JP2010068368A - 画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】階調変換後の画像として、高画質の画像を得る。
【解決手段】コンバータ４４は、SD画像を、SD画像よりも画素数が多いHD画像と画素数が同一の擬似HD画像にアップコンバートし、階調変換部８３に供給する。階調変換部８３は、誤差拡散法により、擬似HD画像の階調変換を行う。すなわち、階調変換部８３は、擬似HD画像に、ΔΣ変調を施すことにより、擬似HD画像の階調を変換する。本発明は、画像の階調を変換する場合に適用することができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラムに関し、特に、例えば、階調変換後の画像として、高画質の画像を得ることができるようにする画像処理装置、画像処理方法、及び、プログラムに関する。

例えば、Nビットの画素値の画像（以下、Nビットの画像ともいう）を、Nビットよりも小さいMビットの画素値の画像を表示する表示装置で表示するには、Nビットの画像を、Mビットの画像に変換すること、つまり、画像の階調を変換する階調変換を行う必要がある。

Nビットの画像を、Mビットの画像に階調変換する方法（階調変換方法）としては、例えば、Nビットの画素値の、下位N-Mビットを切り捨てて、Mビットの画素値とする方法がある。

しかしながら、Nビットの画素値の、下位N-Mビットを切り捨てて、Mビットの画素値とする階調変換では、そのビットの切り捨てによって、階調の変化が帯のように見えるバンディング(banding)が生じる。

すなわち、例えば、８ビットの画像の、下位４ビットを切り捨て、４ビットの画像に量子化する階調変換では、２５６（＝２⁸）階調を表現可能な画像が、１６（＝２⁴）階調しか表現できない画像に変換されるため、表現可能な階調が少なくなることにより、バンディングが生じる。

このようなバンディングが生じるのを防止し、階調変換後の画像において、階調変換前の画像の階調を擬似的に表現する階調変換方法、すなわち、例えば、上述したように、２５６階調の画像を階調変換して得られる１６階調の画像において、人が画像を見たときに、視覚的に、１６階調で、２５６階調を表現する方法として、ランダムディザ法や、組織的ディザ法、誤差拡散法がある。

ランダムディザ法では、画像を構成する８ビットの画素値に、ランダムノイズが加算され、その後、画素値が、４ビットに量子化される。

組織的ディザ法では、画像を構成する８ビットの画素値に、ディザマトリクスの値が加算され、その後、画素値が、４ビットに量子化される。

誤差拡散法では、量子化誤差をフィルタリングする２次元フィルタを用いて構成される、２次元のΔΣ変調器による２次元のΔΣ変調によって、８ビットの画素値の画像が、量子化誤差が空間周波数の高域に拡散された（ノイズシェーピングされた）４ビットの画素値の画像に量子化される（例えば、特許文献１を参照）。

特許第3959698号

ランダムディザ法や、組織的ディザ法、誤差拡散法等の階調変換方法では、いずれにしても、画像を構成する画素値にノイズを加算することで、階調変換前の画像の階調を擬似的に表現した階調変換後の画像が得られる。

また、階調変換後の画像の見た目の階調に影響するノイズの最高の周波数（以下、影響最高周波数ともいう）は、階調変換の対象の画像の画素のサンプリング周波数によって決まる。

一方、例えば、SD(Standard Definition)画像の画素のサンプリング周波数は、例えば、HD(High Definition)画像等の画素数が多い画像に比較して低い。

したがって、階調変換の対象の画像が、SD画像である場合に、階調変換後の画像の、見た目の階調を向上させるために、ある程度大きいレベルのノイズを、SD画像に加算すると、階調変換後の画像は、視覚で確認することができるノイズが目立つ画像となる。

また、階調変換後の画像に、ノイズが目立つことを防止するために、階調変換において加算するノイズのレベルを小にすると、見た目の階調を十分に向上させることが困難となる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、階調変換後の画像として、高画質の画像を得ることができるようにするものである。

本発明の一側面の画像処理装置、又は、プログラムは、第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートするコンバート手段と、前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調を変換する階調変換手段とを備える画像処理装置、又は、画像処理装置として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

本発明の一側面の画像処理方法は、画像処理装置が、第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートし、前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調を変換するステップを含む画像処理方法である。

以上のような一側面においては、第１の画像が、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートされる。そして、前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調が変換される。

本発明の他の一側面の画像処理装置は、第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートするコンバート手段と、前記第２の画像の階調を、誤差拡散法、又は、組織的ディザ法によって変換する階調変換手段とを備える画像処理装置である。

以上のような他の一側面においては、第１の画像が、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートされる。そして、前記第２の画像の階調が、誤差拡散法、又は、組織的ディザ法によって変換される。

なお、画像処理装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。

また、プログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。

本発明の一側面及び他の一側面によれば、階調変換後の画像として、高画質の画像を得ることができる。

図１は、本発明を適用した画像処理システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１において、画像処理システムは、ディスク１１、再生装置１２、及び、表示装置１３から構成される。

ディスク１１は、例えば、DVD(Digital Versatile Disc)や、BD(Blu-ray Disc)等であり、再生装置１２に対して着脱可能になっている。ディスク１１には、画像を、例えば、MPEG(Moving Picture Experts Group)方式等でエンコードしたエンコードデータが記録されている。

再生装置１２は、ディスク１１にエンコードデータとして記録された画像の再生が可能なプレーヤ、又はレコーダであり、ディスク１１から画像を再生して、表示装置１３に供給する。

すなわち、再生装置１２は、読み出し部２１、デコーダ２２、及び、画像処理部２３から構成される。

読み出し部２１は、再生装置１２に装着されたディスク１１を駆動し、そのディスク１１に記録されたエンコードデータを読み出して、デコーダ２２に供給する。

デコーダ２２は、読み出し部２１からのエンコードデータをデコードし、その結果得られる画像（データ）を、画像処理部２３に供給する。

画像処理部２３は、デコーダ２２からの画像に対して、画質を改善する処理と、階調変換とを含む画像処理を施し、表示装置１３に供給する。

表示装置１３は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や、有機EL(Electro Luminescence)パネル等で構成され、画像処理部２３から供給される画像を表示する。

図２は、画像処理部２３の構成例を示している。

図２において、画像処理部２３は、HD画像処理部３０、HD出力部３４、SD画像処理部４０、及び、SD出力部４５から構成される。

HD画像処理部３０は、エンハンス部３１、NR部(Noise Reduction)３２、及び、階調変換部３３等から構成され、HD画像を対象としたHD画像処理を行う。

すなわち、ディスク１１（図１）が、例えば、SD画像よりも画素数が多いHD画像をエンコードしたエンコードデータが記録されたBDであり、デコーダ２２から画像処理部２３に対して、HD画像が供給される場合には、そのHD画像は、HD画像処理部３０に供給される。

HD画像処理部３０では、エンハンス部３１が、デコーダ２２（図１）からのHD画像に、高域の周波数成分を強調するエンハンス処理を施し、NR部３２に供給する。

NR部３２は、エンハンス部３１からのHD画像に、ノイズを除去するノイズリダクション(NR)処理を施し、階調変換部３３に供給する。

階調変換部３３は、NR部３２からのHD画像の階調変換を、例えば、SBM(Super Bit Mapping)によって行い、階調変換後のHD画像を、HD出力部３４に供給する。

SBMは、誤差拡散法の一種で、少なくとも、ΔΣ変調により、画像の階調変換を行う。

ここで、誤差拡散法では、ΔΣ変調によるノイズシェービングの振幅特性を決めるフィルタとして、Jarvis,Judice&Ninkeのフィルタ（以下、Jarvisフィルタともいう）や、Floyd&Steinbergのフィルタ（以下、Floydフィルタともいう）が知られている。

SBMでは、階調変換後の画像の、見た目の階調をより向上させるために、画像を構成する画素値に、JarvisフィルタやFloydフィルタを用いる場合よりも、高域の周波数成分が大きいノイズが加算される。

なお、SBMの詳細については、後述する。

ここで、以上のように、HD画像処理部３０では、エンハンス処理や、ノイズリダクション処理等の、画像の画質を改善する処理が行われた後、画像の階調変換が行われるが、これは、以下の理由による。

すなわち、エンハンス部３１は、エンハンス処理の影響が適切に反映された画像を出力するために、エンハンス処理の対象となった画像（HD画像）の画素値よりも多ビットの画素値の画像を、エンハンス処理の結果として出力する。

具体的には、エンハンス部３１において、エンハンス処理の対象となった画像（ここでは、デコーダ２２（図１）から供給されるHD画像）の画素値が、例えば、８ビットであるとすると、エンハンス部３１は、エンハンス処理の結果として、画素値が、例えば、１２ビットの画像を出力する。

また、NR部３２も、ノイズリダクション処理の影響が適切に反映された画像を出力するために、エンハンス部３１が出力する、画素値が元の８ビットよりも多ビットの１２ビットになっている画像を対象として、ノイズリダクション処理を行い、画素値が多ビットである１２ビットのままの画像を、ノイズリダクション処理の結果として出力する。

一方、表示装置１３（図１）が表示することができる画像の画素値のビット数は、一般に、ディスク１１にエンコードデータとして記録された画像の画素値のビット数に一致し、例えば、８ビットである。

