CN1765120A - 图像修正方法和图像修正装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像修正装置(100)，具有根据图像信号检测有活动的图像区域的活动检测单元(120)和对图像信号进行图像修正并且能够根据控制信号切换修正方法的图像修正单元(170)，具有：对有活动的图像区域检测其边界部分的活动边界检测单元(130)、与对应于相邻像素的图像信号的灰度进行比较而检测灰度变化大的图像区域的灰度变化检测单元(140)、以及在除了灰度变化大的图像区域以外的区域使有活动的图像区域的边界部分扩散的活动信号调制单元(160)，其中根据活动信号调制单元(160)的输出切换图像修正单元(170)的修正方法。

Description

图像修正方法和图像修正装置
技术领域
本发明涉及根据图像的活动(运动)进行图像信号处理的图像修正方法和图像修正装置。
背景技术
作为修正图像信号的装置，已提出了几种检测图像的活动并在没有活动的图像区域和有活动的图像区域进行不同的图像信号处理的图像修正装置。作为其代表性的装置，有例如特开2001-34229号公报中记载的动画(运动图像)模拟轮廓修正。图8是示出进行特开2001-34229号公报中记载的动画模拟轮廓修正的图像修正装置20的构成的电路框图。在图8中，加法电路3、静止图像编码电路4、动画编码电路5、选择电路7、差分电路11、系数电路组12、延迟电路组13构成进行所谓的误差扩散的图像修正单元170。并且，根据活动检测单元120的输出控制图像修正单元170，使之在没有活动的图像区域进行使用静止图像编码电路4的输出的误差扩散，在有活动的图像区域进行使用动画编码电路5的输出的误差扩散。
但是，根据图像的活动切换图像信号的修正方法时，根据图像的不同，有时会在没有活动的图像区域与有活动的图像区域的边界部分产生锐利的刀口状噪音(以下，称为“切换冲击”)。因此，在特开2001-34229号公报中也一并记载了通过用随机数扩散边界部分使刀口不整齐而降低切换冲击的图像修正装置。
但是，在上述图像修正装置中，因为仅单纯地使边界部分扩散，所以，根据图像的不同，存在由于扩散不充分而不能充分抑制切换冲击，相反由于扩散的副作用而在图像的轮廓部分产生抖动那样的噪音等问题。另外，又存在为了避免这些问题而不能进行充分的动画模拟轮廓修正等问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，目的在于提供可以抑制切换冲击，并可以根据图像的活动进行图像信号处理的图像修正方法和图像修正装置。
本发明的图像修正方法是根据图像信号切换多种修正方法而对图像信号进行图像修正的图像修正方法，其特征在于：根据图像信号检测有活动的图像区域；与对应于相邻像素的图像信号的灰度比较，在灰度变化比指定的阈值小的区域，使有活动的图像区域的边界部分扩散；在进行边界部分扩散的有活动的图像区域与除此以外的区域切换修正方法。
附图说明
图1是示出本发明实施例的图像修正装置的结构的电路框图。
图2是上述图像修正装置的活动检测单元的一个例子的电路框图；
图3是用于说明上述图像修正装置的动作的图示；
图4是上述图像修正装置的活动边界检测单元的一个例子的电路框图；
图5是上述图像修正装置的灰度变化检测单元的一个例子的电路框图；
图6是上述图像修正装置的活动信号调制单元的一个例子的电路框图；
图7是将上述图像修正装置的图像修正单元具体化的电路框图；
图8是示出先有技术的图像修正装置的结构的电路框图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的一个实施例。
实施例
图1是示出本发明实施例的图像修正装置100的结构的电路框图。在本实施例中，对进行作为图像修正的动画模拟轮廓修正的情况进行说明。活动检测单元120输入图像信号，与1帧前的图像信号进行比较，将在时间上灰度变化大的区域检测为有活动的图像区域(以下，简述为“活动区域”)。并且，活动边界检测单元130检测活动区域的边界部分。灰度变化检测单元140输入图像信号，与相邻像素的灰度进行比较，检测在空间上灰度变化大的图像区域。组合判断单元150为了求出除了灰度变化大的图像区域以外的区域，利用非(NOT)电路151计算灰度变化检测单元140的输出的逻辑否，利用与(AND)电路152求出该结果与活动区域的边界部分的逻辑和。因为灰度变化检测单元140的输出的逻辑否表示在空间上灰度变化小的图像区域(以下，简述为“平坦区域”)，所以，组合判断单元150的输出表示属于平坦区域的活动区域的边界部分。活动信号调制单元160对属于平坦区域的活动区域的边界部分，以后面所述的方式调制活动检测单元120的输出，对除此以外的区域，将活动检测单元120的输出原样输出到图像修正单元170。在本实施例中，图像修正单元170根据活动信号调制单元160的输出切换修正方法，进行动画模拟轮廓修正。
