JP2014165679A - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る画像処理装置は、入力画像信号の垂直方向の周波数成分の高周波部分を除去する垂直フィルタと、入力画像信号に含まれる水平方向の周波数成分より高い周波数成分を含む水平方向の高調波を生成する水平鮮鋭化処理部と、入力画像信号の水平方向の周波数成分の高周波部分を除去する水平フィルタと、入力画像信号に含まれる垂直方向の周波数成分より高い周波数成分を含む垂直方向の高調波を生成する垂直鮮鋭化処理部と、を備え、前記水平鮮鋭化処理部の前段に前記垂直フィルタが配置された水平方向処理部と、前記垂直鮮鋭化処理部の前段に前記水平フィルタが配置された垂直方向処理部とが、直列又は並列に接続され入力画像を鮮鋭化する。
【選択図】図7
Description
図1は、本発明の鮮鋭化処理部FEの第1の構成例を示すブロック図である。この鮮鋭化処理部FEは、画像を表すデジタル信号として外部から入力される入力画像信号Sinに対し、その入力画像信号Sinの表す画像を鮮鋭化するための処理を施す装置であって、HPF10(高域通過フィルタ)と、非線形処理部20(非対称型非線形関数)と、リミッター30とを備えている。
図5は、本発明の鮮鋭化処理部の第2の構成例を示すブロック図である。この鮮鋭化処理部FEは、非線形処理部40(非線形関数)と、HPF10と、リミッター30とを備えている。以下、図6に示す画像の水平方向の信号レベル(輝度値)の波形を例に、各構成部の動作及び出力される波形の説明を行う。なお、画像の垂直方向の信号レベルの波形や、動画像における画像間の時間方向の信号レベルの波形についても、各構成部は水平方向と同等の処理で鮮鋭化処理を行うことが可能である。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置1の構成を示す図である。画像処理装置1は、垂直LPF13(垂直フィルタ)及び水平LPF14(水平フィルタ)と、水平鮮鋭化処理部FEh及び垂直鮮鋭化処理部FEvと、第1加算器15及び第2加算器16とを備える。画像処理装置1は、水平鮮鋭化処理部FEhの前段に垂直LPF13が配置された構成を水平方向処理部とし、垂直鮮鋭化処理部FEvの前段に水平LPF14が配置された構成を垂直方向処理部とすると、水平方向処理部と垂直方向処理部とが直列に接続された構成となる。図8は、画像処理装置1の各機能ブロックが出力する信号が表す画像の周波数成分を示す図である。これ以降、図8の周波数成分とともに各機能ブロックの処理を説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置2の構成を示す図である。画像処理装置2は、第1の実施形態の画像処理装置1と同等の機能ブロックを備え、垂直LPF13及び水平LPF14の配置が第1の実施形態と異なるものである。各機能ブロックについて、第1の実施形態と同等の処理については重複する説明を省略する。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る画像処理装置3の構成を示す図である。画像処理装置3は、垂直LPF13及び水平LPF14と、水平鮮鋭化処理部FEh及び垂直鮮鋭化処理部FEvと、第1加算器15及び第2加算器16とを備える。画像処理装置3は、水平鮮鋭化処理部FEhの前段に垂直LPF13が配置された構成を水平方向処理部とし、垂直鮮鋭化処理部FEvの前段に水平LPF14が配置された構成を垂直方向処理部とすると、水平方向処理部と垂直方向処理部とが並列に接続された構成となる。図11は、画像処理装置3の各機能ブロックが出力する信号の周波数成分を示す図である。これ以降、図11の周波数成分とともに各機能ブロックの処理を説明する。
図12は、本発明の第4の実施形態に係る画像処理装置4の構成を示す図である。第4の実施形態に係る画像処理装置4は、第1の2次元フィルタ21及び第2の2次元フィルタ22と、水平鮮鋭化処理部FEh及び垂直鮮鋭化処理部FEvと、増幅器17(切替器)と、第1加算器15、第2加算器16及び第3加算器18とを備える。画像処理装置4は、水平鮮鋭化処理部FEhの前段に第1の2次元フィルタ21が配置された構成を水平方向処理部とし、垂直鮮鋭化処理部FEvの前段に第2の2次元フィルタ22が配置された構成を垂直方向処理部とすると、水平方向処理部の後段と垂直方向処理部の前段とに接続された切替器(増幅器17)を備え、切替器である増幅器17の設定(増幅率β)により、水平方向処理部と垂直方向処理部の並列接続及び直列接続を切り替えるものである。なお、後述の通り、増幅器17の増幅率βは0≦β≦1の範囲の値となるため、増幅率βが0<β<1の場合には、増幅器17は並列接続及び直列接続のいずれか一方に厳密に切り替えるものではなく、並列接続及び直列接続をそれぞれを含む回路構成とすることができる。
