JP2004357243A

JP2004357243A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム

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Publication number: JP2004357243A
Application number: JP2003155706A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Tomizawa; 秀和富澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP4419441B2

Abstract

【課題】全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の輪郭強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができるようにした画像処理装置等を提供する。
【解決手段】画像処理装置１００は、エッジ量計測回路２０と、時間的平滑回路３０と、輪郭強調量変換回路４０とを備え、受信する際に、入力信号から輝度信号Ｙを生成し、生成した輝度信号Ｙに対して１フレームのエッジ量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させ、平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換し、この強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を入力信号に付加する。これにより、入力信号の輝度成分のエッジ量に応じた最適な輪郭強調量を、時間的応答が自然になるように毎フレーム設定することで、全ての絵柄に対して画質を改善することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像信号の輪郭を強調する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。詳しくは、入力信号から低域成分を生成し、生成した低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させ、平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換し、該強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を入力信号に付加することによって、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができるため、全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の輪郭強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができるようにした画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像処理装置、例えばテレビジョン受信機においては、テレビジョン信号を受信機で再生する場合、送られてきた映像信号に対して、輪郭強調することなくそのまま再生すると、鮮鋭度が不足する問題がある。これは以下の２つその理由が考えられる。
【０００３】
１つは、入力信号は、例えば放送局から送信される電気信号やビデオテープのような記録媒体が再生する電気信号なので、被写体を実際に見た場合と比べて情報量が少なく、輪郭成分を十分に表現できないため、輪郭が弱められる。例えば、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）におけるビームアパーチャ効果によるものである。
【０００４】
もう１つは、表示デバイスの特性および表示デバイスに表示するまでの信号処理によって、輪郭成分が弱まることである。例えば、ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）におけるスケーリングによるものである。
【０００５】
そのため、従来テレビジョン受信機等の画像処理装置には、輝度成分の輪郭を強調する輪郭強調回路が搭載されている。このような輪郭強調回路において、輪郭の強調量はユーザの好みに応じて調整できるように、ユーザコントロールとして開放されている。
【０００６】
