文中，称作三像素最小像素信号Min)提供给切换单元106。 
计算单元(HPF)105根据左方像素信号、目标像素信号和右方像素信号计算目标像素中的二次微分值(quadratic differential value)，并将作为计算结果获得的信号作为控制信号“控制”提供给切换单元106。 
目标像素信号Np、三像素最小像素信号Min和三像素最大像素信号Max被输入到切换单元106。切换单元106基于来自计算单元(HPF)105的控制信号在这三个信号中决定输出信号，并将该信号作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号输出。 
就是说，改进了的边缘组成ST2的目标像素信号是在边缘组成ST1自身的目标像素信号Np、三像素最小像素信号Min和三像素最大像素信号Max中由切换单元106所选择并输出的信号。 
这里，参考图23来描述根据图22的例子的瞬变改进单元13的操作概要。 
图23示出边缘组成ST1、三像素最大像素信号Max、目标像素信号Np、三像素最小像素信号Min、控制信号“控制”、以及改进了的边缘组成ST2的时序图，其中，这些信号是从非线性滤波器单元11按上述顺序提供的。 
应该注意，在各个时间t1到t6，目标像素信号Np的信号水平指示 瞬变改进之前边缘组成ST1的目标像素的像素值。 
另外，如图23所示，所述控制信号“控制”的信号水平取高水平H、中水平M和低水平L这三个水平之一。 
在这种情形中，当控制信号“控制”处于高水平H时，切换单元106输出三像素最大像素信号Max作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。当控制信号“控制”处于中水平M时，切换单元106输出目标像素信号Np作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。当控制信号“控制”处于低水平L时，切换单元106输出三像素最小像素信号Min作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。 
就是说，从时间t1到时间t2，由于控制信号“控制”处于低水平L，所以输出三像素最小像素信号Min作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。从时间t2到时间t3，由于控制信号“控制”处于高水平H，所以输出三像素最大像素信号Max作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。从时间t3到时间t4，由于控制信号“控制”处于中水平M，所以输出目标像素信号Np作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。从时间t4到时间t5，由于控制信号“控制”处于高水平H，所以输出三像素最大像素信号Max作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。从时间t5到时间t6，由于控制信号“控制”处于低水平L，所以就输出三像素最小像素信号Min作为改进了的边缘组成ST2的目标像素信号。 
这样，输出了边缘组成ST1的瞬变被改进的改进了的边缘组成ST2。 
如上所述，根据图1的例子的信号处理设备能够将亮度信号Y1分离为边缘组成ST1和边缘以外的组成TX1。根据图1的例子的信号处理设备能够改进边缘组成ST1的瞬变(例如，参见图3和图23的改进了的边缘组成ST2)，并且也放大边缘以外的组成TX1。 
本发明不特别地限于图1的实施例，且能够采用各种实施例。 
例如，图24示出与根据图1所示的本发明实施例的信号处理设备不同的实施例。应该注意，根据图24的例子的信息处理设备在下文中将被称作轮廓加重图像处理设备，以与图1的例子进行区分。 
根据图24的例子的轮廓加重图像处理设备通过包括非线性滤波器单元11、减法器单元12、瞬变改进单元13、放大单元121、对比度校正单元122、轮廓提取单元123、放大单元124以及加法器单元14来组成。 
非线性滤波器单元11从输入图像数据的亮度信号Y1中提取边缘组 成ST1，并将边缘组成ST1提供给减法器单元12和瞬变改进单元13。应该注意，非线性滤波器单元11的详细例子相似于参考图4到图21所描述的例子。 
减法器单元12从输入图像数据的亮度信号Y1中减去边缘组成ST1，并将所得到的边缘以外的组成TX1提供给放大单元121。 
瞬变改进单元13对从非线性滤波器单元11提供的边缘组成ST1进行预定的瞬变改进处理，并将作为处理结果获得的改进了的边缘组成ST2提供给对比度校正单元122和轮廓提取单元123。瞬变改进单元13的详细例子相似于参考图22和图23所描述的例子。 
