JP2009141944A - Image processing apparatus, image display device, and image processing method - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、デジタル画像の画像データの諧調を補間する画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法に関し、特にデジタル画像の擬似的な輪郭の発生の抑制に関するものである。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image display apparatus, and an image processing method for interpolating tone of image data of a digital image, and more particularly to suppression of generation of a pseudo contour of a digital image.
近年、テレビやモニタなどのディスプレイ装置の高輝度化が進んでいる。高輝度化によって単位階調当たりの輝度の変化量も大きくなり、緩やかな階調の変化でもその変化点が目立ってしまう。そこで、10ビットの液晶パネルなど階調分解能の高い表示デバイスが開発されているが、デジタル放送などは8ビットで映像が配信されるため、ディスプレイ装置の階調が10ビットにも拘らず、実効的な階調数は8ビットのままである。そのため、少なくとも3つの画像レベルが抜けており、夕焼けや海などの緩やかに階調が変化する画像信号では、隣接する領域の画像レベルが階段状に変化して、擬似的な輪郭のように見えてしまう。 In recent years, the brightness of display devices such as televisions and monitors has been increasing. As the luminance increases, the amount of change in luminance per unit gradation also increases, and the change point becomes noticeable even when the gradation changes gradually. Therefore, display devices with high gradation resolution such as a 10-bit liquid crystal panel have been developed. However, since digital broadcasts and the like distribute video in 8 bits, the display device is effective regardless of the gradation of 10 bits. The typical number of gradations remains 8 bits. For this reason, at least three image levels are missing, and in an image signal whose gradation changes gently, such as sunset or sea, the image level of the adjacent area changes in a stepped manner and looks like a pseudo contour. End up.
画像レベルが抜けているような擬似輪郭を有した画像データを平滑化処理(単純な平均化など)によって緩和すると、画像がぼけてしまうという問題があった。特許文献1に記載の階調補間方法では、このような隣接する領域の画像レベルが階段状に変化して、少なくとも1つの画像レベルが抜けている現象を「階調のジャンプ」と定義している。この特許文献1に記載された技術では、平滑化処理を行わずにこの階調のジャンプを解消するために、階調のジャンプが存在する第1と第2の画像レベルを特定することによって階調補間の対象領域を抽出し、この対象領域を(N+1)個の区分領域に区分して、N個の中間画像レベルを順次割り当てることにより対象領域の階調を補間している。
When image data having a pseudo contour with a missing image level is relaxed by a smoothing process (simple averaging or the like), there is a problem that the image is blurred. In the gradation interpolation method described in
しかしながら、上記従来の技術では、狭い領域内のデータに基づいて階調の補間処理を行なうので、緩やかな変化の擬似的な輪郭を解消することができないという問題があった。 However, the above conventional technique has a problem that the pseudo contour of the gradual change cannot be eliminated because the gradation interpolation processing is performed based on the data in the narrow area.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、デジタル画像の擬似的な輪郭の発生を抑制することができる画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain an image processing device, an image display device, and an image processing method capable of suppressing the generation of a pseudo contour of a digital image.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像データの階調を補間する画像処理装置において、画像データの階調に応じて閾値を求める閾値制御部と、閾値に応じて画像データ内で所定エッジを保存しながら画像データの所定の階調を平滑化処理する平滑化フィルタ部と、平滑化フィルタ部で処理された画像データを出力する出力部とを有するものである。
また、画像データのビット数を拡張し画像データの階調を拡張するステップと、画像データの階調に応じて閾値を求めるステップと、閾値に応じて前記画像データ内で所定エッジを保存しながら画像データの所定の階調を平滑化処理するステップとを含むものである。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides an image processing apparatus that interpolates the gradation of image data, a threshold control unit that obtains a threshold according to the gradation of the image data, and a response according to the threshold And a smoothing filter unit that smoothes a predetermined gradation of the image data while preserving a predetermined edge in the image data, and an output unit that outputs the image data processed by the smoothing filter unit .
Further, the step of expanding the number of bits of the image data to expand the gradation of the image data, the step of obtaining a threshold value according to the gradation of the image data, and storing a predetermined edge in the image data according to the threshold value Smoothing a predetermined gradation of the image data.
この発明によれば、画像データの階調に応じて閾値を求め、その閾値に応じて画像データ内で所定エッジを保存しながら画像データの所定の階調を平滑化処理するので、画像の鮮鋭度を損なうことなく擬似輪郭の発生を抑制することができるという効果を奏する。 According to the present invention, the threshold value is obtained according to the gradation of the image data, and the predetermined gradation of the image data is smoothed while storing the predetermined edge in the image data according to the threshold value. There is an effect that the generation of the pseudo contour can be suppressed without impairing the degree.
以下に、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、画像処理方法および画像表示方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an image processing apparatus, an image display apparatus, an image processing method, and an image display method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像表示装置(画像処理装置を含む)の構成を示す図である。実施の形態1に係る画像表示装置100は、ビット拡張により増加させた階調(補間した階調)をεフィルタ(非線型デジタルフィルタ)を用いて平滑化し、実効的な階調数を増やして画像表示を行なう画像表示装置である。この画像表示装置100は、例えば、液晶テレビやプラズマテレビなどに適用することができる。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image display apparatus (including an image processing apparatus) according to
画像表示装置100は、入力端子1、受信部2、多階調化処理部3、及び表示部4を備えている。これらのうち、受信部2及び多階調化処理部3によって、画像処理装置(実効的な階調数を増加させる装置)が構成されている。
The
本実施の形態では、受信部2の一例として、受信部2がアナログの画像信号からデジタルの画像データに変換するA/D変換器である場合について説明する。なお、受信部2にチューナーを配設し、受信部2の内部でコンポジット信号を輝度や色度信号に復調した後にデジタルの画像データに変換してもよい。また、受信部2をデジタルインターフェースとし、受信部2が入力端子1からデジタルのデータを受信して、n(nは自然数)ビットの画像データDIを出力してもよい。
In this embodiment, as an example of the
入力端子1は、アナログ画像信号SAを入力する端子であり、入力されたアナログ画像信号SAを受信部2に出力する。受信部2は、アナログ画像信号SAをnビットの画像データDIに変換して多階調化処理部3に出力する。
The
多階調化処理部3は、原データビット拡張部5、階調変換部28、閾値制御部としてのε選択部29、及び平滑化フィルタ部としての一次元m次εフィルタ部60を備えており、nビットの画像データDIを(n+α)ビットに変換(多階調化)して表示部4に出力する。なお、mとαはともに自然数である。
The
原データビット拡張部5は、一次元m次εフィルタ部60よりも前段に配置すれば良い。原データビット拡張部5は、nビットの画像データDIをαビット分ビット拡張した(n+α)ビットの画像データDJを階調変換部28に出力する。階調変換部28は、画像データDJに対してガンマ変換やコントラスト補正などの階調変換を行い、階調変換後の画像データを画像データDS((n+α)ビット)として、ε選択部29と一次元m次εフィルタ部60に出力する。
The original data
画像表示装置100内で入出力される各画像データ(画像データDS、画像データDI、画像データDJ、後述の画像データDO)は、マトリクス状に配列された画素の値を示すデータである。画像データDSで示される各画素の位置は、画像の左上隅を原点(0,0)として、座標値(i,j)(iとjはともに自然数)で表され、水平方向の座標値iは、右向きに1列進む毎に1ずつ大きくなり、垂直方向の座標値jは、下向きに1行進む毎に1ずつ大きくなる。これらの各画像データは、複数の行に配列されるデータを順番に示すデータ列である。このデータ列は、複数の行を上から下への順番であって、かつ各行内では複数の画素を左から右への順番で示すデータの列である。
Each image data (image data DS, image data DI, image data DJ, and image data DO described later) input / output in the
受信部2におけるアナログ画像信号SAから画像データDIへの変換、受信部2から原データビット拡張部5への画像データDIの供給、原データビット拡張部5におけるビット拡張(ビット数の拡張)、原データビット拡張部5から階調変換部28への画像データDJの供給、階調変換部28からデータ格納部7への画像データDSの供給などは、図示しない制御部から供給される画素クロックに同期して行われる。なお、以下に説明する多階調化処理部3の他の部分の動作も同様に、制御部から供給される画素クロックに同期して行われる。
Conversion from analog image signal SA to image data DI in the receiving
ε選択部29は、階調ごとに設定された閾値のテーブルを持ち、入力される画像データDS(階調DS)に応じた閾値(閾値データTH(1)〜TH(m)の何れか)をテーブル(階調閾値対応情報)内から選択して一次元m次εフィルタ部60に出力する。ここでの閾値は、後述の差分データEDと比較される値である。
The
一次元m次εフィルタ部60は、処理すべき画素としての注目画素(階調を平滑化する際に基準となる画素)に対して一次元方向に整列されている画素のデータに基づいて、急峻な変化(エッジ)を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタ(εフィルタ)として用いられる。一次元m次εフィルタ部60は、原データビット拡張部5で増やした階調を平滑化することによって階調のジャンプをなくし、実効的な階調数を増やす処理を行なう。
The one-dimensional m-th order
一次元m次εフィルタ部60は、データ格納部7、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−m、判定付加重平均部10、及びデータ加算部11を備えている。
The one-dimensional m-th order
データ格納部7は、階調変換部28からの画像データDSを格納するとともに、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mに、それぞれ画像データDM(1)〜DM(m)を出力する。また、データ格納部7は、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mとデータ加算部11に、画像データDM(c)を出力する。
The
画像データDM(c)は、注目画素を注目画素cとした場合の画像データである。画像データDM(1)〜DM(m)は、それぞれ注目画素cから所定の画素数(座標値)だけ右方向または左方向に離れた画素の画像データである。例えば、m=5の場合に、画像データDM(3)を画像データDM(c)とすると、画像データDM(1)が注目画素cの2つ前(左側)の画素の画像データとなり、画像データDM(2)が注目画素cの1つ前(左側)の画素の画像データとなり、画像データDM(4)が注目画素cの1つ後(右側)の画素の画像データとなり、画像データDM(5)が注目画素cの2つ後(右側)の画素の画像データとなる。 The image data DM (c) is image data when the target pixel is the target pixel c. Each of the image data DM (1) to DM (m) is image data of pixels separated from the target pixel c by a predetermined number of pixels (coordinate values) in the right direction or the left direction. For example, when m = 5, if the image data DM (3) is the image data DM (c), the image data DM (1) becomes the image data of the pixel two pixels before (on the left side) of the pixel of interest c. The data DM (2) is the image data of the pixel immediately before (on the left side) the pixel of interest c, and the image data DM (4) is the image data of the pixel after the pixel of interest c (on the right side). (5) is the image data of the pixel after (right side) two pixels after the target pixel c.
第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mは、画像データDM(1)〜DM(m)と画像データDM(c)との差分を、それぞれ差分データ(差分値)ED(1)〜ED(m)として算出する。第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mは、それぞれ第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mに、差分データED(1)〜ED(m)を出力する。 The first difference calculation unit 8-1 to the m-th difference calculation unit 8-m represent differences between the image data DM (1) to DM (m) and the image data DM (c) as difference data (difference values), respectively. ) Calculated as ED (1) to ED (m). The first difference calculation unit 8-1 to the m-th difference calculation unit 8-m respectively send the difference data ED (1) to the first ε determination unit 9-1 to the m-th ε determination unit 9-m. ED (m) is output.
第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mは、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mからの差分データED(1)〜ED(m)が、ε選択部29からの閾値データTH(1)〜TH(m)より大きいか否かの判定を行ない、判定結果を判定データEE(1)〜EE(m)として判定付加重平均部10に出力する。
The first ε determination unit 9-1 to the m-th ε determination unit 9-m are difference data ED (1) to ED (1) to -1 (m) from the first difference calculation unit 8-1 to the m-th difference calculation unit 8-m, respectively. It is determined whether or not ED (m) is larger than the threshold data TH (1) to TH (m) from the
判定付加重平均部10は、判定データEE(1)〜EE(m)に基づいて差分データED(1)〜ED(m)を加重平均し、その結果として得られる加重平均値を加重平均値(平均データ)EMとしてデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、加重平均値EMに画像データDS(画像データDM(c))を加算する。
The determination additional weight
画像データDSに対して、各画素を順に注目画素として上記処理を行い、これらの処理がなされた画像データ(n+αビットのデータ)を、一次元m次εフィルタ部60のデータ加算部11から画像データDOとして表示部4に出力する。表示部4は、(n+α)ビットの画像データDOを表示する液晶モニタなどの表示手段である。
The above processing is performed on the image data DS with each pixel as a target pixel in order, and the image data (n + α-bit data) subjected to these processings is transferred from the
ここで、一次元m次εフィルタ部60が備えるεフィルタについて説明する。εフィルタは、例えば非特許文献1(雛元孝夫監修、棟安実治、夫田口亮著、「非線形ディジタル信号処理」朝倉書店、1999年3月20日、p.106−107)に説明されている。
Here, the ε filter included in the one-dimensional m-order ε
εフィルタによる一次元処理は、式(1)で表される。式(1)でのx(i)は入力される画像データの階調であり、y(i)は出力する画像データの階調である。また、akは係数であり、kは注目画素からの相対的な画素位置であり、εは閾値である。 One-dimensional processing by the ε filter is expressed by Expression (1). In Expression (1), x (i) is the gradation of the input image data, and y (i) is the gradation of the output image data. Further, a k is a coefficient, k is a relative pixel position from the target pixel, and ε is a threshold value.
図2は、式(1)の関数f(u)を示す図である。uの絶対値が閾値ε以下の場合f(u)=uとなり、uの絶対値が閾値εより大きい場合f(u)=0となる。式(1)に示す例の場合、uとしてx(i−k)−x(i)がεフィルタに供給される。画素位置iの階調x(i)と画素位置iの周辺の画素位置(i−k)の階調x(i−k)との差分x(i−k)−x(i)が小さい場合、f(u)=f{x(i−k)−x(i)}は、ほぼ線形である。係数akの総和を1と仮定すると、式(1)は式(2)に書き換えられ、εフィルタは重み付平均値フィルタと等しくなる。 FIG. 2 is a diagram illustrating the function f (u) of the equation (1). When the absolute value of u is less than or equal to the threshold ε, f (u) = u, and when the absolute value of u is greater than the threshold ε, f (u) = 0. In the case of the example shown in Expression (1), x (ik) −x (i) is supplied to the ε filter as u. When the difference x (ik) −x (i) between the gradation x (i) at the pixel position i and the gradation x (ik) at the pixel position (ik) around the pixel position i is small , F (u) = f {x (ik) -x (i)} is approximately linear. Assuming that the sum of the coefficients a k is 1, Expression (1) is rewritten to Expression (2), and the ε filter is equal to the weighted average value filter.
また、式(1)は、式(3)のように書き換えることができる。 Also, equation (1) can be rewritten as equation (3).
式(3)のf(u)に図2の非線形関数を適用した場合に新たに定義されるx’(i−k)を用いると、式(3)は、式(4)に書換えることができる。式(4)において、x’(i−k)は、差分x(i−k)−x(i)が閾値ε以下の場合はx(i−k)となり、差分x(i−k)−x(i)が閾値εより大きい場合はx(i)となる。 When x ′ (ik) newly defined when the nonlinear function of FIG. 2 is applied to f (u) of Equation (3), Equation (3) can be rewritten as Equation (4). Can do. In Expression (4), x ′ (ik) becomes x (ik) when the difference x (ik) −x (i) is less than or equal to the threshold ε, and the difference x (ik) − When x (i) is larger than the threshold ε, x (i) is obtained.
