JP3889020B2 - Image signal processing method and image signal processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマディスプレイパネル等のサブフィールド法を用いた表示装置にて発生する動画偽輪郭を低減させるための画像信号の処理方法及び画像信号の処理装置に関する。 The present invention relates to an image signal processing method and an image signal processing device for reducing a moving image false contour generated in a display device using a subfield method such as a plasma display panel.
従来の基本的な多階調表示方法として、例えば特許文献1(特開平7−271325号公報)の図8等で説明されているように、64階調の1フィールドを、輝度比が1:2:4:8:16:32となる順で配列された6つのサブフィールドを組み合わせる方法がある。前記6つのサブフィールドは、維持放電操作をさせる点灯順序が固定されており、その順番が時間軸に関して同一となっている。 As a conventional basic multi-gradation display method, for example, as described in FIG. 8 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 7-271325), one field of 64 gradations has a luminance ratio of 1: There is a method of combining six subfields arranged in the order of 2: 4: 8: 16: 32. In the six subfields, the lighting order for performing the sustain discharge operation is fixed, and the order is the same with respect to the time axis.
しかし、この方法を用いて動画を表現した場合は、ビット上がりの階調(63と64、31と32、15と16等との間)が発生すると、発光の時間的不均一性が著しく、階調の乱れが大きくなるという問題点があった。このような階調の乱れは動画偽輪郭とよばれている。 However, when a moving image is expressed using this method, if a bit-up gradation (between 63 and 64, 31 and 32, 15 and 16, etc.) occurs, the temporal non-uniformity of light emission is significant, There was a problem that the gradation disturbance became large. Such a disturbance in gradation is called a moving image false contour.
このため、良好な画質を得るためには、このような動画偽輪郭が発生する箇所を特定し、更にその特定された箇所において動画偽輪郭を低減するための信号処理を行う必要がある。 For this reason, in order to obtain a good image quality, it is necessary to specify a portion where such a moving image false contour occurs and to perform signal processing for reducing the moving image false contour at the specified portion.
動画偽輪郭が発生する箇所を特定する方法としては、フレームバッファに1フィールド期間分の画像データを格納しておき、その次のフィールド期間の画像データを格納されているフィールド期間の画像データと比較し、その比較結果に基づいて動きベクトルを検出する方法がある。 As a method for specifying a location where a false false contour occurs, image data for one field period is stored in the frame buffer, and the image data of the next field period is compared with the stored image data of the field period. There is a method of detecting a motion vector based on the comparison result.
また、動画偽輪郭を低減するための方法としては、例えば特許文献1の図16〜図23等で説明されている次の方法等が採用されてきた。
(a)各サブフィールドの順序を入れ換える方法。
(b)1フィールド内で分割するサブフィールド数を増やし、階調を表示する際に点灯するサブフィールドの組み合わせが2種類以上存在するようにする方法。
Moreover, as a method for reducing the moving image false contour, for example, the following method described in FIGS.
(A) A method of changing the order of each subfield.
(B) A method of increasing the number of subfields divided in one field so that there are two or more combinations of subfields that are lit when displaying gradation.
更に、誤差拡散法等の信号処理で階調の乱れを空間的に拡散する方法も採用されている。 Furthermore, a method of spatially diffusing gradation disturbance by signal processing such as an error diffusion method is also employed.
更にまた、動画偽輪郭を低減する他の方法として、非特許文献1(ディスプレイ アンド イメージング1997, Vol. 5, pp. 229−240)等で説明されているような等化パルス法と呼ばれる方法もある。この等化パルス法とは、サブフィールド法を採用しているディスプレイ上等で視線が移動した際に階調の乱れが観測されると予想される場合に、原信号に余分に発光を加えるか、又は原信号からある量の発光を減ずることにより階調の大きな乱れを低減させる方法である。 Furthermore, as another method for reducing the moving image false contour, there is a method called an equalization pulse method as described in Non-Patent Document 1 (Display and Imaging 1997, Vol. 5, pp. 229-240). is there. This equalization pulse method is to add extra light emission to the original signal when it is expected that gradation disturbance will be observed when the line of sight moves on a display that uses the subfield method. Or a method of reducing a large gradation fluctuation by subtracting a certain amount of light emission from the original signal.
しかしながら、動きベクトルを検出して動画偽輪郭が発生する箇所を特定する方法では、大きな容量のフレームバッファが必要とされるため、コストが著しく上昇するという問題点がある。また、一度に多数の動きベクトルを検出することは事実上不可能であると共に、動きベクトルの急激で大きな変化を検出することが困難である。この結果、誤った検出が行われ、その誤検出に基づく動画偽輪郭の低減処理により画像が極端に劣化するという問題点もある。 However, the method of detecting a motion vector and identifying a location where a moving image false contour occurs requires a large-capacity frame buffer, and thus has a problem that the cost is remarkably increased. Further, it is practically impossible to detect a large number of motion vectors at a time, and it is difficult to detect a sudden and large change in motion vectors. As a result, erroneous detection is performed, and there is also a problem that the image is extremely deteriorated by the moving image false contour reduction processing based on the erroneous detection.
