JP4174656B2 - 画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号に画質補正処理を施す機能を備えた画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機，ＶＴＲ（VideoTape Recorder），デジタルカメラ，テレビジョンカメラあるいはプリンタ等の機器は、入力画像に画質補正を施してから出力する画像処理機能、例えば、明暗やコントラストの調整、輪郭補正などの機能を有している。こうした機能は、主に全体に暗くコントラストが低い画像や、細部がぼやけた画像に対して効果的に適用される。ただし、これらの各処理では、補正の度合いが強いときに意図とは異なった画像を生む場合があり、画質は必ずしも常に向上する訳ではなかった。
【０００３】
このうち、輪郭補正は、一般にシャープネス（sharpness ）と呼ばれ、画像中の人物や物体の縁部、輪郭線を強調する処理である。シャープネスでは、図１９に示したように、パルス状の画像信号においては信号の立上がりと立下りの前後が矢印のように歪むような処理を行う。この立上がりや立下りのように振幅値が大きく変化する部分はエッジといい、画像の輪郭に対応する。また、歪むことによって生じる信号規定値からの差分にあたる成分を、エッジの前後で、それぞれプリシュート（ＰＳ），オーバシュート（ＯＳ）という。このとき、その周波数特性は図２０のようになり、特定周波数を中心に強調されることがわかる。
【０００４】
こうしたシャープネスには、補正を強くかけてゆくと、輪郭が十分に鮮鋭化される一方で画像が黒く縁取りされたようになり、見る者に不自然な印象を与えてしまうという性質がある。
【０００５】
これに対し、近年、画像のディテールのみを強調する画質補正技術が提案されている（特許第３２３３１１４号公報、特開２００１−２９８６２１号公報など）。この技術は、画像データから、画像の細部を表す比較的空間周波数が高い成分を抽出し、その振幅レベルを選択的に増幅するものである。なお、本明細書においては、画像データにおいて、画像中の主な輪郭に対応する成分をストラクチャー（structure ）成分と呼ぶ。また、これに対して空間周波数がより高く、画像の細部に対応する成分をテクスチャー（texture ）成分と呼ぶ。テクスチャー成分は、例えば、人物画像における衣服の模様や影であったり、樹木の葉が密生した部分であったりする。すなわち、この技術は、画像データ中のテクスチャー成分を強調するものである。
【０００６】
このテクスチャー強調処理におけるパルス特性を図２１に、周波数特性を図２２に示す。テクスチャー強調処理の特徴は、シャープネスのようにプリシュート，オーバーシュートを付けず、ただテクスチャー成分の振幅のみ増幅することにある。よって、その周波数特性は、１００ＫＨｚ程度の低域からレベルを一定に持ち上げるように変化する。この処理によれば、ぼけがちな細部はくっきりするが全体の輪郭は強調されないので、コントラストや鮮鋭度を向上させつつも、シャープネスとは異なって自然な印象の画像が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テクスチャー強調処理には、テクスチャー成分の増幅に伴ってテクスチャー成分に紛れ込んだ不要な成分まで増幅してしまうおそれがあった。不要成分の一つはノイズであるが、この処理においては入力信号のプリシュート・オーバーシュートが問題となっていた。
【０００８】
テレビジョン信号のチューナ復調出力は、送受信のために帯域制限されたＲＦ（Radio Frequency ）信号であることから、必然的に波形が歪み、実際の周波数特性は、図２３のようにカットオフ周波数ｆc の左側の帯域が膨らんだようになる。カットオフ周波数ｆc は、信号の種類によって異なるものの（ＮＴＳＣ方式ではｆc ＝４．２ＭＨｚ、ＰＡＬ方式ではｆc ＝５．５〜６ＭＨｚ）、チューナ復調後のテレビジョン信号は概ねこのような周波数特性を有している。このうち、２〜３ＭＨｚを中心とした振幅が持ち上がった帯域は、時系列的にはプリシュート・オーバーシュートに相当する。いうなれば、テレビジョン信号は、入力時にはすでにシャープネスが施されたような状態にある。
【０００９】
また、最近では、送り側のＤＶＤ等の記録媒体において信号にシャープネス等の補正を施すようになってきたため、ＤＶＤ等からの入力信号には、すでにプリシュート・オーバーシュートが意図的に付加されている。
【００１０】
こうした入力信号にテクスチャー強調処理を施すと、プリシュート・オーバーシュートはテクスチャー成分と認識され、増幅されてしまう。このとき得られる特性は図２４のようになり、結果的にはプリシュート・オーバーシュートを強調するだけになってしまう。これでは、前述したシャープネスとは異なる特性でのコントラスト強調というテクスチャー強調処理の特徴が損なわれ、意図したような画質向上が望めないおそれがあった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、適正な画像補正が可能な画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置、および、本発明の画像表示装置は、画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、輝度信号からストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出するデータ分離手段と、テクスチャー成分を増幅するテクスチャー増幅手段と、ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成する合成手段と、少なくとも前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行う補正手段とを備え、補正手段として、合成手段の後段に設けられると共に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する輪郭調整手段を備えたものである。
【００１３】
本発明の画像処理方法は、画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、輝度信号からストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出し、テクスチャー成分を増幅したのち、ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成し、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行い、その画像の補正として、ストラクチャー成分とテクスチャー成分とを合成した後に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する処理を行うものである。
【００１４】
本発明の画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法では、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を加えることで、出力画像の成分量が制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、画像の輪郭を構成するストラクチャー成分と画像の細部を構成するテクスチャー成分からなる画像データを、テクスチャー成分をエンハンスゲインＴＥに応じて強調するように加工するテクスチャー強調部１００と、テクスチャー強調処理を施した信号に、エンハンスゲインＴＥに応じてシャープネスを施すためのシャープネス部２００とを備えている。なお、信号上では、ストラクチャー成分は、エッジを含む平均振幅（振幅の変動傾向）の成分に相当し、テクスチャー成分はそれ以外の比較的高い周波数で小振幅である成分に相当する。
【００１７】
元々、テクスチャー強調は細部を強調する処理であり、細部におけるコントラストが上がるために映像をはっきりとさせる効果を与えるが、より鮮鋭度を与えるには、輪郭を多少強調させることが必要となる。ただし、先にシャープネスを施すと、すでに説明したように、テクスチャー強調が効果的に行われない（図２４参照）。よって、本実施の形態では、テクスチャー強調部１００の後段にシャープネス部２００を設けるようにしている。また、シャープネス部２００は、テレビジョン信号のように当初からシャープネスがかけられたかのような波形の入力信号に対して、テクスチャー強調後にシャープネスによる補正量を調整するものとして機能する。
【００１８】
入力される画像信号は、テレビ信号のほか、ＶＣＲ（VideoCassette Recorder）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の出力であってよい。これらの画像信号は、通常の処理によってＹＵＶ信号にまで復調されるようになっている。テレビジョン信号はチューナ１０１で復調されてコンポジット信号（ＣＶＢＳ；Composite Video Burst Signal）となるが、ＶＣＲやＤＶＤからは直接コンポジット信号が入力される。これらのコンポジット信号は、Ｙ／Ｃ分離回路１０２において輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離され、クロマデコーダ１０３においてＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 にデコードされる。なお、ＹＵＶ信号は、２次元ディジタル画像の画像データであり、画像上の位置に対応する画素値の集合である。そのうち、輝度信号Ｙは輝度レベルを表し、白１００％である白レベルと、黒１００％である黒レベルの間の振幅値をとる。また、色差信号Ｕ，Ｖはそれぞれ、青（Ｂ；Blue）から輝度信号Ｙを差し引いた信号Ｂ−Ｙ，赤（Ｒ；Red ）から輝度信号Ｙを差し引いた信号Ｒ−Ｙに対応しており、これらＵ信号，Ｖ信号を輝度信号Ｙと組み合わせることによって色（色相，彩度，輝度）が表現される。
【００１９】
ＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 は、テクスチャー強調部１００に入力され、後述するテクスチャー強調に関する処理を施された後、ＹＵＶ信号Ｙ2 Ｕ2 Ｖ2 として出力される。ＹＵＶ信号Ｙ2 Ｕ2 Ｖ2 は、シャープネス部２００に入力され、シャープネス処理を施された後、ＹＵＶ信号Ｙ3 Ｕ3 Ｖ3 として出力される。
【００２０】
ＹＵＶ信号Ｙ3 Ｕ3 Ｖ3 が入力されるマトリクス回路１０４は、ＹＵＶ信号からＲＧＢ信号を再生し、出力する。ドライバ１０５は、入力されるＲＧＢ信号をもとにディスプレイ１０６の駆動信号を生成し、出力する。ディスプレイ１０６は、駆動信号により駆動され、入力される駆動信号に応じた画像を表示する。このディスプレイ１０６は、どのような種類のディスプレイデバイスであってもよく、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel），ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等が用いられる。
【００２１】
＜テクスチャー強調部１００の構成＞
図２は、テクスチャー強調部の構成を示すブロック図である。テクスチャー強調部１００は、Ｓ／Ｔ分離回路１０，テクスチャー増幅回路２０，ストラクチャー補正回路３０，加算器４０，遅延回路５０およびクロマアンプ６０により構成されている。
【００２２】
このテクスチャー強調部１００は、図３に示したような画像データ処理を行うものである。すなわち、入力される輝度信号Ｙ1 を、Ｓ／Ｔ分離回路１０により画像の輪郭を構成するストラクチャー成分Ｓ１と、画像の細部を構成するテクスチャー成分Ｔ１とに分離する。次いで、テクスチャー成分Ｔ１を、テクスチャー増幅回路２０により増幅してテクスチャー成分Ｔ２とする。その一方で、ストラクチャー成分Ｓ１を、ストラクチャー補正回路３０によりレンジや階調を非線形的に補正して、ストラクチャー成分Ｓ２とする。さらに、テクスチャー成分Ｔ２とストラクチャー成分Ｓ２とを加算器４０にて加算し合成することにより、輝度信号Ｙ2 を得る。
【００２３】
Ｓ／Ｔ分離回路１０は、図４に示したように、レベル判定手段１１，周波数判定手段１２，フィルタ特性決定手段１３，非線形フィルタ１４および減算器１５により構成されている。レベル判定手段１１，周波数判定手段１２は、それぞれ、輝度信号Ｙ1 の振幅レベルおよび周波数の変動範囲を判定し、フィルタ特性決定手段１３に判定結果を出力する。フィルタ特性決定手段１３は、この判定結果に応じて、非線形フィルタ１４の振幅レベルおよび周波数の閾値を決定する。非線形フィルタ１４は、フィルタ特性決定手段１３によって決められたフィルタ特性で輝度信号Ｙ1 に平滑化を行い、ストラクチャー成分Ｓ１を抽出する。減算器１５は、元の輝度信号Ｙ1 からストラクチャー成分Ｓ１を差し引くことでテクスチャー成分Ｔ１を抽出する。
【００２４】
非線形フィルタ１４は、通常用いられる線形ローパスフィルタとは異なり、輝度信号Ｙ1 の振幅レベルと周波数の双方を加味した非線形のフィルタであって、画像の輪郭を構成するストラクチャー成分Ｓ１が、それ以外の成分から峻別されるようになっている。より具体的には、輝度信号Ｙ1 のうち振幅変動が急峻なエッジ成分はそのまま保存し、エッジ成分以外の小振幅成分に対して平滑化を行うようになっている（特開２００１−２９８６２１号公報を参照）。非線形フィルタ１４は、２次元の非線形フィルタもしくは画像の水平方向と垂直方向それぞれに適用される１次元の非線形フィルタとして構成され、フィルタリングの中心画素に対し、画素値（振幅）の差の絶対値が所定の閾値ε以下に収まっている周辺画素の画素値はそのまま適用するが、画素値の絶対値の差が閾値εよりも大きければ、そこをエッジと判断し、周辺画素の画素値の代わりに中心画素の画素値を用いることで周辺画素の影響を排除してから平滑化を行う。ただし、実際の画像では、振幅変動が大きい部分が必ずしも画像上の輪郭線であるとは限らず、逆に、振幅変動が小さくとも輪郭線である場合がある。そのため、ここでは、振幅レベルだけでなく周波数からの情報を合わせて平滑化を行うことで、ストラクチャー成分Ｓ１の抽出の確度を上げるようにしている。
【００２５】
テクスチャー増幅回路２０は、Ｓ／Ｔ分離回路１０から出力されるテクスチャー成分Ｔ１を、外部入力されるエンハンスゲインＴＥ（以下、ゲインＴＥと略記）に応じて増幅する増幅器として構成され、テクスチャー成分Ｔ２を出力する。実際のゲインＴＥの値は、１〜２の間の値とするのが適当である。通常の使用では、その値は例えば１．３〜１．４程度とされるが、それ以上ではテクスチャー強調の効果が強く現れる。ゲインＴＥの値が２以上となると、テクスチャー成分が強調され過ぎて違和感を与えるようになってくる。
【００２６】
ストラクチャー補正回路３０は、Ｓ／Ｔ分離回路１０から入力されるストラクチャー成分Ｓ１に対し、非直線的な補正を施すものである。ここでは、図５に示したガンマ曲線３１Ａのようにオフセット値ΔＹを有する補正曲線を用いるため、この補正を、便宜上ガンマ補正と呼ぶ。なお、ガンマ曲線３１Ａのガンマ値、およびオフセット値ΔＹは、例えば、テクスチャーＴ１の増幅の度合い、すなわちゲインＴＥに応じて調整される。
【００２７】
加算器４０は、テクスチャー増幅回路２０から入力されるテクスチャー成分Ｔ２と、ストラクチャー補正回路３０から入力されるストラクチャー成分Ｓ２とを加算するようになっている。これにより、テクスチャー成分が強調されると共にストラクチャー成分が補正された輝度信号Ｙ2 が生成される。
【００２８】
遅延回路５０は、クロマデコーダ１０３から入力される色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に対して遅延をかけ、輝度信号Ｙ2 と同期をとって出力するようになっている。また、クロマアンプ６０は、入力される色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に（Ｙ2 ／Ｙ1 ）を乗じて、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 を生成・出力するようになっている。これにより、Ｙ／Ｃ比がテクスチャー強調処理の前後で保たれる。
【００２９】
＜シャープネス部２００の構成＞
ここでは、テクスチャー強調部１００の後段に、シャープネス部２００が設けられている。シャープネス部２００は、輝度信号Ｙ2 にシャープネス処理を施し、輝度信号Ｙ3 として出力するシャープネス回路２１０と、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 に遅延をかけて輝度信号Ｙ3 と同期をとったのち、Ｕ3 ，Ｖ3 として出力する遅延回路によって構成されている。
【００３０】
図６は、シャープネス回路の構成を示すブロック図である。このシャープネス回路２１０は、後述のＳＧ制御手段２１４を除いては一般的な構成となっている。遅延回路２１１，２１２は、具体的にはＤラッチの組み合わせで構成されるが、ここでは一例として、入力クロック信号のクロック周期Ｄの２倍遅延させるものとしている。この回路では、輝度信号Ｙ2 と、輝度信号Ｙ2 から２Ｄだけ遅れた遅延回路２１１の出力と、さらに遅延回路２１１出力から２Ｄ遅れた遅延回路２１２の出力との演算が行われる。これにより、図７に示したように、エッジのある輝度信号Ｙ2 に対して、プリシュート，オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO をもったシャープネス信号ＳＳが生成される。なお、Ｋは、プリシュート／オーバーシュートの係数であり、同図に示したように、信号成分ＳP ，ＳO の振幅値の比率は、Ｋ：１−Ｋとなる。
