CN104221360A - 图像处理装置、图像显示装置、图像处理方法、计算机程序以及记录介质 - Google Patents

图像处理装置、图像显示装置、图像处理方法、计算机程序以及记录介质 Download PDF

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CN104221360A CN201380018408.5A CN201380018408A CN104221360A CN 104221360 A CN104221360 A CN 104221360A CN 201380018408 A CN201380018408 A CN 201380018408A CN 104221360 A CN104221360 A CN 104221360A
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Abstract

细节感提高处理部(13)具备：最大值计算处理部(17)，得到关注像素和周边像素中的像素的像素值的最大值；最小值计算处理部(18)，得到最小值；高频分量生成处理部(19)，基于关注像素的像素值和最大值以及最小值，得到高频分量；以及混合处理部(20)，使用高频分量而对关注像素的像素值进行校正。

Description

图像处理装置、图像显示装置、图像处理方法、计算机程序以及记录介质
技术领域
本发明涉及图像处理装置、图像处理方法、计算机程序以及记录介质，在进行图像以及视频处理时，能够提高图像的细节感。
背景技术
如果对静态图像或动态图像实施放大处理而进行显示，则即使在等倍显示中具有充分的清晰度的画质，也存在变成损失了清晰度以及细节感的模糊的画质的情况。因此，在进行放大处理前，通过应用反锐化掩膜(アンシャープマスク)处理等增强处理，从而能够改善清晰度。可是，由于轮廓变粗、或者在轮廓周边发生过冲(オーバーシュート)、下冲(アンダーシュート)，因此，若在增强处理后应用放大处理，则变成非常地不自然的图像。
因此，作为滤波器处理采用3×3等较小的块的尺寸(掩膜尺寸)，从而能够降低轮廓变粗的情况。可是，若减小掩膜尺寸，则滤波器频率响应成为单调，因此，相比重要的频带，对不需要的高频分量的增强效果变强。因此，存在以下问题：若提高重要的频带的增强效果，则不需要的高频分量也被进行增强。
另一方面，专利文献1中，为了对图像实现适应性的精细度校正，如下面的式(1)所示，通过对象像素和其周边像素的颜色距离的平均值来计算颜色边缘信息，基于颜色边缘信息来计算与图像整体有关的全局的增强系数K、以及与每个像素有关的局部的增强系数k(y,x)，与输入图像RGBIN和对输入图像RGBIN进行了平滑化处理后的RGBSM的差分值相乘后，加到输入图像RGBIN上。
[数1]
ROUT＝RIN(y,x)+K×k(y,x)×(RIN(y,x)-RSM(y,x))
GOUT＝GIN(y,x)+K×k(y,x)×(GIN(y,x)-GSM(y,x))        …(1)
BOUT＝BIN(y,x)+K×k(y,x)×(BIN(y,x)-BSM(y,x))
其中，RIN(y,x)、GIN(y,x)、BIN(y,x)表示在坐标(y,x)中的输入像素值，RSM(y,x)、GSM(y,x)、BSM(y,x)表示在坐标(y,x)中的被进行了平滑化处理的像素值，ROUT(y,x)、GOUT(y,x)、BOUT(y,x)表示在坐标(y,x)中的处理结果。
现有技术文献
专利文献
日本专利公报“专利第4099936号(2008年3月28日注册)”
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1的技术中，使用颜色边缘信息，将全局的增强系数K、以及局部的增强系数k(y,x)决定作为反锐化掩膜的增强系数，进行增强，从而能够进行基于图像整体的锐度和每个像素的锐度的精细度校正。可是，专利文献1的技术和以往的反锐化掩膜处理相同，如果进行平滑化处理时的掩膜尺寸大，若想要得到充分的增强效果则轮廓粗，因此，若在其后应用放大处理，则变成非常不自然的图像。此外，减小通过进行平滑化处理时的掩膜尺寸，能够降低轮廓的粗细，但是频率响应成为单调，因此，相比重要的频带，对不需要的高频分量的增强效果变强。因此，存在以下问题：若提高重要的频带的增强效果，则不需要的高频分量也被进行增强。
因此，本发明鉴于上述的问题点而完成，其目的在于：提供图像处理装置、图像显示装置、图像处理方法、计算机程序、以及记录介质，能够形成提高了细节感(精细感、精细度)而不使轮廓加粗的图像数据。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明所涉及的图像处理装置是具备用于校正输入图像数据的细节的细节校正处理部的图像处理装置，其特征在于，上述细节校正处理部具备：最大值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；最小值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；高频分量生成处理部，针对上述输入图像数据的各像素，基于关注像素的像素值、针对该关注像素计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算该关注像素的高频分量；以及混合处理部，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素计算出的上述高频分量，校正关注像素的像素值。
