JP2013242527A - 画像処理装置、画像処理方法及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共有メモリを使用する場合でも、迅速に入力画像と合成用画像を合成することができるようにすること。
【解決手段】画像処理装置１００は、共有メモリ１２０と、共有メモリ１２０を制御する共有メモリ制御部１３０と、出力画像ＤＯＵＴの階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、共有メモリ制御部１３０に要求して、元画像を共有メモリ１２０に記憶させる演算部１１０と、共有メモリ制御部１３０に要求して、共有メモリ１２０より元画像を取得し、元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、合成用画像を入力画像ＤＩＮに合成することにより、出力画像ＤＯＵＴを生成する出力画像生成部１４２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法及び画像表示装置に関する。

共有メモリを用いて画像処理を行う画像処理装置が従来からある。例えば、特許文献１に記載の画像処理装置では、ＣＰＵと機能処理部とが、共有メモリをともに使用して画像処理を行っている。

特許第３９５９４０７号公報

しかしながら、従来の画像処理装置では、共有メモリを利用して、入力画像に合成するための合成用画像の描画、及び、入力画像と合成用画像との合成を行う場合に、時間がかかることがある。
例えば、特許文献１記載の画像処理装置は、入力画像に合成するための合成用画像をＣＰＵが描画し、この合成用画像を共有メモリに記憶し、共有メモリから機能処理部がこの合成用画像を読み出し、機能処理部がこの合成画像を入力画像と合成する。この場合、共有メモリに対しては、ＣＰＵからの書き込み要求と、機能処理部からの読み出し要求とが発行される。もし合成用画像の画像サイズが大きい場合、ＣＰＵからの書き込み要求の発行数及び機能処理部からの読み出し要求の発行数が増大することになる。
一方、共有メモリに対して単位時間あたりに読み出し又は書き込みできるデータの上限は、共有メモリを接続するバスの通信速度によって制限される。よって、合成用画像の大きさが大きくなり、書き込み要求の発行数及び読み出し要求の発行数の両方が増大すると、何れか一方を優先せざるを得ず、結果的に入力画像と合成用画像の合成に時間がかかることになる。
そこで、本発明は、共有メモリを使用する場合でも、迅速に入力画像と合成用画像を合成することができるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る画像処理装置は、共有メモリと、前記共有メモリを制御する共有メモリ制御部と、出力画像の階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、前記共有メモリ制御部を介して、当該元画像を前記共有メモリに記憶する処理を行う演算部と、前記共有メモリ制御部を介して、前記共有メモリより前記元画像を取得し、前記元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、当該合成用画像を入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成する出力画像生成部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、共有メモリを使用する場合でも、迅速に入力画像と合成用画像を合成することができる。

実施の形態１及び３に係る画像処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における共有メモリの構成を示す概略図である。 実施の形態１における出力画像生成部の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１における画像処理装置を含む画像表示装置を示す概略図である。 実施の形態２に係る画像処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る画像処理装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。画像処理装置１００は、演算部１１０と、共有メモリ１２０と、共有メモリ制御部１３０と、画像処理部１４０とを備える。また、演算部１１０、共有メモリ１２０及び共有メモリ制御部１３０は、メモリバス１５０を介して接続されている。なお、画像処理装置１００には、入力画像ＤＩＮ及び描画要求信号ＲＱＩＮが入力される。そして、画像処理装置１００は、描画要求信号ＲＱＩＮに従って画像を生成し、生成した画像を入力画像ＤＩＮに合成することで出力画像ＤＯＵＴを生成し、この出力画像ＤＯＵＴを出力する。なお、図１の括弧内の符号は、実施の形態３における構成を示している。