【００３１】
レベル調整手段２１３は、このシャープネス信号ＳＳの振幅レベルを調整するものである。レベル調整手段２１３は乗算器であり、シャープネス信号ＳＳにシャープネスゲインＳＧを乗じるようになっている。
【００３２】
ＳＧ制御手段２１４は、シャープネスゲインＳＧを、テクスチャー増幅回路２０におけるゲインＴＥに応じて設定するものである。すなわち、ＳＧ制御手段２１４は、ゲインＴＥが大きいほどシャープネスゲインＳＧを下げる調整を行うようになっている。
【００３３】
ここでシャープネスの強度を、テクスチャー強調の強度に対応付けて加減する理由は、１つには、ここで行うシャープネスが、テクスチャー強調画像に対して補足的に行われることにある。したがって、ここでのシャープネスは、通常ほどの強度ではなく、画像の状態に応じて弱めに加えられる必要がある。
【００３４】
２つ目の理由は、テクスチャー強調部１００への入力信号にプリシュート・オーバーシュートがすでに付随している場合には、テクスチャー増幅回路２０がプリシュート・オーバーシュートを増幅してしまうことにある。そうした出力信号にシャープネスを施すと、部分的に同質の処理を重ねて行うことになり、プリシュート・オーバーシュートは過大に増幅されてしまう。したがって、この場合のシャープネスは、画像の状態に応じて弱めに加えられるか、むしろテクスチャー強調処理において増幅された元信号由来のプリシュート・オーバーシュートを減衰させ、適正なレベルに調整することが必要となる。後者は、シャープネスゲインＳＧが負の値に選ばれることを意味する。
【００３５】
なお、ＳＧ制御手段２１４は、例えばゲインＴＥが予めいくつかの数値に選ばれているのならば、対応するシャープネスゲインＳＧのルックアップテーブルを有し、そこからシャープネスゲインＳＧの値を出力するように構成することができる。そのような対応表の一例を、表１に示す。表１は、シャープネスゲインＳＧを、規定値ａからゲインＴＥに応じて下げてゆくような調整を行うことを意味している。この表のシャープネスゲインＳＧにおける数字は、１が例えば０．５ｄＢ相当である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
加算器２１５は、遅延回路２１１の出力に対し、シャープネス信号ＳＳを加算し、輝度信号Ｙ3 を生成・出力するものである。輝度信号Ｙ3 には、成分ＳP ，ＳO により調整されたプリシュート，オーバーシュートが付加される。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る画像表示装置の動作について図８および図１〜図７を参照して説明する。
【００３９】
図８は、この画像表示装置における各処理ごとの輝度信号波形の変化を示す図であり、（Ａ）は輝度信号Ｙ1 を、（Ｂ）はテクスチャー強調処理後の輝度信号Ｙ2 を、（Ｃ）はシャープネス処理後の輝度信号Ｙ3 を表し、それぞれ上がパルス波形、下がその周波数特性である。
【００４０】
まず、入力される画像信号がＹＵＶ信号に復調される。テレビ信号が入力される場合、信号はチューナ１０１でコンポジット信号に復調され、Ｙ／Ｃ分離回路１０２にて輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離され、クロマデコーダ１０３にてＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 にデコードされる。ＶＣＲやＤＶＤからコンポジット信号が入力される場合には、Ｙ／Ｃ分離回路１０２，クロマデコーダ１０３にて同様の処理が行われる。いずれの場合にも、クロマデコーダ１０３からは、輝度信号Ｙ1 、および色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 がテクスチャー強調部１００に出力される。なお、このうち輝度信号Ｙ1 には、元信号に含まれていたプリシュート・オーバーシュートが保存されている（図８（Ａ））。
【００４１】
＜テクスチャー強調処理＞
テクスチャー強調部１００では、輝度信号Ｙ1 は、まずＳ／Ｔ分離回路１０に入力される（図２，図４）。Ｓ／Ｔ分離回路１０では、レベル判定手段１１，周波数判定手段１２に輝度信号Ｙ1 が入力され、それぞれが輝度信号Ｙ1 の振幅レベルおよび周波数の変動範囲を判定し、判定結果をフィルタ特性決定手段１３に出力する。フィルタ特性決定手段１３は、この判定結果に応じて非線形フィルタ１４の振幅レベルおよび周波数の閾値を決定し、非線形フィルタ１４に出力する。非線形フィルタ１４は、フィルタ特性決定手段１３に与えられたフィルタ特性に基づいて輝度信号Ｙ1 に平滑化を施し、ストラクチャー成分Ｓ１を抽出する。ここで得られたストラクチャー成分Ｓ１は、エッジ部分はそのまま保存され、それ以外の部分のみ平滑化された画像データとなっている。すなわち、画像のなかの輪郭線等の大まかな構成を表すデータである。
【００４２】
また、減算器１５は、輝度信号Ｙ1 からストラクチャー成分Ｓ１を差し引くことでテクスチャー成分Ｔ１を抽出する。得られたテクスチャー成分Ｔ１は、元信号からストラクチャー成分Ｓ１を除いた小振幅成分となっており、画像の中の細部、例えば模様等の細かな起伏に相当するデータである。ここで、輝度信号Ｙ1 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは、テクスチャー成分Ｔ１の中に取り込まれる。こうして、Ｓ／Ｔ分離回路１０からストラクチャー成分Ｓ１およびテクスチャー成分Ｔ１が生成・出力される（図３）。
【００４３】
このうち、テクスチャー成分Ｔ１は、テクスチャー増幅回路２０に入力される。テクスチャー増幅回路２０にはゲインＴＥが外部入力され、テクスチャー成分Ｔ１はこのゲインＴＥに応じて増幅され、テクスチャー成分Ｔ２となる（図２，図３）。このとき、テクスチャー成分Ｔ１に含まれるプリシュート・オーバーシュートも同時にゲインＴＥに応じて増幅される。このテクスチャー成分Ｔ２は、加算器４０に出力される。
【００４４】
一方、ストラクチャー成分Ｓ１は、ストラクチャー補正回路３０に入力され、ガンマ曲線３１Ａによりガンマ補正を施されることにより、ストラクチャー成分Ｓ２となる。これにより、ストラクチャー成分Ｓ２は、テクスチャーＴ２の振幅値に連動して、低輝度側（黒側）の振幅レベルが持ち上げられるように増幅され、高輝度側（白側）の振幅レベルが低減されたものとなる。このストラクチャー成分Ｓ２は、加算器４０に出力される。
【００４５】
加算器４０には、ストラクチャー成分Ｓ２とテクスチャー成分Ｔ２が入力され、両者を加算して輝度信号Ｙ2 を生成する。このとき、ストラクチャー成分Ｓ２の黒側の振幅レベルは、ゲインＴＥを参照したガンマ補正によって持ち上げられているので、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２が加算されても黒側の振幅レベルはダイナミックレンジ内に収まる。また、その白側の振幅レベルは、ゲインＴＥを参照して低減されているので、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２が加算されても白側の振幅レベルはダイナミックレンジ内に収まる。したがって、輝度信号Ｙ2 は、テクスチャー強調処理がなされていると同時にダイナミックレンジ内に収まるよう補正されたものになっている。なお、この輝度信号Ｙ2 は、ゲインＴＥに応じて増幅されたプリシュート・オーバーシュートを含んだものとなっている（図８（Ｂ））。
【００４６】
また、色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に対しては、遅延回路５０により輝度信号Ｙ2 の処理にかかる時間だけ遅延させ、クロマアンプ６０によりＹ2 ／Ｙ1 を乗じて輝度信号Ｙ2 の増幅分だけ増幅して、Ｙ／Ｃ比がテクスチャー強調処理の前後で保たれるように色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 を生成する。輝度信号Ｙ2 および色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、シャープネス部２００に入力される。
【００４７】
＜シャープネス処理＞
シャープネス部２００では、輝度信号Ｙ2 がシャープネス回路２１０に入力される（図６）。シャープネス回路２１０では、輝度信号Ｙ2 と、遅延回路２１１，２１２により輝度信号Ｙ2 に遅延をかけた信号との演算を行い、プリシュート・オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO を有するシャープネス信号ＳＳを生成する。
【００４８】
その一方で、ＳＧ制御手段２１４にはゲインＴＥが入力され、ゲインＴＥの値に応じてシャープネスゲインＳＧが設定される。ゲインＴＥが大きいほど、画像は強いテクスチャー強調処理を施されているので、効果のバランスをとる意味で、シャープネス処理の方は弱く施されるように成分ＳP ，ＳO の大きさと符号を決めねばならない。また、ゲインＴＥが大きいほど、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートは増幅されているので、ここでは、最終的に得られる輝度信号Ｙ3 でのプリシュート・オーバーシュートが適正な大きさとなるように、成分ＳP ，ＳO の大きさと符号を決めねばならない。この成分ＳP ，ＳO の大きさと符号の調整を行うのがシャープネスゲインＳＧであり、ここでシャープネスゲインの値と符号が決められる。
【００４９】
すなわち、成分ＳP ，ＳO を用いて輝度信号Ｙ3 にプリシュート・オーバーシュートを少しだけ付加する場合には、シャープネスゲインＳＧをＳＧ＞０の範囲で小さな値に選び、さらに、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートを成分ＳP ，ＳO により減衰させる場合には、シャープネスゲインＳＧを負の値から選ぶ（ＳＧ＜０）。
【００５０】
次に、シャープネス信号ＳＳおよびシャープネスゲインＳＧを、レベル調整手段２１３に入力する。ここで両者は乗算され、シャープネス信号ＳＳの成分ＳP ，ＳO がシャープネスゲインＳＧに応じて調整される。シャープネスゲインＳＧの符号と絶対値の大きさに応じて、シャープネス信号ＳＳの振幅の正負の向きと大きさが変わる。
【００５１】
さらに、このシャープネス信号ＳＳを、加算器２１５により遅延回路２１１の出力である輝度信号Ｙ2 と加算する。これにより、輝度信号Ｙ2 にシャープネス信号ＳＳが重畳され、輝度信号Ｙ3 となって出力される。輝度信号Ｙ3 のエッジ部分では、プリシュート・オーバーシュートが成分ＳP ，ＳO によって適正な大きさに調整されている（図８（Ｃ））。
【００５２】
上記のプリシュート・オーバーシュートの量を調整を行うことで、このシャープネス回路２１０は、輝度信号Ｙ2 に対し、周波数特性が図９のように変化するような処理を行っている。周波数の中域、ちょうどプリシュート・オーバーシュートに相当する帯域の振幅が、シャープネスゲインＳＧに応じて変化する。ＳＧ＝０では、振幅に変化はなく、フラットな状態である。ＳＧ＞０では、振幅はＳＧに応じて増幅され、対応する帯域が持ち上がる。ＳＧ＜０では、振幅はＳＧに応じて減衰され、対応する帯域が落ち込む。
【００５３】
また、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、遅延回路により輝度信号Ｙ2 の処理にかかる時間だけ遅延され、色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 として出力される。
【００５４】
これら輝度信号Ｙ3 および色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 は、マトリクス回路１０４に入力される。マトリクス回路１０４は、これらのＹＵＶ信号からＲＧＢ信号を再生し、ドライバ１０５に出力する。ドライバ１０５は、入力されるＲＧＢ信号を増幅し、輝度階調に応じた電圧値の駆動信号を生成し、ディスプレイ１０６に出力する。ディスプレイ１０６は、入力される駆動信号に応じて画像表示を行う。
【００５５】
その際、元信号である輝度信号Ｙ3 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは適正量に調整されているので、ディスプレイ１０６に表示される画像では、適度の輪郭強調により、テクスチャー強調処理による効果を損なわずに、さらに鮮鋭度が増す。
【００５６】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、テクスチャー強調部１００の後段にシャープネス部２００を設け、シャープネス回路２１０がエンハンスゲインＴＥに応じて補正量を加減するようにしたので、シャープネスが過大に施されることが防止され、テクスチャー強調とシャープネスそれぞれの効果のバランスをとって画像全体の鮮鋭度を違和感のないように保つことができる。
【００５７】
また、実際にはすでに入力時にシャープネスが施されたような状態にあるテレビジョン信号等に対しては、シャープネス部２００の前段までにプリシュート・オーバーシュートに施される増幅処理が、シャープネス部２００において相殺される。そのため、最終的に出力する輝度信号Ｙ3 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは適正量に調整される。よって、テクスチャー強調を施した画像に対し、適度の輪郭強調補正を加えることができる。
【００５８】
〔第２の実施の形態〕
図１０は、第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、テクスチャー強調部１００の前段にデシャープネス部３００を設けたことを除いては、第１の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５９】
本実施の形態では、チューナ復調後のテレビジョン信号等のように、入力時にすでにプリシュート・オーバーシュートが付加されているような画像信号に対し、プリシュート・オーバーシュートが不用意に増幅されないための方策として、デシャープネス部３００により、テクスチャー強調処理の前に信号の周波数特性を平坦化し、プリシュート・オーバーシュートを除去するようになっている。
【００６０】
デシャープネス（De-sharpness）部３００は、輝度信号Ｙ0 にデシャープネス処理を施し、輝度信号Ｙ1 として出力するデシャープネス回路３１０と、色差信号Ｕ0 ，Ｖ0 に遅延をかけて輝度信号と同期を取った後、Ｕ1 ，Ｖ1 として出力する遅延回路によって構成されている。
【００６１】
デシャープネスは、シャープネスとは反対にプリシュート・オーバーシュートを除去する処理であり、第１の実施の形態のシャープネス回路２１０におけるシャープネスゲインＳＧ＜０の場合の動作に相当する。したがって、デシャープネス回路３１０の構成は、輝度信号Ｙ0 からシャープネス信号ＳＳが差し引かれることを除けば、図１１に示したようにシャープネス回路２１０と同様となっている。すなわち、このデシャープネス回路３１０では、レベル調整手段３１３は、負の値をとるデシャープネスゲインＤＳＧに応じてシャープネス信号ＳＳのレベル調整を行うようになっている（ＤＳＧ＜０）。また、加算器３１５は、符号が反転したシャープネス信号ＳＳを遅延回路３１１の出力である輝度信号Ｙ0 と加算するが、これによりシャープネス信号ＳＳ（成分ＳP ，ＳO ）の大きさ相当分が輝度信号Ｙ0 から差し引かれ、プリシュート・オーバーシュートが減少した輝度信号Ｙ1 が出力されるようになっている。
【００６２】
また、ここでは、デシャープネス回路３１０の係数Ｋの値を、Ｋよりも（１−Ｋ）の方が大きくなるように設定する。これは、プリシュートよりもオーバーシュートを大きく減衰させることを意味する（図７参照）。本発明の発明者は、元信号、特に電波として伝送されるテレビジョン信号においては、プリシュートよりもオーバーシュートの方が大きい傾向があることに着目し、オーバーシュートをより確実に除去するためには、プリシュートとオーバーシュートの除去比率を変えればよいことに想到した。よって、ここでは、シャープネス信号ＳＳにおいては、成分ＳP より成分ＳO を大きくするように係数Ｋを設定するようになっている。
【００６３】
次に、この画像表示装置の動作について、図１０，図１１および図１２を参照して説明する。図１２は、この画像表示装置における各処理ごとの輝度信号波形の変化を示す図であり、（Ａ）は輝度信号Ｙ0 を、（Ｂ）はデシャープネス処理後の輝度信号Ｙ1 を、（Ｃ）はテクスチャー強調処理後の輝度信号Ｙ2 を、（Ｄ）はシャープネス処理後の輝度信号Ｙ3 を表し、それぞれ上がパルス波形、下がその周波数特性である。
【００６４】
入力される画像信号は、第１の実施の形態と同様の処理によって、ＹＵＶ信号Ｙ0 ，Ｕ0 ，Ｖ0 に復調される。なお、輝度信号Ｙ0 には、元信号に含まれていたプリシュート・オーバーシュートが残っている（図１２（Ａ））。ＹＵＶ信号Ｙ0 ，Ｕ0 ，Ｖ0 は、デシャープネス部３００に出力される。
【００６５】
デシャープネス部３００では、輝度信号Ｙ0 は、デシャープネス回路３１０に入力される。デシャープネス回路３１０では、遅延回路により輝度信号Ｙ0 に遅延をかけた信号の演算を行い、プリシュート・オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO を有するシャープネス信号ＳＳを生成する。このとき、予め係数Ｋを調整し、成分ＳP ，ＳO の振幅値の比率（Ｋ：１−Ｋ）を設定しておく。よって、ここでは成分ＳP よりも、成分ＳO の方が大きくなっている。
【００６６】