したがって、デコーダ２２（図１）から供給される８ビットの画像（画素値が８ビットの画像）、すなわち、ディスク１１にエンコードデータとして記録された８ビットの画像が、エンハンス部３１やNR部３２で処理されることによって、多ビットの１２ビットの画像とされると、そのままでは、表示装置１３で表示することができない。

そのため、階調変換部３３において、１２ビット等の多ビットの画像が、表示装置１３で表示可能な８ビット等の画像に、階調変換される。

HD出力部３４は、例えば、HD画像を、再生装置１２（図１）の外部に出力するための出力端子であり、階調変換部３３から供給されるHD画像、及び、後述するコンバータ４４から供給される、画素数がHD画像と同一の擬似HD画像を、外部に出力する。

ここで、表示装置１３（図１）が、HD画像の表示が可能な高解像度のモニタ（以下、HDモニタともいう）である場合には、表示装置１３の、画像の入力端子（図示せず）は、HD出力部３４と接続される。そして、HDモニタである表示装置１３では、HD出力端子３４から出力されるHD画像や擬似HD画像が表示される。

SD画像処理部４０は、エンハンス部４１、NR部４２、階調変換部４３、及び、コンバータ４４等から構成され、SD画像を対象としたSD画像処理を行う。

すなわち、ディスク１１（図１）が、例えば、HD画像よりも画素数が少ないSD画像をエンコードしたエンコードデータが記録されたDVDであり、デコーダ２２から画像処理部２３に対して、SD画像が供給される場合には、そのSD画像は、SD画像処理部４０に供給される。

SD画像処理部４０では、エンハンス部４１が、デコーダ２２（図１）からのSD画像に、高域の周波数成分を強調するエンハンス処理を施し、NR部４２に供給する。

NR部４２は、エンハンス部４１からのSD画像に、ノイズを除去するノイズリダクション処理を施し、階調変換部４３に供給する。

階調変換部４３は、NR部４２からのSD画像の階調変換をSBMによって行い、階調変換後のSD画像を、SD出力部４５に供給する。

なお、SD画像処理部４０でも、HD画像処理部３０と同様に、エンハンス処理や、ノイズリダクション処理等の、画像の画質を改善する処理が行われた後、画像の階調変換が行われるが、これは、HD画像処理部３０の場合と同様の理由による。

SD出力部４５は、例えば、SD画像を、再生装置１２（図１）の外部に出力するための出力端子であり、階調変換部４３から供給されるSD画像を、外部に出力する。

ここで、表示装置１３（図１）が、SD画像を表示する標準解像度のモニタ（以下、SDモニタともいう）である場合には、表示装置１３の、画像の入力端子は、SD出力部４５と接続される。そして、SDモニタである表示装置１３では、SD出力端子３４から出力されるSD画像が表示される。

なお、再生装置１２（図１）では、例えば、ディスク１１がDVDであり、デコーダ２２から画像処理部２３に対して、SD画像が供給される場合であっても、HD出力部３４に、HDモニタである表示装置１３が接続されているときには、表示装置１３において、SD画像を、HD画像と同一の画素数の画像（以下、擬似HD画像ともいう）で表示することができるように、SD画像処理部４０に、コンバータ４４が設けられている。

すなわち、SD画像処理部４０では、階調変換部４３は、階調変換後のSD画像を、SD出力部４５の他、コンバータ４４にも供給する。

コンバータ４４は、階調変換部４３からの、階調変換後のSD画像を、そのSD画像よりも画素数が多い擬似HD画像にアップコンバートし、HD出力部３４に供給する。

HD出力部３４に、HDモニタである表示装置１３が接続されているときには、コンバータ４４がHD出力部３４に供給した擬似HD画像は、HD出力部３４に接続されている表示装置１３に供給されて表示される。

なお、図２において、例えば、エンハンス部３１と４１とは、いずれも、画像の高域の周波数成分を強調するエンハンス処理を行う点で共通する。

しかしながら、エンハンス部３１が、SD画像よりも画素数が多いHD画像、すなわち、空間周波数の最高の周波数がSD画像よりも高いHD画像を対象として、エンハンス処理を行うのに対して、エンハンス部４１が、HD画像よりも画素数が少ないSD画像、すなわち、空間周波数の最高の周波数がHD画像よりも低いSD画像を対象として、エンハンス処理を行う点で、エンハンス部３１と４１とは、異なる。

そのため、エンハンス部３１と４１とでは、エンハンス処理に用いられるパラメータ（例えば、画像の高域の周波数成分を、どの程度強調するかを表すパラメータ等）が異なる。

NR部３２と４２、及び、階調変換部３３と４３についても、同様である。

次に、図３ないし図９を参照して、階調変換部３３及び４３において行われる、SBMによる階調変換について、階調変換部３３を例にして説明する。

図３は、図２の階調変換部３３の構成例を示している。

図３において、階調変換部３３は、ディザ加算部５１、及び、ΔΣ変調部５２から構成され、NR部３２（図２）からの画像（HD画像）を対象として、SBMによる階調変換を行い、階調変換後の画像を出力する。

すなわち、ディザ加算部５１には、NR部３２（図１）からの画像が、階調変換の対象の画像（以下、対象画像ともいう）として供給される。

ディザ加算部５１は、NR部３２からの対象画像を構成する画素値IN(x,y)に、ランダムノイズを加算することにより、対象画像にディザを施し、ΔΣ変調部５２に供給する。

ここで、画素値IN(x,y)は、対象画像の、例えば、フレームの左上の座標を原点とし、かつ、横方向（左から右方向）をx軸とするとともに、縦方向（上から下方向）をy軸とする２次元座標系の位置(x,y)の画素値を表す。なお、位置(x,y)の画素を、以下、画素(x,y)とも表す。

ΔΣ変調部５２は、ディザ加算部５１からの、ディザが施された対象画像に、例えば、１次元のΔΣ変調を施し、その結果得られる画素値OUT(x,y)からなる画像を、階調変換後の画像として出力する。

なお、対象画像の画素（の画素値）は、例えば、ラスタスキャン順に、階調変換の対象とされる。

図４は、階調変換部３３の階調変換によって得られた画像と、その画像（階調変換後の画像）のある水平ライン上の画素値とを示している。

すなわち、図４Ａは、例えば、８ビットの画像を対象画像として、階調変換部３３で階調変換を行った結果得られた４ビットの画像（階調変換後の画像）を示しており、図４Ｂは、その階調変換後の４ビットの画像のある水平ライン上の画素値とを示している。

８ビットによれば、２５６階調を表現することができるのに対して、４ビットでは、１６階調しか表現することができないが、階調変換部３３による階調変換後の４ビットの画像では、画素値が、ある量子化値Qとなる画素と、その量子化値Qより１だけ大の量子化値Q+1（又は、１だけ小の量子化値Q-1）となる画素との粗密がある粗密領域、つまり、画素値が量子化値Qの画素の割合が多い領域や、画素値が量子化値Q+1の画素が多い領域（画素値が量子化値Q+1の画素の割合が少ない領域や、画素値が量子化値Qの画素が少ない領域）が生じており、その粗密領域の画素値が、人の視覚の積分効果によって、滑らかに変化しているように見える。

その結果、４ビットでは、１６階調しか表現できないのにもかかわらず、階調変換部３３による階調変換後の４ビットの画像では、階調変換前の８ビットの対象画像であるかのように、擬似的に、２５６階調を表現することができる。

次に、図５は、図３のディザ加算部５１の構成例を示している。

ディザ加算部５１は、ランダムノイズをHPF(High Pass Filter)でフィルタリングすることにより得られるノイズを、そこに供給される対象画像を構成する画素値に加算することにより、対象画像にディザを施す。

すなわち、図５において、ディザ加算部５１は、演算部６１、HPF６２、ランダムノイズ出力部６３、及び、係数設定部６４から構成される。

演算部６１には、NR部３２（図２）からの対象画像の画素値IN(x,y)が、ラスタスキャン順に供給される。また、演算部６１には、HPF６２の出力が供給される。

演算部６１は、対象画像の画素値IN(x,y)に、HPF６２の出力を加算し、その結果得られる加算値を、ディザが施された画素値F(x,y)として、ΔΣ変調部５２（図３）に供給する。

HPF６２は、例えば、２次元のHPFである。HPF６２は、係数設定部６４によって設定されるフィルタ係数に基づき、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズをフィルタリングし、そのフィルタリングの結果得られるノイズ（ランダムノイズの高域成分）を、演算部６１に供給する。

ランダムノイズ出力部６３は、例えば、ガウス分布等に従うランダムノイズを発生し、HPF６２に出力する。

係数設定部６４は、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３（図１）の解像度に基づいて、HPF６２のフィルタ係数を決定し、HPF６２に設定する。

すなわち、係数設定部６４は、人の視覚の空間周波数特性を記憶している。また、係数設定部６４は、表示装置１３（図１）から、又は、ユーザに入力してもらうこと等によって、表示装置１３の解像度を取得する。そして、係数設定部６４は、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度から、後述するようにして、HPF６２のフィルタ係数を決定し、HPF６２に設定する。

