JP2006106921A - 画像処理装置、画像表示装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 画質の劣化となる余分なシュートが少なく、かつ、精細感・鮮鋭感を向上できる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出回路6と、シュートエンハンス処理を行うエンハンス回路8と、シュートレスエンハンス処理を行うエンハンス回路10と、合成比率を決定する合成比率決定回路7と、決定された比率に従って、これらのエンハンス処理結果を合成する補正信号合成回路12とを備え、合成比率決定回路は、特徴量抽出回路により求められた特徴量に基づいて、注目画素における比率を決定する。
【選択図】 図1
【解決手段】 入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出回路6と、シュートエンハンス処理を行うエンハンス回路8と、シュートレスエンハンス処理を行うエンハンス回路10と、合成比率を決定する合成比率決定回路7と、決定された比率に従って、これらのエンハンス処理結果を合成する補正信号合成回路12とを備え、合成比率決定回路は、特徴量抽出回路により求められた特徴量に基づいて、注目画素における比率を決定する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、入力画像の先鋭感を向上させる画像処理装置に係り、特に、輪郭の傾斜を急峻にして高画質化を図る技術に関するものである。
従来より、輪郭補正技術として、シュートエンハンス技術と、シュートレスエンハンス技術がある。
シュートエンハンス技術は、高周波成分をもとにした補正信号を原信号に足し合わせ、プリシュート又はオーバーシュートを付加する。これにより、輪郭の傾斜を急峻化しコントラスト差を拡大し、鮮鋭感を高める技術である。
また、シュートレスエンハンス技術は、プリシュートやオーバーシュートを付加せずに、輪郭の傾斜を急峻化し鮮鋭感を向上する技術である(例えば、特許文献1参照)。
特許文献2(特開平11−346320号公報)は、輪郭の傾斜を急峻にして鮮鋭感を向上しつつ、適度にシュートも付加する技術を開示する。具体的には、フィルタ処理により、入力信号を周波数帯域毎の成分に分割し、それぞれの成分について、シュートエンハンス処理又はシュートレスエンハンス処理を行っている。即ち、特許文献2は、シュートを多少付加し、シュートレスエンハンスだけでは足りない鮮鋭感を付け足している。
しかしながら、後に詳細に検討するように、従来技術では、1つの入力画像に、文字のようにコントラスト差が大きい部分と、森のように細かなテクスチャ部分とが、混在している場合において、十分な結果を得ることは困難である。
特開平4−6960号公報(第8頁、図7)
特開平11−346320号公報(第13頁、図9)
そこで本発明は、画質の劣化が少なく、かつ、精細感・鮮鋭感を向上できる画像処理装置を提供することを目的とする。
第1の発明に係る画像処理装置は、入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出手段と、入力画像の輪郭について或るエンハンス処理を行う第1のエンハンス手段と、入力画像の輪郭について第1のエンハンス手段とは異なるエンハンス処理を行う第2のエンハンス手段とを含む複数のエンハンス手段と、複数のエンハンス手段による複数の処理結果を合成する際の比率を決定する合成比率決定手段と、合成比率決定手段により決定された比率に従って、複数の処理結果を合成する合成手段とを備え、合成比率決定手段は、特徴量抽出手段により求められた特徴量に基づいて、注目画素における比率を決定する。
この構成により、入力画像における輪郭の特徴に基づいて、複数のエンハンス処理の効果を組みあわせることができる。したがって、コントラスト差が大きい文字部分と細かなテクスチャ部分とにおいて、エンハンス処理を部分に依存して異ならしめることができる。
第2の発明に係る画像処理装置では、第1の発明の構成に加え、第1のエンハンス手段は、入力画像の輪郭にシュートを付加するシュートエンハンス回路であり、第2のエンハンス手段は、入力画像の輪郭にシュートを付加しないシュートレスエンハンス回路である。
この構成により、シュートを付加したエンハンス処理の効果と、シュートを付加しないで行うエンハンス処理の効果の両方を得ることができる。