发明的效果
本发明的图像处理装置中，如上所述，上述细节校正处理部具备：最大值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；最小值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；高频分量生成处理部，针对上述输入图像数据的各像素，基于关注像素的像素值、针对该关注像素计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算该关注像素的高频分量；以及混合处理部，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素计算出的上述高频分量，校正关注像素的像素值。
根据上述结构，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，求出像素的像素值的最大值和最小值，基于这些来计算高频分量。若选择小的尺寸作为块，能够以小的尺寸来有效地计算(生成)作为精细感的基础的高频分量。然后，通过使用该高频分量来校正关注像素的像素值，能够不使轮廓加粗，此外不增强不需要的频带，并且提高细节感。
如上所述，根据上述结构，能够形成提高了细节感的图像数据而不使轮廓加粗。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的一实施方式的电视广播接收装置的结构的方框图。
图2是表示上述电视广播接收装置具有的视频信号处理部的结构的方框图。
图3是表示上述视频信号处理部具有的细节感提高处理部的结构的方框图。
图4是表示上述细节感提高处理部具有的最大值计算处理部、最小值计算处理部、以及高频分量生成处理部中执行的处理的流程的流程图。
图5是表示3×3个的像素中的关注像素和其周边像素的图。
图6(a)、(b)是表示上述高频分量生成处理部执行的高频分量生成处理的例的图。
图7是表示上述混合处理部执行的混合处理的流程图的图。
图8是示出用于表示动态范围Range和加权系数的关系的加权系数表weightLUT的一例的图。
图9(a)是表示输入图像的一例的图，图9(b)是表示来自上述细节感提高处理部的输出图像的一例的图，图9(c)是表示在上述高频分量生成处理部中生成的高频分量的一例的图。
图10是表示上述细节感提高处理部中的处理的整体的流程的图。
图11是表示本发明所涉及的其他的实施方式的细节感提高处理部的结构的方框图。
图12是表示上述其他的实施方式的细节感提高处理部具有的高通滤波器处理部中所使用的滤波器的一例的图。
图13是表示上述其他的实施方式的细节感提高处理部具有的混合处理部中所执行的处理的流程图的图。
图14是表示上述其他的实施方式的细节感提高处理部中的处理的整体的流程的图。
图15是表示多显示器的图。
具体实施方式
对于本发明基于表示其实施方式的附图具体进行说明。下面记述的本实施方式中，作为本发明所涉及的图像显示装置，使用电视广播接收装置1为例而进行说明。此外，作为本发明所涉及的图像处理装置，使用电视广播接收装置1具有的视频信号处理部42为例而进行说明。另外，在下面的实施方式中，设为视频表示动态图像。
(电视广播接收装置)
图1是表示本实施方式的电视广播接收装置(图像显示装置)1的结构的方框图。电视广播接收装置1如图1所示，具备：接口2、调谐器3、控制部4、电源单元5、显示部6、声音输出部7、以及操作部8。
接口2包含：TV天线21、用于以TMDS(Transition Minimized DifferentialSignaling，最小化传输差分信号)方式进行串行通信的DVI(Digital VisualInterface，数字视频接口)端子22以及HDMI(High-Definition multimediaInterface，高清晰度多媒体接口)(注册商标)端子23、用于通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)或者UDP(User DatagramProtocol，用户数据报协议)等的通信协议而进行通信的LAN端子24。接口2根据来自总括控制部41的指示，在与连接到DVI端子22、HDMI端子23或者LAN端子24的外部的机器之间对数据进行发送接收。
调谐器3与TV天线21连接，TV天线21接收的广播信号被输入到调谐器3。在广播信号中包含视频数据、声音数据等。在本实施方式中，调谐器3具备有地上波数字调谐器31以及BS/CS数字调谐器32，但是，不限定于此。
控制部4具备：用于对电视广播接收装置1具有的各块进行总括地控制的总括控制部41、视频信号处理部(图像处理装置)42、声音信号处理部43以及面板控制器44。
视频信号处理部42对经由接口9而输入的视频数据实施规定的处理，生成用于在显示部6上进行显示的视频数据(视频信号)。
声音信号处理部43对经由接口9而输入的声音数据实施规定的处理，生成声音信号。
面板控制器44对显示部6进行控制，将视频信号处理部42输出的视频数据的视频显示在显示部6上。