なお、係数設定部６４は、その他、ユーザの操作等に応じて、HPF６２のフィルタ係数を調整する。これにより、ユーザは、階調変換部３３での階調変換後の画像の画質を、好みの画質に調整することができる。

以上のように構成されるディザ加算部５１では、係数設定部６４が、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度から、HPF６２のフィルタ係数を決定し、HPF６２に設定する。

そして、HPF６２が、係数設定部６４によって設定されたフィルタ係数と、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズとの積和演算等を行うことによって、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズをフィルタリングし、そのフィルタリングの結果得られるノイズ（ランダムノイズの高域成分）を、演算部６１に供給する。

演算部６１は、NR部３２（図１）からの対象画像の、例えば、１２ビット等の多ビットの画素値IN(x,y)と、HPF６２からのノイズとを加算し、その結果得られる、例えば、対象画像と同一のビット数である１２ビットの加算値（又は、それ以上のビット数の加算値）を、ディザが施された画素値F(x,y)として、ΔΣ変調部５２（図３）に供給する。

次に、図６ないし図８を参照して、係数設定部６４で行われる、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度に基づく、HPF６２のフィルタ係数の決定の方法について説明する。

図６は、人の視覚の空間周波数特性を示している。

なお、図６において、横軸は、空間周波数を表し、縦軸は、人の視覚の感度を表す。

図６に示すように、人の視覚の感度は、例えば、空間周波数が９cycle/degree付近で最大になり、高域にいくほど低くなる。

ここで、図７は、空間周波数の単位であるcycle/degreeを説明する図である。

cycle/degreeは、視野角の単位角度の範囲に見える縞模様の数を表す。例えば、10cycle/degreeは、視野角１度の範囲に、白線と黒線のペアが１０ペア見えることを意味し、20cycle/degreeは、視野角１度の範囲に、白線と黒線のペアが２０ペア見えることを意味する。

階調変換部３３による階調変換後の画像は、最終的には、表示装置１３（図１）で表示されるため、表示装置１３に表示される画像の画質を向上させる観点からは、人の視覚の空間周波数特性については、表示装置１３で表示される画像の最高の空間周波数までを考慮すればよい。

そこで、係数設定部６４（図５）は、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の特性に基づき、HPF６２のフィルタ係数を決定する。

すなわち、表示装置１３で表示される画像の最高の空間周波数は、表示装置１３の解像度と、表示装置１３に表示された画像を視聴するときの、視聴者から表示装置１３までの距離（以下、視聴距離ともいう）とから、cycle/degreeを単位とする空間周波数で得ることができる。

なお、表示装置１３の垂直方向（縦）の長さをHインチと表すこととすると、視聴距離としては、例えば、2.5Hないし3.0H程度が採用される。

例えば、表示装置１３が、いわゆるフルHD(High Definition)のHD画像を表示する横×縦が1920×1080画素の40インチのサイズを有する場合、表示装置１３で表示される画像の最高の空間周波数は、30cycle/degreeとなる。

ここで、表示装置１３で表示される画像の最高の空間周波数は、表示装置１３の解像度によって決まるので、以下、適宜、解像度に対応する空間周波数ともいう。

図８は、係数設定部６４（図５）が、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の特性に基づき、HPF６２のフィルタ係数を決定する方法を説明する図である。

すなわち、図８Ａは、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の特性を示している。

ここで、図８Ａでは、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数が、例えば、30cycle/degreeであるとして、図６に示した人の視覚の空間周波数特性のうちの、30cycle/degree以下の特性を示している。

係数設定部６４は、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性に基づき、HPF６２の振幅特性の高域の特性が、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性の逆の特性になるように、HPF６２のフィルタ係数を決定する。

すなわち、図８Ｂは、そのようにしてフィルタ係数が決定されたHPF６２の振幅特性を示している。

図８Ｂの振幅特性は、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数である30cycle/degreeにおいて、利得が最大になり（例えば、0dBになり）、高域の特性が、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性の逆の特性（以下、適宜、逆特性ともいう）の、HPFの特性になっている。

さらに、図８Ｂの振幅特性は、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の帯域における高域で、FloydフィルタやJarvisフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加する特性になっている。

したがって、図８Ｂの振幅特性を有するHPF６２（図５）では、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズのうちの、人の視覚の感度が低い、より高域の周波数成分が、より多く通過し、人の視覚の感度が高い9cycle/degree付近、さらには、9cycle/degree未満に対応する周波数成分がカットされる。

その結果、演算部６１（図５）では、対象画像の画素値IN(x,y)に対して、ランダムノイズのうちの、人の視覚の感度が高い周波数成分は（ほとんど）加算されず、人の視覚の感度が低い高域の周波数成分が多く加算されることになり、階調変換部３３による階調変換後の画像に、ノイズが視認されることを防止して、見た目の画質を向上させることができる。

なお、HPF６２の高域の振幅特性は、人の視覚の逆特性に、完全に一致している必要はない。すなわち、HPF６２の高域の振幅特性は、人の視覚の逆特性に類似していればよい。

また、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズをフィルタリングするフィルタ（以下、ノイズフィルタともいう）としては、HPF６２に代えて、全体の振幅特性が、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性の逆の特性になっているフィルタを採用することができる。

すなわち、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性によれば、人の視覚の感度が低い周波数成分としては、高域の周波数成分の他に、低域の周波数成分があり、ノイズフィルタとしては、ランダムノイズ出力部６３が出力するランダムノイズのうちの、高域と低域の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタを採用することができる。

但し、ノイズフィルタとして、バンドバスフィルタを採用する場合には、ノイズフィルタのタップ数が多くなり、装置が大規模化、高コスト化する。

また、ノイズフィルタについて行ったシミュレーションによれば、ノイズフィルタとして、上述のバンドパスフィルタを採用しても、HPF６２を採用した場合に比較して、階調変換後の画像の画質に大きな改善はみられなかった。

さらに、ノイズフィルタとして、上述のバンドパスフィルタを採用すると、対象画像の画素値IN(x,y)に対して、ランダムノイズのうちの、高域の周波数成分の他に、低域の周波数成分が加算される結果、場合によっては、図４で説明した粗密領域において、画素値が量子化値Qとなる画素、又は、画素値が量子化値Q+1となる画素が多く連続する部分が生じ、その結果、階調変換後の画像に、不自然な線が見えることがあった。

したがって、装置の規模、及びコストの観点からも、階調変換後の画像の画質の観点からも、ノイズフィルタとしては、図８Ｂに示した、高域の振幅特性が、人の視覚の逆特性になっているHPF６２を採用することが望ましい。

次に、図９は、図３のΔΣ変調部５２の構成例を示している。

ΔΣ変調部５２は、ディザ加算部５１でディザが施された対象画像に、ΔΣ変調を施す。

すなわち、図９において、ΔΣ変調部５２は、演算部７１、量子化部７２、演算部７３、フィルタ７４、及び、係数設定部７５から構成される。

演算部７１には、ディザ加算部５１（図３）から、ディザが施された画像の画素値F(x,y)が、ラスタスキャン順に供給される。また、演算部７１には、フィルタ７４の出力が供給される。

演算部７１は、ディザ加算部５１からの画素値F(x,y)と、フィルタ７４の出力とを加算し、その結果得られる加算値を、量子化部７２、及び、演算部７３に供給する。

量子化部７２は、演算部７１からの加算値を、表示装置１３（図１）が表示する画像のビット数である、例えば、８ビットに量子化し、その結果得られる８ビットの量子化値（量子化誤差-Q(x,y)を含む量子化値）を、階調変換後の画像の画素(x,y)の画素値OUT(x,y)として、演算部７３、及び、HD出力部３４（図２）に出力する。

ここで、ΔΣ変調部５２は、表示装置１３が表示する画像のビット数を、表示装置１３から、又は、ユーザに入力してもらうこと等によって取得し、そのビット数の量子化値への量子化を行うように、量子化部７２を制御する。

演算部７３は、演算部７１からの加算値から、量子化部７２からの画素値OUT(x,y)を減算することで、すなわち、量子化部７２への入力から、量子化部７２からの出力を減算することで、量子化部７２での量子化により生じる量子化誤差-Q(x,y)を求め、フィルタ７４に供給する。

フィルタ７４は、信号をフィルタリングする、例えば、１次元のFIR(Finite Impulse Response)フィルタであり、演算部７３からの量子化誤差-Q(x,y)をフィルタリングし、そのフィルタリングの結果を、演算部７１に出力する。

ここで、演算部７１では、以上のようにして、フィルタ７４が出力する、量子化誤差-Q(x,y)のフィルタリングの結果と、画素値IN(x,y)とが加算される。

係数設定部７５は、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３（図１）の解像度に基づいて、フィルタ７４のフィルタ係数を決定し、フィルタ７４に設定する。

すなわち、係数設定部７５は、人の視覚の空間周波数特性を記憶している。また、係数設定部７５は、表示装置１３（図１）から、又は、ユーザに入力してもらうこと等によって、表示装置１３の解像度を取得する。そして、係数設定部７５は、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度から、後述するように、フィルタ７４のフィルタ係数を決定し、フィルタ７４に設定する。