演算部１１０は、元画像を描画する。元画像は、入力画像ＤＩＮに合成するための画像（以下、合成用画像と呼ぶこともある）の元になるものである。ここで、演算部１１０は、後述するように、画像処理部１４０から得られる描画指示信号Ｃ１４１に従って、元画像を描画する。例えば、演算部１１０は、合成用画像の大きさが予め定められた大きさ以上である場合に、合成用画像の階調数よりも少ない階調数で元画像を生成する。演算部１１０は、描画によって得られた元画像の書き込み、並びに、描画の際必要になる一時的なデータの読み出し及び書き込みを、共有メモリ制御部１３０に要求する。そして、演算部１１０は、これらの処理を共有メモリ１２０に対して行う。なお、演算部１１０は、共有メモリ１２０に対してデータの書き込み又は読み出しを行う際は、要求信号ＲＱ１１０を発行する。さらに、演算部１１０は、元画像を共有メモリ１２０に書き込んだ場合には、元画像を共有メモリ１２０に書き込んだ領域を示す読出領域通知信号Ｄ１１０を画像処理部１４０に与える。

共有メモリ１２０は、演算部１１０及び画像処理部１４０で共有されるメモリである。
図２は、共有メモリ１２０の構成を示す概略図である。共有メモリ１２０は、領域Ｍ０１、領域Ｍ０２及び領域Ｍ９９の３つの領域に分割されている。このうち領域Ｍ０１及び領域Ｍ０２は、演算部１１０が描画した元画像を書き込むための領域で、領域Ｍ９９は、元画像以外に必要な一時的データを書き込むための領域である。例えば、領域Ｍ９９には、描画の際必要になる一時的なデータとして、画像を構成する複数の素材データと、それぞれの素材データの配置位置及び拡大縮小率等のように、それぞれの素材データの描画定義を示す描画定義情報とが記憶される。

演算部１１０は、元画像を更新する際は、領域Ｍ０１及び領域Ｍ０２の何れか一方に、新しい元画像を書き込む。そして、画像処理部１４０は、読出領域通知信号Ｄ１１０によって、領域Ｍ０１及び領域Ｍ０２の何れか一方から、描画の完了した元画像を読み出す。言い換えると、領域Ｍ０１に対して元画像の書き込みが完了している場合、画像処理部１４０は、領域Ｍ０１から元画像を読み出し、演算部１１０は、領域Ｍ０２に新しい元画像を書き込む。逆に、領域Ｍ０２に対して元画像の書き込みが完了している場合、画像処理部１４０は、領域Ｍ０２から元画像を読み出し、演算部１１０は、領域Ｍ０１に新しい元画像を書き込む。画像処理部１４０は、どちらの領域から元画像を読み出すかを、演算部１１０が出力する読出領域通知信号Ｄ１１０によって判断する。なお、画像処理部１４０は、共有メモリ１２０から元画像を読み出す場合には、要求信号ＲＱ１４２を発行する。

共有メモリ制御部１３０は、共有メモリ１２０に対して発行される複数の要求信号（上述の例では、要求信号ＲＱ１１０及び要求信号ＲＱ１４２）の調停を行う。そして、共有メモリ制御部１３０は、調停の結果、共有メモリ１２０に対する読み出し動作又は書き込み動作が許可された対象（上述の例では演算部１１０又は画像処理部１４０）と共有メモリ１２０との間で必要なデータの受け渡しを行う。なお、複数の要求信号に対する調停を行う方法は、例えば、特許第３７３２１３９号公報に開示されている。

画像処理部１４０は、入力画像ＤＩＮ及び描画要求信号ＲＱＩＮを取得する。そして、画像処理部１４０は、描画要求信号ＲＱＩＮに従って描画指示信号Ｃ１４１を生成して、この描画指示信号Ｃ１４１を演算部１１０に与える。また、画像処理部１４０は、描画指示信号Ｃ１４１に従って演算部１１０で生成された元画像を共有メモリ１２０から読み出し、この元画像を入力画像ＤＩＮに合成することで出力画像ＤＯＵＴを生成する。そして、画像処理部１４０は、出力画像ＤＯＵＴを出力する。ここで、画像処理部１４０は、描画制御部１４１と、出力画像生成部１４２とを備える。