电源单元5控制从外部供应的电力。总括控制部41根据从操作部8具有的电源开关输入的操作指示，使电源单元5供应电力、或者切断电力的供应。在从电源开关输入的操作指示是切换为电源接通的操作指示的情况下，对电视广播接收装置1的整体供应电力，在从电源开关输入的操作指示是切换为电源关断的操作指示的情况下，切断对电视广播接收装置1供应的电力。
显示部6是例如液晶显示装置(LCD)、等离子显示面板等，显示视频信号处理部42输出的视频数据的视频。
声音输出部7在总括控制部41的指示下，输出由声音信号处理部43所生成的声音信号。
操作部8至少包含：电源开关、切换开关。电源开关是用于输入指示电视广播接收装置1的电源的接通和关断的切换的操作指示的开关。切换开关是用于输入指定电视广播接收装置1中接收的广播频道的操作指示的开关。操作部8根据电源开关以及切换开关被押下的情况，将与各开关对应的操作指示输出到总括控制部41。
另外，在此，以电视广播接收装置1具备的操作部8被用户操作的情况为例进行了说明，但是也可以设为在与电视广播接收装置1以无线方式进行通信的遥控器中具备操作部8，也可以设为将与各开关对应的操作指示发送到电视广播接收装置1。此时，遥控器与电视广播接收装置1进行通信的通信介质可以是红外线，也可以是电磁波。
(视频信号处理部)
图2是表示视频信号处理部42的结构的方框图。如图2所示，视频信号处理部42具有：解码器10、IP变换处理部11、噪声处理部12、细节感提高处理部(细节校正处理部)13、换算器处理部14、锐度处理部15、颜色调整处理部16。另外，在本实施方式中，视频信号处理部42的各处理部设为用于处理RGB信号的处理部而进行说明，但是也可以是对亮度信号进行处理的结构。
解码器10对压缩后的视频流进行解码，生成视频数据，输出到IP变换处理部11。IP变换处理部11根据需要，将从解码器10输入的视频数据从隔行方式变换为逐行方式。噪声处理部12执行各种的噪声降低处理，该各种的噪声降低处理用于降低(抑制)IP变换处理部11输出的视频数据中包含的传感器噪声或压缩时产生的压缩损伤(アーティファクツ)。
细节感提高处理部13对噪声处理部12输出的视频数据，实施用于即使在放大处理后也带来精细感的细节感提高处理。换算器处理部14对细节感提高处理部13输出的视频数据，执行与显示部6的像素数相应的比例换算(スケーリング)处理。锐度处理部15执行将换算器处理部14输出的视频数据的视频锐化的锐度处理。颜色调整处理部16对锐度处理部15输出的视频数据，执行用于调整对比度或色度等的颜色处理。
另外，总括控制部41使未图示的存储部适当地对通过视频信号处理部42执行的各种的处理时的视频数据进行存储。
(细节感提高处理部)
图3是表示细节感提高处理部13的结构的方框图。细节感提高处理部13具有：最大值计算处理部17、最小值计算处理部18、高频分量生成处理部19、混合处理部20。
使用图4的流程图，说明最大值计算处理部17、最小值计算处理部18、以及高频分量生成处理部19中执行的处理的流程。首先，最大值计算处理部17针对输入图像数据中包含的各像素(输入像素)，计算以关注像素为中心的M×N个的像素(M×N的像素的块、M×N的像素窗口)中的像素值的最大值(步骤1，在下面省略为S1)。图5作为一例，示出了M＝N＝3的情况下的关注像素和其周边像素。参照周边像素，通过下面的式(2)来计算以关注像素为中心的M×N个的像素中的像素值的最大值maxVal。
[数2]
max Val = MAX - M / 2 ≤ i ≤ M / 2 MAX - N / 2 ≤ j ≤ N / 2 IN ( y + i , x + j ) . . . ( 2 )
在此，IN(y,x)表示输入图像数据的坐标(y,x)中的像素的像素值(在本实施方式中为浓度值)。另外，像素值不是表示像素的位置坐标的值，而是在输入图像数据由例如8比特所表示的情况下，由0～255表示的值。
接着，最小值计算处理部18针对各输入像素，计算以关注像素为中心的M×N个的像素中的最小值(S2)。与最大值计算处理部17相同地，最小值计算处理部18通过下面的式(3)来计算以关注像素为中心的M×N个的像素中的像素值的最小值minVal。
[数3]
min Val = MIN - M / 2 ≤ i ≤ M / 2 MIN - N / 2 ≤ j ≤ N / 2 IN ( y + i , x + j ) . . . ( 3 )
接着，高频分量生成处理部19针对各输入像素，使用输入像素的像素值(输入像素值)、最大值计算处理部17中计算出的以该输入像素为中心的M×N个的像素的最大值maxVal、最小值计算处理部18中计算出的以该输入像素为中心的M×N个的像素的最小值minVal，生成高频分量。具体而言，首先，高频分量生成处理部19通过下面的式(4)来计算输入像素值和最大值maxVal的差分的绝对值即与最大值的差分绝对值diffMax(S3)。
[数4]
diffMax＝|maxVal-IN(y,x)|        …(4)
其中，|·|意味着绝对值运算。
同样地，高频分量生成处理部19通过下面的式(5)来计算输入像素值和最小值minVal的差分的绝对值即与最小值的差分绝对值diffMin(S4)。
[数5]
diffMin＝|minVal-IN(y,x)|        …(5)
然后，高频分量生成处理部19判定与最大值的差分绝对值diffMax是否比对与最小值的差分绝对值diffMin乘以规定系数TH_RANGE(例如1.5)后的结果更大(S5)。若与最大值的差分绝对值diffMax比对与最小值的差分绝对值diffMin乘以规定系数TH_RANGE后的结果更大(S5中“是”)，则通过下面的式(6)来计算高频分量Enh(S6)。
