JP4342297B2 - 画像処理回路及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
画像データの多階調化の方法としては、図3又は図4に示すような方法がある。ここに、図3、図4は、共に、従来技術における多階調化回路の構成を示すブロック図である。図3の場合、信号入力端子1から入力される入力画像データは、加算器61の一方の入力端子に入力されて、ノイズ発生回路62にて発生されたランダムノイズが加算器61において重畳されることにより、多階調化回路63にて多階調化した出力画像データを生成して、信号出力端子5から出力するものである。また、図4の場合、信号入力端子1から入力される入力画像データは、フィルタ64に入力されて、フィルタリングをかけることにより、多階調化回路65にて多階調化した出力画像データを生成して、信号出力端子5から出力するものである。
まず、入力画像データの階調数よりも前記出力画像データを多階調化する画像処理を行なう場合に、入力画像データに重畳したノイズを基にして、画素数を増加させて新たなノイズを発生するので、発生ノイズに規則性が発生し難く、また、現フィールドの画像データの誤差量と1フィールド前の誤差量との差が或る閾値以上になるように誤差の拡散を変化させる誤差量制御回路を備えることとしているので、該誤差量制御回路により、現フィールドの画像データのノイズと1フィールド前のノイズとの相関性を抑えることが可能であり、画像データを、フレーム又はフィールド巡回型のノイズリダクション(DNR)回路に通した時、固定パターン状のノイズが発生することがなく、画像データの解像度を劣化させずに、入力画像データの階調数を、必要とする階調数からなる多階調の画像データに変換することができる。
図1は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態の一構成例を示すブロック図である。
図1に示す画像処理回路10において、信号入力端子1から入力した画像データは、インタポレーション処理回路2に入力される。インタポレーション処理回路2は、信号入力端子1から入力した画像データを記憶し、アップサンプリング回路22に出力するメモリ21と、メモリ21からの画像データを水平n倍、垂直n倍(nは2以上の自然数で任意に定めた所定の数値)の画素数に増加させるアップサンプリング回路22と、アップサンプリング回路22により水平n倍、垂直n倍の画素数に増加した画像データをフィルタリング処理により補間するインタポレーション用フィルタ23と、インタポレーション用フィルタ23のフィルタリング処理により補間された画素値を有する画素を追加して、画素数を増加させた画像データとして記憶し、誤差拡散処理回路3に対して出力するメモリ24とを備えている。
図2において、図2(A)は、信号入力端子1から入力された画像データの周波数振幅特性を示し、図2(B)は、アップサンプリング回路22により水平n倍、垂直n倍の画素数に増加し、インタポレーション用フィルタ23のフィルタリング処理により補間された画像データの周波数振幅特性を示している。なお、図2は、1次元信号を例にとって示している。図2(A)に示すω1はサンプリング周波数であり、図2(B)に示すω2は、図2(A)のサンプリング周波数ω1のn倍の周波数となっている。
ここで、誤差拡散処理回路3は、インタポレーション処理回路2から入力された入力画像データを、画素毎に、該入力画像データの階調よりも階調数が多い予め定めた所定の量子化レベルに量子化した画像データに変換して出力すると共に、該入力画像データの注目画素について量子化によって発生する量子化誤差を、該注目画素の近傍に位置する未量子化画素に対して拡散する処理を施すものであり、図5を用いて前述した一般的な誤差拡散処理回路3′に対して、誤差量制御回路36とメモリ34,37及び38とが追加されて構成されているものである。
ここで、i,jは、互いに直交する2方向(以下、i方向及びj方向という。)の各座標を表している。
誤差量制御回路36は、メモリ37からの1フィールド前の誤差量と誤差拡散用フィルタ35からの現在の誤差量との相関と、更に、インタポレーション処理回路2からの現在の入力画像データx(i,j)とメモリ38からの1フィールド前の入力画像データとの相関と、に基づいて、減算器31に出力する誤差量を制御する。誤差量制御回路36の動作の一例は例えば次の通りである。
かくのごとく、誤差拡散用フィルタ35の伝達関数G(z1,z2)のフィルタ係数g(i,j)を変更することにより、誤差拡散用フィルタ35により発生される誤差量のパターンが変化する。
Claims (8)
- 入力画像データの画素数を任意に定めた画素数まで増加させるインタポレーション処理回路と、該インタポレーション処理回路により画素数を増加させて入力された画像データを、画素毎に、前記入力画像データの階調よりも階調数が多い予め定めた所定の量子化レベルに量子化した画像データに変換して出力すると共に、入力された前記画像データの注目画素について量子化によって発生する量子化誤差を、該注目画素の近傍に位置する未量子化画素に対して拡散する処理を施す誤差拡散処理回路と、該誤差拡散処理回路によって所定の量子化レベルに変換されて出力される画像データの画素数を任意に定めた画素数まで低減させて出力画像データとして出力するデシメーション処理回路とを備え、前記入力画像データの階調よりも前記出力画像データの階調を多階調化する画像処理回路において、