第3の発明に係る画像処理装置では、第2の発明の構成に加え、特徴量は、注目画素の周囲にある輪郭成分の量である。
この構成により、輪郭の粗密に応じてシュートの大小を制御できる。
第4の発明に係る画像処理装置では、第3の発明の構成に加え、合成比率決定手段は、特徴量が多いほどシュートエンハンス回路の比率を増やし、特徴量が少ないほどシュートレスエンハンス回路の比率を増やすように、比率を決定する。
この構成により、輪郭が密に集まっている細かいテクスチャに対しては、シュートを付加して精細感を高め、輪郭が粗である大きな輪郭に対しては、シュートを付加せずに輪郭の傾斜を急峻化できる。
第5の発明に係る画像処理装置では、第2の発明の構成に加え、特徴量は、注目画素の周囲にある輪郭の方向のばらつきを示す。
この構成により、輪郭の方向の分布に応じてシュートの大小を制御できる。
第6の発明に係る画像処理装置では、第5の発明の構成に加え、合成比率決定手段は、特徴量が輪郭方向のばらつきが少ないことを示すほどシュートレスエンハンス回路の比率を増やし、特徴量が輪郭方向のばらつきが多いことを示すほどシュートエンハンス回路の比率を増やすように、比率を決定する。
この構成により、輪郭の方向が定まってない森のような細かいテクスチャに対しては、シュートを付加して精細感を高め、輪郭の方向が定まっている大きな文字のようなテクスチャに対しては、シュートを付加せずに輪郭の傾斜を急峻化できる。
第7の発明に係る画像処理装置では、第2の発明の構成に加え、特徴量は、輪郭をはさんで輪郭の両側に隣接する複数の画素の信号値の差である。
この構成により、輪郭の振幅の大小に応じてシュートの大小を制御できる。
第8の発明に係る画像処理装置では、第7の発明の構成に加え、合成比率決定手段は、差が大きいほどシュートレスエンハンス回路の比率を増やし、差が小さいほどシュートエンハンス回路の比率が増やすように、比率を決定する。
この構成により、輪郭の振幅が小さい細かいテクスチャに対して、シュートを付加して精細感を高め、輪郭の振幅が大きい強いエッジに対しては、シュートを付加せずに輪郭の傾斜を急峻化できる。
第9の発明に係る画像処理装置では、第1の発明の構成に加え、入力画像を、入力画像の3倍の解像度を持つ3倍入力画像へ変換する3倍精度変換手段をさらに備え、特徴量抽出手段、複数のエンハンス手段及び合成手段とは、3倍入力画像を入力画像として処理を行う。
この構成により、表示デバイスの1画素が3つの発光素子で構成される場合(LCD、PDP等)において、これらの発光素子に一対一に対応する精度において、輪郭の傾斜を急峻化でき、画像処理後の処理結果をこれらの発光素子に、解像度を下げることなくそのまま対応させることができる。
本発明の画像処理装置によれば、コントラスト差が大きい部分と細かなテクスチャ部分が入力画像に混在している場合においても、シュートによる副作用を抑制しながら、画像の鮮鋭感を向上させることができる。
以下図面を参照しながら、発明の実施の形態について説明する。
まず、具体的な構成の説明をするに先立ち、図9〜図11を参照しながら、シュートエンハンス処理結果、シュートレスエンハンス処理結果等について、例を挙げながら、説明する。
図9(a)は、本発明の一実施の形態における入力画像の例示図である。この入力画像の大半は、山、森及び傾斜地というような細かなテクスチャ部分であるが、入力画像の右下部分に「ABCDEF」という文字部分(コントラスト差が大きい)がある。
そして、画像処理を施す前の入力画像について、横軸に画素の座標(例えばx座標)をとり、縦軸に明るさ成分をとると、例えば、図10(a)に示すような分布となる。図10(a)のグラフにおいて、上下に大きく変化する部分は輪郭に相当する。また、図11(a)は、図9(a)の部分画像(文字Aの左上部分)を拡大したものである。
図10(a)に示す入力画像をシュートエンハンス処理(例えば、プリシュート処理やオーバーシュート処理等)すると、図10(b)に示すように、シュートが付加される。
同様に、図11(a)の入力画像をシュートエンハンス処理すると、図11(b)に示すようになる。図11(b)から明らかなように、文字Aの部分だけでなく、文字Aの背景にある傾斜地についても、コントラスト差が拡大し鮮鋭感が向上している。しかし、シュート幅が大きくなると、シュートがあたかも縁取りをしたように目につく(図11(b)の文字Aの辺周囲参照)という副作用を生じ、画質劣化の原因になる。特に、文字の輪郭など、もともとコントラスト差が大きい部分では、シュート幅が大きくなりやすい。しかしながら、このような画質劣化を避けるため、エンハンス量を抑えると、その分だけ鮮鋭感を得にくくなる。