[数6]
Enh＝-diffMax        …(6)
另一方面，若与最大值的差分绝对值diffMax小于或等于对与最小值的差分绝对值diffMin乘以规定系数TH_RANGE后的结果(S5中“否”)，则判定与最小值的差分绝对值diffMin是否比对与最大值的差分绝对值diffMax乘以规定系数TH_RANGE(例如1.5)后的结果更大(S7)。若与最小值的差分绝对值diffMin比对与最大值的差分绝对值diffMax乘以规定系数TH_RANGE后的结果更大(S7中“是”)，则通过下面的式(7)来计算高频分量Enh(S8)。
[数7]
Enh＝diffMin        …(7)
其他的方面，若与最小值的差分绝对值diffMin小于或等于对与最大值的差分绝对值diffMax乘以规定系数TH_RANGE后的结果(S7中“否”)，则如下面的式(8)那样，将高频分量Enh设为0(S9)。
[数8]
Enh＝0        …(8)
图6的(a)、(b)是表示高频分量生成处理部19执行的高频分量生成处理的例的图。图6的(a)示出了在与最大值的差分绝对值diffMax比对与最小值的差分绝对值diffMin乘以规定系数TH_RANGE后的结果更大的情况下的、输入像素值、最大值maxVal、最小值minVal、与最大值的差分绝对值diffMax、与最小值的差分绝对值diffMin、以及高频分量Enh的关系。图6的(b)示出了在与最小值的差分绝对值diffMin比对与最大值的差分绝对值diffMax乘以规定常数TH_RANGE后的结果更大的情况下的、输入像素值、最大值maxVal、最小值minVal、与最大值的差分绝对值diffMax、与最小值的差分绝对值diffMin、以及高频分量Enh的关系。
在图6的(a)的情况下，能够通过从具有接近最小值的值的输入像素值减去与最大值的差分绝对值diffMax，从而生成高频分量，扩宽动态范围，因此，边缘梯度变陡，能够使细节感提高。在图6的(b)的情况下，能够通过对具有接近最大值的值的输入像素值加上与最小值的差分绝对值diffMin，从而生成高频分量，扩宽动态范围，因此，边缘梯度变陡，能够使细节感提高。另一方面，在与最大值的差分绝对值diffMax不比差分绝对值diffMin和TH_RANGE的乘法运算结果大时，且与最小值的差分绝对值diffMin不比差分绝对值diffMax和TH_RANGE的乘法运算结果大时，输入像素的像素值具有最小值和最大值的中间附近的值，若在某个方向上对具有该中间附近的值的输入像素进行增强，则像素值2极分化为最小值附近的像素值和最大值附近的像素值，精细感受到损失，为了防止这一情况，将高频分量Enh设为0。
混合处理部20进行校正输入像素的像素值即输入像素值并使细节感提高的处理。在本实施方式中，使用在高频分量生成处理部19中计算出的高频分量，校正输入像素的像素值即输入像素值，从而执行使细节感提高的处理即混合处理。图7是表示混合处理部20中执行的混合处理的流程的流程图。首先，混合处理部20通过下面的式(9)来计算以关注像素为中心的I×J(例如5×5)个的像素中的像素值的最大值和最小值的差分值即动态范围Range(S10)。
[数9]
Range = MAX - I / 2 ≤ i ≤ I / 2 MAX - J / 2 ≤ j ≤ J / 2 IN ( y + i , x + j ) - MIN - I / 2 ≤ i ≤ I / 2 MIN - J / 2 ≤ j ≤ J / 2 IN ( y + i , x + j ) . . . ( 9 )
接着，混合处理部20以动态范围Range为地址而参照加权系数表weightLUT，将其返回值weightLUT[Range]和高频分量生成处理部19中计算出的高频分量Enh的乘法运算结果加到输入像素的像素值(IN(y,x))上，从而计算细节感被进行了提高的处理结果Result(S11)。若以式子对其进行表示，则变成下面的式(10)。
[数10]
Result＝IN(y,x)+weightLUT[Range]×Enh        …(10)
此外，代替表示动态范围Range和加权系数的关系的加权系数表weightLUT，也可以使用例如图8所示的动态范围Range和加权系数的关系曲线，根据动态范围Range求出加权系数。该关系曲线存储在未图示的存储部中。在使用加权系数表weightLUT的情况下，对动态范围Range关联图8的函数所表示的加权系数的值，并存储在未图示的存储部中。
通过对除去了由于加上高频分量而导致噪声明显的动态范围极端地小的图像区域以外的、动态范围相对窄的图像区域，增大加权系数，从而能够得到高的细节感的提高效果。进而，对动态范围大的图像区域，减小加权系数，从而能够不发生过冲或下冲，而仅提高细节感。
在图10中表示细节感提高处理部13中实施的处理(细节感提高处理)的流程。首先，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值(S100)。接着，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中求出像素的像素值的最小值(S200)。然后，基于关注像素的像素值、针对该关注像素在S100中计算出的最大值、针对该关注像素在S200中计算出的最小值，计算该关注像素的高频分量(S300)。其后，进行使用针对该关注像素在S300中计算出的高频分量来校正关注像素的像素值的混合处理(S400)。另外，上面的处理针对所有输入像素被进行。