図3は、εフィルタによるεフィルタ処理を説明するための図である。図3では、画素位置と階調との関係(画素位置毎の階調)を示している。図3の上部に示すグラフ201aは、εフィルタへの入力信号を示している。また、図3の左下部に示すグラフ201bは、εフィルタによる注目画素(点A)への処理を示しており、図3の右下部に示すグラフ201cは、εフィルタによる注目画素(点B)への処理を示している。各グラフ201a〜201cでは、横軸が画素位置iであり、縦軸が入力x(i)の階調である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the ε filter processing by the ε filter. FIG. 3 shows the relationship between the pixel position and the gradation (gradation for each pixel position). A
図2の関数f(u)を用いたεフィルタは、グラフ201aに示す点Aの信号を処理する場合、グラフ201bに示すように点Aの階調から±εよりも差が大きい階調を全て点Aの階調に置き換えてその加重平均を求める。そのため、階調は、エッジなどの大振幅信号成分に影響されることがない。
When the ε filter using the function f (u) in FIG. 2 processes the signal at the point A shown in the
また、図2の関数f(u)を用いたεフィルタは、グラフ201aに示す点Bの信号を処理する場合、グラフ201cに示すように点Bの階調から±εよりも差が大きい階調を全て点Bの階調に置き換えてその加重平均を求める。
Further, the ε filter using the function f (u) in FIG. 2 has a difference larger than ± ε from the gradation of the point B as shown in the
換言すると、B点のようなエッジ部分においても、グラフ201cに示すようにエッジの画素値に近い値を持つ画素の平均をとることになりエッジの劣化が起こらない。これにより、εフィルタは、エッジなど信号の急峻な変化を保持しながら、小振幅雑音を除去することが可能となる。
In other words, even at an edge portion such as point B, as shown in the
このように、εフィルタが、ビット拡張によって増えた階調を小振幅雑音ととらえ(小振幅雑音として扱い)、εフィルタ処理を行う。つまり、nビットから(n+α)ビットにビット拡張する場合、εフィルタの閾値εを2α(2^α)とする。こうすることで、εフィルタは輪郭など画像の急峻な変化を保持しながら、実効的な階調数を増やすことができる。しかしながら、ビット拡張とεフィルタ処理の間にガンマ変換などの階調変換が行われる場合、ビット拡張によって増えた階調の大きさが変化する。 In this way, the ε filter treats the gradation increased by bit expansion as small amplitude noise (treats it as small amplitude noise) and performs ε filter processing. That is, when bit expansion is performed from n bits to (n + α) bits, the threshold ε of the ε filter is set to 2 α (2 ^ α). By doing so, the ε filter can increase the effective number of gradations while maintaining a sharp change in the image such as the contour. However, when gradation conversion such as gamma conversion is performed between bit expansion and ε filter processing, the size of gradation increased by bit expansion changes.
そこで、本実施の形態では、画像表示装置100が、入力される階調によって閾値εを変化させるε選択部29(閾値制御部)と、ε選択部29によって閾値が制御される一次元m次εフィルタ部60とを有するようにし、階調変換に合わせて閾値εを変化させる。すなわち、入力される階調に応じてεフィルタが保存できるエッジの大きさを変化させる。以下、詳細に説明する。
Therefore, in the present embodiment, the
図4は、階調と閾値の関係を示す図である。図4では、階調ごとの閾値を示すテーブルをグラフ化している。閾値制御部に相当するε選択部29が図4に示す階調ごとの閾値を示すテーブルを持つ場合、εフィルタは、階調の小さい領域では小さいエッジも保持し、階調の大きい領域では大きいエッジのみを保持する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between gradation and threshold. In FIG. 4, a table showing threshold values for each gradation is graphed. When the
上記のように、ε選択部29(閾値制御部)と、ε選択部29によって閾値が制御される一次元m次εフィルタ部60(エッジ保存型平滑化フィルタ)とを備えることで、入力画像の階調に応じて保持するエッジが異なる平滑化フィルタとして動作する。例えば階調の低い場合には閾値を大きくする用に閾値制御部で設定しておけば、階調レベルの低い領域では他の領域より強く平滑化することができる。
As described above, the input image includes the ε selection unit 29 (threshold control unit) and the one-dimensional m-order ε filter unit 60 (edge-preserving smoothing filter) whose threshold is controlled by the
以下、多階調化処理の一例として、α=2の場合、即ちnビットの画像をn+2ビットに多階調化処理する場合について説明する。図5は、m=4の場合の実施の形態1の画像表示装置の構成を示す図である。なお、図5の各構成要素のうち図1に示す画像表示装置100と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
Hereinafter, as an example of multi-gradation processing, a case where α = 2, that is, a case where an n-bit image is subjected to multi-gradation processing to n + 2 bits will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the image display apparatus according to the first embodiment when m = 4. Of the constituent elements in FIG. 5, constituent elements that achieve the same functions as those of the
画像表示装置101は、一次元m次εフィルタ部60の代わりに、一次元4次εフィルタ部61を有している。一次元4次εフィルタ部61は、第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4と、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4とを含んで構成されている。
The
図1に示した画像表示装置100では、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mに画像データDM(1)〜DM(m)を入力したが、図5に示す画像表示装置101では、第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に入力する画像データを画像データDM(l2),DM(l1),DM(c),DM(r1)とする。画像データDM(l2),DM(l1),DM(c),DM(r1)で表される画像データは、それぞれm=4の場合の画像データDM(1),DM(2),DM(3),DM(4)と同じである。
In the
画像データDM(c)は、注目画素cの画像データであり、階調DM(c)を表すデータである。画像データDM(l1)は、注目画素cの1つ前(左隣)(水平方向の座標値iの差が1)の画素l1の画像データであり、階調DM(l1)表すデータである。画像データDM(l2)は、注目画素cの2つ前(水平方向の座標値iの差が2)の画素l2の画像データであり、階調DM(l2)表すデータである。画像データDM(r1)は、注目画素cの1つ後(右隣)(水平方向の座標値iの差が1)の画素r1の画像データであり、階調DM(r1)を表すデータである。 The image data DM (c) is image data of the target pixel c, and is data representing the gradation DM (c). The image data DM (l1) is the image data of the pixel l1 immediately before the pixel c of interest (next to the left) (the difference in the coordinate value i in the horizontal direction is 1), and is data representing the gradation DM (l1). . The image data DM (l2) is image data of the pixel l2 which is two pixels before the target pixel c (the difference in the coordinate value i in the horizontal direction is 2), and is data representing the gradation DM (l2). The image data DM (r1) is image data of the pixel r1 that is one pixel after the target pixel c (next to the right) (the difference in the coordinate value i in the horizontal direction is 1), and is data representing the gradation DM (r1). is there.
なお、第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4から出力する差分データED(l2)〜(r1)、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4から出力する判定データEE(l2)〜EE(r1)についても、それぞれm=4の場合の差分データED(1)〜ED(4)、判定データEE(1)〜EE(4)と同じである。また、ε選択部29が出力する閾値データTH(l2)〜TH(r1)も、それぞれm=4の場合の閾値データTH(1)〜TH(4)と同じである。
The difference data ED (l2) to (r1) output from the first difference calculation unit 8-1 to the fourth difference calculation unit 8-4, the first ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination The determination data EE (l2) to EE (r1) output from the unit 9-4 are also the difference data ED (1) to ED (4) and the determination data EE (1) to EE (4) when m = 4, respectively. ). Also, the threshold data TH (l2) to TH (r1) output from the
図6は、受信部によるA/D変換処理を説明するための図である。図6では、アナログ信号SAと画像データDIの関係を示している。図6に示すグラフ202a,202bの縦軸は階調を示し、横軸は画素位置iを示している。グラフ202aでは、アナログの画像信号SAの階調を示しており、グラフ202bではデジタルの画像データDIの階調を示している。
FIG. 6 is a diagram for explaining the A / D conversion processing by the receiving unit. FIG. 6 shows the relationship between the analog signal SA and the image data DI. The vertical axis of the
画像表示装置101には、グラフ202aに示すアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログの画像信号SAをグラフ202bに示すようなnビットの画像データDIに変換して、多階調化処理部3に出力する。多階調化処理部3では、nビットの画像データDIが原データビット拡張部5に入力される。
In the
グラフ202aに示した画像信号SA(階調緩変信号)は、階調が緩やかに変化しており、階調の変化に対する量子化の分解能が低い(ビット数が少ない)ので、グラフ202bに示した画像データDIでは、2値の階調(XとX+1)に変換されている。
The image signal SA (gradation gradually changing signal) shown in the
図7は、原データビット拡張部によるビット拡張処理を説明するための図である。図7では、画像データDIと画像データDJの関係を示している。図7に示すグラフ203a,203bの縦軸は階調を示し、横軸は画素位置iを示している。グラフ203aでは、nビットの画像データDIの階調を示しており、グラフ203bでは、(n+2)ビットの画像データDJの階調を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining bit extension processing by the original data bit extension unit. FIG. 7 shows the relationship between the image data DI and the image data DJ. The vertical axis of the
原データビット拡張部5は、グラフ203aに示すようなnビットの画像データDIを2ビットだけビット拡張し、グラフ203bに示すような(n+2)ビットの画像データDJを一次元4次εフィルタ部61に出力する。グラフ203bに示すような(n+2)ビットの画像データDJは、2ビット分ビット拡張されているので、グラフ203aの画像データDJの階調が階調Xから階調4Xに変換され、階調(X+1)が階調4(X+1)に変換されている。
The original data bit
図8は、階調変換部による階調変換処理を説明するための図である。図8では、画像データDJと画像データDSの関係を示している。図8に示すグラフ204a,204bの縦軸は階調を示し、横軸は画素位置iを示している。グラフ204aでは、nビットの画像データDJの階調を示しており、グラフ204bでは、階調変換された画像データDSの階調を示している。階調変換部28は、ガンマ変換やコントラスト補正など種々の階調変換を行う。ここでの階調変換部28は、種々の階調変換を行うことによって、階調4Xを階調4Yに変換し、階調4(X+1)を階調4(Y+1)に変換するものとする。
FIG. 8 is a diagram for explaining gradation conversion processing by the gradation conversion unit. FIG. 8 shows the relationship between the image data DJ and the image data DS. The vertical axis of the
画像データDSが4Y付近の時に閾値データTH(l2)〜TH(r1)の全てを「4」として出力し、画像データDSが4(Y+1)付近の時に閾値データTH(l2)〜TH(r1)の全てを「8」として出力するようε選択部29(階調閾値対応情報)を設定しておく。 When the image data DS is near 4Y, all of the threshold data TH (l2) to TH (r1) are output as “4”, and when the image data DS is near 4 (Y + 1), the threshold data TH (l2) to TH (r1) are output. ) Is set in advance so as to output all “8” as “8”.
データ格納部7は、例えば図9に示すように構成されている。図9は、データ格納部の詳細な構成の一例を示す図である。データ格納部7は、カスケード接続された4個のフリップフロップFF_1〜FF_4を備えており、入力される画像データDSを、画素クロックに同期して、4個のフリップフロップFF_1〜FF_4で第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に転送する。即ち、データ格納部7は、入力される画像データDSを、フリップフロップFF_1に供給し、フリップフロップFF_1の出力をフリップフロップFF_2の入力に供給し、フリップフロップFF_2の出力をフリップフロップFF_3の入力に供給し、フリップフロップFF_3の出力をフリップフロップFF_4の入力に供給し、フリップフロップFF_1〜FF_4にそれぞれ画像データDSを保持させている。
The
この結果、入力される連続した4画素分のデータを4個のフリップフロップFF_1〜FF_4で同時に保持し、同時に出力することができる。具体的には、フリップフロップFF_2に保持されているデータは、注目画素cの階調DM(c)を表すデータとして出力され、フリップフロップFF_3に保持されているデータは、画素l1の階調DM(l1)を表すデータとして出力され、フリップフロップFF_4に保持されているデータは、画素l2の階調DM(l2)を表すデータとして出力され、フリップフロップFF_1に保持されているデータは、画素r1の階調DM(r1)を表すデータとして出力される。 As a result, the input data for four consecutive pixels can be simultaneously held by the four flip-flops FF_1 to FF_4 and simultaneously output. Specifically, the data held in the flip-flop FF_2 is output as data representing the gray level DM (c) of the target pixel c, and the data held in the flip-flop FF_3 is the gray level DM of the pixel l1. The data output as data representing (l1) and held in the flip-flop FF_4 is output as data representing the gradation DM (l2) of the pixel l2, and the data held in the flip-flop FF_1 is output as the pixel r1. Is output as data representing the gray level DM (r1).
図10は、データ格納部から出力される画像データの階調を説明するための図である。図10では、画素位置icの画素を注目画素とした場合のデータ格納部7の出力を示している。図10に示すグラフ205の縦軸はデータ格納部7に入力される画像データDSおよびデータ格納部7から出力される画像データDMの階調を示し、横軸は画素位置iを示している。
FIG. 10 is a diagram for explaining the gradation of the image data output from the data storage unit. FIG. 10 shows the output of the
図10に示す例では、データ格納部7は、階調DM(l2)=4Y、階調DM(l1)=4Y、階調DM(c)=4Y、階調DM(r1)=4Y+4を出力し、データ格納部7から出力されたデータがそれぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に供給される。このように、データ格納部7は、画素位置icの注目画素の画像データDM(c)と、注目画素に連続した、該注目画素の周辺の画素の画像データDM(l2),DM(l1),DM(r1)とを同時に出力する。
In the example shown in FIG. 10, the
図5に示した第1の差分算出部8−1は、画素l2の階調DM(l2)と注目画素cの階調DM(c)の差分データED(l2)を生成し、第1のε判定部9−1および判定付加重平均部10に出力する。また、第2の差分算出部8−2は、画素l1の階調DM(l1)と注目画素cの階調DM(c)の差分データED(l1)を生成し、第2のε判定部9−2および判定付加重平均部10に出力する。また、第3の差分算出部8−3は、注目画素cの階調DM(c)と注目画素cの階調DM(c)の差分データED(c)を生成し、第3のε判定部9−3および判定付加重平均部10に出力する。また、第4の差分算出部8−4は、画素r1の階調DM(r1)と注目画素cの階調DM(c)の差分データED(r1)を生成し、第4のε判定部9−4および判定付加重平均部10に出力する。
The first difference calculation unit 8-1 illustrated in FIG. 5 generates difference data ED (l2) between the gradation DM (l2) of the pixel l2 and the gradation DM (c) of the pixel of interest c, It outputs to the epsilon determination part 9-1 and the determination additional weight
このように、差分算出部8−1〜8−4は、注目画素の画像データDM(c)と、注目画素に連続した、該注目画素の周辺の画素の画像データDM(l2),DM(c),DM(l1),DM(r1)の各々との差分を算出し、差分を表す差分データED(l2),ED(l1),ED(c),ED(r1)を出力する。 As described above, the difference calculation units 8-1 to 8-4 include the image data DM (c) of the target pixel and the image data DM (l2) and DM () of the pixels around the target pixel that are continuous to the target pixel. c), a difference from each of DM (l1) and DM (r1) is calculated, and difference data ED (l2), ED (l1), ED (c), and ED (r1) representing the difference are output.
図11は、階調が緩やかに変化する場合に実施の形態1に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図11では、図10に示した画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、この画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。
FIG. 11 is a diagram showing data generated by the image display apparatus according to
図11の画像データDM(k)は、データ格納部7が出力する画像データであり、差分データED(k)は、第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4が画像データDM(k)に基づいて算出するデータである。また、判定データEE(k)は、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4によって算出されるデータ(判定結果)であり、加重平均値EMは、判定付加重平均部10で生成されるデータである。また、閾値データTHは、選択部29から出力されるデータであり、f{ED(k)}は、判定付加重平均部10による演算の過程で得られる値である。
The image data DM (k) in FIG. 11 is image data output from the
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第2の差分算出部8−3は、ED(c)=DM(c)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第4の差分算出部8−4は、ED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Y+4)−4Y=4を出力する。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the second difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Y-4Y = 0 is output, and the fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Y + 4) -4Y = 4.
画像データDSが4Y付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「4」として出力するようε選択部29を設定しておく。したがって、画像データDS=4Yや画像データDS=4Y+4の場合、閾値データTH(l2)=4、閾値データTH(l1)=4、閾値データTH(c)=4、閾値データTH(r1)=4がそれぞれ第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。
The
第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4は、差分データED(k)と閾値データTH(k)を受け、差分データED(k)が閾値データTH(k)より大きいか否かの判定を行なう。 The first ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4 receive the difference data ED (k) and the threshold data TH (k), and the difference data ED (k) is the threshold data TH (k). It is determined whether or not it is larger.
