JP2003157045A - 動画偽輪郭発生箇所の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処理装置 - Google Patents

動画偽輪郭発生箇所の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処理装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造及び工程により動画偽輪郭による
画質の低下を低減することができる動画偽輪郭発生箇所
の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処理装
置を提供する。 【解決手段】 動画偽輪郭検出器１０は、階調レベルの
変化の単調性、サブフィールドの桁上げ／桁下げの有
無、及び輪郭の位置に基づいて偽輪郭が発生すると想定
される画素を特定する。そして、画素値入れ換え器２０
が、動画偽輪郭検出器１０に特定された画素を含む複数
の画素の間で、各々の階調レベルの入れ換えを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル等のサブフィールド法を用いた表示装置にて
発生する動画偽輪郭を低減させるための動画偽輪郭発生
箇所の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の基本的な多階調表示方法として、
例えば特開平７−２７１３２５号公報の図８等で説明さ
れているように、６４階調の１フィールドを、輝度比が
１：２：４：８：１６：３２となる順で配列された６つ
のサブフィールドを組み合わせる方法がある。前記６つ
のサブフィールドは、維持放電操作をさせる点灯順序が
固定されており、その順番が時間軸に関して同一となっ
ている。
【０００３】しかし、この方法を用いて動画を表現した
場合は、ビット上がりの階調（６３と６４、３１と３
２、１５と１６等との間）が発生すると、発光の時間的
不均一性が著しく、階調の乱れが大きくなるという問題
点があった。このような階調の乱れは動画偽輪郭とよば
れている。
【０００４】このため、良好な画質を得るためには、こ
のような動画偽輪郭が発生する箇所を特定し、更にその
特定された箇所において動画偽輪郭を低減するための信
号処理を行う必要がある。
【０００５】動画偽輪郭が発生する箇所を特定する方法
としては、フレームバッファに１フィールド期間分の画
像データを格納しておき、その次のフィールド期間の画
像データを格納されているフィールド期間の画像データ
と比較し、その比較結果に基づいて動きベクトルを検出
する方法がある。
【０００６】また、動画偽輪郭を低減するための方法と
しては、例えば特開平７−２７１３２５の図１６〜図２
３等で説明されている次の方法等が採用されてきた。 （ａ）各サブフィールドの順序を入れ換える方法。 （ｂ）１フィールド内で分割するサブフィールド数を増
やし、階調を表示する際に点灯するサブフィールドの組
み合わせが２種類以上存在するようにする方法。
【０００７】更に、誤差拡散法等の信号処理で階調の乱
れを空間的に拡散する方法も採用されている。
【０００８】更にまた、動画偽輪郭を低減する他の方法
として、ディスプレイ アンド イメージング１９９
７， Ｖｏｌ． ５， ｐｐ． ２２９−２４０等で説
明されているような等化パルス法と呼ばれる方法もあ
る。この等化パルス法とは、サブフィールド法を採用し
ているディスプレイ上等で視線が移動した際に階調の乱
れが観測されると予想される場合に、原信号に余分に発
光を加えるか、又は原信号からある量の発光を減ずるこ
とにより階調の大きな乱れを低減させる方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動きベ
クトルを検出して動画偽輪郭が発生する箇所を特定する
方法では、大きな容量のフレームバッファが必要とされ
るため、コストが著しく上昇するという問題点がある。
また、一度に多数の動きベクトルを検出することは事実
上不可能であると共に、動きベクトルの急激で大きな変
化を検出することが困難である。この結果、誤った検出
が行われ、その誤検出に基づく動画偽輪郭の低減処理に
より画像が極端に劣化するという問題点もある。
【００１０】また、従来の多階調表示のための動画偽輪
郭の低減処理方法においては、次のような課題がある。
第１に、Ｎサブフィールドあれば、２Ｎ階調を表現する
ことができるが、発光の時間的不均一性を小さくして動
画偽輪郭を低減させるために、プラズマディスプレイパ
ネルにおいて分割するサブフィールド数をＮより増やし
た場合には、維持放電期間が短くなり輝度が低下してし
まう。このため、輝度の低下を起こさずにサブフィール
ド数を増やすことはできない。第２に、分割サブフィー
ルド数を増やした場合でも、特定の階調レベルでの階調
の乱れは発生してしまうため、特定の階調レベルにおけ
る階調の乱れを防ぐことはできない。
【００１１】更に、従来の誤差拡散法等の信号処理によ
る動画偽輪郭の低減処理方法においては、次のような課
題がある。第１に、動画偽輪郭が発生するか否かに関わ
らず入力信号に対して信号処理を行うため、動画偽輪郭
が生じる領域以外の入力信号を劣化させてしまう。第２
に、誤差拡散法等により拡散された階調の乱れには規則
性がないため、拡散した階調の乱れによる影響を予め予
想することができない。
【００１２】更にまた、等化パルス法による動画偽輪郭
の低減処理方法においては、次のような課題がある。第
１に、目が認識する画像の乱れを少なくするために、入
力信号において像の動きを検出し、像の移動速度に応じ
て信号を補正するが、入力画像によっては動きベクトル
検出の精度が悪くなることがあるため、間違った信号補