如上所述，在细节感提高处理部13中，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中求出像素的像素值的最大值和最小值，基于这些来计算高频分量。若选择小的掩膜尺寸作为块，能够以小的掩膜尺寸来有效地计算(生成)成为精细感的基础的高频分量。然后，使用该高频分量来校正关注像素的像素值，从而能够不使轮廓加粗，此外不增强不需要的频带，并且提高细节感。这样，在细节感提高处理部13中，能够形成提高了细节感而不使轮廓加粗的图像数据。
此外，通过在放大处理前通过细节感提高处理部13避免轮廓线段的粗细明显那样的强的轮廓分量的增强，仅增强细节分量，从而视频信号处理部42能够进行放大处理而不损失精细感。然后，在换算器处理部14中的放大处理后，通过锐度处理部15进行轮廓增强处理，从而能够进行增强而不使轮廓线段加粗。
这样，在视频信号处理部42中，在由于放大处理中的插值运算而损失前，通过细节感提高处理部13预先提高细节感，在放大处理后进行轮廓增强处理(锐度处理)，从而能够不使轮廓加粗，使清晰度提高，并且使精细感提高。
图9的(a)～(c)是分别表示输入图像、细节感提高处理的结果即从细节感提高处理部13输出的输出图像、以及高频分量生成处理部19中生成的高频分量的一例的图。由图9的(a)～(c)可知，输出图像与输入图像相比，被加上了高频分量，通过高频分量能够大幅度地提高细节感。因此，在由于放大处理中的插值运算而损失前，通过细节感提高处理部13中的细节感提高处理来提高细节感，在放大处理后进行锐度处理，从而能够不使轮廓加粗，使清晰度提高，并且使精细感提高。
在此，若在放大处理前进行轮廓增强处理，则所增强的轮廓线段就这样被放大，其结果，存在以下问题：放大后的轮廓线段看起来粗，导致在自然图像中看起来不自然。另一方面，关于提供精细感的细节分量，若在放大处理前不预先进行加强，则导致在放大处理的插值运算中成为精细感的基础的高频分量被损失，难以在放大处理后增强高频分量来使细节感提高。因此，在本实施方式中，如上所述，在放大处理前，避免轮廓线段的粗细明显那样的强的轮廓分量的增强，仅增强细节分量，所以能够进行放大处理而不损失精细感。然后，在放大处理后进行轮廓增强处理，从而能够以不使轮廓线段加粗的方式来进行增强。因此，能够更自然地实现轮廓再现。
〔实施方式2〕
本实施方式的视频信号处理部中，图3所示的实施方式1的视频信号处理部42的细节感提高处理部13置换为图11所示的细节感提高处理部(细节校正处理部)130。在本实施方式的视频信号处理部以及电视广播接收装置中，细节感提高处理部130以外的结构与实施方式1的视频信号处理部42以及电视广播接收装置1相同。因此，对与在实施方式1中说明了的结构相同的结构赋予相同的符号，关于在实施方式1中说明了的处理，省略说明。
本实施方式的细节感提高处理部130除了最大值计算处理部17、最小值计算处理部18、高频分量生成处理部19、混合处理部20之外，还具有高通滤波器处理部25。即，图11所示的本实施方式的细节感提高处理部130对图3所示出的实施方式1的细节感提高处理部13追加了高通滤波器处理部25。
高通滤波器处理部25对输入图像数据实施高通滤波器处理，提取输入图像数据的高频分量。即，高通滤波器处理部25针对各输入像素，对关注像素实施高通滤波器处理，从而计算该关注像素的基于高通滤波器处理的高频分量。图12是表示在细节感提高处理部130中的高通滤波器处理部25中使用的高通滤波器系数的一例的图。高通滤波器处理部25使用例如图12所示的滤波器系数，通过下面的式(11)来计算基于高通滤波器处理的高频分量dFil。
[数11]
dFil＝IN(y,x)×4-IN(y-1,x)-IN(y,x-1)-IN(y,x+1)-IN(y+1,x)    …(11)
此外，在本实施方式中，混合处理部20执行混合处理，该混合处理是使用输入像素值和高频分量生成处理部19中计算出的高频分量、以及高通滤波器处理部25中计算出的高频分量，对输入像素的像素值即输入像素值进行校正，使细节感提高的处理。图13是表示本实施方式中的混合处理的流程的流程图。首先，混合处理部20通过上述的式(9)来计算以关注像素为中心的I×J(例如5×5)个的像素中的像素的像素值的最大值和最小值的差分值即动态范围Range(S10)。
接着，将以动态范围Range为地址而参照加权系数表weightLUT，其返回值weightLUT[Range]和高频分量生成处理部19中计算出的高频分量Enh的乘法运算结果，以及以动态范围Range为地址而参照加权系数表filterLUT，其返回值filterLUT[Range]和高通滤波器处理部25中计算出的高频分量dFil的乘法运算结果，加到输入图像的像素值(IN(y,x))上，从而计算提高了细节感的处理结果Result(S11’)。若通过式子对其进行表示,则成为下面的式(12)。
[数12]
Result＝IN(y,x)+weightLUT[Range]×Enh+filterLUT[Range]×dFil    …(12)