近年、テレビジョン等の映像信号に対して、２次元信号処理によって形成された窓関数を用いて輪郭強調と同時に雑音低減も行い画質改善を行う２次元画質改善装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このような画質改善装置において、入力映像信号を２次元低域成分と２次元高域成分とに分け、入力映像信号の水平方向に働く微分器で取り出される水平微分成分と、入力映像信号の垂直方向に働く微分器で取り出される垂直微分成分とを得て、水平微分成分の絶対値と垂直微分成分の絶対値と２次元高域成分の絶対値とを加算してエッジ振幅成分を得、このエッジ振幅成分を隣接値で平均化することで平滑化して平均エッジ振幅成分を得、平均エッジ振幅成分から２次元窓関数を得、この２次元窓関数と２次元高域成分との積から新たな２次元高域成分を求め、この新たな２次元高域成分を所定倍率で増幅して２次元低域成分に加算して出力して、輪郭強調と雑音低減とを同時に行うようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−３１２７８６号公報（第２頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、入力信号の絵柄は、入力の種類、例えば放送信号か記憶媒体かによって異なる。また、同じ種類であっても、輪郭成分が多いのか少ないのか、輪郭成分は大きいのか小さいのかは、動画を表示する限り常に変化し続ける。
【００１０】
上述したような輪郭強調回路を搭載したテレビジョン受信機では、輪郭強調回路の強調量はユーザの好みに応じて調整できるとは言え、ある一画面を見ての調整であり、全ての絵柄にとって最適に調整することはできない。
【００１１】
そこで、この発明は、全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の輪郭強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができるようにした画像処理装置等を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像処理装置は、入力信号から低域成分を生成する低域成分生成手段と、低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測手段と、計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑手段と、平滑手段により処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換手段と、所定の輪郭強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整する強調量調整手段と、強調量調整手段により得られた輪郭強調量を入力信号に付加する強調量付加手段とを備えるものである。
【００１３】
例えば、計測手段は、フレーム毎に低域成分のエッジ量を計測するようになされる。また例えば、計測手段は、フレーム毎に低域成分のエッジが所定閾値を超えた画像数を計測するようになされる。また例えば、計測手段は、フレーム毎に低域成分のエッジ量を計測し、またフレーム毎に低域成分のエッジが所定閾値を超えた画像数を計測し、得られたエッジ量と画像数に基づいて、計測結果を算出するようになされる。
【００１４】
この発明に係る画像処理方法は、入力信号の低域成分に応じて、輪郭強調量を変化させ輪郭強調を行う画像処理方法であって、入力信号から低域成分を生成する低域成分生成ステップと、低域成分生成ステップで生成した低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測ステップと、計測ステップの計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑ステップと、平滑ステップで処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換ステップと、変換ステップで得られた所定の輪郭強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整する調整ステップと、調整ステップで得られた輪郭強調量を入力信号に付加する付加ステップとを備えるものである。
【００１５】
この発明に係るプログラムは、入力信号の低域成分に応じて、輪郭強調量を変化させ輪郭強調を行う画像処理装置を制御するプログラムであって、コンピュータを、低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測手段と、計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑手段と、平滑手段により処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換手段として機能させるためのものである。
【００１６】
この発明においては、入力信号から低域成分を生成し、生成した低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させ、例えば、フレーム間の平均をとることで上記計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる。そして、平滑処理された計測結果を最適な輪郭強調量設定値に変換し、この強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を入力信号に付加する。これにより、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができるため、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができると共に、フレーム間の強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、この発明の第１の実施の形態の画像処理装置１００の構成を示している。