正により動画品質を低下させてしまうことがある。第２
に、動いている像を視線が追従することを前提としてい
るため、像を視線が追従しない場合には補正された信号
により画像の乱れを認識することがある。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、簡素な構造及び工程により動画偽輪郭によ
る画質の低下を低減することができる動画偽輪郭発生箇
所の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処理
装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る動画偽輪郭
発生箇所の特定方法は、１フィールド期間を輝度の相対
比が異なる複数個のサブフィールドに分割し、前記各サ
ブフィールド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階
調を表現させたときに発生する動画偽輪郭の発生箇所を
特定する方法において、それを含み互いに連続して前記
表示装置に配列された複数個の画素の間で前記１フィー
ルド期間内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前
記複数個の画素の前記１フィールド期間内の階調レベル
の配列の中に少なくとも１のサブフィールドの桁上げ又
は桁下げを含む画素を検出する工程を有することを特徴
とする。
【００１５】なお、前記サブフィールドの桁上げ又は桁
下げを含むか否かの判断は輝度が所定値以上のサブフィ
ールドについてのみ行うことが好ましい。
【００１６】本発明に係る他の動画偽輪郭発生箇所の特
定方法は、１フィールド期間を輝度の相対比が異なる複
数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールド
毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現させ
たときに発生する動画偽輪郭の発生箇所を特定する方法
において、それを含み互いに連続して前記表示装置に配
列された複数個の画素の間で前記１フィールド期間内の
階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数個の画
素に含まれ互いに隣り合う２個の画素の間における前記
１フィールド期間内の発光時間帯の変化量が所定値以上
となる画素を検出する工程を有することを特徴とする。
【００１７】前記階調レベルが滑らかに変化する領域
は、例えば前記階調レベルが単調に増加又は減少する領
域である。なお、「単調に増加又は減少する」とは、画
素が配列するある一方向において、順次階調レベルが増
加するか、又は減少する状態をいう。
【００１８】前記検出された画素が前記１フィールド期
間の画像内の輪郭から一定の範囲内にあるか否かを判定
することにより、輪郭のぼやけを防止することが可能と
なる。この場合、例えば前記検出された画素を含む複数
個の画素の階調レベルを示す画像信号にフィルタリング
処理を施すことが可能である。
【００１９】本発明においては、連続する階調レベルの
変化の仕方に基づいて上述のような一定の条件を満たす
画素を検出している。従って、画像の移動の有無に拘わ
らず、動画偽輪郭が発生すると想定される画素を特定で
きるので、従来のフレームバッファのような高コストの
回路を設ける必要がない。
【００２０】本発明に係る画像信号の処理方法は、１フ
ィールド期間を輝度の相対比が異なる複数個のサブフィ
ールドに分割し、前記各サブフィールド毎の輝度の組み
合わせにより表示装置に階調を表現させるための画像信
号を処理する画像信号の処理方法において、互いに連続
して前記表示装置に配列された複数個の画素の階調レベ
ルの配列の中に含まれるサブフィールドの桁上げの総数
及び桁下げの総数からなる群から選択された少なくとも
１の値が入力された画像信号におけるものよりも増加す
るように前記複数個の画素の階調レベル内でその配列を
変更する工程を有することを特徴とする。
【００２１】本発明においては、動画偽輪郭の発生領域
が分散され、互いに相殺されるため、動画品質の低下を
抑えながら、動画偽輪郭による画質の低下を低減するこ
とができる。
【００２２】従って、前記階調レベルの配列を変更する
工程により、前記配列の変更後の桁上げの総数と桁下げ
の総数との差の絶対値が０又は１となることが好まし
く、また、前記複数個の画素の階調レベル内で桁上げ及
び桁下げが交互に出現することが好ましい。
【００２３】更に、前記階調レベルの配列を変更する工
程は、例えば２個の画素間で夫々の階調レベルを入れ換
える工程を有し、この場合、前記２個の画素を互いに隣
り合ったものとすることにより、階調レベルの入れ換え
が行われる領域が狭くなるため、動画品質の低下を最小
限に留めることが可能である。
【００２４】本発明に係る画像信号の処理装置は、１フ
ィールド期間を輝度の相対比が異なる複数個のサブフィ
ールドに分割し、前記各サブフィールド毎の輝度の組み
合わせにより表示装置に階調を表現させるための画像信
号を処理する画像信号の処理装置において、互いに連続
して前記表示装置に配列された複数個の画素の階調レベ
ルの配列の中に含まれるサブフィールドの桁上げの総数
及び桁下げの総数からなる群から選択された少なくとも
１の値が入力された画像信号におけるものよりも増加す
るように前記複数個の画素の階調レベル内でその配列を
変更する画素値入れ換え器を有することを特徴とする。
【００２５】それを含み互いに連続して前記表示装置に
配列された複数個の画素の間で前記１フィールド期間内
の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数個の
画素の前記１フィールド期間内の階調レベルの配列の中