なお、係数設定部７５は、その他、ユーザの操作等に応じて、フィルタ７４のフィルタ係数を調整する。これにより、ユーザは、階調変換部３３での階調変換後の画像の画質を、好みの画質に調整することができる。

以上のように構成されるΔΣ変調部５２では、係数設定部７５が、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度から、フィルタ７４のフィルタ係数を決定し、フィルタ７４に設定する。

そして、フィルタ７４が、係数設定部７５によって設定されたフィルタ係数と、演算部７３が出力する量子化誤差-Q(x,y)との積和演算等を行うことによって、演算部７３が出力する量子化誤差-Q(x,y)をフィルタリングし、量子化誤差-Q(x,y)の高域成分を、演算部７１に供給する。

演算部７１では、ディザ加算部５１からの画素値F(x,y)と、フィルタ７４の出力とが加算され、その結果得られる加算値が、量子化部７２、及び、演算部７３に供給される。

量子化部７２は、演算部７１からの加算値を、表示装置１３（図１）が表示する画像のビット数である、例えば、８ビットに量子化し、その結果得られる８ビットの量子化値を、階調変換後の画像の画素値OUT(x,y)として、演算部７３、及び、HD出力部３４（図２）に供給する。

演算部７３は、演算部７１からの加算値から、量子化部７２からの画素値OUT(x,y)を減算し、量子化部７２からの画素値OUT(x,y)に含まれる量子化誤差-Q(x,y)を求め、フィルタ７４に供給する。

フィルタ７４は、演算部７３からの量子化誤差-Q(x,y)をフィルタリングし、そのフィルタリングの結果を、演算部７１に出力する。演算部７１では、上述したようにして、フィルタ７４が出力する、量子化誤差-Q(x,y)のフィルタリングの結果と、画素値IN(x,y)とが加算される。

以上のように、ΔΣ変調部５２では、量子化誤差-Q(x,y)が、１次元フィルタであるフィルタ７４を介して、入力側（演算部７１）にフィードバックされており、これにより、１次元のΔΣ変調が行われる。したがって、ΔΣ変調部５２では、ディザ加算部５１からの画素値F(x,y)に対して、１次元のΔΣ変調が施され、その１次元のΔΣ変調の結果として、画素値OUT(x,y)が出力される。

なお、図９のΔΣ変調部５２において、量子化誤差-Q(x,y)は、画素値F(x,y)に対する量子化誤差であるが、画素値F(x,y)をΔΣ変調して得られる画素値OUT(x,y)を求めるにあたっては、画素値F(x,y)に対する量子化誤差-Q(x,y)は使用されず、ラスタスキャン順で、画素値F(x,y)よりも前の画素値（先に処理された画素値）に対する量子化誤差が使用される。

すなわち、フィルタ７４が、例えば、５タップの１次元フィルタである場合、演算部７１では、画素値F(x,y)の直前に処理された５画素の画素値F(x-1,y)，F(x-2,y)，F(x-3,y)，F(x-4,y)，F(x-5,y)それぞれに対する量子化誤差を用いた、フィルタ７４のフィルタリングの結果が、画素値F(x,y)に加算される。

ここで、ΔΣ変調部５２では、フィルタ７４として、FloydフィルタやJarvisフィルタと同様に、２次元フィルタを採用し、２次元のΔΣ変調を行うことが可能である。

但し、フィルタ７４として、２次元フィルタを採用する場合には、フィルタリングの対象となる量子化誤差を、複数ライン分だけ記憶するラインメモリが必要となる。

一方、フィルタ７４として、１次元フィルタを採用する場合には、そのタップ数に等しい数のデータ（画素値）を記憶する記憶部が必要となるが、２次元フィルタを採用する場合に必要となる、複数ライン分のラインメモリは、設ける必要がない。

したがって、フィルタ７４として、１次元フィルタを採用する場合には、２次元フィルタを採用する場合に比較して、装置の小規模化、及び、低コスト化を図ることができる。

なお、図９の係数設定部７５では、人の視覚の空間周波数特性、及び、表示装置１３の解像度に基づき、フィルタ７４のフィルタ係数が、以下のように決定される。

すなわち、図９のΔΣ変調部５２において、演算部７１が出力する加算値を、U(x,y)と表すこととすると、ΔΣ変調部５２においては、次の式（１）、及び、式（２）が成り立つ。

-Q(x,y)=U(x,y)-OUT(x,y)
・・・（１）

U(x,y)=F(x,y)+K×(-Q(x,y))
・・・（２）

式（２）を、式（１）に代入して、U(x,y)を消去すると、式（３）が得られる。

OUT(x,y)=F(x,y)+(1-K)×Q(x,y)
・・・（３）

ここで、式（３）において、Kは、フィルタ７４の伝達関数を表す。

ΔΣ変調では、量子化誤差を、高域側に、いわば押しやるノイズシェーピングが行われる。式（３）においては、量子化誤差Q(x,y)が、(1-K)で変調されているが、この変調が、ノイズシェーピングである。

したがって、ΔΣ変調部５２のΔΣ変調で行われるノイズシェーピングの振幅特性は、フィルタ７４の特性、ひいては、フィルタ７４のフィルタ係数によって決まる。

ここで、図６で説明したように、人の視覚の感度は、空間周波数が９cycle/degree付近で最大になり、高域にいくほど低くなる。

一方、階調変換部３３による階調変換後の画像は、最終的には、表示装置１３（図１）で表示されるため、表示装置１３に表示される画像の画質を向上させる観点からは、人の視覚の空間周波数特性については、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数、つまり、表示装置１３で表示される画像の最高の空間周波数までを考慮すればよい。

そこで、係数設定部７５（図９）は、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の特性に基づき、フィルタ７４のフィルタ係数を決定する。

すなわち、係数設定部７５は、図８Ａに示した、人の視覚の空間周波数特性に基づき、フィルタ７４の特性によって決まるノイズシェーピングの振幅特性の高域（表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の帯域における高域）の特性が、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性の逆の特性（逆特性）になり、かつ、FloydフィルタやJarvisフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加するように、フィルタ７４のフィルタ係数を決定する。

したがって、係数設定部７５では、フィルタ７４の特性により決まるノイズシェーピングの振幅特性が、図８Ｂに示したように、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数である30cycle/degreeにおいて、利得が最大になり（例えば、0dBになり）、高域の特性が、図８Ａの人の視覚の逆特性の、HPFの特性になるように、フィルタ７４のフィルタ係数が決定される。

以上のように、フィルタ７４のフィルタ係数が決定されることによって、ΔΣ変調部５２で行われるノイズシェーピングによれば、階調変換後の画像の画素値OUT(x,y)に含まれる量子化誤差のうちの、人の視覚の感度が低い、より高域の周波数成分は大となり、人の視覚の感度が高い9cycle/degree付近、さらには、9cycle/degree未満に対応する周波数成分は小となる。

その結果、階調変換部３３による階調変換後の画像に、ノイズが視認されることを防止して、見た目の画質を向上させることができる。

なお、ノイズシェーピングの高域の振幅特性は、図８で説明したHPF６２（図５）の振幅特性と同様に、人の視覚の逆特性に、完全に一致している必要はない。すなわち、ノイズシェーピングの高域の振幅特性は、人の視覚の逆特性に類似していればよい。

また、ノイズシェーピングの高域の振幅特性は、図８で説明したHPF６２と同様に、全体が、図８Ａの人の視覚の空間周波数特性の逆の特性とすることができる。但し、図８で説明したHPF６２と同様に、装置の規模、及びコストの観点、並びに、階調変換後の画像の画質の観点からは、ノイズシェーピングの振幅特性としては、図８Ｂに示した、高域の振幅特性が、人の視覚の逆特性の、HPFの特性を採用することが望ましい。

ここで、ノイズシェーピングの振幅特性を決めるフィルタ７４が、例えば、上述したように、５タップのFIRフィルタである場合には、フィルタ７４では、演算部７１に供給される画素(x,y)の画素値F(x,y)に加算される値が、画素(x,y)の直前に処理された５個の画素（以下、直前処理画素ともいう）の画素値に対する量子化誤差を用いて求められる。

直前処理画素が、画素(x,y)と同一のライン（水平ライン）上の画素である場合には、一般に、画素(x,y)と、直前処理画素との間に、相関性があるが、直前処理画素が、画素(x,y)と異なるライン上の画素である場合、すなわち、画素(x,y)が、例えば、ラインの先頭の画素である場合には、画素(x,y)と、直前処理画素すべてとの間に、相関性がない可能性が高い。

そして、画素(x,y)の画素値F(x,y)に加算される値が、フィルタ７４において、画素(x,y)との相関性がない直前処理画素の画素値に対する量子化誤差を用いて求められることは、一見、好ましくないため、ディザ加算部５１（図３）から演算部７１に供給される（ディザが施された）画像の水平帰線期間（及び、垂直基線区間）に、フィルタ係数と乗算される（畳み込まれる）画素値を、例えば、０などの一定値に初期化することが考えられる。

しかしながら、SBMによる階調変換のシミュレーションによれば、水平帰線期間に、フィルタ係数と乗算される画素値を初期化せずに、直前のフィルタリングに用いられた画素値をそのまま用いる方が、一定値に初期化する場合よりも、画質が良好な画像（階調変換後の画像）を得ることができることが確認された。