【００１８】
図１に示すように、画像処理装置１００は、低域成分生成手段としての輝度信号生成回路１０と、計測手段としてのエッジ量計測回路２０と、平滑手段としての時間的平滑回路３０と、変換手段としての輪郭強調量変換回路４０と、強調量調整手段としての輪郭強調回路５０と、強調量付加手段としての輪郭強調量加算回路６０とから構成されている。この画像処理装置１００において、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は入力端子１０１，１０２，１０３から入力される。また、垂直同期信号ＶＳは入力端子１０４から入力される。また、輪郭強調ユーザ設定値は入力端子１０５から入力される。
【００１９】
輝度信号生成回路１０は、入力端子１０１，１０２，１０３から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から低域成分としての輝度信号を生成するようになされる。輝度信号生成回路１０で生成された輝度信号は、エッジ量計測回路２０と輪郭強調回路５０に入力される。
【００２０】
エッジ量計測回路２０は、入力された輝度信号に対してフレーム毎にエッジ量を測定するものである。ここで、エッジ量は、隣接（前または後）画素間の輝度差分の絶対値の１フレーム総和である。エッジ量計測回路２０での測定結果は時間的平滑回路３０に入力される。
【００２１】
図２は、エッジ量計測回路２０の構成例を示す図である。図２に示すように、エッジ量計測回路２０は、遅延回路２１，２５と、加算器２２，２３と、絶対値変換回路２４と備える。
【００２２】
エッジ量計測回路２０に入力された輝度信号Ｙは遅延回路２１に入力され、遅延された輝度信号Ｙは加算器２２に入力される。なお、エッジ量計測回路２０に入力された輝度信号Ｙはそのまま加算器２２にも入力される。加算器２２で、隣接画素の差分を求める。加算器２２からの結果は絶対値変換回路２４に入力され、絶対値変換回路２４で差分の絶対値が得られる。この絶対値は加算器２３に入力され、加算器２３で遅延回路２５の出力端の総和と加算する。そして、遅延回路２５で遅延させる。遅延回路２５には、ドットクロック（ｄｏｔＣＬＫ）信号およびタイミングをとるための垂直同期信号ＶＳが入力される。遅延回路２５の出力をエッジ量の測定結果とする。
【００２３】
なお、エッジ量計測回路２０は、輝度信号に対して１フレームうちエッジが所定閾値を超えた画像数を測定するようにしてもよい。この場合、エッジ量計測回路２０では、上述した隣接（前または後）画像間の輝度差分の絶対値の１フレーム総和の代わりに隣接（前または後）画素間との輝度差分が所定閾値よりも大きい画素数を測定するようになされる。
【００２４】
図３は、エッジ量計測回路の他の構成例を示す図である。図３に示すように、エッジ量計測回路２０Ａは、遅延回路２１，２５と、加算器２２，２３と、絶対値変換回路２４と、比較回路２６と備える。
【００２５】
エッジ量計測回路２０Ａに入力された輝度信号Ｙは遅延回路２１に入力され、遅延された輝度信号Ｙは加算器２２に入力される。なお、エッジ量計測回路２０に入力された輝度信号Ｙはそのまま加算器２２にも入力される。加算器２２で、隣接画素の差分を求める。加算器２２からの結果は絶対値変換回路２４に入力され、絶対値変換回路２４で差分の絶対値が得られる。この絶対値は比較回路２６に入力され、比較回路２６で予め設定された所定の閾値Ｙｎと比較する。例えば、絶対値が所定の閾値Ｙｎを超えた場合には「１」を出力する。閾値Ｙｎ以下の場合には「０」を出力する。比較回路２６の出力は加算器２３に入力され、加算器２３で遅延回路２５の出力端の総和と加算する。そして、遅延回路２５で遅延させる。遅延回路２５には、ドットクロック（ｄｏｔＣＬＫ）信号およびタイミングをとるための垂直同期信号ＶＳが入力される。遅延回路２５の出力を画素数の測定結果とする。
【００２６】
また、エッジ量計測回路２０は、計測手段として、１フレームのエッジ量を計測し、１フレームうちエッジが所定閾値を超えた画像数を計測し、得られたエッジ量と画素数に基づいて、計測結果を算出するようにしてもよい。この場合、エッジ量計測回路２０では、上述した隣接（前または後）画素間の輝度差分の絶対値の１フレーム総和を測定すると共に、隣接（前または後）画像間の輝度差分の絶対値の１フレーム総和の代わりに隣接（前または後）画素間との輝度差分が所定の閾値よりも大きい画素数を測定する。そして、隣接画素間の輝度差分の絶対値をＡ、隣接画素間との輝度差分が所定閾値よりも大きい画素数をＢとすると、例えば、α×Ａ＋（１−α）×Ｂで表現できるような両計測値を重み付けした値を最終的な計測結果とする。ここで、αは定数である。
【００２７】
また、図１に示す時間的平滑回路３０は、エッジ量計測回路２０から入力された測定結果を時間的に平滑にて時間的に滑らかに変化するようにフィルタ処理する。この場合、エッジ量計測回路２０のエッジ量計測結果は、１フレームに１回の割合で更新される。時間的平滑回路３０で平滑化されたエッジ量は、輪郭強調量変換回路４０に入力される。
【００２８】