に少なくとも１のサブフィールドの桁上げ又は桁下げを
含む画素を検出するか、又は前記複数個の画素に含まれ
互いに隣り合う２個の画素の間における前記１フィール
ド期間内の発光時間帯の変化量が所定値以上となる画素
を検出する検出器を更に設け、前記検出器により検出さ
れた画素が前記画素値入れ換え器により階調レベルの配
列が変更される前記複数個の画素に含まれているものと
することにより、フレームバッファを必要としない簡素
な構成によって動画偽輪郭を効率的に低減することが可
能となる。
【００２６】なお、前記画素値入れ換え器は、前記配列
の変更後の桁上げの総数と桁下げの総数との差の絶対値
を０又は１とすることが好ましく、また、前記複数個の
画素の階調レベル内で桁上げ及び桁下げを交互に出現さ
せることが好ましい。
【００２７】また、前記画素値入れ換え器は、例えば２
個の画素間で夫々の階調レベルを入れ換え、この場合前
記２個の画素が互いに隣り合っていることが好ましい。
【００２８】更に、前記１フィールド期間の画像信号と
その直前又は直後の１フィールド期間の画像信号とを比
較して画像の動きを検出する動き検出回路と、前記検出
器及び動き検出回路の両出力信号に基づいて前記画素値
入れ換え器による前記配列の変更の有無を決定する第２
の検出器と、を設けることにより、動きベクトルの検出
が可能となり、動画偽輪郭が発生すると想定する画素を
より一層適切に特製することができるようになり、画質
の低下をより抑制しながら動画偽輪郭を低減することが
可能となる。
【００２９】なお、本願明細書において、桁上げとは、
１フィールド期間内のサブフィールドの配列順序に拘わ
らず、視線が移動する方向で隣り合う画素間において、
先に通過する画素の階調レベルを表現するために発光す
る１又は複数のサブフィールド（第１サブフィールド
群）と、その次に通過する画素の階調レベルを表現する
ために発光する１又は複数のサブフィールド（第２サブ
フィールド群）との間に、次の２つの関係が成り立つ場
合をいう。 （ａ）第１サブフィールド群のうちで重みが最上位のサ
ブフィールド又はその１つ下位のサブフィールドのいず
れかが、第２サブフィールド群に含まれていないこと。 （ｂ）第１サブフィールド群のうちで重みが最上位のサ
ブフィールドよりも上位のサブフィールドが第２サブフ
ィールド群に含まれていること。
【００３０】一方、桁下げとは、１フィールド期間内の
サブフィールドの配列順序に拘わらず、上記（ａ）及び
（ｂ）の逆の関係が成り立つ場合をいう。従って、ある
一方向に視線が移動したときに桁上げが生じるときに
は、その逆方向に視線が移動すると、桁下げが生じると
いう関係がある。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る画
像信号の処理装置について、添付の図面を参照して具体
的に説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る画
像信号の処理装置を示すブロック図である。
【００３２】第１の実施形態には、１フィールド期間分
の画像データから動画偽輪郭が発生すると想定される画
素を検出する動画偽輪郭検出器１０、及びこの動画偽輪
郭検出器１０により特定された画素に対して画素値の入
れ換えを行う画素値入れ換え器２０が設けられている。
更に、動画偽輪郭検出器１０及び画素値入れ換え器２０
から参照可能であって、各階調レベルとサブフィールド
の発光／非発光との関係が記録されたルックアップテー
ブルＬＵＴ（図示せず）が設けられている。図２はルッ
クアップテーブルＬＵＴの内容を示す図である。図２に
は、サブフィールド数を５として３２階調を表現する場
合について、各階調レベルを表現するときのサブフィー
ルドの発光／非発光の状態の一例を示す。図２に示すよ
うに、１フィールドを５つのサブフィールドに分けた領
域のうち、先頭から順にＳＦ１，ＳＦ２，…，ＳＦ５と
し、各領域の発光期間の比を１：２：４：８：１６とす
る。また、図２において、サブフィールドが発光してい
る状態を●で表す。
【００３３】次に、動画偽輪郭検出器１０について説明
する。図４は動画偽輪郭検出器１０の構成を示すブロッ
ク図である。動画偽輪郭検出器１０には、例えば表示装
置の左からｉ列目、上からｊ行目の画像Ａ（ｉ，ｊ）の
画素値（階調レベル）Ｐ（ｉ，ｊ）が入力される桁上げ
／桁下げ判別器１１、単調性判別器１２及び輪郭検出器
１３が設けられている。なお、本願明細書においては、
特に明記しない限り、行及び列の数及び位置は、同一色
を発光する画素におけるものを示す。
【００３４】桁上げ／桁下げ判別器１１は、例えば画像
Ａ（ｉ，ｊ）の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）だけでなく、同一行
で連続する画素Ａ（ｉ＋１，ｊ）、Ａ（ｉ＋２，ｊ）及
びＡ（ｉ＋３，ｊ）の各画素値Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ
（ｉ＋２，ｊ）及びＰ（ｉ＋３，ｊ）をも格納し、図２
に示すルックアップテーブルＬＵＴに基づいて作成され
た桁上げ／桁下げ判別用テーブル（図３）を参照し、こ
れらの４種の画素値の中に桁上げ／桁下げ判別用テーブ
ルに規定するものが存在する場合に、画像Ａ（ｉ，ｊ）
に対する出力信号ＯＵＴ１をハイとし、存在しない場合
には、画像Ａ（ｉ，ｊ）に対する出力信号ＯＵＴ１をロ
ウとする。
【００３５】桁上げ／桁下げ判別用テーブルには、隣り
合う画素間において、両者の重みを表現するために発光
する各サブフィールドを比較し、次の条件を満たすもの
が規定されている。即ち、上位の階調レベルを表現する
ために発光する１又は複数個のサブフィールド（上位用
サブフィールド群）のうちで重みが最上位のサブフィー