シャープネス信号ＳＳは、レベル調整手段３１３に入力される。また、レベル調整手段３１３には、デシャープネスゲインＤＳＧが入力され、シャープネス信号ＳＳと乗算される。これにより、シャープネス信号ＳＳ（成分ＳP ，ＳO ）は符号が反転し、その大きさが所望の値に調整される。
【００６７】
さらに、このシャープネス信号ＳＳを、加算器３１５により遅延回路３１１の出力である輝度信号Ｙ0 と加算する。これにより、輝度信号Ｙ0 のエッジ部分からシャープネス信号ＳＳの成分ＳP ，ＳO 相当分が除去され、輝度信号Ｙ1 となる（図１２（Ｂ））。このとき、シャープネス信号ＳＳは、成分ＳP より成分ＳO の方が大きく、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートの形状により追従するものとなっているので、輝度信号Ｙ0 からはプリシュート・オーバーシュートがより過不足なく除去される。これにより得られる輝度信号Ｙ1 の周波数特性は、プリシュート・オーバーシュートに対応する中域の成分が減少して平坦化されたものになる。
【００６８】
このように、テクスチャー強調処理の前に、輝度信号Ｙ0 に余分に含まれてきたプリシュート・オーバーシュートを減少させ、その周波数特性を平坦化しておくことで、テクスチャー強調処理に対するその影響が低減する。さらには、そののち施すシャープネスに対しても、第１の実施の形態のように、このプリシュート・オーバーシュートの及ぼす影響を考慮する必要がなくなる。
【００６９】
この輝度信号Ｙ1 は、テクスチャー強調部１００に出力される。また、色差信号Ｕ0 ，Ｖ0 は、遅延回路により輝度信号Ｙ0 の処理にかかる時間だけ遅延され、色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 としてテクスチャー強調部１００に出力される。
【００７０】
テクスチャー強調部１００は、第１の実施の形態と同様に動作する。入力される輝度信号Ｙ1 は、テクスチャー成分を抽出・増幅され、輝度信号Ｙ2 となる（図１２（Ｃ））。このとき、輝度信号Ｙ1 に含まれるプリシュート・オーバーシュートの振幅は小さくなっていることから、テクスチャー成分の増幅においては、ほぼテクスチャー成分のみが強調される。すなわち、その周波数特性は、平坦なまま低域側から持ち上げられるように変化する。したがって、このテクスチャー強調処理では、その特徴である細部のコントラスト強調が効果的になされる。
【００７１】
輝度信号Ｙ2 は、シャープネス部２００に出力される。色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 は、第１の実施の形態と同様にして遅延され、振幅値を補正されて色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 としてシャープネス部２００に出力される。
【００７２】
シャープネス部２００は、第１の実施の形態と同様に動作する。ここでは、輝度信号Ｙ2 に含まれるプリシュート・オーバーシュートの振幅は小さくなっていることから、このシャープネス部２００で付加されるプリシュート・オーバーシュートだけで輪郭補正が行われ、輝度信号Ｙ3 となる（図１２（Ｄ））。このように、本実施の形態では、第１の実施の形態と違って、テクスチャー強調処理によって増幅されて入力されてくる中域の周波数成分を考慮しないで済む分だけ、より簡易で、より適正な補正がなされる。
【００７３】
また、このようにデシャープネスとテクスチャー強調処理の後に施されるシャープネスは、デシャープネスによりいったん下げられた中域から高域の周波数成分を増幅する作用をもつ。そのため、周波数特性を補正する意味で有効な手段といえる。
【００７４】
なお、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、第１の実施の形態と同様にして遅延され、色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 となる。輝度信号Ｙ3 ，色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、マトリクス回路１０４に出力される。以後の装置の動作は、第１の実施の形態と同様に行われる。
【００７５】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、テクスチャー強調部１００の前段にデシャープネス部３００を設けるようにしたので、テクスチャー強調処理の前段階で、輝度信号Ｙ0 に余分に含まれてきた元信号由来のプリシュート・オーバーシュートが減少し、その周波数特性が平坦化される。よって、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートが、その後行われるテクスチャー強調処理に及ぼす影響を低減させることができ、効果的にテクスチャー強調がなされた画像を得ることができる。
【００７６】
なお、図１２（Ａ），（Ｂ）の周波数特性の変化からわかるように、デシャープネスによれば、周波数特性は中域から高域側まで下がることになるが、テレビジョン信号は元々帯域制限されたＲＦ信号であるから、ここでは輝度信号Ｙ1 の高域側での特性劣化は抑えられたものとなる。むしろ、中域までの周波数特性が平坦化されることで、輝度信号Ｙ0 に含まれているプリシュート・オーバーシュートの量を減少させる効果の方が大きい。こうして中域までの周波数特性が改善された輝度信号Ｙ1 に対し、周波数特性を平坦なまま持ち上げるようなテクスチャー強調処理を施すことで、プリシュート・オーバーシュートは目立たず、テクスチャー強調の効果が前面に出たコントラスト強調画像が得られる。
【００７７】
さらにここでは、係数Ｋを、プリシュートよりオーバーシュートを大きく除去するように設定したので、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートをより過不足なく除去できる。
【００７８】
なお、チューナ１０１の出力特性を平坦に補正する方法として、デシャープネスは最も簡単な方法であり、容易に実現することができる。
【００７９】
〔第３の実施の形態〕
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、シャープネス部２００がないこと、代わりにＳ／Ｎ比検出部１０７と、テクスチャー強調部１００のノイズ除去回路７０とを備えていることを除けば、第１の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。すなわち、この画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比を検出し、このＳ／Ｎ比に連動して、テクスチャー強調量を調整する操作とテクスチャー成分Ｔ１から除去する成分の量を調整する操作とを行うものである。
【００８０】
Ｓ／Ｎ比検出部１０７は、Ｙ／Ｃ分離回路１０２に入力される以前のコンポジット（ＣＶＢＳ）信号に対し、真正の信号値（Ｓ）とそれ以外のノイズ（Ｎ）の比、すなわちＳ／Ｎ比を求めるものである。信号値は、例えば、黒レベルから白レベルまでの電圧値があらかじめ規格値として決められているので、Ｓ／Ｎ比は、ノイズ量を検出することによって求められる。
【００８１】
ノイズ量の検出は、ＣＶＢＳ信号のうち信号成分が入っていない時間領域に基準をとって行われる。例えば、図１４に示した垂直ブランキング期間における垂直同期期間ｄ１、もしくは等価期間ｄ２の太線で示されたパルス間で行われる。こうしてノイズ量から求めたＳ／Ｎ比は、テクスチャー強調部１００に出力される。
【００８２】
図１５は、本実施の形態のテクスチャー強調部１００の構成を表すブロック図である。本実施の形態では、Ｓ／Ｔ分離回路１０とテクスチャー増幅回路２０との間に、ノイズ除去回路７０が設けられている。
【００８３】
ノイズ除去回路７０は、増幅前のテクスチャー成分Ｔ１を入力とし、このテクスチャー成分Ｔ１からノイズ成分を除去し、テクスチャー成分Ｔ１１として出力するものである。また、ノイズ除去回路７０には、Ｓ／Ｎ比検出部１０７からＳ／Ｎ比が入力され、ここでＳ／Ｎ比をもとに除去する信号の大きさを決めるようになっている。
【００８４】
具体的には、ノイズ除去回路７０は、図１６に示した入出力特性を有するコアリング回路として構成されている。すなわち、微小振幅領域Ｘ２を不感帯とし、この領域内にある信号成分をノイズとみなして全入力値から除去するものである。ここでは、不感帯の幅±ａがＳ／Ｎ比に応じて設定される。なお、同図では、領域Ｘ２よりも入力信号が大きい領域を領域Ｘ１，領域Ｘ２よりも入力信号が小さい領域を領域Ｘ３としている。図１７は、コアリング回路としてのノイズ除去回路７０の一構成例を示している。このように、ノイズ除去回路７０は、テクスチャー成分Ｔ１と不感帯幅ａとを比較する比較器７１，テクスチャー成分Ｔ１と不感帯幅−ａを比較する比較器７２，テクスチャー成分Ｔ１に対し領域Ｘ１〜Ｘ３各々の場合における演算を施して出力する演算回路７３〜７５、および、比較器７２からの出力結果に基づいて出力すべき演算回路７３〜７５に接続を切り換えるスイッチ７６によって構成されている。
【００８５】
また、ここでは、テクスチャー増幅回路２０もまたノイズ除去回路７０と同様にＳ／Ｎ比に連動して動作するよう構成されている。テクスチャー増幅回路２０では、ノイズ成分が過大に増幅されないように、テクスチャー成分Ｔ１１の増幅の度合い（ゲインＴＥ）がＳ／Ｎ比に応じて設定される。
【００８６】
なお、以上の不感帯幅ａおよびゲインＴＥの設定は、表２のようなルックアップテーブルを用いて行うものとしてよい。その場合、Ｓ／Ｎ比検出部１０７からのＳ／Ｎ比をここに入力し、Ｓ／Ｎ比に対応して選ばれた不感帯幅ａ、およびエンハンスゲインＴＥを、ノイズ除去回路７０およびテクスチャー増幅回路２０のそれぞれに入力するものとする。
【００８７】
【表２】
【００８８】
表２に示したように、ここでは、Ｓ／Ｎ比の値が小さくなる（ノイズが大きい）ほど、不感帯幅ａの幅を広げ、エンハンスゲインＴＥを小さくするように各値が設定されている。
【００８９】
次に、本実施の形態の画像表示装置の動作について図を参照して説明する。
【００９０】
まず、入力される画像信号を、第１の実施の形態と同様の処理によってＹＵＶ信号Ｙ1 ，Ｕ1 ，Ｖ1 に復調し、テクスチャー強調部１００に入力する。
【００９１】
同時に、チューナ１０１の出力信号をＳ／Ｎ比検出部１０７に入力し、そのノイズ量からＳ／Ｎ比を求める。ノイズ量は、例えば、画像信号中の垂直同期期間ｄ１において、垂直同期パルスの規定値（図１６の太線）からの差分として検出する。または、等価パルス期間ｄ２における等価パルスの規定値からの差分として検出するようにしてもよい。検出されるノイズ量は交流成分であるから、ここではその実効値を求める。なお、信号値は、例えば黒レベルから白レベルまでが１ＶP-P （ＶP-P ；信号のピーク間電圧を表す単位）などと決められているので、これより実効成分の値を算出しておく。この例では、信号の実効成分は０．７ＶP-P である。これらの値からＳ／Ｎ比が求まる。求めたＳ／Ｎ比は、テクスチャー強調部１００におけるノイズ除去回路７０，テクスチャー増幅回路２０に出力される。
【００９２】
テクスチャー強調部１００では、輝度信号Ｙ1 がＳ／Ｔ分離回路１０においてストラクチャー成分Ｓ１，テクスチャー成分Ｔ１に分離され、出力される。そのうち、テクスチャー成分Ｔ１は、ノイズ除去回路７０に入力されてテクスチャー成分Ｔ１１となって出力され、次にテクスチャー増幅回路２０に入力され、テクスチャー成分Ｔ２として出力される。
【００９３】
ノイズ除去回路７０，テクスチャー増幅回路２０はそれぞれＳ／Ｎ比に応じて動作するが、先にルックアップテーブル（表２）として例示したように、ここでは、両者のパラメータ（不感帯幅ａ，ゲインＴＥ）を互いに関連させて変動させる。Ｓ／Ｎ比が低い、つまりノイズ量が多いときには、テクスチャー強調よりもノイズが大きく増幅されないことの方が優先される。よって、コアリングの不感帯の幅ａを拡げると共に、ゲインＴＥを減少させてテクスチャー成分Ｔ１１に残されているノイズが増幅されるのを抑制する。他方、Ｓ／Ｎ比が高く、ノイズ量がさほど多くないときには、テクスチャー強調効果をできるだけ上げるよう、ゲインＴＥを増大する方向に変化させると同時にコアリングの不感帯の幅ａを狭くするように調整を行う。
【００９４】
ノイズ除去回路７０には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１とが入力される。ノイズ除去回路７０は、上述のようにＳ／Ｎ比に応じて除去対象とする信号振幅の上限値および下限値（不感帯幅±ａ）を設定し、これにもとづいてテクスチャー成分Ｔ１の微小振幅成分を除去する。これにより、不感帯内の信号成分はノイズと見なされて完全に除去され、不感帯外の信号成分からは、不感帯内成分に相当する振幅値（ａ）の成分がノイズとして除去される。処理後の信号は、テクスチャー成分Ｔ１１としてテクスチャー増幅回路２０に出力される。
【００９５】
ちなみに、ノイズ除去回路７０の具体的な回路動作を図１６、図１７を用いて説明すると、以下のようになる。テクスチャー成分Ｔ１は、入出力特性のＸ１〜Ｘ３の領域のどこに該当する値であるかを判断するために比較器７１に入力されると共に、演算用の値を与えるために演算器７３，７４にも入力される。
【００９６】
比較器７１では、テクスチャー成分Ｔ１は不感帯の正の値ａと大きさが比較される。テクスチャー成分Ｔ１がａより大きいと（Ａ＞Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１を領域Ｘ１の値であると判断して、Ｘ１相応の信号をスイッチ７６に入力する。反対に、テクスチャー成分Ｔ１がａ以下であると（Ａ≦Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１は領域Ｘ２または領域Ｘ３の値であると判断され、さらに比較器７２の判定を行う。
【００９７】
比較器７２では、テクスチャー成分Ｔ１は不感帯の負の値−ａと大きさが比較される。テクスチャー成分Ｔ１が−ａ以上であると（Ａ≧Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１は−ａ≦Ｔ１≦ａの値であり、領域Ｘ２の値であると判断される。よって、このときには、Ｘ２相応の信号をスイッチ７６に入力する。また、テクスチャー成分Ｔ１が−ａより小さい（Ａ＜Ｂ）ときには、テクスチャー成分Ｔ１は領域Ｘ３の値であると判断され、Ｘ３相応の信号をスイッチ７６に入力する。
【００９８】
演算器７３は、テクスチャー成分Ｔ１から値ａを減算した値を出力し、演算器７３は、テクスチャー成分Ｔ１に値ａを加算した値を出力する。また、演算器７４は、入力される値に関わらず０値を返す。以上の出力値は、入力されたテクスチャー成分Ｔ１の値を、それぞれ領域Ｘ１，Ｘ３およびＸ２における出力値に変換している。
【００９９】
スイッチ７６は、入力値がＸ１〜Ｘ３のどの領域の値であるかを示す信号を、比較器７１，７２いずれかより入力される。よって、スイッチ７６は、この信号に応じて演算器７３〜７５を選び、演算結果を出力させる。これにより、入力値が該当する領域Ｘ１〜Ｘ３に応じた出力値が得られ、テクスチャー成分Ｔ１に図１６のような特性のコアリングが施される。この出力がテクスチャー成分Ｔ１１である。
【０１００】
次いで、テクスチャー増幅回路２０には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１１とが入力される。テクスチャー増幅回路２０は、上述のように画像信号のＳ／Ｎ比に応じてゲインＴＥを設定し、これにもとづいてテクスチャー成分Ｔ１１を増幅する。このとき、微小振幅のノイズ成分は、先に除去されているため、全く増幅作用を受けない。ただし、テクスチャー成分Ｔ１１の微小振幅成分はノイズと共に除去されているために結果的に全く増幅されなくなっている。また、ゲインＴＥの調整により、テクスチャー成分Ｔ１１に含まれているノイズを過大に増幅することが回避される。その代わり、テクスチャー成分Ｔ１１自体の増幅度は抑えられている。増幅後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２として加算器４０に出力される。
【０１０１】
一方、Ｓ／Ｔ分離回路１０のもうひとつの出力であるストラクチャー成分Ｓ１は、ストラクチャー補正回路３０に入力され、ガンマ補正を施されることによりストラクチャー成分Ｓ２となる。ストラクチャー成分Ｓ２もまた、加算器４０に出力される。加算器４０は、ストラクチャー成分Ｓ２とテクスチャー成分Ｔ２が入力され、両者を加算して輝度信号Ｙ2 を生成する。この輝度信号Ｙ2 は、マトリクス回路１０４に入力される。以下の動作は、第１の実施の形態と同様である
。
【０１０２】
このときディスプレイ１０６に表示される画像は、Ｓ／Ｎ比に応じてノイズが低減・除去されつつもテクスチャー強調処理が施されているので、テクスチャー強調に伴ってノイズ成分が強調されることが回避されている。一般的に、ノイズが多い画像は輪郭付近がぎらぎらして見えることがあり、それがテクスチャー強調処理によってさらに強調されるおそれがあったが、ここでは一定のノイズを除去しているために、そうした現象も抑制されている。特に、画像信号がノイズ量の多い弱電界信号である場合には、テクスチャー強調を強く行わない方がノイズが目立たず、むしろ画質がよいことが多い。
【０１０３】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、Ｓ／Ｎ比検出部１０７，ノイズ除去回路７０を設け、さらに、ノイズ除去回路７０の不感帯幅ａおよびテクスチャー増幅回路２０のエンハンスゲインＴＥを、検出されたＳ／Ｎ比に応じて設定するようにしたので、ノイズ除去・低減の効果とテクスチャー強調効果とのバランスが、Ｓ／Ｎ比によって調整される。すなわち、テクスチャー成分Ｔ１に含まれるノイズ成分が除去され、テクスチャ−強調処理において増幅されるノイズ量が低減されると同時に、テクスチャー成分Ｔ１１に残ったノイズ成分の増幅度合いが弱められるという、相乗的な効果によってノイズの強調が効果的に回避される。よって、ノイズ除去・低減とテクスチャー強調の両者が適正な度合いで施された出力画像を得ることができる。