放大单元121对从减法器单元12提供的边缘以外的组成TX1进行放大，并将所得到的放大的边缘以外的组成TX2提供给加法器单元14。 
对比度校正单元122对从瞬变改进单元13提供的改进了的边缘组成ST2进行预定的对比度校正处理，并将所得到的改进了的边缘组成OT2(即，对比度被校正的改进了的边缘组成OT2)提供给加法器单元14。应该注意，在下文中，对比度被校正的改进了的边缘组成OT2将被称作对比度校正组成OT2。 
轮廓提取单元123对从瞬变改进单元13提供的改进了的边缘组成ST2进行轮廓提取处理，并将所得到的轮廓提取组成OT1提供给放大单元124。 
放大单元124对从轮廓提取单元123提供的轮廓提取组成OT1进行放大，并将放大了的轮廓提取组成OT3提供给加法器单元14。 
加法器单元14将从对比度校正单元122提供的对比度校正组成OT2和从放大单元121提供的边缘以外的组成TX2与从放大单元124提供的轮廓提取组成OT3进行相加，并输出所得到的亮度信号Y4。 
接下来，将参考图25的流程图来描述由图24的轮廓加重图像处理设备所进行的轮廓加重图像处理。 
在步骤S71中，轮廓加重图像处理设备将输入图像数据的亮度信号Y1输入。输入的亮度信号Y1被提供给非线性滤波器单元11和减法器单元12。 
在步骤S72中，非线性滤波器单元11对输入图像数据的亮度信号Y1进行非线性滤波处理。于是，获得了边缘组成ST1。应该注意，非线性滤 波处理的详细例子相似于使用图9到图21所描述的例子。 
在步骤S73中，非线性滤波器单元11输出边缘组成ST1。输出的边缘组成ST1被提供给瞬变改进单元13和减法器单元12。 
在步骤S74中，瞬变改进单元13对边缘组成ST1进行瞬变改进处理，并将作为处理结果获得的改进了的边缘组成ST2输出。输出的改进了的边缘组成ST2被提供给对比度校正单元122和轮廓提取单元123。应该注意，瞬变改进处理的详细例子相似于使用图23所描述的例子。 
在步骤S75中，减法器单元12从输入图像数据的亮度信号Y1中减去边缘组成ST1，并将所得到的边缘以外的组成TX1输出。输出的边缘以外的组成TX1被提供给放大单元121。 
在步骤S76中，对比度校正单元122对改进了的边缘组成ST2进行对比度校正处理，并将作为处理结果获得的对比度校正组成OT2输出。输出的对比度校正组成OT2被提供给加法器单元14。 
在步骤S77中，轮廓提取单元123对改进了的边缘组成ST2进行轮廓提取处理，并将作为处理结果获得的轮廓提取组成OT1输出。输出的轮廓提取组成OT1被提供给放大单元124。 
在步骤S78中，放大单元124对从轮廓提取单元123提供的轮廓提取组成OT1进行放大处理，并将作为处理结果获得的轮廓提取组成OT3输出，即轮廓提取组成OT1被放大的组成OT3。输出的轮廓提取组成OT3被提供给加法器单元14。 
在步骤S79中，放大单元121对从减法器单元12提供的边缘以外的组成TX1进行放大处理，并将作为处理结果获得的边缘以外的组成TX2(即，边缘以外的组成TX1被放大的组成TX2)输出。输出的边缘以外的组成TX2被提供给加法器单元14。 
在步骤S80中，加法器单元14将对比度校正组成OT2和轮廓提取组成OT3与边缘以外的组成TX2进行相加，并将作为所述相加结果获得的轮廓被加重了的亮度组成Y4输出。 
作为上述处理的结果，包括根据本发明实施例的信号处理设备的轮廓加重图像处理设备进行轮廓组成的提取和对稳定的瞬变改进组成进行放大，使得甚至是更高频率的轮廓加重也能够被稳定地实现。 
图26和图27示出通过相关领域中的技术针对小幅度边缘进行轮廓加 重的例子。 
根据相关领域中的技术，对小幅度边缘难以进行瞬变改进。为此，如果针对诸如图26的输入信号IN1或图27的输入信号IN2的微小采样相位的变化进行了轮廓加重处理，则存在这样的问题：如图26的输出信号OUT1或图27的输出信号OUT2所示，轮廓加重水平彼此不同。 
图28示出通过由根据图24的例子的轮廓加重处理设备所进行的处理而得到的轮廓加重处理结果的例子。 
输入信号IN3是在图25的流程图的步骤S74中输出的改进了的边缘组成ST2的亮度信号的例子。 
输出信号OUT3是作为对输入信号IN3进行了图25的流程图的步骤S75以及随后步骤中的处理的结果获得的亮度组成Y4的亮度信号的例子。 
利用根据本发明实施例的信号处理设备，非线性滤波器单元11从输入图像的亮度信号中只提取边缘组成，并且由于所述边缘组成不包括噪声等，所以可以对所述边缘组成进行稳定的瞬变改进处理。因此，能够对具有边缘组成和噪声组成的边缘或还有小幅度的边缘进行稳定的瞬变改进，并能够获得图28中所示的输入信号IN3。 
通过对瞬变得到改进的输入信号IN3进行轮廓加重处理，可以对采样相位的变化或噪声进行稳定的轮廓加重，并能够获得输出信号OUT3。 
能够通过使用硬件也能够通过使用软件来执行包括列表显示处理的上述一系列处理。 