また、従来の多階調表示のための動画偽輪郭の低減処理方法においては、次のような課題がある。第1に、Nサブフィールドあれば、2N階調を表現することができるが、発光の時間的不均一性を小さくして動画偽輪郭を低減させるために、プラズマディスプレイパネルにおいて分割するサブフィールド数をNより増やした場合には、維持放電期間が短くなり輝度が低下してしまう。このため、輝度の低下を起こさずにサブフィールド数を増やすことはできない。第2に、分割サブフィールド数を増やした場合でも、特定の階調レベルでの階調の乱れは発生してしまうため、特定の階調レベルにおける階調の乱れを防ぐことはできない。 Further, the conventional moving image false contour reduction processing method for multi-gradation display has the following problems. First, if there are N subfields, 2 N gradations can be expressed, but in order to reduce temporal non-uniformity of light emission and reduce moving image false contours, subfields to be divided in a plasma display panel When the number is increased from N, the sustain discharge period is shortened and the luminance is lowered. For this reason, the number of subfields cannot be increased without lowering the luminance. Second, even when the number of divided subfields is increased, gradation disturbance at a specific gradation level occurs, and thus gradation disturbance at a specific gradation level cannot be prevented.
更に、従来の誤差拡散法等の信号処理による動画偽輪郭の低減処理方法においては、次のような課題がある。第1に、動画偽輪郭が発生するか否かに関わらず入力信号に対して信号処理を行うため、動画偽輪郭が生じる領域以外の入力信号を劣化させてしまう。第2に、誤差拡散法等により拡散された階調の乱れには規則性がないため、拡散した階調の乱れによる影響を予め予想することができない。 Furthermore, the conventional moving image false contour reduction processing method using signal processing such as an error diffusion method has the following problems. First, since signal processing is performed on an input signal regardless of whether or not a moving image false contour occurs, input signals other than the region where the moving image false contour occurs are deteriorated. Second, since there is no regularity in the gradation disturbance diffused by the error diffusion method or the like, it is impossible to predict in advance the influence of the diffusion gradation disturbance.
更にまた、等化パルス法による動画偽輪郭の低減処理方法においては、次のような課題がある。第1に、目が認識する画像の乱れを少なくするために、入力信号において像の動きを検出し、像の移動速度に応じて信号を補正するが、入力画像によっては動きベクトル検出の精度が悪くなることがあるため、間違った信号補正により動画品質を低下させてしまうことがある。第2に、動いている像を視線が追従することを前提としているため、像を視線が追従しない場合には補正された信号により画像の乱れを認識することがある。 Furthermore, the moving image false contour reduction processing method using the equalization pulse method has the following problems. First, in order to reduce the disturbance of the image recognized by the eyes, the motion of the image is detected in the input signal and the signal is corrected according to the moving speed of the image. Since it may be worse, the video quality may be degraded by incorrect signal correction. Second, since it is assumed that the line of sight follows the moving image, when the line of sight does not follow the image, image distortion may be recognized by the corrected signal.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡素な構造及び工程により動画偽輪郭による画質の低下を低減することができる画像信号の処理方法及び画像信号の処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides an image signal processing method and an image signal processing apparatus capable of reducing deterioration in image quality due to a false contour of a moving image with a simple structure and process. With the goal.
本発明に係る画像信号の処理方法は、1フィールド期間を輝度の相対比が異なる複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現させるための画像信号を処理する画像信号の処理方法において、互いに連続して前記表示装置に配列され、画素値が単調に増加又は減少している4個の画素のうち特定の画素の画素値を入れ換えることにより階調レベルの配列を変更し、前記階調レベルの配列の中に含まれるサブフィールドの桁上げの総数及び桁下げの総数のうち少なくとも一方を増加させる工程を有することを特徴とする。 According to the image signal processing method of the present invention, one field period is divided into a plurality of subfields having different relative luminance ratios, and the display device is configured to express gradation by combining the luminances of the respective subfields. In an image signal processing method for processing an image signal, by replacing pixel values of specific pixels among four pixels that are arranged in the display device in succession and whose pixel values are monotonously increasing or decreasing. And changing the gradation level arrangement to increase at least one of the total number of carry-ups and the total number of carry-downs of the subfields included in the gradation level arrangement.
本発明においては、動画偽輪郭の発生領域が分散され、互いに相殺されるため、動画品質の低下を抑えながら、動画偽輪郭による画質の低下を低減することができる。 In the present invention, the generation areas of moving image false contours are dispersed and offset each other, so that deterioration in image quality due to moving image false contours can be reduced while suppressing deterioration in moving image quality.