【０１０４】
〔第４の実施の形態〕
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の主要部を示す構成図である。この画像表示装置は、テクスチャー強調部１００よりノイズ除去回路７０が除かれ、さらに、テクスチャー増幅回路２０が増幅制限回路２３，増幅器２５，加算器２７から構成されていることを除けば、第３の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。すなわち、この画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比を検出し、検出したＳ／Ｎ比に連動して、テクスチャー強調量を調整する操作と、テクスチャー成分Ｔ１の増幅範囲を制限する操作とを行うものである。
【０１０５】
本実施の形態のテクスチャー増幅回路２０では、入力されるテクスチャー成分Ｔ１は分岐され、一方は加算器２７に、他方は増幅制限回路２３，増幅器２５によって増幅分であるテクスチャー成分Ｔ２２に加工されてから加算器２７に入力される。
【０１０６】
増幅制限回路２３は、入力されるテクスチャー成分Ｔ１の増幅対象となる領域を制限し、テクスチャー成分Ｔ２１として出力するものである。より具体的には、テクスチャー成分Ｔ１のうちノイズを多く含む微小振幅成分を増幅器２５にて増幅しないよう、微小振幅領域に範囲を限り、その出力を制限するものである。ここでは、この増幅制限範囲を、Ｓ／Ｎ比検出部１０７から入力されるＳ／Ｎ比をもとに設定するようになっている。増幅制限回路２７は、第３の実施の形態におけるノイズ除去回路７０と同様に、コアリング回路として構成することができ、その場合、不感帯内に入る微小振幅領域の出力値がゼロとされる（図１６，図１７参照）。
【０１０７】
増幅器２５は、テクスチャー成分Ｔ２１を増幅し、テクスチャー成分Ｔ１に対する増幅分にあたる成分をテクスチャー成分Ｔ２２として生成するものである。ここでは、増幅器２５もまた増幅制限回路２３と同様にＳ／Ｎ比に連動して動作するよう構成されており、テクスチャー成分Ｔ２１の増幅の度合い（ゲインＡt ）がＳ／Ｎ比に応じて設定されるようになっている。
【０１０８】
なお、増幅制限回路２３，増幅器２５はそれぞれＳ／Ｎ比に応じて動作するが、ここでは、両者のパラメータ（不感帯の幅，ゲインＡt ）が互いに関連して変動するように構成される。Ｓ／Ｎ比が低い、つまりノイズ量が多いときには、テクスチャー強調よりもノイズが大きく増幅されないことの方が優先される。よって、コアリングの不感帯の幅を拡げると共にゲインＡt を減少させ、テクスチャー成分Ｔ２１に含まれるノイズが増幅されるのを防ぐようにする。他方、Ｓ／Ｎ比が高く、ノイズ量がさほど多くないときには、テクスチャー強調効果をできるだけ上げるよう、ゲインＡt を増大する方向に変化させると同時にコアリングの不感帯の幅を狭くするように調整を行うようにする。
【０１０９】
加算器２７は、テクスチャー成分１とテクスチャー成分Ｔ２２とを合成し、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２を出力する。よって、本実施の形態におけるエンハンスゲインＴＥは、加算器２５のゲインＡt によって１＋Ａt と表される。
【０１１０】
次に、この画像表示装置の動作のうち、本実施の形態の特徴部分であるテクスチャー強調処理について説明する。なお、その他の処理は、第３の実施の形態と同様である。
【０１１１】
テクスチャー強調部１００では、まず、輝度信号Ｙ1 がＳ／Ｔ分離回路１０においてストラクチャー成分Ｓ１，テクスチャー成分Ｔ１に分離される。そのうち、テクスチャー成分Ｔ１は、テクスチャー増幅回路２０に入力され、以下の処理が施される。なお、Ｓ／Ｎ比検出部１０７は、求めたＳ／Ｎ比を、テクスチャー増幅回路２０の増幅制限回路２３と増幅器２５に出力する。
【０１１２】
増幅制限回路２３には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１とが入力される。増幅制限回路２３は、テクスチャー成分Ｔ１のうち増幅対象としない振幅領域の上限値および下限値を不感帯幅に設定し、コアリングを行う。その際、不感帯幅は、Ｓ／Ｎ比、つまりノイズの大きさに応じて設定する。これにより、テクスチャー成分Ｔ１のうち、定めた範囲の微小振幅領域（不感帯内）の出力値がゼロとなる。それ以外の範囲（不感帯外）にある信号成分からは、不感帯内成分に相当する振幅値が差し引かれたものとなる。処理後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２１として増幅器２５に出力される。
【０１１３】
次いで、増幅器２５にてテクスチャー成分Ｔ２１を増幅する。このとき、テクスチャー成分Ｔ２１のうち、増幅制限回路２３における不感帯内の信号成分は全く増幅されず、不感帯外の信号成分のみがゲインＡt で選択的に増幅される。こうして、テクスチャー成分Ｔ２１のうち、ノイズの大半が含まれていると判断される領域は増幅させないようにすることで、ノイズの増幅が抑えられる。また、ここでは、増幅器２５は、ゲインＡt を画像信号のＳ／Ｎ比に応じて設定する。そのため、ノイズ量に応じて増幅度が抑えられ、不感帯外の信号成分に残されているノイズを過大に強調してしまうことが防止される。増幅後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２２として加算器２７に出力される。
【０１１４】
加算器２７は、入力されるテクスチャー成分Ｔ１，テクスチャー成分Ｔ２２を加算する。これにより、テクスチャー成分Ｔ１が（１＋Ａt ）倍されたテクスチャー成分Ｔ２が出力される。テクスチャー成分Ｔ２は、ノイズ成分が増幅されないようなテクスチャー強調処理がＳ／Ｎ比に応じて施されることで、テクスチャー成分が強調されつつも、これに伴うノイズの強調が回避されたものとなる。
【０１１５】
以下の動作は、第３の実施の形態と同様である。ディスプレイ１０６に表示される画像は、テクスチャー成分が強調されつつも、これに伴うノイズの強調が回避されており、画質を適正に補正したものとなる。
【０１１６】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、Ｓ／Ｎ比検出部１０７を設け、テクスチャー増幅回路２０を増幅制限回路２３，増幅器２５，加算器２７により構成して、テクスチャー成分Ｔ１のうちノイズ成分が含まれる微小振幅領域は増幅されないようにしたので、ノイズの増幅が回避される。また、増幅制限回路２３の不感帯幅および増幅器２５のゲインＡt を、画像信号のＳ／Ｎ比に応じて設定するようにしたので、増幅制限範囲を適正に設定できると共に、ノイズ増幅を見越してテクスチャー成分の増幅強度を調整することができる。本実施の形態では、こうした効果の相乗作用によってノイズの強調が効果的に回避され、ノイズの強調抑制とテクスチャー強調とが共に適度に施された出力画像を得ることができる。
【０１１７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明の画像表示装置の構成は、第１ないし第３の実施の形態における画像表示装置に限定されず、これら実施の形態の構成を組み合わせることによって実現されてもよい。また、その構成要素各々の回路構成は、上記実施の形態に説明したものはあくまで一例であり、説明した機能を果たすものであれば、どのように構成されていも構わない。その意味では、回路として構成される場合だけでなく、ソフトウエア上に実現されていてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態では画像表示装置について説明したが、本発明の画像処理装置は、画像表示機能を有する装置に限定されず、画像処理を行うそのほかの装置全般に適用が可能である。そのような装置としては、テレビジョンカメラ、ＶＴＲ、プリンタ等がある。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像処理装置、または請求項１０記載の画像表示装置、または請求項１１記載の画像処理方法によれば、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行うようにしたので、画像の補正量が適正に制御され、画質の低下を回避することができる。
【０１２０】
特に、ストラクチャー成分とテクスチャー成分とを合成した後に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整するようにしたので、輪郭強調効果のある成分を既に有してる信号に対し、その成分量を調整するようにシャープネスが施され、輪郭強調効果が補正されるので、最終的に、適度に輪郭が強調された出力画像を得ることが可能となる。これにより、シャープネスが過大に施されることで画質低下をまねくことが抑止される。さらには、テクスチャー強調処理とシャープネス処理とを互いの効果のバランスをとりながら施すことができ、出力画像全体の鮮鋭度を違和感のないように保つことが可能となる。
【０１２１】
また、請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、さらなる補正手段として、データ分離手段の前段に設けられると共に、画像の輪郭部分から輪郭強調成分を除去する輪郭成分除去手段を備えるようにしたので、テクスチャー強調処理の前の段階で、画像データに余分に含まれてきた元信号由来の輪郭強調効果のある成分が低減され、その周波数特性が平坦化される。したがって、元信号由来の輪郭強調効果のある成分が、その後行われるテクスチャー強調処理に及ぼす影響を低減でき、テクスチャー強調の効果が前面に出たコントラスト強調画像を得ることができる。
【０１２２】
また、請求項６または請求項７記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、補正手段として、画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、テクスチャー成分から、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じた範囲の微小振幅領域を除去するノイズ除去手段とを備えるようにしたので、ノイズ低減の効果とテクスチャー強調効果とのバランスがＳ／Ｎ比によって調整される。したがって、両者が適正な度合いで施され、ノイズが目立たず、コントラストが強調された出力画像を得ることが可能となる。
【０１２３】
また、請求項８または請求項９記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、補正手段として、画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じてテクスチャー成分における増幅対象を制限する増幅制限手段とを備えるようにしたので、ノイズ成分に相当する微小振幅領域の増幅を制限するというノイズ増幅抑制の効果と、テクスチャー強調効果とのバランスがＳ／Ｎ比によって調整される。したがって、両者が適正な度合いで施され、ノイズが目立たず、コントラストが強調された出力画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した画像表示装置におけるテクスチャー強調部の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示したテクスチャー強調部の作用を説明するための図である。
【図４】図２に示したテクスチャー強調部におけるＳ／Ｔ分離回路の具体的な構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図２に示したテクスチャー強調部におけるストラクチャー補正回路の作用を説明するための図である。
【図６】図１に示した画像表示装置におけるシャープネス部の主要部の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図６に示したシャープネス回路において生成されるシャープネス信号について説明するための信号波形図である。
【図８】図１に示した画像表示装置における信号処理の流れについての信号の波形と周波数特性による説明図である。
【図９】図６に示したシャープネス回路の行う信号処理について説明する周波数特性図である。
【図１０】本発明の第２の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した画像表示装置におけるデシャープネス回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】図１０に示した画像表示装置における信号処理の流れについての信号の波形と周波数特性による説明図である。
【図１３】本発明の第３の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示した画像表示装置におけるＳ／Ｎ比検出部１０７が行うノイズ検出の方法を説明するための図である。
【図１５】図１３に示した画像表示装置におけるテクスチャー強調部１００の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１３に示した画像表示装置におけるノイズ除去回路７０のコアリング処理について説明するための図である。
【図１７】図１３に示した画像表示装置におけるノイズ除去回路７０の具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図１８】本発明の第４の形態に係る画像表示装置の主要部を示すブロック図である。
【図１９】一般的なシャープネス処理を説明する信号波形図である。
【図２０】一般的なシャープネス処理を説明する周波数特性図である。
【図２１】一般的なテクスチャー強調処理を説明する信号波形図である。
【図２２】一般的なテクスチャー強調処理を説明する周波数特性図である。
【図２３】一般的なテレビジョン信号のチューナ復調出力の周波数特性図である。
【図２４】図２２に示した信号にテクスチャー強調処理を施したのちの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１０…Ｓ／Ｔ分離回路、１１…レベル判定手段、１２…周波数判定手段、１３…フィルタ特性決定手段、１４…非線形フィルタ、１５…減算器、２０…テクスチャー増幅回路、２３…増幅制限回路、２５…増幅器、２７…加算器、３０…ストラクチャー補正回路、４０…加算器、５０…遅延回路、６０…クロマアンプ、７０…ノイズ除去回路、１００…テクスチャー強調部、２００…シャープネス部、２１０…シャープネス回路、３００…デシャープネス部、３１０…デシャープネス回路、１０１…チューナ、１０２…Ｙ／Ｃ分離回路、１０３…クロマデコーダ、１０４…マトリクス回路、１０５…ドライバ、１０６…ディスプレイ、１０７…Ｓ／Ｎ比検出部、Ｓ１，Ｓ２…ストラクチャー成分、Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ２…テクスチャー成分、ＴＥ…エンハンスゲイン、ＳＧ…シャープネスゲイン、Ａt …増幅器ゲイン、Ｙ0 〜Ｙ3 …輝度信号、Ｕ0 〜Ｕ3 ，Ｖ0 〜Ｖ3 …色差信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号に画質補正処理を施す機能を備えた画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン受像機，ＶＴＲ（VideoTape Recorder），デジタルカメラ，テレビジョンカメラあるいはプリンタ等の機器は、入力画像に画質補正を施してから出力する画像処理機能、例えば、明暗やコントラストの調整、輪郭補正などの機能を有している。こうした機能は、主に全体に暗くコントラストが低い画像や、細部がぼやけた画像に対して効果的に適用される。ただし、これらの各処理では、補正の度合いが強いときに意図とは異なった画像を生む場合があり、画質は必ずしも常に向上する訳ではなかった。
【０００３】
このうち、輪郭補正は、一般にシャープネス（sharpness ）と呼ばれ、画像中の人物や物体の縁部、輪郭線を強調する処理である。シャープネスでは、図１９に示したように、パルス状の画像信号においては信号の立上がりと立下りの前後が矢印のように歪むような処理を行う。この立上がりや立下りのように振幅値が大きく変化する部分はエッジといい、画像の輪郭に対応する。また、歪むことによって生じる信号規定値からの差分にあたる成分を、エッジの前後で、それぞれプリシュート（ＰＳ），オーバシュート（ＯＳ）という。このとき、その周波数特性は図２０のようになり、特定周波数を中心に強調されることがわかる。
【０００４】
こうしたシャープネスには、補正を強くかけてゆくと、輪郭が十分に鮮鋭化される一方で画像が黒く縁取りされたようになり、見る者に不自然な印象を与えてしまうという性質がある。
【０００５】
これに対し、近年、画像のディテールのみを強調する画質補正技術が提案されている（特許第３２３３１１４号公報、特開２００１−２９８６２１号公報など）。この技術は、画像データから、画像の細部を表す比較的空間周波数が高い成分を抽出し、その振幅レベルを選択的に増幅するものである。なお、本明細書においては、画像データにおいて、画像中の主な輪郭に対応する成分をストラクチャー（structure ）成分と呼ぶ。また、これに対して空間周波数がより高く、画像の細部に対応する成分をテクスチャー（texture ）成分と呼ぶ。テクスチャー成分は、例えば、人物画像における衣服の模様や影であったり、樹木の葉が密生した部分であったりする。すなわち、この技術は、画像データ中のテクスチャー成分を強調するものである。