描画制御部１４１は、描画要求信号ＲＱＩＮを取得して、この描画要求信号ＲＱＩＮに従って描画指示信号Ｃ１４１を生成する。ここで、描画制御部１４１は、描画要求信号ＲＱＩＮで描画することが要求された合成用画像の大きさ（合成用画像を構成する画素の数）が所定の値以上の場合、その合成用画像の階調数よりも少ない階調数で画像を描画する描画指示信号Ｃ１４１を生成する。例えば、描画制御部１４１は、合成用画像の大きさが所定の値以上の場合、出力画像ＤＯＵＴの階調数よりも少ない階調数で画像を描画する描画指示を示す描画指示信号Ｃ１４１を生成する。ここで、出力画像ＤＯＵＴの階調数、及びこの階調数よりも少ない階調数は、予め定められていればよい。また、描画制御部１４１は、合成用画像の大きさが所定の値未満の場合には、出力画像ＤＯＵＴと同じ階調数となるように画像を描画する描画指示を示す描画指示信号Ｃ１４１を生成する。なお、描画制御部１４１は、描画情報記憶部としてのメモリ１４１ａを備えている。このメモリ１４１ａは、描画要求信号ＲＱＩＮで描画することが要求される合成用画像の大きさ及び階調数を含む描画情報を記憶している。そして、描画制御部１４１は、この描画情報を参照することで、描画要求信号ＲＱＩＮで描画することが要求された合成用画像の大きさ及び階調数を特定する。
そして、描画制御部１４１は、このようにして生成した描画指示信号Ｃ１４１を演算部１１０に与える。また、描画制御部１４１は、描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数及び合成用画像の階調数を示す階調数通知信号Ｄ１４１を出力画像生成部１４２に与える。

出力画像生成部１４２は、共有メモリ制御部１３０に要求して、元画像を共有メモリ１２０から読み出し、描画制御部１４１から与えられた階調数通知信号Ｄ１４１に従って、読み出した元画像から合成用画像を得る。本実施の形態においては、出力画像生成部１４２は、合成用画像の大きさが予め定められた大きさ以上である場合に、元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、合成用画像の大きさが予め定められた大きさ未満である場合に、元画像をそのまま合成用画像とする。そして、出力画像生成部１４２は、合成用画像を入力画像ＤＩＮと合成することで出力画像ＤＯＵＴを生成し、この出力画像ＤＯＵＴを出力する。なお、演算部１１０が描画した元画像を共有メモリ１２０から読み出す際は、出力画像生成部１４２は、共有メモリ制御部１３０に対して要求信号ＲＱ１４２を発行する。

図３は、出力画像生成部１４２の構成を概略的に示すブロック図である。出力画像生成部１４２は、階調変換部１４２ａと、合成部１４２ｂとを備える。なお、図３中の符号ＤＭは、共有メモリ１２０から読み出した元画像を現す。また、図３の括弧内の符号は、実施の形態３における構成を示している。

階調変換部１４２ａは、描画制御部１４１から与えられた階調数通知信号Ｄ１４１に従って、元画像ＤＭから合成用画像を得る。例えば、階調変換部１４２ａは、階調数通知信号Ｄ１４１に基づいて、描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数と合成用画像の階調数とが同じであると判断した場合には、元画像ＤＭの階調数を変更せずに、元画像ＤＭをそのまま合成用画像として合成部１４２ｂに与える。一方、階調変換部１４２ａは、階調数通知信号Ｄ１４１に基づいて、描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数と合成用画像の階調数とが異なるものであると判断した場合（描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数が合成用画像の階調数よりも小さい場合）には、元画像ＤＭの階調数を変更することで合成用画像を生成し、生成した合成用画像を合成部１４２ｂに与える。例えば、階調変換部１４２ａは、εフィルタに代表されるエッジ保存型平滑化処理を用いて、元画像ＤＭのビット数を増やした階調修正画像を、合成用画像として出力する。なお、画像の階調数を増やす処理については、例えば特許第４５２７７５０号公報に開示されている。ここで、階調変換部１４２ａは、元画像ＤＭの階調数を、階調数通知信号Ｄ１４１で示される合成用画像の階調数にまで増加させることが望ましい。なお、階調数通知信号Ｄ１４１で示される合成用画像の階調数は、出力画像ＤＯＵＴの階調数と同じものとする。