さらに、周辺の画素値などに基づいて、シュートに制限値を設けシュートをクリップさせることが考えられるが、この手法は現実的でない。このようにすると、クリップ部分において画素値の変動がなくなり(つまり、原画像の情報の一部が欠落する)画質が劣化してしまうからである。
また、図10(a)に示す入力画像に対しシュートレスエンハンス処理すると、図10(c)のようになる。また、図11(a)の入力画像をシュートレスエンハンス処理すると、図11(c)に示すようになる。
シュートレスエンハンス処理では、シュートが発生しないように輪郭を補正するから、シュートによる画質劣化は生じない。しかしながら、その代わりに、図11(c)に示すように、コントラスト差の拡大効果がなく、鮮鋭感に欠ける。特に、細かなテクスチャ部分(図11(c)では文字Aの背景に位置する傾斜地の部分)については、図11(a)の入力画像と殆ど変わりがなく、シュートレスエンハンス処理では鮮鋭化の効果は得にくい。
図11(c)に示すシュートレスエンハンス処理結果に、意図的にシュートを付加し、細かいテクスチャ部分の鮮鋭感を向上させることが考えられる。しかしこうすると、文字Aそのものにもシュートが付加されてしまい、結局、図11(b)のような結果になる。したがって、意図的に付加するシュートは、図11(b)のようにならないように弱く(制限的に)付加せざるを得ないことになり、細かいテクスチャ部分について十分な鮮鋭感を得にくい。
ところが、以下に詳述する本発明の各実施の形態によれば、図11(d)に示すように、文字Aの部分に縁取りの副作用が生ぜず、しかも、文字Aの背景に位置する細かなテクスチャ部分について、十分な鮮鋭感が得られる。それは、合成比率決定回路が、特徴量抽出回路が求めた輪郭の特徴量に基づいて、注目画素における比率を定め、補正信号合成回路が、合成比率決定回路により決定された比率に従って第1、第2のエンハンス回路の処理結果を合成するからである。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における画像表示装置のブロック図である。図1において、表示情報入力回路1は、補正を行う入力画像(静止画であっても良いし動画の1フレーム画像でも良い)を入力する。また、補正後情報出力回路2は、補正後の画像S’(補正信号合成回路12の出力)をドライバ30に出力する。ドライバ30は、1画素がRGB3原色をそれぞれ発光する3つの発光素子から構成される表示デバイス(例えば、LCDやPDP等)31を制御し、表示デバイス31は補正後の画像S’を表示する。
図1は、本発明の実施の形態1における画像表示装置のブロック図である。図1において、表示情報入力回路1は、補正を行う入力画像(静止画であっても良いし動画の1フレーム画像でも良い)を入力する。また、補正後情報出力回路2は、補正後の画像S’(補正信号合成回路12の出力)をドライバ30に出力する。ドライバ30は、1画素がRGB3原色をそれぞれ発光する3つの発光素子から構成される表示デバイス(例えば、LCDやPDP等)31を制御し、表示デバイス31は補正後の画像S’を表示する。
図1の画像表示装置から、ドライバ30と表示デバイス31とを除いた部分が、本形態の画像処理装置である。なお、実施の形態5による3倍精度変換を実施しないときは、ドライバ30と表示デバイス31とのかわりに、1画素が複数の発光素子から構成されない表示デバイス(例えばCRT等)を使用しても良い。
制御回路3は、図2のフローチャートに従い、図1の各回路1、2、4〜12を制御し、入力画像の輪郭補正を行う。
輪郭情報抽出回路4は、表示情報入力回路1が入力した入力画像から輪郭情報を抽出する。ここで、実施の形態1の輪郭情報抽出回路4は、入力画像にハイパスフィルタを施した結果の絶対値を算出し、これを輪郭情報として抽出するが、輪郭情報を取り出せるのであれば、任意に変更して差し支えない。輪郭情報保存回路5は、メモリ等からなり、輪郭情報抽出回路4が抽出した輪郭情報を一時保存する。