図５は、時間的平滑回路３０の構成例を示す図である。図５に示すように、時間的平滑回路３０は、遅延回路３１，３２と、平均回路３３とを備える。エッジ量計測回路２０の計測値は遅延回路３１，３２で遅延され、平均回路３３でその平均値を求める。これを時間的平滑化した計測値として出力する。この場合、遅延回路３１，３２には、タイミングをとるための垂直同期信号ＶＳが入力される。
【００２９】
図６は、エッジ量測定結果を時間的に平滑化処理の例を示す図である。ここで、現フレームの計測値と１フレーム前の計測値との平均値をとることで、平滑化している例を示している。図６において、横軸は時間経過を１フレーム単位で表示しており、縦軸は計測値を実線、時間的平滑値を破線で示している。この平滑化を行うことにより、エッジ量測定結果の１フレーム毎の変化をそのままエッジ強調量に伝えると、フレーム間の強調量の変化が速すぎて人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができる。
【００３０】
また、図１に示す輪郭強調量変換回路４０は、エッジ量測定値を輪郭強調量設定値に変換するものである。ここで、時間的平滑回路３０で平滑化されたエッジ量は、輪郭強調量設定値に変換される。この輪郭強調量変換回路４０は、変換する式を例えば制御部のＲＯＭ（図示せず）にテーブルとして記憶しアドレス線に計算結果を入力すれば、データ線から輪郭強調量設定値が得られる。または、演算式に相当する回路をロジックで組んでもよい。
【００３１】
図７は、ユーザが設定した輪郭強調量をセンターにして、平滑化されたエッジ量に応じて輪郭強調量設定値が変化させる例を示す図である。図７に示すように、輪郭強調量設定値はユーザ設定に対してエッジ量が少なくなれば強く、多くなれば弱くなる。ここで、輪郭強調量設定値に対して上限、下限が規定されている。即ち、所定範囲内で測定値に応じて輪郭強調量設定値が所定の関数関係で変化し、その範囲以外には輪郭強調量設定値を一定とする。
【００３２】
輪郭強調回路５０は、輪郭強調量変換回路４０で得られた輪郭強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整するものである。この輪郭強調回路５０には、輝度信号生成回路１０から出力される輝度信号と、輪郭強調量変換回路４０から出力される輪郭強調量設定値とが入力される。また、輪郭強調回路５０の出力は輪郭強調量加算回路６０に入力される。
【００３３】
図８は、輪郭強調回路５０の構成例を示す図である。図８に示すように、輪郭強調回路５０は、遅延回路５１，５２と、乗算器５３，５４，５５，５７と、加算器５６とを備えている。入力された輝度信号Ｙは、遅延回路５１，５２で２回遅延される。そして入力信号、１回遅延した信号、２回遅延した信号に各々−１．０、＋２．０、−１．０を乗算器５３，５４，５５で乗算して、それらを加算器５７で加算すると、輪郭が抽出できる。これに、入力された輪郭強調量設定値を乗算器５６で乗じた結果が、輪郭強調量として出力される。
【００３４】
輪郭強調量加算回路６０は、輪郭強調回路５０で得られた輪郭強調量をＲ、Ｇ、Ｂ信号に付加する加算回路である。輪郭強調量加算回路６０には、入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）と、輪郭強調回路５０輪郭強調回路５０から出力される輪郭強調量が入力される。また、輪郭強調量加算回路６０の出力は表示装置、例えばＲＣＴに入力される。
【００３５】
図９は、輪郭強調量加算回路６０の構成例を示す図である。図９に示すように、輪郭強調量加算回路６０は、遅延回路６１，６２，６３と、加算器６４，６５，６６と備える。輪郭強調量加算回路６０には入力信号が入力される。
【００３６】
輪郭強調量加算回路６０では入力されたＲ、Ｇ、Ｂ信号を、輪郭強調回路５０の遅延回路５１での遅延と同じ時間だけ遅延回路６１，６２，６３で遅延させて、加算器６４，６５，６６に入力する。そして、加算器６４，６５，６６で入力された輪郭強調量と加算する。得られた輪郭強調後のＲ、Ｇ、Ｂ信号は出力端子１０６，１０７，１０８へ出力される。
【００３７】
図１０は、輪郭強調の動作波形を示す図である。図１０に示すように、ａは入力された輝度信号Ｙである。ｂは遅延回路５１の出力信号である。ｃは遅延回路５２の出力信号である。ｄは加算器５６の出力信号である。ｅは乗算器５７の出力信号である。ｆは輪郭強調加算回路６０の出力信号である。
【００３８】
次に、図１に示す画像処理装置１００の動作について、図１１に参照しながら説明する。図１１は、画像処理装置１００の動作例を示すフローチャートである。
【００３９】
画像処理装置１００において、入力される画像信号の輝度信号Ｙに基づいて、輪郭強調を行う際に、まず、ステップＳ１で、入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）から輝度信号Ｙを生成する。ここで、入力信号が輝度信号生成回路１０に入力され、輝度信号生成回路１０では、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号から低域成分の輝度信号Ｙを分離して出力する。
【００４０】