ルド又はその１つ下位のサブフィールドのいずれかが、
下位の階調レベルを表現するために発光する１又は複数
個のサブフィールド（下位用サブフィールド群）に含ま
れていないことが条件とされている。
【００３６】例えば、階調レベル１５及び階調レベル１
６については、階調レベル１５を表現するためのサブフ
ィールドＳＦ３及びＳＦ４が階調レベル１６を表現する
ためのサブフィールドに含まれておらず、それよりも上
位のサブフィールドＳＦ５が階調レベル１６を表現する
際に選択されて発光するため、階調レベル１５と階調レ
ベル１６との連続した配列が桁上げ／桁下げ判別用テー
ブルに規定されている。また、階調レベル１５及び階調
レベル２４については、階調レベル１５を表現するため
のサブフィールドＳＦ３が階調レベル２４を表現するた
めのサブフィールドに含まれておらず、階調レベル１５
を表現するための最上位サブフィールドＳＦ４よりも上
位のサブフィールドＳＦ５が階調レベル２４を表現する
際に選択されて発光するため、階調レベル１５と階調レ
ベル２４との連続した配列も桁上げ／桁下げ判別用テー
ブルに規定されている。
【００３７】一方、階調レベル２４及び階調レベル３１
については、階調レベル２４を表現するためのサブフィ
ールドＳＦ４及びＳＦ５が階調レベル３１を表現するた
め、階調レベル２４と階調レベル３１との連続した配列
は桁上げ／桁下げ判別用テーブルに規定されていない。
【００３８】つまり、桁上げ／桁下げ判別用テーブルに
規定されている配列は、連続する２つの階調レベル間で
サブフィールドの発光／非発光の状態が反転し、発光の
時間的分布が大きく異なるものである。このような発光
の時間帯が反転した関係にある画素を視線が通り過ぎる
と、階調が乱れたものとして認識してしまい偽輪郭が発
生する。
【００３９】なお、重みが所定値よりも低いサブフィー
ルド、例えば重みが２以下のサブフィールドＳＦ１及び
ＳＦ２については、その発光の有無を考慮せずに桁上げ
／桁下げ判別用テーブルに規定する配列を決定してもよ
い。
【００４０】単調性判別器１２は、例えば桁上げ／桁下
げ判別器１１と同様に、画像Ａ（ｉ，ｊ）の画素値Ｐ
（ｉ，ｊ）だけでなく、同一行で連続する画素Ａ（ｉ＋
１，ｊ）、Ａ（ｉ＋２，ｊ）及びＡ（ｉ＋３，ｊ）の各
画素値Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ（ｉ＋２，ｊ）及びＰ（ｉ
＋３，ｊ）をも格納し、これらの画素値の間に、数式１
又は２の関係があるか否かを判別する。
【００４１】
【数１】
【００４２】
【数２】
【００４３】そして、数式１又は２に規定する関係があ
る場合に、出力信号ＯＵＴ２をハイとし、数式１又は２
に規定する関係がない場合には、出力信号ＯＵＴ２をロ
ウとする。
【００４４】輪郭検出器１３には、例えば画像Ａ（ｉ，
ｊ）の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）だけでなく、その周囲の３×
３の領域内の画素値Ｐ（ｉ−１，ｊ−１）、Ｐ（ｉ，ｊ
−１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ−１）、Ｐ（ｉ−１，ｊ）、Ｐ
（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ（ｉ−１，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ，ｊ＋
１）及びＰ（ｉ＋１，ｊ＋１）の総計で９種の画素値を
格納し、これらに所定のフィルタリング処理を施すフィ
ルタ回路１３ａが設けられている。フィルタの種類は特
に限定されるものではなく、例えばロビンソンフィルタ
を使用することができる。図５はロビンソンフィルタで
使用するフィルタを示す模式図である。ロビンソンフィ
ルタでは、先ず、図５（ａ）に示す画素値に対し図５
（ｂ）に示すフィルタを画素毎に乗算し、その総和を求
める。以降、同様にして、図５（ａ）に示す画素値に対
し図５（ｃ）乃至（ｉ）に示すフィルタを画素毎に乗算
し、フィルタ毎に乗算結果の総和を求め、総計で８種の
総和を得る。そして、８種の総和のうちで最も大きい値
を画素Ａ（ｉ，ｊ）のフィルタリング結果値（フィルタ
回路１３ａの出力値）とする。
【００４５】輪郭検出器１３には、フィルタ回路１３ａ
の出力値に基づき１フィールドを構成する全画素の画素
値から平均輝度レベル（ＡＰＬ：Average Picture Leve
l）を算出するＡＰＬ演算回路１３ｂ並びにこのＡＰＬ
演算回路１３ｂから出力された平均輝度レベルに関連し
た閾値及びフィルタ回路１３ａの出力値を入力する２値
化回路１３ｃが更に設けられている。２値化回路１３ｃ
は、閾値とフィルタ回路１３ａの出力値とを比較し、フ
ィルタ回路１３ａの出力値の方が大きい場合に、その画
素が輪郭に位置しているとして出力信号ＯＵＴ３をロウ
とし、フィルタ回路１３ａの出力値が閾値以下の場合に
は、その画素が輪郭に位置していないとして出力信号Ｏ
ＵＴ３をハイとする。
【００４６】動画偽輪郭検出器１０には、桁上げ／桁下
げ判別器１１の出力信号ＯＵＴ１、単調性判別器１２の
出力信号ＯＵＴ２及び輪郭検出器１３の出力信号ＯＵＴ
３ヲ入力するフラグ生成回路１６が設けられている。フ
ラグ生成回路１６は、画素値Ｐ（Ｉ，Ｊ）に対し、出力
信号ＯＵＴ１、ＯＵＴ２及びＯＵＴ３がいずれもハイで
ある場合に、その出力信号であるフラグＦ（ｉ，ｊ）を
オンとし、それ以外の場合には、フラグＦ（ｉ，ｊ）を
オフとする。つまり、フラグＦ（ｉ，ｊ）は、次の３つ
の条件が満たされる場合にのみ、フラグＦ（ｉ，ｊ）を
オンとする。 （ａ）画素値Ｐ（ｉ，ｊ）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ（ｉ
