JP2012027403A - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる画像表示装置および画像表示方法を提供すること。
【解決手段】入力画像から入力画像の拡大画像を生成する場合に、入力画像に対して拡大処理を行うことで拡大画像を生成した後、拡大画像に対して拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像を生成し、その後、縮小画像および入力画像の対応する画素値の差分を検出し、検出した差分に基づいて入力画像または拡大画像の画素値を補正することで最終的に出力する拡大画像を補正するように画像表示装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関するものであり、特に、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる画像表示装置および画像表示方法に関する。

従来、画像表示装置では、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を単純に拡大表示させた場合、入力画像の各画素がそれぞれ拡大表示されるため拡大画像中で斜線やエッジが階段状に表示されて画質が劣化することが知られている。

このような斜線やエッジが階段状に表示されることを抑制する画像補間手法の一つとしてバイリニア法が広く知られている（たとえば、特許文献１参照）。

かかるバイリニア法では、拡大画像上の各画素を入力画像上の対応する位置へ逆写像し、逆写像した画素から入力画像上で最も近い４画素の画素値を用いた線形補間により逆写像した画素の拡大画像上での画素値を決定する。

すなわち、バイリニア法では、入力画像の各画素値に基づき、拡大画像中の補完すべき画素の画素値を推定することで拡大画像を生成する。

したがって、バイリニア法を採用している画像表示装置は、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、拡大画像中の斜線やエッジへぼかしをかけることで斜線やエッジが階段状に表示されることを抑制することができる。

特開２００３−２８３８１５号公報

しかしながら、バイリニア法を採用している画像表示装置は、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができないという問題があった。

すなわち、バイリニア法を採用している画像表示装置は、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示する際、拡大画像中の全ての斜線やエッジに対してぼかしをかける。

このため、バイリニア法を採用している画像表示装置は、斜線やエッジを強調すべき領域が存在する入力画像を拡大表示させた場合に、拡大画像で強調すべき斜線やエッジのピントがぼやけて拡大画像の画質が劣化する。

したがって、バイリニア法を採用している画像表示装置は、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができない。

このことから、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる画像表示装置および画像表示方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる画像表示装置および画像表示方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力画像を拡大表示させる画像表示装置であって、前記入力画像に対して拡大処理を行うことで拡大画像を生成する拡大画像生成手段と、前記拡大画像に対して前記拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、前記縮小画像および前記入力画像の対応する画素値の差分を検出する差分検出手段と、前記差分検出手段によって検出された前記差分に基づいて前記入力画像または前記拡大画像の画素値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、入力画像の拡大画像を縮小した縮小画像と入力画像との対応する画素値の差分に基づいて入力画像または拡大画像を補正することで拡大画像における斜線やエッジの形状を入力画像における斜線やエッジの形状へ近づけることができる。したがって、本発明によれば、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る画像表示手法の概要を示す図である。 図２は、本実施例に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 図３は、本実施例に係る画像拡大処理部の構成を示すブロック図である。 図４は、本実施例に係る拡大画像生成部の動作を示す図である。 図５は、本実施例に係る縮小画像生成部の動作を示す図である。 図６は、本実施例に係る画像拡大処理部の動作の一例を示す図である。 図７は、本実施例に係る画像拡大処理部の動作の一例を示す図である。 図８は、本実施例に係る後段加算部への差分のフィードバックを複数回繰り返す場合の画像拡大処理部の動作の一例を示す図である。 図９は、本実施例に係る後段加算部への差分のフィードバックを複数回繰り返す場合の画像拡大処理部の動作の一例を示す図である。 図１０は、本実施例に係る画像表示装置１で実行される処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像表示装置の実施例を詳細に説明する。まず、実施例の詳細な説明に先立って、本発明に係る画像表示手法の概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る画像表示手法の概要を示す図である。

本発明に係る画像表示手法は、画像を表示する表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を表示へ拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させるものである。

具体的には、図１（Ａ）に示すように、本発明に係る画像表示手法では、入力画像Ｐ０に対して所定の拡大処理を行うことで拡大画像Ｐ１を生成する。続いて、本発明に係る画像表示手法では、拡大画像Ｐ１に対して拡大画像Ｐ１を生成する際に行った拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像Ｐ２を生成する。

このとき、本発明に係る画像表示手法では、入力画像Ｐ０と画像サイズが同一の縮小画像Ｐ２を生成する。続いて、図１（Ｂ）に示すように、本発明に係る画像表示手法では、入力画像Ｐ０および縮小画像Ｐ２の対応する画素値の差分（１）を検出する。

ここで、拡大画像Ｐ１による入力画像Ｐ０の再現性が拡大処理によって低下していなければ、差分（１）の値は、ほぼ「０」となり、再現性の低下度合いが大きいほど差分（１）の値は、「０」から離れた値となる。