合成部１４２ｂは、入力画像ＤＩＮと合成用画像とを合成し、出力画像ＤＯＵＴを生成する。そして、合成部１４２ｂは、生成した出力画像ＤＯＵＴを出力する。合成の例としては、入力画像ＤＩＮの一部を合成用画像で上書きする方法、及び、いわゆるアルファブレンドと呼ばれる方法等がある。

以上が、実施の形態１に係る画像処理装置１００である。以下、その作用及び効果を中心に説明する。

まず、仮に、演算部１１０が、合成用画像の大きさによらず、一定の階調数（例えば、出力画像ＤＯＵＴと同じ階調数）で元画像を描画する場合の問題について述べる。
この場合、元画像を１枚読み出すために、出力画像生成部１４２が共有メモリ１２０から読み出すデータ量（あるいは、出力画像生成部１４２が発行する要求信号ＲＱ１４２の数）は、演算部１１０が描画する元画像の大きさにほぼ比例する。
さらに、元画像を１枚描画するために、演算部１１０が共有メモリ１２０に対して書き込み又は読み出すデータ量（あるいは、演算部１１０が発行する要求信号ＲＱ１１０の数）も、演算部１１０が描画する元画像の大きさが増大するにつれ大きくなる。
そして、共有メモリ１２０に対して単位時間あたりに読み出し又は書き込みできるデータ量の上限（言い換えると、共有メモリ制御部１３０が単位時間あたりに処理できる要求信号ＲＱ１１０の数と要求信号ＲＱ１４２の数の和）は、メモリバス１５０の通信速度によって制限される。
従って、元画像の大きさが大きくなり、演算部１１０が発行する要求信号ＲＱ１１０及び出力画像生成部１４２が発行する要求信号ＲＱ１４２の発行数がどちらも増大すると、演算部１１０による元画像の描画及び出力画像生成部１４２による元画像の読み出しの少なくとも一方に時間がかかり、結果的に入力画像ＤＩＮと合成用画像の合成に時間がかかることになる。

一方、実施の形態１に係る画像処理装置１００は、合成用画像の大きさが所定の値以上の場合、より少ない階調数で元画像を描画し、共有メモリ１２０に書き込む又は共有メモリ１２０から読み出すデータサイズが小さくなるので、合成用画像の大きさが大きくなっても、要求信号ＲＱ１４２の発行数及び要求信号ＲＱ１１０の発行数が増大しない。従って、演算部１１０による合成用画像の描画及び出力画像生成部１４２による元画像の読み出しにも時間がかからない。つまり、合成用画像の大きさが大きくなっても、入力画像ＤＩＮと合成用画像との合成を短時間のうちに終えることができる。

また、一般的に画像の階調数が少なくなると、特にグラディエーションのように階調が滑らかに変化する箇所に、擬似輪郭と呼ばれる偽の模様が現れ、視覚的に不快に感じることがある。この点、実施の形態１に係る画像処理装置１００は、元画像の階調数を増やした合成用画像を入力画像ＤＩＮと合成しているため、元画像の描画に用いる階調数を少なくしたとしても、視覚的な不快感を与えることもない。

画像処理装置１００は、画像表示装置に用いることができる。図４は、画像処理装置１００を含む画像表示装置１０を示す概略図である。画像表示装置１０は、テレビ１１と、テレビ用リモコン１２とを備える。テレビ１１は、図１に示されている画像処理装置１００を内部に備えている。画像処理装置１００が出力する出力画像ＤＯＵＴは、テレビ１１が備える、例えば液晶パネル等の表示部１１ａに表示される。

また、テレビ１１の使用者は、テレビ用リモコン１２を用いてテレビ１１を制御できる。さらにテレビ用リモコン１２からの制御内容によって、テレビ１１上には様々なユーザーメニューが表示される。ユーザーメニューの例としては、電子番組表及び画質調整用のメニュー等がある。