次に、ステップＳ２で、輝度信号Ｙのエッジ量を測定する。ここで、ステップＳ１で生成した輝度信号Ｙがエッジ量計測回路２０に入力され、このエッジ量計測回路２０では、輝度信号Ｙに対して１フレームのエッジ量を測定する。例えば、隣接（前または後）画素間の輝度差分の絶対値の１フレームの総和をエッジ量とする（図２、図４参照）。
【００４１】
次に、ステップＳ３で、エッジ量の計測結果を時間的に滑らかに変化させる。ここで、ステップＳ２で計測した結果に対して、現フレームの計測値と１フレーム前の計測値との平均値をとることで、平滑化する。例えば、エッジ量の測定値を遅延回路３１に入力し、遅延させ、次に、遅延回路３２に入力し、遅延させる。遅延回路３１の出力と遅延回路３２の出力は１フレームの差が有している。そして、遅延回路３１の出力と遅延回路３２の出力は、平均回路３３で平均をとることで時間的に滑らかに変化させる（図５、図６参照）。
【００４２】
次に、ステップＳ４で、平滑化処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する。ここで、ステップＳ３で得られた平滑化された計測結果を、ユーザ設定値を参照して所定の輪郭強調量設定値に変換する。例えば、ユーザが設定した輪郭強調量をセンターにして、平滑化されたエッジ量に応じて輪郭強調量設定値が変化させる（図７参照）。
【００４３】
次に、ステップＳ５で、所定の強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整する。ここで、輝度信号Ｙは遅延回路５１，５２により所定量ずつ遅延した信号形成し、乗算器５３，５４，５５で元の輝度信号Ｙ、遅延回路５１の出力信号および遅延回路５２の出力信号に対してそれぞれ−１．０、＋２．０、−１．０を乗算し、得られた結果を加算器５６で加算する。その結果を、ステップＳ４で得られた所定の強調量設定値と乗算して、輪郭強調量として出力する（図８、図１０参照）。
【００４４】
最後に、ステップＳ６で、輪郭強調量を画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に付加する。ここで、ステップＳ５で得られた輪郭強調量は輪郭強調加算回路６０に入力される。輪郭強調加算回路６０では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号が遅延回路６１，６２，６３を介して加算器６４，６５，６６に入力され、加算器６４，６５，６６で輪郭強調量と加算して出力される（図９参照）。これにより、エッジ量に応じた最適な輪郭強調量で輪郭強調された画像信号が得られる（図１０のｆ参照）。
【００４５】
これにより、入力信号の輝度信号のエッジ量に応じた最適な輪郭強調量を、時間的応答が自然になるように毎フレーム設定することで、全ての絵柄に対して画質を改善することができる。
【００４６】
このように本実施の形態においては、画像処理装置１００は、エッジ量計測回路２０と、時間的平滑回路３０と、輪郭強調量変換回路４０とを備え、受信する際に、入力信号から輝度信号を生成し、生成した輝度信号Ｙに対してエッジ量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させ、平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換し、得られた強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を入力信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ信号）に付加する。これにより、ユーザの好みで調整した強調値をもとに、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができるため、全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の輪郭強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができる。
【００４７】
以下、図面を参照しながら、この発明の第２の実施の形態について説明する。図１２は、この発明の第２の実施の形態の画像処理装置２００の構成を示している。この図１２において、図１と対応する部分には、同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００４８】
図１２に示すように、画像処理装置２００は、低域成分生成手段としての輝度信号生成回路１０と、計測手段としてのエッジ量計測回路２０と、マイコン７０と、強調量調整手段としての輪郭強調回路５０と、強調量付加手段としての輪郭強調量加算回路６０とから構成されている。この画像処理装置２００において、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号は入力端子１０１，１０２，１０３から入力される。また、垂直同期信号ＶＳは入力端子１０４から入力される。また、輪郭強調ユーザ設定値は入力端子１０５から入力される。
【００４９】