輪郭特徴量抽出回路6は、輪郭情報保存回路5が保存している輪郭情報から、輪郭の特徴量を抽出する。ここで、実施の形態1の輪郭特徴量抽出回路6は、注目画素(入力画像のxy座標によって特定される)の周囲(例えば、注目画素を含み3*3画素等)における輪郭成分の量(輪郭成分の多寡を示す。本形態では、輪郭を構成する画素数)を輪郭特徴量として抽出する。より具体的には、輪郭特徴量抽出回路6は、注目画素の周囲にある輪郭情報を、予め定められた閾値と比較し、閾値より大きい値をもつ画素の数を、輪郭成分の量とする。この輪郭成分の量が多いほど、注目画素の周囲は、細かいテクスチャによって構成されているといえる。
合成比率決定回路7は、輪郭特徴量抽出回路6が抽出した輪郭の特徴量に基づいて、補正信号S1、S2(エンハンス回路8、9から出力される)を合成する比率α、βを算出する。
エンハンス回路8は、第一のエンハンス処理を実行する。実施の形態1では、エンハンス回路8はシュートを付加するシュートエンハンス処理を行う。補正信号保存回路9は、メモリ等からなり、エンハンス回路8が補正した補正信号を一時保存する。
エンハンス回路10は、第二のエンハンス処理を実行する。実施の形態1では、エンハンス回路10は、シュートを付加しないシュートレスレスエンハンス処理を行う。補正信号保存回路11は、メモリ等からなり、エンハンス回路10が補正した補正信号を一時保存する。
補正信号合成回路12は、合成比率決定回路7が生成した合成比率にしたがい、補正信号保存回路9、11に保存された、2セットの補正信号を合成する。補正信号保存回路9に保存された補正信号をS1とし、補正信号保存回路11に保存された補正信号をS2とし、合成比率決定回路7が生成したエンハンス回路8に対する合成比率をαとし、合成比率決定回路7が生成したエンハンス回路10に対する合成比率をβとすると、補正信号合成回路が出力する補正信号S’は、
S’=α×S1+β×S2
となる。
S’=α×S1+β×S2
となる。
実施の形態1では、複数のエンハンス回路として2つのエンハンス回路を構成しているが、これは一例に過ぎない。エンハンス回路をさらに多く構成する場合には、合成比率決定回路7が、そのエンハンス回路の数だけ、対応する合成比率を生成するようにすればよい。また、補正信号合成回路12は、エンハンス回路の数だけ、合成比率と補正信号値とを乗算したものを加算することで、合成された補正信号を得ることができる。
次に、図3を参照しながら、実施の形態1における合成比率決定処理について説明する。輪郭特徴量として、注目画素の周囲の輪郭成分の量が合成比率決定回路7に入力される。合成比率決定回路7は、この輪郭成分の量に応じた合成比率を、補正信号合成回路12に出力する。図3は、その特性例を示す。図3において、αはエンハンス回路8に対する合成比率、βはエンハンス回路10に対する合成比率であり、
α+β=1.0
である。例えば、α=β=0.5の場合に、1:1の割合で信号が合成されることを示している。
α+β=1.0
である。例えば、α=β=0.5の場合に、1:1の割合で信号が合成されることを示している。
図3に示すように、合成比率決定回路7の合成比率決定処理は、輪郭の特徴量、つまり、注目画素の周囲の輪郭成分の量が多い場合には、合成比率βに対して合成比率αの値が大きくなり、注目画素の周囲の輪郭成分の量が少ない場合には、合成比率βに対して合成比率αの値が小さくなる。
実施の形態1では、エンハンス回路8がシュートエンハンス回路、エンハンス回路10がシュートレスエンハンス回路である。よって、図3の特性に従って合成比率が生成されると、補正信号合成回路12では、注目画素の周囲の輪郭成分の量が多い場合には、シュートエンハンスの効果が大きくなるような合成が行われ、注目画素の周囲の輪郭成分の量が少ない場合には、シュートレスエンハンスの効果が大きくなるような合成が行われる。
この構成により、輪郭成分の密度が高い細かいテクスチャに対しては、シュートを付加することでより精細感を向上させることができ、輪郭成分の密度が低い大きい文字などのテクスチャに対しては、シュートをあまり付加させないことで、縁取りの目立たない鮮鋭感向上が実現できる。つまり、図11(a)のような入力画像があるとき、図11(d)のような処理結果が得られる。
次に、図2に沿って、実施の形態1における画像処理装置の処理の流れを説明する。ステップ1にて、表示情報入力回路1は、入力画像を入力する。ステップ2にて、輪郭情報抽出回路4は、入力画像の輪郭情報を抽出しその結果を輪郭情報保存回路5に保存する。例えば、図9(a)のような入力画像が入力されると、図9(b)のような輪郭情報が抽出される。