従って、前記少なくとも一方を増加させる工程により、前記配列の変更後の桁上げの総数と桁下げの総数との差の絶対値が0又は1となることが好ましく、また、前記複数個の画素の階調レベル内で桁上げ及び桁下げが交互に出現することが好ましい。 Therefore, it is preferable that the absolute value of the difference between the total number of carry and the total number of carry-down after the change of the array becomes 0 or 1 by the step of increasing at least one of the plurality of pixels. It is preferable that carry and carry appear alternately within the gradation level.
更に、前記少なくとも一方を増加させる工程は、例えば2個の画素間で夫々の階調レベルを入れ換える工程を有し、この場合、前記2個の画素を互いに隣り合ったものとすることにより、階調レベルの入れ換えが行われる領域が狭くなるため、動画品質の低下を最小限に留めることが可能である。 Further, the step of increasing the at least one includes, for example, a step of exchanging each gradation level between two pixels. In this case, the two pixels are adjacent to each other. Since the area where the tone level is exchanged is narrowed, it is possible to minimize the degradation of the moving image quality.
本発明に係る画像信号の処理装置は、1フィールド期間を輝度の相対比が異なる複数個のサブフィールドに分割し、前記各サブフィールド毎の輝度の組み合わせにより表示装置に階調を表現させるための画像信号を処理する画像信号の処理装置において、互いに連続して前記表示装置に配列され、画素値が単調に増加又は減少している4個の画素のうち特定の画素の画素値を入れ換えることにより階調レベルの配列を変更し、前記階調レベルの配列の中に含まれるサブフィールドの桁上げの総数及び桁下げの総数のうち少なくとも一方を増加させる画素値入れ換え器を有することを特徴とする。 An image signal processing apparatus according to the present invention divides one field period into a plurality of subfields having different relative luminance ratios, and causes a display device to express gradation by combining the luminances of the respective subfields. In an image signal processing apparatus that processes an image signal, by replacing the pixel values of specific pixels among four pixels that are arranged in succession on the display device and whose pixel values monotonously increase or decrease It has a pixel value changer that changes the arrangement of gradation levels and increases at least one of the total number of carry-ups and the total number of carry-downs of subfields included in the arrangement of gradation levels. .
それを含み互いに連続して前記表示装置に配列された前記4個の画素の間で前記1フィールド期間内の階調レベルが滑らかに変化すると共に、前記複数個の画素の前記1フィールド期間内の階調レベルの配列の中に少なくとも1のサブフィールドの桁上げ又は桁下げを含む画素を検出するか、又は前記複数個の画素に含まれ互いに隣り合う2個の画素の間における前記1フィールド期間内の発光時間帯の変化量が所定値以上となる画素を検出する検出器を更に設け、前記検出器により検出された画素が前記画素値入れ換え器により階調レベルの配列が変更される前記4個の画素に含まれているものとすることにより、フレームバッファを必要としない簡素な構成によって動画偽輪郭を効率的に低減することが可能となる。
In addition, the gradation level in the one field period smoothly changes between the four pixels arranged in succession on the display device, and the plurality of pixels in the one field period. Detecting a pixel including a carry or carry of at least one subfield in an array of gradation levels, or the one field period between two adjacent pixels included in the plurality of pixels the variation of the light emission time period of inner is further provided a detector for detecting a pixel equal to or greater than a predetermined value, the pixels which are detected by the detector array of gray level is changed by the pixel
なお、前記画素値入れ換え器は、前記配列の変更後の桁上げの総数と桁下げの総数との差の絶対値を0又は1とすることが好ましく、また、前記複数個の画素の階調レベル内で桁上げ及び桁下げを交互に出現させることが好ましい。 The pixel value changer preferably sets the absolute value of the difference between the total number of carry and the total number of carry after the arrangement change to 0 or 1, and the gradation of the plurality of pixels. Preferably, carry and carry appear alternately within the level.
また、前記画素値入れ換え器は、例えば2個の画素間で夫々の階調レベルを入れ換え、この場合前記2個の画素が互いに隣り合っていることが好ましい。 In addition, the pixel value changer preferably exchanges each gradation level between two pixels, for example, and in this case, the two pixels are preferably adjacent to each other.
更に、前記1フィールド期間の画像信号とその直前又は直後の1フィールド期間の画像信号とを比較して画像の動きを検出する動き検出回路と、前記検出器及び動き検出回路の両出力信号に基づいて前記画素値入れ換え器による前記配列の変更の有無を決定する第2の検出器と、を設けることにより、動きベクトルの検出が可能となり、動画偽輪郭が発生すると想定する画素をより一層適切に特製することができるようになり、画質の低下をより抑制しながら動画偽輪郭を低減することが可能となる。 Furthermore, based on the motion detection circuit that detects the motion of the image by comparing the image signal of the one field period and the image signal of the one field period immediately before or immediately after the image signal, and both output signals of the detector and the motion detection circuit And a second detector that determines whether or not the array value is changed by the pixel value changer, thereby enabling detection of a motion vector and more appropriately determining a pixel that is assumed to generate a moving image false contour. It becomes possible to specially make it possible to reduce the moving image false contour while further suppressing the deterioration of the image quality.
