JP2002520917A - 画素値を変更するための画像処理回路及び方法 - Google Patents

画素値を変更するための画像処理回路及び方法

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JP2002520917A
JP2002520917A JP2000558663A JP2000558663A JP2002520917A JP 2002520917 A JP2002520917 A JP 2002520917A JP 2000558663 A JP2000558663 A JP 2000558663A JP 2000558663 A JP2000558663 A JP 2000558663A JP 2002520917 A JP2002520917 A JP 2002520917A
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キングァング ツォウ、
ロバート ジェイ ゴーヴ、
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イクエーター テクノロジーズ インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 損失性圧縮を受けた電子画像から等高線状人工物を取除くこと 【課題手段】 画像処理回路は、画素値を閾値と比較し、前記画素値が前記閾値と所定の関係を有するときは前記画素値を変更する。選択的に、前記画像処理回路は、乱数を生成し、前記乱数を画素値と組合わせる。そのような画像処理回路は、等高線状人工物のような人工物を、デコードされた電子画像又は一連のデコードされた映像フレームから取除くのに用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路及びコンピュータ回路に関し、より詳細には、画素値を変
更するための画像処理回路及び方法に関する。たとえば、「損失性」圧縮を受け
た電子画像（電子映像）から等高線状人工物（contour artifacts）を取除くた
めにそのような回路及び方法を用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
等高線状人工物のような望ましくない視認可能な人工物（artifacts）は、逆
圧縮された（decompressed）電子画像において時々存在している。画像圧縮の間
における量子化はしばしば画像情報における損失を引き起こしている。それゆえ
、これを用語「損失性圧縮」と呼ぶ。不都合なことに、この損失は、画像の逆圧
縮の間において画素値のエラーを生じさせ、このエラーは、逆圧縮された画像に
おいて視認可能な人工物を生じさせる。等高線状人工物は、地質図における等高
線に類似する線状パターンであり、一般に、逆圧縮された画像の高強度の領域た
とえば明るい領域より同じ画像における低強度の領域たとえば暗い領域において
、より目立っている。
【０００３】 不都合なことに、ガンマ補正のような画像処理方法は、等高線状人工物のよう
な人工物の視認可能性を増大させ得る。一般に、ガンマ補正は、画像の明るい領
域でのコントラストを、その画像における暗い領域でのコントラストに対して相
対的に増大させる。すなわち、明るい領域での輝度変化は、暗い領域での輝度変
化に関して、増大されている。たとえば、ある明るい領域での１ルーメンの輝度
変化は１．５ルーメンにガンマ補正されるが、暗い領域での１ルーメンの輝度変
化は１ルーメンのままである又は１．５ルーメンより少なくガンマ補正される。
実際に用いられるガンマ補正アルゴリズムは、画像表示装置の特性のような変量
に依存する。画像処理回路は、人の目の非直線的な輝度感応性を補償するために
、ガンマ補正を用いる。人の目は、明るい画像領域での輝度変化に対してより、
暗い画像領域での輝度変化に対して、より敏感である。すなわち、人の目は、暗
い領域での１ルーメンの変化を、明い領域での１ルーメンの変化より大きな変化
として知覚する。それゆえ、ガンマ補正は、人の目が画像の全輝度範囲にわたる
直線又は準直線のコントラスト目盛りを知覚するようにさせる。しかし、不都合
なことに、ガンマ補正は、実際にはしばしば、暗い領域での量子化レベルを、明
るい領域での量子化レベルに対して相対的に増大させ、したがって、存在してい
る等高線状人工物の視認可能性を増大させている。
【０００４】 画像の圧縮／逆圧縮方法の概観
【０００５】 上記に説明した概念及び下記の発明の詳細な説明において説明する概念の理解
を助けるために、画像の圧縮／逆圧縮の基礎的な概観を以下に説明する。
【０００６】 相対的に高解像度の画像（映像）を相対的に低帯域幅の周波数帯を通じて電子
的に送信するために、又はそのような画像を相対的に小さな記憶空間に電子的に
保管するために、その画像を表すデジタルデータを圧縮することがしばしば必要
となる。たとえば、高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）のビデオ画像（ビデオ映像
）は、現存のテレビジョン周波数帯を通じて送信が可能となるように圧縮される
。圧縮しない場合には、ＨＤＴＶビデオ画像は、現存のテレビジョン周波数帯の
帯域幅より非常に大きな帯域幅を有する送信周波数帯を必要とする。さらに、デ
ータの送信通過量および送信時間を許容できる程度に低減させるために、画像は
、インターネットを通じて送られる前に、圧縮される。又は、ＣＤ−ＲＯＭ又は
コンピュータサーバの画像保管容量を増加させるために、これらに保管される前
に、画像は圧縮される。
【０００７】 そのような画像圧縮は、一般に、画像を表すために必要なデータビットの数を
減少させることを含んでいる。不都合なことに、多くの圧縮方法は損失性を有す
る。すなわち、原画像に含まれている視覚的情報は圧縮の間に失われる。前記し
たように、この情報の損失は、逆圧縮された画像において、視認可能な人工物と
しばしば呼ばれる、目で見て顕著な差異を生じさせる。多くの場合において、こ
れらの人工物は望ましくなく、したがって、逆圧縮された画像の視覚的品質を原
画像の視覚的品質に比べて著しく低減させる。
【０００８】 図１から図３を参照するに、ＭＰＥＧ−１及びＭＰＥＧ−２を含む、普及して
いるブロックに基づく動画標準化作業グループ（ＭＰＥＧ）による圧縮規格の基
礎について説明する。図示の目的のために、この説明は、Ｙ、ＣB及びＣRの色空
間で表された画像を圧縮するために、ＭＰＥＧ４：２：０フォーマットを用いる
ことに基づく。しかし、また、説明した概念は、他のＭＰＥＧフォーマット、他
の色空間で表された画像、及び静止画像を圧縮するのにしばしば用いられる合同
写真標準化作業グループ（ＪＰＥＧ）による規格のような他のブロックに基づく
圧縮規格に当てはまる。さらに、多くのＭＰＥＧ規格やＹ、ＣB及びＣRの色空間
の詳細は簡潔さのために省略するが、これらの詳細は、非常に多くの入手可能な
文献においてよく知られ、かつ開示されている。
【０００９】 図１から図３を参照するに、ＭＰＥＧ規格は、テレビ放送において見い出ださ
れるような時間的に連続した画像たとえば映像フレームを圧縮するのにしばしば
用いられる。各映像フレームは、マクロブロックと呼ばれる、各々が１又はそれ
以上の画素を含む部分領域に分割される。図１(A)は、２５６の画素１２を有す
る１６画素×１６画素のマクロブロック１０を示す。他の圧縮規格は他の規模を
有するマクロブロックを用いるが、ＭＰＥＧ規格においてはマクロブロックは常