マイコン７０は、周知のようにＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している（図示せず）。ＣＰＵはＲＯＭに記憶されたプログラム情報に従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら動作する。このプログラムは、マイコン７０を、計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑手段と、平滑手段により処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する強調量変換手段として機能させるものである。平滑手段と強調量変換手段の機能は、上述した第１の実施の形態の時間的平滑回路３０および輪郭強調量変換回路４０の機能と同様である。
【００５０】
この画像処理装置２００の動作は、上述した第１の実施の形態の画像処理装置１００の動作と同様である。この場合、マイコン７０は、また、平滑手段として測定したエッジ量時間的に滑らかに変化させ、また、強調量変換手段として平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換するようになされる。
【００５１】
このように本実施の形態においては、画像処理装置２００は、エッジ量計測回路２０と、マイコン７０とを備え、受信する際に、入力信号から輝度信号Ｙを生成し、マイコン７０は生成した輝度信号Ｙに対してエッジ量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させる。平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換し、この強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を画像信号に付加する。これにより、ユーザの好みで調整した強調値をもとに、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができるため、全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の輪郭強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができる。
【００５２】
また、マイコン７０を平滑手段および変換手段として機能するため、時間的平滑回路と輪郭強調量変換回路を省略することができ、装置の開発周期を短縮し、コストを削減することができる。
【００５３】
なお、上述実施の形態においては、計測手段としてエッジ量計測回路を用いたものであるが、これに限定されるものではない。計測手段としてソフトウェアを用いてもよい。例えば、上述した第２の実施の形態の画像処理装置２００において、マイコン７０は、計測手段として輝度信号に対して１フレームのエッジ量を測定するようにしてもよい。即ち、マイコン７０を、計測手段と、平滑手段と、変換手段として機能させるようにしてもよい。
【００５４】
また、上述実施の形態においては、輪郭強調回路５０水平の輪郭のみを抽出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、垂直の輪郭のみ、または水平、垂直の輪郭をともに抽出してもよい。
【００５５】
図１３は、水平、垂直の輪郭をともに抽出する場合の輪郭強調回路の構成例を示す図である。図１３に示すように、輪郭強調回路８０は、ラインメモリ８１，８２と、遅延素子８３，８４，８５，８６と、積和部８７，８８と、加算器８９と、乗算器９０とを備える。この場合、水平輪郭の抽出には遅延素子にＦ／Ｆ（フリップ・フロップ）を、垂直輪郭の抽出には遅延素子にラインメモリを用いられる。積和部８７，８８では、上述した輪郭強調回路５０のように、各々の信号に−１．０、＋２．０、−１．０を乗算して、それらを加算するするようになされる。積和部８７，８８の出力を加算器８９で加算して、その結果に乗算器９０で輪郭強調量設定値を乗算して出力するようになされる。
【００５６】
また、上述実施の形態においては、輝度の差分を算出するのに隣接画素間としたが、必ずしもすぐ隣の画素とは限らない。また、強調したい輪郭の周波数成分に応じて輪郭抽出するときの遅延量を調整するが、その遅延量に合わせるようにしてもよい。
【００５７】
また、上述実施の形態においては、計測結果を時間的に平滑した後に強調量に変換したものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、計測結果を輪郭強調量設定値に変換した後に、輪郭強調量設定値を時間的に平滑してもよい。
【００５８】
【発明の効果】
この発明によれば、画像処理装置１００は、画素の変化量を計測する計測手段と、計測結果を平滑処理する平滑手段と、計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換手段とを備え、受信する際に、入力信号から低域成分を生成し、生成した低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測し、この計測結果を時間的に滑らかに変化させ、平滑処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換し、この強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整して、得られた輪郭強調量を入力信号に付加するものであり、入力画像の絵柄によって最適な輪郭強調量に自動的に制御することができるため、全ての絵柄に対して最適な輪郭強調量で画質を改善することができると共に、フレーム間の強調量の変化が速すぎにより人間の目に不自然に見えるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態としての画像処理装置の構成例を示す図である。