在图14中，表示在细节感提高处理部130中实施的处理的流程。S100、S200、S300与实施方式1相同。在本实施方式的细节感提高处理部130中，进一步，计算基于高通滤波器处理的高频分量(S310)。然后，进行如下的混合处理(S400’)：使用在S300中计算出的高频分量和在S310中计算出的基于高通滤波器处理的高频分量，校正关注像素的像素值。
在本实施方式中，如上所述，能够除了使用输入像素的像素值(输入像素值)的最大值以及最小值所计算的高频分量之外，还将通过高通滤波器处理部25中的高通滤波器处理所计算的高频分量(基于高通滤波器处理的高频分量)以不增强不需要的高频分量的程度加到输入像素值上。这样，能够混合多个高频分量而加到输入像素值上。其结果，能够相比实施方式1的细节感提高处理部13使细节感更细致地提高。
〔实施方式3〕
在上述的实施方式1以及2中，以将本发明所涉及的图像处理装置应用于具有调谐器3的电视广播接收装置1的视频信号处理部42的情况为例，进行了说明。可是，也可以将本发明所涉及的图像处理装置应用于例如执行不具有调谐器3的监视器(信息显示器)的视频信号处理的处理部。此时，监视器是本发明所涉及的图像显示装置，监视器的概略结构成为例如从图1所示的结构除去调谐器3后的结构。本发明所涉及的图像处理装置被应用于执行监视器的视频信号处理的处理部，因此在监视器中能够执行用于提高视频的细节感的处理。
此外，在实施方式1以及2中，以将本发明所涉及的图像处理装置应用于具有1个显示部6的(单体的显示器)电视广播接收装置1的视频信号处理部42的情况为例进行了说明。可是，也可以将本发明所涉及的图像处理装置应用于例如执行如图15所示在垂直方向以及水平方向上配置多台显示部6的多显示器100的视频信号处理的处理部。此时，多显示器100是本发明所涉及的图像显示装置。本发明所涉及的图像处理装置被应用于执行多显示器100的视频信号处理的处理部，因此例如在多显示器100中再现FHD视频那样的情况下，能够执行提高视频的细节感的处理。
〔实施方式4〕
实施方式1或者2的视频信号处理部42可以由硬件逻辑而构成，也可以如下所述使用CPU而通过软件来实现。
即，视频信号处理部42(或者电视广播接收装置1)具备：执行用于实现各功能的控制程序的命令的CPU(central processing unit，中央处理单元)、存储了上述程序的ROM(read only memory，只读存储器)、展开上述程序的RAM(random access memory，随机访问存储器)、存储上述程序以及各种数据的存储器等的存储装置(记录介质)等。然后，将用于实现上述的功能的软件即视频信号处理部42的各控制程序的程序代码(执行形式程序、中间代码程序、源程序)以计算机可读取的方式进行了记录的记录介质供应给视频信号处理部42，该计算机(或者CPU或MPU)读出记录介质中记录的程序代码并执行，从而也能够达成本发明的目的。
作为上述记录介质，例如能够使用磁带或盒式磁带等的带类、包含软盘(注册商标)/硬盘等的磁盘或CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等的光盘的盘类、IC卡(包含存储卡)/光卡等的卡类、或者掩膜ROM/EPROM/EEPROM(注册商标)/闪存ROM等的半导体存储器类、PLD(Programmable logic device，可编程逻辑器件)等的逻辑电路类等。
此外，也可以将视频信号处理部42构成为能够与通信网络连接，将上述程序代码经由通信网络进行供应。作为该通信网络，不特别地限定，例如能够利用互联网、内联网、外联网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtual private network，)、电话线路网、移动体通信网、卫星通信网等。此外，作为构成通信网络的传输介质，不特别地限定，例如也能够利用IEEE1394、USB、电力线传送、光缆TV线路、电话线、ADSL线路等的有线，也能够利用IrDA或远程控制那样的红外线、蓝牙(注册商标)、IEEE802.11无线、HDR(High Data Rate，高数据速率)、NFC(Near Field Communication，近场通信)、DLNA(Digital Living Network Alliance，数字生活网络联盟)、移动电话网、卫星线路、地上波数字网等的无线。另外，本发明也能够通过上述程序代码以电子传输的方式而具体化的、嵌入到载波的计算机数据信号的方式来实现而得到。
本发明不限定于上述的各实施方式，能够进行各种的变更。即，在不脱离本发明的要旨的范围内使适当变更的技术的手段组合而得到的实施方式也包含于本发明的技术的范围。
〔总结〕
为了解决上述课题，本发明所涉及的图像处理装置是具备用于校正输入图像数据的细节的细节校正处理部的图像处理装置，其特征在于，上述细节校正处理部具备：最大值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；最小值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；高频分量生成处理部，针对上述输入图像数据的各像素，基于关注像素的像素值、针对该关注像素而计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算该关注像素的高频分量；以及混合处理部，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素而计算出的上述高频分量，校正关注像素的像素值。