このため、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｃ）に示すように、入力画像Ｐ０の各画素値へ対応する差分（１）を加算することで画素値を補正した入力画像Ｐ３を生成し、画素値を補正した入力画像Ｐ３に対し拡大処理を行って拡大画像Ｐ４を再生成する。

このように、本発明に係る画像表示手法では、拡大処理によって入力画像の再現性が低下することを想定して入力画像Ｐ０の画素値を補正する。そして、本発明に係る画像表示手法では、画素値を補正した入力画像Ｐ３から拡大画像Ｐ４を再生成する。このため、本発明に係る画像表示手法によれば、拡大画像Ｐ０よりも入力画像の再現性が高い拡大画像Ｐ４を再生成することができる。

続いて、本発明に係る画像表示手法では、再生成した拡大画像Ｐ４に対して拡大画像Ｐ４を生成する際に行った拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像Ｐ５を再生成する。

続いて、図１（Ｄ）に示すように、本発明に係る画像表示手法では、画素値が補正されていない当初の入力画像Ｐ０と、再生成された縮小画像Ｐ５との対応する画素値の差分（２）を再検出する。

ここで、拡大画像Ｐ４による入力画像の再現性が十分に向上していれば、差分（２）の値は、ほぼ「０」となり、再現性の向上が十分でなければ、差分（２）の値は「０」から離れた値となる。

このため、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｅ）に示すように、再生成された拡大画像Ｐ４の各画素値へ対応する差分（２）を加算することで画素値を補正した拡大画像６を再生成する。

このように、本発明に係る画像表示手法では、拡大画像Ｐ４の縮小画像Ｐ５と入力画像Ｐ０との画素値の差分を拡大画像Ｐ６へ反映させることで、拡大画像Ｐ４よりも入力画像Ｐ０の再現性が高い拡大画像Ｐ６を生成することができる。

これにより、本発明に係る画像表示手法では、図１（Ｆ）に示すように、拡大画像を再生成する毎に、拡大画像による入力画像Ｐ０の再現性を向上させることができる。

また、本発明に係る画像表示手法では、拡大画像への差分の加算、差分を加算した拡大画像からの縮小画像の再生成、再生成した縮小画像および入力画像Ｐ０の画素値の差分の再検出を繰り返し行うこともできる。

これにより、本発明に係る画像表示手法によれば、拡大処理を繰り返し実行することなく、拡大画像への差分の加算を繰り返すだけで拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。なお、かかる繰り返し処理の詳細については、図８を用いて後述する。

上述してきたように、本発明に係る画像表示手法では、拡大処理よって入力画像の再現性が低下することを想定して入力画像の画素値を補正する。そして、本発明に係る画像表示手法では、画素値を補正した入力画像から拡大画像を再生成する。このため、本発明に係る画像表示手法によれば、画素値を補正していない当初の入力画像から生成した拡大画像よりも入力画像の再現性が高い拡大画像を再生成することができる。

さらに、本発明に係る画像表示手法では、再生成した拡大画像の縮小画像と当初の入力画像との画素値の差分を反映させた拡大画像を再生成する。このため、本発明に係る画像表示手法によれば、画素値を補正した入力画像から再生成した拡大画像よりもさらに入力画像の再現性が高い拡大画像を再生成することができる。

このように、本発明に係る画像表示手法は、入力画像の再現性を向上させた拡大画像を生成することができるため、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる。

以下、図２〜図１０を用いて本発明に係る画像表示手法を適用した画像表示装置および画像表示方法についての実施例を詳細に説明する。以下では、１２セグメントを利用した通常のデジタルテレビ放送の画像の他、ワンセグ放送の画像、カーナビゲーションシステムから入力される画像等を表示する車載型の画像表示装置を例に挙げて説明する。

図２は、本実施例に係る画像表示装置１の構成を示すブロック図である。なお、同図では、画像表示装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図２に示すように、画像表示装置１は、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）レシーバ２、輪郭補正部３、色彩制御部４、画質調整部５、ガンマ調整部６、ディザ調整部６、画像拡大処理部８、タイミング制御部９を備えている。

ＬＶＤＳレシーバ２は、図示しないデジタル放送受信部等から画像信号の入力を受付け、受付けた画像信号を輪郭補正部３へ出力する画像インターフェースである。以下、ＬＶＤＳレシーバ２によって受付けられた画像信号に対応する画像を入力画像という。

なお、本実施例における画像信号は、入力画像の各画素値を含む信号である。ここで、画素値とは、各画素におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の強度および各画素の輝度を示す値である。

輪郭補正部３は、ＬＶＤＳレシーバ２から入力される画像信号に対し、入力画像中の被写体や文字、図形等の輪郭を強調する輪郭補正処理を行い、輪郭補正処理後の画像信号を色彩制御部４へ出力する処理部である。