なお、本願明細書において、桁上げとは、1フィールド期間内のサブフィールドの配列順序に拘わらず、視線が移動する方向で隣り合う画素間において、先に通過する画素の階調レベルを表現するために発光する1又は複数のサブフィールド(第1サブフィールド群)と、その次に通過する画素の階調レベルを表現するために発光する1又は複数のサブフィールド(第2サブフィールド群)との間に、次の2つの関係が成り立つ場合をいう。
(a)第1サブフィールド群のうちで重みが最上位のサブフィールド又はその1つ下位のサブフィールドのいずれかが、第2サブフィールド群に含まれていないこと。
(b)第1サブフィールド群のうちで重みが最上位のサブフィールドよりも上位のサブフィールドが第2サブフィールド群に含まれていること。
In the specification of the present application, the carry represents the gradation level of a pixel that passes first between adjacent pixels in the direction in which the line of sight moves, regardless of the arrangement order of subfields within one field period. One or more subfields (first subfield group) that emit light for the purpose, and one or more subfields (second subfield group) that emit light to express the gradation level of the pixel that passes through A case where the following two relations are satisfied.
(A) Among the first subfield groups, either the subfield having the highest weight or the subfield one level lower than that is not included in the second subfield group.
(B) The subfield higher in weight than the subfield having the highest weight in the first subfield group is included in the second subfield group.
一方、桁下げとは、1フィールド期間内のサブフィールドの配列順序に拘わらず、上記(a)及び(b)の逆の関係が成り立つ場合をいう。従って、ある一方向に視線が移動したときに桁上げが生じるときには、その逆方向に視線が移動すると、桁下げが生じるという関係がある。 On the other hand, the carry-down refers to a case where the reverse relationship of (a) and (b) holds regardless of the arrangement order of subfields within one field period. Therefore, when a carry occurs when the line of sight moves in one direction, there is a relationship that a carry occurs when the line of sight moves in the opposite direction.
本発明に係る画像信号の処理方法又は画像信号の処理装置によれば、階調レベルの入れ換えによって、動画偽輪郭を分散させることができる。従って、動画偽輪郭による画質の低下を抑制することができる。 According to the image signal processing method or the image signal processing apparatus according to the present invention, it is possible to disperse the moving image false contour by changing the gradation level. Therefore, it is possible to suppress a decrease in image quality due to the moving image false contour.
以下、本発明の実施形態に係る画像信号の処理装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る画像信号の処理装置を示すブロック図である。 Hereinafter, an image signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an image signal processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
第1の実施形態には、1フィールド期間分の画像データから動画偽輪郭が発生すると想定される画素を検出する動画偽輪郭検出器10、及びこの動画偽輪郭検出器10により特定された画素に対して画素値の入れ換えを行う画素値入れ換え器20が設けられている。更に、動画偽輪郭検出器10及び画素値入れ換え器20から参照可能であって、各階調レベルとサブフィールドの発光/非発光との関係が記録されたルックアップテーブルLUT(図示せず)が設けられている。図2はルックアップテーブルLUTの内容を示す図である。図2には、サブフィールド数を5として32階調を表現する場合について、各階調レベルを表現するときのサブフィールドの発光/非発光の状態の一例を示す。図2に示すように、1フィールドを5つのサブフィールドに分けた領域のうち、先頭から順にSF1,SF2,…,SF5とし、各領域の発光期間の比を1:2:4:8:16とする。また、図2において、サブフィールドが発光している状態を●で表す。
In the first embodiment, a moving image
次に、動画偽輪郭検出器10について説明する。図4は動画偽輪郭検出器10の構成を示すブロック図である。動画偽輪郭検出器10には、例えば表示装置の左からi列目、上からj行目の画像A(i,j)の画素値(階調レベル)P(i,j)が入力される桁上げ/桁下げ判別器11、単調性判別器12及び輪郭検出器13が設けられている。なお、本願明細書においては、特に明記しない限り、行及び列の数及び位置は、同一色を発光する画素におけるものを示す。
Next, the moving image
桁上げ/桁下げ判別器11は、例えば画像A(i,j)の画素値P(i,j)だけでなく、同一行で連続する画素A(i+1,j)、A(i+2,j)及びA(i+3,j)の各画素値P(i+1,j)、P(i+2,j)及びP(i+3,j)をも格納し、図2に示すルックアップテーブルLUTに基づいて作成された桁上げ/桁下げ判別用テーブル(図3)を参照し、これらの4種の画素値の中に桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定するものが存在する場合に、画像A(i,j)に対する出力信号OUT1をハイとし、存在しない場合には、画像A(i,j)に対する出力信号OUT1をロウとする。
The carry / carry-down
桁上げ/桁下げ判別用テーブルには、隣り合う画素間において、両者の重みを表現するために発光する各サブフィールドを比較し、次の条件を満たすものが規定されている。即ち、上位の階調レベルを表現するために発光する1又は複数個のサブフィールド(上位用サブフィールド群)のうちで重みが最上位のサブフィールド又はその1つ下位のサブフィールドのいずれかが、下位の階調レベルを表現するために発光する1又は複数個のサブフィールド(下位用サブフィールド群)に含まれていないことが条件とされている。 The carry / carry-down discrimination table defines that the sub-fields that emit light are compared between adjacent pixels to satisfy the following condition. That is, any one of the subfield with the highest weight or one subordinate subfield among the one or a plurality of subfields (higher subfield group) that emit light to express the higher gradation level. In order to express a lower gradation level, it is required that the light emission is not included in one or a plurality of subfields (lower subfield group) that emit light.