第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4は、差分データED(k)が閾値データTH(k)より大きいか否かの判定結果を、図11に示す判定データEE(k)として判定付加重平均部10に出力する。すなわち、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4は、差分データED(k)が閾値データTH(k)より大きい場合は、EE(k)として「0」を出力し、差分データED(k)が閾値データTH(k)以下の場合はEE(k)として「1」を出力する。
The first ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4 determine whether or not the difference data ED (k) is larger than the threshold value data TH (k). It outputs to determination additional weight
具体的には、第1のε判定部9−1は、差分データED(l2)が閾値データTH(l2)よりも大きい場合は「0」を生成し、差分データED(l2)が閾値データTH(l2)(ε)以下の場合は「1」を生成する。また、第2のε判定部9−2は、差分データED(l1)が閾値データTH(l1)よりも大きい場合は「0」を生成し、差分データED(l1)が閾値データTH(l1)以下の場合は「1」を生成する。また、第3のε判定部9−3は、差分データED(c)が閾値データTH(c)よりも大きい場合は「0」を生成し、差分データED(c)が閾値データTH(c)以下の場合は「1」を生成する。また、第4のε判定部9−4は、差分データED(r1)が閾値データTH(r1)よりも大きい場合は「0」を生成し、差分データED(r1)が閾値データTH(r1)以下の場合は「1」を生成する。 Specifically, the first ε determination unit 9-1 generates “0” when the difference data ED (l2) is larger than the threshold data TH (l2), and the difference data ED (l2) is the threshold data. If it is less than TH (l2) (ε), “1” is generated. The second ε determination unit 9-2 generates “0” when the difference data ED (l1) is larger than the threshold data TH (l1), and the difference data ED (l1) is the threshold data TH (l1). ) "1" is generated in the following cases. The third ε determination unit 9-3 generates “0” when the difference data ED (c) is larger than the threshold data TH (c), and the difference data ED (c) is the threshold data TH (c ) "1" is generated in the following cases. Further, the fourth ε determination unit 9-4 generates “0” when the difference data ED (r1) is larger than the threshold data TH (r1), and the difference data ED (r1) is the threshold data TH (r1). ) "1" is generated in the following cases.
このように、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4は、差分データED(l1)〜ED(r1)と閾値データTH(l1)〜TH(r1)に基づいて、判定データEE(l1)〜EE(r1)を生成する。そして、生成された判定データEE(l1)〜EE(r1)は、判定付加重平均部10に供給される。
As described above, the first ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4 are based on the difference data ED (l1) to ED (r1) and the threshold data TH (l1) to TH (r1). Thus, determination data EE (l1) to EE (r1) are generated. Then, the generated determination data EE (l1) to EE (r1) are supplied to the determination additional weight
図11に示した例では、第1〜第3のε判定部9−1〜9−3には,それぞれ差分データED(l2),ED(l1),ED(c)として「0」が入力され、第4のε判定部9−4には差分データED(r1)として「4」が入力される。そして、これらの差分データED(l2)〜ED(r1)は、それぞれの閾値データTH(l2)〜TH(r1)以下であるので、判定データEE(l2)〜EE(r1)は全て「1」となる。 In the example illustrated in FIG. 11, “0” is input to the first to third ε determination units 9-1 to 9-3 as difference data ED (l2), ED (l1), and ED (c), respectively. Then, “4” is input as the difference data ED (r1) to the fourth ε determination unit 9-4. Since the difference data ED (l2) to ED (r1) is equal to or less than the respective threshold data TH (l2) to TH (r1), the determination data EE (l2) to EE (r1) are all “1”. "
判定付加重平均部10は、判定データEE(l2)〜EE(r1)に基づいて差分データED(l2)〜ED(r1)を加重平均し、その結果として得られる加重平均値EMを出力する。判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。言い換えると、判定付加重平均部10は、差分データED(k)に対し、判定データEE(k)の値に応じて、所定の式で示される関数(後述のf{ED(k)}など)の加重平均を求める演算を行っている。
The determination additional weight
図12は、加重平均の概念を説明するための図である。図12の上側に示すグラフ206aは、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される差分データED(k)と、第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4から出力される判定データEE(k)の関係を示す図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of the weighted average. The
また、下側に示すグラフ206bは、判定付加重平均部10に入力される差分データED(k)と、判定付加重平均部10から出力される加重平均された後の差分データf{ED(k)}との関係を示す図である。
The
第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4は、差分データED(l1)〜ED(r1)と閾値データTH(l1)〜TH(r1)に基づいて、判定データEE(l1)〜EE(r1)を生成する。そして、生成された判定データ(l1)〜EE(r1)は、判定付加重平均部10に供給される。
The first ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4 determine the determination data based on the difference data ED (l1) to ED (r1) and the threshold data TH (l1) to TH (r1). EE (l1) to EE (r1) are generated. Then, the generated determination data (11) to EE (r1) are supplied to the determination additional weight
グラフ206bに示すように、差分データED(k)の絶対値が閾値ε以下の場合に、f{ED(k)}=ED(k)であり、差分データED(k)の絶対値が閾値εより大きい場合にf{ED(k)}=0である。このように、判定付加重平均部10では、グラフ206bに示す関係を有する関数f{ED(k)}となるよう、差分データED(l1)〜ED(r1)の加重平均を求める演算を行なう。
As shown in the
係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図11に示した例では判定データEE(l2)〜EE(r1)が全て「1」であるので、判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(5)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+acED(c)+ar1×ED(r1)
=(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×4)
=1
・・・(5)
When all the coefficients a k (= a l2, a l1 , a c , a r1 ) are set to 0.25, in the example shown in FIG. 11, all of the determination data EE (l2) to EE (r1) are “1”. Therefore, the output (weighted average value EM) of the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c ED (c) + a r1 × ED (r1)
= (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 4)
= 1
... (5)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理(加重平均の演算処理)が行われ、式(5)と同様の演算が行われる。
In the
図13は、図10に示したデータ格納部から出力される画像データの加重平均値を示す図である。図13では、画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)を示している。図13に示すグラフ207では、横軸が注目画素の画素位置iを示し、縦軸が加重平均値EMの階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a weighted average value of image data output from the data storage unit illustrated in FIG. 10. FIG. 13 shows the weighted average value EM (the weighted average value EM when the pixel at each pixel position i is the target pixel) corresponding to the image data DM. In the
図14は、データ加算部によるデータ加算処理を説明するための図である。図14のグラフ208a〜208cでは、横軸が画素位置iを示し、縦軸が階調を示している。グラフ208aは画像データDSの階調を示し、グラフ208bは加重平均値EMの階調を示し、グラフ208cは画像データDOの階調を示している。
FIG. 14 is a diagram for explaining data addition processing by the data addition unit. In the
データ加算部11は、グラフ208aに示した画像データDSと、グラフ208bに示した加重平均値EMを加算して、グラフ208cに示す画像データDOを出力する。例えば、グラフ208a〜208cにおける画素位置iaでは、DS(ia)=4Y、EM(ia)=1なので、DO(ia)=DS(ia)+EM(ia)=4Y+1となる。
The
以上のように、本実施の形態では、階調変化が緩やかな領域の実効的な階調数を増やすことができる。また、nビットの画像をn+2ビットに変換する場合、画像信号SAが緩やかに変化する。そして、画像信号SAをビット拡張した画像データDSの階調がグラフ208aに示したように4Yから4Y+4へ(4=22だけ)ジャンプする場合に、グラフ208cに示したように、階調を4Y+1、4Y+2、4Y+3を使って画像データの階調を補間することができる。
As described above, in this embodiment, the effective number of gradations in a region where the gradation change is gradual can be increased. When an n-bit image is converted into n + 2 bits, the image signal SA changes gradually. When the gradation of the image data DS obtained by bit-expanding the image signal SA jumps from 4Y to 4Y + 4 (only 4 = 2 2 ) as shown in the
次に、εフィルタに階調が急峻に大きく変化するアナログ画像信号SAが入力された場合の動作を説明する。図15は、実施の形態1に係る画像表示装置に階調が急峻に大きく変化するアナログ画像信号が入力された場合の動作を説明するための図である。図15に示すグラフ209a〜209fの横軸は画素位置iを示し、縦軸は階調を示している。
Next, an operation when an analog image signal SA whose gradation changes sharply and greatly is input to the ε filter will be described. FIG. 15 is a diagram for explaining an operation in a case where an analog image signal whose gradation changes sharply and greatly is input to the image display device according to the first embodiment. In the
グラフ209aはアナログ画像信号SAの階調を示し、グラフ209bはnビットの画像データDIの階調を示し、グラフ209cは(n+α)ビットの画像データDJを示している。また、グラフ209dは(n+α)ビットの画像データDSおよび画像データDMの階調を示し、グラフ209eは加重平均値EMの階調を示し、グラフ209fは(n+α)ビットの画像データDOの階調を示している。
The
画像表示装置100へは、グラフ209aに示すようなアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログ画像信号SAをグラフ209bに示すようなデジタルの画像データDI(nビット)(2値の階調(XとX+2))に変換して、原データビット拡張部5に出力する。すなわち、グラフ209aに示した画像信号SA(階調急変信号)は、階調が急峻に大きく変化しており、階調の変化に対する量子化の分解能が高い(ビット数が多い)ので、グラフ209bに示した画像データDIでは、2値の階調(XとX+2)に変換されている。
An analog image signal SA as shown in the
原データビット拡張部5では、グラフ209bの画像データDIの階調Xを階調4Xに変換し、階調(X+2)を階調4(X+2)に変換し、グラフ209cに示すような画像データDJを階調変換部28に出力する。
The original data bit
ここでの階調変換部28は、階調4Xを階調4Yに階調変換し、階調4(X+2)を階調4(Y+2)に階調変換するものとし、グラフ209dに示すような画像データDSを一次元4次εフィルタ部61に出力する。
Here, the
図16は、階調が急峻に変化する場合に実施の形態1に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図16では、グラフ209dの画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、この画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。
FIG. 16 is a diagram illustrating data generated by the image display apparatus according to
データ格納部7はDM(l2)=4Y、DM(l1)=4Y、DM(c)=4Y、DM(r1)=4Y+8を、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に出力する。
The
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第3の差分算出部8−3は、ED(c)=DM(c)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第4の差分算出部8−4は、ED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Y+8)−4Y=8を出力する。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「8」が入力される。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the third difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Y-4Y = 0 is output, and the fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Y + 8) -4Y = 8. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “8” is input to the fourth ε determination unit 9-4.
画像データDSが4Y付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「4」として出力するようε選択部29を設定しておく。したがって、画像データDS=4Yや画像データDS=4Y+8の場合、閾値データTH(l2)=4、閾値データTH(l1)=4、閾値データTH(c)=4、閾値データTH(r1)=4がそれぞれ第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。
The
差分データED(l2)〜ED(c)は、それぞれの閾値データTH(l2)〜TH(c)以下であるので判定データEE(l2)〜EE(c)は「1」となり、差分データED(r1)は閾値データTH(r1)より大きいので判定データEE(r1)は「0」となる。 Since the difference data ED (l2) to ED (c) is equal to or less than the respective threshold data TH (l2) to TH (c), the determination data EE (l2) to EE (c) is “1”, and the difference data ED Since (r1) is larger than the threshold data TH (r1), the determination data EE (r1) is “0”.
判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図16に示した例では判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(6)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+ac×ED(c)
=(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)
=0
・・・(6)
When the determination data EE (k) is “1”, the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c × ED (c)
= (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0)
= 0
... (6)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理が行われ、式(6)と同様の演算が行われる。
In the
グラフ209eは、グラフ209dの画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)の階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、グラフ209dに示した画像データDSと、グラフ209eに示した加重平均値EMを加算して、グラフ209fに示す画像データDOを出力する。
A
グラフ209fに示すように、画像データDOは、入力(アナログ画像信号SA)または画像データDIと同様に急峻な変化を有している。このように、εフィルタは、階調の変化が大きい場合に、急峻に大きく変化する領域の鮮鋭度を保持することができる。 As shown in the graph 209f, the image data DO has a steep change similarly to the input (analog image signal SA) or the image data DI. In this way, the ε filter can maintain the sharpness of a region that changes drastically when the change in gradation is large.
次に、画像表示装置101に図6のグラフ202aと同様に階調が緩やかに変化するが、階調変換した場合に階調のジャンプが大きくなるアナログ画像信号SA(以下、緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号という)が入力された場合の画像表示装置101の動作を説明する。
Next, the gradation of the
図17は、実施の形態1に係る画像表示装置に緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の動作を説明するための図である。図17に示すグラフ210a〜210fの横軸は画素位置iを示し、縦軸は階調を示している。
FIG. 17 is a diagram for explaining an operation when an analog image signal that undergoes a conversion jump at a gradual gradation is input to the image display device according to the first embodiment. In the
グラフ210aはアナログ画像信号SA(緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号)の階調を示し、グラフ210bはnビットの画像データDIの階調を示し、グラフ210cは(n+α)ビットの画像データDJを示している。また、グラフ210dは(n+α)ビットの画像データDSおよび画像データDMの階調を示し、グラフ210eは加重平均値EMの階調を示し、グラフ210fは(n+α)ビットの画像データDOの階調を示している。
The
画像表示装置100へは、グラフ210aに示すアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログ画像信号SAをグラフ210bに示すデジタルの画像データDI(nビット)(2値の階調(X’とX’+1))に変換して、原データビット拡張部5に出力する。ここでの階調X’や階調(X’+1)は、階調Xや階調(X+1)とは異なる階調であり、階調変換された場合に、階調のジャンプが大きくなる階調である。
An analog image signal SA shown in the
原データビット拡張部5では、グラフ210bの画像データDIの階調X’を階調4X’に変換し、階調(X’+1)を階調4(X’+1)に変換し、グラフ210cに示すような画像データDJを階調変換部28に出力する。
The original data bit
ここでの階調変換部28は、階調4X’を階調4Zに階調変換し、階調4(X’+1)を階調4(Z+2)に階調変換するものとし、グラフ210dに示すような画像データDS(階調のジャンプが大きくなった画像データDS)を一次元4次εフィルタ部61に出力する。
Here, the
図18は、緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合に実施の形態1に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図18では、グラフ210dの画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、この画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。
FIG. 18 is a diagram illustrating data generated by the image display apparatus according to the first embodiment when an analog image signal that undergoes a conversion jump at a gradual gradation is input. In FIG. 18, image data DM (k) and difference data ED (k) generated based on the image data DM (k) when the pixel at the pixel position ic in the
データ格納部7はDM(l2)=4Z、DM(l1)=4Z、DM(c)=4Z、DM(r1)=4Z+8を、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に出力する。
The
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第3の差分算出部8−3は、ED(c)=DM(c)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第4の差分算出部8−4は、ED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Z+8)−4Z=8を出力する。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「8」が入力される。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Z-4Z = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Z-4Z = 0 is output, and the third difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Z-4Z = 0 is output, and the fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Z + 8) -4Z = 8. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “8” is input to the fourth ε determination unit 9-4.
画像データDSが4Z付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「8」として出力するようε選択部29を設定しておく。したがって、画像データDS=4Zや画像データDS=4Z+8の場合、閾値データTH(l2)=8、閾値データTH(l1)=8、閾値データTH(c)=8、閾値データTH(r1)=8がそれぞれが第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。差分データED(l2)〜ED(r1)はそれぞれの閾値データTH(l2)〜TH(r1)以下であるので判定データEE(l2)〜EE(r1)は「1」となる。
The
判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図18に示した例では判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(7)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+acED(c)+ar1×ED(r1)
=(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×8)
=2
・・・(7)
When the determination data EE (k) is “1”, the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c ED (c) + a r1 × ED (r1)
= (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 8)
= 2
... (7)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理が行われ、式(7)と同様の演算が行われる。
In the
グラフ210eは、グラフ210dの画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)の階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、グラフ210dに示した画像データDSと、グラフ210eに示した加重平均値EMを加算して、グラフ210fに示す画像データDOを出力する。以上のように、本実施の形態では、εフィルタがε選択部29を備え、階調変換後の画像データDSに応じたし閾値を出力するので、階調変換によって階調のジャンプが大きくなった場合であっても階調変化が緩やかな領域の実効的な階調数を増やすことができる。
A graph 210e indicates the gradation of the weighted average value EM (the weighted average value EM when the pixel at each pixel position i is the target pixel) corresponding to the image data DM of the
次に、画像表示装置101に図15のグラフ209aと同様に階調が急峻に大きく変化するが、階調変換した場合に階調のジャンプが大きくなるアナログ画像信号SA(以下、急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号という)が入力された場合の画像表示装置101の動作を説明する。
Next, an analog image signal SA (hereinafter referred to as a sudden change in gradation) in which the gradation changes sharply and greatly in the
図19は、実施の形態1に係る画像表示装置に急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の動作を説明するための図である。図19に示すグラフ211a〜211fの横軸は画素位置iを示し、縦軸は階調を示している。
FIG. 19 is a diagram for explaining an operation when an analog image signal that undergoes a conversion jump with a sudden change in gradation is input to the image display apparatus according to the first embodiment. In the
グラフ211aはアナログ画像信号SA(急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号)の階調を示し、グラフ211bはnビットの画像データDIの階調を示し、グラフ211cは(n+α)ビットの画像データDJを示している。また、グラフ211dは(n+α)ビットの画像データDSおよび画像データDMの階調を示し、グラフ211eは加重平均値EMの階調を示し、グラフ211fは(n+α)ビットの画像データDOの階調を示している。
A
画像表示装置100へは、グラフ211aに示すようなアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログ画像信号SAをグラフ211bに示すようなデジタルの画像データDI(nビット)(2値の階調(X’とX’+2))に変換して、原データビット拡張部5に出力する。ここでの階調X’や階調(X’+2)は、階調Xや階調(X+2)とは異なる階調であり、階調変換された場合に、階調のジャンプが大きくなる階調である。
An analog image signal SA as shown in the
原データビット拡張部5では、グラフ211bの画像データDIの階調X’を階調4X’に変換し、階調(X’+2)を階調4(X’+2)に変換し、グラフ211cに示すような画像データDJを階調変換部28に出力する。
The original data bit
ここでの階調変換部28は、階調4X’を階調4Zに階調変換し、階調4(X’+2)を階調4(Z+4)に階調変換するものとし、グラフ211dに示すような画像データDSを一次元4次εフィルタ部61に出力する。
Here, the
図20は、急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合に実施の形態1に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図20では、グラフ211dの画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、この画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。
FIG. 20 is a diagram illustrating data generated by the image display apparatus according to the first embodiment when an analog image signal that undergoes a conversion jump at a sudden change in gradation is input. In FIG. 20, when the pixel at the pixel position ic in the
データ格納部7はDM(l2)=4Z、DM(l1)=4Z、DM(c)=4Z、DM(r1)=4Z+16を、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に出力する。
The
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第3の差分算出部8−3は、ED(c)=DM(c)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第4の差分算出部8−4は、ED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Z+16)−4Z=16を出力する。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「16」が入力される。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Z-4Z = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Z-4Z = 0 is output, and the third difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Z-4Z = 0 is output, and the fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Z + 16) -4Z = 16. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “16” is input to the fourth ε determination unit 9-4.