色彩制御部４は、輪郭補正部３から入力される画像信号に対し、入力画像中の被写体や図形等の陰影、色彩のグラデーション等を調整する色彩制御処理を行い、色彩制御処理後の画像信号を画質調整部５へ出力する処理部である。

画質調整部５は、色彩制御部４から入力される画像信号に対し、入力画像のコントラストおよびブライトネスの調整をする画質調整処理を行い、画質調整処理後の画像信号をガンマ調整部６へ出力する処理部である。

ガンマ調整部６は、画質調整部５から入力される画像信号に対し、画像を表示する表示部（図示略）の表示特性に合わせて各画素のガンマ値を補正するガンマ調整処理を行い、ガンマ調整処理後の画像信号をディザ調整部７へ出力する処理部である。

ディザ調整部７は、ガンマ調整部６から入力される画像信号に対し、表示部で表現可能な色数で表現すべき中間色を表現させるためのディザリング処理を行い、ディザリング処理後の画像信号を画像拡大処理部８へ出力する処理部である。

画像拡大処理部８は、入力画像の拡大が必要な場合に、ディザ調整部７から入力される画像信号に対し、入力画像の画像サイズを表示部の表示領域の大きさに合わせる拡大処理を行い、拡大処理後の画像信号をタイミング制御部９へ出力する処理部である。

かかる画像拡大処理部８は、入力画像の解像度が表示部の解像度よりも低く、画像信号をそのまま出力すると表示部の表示領域よりも小さな画像サイズで入力画像が表示される場合に、画像信号に対して拡大処理を行って出力する。

なお、画像拡大処理部８は、入力画像の拡大が不要な場合、すなわち、入力画像の解像度が表示部の解像度以上である場合、ディザ調整部７から入力された画像信号をそのままタイミング制御部９へ出力する。

特に、画像拡大処理部８は、入力画像を拡大表示させる場合に、入力画像または入力画像から生成した拡大画像の画素値を補正することで表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像生成するように構成している。なお、画像拡大処理部８の構成および動作の詳細については、図３〜図１０を用いて後述する。

タイミング制御部９は、画像拡大処理部８から入力される画像信号を所定のタイミングで表示部へ出力することによって表示部に画像を表示させる処理部である。たとえば、タイミング制御部９は、表示部で予め定められている水平同期信号および垂直同期信号に同期させたタイミングで画像信号を出力する。

次に、図３を用いて、本実施例に係る画像拡大処理部８の構成について説明する。図３は、本実施例に係る画像拡大処理部８の構成を示すブロック図である。図８に示すように、画像拡大処理部８は、拡大画像生成部８１、縮小画像生成部８２、差分検出部８３、補正部８４を備えている。また、補正部８４は、前段加算部８４１、後段加算部８４２を備えている。

拡大画像生成部８１は、前段加算部８４１を介してディザ調整部７から入力される入力画像の画像信号に対し、バイリニア法を用いた拡大処理を行うことで入力画像から拡大画像を生成する処理部である。

そして、拡大画像生成部８１は、生成した拡大画像の画像信号を後段加算部８４２を介してタイミング制御部９または縮小画像生成部８２へ出力する。ここで、図４を用いて拡大画像生成部８１の動作について説明する。

図４は、本実施例に係る拡大画像生成部８１の動作を示す図である。ここでは、入力画像の解像度が４００×２３４画素（ＥＧＡ）であり、表示部の解像度が８００×４８０画素（ＶＧＡ）であった場合について説明する。

拡大画像生成部８１は、生成する拡大画像を構成する８００×４８０個の各画素を入力画像上へ逆写像し、入力画像上で逆写像した拡大画像の各画素に最も近い４画素の画素値を用いた線形補間によって拡大画像の各画素値を決定する。

たとえば、拡大画像生成部８１は、図４（Ａ）に示す拡大画像Ｐ上のある画素ＰＡの画素値を決定する場合、まず、図４（Ｂ）に示すように、拡大画像Ｐ上の画素ＰＡの座標位置に対応する入力画像ｐ上の座標位置へ拡大画像Ｐ上の画素ＰＡを逆写像する。

続いて、拡大画像生成部８１は、図４（Ｃ）に示すように、入力画像ｐ上で逆写像した画素ＰＡに最も近い４つの画素ｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄの入力画像ｐにおける座標位置を検出する。

続いて、拡大画像生成部８１は、入力画像ｐ上の２画素ｐａ、ｐｄを結ぶ直線と逆写像した画素ＰＡとの距離と、入力画像ｐ上の２画素ｐｂ、ｐｃを結ぶ直線と逆写像した画素ＰＡとの距離との比を算出する。