に１６×１６画素である。原映像フレームにおいて、各画素１２は、それぞれ輝
度値Ｙ、及びそれぞれ１組の色、たとえば彩度の異なる値のＣB及びＣRを有する
。
【００１０】 図１(A)から図１(D)を参照するに、フレームの圧縮前に、たとえば予備圧縮値
のような圧縮のために用いられる、デジタル輝度（Ｙ）及び彩度の異なる（ＣB
及びＣR）値は、原フレームの原Ｙ、ＣB及びＣRの値から生成される。ＭＰＥＧ
４：２：０フォーマットにおいて、予備圧縮のＹ値は原Ｙ値と同じである。した
がって、各画素１２は、単にその原輝度値Ｙを保持するにすぎない。しかし、圧
縮されたデータの総量を減少させるために、ＭＰＥＧ４：２：０フォーマットは
、各群１４の４つの画素１２のために、１つの予備圧縮のＣB値及び１つの予備
圧縮のＣR値を可能にするのみである。各予備圧縮のＣB値及びＣR値は、各群１
４における４つの画素１２の原ＣB値及びＣR値からそれぞれ分割される。たとえ
ば、予備圧縮のＣB値は、各群１４の４つの画素１２の原ＣB値の平均に等しくな
るように設定することができる。したがって、図１(B)から図１(D)を参照するに
、マクロブロック１０から生成された予備圧縮のＹ、ＣB及びＣRの値は、１つの
１６×１６行列１７の予備圧縮のＹ値（それぞれ各画素１２の原Ｙ値に等しい）
、１つの８×８行列１８の予備圧縮のＣB値（各群１４の４つの画素１２のため
の１つの取り出されたＣB値に等しい）、及び１つの８×８行列２０の予備圧縮
のＣR値（各群１４の４つの画素１２のための１つの取り出されたＣR値に等しい
）のように配置される。しかし、行列１８、２０及び８×８四分の一区の行列１
７を「ブロック」の値と呼ぶことは、産業界において周知である。さらに、１６
×１６ブロックの代わりに８×８ブロックの画素値に圧縮変換を実行することは
好都合なので、予備圧縮のＹ値のマクロブロック１７は、マクロブロック１０の
８×８ブロックＡからＤの画素１２にそれぞれ対応する４つの８×８ブロック２
２ａから２２ｄに細分される。したがって、図１(B)から図１(D)を参照するに、
６つの８×８ブロックの予備圧縮の画素値は各マクロブロック１０、すなわち、
４つの８×８ブロック２２ａから２２ｄの予備圧縮のＹ値、１つの８×８行列１
８の予備圧縮のＣB値、及び１つの８×８行列２０の予備圧縮のＣR値のために生
成される。
【００１１】 図２は、より一般にはエンコーダ３０と呼ばれる、ＭＰＥＧ圧縮装置３０のブ
ロック図である。一般に、エンコーダ３０は、１つのフレーム又は連続したフレ
ームのための予備圧縮データを、前記予備圧縮データよりかなり少ないデータビ
ットで同じフレーム又は複数のフレームを表すエンコードされたデータに変換す
る。この変換を実行するために、エンコーダ３０は、前記予備圧縮データにおけ
る余剰物を減少又は除去し、効率的な変換及び符号化方法を用いて残りのデータ
を再フォーマットする。
【００１２】 特に、エンコーダ３０はフレーム再整列用の緩衝装置３２を含み、この緩衝
装置３２は、１又はそれ以上の連続したフレームのための予備圧縮データを受取
り、符号化のためにフレームを適当に連続して再整列させる。したがって、再整
列された一続きは、フレームが生成され、表示される一続きとはしばしば異なる
。エンコーダ３０は、保管された各フレームを、画像群（ＧＯＰ）と呼ばれるそ
れぞれの群に割り当て、各フレームを内部（Ｉ）フレーム又は非内部（非Ｉ）フ
レームとしてラベル付けする。たとえば、各ＧＯＰは、１５の全フレームのため
に３つのＩフレームと１２の非Ｉフレームとを含む。エンコーダ３０は、常に他
のフレームを参照することなくＩフレームを符号化するが、ＧＯＰの他の１又は
それ以上のフレームを参照して非Ｉフレームを符号化することが可能であり、ま
たしばしば符号化を行う。しかし、エンコーダ３０は、異なったＧＯＰのフレー
ムを参照して非Ｉフレームを符号化することは行わない。
【００１３】 図１及び図２を参照するに、Ｉフレームの符号化の間、Ｉフレームを表す８×
８ブロック（図１(B)から図１(D)）の予備圧縮のＹ値、ＣB値及びＣR値は、加算
装置３４を経て離散コサイン変換装置（ＤＣＴ）３６へ通り、離散コサイン変換
装置３６は、これらのブロックの値を、８×８ブロックの１つのＤＣ（ゼロ周波
数）係数と６３のＡＣ（非ゼロ周波数）係数とにそれぞれ変換する。すなわち、
エンコーダ３０がＩフレームを符号化するときは加算装置３４は必要でないので
、予備圧縮の値は、いかなる他の値と加算されることなく加算装置３４を経る。
（しかし、以下のように、エンコーダ３０が非Ｉフレームを符号化するときは加
算装置３４はしばしば必要である。）量子化装置３８は、各係数を各量子化値へ
の制限をし、各経路４０及び４２に量子化されたＡＣおよびＤＣ係数を供給する
。予測エンコーダ４４はＤＣ係数を予測的に変換し、可変長コーダ４６は、量子
化されたＡＣ係数と量子化及び予測的に符号化されたＤＣ係数とを、ハフマン符
号（Huffman code）語のような可変長符号語に変換する。これらの符号語は、符
号化されたＩフレームの画素値を表す符号化されたデータを形成する。その後、
送信用の緩衝装置４８は、符号化されたデータのデコーダへの同調された送信を
可能にするために、これらの符号を一時的に保管する（以下に図３に関連して説
明する。）。選択的に、符号化されたデータが送信の代わりに保管されたときは
、コーダ４６は、ＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に可変長符号語を直接に供給す
る。
【００１４】 ＩフレームがＧＯＰの１又はそれ以上の非Ｉフレームのための基準として（し
ばしば用いられるように）用いられるとき、以下の理由のために、デコーダによ
って用いられるデコード方法に類似又は同一の符号化方法で符号化されたＩフレ
ームをデコードすることによって、エンコーダ３０は対応する基準フレームを生
成する（図３）。Ｉフレームに参照される非Ｉフレームをデコードするとき、デ
コーダは、選択肢を有せず、デコードされたＩフレームを基準フレームとして用
いる。ＭＰＥＧ規格による符号化は損失性を有する（ある情報はＡＣ及びＤＣの
ＤＣＴ係数の量子化により失われる）ので、デコードされたＩフレームの画素値
は、しばしば原Ｉフレームの予備圧縮の画素値とは異なっている。それゆえ、デ
コード化のために用いられる基準フレーム（デコードされたＩフレーム）は符号
化のために用いられる基準フレーム（予備圧縮のＩフレーム）とは異なることか
ら、符号化の間予備圧縮のＩフレームを基準フレームとして用いることは、デコ
ードされた非Ｉフレームにおいて付加的な人工物を生じさせることになる。
【００１５】 それゆえ、デコーダのための基準フレームとして類似又は同一であるエンコー
ダ３０のための基準フレームを生成するために（図３）、エンコーダは、逆量子
化装置５０と、逆量子化装置及びデコーダの逆ＤＣＴに類似して設計された逆Ｄ
ＣＴ５２とを含む。逆量子化装置５０は、量子化装置３８からの量子化されたＤ
ＣＴ係数を逆量子化し、逆ＤＣＴ５２は、これらの逆量子化されたＤＣＴ係数を
、対応する８×８ブロックのともに基準フレームを構成するＹ、ＣB及びＣRの画
素値に変換する。しかし、量子化の間に発生した損失の理由から、これらのデコ
ードされた画素値のいくつか又は全部はそれらの対応する予備圧縮のフレームと
は異なる。これらのデコードされた画素値は、（以下に示すように、非Ｉフレー
ムから基準フレームを生成するときに用いられる）加算装置５４を経て、基準フ
レームを保管する基準フレーム用の緩衝装置５６へ通る。