画像データDSが4Z付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「8」として出力するようε選択部29を設定しておく。したがって、画像データDS=4Zや画像データDS=4Z+16の場合、閾値データTH(l2)=8、閾値データTH(l1)=8、閾値データTH(c)=8、閾値データTH(r1)=8がそれぞれが第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。差分データED(l2)〜ED(r1)はそれぞれの閾値データTH(l2)〜TH(r1)以下であるので判定データEE(l2)〜EE(c)は「1」となり、ED(r1)は閾値データTH(r1)より大きいので判定データEE(r1)は「0」となる。
The
判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図20に示した例では判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(8)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+acED(c)
=(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)
=0
・・・(8)
When the determination data EE (k) is “1”, the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c ED (c)
= (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0)
= 0
... (8)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理が行われ、式(8)と同様の演算が行われる。
In the
グラフ211eは、グラフ211dの画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)の階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、グラフ211dに示した画像データDSと、グラフ211eに示した加重平均値EMを加算して、グラフ211fに示す画像データDOを出力する。
The graph 211e indicates the gradation of the weighted average value EM (the weighted average value EM when the pixel at each pixel position i is the target pixel) corresponding to the image data DM of the
グラフ211fに示すように、画像データDOは、入力(アナログ画像信号SA)または画像データDIと同様に急峻な変化を有している。このように、εフィルタは、階調の変化が大きい場合に、急峻に大きく変化する領域の鮮鋭度を保持することができる。以上のように、本実施の形態では、εフィルタがε選択部29を備えているので、急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合であっても、入力の階調によって保持するエッジの大きさを変更することが可能となる。
As shown in the
図21は、以上に説明した本実施の形態に係る画像表示装置の処理手順を示すフローチャートである。まず、アナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを出力する(ステップST1)。
FIG. 21 is a flowchart showing a processing procedure of the image display apparatus according to the present embodiment described above. First, when the analog image signal SA is input to the
受信部2が出力する画像データDIは、多階調化処理部3の原データビット拡張部5に入力される。原データビット拡張部5では、画像データDIをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDJを出力する(ステップST2)。
The image data DI output from the receiving
原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、階調変換部28に入力される。階調変換部28は、画像データDJを階調変換して(n+α)ビットの画像データDSを出力する(ステップST3)。
The image data DJ output from the original data bit
ε選択部29には、(n+α)ビットの画像データDSが入力される。ε選択部29は、画像データDSに応じた閾値データTH(1)〜TH(m)を選択(ε選択)して出力する(ステップST4)。一次元m次εフィルタ部60には(n+α)ビットの画像データDSと閾値データTH(1)〜TH(m)が入力される。一次元m次εフィルタ部60は、緩やかに変化する領域の階調数を増やして、画像データDOを出力する(ステップST5)。画像データDOは表示部4に入力される。表示部4は、画像データDOに基づいて画像を表示する(ステップST6)。
The
図22〜図24を参照して、本実施の形態の効果について説明する。図22は、階調変換部によるガンマ変換処理を説明するための図である。グラフ212aは、階調変換前の階調Xと階調変換後の階調X’の関係を示す図である。また、グラフ212bは、階調が緩やかに変化している領域(階調X2)のガンマ変換前の階調Xとガンマ変換後の階調X’の関係を示す図であり、グラフ212cは、階調が急峻に変化している領域(階調X1)のガンマ変換前の階調Xとガンマ変換後の階調X’の関係を示す図である。
The effect of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is a diagram for explaining gamma conversion processing by the gradation conversion unit. The
図22のグラフ212bに示すように、階調変換部28は、緩やかな階調変化を行なう階調X2に対しては、階調4(X2)〜4(X2+4)を階調4(X2’)〜4(X2’+2)にガンマ変換する。
As shown in the graph 212b of FIG. 22, the
一方、図22のグラフ212cに示すように、階調変換部28は、急峻な階調変化を行なう階調X1に対しては、階調4(X1)〜4(X1+1)を階調4(X1’)〜4(X1’+2)にガンマ変換する。
On the other hand, as shown in the graph 212c of FIG. 22, the
階調変換部28が図22に示すようなガンマ変換を行うとする。この場合に、図23のグラフ213aに示す信号(画像データDJ)が階調変換部28に入力されると、階調変換部28からは図23のグラフ213bに示す画像データDSが出力される。また、図24のグラフ214aに示す信号(画像データDJ)が階調変換部28に入力されると、階調変換部28からは図24のグラフ212bに示す画像データDSが出力される。
Assume that the
図23のグラフ213bと図24のグラフ214bは、同じ階調差の階調ジャンプであるが、図23のグラフ213aでは階調変換前は緩やかな階調変化であり、図24のグラフ214aでは階調変換前は急峻な階調変化である。そのため、緩やかな階調変化(図23の場合)に対しては階調のジャンプを補間させたい。一方、急峻な階調変化(図24の場合)に対しては急峻な階調変化を保持したい。本実施の形態では、ε選択部29を、階調4(X1’)付近の入力階調に対して閾値8を出力するよう設定し、階調4(X2’)付近の入力階調に対して閾値4を出力するよう設定しておくので、期待する動作(緩やかな階調変化に対しては階調のジャンプを補間し急峻な階調変化に対しては階調変化を保持する動作)を行うことができる。ここでは階調変換部28をガンマ変換として説明したが本実施の形態ではこれらの動作に限定されない。コントラスト補正などの他の階調変換でもよい。
The
これにより、本実施の形態ではビット拡張により増えた階調がガンマ変換などの階調変換によって変化しても、小振幅雑音として扱うことができ、輪郭などの画像の急峻な変化を保持しながら、実効的な階調数を増やすことができる。 As a result, in this embodiment, even if the gradation increased due to bit expansion changes due to gradation conversion such as gamma conversion, it can be treated as small amplitude noise, while maintaining a sharp change in the image such as the contour. The number of effective gradations can be increased.
上記ように、ε選択部29は閾値をビット拡張により増えた階調が階調変換によって変化した値に設定すれば、実効的な階調数を増やすことができる。さらに、より大きく閾値を設定すれば、ビット拡張により増えた階調以上の階調差を平滑化することができるため、ノイズ除去の効果を得られる。
As described above, the
またα=0場合、つまりビット拡張を使用しない(除いた)場合、入力画像の階調に応じて保持するエッジが異なる平滑化フィルタとして動作し、ノイズ除去の効果が得られる。例えば階調の低い場合には閾値を大きくする用に閾値制御部で設定しておけば、階調レベルの低い領域では他の領域より強くノイズを除去することができる。つまり、入力の階調レベルに応じて、ノイズ除去の効果の強弱を制御することが可能なフィルタとして使用できる。 When α = 0, that is, when bit extension is not used (excluded), it operates as a smoothing filter having different edges to be held depending on the gradation of the input image, and an effect of noise removal can be obtained. For example, if the threshold control unit is set to increase the threshold when the gradation is low, noise can be removed more strongly in the region with a low gradation level than in other regions. That is, the filter can be used as a filter capable of controlling the intensity of the noise removal effect according to the input gradation level.
図25は、実施の形態1に係る画像表示装置の別の構成例(1)を示す図である。図25の各構成要素のうち図1に示した画像表示装置101と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 25 is a diagram illustrating another configuration example (1) of the image display device according to the first embodiment. 25, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
画像表示装置102では、階調変換部28が原データビット拡張部5の前段にある。アナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを階調変換部28に入力する。
In the
階調変換部28は、画像データDIを階調変換してnビットの画像データDJを原データビット拡張部5に入力する。原データビット拡張部5では、画像データDJをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDSを出力する。そして、原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、階調変換部28と一次元m次εフィルタ部60に入力される。
The
画像表示装置102では、ε選択部29において階調変換の特性に合わせて閾値を設定すれば、画像の鮮鋭度(信号の急峻な変化)を落とさずに階調が緩やかに変化する領域の階調数を増やすことが可能となる。
In the
図26〜図28を参照して、画像表示装置102の動作と効果について説明する。図26は、階調変換部によるガンマ変換処理を説明するための図である。グラフ215aは、階調変換前の階調Xと階調変換後の階調X’の関係を示す図である。また、グラフ215bは、階調が緩やかに変化している領域(階調X2)のガンマ変換前の階調Xとガンマ変換後の階調X’の関係を示す図であり、グラフ215cは、階調が急峻に変化している領域(階調X1)のガンマ変換前の階調Xとガンマ変換後の階調X’の関係を示す図である。
The operation and effect of the
図26のグラフ215bに示すように、階調変換部28は、緩やかな階調変化を行なう階調X2に対しては、階調(X2)〜(X2+4)を階調(X2’)〜(X2’+2)に変換する。
As shown in the graph 215b of FIG. 26, the
一方、図26のグラフ215cに示すように、階調変換部28は、急峻な階調変化を行なう階調X1に対しては、階調(X1)〜(X1+3)を階調(X1’)〜(X1’+6)に変換する。
On the other hand, as shown in the graph 215c of FIG. 26, the
階調変換部28が図26に示すようなガンマ変換を行うとする。この場合に、図27のグラフ216aに示す信号(画像データDI)が階調変換部28に入力されると、階調変換部28からは図27のグラフ216bに示す画像データDJが出力される。画像データDJは、原データビット拡張部5でグラフ216cに示す画像データDSのように変換される。
It is assumed that the
また、図28のグラフ217aに示す信号(画像データDI)が階調変換部28に入力されると、階調変換部28からは図28のグラフ217bに示す画像データDJが出力される。画像データDJは、原データビット拡張部5でグラフ217cに示す画像データDSのように変換される。
When the signal (image data DI) shown in the
図27のグラフ216bと図28のグラフ217bは、同じ階調差の階調ジャンプであるが、図27のグラフ216aでは階調変換前は緩やかな階調変化であり、図28のグラフ217aでは階調変換前は急峻な階調変化である。そのため、緩やかな階調変化(図27の場合)に対しては階調のジャンプを補間させたい。一方、急峻な階調変化(図28の場合)に対しては急峻な階調変化を保持したい。
The
画像表示装置102では、ε選択部29が階調X1’付近の入力階調に対して閾値8を出力するよう設定し、階調X2’付近の入力階調に対して閾値4を出力するよう設定すれば期待する動作を行うことができる。
In the
これにより、画像表示装置102では、多階調化処理部3にガンマ変換などの階調変換によって変化した信号が入力されても、小振幅雑音として扱うことができ、輪郭などの画像の急峻な変化を保持しながら、実効的な階調数を増やすことができる。
Thus, in the
図29は、実施の形態1に係る画像表示装置の別の構成例(2)を示す図である。図29の各構成要素のうち図1に示した画像表示装置101と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 29 is a diagram illustrating another configuration example (2) of the image display device according to the first embodiment. 29, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
画像表示装置103では、階調変換部28(図29では図示せず)が受信部2よりも前段にある。これにより、画像表示装置103では、あらかじめ階調変換が行われたデータが受信部2に入力される。階調変換が行われたアナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを原データビット拡張部5に入力する。
In the
原データビット拡張部5では、画像データDIをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDSを出力する。そして、原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、ε選択部29と一次元m次εフィルタ部60に入力される。
The original data bit
画像表示装置103でも、図1に示した画像表示装置101や図25に示した画像表示装置102と同様に階調変換の特性に合わせて閾値を設定すれば画像の鮮鋭度を落とさずに階調が緩やかに変化する領域の階調数を増やすことができる。
Similarly to the
図30は、実施の形態1に係る画像表示装置の別の構成例(3)を示す図である。図30の各構成要素のうち図25に示した画像表示装置102と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 30 is a diagram illustrating another configuration example (3) of the image display device according to the first embodiment. Of the constituent elements in FIG. 30, constituent elements that achieve the same functions as those of the
画像表示装置104は、図25に示した画像表示装置102と比較して、原データビット拡張部5が設けられておらず、多階調化処理部3内に一次元m次εフィルタ部60の代わりにビット拡張付き一次元m次εフィルタ部27が設けられている。そして、ビット拡張付き一次元m次εフィルタ部27には、判定付加重平均部10及びデータ加算部11の代わりに、判定付加重平均部32及びデータ加算部33が設けられている。
Compared with the
ビット拡張付き一次元m次εフィルタ部27は、一次元m次εフィルタ部60にビット拡張をεをεフィルタの演算中に行なう機能を付加した手段である。判定付加重平均部32は、判定データEE及び差分データEDに基づいて、加重平均演算及びビット拡張を行ない、αビットだけビット拡張された加重平均値EMを出力する。画像表示装置104では、例えば、図4などの例と同様の判定付加重平均の演算を行なった際に現れる小数点以下の桁の数値も用いて平均データEMを生成することで、ビット拡張を行なうことができる。データ加算部33では、入力される画像データDM(c)を(n+α)ビットにビット拡張して加算し、画像データDOとして表示部4に出力する。
The one-dimensional m-order ε
このように、画像表示装置104では、ビット拡張をεフィルタの前で行なわず、εフィルタの演算中に行なう。以上のように構成することで、図25に示した画像表示装置102と同様の効果が得られる。
Thus, in the
なお、図1に示した画像表示装置100では、εフィルタが一次元のεフィルタである場合について説明したが、本実施の形態は一次元のεフィルタに限定されるものではない。図31および図32は、εフィルタが水平方向と垂直方向に処理する二次元εフィルタを備える画像表示装置の構成を示す図である。図31,32の各構成要素のうち図1に示した画像表示装置100と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
In the
図31に示す画像表示装置105は、εフィルタとして一次元m次εフィルタ部60の代わりに二次元m次εフィルタ部62を備えている。二次元m次εフィルタ部62は、一次元m次εフィルタ部60と同様に、階調変換部28、ε選択部29、表示部4に接続されている。
The
二次元m次εフィルタ部62は、水平画素(h)×垂直画素(v)の二次元領域に対して処理(εフィルタリング処理)を行うものである。即ち、二次元m次εフィルタ部62は、注目画素を中心として、二次元方向(縦方向、横方向)に配列された画素のデータに基づいて、階調の急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。
The two-dimensional m-th order ε
図31に示す二次元m次εフィルタ部62は、データ格納部34、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−m、判定付加重平均部10、及びデータ加算部11を備えており、画像データDSに対して実効的な階調数を増やす役割を持つ。
31 includes a
データ格納部34は、階調変換部28からの画像データDSを格納するとともに、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mに、それぞれ画像データDM(1)〜DM(m)を出力する。また、データ格納部34は、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mとデータ加算部11に、画像データDM(c)を出力する。
The
本実施の形態の画像データDM(1)〜DM(m)は、それぞれ注目画素cから所定の画素数(座標値)だけ上下右左方向に離れた画素の画像データの画像データを有している。 Each of the image data DM (1) to DM (m) of the present embodiment has image data of image data of pixels that are separated from the target pixel c in the vertical and horizontal directions by a predetermined number of pixels (coordinate values). .