また、拡大画像生成部８１は、入力画像ｐ上の２画素ｐａ、ｐｂを結ぶ直線と逆写像した画素ＰＡとの距離と、入力画像上の２画素ｐｃ、ｐｄを結ぶ直線と逆写像した画素ＰＡとの距離との比を算出する。

続いて、拡大画像生成部８１は、これらの算出した比と入力画像ｐ上の４画素ｐａ、ｐｂ、ｐｃ、ｐｄの各画素値とを用いて線形補間を行うことにより、逆写像した画素ＰＡの画素値を決定する。

また、拡大画像生成部８１は、図４（Ｄ）に示すように、拡大画像Ｐの端縁を構成する画素ＰＢの画素値を決定する場合、図４（Ｅ）に示すように、拡大画像Ｐ上の画素ＰＢの座標位置に対応する入力画像ｐ上の座標位置へ拡大画像Ｐ上の画素ＰＢを逆写像する。

続いて、拡大画像生成部８１は、図４（Ｆ）に示すように、逆写像した画素ＰＢと隣り合う２画素ｐｅ、ｐｆの画素値を用いた線形補間によって逆写像した画素ＰＢの画素値を決定する。

たとえば、同図（Ｆ）に示すように、逆写像した画素ＰＢが入力画像ｐ上の２画素ｐｅ、ｐｆの中点に存在していた場合、入力画像ｐ上の２画素ｐｅ、ｐｆの各画素値の中間値を逆写像した画素ＰＢの画素値として決定する。

そして、拡大画像生成部８１は、かかる画素値の決定処理を生成する拡大画像の全ての画素について行うことで入力画像の拡大画像Ｐを生成する。なお、拡大画像生成部８１が行う拡大処理は、バイリニア法を用いた拡大処理に限定するものではなく、たとえば、バイキュービック法を用いた拡大処理であってもよい。

図３の説明に戻り、縮小画像生成部８２は、拡大画像生成部８１から入力される拡大画像Ｐの画像信号に対し、拡大画像の画像サイズを入力画像ｐの画像サイズまで縮小する縮小処理を行うことで縮小画像を生成する処理部である。そして、縮小画像生成部８２は、生成した縮小画像の画像信号を差分検出部８３へ出力する。

かかる、縮小画像生成部８２は、拡大画像生成部８１が行う拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像を生成する。たとえば、縮小画像生成部８２は、拡大画像を複数の画素ブロックに分割し、各画素ブロックに含まれる複数の画素の画素値を平均化して縮小画像を生成する方法（以下、「平均間引法」という）を用いた縮小処理を行うことができる。

ここで、図５を用いて、縮小画像生成部８２の動作について説明する。図５は、本実施例に係る縮小画像生成部８２の動作を示す図である。縮小画像生成部８２は、図５（Ａ−１）に示す８００×４８０画素の拡大画像Ｐから図５（Ａ−２）に示す４００×２３４画素の縮小画像ｐ１を生成する。

たとえば、縮小画像生成部８２は、図５（Ａ−１）に示すように、拡大画像Ｐを２×２個、３×２個、３×３個の画素からなる複数の画素ブロックに分割し、各画素ブロック内の画素値の平均値を算出する。なお、拡大画像Ｐを複数の画素ブロックへ分割した際に、端数として画素ブロックへ含められない画素の画素値については、平均値の算出材料としては用いない。

そして、縮小画像生成部８２は、算出した各画素ブロック内の画素値の平均値を各画素ブロックに対応する縮小画像ｐ１上の各画素の画素値として決定することで縮小画像ｐ１を生成する。

具体的には、縮小画像生成部８２は、図５（Ｂ）に示すように、拡大画像Ｐにおける左上端の４画素からなる画素ブロックＰαに含まれる画素値の平均値を縮小画像ｐ１の左上端の画素ｐαの画素値として決定する。

同様に、縮小画像生成部８２は、拡大画像Ｐにおける各画素ブロックＰβ、Ｐγ、ＰΔ内の画素値の平均値を縮小画像ｐ１上で対応する各画素ｐβ、ｐγ、ｐΔの画素値としてそれぞれ決定する。

なお、縮小画像生成部８２が行う縮小処理は、平均間引法を用いた縮小処理に限定するものではなく、拡大画像生成部８１が行う拡大処理の逆処理以外の方法であれば、たとえば、バイキュービック法等の任意の方法を用いた縮小処理を用いることができる。

図３の説明に戻り、差分検出部８３は、ディザ調整部７から入力される入力画像の画像信号と、縮小画像生成部８２から入力される縮小画像の画像信号とに基づき、入力画像と縮小画像の対応する画素値の差分を検出して補正部８４へ出力する処理部である。

かかる差分検出部８３は、入力画像における各画素の画素値から縮小画像における対応画素の画素値を減算することで入力画像と縮小画像の対応する画素値の差分を検出する。

そして、差分検出部８３は、画像拡大処理部８へ新たな入力画像の画像信号が入力された後、１回目に縮小画像生成部８２から縮小画像の画像信号が入力された場合に、検出した差分を補正部８４の前段加算部８４１へ出力する。