【００１６】 非Ｉフレームの符号化の間、エンコーダ３０は、初めに、少なくとも２つの方
法で各マクロブロックの非Ｉフレームを符号化する。１つの方法は、Ｉフレーム
のために前記した方法であり、他の方法は、以下に示す、動き予測を用いる方法
である。エンコーダ３０は、その後、最少のビットを有する生じた符号を保存か
つ送信する。したがって、この方法は、マクロブロックの非Ｉフレームが最少の
ビットを用いて符号化されることを確実にする。
【００１７】 動き予測に関して、物体の相対的な位置が先行又は次のフレームにおいて変化
するときは、フレームにおける物体は動きを呈する。たとえば、馬が画面を横切
ってギャロップで走るときは、馬は相対的な動きを呈する。または、カメラが馬
を追うときは、背景が馬に関して相対的な動きを呈する。一般に、物体が現れる
次に来る各フレームは、同じマクロブロックの画素の少なくともいくつかを先行
のフレームとして含む。しかし、先行のフレームにおいて整合マクロブロックの
ようなマクロブロックは、しばしば、先行のフレームにおいて占有する各フレー
ム位置とは異なる各フレーム位置を占有する。選択的に、静止の物体（たとえば
木）又は背景画面（たとえば空）の部分を含むマクロブロックは、一連のフレー
ムのそれぞれにおいて同じフレーム位置を占有し、したがって、ゼロ動きを呈す
る。どちらの場合においても、各フレームを独立に符号化する代わりに、「マク
ロブロックＲ及びＺのフレーム１（非Ｉフレーム）は、位置Ｓ及びＴにあるマク
ロブロックの各フレーム０（基準フレーム）と同じである。」ことをデコーダに
告げるために、より少ないデータビットが用いられる（フレーム０及び１及びマ
クロブロックＲ，Ｓ，Ｔ及びＺは図示しない。）。この「声明」（statement）
は、一方から他方への各マクロブロックの相対的な動きを表す各位置の値を有す
る各動きベクトル（一方はＲからＳへ指向し、他方はＴからＺへ指向している）
として符号化される。相対的に速く動いている物体に関して、相対的な動き、し
たがって位置の値は、相対的に大きい。逆に、静止した又は相対的に遅く動いて
いる物体又は背景画面に関して、相対的な動き、したがって位置の値は、相対的
に小さい又はゼロに等しい。
【００１８】 再び図２を参照するに、非Ｉフレームの符号化の間、動き予測装置５８は、非
Ｉフレームにおけるマクロブロックの予備圧縮のＹ値を、基準Ｉフレームにおけ
る各マクロブロックのデコードされたＹ値と比較し（ＣB値及びＣR値は、動き予
測の間用いられない。）、整合マクロブロックを確認する。整合がＩ基準フレー
ムにおいて見いだされる非Ｉフレームにおける各マクロブロックのために、動き
予測装置５８は、基準フレームと基準フレーム内の整合マクロブロックの位置と
を同一化する動きベクトルを生成する。したがって、図３に関連して以下に説明
するように、これらの動き符号化されたマクロブロックの非Ｉフレームをデコー
ドする間、デコーダは、動き符号化されたマクロブロックの画素値を、基準フレ
ームにおける整合マクロブロックから得るために、動きベクトルを用いる。予測
エンコーダ４４は動きベクトルを予測的に符号化し、コーダ４６は、符号化され
た動きベクトルのための各符号語を生成し、これらの符号語を送信用の緩衝装置
４８に供給する。
【００１９】 さらに、非Ｉフレームにおけるマクロブロック及び基準Ｉフレームにおける整
合マクロブロックはしばしば類似かつ非同一であるので、エンコーダ３０は、こ
れらの差を動きベクトルといっしょに符号化し、デコーダがそれらを計算できる
ようにする。特に、動き予測装置５８は、画素毎の原理に基づいて、整合マクロ
ブロックの基準フレームのデコードされたＹ値を加算装置３４に供給し、これら
のＹ値を、整合マクロブロックの非Ｉフレームの予備圧縮のＹ値から効果的に減
じる。残りのブロックの量子化されたＤＣ係数が経路４０を経てコーダ４６に直
接に結合され、予測エンコーダ４４によって予測的に符号化されることがないこ
と以外は、残りと呼ばれるこれらの差は、８×８ブロックに配置され、前記した
方法と同様の方法で、ＤＣＴ３６、量子化装置３８、コーダ４６及び緩衝装置４
８によって処理される。
【００２０】 加えて、非Ｉフレームを基準フレームとして用いることが可能である。非Ｉフ
レームが基準フレームと用いられるとき、前記の理由からこの非Ｉフレームがデ
コーダによって用いられるフレームと同じであるように、量子化装置３８からの
量子化された残りはそれぞれ量子化され、逆量子化装置５０及び逆ＤＣＴ５２に
よってそれぞれ逆変換される。動き予測装置５８は、残りが生成された基準フレ
ームのデコードされたＹ値を加算装置５４に供給する。加算装置５４は、非Ｉフ
レームの各Ｙ値を生成するために、逆ＤＣＴ５２からの各残りを基準フレームの
これらのデコードされたＹ値に加える。基準フレーム用の緩衝装置５６は、その
後、後続の非Ｉフレームを動き符号化することに用いるために、基準フレームと
いっしょに基準非Ｉフレームを保管する。
【００２１】 さらに図２を参照するに、エンコーダ３０は、また、符号化されたフレームデ
ータを固定された速度で典型的に送信する送信用の緩衝装置４８がオーバーフロ
ー又は空たとえばアンダーフローにならないことを確実にするために、速度制御
装置６０を含む。これらの条件のいずれかが生じれば、符号化されたデータの流
れにエラーが発生する。たとえば、緩衝装置４８がオーバーフローすると、コー
ダ４６からのデータは失われる。したがって、速度制御装置６０は、送信用の緩
衝装置４８の最大容量度合に基づいて量子化装置３８によって用いられる量子化
換算係数を調整するためにフィードバックを用いる。具体的には、緩衝装置４８
が満たされれば満たされるほど、制御装置６０は換算係数をより大きくさせ、コ
ーダ４６はデータビットをより少なく生成する。逆に、緩衝装置４８がより空に
なればなるほど、制御装置６０は換算係数を小さくさせ、コーダ４６はデータビ
ットをより多く生成する。この連続的な調整は、緩衝装置４８がオーバーフロー
にもアンダーフローにもならないことを確実にする。
【００２２】 図３は、一般にデコーダと呼ばれ、図２のエンコーダ３０によって符号化され
たフレームをデコードすることができる、従来のＭＰＥＧ逆圧縮装置６０のブロ
ック図である。
【００２３】 動き予測されていないＩフレーム及びマクロブロックの非Ｉフレームのために
、可変長デコーダ６２は、エンコーダ３０（図２）から受取った可変長符号語を
デコードする。予測デコーダ６４は予測的にデコードされたＤＣ係数をデコード
し、図２の逆量子化装置５０と類似又は同一である逆量子化装置６５はデコード
されたＡＣ及びＤＣ係数を逆量子化する。図２の逆ＤＣＴ５２に類似又は同一で
ある逆ＤＣＴ６６は、逆量子化された係数を画素値に変換する。デコードされた
画素値は、（以下に示すように、動き予測されたマクロブロックの非Ｉフレーム
をデコードする間に用いられる）加算装置６８を経てフレーム再整列用の緩衝装
置７０へ通る。この緩衝装置７０は、デコードされたフレームを保管し、映像表
示装置７２への表示のために適正に整列させてそれらを配列する。デコードされ
たフレームが基準フレームとして用いられたとき、そのフレームは基準フレーム
用の緩衝装置７４に保管される。
【００２４】 動き予測されたマクロブロックの非Ｉフレームのために、デコーダ６２、逆量
子化装置６５及び逆ＤＣＴ６８は、Ｉフレームの係数のために前記したように残
りの係数を処理する。加えて、予測デコーダ６４は動きベクトルをデコードし、
動きベクトルが指向する基準フレームのマクロブロックからの画素値を加算装置