データ格納部34から第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mへは、それぞれ上下左右方向の画像データDM(1)〜DM(m)が入力される。また、データ格納部34からデータ加算部11へは、画像データDM(c)が入力される。
Image data DM (1) to DM (m) in the vertical and horizontal directions are input from the
第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mは、上下左右方向の画像データDM(1)〜DM(m)と画像データDM(c)との差分を、それぞれの差分データED(1)〜ED(m)として算出する。第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−mは、それぞれ第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mに、上下左右方向の差分データED(1)〜ED(m)を出力する。 The first difference calculation unit 8-1 to m-th difference calculation unit 8-m calculate the difference between the image data DM (1) to DM (m) in the vertical and horizontal directions and the image data DM (c), respectively. The difference data is calculated as ED (1) to ED (m). The first difference calculation unit 8-1 to the m-th difference calculation unit 8-m respectively send the difference data ED in the vertical and horizontal directions to the first ε determination unit 9-1 to the m-th ε determination unit 9-m. (1) to ED (m) are output.
ε選択部29は、階調変換部28からの画像データDS(1)〜DS(m)に基づいて、上下左右方向の閾値データTH(1)〜TH(m)を、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mに入力する。
Based on the image data DS (1) to DS (m) from the
第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mは、差分データED(1)〜ED(m)が閾値データTH(1)〜TH(m)より大きいか否かの判定を行なう。第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mは、判定結果を判定データEE(1)〜EE(m)として判定付加重平均部10に出力する。
The first ε determination unit 9-1 to the m-th ε determination unit 9-m determine whether or not the difference data ED (1) to ED (m) is larger than the threshold data TH (1) to TH (m). Make a decision. The first ε determination unit 9-1 to the m-th ε determination unit 9-m output the determination results to the determination additional weight
判定付加重平均部10は、判定データEE(1)〜EE(m)に基づいて差分データED(1)〜ED(m)を加重平均し、その結果として得られる加重平均値を加重平均値(平均データ)EMとしてデータ加算部11に出力する。
The determination additional weight
データ加算部11は、加重平均値EM(1)〜EM(m)に画像データDSを加算する。
The
一次元m次εフィルタ部60によって実効的な階調数が増やされた画像データは、データ加算部11から画像データDOとして表示部4に出力される。
The image data whose effective number of gradations has been increased by the one-dimensional mth-order ε
また、図32に示す画像表示装置106は、εフィルタとして一次元v次垂直εフィルタ部63aと一次元h次水平εフィルタ部63bを備えている。画像表示装置106では、階調変換部28が一次元v次垂直εフィルタ部63a、一次元h次水平εフィルタ部63b、第1のε選択部29−1、第2のε選択部29−2に接続されている。また、一次元v次垂直εフィルタ部63aが一次元h次水平εフィルタ部63bに接続され、一次元h次水平εフィルタ部63bが表示部4に接続されている。
32 includes a one-dimensional vth-order vertical ε filter unit 63a and a one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b as ε filters. In the
一次元v次垂直εフィルタ部63aは、Vデータ格納部(垂直方向データ格納部)15、第1のV差分算出部(垂直方向差分算出部)16−1〜第vのV差分算出部16−v、第1のVε判定部(垂直方向ε判定部)17−1〜第vのVε判定部17−v、V判定付加重平均部(垂直方向判定付加重平均部)18、及びVデータ加算部(垂直方向加算部)19を備えている。
The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63 a includes a V data storage unit (vertical direction data storage unit) 15, a first V difference calculation unit (vertical direction difference calculation unit) 16-1 to a vth V
一次元v次垂直εフィルタ部63aは、(n+α)ビットの原データに対して、画像の垂直方向についての処理を行なう。一次元v次垂直εフィルタ部63aは、注目画素に対して垂直方向に整列した画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。一次元v次垂直εフィルタ部63aは、画像データDSの垂直方向の階調変化に対して実効的な階調数を増やした画像データ(後述の画像データVDO)を一次元h次水平εフィルタ部63bに出力する。 The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a performs processing in the vertical direction of the image on the (n + α) -bit original data. The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a is based on the pixel data aligned in the vertical direction with respect to the target pixel, and stores an abrupt change while smoothing by treating a small amplitude component as noise. It is used as a mold smoothing filter. The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a converts the image data (image data VDO described later) having an increased effective number of gradations with respect to the vertical gradation change of the image data DS into a one-dimensional h-order horizontal ε filter. To the unit 63b.
一次元v次垂直εフィルタ部63aと一次元m次εフィルタ部60の違いは、一次元m次εフィルタ部60が水平方向の画像データDSに対して実効的な階調数を増やすのに対し、一次元v次垂直εフィルタ部63aが上下方向の画像データDSに対して実効的な階調数を増やす点である。
The difference between the one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a and the one-dimensional m-th order ε
したがって、一次元v次垂直εフィルタ部63aのVデータ格納部15、第1のV差分算出部16−1〜第vのV差分算出部16−v、第1のVε判定部17−1〜第vのVε判定部17−v、V判定付加重平均部18、及びVデータ加算部19は、それぞれ一次元m次εフィルタ部60のデータ格納部7、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−m、判定付加重平均部10、データ加算部11に対応している。
Therefore, the V
換言すると、一次元v次垂直εフィルタ部63aの各構成要素と、一次元m次εフィルタ部60の各構成要素とは、処理対象が垂直方向の画像データDSであるか水平方向の画像データDSであるかの違いを除いては、ほぼ同様の処理を行なう。また、第1のε選択部29−1は、ε選択部29に対応しており、ε選択部29と略同様の処理を行なう。
In other words, each component of the one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a and each component of the one-dimensional m-th order ε
また、一次元v次垂直εフィルタ部63aで生成される画像データVDM、差分データVED、判定データVEE、閾値データVTH、加重平均値VEM、画像データVDOは、それぞれ一次元m次εフィルタ部60で生成される画像データDM、差分データED、判定データEE、閾値データTH、加重平均値EM、画像データDOに対応している。
In addition, the image data VDM, difference data VED, determination data VEE, threshold data VTH, weighted average value VEM, and image data VDO generated by the one-dimensional vth-order vertical ε filter unit 63a are each a one-dimensional mth-order ε
ここで、一次元v次垂直εフィルタ部63aが備える各構成要素について詳細に説明する。Vデータ格納部15は、階調変換部28からの画像データDSを格納するとともに、第1のV差分算出部16−1〜第vのV差分算出部16−vに、それぞれ画像データVDM(1)〜VDM(v)を出力する。また、Vデータ格納部15は、第1のV差分算出部16−1〜第vの差分算出部16−vとVデータ加算部19に、画像データVDM(c)を出力する。
Here, each component provided in the one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a will be described in detail. The V
画像データVDM(c)は、注目画素を注目画素cとした場合の画像データである。画像データVDM(1)〜VDM(v)は、それぞれ注目画素cから所定の画素数だけ上方向または下方向に離れた画素の画像データである。例えば、m=5の場合に、画像データVDM(3)を画像データVDM(c)とすると、画像データVDM(1)が注目画素cの2つ前(上側)の画素の画像データとなり、画像データVDM(2)が注目画素cの1つ前(上側)の画素の画像データとなり、画像データVDM(4)が注目画素cの1つ後(下側)の画素の画像データとなり、画像データVDM(5)が注目画素cの2つ後(下側)の画素の画像データとなる。 The image data VDM (c) is image data when the target pixel is the target pixel c. Each of the image data VDM (1) to VDM (v) is image data of pixels that are separated upward or downward by a predetermined number of pixels from the target pixel c. For example, when m = 5, if the image data VDM (3) is the image data VDM (c), the image data VDM (1) becomes the image data of the pixel two previous (upper) of the pixel of interest c, and the image data The data VDM (2) is the image data of the pixel immediately before (upper side) the pixel of interest c, and the image data VDM (4) is the image data of the pixel after the pixel of interest c (lower side). VDM (5) is the image data of the pixel after (lower) the pixel of interest c.
第1の差分算出部16−1〜第vの差分算出部16−vは、画像データVDM(1)〜VDM(v)と画像データVDM(c)との差分を、それぞれ差分データVED(1)〜VED(v)として算出する。第1の差分算出部16−1〜第vの差分算出部16−vは、それぞれ第1のε判定部17−1〜第vのε判定部17−vに、差分データVED(1)〜VED(v)を出力する。 The first difference calculation unit 16-1 to the v-th difference calculation unit 16-v respectively calculate the difference between the image data VDM (1) to VDM (v) and the image data VDM (c) as difference data VED (1 ) To VED (v). The first difference calculation unit 16-1 to the v-th difference calculation unit 16-v respectively send the difference data VED (1) to the first ε determination unit 17-1 to the v-th ε determination unit 17-v. VED (v) is output.
第1のε判定部17−1〜第vのε判定部17−vは、それぞれ第1の差分算出部16−1〜第vの差分算出部16−vからの差分データVED(1)〜VED(v)が、第1のε選択部29−1からの閾値データVTH(1)〜VTH(v)より大きいか否かの判定を行ない、判定結果を判定データVEE(1)〜VEE(v)としてV判定付加重平均部18に出力する。
The first ε determination unit 17-1 to the v-th ε determination unit 17-v are the difference data VED (1) to VED (1) to 1-v from the first difference calculation unit 16-1 to the v-th difference calculation unit 16-v, respectively. It is determined whether VED (v) is larger than the threshold data VTH (1) to VTH (v) from the first ε selection unit 29-1, and the determination result is determined as determination data VEE (1) to VEE ( v) is output to the V determination additional weight
V判定付加重平均部18は、判定データVEE(1)〜VEE(v)に基づいて差分データVED(1)〜VED(v)を加重平均し、その結果として得られる加重平均値を加重平均値VEM(1)〜VEM(v)としてVデータ加算部19に出力する。Vデータ加算部19は、加重平均値VEM(1)〜VEM(v)に画像データVDM(c)を加算する。
The V determination additional weight
一次元v次εフィルタ部63aによって実効的な階調数が増やされた画像データは、Vデータ加算部19から画像データVDO(1)〜VDO(v)として一次元h次垂直εフィルタ部63bに出力される。
The image data in which the effective number of gradations is increased by the one-dimensional v-th order ε filter unit 63a is converted into image data VDO (1) to VDO (v) from the V-
また、一次元h次水平εフィルタ部63bは、原データ格納部20、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−h、第1のHε判定部(水平方向ε判定部)22−1〜第hのHε判定部22−h、Hデータ格納部(水平方向データ格納部)23、第1のH差分算出部(水平方向差分算出部)24−1〜第hのH差分算出部24−h、H判定付加重平均部(水平方向判定付加重平均部)25、及びHデータ加算部(水平方向データ加算部)26を備えている。
The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b includes an original
原データ格納部20は、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hに接続し、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hは第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−hに接続している。また、第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−hは、第2のε選択部29−2に接続している。
The original
また、Hデータ格納部23は、第1のH差分算出部24−1〜第hのH差分算出部24−hに接続している。さらに、H判定付加重平均部25は、第1のH差分算出部24−1〜第hのH差分算出部24−h、第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−h、Hデータ加算部26に接続している。
The H
一次元h次水平εフィルタ部63bは、一次元v次垂直εフィルタ部63aから出力される(n+α)ビットのデータに対して、画像の水平方向についての処理を行なう。一次元h次水平εフィルタ部63bは、注目画素に対して水平方向に整列した画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。一次元h次水平εフィルタ部63bは、画像データDSの水平方向の階調変化に基づいて画像データVDOの実効的な階調数を増やす役割を持つ。 The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b performs processing in the horizontal direction of the image on the (n + α) -bit data output from the one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a. The one-dimensional h-th order horizontal ε filter unit 63b is based on the pixel data aligned in the horizontal direction with respect to the target pixel, and stores an abrupt change while smoothing by treating a small amplitude component as noise. It is used as a mold smoothing filter. The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b has a role of increasing the effective number of gradations of the image data VDO based on a change in gradation in the horizontal direction of the image data DS.
一次元h次水平εフィルタ部63bと一次元m次εフィルタ部60の違いは、一次元m次εフィルタ部60が水平方向の判定データEEと水平方向の差分データEDを用いて加重平均値EMを算出するのに対し、一次元h次水平εフィルタ部63bが水平方向の判定データHEEと水平方向の差分データHEDを用いて加重平均値EMを算出する点である。
The difference between the one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b and the one-dimensional m-order ε
したがって、一次元h次水平εフィルタ部63bの原データ格納部20、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−h、第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−hは、それぞれ一次元m次εフィルタ部60のデータ格納部7、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−mに対応し、略同様の処理を行なう。また、一次元h次水平εフィルタ部63bのHデータ格納部23、第1のH差分算出部24−1〜第hのH差分算出部24−h、H判定付加重平均部25、及びHデータ加算部26は、それぞれ一次元m次εフィルタ部60のデータ格納部7、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、判定付加重平均部10、データ加算部11に対応し、略同様の処理を行なう。また、第2のε選択部29−2は、ε選択部29に対応しており、ε選択部29と略同様の処理を行なう。
Therefore, the original
また、一次元h次水平εフィルタ部63bで生成される画像データHDM、差分データHED、判定データHEE、閾値データHTH、加重平均値HEMは、それぞれ一次元m次εフィルタ部60で生成される画像データDM、差分データED、判定データEE、閾値データTH、加重平均値EMに対応している。また、一次元h次水平εフィルタ部63bで生成される画像データBDM、差分データBEDは、それぞれ一次元m次εフィルタ部60で生成される画像データDM、差分データEDに対応している。
Further, the image data HDM, the difference data HED, the determination data HEE, the threshold data HTH, and the weighted average value HEM generated by the one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b are respectively generated by the one-dimensional m-order ε
ここで、一次元h次水平εフィルタ部63bが備える各構成要素について詳細に説明する。Hデータ格納部23は、Vデータ加算部19からの画像データVDOを格納するとともに、第1のH差分算出部24−1〜第hのH差分算出部24−hに、それぞれ画像データHDM(1)〜HDM(h)を出力する。また、Hデータ格納部23は、第1のH差分算出部24−1〜第hの差分算出部24−hとHデータ加算部26に、画像データHDM(c)を出力する。
Here, each component provided in the one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b will be described in detail. The H
画像データHDM(c)は、注目画素を注目画素cとした場合の画像データである。画像データHDM(1)〜HDM(h)は、それぞれ注目画素cから所定の画素数だけ上方向または下方向に離れた画素の画像データである。 The image data HDM (c) is image data when the target pixel is the target pixel c. Each of the image data HDM (1) to HDM (h) is image data of pixels that are separated upward or downward from the target pixel c by a predetermined number of pixels.
第1の差分算出部24−1〜第hの差分算出部24−hは、画像データHDM(1)〜HDM(h)と画像データHDM(c)との差分を、それぞれ差分データHED(1)〜HED(h)として算出する。第1のH差分算出部24−1〜第hのH差分算出部24−hは、H判定付加重平均部25に、差分データHED(1)〜HED(h)を出力する。
The first difference calculation unit 24-1 to the h-th difference calculation unit 24-h calculate the difference between the image data HDM (1) to HDM (h) and the image data HDM (c), respectively, as difference data HED (1 ) To HED (h). The first H difference calculation unit 24-1 to the h-th H difference calculation unit 24-h output the difference data HED (1) to HED (h) to the H determination additional weight
また、原データ格納部20は、階調変換部28からの画像データDSを格納するとともに、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hに、それぞれ画像データBDM(1)〜BDM(h)を出力する。また、原データ格納部20は、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−h画像データBDM(c)を出力する。
Further, the original
画像データBDM(c)は、注目画素を注目画素cとした場合の画像データである。画像データBDM(1)〜BDM(h)は、それぞれ注目画素cから所定の画素数だけ右方向または左方向に離れた画素の画像データである。 The image data BDM (c) is image data when the target pixel is the target pixel c. The image data BDM (1) to BDM (h) are image data of pixels that are separated from the target pixel c in the right or left direction by a predetermined number of pixels.
第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hは、画像データBDM(1)〜BDM(h)と画像データBDM(c)との差分を、それぞれ差分データBED(1)〜BED(h)として算出する。第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hは、それぞれ第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−hに、差分データBED(1)〜BED(h)を出力する。 The first original data difference calculation unit 21-1 to the h-th original data difference calculation unit 21-h are configured to calculate differences between the image data BDM (1) to BDM (h) and the image data BDM (c), respectively. Data BED (1) to BED (h) are calculated. The first original data difference calculation unit 21-1 to the h-th original data difference calculation unit 21-h respectively send the difference data BED to the first Hε determination unit 22-1 to the h-th Hε determination unit 22-h. (1) to BED (h) are output.