例えば、階調レベル15及び階調レベル16については、階調レベル15を表現するためのサブフィールドSF3及びSF4が階調レベル16を表現するためのサブフィールドに含まれておらず、それよりも上位のサブフィールドSF5が階調レベル16を表現する際に選択されて発光するため、階調レベル15と階調レベル16との連続した配列が桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定されている。また、階調レベル15及び階調レベル24については、階調レベル15を表現するためのサブフィールドSF3が階調レベル24を表現するためのサブフィールドに含まれておらず、階調レベル15を表現するための最上位サブフィールドSF4よりも上位のサブフィールドSF5が階調レベル24を表現する際に選択されて発光するため、階調レベル15と階調レベル24との連続した配列も桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定されている。
For example, for the
一方、階調レベル24及び階調レベル31については、階調レベル24を表現するためのサブフィールドSF4及びSF5が階調レベル31を表現するため、階調レベル24と階調レベル31との連続した配列は桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定されていない。
On the other hand, for the
つまり、桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定されている配列は、連続する2つの階調レベル間でサブフィールドの発光/非発光の状態が反転し、発光の時間的分布が大きく異なるものである。このような発光の時間帯が反転した関係にある画素を視線が通り過ぎると、階調が乱れたものとして認識してしまい偽輪郭が発生する。 In other words, in the arrangement defined in the carry / carry-down discrimination table, the light emission / non-light emission state of the subfield is reversed between two consecutive gradation levels, and the temporal distribution of light emission is greatly different. is there. When the line of sight passes through a pixel having such a relationship that the light emission time zone is inverted, it is recognized that the gradation is disturbed, and a false contour is generated.
なお、重みが所定値よりも低いサブフィールド、例えば重みが2以下のサブフィールドSF1及びSF2については、その発光の有無を考慮せずに桁上げ/桁下げ判別用テーブルに規定する配列を決定してもよい。 For subfields having weights lower than a predetermined value, for example, subfields SF1 and SF2 having a weight of 2 or less, the arrangement defined in the carry / carriage determination table is determined without considering the presence or absence of light emission. May be.
単調性判別器12は、例えば桁上げ/桁下げ判別器11と同様に、画像A(i,j)の画素値P(i,j)だけでなく、同一行で連続する画素A(i+1,j)、A(i+2,j)及びA(i+3,j)の各画素値P(i+1,j)、P(i+2,j)及びP(i+3,j)をも格納し、これらの画素値の間に、数式1又は2の関係があるか否かを判別する。
As with the carry / carry-down
そして、数式1又は2に規定する関係がある場合に、出力信号OUT2をハイとし、数式1又は2に規定する関係がない場合には、出力信号OUT2をロウとする。
When there is a relationship defined by
輪郭検出器13には、例えば画像A(i,j)の画素値P(i,j)だけでなく、その周囲の3×3の領域内の画素値P(i−1,j−1)、P(i,j−1)、P(i+1,j−1)、P(i−1,j)、P(i+1,j)、P(i−1,j+1)、P(i,j+1)及びP(i+1,j+1)の総計で9種の画素値を格納し、これらに所定のフィルタリング処理を施すフィルタ回路13aが設けられている。フィルタの種類は特に限定されるものではなく、例えばロビンソンフィルタを使用することができる。図5はロビンソンフィルタで使用するフィルタを示す模式図である。ロビンソンフィルタでは、先ず、図5(a)に示す画素値に対し図5(b)に示すフィルタを画素毎に乗算し、その総和を求める。以降、同様にして、図5(a)に示す画素値に対し図5(c)乃至(i)に示すフィルタを画素毎に乗算し、フィルタ毎に乗算結果の総和を求め、総計で8種の総和を得る。そして、8種の総和のうちで最も大きい値を画素A(i,j)のフィルタリング結果値(フィルタ回路13aの出力値)とする。
For example, the
輪郭検出器13には、フィルタ回路13aの出力値に基づき1フィールドを構成する全画素の画素値から平均輝度レベル(APL:Average Picture Level)を算出するAPL演算回路13b並びにこのAPL演算回路13bから出力された平均輝度レベルに関連した閾値及びフィルタ回路13aの出力値を入力する2値化回路13cが更に設けられている。2値化回路13cは、閾値とフィルタ回路13aの出力値とを比較し、フィルタ回路13aの出力値の方が大きい場合に、その画素が輪郭に位置しているとして出力信号OUT3をロウとし、フィルタ回路13aの出力値が閾値以下の場合には、その画素が輪郭に位置していないとして出力信号OUT3をハイとする。