６８に供給する。加算装置６８は、デコードされたマクロブロックの画素値を生
成するために、これらの指向された画素値を残りの画素値に加え、これらのデコ
ードされた画素値をフレーム再整列用の緩衝装置７０に供給する。エンコーダ３
０（図２）がデコードされた非Ｉフレームを基準フレームとして用いるときは、
このデコードされた非Ｉフレームは、基準フレーム用の緩衝装置７４に保管され
る。
【００２５】 図２及び図３を参照するに、多機能の回路ブロックを含むとして説明したが、
エンコーダ３０及びデコーダ６０は、ハードウェア、ソフトウェア、又は双方の
組合わせにおいて実行してもよい。たとえば、エンコーダ３０及びデコーダ６０
は、回路ブロックのそれぞれの機能を実行するそれぞれの１又はそれ以上の処理
装置によって、しばしば実行される。
【００２６】 図２及び図３のＭＰＥＧエンコーダ３０及びＭＰＥＧデコーダ６０及び一般の
ＭＰＥＧ規格のさらに詳細な説明は、参考文献として組入れられている、１９９
８年マグロウヒル（McGraw-Hill）社刊のピーター・ディー・シメス（Peter D.
Symes）著作の「ビデオ圧縮」（Video Compression）を含む多くの刊行物におい
て入手可能である。さらに、他のよく知られたブロックに基づく圧縮方法は、映
像及び静止画像を符号化及びデコード化するために利用することができる。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一面において、画像処理回路は、画素値を閾値と比較し、前記画素値
が前記閾値と所定の関係を有するときは前記画素値を変更する。
【００２８】 本発明の他の一面において、画像処理回路は、乱数を生成し、前記乱数を画素
値と組合わせる。
【００２９】 そのような画像処理回路は、等高線状人工物のような人工物を、デコードされ
た電子画像から取除くことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明の一実施例による画素回路１００のブロック図である。画素回
路１００は、等高線状人工物のような人工物の視認可能性を低減するために、デ
コードされた電子画像の画素値を変更する。具体的に、人の目は、無秩序なノイ
ズに対してより、（図１及び図２に関連して前記した）量子化のようなパターン
化されたノイズに対してより敏感である。量子化が等高線状人工物を生じさせる
ので、画素回路１００は、等高線状人工物を人の目に対して視認可能性のより少
ない又は不可視なものとさせるために、画像において無秩序なノイズを生じさせ
ている。前記したように、等高線状人工物が明るい画像領域より暗い画像領域に
おいてより目立つので、回路１００は、好ましい実施例においては、処理時間を
減少させるために、暗い画像領域のみにおいて無秩序なノイズを生じさせている
。しかし、他の実施例において、回路１００は明るい領域においても無秩序なノ
イズを生じさせるようにしてもよい。
【００３１】 回路１００は、画像の各画素の画素値（彩度値及び輝度値ともに）をそれぞれ
閾値と比較する閾値比較回路１０２を含む。回路１０２は、閾値（暗い画素値）
より小さい画素値を、一実施例においては加算装置である組合せ装置１０６の第
１の入力端子１０４に供給し、閾値（明るい画素値）より大きい画素値を、画像
用の緩衝装置１１０の第１の入力端子１０８に供給する。
【００３２】 乱数生成装置１１０は、入力端子１１４及び出力端子１１６を有し、回路１０
２が画素値を処理する画像の各画素位置のために各乱数を生成する。一実施例に
おいて、出力端子１１６は、帰還路を形成するために入力端子１１４に結合され
ている。付加的な切縮め回路１２０は、乱数を所望の長さに切縮める（truncate
）。切縮め装置１２０（又は切縮め装置１２０が省略されいているときは乱数生
成装置１１２）は、乱数を組合せ装置１０６の第２の入力１２２へ供給する。し
たがって、各画素位置のために、生成装置１１２は、変更された暗い画素値を生
成するように乱数を各暗い画素値と組合せる組合せ装置１０６に各乱数を供給す
る。画素位置が暗い画素値の代わりに明るい画素値を有しているときは、生成装
置１１２は、たとえ組合せ装置１０６が画素値を変更するために乱数を用いない
場合においても、画素位置のための乱数をさらに生成する。
【００３３】 短縮化回路１２４は、組合せ装置１０６からの変更された暗い画素値を入力端
子１２６に受取り、変更された画素値が画素の所定の範囲外の値になっているか
否かを決定する。変更された画素値が範囲外の値となっている場合には、短縮化
回路１２４は、画素値が範囲内の値となるように範囲外の変更された画素値を「
短縮」し（clip）、それによって、記録あふれ（register overflow）によって
誤った変更画素値が生成されることを防止する。変更された画素値が範囲外の値
になっていないときは、短縮化回路１２４は、変更された画素値を修正しない。
回路１２４は、短縮済み及び非短縮の変更された画素値を画像用の緩衝装置１１
０の第２の入力１２８に供給する。緩衝装置１１０は、表示装置への表示のため
に適正に整列させて、明るい画素値及び変更された暗い画素値を保管する。
【００３４】 図４及び図５のフロー図を参照して、本発明の一実施例による画素回路１００
の演算について説明する。
【００３５】 図５のブロック１３８を参照するに、閾値比較装置１０２は、画素の輝度値又
は画素の彩度値とすることができる、画素値を受取る。一実施例において、画素
値は８ビットであり、したがって０から２５５の範囲の値である。さらに、比較
装置１０２は、いかなる位の画素値をも受取ることができる。たとえば、比較装
置１０２は、画像のすべての輝度の画素値を受取りかつ処理し、その画像のすべ
ての彩度値を処理することができる。又は、比較装置１０２は、第１の画素位置
のためのすべての画素値（輝度及び彩度）を受取りかつ処理し、第２の画素位置
のためのすべての画素値を処理することができ、以下同様である。
【００３６】 次に、ブロック１４０を参照するに、比較装置１２０は、画素値が各閾値より
小さいか否かを決定する。一実施例において、回路１０２は、すべての輝度の画
素値を輝度の閾値と比較し、すべての彩度の画素値を彩度の閾値と比較する。一
実施例において、回路１０２は、輝度及び彩度の画素値を同じ閾値と比較する。
さらに他の実施例において、比較装置１０２は、各画素位置のために別の閾値を
用いる。さらに、閾値はいかなる数であってもよいが、一実施例において、５０
から８０の範囲内の数である。さらに、画素値が閾値より小さいか否かを決定す
ることとして説明したが、回路１０２は、減少される人工物のタイプによって、
画素値が、閾値より小さい又は等しい、閾値より大きい、閾値より大きい又は等
しいか否かを決定するように構成してもよい。
【００３７】 ブロック１４２を参照するに、画素値が閾値より小さくない場合は、比較装置
１０２は、画素値が明るい画素値か否かを決定し、明るい画素値と等しい各変更
された画素値を有効に生成する。（変更された画素値は非変更の明るい画素値と
単に等しいが、それは、フローチャート内における一貫性のために、変更された
画素値と呼ばれる。）ブロック１４４を参照するに、比較装置１０２は、変更さ
れた画素値を、緩衝装置１１０での保管のために、緩衝装置１１０の入力端子１
０８に供給する。
【００３８】 しかし、画素値が閾値より小さいときは、ブロック１４６を参照するに、比較
装置１０２は、画素値が暗い画素値か否かを決定し、組合せ装置１０６は、変更
された画素値を生成するために、この暗い画素値を生成装置１１２（及び存在す