ステップ3にて、制御回路3は、注目画素の位置を初期化(例えば、入力画像のxy座標において、左上点にする等)し、ステップ4にて、全ての画素についての処理が完了していないことをチェックし、ステップ5以下の処理を行う。
即ち、ステップ5にて、エンハンス回路8は第1のエンハンス処理(シュートエンハンス処理)をして、その結果を補正信号保存回路9に保存し、ステップ6にてエンハンス回路10は第2のエンハンス処理(シュートレスエンハンス処理)をして、その結果を補正信号保存回路11に保存する。ステップ7は、輪郭特徴量抽出回路6は、輪郭情報保存回路5に保存された輪郭情報に基づき、注目画素における輪郭の特徴量を求め、合成比率決定回路7は、上述したように合成比率を決定する。なお、ステップ5〜8の処理は、並列に実施しても良いし、順番に実施しても良い。
ステップ9にて、補正信号合成回路12は、補正信号保存回路9、11に保存された2つの処理結果を、合成比率決定回路7が定めた比率に従い合成し、合成結果を補正後情報出力回路2へ1画素分出力する。
さらに、ステップ10にて、制御回路3は、注目画素を更新して、ステップ4以降の処理を繰り返し、全ての画素についての処理が完了したら(ステップ4)、ステップ11にて、補正後情報出力回路2は、1画面分の処理結果を外部へ出力する。
(実施の形態2)
実施の形態2の構成は、実施の形態1とほぼ同じであり、ブロック図レベルでは図1と同様になるので、図示を省略する。
実施の形態2の構成は、実施の形態1とほぼ同じであり、ブロック図レベルでは図1と同様になるので、図示を省略する。
実施の形態2が実施の形態1と異なるのは、輪郭特徴量抽出回路6で抽出する輪郭特徴量が、輪郭の方向の同一性であるという点と、合成比率決定回路7の制御特性である。
即ち、実施の形態2における輪郭特徴量抽出回路6は、輪郭情報抽出回路4が抽出した輪郭情報から、テンプレートマッチング手法などを用いて、注目画素周囲における各部の輪郭方向を得る。これらの輪郭方向を集計し、そのばらつき度合いにより輪郭の方向の同一性を検査する。ばらつきが大きく同一性が低いほど、その領域は細かいテクスチャが分布しているといえる。
より具体的には、prewitt方法により輪郭の方向を8方向に分類し、各方向における量の分散を計算する。分散値が大きいほど、輪郭の方向が同一方向を向いている割合が多いといえる。また、分散値が小さいほど、輪郭の方向がばらついているといえる。
合成比率決定回路7が生成する合成比率の特性を、図4に示す。合成比率決定回路7は、上記のように輪郭特徴量抽出回路6で抽出された輪郭特徴量をもとに、図4の特性に従って合成比率を生成する。
実施の形態1と異なり、横軸は輪郭の方向の分散値である。ここで、実施の形態3においても、実施の形態1と同様に、エンハンス回路8はシュートエンハンス処理を実行し、エンハンス回路10はシュートレスエンハンス処理を実行する。そこで、合成比率決定回路7は、輪郭の方向の分散が大きいほど、エンハンス回路8の合成比率αを小さく、エンハンス回路9の合成比率βを大きくする。また、合成比率決定回路7は、輪郭の方向の分散値が小さいほど、エンハンス回路8の合成比率αを大きく、エンハンス回路10の合成比率βを小さくする。
このように合成比率が決定されることにより、輪郭の方向がばらついているような細かいテクスチャが集まった領域では、シュートを付加することでより精細感を向上させることができ、輪郭の方向がそろっている文字などのテクスチャに対しては、シュートをあまり付加させないことで、縁取りの目立たない鮮鋭感向上が実現できる。
(実施の形態3)
実施の形態3の構成は、実施の形態1、2とほぼ同じである。実施の形態3が実施の形態1、2と異なるのは、輪郭特徴量抽出回路6で抽出する輪郭特徴量が、輪郭の振幅の大きさであるという点と、合成比率決定回路7の制御特性である。
実施の形態3の構成は、実施の形態1、2とほぼ同じである。実施の形態3が実施の形態1、2と異なるのは、輪郭特徴量抽出回路6で抽出する輪郭特徴量が、輪郭の振幅の大きさであるという点と、合成比率決定回路7の制御特性である。
輪郭特徴量抽出回路6は、輪郭情報抽出回路4が抽出した輪郭情報と、入力画像から、輪郭画素に対して輪郭方向に隣接する2画素の信号値を得て、その差を振幅として算出する。この振幅値を輪郭特徴量として、合成比率決定回路7へと出力する。
合成比率決定回路7が決定する合成比率の特性を、図5に示す。実施の形態1、2と異なり、横軸は輪郭の振幅値である。