その後、差分検出部８３は、画像拡大処理部８へ新たな入力画像の画像信号が入力された後、２回目以降に縮小画像生成部８２から縮小画像の画像信号が入力された場合に、検出した差分を補正部８４の後段加算部８４２へ出力する。

補正部８４は、差分検出部８３から入力される差分に基づいて入力画像または拡大画像の画素値を補正することで拡大画像による入力画像の再現性を向上させる処理部である。ここで、図６および図７を用いて補正部８４の動作を中心に画像拡大処理部８の動作の一例について説明する。

図６および図７は、本実施例に係る画像拡大処理部８の動作の一例を示す図である。ここでは、入力画像におけるある１画素（以下、「対象画素」という）に注目して画像拡大処理部８の動作の一例を説明する。なお、図６および図７における（ ）内の数値は、画素値を示しており、（＋ ）内の数値は画素値に加算する差分を示している。

以下の説明では、説明を容易にするため入力画像の画像信号を入力画像といい、拡大画像の画像信号を拡大画像といい、縮小画像の画像信号を縮小画像という。

図６（Ａ）に示すように、画像拡大処理部８では、ディザ調整部７から入力される入力画像は、前段加算部８４１を介して拡大画像生成部８１へ入力されるとともに差分検出部８３へも入力される。

そして、拡大画像生成部８１は、入力画像が入力されると、前述したバイリニア法を用いた拡大処理により入力画像から拡大画像を生成し、生成した拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。

続いて、縮小画像生成部８２は、拡大画像生成部８１から拡大画像が入力されると、前述した平均間引法を用いた縮小処理により拡大画像から入力画像と画像サイズが同一の縮小画像を生成し、生成した縮小画像を差分検出部８３へ出力する。

ここで、同図（Ａ）に示すように、入力画像における対象画素の画素値が（５０）、縮小画像における対象画素の画素値が（３０）であったとする。すなわち、当初（５０）であった対象画素の画素値が拡大処理および縮小処理を経ることで（３０）まで低下したとする。

続いて、差分検出部８３は、入力画像の各画素値から縮小画像の対応する画素値を減算することで画素毎の画素値の差分を検出する。このとき、差分検出部８３は、対象画素に関する画素値の差分として（２０）を検出する。

ここで、対象画素の画素値が（５０）から（３０）まで低下したのは、入力画像に対して拡大処理および縮小処理を行ったことが原因と考えることができる。このため、入力画像における対象画素の画素値を２０増大させ、再度、拡大処理および縮小処理を行うことで、縮小画像における対象画素の画素値を当初の（５０）へ近付づけることができる。

すなわち、１回目の差分検出で検出された差分を対応する画素の画素値へ加算し、２回目の拡大処理および縮小処理を行うことで拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。このため、差分検出部８３は、図６（Ｂ）に示すように、１回目の差分検出で検出した画素毎の差分を前段加算部８４１へ出力する。

続いて、図７（Ａ）に示すように、前段加算部８４１は、差分検出部８３から入力される差分を入力画像の対応する各画素値へ加算し、差分を加算した入力画像を拡大画像生成部８１へ出力する。

続いて、拡大画像生成部８１は、画素毎に差分が加算された入力画像から拡大画像を再生成し、再生成した拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。そして、縮小画像生成部８２は、再生成された拡大画像から縮小画像を再生成し、再生成した縮小画像を差分検出部８３へ出力する。

続いて、差分検出部８３は、入力画像の各画素値から再生成された縮小画像の対応する画素値を減算することで画素毎に差分を再検出する。ここで、図７（Ａ）に示すように、差分検出部８３は、再生成された縮小画像における対象画素の画素値が（４０）であった場合、対象画素の差分として（１０）を検出する。

このように、差分検出部８３による１回目の差分検出の結果を入力画像の画素値へフィードバックすることで入力画像と縮小画像との画素値の差分を低減することができる。すなわち、かかるフィードバックにより、拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。

ただし、かかるフィードバックを複数回繰り返す場合、毎回、拡大処理を実行する必要がある。このため、差分検出部８３は、図７（Ｂ）に示すように、２回目の差分検出によって検出した画素毎の差分を後段加算部８４２へ出力する。

続いて、後段加算部８４２は、対象画素の画素値へ再検出した差分（１０）を加算する。すなわち、後段加算部８４２は、差分検出部８２から入力された差分を拡大画像生成部８１から入力される拡大画像の対応する画素値へフィードバックして加算する。

そして、後段加算部８４２は、差分を加算して生成した拡大画像をタイミング制御部９へ出力する。こうして、差分検出部８３によって検出された差分を拡大画像へ加算することによっても、拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。