図１に示す画像処理装置１００内の描画制御部１４１は、テレビ用リモコン１２からの制御内容に応じて、テレビ１１の制御部（図示せず）から発行された描画要求信号ＲＱＩＮに従って、テレビ１１上に表示するユーザーメニューの元画像を描画する描画指示信号Ｃ１４１を生成する。この元画像は、出力画像生成部１４２において合成用画像にされる。そして、合成用画像は、テレビ１１の入力画像ＤＩＮ（図示しないアンテナ線からの入力映像及び図示しない映像再生装置（例えば、ブルーレイプレーヤー）の再生映像等）と合成され、テレビ１１上に表示される。

テレビ１１は、図１に示されている画像処理装置１００を備えているので、表示部に占めるユーザーメニューの表示領域が大きかったとしても、共有メモリ１２０に書き込む又は共有メモリ１２０から読み出すデータサイズは小さいので、短時間のうちにユーザーメニューを描画及び表示することができる。従って、使用者は、テレビ用リモコン１２を介して、素早くテレビ１１を制御することができる。さらに、ユーザーメニュー中にグラディエーションのような階調が滑らかに変化する箇所があったとしても、視覚的な不快感のない画像が迅速に表示されるので、デザイン性の高いユーザーメニューが迅速に表示される。

なお、階調変換部１４２ａの処理は、エッジ保存側の平滑化フィルタを使って階調数を増やす処理が最も効果的であるが、変形例としてディザ処理であってもよい。

実施の形態２．
実施の形態２は、図１に示されている画像処理装置１００において、入力画像ＤＩＮに対し所定の画像処理を行う機能処理部が追加されている。この機能処理部は、必要に応じて共有メモリ１２０に対して読み出し又は書き込みを行う。

図５は、実施の形態２に係る画像処理装置２００の構成を概略的に示すブロック図である。画像処理装置２００は、演算部１１０と、共有メモリ１２０と、共有メモリ制御部２３０と、画像処理部２４０とを備える。実施の形態２に係る画像処理装置２００は、共有メモリ制御部２３０での処理の点及び画像処理部２４０の構成の点において、実施の形態１に係る画像処理装置１００と異なっている。

画像処理部２４０は、描画制御部１４１と、出力画像生成部１４２と、機能処理部２４３と、機能処理部２４４とを備える。実施の形態２における画像処理部２４０は、機能処理部２４３及び機能処理部２４４をさらに備える点において、実施の形態１における画像処理部１４０と異なっている。

機能処理部２４３は、入力画像ＤＩＮに対し、ノイズ除去処理を行うノイズ除去部である。機能処理部２４３は、ノイズ除去処理の過程で必要になるデータを、共有メモリ１２０に対して読み出し又は書き込みを行う。なお、共有メモリ１２０に対して読み出し又は書き込みが必要な場合、機能処理部２４３は、要求信号ＲＱ２４３を発行する。

機能処理部２４４は、ノイズ除去処理を受けた入力画像ＤＩＮに対し、強調処理を行う強調部である。機能処理部２４４は、強調処理の過程で必要になるデータを、共有メモリ１２０に対して読み出し又は書き込みを行う。なお、共有メモリ１２０に対して読み出し又は書き込みが必要な場合、機能処理部２４４は、要求信号ＲＱ２４４を発行する。

共有メモリ制御部２３０は、要求信号ＲＱ１１０、要求信号ＲＱ２４３、要求信号ＲＱ２４４及び要求信号ＲＱ１４２の調停行う。そして、共有メモリ制御部２３０は、調停の結果、共有メモリ１２０に対する読み出し動作又は書き込み動作が許可された対象（上述の例では、演算部１１０、機能処理部２４３、機能処理部２４４及び出力画像生成部１４２の何れか）と、共有メモリ１２０との間で必要なデータの受け渡しを行う。