The
動画偽輪郭検出器10には、桁上げ/桁下げ判別器11の出力信号OUT1、単調性判別器12の出力信号OUT2及び輪郭検出器13の出力信号OUT3を入力するフラグ生成回路16が設けられている。フラグ生成回路16は、画素値P(I,J)に対し、出力信号OUT1、OUT2及びOUT3がいずれもハイである場合に、その出力信号であるフラグF(i,j)をオンとし、それ以外の場合には、フラグF(i,j)をオフとする。つまり、フラグF(i,j)は、次の3つの条件が満たされる場合にのみ、フラグF(i,j)をオンとする。
(a)画素値P(i,j)、P(i+1,j)、P(i+2,j)及びP(i+3,j)に桁上げ/又は桁下げが存在すること。
(b)画素値P(i,j)、P(i+1,j)、P(i+2,j)及びP(i+3,j)が単調に増加又は減少していること。
(c)画素A(i,j)、A(i+1,j)、A(i+2,j)及びA(i+3,j)が輪郭に位置していないこと。
The moving image
(A) There is a carry / carry in the pixel values P (i, j), P (i + 1, j), P (i + 2, j) and P (i + 3, j).
(B) The pixel values P (i, j), P (i + 1, j), P (i + 2, j) and P (i + 3, j) increase or decrease monotonously.
(C) Pixels A (i, j), A (i + 1, j), A (i + 2, j) and A (i + 3, j) are not located on the contour.
次に、画素値入れ換え器20について説明する。画素値入れ換え器20は、画素A(i,j)に対する動画偽輪郭判定フラグF(i,j)がオンのときに、画素A(i,j)を含む予め設定されたm行×n列の領域で画素値の入れ換えを行う回路である。本実施形態では、例えば1行×4列の領域で、図6に示すように、画素値の入れ換えを行う。つまり、フラグF(i,j)がオンの場合、画素A(i,j)の画素値を画素値P(i+2,j)とし、画素A(i+1,j)の画素値を画素値P(i,j)とし、画素A(i+2,j)の画素値を画素値P(i+3,j)とし、画素A(i+3,j)の画素値を画素値P(i+1,j)とする。
Next, the
次に、上述のように構成された第1の実施形態に係る画像信号の処理装置の動作として、動画偽輪郭発生箇所の特定方法及び画像信号の処理方法について説明する。 Next, as the operation of the image signal processing apparatus according to the first embodiment configured as described above, a moving image false contour occurrence location specifying method and an image signal processing method will be described.
本実施形態においては、動画偽輪郭検出器10及び画素値入れ換え器20に1フィールドを構成する全画素の画素値P(i,j)が順次入力される。そして、動画偽輪郭検出器10において、フラグF(i,j)のオン/オフを決定する。フラグF(i,j)がオフであれば、画素値入れ換え器20は入力された画素値P(i,j)を画素値P′(i,j)としてそのまま出力し、フラグF(i,j)がオンであれば、画素値入れ換え器20は入力された画素値P(i,j)に対して、図6に示すような入れ換えを行って、その結果得られた新たな画素値P′(i,j)を出力する。
In the present embodiment, the pixel values P (i, j) of all the pixels constituting one field are sequentially input to the moving image
ここで、P(i,j)とP(i+1,j)との間に桁上げ又は桁下げがある場合をaとし、同様にP(i+1,j)とP(i+2,j)との間に桁上げ又は桁下げがある場合をbとし、P(i+2,j)とP(i+3,j)との間に桁上げ又は桁下げがある場合をcとする。また、画素A(i,j)〜A(i+3,j)上を視線が移動するとき、視覚として認識される画像と原信号とのずれ(以下、階調の乱れという。)が原信号よりも明るい方(以下、明という。)、あるいは暗い方(以下、暗という。)であったとする。 Here, the case where there is a carry or a carry between P (i, j) and P (i + 1, j) is a, and similarly between P (i + 1, j) and P (i + 2, j) Let b be a carry or carry, and c be a carry or carry between P (i + 2, j) and P (i + 3, j). Further, when the line of sight moves on the pixels A (i, j) to A (i + 3, j), a shift between an image recognized as vision and the original signal (hereinafter referred to as a gradation disturbance) is caused by the original signal. Is brighter (hereinafter referred to as light) or darker (hereinafter referred to as dark).