したがって、フィルタ７４では、ディザが施された画像の水平帰線期間に、フィルタ係数と乗算される画素値の初期化を行わないことが望ましい。

なお、水平帰線期間に、フィルタ係数と乗算される画素値を、一定値に初期化しない方が、良好な画質の画像を得ることができるのは、一定値に初期化する場合よりも、量子化誤差の拡散性が良くなるためであると考えられる。

したがって、量子化誤差の拡散性を良くする観点からは、フィルタ７４において、水平帰線期間に、フィルタ係数と乗算される画素値を、一定値に初期化しないようにする他、フィルタ係数と乗算される画素値を、乱数によって初期化しても良い。

以上のように、SBMによる階調変換では、ディザ加算部５１において、画像を構成する画素値に、ランダムノイズを加算することにより、画像にディザを施し、ΔΣ変調部５２において、ディザが施された画像に、ΔΣ変調を施すことにより、階調変換後の画像として、高画質の画像を得ることができる。

特に、HPF６２（図５）、及び、ΔΣ変調部５２（図９）のノイズシェーピングの振幅特性の高域の特性を、人の視覚の空間周波数特性の逆特性にし、かつ、FloydフィルタやJarvisフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加する特性にすることで、より高画質の画像を得ることができる階調変換を行うことができる。

ここで、SBMによる階調変換において、１次元のΔΣ変調が、ΔΣ変調部５２において、ラスタスキャン順に供給される画素値を対象として行われる場合には、１次元のΔΣ変調後の画像においては、水平方向には、ΔΣ変調の効果（ノイズシェーピングの効果）が生じるが、垂直方向には、ΔΣ変調の効果が生じない。

そのため、１次元のΔΣ変調だけでは、その１次元のΔΣ変調後の画像の垂直方向については、見た目の階調が悪く、量子化ノイズも目立つことになる。

そこで、SBMによる階調変換では、１次元のΔΣ変調の前に、ディザが施される。その結果、階調変換後の画像においては、垂直方向には、ディザの効果が生じ、水平方向には、ディザと１次元のΔΣ変調の効果が生じ、水平方向、及び、垂直方向の両方について、見た目の画質を向上させることができる。

また、SBMによる階調変換では、ランダムノイズをHPF６２でフィルタリングすることにより得られる、ランダムノイズの高域成分が、ディザに用いられる。さらに、HPF６２のフィルタ係数が、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３（図１）の解像度に対応する空間周波数以下の特性に基づき、HPF６２の振幅特性の高域の特性が、人の視覚の空間周波数特性の逆の特性になり、かつ、FloydフィルタやJarvisフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加するように決定される。

したがって、ディザに用いられるランダムノイズの高域成分が、人の視覚の感度が低い周波数成分となるため、階調変換後の画像の見た目の画質を向上させることができる。

また、SBMによる階調変換では、人の視覚の空間周波数特性のうちの、表示装置１３の解像度に対応する空間周波数以下の特性に基づき、量子化誤差のノイズシェーピングの振幅特性の高域の特性が、人の視覚の空間周波数特性の逆の特性になり、かつ、FloydフィルタやJarvisフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加するように、フィルタ７４（図９）のフィルタ係数が決定される。

したがって、量子化誤差の周波数成分が、人の視覚の感度が低い周波数成分となるため、階調変換後の画像の見た目の画質を向上させることができる。

なお、階調変換の対象となる画像（対象画像）が、画素値として、YCbCr等の複数の成分を有する場合には、階調変換は、成分ごとに独立して行われる。すなわち、対象画像が、画素値として、Y成分、Cb成分、及びCr成分を有する場合には、Y成分のみを対象として、階調変換が行われる。同様に、Cb成分のみを対象として、階調変換が行われ、Cr成分のみを対象として、階調変換が行われる。

また、フィルタ７４としては、上述したように、２次元フィルタを採用することができる。フィルタ７４として、２次元フィルタを採用する場合には、ΔΣ変調部５２では、２次元のΔΣ変調が行われ、水平方向、及び、垂直方向の両方について、ΔΣ変調の効果が生じるので、ΔΣ変調部５２の前段のディザ加算部５１は、不要となる。

但し、ディザ加算部５１がない場合に、ΔΣ変調部５２で処理をしようとしている画素の画素値が、その周辺の画素の画素値と一致していると、２次元フィルタを採用したフィルタ７４の出力が発散するハンチング現象（hunting phenomena）が生じることがある。

ハンチング現象の防止の観点からは、ΔΣ変調部５２の前段において、ΔΣ変調部５２に供給される画素値に対し、必要に応じて（例えば、ΔΣ変調部５２で処理をしようとしている画素の画素値が、その周辺の画素の画素値と一致する場合に）、ノイズを加算することが望ましい。

ところで、図２の画像処理部２３では、表示装置１３に擬似HD画像を表示する場合と、表示装置１３にSD画像を表示する場合のいずれの場合も、SD画像が、エンハンス部４１、NR部４２、及び、階調変換部４３で処理される。

したがって、表示装置１３に擬似HD画像を表示する場合であっても、表示装置１３にSD画像を表示する場合であっても、SD画像に対して施す処理は、同一のエンハンス処理、同一のノイズリダクション処理、及び、同一のSBM処理（SBMによる階調変換の処理）で済む。

ここで、同一のエンハンス処理とは、エンハンス処理のアルゴリズムの他、エンハンス処理に用いられるパラメータ（例えば、画像の高域の周波数成分を、どの程度強調するかを表すパラメータ等）も含めて、同一の処理を意味する。ノイズリダクション処理、及び、SBM処理についても、同様である。

一方、SBM処理では、ディザ加算部５１において、対象画像に対して、ランダムノイズのうちの、人の視覚の感度が高い周波数成分は（ほとんど）加算しないで、人の視覚の感度が低い高域の周波数成分を多く加算することや、ΔΣ変調部５２において、ノイズとしての量子化誤差Q(x,y)のうちの、人の視覚の感度が高い周波数成分は（ほとんど）加算しないで、人の視覚の感度が低い高域の周波数成分を多く加算することによって、階調変換後の画像として、バンディングがなくて、見た目の階調が良く、かつ、ノイズが目立たない画像を得ることができる。

但し、SBM処理において、階調変換後の画像の見た目の階調に影響するノイズの最高の周波数（影響最高周波数）は、階調変換後の画像が表示される表示装置１３の解像度に対応する空間周波数（表示装置で表示することができる画像の最高の空間周波数）によって決まる。

具体的には、影響最高周波数は、表示装置１３に表示される、階調変換後の画像の画素のサンプリング周波数（対象画像の画素のサンプリング周波数でもある）の1/2の周波数となる。

したがって、対象画像がSD画像である場合には、SD画像の画素のサンプリング周波数は（例えば、HD画像に比較して）低いので、影響最高周波数も低くなり、人の視覚の感度がそれほど低くない周波数になる。
る。

階調変換後の画像の見た目の階調を向上させるには、ディザで加算するノイズを、ある程度のレベルのノイズとする必要がある。しかしながら、対象画像がSD画像である場合には、影響最高周波数が低いため、ディザで加算するノイズを、レベルが高いノイズとすると、階調変換後の画像は、ディザで加算するノイズが目立つ画像となる。

対象画像がSD画像である場合に、ノイズが目立つことを防止するには、ディザで加算するノイズを、ある程度抑制する必要があり、その結果、見た目の階調を向上させること、つまり、バンディングの抑制の程度が低減する。

なお、ΔΣ変調部５２において加算されるノイズとしての量子化誤差Q(x,y)についても、ディザで加算されるノイズと同様のことが言える。

以上のように、対象画像がSD画像である場合には、対象画像に加算されるノイズが抑制されることで、階調変換後のSD画像に、ノイズが目立つことをが防止されるが、バンディングの抑制の程度が低減する。

図２の画像処理部２３では、表示装置１３にSD画像を表示する場合も、SD画像をアップコンバートした擬似HD画像を表示する場合も、SD画像処理部４０において、SD画像に対して、同一のエンハンス処理、同一のノイズリダクション処理、及び、同一のSBM処理が施される。

そして、表示装置１３にSD画像を表示する場合には、SBM処理で得られる、階調変換後のSD画像が、SD出力部４５から表示装置１３に供給される。

一方、表示装置１３に擬似HD画像を表示する場合には、SBM処理で得られる、階調変換後のSD画像が、コンバータ４４で、擬似HD画像にアップコンバートされてから、HD出力部３４を介して、表示装置１３に供給される。

以上のように、SBM処理で得られる、階調変換後のSD画像を、コンバータ４４で、擬似HD画像にアップコンバートする場合には、表示装置１３にSD画像、及び、擬似HD画像のうちのいずれを表示する場合も、SD画像に対して施す処理は、同一のエンハンス処理、同一のノイズリダクション処理、及び、同一のSBM処理で済む。

しかしながら、SBM処理で得られる、階調変換後のSD画像を、コンバータ４４で、擬似HD画像にアップコンバートする場合には、階調変換後のSD画像が、バンディングの抑制の程度が低い画像となるために、擬似HD画像は、見た目の階調が悪い画像となる。