実施の形態２に係る画像処理装置２００によれば、入力画像ＤＩＮに対して、様々な画像処理を行うことができるので、入力画像ＤＩＮをより高画質にして出力することができる。なお、機能処理部２４３及び機能処理部２４４で行う画像処理は、ノイズ除去処理及び強調処理に限定されない。また、より多くの機能処理部が設けられていてもよく、機能処理部２４３及び機能処理部２４４の何れか一方だけが設けられていてもよい。

実施の形態３．
画像の階調数を増やす場合、画像がカラー画像の場合、単純に色成分毎に独立して処理すると画像の画質が悪化することがある。以下、元画像が赤成分（Ｒ成分）、緑成分（Ｇ成分）、青成分（Ｂ成分）からなるカラー画像であり、εフィルタのようなエッジ保存型の平滑化フィルタを用いて元画像の階調数を増やす場合を例に、実施の形態３を説明する。

図１に示されているように、実施の形態３に係る画像処理装置３００は、演算部１１０と、共有メモリ１２０と、共有メモリ制御部１３０と、画像処理部３４０とを備える。実施の形態３に係る画像処理装置３００は、画像処理部３４０での処理において、実施の形態１に係る画像処理装置１００と異なっている。

画像処理部３４０は、描画要求信号ＲＱＩＮを取得する。そして、画像処理部３４０は、描画要求信号ＲＱＩＮに従って、描画指示信号Ｃ１４１を生成して、この描画指示信号Ｃ１４１を演算部１１０に与える。また、画像処理部３４０は、描画指示信号Ｃ１４１に従って演算部１１０で生成された元画像を共有メモリ１２０から読み出し、この元画像から合成用画像を得る。そして、画像処理部３４０は、得られた合成用画像を入力画像ＤＩＮに合成することで出力画像ＤＯＵＴを生成する。ここで、画像処理部３４０は、描画制御部１４１と、出力画像生成部３４２とを備える。実施の形態３における画像処理部３４０は、出力画像生成部３４２での処理において、実施の形態１における画像処理部１４０と異なっている。

出力画像生成部３４２は、元画像を共有メモリ１２０から読み出し、描画制御部１４１から与えられた階調数通知信号Ｄ１４１に従って、読み出した元画像から合成用画像を得る。そして、出力画像生成部３４２は、得られた合成用画像を入力画像ＤＩＮと合成することで出力画像ＤＯＵＴを生成し、この出力画像ＤＯＵＴを出力する。

図３に示されているように、出力画像生成部３４２は、階調変換部３４２ａと、合成部１４２ｂとを備える。実施の形態３における出力画像生成部３４２は、階調変換部３４２ａでの処理において、実施の形態１における出力画像生成部１４２と異なっている。

階調変換部３４２ａは、描画制御部１４１から与えられた階調数通知信号Ｄ１４１に従って、元画像ＤＭから合成用画像を得る。例えば、階調変換部３４２ａは、階調数通知信号Ｄ１４１に基づいて、描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数と合成用画像の階調数とが同じであると判断した場合には、元画像ＤＭの階調数を変更せずに、元画像ＤＭをそのまま合成用画像として合成部１４２ｂに与える。一方、階調変換部３４２ａは、階調数通知信号Ｄ１４１に基づいて、描画指示信号Ｃ１４１で指示した階調数と合成用画像の階調数とが異なると判断した場合には、元画像ＤＭの階調数を変更することで合成用画像を生成し、生成した合成用画像を合成部１４２ｂに与える。例えば、階調変換部１４２ａは、元画像ＤＭに対してεフィルタに代表されるエッジ保存型平滑化処理を用いて元画像ＤＭのビット数を増やした階調修正画像を合成用画像として出力する。

まず、単純に色成分毎に独立してεフィルタによる処理を施す場合を考える。

以下、水平座標ｘ、垂直座標ｙを用いて座標（ｘ，ｙ）で表される位置にある元画像の画素が持つＲ成分をＲ１（ｘ，ｙ）、Ｇ成分をＧ１（ｘ，ｙ）、Ｂ成分をＢ１（ｘ，ｙ）とする。また、εフィルタによって階調数が増やされた合成用画像の画素が持つＲ成分をＲ２（ｘ，ｙ）、Ｇ成分をＧ２（ｘ，ｙ）、Ｂ成分をＢ２（ｘ，ｙ）で表す。
ここで、単純に色成分毎に独立してεフィルタにより施される処理は、下記の（１）〜（３）式で表される。