このように、差分検出部８３によって検出された差分を拡大画像へ加算すれば、拡大処理を省略しつつ、前段加算部８４１への差分のフィードバック（粗調整）で向上させた拡大画像による入力画像の再現性をさらに向上（微調整）させることができる。

なお、ここでは、後段加算部８４２への差分のフィードバックを１回行った後に拡大画像をタイミング制御部９へ出力したが、後段加算部８４２への差分のフィードバックを複数回繰り返してもよい。

すなわち、後段加算部８４２による拡大画像への差分の加算、縮小画像生成部８２による縮小画像の生成、差分検出部８３による画素値の差分検出を繰り返し、所定の終了条件が成立した場合に、拡大画像をタイミング制御部９へ出力してもよい。

ここで、図８および図９を用いて、後段加算部８４２への差分のフィードバックを複数回繰り返す場合の画像拡大処理部８の動作の一例について説明する。図８および図９は、本実施例に係る後段加算部８４２への差分のフィードバックを複数回繰り返す場合の画像拡大処理部８の動作の一例を示す図である。

図８に示すように、画像拡大処理部８では、差分検出部８３によってＮ回目に検出された対象画素の差分が（Ｙ）であった場合（同図の（Ａ−１）参照）、差分検出部８３は、検出した差分（Ｙ）を後段加算部８４２へ出力する。このとき、差分検出部８３は、入力画像の全画素に関する差分を後段加算部８４２へ出力する。

続いて、後段加算部８４２は、拡大画像生成部８１から入力される拡大画像の対象画素の画素値へ対応する差分（Ｙ）を加算する（同図の（Ａ−２）参照）。そして、後段加算部８４２は、拡大画像の全画素値へ対応する差分を加算して生成した拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。

続いて、縮小画像生成部８２は、後段加算部８４２から入力される拡大画像から縮小画像を生成し、生成した縮小画像を差分検出部８３へ出力する。このとき、対象画素の画素値が（Ｚ）であったとする（同図の（Ａ−３）参照）。

かかる場合、差分検出部８３は、対象画素に関するＮ＋１回目の差分検出の結果として（Ｘ−Ｚ）を検出する（同図の（Ａ−４）参照）。このとき、差分検出部８３は、入力画像および縮小画像の全画素に関する差分を検出し、検出した差分を画素毎に後段加算部８４２へ出力する。

その後、画像拡大処理部８では、後段加算部８４２による拡大画像の画素値に対する差分の加算、縮小画像生成部８２による縮小画像の生成、差分検出部８３による画素値の差分検出を繰り返す。

そして、画像拡大処理部８では、差分検出部８３によって検出された差分の絶対値が所定の閾値以下となった場合（同図の（Ａ−５）参照）、後段加算部８４２への差分のフィードバックを終了する（同図の（Ａ−６）参照）。

このとき、画像拡大処理部８では、たとえば、全画素に関する差分の絶対値が所定の閾値以下となった場合にフィードバックを終了してもよく、全画素に関する差分の絶対値の平均が所定の閾値以下となった場合にフィードバックを終了してもよい。また、差分が所定の閾値以下となった画素数が所定数を超えた場合にフィードバックを終了してもよい。

そして、画像拡大処理部８では、フィードバックを終了した時点で後段加算部８４２が出力する拡大画像をタイミング制御部８へ出力する（同図の（Ａ−７）参照）。

このように、画像表示装置１では、後段加算部８４２への差分のフィードバックを複数回繰り返すことで、図９（Ａ）に示すように、フィードバックを繰り返す毎に入力画像と縮小画像との対応する画素値の差分を０へ近付けることができる。

これにより、画像表示装置１によれば、図９（Ｂ）に示すように、フィードバックを繰り返す毎に拡大画像による入力画像の再現性を入力画像のレベルへ近付けることができる。

したがって、画像表示装置１によれば、たとえば、斜線やエッジを強調すべき領域が存在する入力画像を拡大表示する場合であっても、斜線やエッジを忠実に再現することができるので表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる。

なお、ここでは、差分の絶対値が所定の閾値以下になることを終了条件としているが、後段加算部８４２への差分のフィードバックの回数が予め設定した所定回数に達したことを終了条件としてもよい。これにより、差分のフィードバックに要する処理量を制限することができる。

次に、図１０を用いて、画像表示装置１で実行される処理について説明する。図１０は、本実施例に係る画像表示装置１で実行される処理を示すフローチャートである。なお、同図には、画像表示装置１の特徴を説明するために必要な処理のみを示しており、一般的な処理についての記載を省略している。

ここでは、画像表示装置１で実行される処理のうち、画像拡大処理部８で実行される処理について説明する。図１０に示すように、画像拡大処理部８では、ディザ調整部７から入力画像が入力されると、拡大画像生成部８１が入力画像に対して拡大処理を行うことで入力画像の拡大画像を生成する（ステップＳ１０１）。