ここで、擬似HD画像は、画素数がHD画像と同一の画像であり、画素のサンプリング周波数が（SD画像に比較して）高く、影響最高周波数も、人の視覚の感度が低い、高い周波数になる。

そのため、擬似HD画像については、SBM処理において、影響最高周波数に近い、高い周波数でレベルが高いノイズを加算しても、階調変換後の画像に、ノイズは視認されない（されにくい）。

したがって、表示装置１３に擬似HD画像を表示する場合には、擬似HD画像を対象画像として、SBM処理を行うことで、階調変換後の画像として、高画質の画像、すなわち、バンディングが抑制され、ノイズが目立たない擬似HD画像を得ることができる。

そこで、図１０は、図１の画像処理部２３の他の構成例を示している。

なお、図１０の画像処理部２３において、図２の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。

すなわち、図１０の画像処理部２３は、HD画像処理部３０、SD画像処理部４０、HD出力部３４、及び、SD出力部４５が設けられている点で、図２の場合と共通する。

さらに、図１０の画像処理部２３は、コンバータ４４が設けられている点でも、図２の場合と共通する。

但し、図１０の画像処理部２３は、擬似HD画像処理部８０が、新たに設けられている点で、図２の場合と相違する。

さらに、図１０の画像処理部２３は、コンバータ４４が、SD画像処理部４０に代えて、擬似HD画像処理部８０に設けられている点で、図２の場合と相違する。

擬似HD画像処理部８０は、エンハンス部８１、NR部８２、階調変換部８３、及び、コンバータ４４等から構成され、SD画像から、高画質の擬似HD画像を生成する擬似HD画像処理を行う。

すなわち、ディスク１１（図１）が、例えば、HD画像よりも画素数が少ないSD画像をエンコードしたエンコードデータが記録されたDVDであり、デコーダ２２から画像処理部２３に対して、SD画像が供給される場合において、表示装置１３（図１）が、HDモニタであり、HD出力部３４に接続されているときには、デコーダ２２からのSD画像は、擬似HD画像処理部８０に供給される。

擬似HD画像処理部８０では、エンハンス部８１が、デコーダ２２（図１）からのSD画像に、高域の周波数成分を強調するエンハンス処理を施し、NR部８２に供給する。

NR部８２は、エンハンス部８１からのSD画像に、ノイズを除去するノイズリダクション処理を施し、コンバータ４４に供給する。

ここで、コンバータ４４では、NR部８２からのSD画像（第１の画像）が、図２の場合と同様に、擬似HD画像（第２の画像）にアップコンバートされる。コンバータ４４でのアップコンバートによって得られる擬似HD画像は、階調変換部８３に供給される。

階調変換部８３は、コンバータ４４からの擬似HD画像を対象画像として、その対象画像の階調変換をSBMによって行い、階調変換後の擬似HD画像を、HD出力部３４に供給する。

すなわち、階調変換部８３は、ランダムノイズをHPFでフィルタリングすることにより得られるノイズを、コンバータ４４からの擬似HD画像を構成する画素値に加算することにより、その擬似HD画像にディザを施し、ディザが施された擬似HD画像に、ΔΣ変調を施すことにより、コンバータ４４からの擬似HD画像の階調変換を行い、階調変換後の擬似HD画像を、HD出力部３４に供給する。

なお、擬似HD画像処理部８０でも、HD画像処理部３０と同様に、エンハンス処理や、ノイズリダクション処理等の、画像の画質を改善する処理が行われた後に、画像の階調変換が行われるが、これは、HD画像処理部３０の場合と同様の理由による。

次に、図１１を参照して、図１０の画像処理部２３で行われる処理について説明する。

図１１Ａは、図１０のHD画像処理部３０のHD画像処理を説明するフローチャートである。

HD画像処理部３０では、ステップＳ１１において、エンハンス部３１が、デコーダ２２（図１）から供給されるHD画像にエンハンス処理を施し、NR部３２に供給して、処理は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、NR部３２は、エンハンス部３１からのHD画像にノイズリダクション処理を施し、階調変換部３３に供給して、処理は、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、階調変換部３３は、NR部３２からのHD画像の階調変換をSBMによって行い、階調変換後のHD画像を、HD出力部３４に供給する。

HD出力部３４に供給された、階調変換後のHD画像は、HD出力部３４に接続されている表示装置１３に供給されて表示される。

図１１Ｂは、図１０の擬似HD画像処理部８０の擬似HD画像処理を説明するフローチャートである。

擬似HD画像処理部８０では、ステップＳ２１において、エンハンス部８１が、デコーダ２２（図１）からのSD画像にエンハンス処理を施し、NR部８２に供給して、処理は、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、NR部８２は、エンハンス部８１からのSD画像にノイズリダクション処理を施し、コンバータ４４に供給して、処理は、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、コンバータ４４は、NR部８２からのSD画像を、擬似HD画像にアップコンバートし、階調変換部８３に供給して、処理は、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、階調変換部８３は、コンバータ４４からの擬似HD画像の階調変換をSBMによって行い、階調変換後の擬似HD画像を、HD出力部３４に供給する。

HD出力部３４に供給された擬似HD画像は、HD出力部３４に接続されている表示装置１３に供給されて表示される。

図１１Ｃは、図１０のSD画像処理部４０のSD画像処理を説明するフローチャートである。

SD画像処理部４０では、ステップＳ３１において、エンハンス部４１が、デコーダ２２（図１）からのSD画像にエンハンス処理を施し、NR部４２に供給して、処理は、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、NR部４２は、エンハンス部４１からのSD画像にノイズリダクション処理を施し、階調変換部４３に供給して、処理は、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、階調変換部４３は、NR部４２からのSD画像の階調変換をSBMによって行い、階調変換後のSD画像を、SD出力部４５に供給する。

SD出力部４５に供給されたSD画像は、SD出力部４５に接続されている表示装置１３に供給されて表示される。

以上のように、擬似HD画像処理部８０では、コンバータ４４において、SD画像（第１の画像）を、より画素数が多い擬似HD画像（第２の画像）にアップコンバートし、その後、階調変換部８３において、擬似HD画像を対象画像として、SBM処理（SBMによる階調変換）を行うので、高画質の擬似HD画像を得ることができる。

すなわち、図１２は、SBM処理のディザで、擬似HD画像に加算されるノイズの周波数特性（振幅特性）を示している。

なお、図１２において、横軸は周波数を表し、縦軸はレベルを表す。

上述したように、擬似HD画像については、影響最高周波数が、人の視覚の感度が低い、高い周波数になるので、SBM処理のディザにおいて、影響最高周波数に近い、高い周波数でレベルが高いノイズを加算しても、ノイズが目立つことを防止して、バンディングを抑制することができる。

一方、SD画像については、影響最高周波数が、人の視覚の感度がそれほど低くない、低い周波数になるので、階調変換後の画像にノイズが目立つことを防止するには、SBM処理のディザにおいて、レベルが高いノイズを加算することを避ける必要がある。

図１２Ａは、階調変換部８３（図１０）において、擬似HD画像を対象画像としたSBM処理のディザで加算されるノイズを示しており、図１２Ｂは、階調変換部４３（図１０）において、SD画像を対象画像としたSBM処理のディザで加算されるノイズを示している。

擬似HD画像の画素のサンプリング周波数を、Fsと表すこととすると、擬似HD画像についての影響最高周波数は、Fs/2で表される。階調変換部８３のディザでは、図１２Ａに示すように、人の視覚の感度が低い、高い周波数である影響最高周波数Fs/2に近い周波数の周波数成分が大のノイズが加算される。

一方、SD画像の画素のサンプリング周波数を、Fs'と表すこととすると、SD画像についての影響最高周波数は、Fs'/2で表される。

SD画像の画素のサンプリング周波数Fs'は、HD画像（擬似HD画像）の画素のサンプリング周波数Fsの1/2以下の周波数であり、SD画像についての影響最高周波数Fs'/2は、人の視覚の感度がそれほど低くない、低い周波数になる

階調変換部４３のディザでは、本来ならば、図１２Ｂに点線で示すように、影響最高周波数Fs'/2に近い周波数の周波数成分が大のノイズを加算して、バンディングを抑制したいが、それでは、階調変換後のSD画像に、ノイズが目立つことになる。

そのため、階調変換部４３のディザでは、図１２Ｂに実線で示すように、影響最高周波数Fs'/2に近い周波数の周波数成分が、本来加算したいレベル（図１２Ｂに点線で示す）よりも抑制されたノイズが加算される。

なお、ΔΣ変調部５２において加算されるノイズとしての量子化誤差Q(x,y)（ノイズシェーピングの振幅特性）についても、ディザで加算されるノイズと同様である。

ここで、SBM処理において、ディザで加算されるノイズの特性（ディザ加算部５１のHPF６２（図５）の特性に相当する）や、ΔΣ変調部５２で加算される量子化誤差Q(x,y)の特性（ΔΣ変調部５２で行われるノイズシェーピングの特性に相当する）は、SBM処理に用いられるフィルタ係数で決まるから、SBM処理のパラメータの１つということができる。

