JP4454375B2 - 画像エッジ補正装置、映像表示装置、及び画像エッジ補正方法 - Google Patents
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Description
また、TI処理に対して速度変調機能(黒部分の強調機能)を付与できるようにすること、
また、TI処理に加えて、別の広域フィルタと狭域フィルタの差分から変化の急な高周波エッジを抽出し、その高周波エッジを含むエッジに対してEE処理を行い、さらにオーバー/アンダーシュートを制御できるようにすること、
さらに、これらの画像エッジの補正処理を簡単なハードウェア構成で実現できるようにすること、を目的としてなされたものである。
CTI処理部1において、信号入力部11から入力されたクロマ信号Cに対して、低周波エッジ領域抽出部14は、広域フィルタ12と狭域フィルタ13により抽出された周波数成分の差分から低周波エッジ領域を抽出する。クロマ補正部15は、抽出された低周波エッジ領域に対して補正信号を生成し、生成した補正信号を上記クロマ信号Cに加算してクロマ補正信号を生成する。
図2(A)において、H1は画像信号の周波数特性、H2は広域フィルタの周波数特性、H3は狭域フィルタの周波数特性、f1は画像信号のカットオフ周波数、f2は広域フィルタのカットオフ周波数、f3は狭域フィルタのカットオフ周波数を示す。この周波数特性H1は、テレビジョン画面における解像度とは異なる。例えば、NTSC方式の水平方向のテレビ輝度信号には221サイクルまでの周波数成分が含まれている。サンプリング定理によれば、この221サイクルの信号を表示するためには、最低442(221×2)の解像度を有する画面(パネル)が必要となる。しかしながら、画面上の解像度が上がっても画像信号の周波数自体は変わらない。従って、画像信号の周波数特性H1とそのカットオフ周波数f1は入力信号に基づいて決定されることになる。
LTI処理を実現する場合、低周波エッジのみを選択的に抽出できるように広域フィルタ及び狭域フィルタのカットオフ周波数を設定しておく。この場合、カットオフ周波数f2をカットオフ周波数f1よりもかなり小さく設定しておく必要があり、カットオフ周波数f3には抽出したいエッジの最低周波数を設定しておく。
図3(A)はクロマ補正部15の詳細構成例を示すブロック図で、クロマ補正部15はゲイン設定手段15a,クランプ手段15bを備えている。図3(B)は輝度補正部19の詳細構成例を示すブロック図で、輝度補正部19はゲイン設定手段19a,クランプ手段19bを備えている。図3(A)に示すクロマ補正部15と、図3(B)に示す輝度補正部19は、処理対象とする入力信号が異なるだけで基本的に同様な処理を行うため、輝度補正部19を代表例として以下に説明する。
オーバー/アンダーシュート制御手段23aは、輝度補正部19から入力される輝度補正信号から定まる範囲に基づいて、エッジ強調輝度補正信号に対してオーバーシュート及び/又はアンダーシュートを制御する。
MAX=max+p(max−min)・・・式(1)
MIN=min−p(max−min)・・・式(2)
但し、max:輝度補正信号の最大値、min:輝度補正信号の最小値、p:所定の割合
図5(A)は原画像輝度信号Yを示し、図5(B)は原画像輝度信号Yを広域フィルタ16及び狭域フィルタ17に入力してその差分から生成された補正信号Ycを示し、図5(C)は原画像輝度信号Yと補正信号Ycに基づいて算出された輝度補正信号Ysを示す。ゲイン設定手段19aは、低周波エッジ領域抽出部18によって抽出された低周波エッジ領域を明領域と暗領域に分割し、分割した明領域と暗領域それぞれに対してゲインを設定する。ここではエッジ中心(図中、点線で示す)で明領域と暗領域に分割している。