【図２】エッジ量測定回路の構成例を示す図である。
【図３】エッジ量測定回路の他の構成例を示す図である。
【図４】エッジ量測定の例を示す図である。
【図５】時間的平滑回路の構成例を示す図である。
【図６】時間的平滑化処理の例を示す図である。
【図７】輪郭強調量変換の例を示す図である。
【図８】輪郭強調回路の構成例を示す図である。
【図９】輪郭強調量加算回路の構成例を示す図である。
【図１０】輪郭強調の動作波形を示す図である。
【図１１】第１の実施の形態としての画像処理装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態としての画像処理装置の構成例を示す図である。
【図１３】水平、垂直の輪郭をともに抽出する場合の輪郭強調回路の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・輝度信号生成回路、２０，２０Ａ・・・エッジ量計測回路、２６・・・比較回路、３０・・・時間的平滑回路、４０・・・輪郭強調量変換回路、５０，８０・・・輪郭強調回路、６０・・・輪郭強調量加算回路、７０・・・マイコン、１００，２００・・・画像処理装置

Claims

入力信号から低域成分を生成する低域成分生成手段と、
上記低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測手段と、
上記計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑手段と、
上記平滑手段により処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換手段と、
上記所定の輪郭強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整する強調量調整手段と、
上記強調量調整手段により得られた輪郭強調量を上記入力信号に付加する強調量付加手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
計測手段は、
フレーム毎に上記低域成分のエッジ量を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
計測手段は、
フレーム毎に上記低域成分のエッジが所定閾値を超えた画像数を計測する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
計測手段は、
フレーム毎に上記低域成分のエッジ量を計測し、
フレーム毎に上記低域成分のエッジが所定閾値を超えた画像数を計測し、
得られた上記エッジ量と上記画像数に基づいて、計測結果を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
上記平滑手段は、
フレーム間の平均をとることで上記計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
上記平滑手段のかわりに、強調量変換手段により得られた輪郭強調量設定値をフレーム間の平均を求める強調量平滑手段を備え、
上記強調量平滑手段は、フレーム間の平均をとることで上記所定の輪郭強調量設定値を時間的に滑らかに変化させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
入力信号の低域成分に応じて、輪郭強調量を変化させ輪郭強調を行う画像処理方法であって、
上記入力信号から低域成分を生成する低域成分生成ステップと、
上記低域成分生成ステップで生成した低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測ステップと、
上記計測ステップの計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑ステップと、
上記平滑ステップで処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換ステップと、
上記変換ステップで得られた所定の輪郭強調量設定値に基づいて輪郭強調量を調整する調整ステップと、
上記調整ステップで得られた輪郭強調量を上記入力信号に付加する付加ステップと
を備えることを特徴とする画像処理方法。
入力信号の低域成分に応じて、輪郭強調量を変化させ輪郭強調を行う画像処理装置を制御するプログラムであって、
コンピュータを、低域成分に対してフレーム毎に所定方向に連続する画素の変化量を計測する計測手段と、上記計測手段の計測結果を時間的に滑らかに変化させる平滑手段と、上記平滑手段により処理された計測結果を所定の輪郭強調量設定値に変換する変換手段として機能させるためのプログラム。