図16は、本発明の第5の実施形態に係る画像処理装置5の構成を示す図である。第5の実施形態に係る画像処理装置5は、第3の実施形態に係る画像処理装置3に入力画像信号Sinの水平及び垂直方向の動き量(フィールド変化)を検出するフィールド変化検出部60を加えて構成されるものである。なお、各機能ブロックについて、第3の実施形態と同等の処理については重複する説明を省略する。
以下、参考のため、図1及び図5鮮鋭化処理部FEにおいて、サンプリング周波数がfsである入力画像のナイキスト周波数fs/2を越える高周波域の補償が可能となる点について説明する。
Nω/(2π)<fs/2≦(N+1)ω/(2π)
である。
10 HPF
111〜11(m−1) 単位遅延素子
121〜12m 乗算器
131 加算器
11 LPF
12 減算器
13 垂直LPF(垂直フィルタ)
14 水平LPF(水平フィルタ)
15 第1加算器
16 第2加算器
17 増幅器(切替器)
18 第3加算器
20、40 非線形処理部
21 第1の2次元フィルタ(垂直フィルタ)
22 第2の2次元フィルタ(水平フィルタ)
30 リミッタ
50 増幅器
60 フィールド変化検出部
61 フレームメモリ
62、63 水平LPF
64、65 垂直LPF
66、67 差分検出部
68 ゲイン決定部
また、前記増幅器の増幅率βは0≦β≦1であることが好ましい。
前記増幅率βは0≦β≦1であることが好ましい。
Claims (8)
- 入力画像を表す入力画像信号に含まれる周波数成分より高い周波数成分を生成して入力画像を鮮鋭化する画像処理装置であって、
少なくとも入力画像信号に含まれる水平方向の高周波部分において、入力画像信号の垂直方向の周波数成分の高周波部分を除去する垂直フィルタと、
入力画像信号に含まれる水平方向の周波数成分より高い周波数成分を含む水平方向の高調波を生成する水平鮮鋭化処理部と、
少なくとも入力画像信号に含まれる垂直方向の高周波部分において、入力画像信号の水平方向の周波数成分の高周波部分を除去する水平フィルタと、
入力画像信号に含まれる垂直方向の周波数成分より高い周波数成分を含む垂直方向の高調波を生成する垂直鮮鋭化処理部と、を備え、
前記水平鮮鋭化処理部の前段に前記垂直フィルタが配置された水平方向処理部と、
前記垂直鮮鋭化処理部の前段に前記水平フィルタが配置された垂直方向処理部とが、直列又は並列に接続され入力画像を鮮鋭化する画像処理装置。 - 並列に接続された前記水平方向処理部及び前記垂直方向処理部のいずれか一方の後段と、いずれか他方の前段とに接続された増幅器を備える、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記増幅器の増幅率βは0≦β≦1である、請求項2に記載の画像処理装置。
- 入力画像信号の動きを検出するフィールド変化検出部を備え、
前記フィールド変化検出部は、
入力画像信号の垂直方向の動き量が大きいときに前記垂直鮮鋭化処理部による周波数成分の強調度を低くし、
入力画像信号の水平方向の動き量が大きいときに前記水平鮮鋭化処理部による周波数成分の強調度を低くする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 入力画像を表す入力画像信号に含まれる周波数成分より高い周波数成分を生成して入力画像を鮮鋭化する画像処理装置における画像処理方法であって、
前記画像処理装置における処理手順が、
少なくとも入力画像信号に含まれる水平方向の高周波部分において、入力画像信号の垂直方向の周波数成分の高周波部分を除去し、入力画像信号に含まれる水平方向の周波数成分より高い周波数成分を含む水平方向の高調波を生成する水平方向処理ステップと、
少なくとも入力画像信号に含まれる垂直方向の高周波部分において、入力画像信号の水平方向の周波数成分の高周波部分を除去し、入力画像信号に含まれる垂直方向の周波数成分より高い周波数成分を含む垂直方向の高調波を生成する垂直方向処理ステップと、を含み、
前記垂直方向処理ステップ及び前記水平方向処理ステップを直列又は並列に実行する画像処理方法。 - 前記垂直方向処理ステップ及び前記水平方向処理ステップを直列に実行するか並列に実行するかを増幅率βにより切り替えるステップを含む、
請求項5に記載の画像処理方法。 - 前記増幅率βは0≦β≦1である、請求項6に記載の画像処理方法。
- 入力画像信号の動きを検出し、入力画像信号の垂直方向の動き量が大きいときに前記垂直方向処理ステップによる周波数成分の強調度を低くし、入力画像信号の水平方向の動き量が大きいときに前記水平方向処理ステップによる周波数成分の強調度を低くするステップを含む、請求項5乃至7のいずれか一項に記載の画像処理方法。
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