るときには付加的に切縮め装置１２０も）からのランダム値と組合わせる。一実
施例において、組合せ装置１０６は、変更された画素値を生成するために、暗い
画素値をランダム値と合計する。生成装置１１２の演算について、以下において
、より詳細に説明する。
【００３９】 次に、ブロック１５０を参照するに、短縮化回路１２４は、組合せ装置１０６
からの変更された暗い画素値が適正な範囲内か否かを決定する。変更された画素
値が範囲内であるときは、ブロック１４４を参照するに、回路１２４は、変更さ
れた画素値を、緩衝装置１１０での保管のために、緩衝装置１１０の入力端子１
２８へ通す。しかし、変更された画素値が範囲外であるときは、ブロック１５２
を参照するに、回路１２４は、変更された画素値を緩衝装置１１０に供給する前
に、変更された画素値を範囲内の値に設定する。たとえば、一実施例において、
適正な画素値の範囲が０から２５５であり、変更された画素値が０より小さいと
きは、回路１２４は、変更された画素値を０と等しくなるように設定する。同様
に、変更された画素値が２５５より大きいときは、回路１２４は、変更された画
素値を２５５と等しくなるように設定する。
【００４０】 ブロック１５４を参照するに、画素回路１００は、処理すべき画素がさらにあ
るか否かを決定する。否のときは、画素回路１００は、画素値がさらに供給され
るまでそのルーチンを終了する。しかし、処理すべき画素値がさらにあるときは
、ブロック１３８を参照するに、閾値比較装置は次の画素値を受取り、ブロック
１４０から開始される前記したステップの処理が繰り返される。
【００４１】 再び図４を参照して、本発明の一実施例による乱数生成装置１１２の演算につ
いて説明する。生成装置１１２は、一実施例において以下のような乱数式によっ
て乱数を生成する。
【００４２】
【数３】 （１） 乱数＝（1664525×シード数＋1013904223） mod 232
【００４３】 生成装置１１２は各画素値のために異なる乱数を生成するが、一実施例におい
て、生成装置１１２は、画像内の各画素位置のための異なる乱数を生成する。し
たがって、そのような実施例において、各乱数は、各画素位置のためのすべての
暗い画素値（輝度及び彩度）を変更するのに用いられる。これらの種々の乱数を
生成するために、各画素位置のための異なるシード数（seed number）を供給す
る。一実施例において、第１の画像のための第１の乱数を生成するために、初期
シード数を入力端子１１４に供給する。この第１の乱数は、帰還経路１１８を経
て入力端子１１４に帰還し、したがって、次の乱数を生成するためのシード数と
してふるまう。この帰還は、画像における各画素位置のために乱数が生成される
まで続けられる。そのような帰還は、各乱数のために入力端子１１４に新規の非
帰還シード値を供給することに比べて、処理時間及び必要なパワーを減少させる
。次の画像のための第１の乱数を生成するために、新規に初期シード値を供給す
る、又は前画像のために生成された最後の乱数を帰還させることができる。
【００４４】 乱数生成装置１１２によって生成された乱数はむしろ大きいので、付加的な切
縮め装置１２０は、乱数を組合せ装置１０６に供給する前に乱数を所望の長さに
減少させるために、回路１００に含まれるようにしてもよい。たとえば、一実施
例において、切縮め装置１２０は、切縮められた乱数が、−３，−２，−１，０
，１，２，３のいずれかを有するように、すべての乱数を３ビット（２桁と及び
１つの符号）に減少させる。
【００４５】 図４及び図６を参照するに、乱数生成装置１１２の演算について、時間的に変
化する無秩序なノイズ及び時間的に変化しない無秩序なノイズの一般的なことに
ついて説明する。図６は、同じ続きの映像フレームからの２つの映像フレーム１
６０，１６２の画素図である。画素回路１００が時間的に変化する無秩序なノイ
ズを用いて映像フレームを処理できるように、生成装置１１２は、種々の映像フ
レームにおける同じ各画素位置のために種々の乱数を生成する。たとえば、生成
装置１１２は、画素位置ａ00及びｂ00のための種々の乱数、画素位置ａ01及びｂ 01 のための種々の乱数、以下同様の乱数を生成する。したがって、無秩序なノイ
ズはフレーム毎に変化する。フレームは種々の時間での場面を表すので、無秩序
なノイズパターンは、時間と共に変化する、すなわち、時間的に変化する。逆に
、画素回路１００が時間的に変化しない無秩序なノイズを用いて映像フレームを
処理できるように、生成装置１１２は、種々の映像フレームにおける同じ各画素
位置のために同じ乱数を生成する。たとえば、生成装置１１２は、画素位置ａ00 及びｂ00のための同じ乱数、画素位置ａ01及びｂ01のための同じ乱数、以下同様
の乱数を生成する。したがって、無秩序なノイズはフレーム毎に同じであるので
、時間と共に変化することはない。時間的に変化しない無秩序なノイズで一連の
映像の画像を処理することは、時間的に変化する無秩序なノイズで一連の映像の
画像を処理することとは異なった視認可能な結果をもたらすが、いずれの処理方
法も、一般に、等高線状人工物の視認可能性おける同じ程度の減少を与える。
【００４６】 一実施例において、乱数生成装置１１２は、前記した帰還方法を用いることに
よって、及び各映像フレームのための異なった初期シード値を用いることによっ
て、時間的に変化する無秩序なノイズを生成する。たとえば、画素回路１００は
フレーム１６２の前にフレーム１６０を処理すると仮定する。生成装置１１２は
、画素位置ａ00のための乱数を生成するために第１の初期シード値を用い、画素
位置ａ01のためのシード値としてａ00乱数を帰還させ、以下同様に行う。回路１
００がフレーム１６０を処理することを完了した後、生成装置１１２は、画素位
置ｂ00のための乱数を生成するために、第１の初期シード値とは異なった第２の
初期シード値を用いる。生成装置１１２は、位置ｂ01のためのシード値としてｂ 00 乱数を帰還させ、以下同様に行う。生成装置１１２がフレーム１６０及び１６
２のために異なった初期シード値を用いるので、ａ00のための乱数はｂ00のため
の乱数とは等しくなく、ａ01のための乱数はｂ01のための乱数とは等しくなく、
以下同様である。それゆえ、フレーム１６０のための無秩序なノイズパターンは
、フレーム１６２のための無秩序なノイズパターンとは異なっている。このこと
は一般に正しい。たとえ付加的な切縮め装置１２０がフレーム１６２における各
画素位置と同じ切縮められた乱数を有するようにフレーム１６０における画素位
置のいくつかを生じさせるような場合においてでさえ正しい。
【００４７】 他の実施例において、乱数生成装置１１２は、前記した帰還方法を用いること
によって、及び各映像フレームのための同じシード値を用いることによって、時
間的に変化しない無秩序なノイズを生成する。たとえば、画素回路１００はフレ
ーム１６２の前にフレーム１６０を処理すると仮定する。生成装置１１２は、画
素位置ａ00のための乱数を生成するために初期シード値を用い、画素位置ａ01の
ためのシード値としてａ00乱数を帰還させ、以下同様に行う。回路１００がフレ
ーム１６０を処理することを完了した後、生成装置１１２は、画素位置ｂ00のた
めの乱数を生成するために、同じシード値を用いる。生成装置１１２は、位置ｂ 01 のためのシード値としてｂ00乱数を帰還させ、以下同様に行う。生成装置１１
２がフレーム１６０及び１６２のために同じシード値を用いるので、ａ00のため
の乱数はｂ00のための乱数とは等しく、ａ01のための乱数はｂ01のための乱数と