＋２，ｊ）及びＰ（ｉ＋３，ｊ）に桁上げ／又は桁下げ
が存在すること。 （ｂ）画素値Ｐ（ｉ，ｊ）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ）、Ｐ（ｉ
＋２，ｊ）及びＰ（ｉ＋３，ｊ）が単調に増加又は減少
していること。 （ｃ）画素Ａ（ｉ，ｊ）、Ａ（ｉ＋１，ｊ）、Ａ（ｉ＋
２，ｊ）及びＡ（ｉ＋３，ｊ）が輪郭に位置していない
こと。
【００４７】次に、画素値入れ換え器２０について説明
する。画素値入れ換え器２０は、画素Ａ（ｉ，ｊ）に対
する動画偽輪郭判定フラグＦ（ｉ，ｊ）がオンのとき
に、画素Ａ（ｉ，ｊ）を含む予め設定されたｍ行×ｎ列
の領域で画素値の入れ換えを行う回路である。本実施形
態では、例えば１行×４列の領域で、図６に示すよう
に、画素値の入れ換えを行う。つまり、フラグＦ（ｉ，
ｊ）がオンの場合、画素Ａ（ｉ，ｊ）の画素値を画素値
Ｐ（ｉ＋２，ｊ）とし、画素Ａ（ｉ＋１，ｊ）の画素値
を画素値Ｐ（ｉ，ｊ）とし、画素Ａ（ｉ＋２，ｊ）の画
素値を画素値Ｐ（ｉ＋３，ｊ）とし、画素Ａ（ｉ＋３，
ｊ）の画素値を画素値Ｐ（ｉ＋１，ｊ）とする。
【００４８】次に、上述のように構成された第１の実施
形態に係る画像信号の処理装置の動作として、動画偽輪
郭発生箇所の特定方法及び画像信号の処理方法について
説明する。
【００４９】本実施形態においては、動画偽輪郭検出器
１０及び画素値入れ換え器２０に１フィールドを構成す
る全画素の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）が順次入力される。そし
て、動画偽輪郭検出器１０において、フラグＦ（ｉ，
ｊ）のオン／オフを決定する。フラグＦ（ｉ，ｊ）がオ
フであれば、画素値入れ換え器２０は入力された画素値
Ｐ（ｉ，ｊ）を画素値Ｐ′（ｉ，ｊ）としてそのまま出
力し、フラグＦ（ｉ，ｊ）がオンであれば、画素値入れ
換え器２０は入力された画素値Ｐ（ｉ，ｊ）に対して、
図６に示すような入れ換えを行って、その結果得られた
新たな画素値Ｐ′（ｉ，ｊ）を出力する。
【００５０】ここで、Ｐ（ｉ，ｊ）とＰ（ｉ＋１，ｊ）
との間に桁上げ又は桁下げがある場合をａとし、同様に
Ｐ（ｉ＋１，ｊ）とＰ（ｉ＋２，ｊ）との間に桁上げ又
は桁下げがある場合をｂとし、Ｐ（ｉ＋２，ｊ）とＰ
（ｉ＋３，ｊ）との間に桁上げ又は桁下げがある場合を
ｃとする。また、画素Ａ（ｉ，ｊ）〜Ａ（ｉ＋３，ｊ）
上を視線が移動するとき、視覚として認識される画像と
原信号とのずれ（以下、階調の乱れという。）が原信号
よりも明るい方（以下、明という。）、あるいは暗い方
（以下、暗という。）であったとする。
【００５１】視線が動いたときに、図７のａ、ｂ又はｃ
のいずれかの場合に、画素値入れ換え器２０による入れ
換え方法の一例として図６のようにすると、入れ換えた
結果として入れ換えを行った後に見える階調の乱れは図
７のようになる。なお、図７において、△は原信号より
も明るい（又は暗い）方向への階調の乱れ（桁上げ（又
は桁下げ））を表し、▲は原信号よりも暗い（又は明る
い）方向への階調の乱れ（桁下げ（又は桁上げ））を表
す。
【００５２】つまり、ａ、ｂ又はｃのいずれの場合であ
っても、図７に示すように、動画偽輪郭検出器１０及び
画素値入れ換え器２０に入力された原画像データと比較
すると、桁上げの総数又は桁下げの総数のすくなくとも
一方が増加すると共に、△と▲とが交互に配列して行方
向で連続する複数の画素間で桁上げと桁下げとが交互に
配列する。また、いずれの場合にも、桁上げの数と桁下
げの数との差の絶対値が１以下（０又は１）となる。
【００５３】このような第１の実施形態によれば、動画
偽輪郭検出器１０により、１フィールド期間分の画像デ
ータから動画偽輪郭が発生すると想定される画素を検出
しているので、従来のように複数フィールドの画像デー
タから動画偽輪郭が発生すると想定される画素を検出す
る場合に必要とされるフレームバッファが不要である。
従って、コストが低減される。また、動画ベクトルを検
出する際に生じる誤検出及びその結果生じる画像の著し
い劣化を回避できる。
【００５４】また、画素値入れ換え器２０による画素値
の入れ換えにより、図７に示すように、桁上げと桁下げ
とが交互に出現するようになるため、原信号よりも明る
い方向への階調の乱れと暗い方向への階調の乱れとが互
いに緩和し合い、動画偽輪郭が低減される。
【００５５】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。第２の実施形態では、動画偽輪郭の発生箇所の
特定に当たって動きベクトルも検出する構成を採用す
る。図８は本発明の第２の実施形態に係る画像信号の処
理装置を示すブロック図である。なお、図８に示す第２
の実施形態において、図１に示す第１の実施形態と同一
の構成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は
省略する。
【００５６】第２の実施形態には、画素値Ｐ（ｉ，ｊ）
を１フィールド分だけ遅延して出力する遅延回路３０、
並びに画素値Ｐ（ｉ，ｊ）及び遅延回路３０から出力さ
れた１フィールド前の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）から２フィー
ルド間の画素Ａ（ｉ，ｊ）における動きを検出する動静
判定器４０が設けられている。遅延回路３０としては、
例えばフレームバッファを使用することができる。動静
判定器４０は、例えば画素Ａ（ｉ，ｊ）に動きを検出し
た場合に、フラグＦ２（ｉ，ｊ）をオフにし、動きを検
出しない場合には、フラグＦ２（ｉ，ｊ）をオンとす
る。更に、動画偽輪郭検出器１０と画素値入れ換え器２
０との間に、動画偽輪郭検出器１０から出力されたフラ
グＦ（ｉ，ｊ）及び動静判定器４０から出力されたフラ
