JP2016015061A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路規模や使用メモリの増加を抑える。【解決手段】複数のカラーチャネルの内の１つのカラーチャネルを選択しサブピクセル化する画素サブピクセル化手段と、サブピクセル化した画像データを該複数のカラーチャネル各々に入力するサブピクセル化データ入力手段と、該複数のカラーチャネルで画像処理したサブピクセル化データをサブピクセル化する前のサイズに復元する画像データサイズ復元手段と、復元した画像データを該複数のカラーチャネルに分配して画像処理回路から画像データを出力する画像データ出力手段とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置に関する。

従来、表示画像をより高精細に表示するためには、表示するための画像自体の解像度を上げることが一般的に考えられている方法であった。しかしながら、その場合、伝送する画像データの増加と共に伝送された画像データを処理する回路規模とメモリの増加が問題としてあった。

この問題に対して、特許文献１では表示デバイスにおいて文字を表示する領域だけの解像度を上げた表示デバイスが開示されている。特許文献２ではデジタル画像の多諧調ハーフトーンを生成する際に画像データの構成に基づいて構成を変更する方法が開示されている。

特開２００２−３１１８５９号公報 特開２００３−１１０８４９号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、グレースケール画像の位置移動や回転、変形などの画像処理を高精度よく行う際に回路規模や使用メモリが増加してしまう。

そこで、本発明の目的は、複数のカラーチャネルを持つ映像信号を処理する回路において回路規模や使用メモリの増加を少なくしてグレースケール映像をサブピクセル精度で移動や回転、変形などの画像処理をすることを可能にした画像処理回路を提供することである。

本発明の構成は、１つの映像信号が複数のカラーチャネルを持つ映像信号を入力し、複数のカラーチャネルを同時に処理する画像処理手段を備える画像処理装置において、複数のカラーチャネルの内の１つのカラーチャネルを選択しサブピクセル化する画素サブピクセル化手段と、サブピクセル化した画像データを該複数のカラーチャネル各々に入力するサブピクセル化データ入力手段と、該複数のカラーチャネルで画像処理したサブピクセル化データをサブピクセル化する前のサイズに復元する画像データサイズ復元手段と、復元した画像データを該複数のカラーチャネルに分配して画像処理回路から画像データを出力する画像データ出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、複数チャネルのカラー画像を処理する画像処理回路において、グレースケール画像をサブピクセル精度で画像処理を加える場合に回路規模とメモリの増加を防ぐことができる画像処理回路を提供することができる。

画像処理装置の構成を示す図である。 プロジェクタの構成を示す図である。 サブピクセル化処理を示す図である。 画像サイズ復元方法を示す図である。 画像処理動作を示すフローチャートである。 画像処理装置の構成を示す図である。 画像処理装置の構成を示す図である。 画像処理装置の構成を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる画像処理回路である。

以下、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施例による、画像処理回路について説明する。図１の画像処理回路１００の映像信号入出力仕様は、１つの映像信号がＲＧＢαの４チャネルを持ち、該映像信号を２入力受けその内から１映像信号を選択し画像処理を加え出力する。この画像処理回路を使用した例が図２である。図２で示す液晶プロジェクタではＤＶＩとＨＤＭＩ(登録商標）の２つの映像信号を入力し選択した映像信号を出力する。

次にこの画像処理回路の内部構成について説明する。図１において画像処理回路１００は、画像入力部１０１、グレースケール検知部１０２、サブピクセル処理部１０３、画像処理部１０４、画像サイズ復元部１０５、映像データ分配部１０６、画像出力部１０７、セレクタ１０８を備える。以下にそれぞれのブロックについて説明する。

画像入力部１０１は入力映像信号の選択を行う。図２で示した液晶プロジェクタのように２入力１出力の場合は画像入力部１０１で入力映像信号の選択を行う。

グレースケール検知部１０２は、映像信号内部のＲＧＢαの映像信号を解析し入力映像信号がグレースケールかどうかを検知する。入力映像信号がグレースケール画像を判断した場合、後段のサブピクセル処理部へはＲＧＢαの内の１チャンネルの映像チャネルを選択し出力する。図１の例ではＲチャネルの映像データを選択しているがＲＢαのどれでも良い。