图2是示出本实施例的活动检测单元120的电路框图的一个例子的图示。1帧延迟电路121使图像信号延迟1帧。差分电路122计算原始图像信号与延迟1帧后的图像信号的差分，绝对值电路123计算该差分的绝对值。比较电路124将绝对值电路123的输出与活动区域判断用的阈值进行比较，在绝对值电路123的输出大于阈值时，就输出“1”，在除此以外的情况下，输出“0”。图3是用于说明本实施例的图像修正装置的动作的图示。作为图像信号，例如，如图3A所示的那样，输入明亮的矩形图形在暗的背景中向右上方移动的图像信号(虚线矩形表示1帧前的图形的位置)时，如图3B所示，从比较电路124输出在活动区域表示“1”，在除此以外的区域表示“0”的活动区域信号。
图4是示出本实施例的活动边界检测单元130的电路框图的一个例子的图示。1像素延迟电路131使活动区域信号延迟1像素。差分电路132计算原始活动区域信号与延迟1像素后的活动区域信号的差分，绝对值电路133计算该差分的绝对值。因此，如图3C所示，从绝对值电路133输出表示活动区域的水平方向的边界的信号。并且，1行延迟电路134使活动区域信号延迟1行，差分电路135计算原始活动区域信号与延迟1行后的活动区域信号的差分，绝对值电路136计算该差分的绝对值。因此，从绝对值电路136输出表示活动区域的垂直方向的边界的信号。并且，加法电路137将绝对值电路133和绝对值电路136的输出相加，比较电路138将加法电路137的输出与边界判断用的阈值进行比较，在加法电路137的输出大于阈值时输出“1”，在除此以外的情况下输出“0”」。扩幅电路139在比较电路138输出“1”时对相邻的像素也输出“1”，扩展“1”的区域的幅度。在本实施例中，与后面所述的活动信号调制单元160的延迟电路数对应地扩展“1”的区域的幅度，在水平方向扩展5像素“1”，在垂直方向扩展3像素。因此，如图3D所示，从比较电路138输出在活动区域的边界的水平方向5像素、垂直方向3像素表示“1”，在除此以外的区域表示“0”的活动边界信号。
图5是示出本实施例的灰度变化检测单元140的电路框图的一个例子的图示。如图所示，灰度变化检测单元140具有1像素延迟电路141、差分电路142、绝对值电路143、1行延迟电路144、差分电路145、绝对值电路146、加法电路147、比较电路148和扩幅电路149，具有与上述活动边界检测单元130相同的电路结构。但是，由于图像信号输入到灰度变化检测单元140，所以，从比较电路148输出灰度变化信号，该信号表示灰度变化大的部分，对于图3A所示的图像来说是矩形图形的边界部分。因此，如图3E所示，从比较电路148输出在矩形图形的边界表示“1“、在除此以外的区域表示“0”的边界变化信号。扩幅电路149与扩幅电路139一样，在水平方向扩展5像素、在垂直方向扩展3像素的“1”的区域的幅度。
如图1所示，组合判断单元150具有非电路151和与电路152，利用非电路151计算边界变化信号的逻辑否之后，利用与电路152求与活动边界信号的逻辑和。因此，如图3F所示，从组合判断单元150输出在属于平坦区域的活动区域的边界部分表示“1”、在除此以外的区域表示“0”的调制控制信号。
图6是示出本实施例的活动信号调制单元160的电路框图的一个例子的图示。活动信号调制单元160以使活动区域沿水平方向和垂直方向平行移动的方式，调制活动区域信号。4个1像素延迟电路1611～1614使活动区域信号顺序各延迟1像素。选择电路162从活动区域信号和延迟后的4个活动区域信号中按照随机数发生电路163的输出选择1个信号。随机数发生电路163对各像素产生随机数。因此，从选择电路162输出最大延迟了4像素的活动区域信号。结果，如图3G所示，使活动区域的边界向水平方向随机地扩散。然后，使用1行延迟电路1641及1642、选择电路165和随机数发生电路166对活动区域信号也在垂直方向上进行调制，从而使活动区域的边界部分在垂直方向上随机地扩散。并且，选择电路167在调制控制信号为“1”时选择在水平和垂直方向上调制后的活动区域信号，而在调制控制信号为“0”时选择未调制的活动区域信号输出到图像修正单元170。结果，如图3H所示，活动信号调制单元160输出使边界部分地扩散了的活动区域信号。并且，将该信号作为修正控制信号输入到图像修正单元170。