【０００６】
このテクスチャー強調処理におけるパルス特性を図２１に、周波数特性を図２２に示す。テクスチャー強調処理の特徴は、シャープネスのようにプリシュート，オーバーシュートを付けず、ただテクスチャー成分の振幅のみ増幅することにある。よって、その周波数特性は、１００ＫＨｚ程度の低域からレベルを一定に持ち上げるように変化する。この処理によれば、ぼけがちな細部はくっきりするが全体の輪郭は強調されないので、コントラストや鮮鋭度を向上させつつも、シャープネスとは異なって自然な印象の画像が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テクスチャー強調処理には、テクスチャー成分の増幅に伴ってテクスチャー成分に紛れ込んだ不要な成分まで増幅してしまうおそれがあった。不要成分の一つはノイズであるが、この処理においては入力信号のプリシュート・オーバーシュートが問題となっていた。
【０００８】
テレビジョン信号のチューナ復調出力は、送受信のために帯域制限されたＲＦ（Radio Frequency ）信号であることから、必然的に波形が歪み、実際の周波数特性は、図２３のようにカットオフ周波数ｆc の左側の帯域が膨らんだようになる。カットオフ周波数ｆc は、信号の種類によって異なるものの（ＮＴＳＣ方式ではｆc ＝４．２ＭＨｚ、ＰＡＬ方式ではｆc ＝５．５〜６ＭＨｚ）、チューナ復調後のテレビジョン信号は概ねこのような周波数特性を有している。このうち、２〜３ＭＨｚを中心とした振幅が持ち上がった帯域は、時系列的にはプリシュート・オーバーシュートに相当する。いうなれば、テレビジョン信号は、入力時にはすでにシャープネスが施されたような状態にある。
【０００９】
また、最近では、送り側のＤＶＤ等の記録媒体において信号にシャープネス等の補正を施すようになってきたため、ＤＶＤ等からの入力信号には、すでにプリシュート・オーバーシュートが意図的に付加されている。
【００１０】
こうした入力信号にテクスチャー強調処理を施すと、プリシュート・オーバーシュートはテクスチャー成分と認識され、増幅されてしまう。このとき得られる特性は図２４のようになり、結果的にはプリシュート・オーバーシュートを強調するだけになってしまう。これでは、前述したシャープネスとは異なる特性でのコントラスト強調というテクスチャー強調処理の特徴が損なわれ、意図したような画質向上が望めないおそれがあった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、適正な画像補正が可能な画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理装置、および、本発明の画像表示装置は、画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、輝度信号からストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出するデータ分離手段と、テクスチャー成分を増幅するテクスチャー増幅手段と、ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成する合成手段と、少なくとも前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行う補正手段とを備え、補正手段として、合成手段の後段に設けられると共に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する輪郭調整手段を備えたものである。
【００１３】
本発明の画像処理方法は、画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、輝度信号からストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出し、テクスチャー成分を増幅したのち、ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成し、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行い、その画像の補正として、ストラクチャー成分とテクスチャー成分とを合成した後に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する処理を行うものである。
【００１４】
本発明の画像表示装置および画像処理装置、並びに画像処理方法では、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を加えることで、出力画像の成分量が制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、画像の輪郭を構成するストラクチャー成分と画像の細部を構成するテクスチャー成分からなる画像データを、テクスチャー成分をエンハンスゲインＴＥに応じて強調するように加工するテクスチャー強調部１００と、テクスチャー強調処理を施した信号に、エンハンスゲインＴＥに応じてシャープネスを施すためのシャープネス部２００とを備えている。なお、信号上では、ストラクチャー成分は、エッジを含む平均振幅（振幅の変動傾向）の成分に相当し、テクスチャー成分はそれ以外の比較的高い周波数で小振幅である成分に相当する。
【００１７】
元々、テクスチャー強調は細部を強調する処理であり、細部におけるコントラストが上がるために映像をはっきりとさせる効果を与えるが、より鮮鋭度を与えるには、輪郭を多少強調させることが必要となる。ただし、先にシャープネスを施すと、すでに説明したように、テクスチャー強調が効果的に行われない（図２４参照）。よって、本実施の形態では、テクスチャー強調部１００の後段にシャープネス部２００を設けるようにしている。また、シャープネス部２００は、テレビジョン信号のように当初からシャープネスがかけられたかのような波形の入力信号に対して、テクスチャー強調後にシャープネスによる補正量を調整するものとして機能する。
【００１８】
入力される画像信号は、テレビ信号のほか、ＶＣＲ（VideoCassette Recorder）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の出力であってよい。これらの画像信号は、通常の処理によってＹＵＶ信号にまで復調されるようになっている。テレビジョン信号はチューナ１０１で復調されてコンポジット信号（ＣＶＢＳ；Composite Video Burst Signal）となるが、ＶＣＲやＤＶＤからは直接コンポジット信号が入力される。これらのコンポジット信号は、Ｙ／Ｃ分離回路１０２において輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離され、クロマデコーダ１０３においてＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 にデコードされる。なお、ＹＵＶ信号は、２次元ディジタル画像の画像データであり、画像上の位置に対応する画素値の集合である。そのうち、輝度信号Ｙは輝度レベルを表し、白１００％である白レベルと、黒１００％である黒レベルの間の振幅値をとる。また、色差信号Ｕ，Ｖはそれぞれ、青（Ｂ；Blue）から輝度信号Ｙを差し引いた信号Ｂ−Ｙ，赤（Ｒ；Red ）から輝度信号Ｙを差し引いた信号Ｒ−Ｙに対応しており、これらＵ信号，Ｖ信号を輝度信号Ｙと組み合わせることによって色（色相，彩度，輝度）が表現される。
【００１９】
ＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 は、テクスチャー強調部１００に入力され、後述するテクスチャー強調に関する処理を施された後、ＹＵＶ信号Ｙ2 Ｕ2 Ｖ2 として出力される。ＹＵＶ信号Ｙ2 Ｕ2 Ｖ2 は、シャープネス部２００に入力され、シャープネス処理を施された後、ＹＵＶ信号Ｙ3 Ｕ3 Ｖ3 として出力される。
【００２０】
ＹＵＶ信号Ｙ3 Ｕ3 Ｖ3 が入力されるマトリクス回路１０４は、ＹＵＶ信号からＲＧＢ信号を再生し、出力する。ドライバ１０５は、入力されるＲＧＢ信号をもとにディスプレイ１０６の駆動信号を生成し、出力する。ディスプレイ１０６は、駆動信号により駆動され、入力される駆動信号に応じた画像を表示する。このディスプレイ１０６は、どのような種類のディスプレイデバイスであってもよく、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel），ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等が用いられる。
【００２１】
＜テクスチャー強調部１００の構成＞
図２は、テクスチャー強調部の構成を示すブロック図である。テクスチャー強調部１００は、Ｓ／Ｔ分離回路１０，テクスチャー増幅回路２０，ストラクチャー補正回路３０，加算器４０，遅延回路５０およびクロマアンプ６０により構成されている。
【００２２】
このテクスチャー強調部１００は、図３に示したような画像データ処理を行うものである。すなわち、入力される輝度信号Ｙ1 を、Ｓ／Ｔ分離回路１０により画像の輪郭を構成するストラクチャー成分Ｓ１と、画像の細部を構成するテクスチャー成分Ｔ１とに分離する。次いで、テクスチャー成分Ｔ１を、テクスチャー増幅回路２０により増幅してテクスチャー成分Ｔ２とする。その一方で、ストラクチャー成分Ｓ１を、ストラクチャー補正回路３０によりレンジや階調を非線形的に補正して、ストラクチャー成分Ｓ２とする。さらに、テクスチャー成分Ｔ２とストラクチャー成分Ｓ２とを加算器４０にて加算し合成することにより、輝度信号Ｙ2 を得る。
【００２３】
Ｓ／Ｔ分離回路１０は、図４に示したように、レベル判定手段１１，周波数判定手段１２，フィルタ特性決定手段１３，非線形フィルタ１４および減算器１５により構成されている。レベル判定手段１１，周波数判定手段１２は、それぞれ、輝度信号Ｙ1 の振幅レベルおよび周波数の変動範囲を判定し、フィルタ特性決定手段１３に判定結果を出力する。フィルタ特性決定手段１３は、この判定結果に応じて、非線形フィルタ１４の振幅レベルおよび周波数の閾値を決定する。非線形フィルタ１４は、フィルタ特性決定手段１３によって決められたフィルタ特性で輝度信号Ｙ1 に平滑化を行い、ストラクチャー成分Ｓ１を抽出する。減算器１５は、元の輝度信号Ｙ1 からストラクチャー成分Ｓ１を差し引くことでテクスチャー成分Ｔ１を抽出する。
【００２４】
非線形フィルタ１４は、通常用いられる線形ローパスフィルタとは異なり、輝度信号Ｙ1 の振幅レベルと周波数の双方を加味した非線形のフィルタであって、画像の輪郭を構成するストラクチャー成分Ｓ１が、それ以外の成分から峻別されるようになっている。より具体的には、輝度信号Ｙ1 のうち振幅変動が急峻なエッジ成分はそのまま保存し、エッジ成分以外の小振幅成分に対して平滑化を行うようになっている（特開２００１−２９８６２１号公報を参照）。非線形フィルタ１４は、２次元の非線形フィルタもしくは画像の水平方向と垂直方向それぞれに適用される１次元の非線形フィルタとして構成され、フィルタリングの中心画素に対し、画素値（振幅）の差の絶対値が所定の閾値ε以下に収まっている周辺画素の画素値はそのまま適用するが、画素値の絶対値の差が閾値εよりも大きければ、そこをエッジと判断し、周辺画素の画素値の代わりに中心画素の画素値を用いることで周辺画素の影響を排除してから平滑化を行う。ただし、実際の画像では、振幅変動が大きい部分が必ずしも画像上の輪郭線であるとは限らず、逆に、振幅変動が小さくとも輪郭線である場合がある。そのため、ここでは、振幅レベルだけでなく周波数からの情報を合わせて平滑化を行うことで、ストラクチャー成分Ｓ１の抽出の確度を上げるようにしている。
【００２５】
テクスチャー増幅回路２０は、Ｓ／Ｔ分離回路１０から出力されるテクスチャー成分Ｔ１を、外部入力されるエンハンスゲインＴＥ（以下、ゲインＴＥと略記）に応じて増幅する増幅器として構成され、テクスチャー成分Ｔ２を出力する。実際のゲインＴＥの値は、１〜２の間の値とするのが適当である。通常の使用では、その値は例えば１．３〜１．４程度とされるが、それ以上ではテクスチャー強調の効果が強く現れる。ゲインＴＥの値が２以上となると、テクスチャー成分が強調され過ぎて違和感を与えるようになってくる。
【００２６】
ストラクチャー補正回路３０は、Ｓ／Ｔ分離回路１０から入力されるストラクチャー成分Ｓ１に対し、非直線的な補正を施すものである。ここでは、図５に示したガンマ曲線３１Ａのようにオフセット値ΔＹを有する補正曲線を用いるため、この補正を、便宜上ガンマ補正と呼ぶ。なお、ガンマ曲線３１Ａのガンマ値、およびオフセット値ΔＹは、例えば、テクスチャーＴ１の増幅の度合い、すなわちゲインＴＥに応じて調整される。
【００２７】
加算器４０は、テクスチャー増幅回路２０から入力されるテクスチャー成分Ｔ２と、ストラクチャー補正回路３０から入力されるストラクチャー成分Ｓ２とを加算するようになっている。これにより、テクスチャー成分が強調されると共にストラクチャー成分が補正された輝度信号Ｙ2 が生成される。
【００２８】
遅延回路５０は、クロマデコーダ１０３から入力される色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に対して遅延をかけ、輝度信号Ｙ2 と同期をとって出力するようになっている。また、クロマアンプ６０は、入力される色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に（Ｙ2 ／Ｙ1 ）を乗じて、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 を生成・出力するようになっている。これにより、Ｙ／Ｃ比がテクスチャー強調処理の前後で保たれる。
【００２９】
＜シャープネス部２００の構成＞
ここでは、テクスチャー強調部１００の後段に、シャープネス部２００が設けられている。シャープネス部２００は、輝度信号Ｙ2 にシャープネス処理を施し、輝度信号Ｙ3 として出力するシャープネス回路２１０と、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 に遅延をかけて輝度信号Ｙ3 と同期をとったのち、Ｕ3 ，Ｖ3 として出力する遅延回路によって構成されている。
【００３０】
図６は、シャープネス回路の構成を示すブロック図である。このシャープネス回路２１０は、後述のＳＧ制御手段２１４を除いては一般的な構成となっている。遅延回路２１１，２１２は、具体的にはＤラッチの組み合わせで構成されるが、ここでは一例として、入力クロック信号のクロック周期Ｄの２倍遅延させるものとしている。この回路では、輝度信号Ｙ2 と、輝度信号Ｙ2 から２Ｄだけ遅れた遅延回路２１１の出力と、さらに遅延回路２１１出力から２Ｄ遅れた遅延回路２１２の出力との演算が行われる。これにより、図７に示したように、エッジのある輝度信号Ｙ2 に対して、プリシュート，オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO をもったシャープネス信号ＳＳが生成される。なお、Ｋは、プリシュート／オーバーシュートの係数であり、同図に示したように、信号成分ＳP ，ＳO の振幅値の比率は、Ｋ：１−Ｋとなる。
【００３１】
レベル調整手段２１３は、このシャープネス信号ＳＳの振幅レベルを調整するものである。レベル調整手段２１３は乗算器であり、シャープネス信号ＳＳにシャープネスゲインＳＧを乗じるようになっている。
【００３２】
ＳＧ制御手段２１４は、シャープネスゲインＳＧを、テクスチャー増幅回路２０におけるゲインＴＥに応じて設定するものである。すなわち、ＳＧ制御手段２１４は、ゲインＴＥが大きいほどシャープネスゲインＳＧを下げる調整を行うようになっている。
【００３３】
ここでシャープネスの強度を、テクスチャー強調の強度に対応付けて加減する理由は、１つには、ここで行うシャープネスが、テクスチャー強調画像に対して補足的に行われることにある。したがって、ここでのシャープネスは、通常ほどの強度ではなく、画像の状態に応じて弱めに加えられる必要がある。
【００３４】
２つ目の理由は、テクスチャー強調部１００への入力信号にプリシュート・オーバーシュートがすでに付随している場合には、テクスチャー増幅回路２０がプリシュート・オーバーシュートを増幅してしまうことにある。そうした出力信号にシャープネスを施すと、部分的に同質の処理を重ねて行うことになり、プリシュート・オーバーシュートは過大に増幅されてしまう。したがって、この場合のシャープネスは、画像の状態に応じて弱めに加えられるか、むしろテクスチャー強調処理において増幅された元信号由来のプリシュート・オーバーシュートを減衰させ、適正なレベルに調整することが必要となる。後者は、シャープネスゲインＳＧが負の値に選ばれることを意味する。
【００３５】
なお、ＳＧ制御手段２１４は、例えばゲインＴＥが予めいくつかの数値に選ばれているのならば、対応するシャープネスゲインＳＧのルックアップテーブルを有し、そこからシャープネスゲインＳＧの値を出力するように構成することができる。そのような対応表の一例を、表１に示す。表１は、シャープネスゲインＳＧを、規定値ａからゲインＴＥに応じて下げてゆくような調整を行うことを意味している。この表のシャープネスゲインＳＧにおける数字は、１が例えば０．５ｄＢ相当である。
【００３６】
【表１】