サブピクセル処理部１０３は映像信号データを４倍のピクセル数にする回路である。サブピクセル化処理は図３で示すようにサブピクセル画素データＩｍｇＳｕｂ（ｘ，ｙ）は原映像データＩｍｇＩｎ（ｘ，ｙ）から補完して求める。図３において太枠で囲んだ部分はサブピクセル画素ＩｍｇＳｕｂ（２，２）である。これは周辺の原映像データ（ＩｍｇＩｎ）から例えば次の式を使って求める。

ＩｍｇＳｕｂ（２，２）＝ＩｍｇＩｎ（１，１）ｘ１／２＋｛ＩｍｇＩｎ（０，０）＋ＩｍｇＩｎ（１，０）＋ＩｍｇＩｎ（０，１）｝ｘ１／６
この処理を全画素に対して行うことでサブピクセル画像を算出する。この処理を行うことで解像度は水平方向垂直方向それぞれで２倍となり、解像度は４倍となる。

画像処理部１０４は映像データの移動や回転、変形処理などを行う。例えばアフィン変換処理などである。

画像サイズ復元部１０５はサブピクセル処理部１０３で４倍の解像度となっている映像データを原画像サイズに復元する。復元方法は図４で示すように、出力画像ＩｍｇＯｕｔはサブピクセル画素（ＩｍｇＳｕｂ）から次の式を使って求める。

ＩｍｇＯｕｔ（１，１）＝｛ＩｍｇＳｕｂ（２，２）＋ＩｍｇＳｕｂ（２，３）＋ＩｍｇＳｕｂ（３，２）＋ＩｍｇＳｕｂ（３，３）｝ｘ１／４
この処理を全画素に対して行うことで原画像サイズの映像データを算出する。

映像データ分配部１０６は、映像データ復元部１０５で１チャネル映像データをＲＧＢαの各チャネルに分配することを行う。

画像出力部１０７は、図２で示す液晶パネルドライバへ映像データと同期信号を決められたフォーマット、伝送形式に変換することを行う。例えば、ＬＶＴＴＬやＬＶＤＳなどの伝送フォーマットへの変換である。

セレクタ１０８は、グレースケール検知部１０２がグレースケールと判断した場合に実線のサブピクセル画像処理部からの出力をセレクトする。

次に図５のシーケンス図を用いて本実施例のシーケンスを説明する。図１では２つの映像入力があるので表示した映像信号を選択する（Ｓ１０１）。次にグレースケール検知部１０２で選択した映像信号がグレースケールかどうかを判断する（Ｓ１０２）。

ここで入力画像がグレースケールではないと判断した場合、図１でグレースケール検知部１０２から画像処理部１０４への映像データは破線で示す映像パスを通り、従来の画像処理を施す（図６参照）（Ｓ１０３）。

グレースケールであると判断した場合、映像信号は図１ではグレースケール検知部１０２、サブピクセル処理部１０３、セレクタ１０８、画像処理部１０４の実線で示す映像パスを通る。サブピクセル処理部１０３でＲチャネルの映像データだけを受けその映像データにサブピクセル化処理を施す（Ｓ１０５）。サブピクセル処理化で解像度が４倍になった映像信号は画像処理部１０４の各入力チャネル（ＲＢＧα）に映像信号が入力される。具体的には、ｉｍｇＳｕｂ（０，０）→Ｒ、ｉｍｇＳｕｂ（１，０）→Ｇ、ｉｍｇＳｕｂ（０，１）→Ｂ、ｉｍｇＳｕｂ（１，１）→αとなる。

画像処理部１０４では移動、回転、変形などの画像処理を行う（Ｓ１０６）。画像サイズ復元部で画像処理を行った映像データは、サブピクセル処理部１０３で４倍になった解像度を原画像サイズに復元する（Ｓ１０７）。

復元した原画像サイズの映像データは映像データ分配部１０６で画像出力部１０７の各チャネルに映像データを分配する（Ｓ１０８）。

最後に画像出力部１０７で後段の液晶パネルドライバで決められた映像フォーマットで映像を出力する（Ｓ１０９）。

以上、説明したように本実施例では、入力映像がグレースケール画像かどうかによって処理を変更する。特にグレースケール画像の場合には入力映像の内の１チャネルの映像データをサブピクセル化処理し、高解像度化した映像データを画像処理部の各チャネル（ＲＧＢα）に各々入力して処理し、その後の画像サイズ復元回路、映像データ分配回路を通して画像出力部に映像を伝送する。これにより、画像処理部の回路規模やメモリ容量を増やすことなくサブピクセル単位での画像の移動、回転、変形処理を行うことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