等しく、以下同様である。それゆえ、フレーム１６０のための無秩序なノイズパ
ターンは、フレーム１６２のための無秩序なノイズパターンとは同じである。
【００４８】 前記したことから、本発明の具体的な実施例は図示の目的のために説明したも
のであるが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である
ことは容易に理解される。たとえば、画素回路１００（図４）は、暗い画素値の
みならず、すべての明るい及び暗い画素値を変更することができる。さらに、画
素回路１００を種々の機能回路ブロックを用いて説明したが、ソフトウェア、ハ
ードウェア又はそれらの組合わせにおいて実行することができる。たとえば、画
素回路１００は、処理装置であってもよく、又は、１又はそれ以上の処理装置で
実行されるさらに大きな画像処理回路の一部であってもよい。回路１００を実行
するのに用いることのできる処理装置は、イクエータ・テクノロジーズ（Equato
r Technologies）社が開発したマップ１０００（Map1000）処理装置、インテル
（Intel）社が開発したペンティアム（Pentium）又はセレロン（Celeron）処理
装置又はアドバンスド・マイクロ・デバイス（Advanced Micro Devices）（ＡＭ
Ｄ）社が開発したＫ６処理装置を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1(A)は、従来のマクロブロックの画素を示す図。図１(B)は、図１(A)のマク
ロブロックの画素にそれぞれ対応する従来のブロックの予備圧縮のＹ値を示す図
。図１(C)は、図１(A)のマクロブロックの画素群にそれぞれ対応する従来のブロ
ックの予備圧縮のＣB値を示す図。図１(D)は、図１(A)のマクロブロックの画素
群にそれぞれ対応する従来のブロックの予備圧縮のＣR値を示す図。
【図２】 従来のＭＰＥＧエンコーダのブロック図。
【図３】 従来のＭＰＥＧデコーダのブロック図。
【図４】 本発明の一実施例に係る画素回路のブロック図。
【図５】 本発明の一実施例に係る画素回路の演算のフロー図。
【図６】 本発明の一実施例に係る図４の画素回路が演算できる２つの連続した映像フレ
ームの各部分のブロック図。
【符号の説明】
１００ 画素回路 １０２ 閾値比較回路 １０４，１０８ 第１の入力端子 １０６ 組合せ装置 １１０ 画像用の緩衝装置 １１２ 乱数生成装置 １１４，１２６ 入力端子 １１６ 出力端子 １１８ 帰還経路 １２０ 切縮め装置 １２２，１２８ 第２の入力端子 １２４ 短縮化回路 １３８，１４０，１４２，１４４，１４６，１５０，１５２，１５４ ブロッ
ク １６０，１６２ 映像フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ (72)発明者 ゴーヴ、 ロバート ジェイ アメリカ合衆国 95033 カリフォルニア 州 ロス ゲートス ブラッシュ ロード 21104 Ｆターム(参考） 5C021 PA16 PA52 PA66 PA83 RA01 RB01 RB06 XA31 YA01 YC03 YC08 YC09 ZA01 ZA11 5C059 KK01 KK03 MA00 MA23 MC11 ME01 NN01 PP04 SS12 TA41 TB07 TB08 TC02 TD11 UA02 UA05 UA32 UA34

Claims (70)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画素値を閾値と比較すること、及び前記画素値が前記閾値と
    所定の関係を有するときは前記画素値を変更することを実行可能な画素回路を含
    む、画像処理回路。
  2. 【請求項２】 前記画素値は輝度の画素値を含む、請求項１に記載の回路。
  3. 【請求項３】 前記画素値は彩度の画素値を含む、請求項１に記載の回路。
  4. 【請求項４】 前記閾値は約５０から約８０の範囲内である、請求項１に記
    載の回路。
  5. 【請求項５】 前記補償値は、無作為に生成された値を含む、請求項１に記
    載の回路。
  6. 【請求項６】 前記補償値は、−３から３の範囲内の無作為に生成された値
    を含む、請求項１に記載の回路。
  7. 【請求項７】 前記画素回路は、さらに、画素値と補償値との合計が画素値
    の所定の範囲内であるか否かを決定すること、及び前記合計が前記範囲外である
    ときは前記画素値を前記範囲内の値と等しくなるように設定することを実行可能
    である、請求項１に記載の回路。
  8. 【請求項８】 前記画素回路は、前記画素が前記閾値より小さいときは前記
    画素値を変更することを実行可能である、請求項１に記載の回路。
  9. 【請求項９】前記画素回路は処理装置を含む、請求項１に記載の回路。
  10. 【請求項１０】 前記画素回路は、補償値を前記画素値に加えることによっ
    て前記画素値を変更することを実行可能である、請求項１に記載の回路。
  11. 【請求項１１】 乱数を生成すること、及び前記乱数を画素値と組合わせる
    ことを実行可能な画素回路を含む、画像処理回路。
  12. 【請求項１２】 前記画素回路は、さらに、前記乱数を前記画素と組合わせ
    る前に前記乱数を切縮めることを実行可能である、請求項１１に記載の回路。
  13. 【請求項１３】 前記画素回路は、さらに、前記画素値が所定の範囲外であ
    るときは前記画素値を短縮することを実行可能である、請求項１１に記載の回路
    。
  14. 【請求項１４】 前記画素回路は、前記乱数を前記画素値に加えることを実
    行可能である、請求項１１に記載の回路。
  15. 【請求項１５】 第１の映像フレームの画素位置に対応する第１の画素値を
    第１の閾値と比較すること、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは前記第１の画素値に第１
    の補償値を加えること、 第２の映像フレームの画素位置に対応する第２の画素値を第２の閾値と比較す
    ること、及び 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは前記第２の画素値に第２
    の補償値を加えることを実行可能な画素回路を含む、画像処理回路。
  16. 【請求項１６】 前記第１及び第２の画素値はそれぞれ輝度の画素値を含む
    、請求項１５に記載の回路。
  17. 【請求項１７】 前記第１及び第２の画素値はそれぞれ彩度の画素値を含む
    、請求項１５に記載の回路。
  18. 【請求項１８】 前記第１及び第２の閾値は約５０から約８０の範囲内であ
    る、請求項１５に記載の回路。
  19. 【請求項１９】 前記第１の閾値は前記第２の閾値と等しい、請求項１５に
    記載の回路。
  20. 【請求項２０】 前記第１及び第２の補償値は、無作為に生成された数をそ
    れぞれ含む、請求項１５に記載の回路。
  21. 【請求項２１】 前記第１の補償値は前記第２の補償値と等しい、請求項１
    ５に記載の回路。
  22. 【請求項２２】 前記第１及び第２の補償値は、無作為に生成された−３か
    ら３の範囲内の数をそれぞれ含む、請求項１５に記載の回路。
  23. 【請求項２３】 前記画素回路は、さらに、前記第１の画素値と前記第１の
    補償値との第１の合計と前記第２の画素値と前記第２の補償値との第２の合計と
    を比較すること、及び前記第１の合計がゼロより少ないときは前記第１の画素値