加算器２１５は、遅延回路２１１の出力に対し、シャープネス信号ＳＳを加算し、輝度信号Ｙ3 を生成・出力するものである。輝度信号Ｙ3 には、成分ＳP ，ＳO により調整されたプリシュート，オーバーシュートが付加される。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る画像表示装置の動作について図８および図１〜図７を参照して説明する。
【００３９】
図８は、この画像表示装置における各処理ごとの輝度信号波形の変化を示す図であり、（Ａ）は輝度信号Ｙ1 を、（Ｂ）はテクスチャー強調処理後の輝度信号Ｙ2 を、（Ｃ）はシャープネス処理後の輝度信号Ｙ3 を表し、それぞれ上がパルス波形、下がその周波数特性である。
【００４０】
まず、入力される画像信号がＹＵＶ信号に復調される。テレビ信号が入力される場合、信号はチューナ１０１でコンポジット信号に復調され、Ｙ／Ｃ分離回路１０２にて輝度信号Ｙと色信号Ｃに分離され、クロマデコーダ１０３にてＹＵＶ信号Ｙ1 Ｕ1 Ｖ1 にデコードされる。ＶＣＲやＤＶＤからコンポジット信号が入力される場合には、Ｙ／Ｃ分離回路１０２，クロマデコーダ１０３にて同様の処理が行われる。いずれの場合にも、クロマデコーダ１０３からは、輝度信号Ｙ1 、および色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 がテクスチャー強調部１００に出力される。なお、このうち輝度信号Ｙ1 には、元信号に含まれていたプリシュート・オーバーシュートが保存されている（図８（Ａ））。
【００４１】
＜テクスチャー強調処理＞
テクスチャー強調部１００では、輝度信号Ｙ1 は、まずＳ／Ｔ分離回路１０に入力される（図２，図４）。Ｓ／Ｔ分離回路１０では、レベル判定手段１１，周波数判定手段１２に輝度信号Ｙ1 が入力され、それぞれが輝度信号Ｙ1 の振幅レベルおよび周波数の変動範囲を判定し、判定結果をフィルタ特性決定手段１３に出力する。フィルタ特性決定手段１３は、この判定結果に応じて非線形フィルタ１４の振幅レベルおよび周波数の閾値を決定し、非線形フィルタ１４に出力する。非線形フィルタ１４は、フィルタ特性決定手段１３に与えられたフィルタ特性に基づいて輝度信号Ｙ1 に平滑化を施し、ストラクチャー成分Ｓ１を抽出する。ここで得られたストラクチャー成分Ｓ１は、エッジ部分はそのまま保存され、それ以外の部分のみ平滑化された画像データとなっている。すなわち、画像のなかの輪郭線等の大まかな構成を表すデータである。
【００４２】
また、減算器１５は、輝度信号Ｙ1 からストラクチャー成分Ｓ１を差し引くことでテクスチャー成分Ｔ１を抽出する。得られたテクスチャー成分Ｔ１は、元信号からストラクチャー成分Ｓ１を除いた小振幅成分となっており、画像の中の細部、例えば模様等の細かな起伏に相当するデータである。ここで、輝度信号Ｙ1 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは、テクスチャー成分Ｔ１の中に取り込まれる。こうして、Ｓ／Ｔ分離回路１０からストラクチャー成分Ｓ１およびテクスチャー成分Ｔ１が生成・出力される（図３）。
【００４３】
このうち、テクスチャー成分Ｔ１は、テクスチャー増幅回路２０に入力される。テクスチャー増幅回路２０にはゲインＴＥが外部入力され、テクスチャー成分Ｔ１はこのゲインＴＥに応じて増幅され、テクスチャー成分Ｔ２となる（図２，図３）。このとき、テクスチャー成分Ｔ１に含まれるプリシュート・オーバーシュートも同時にゲインＴＥに応じて増幅される。このテクスチャー成分Ｔ２は、加算器４０に出力される。
【００４４】
一方、ストラクチャー成分Ｓ１は、ストラクチャー補正回路３０に入力され、ガンマ曲線３１Ａによりガンマ補正を施されることにより、ストラクチャー成分Ｓ２となる。これにより、ストラクチャー成分Ｓ２は、テクスチャーＴ２の振幅値に連動して、低輝度側（黒側）の振幅レベルが持ち上げられるように増幅され、高輝度側（白側）の振幅レベルが低減されたものとなる。このストラクチャー成分Ｓ２は、加算器４０に出力される。
【００４５】
加算器４０には、ストラクチャー成分Ｓ２とテクスチャー成分Ｔ２が入力され、両者を加算して輝度信号Ｙ2 を生成する。このとき、ストラクチャー成分Ｓ２の黒側の振幅レベルは、ゲインＴＥを参照したガンマ補正によって持ち上げられているので、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２が加算されても黒側の振幅レベルはダイナミックレンジ内に収まる。また、その白側の振幅レベルは、ゲインＴＥを参照して低減されているので、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２が加算されても白側の振幅レベルはダイナミックレンジ内に収まる。したがって、輝度信号Ｙ2 は、テクスチャー強調処理がなされていると同時にダイナミックレンジ内に収まるよう補正されたものになっている。なお、この輝度信号Ｙ2 は、ゲインＴＥに応じて増幅されたプリシュート・オーバーシュートを含んだものとなっている（図８（Ｂ））。
【００４６】
また、色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 に対しては、遅延回路５０により輝度信号Ｙ2 の処理にかかる時間だけ遅延させ、クロマアンプ６０によりＹ2 ／Ｙ1 を乗じて輝度信号Ｙ2 の増幅分だけ増幅して、Ｙ／Ｃ比がテクスチャー強調処理の前後で保たれるように色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 を生成する。輝度信号Ｙ2 および色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、シャープネス部２００に入力される。
【００４７】
＜シャープネス処理＞
シャープネス部２００では、輝度信号Ｙ2 がシャープネス回路２１０に入力される（図６）。シャープネス回路２１０では、輝度信号Ｙ2 と、遅延回路２１１，２１２により輝度信号Ｙ2 に遅延をかけた信号との演算を行い、プリシュート・オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO を有するシャープネス信号ＳＳを生成する。
【００４８】
その一方で、ＳＧ制御手段２１４にはゲインＴＥが入力され、ゲインＴＥの値に応じてシャープネスゲインＳＧが設定される。ゲインＴＥが大きいほど、画像は強いテクスチャー強調処理を施されているので、効果のバランスをとる意味で、シャープネス処理の方は弱く施されるように成分ＳP ，ＳO の大きさと符号を決めねばならない。また、ゲインＴＥが大きいほど、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートは増幅されているので、ここでは、最終的に得られる輝度信号Ｙ3 でのプリシュート・オーバーシュートが適正な大きさとなるように、成分ＳP ，ＳO の大きさと符号を決めねばならない。この成分ＳP ，ＳO の大きさと符号の調整を行うのがシャープネスゲインＳＧであり、ここでシャープネスゲインの値と符号が決められる。
【００４９】
すなわち、成分ＳP ，ＳO を用いて輝度信号Ｙ3 にプリシュート・オーバーシュートを少しだけ付加する場合には、シャープネスゲインＳＧをＳＧ＞０の範囲で小さな値に選び、さらに、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートを成分ＳP ，ＳO により減衰させる場合には、シャープネスゲインＳＧを負の値から選ぶ（ＳＧ＜０）。
【００５０】
次に、シャープネス信号ＳＳおよびシャープネスゲインＳＧを、レベル調整手段２１３に入力する。ここで両者は乗算され、シャープネス信号ＳＳの成分ＳP ，ＳO がシャープネスゲインＳＧに応じて調整される。シャープネスゲインＳＧの符号と絶対値の大きさに応じて、シャープネス信号ＳＳの振幅の正負の向きと大きさが変わる。
【００５１】
さらに、このシャープネス信号ＳＳを、加算器２１５により遅延回路２１１の出力である輝度信号Ｙ2 と加算する。これにより、輝度信号Ｙ2 にシャープネス信号ＳＳが重畳され、輝度信号Ｙ3 となって出力される。輝度信号Ｙ3 のエッジ部分では、プリシュート・オーバーシュートが成分ＳP ，ＳO によって適正な大きさに調整されている（図８（Ｃ））。
【００５２】
上記のプリシュート・オーバーシュートの量を調整を行うことで、このシャープネス回路２１０は、輝度信号Ｙ2 に対し、周波数特性が図９のように変化するような処理を行っている。周波数の中域、ちょうどプリシュート・オーバーシュートに相当する帯域の振幅が、シャープネスゲインＳＧに応じて変化する。ＳＧ＝０では、振幅に変化はなく、フラットな状態である。ＳＧ＞０では、振幅はＳＧに応じて増幅され、対応する帯域が持ち上がる。ＳＧ＜０では、振幅はＳＧに応じて減衰され、対応する帯域が落ち込む。
【００５３】
また、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、遅延回路により輝度信号Ｙ2 の処理にかかる時間だけ遅延され、色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 として出力される。
【００５４】
これら輝度信号Ｙ3 および色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 は、マトリクス回路１０４に入力される。マトリクス回路１０４は、これらのＹＵＶ信号からＲＧＢ信号を再生し、ドライバ１０５に出力する。ドライバ１０５は、入力されるＲＧＢ信号を増幅し、輝度階調に応じた電圧値の駆動信号を生成し、ディスプレイ１０６に出力する。ディスプレイ１０６は、入力される駆動信号に応じて画像表示を行う。
【００５５】
その際、元信号である輝度信号Ｙ3 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは適正量に調整されているので、ディスプレイ１０６に表示される画像では、適度の輪郭強調により、テクスチャー強調処理による効果を損なわずに、さらに鮮鋭度が増す。
【００５６】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、テクスチャー強調部１００の後段にシャープネス部２００を設け、シャープネス回路２１０がエンハンスゲインＴＥに応じて補正量を加減するようにしたので、シャープネスが過大に施されることが防止され、テクスチャー強調とシャープネスそれぞれの効果のバランスをとって画像全体の鮮鋭度を違和感のないように保つことができる。
【００５７】
また、実際にはすでに入力時にシャープネスが施されたような状態にあるテレビジョン信号等に対しては、シャープネス部２００の前段までにプリシュート・オーバーシュートに施される増幅処理が、シャープネス部２００において相殺される。そのため、最終的に出力する輝度信号Ｙ3 に含まれるプリシュート・オーバーシュートは適正量に調整される。よって、テクスチャー強調を施した画像に対し、適度の輪郭強調補正を加えることができる。
【００５８】
〔第２の実施の形態〕
図１０は、第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、テクスチャー強調部１００の前段にデシャープネス部３００を設けたことを除いては、第１の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５９】
本実施の形態では、チューナ復調後のテレビジョン信号等のように、入力時にすでにプリシュート・オーバーシュートが付加されているような画像信号に対し、プリシュート・オーバーシュートが不用意に増幅されないための方策として、デシャープネス部３００により、テクスチャー強調処理の前に信号の周波数特性を平坦化し、プリシュート・オーバーシュートを除去するようになっている。
【００６０】
デシャープネス（De-sharpness）部３００は、輝度信号Ｙ0 にデシャープネス処理を施し、輝度信号Ｙ1 として出力するデシャープネス回路３１０と、色差信号Ｕ0 ，Ｖ0 に遅延をかけて輝度信号と同期を取った後、Ｕ1 ，Ｖ1 として出力する遅延回路によって構成されている。
【００６１】
デシャープネスは、シャープネスとは反対にプリシュート・オーバーシュートを除去する処理であり、第１の実施の形態のシャープネス回路２１０におけるシャープネスゲインＳＧ＜０の場合の動作に相当する。したがって、デシャープネス回路３１０の構成は、輝度信号Ｙ0 からシャープネス信号ＳＳが差し引かれることを除けば、図１１に示したようにシャープネス回路２１０と同様となっている。すなわち、このデシャープネス回路３１０では、レベル調整手段３１３は、負の値をとるデシャープネスゲインＤＳＧに応じてシャープネス信号ＳＳのレベル調整を行うようになっている（ＤＳＧ＜０）。また、加算器３１５は、符号が反転したシャープネス信号ＳＳを遅延回路３１１の出力である輝度信号Ｙ0 と加算するが、これによりシャープネス信号ＳＳ（成分ＳP ，ＳO ）の大きさ相当分が輝度信号Ｙ0 から差し引かれ、プリシュート・オーバーシュートが減少した輝度信号Ｙ1 が出力されるようになっている。
【００６２】
また、ここでは、デシャープネス回路３１０の係数Ｋの値を、Ｋよりも（１−Ｋ）の方が大きくなるように設定する。これは、プリシュートよりもオーバーシュートを大きく減衰させることを意味する（図７参照）。本発明の発明者は、元信号、特に電波として伝送されるテレビジョン信号においては、プリシュートよりもオーバーシュートの方が大きい傾向があることに着目し、オーバーシュートをより確実に除去するためには、プリシュートとオーバーシュートの除去比率を変えればよいことに想到した。よって、ここでは、シャープネス信号ＳＳにおいては、成分ＳP より成分ＳO を大きくするように係数Ｋを設定するようになっている。
【００６３】
次に、この画像表示装置の動作について、図１０，図１１および図１２を参照して説明する。図１２は、この画像表示装置における各処理ごとの輝度信号波形の変化を示す図であり、（Ａ）は輝度信号Ｙ0 を、（Ｂ）はデシャープネス処理後の輝度信号Ｙ1 を、（Ｃ）はテクスチャー強調処理後の輝度信号Ｙ2 を、（Ｄ）はシャープネス処理後の輝度信号Ｙ3 を表し、それぞれ上がパルス波形、下がその周波数特性である。
【００６４】
入力される画像信号は、第１の実施の形態と同様の処理によって、ＹＵＶ信号Ｙ0 ，Ｕ0 ，Ｖ0 に復調される。なお、輝度信号Ｙ0 には、元信号に含まれていたプリシュート・オーバーシュートが残っている（図１２（Ａ））。ＹＵＶ信号Ｙ0 ，Ｕ0 ，Ｖ0 は、デシャープネス部３００に出力される。
【００６５】
デシャープネス部３００では、輝度信号Ｙ0 は、デシャープネス回路３１０に入力される。デシャープネス回路３１０では、遅延回路により輝度信号Ｙ0 に遅延をかけた信号の演算を行い、プリシュート・オーバーシュートに相当する成分ＳP ，ＳO を有するシャープネス信号ＳＳを生成する。このとき、予め係数Ｋを調整し、成分ＳP ，ＳO の振幅値の比率（Ｋ：１−Ｋ）を設定しておく。よって、ここでは成分ＳP よりも、成分ＳO の方が大きくなっている。
【００６６】
シャープネス信号ＳＳは、レベル調整手段３１３に入力される。また、レベル調整手段３１３には、デシャープネスゲインＤＳＧが入力され、シャープネス信号ＳＳと乗算される。これにより、シャープネス信号ＳＳ（成分ＳP ，ＳO ）は符号が反転し、その大きさが所望の値に調整される。
【００６７】
さらに、このシャープネス信号ＳＳを、加算器３１５により遅延回路３１１の出力である輝度信号Ｙ0 と加算する。これにより、輝度信号Ｙ0 のエッジ部分からシャープネス信号ＳＳの成分ＳP ，ＳO 相当分が除去され、輝度信号Ｙ1 となる（図１２（Ｂ））。このとき、シャープネス信号ＳＳは、成分ＳP より成分ＳO の方が大きく、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートの形状により追従するものとなっているので、輝度信号Ｙ0 からはプリシュート・オーバーシュートがより過不足なく除去される。これにより得られる輝度信号Ｙ1 の周波数特性は、プリシュート・オーバーシュートに対応する中域の成分が減少して平坦化されたものになる。
【００６８】
このように、テクスチャー強調処理の前に、輝度信号Ｙ0 に余分に含まれてきたプリシュート・オーバーシュートを減少させ、その周波数特性を平坦化しておくことで、テクスチャー強調処理に対するその影響が低減する。さらには、そののち施すシャープネスに対しても、第１の実施の形態のように、このプリシュート・オーバーシュートの及ぼす影響を考慮する必要がなくなる。
【００６９】
この輝度信号Ｙ1 は、テクスチャー強調部１００に出力される。また、色差信号Ｕ0 ，Ｖ0 は、遅延回路により輝度信号Ｙ0 の処理にかかる時間だけ遅延され、色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 としてテクスチャー強調部１００に出力される。
【００７０】
テクスチャー強調部１００は、第１の実施の形態と同様に動作する。入力される輝度信号Ｙ1 は、テクスチャー成分を抽出・増幅され、輝度信号Ｙ2 となる（図１２（Ｃ））。このとき、輝度信号Ｙ1 に含まれるプリシュート・オーバーシュートの振幅は小さくなっていることから、テクスチャー成分の増幅においては、ほぼテクスチャー成分のみが強調される。すなわち、その周波数特性は、平坦なまま低域側から持ち上げられるように変化する。したがって、このテクスチャー強調処理では、その特徴である細部のコントラスト強調が効果的になされる。
【００７１】
輝度信号Ｙ2 は、シャープネス部２００に出力される。色差信号Ｕ1 ，Ｖ1 は、第１の実施の形態と同様にして遅延され、振幅値を補正されて色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 としてシャープネス部２００に出力される。
【００７２】