ここで、実施の形態3においても、実施の形態1、2と同様に、エンハンス回路8はシュートエンハンス処理を実行し、エンハンス回路10はシュートレスエンハンス処理を実行する。そこで、合成比率決定回路7は、輪郭の振幅が大きいほど、エンハンス回路8の合成比率αを小さく、エンハンス回路10の合成比率βを大きくする。また、合成比率決定回路7は、輪郭の振幅が小さいほど、エンハンス回路8の合成比率αを大きく、エンハンス回路10の合成比率βを小さくする。
このように合成比率が決定されることにより、コントラストの差が大きくシュートが目立ち易い輪郭に対しては、シュートを付加させずに輪郭補正をし、小さい振幅を持つ細かいテクスチャに対しては、シュートを付加することで精細感を向上させることができる。
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における画像表示装置のブロック図である。実施の形態4では、実施の形態1〜3と異なり、エンハンスゲイン制御回路13が設けられる。
図6は、本発明の実施の形態4における画像表示装置のブロック図である。実施の形態4では、実施の形態1〜3と異なり、エンハンスゲイン制御回路13が設けられる。
制御回路3は、図7のフローチャートに従い、図6の各回路1、2、4〜6、8、10、13を制御し輪郭補正を行う。
エンハンスゲイン制御回路13は、輪郭特徴量抽出回路5が抽出した輪郭特徴量に基づいて、各エンハンス回路8、10に入力するゲイン値を出力する。これらのエンハンス回路8、10は、このエンハンスゲイン制御回路13が出力したそれぞれのゲイン値に従って、エンハンスを実行する。
次に、エンハンスのゲインについて説明する。さて、本形態では、各エンハンス回路のエンハンス効果を、信号波形の変曲点における入力画像と補正信号との傾きの比であるとする。例えば、エンハンス効果が2倍であるとき、入力画像の傾きを2倍にするようなエンハンス処理が行われることにする。
各エンハンス回路8、10のゲイン値は、各エンハンス回路8、10のエンハンス効果を設定するものであり、百分率で表される。例えば、エンハンス効果が3倍となるようなエンハンス処理のゲイン値を100%とし、エンハンス効果が1倍(エンハンス効果がない)となるようなエンハンス処理のゲイン値を0%とする。そして、各エンハンス効果に対するゲイン値は、0%と100%との間を百分した値とする。
なお、ゲイン値100%におけるエンハンス効果の値は自由に設定できるが、これらエンハンス回路8、10において、同一の値となるように設定する。このように予めエンハンス回路毎に、エンハンス効果と対応付けたゲイン値との関係を定義しておく。
次に、図8を参照しながら、エンハンスゲイン制御処理について説明する。エンハンスゲイン制御回路13は、輪郭の特徴量に基づき、エンハンス回路8、10に入力されるゲイン値の和が100%となるように、各ゲイン値を決定する。
図8は、その特性例を示す。図8の横軸は、輪郭特徴量として輪郭成分の量である。γはエンハンス回路8に入力するゲイン値であり、δはエンハンス回路10に入力するゲイン値であり、ゲイン値γ、δは、常にγ+δ=100%を満たすようように設定される。
実施の形態5ではエンハンス回路が2つであるが、さらに多くのエンハンス回路を構成してもよい。その場合、エンハンスゲイン制御回路13は、各エンハンス回路のゲイン値の和が100%となるように、各ゲイン値を決定する。
図8に示すように、エンハンスゲイン制御回路13は、輪郭の特徴量(注目画素の周囲の輪郭成分の量)が多い場合、ゲイン値δに対してゲイン値γの値が大きくし、輪郭の特徴量が少ない場合には、合成比率δに対して合成比率γの値が小さくする。
実施の形態4では、エンハンス回路8がシュートエンハンス回路であり、エンハンス回路10はシュートレスエンハンス回路である。よって、図8の特性に従ってエンハンス回路8、10の各ゲイン値が決定されると、注目画素の周囲の輪郭成分の量が多い場合、シュートエンハンスのエンハンス効果が大きくなり、注目画素の周囲の輪郭成分の量が少ない場合、シュートレスエンハンスのエンハンス効果が大きくなる。
この構成により、実施の形態1と同様に、輪郭成分の密度が高い細かいテクスチャに対しては、シュートを付加することでより精細感を向上させることができる。輪郭成分の密度が低い大きい文字などのテクスチャに対しては、シュートがあまり付加されないから、縁取りによる副作用を防止しつつ、鮮鋭感を向上できる。