ここで、拡大画像生成部８１は、バイリニア法による画像補間を行って４００×２３４画素（ＥＧＡ）の入力画像から８００×４８０画素（ＶＧＡ）の拡大画像を生成し、生成した拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。

続いて、縮小画像生成部８２は、拡大画像生成部８１から入力された拡大画像から入力画像と画像サイズが同一（４００×２３４画素）の縮小画像を生成し（ステップＳ１０２）、差分検出部８３へ出力する。このとき、縮小画像生成部８２は、バイリニア法ではなく前述の平均間引法によって縮小画像を生成する。

続いて、差分検出部８３は、縮小画像生成部８２から入力される縮小画像と、ディザ調整部７から入力される入力画像との対応する画素の画素値について差分を検出し（ステップＳ１０３）、検出した画素毎の差分を前段加算部８４１へ出力する。

このとき、差分検出部８３は、ステップＳ１０１で拡大画像生成部８１が拡大画像の生成に用いた入力画像と、ステップＳ１０２で縮小画像生成部８２が生成した縮小画像との対応する画素値の差分を検出する。

続いて、前段加算部８４１は、ディザ調整部７から入力された入力画像へ差分検出部８４１から入力される差分を加算し（ステップＳ１０４）、差分が加算された入力画像を拡大画像生成部８１へ出力する。このとき、前段加算部８４１は、ステップＳ１０１で拡大画像生成部８１が拡大画像の生成に用いた入力画像の各画素値に対応する画素値の差分を加算する。

続いて、拡大画像生成部８１は、前段加算部８４１から入力される画素毎に差分が加算された入力画像から拡大画像を再生成し（ステップＳ１０５）、再生成した拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。

続いて、縮小画像生成部８２は、拡大画像生成部８１から入力される再生成された拡大画像から縮小画像を再生成し（ステップＳ１０６）、再生成した縮小画像を差分検出部８３へ出力する。

続いて、差分検出部８３は、縮小画像生成部８２から入力される再生成された縮小画像と、ディザ調整部７から入力された入力画像との対応する画素の画素値について差分を再検出し（ステップＳ１０７）、再検出した画素毎の差分を後段加算部８４２へ出力する。

このとき、差分検出部８３は、ステップＳ１０１で拡大画像生成部８１が拡大画像の生成に用いた入力画像と、ステップＳ１０６で縮小画像生成部８２が再生成した縮小画像との対応する画素値の差分を検出する。

続いて、後段加算部８４２は、拡大画像生成部８１から入力される拡大画像へ差分検出部８３から入力される再検出された差分を加算する（ステップＳ１０８）。

このとき、後段加算部８４２は、差分検出部８３から入力される再検出された画素毎の各差分を拡大画像中の対応する画素群の画素値に対して加算し、次に説明するステップＳ１０９の判定結果が決定するまで差分が加算された拡大画像を保持する。

続いて、差分検出部８３は、ステップＳ１０７で再検出した差分の絶対値が所定の閾値以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０９）。なお、ここでの閾値は、任意に設定することができる値である。

かかる閾値は、たとえば、予め複数種類の閾値を順次変更しながら拡大画像による入力画像の再現性をモニタリングし、モニタリングの結果、視覚的に入力画像の再現性が問題ないと判断された閾値のうち最も絶対値が大きな値を設定することができる。

そして、差分検出部８３は、ステップＳ１０７で再検出した差分の絶対値が所定の閾値よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０６へ移す。かかる場合、後段加算部８４２は、保持している拡大画像を縮小画像生成部８２へ出力する。

一方、差分検出部８３がステップＳ１０７で再検出した差分が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、後段加算部８４２は、保持している拡大画像をタイミング制御部９へ出力し（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例に係る画像表示装置では、拡大処理による入力画像の再現性の低下を想定して入力画像の画素値を補正する。そして、本実施例に係る画像表示装置は、画素値を補正した入力画像から拡大画像を再生成する。

このため、本実施例に係る画像表示装置によれば、画素値を補正していない当初の入力画像から生成した拡大画像よりも入力画像の再現性が高い拡大画像を再生成することができる。

さらに、本実施例に係る画像表示装置では、再生成した拡大画像の縮小画像と当初の入力画像との画素値の差分を、再生成した拡大画像の対応する画素値へ加算することで拡大画像を再生成する。このため、本実施例に係る画像表示装置によれば、画素値を補正した入力画像から再生成した拡大画像よりもさらに入力画像の再現性が高い拡大画像を生成することができる。

また、本実施例に係る画像表示装置は、拡大画像への差分の加算、差分が加算された拡大画像からの縮小画像の再生成、再生成した縮小画像と入力画像との画素値の差分検出を、所定の終了条件が成立するまで繰り返すこともできる。