シャープネス部２００は、第１の実施の形態と同様に動作する。ここでは、輝度信号Ｙ2 に含まれるプリシュート・オーバーシュートの振幅は小さくなっていることから、このシャープネス部２００で付加されるプリシュート・オーバーシュートだけで輪郭補正が行われ、輝度信号Ｙ3 となる（図１２（Ｄ））。このように、本実施の形態では、第１の実施の形態と違って、テクスチャー強調処理によって増幅されて入力されてくる中域の周波数成分を考慮しないで済む分だけ、より簡易で、より適正な補正がなされる。
【００７３】
また、このようにデシャープネスとテクスチャー強調処理の後に施されるシャープネスは、デシャープネスによりいったん下げられた中域から高域の周波数成分を増幅する作用をもつ。そのため、周波数特性を補正する意味で有効な手段といえる。
【００７４】
なお、色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、第１の実施の形態と同様にして遅延され、色差信号Ｕ3 ，Ｖ3 となる。輝度信号Ｙ3 ，色差信号Ｕ2 ，Ｖ2 は、マトリクス回路１０４に出力される。以後の装置の動作は、第１の実施の形態と同様に行われる。
【００７５】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、テクスチャー強調部１００の前段にデシャープネス部３００を設けるようにしたので、テクスチャー強調処理の前段階で、輝度信号Ｙ0 に余分に含まれてきた元信号由来のプリシュート・オーバーシュートが減少し、その周波数特性が平坦化される。よって、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートが、その後行われるテクスチャー強調処理に及ぼす影響を低減させることができ、効果的にテクスチャー強調がなされた画像を得ることができる。
【００７６】
なお、図１２（Ａ），（Ｂ）の周波数特性の変化からわかるように、デシャープネスによれば、周波数特性は中域から高域側まで下がることになるが、テレビジョン信号は元々帯域制限されたＲＦ信号であるから、ここでは輝度信号Ｙ1 の高域側での特性劣化は抑えられたものとなる。むしろ、中域までの周波数特性が平坦化されることで、輝度信号Ｙ0 に含まれているプリシュート・オーバーシュートの量を減少させる効果の方が大きい。こうして中域までの周波数特性が改善された輝度信号Ｙ1 に対し、周波数特性を平坦なまま持ち上げるようなテクスチャー強調処理を施すことで、プリシュート・オーバーシュートは目立たず、テクスチャー強調の効果が前面に出たコントラスト強調画像が得られる。
【００７７】
さらにここでは、係数Ｋを、プリシュートよりオーバーシュートを大きく除去するように設定したので、元信号由来のプリシュート・オーバーシュートをより過不足なく除去できる。
【００７８】
なお、チューナ１０１の出力特性を平坦に補正する方法として、デシャープネスは最も簡単な方法であり、容易に実現することができる。
【００７９】
〔第３の実施の形態〕
図１３は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を示している。この画像表示装置は、シャープネス部２００がないこと、代わりにＳ／Ｎ比検出部１０７と、テクスチャー強調部１００のノイズ除去回路７０とを備えていることを除けば、第１の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。すなわち、この画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比を検出し、このＳ／Ｎ比に連動して、テクスチャー強調量を調整する操作とテクスチャー成分Ｔ１から除去する成分の量を調整する操作とを行うものである。
【００８０】
Ｓ／Ｎ比検出部１０７は、Ｙ／Ｃ分離回路１０２に入力される以前のコンポジット（ＣＶＢＳ）信号に対し、真正の信号値（Ｓ）とそれ以外のノイズ（Ｎ）の比、すなわちＳ／Ｎ比を求めるものである。信号値は、例えば、黒レベルから白レベルまでの電圧値があらかじめ規格値として決められているので、Ｓ／Ｎ比は、ノイズ量を検出することによって求められる。
【００８１】
ノイズ量の検出は、ＣＶＢＳ信号のうち信号成分が入っていない時間領域に基準をとって行われる。例えば、図１４に示した垂直ブランキング期間における垂直同期期間ｄ１、もしくは等価期間ｄ２の太線で示されたパルス間で行われる。こうしてノイズ量から求めたＳ／Ｎ比は、テクスチャー強調部１００に出力される。
【００８２】
図１５は、本実施の形態のテクスチャー強調部１００の構成を表すブロック図である。本実施の形態では、Ｓ／Ｔ分離回路１０とテクスチャー増幅回路２０との間に、ノイズ除去回路７０が設けられている。
【００８３】
ノイズ除去回路７０は、増幅前のテクスチャー成分Ｔ１を入力とし、このテクスチャー成分Ｔ１からノイズ成分を除去し、テクスチャー成分Ｔ１１として出力するものである。また、ノイズ除去回路７０には、Ｓ／Ｎ比検出部１０７からＳ／Ｎ比が入力され、ここでＳ／Ｎ比をもとに除去する信号の大きさを決めるようになっている。
【００８４】
具体的には、ノイズ除去回路７０は、図１６に示した入出力特性を有するコアリング回路として構成されている。すなわち、微小振幅領域Ｘ２を不感帯とし、この領域内にある信号成分をノイズとみなして全入力値から除去するものである。ここでは、不感帯の幅±ａがＳ／Ｎ比に応じて設定される。なお、同図では、領域Ｘ２よりも入力信号が大きい領域を領域Ｘ１，領域Ｘ２よりも入力信号が小さい領域を領域Ｘ３としている。図１７は、コアリング回路としてのノイズ除去回路７０の一構成例を示している。このように、ノイズ除去回路７０は、テクスチャー成分Ｔ１と不感帯幅ａとを比較する比較器７１，テクスチャー成分Ｔ１と不感帯幅−ａを比較する比較器７２，テクスチャー成分Ｔ１に対し領域Ｘ１〜Ｘ３各々の場合における演算を施して出力する演算回路７３〜７５、および、比較器７２からの出力結果に基づいて出力すべき演算回路７３〜７５に接続を切り換えるスイッチ７６によって構成されている。
【００８５】
また、ここでは、テクスチャー増幅回路２０もまたノイズ除去回路７０と同様にＳ／Ｎ比に連動して動作するよう構成されている。テクスチャー増幅回路２０では、ノイズ成分が過大に増幅されないように、テクスチャー成分Ｔ１１の増幅の度合い（ゲインＴＥ）がＳ／Ｎ比に応じて設定される。
【００８６】
なお、以上の不感帯幅ａおよびゲインＴＥの設定は、表２のようなルックアップテーブルを用いて行うものとしてよい。その場合、Ｓ／Ｎ比検出部１０７からのＳ／Ｎ比をここに入力し、Ｓ／Ｎ比に対応して選ばれた不感帯幅ａ、およびエンハンスゲインＴＥを、ノイズ除去回路７０およびテクスチャー増幅回路２０のそれぞれに入力するものとする。
【００８７】
【表２】
表２に示したように、ここでは、Ｓ／Ｎ比の値が小さくなる（ノイズが大きい）ほど、不感帯幅ａの幅を広げ、エンハンスゲインＴＥを小さくするように各値が設定されている。
【００８９】
次に、本実施の形態の画像表示装置の動作について図を参照して説明する。
【００９０】
まず、入力される画像信号を、第１の実施の形態と同様の処理によってＹＵＶ信号Ｙ1 ，Ｕ1 ，Ｖ1 に復調し、テクスチャー強調部１００に入力する。
【００９１】
同時に、チューナ１０１の出力信号をＳ／Ｎ比検出部１０７に入力し、そのノイズ量からＳ／Ｎ比を求める。ノイズ量は、例えば、画像信号中の垂直同期期間ｄ１において、垂直同期パルスの規定値（図１６の太線）からの差分として検出する。または、等価パルス期間ｄ２における等価パルスの規定値からの差分として検出するようにしてもよい。検出されるノイズ量は交流成分であるから、ここではその実効値を求める。なお、信号値は、例えば黒レベルから白レベルまでが１ＶP-P （ＶP-P ；信号のピーク間電圧を表す単位）などと決められているので、これより実効成分の値を算出しておく。この例では、信号の実効成分は０．７ＶP-P である。これらの値からＳ／Ｎ比が求まる。求めたＳ／Ｎ比は、テクスチャー強調部１００におけるノイズ除去回路７０，テクスチャー増幅回路２０に出力される。
【００９２】
テクスチャー強調部１００では、輝度信号Ｙ1 がＳ／Ｔ分離回路１０においてストラクチャー成分Ｓ１，テクスチャー成分Ｔ１に分離され、出力される。そのうち、テクスチャー成分Ｔ１は、ノイズ除去回路７０に入力されてテクスチャー成分Ｔ１１となって出力され、次にテクスチャー増幅回路２０に入力され、テクスチャー成分Ｔ２として出力される。
【００９３】
ノイズ除去回路７０，テクスチャー増幅回路２０はそれぞれＳ／Ｎ比に応じて動作するが、先にルックアップテーブル（表２）として例示したように、ここでは、両者のパラメータ（不感帯幅ａ，ゲインＴＥ）を互いに関連させて変動させる。Ｓ／Ｎ比が低い、つまりノイズ量が多いときには、テクスチャー強調よりもノイズが大きく増幅されないことの方が優先される。よって、コアリングの不感帯の幅ａを拡げると共に、ゲインＴＥを減少させてテクスチャー成分Ｔ１１に残されているノイズが増幅されるのを抑制する。他方、Ｓ／Ｎ比が高く、ノイズ量がさほど多くないときには、テクスチャー強調効果をできるだけ上げるよう、ゲインＴＥを増大する方向に変化させると同時にコアリングの不感帯の幅ａを狭くするように調整を行う。
【００９４】
ノイズ除去回路７０には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１とが入力される。ノイズ除去回路７０は、上述のようにＳ／Ｎ比に応じて除去対象とする信号振幅の上限値および下限値（不感帯幅±ａ）を設定し、これにもとづいてテクスチャー成分Ｔ１の微小振幅成分を除去する。これにより、不感帯内の信号成分はノイズと見なされて完全に除去され、不感帯外の信号成分からは、不感帯内成分に相当する振幅値（ａ）の成分がノイズとして除去される。処理後の信号は、テクスチャー成分Ｔ１１としてテクスチャー増幅回路２０に出力される。
【００９５】
ちなみに、ノイズ除去回路７０の具体的な回路動作を図１６、図１７を用いて説明すると、以下のようになる。テクスチャー成分Ｔ１は、入出力特性のＸ１〜Ｘ３の領域のどこに該当する値であるかを判断するために比較器７１に入力されると共に、演算用の値を与えるために演算器７３，７４にも入力される。
【００９６】
比較器７１では、テクスチャー成分Ｔ１は不感帯の正の値ａと大きさが比較される。テクスチャー成分Ｔ１がａより大きいと（Ａ＞Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１を領域Ｘ１の値であると判断して、Ｘ１相応の信号をスイッチ７６に入力する。反対に、テクスチャー成分Ｔ１がａ以下であると（Ａ≦Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１は領域Ｘ２または領域Ｘ３の値であると判断され、さらに比較器７２の判定を行う。
【００９７】
比較器７２では、テクスチャー成分Ｔ１は不感帯の負の値−ａと大きさが比較される。テクスチャー成分Ｔ１が−ａ以上であると（Ａ≧Ｂ）、テクスチャー成分Ｔ１は−ａ≦Ｔ１≦ａの値であり、領域Ｘ２の値であると判断される。よって、このときには、Ｘ２相応の信号をスイッチ７６に入力する。また、テクスチャー成分Ｔ１が−ａより小さい（Ａ＜Ｂ）ときには、テクスチャー成分Ｔ１は領域Ｘ３の値であると判断され、Ｘ３相応の信号をスイッチ７６に入力する。
【００９８】
演算器７３は、テクスチャー成分Ｔ１から値ａを減算した値を出力し、演算器７３は、テクスチャー成分Ｔ１に値ａを加算した値を出力する。また、演算器７４は、入力される値に関わらず０値を返す。以上の出力値は、入力されたテクスチャー成分Ｔ１の値を、それぞれ領域Ｘ１，Ｘ３およびＸ２における出力値に変換している。
【００９９】
スイッチ７６は、入力値がＸ１〜Ｘ３のどの領域の値であるかを示す信号を、比較器７１，７２いずれかより入力される。よって、スイッチ７６は、この信号に応じて演算器７３〜７５を選び、演算結果を出力させる。これにより、入力値が該当する領域Ｘ１〜Ｘ３に応じた出力値が得られ、テクスチャー成分Ｔ１に図１６のような特性のコアリングが施される。この出力がテクスチャー成分Ｔ１１である。
【０１００】
次いで、テクスチャー増幅回路２０には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１１とが入力される。テクスチャー増幅回路２０は、上述のように画像信号のＳ／Ｎ比に応じてゲインＴＥを設定し、これにもとづいてテクスチャー成分Ｔ１１を増幅する。このとき、微小振幅のノイズ成分は、先に除去されているため、全く増幅作用を受けない。ただし、テクスチャー成分Ｔ１１の微小振幅成分はノイズと共に除去されているために結果的に全く増幅されなくなっている。また、ゲインＴＥの調整により、テクスチャー成分Ｔ１１に含まれているノイズを過大に増幅することが回避される。その代わり、テクスチャー成分Ｔ１１自体の増幅度は抑えられている。増幅後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２として加算器４０に出力される。
【０１０１】
一方、Ｓ／Ｔ分離回路１０のもうひとつの出力であるストラクチャー成分Ｓ１は、ストラクチャー補正回路３０に入力され、ガンマ補正を施されることによりストラクチャー成分Ｓ２となる。ストラクチャー成分Ｓ２もまた、加算器４０に出力される。加算器４０は、ストラクチャー成分Ｓ２とテクスチャー成分Ｔ２が入力され、両者を加算して輝度信号Ｙ2 を生成する。この輝度信号Ｙ2 は、マトリクス回路１０４に入力される。以下の動作は、第１の実施の形態と同様である
。
【０１０２】
このときディスプレイ１０６に表示される画像は、Ｓ／Ｎ比に応じてノイズが低減・除去されつつもテクスチャー強調処理が施されているので、テクスチャー強調に伴ってノイズ成分が強調されることが回避されている。一般的に、ノイズが多い画像は輪郭付近がぎらぎらして見えることがあり、それがテクスチャー強調処理によってさらに強調されるおそれがあったが、ここでは一定のノイズを除去しているために、そうした現象も抑制されている。特に、画像信号がノイズ量の多い弱電界信号である場合には、テクスチャー強調を強く行わない方がノイズが目立たず、むしろ画質がよいことが多い。
【０１０３】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、Ｓ／Ｎ比検出部１０７，ノイズ除去回路７０を設け、さらに、ノイズ除去回路７０の不感帯幅ａおよびテクスチャー増幅回路２０のエンハンスゲインＴＥを、検出されたＳ／Ｎ比に応じて設定するようにしたので、ノイズ除去・低減の効果とテクスチャー強調効果とのバランスが、Ｓ／Ｎ比によって調整される。すなわち、テクスチャー成分Ｔ１に含まれるノイズ成分が除去され、テクスチャ−強調処理において増幅されるノイズ量が低減されると同時に、テクスチャー成分Ｔ１１に残ったノイズ成分の増幅度合いが弱められるという、相乗的な効果によってノイズの強調が効果的に回避される。よって、ノイズ除去・低減とテクスチャー強調の両者が適正な度合いで施された出力画像を得ることができる。
【０１０４】
〔第４の実施の形態〕
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の主要部を示す構成図である。この画像表示装置は、テクスチャー強調部１００よりノイズ除去回路７０が除かれ、さらに、テクスチャー増幅回路２０が増幅制限回路２３，増幅器２５，加算器２７から構成されていることを除けば、第３の実施の形態における画像表示装置と同様の構成となっている。すなわち、この画像表示装置は、入力画像信号のＳ／Ｎ比を検出し、検出したＳ／Ｎ比に連動して、テクスチャー強調量を調整する操作と、テクスチャー成分Ｔ１の増幅範囲を制限する操作とを行うものである。
【０１０５】
本実施の形態のテクスチャー増幅回路２０では、入力されるテクスチャー成分Ｔ１は分岐され、一方は加算器２７に、他方は増幅制限回路２３，増幅器２５によって増幅分であるテクスチャー成分Ｔ２２に加工されてから加算器２７に入力される。
【０１０６】
増幅制限回路２３は、入力されるテクスチャー成分Ｔ１の増幅対象となる領域を制限し、テクスチャー成分Ｔ２１として出力するものである。より具体的には、テクスチャー成分Ｔ１のうちノイズを多く含む微小振幅成分を増幅器２５にて増幅しないよう、微小振幅領域に範囲を限り、その出力を制限するものである。ここでは、この増幅制限範囲を、Ｓ／Ｎ比検出部１０７から入力されるＳ／Ｎ比をもとに設定するようになっている。増幅制限回路２７は、第３の実施の形態におけるノイズ除去回路７０と同様に、コアリング回路として構成することができ、その場合、不感帯内に入る微小振幅領域の出力値がゼロとされる（図１６，図１７参照）。
【０１０７】
増幅器２５は、テクスチャー成分Ｔ２１を増幅し、テクスチャー成分Ｔ１に対する増幅分にあたる成分をテクスチャー成分Ｔ２２として生成するものである。ここでは、増幅器２５もまた増幅制限回路２３と同様にＳ／Ｎ比に連動して動作するよう構成されており、テクスチャー成分Ｔ２１の増幅の度合い（ゲインＡt ）がＳ／Ｎ比に応じて設定されるようになっている。
【０１０８】
なお、増幅制限回路２３，増幅器２５はそれぞれＳ／Ｎ比に応じて動作するが、ここでは、両者のパラメータ（不感帯の幅，ゲインＡt ）が互いに関連して変動するように構成される。Ｓ／Ｎ比が低い、つまりノイズ量が多いときには、テクスチャー強調よりもノイズが大きく増幅されないことの方が優先される。よって、コアリングの不感帯の幅を拡げると共にゲインＡt を減少させ、テクスチャー成分Ｔ２１に含まれるノイズが増幅されるのを防ぐようにする。他方、Ｓ／Ｎ比が高く、ノイズ量がさほど多くないときには、テクスチャー強調効果をできるだけ上げるよう、ゲインＡt を増大する方向に変化させると同時にコアリングの不感帯の幅を狭くするように調整を行うようにする。
【０１０９】