なお、上記の式でεは閾値を表す。（ｉ，ｊ）は、注目画素（ｘ，ｙ）に対する各周辺画素の相対位置を表す。ａ（ｉ，ｊ）は加重加算用の係数を表す。ここで、係数ａ（ｉ，ｊ）は、下記の（４）式を満たすように、予め定められていることが望ましい。

（１）〜（３）式では、元画像内に有彩色のエッジが存在すると、エッジ近傍において、色成分によって平滑化処理が行われたり行われなかったりすることがある。例えば、Ｒ成分は、エッジの近傍で画素値の変化がεフィルタの計算に用いる閾値より大きいが、Ｇ成分及びＢ成分は、エッジの近傍で画素値の変化がεフィルタの計算に用いる閾値以下であるとすると、Ｒ成分についてはεフィルタによる平滑化処理が行われないため、Ｒ成分に関しては合成用画像を描画する際に意図した通りの画素値の変化が保たれる。一方、Ｇ成分及びＢ成分についてはεフィルタによる平滑化処理が行われるため、Ｇ成分及びＢ成分に関しては合成用画像を描画する際に意図しなかった画素値の変化が現れる。その結果、有彩色のエッジ近傍で画素値の変化が意図した通りとならず、この箇所に不自然な色の変化が現れることがある。

上記のような不具合を避けるためには、色成分毎に独立してエッジ保存型の平滑化フィルタによる処理を行うのではなく、元画像を構成する全ての色成分について、平滑化処理を行う画素と行わない画素とを統一する必要がある。以下、実施の形態３において、εフィルタを例に合成用画像を構成する全ての色成分について、平滑化処理を行う画素と行わない画素を統一する方法を述べる。

実施の形態３における階調変換部３４２ａは、平滑化処理を行うか行わないかの判断を全ての色成分の間で共通としている。言い換えると、階調変換部３４２ａは、画素毎に、何れかの色成分に対して平滑化処理を行う場合には、他の全ての色成分に対しても平滑化処理を行う。このような処理は、例えば、下記の（５）〜（７）式で表される。

なお、上記の式で、ｍａｘ（Ａ，Ｂ，Ｃ）はＡ、Ｂ、Ｃの最大値を表す。また、上記の式でも、εは閾値を表す。また、ａ（ｉ，ｊ）は加重加算用の係数を表し、（４）式を満たすように、予め定められていることが望ましい。

なお、上記の議論は、元画像が第１から第Ｎの色成分で表される画像であれば、どのような色成分であっても当てはまり、上記のように平滑化処理を行うか行わないかの判断を全ての色成分の間で共通とすることで、有彩色のエッジ近傍に不自然な色の変化が現れることを防止することができる。

実施の形態１〜３において、合成用画像の画素数の増大に伴う共有メモリ１２０への負担を最大限に軽減するには、合成用画像の画素数の増加に対して、元画像の階調数を単調減少（あるいは単調非増加）の関係で減少させるのがよい。

また、実施の形態１〜３に係る画像処理装置１００、２００、３００と同様の動作を、コンピュータプログラムを実行することでコンピュータが実行するように構成することも可能である。
例えば、一般的なＣＰＵが、共有メモリ制御部１３０、２３０、演算部１１０、描画制御部１４１及び出力画像生成部１４２、３４２と同じ動作をマルチタスクで実行することで、ＣＰＵに接続されたメモリを共有メモリ１２０と同様に利用することができる。このような場合には、図１に示されている画像処理装置１００、３００と同じ効果を得ることができる。さらに、この際、ＣＰＵが、図５に示されている機能処理部２４３及び機能処理部２４４と同じ動作を実行することで、図５に示されている画像処理装置２００と同じ効果を得ることもできる。また、上記の方法で得られた画像を表示部に表示することで、図４に示されている画像表示装置１０と同様の効果を得ることができる。