根据上述结构，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，求出像素的像素值的最大值和最小值，基于这些来计算高频分量。若选择小的尺寸作为块，则能够以小的尺寸来有效地计算(生成)成为精细感的基础的高频分量。然后，使用该高频分量来校正关注像素的像素值，从而能够不使轮廓加粗，此外不增强不需要的频带，并且提高细节感。另外，像素值不是表示像素的位置坐标的值，而是在输入图像数据例如由8比特所表示的情况下，由0～255表示的值。
如上所述，根据上述结构，能够形成提高了细节感的图像数据而不使轮廓加粗。
在本发明所涉及的图像处理装置中，除了上述结构之外，也可以上述混合处理部对关注像素的像素值加上加权系数和针对该关注像素计算出的上述高频分量的乘法运算结果，加权系数基于由包含该关注像素在内的多个像素构成的块中的动态范围而决定。
根据上述结构，对关注像素的像素值加上针对基于由包含该关注像素在内的多个像素构成的块中的动态范围而决定的加权系数和该关注像素计算出的上述高频分量的乘法运算结果，从而校正细节。在此，对除去了噪声明显的动态范围极端地小的图像(像素)区域的、动态范围相对窄的图像区域，以增大加权系数的方式来决定加权系数，从而能够得到细节感的提高效果。另外，动态范围能够根据由包含关注像素在内的多个像素构成的块中包含的像素的像素值的最大值和最小值的差而求出。
在本发明所涉及的图像处理装置中，除了上述结构之外，也可以上述高频分量生成处理部(a)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最大值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量，(b)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最小值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量。
根据上述结构，能够通过上述(a)或者(b)那样简单的处理来计算高频分量。因此，能够有效地计算(生成)高频分量。
在本发明所涉及的图像处理装置中，除了上述结构之外，也可以上述细节校正处理部还具备：高通滤波器处理部，针对上述输入图像数据的各像素，对关注像素实施高通滤波器处理从而计算该关注像素的基于高通滤波器处理的高频分量，上述混合处理部使用针对该关注像素通过上述高频分量生成处理部计算出的高频分量、和针对该关注像素通过上述高通滤波器处理部计算出的基于高通滤波器处理的高频分量，校正关注像素的像素值。
根据上述结构，使用针对该关注像素通过高频分量生成处理部计算出的高频分量、和针对该关注像素通过高通滤波器处理部计算出的基于高通滤波器处理的高频分量，校正关注像素的像素值。因此，能够以不增强不需要的高频分量的程度使高频分量增强。因此，能够使细节感进一步提高。
本发明所涉及的图像处理装置除了上述结构之外，也可以具备：换算器处理部，对从上述细节校正处理部输出后的图像数据实施放大处理；以及锐度处理部，对从上述换算器处理部输出后的图像数据实施轮廓增强处理。
根据上述结构，在放大处理前，通过细节校正处理部，避免轮廓线段的粗度明显那样的强的轮廓分量的增强，而仅增强细节分量，从而能够进行放大处理而不损失精细感。然后，在换算器处理部中的放大处理后，通过锐度处理部进行轮廓增强处理，从而能够以不使轮廓线段加粗的方式来进行增强。因此，能够更自然地实现轮廓再现。
这样，在本发明的图像处理装置中，在由于放大处理中的插值运算而损失前，通过细节校正处理部来提高细节感，在放大处理后进行轮廓增强处理(锐化处理)，从而不使轮廓加粗，能够使清晰度提高，并且使精细感提高。
为了解决上述的课题，本发明所涉及的图像显示装置，其特征在于，具备上述任意一个图像处理装置。本发明所涉及的图像显示装置由于具备本发明所涉及的图像处理装置，因此，能够形成提高了清晰度并且提高了精细感的图像数据而不使轮廓加粗。因此，能够显示高质量、高精细的图像。因此，能够对用户提供高性能且舒适的视觉识别环境。
为了解决上述的课题，本发明所涉及的图像处理方法是包含校正输入图像数据的细节的细节校正处理步骤的图像处理方法，其特征在于，上述细节校正处理步骤包含：最大值计算处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；最小值计算处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含上述关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；高频分量生成处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，基于上述关注像素的像素值、针对该关注像素计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算高频分量；以及混合处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素计算出的上述高频分量，校正上述关注像素的像素值。
根据上述方法，能够发挥与上述图像处理装置相同的效果，能够提供能够形成使细节感提高而不使轮廓加粗的图像数据的图像处理方法。