第1のHε判定部22−1〜第hのHε判定部22−hは、それぞれ第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−hからの差分データBED(1)〜BED(h)が、第2のε選択部29−2からの閾値データHTH(1)〜HTH(h)より大きいか否かの判定を行ない、判定結果を判定データHEE(1)〜HEE(h)としてH判定付加重平均部25に出力する。
The first Hε determination unit 22-1 to the hth Hε determination unit 22-h are the difference data BED from the first original data difference calculation unit 21-1 to the hth original data difference calculation unit 21-h, respectively. It is determined whether (1) to BED (h) are larger than the threshold data HTH (1) to HTH (h) from the second ε selection unit 29-2, and the determination result is determined as determination data HEE (1 ) To HEE (h) are output to the H determination additional weight
H判定付加重平均部25は、判定データHEE(1)〜HEE(h)に基づいて差分データHED(1)〜HED(h)を加重平均し、その結果として得られる加重平均値を加重平均値HEM(1)〜HEM(h)としてHデータ加算部26に出力する。Hデータ加算部26は、加重平均値HEM(1)〜HEM(h)に画像データHDM(c)を加算する。一次元h次εフィルタ部63bによって実効的な階調数が増やされた画像データは、Hデータ加算部26から画像データDO(1)〜DO(h)として表示部4に出力される。
The H determination additional weight
以上のような二次元処理を行うεフィル部と、入力の階調に応じて閾値εを変化させる閾値制御部(第1のε選択部29−1、第2のε選択部29−2)を備えるので、垂直方向に対しても、水平方向に対しても階調ごとに保持するエッジの大きさを設定できる。 An ε fill unit that performs the two-dimensional processing as described above, and a threshold control unit that changes the threshold ε according to the input gradation (first ε selection unit 29-1 and second ε selection unit 29-2). Therefore, the size of the edge to be held for each gradation can be set both in the vertical direction and in the horizontal direction.
なお、ここでは一次元h次水平εフィルタ部63bが水平方向の判定データHEEと垂直方向の差分データHEDを用いて加重平均値HEMを算出したが、垂直方向の判定データと水平方向の差分データを用いて加重平均値EMを算出してもよい。さらに、一次元h次水平εフィルタ部63bは、垂直方向の判定データEEと垂直方向の差分データEDを用いて加重平均値EMを算出してもよい。 Here, although the one-dimensional h-th order horizontal ε filter unit 63b calculates the weighted average value HEM using the horizontal determination data HEE and the vertical difference data HED, the vertical determination data and the horizontal difference data are calculated. The weighted average value EM may be calculated using Further, the one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b may calculate the weighted average value EM using the vertical determination data EE and the vertical difference data ED.
なお、本実施の形態では、ε選択部29と一次元m次εフィルタ部60、一次元4次εフィルタ部61、二次元m次εフィルタ部62、一次元v次垂直εフィルタ部63a、一次元h次水平εフィルタ部63bとを別々の構成にしたが、一次元m次εフィルタ部60、一次元4次εフィルタ部61、二次元m次εフィルタ部62、一次元v次垂直εフィルタ部63a、一次元h次水平εフィルタ部63bがε選択部29を備える構成としてもよい。
In the present embodiment, the
このように、実施の形態1によれば、εフィルタを用いてビット拡張により増えた階調を平滑化するので、輪郭などの階調が急峻に大きく変化する領域を有する画像の鮮鋭度を損なわずに、画像データの階調数を増やすことができる。したがって、画像レベルの抜けに起因する擬似輪郭を解消して擬似輪郭による画質劣化を低減させることが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, since the gradation increased by the bit extension is smoothed using the ε filter, the sharpness of an image having a region where the gradation such as the outline changes sharply is impaired. Without increasing the number of gradations of the image data. Therefore, it is possible to eliminate the pseudo contour caused by the missing image level and reduce the image quality deterioration due to the pseudo contour.
また、格納しておいた閾値のテーブルから画像データに応じた閾値データTHを選択して用いるので差分データEDが閾値データTHより大きいか否かの判定を容易に行なうことが可能となる。 Further, since the threshold data TH corresponding to the image data is selected from the stored threshold value table and used, it is possible to easily determine whether or not the difference data ED is larger than the threshold data TH.
また、画像データDJの階調変換を行なうとともに、階調変換された画像データDSの階調を平滑化処理するので、見栄えの良い画像データの平滑化処理や表示処理を行なうことが可能となる。 Further, since the gradation conversion of the image data DJ is performed and the gradation of the gradation-converted image data DS is smoothed, it is possible to perform smoothing processing and display processing of the image data having a good appearance. .
また、画像データDSの階調に応じてεフィルタの閾値を変えるので、画像の鮮鋭度を保ちつつ擬似的な輪郭を減少させることが可能となる。また、画像データDS(階調DS)毎の閾値を示すテーブルに基づいて、画像データDSに応じた閾値を決定するので容易にεフィルタの閾値を決定することが可能となる。 Further, since the threshold value of the ε filter is changed according to the gradation of the image data DS, it becomes possible to reduce the pseudo contour while maintaining the sharpness of the image. Further, since the threshold value corresponding to the image data DS is determined based on the table indicating the threshold value for each image data DS (gradation DS), the threshold value of the ε filter can be easily determined.
また、原データビット拡張部5が一次元m次εフィルタ部60などのεフィルタよりも前段に配置されているので、一次元m次εフィルタ部60などのεフィルタで画像データのビット拡張を行なう必要がない。したがって、簡易な構成でビット拡張された画像データの所定の階調を平滑化することが可能となる。また、ビット拡張された画像データに基づいてεフィルタの閾値を決定できるので、適切なεフィルタの閾値を容易に選択することが可能となる。これにより、画像の鮮鋭度を保ちつつ擬似的な輪郭を減少させることが可能となる。
In addition, since the original data bit
また、画像表示装置104は、ビット拡張付き一次元m次εフィルタ部27を備えているので、画像データの階調を平滑化処理した後に、ビット拡張を行なうことが可能となる。したがって、原データビット拡張部5がεフィルタよりも前段に配置されている場合と同様に、画像の鮮鋭度を保ちつつ擬似的な輪郭を減少させることが可能となる。
Further, since the
実施の形態2.
つぎに、図33〜図46を用いてこの発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、入力の階調に応じた閾値εを算出し、算出した閾値εを用いて差分データEDと閾値データTHの比較を行なう。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a threshold value ε corresponding to the input gradation is calculated, and the difference data ED and the threshold value data TH are compared using the calculated threshold value ε.
図33は、本発明の実施の形態2に係る画像表示装置の構成を示す図である。図33の各構成要素のうち図1に示す実施の形態1の画像表示装置100と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 33 is a diagram showing a configuration of an image display apparatus according to
実施の形態2に係る画像表示装置110は、入力端子1、受信部2、多階調化処理部3、及び表示部4を備えている。これらのうち、受信部2及び多階調化処理部3によって、画像処理装置が構成されている。
The
本実施の形態では、受信部2の一例として、受信部2がアナログの画像信号からデジタルの画像データに変換するA/D変換器である場合について説明する。なお、受信部2にチューナーを配設し、受信部2の内部でコンポジット信号を輝度や色度信号に復調した後にデジタルの画像データに変換してもよい。また、受信部2をデジタルインターフェースとし、受信部2が入力端子1からデジタルのデータを受信して、n(nは自然数)ビットの画像データDIを出力してもよい。
In this embodiment, as an example of the receiving
入力端子1は、アナログ画像信号SAを入力する端子であり、入力されたアナログ画像信号SAを受信部2に出力する。受信部2は、アナログ画像信号SAをnビットの画像データDIに変換して多階調化処理部3に出力する。
The
多階調化処理部3は、原データビット拡張部5、階調変換部28、ε算出部30、及び一次元m次εフィルタ部60を備えており、nビットの画像データDIを(n+α)ビットに変換して表示部4に出力する。
The
原データビット拡張部5は、nビットの画像データDIをαビット分ビット拡張した(n+α)ビットの画像データDJを階調変換部28に出力する。階調変換部28は、画像データDJに対してガンマ変換やコントラスト補正などの階調変換を行い、階調変換後の画像データを画像データDS((n+α)ビット)として、ε算出部30と一次元m次εフィルタ部60に出力する。
The original data bit
つぎに、ε算出部30による階調変換の一例について説明する。本実施の形態のε算出部30は、階調ごとに閾値のテーブルを持ち、入力される画像データDS(階調DS)に応じたテーブルから閾値を補間演算して出力する。図34および図35は、階調と閾値の関係を示す図である。図34および図35では、階調ごとの閾値を示すテーブルをグラフ化して示している。例えば、ε算出部30は、図34のグラフ220aに示す、階調X1,X2,X3,X4に対応する閾値データTH1,TH2,TH3,TH4を、階調ごとの閾値のテーブルとして保持しているとする。
Next, an example of gradation conversion by the
ε算出部30は、このテーブルを用いて残りの階調(階調X1〜X4以外の階調)に対する閾値を線形補間で算出する。これにより、ε算出部30は、グラフ220aからグラフ220bに示す階調と閾値の関係を算出する。結果として、ε算出部30は、グラフ220bのようなグラフ(テーブル)を持つことと等価となる。
The
また、例えば、ε算出部30が、図35のグラフ221aに示す階調間X1〜X2,X2〜X3,X3〜X4に対応する閾値データTH1,TH2,TH3を階調ごとの閾値のテーブルとして保持しているとする。
Further, for example, the
ε算出部30は、このテーブルを用いて階調間の切れ目付近を線形補間して算出する。これにより、ε算出部30は、グラフ221aからグラフ221bに示す階調と閾値の関係を算出する。結果として、ε算出部30は、グラフ221bのようなグラフ(テーブル)を持つことと等価となる。
The
以上のように、閾値を補間演算で算出すれば、実施の形態1のε選択部29のように全ての階調に対応する閾値を記憶しておく必要がない。なお、ここではε算出部30の動作の一例として、図34や図35に示す処理(グラフ220aからグラフ220bを作成する処理やグラフ221aからグラフ221bを作成する処理)を示したが、本実施の形態ではこれらの動作に限定されない。すなわち、ε算出部30は、いずれのグラフから閾値を補間演算してもよい。
As described above, if the threshold value is calculated by the interpolation calculation, it is not necessary to store the threshold values corresponding to all the gradations unlike the
一次元m次εフィルタ部60は、注目画素に対して一次元方向に整列されている画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタ(εフィルタ)として用いられる。一次元m次εフィルタ部60は、原データビット拡張部5で増やした階調を平滑化することによって階調ジャンプをなくし、実効的な階調数を増やす処理を行なう。
The one-dimensional m-th order ε
一次元m次εフィルタ部60は、データ格納部7、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−m、判定付加重平均部10、及びデータ加算部11を備えている。
The one-dimensional m-th order ε
一次元m次εフィルタ部60によって実効的な階調数が増やされた画像データは、データ加算部11から画像データDOとして表示部4に出力される。表示部4は、(n+α)ビットの画像データDOを表示する液晶モニタなどの表示手段である。一次元m次εフィルタ部60によって、実効的な階調数が増やされた画像データDOは、表示部4に出力される。表示部4は、(n+α)ビットの画像データDOを表示する。
The image data whose effective number of gradations has been increased by the one-dimensional mth-order ε
本実施の形態では、εフィルタが、ビット拡張によって増えた階調を小振幅雑音ととらえてεフィルタ処理を行う。つまり、nビットから(n+α)ビットにビット拡張する場合、εフィルタの閾値εを2α(2^α)とする。これにより、εフィルタは輪郭など画像の急峻な変化を保持しながら、実効的な階調数を増やすことができる。しかしながら、ビット拡張とεフィルタ処理の間にガンマ変換などの階調変換が行われる場合、ビット拡張によって増えた階調の大きさが変化する。そこで、階調変換に合わせて閾値εを変化させる。すなわち、入力される階調に応じてεフィルタが保存できるエッジの大きさを変化させる。 In the present embodiment, the ε filter performs the ε filter processing by regarding the gradation increased by bit expansion as small amplitude noise. That is, when bit expansion is performed from n bits to (n + α) bits, the threshold ε of the ε filter is set to 2 α (2 ^ α). Thus, the ε filter can increase the effective number of gradations while maintaining a sharp change in the image such as the contour. However, when gradation conversion such as gamma conversion is performed between bit expansion and ε filter processing, the size of gradation increased by bit expansion changes. Therefore, the threshold value ε is changed in accordance with the gradation conversion. That is, the edge size that can be stored in the ε filter is changed according to the input gradation.
本実施の形態では、画像表示装置100が、入力される階調によって閾値εを変化させるε算出部30(閾値制御部)と、ε算出部30によって閾値を制御される一次元m次εフィルタ部60とを備えている。閾値制御部に相当するε算出部30が階調変換に応じて閾値を算出するよう算出部30を設定しておく。
In the present embodiment, the
以下、多階調化処理の一例として、α=2の場合、即ちnビットの画像をn+2ビットに多階調化処理する場合について説明する。図36は、m=4の場合の実施の形態2の画像表示装置の構成を示す図である。なお、図36の各構成要素のうち図33に示す画像表示装置110と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。画像表示装置111は、一次元m次εフィルタ部60の代わりに、一次元4次εフィルタ部61を有している。
Hereinafter, as an example of multi-gradation processing, a case where α = 2, that is, a case where an n-bit image is subjected to multi-gradation processing to n + 2 bits will be described. FIG. 36 is a diagram illustrating a configuration of the image display apparatus according to the second embodiment when m = 4. 36, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
まず、画像表示装置110に緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の画像表示装置110の動作を説明する。図37は、実施の形態2に係る画像表示装置に緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の動作を説明するための図である。図37に示すグラフ222a〜222fの横軸は画素位置iを示し、縦軸は階調を示している。
First, the operation of the
グラフ222aはアナログ画像信号SAの階調を示し、グラフ222bはnビットの画像データDIの階調を示し、グラフ222cは(n+α)ビットの画像データDJを示している。また、グラフ222dは(n+α)ビットの画像データDSおよび画像データDMの階調を示し、グラフ222eは加重平均値EMの階調を示し、グラフ222fは(n+α)ビットの画像データDOの階調を示している。
The
画像表示装置100へは、グラフ222aに示すようなアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログ画像信号SAをグラフ222bに示すようなデジタルの画像データDI(nビット)(2値の階調(XとX+1))に変換して、原データビット拡張部5に出力する。
An analog image signal SA as shown in the
原データビット拡張部5では、グラフ222bの画像データDIの階調Xを階調4Xに変換し、階調(X+1)を階調4(X+1)に変換し、グラフ222cに示すような画像データDJを階調変換部28に出力する。
The original data bit
図38は、緩変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合に実施の形態2に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図38では、グラフ222dの画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、この画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。 FIG. 38 is a diagram illustrating data generated by the image display apparatus according to the second embodiment when an analog image signal that undergoes a conversion jump at a gradual gradation is input. In FIG. 38, image data DM (k) and difference data ED (k) generated based on the image data DM (k) when the pixel at the pixel position ic in the graph 222d is the target pixel P (c). , Determination data EE (k), f {ED (k)}, weighted average value EM, and threshold data TH (k) are shown.
データ格納部7はDM(l2)=4Z、DM(l1)=4Z、DM(c)=4Z、DM(r1)=4Z+8を、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に出力する。
The
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第3の差分算出部8−3はED(c)=DM(c)−DM(c)=4Z−4Z=0を出力し、第4の差分算出部8−4はED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Z+8)−4Z=8を出力する。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「8」が入力される。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Z-4Z = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Z-4Z = 0 is output, and the third difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Z-4Z = 0. The fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Z + 8) -4Z = 8. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “8” is input to the fourth ε determination unit 9-4.
画像データDSが4Z付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「8」として出力するようε算出部30を設定しておく。このとき、本実施の形態の画像表示装置110は、ε算出部30が階調ごとに閾値のテーブルに基づいて、画像データDSに応じた閾値を補間演算しておく。
The
画像データDS=4Zや4Z+8の場合、閾値データTH(l2)=4、閾値データTH(l1)=4、閾値データTH(c)=4、閾値データTH(r1)=4がそれぞれ第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。差分データED(l2)〜ED(r1)は、それぞれの閾値データTH(l2)〜TH(r1)以下であるので判定データEE(l2)〜EE(r1)は「1」となる。 When the image data DS = 4Z or 4Z + 8, the threshold data TH (l2) = 4, the threshold data TH (l1) = 4, the threshold data TH (c) = 4, and the threshold data TH (r1) = 4 are the first. The information is input to the ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4. Since the difference data ED (l2) to ED (r1) is equal to or less than the respective threshold data TH (l2) to TH (r1), the determination data EE (l2) to EE (r1) is “1”.