グＦ２（ｉ，ｊ）のいずれもがオンの場合にのみ、その
出力信号であるフラグＦ３（ｉ，ｊ）をオンにする動画
偽輪郭検出器５０が設けられている。本実施形態におい
ては、画素値入れ換え器２０は、フラグＦ３（ｉ，ｊ）
に基づいて画素値の入れ換えの有無を決定する。本実施
形態においては、遅延回路３０及び静動判定器４０から
動き検出回路が構成されている。
【００５７】このように構成された第２の実施形態にお
いては、動画偽輪郭検出器１０が第１の実施形態と同様
の動作を行うと共に、動画偽輪郭検出器１０による検出
の対象としているフィールドにおける画素Ａ（ｉ，ｊ）
の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）とその前又は後のフィールドにお
ける画素Ａ（ｉ，ｊ）の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）とを静動判
定器４０が比較し、その同一性を判断する。静動判定器
４０は、両画素値が同一の場合に、フラグＦ２（ｉ，
ｊ）をオンとし、不一致の場合には、フラグＦ２（ｉ，
ｊ）をオフとする。
【００５８】その後、動画偽輪郭検出器５０は、動画偽
輪郭検出器１０から出力されたフラグＦ（ｉ，ｊ）及び
静動判定器４０から出力されたフラグＦ２（ｉ，ｊ）を
入力とし、動画偽輪郭検出器１０からオンのフラグＦ
（ｉ，ｊ）が入力され、且つ、静動判定器４０からオフ
のフラグＦ２（ｉ，ｊ）が入力された場合に、その出力
信号であるフラグＦ３（ｉ，ｊ）をオンにして出力す
る。
【００５９】そして、画素値入れ換え器２０が第１の実
施形態と同様の動作により画素値Ｐ′（ｉ，ｊ）を出力
する。
【００６０】このような第２の実施形態によれば、静動
判定器４０により静止画像であるか否かを検出してお
り、静止画像が入力された場合には画素値入れ換え器２
０による処理を行わないので、静止画像での画質の劣化
を抑制することができる。
【００６１】なお、第１及び第２の実施形態に係る画像
信号の処理装置は、動画偽輪郭の検出及びその検出結果
に基づく信号処理のいずれも新規な方法で行うものであ
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、動画偽
輪郭の検出を従来の方法により実行した上で、その検出
結果に基づく信号処理を本願発明方法により実行しても
よく、動画偽輪郭の検出を本願発明方法により実行した
上で、その検出結果に基づく信号処理を従来の方法によ
り実行してもよい。いずれの場合にも、本願発明方法に
よる効果が得られる。例えば、入れ換え対象の画素値の
条件としては必ずしも数式１又は２が成り立つ必要はな
く、画素値の入れ換えを行った結果、△と▲とが交互に
出現すれば、動画偽輪郭は低減される。
【００６２】また、動画偽輪郭検出器１０による輪郭の
検出は、輪郭がぼやけることを防止するために行うもの
であり、動画偽輪郭低減のためには必ずしも必要なもの
ではない。また、輪郭の検出を行う場合には、入力され
た画像データにおいて実際に輪郭が存在する画素につい
てのみならず、その周囲の画素についてもフラグをオフ
にすることが好ましい。これは、実際に輪郭が存在する
画素についてのみフラグをオフにしても、その周囲の画
素について画素値入れ換え器２０による画素値の入れ換
えが行われると、輪郭がぼやけることがあるからであ
る。前述のロビンソンフィルタは、比較的なだらかなピ
ークを出力するため、このような処理に好適である。例
えば、３×３の画素に対してフィルタをかける場合に
は、８×８又は１６×１６程度の画素の範囲で輪郭が存
在しているものとして、これらの画素についての出力信
号ＯＵＴ３をロウにする。
【００６３】更に、画素値の入れ換えは、図６に示すも
のに限定されるものではなく、例えば、図９（ａ）に示
すように、２個の画素の間でそれらの画素値を入れ換え
てもよいし、図９（ｂ）に示すように、２個の画素毎に
画素値を入れ換えてもよい。なお、図９中の△は桁上げ
がある位置を示し、▲は桁下げがある位置を示す。
【００６４】更にまた、１フィールド期間を構成するサ
ブフィールドの数及び階調数も特に限定されるものでは
ない。例えば、図１０に示すように、輝度比が１：２：
３：４：５：７：９の順で配列された７つのサブフィー
ルドで３２階調を表現するようにしてもよい。また、図
１１に示すように、最も重み付けが重いサブフィールド
を１フィールド期間の中心におき、その前後に互いに重
み付けが等しいサブフィールドを２個ずつ配列して６４
階調を表現するようにしてもよい。この場合でも、桁上
げ及び桁下げの有無の判別は、発光するサブフィールド
の重みのみに基づいて行われ、サブフィールドの配列位
置の影響を受けない。
【００６５】また、画素値の入れ換えは行方向に配列す
る画素間に限定されるものではなく、列方向で上記のよ
うな画素値の入れ換えを行った場合でも同様の効果が得
られる。入れ換える画素数は連続した任意の領域ｍ行×
ｎ列で行ってもよく、その場合には、図１２に示すよう
に、階調の乱れが交互に市松模様状に出現するように画
素値の入れ換えを行う。
【００６６】更に、本発明が可能な表示装置は、プラズ
マディスプレイに限定されるものではなく、サブフィー
ルド法を採用するもの、例えばミラーデバイス及び有機
ＥＬディスプレイ等にも適用可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る動画
偽輪郭発生箇所の特定方法によれば、フレームバッファ
等の１フィールド期間分の遅延を生じさせるための回路
を必要とせずに動画偽輪郭が発生すると想定される箇所
を特定できるので、装置の構造を簡素化できる。
【００６８】また、本発明に係る画像信号の処理方法又
は画像信号の処理装置によれば、階調レベルの入れ換え
によって、動画偽輪郭を分散させることができる。従っ