这样，通过使用延迟电路，可以用比较简单的电路构成活动信号调制单元。另外，通过随机地切换延迟电路的延迟量，由于可以不包含周期的成分而扩散活动区域的边界部分，所以，可以进一步抑制切换冲击。但是，在切换冲击不明显的范围内，也可以通过对各像素、各行、各区域周期地切换延迟量，来扩散活动区域的边界部分。
图7是将本实施例的图1的图像修正装置的图像修正单元170具体化的电路框图。图像修正单元170是动画模拟轮廓修正单元，与图8所示的先有技术的图像修正单元170的结构相同，所以，对相同的电路框标以相同的符号。这里，虽然省略了详细的说明，但在选择电路7选择了静止图像编码电路4的输出时，进行虽然容易发生动画模拟轮廓，但可以显示平滑的灰度的图像修正，在选择了动画编码电路5的输出时，进行虽然显示的灰度数减少，但难于发生动画模拟轮廓的图像修正。
这里，假定和先有技术的图像修正装置一样，在使用图3B所示的活动区域信号来切换选择电路7时，图3D所示的位置就成为修正控制的切换的边界。这时，在切换的边界中，图3F所示的边界部分虽然是1帧前的图像的矩形图形的边界部分，但是，由于在当前帧中位于灰度变化小的平坦区域，所以，在该位置的边界部分将发生切换冲击。但是，在本实施例中，由于使用图3H所示的修正控制信号来切换选择电路7，所以，在矩形图形的边界部分沿边界进行修正控制的切换，在容易发生切换冲击的平坦区域有选择地使切换的边界扩散。因此，可以抑制切换冲击，从而进行充分的动画模拟轮廓修正。
这样，本实施例的图像修正方法在根据图像的活动切换图像修正时，不是在活动区域的边界简单地切换，另外，也不是对边界部分一律进行扩散处理来切换修正，而是对切换冲击发生的可能性高的平坦区域的边界部分有选择地进行扩散处理。因此，可以抑制切换冲击，并根据图像的活动进行图像信号处理。
而且，虽然如图6所示，本实施例的活动信号调制单元160被示为使用4个1像素延迟电路和2个1行延迟电路来构成，但是，这些延迟电路的个数可以任意设定。
另外，本实施例的扩幅电路139、149设置在比较电路138、148的输出侧，对比较电路138、148的输出信号分别在水平方向和垂直方向上扩展。但是，只要可以扩展边界区域的幅度，也可以是其他的结构，例如，通过将低通滤波器设置在比较电路的输入侧，也可以得到同样的效果。
此外，虽然对本实施例的图像修正单元170进行动画模拟轮廓修正进行了说明，但是，本发明不限于此。例如，由于IP(Interlace progressive，隔行-逐行扫描)转换单元也切换活动区域与除此以外的区域的图像内插方法，所以，在边界部分有可能发生切换冲击。这样，就是具有可以根据控制信号切换修正方法的图像修正单元的图像修正装置，只要是将表示图像的活动的信号用作控制信号，就可以应用于其他的图像修正等。
根据本发明，可以提供可抑制切换冲击并根据图像的活动进行图像信号处理的图像修正方法和图像修正装置。
根据本发明，由于可以抑制切换冲击并根据图像的活动进行图像信号处理，所以，作为根据图像的活动进行图像信号处理的图像修正方法和图像修正装置等是有用的。

Claims (4)

1.一种图像修正方法，是根据图像信号切换多种修正方法而对该图像信号进行图像修正的图像修正方法，其特征在于：
根据上述图像信号检测有活动的图像区域；
与对应于相邻像素的上述图像信号的灰度比较，在灰度变化比指定阈值小的区域，使上述有活动的图像区域的边界部分扩散；以及
在进行上述边界部分扩散的有活动的图像区域与除此以外的区域切换修正方法。
2.一种图像修正装置，具有根据图像信号检测有活动的图像区域的活动检测单元和对该图像信号进行图像修正并且能够根据控制信号切换修正方法的图像修正单元，其特征在于，具有：
对上述有活动的图像区域检测其边界部分的活动边界检测单元；
与对应于相邻像素的上述图像信号的灰度进行比较而检测灰度变化大的图像区域的灰度变化检测单元；以及
在除了上述灰度变化大的图像区域以外的区域，使上述有活动的图像区域的边界部分扩散的活动信号调制单元，
其中，根据上述活动信号调制单元的输出切换上述图像修正单元的修正方法。
3.根据权利要求2所述的图像修正装置，其特征在于：上述活动信号调制单元使用至少使上述活动检测单元的输出在水平方向或垂直方向上延迟的延迟电路来构成。
4.根据权利要求3所述的图像修正装置，其特征在于：上述活动信号调制单元通过随机地切换使上述活动检测单元的输出在水平方向或垂直方向上延迟的上述延迟电路的延迟量，使上述有活动的图像区域的边界部分扩散。
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