    をゼロと等しくなるように設定し、前記第２の合計がゼロより少ないときは前記
    第２の画素値をゼロと等しくなるように設定することを実行可能である、請求項
    １５に記載の回路。
  24. 【請求項２４】 第１のシード数を用いて第１の乱数を生成すること、 第１の画素値を第１の閾値と比較すること、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは前記第１の乱数を前記第
    １の画素値に加えること、 第２のシード数を用いて第２の乱数を生成すること、 第２の画素値を第２の閾値と比較すること、及び 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは前記第２の乱数を前記第
    ２の画素値に加えることを実行可能な画素回路を含む、画像処理回路。
  25. 【請求項２５】 前記画素回路は、前記第１の画素値に前記第１の乱数を加
    える前に前記第１の乱数を切縮めること、及び前記第２の画素値に前記第２の乱
    数を加える前に前記第２の乱数を切縮めることを実行可能である、請求項２４に
    記載の回路。
  26. 【請求項２６】 前記第２のシード数は前記第１の乱数と等しい、請求項２
    ４に記載の回路。
  27. 【請求項２７】 前記第２のシード数は前記第１のシード数と等しい、請求
    項２４に記載の回路。
  28. 【請求項２８】 前記画素回路は、前記第１の画素に前記第１の乱数を加え
    る前に前記第１の乱数を切縮めること、前記第２の画素に前記第２の乱数を加え
    る前に前記第２の乱数を切縮めること、及び前記第２のシード数を前記切縮めら
    ていない第１の乱数と等しくなるように設定することを実行可能である、請求項
    ２４に記載の回路。
  29. 【請求項２９】 前記画素回路は、以下の式を用いて前記第１及び第２の乱
    数を生成することを実行可能である、請求項２４に記載の回路。 【数１】 乱数＝（1664525×シード数＋1013904223） mod 232
  30. 【請求項３０】 前記第１の画素値は画像の第１の画素位置に対応し、前記
    第２の画素値は前記画像の前記第１の画素位置と隣接する第２の画素位置に対応
    する、請求項２４に記載の回路。
  31. 【請求項３１】 第１のシード数を用いて第１の乱数を生成すること、 第１の映像フレームの開始画素位置に対応する第１の画素値を第１の閾値と比
    較すること、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは前記第１の乱数を前記第
    １の画素値に加えること、 第２のシード数を用いて第２の乱数を生成すること、 第２の映像フレームの開始画素位置に対応する第２の画素値を第２の閾値と比
    較すること、及び 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは前記第２の乱数を前記第
    ２の画素値に加えることを実行可能な画素回路を含む、画像処理回路。
  32. 【請求項３２】 前記第２のシード数は前記第１のシード数と等しい、請求
    項３１に記載の回路。
  33. 【請求項３３】 前記画素回路は、さらに、第３のシード数を用いて第３の
    乱数を生成すること、前記第１の映像フレームの終了画素位置に対応する第３の
    画素値を第３の閾値と比較すること、前記第３の画素値が前記第３の閾値より小
    さいときは前記第３の乱数を前記第３の画素値に加えること、及び前記第２のシ
    ード数を前記第３の乱数と等しくなるように設定することを実行可能である、請
    求項３１に記載の回路。
  34. 【請求項３４】 第１の乱数を生成すること、 前記第１の乱数を第１の画素値に加えること、 第２の乱数を生成すること、及び 前記第２の乱数を第２の画素値に加えることを実行可能な画素回路を含む、画
    像処理回路。
  35. 【請求項３５】 前記画素回路は、前記第１及び第２の乱数をそれぞれ第１
    及び第２のシード数から生成することを実行可能である、請求項３４に記載の回
    路。
  36. 【請求項３６】 前記画素回路は、前記第１の乱数をシード数から生成する
    こと、及び前記第２の乱数を前記第１の乱数から生成することを実行可能である
    、請求項３４に記載の回路。
  37. 【請求項３７】 前記第１の画素値は第１の映像フレームの画素位置に対応
    し、前記第２の画素値は第２の映像フレームの画素位置に対応し、前記第１の乱
    数は前記第２の乱数と等しい、請求項３４に記載の回路。
  38. 【請求項３８】 前記第１の画素値は第１の映像フレームの開始画素位置に
    対応し、前記第２の画素値は第２の映像フレームの画素位置に対応し、前記第１
    の乱数は前記第２の乱数と等しくない、請求項３４に記載の回路。
  39. 【請求項３９】 画素値入力端子と第１及び第２の画素値出力端子とを有す
    る比較装置と、 シード入力端子と乱数出力端子とを有する乱数生成装置と、 前記第１の画素値出力端子に結合された第１の入力端子と、前記乱数出力端子
    に結合された第２の入力端子と、組合せ出力端子とを有する組合せ装置と、 前記第２の画素値出力端子に結合された第１の入力端子と、前記組合せ出力端
    子に結合された第２の入力端子とを有する画像用緩衝装置とを含む、回路。
  40. 【請求項４０】 前記比較装置は、前記画素値入力端子で画素値を受取るこ
    と、前記画素値が閾値より小さいときは前記第１の画素値出力端子に前記画素値
    を供給すること、及び前記画素値が前記閾値より大きいときは前記第２の画素値
    出力端子に前記画素値を供給することを実行可能である、請求項３９に記載の回
    路。
  41. 【請求項４１】 前記乱数出力端子は前記シード入力端子に結合されている
    、請求項３９に記載の回路。
  42. 【請求項４２】 前記組合せ装置は加算装置を含む、請求項３９に記載の回
    路。
  43. 【請求項４３】 さらに、前記乱数生成装置と前記組合せ装置との間に配置
    され、前記乱数生成装置の前記乱数出力端子に結合された入力端子と前記組合せ
    装置の前記第２の入力端子に結合された出力端子とを有する乱数切縮め装置を含
    む、請求項３９に記載の回路。
  44. 【請求項４４】 さらに、前記組合せ装置と前記画像用緩衝装置との間に配
    置され、前記組合せ出力端子に結合された入力端子と前記画像用緩衝装置の前記
    第２の入力端子に結合された出力端子とを有する短縮化装置を含む、請求項３９
    に記載の回路。
  45. 【請求項４５】 画素値を閾値と比較するステップと、前記画素値が前記閾
    値と所定の関係を有するときは前記画素値を変更するステップとを含む、画像処
    理方法。
  46. 【請求項４６】 さらに、乱数を生成するステップと、前記補償値を前記乱
    数と等しくなるように設定するステップとを含む、請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 さらに、乱数を生成するステップと、前記乱数を−３から
    ３の範囲内の数に切縮めるステップと、前記補償値を前記切縮められた乱数と等
    しくなるように設定するステップとを含む、請求項４５に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 さらに、前記画素値と前記補償値との合計が画素の所定の