如果通过使用软件来进行上述一系列处理，那么，运用了本发明实施例的液晶板可以通过包括图29所示的计算机来组成。可选择地，可以通过图29所示的计算机来控制运用了本发明实施例的液晶板的驱动。 
在图29中，CPU(中央处理单元)301执行ROM(只读存储器)302上记录的程序或从存储单元308加载到RAM(随机存取存储器)303的程序，以进行各种处理。用于由CPU 301进行各种处理的数据等也可以被适当地存储在RAM 303中。 
CPU 301、ROM 302和RAM 303经由总线304相互连接。输入和输出接口305也连接到总线304。 
由键盘、鼠标等组成的输入单元306，由显示器等组成的输出单元 307，由硬盘等组成的存储单元308，由调制解调器、终端适配器等组成的通信单元309被连接到输入和输出接口305。通信单元309对经由网络(包括因特网)与另一个设备(未示出)进行的通信进行控制。 
需要的话，驱动器310被连接到输入和输出接口305。需要的话，由磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等组成的可移动记录介质311被适当地安装，并且从这些介质中读取的计算机程序被安装到存储单元308。 
在通过使用软件来执行所述一系列处理的情况下，将构成软件的程序从网络或记录介质安装到例如可以通过安装各种程序执行各种功能的专用硬件中包含的计算机或通用个人计算机等中。 
如图29所示，包括这种程序的记录介质不仅包括由磁盘(包括软盘)、光盘(包括CD-ROM(致密光盘-只读存储器)和DVD(数字通用光盘))、光磁盘(包括MD(迷你光盘))、或半导体存储器等构成的可移动记录介质(封装介质)311，其中这些记录介质记录有程序并用来独立于设备主体而为观众提供程序；而且包括ROM 302、存储单元308所包括的硬盘等，其中这些记录介质记录有程序并且以预先安装在设备主体中的状态提供给观众。 
应该注意，在本说明书中，用于描述记录介质中所记录的程序的步骤当然包括所述步骤以所声明的顺序按时间序列方式来执行的处理，并还包括所述步骤以并行方式或单独地不以时间序列的方式来执行的处理。 
此外，在本说明书中，所述系统表示由多个设备和处理单元构成的整个设备。 
本申请包含与2008年6月13日在日本专利局递交的日本优先专利申请JP 2008-155209号中所公开的主题相关的主题，其整个内容通过引用包含于此。 
本领域技术人员应该明白，依据设计要求和其它因素可以进行各种变型、组合、子组合以及改变，只要它们在附属权利要求书及其等同的范围内。 

Claims (3)

1.一种信号处理设备，包括：
分离装置，用来将第一图像数据分离为保存了所述第一图像数据的边缘的第一组成和保存了所述边缘以外成分的第二组成；
改进装置，用来对由所述分离装置分离出的所述第一组成进行改进瞬变的处理；
校正装置，用来校正由所述改进装置进行了处理的所述第一组成的对比度；
提取装置，用来进行从由所述改进装置进行了处理的所述第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；
第一放大装置，用来对由所述提取装置输出的所述第三组成进行放大处理；
第二放大装置，用来对由所述分离装置分离出的所述第二组成进行放大处理；以及
加法器装置，用来将由所述改进装置进行了处理、然后由所述校正装置进行了处理的所述第一组成和由所述分离装置分离出、然后由所述第二放大装置进行了放大处理的所述第二组成与由所述第一放大装置进行了放大处理的所述第三组成相加，并将作为所述相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。
2.根据权利要求1所述的信号处理设备，其中，所述分离装置包括：
滤波器装置，用来对所述第一图像数据进行保存所述边缘的非线性滤波，以提取并输出所述第一组成；以及
减法器装置，用来从所述第一图像数据中减去从所述滤波器装置输出的所述第一组成，并将作为所述减法结果获得的所述第二组成输出。
3.一种用于信号处理设备的信号处理方法，所述方法包括步骤：
将第一图像数据分离为保存了所述第一图像数据的边缘的第一组成和保存了所述边缘以外成分的第二组成；
对从所述第一图像数据中分离出的所述第一组成进行改进瞬变的处理；
校正进行了改进瞬变的处理的所述第一组成的对比度；
进行从进行了改进瞬变的处理的所述第一组成中提取轮廓的处理，以输出第三组成；
对所述第三组成进行放大处理；
对所述第二组成进行放大处理；以及
将进行了改进瞬变的处理、然后进行了校正处理的所述第一组成和从所述第一图像数据中分离出、然后进行了放大处理的所述第二组成与进行了放大处理的所述第三组成相加，并将作为所述相加的结果获得的图像数据作为第二图像数据输出。
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