以上のように、階調変換部８３において、擬似HD画像を構成する画素値に加算されるノイズは、階調変換部４３において、SD画像を構成する画素値に加算されるノイズよりも、高域の周波数成分が大のノイズになっている。

その結果、階調変換部８３では、階調変換部４３に比較して、いわば、より強力に、バンディングを抑制することができる。

このように、階調変換部４３と８３とでは、SBM処理に、バンディングを抑制する能力に違いがある。このため、SD画像を対象として行われる、NR部４２によるノイズリダクション処理と、NR部８２によるノイズリダクション処理とにおいても、ノイズを除去する程度に違いがある。

すなわち、図１３は、図１０のNR部４２及び８２の構成例を示している。

ここで、図１３Ａは、NR部４２の構成例を示しており、図１３Ｂは、NR部８２の構成例を示している。

NR部４２は、図１３Ａに示すように、HPF１０１、リミッタ１０２、増幅器１０３、及び、演算器１０４等から構成される。

エンハンス部４１（図１０）からのSD画像は、HPF１０１、及び、演算器１０４に供給される。

HPF１０１は、エンハンス部４１からのSD画像をフィルタリングすることにより、そのSD画像に含まれる高周波数成分を抽出し、リミッタ１０２に供給する。

リミッタ１０２は、HPF１０１からの高周波数成分のうちの、所定のレベルを超える高周波数成分を、所定のレベルに制限し、増幅器１０３に供給する。

増幅器１０３は、リミッタ１０２からの高周波数成分を、所定のゲインG1倍に増幅し、演算器１０４に供給する。

演算器１０４は、エンハンス部４１からのSD画像から、増幅器１０３からの高周波数成分を減算することで、エンハンス部４１からのSD画像に含まれるノイズを除去し、階調変換部４３（図１０）に供給する。

一方、NR部８２は、図１３Ｂに示すように、HPF１１１、リミッタ１１２、増幅器１１３、及び、演算器１１４等から構成される。

NR部８２では、HPF１１１ないし演算器１１４が、図１３ＡのHPF１０１ないし演算器１０４とそれぞれ同様の処理を行うことで、ノイズリダクション処理が行われる。

但し、NR部８２では、ノイズリダクション処理に用いられるパラメータの１つである、増幅器１１３のゲインG2が、NR部４２の増幅器１０３のゲインG1と異なる。

すなわち、エンハンス部４１（図１０）からのSD画像は、HPF１１１、及び、演算器１１４に供給される。

HPF１１１は、エンハンス部４１からのSD画像をフィルタリングすることにより、そのSD画像に含まれる高周波数成分を抽出し、リミッタ１１２に供給する。

リミッタ１１２は、HPF１１１からの高周波数成分のうちの、所定のレベルを超える高周波数成分を、所定のレベルに制限し、増幅器１１３に供給する。

増幅器１１３は、リミッタ１１２からの高周波数成分を、所定のゲインG2倍に増幅し、演算器１１４に供給する。

演算器１１４は、エンハンス部４１からのSD画像から、増幅器１１３からの高周波数成分を減算することで、エンハンス部４１からのSD画像に含まれるノイズを除去し、コンバータ４４（図１０）に供給する。

上述したように、NR部８２の増幅器１１３のゲインG2と、NR部４２の増幅器１０３のゲインG1とは異なっている。すなわち、ゲインG2は、0ないし1の範囲の、ある程度大きい値である、例えば、0.8に、ゲインG1は、それほど大きくない値である、例えば、0.5に、それぞれなっている。

以上のように、NR部８２では、増幅器１１３のゲインG2が、NR部４２の増幅器１０３のゲインG1よりも大になっている。このため、NR部８２では、NR部４２のノイズリダクション処理よりも多くのノイズを除去するノイズリダクション処理（以下、強力なノイズリダクション処理ともいう）が行われる。

これは、以下のような理由による。

すなわち、一般に、バンディングは、対象画像にノイズが（ほとんど）なく、画素値が滑らかに変化している場合に生じやすく、対象画像にある程度のノイズが含まれ、画素値が、いわば、細かに変化している場合は、生じにくい。

一方、NR部４２（図１０）の後段の階調変換部４３では、図１２で説明したように、強力に、バンディングを低減することができない（レベルの高いノイズを加算することができないため、バンディングの抑制が制限される）。このため、NR部４２において、強力なノイズリダクション処理を行い、SD画像から、特に高域のノイズを除去しすぎてしまうと、NR部４２の後段の階調変換部４３において、バンディングが生じやすくなる。

これに対して、NR部８２（図１０）の後段の階調変換部８３では、図１２で説明したように、強力に、バンディングを低減することができる。このため、NR部８２において、強力なノイズリダクション処理を行っても、NR部８２の後段の階調変換部８３において、バンディングが生じることを防止することができる。

以上のように、NR部８２では、NR部４２と同様に、SD画像のノイズリダクション処理を行うが、NR部４２よりも強力なノイズリダクション処理を行う。その結果、最終的に得られる擬似HD画像のS/Nを、図２の場合よりも向上させることができる。

次に、図１４は、図１０のエンハンス部４１及び８１の構成例を示している。

図１３で説明したように、階調変換部８３（図１０）が、階調変換部４３よりも、強力に、バンディングを低減することに起因して、NR部８２は、NR部４２よりも強力なノイズリダクション処理を行う。

そして、エンハンス部８１では、NR部８２が、NR部４２よりも強力なノイズリダクション処理を行うことに起因して、エンハンス部４１よりも、高域の周波数成分を、より強調するエンハンス処理（以下、強力なエンハンス処理ともいう）が行われる。

すなわち、図１４Ａは、図１０のエンハンス部４１の構成例を示している。

エンハンス部４１は、HPF１２１、増幅器１２２、及び、演算器１２３等から構成される。

HPF１２１は、デコーダ２２（図１）からのSD画像をフィルタリングすることにより、そのSD画像に含まれる高周波数成分（高域の周波数成分）を抽出し、増幅器１２２に供給する。

増幅器１２２は、HPF１２１からの高周波数成分を、所定のゲインK1倍に増幅し、演算器１２３に供給する。

演算器１２３は、デコーダ２２からのSD画像に、増幅器１２２からの高周波数成分を加算することで、デコーダ２２からのSD画像の高周波数成分を強調し、NR部４２（図１０）に供給する。

図１４Ｂは、図１０のエンハンス部８１の構成例を示している。

エンハンス部８１は、HPF１３１、増幅器１３２、及び、演算器１３３等から構成される。

エンハンス部８１では、HPF１３１ないし演算器１３３が、図１４ＡのHPF１２１ないし演算器１２３とそれぞれ同様の処理を行うことで、エンハンス処理が行われる。

但し、エンハンス部８１では、エンハンス処理に用いられるパラメータの１つである、増幅器１３３のゲインK2が、エンハンス部４１の増幅器１２２のゲインK1と異なる。

すなわち、デコーダ２２（図１）からのSD画像は、HPF１３１、及び、演算器１３３に供給される。

HPF１３１は、デコーダ２２からのSD画像をフィルタリングすることにより、そのSD画像に含まれる高周波数成分を抽出し、増幅器１３２に供給する。

増幅器１３２は、HPF１３１からの高周波数成分を、所定のゲインK2倍に増幅し、演算器１３３に供給する。

演算器１３３は、デコーダ２２からのSD画像に、増幅器１３２からの高周波数成分を加算することで、デコーダ２２からのSD画像に含まれる高周波数成分（特に、例えば、SD画像のエッジの部分等）を強調し、NR部８２（図１０）に供給する。

上述したように、エンハンス部８１の増幅器１３３のゲインK2と、エンハンス部４１の増幅器１２２のゲインK1とは異なっている。すなわち、ゲインK1は、0ないし1の範囲の、シミュレーションの結果等に基づいて決定された適切な値である、例えば、0.2になっている。また、ゲインK2は、ゲインK1より少し大きい値である、例えば、0.3になっている。

以上のように、エンハンス部８１では、増幅器１３３のゲインK2が、エンハンス部４１の増幅器１２２のゲインK1よりも大になっている。このため、エンハンス部８１では、エンハンス部４１のエンハンス処理よりも強力なエンハンス処理が行われる。

これは、以下のような理由による。

すなわち、エンハンス部８１の後段のNR部８２では、図１３で説明したように、エンハンス部４１の後段のNR部４２よりも強力なノイズリダクション処理が行われる。

このように、NR部８２で強力なノイズリダクション処理が行われる場合、そのノイズリダクション処理の結果得られるSD画像には、ぼけが生じる。

エンハンス処理は、ノイズが目立たない範囲で、画像の鮮鋭度を改善するために行われるが、エンハンス部８１では、鮮鋭度の改善に加えて、後段のNR部８２で行われる強力なノイズリダクション処理によって生じるぼけの補償をも行うために、強力なエンハンス処理が行われる。

以上のように、エンハンス部８１では、エンハンス部４１と同様に、SD画像のエンハンス処理を行うが、エンハンス部４１よりも強力なエンハンス処理を行う。その結果、NR部８２において、強力なノイズリダクション処理が行われても、ぼけが生じることを防止することができる。