加算器２７は、テクスチャー成分１とテクスチャー成分Ｔ２２とを合成し、増幅されたテクスチャー成分Ｔ２を出力する。よって、本実施の形態におけるエンハンスゲインＴＥは、加算器２５のゲインＡt によって１＋Ａt と表される。
【０１１０】
次に、この画像表示装置の動作のうち、本実施の形態の特徴部分であるテクスチャー強調処理について説明する。なお、その他の処理は、第３の実施の形態と同様である。
【０１１１】
テクスチャー強調部１００では、まず、輝度信号Ｙ1 がＳ／Ｔ分離回路１０においてストラクチャー成分Ｓ１，テクスチャー成分Ｔ１に分離される。そのうち、テクスチャー成分Ｔ１は、テクスチャー増幅回路２０に入力され、以下の処理が施される。なお、Ｓ／Ｎ比検出部１０７は、求めたＳ／Ｎ比を、テクスチャー増幅回路２０の増幅制限回路２３と増幅器２５に出力する。
【０１１２】
増幅制限回路２３には、画像信号のＳ／Ｎ比と、テクスチャー成分Ｔ１とが入力される。増幅制限回路２３は、テクスチャー成分Ｔ１のうち増幅対象としない振幅領域の上限値および下限値を不感帯幅に設定し、コアリングを行う。その際、不感帯幅は、Ｓ／Ｎ比、つまりノイズの大きさに応じて設定する。これにより、テクスチャー成分Ｔ１のうち、定めた範囲の微小振幅領域（不感帯内）の出力値がゼロとなる。それ以外の範囲（不感帯外）にある信号成分からは、不感帯内成分に相当する振幅値が差し引かれたものとなる。処理後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２１として増幅器２５に出力される。
【０１１３】
次いで、増幅器２５にてテクスチャー成分Ｔ２１を増幅する。このとき、テクスチャー成分Ｔ２１のうち、増幅制限回路２３における不感帯内の信号成分は全く増幅されず、不感帯外の信号成分のみがゲインＡt で選択的に増幅される。こうして、テクスチャー成分Ｔ２１のうち、ノイズの大半が含まれていると判断される領域は増幅させないようにすることで、ノイズの増幅が抑えられる。また、ここでは、増幅器２５は、ゲインＡt を画像信号のＳ／Ｎ比に応じて設定する。そのため、ノイズ量に応じて増幅度が抑えられ、不感帯外の信号成分に残されているノイズを過大に強調してしまうことが防止される。増幅後の信号は、テクスチャー成分Ｔ２２として加算器２７に出力される。
【０１１４】
加算器２７は、入力されるテクスチャー成分Ｔ１，テクスチャー成分Ｔ２２を加算する。これにより、テクスチャー成分Ｔ１が（１＋Ａt ）倍されたテクスチャー成分Ｔ２が出力される。テクスチャー成分Ｔ２は、ノイズ成分が増幅されないようなテクスチャー強調処理がＳ／Ｎ比に応じて施されることで、テクスチャー成分が強調されつつも、これに伴うノイズの強調が回避されたものとなる。
【０１１５】
以下の動作は、第３の実施の形態と同様である。ディスプレイ１０６に表示される画像は、テクスチャー成分が強調されつつも、これに伴うノイズの強調が回避されており、画質を適正に補正したものとなる。
【０１１６】
このように本実施の形態によれば、テクスチャー強調処理を行う画像表示装置において、Ｓ／Ｎ比検出部１０７を設け、テクスチャー増幅回路２０を増幅制限回路２３，増幅器２５，加算器２７により構成して、テクスチャー成分Ｔ１のうちノイズ成分が含まれる微小振幅領域は増幅されないようにしたので、ノイズの増幅が回避される。また、増幅制限回路２３の不感帯幅および増幅器２５のゲインＡt を、画像信号のＳ／Ｎ比に応じて設定するようにしたので、増幅制限範囲を適正に設定できると共に、ノイズ増幅を見越してテクスチャー成分の増幅強度を調整することができる。本実施の形態では、こうした効果の相乗作用によってノイズの強調が効果的に回避され、ノイズの強調抑制とテクスチャー強調とが共に適度に施された出力画像を得ることができる。
【０１１７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明の画像表示装置の構成は、第１ないし第３の実施の形態における画像表示装置に限定されず、これら実施の形態の構成を組み合わせることによって実現されてもよい。また、その構成要素各々の回路構成は、上記実施の形態に説明したものはあくまで一例であり、説明した機能を果たすものであれば、どのように構成されていも構わない。その意味では、回路として構成される場合だけでなく、ソフトウエア上に実現されていてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態では画像表示装置について説明したが、本発明の画像処理装置は、画像表示機能を有する装置に限定されず、画像処理を行うそのほかの装置全般に適用が可能である。そのような装置としては、テレビジョンカメラ、ＶＴＲ、プリンタ等がある。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像処理装置、または請求項１０記載の画像表示装置、または請求項１１記載の画像処理方法によれば、少なくともテクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行うようにしたので、画像の補正量が適正に制御され、画質の低下を回避することができる。
【０１２０】
特に、ストラクチャー成分とテクスチャー成分とを合成した後に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整するようにしたので、輪郭強調効果のある成分を既に有してる信号に対し、その成分量を調整するようにシャープネスが施され、輪郭強調効果が補正されるので、最終的に、適度に輪郭が強調された出力画像を得ることが可能となる。これにより、シャープネスが過大に施されることで画質低下をまねくことが抑止される。さらには、テクスチャー強調処理とシャープネス処理とを互いの効果のバランスをとりながら施すことができ、出力画像全体の鮮鋭度を違和感のないように保つことが可能となる。
【０１２１】
また、請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、さらなる補正手段として、データ分離手段の前段に設けられると共に、画像の輪郭部分から輪郭強調成分を除去する輪郭成分除去手段を備えるようにしたので、テクスチャー強調処理の前の段階で、画像データに余分に含まれてきた元信号由来の輪郭強調効果のある成分が低減され、その周波数特性が平坦化される。したがって、元信号由来の輪郭強調効果のある成分が、その後行われるテクスチャー強調処理に及ぼす影響を低減でき、テクスチャー強調の効果が前面に出たコントラスト強調画像を得ることができる。
【０１２２】
また、請求項６または請求項７記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、補正手段として、画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、テクスチャー成分から、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じた範囲の微小振幅領域を除去するノイズ除去手段とを備えるようにしたので、ノイズ低減の効果とテクスチャー強調効果とのバランスがＳ／Ｎ比によって調整される。したがって、両者が適正な度合いで施され、ノイズが目立たず、コントラストが強調された出力画像を得ることが可能となる。
【０１２３】
また、請求項８または請求項９記載の画像処理装置によれば、請求項１記載の画像処理装置において、補正手段として、画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じてテクスチャー成分における増幅対象を制限する増幅制限手段とを備えるようにしたので、ノイズ成分に相当する微小振幅領域の増幅を制限するというノイズ増幅抑制の効果と、テクスチャー強調効果とのバランスがＳ／Ｎ比によって調整される。したがって、両者が適正な度合いで施され、ノイズが目立たず、コントラストが強調された出力画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した画像表示装置におけるテクスチャー強調部の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】図２に示したテクスチャー強調部の作用を説明するための図である。
【図４】図２に示したテクスチャー強調部におけるＳ／Ｔ分離回路の具体的な構成を示す回路ブロック図である。
【図５】図２に示したテクスチャー強調部におけるストラクチャー補正回路の作用を説明するための図である。
【図６】図１に示した画像表示装置におけるシャープネス部の主要部の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】図６に示したシャープネス回路において生成されるシャープネス信号について説明するための信号波形図である。
【図８】図１に示した画像表示装置における信号処理の流れについての信号の波形と周波数特性による説明図である。
【図９】図６に示したシャープネス回路の行う信号処理について説明する周波数特性図である。
【図１０】本発明の第２の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した画像表示装置におけるデシャープネス回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図１２】図１０に示した画像表示装置における信号処理の流れについての信号の波形と周波数特性による説明図である。
【図１３】本発明の第３の形態に係る画像表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示した画像表示装置におけるＳ／Ｎ比検出部１０７が行うノイズ検出の方法を説明するための図である。
【図１５】図１３に示した画像表示装置におけるテクスチャー強調部１００の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１３に示した画像表示装置におけるノイズ除去回路７０のコアリング処理について説明するための図である。
【図１７】図１３に示した画像表示装置におけるノイズ除去回路７０の具体的構成を示す回路ブロック図である。
【図１８】本発明の第４の形態に係る画像表示装置の主要部を示すブロック図である。
【図１９】一般的なシャープネス処理を説明する信号波形図である。
【図２０】一般的なシャープネス処理を説明する周波数特性図である。
【図２１】一般的なテクスチャー強調処理を説明する信号波形図である。
【図２２】一般的なテクスチャー強調処理を説明する周波数特性図である。
【図２３】一般的なテレビジョン信号のチューナ復調出力の周波数特性図である。
【図２４】図２２に示した信号にテクスチャー強調処理を施したのちの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１０…Ｓ／Ｔ分離回路、１１…レベル判定手段、１２…周波数判定手段、１３…フィルタ特性決定手段、１４…非線形フィルタ、１５…減算器、２０…テクスチャー増幅回路、２３…増幅制限回路、２５…増幅器、２７…加算器、３０…ストラクチャー補正回路、４０…加算器、５０…遅延回路、６０…クロマアンプ、７０…ノイズ除去回路、１００…テクスチャー強調部、２００…シャープネス部、２１０…シャープネス回路、３００…デシャープネス部、３１０…デシャープネス回路、１０１…チューナ、１０２…Ｙ／Ｃ分離回路、１０３…クロマデコーダ、１０４…マトリクス回路、１０５…ドライバ、１０６…ディスプレイ、１０７…Ｓ／Ｎ比検出部、Ｓ１，Ｓ２…ストラクチャー成分、Ｔ１，Ｔ１１，Ｔ２…テクスチャー成分、ＴＥ…エンハンスゲイン、ＳＧ…シャープネスゲイン、Ａt …増幅器ゲイン、Ｙ0 〜Ｙ3 …輝度信号、Ｕ0 〜Ｕ3 ，Ｖ0 〜Ｖ3 …色差信号。
Claims (11)
- 画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて前記輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、前記輝度信号から前記ストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出するデータ分離手段と、
前記テクスチャー成分を増幅するテクスチャー増幅手段と、
前記ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成する合成手段と、
少なくとも前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行う補正手段と
を備え、
前記補正手段として、
前記合成手段の後段に設けられると共に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する輪郭調整手段を備えた
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記輪郭調整手段は、
前記加工データの時間軸上の信号波形において、画像の輪郭に相当するエッジの前後の縁部各々に前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて設定される正または負の補正量をもつ輪郭補正成分を付加する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - 前記補正手段として、さらに、
前記データ分離手段の前段に設けられると共に、画像の輪郭部分から輪郭強調成分を除去する輪郭成分除去手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - 前記輪郭成分除去手段は、
前記画像データの時間軸上の信号波形において、画像の輪郭に相当するエッジの前後の縁部各々を平滑化する
ことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。 - 前記輪郭成分除去手段は、前記エッジの前の縁部よりも後の縁部からより多くの差分を除去する
ことを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。 - 前記補正手段として、
前記画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、
前記テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、前記テクスチャー成分から、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じた範囲の微小振幅領域を除去するノイズ除去手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - さらに、前記テクスチャー増幅手段は、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じて前記テクスチャー成分を増幅するように構成されている
ことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。 - 前記補正手段として、
前記画像データのＳ／Ｎ比を検出するＳ／Ｎ比検出手段と、
前記テクスチャー増幅手段の前段に設けられると共に、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じて前記テクスチャー成分における増幅対象を制限する増幅制限手段と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - さらに、前記テクスチャー増幅手段は、検出された画像データのＳ／Ｎ比に応じて前記テクスチャー成分を増幅するように構成されている
ことを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。 - 画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて前記輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、前記輝度信号から前記ストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出するデータ分離手段と、
前記テクスチャー成分を増幅するテクスチャー増幅手段と、
前記ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成する合成手段と、
少なくとも前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行う補正手段と
を備え、
前記補正手段として、
前記合成手段の後段に設けられると共に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する輪郭調整手段を備えた
ことを特徴とする画像表示装置。 - 画像データ中の輝度信号における振幅レベルおよび周波数に基づいて前記輝度信号の平滑化を行うことで画像の輪郭を構成するストラクチャー成分を抽出すると共に、前記輝度信号から前記ストラクチャー成分を差し引くことで画像の細部を構成するテクスチャー成分を抽出し、
前記テクスチャー成分を増幅したのち、前記ストラクチャー成分とテクスチャー成分を合成して加工データを生成し、
少なくとも前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じた画像の補正を行い、
前記画像の補正として、
前記ストラクチャー成分とテクスチャー成分とを合成した後に、画像の輪郭を強調する輪郭強調成分の量を、前記テクスチャー成分の増幅の度合いに応じて調整する処理を行う
ことを特徴とする画像処理方法。
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