１００，２００，３００ 画像処理装置、 １１０ 演算部、 １２０ 共有メモリ、 １３０ 共有メモリ制御部、 １４０，２４０，３４０ 画像処理部、 １４１ 描画制御部、 １４２，３４２ 出力画像生成部、 １４２ａ 階調変換部、 １４２ｂ 合成部、 ２４３，２４４ 機能処理部。

Claims (12)

1. 共有メモリと、
   前記共有メモリを制御する共有メモリ制御部と、
   出力画像の階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、前記共有メモリ制御部に要求して、当該元画像を前記共有メモリに記憶させる演算部と、
   前記共有メモリ制御部に要求して、前記共有メモリより前記元画像を取得し、前記元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、当該合成用画像を入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成する出力画像生成部と、を備えること
   を特徴とする画像処理装置。
2. 前記出力画像生成部は、前記元画像の階調数を前記出力画像の階調数にまで増加させること
   を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記出力画像生成部は、エッジ保存型平滑化フィルタを用いて前記元画像の階調数を増加させること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記出力画像生成部は、画素毎に、何れかの色成分に対して平滑化処理を行う場合には、全ての色成分に対して平滑化処理を行うこと
   を特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記出力画像生成部は、画素毎に、何れかの色成分の差分の絶対値が予め定められた閾値以下である場合に、全ての色成分に対して平滑化処理を行うこと
   を特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記出力画像生成部は、前記元画像に対してディザ処理を行って、前記元画像の階調数を増加させること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
7. 前記演算部は、前記合成用画像の大きさが予め定められた大きさ以上である場合に、前記合成用画像の階調数よりも少ない階調数で、前記元画像を生成し、
   前記出力画像生成部は、前記合成用画像の大きさが予め定められた大きさ以上である場合に、前記元画像の階調数を増加させることにより前記合成用画像を生成すること
   を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像処理装置。
8. 前記合成用画像を生成する要求である描画要求に従って、前記演算部に描画指示を与える描画制御部をさらに備え、
   前記描画制御部は、前記描画要求で要求された合成用画像の大きさが予め定められた大きさ以上である場合に、前記描画要求で要求された合成用画像の階調数よりも少ない階調数で前記元画像を生成する描画指示を前記演算部に与え、
   前記演算部は、前記描画指示に従って前記元画像を生成すること
   を特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記入力画像に所定の処理を行う機能処理部をさらに備え、
   前記出力画像生成部は、前記合成用画像を、前記機能処理部で処理された入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成すること
   を特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の画像処理装置。
10. 出力画像の階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、共有メモリを制御して、当該元画像を前記共有メモリに記憶させる演算過程と、
    前記共有メモリを制御して、前記共有メモリより前記元画像を取得し、前記元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、当該合成用画像を入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成する出力画像生成過程と、を備えること
    を特徴とする画像処理方法。
11. 共有メモリと、
    前記共有メモリを制御する共有メモリ制御部と、
    出力画像の階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、前記共有メモリ制御部に要求して、当該元画像を前記共有メモリに記憶させる演算部と、
    前記共有メモリ制御部に要求して、前記共有メモリより前記元画像を取得し、前記元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、当該合成用画像を入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成する出力画像生成部と、
    前記出力画像を表示する表示部と、を備えること
    を特徴とする画像表示装置。
12. 出力画像の階調数よりも少ない階調数の元画像を生成し、共有メモリを制御して、当該元画像を当該共有メモリに記憶させる演算過程と、
    前記共有メモリを制御して、前記共有メモリより前記元画像を取得し、前記元画像の階調数を増加させることにより合成用画像を生成し、当該合成用画像を入力画像に合成することにより、前記出力画像を生成する出力画像生成過程を備える画像処理方法によって処理された画像を表示すること
    を特徴とする画像表示装置。

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