以上、本発明を、ディスク１１を再生する再生装置１２に適用した場合について説明したが、本発明は、その他、例えば、SD画像を擬似HD画像に変換する機能を持たせた、例えば、テレビジョン受像機その他の装置に適用可能である。

なお、図１０の画像処理部２３において、HD画像処理部３０でのHD画像処理（エンハンス処理、ノイズリダクション処理、SBM処理）に用いられるパラメータとしては、例えば、擬似HD画像処理部８０での擬似HD画像処理に用いられるのと同一のパラメータ等を採用することが可能である。

また、本実施の形態では、SD画像処理部４０（図１０）の階調変換部４３において、SBMによる階調変換を行うこととしたが、階調変換部４３では、その他、例えば、ランダムディザ法や、組織的ディザ法、誤差拡散法等の従来の階調変換を行うことが可能である。

さらに、本実施の形態では、コンバータ４４（図１０）において、SD画像を、画素数がHD画像と同一の擬似HD画像にアップコンバートするようにしたが、コンバータ４４では、SD画像に限らず、その他の画素数が少ない第１の画像を、より画素数が多い第２の画像に変換するアップコンバートを行うことが可能である。

また、図１０において、エンハンス部３１，４１、及び８１は、別個のハードウェア、又はソフトウェアモジュールで構成する他、同一のハードウェア、又はソフトウェアモジュールで兼用することが可能である。

但し、エンハンス部３１，４１、及び８１を、同一のハードウェア、又はソフトウェアモジュールで兼用する場合には、そのハードウェア、又はソフトウェアモジュールにおいて、HD画像処理、SD画像処理、及び、擬似HD画像処理のうちのいずれが行われるかによって、処理に用いられるパラメータは異なる。

図１０のNR部３２，４２、及び８２や、階調変換部３３，４３、及び８３についても、同様である。

次に、上述した一連の処理は、ハードウェアにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。

そこで、図１５は、上述した一連の処理を実行するプログラムがインストールされるコンピュータの一実施の形態の構成例を示している。

プログラムは、コンピュータに内蔵されている記録媒体としてのハードディスク２０５やROM２０３に予め記録しておくことができる。

あるいはまた、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD(Digital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体２１１に、一時的あるいは永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体２１１は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することができる。

なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体２１１からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、ディジタル衛星放送用の人工衛星を介して、コンピュータに無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送し、コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを、通信部２０８で受信し、内蔵するハードディスク２０５にインストールすることができる。

コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)２０２を内蔵している。CPU２０２には、バス２０１を介して、入出力インタフェース２１０が接続されており、CPU２０２は、入出力インタフェース２１０を介して、ユーザによって、キーボードや、マウス、マイク等で構成される入力部２０７が操作等されることにより指令が入力されると、それに従って、ROM(Read Only Memory)２０３に格納されているプログラムを実行する。あるいは、また、CPU２０２は、ハードディスク２０５に格納されているプログラム、衛星若しくはネットワークから転送され、通信部２０８で受信されてハードディスク２０５にインストールされたプログラム、またはドライブ２０９に装着されたリムーバブル記録媒体２１１から読み出されてハードディスク２０５にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)２０４にロードして実行する。これにより、CPU２０２は、上述したフローチャートにしたがった処理、あるいは上述したブロック図の構成により行われる処理を行う。そして、CPU２０２は、その処理結果を、必要に応じて、例えば、入出力インタフェース２１０を介して、LCD(Liquid Crystal Display)やスピーカ等で構成される出力部２０６から出力、あるいは、通信部２０８から送信、さらには、ハードディスク２０５に記録等させる。

ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。

また、プログラムは、１のコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであっても良い。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

すなわち、本実施の形態では、SBMによって、階調変換を行うこととしたが、階調変換は、その他、例えば、SBM以外の誤差拡散法や、組織的ディザ法等によって行うことが可能である。

本発明を適用したTVの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 画像処理部２３の構成例を示すブロック図である。 階調変換部３３の構成例を示すブロック図である。 階調変換部３３の階調変換によって得られた画像と、その画像のある水平ライン上の画素値とを示す図である。 ディザ加算部５１の構成例を示すブロック図である。 人の視覚の空間周波数特性を示す図である。 空間周波数の単位であるcycle/degreeを説明する図である。 係数設定部６４が、HPF６２のフィルタ係数を決定する方法を説明する図である。 ΔΣ変調部５２の構成例を示すブロック図である。 画像処理部２３の他の構成例を示すブロック図である。 HD画像処理、擬似HD画像処理、及び、SD画像処理を説明するフローチャートである。 SBM処理のディザで加算されるノイズの特性を示す図である。 NR部４２及び８２の構成例を示すブロック図である。 エンハンス部４１及び８１の構成例を示すブロック図である。 本発明を適用したコンピュータの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１ ディスク， １２ 再生装置， １３ 表示装置， ２１ 読み出し部， ２２ デコーダ， ２３ 画像処理部， ３０ HD画像処理部， ３１ エンハンス部， ３２ NR部， ３３ 階調変換部， ３４ HD出力部， ４０ SD画像処理部， ４１ エンハンス部， ４２ NR部， ４３ 階調変換部， ４４ コンバータ， ４５ SD出力部， ５１ ディザ加算部， ５２ ΔΣ変調部， ６１ 演算部， ６２ HPF， ６３ ランダムノイズ出力部， ６４ 係数設定部， ７１ 演算部， ７２ 量子化部， ７３ 演算部， ７４ フィルタ， ７５ 係数設定部， ８０ 擬似HD画像処理部， ８１ エンハンス部， ８２ NR部， ８３ 階調変換部， １０１ HPF， １０２ リミッタ， １０３ 増幅器， １０４ 演算器， １１１ HPF， １１２ リミッタ， １１３ 増幅器， １１４ 演算器， １２１ HPF， １２２ 増幅器， １２３ 演算器， １３１ HPF， １３２ 増幅器， １３３ 演算器， ２０１ バス， ２０２ CPU， ２０３ ROM， ２０４ RAM， ２０５ ハードディスク， ２０６ 出力部， ２０７ 入力部， ２０８ 通信部， ２０９ ドライブ， ２１０ 入出力インタフェース， ２１１ リムーバブル記録媒体

Claims (10)

1. 第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートするコンバート手段と、
   前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調を変換する階調変換手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記ΔΣ変調に用いられるフィルタのフィルタ係数は、前記ΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性が、高域で、Floydフィルタを用いたΔΣ変調によるノイズシェーピングの振幅特性よりも急峻に増加するように決定される
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ΔΣ変調に用いられるフィルタは、２次元フィルタである
   請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記ΔΣ変調に用いられるフィルタは、１次元フィルタであり、
   前記階調変換手段は、
   ランダムノイズをHPF(High Pass Filter)でフィルタリングすることにより得られるノイズを、前記第２の画像を構成する画素値に加算することにより、前記第２の画像にディザを施し、
   前記ディザが施された前記第２の画像に、１次元フィルタを用いた１次元のΔΣ変調を施す
   ことにより、前記第２の画像の階調を変換する
   請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記第１の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第１の画像の階調を変換する他の階調変換手段をさらに備え、
   前記階調変換手段で前記第２の画像を構成する画素値に加算される前記ノイズは、前記他の階調変換手段で前記第１の画像を構成する画素値に加算される前記ノイズよりも、高域の周波数成分が大のノイズである
   請求項２に記載の画像処理装置。
6. 前記第１の画像に、ノイズを除去するノイズリダクション処理を施すノイズリダクション手段、及び、他のノイズリダクション手段をさらに備え、
   前記コンバート手段は、前記ノイズリダクション処理が施された後の前記第１の画像を、前記第２の画像にアップコンバートし、
   前記他の階調変換手段は、前記ノイズリダクション処理が施された後の前記第１の画像の階調を変換し、
   前記ノイズリダクション手段は、前記他のノイズリダクション手段のノイズリダクション処理よりも多くのノイズを除去するノイズリダクション処理を行う
   請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記第１の画像に、高域の周波数成分を強調するエンハンス処理を施すエンハンス手段、及び、他のエンハンス手段をさらに備え、
   前記コンバート手段は、前記エンハンス処理、及び前記ノイズリダクション処理が施された後の前記第１の画像を、前記第２の画像にアップコンバートし、
   前記他の階調変換手段は、前記エンハンス処理、及び前記ノイズリダクション処理が施された後の前記第１の画像の階調を変換し、
   前記エンハンス手段は、前記他のエンハンス手段のエンハンス処理よりも、高域の周波数成分を、より強調するエンハンス処理を行う
   請求項６に記載の画像処理装置。
8. 画像処理装置が、
   第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートし、
   前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調を変換する
   ステップを含む画像処理方法。
9. 第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートするコンバート手段と、
   前記第２の画像に、ΔΣ変調を施すことにより、前記第２の画像の階調を変換する階調変換手段と
   して、コンピュータを機能させるためのプログラム。
10. 第１の画像を、前記第１の画像よりも画素数が多い第２の画像にアップコンバートするコンバート手段と、
    前記第２の画像の階調を、誤差拡散法、又は、組織的ディザ法によって変換する階調変換手段と
    を備える画像処理装置。

Images