視線が動いたときに、図7のa、b又はcのいずれかの場合に、画素値入れ換え器20による入れ換え方法の一例として図6のようにすると、入れ換えた結果として入れ換えを行った後に見える階調の乱れは図7のようになる。なお、図7において、△は原信号よりも明るい(又は暗い)方向への階調の乱れ(桁上げ(又は桁下げ))を表し、▲は原信号よりも暗い(又は明るい)方向への階調の乱れ(桁下げ(又は桁上げ))を表す。
When the line of sight moves, in one of the cases of a, b, or c in FIG. 7, as an example of the replacement method by the
つまり、a、b又はcのいずれの場合であっても、図7に示すように、動画偽輪郭検出器10及び画素値入れ換え器20に入力された原画像データと比較すると、桁上げの総数又は桁下げの総数のすくなくとも一方が増加すると共に、△と▲とが交互に配列して行方向で連続する複数の画素間で桁上げと桁下げとが交互に配列する。また、いずれの場合にも、桁上げの数と桁下げの数との差の絶対値が1以下(0又は1)となる。
That is, in any case of a, b, or c, as shown in FIG. 7, the total number of carry is compared with the original image data input to the moving image
このような第1の実施形態によれば、動画偽輪郭検出器10により、1フィールド期間分の画像データから動画偽輪郭が発生すると想定される画素を検出しているので、従来のように複数フィールドの画像データから動画偽輪郭が発生すると想定される画素を検出する場合に必要とされるフレームバッファが不要である。従って、コストが低減される。また、動画ベクトルを検出する際に生じる誤検出及びその結果生じる画像の著しい劣化を回避できる。
According to the first embodiment as described above, the moving image
また、画素値入れ換え器20による画素値の入れ換えにより、図7に示すように、桁上げと桁下げとが交互に出現するようになるため、原信号よりも明るい方向への階調の乱れと暗い方向への階調の乱れとが互いに緩和し合い、動画偽輪郭が低減される。
Further, as shown in FIG. 7, by changing the pixel value by the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、動画偽輪郭の発生箇所の特定に当たって動きベクトルも検出する構成を採用する。図8は本発明の第2の実施形態に係る画像信号の処理装置を示すブロック図である。なお、図8に示す第2の実施形態において、図1に示す第1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, a configuration is adopted in which a motion vector is also detected when specifying the occurrence location of a moving image false contour. FIG. 8 is a block diagram showing an image signal processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 8, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
第2の実施形態には、画素値P(i,j)を1フィールド分だけ遅延して出力する遅延回路30、並びに画素値P(i,j)及び遅延回路30から出力された1フィールド前の画素値P(i,j)から2フィールド間の画素A(i,j)における動きを検出する動静判定器40が設けられている。遅延回路30としては、例えばフレームバッファを使用することができる。動静判定器40は、例えば画素A(i,j)に動きを検出した場合に、フラグF2(i,j)をオフにし、動きを検出しない場合には、フラグF2(i,j)をオンとする。更に、動画偽輪郭検出器10と画素値入れ換え器20との間に、動画偽輪郭検出器10から出力されたフラグF(i,j)がオンであり、動静判定器40から出力されたフラグF2(i,j)がオフの場合にのみ、その出力信号であるフラグF3(i,j)をオンにする動画偽輪郭検出器50が設けられている。本実施形態においては、画素値入れ換え器20は、フラグF3(i,j)に基づいて画素値の入れ換えの有無を決定する。本実施形態においては、遅延回路30及び静動判定器40から動き検出回路が構成されている。
In the second embodiment, the
このように構成された第2の実施形態においては、動画偽輪郭検出器10が第1の実施形態と同様の動作を行うと共に、動画偽輪郭検出器10による検出の対象としているフィールドにおける画素A(i,j)の画素値P(i,j)とその前又は後のフィールドにおける画素A(i,j)の画素値P(i,j)とを静動判定器40が比較し、その同一性を判断する。静動判定器40は、両画素値が同一の場合に、フラグF2(i,j)をオンとし、不一致の場合には、フラグF2(i,j)をオフとする。
In the second embodiment configured as described above, the moving image
その後、動画偽輪郭検出器50は、動画偽輪郭検出器10から出力されたフラグF(i,j)及び静動判定器40から出力されたフラグF2(i,j)を入力とし、動画偽輪郭検出器10からオンのフラグF(i,j)が入力され、且つ、静動判定器40からオフのフラグF2(i,j)が入力された場合に、その出力信号であるフラグF3(i,j)をオンにして出力する。
Thereafter, the moving image
そして、画素値入れ換え器20が第1の実施形態と同様の動作により画素値P′(i,j)を出力する。
Then, the
このような第2の実施形態によれば、静動判定器40により静止画像であるか否かを検出しており、静止画像が入力された場合には画素値入れ換え器20による処理を行わないので、静止画像での画質の劣化を抑制することができる。
According to the second embodiment as described above, whether or not the image is a still image is detected by the static
なお、第1及び第2の実施形態に係る画像信号の処理装置は、動画偽輪郭の検出及びその検出結果に基づく信号処理のいずれも新規な方法で行うものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、動画偽輪郭の検出を従来の方法により実行した上で、その検出結果に基づく信号処理を本願発明方法により実行してもよく、動画偽輪郭の検出を本願発明方法により実行した上で、その検出結果に基づく信号処理を従来の方法により実行してもよい。いずれの場合にも、本願発明方法による効果が得られる。例えば、入れ換え対象の画素値の条件としては必ずしも数式1又は2が成り立つ必要はなく、画素値の入れ換えを行った結果、△と▲とが交互に出現すれば、動画偽輪郭は低減される。