    範囲内であるか否かを決定するステップと、前記合計が前記範囲外であるときは
    前記画素値を前記範囲内の値と等しくなるように設定するステップとを含む、請
    求項４５に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 前記変更するステップは、前記画素値が前記閾値より小さ
    いときは前記画素値を変更するステップを含む、請求項４５に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 前記変更するステップは、補償値を前記画素値に加えるス
    テップを含む、請求項４５に記載の方法。
  51. 【請求項５１】 乱数を生成するステップと、前記乱数を画素値と組合わせ
    るステップとを含む、画像処理方法。
  52. 【請求項５２】 さらに、前記乱数を前記画素値と組合わせる前に前記乱数
    を切縮めるステップを含む、請求項５１に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 さらに、前記画素値が所定の範囲外にあるときは前記画素
    を短縮するステップを含む、請求項５１に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 第１の映像フレームの画素位置に対応する第１の画素値を
    第１の閾値と比較するステップと、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは第１の補償値を前記第１
    の画素値に加えるステップと、 第２の映像フレームの画素位置に対応する第２の画素値を第２の閾値と比較す
    るステップと、 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは第２の補償値を前記第２
    の画素値に加えるステップとを含む、画像処理方法。
  55. 【請求項５５】 前記第１の閾値は前記第２の閾値と等しい、請求項５４に
    記載の方法。
  56. 【請求項５６】 前記第１及び第２の補償値は、無作為に生成された同じ数
    と等しい、請求項５４に記載の方法。
  57. 【請求項５７】 さらに、前記第１の画素値と前記第１の補償値との第１の
    合計をゼロと比較するステップと、 前記第１の合計がゼロより小さいときは前記第１の画素値をゼロと等しくなる
    ように設定するステップと、 前記第２の画素値と前記第２の補償値との第２の合計をゼロと比較するステッ
    プと、 前記第２の合計がゼロより小さいときは前記第２の画素値をゼロと等しくなる
    ように設定するステップとを含む、請求項５４に記載の方法。
  58. 【請求項５８】 第１のシード数を用いて第１の乱数を生成するステップと
    、 第１の画素値を第１の閾値と比較するステップと、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは前記第１の乱数を前記第
    １の画素値に加えるステップと、 第２のシード数を用いて第２の乱数を生成するステップと、 第２の画素値を第２の閾値と比較するステップと、 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは前記第２の乱数を前記第
    ２の画素値に加えるステップとを含む、画像処理方法。
  59. 【請求項５９】 前記第１の乱数を生成するステップは前記第１の乱数を切
    縮めるステップを含み、前記第２の乱数を生成するステップは前記第２の乱数を
    切縮めるステップを含む、請求項５８に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記第２のシード数は前記第１の乱数と等しい、請求項５
    ８に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記第２のシード数は前記第１のシード数と等しい、請求
    項５８に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 前記第１及び第２の乱数を生成するステップは、以下の式
    によって前記第１及び第２の乱数を生成するステップを含む、請求項５８に記載
    の方法。 【数２】 乱数＝（1664525×シード数＋1013904223） mod 232
  63. 【請求項６３】 第１のシード数を用いて第１の乱数を生成するステップと
    、 第１の映像フレームの開始画素位置に対応する第１の画素値を第１の閾値と比
    較するステップと、 前記第１の画素値が前記第１の閾値より小さいときは前記第１の乱数を前記第
    １の画素値に加えるステップと、 第２のシード数を用いて第２の乱数を生成するステップと、 第２の映像フレームの開始画素位置に対応する第２の画素値を第２の閾値と比
    較するステップと、 前記第２の画素値が前記第２の閾値より小さいときは前記第２の乱数を前記第
    ２の画素値に加えるステップとを含む、画像処理方法。
  64. 【請求項６４】 さらに、前記第２のシード数を前記第１のシード数と等し
    くなるように設定するステップを含む、請求項６３に記載の方法。
  65. 【請求項６５】 さらに、第３のシード数を用いて第３の乱数を生成するス
    テップと、前記第１の映像フレームの終了画素位置に対応する第３の画素値を第
    ３の閾値と比較するステップと、前記第３の画素値が前記第３の閾値より小さい
    ときは前記第３の乱数を前記第３の画素値に加えるステップと、前記第２のシー
    ド数を前記第３の乱数と等しくなるように設定するステップと含む、請求項６３
    に記載の方法。
  66. 【請求項６６】 第１の乱数を生成するステップと、 前記第１の乱数を第１の画素値に加えるステップと、 第２の乱数を生成するステップと、 前記第２の乱数を第２の画素値に加えるステップと含む、画像処理方法。
  67. 【請求項６７】 前記第１及び第２の乱数を生成するステップは、前記第１
    及び第２の乱数をそれぞれ第１及び第２のシード数から生成するステップ含む、
    請求項６６に記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記第１の乱数を生成するステップは前記第１の乱数をシ
    ード数から生成するステップを含み、前記第２の乱数を生成するステップは前記
    第２の乱数を前記第１の乱数から生成するステップを含む、請求項６６に記載の
    方法。
  69. 【請求項６９】 前記第１の画素値は第１の映像フレームの画素位置に対応
    し、前記第２の画素値は第２の映像フレームの画素位置に対応し、前記第２の乱
    数を生成するステップは前記第１の乱数と等しい前記第２の乱数を生成するステ
    ップを含む、請求項６６に記載の方法。
  70. 【請求項７０】 前記第１の画素値は第１の映像フレームの開始画素位置に
    対応し、前記第２の画素値は第２の映像フレームの画素位置に対応し、前記第２
    の乱数を生成するステップは前記第１の乱数と等しくない前記第２の乱数を生成
    するステップを含む、請求項６６に記載の方法。
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