另外，本发明所涉及的图像处理装置也可以通过计算机而实现，此时，使计算机作为上述各部动作从而通过计算机使上述图像处理装置实现的程序、以及记录了该程序的计算机可读取的非暂时性记录介质也落入本发明的范畴。
产业上的利用可能性
本发明能够利用于图像处理装置等，所述图像处理装置在静态图像或动态图像中，使细节感提高而不使轮廓加粗。
标号说明
1  电视广播接收装置(图像显示装置)
4  控制部
6  显示部
8  操作部
13、130  细节感提高处理部(细节校正处理部)
17  最大值计算处理部
18  最小值计算处理部
19  高频分量生成处理部
20  混合处理部
25  高通滤波器处理部
42  视频信号处理部(图像处理装置)

Claims (9)

1.一种图像处理装置，具备用于校正输入图像数据的细节的细节校正处理部，其特征在于，
上述细节校正处理部具备：
最大值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；
最小值计算处理部，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；
高频分量生成处理部，针对上述输入图像数据的各像素，基于关注像素的像素值、针对该关注像素计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算该关注像素的高频分量；以及
混合处理部，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素计算出的上述高频分量，校正关注像素的像素值。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述混合处理部对关注像素的像素值加上加权系数和针对该关注像素计算出的上述高频分量的乘法运算结果，所述加权系数基于由包含该关注像素在内的多个像素构成的块中的动态范围而决定。
3.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述高频分量生成处理部
(a)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最大值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量，
(b)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最小值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量。
4.如权利要求2所述的图像处理装置，其特征在于，
上述高频分量生成处理部
(a)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最大值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量，
(b)若关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最小值的差分绝对值比对该关注像素的像素值和针对该关注像素计算出的上述最大值的差分绝对值乘以常数后的值更大，则将从该关注像素的像素值减去针对该关注像素计算出的上述最小值后的值计算作为该关注像素的上述高频分量。
5.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
上述细节校正处理部还具备：高通滤波器处理部，针对上述输入图像数据的各像素，通过对关注像素实施高通滤波器处理从而计算该关注像素的基于高通滤波器处理的高频分量，
上述混合处理部使用针对该关注像素通过上述高频分量生成处理部计算出的高频分量、和针对该关注像素通过上述高通滤波器处理部计算出的基于上述高通滤波器处理的高频分量，校正关注像素的像素值。
6.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，具备：
换算器处理部，对从上述细节校正处理部输出后的图像数据实施放大处理；以及
锐度处理部，对从上述换算器处理部输出后的图像数据实施轮廓增强处理。
7.一种图像显示装置，其特征在于，具备：
权利要求1所述的图像处理装置。
8.一种图像处理方法，包含校正输入图像数据的细节的细节校正处理步骤，其特征在于，
上述细节校正处理步骤包含：
最大值计算处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最大值；
最小值计算处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，在由包含关注像素在内的多个像素构成的块中，计算像素的像素值的最小值；
高频分量生成处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，基于上述关注像素的像素值、针对该关注像素计算出的上述最大值、针对该关注像素计算出的上述最小值，计算高频分量；以及
混合处理步骤，针对上述输入图像数据的各像素，使用针对该关注像素计算出的上述高频分量，校正上述关注像素的像素值。
9.一种非暂时性计算机可读取的记录介质，记录了使权利要求1所述的图像处理装置动作的程序，该程序用于使计算机作为上述图像处理装置的各部分发挥作用。
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