以下、図７、図８を参照して本発明の第２の実施例による複数映像信号同時画像処理回路について説明する。

本実施例で説明する画像処理回路は３入力の映像信号を同時に処理することができる。図７中の２０１〜２０８は実施例１の１０１〜１０８と同様の機能を備える回路ブロックである。以下の説明では実施例１との差異を中心に説明する。

図７の画像処理回路は図で示すように３入力の映像信号を同時に処理する映像パスを内部に持つ。画像出力部２０７でＰｉｎＰやＰｂｙＰの処理を行い後段の液晶パネルドライバに映像を出力する。

グレースケール検知回路２０２では選択された入力映像がグレースケールかどうかを検知し、グレースケールでないと判断された場合は、図８で示すように３つの映像信号が平行に画像処理され２０７でＰｉｎＰやＰｂｙＰで後段の液晶パネルドライバに出力される。グレースケールと判断したらＲＧＢの内の１チャネルをサブピクセル処理部２０３に映像を伝送する。サブピクセル処理部２０３で１画素が９画素となり画素数が９倍となる。９倍となった映像信号は画像処理部２０４では図７で示すように、ｉｍｇＳｕｂ（０，０）→Ｒ０、ｉｍｇＳｕｂ（１，０）→Ｇ０、・・・、ｉｍｇＳｕｂ（２，２）→Ｂ２と入力される。それ以降の処理は実施例１と同様であるので省略する。

以上、説明したように本実施例では、複数の映像信号を同時に処理できる画像処理回路において入力映像がグレースケール画像かどうかによって処理を変更する。特にグレースケール画像の場合には入力映像の内の１チャネルの映像データをサブピクセル化処理し、高解像度化した映像データを画像処理部の複数の映像信号の各チャネル（ＲＧＢα）に各々入力して処理し、その後の画像サイズ復元回路、映像データ分配回路を通して画像出力部に映像を伝送する。これにより、画像処理部の回路規模やメモリ容量を増やすことなくサブピクセル単位での画像の移動、回転、変形処理を行うことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

以下、本発明の第３の実施例による画像処理回路でのチャネル間相関演算方法について説明する。

本実施例では、映像信号の動きベクトル算出で用いる相関演算処理をより高精度に求めるためにサブピクセル化した際の処理について説明する。

構成は図１と同様なので省略する。ただし、画像処理部１０４は映像信号のチャネル間での相関演算値を求める機能を有する。これにより、従来であれば相関演算はピクセル間での演算だけであったものが、グレースケールの場合はチャネル間で相関値演算を求めることで、必要となるメモリも増加を抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００ 画像処理回路、１０１ 画像入力部、１０２ グレースケール検知部、
１０３ サブピクセル処理部、１０４ 画像処理部、１０５ 画像サイズ復元部、
１０６ 映像データ分配部、１０７ 画像出力部、１０８ セレクタ１０８

Claims (5)

1. １つの映像信号が複数のカラーチャネルを持つ映像信号を入力し、複数のカラーチャネルを同時に処理する画像処理手段を備える画像処理装置において、
   複数のカラーチャネルの内の１つのカラーチャネルを選択しサブピクセル化する画素サブピクセル化手段と、
   サブピクセル化した画像データを該複数のカラーチャネル各々に入力するサブピクセル化データ入力手段と、
   該複数のカラーチャネルで画像処理したサブピクセル化データをサブピクセル化する前のサイズに復元する画像データサイズ復元手段と、
   復元した画像データを該複数のカラーチャネルに分配して画像処理回路から画像データを出力する画像データ出力手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 複数のカラーチャネルを持つ映像信号を複数入力する複数映像入力手段と、
   複数の映像信号の複数のカラーチャネルを同時に処理する第二の画像処理手段と、
   複数の映像信号の複数のカラーチャネルの内の１つのカラーチャネルを選択しサブピクセル化する第二の画素サブピクセル化手段と、
   サブピクセル化した画像データをその複数の映像信号の複数のカラーチャネルの各々に入力する第二のサブピクセル化データ入力手段と、
   該複数の映像信号の複数のカラーチャネルで画像処理したサブピクセル化データをサブピクセル化する前のサイズに復元する第二の画像データサイズ復元手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記画像処理手段、及び第二の画像処理手段は、画像データの移動や回転や変形を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 映像データがグレースケール画像かどうかを検知する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記画像処理手段は、各チャネル間で相関演算するチャネル間の相関演算手段と、
   該相関演算手段を用いて映像信号動きベクトルを算出する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。