て、動画偽輪郭による画質の低下を抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像信号の処理
装置を示すブロック図である。
【図２】ルックアップテーブルＬＵＴの内容を示す図で
ある。
【図３】桁上げ／桁下げ判別用テーブルの内容を示す図
である。
【図４】動画偽輪郭検出器１０の構成を示すブロック図
である。
【図５】ロビンソンフィルタで使用するフィルタを示す
模式図である。
【図６】画素値入れ換え器２０による画素値の入れ換え
方を示す図である。
【図７】第１の実施形態における動画偽輪郭の分散の様
子を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る画像信号の処理
装置を示すブロック図である。
【図９】画素値の入れ換え方の例を示す図である。
【図１０】１フィールド期間を７サブフィールドで構成
した場合の発光／非発光の状態の例を示す図である。
【図１１】１フィールド期間内に重みが等しいサブフィ
ールドを複数設けた場合の発光／非発光の状態の例を示
す図である。
【図１２】ｍ行×ｎ列の領域配置された画素における階
調の乱れを示す模式図である。
【符号の説明】
１０；動画偽輪郭検出器 １１；桁上げ／桁下げ判別器 １２；単調性判別器 １３；輪郭検出器 １６；フラグ生成回路 ２０；画素値入れ換え器 ３０；遅延回路 ４０；静動判定器 ５０；動画偽輪郭検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/66 １０１ Ｇ０９Ｇ 3/28 Ｈ Ｆターム(参考） 5C058 AA11 BA01 BA07 BA33 BB25 5C080 AA05 BB05 DD02 EE29 FF12 JJ01 JJ02

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １フィールド期間を輝度の相対比が異な
    る複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィー
    ルド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現
    させたときに発生する動画偽輪郭の発生箇所を特定する
    方法において、それを含み互いに連続して前記表示装置
    に配列された複数個の画素の間で前記１フィールド期間
    内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数個
    の画素の前記１フィールド期間内の階調レベルの配列の
    中に少なくとも１のサブフィールドの桁上げ又は桁下げ
    を含む画素を検出する工程を有することを特徴とする動
    画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  2. 【請求項２】 前記サブフィールドの桁上げ又は桁下げ
    を含むか否かの判断は輝度が所定値以上のサブフィール
    ドについてのみ行うことを特徴とする請求項１に記載の
    動画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  3. 【請求項３】 １フィールド期間を輝度の相対比が異な
    る複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィー
    ルド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現
    させたときに発生する動画偽輪郭の発生箇所を特定する
    方法において、それを含み互いに連続して前記表示装置
    に配列された複数個の画素の間で前記１フィールド期間
    内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数個
    の画素に含まれ互いに隣り合う２個の画素の間における
    前記１フィールド期間内の発光時間帯の変化量が所定値
    以上となる画素を検出する工程を有することを特徴とす
    る動画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  4. 【請求項４】 前記階調レベルが滑らかに変化する領域
    は、前記階調レベルが単調に増加又は減少する領域であ
    ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
    載の動画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  5. 【請求項５】 前記検出された画素が前記１フィールド
    期間の画像内の輪郭から一定の範囲内にあるか否かを判
    定する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４の
    いずれか１項に記載の動画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  6. 【請求項６】 前記輪郭から一定の範囲内にあるか否か
    を判定する工程は、前記検出された画素を含む複数個の
    画素の階調レベルを示す画像信号にフィルタリング処理
    を施す工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の動
    画偽輪郭発生箇所の特定方法。
  7. 【請求項７】 １フィールド期間を輝度の相対比が異な
    る複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィー
    ルド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現
    させるための画像信号を処理する画像信号の処理方法に
    おいて、互いに連続して前記表示装置に配列された複数
    個の画素の階調レベルの配列の中に含まれるサブフィー
    ルドの桁上げの総数及び桁下げの総数からなる群から選
    択された少なくとも１の値が入力された画像信号におけ
    るものよりも増加するように前記複数個の画素の階調レ
    ベル内でその配列を変更する工程を有することを特徴と
    する画像信号の処理方法。
  8. 【請求項８】 前記階調レベルの配列を変更する工程に
    より、前記配列の変更後の桁上げの総数と桁下げの総数
    との差の絶対値が０又は１となることを特徴とする請求
    項７に記載の画像信号の処理方法。
  9. 【請求項９】 前記階調レベルの配列を変更する工程に
    より、前記複数個の画素の階調レベル内で桁上げ及び桁
    下げが交互に出現することを特徴とする請求項７又は８
    に記載の画像信号の処理方法。
  10. 【請求項１０】 前記階調レベルの配列を変更する工程
    は、２個の画素間で夫々の階調レベルを入れ換える工程
    を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１
    項に記載の画像信号の処理方法。
  11. 【請求項１１】 前記２個の画素が互いに隣り合ってい
    ることを特徴とする請求項１０に記載の画像信号の処理
    方法。
  12. 【請求項１２】 １フィールド期間を輝度の相対比が異
    なる複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィ
    ールド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表
    現させるための画像信号を処理する画像信号の処理装置
    において、互いに連続して前記表示装置に配列された複
    数個の画素の階調レベルの配列の中に含まれるサブフィ
    ールドの桁上げの総数及び桁下げの総数からなる群から
    選択された少なくとも１の値が入力された画像信号にお
    けるものよりも増加するように前記複数個の画素の階調
    レベル内でその配列を変更する画素値入れ換え器を有す
    ることを特徴とする画像信号の処理装置。
  13. 【請求項１３】 それを含み互いに連続して前記表示装
    置に配列された複数個の画素の間で前記１フィールド期
    間内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数
    個の画素の前記１フィールド期間内の階調レベルの配列
    の中に少なくとも１のサブフィールドの桁上げ又は桁下
    げを含む画素を検出する検出器を有し、前記検出器によ
    り検出された画素が前記画素値入れ換え器により階調レ
    ベルの配列が変更される前記複数個の画素に含まれてい
    ることを特徴とする請求項１２に記載の画像信号処理装
    置。
  14. 【請求項１４】 それを含み互いに連続して前記表示装
    置に配列された複数個の画素の間で前記１フィールド期
    間内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数
    個の画素に含まれ互いに隣り合う２個の画素の間におけ
    る前記１フィールド期間内の発光時間帯の変化量が所定
    値以上となる画素を検出する検出器を有し、前記検出器
    により検出された画素が前記画素値入れ換え器により階
    調レベルの配列が変更される前記複数個の画素に含まれ
    ていることを特徴とする請求項１２に記載の画像信号処
    理装置。
  15. 【請求項１５】 前記画素値入れ換え器は、前記配列の
    変更後の桁上げの総数と桁下げの総数との差の絶対値を
    ０又は１とすることを特徴とする請求項１２乃至１４の
    いずれか１項に記載の画像信号の処理装置。
  16. 【請求項１６】 前記画素値入れ換え器は、前記複数個
    の画素の階調レベル内で桁上げ及び桁下げを交互に出現
    させることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか
    １項に記載の画像信号の処理装置。
  17. 【請求項１７】 前記画素値入れ換え器は、２個の画素
    間で夫々の階調レベルを入れ換えることを特徴とする請
    求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の画像信号の処
    理装置。
  18. 【請求項１８】 前記２個の画素が互いに隣り合ってい
    ることを特徴とする請求項１７に記載の画像信号の処理
    装置。
  19. 【請求項１９】 前記１フィールド期間の画像信号とそ
    の直前又は直後の１フィールド期間の画像信号とを比較
    して画像の動きを検出する動き検出回路と、前記検出器
    及び動き検出回路の両出力信号に基づいて前記画素値入
    れ換え器による前記配列の変更の有無を決定する第２の
    検出器と、を有することを特徴とする請求項１３乃至１
    ８のいずれか１項に記載の画像信号の処理装置。
JP2001382843A 2001-09-07 2001-12-17 動画偽輪郭発生箇所の特定方法、画像信号の処理方法及び画像信号の処理装置 Expired - Fee Related JP3747317B2 (ja)

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