前記誤差拡散処理回路が、1フィールド前の画像データの誤差拡散処理時における各画素の誤差量を記憶する誤差量記憶回路を備え、該誤差量記憶回路に記憶された1フィールド前の該誤差量と現フィールドの誤差量との差分の絶対値が、予め定めた閾値以上となるように、或る注目画素について発生した量子化誤差に関し、該注目画素の近傍における未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量を変更して制御する誤差量制御回路を備えることを特徴とする画像処理回路。 - 請求項1に記載の画像処理回路において、前記誤差拡散処理回路が、更に、1フィールド前の画像データを記憶する画像記憶回路を備え、該画像記憶回路に記憶された1フィールド前の該画像データと現フィールドの画像データとを比較し、或る注目画素及び該注目画素の予め定めた範囲の近傍画素それぞれの画素値の比較結果に基づいて、前記誤差量制御回路が、1フィールド前の前記誤差量と現フィールドの誤差量との差分の絶対値が、予め定めた閾値以上となるように、前記注目画素について発生した量子化誤差に関し、該注目画素の近傍における未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量を変更して制御することを特徴とする画像処理回路。
- 請求項2に記載の画像処理回路において、前記画像データ間の比較結果として前記誤差量制御回路が誤差量を変更して制御する場合が、1フィールド前の画像データと現フィールドの画像データとの前記注目画素及び前記近傍画素の各画素値間の差分をそれぞれ算出し、算出された各画素間の差分の絶対値の総和が、予め定めた境界値以内であった場合であることを特徴とする画像処理回路。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の画像処理回路において、前記誤差拡散処理回路が、更に、前記注目画素の近傍に位置する未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量に関するフィルタリング処理を施す誤差拡散用フィルタを備え、前記誤差量制御回路が誤差量を変更して制御する際に、前記誤差拡散用フィルタのフィルタ係数を変更することにより、拡散する誤差量を変更することを特徴とする画像処理回路。
- 入力画像データの画素数をインタポレーション処理により画素数を任意に定めた画素数まで増加させるインタポレーション処理ステップと、該インタポレーション処理ステップにより画素数を増加させた画像データを、画素毎に、前記入力画像データの階調よりも階調数が多い予め定めた所定の量子化レベルに量子化した画像データに変換して出力すると共に、画素数を増加させた画像データの注目画素について量子化によって発生する量子化誤差を、該注目画素の近傍に位置する未量子化画素に対して拡散する処理を施す誤差拡散処理ステップと、該誤差拡散処理ステップによって所定の量子化レベルに変換されて出力される画像データの画素数を任意に定めた画素数まで低減させて出力画像データとして出力するデシメーション処理ステップとを有し、前記入力画像データの階調よりも前記出力画像データの階調を多階調化する画像処理方法において、
1フィールド前の画像データの誤差拡散処理時における各画素の誤差量を記憶する誤差量記憶ステップを有し、前記誤差拡散処理ステップは、該誤差量記憶ステップにより記憶された1フィールド前の該誤差量と現フィールドの誤差量との差分の絶対値が、予め定めた閾値以上となるように、或る注目画素について発生した量子化誤差に関し、該注目画素の近傍における未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量を変更して制御することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項5に記載の画像処理方法において、1フィールド前の画像データを記憶する画像記憶ステップを有し、該画像記憶ステップにより記憶された1フィールド前の該画像データと現フィールドの画像データとを比較し、或る注目画素及び該注目画素の予め定めた範囲の近傍画素それぞれの画素値の比較結果に基づいて、前記誤差拡散処理ステップは、1フィールド前の前記誤差量と現フィールドの誤差量との差分の絶対値が、予め定めた閾値以上となるように、前記注目画素について発生した量子化誤差に関し、該注目画素の近傍における未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量を変更して制御することを特徴とする画像処理方法。
- 請求項6に記載の画像処理方法において、前記画像データ間の比較結果として前記誤差量制御ステップが誤差量を変更して制御する場合が、1フィールド前の画像データと現フィールドの画像データとの前記注目画素及び前記近傍画素の各画素値間の差分をそれぞれ算出し、算出された各画素間の差分の絶対値の総和が、予め定めた境界値以内であった場合であることを特徴とする画像処理方法。
- 請求項5乃至7のいずれかに記載の画像処理方法において、更に、前記注目画素の近傍に位置する未量子化画素それぞれに対して拡散する誤差量に関するフィルタリング処理を施す誤差拡散用フィルタリングステップを有し、前記誤差拡散処理ステップが、誤差量を変更して制御する際に、前記誤差拡散用フィルタリングステップのフィルタ係数を変更することにより、拡散する誤差量を変更することを特徴とする画像処理方法。
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