次に、図6に沿って、実施の形態4における画像処理装置の処理の流れを説明する。ステップ11にて、表示情報入力回路1は、入力画像を入力する。ステップ12にて、輪郭情報抽出回路4は、入力画像の輪郭情報を抽出しその結果を輪郭情報保存回路5に保存する。
ステップ13にて、制御回路3は、注目画素の位置を初期化(例えば、入力画像のxy座標において、左上点にする等)し、ステップ14にて、全ての画素についての処理が完了していないことをチェックし、ステップ15以下の処理を行う。
即ち、ステップ15にて、輪郭特徴量抽出回路6は、輪郭情報保存回路5に保存された輪郭情報に基づき、注目画素における輪郭の特徴量を求め、ステップ16にて、エンハンスゲイン制御回路13は、エンハンス回路8、10の各ゲインγ、δを決定する。
ステップ17にて、エンハンス回路8はゲインγに従って入力画像をシュートエンハンス処理し、ステップ18にて、エンハンス回路10はゲインδに従って入力画像をシュートレスエンハンス処理し、これらの結果は、補正後情報出力回路2に出力される。
さらに、ステップ19にて、制御回路3は、注目画素を更新して、ステップ14以降の処理を繰り返し、全ての画素についての処理が完了したら(ステップ14)、ステップ20にて、補正後情報出力回路2は、1画面分の処理結果を外部へ出力する。
(実施の形態5)
図12は、本発明の実施の形態5における画像表示装置のブロック図である。実施の形態5では、実施の形態1の構成に加え、3倍精度変換回路13および3倍精度表示回路14が設けられる。
図12は、本発明の実施の形態5における画像表示装置のブロック図である。実施の形態5では、実施の形態1の構成に加え、3倍精度変換回路13および3倍精度表示回路14が設けられる。
3倍精度変換回路13は、表示情報入力回路1が入力した入力画像を、水平方向(表示デバイス31において、1画素を構成する3つの発光素子が並んでいる方向)に3倍の精度の信号へと変換する。この変換方法としては、従来の拡大手法が利用できる。例えば、線形補間を行って拡大を行えばよい。あるいは、キュービック補間法など、高周波成分を付加するような拡大を行うと、より好ましい。
3倍精度表示回路14は、表示デバイス31のサブピクセル構造(1画素がRGB3原色をそれぞれ発光する3つの発光素子から構成される構造)を利用し、3倍精度を保ったまま表示を行う。この方法としては、特許第3476787号に記載された方法が利用できる。
また、図12の各回路3〜12の全ては、3倍精度においてそれぞれの処理を行う点が、実施の形態1と異なる。
本形態では、このように輪郭補正を3倍精度で行っているため、輪郭傾斜の度合いをより細かく制御できる。
本発明に係る画像処理装置は、例えば、入力画像の輪郭を強調し、見た目の画質を向上させる画像処理あるいは画像表示等の分野において好適に利用できる。
1 表示情報入力回路
2 補正後情報出力回路
3 制御回路
4 輪郭情報抽出回路
5 輪郭情報保存回路
6 輪郭特徴量抽出回路
7 合成比率決定回路
8 エンハンス回路
9 補正信号保存回路
10 エンハンス回路
11 補正信号保存回路
12 補正信号合成回路
13 エンハンスゲイン制御回路
2 補正後情報出力回路
3 制御回路
4 輪郭情報抽出回路
5 輪郭情報保存回路
6 輪郭特徴量抽出回路
7 合成比率決定回路
8 エンハンス回路
9 補正信号保存回路
10 エンハンス回路
11 補正信号保存回路
12 補正信号合成回路
13 エンハンスゲイン制御回路
Claims (12)
- 入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出手段と、
入力画像の輪郭について或るエンハンス処理を行う第1のエンハンス手段と、入力画像の輪郭について前記第1のエンハンス手段とは異なるエンハンス処理を行う第2のエンハンス手段とを含む複数のエンハンス手段と、
前記複数のエンハンス手段による複数の処理結果を合成する際の比率を決定する合成比率決定手段と、
前記合成比率決定手段により決定された比率に従って、前記複数の処理結果を合成する合成手段とを備え、
前記合成比率決定手段は、前記特徴量抽出手段により求められた特徴量に基づいて、注目画素における比率を決定する画像処理装置。 - 前記第1のエンハンス手段は、入力画像の輪郭にシュートを付加するシュートエンハンス回路であり、前記第2のエンハンス手段は、入力画像の輪郭にシュートを付加しないシュートレスエンハンス回路である請求項1記載の画像処理装置。