判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図38に示した例では判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(9)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+ac×ED(c)+ar1×ED(r1) =(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×8)
=2
・・・(9)
When the determination data EE (k) is “1”, the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c × ED (c) + a r1 × ED (r1) = (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 8)
= 2
... (9)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理が行われ、式(9)と同様の演算が行われる。
In the
グラフ222eは、グラフ222dの画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)の階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、グラフ222dに示した画像データDSと、グラフ222eに示した加重平均値EMを加算して、グラフ222fに示す画像データDOを出力する。以上のように、画像表示装置110は、階調変換によって階調のジャンプが大きくなっても階調変化が緩やかな領域の実効的な階調数を増やすことができる。
A
次に、画像表示装置110に急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の画像表示装置110の動作を説明する。図39は、実施の形態2に係る画像表示装置に急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合の動作を説明するための図である。図37に示すグラフ223a〜223fの横軸は画素位置iを示し、縦軸は階調を示している。
Next, the operation of the
グラフ223aはアナログ画像信号SAの階調を示し、グラフ223bはnビットの画像データDIの階調を示し、グラフ223cは(n+α)ビットの画像データDJを示している。また、グラフ223dは(n+α)ビットの画像データDSおよび画像データDMの階調を示し、グラフ223eは加重平均値EMの階調を示し、グラフ223fは(n+α)ビットの画像データDOの階調を示している。
The
画像表示装置100へは、グラフ223aに示すようなアナログの画像信号SAが、入力端子1から受信部2に入力される。受信部2は、アナログ画像信号SAをグラフ223bに示すようなデジタルの画像データDI(nビット)(2値の階調(X’とX’+4))に変換して、原データビット拡張部5に出力する。
An analog image signal SA as shown in the
原データビット拡張部5では、グラフ223bの画像データDIの階調X’を階調4X’に変換し、階調X’+4を階調4(X’+4)に変換し、グラフ223cに示すような画像データDJを階調変換部28に出力する。ここでの階調変換部28は、種々の階調変換を行うことによって、階調4X’を階調4Yに変換し、階調4(X’+2)を階調4(Y+2)に変換するものとし、グラフ223dに示すような画像データDSを一次元4次εフィルタ部61に出力する。
The original data bit
図40は、急変な階調で変換ジャンプするアナログ画像信号が入力された場合に実施の形態2に係る画像表示装置で生成されるデータを示す図である。図40では、グラフ223dの画素位置icの画素を注目画素P(c)とした場合の、画像データDM(k)、画像データDM(k)に基づいて生成される差分データED(k)、判定データEE(k)、f{ED(k)}、加重平均値EM、閾値データTH(k)の対応関係を示している。
FIG. 40 is a diagram illustrating data generated by the image display apparatus according to the second embodiment when an analog image signal that undergoes a conversion jump with a sudden change in gradation is input. In FIG. 40, when the pixel at the pixel position ic in the
データ格納部7はDM(l2)=4Y、DM(l1)=4Y、DM(c)=4Y、DM(r1)=4Y+8を、それぞれ第1の差分算出部8−1〜第4の差分算出部8−4に出力する。
The
第1の差分算出部8−1は、ED(l2)=DM(l2)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第2の差分算出部8−2は、ED(l1)=DM(l1)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第3の差分算出部8−3は、ED(c)=DM(c)−DM(c)=4Y−4Y=0を出力し、第4の差分算出部8−4は、ED(r1)=DM(r1)−DM(c)=(4Y+8)−4Y=8を出力する。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「8」が入力される。 The first difference calculation unit 8-1 outputs ED (l2) = DM (l2) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the second difference calculation unit 8-2 outputs ED (l1). = DM (l1) -DM (c) = 4Y-4Y = 0, and the third difference calculation unit 8-3 outputs ED (c) = DM (c) -DM (c) = 4Y-4Y = 0 is output, and the fourth difference calculation unit 8-4 outputs ED (r1) = DM (r1) -DM (c) = (4Y + 8) -4Y = 8. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “8” is input to the fourth ε determination unit 9-4.
画像データDSが4Y付近の時に全ての閾値データTH(l2)〜TH(r1)を「4」として出力するようε算出部30を設定しておく。このとき、本実施の形態の画像表示装置110は、ε算出部30が階調ごとに閾値のテーブルに基づいて、画像データDSに応じた閾値を補間演算しておく。
The
画像データDS=4Yや4Y+8の場合、閾値データTH(l2)=4、閾値データTH(l1)=4、閾値データTH(c)=4、閾値データTH(r1)=4がそれぞれ第1のε判定部9−1〜第4のε判定部9−4に入力される。従って、第1のε判定部9−1〜第3のε判定部9−3には「0」が入力され、第4のε判定部9−4には「8」が入力される。差分データED(l2)〜ED(c)はそれぞれの閾値データTH(l2)〜TH(c)以下であるので判定データEE(l2)〜EE(c)は「1」となり、差分データED(r1)は閾値データTH(r1)より大きいので判定データEE(r1)は「0」となる。 When the image data DS = 4Y or 4Y + 8, the threshold data TH (l2) = 4, the threshold data TH (l1) = 4, the threshold data TH (c) = 4, and the threshold data TH (r1) = 4 are the first. The information is input to the ε determination unit 9-1 to the fourth ε determination unit 9-4. Accordingly, “0” is input to the first ε determination unit 9-1 to the third ε determination unit 9-3, and “8” is input to the fourth ε determination unit 9-4. Since the difference data ED (l2) to ED (c) is equal to or less than the respective threshold data TH (l2) to TH (c), the determination data EE (l2) to EE (c) is “1”, and the difference data ED ( Since r1) is larger than the threshold data TH (r1), the determination data EE (r1) is “0”.
判定付加重平均部10は、判定データEE(k)が「1」の場合、係数akに差分データED(k)を乗算して加算し、判定データEE(k)が「0」の場合は加算しない。係数ak(=al2、al1、ac、ar1)の全てを0.25とした場合、図40に示した例では判定付加重平均部10の出力(加重平均値EM)は、以下の式(10)で与えられる。
EM
=al2×ED(l2)+al1×ED(l1)+ac×ED(c)
=(0.25×0)+(0.25×0)+(0.25×0)
=0
・・・(10)
When the determination data EE (k) is “1”, the determination additional weight
EM
= A l2 × ED (l2) + a l1 × ED (l1) + a c × ED (c)
= (0.25 × 0) + (0.25 × 0) + (0.25 × 0)
= 0
... (10)
画像表示装置100では、原データビット拡張部5から供給される画像データDSに対し、各画素を順に注目画素として上記の処理が行われ、式(10)と同様の演算が行われる。
In the
グラフ223eは、グラフ223dの画像データDMに対応する加重平均値EM(各画素位置iの画素を注目画素としたときの加重平均値EM)の階調を示している。判定付加重平均部10は、加重平均値EMをデータ加算部11に出力する。データ加算部11は、グラフ223dに示した画像データDSと、グラフ223eに示した加重平均値EMを加算して、グラフ223fに示す画像データDOを出力する。
A
グラフ223fに示されるように、画像データDOは、入力信号(アナログ画像信号SA)または画像データDIと同様に急峻な変化を有している。εフィルタは、階調の変化が大きい場合であっても、急峻に大きく変化する領域の鮮鋭度を保存することができる。 As shown in the graph 223f, the image data DO has a steep change like the input signal (analog image signal SA) or the image data DI. The ε filter can preserve the sharpness of a region that changes drastically and greatly even when the change in gradation is large.
本実施の形態では、図37のグラフ222cのような画像データ信号が階調変換部28に入力されると、図37のグラフ222dのような画像データ信号SAが出力される。また、図39のグラフ223cのような画像データ信号が階調変換部28に入力されると、図39のグラフ223dのような画像データ信号SAが出力される。
In the present embodiment, when an image data signal as shown by a
図37のグラフ222dと図39のグラフ223dは、同じ階調差の階調ジャンプであるが、図37のグラフ222cでは階調変換前は緩やかな階調変化であり、図39のグラフ223cでは階調変換前は急峻な階調変化である。そのため、緩やかな階調変化(図37の場合)に対しては階調のジャンプを補間させたい。一方、急峻な階調変化(図39の場合)に対しては急峻な階調変化を保持したい。本実施の形態では、ε算出部30を、階調4X付近の入力階調に対して閾値8を出力するよう設定し、階調4X’付近の入力階調に対して閾値4を出力するよう設定すれば、期待する動作(緩やかな階調変化に対しては階調のジャンプを補間し急峻な階調変化に対しては階調変化を保持する動作)を行うことができる。
The graph 222d in FIG. 37 and the
これにより、本実施の形態ではビット拡張により増えた階調がガンマ変換などの階調変換によって変化しても、小振幅雑音として扱うことができ、輪郭などの画像の急峻な変化を保持しながら、実効的な階調数を増やすことができる。 As a result, in this embodiment, even if the gradation increased due to bit expansion changes due to gradation conversion such as gamma conversion, it can be treated as small amplitude noise, while maintaining a sharp change in the image such as the contour. The number of effective gradations can be increased.
図41は、以上に説明した本実施の形態に係る画像表示装置の処理手順を示すフローチャートである。まず、アナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを出力する(ステップST11)。
FIG. 41 is a flowchart showing a processing procedure of the image display apparatus according to the present embodiment described above. First, when the analog image signal SA is input to the
受信部2が出力する画像データDIは、多階調化処理部3の原データビット拡張部5に入力される。原データビット拡張部5では、画像データDIをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDJを出力する(ステップST12)。
The image data DI output from the receiving
原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、階調変換部28に入力される。階調変換部28は、画像データDJを階調変換して(n+α)ビットの画像データDSを出力する(ステップST13)。
The image data DJ output from the original data bit
ε算出部30には、n+αビットの画像データDSが入力される。ε算出部30は、補間演算(ε算出)を行って閾値を算出し、閾値データTH(1)〜TH(m)を出力する(ST14)。
The
一次元m次εフィルタ部60には(n+α)ビットの画像データDSと閾値データTH(1)〜TH(m)が入力される。一次元m次εフィルタ部60は、緩やかに変化する領域の階調数を増やして、画像データDOを出力する(ステップST15)。画像データDOは表示部4に入力される。表示部4は、画像データDOに基づいて画像を表示する(ステップST16)。
The one-dimensional m-th order ε
図42は、実施の形態2に係る画像表示装置の別の構成例(1)を示す図である。図42の各構成要素のうち図33に示した画像表示装置110と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 42 is a diagram illustrating another configuration example (1) of the image display device according to the second embodiment. 42, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
画像表示装置112では、階調変換部28が原データビット拡張部5の前段にある。アナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを階調変換部28に入力する。
In the
階調変換部28は、画像データDIを階調変換してnビットの画像データDJを原データビット拡張部5に入力する。原データビット拡張部5では、画像データDJをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDSを出力する。そして、原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、階調変換部28と一次元m次εフィルタ部60に入力される。
The
画像表示装置112では、ε算出部30において階調変換の特性に合わせて閾値を設定すれば、画像の鮮鋭度を落とさずに階調が緩やかに変化する領域の階調数を増やすことが可能となる。
In the
図43は、実施の形態2に係る画像表示装置の別の構成例(2)を示す図である。図43の各構成要素のうち図33に示した画像表示装置110と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 43 is a diagram illustrating another configuration example (2) of the image display device according to the second embodiment. 43, the same number is attached | subjected about the component which achieves the same function as the
画像表示装置113では、階調変換部28(図43では図示せず)が受信部2よりも前段にある。これにより、画像表示装置103では、あらかじめ階調変換が行われたデータが受信部2に入力される。階調変換が行われたアナログ画像信号SAが入力端子1に入力されると、受信部2は、アナログ画像信号SAを受信してnビットの画像データDIを原データビット拡張部5に入力する。
In the
原データビット拡張部5では、画像データDIをαビットだけビット拡張して(n+α)ビットの画像データDSを出力する。そして、原データビット拡張部5が出力する画像データDJは、ε算出部30と一次元m次εフィルタ部60に入力される。
The original data bit
画像表示装置113でも、図33に示した画像表示装置110や図42に示した画像表示装置112と同様に階調変換の特性に合わせて閾値を設定すれば画像の鮮鋭度を落とさずに階調が緩やかに変化する領域の階調数を増やすことができる。
Similarly to the
図44は、実施の形態2に係る画像表示装置の別の構成例(3)を示す図である。図44の各構成要素のうち図30に示した画像表示装置104、図33に示した画像表示装置110と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
FIG. 44 is a diagram illustrating another configuration example (3) of the image display device according to the second embodiment. 44, the same reference numerals are given to the constituent elements that achieve the same functions as those of the
画像表示装置114は、図25に示した画像表示装置112と比較して、原データビット拡張部5が設けられておらず、判定付加重平均部10及びデータ加算部11の代わりに、判定付加重平均部32及びデータ加算部33が設けられている。
Compared to the
判定付加重平均部32は、判定データEE及び差分データEDに基づいて、加重平均演算及びビット拡張を行ない、αビットだけビット拡張された加重平均値EMを出力する。画像表示装置114では、例えば、図4などの例と同様の判定付加重平均の演算を行なった際に現れる小数点以下の桁の数値をもデータを平均データEMとして生成することで、ビット拡張を行なうことができる。データ加算部33では、入力される画像データDM(c)を(n+α)ビットにビット拡張して加算する。
The determination additional weighted
このように、画像表示装置114では、ビット拡張をεフィルタの前で行なわず、εフィルタの演算中に行なう。以上のように構成することで、図42に示した画像表示装置112と同様の効果が得られる。
Thus, in the
なお、図33に示した画像表示装置110では、εフィルタが一次元のεフィルタである場合について説明したが、本実施の形態は一次元のεフィルタに限定されるものではない。図45および図46は、εフィルタが水平方向と垂直方向に処理する二次元εフィルタを備える画像表示装置の構成を示す図である。図45,46の各構成要素のうち、図31,32に示した画像表示装置105,106、図33に示した画像表示装置110と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
In the
図45に示す画像表示装置115は、εフィルタとして二次元m次εフィルタ部62を備えている。二次元m次εフィルタ部62は、一次元m次εフィルタ部6と同様に、階調変換部28、ε算出部30、表示部4に接続されている。
The
二次元m次εフィルタ部62は、水平画素(h)×垂直画素(v)の二次元領域に対して処理(εフィルタリング処理)を行うものである。即ち、二次元m次εフィルタ部62は、注目画素を中心として、二次元方向(縦方向、横方向)に配列された画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。
The two-dimensional m-th order ε
図45に示す二次元m次εフィルタ部62は、データ格納部34、第1の差分算出部8−1〜第mの差分算出部8−m、第1のε判定部9−1〜第mのε判定部9−m、判定付加重平均部10、及びデータ加算部11を備えており、画像データDSの垂直方向の階調変化に対して実効的な階調数を増やした画像データVDOを一次元h次水平εフィルタ部63bに出力する。
45 includes a
図46に示す画像表示装置116は、εフィルタとして一次元v次垂直εフィルタ部63aと一次元h次水平εフィルタ部63bを備えている。一次元v次垂直εフィルタ部63aは、階調変換部28、第1のε算出部30−1、一次元h次水平εフィルタ部63bに接続されている。また、一次元h次水平εフィルタ部63bは、階調変換部28、第2のε算出部30−2、表示部4に接続されている。
The image display device 116 shown in FIG. 46 includes a one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a and a one-dimensional h-th order horizontal ε filter unit 63b as ε filters. The one-dimensional vth-order vertical ε filter unit 63a is connected to the
画像表示装置116では、画像表示装置105と比較して、第1のε選択部29−1の代わりに第1のε算出部30−1が配設され、第2のε選択部29−2の代わりに第2のε算出部30−2が配設されている点が異なっている。
In the image display device 116, as compared with the
一次元v次垂直εフィルタ部63aは、Vデータ格納部(垂直方向データ格納部)15、第1のV差分算出部(垂直方向差分算出部)16−1〜第vのV差分算出部16−v、第1のVε判定部(垂直方向ε判定部)17−1〜第vのVε判定部17−v、V判定付加重平均部(垂直方向判定付加重平均部)18、及びVデータ加算部(垂直方向加算部)19を備えている。
The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63 a includes a V data storage unit (vertical direction data storage unit) 15, a first V difference calculation unit (vertical direction difference calculation unit) 16-1 to a vth V
また、一次元h次水平εフィルタ部63bは、原データ格納部20、第1の原データ差分算出部21−1〜第hの原データ差分算出部21−h、第1のHε判定部(水平方向ε判定部)22−1〜第hのHε判定部22−h、Hデータ格納部(水平方向データ格納部)23、第1のH差分算出部(水平方向差分算出部)24−1〜第hのH差分算出部24−h、H判定付加重平均部(水平方向判定付加重平均部)25、及びHデータ加算部(水平方向データ加算部)26を備えている。
The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b includes an original
一次元v次垂直εフィルタ部63aは、(n+α)ビットの原データに対して、画像の垂直方向についての処理を行なう。一次元v次垂直εフィルタ部63aは、注目画素に対して垂直方向に整列した画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。一次元v次垂直εフィルタ部63aは、画像データDSの水平方向の階調変化に基づいて画像データVDOの実効的な階調数を増やす役割を持つ。 The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a performs processing in the vertical direction of the image on the (n + α) -bit original data. The one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a is based on the pixel data aligned in the vertical direction with respect to the target pixel, and stores an abrupt change while smoothing by treating a small amplitude component as noise. It is used as a mold smoothing filter. The one-dimensional vth-order vertical ε filter unit 63a has a role of increasing the effective number of gradations of the image data VDO based on a change in gradation in the horizontal direction of the image data DS.