これにより、本実施例に係る画像表示装置は、一度拡大画像を生成した後、縮小画像と入力画像との画素値の差分を拡大画像の画素値へ繰り返し加算するだけで、入力画像の拡大処理を行うことなく、拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。

このように、本実施例に係る画像表示装置は、入力画像の再現性を向上させた拡大画像を生成することができるため、表示部の解像度よりも低い解像度の入力画像を拡大表示させる場合に、表示部の解像度を生かした高精細な拡大画像を表示させることができる。

したがって、本実施例に係る画像表示装置によれば、たとえば、ワンセグ放送の画像における被写体のエッジや、カーナビゲーションシステムの画像における文字や斜線を、表示部の解像度を生かして忠実に再現した拡大画像を表示させることができる。

なお、上述した実施例では、入力画像の画素値に対する差分の加算と、拡大画像の画素値に対する差分の加算とを行う場合について説明したが、いずれか一方だけを行っても良い。

たとえば、入力画像の画素値に対する差分の加算を行った結果、生成された拡大画像の縮小画像と入力画像との画素値の差分が所定の閾値以下であった場合、拡大画像の画素値に対する差分の加算を省略してもよい。

このように、入力画像の画素値に対する差分の加算を行うだけで、拡大画像による入力画像の再現性が向上する場合には、入力画像の画素値に対する差分の加算を省略することで画像表示装置の処理量を低減することができる。

また、入力画像の画素値に対する差分の加算を行わず、入力画像から生成した拡大画像の縮小画像と入力画像との画素値の差分を拡大画像の画素値へ加算し、画素値を加算した拡大画像の縮小画像と入力画像との画素値の差分が所定の閾値以下であった場合に、画素値が加算された拡大画像を表示させてもよい。これによっても、画像表示装置の処理量を低減することができる。

また、上述した実施例では、入力画像の画素値に対する差分の加算回数を１回としたが、複数回行ってもよい。すなわち、入力画像の画素値への差分の加算、差分を加算した入力画像からの拡大画像の再生成、再生成した拡大画像からの縮小画像の再生成、再生成した縮小画像と入力画像との画素値の差分検出を繰り返し行ってもよい。

また、上述した実施例では、入力画像の画素値に対する差分の加算、拡大画像の画素値に対する差分の加算の順で処理を行ったが、拡大画像の画素値に対する差分の加算、入力画像の画素値に対する差分の加算の順で処理を行ってもよい。

このように、処理の繰り返し回数を増加させた場合や、処理の順序を変更した場合も、上述した実施例と同様に、拡大画像による入力画像の再現性を向上させることができる。

１ 画像表示装置
２ ＬＶＤＳレシーバ
３ 輪郭補正部
４ 色彩制御部
５ 画質調整部
６ ガンマ調整部
７ ディザ調整部
８ 画像拡大処理部
９ タイミング制御部
８１ 拡大画像生成部
８２ 縮小画像生成部
８３ 差分検出部
８４ 補正部
８４１ 前段加算部
８４２ 後段加算部

Claims (4)

1. 入力画像を拡大表示させる画像表示装置であって、
   前記入力画像に対して拡大処理を行うことで拡大画像を生成する拡大画像生成手段と、
   前記拡大画像に対して前記拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像を生成する縮小画像生成手段と、
   前記縮小画像および前記入力画像の対応する画素値の差分を検出する差分検出手段と、
   前記差分検出手段によって検出された前記差分に基づいて前記入力画像または前記拡大画像の画素値を補正する補正手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記差分検出手段は、
   前記補正手段によって前記入力画像の画素値が補正された後、前記拡大画像生成手段によって再生成された拡大画像から前記縮小画像生成手段によって再生成された縮小画像と、前記入力画像との対応する画素値の差分を再検出し、
   前記補正手段は、
   当該差分に基づいて前記拡大画像の画素値を補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記差分検出手段によって検出される差分が所定の終了条件を満たすまで、前記補正手段による前記拡大画像の画素値の補正と、前記縮小画像生成手段による前記縮小画像の再生成と、前記検知手段による差分の再検出とを繰り返し行う
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 入力画像を拡大表示させる画像表示装置による画像表示方法であって、
   前記入力画像に対して拡大処理を行うことで拡大画像を生成する拡大画像生成工程と、
   前記拡大画像に対して前記拡大処理の逆処理以外の縮小処理を行うことで縮小画像を生成する縮小画像生成工程と、
   前記縮小画像および前記入力画像の対応する画素値の差分を検出する差分検出工程と、
   前記差分検出工程によって検出された前記差分に基づいて前記入力画像または前記拡大画像の画素値を補正する補正工程と
   を含んだことを特徴とする画像表示方法。

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