- 前記特徴量は、注目画素の周囲にある輪郭成分の量である請求項2記載の画像処理装置。
- 前記合成比率決定手段は、前記特徴量が多いほど前記シュートエンハンス回路の比率を増やし、前記特徴量が少ないほど前記シュートレスエンハンス回路の比率を増やすように、前記比率を決定する請求項3記載の画像処理装置。
- 前記特徴量は、注目画素の周囲にある輪郭の方向のばらつきを示す請求項2記載の画像処理装置。
- 前記合成比率決定手段は、前記特徴量が輪郭方向のばらつきが少ないことを示すほど前記シュートレスエンハンス回路の比率を増やし、前記特徴量が輪郭方向のばらつきが多いことを示すほど前記シュートエンハンス回路の比率を増やすように、前記比率を決定する請求項5記載の画像処理装置。
- 前記特徴量は、輪郭をはさんで輪郭の両側に隣接する複数の画素の信号値の差である請求項2記載の画像処理装置。
- 前記合成比率決定手段は、前記差が大きいほど前記シュートレスエンハンス回路の比率を増やし、前記差が小さいほど前記シュートエンハンス回路の比率が増やすように、前記比率を決定する請求項7記載の画像処理装置。
- 前記入力画像を、前記入力画像の3倍の解像度を持つ3倍入力画像へ変換する3倍精度変換手段をさらに備え、
前記特徴量抽出手段、前記複数のエンハンス手段及び前記合成手段とは、前記3倍入力画像を前記入力画像として処理を行う請求項1記載の画像処理装置。 - 入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出手段と、
入力画像の輪郭について或るエンハンス処理を行う第1のエンハンス手段と、入力画像の輪郭について前記第1のエンハンス手段とは異なるエンハンス処理を行う第2のエンハンス手段とを含む複数のエンハンス手段と、
前記複数のエンハンス手段のそれぞれに関するゲインを定めるゲイン制御手段とを備え、
前記ゲイン制御手段は、前記輪郭特徴量抽出手段により求められた特徴量に基づいて、注目画素における前記複数のエンハンス手段のそれぞれに関するゲインを定め、
前記複数のエンハンス手段のそれぞれは、前記ゲイン制御手段により定められたゲインに従ってエンハンス処理を行う画像処理装置。 - 入力画像の輪郭の特徴量を求める輪郭特徴量抽出手段と、
入力画像の輪郭について或るエンハンス処理を行う第1のエンハンス手段と、入力画像の輪郭について前記第1のエンハンス手段とは異なるエンハンス処理を行う第2のエンハンス手段とを含む複数のエンハンス手段と、
前記複数のエンハンス手段による複数の処理結果を合成する際の比率を決定する合成比率決定手段と、
前記合成比率決定手段により決定された比率に従って、前記複数の処理結果を合成して合成結果を生成する合成手段と、
前記合成手段による合成結果を表示する表示デバイスとを備え、
前記合成比率決定手段は、前記特徴量抽出手段により求められた特徴量に基づいて、注目画素における比率を決定する画像表示装置。 - 入力画像の輪郭を求めるステップと、
求められた輪郭の特徴量を求めるステップと、
入力画像の輪郭について第1のエンハンス処理を行い第1のエンハンス処理結果を生成するステップと、
入力画像の輪郭について第1のエンハンス処理とは異なる第2のエンハンス処理を行い第2のエンハンス処理結果を生成するステップと、
前記第1のエンハンス処理結果と前記第2のエンハンス処理結果とを合成する際の比率を、求められた輪郭の特徴量に基づいて決定するステップと、
決定された比率に従って、前記第1のエンハンス処理結果と前記第2のエンハンス処理結果とを合成するステップとを含む画像処理方法。
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JP2004289682A JP2006106921A (ja) | 2004-10-01 | 2004-10-01 | 画像処理装置、画像表示装置及びその方法 |
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JP2013030977A (ja) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Samsung Techwin Co Ltd | 信号処理装置及び信号処理方法 |
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