一次元h次水平εフィルタ部63bは、一次元v次垂直εフィルタ部63aから出力される(n+α)ビットのデータに対して、画像の水平方向についての処理を行なう。一次元h次水平εフィルタ部63bは、注目画素に対して水平方向に整列した画素のデータに基づいて、急峻な変化を保存しながら、小振幅成分を雑音として扱って平滑化を行うエッジ保存型平滑化フィルタとして用いられるものである。一次元h次水平εフィルタ部63bは、画像データDSの水平方向の階調変化に基づいて画像データVDOの実効的な階調数を増やす役割を持つ。 The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b performs processing in the horizontal direction of the image on the (n + α) -bit data output from the one-dimensional v-th order vertical ε filter unit 63a. The one-dimensional h-th order horizontal ε filter unit 63b is based on the pixel data aligned in the horizontal direction with respect to the target pixel, and stores an abrupt change while smoothing by treating a small amplitude component as noise. It is used as a mold smoothing filter. The one-dimensional h-order horizontal ε filter unit 63b has a role of increasing the effective number of gradations of the image data VDO based on a change in gradation in the horizontal direction of the image data DS.
以上のような二次元処理を行うεフィルと、入力の階調に応じて閾値εを変化させる閾値制御部(第1のε算出部30−1、第2のε算出部30−2)を備えるので、垂直方向に対しても、水平方向に対しても階調ごとに保持するエッジの大きさを設定できる。 The ε fill that performs the two-dimensional processing as described above, and the threshold control units (the first ε calculation unit 30-1 and the second ε calculation unit 30-2) that change the threshold value ε according to the input gradation. Therefore, the size of the edge to be held for each gradation can be set both in the vertical direction and in the horizontal direction.
尚、以上の実施の形態1及び2において、α=2としてnビットの画像データをn+2ビットに拡張する場合について詳しく説明したが、本発明は、α=2に限定されるものではない。同様に、εフィルタの次数mを4としてきたが、本発明は、m=4に限定されない。 In the first and second embodiments, the case where α = 2 and n-bit image data is expanded to n + 2 bits has been described in detail. However, the present invention is not limited to α = 2. Similarly, although the order m of the ε filter has been set to 4, the present invention is not limited to m = 4.
また、以上の実施の形態1及び2では、注目画素の画像データ同士の差分データED(c)、ED(c,c),VED(c)は必ず「0」であり、従って、該差分についてのε判定の結果(判定データEE(c),EE(c,c),VEE(c)、BED(c))は必ず「1」である。このため、注目画素の画像データの差分を求める差分算出部や、その出力(差分データED(c),ED(c,c),VED(c),BED(c))が閾値εよりも大きいか否かの判定を行なうε判定部(図5に示したの第3のε判定部9−3など)を省略し、判定付加重平均部10、V判定付加重平均部18、H判定付加重平均部25では、差分データED(c),ED(c,c),VED(c),HED(c)として、「0」を加算(又は無視)することとしてもよい。
In the first and second embodiments, the difference data ED (c), ED (c, c), and VED (c) between the image data of the target pixel are always “0”. Ε determination results (determination data EE (c), EE (c, c), VEE (c), BED (c)) are always “1”. For this reason, the difference calculation unit for obtaining the difference between the image data of the target pixel and the output (difference data ED (c), ED (c, c), VED (c), BED (c)) are larger than the threshold ε. The ε determination unit (such as the third ε determination unit 9-3 shown in FIG. 5) is omitted, and the determination additional weight
また、図32に示した差分算出部24−3も同じデータHDM(c)同士の差分を求めるものであり、該差分は必ず0となるので、第3のH差分算出部24−3を省略し、H判定付加重平均部25では、HDM(c)としてゼロを加算(或いは無視)することとしてもよい。
Also, the difference calculation unit 24-3 illustrated in FIG. 32 obtains a difference between the same data HDM (c), and the difference is always 0, so the third H difference calculation unit 24-3 is omitted. Then, the H determination additional weight
なお、本実施の形態では、ε算出部30と一次元m次εフィルタ部60、一次元4次εフィルタ部61、二次元m次εフィルタ部62、一次元v次垂直εフィルタ部63a、一次元h次水平εフィルタ部63bとを別々の構成にしたが、一次元m次εフィルタ部60、一次元4次εフィルタ部61、二次元m次εフィルタ部62、一次元v次垂直εフィルタ部63a、一次元h次水平εフィルタ部63bがε算出部30を備える構成としてもよい。
In the present embodiment, the
このように実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、εフィルタを用いてビット拡張により増えた階調を平滑化するので、輪郭などの階調が急峻に大きく変化する領域を有する画像の鮮鋭度を損なわずに、画像データの階調数を増やすことができる。したがって、画像レベルの抜けに起因する擬似輪郭を解消して擬似輪郭による画質劣化を低減させることが可能となる。 Thus, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the gradation increased by the bit expansion is smoothed using the ε filter. The number of gradations of the image data can be increased without impairing the sharpness of the image. Therefore, it is possible to eliminate the pseudo contour caused by the missing image level and reduce the image quality deterioration due to the pseudo contour.
また、閾値のテーブルから階調の閾値を補間演算し、画像データに応じた閾値データTHを出力するので、テーブル内に全ての階調に応じた閾値が設定されていない場合であっても、差分データEDが閾値データTHより大きいか否かの判定を容易に行なうことが可能となる。 Further, since the threshold value of the gradation is interpolated from the threshold value table and the threshold value data TH corresponding to the image data is output, even if the threshold values corresponding to all the gradation values are not set in the table, It is possible to easily determine whether or not the difference data ED is larger than the threshold data TH.
実施の形態3.
これまで、平滑化フィルタをεフィルタとして説明してきたが、平滑化フィルタはεフィルタに限定されるものではなく、平滑化フィルタは、急峻で大きな変化が存在する部分の先鋭度を保存しながら、小さな変化のみを平滑化するフィルタであるエッジ保存型平滑化フィルタであれば良く、例えば、εフィルタの他にトリムド平均値フィルタ(DW−MTMフィルタ)、バイラテラルフィルタなどを用いてもよい。
So far, the smoothing filter has been described as the ε filter, but the smoothing filter is not limited to the ε filter, and the smoothing filter preserves the sharpness of the portion where there is a steep and large change, Any edge-preserving smoothing filter that smoothes only small changes may be used. For example, a trimmed average value filter (DW-MTM filter) or a bilateral filter may be used in addition to the ε filter.
尚、トリムド平均値フィルタ(DW−MTMフィルタ)は、例えば非特許文献2(雛元孝夫監修、棟安実治、夫田口亮著、「非線形ディジタル信号処理」朝倉書店、1999年3月20日、p.72−74)に説明されている。 The trimmed average value filter (DW-MTM filter) is, for example, Non-Patent Document 2 (supervised by Takao Hinamoto, Mitsuji Muneyasu, Ryo Otaguchi, “Nonlinear Digital Signal Processing” Asakura Shoten, March 20, 1999. p.72-74).
トリムド平均値フィルタによる一次元処理は、式(5)や(6)で表される。x(i)は入力される画像データの階調であり、y(i)は出力する画像データの階調である。また、akは係数であり、kは注目画素からの相対的な画素位置であり、εは閾値である。 One-dimensional processing by the trimmed average value filter is expressed by equations (5) and (6). x (i) is the gradation of the input image data, and y (i) is the gradation of the output image data. Further, a k is a coefficient, k is a relative pixel position from the target pixel, and ε is a threshold value.
ここでxmedは、処理点を中心とするフィルタ窓幅mより小さい窓内データのメジアン値である。bkはx(i−k)−xmedが閾値ε以下なら1、閾値ε以下なら0を出力する Here, x med is a median value of in-window data smaller than the filter window width m centering on the processing point. b k is 1 if x ( ik ) -x med is less than or equal to the threshold ε, and 0 if it is less than or equal to the threshold ε.
bkはx(i−k)−x(i)が閾値ε以下なら1、閾値ε以下なら0を出力する。つまり、式(6)のトリムド平均値フィルタは着目画素と階調差の大きい周辺画素は除いて加重平均値を求めている。 b k is 1 if x (i−k) −x (i) is less than or equal to the threshold ε, and 0 if the threshold is less than or equal to ε. That is, the trimmed average value filter of Expression (6) obtains a weighted average value excluding peripheral pixels having a large gradation difference from the target pixel.
εフィルタは着目画素と階調差の大きい周辺画素は着目画素の階調値に置き換えて加重平均値を求めている。このように、トリムド平均値フィルタはεフィルタと同様に急峻で大きな変化が存在する部分の先鋭度を保存しながら、小さな変化のみを平滑化するフィルタである。よって、εフィルタの代わりにトリムド平均値フィルタを用いても同等の効果が得られる。 The ε filter obtains a weighted average value by replacing peripheral pixels having a large gradation difference with the target pixel by the gradation value of the target pixel. In this way, the trimmed average value filter is a filter that smooths only small changes while preserving the sharpness of a portion where there is a steep and large change, similar to the ε filter. Therefore, the same effect can be obtained even if a trimmed average value filter is used instead of the ε filter.
同様に、εフィルタの代わりに他のエッジ保存型平滑化フィルタを用いても同等の効果が得られる。 Similarly, the same effect can be obtained by using another edge-preserving smoothing filter instead of the ε filter.
本実施の形態では、画像表示装置100が、画像データのビット数を拡張し画像データの階調を拡張するデータビット拡張部と、画像データの階調に応じて前記画像データ内で保存しておくエッジの大きさを決定し、決定されたエッジの大きさに基づいて画像データの所定の階調を平滑化処理する平滑化フィルタ部(閾値制御部を含むエッジ保存型平滑化フィルタ)とを有しているので、入力される階調に応じてフィルタが保存できるエッジの大きさを変化させることができる。さらに、画像データが階調変換される場合には、階調変換に合わせて閾値を変化させることがでる。従って、急峻なエッジは保持したまま、雑音となる低振幅のものは除去することができ、デジタル画像の擬似的な輪郭の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, the
尚、上記実施の形態では、画像データのビット数を拡張し画像データの階調を拡張したデータに対して、画像データの階調に応じたエッジ保存型平滑化フィルタを適用したものを中心に説明してきたが、これは特に限定されるものではなく、特に階調を拡張したデータでなくとも、例えば、階調変換したデータ等、階調を拡張したデータでないデータに対して、画像データの階調に応じたエッジ保存型平滑化フィルタを適用するようにしてもよい。 In the above embodiment, focusing on the data in which the number of bits of the image data is expanded and the gradation of the image data is expanded, an edge preserving smoothing filter corresponding to the gradation of the image data is applied. Although described above, this is not particularly limited. For example, even if the data does not have an extended gradation, for example, the data of the image data can be compared with the data that has not been extended in the gradation, such as the gradation converted data. You may make it apply the edge preservation | save type | mold smoothing filter according to a gradation.
以上のように、本発明に係る画像処理装置、画像表示装置、及び画像処理方法は、デジタル画像の多階調化に適している。 As described above, the image processing apparatus, the image display apparatus, and the image processing method according to the present invention are suitable for multi-gradation of a digital image.
1 入力端子
2 受信部
3 多階調化処理部
4 表示部
5 原データビット拡張部
7,34 データ格納部
8 差分算出部
9 ε判定部
10,32 判定付加重平均部
11,33 データ加算部
15 Vデータ格納部
16 V差分算出部
17 Vε判定部
18 V判定付加重平均部
19 Vデータ加算部
20 原データ格納部
21 原データ差分算出部
22 Hε判定部
23 Hデータ格納部
24 H差分算出部
25 H判定付加重平均部
26 Hデータ加算部
27 ビット拡張付き一次元m次εフィルタ部
28 階調変換部
29 ε選択部
30 ε算出部
60 一次元m次εフィルタ部
61 一次元4次εフィルタ部
62 二次元m次εフィルタ部
63a 一次元v次垂直εフィルタ部
63b 一次元h次水平εフィルタ部
100〜106,110〜116 画像表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記画像データのビット数を拡張し前記画像データの階調を拡張するデータビット拡張部と、前記画像データの階調に応じて閾値を求める閾値制御部と、前記閾値に応じて前記画像データ内で所定エッジを保存しながら前記画像データの所定の階調を平滑化処理する平滑化フィルタ部と、前記平滑化フィルタ部で処理された画像データを出力する出力部とを備えた画像処理装置。 In an image processing apparatus that interpolates the gradation of the image data by increasing the gradation of the image data,
A data bit expansion unit that expands the number of bits of the image data and expands the gradation of the image data; a threshold control unit that obtains a threshold value according to the gradation of the image data; An image processing apparatus comprising: a smoothing filter unit that smoothes a predetermined gradation of the image data while storing a predetermined edge; and an output unit that outputs image data processed by the smoothing filter unit.
前記データビット拡張部は、前記平滑化フィルタ部で所定の階調が平滑化処理された画像データのビット数を拡張することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The smoothing filter unit includes the data bit extension unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the data bit extension unit extends the number of bits of image data that has been smoothed at a predetermined gradation by the smoothing filter unit.
前記画像データを入力する入力部と、前記画像データの階調に応じて閾値を求める閾値制御部と、前記閾値に応じて前記画像データ内で所定エッジを保存しながら前記画像データの所定の階調を平滑化処理する平滑化フィルタ部と、前記平滑化フィルタ部で処理された画像データを出力する出力部とを備えた画像処理装置。 In an image processing apparatus that interpolates the gradation of image data,
An input unit that inputs the image data; a threshold control unit that obtains a threshold value according to a gradation of the image data; and a predetermined level of the image data while storing a predetermined edge in the image data according to the threshold value An image processing apparatus comprising: a smoothing filter unit that smoothes a tone; and an output unit that outputs image data processed by the smoothing filter unit.
前記平滑化フィルタは、階調変換された画像データの所定の階調を平滑化処理することを特徴とする請求項1又は請求項4に記載の画像処理装置。 A gradation converting unit for converting the gradation of the image data;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the smoothing filter performs a smoothing process on a predetermined gradation of the image data subjected to gradation conversion.
画像信号を受信して画像データを生成する受信部と、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置で処理されたデータを表示する表示部とを備えた画像表示装置。 In an image display device that interpolates the gradation of image data and displays an image using an image obtained by interpolating the gradation,
A receiving unit that receives an image signal and generates image data, an image processing device according to claim 1, and a display unit that displays data processed by the image processing device. Image display device.
前記画像データのビット数を拡張し前記画像データの階調を拡張するステップと、前記画像データの階調に応じて閾値を求めるステップと、前記閾値に応じて前記画像データ内で所定エッジを保存しながら前記画像データの所定の階調を平滑化処理するステップと、前記平滑化処理された画像データを出力するステップとを含む画像処理方法。 In the image processing method for interpolating the gradation of the image data by multi-grading the image data,
Expanding the number of bits of the image data to expand the gradation of the image data; obtaining a threshold value according to the gradation of the image data; and storing a predetermined edge in the image data according to the threshold value An image processing method comprising: smoothing a predetermined gradation of the image data while outputting the smoothed image data.
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