Note that the image signal processing apparatus according to the first and second embodiments performs both the detection of the moving image false contour and the signal processing based on the detection result by a novel method. The present invention is not limited, and the video false contour detection may be performed by the conventional method, and then the signal processing based on the detection result may be performed by the present invention method. After execution, signal processing based on the detection result may be executed by a conventional method. In either case, the effect of the method of the present invention can be obtained. For example,
また、動画偽輪郭検出器10による輪郭の検出は、輪郭がぼやけることを防止するために行うものであり、動画偽輪郭低減のためには必ずしも必要なものではない。また、輪郭の検出を行う場合には、入力された画像データにおいて実際に輪郭が存在する画素についてのみならず、その周囲の画素についてもフラグをオフにすることが好ましい。これは、実際に輪郭が存在する画素についてのみフラグをオフにしても、その周囲の画素について画素値入れ換え器20による画素値の入れ換えが行われると、輪郭がぼやけることがあるからである。前述のロビンソンフィルタは、比較的なだらかなピークを出力するため、このような処理に好適である。例えば、3×3の画素に対してフィルタをかける場合には、8×8又は16×16程度の画素の範囲で輪郭が存在しているものとして、これらの画素についての出力信号OUT3をロウにする。
In addition, the detection of the contour by the moving image
更に、画素値の入れ換えは、図6に示すものに限定されるものではなく、例えば、図9(a)に示すように、2個の画素の間でそれらの画素値を入れ換えてもよいし、図9(b)に示すように、2個の画素毎に画素値を入れ換えてもよい。なお、図9中の△は桁上げがある位置を示し、▲は桁下げがある位置を示す。 Furthermore, the replacement of the pixel values is not limited to that shown in FIG. 6. For example, as shown in FIG. 9A, the pixel values may be replaced between two pixels. As shown in FIG. 9B, the pixel values may be interchanged for every two pixels. In FIG. 9, Δ indicates a position where a carry is present, and ▲ indicates a position where a carry is present.
更にまた、1フィールド期間を構成するサブフィールドの数及び階調数も特に限定されるものではない。例えば、図10に示すように、輝度比が1:2:3:4:5:7:9の順で配列された7つのサブフィールドで32階調を表現するようにしてもよい。また、図11に示すように、最も重み付けが重いサブフィールドを1フィールド期間の中心におき、その前後に互いに重み付けが等しいサブフィールドを2個ずつ配列して64階調を表現するようにしてもよい。この場合でも、桁上げ及び桁下げの有無の判別は、発光するサブフィールドの重みのみに基づいて行われ、サブフィールドの配列位置の影響を受けない。 Furthermore, the number of subfields and the number of gradations constituting one field period are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 10, 32 gradations may be expressed by seven subfields arranged in the order of 1: 2: 3: 4: 5: 7: 9. Further, as shown in FIG. 11, the subfield with the highest weight is placed at the center of one field period, and two subfields with the same weight are arranged before and after the subfield to express 64 gradations. Good. Even in this case, the presence / absence of carry or carry is determined based only on the weight of the subfield that emits light, and is not affected by the arrangement position of the subfield.
また、画素値の入れ換えは行方向に配列する画素間に限定されるものではなく、列方向で上記のような画素値の入れ換えを行った場合でも同様の効果が得られる。入れ換える画素数は連続した任意の領域m行×n列で行ってもよく、その場合には、図12に示すように、階調の乱れが交互に市松模様状に出現するように画素値の入れ換えを行う。 Further, the replacement of pixel values is not limited to the pixels arranged in the row direction, and the same effect can be obtained even when the pixel values are replaced in the column direction. The number of pixels to be replaced may be an arbitrary continuous area of m rows × n columns. In this case, as shown in FIG. 12, the pixel values are changed so that the gradation disturbance appears alternately. Replace.
更に、本発明が可能な表示装置は、プラズマディスプレイに限定されるものではなく、サブフィールド法を採用するもの、例えばミラーデバイス及び有機ELディスプレイ等にも適用可能である。 Further, the display device capable of the present invention is not limited to the plasma display, but can be applied to a device employing the subfield method, such as a mirror device and an organic EL display.
10;動画偽輪郭検出器
11;桁上げ/桁下げ判別器
12;単調性判別器
13;輪郭検出器
16;フラグ生成回路
20;画素値入れ換え器
30;遅延回路
40;静動判定器
50;動画偽輪郭検出器
10; moving image
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