後述の式(3)において、補正信号Ycに乗じるki(ki>0)は、暗領域(あるいは明領域)の強調強度を表す係数で、暗領域係数kiをkd、明領域係数kiをklとする。エッジ補正時に、このkdを使うか、klを使うかは予めわからない。本例では図5(B)に示す補正信号Ycの符号を見て、画素毎にkdかklを決定する。すなわち、Yc<0の時はkdを、Yc>0の時はklを使って補正を行う。
Ys=Y+ki×Yc・・・式(3)
但し、Ys:輝度補正信号、Y:入力輝度信号、ki(0<ki):暗領域(あるいは明領域)の強調強度を表す係数、Yc:低周波エッジ領域に対する補正信号
まず、画像エッジ補正装置10は、信号入力部11からクロマ信号Cを入力し(ステップS1)、入力されたクロマ信号Cに対してCTI補正を行うかどうか判断し(ステップS2)、CTI補正を行う場合(YESの場合)、クロマ信号Cを広域フィルタ12と狭域フィルタ13に入力する。低周波エッジ領域抽出部14は、広域フィルタ12と狭域フィルタ13の差分を求め(ステップS3)、その差分から低周波エッジ領域を抽出する(ステップS4)。
まず、画像エッジ補正装置10は、信号入力部11から輝度信号Yを入力し(ステップS11)、入力された輝度信号Yに対してLTI補正を行うかどうか判断し(ステップS12)、LTI補正を行う場合(YESの場合)、輝度信号Yを広域フィルタ16と狭域フィルタ17に入力する。低周波エッジ領域抽出部18は、広域フィルタ16と狭域フィルタ17の差分を求め(ステップS13)、その差分から低周波エッジ領域を抽出する(ステップS14)。
Claims (9)
- 画像のエッジを補正する画像エッジ補正装置において、
画像信号を輝度信号とクロマ信号に分けて入力する信号入力手段と、該入力された輝度信号に対して所定の周波数成分を抽出するための第1の狭域フィルタと、該第1の狭域フィルタよりも広い周波数成分を抽出するための第1の広域フィルタと、前記第1の狭域フィルタと第1の広域フィルタにより抽出された周波数成分の差分から低周波エッジ領域を抽出する低周波エッジ領域抽出手段と、前記低周波エッジ領域に対して補正信号を生成し、該生成した補正信号を前記輝度信号に加算して輝度補正信号を生成する輝度補正手段と、該輝度補正手段により出力された前記輝度補正信号に対して所定の周波数成分を抽出するための第2の狭域フィルタと、該第2の狭域フィルタよりも広い周波数成分を抽出するための第2の広域フィルタと、前記第2の狭域フィルタと第2の広域フィルタにより抽出された周波数成分の差分から高周波エッジ領域を抽出する高周波エッジ領域抽出手段と、該抽出された高周波エッジ領域に対して補正信号を生成し、該生成した補正信号を前記輝度補正信号に加算してエッジ強調輝度補正信号を生成するエッジ強調輝度補正手段とを備えていることを特徴とする画像エッジ補正装置。 - 請求項1に記載の画像エッジ補正装置において、前記輝度補正手段は、前記低周波エッジ領域を明領域と暗領域に分割し、該分割した明領域と暗領域それぞれに対してゲインを設定する手段を備えていることを特徴とする画像エッジ補正装置。
- 請求項1又は2に記載の画像エッジ補正装置において、前記輝度補正手段は、前記輝度信号から定まる範囲に基づいて、前記輝度補正信号に対してクランプ処理を行う手段を備えていることを特徴とする画像エッジ補正装置。
- 請求項1〜3のいずれか1に記載の画像エッジ補正装置において、前記エッジ強調輝度補正手段は、前記輝度補正信号から定まる範囲に基づいて、前記エッジ強調輝度補正信号に対してオーバーシュート及び/又はアンダーシュートを制御する手段を備えていることを特徴とする画像エッジ補正装置。
- 請求項1〜4のいずれか1に記載の画像エッジ補正装置を備えた映像表示装置。
- 画像のエッジを補正する画像エッジ補正方法において、
画像信号を輝度信号とクロマ信号に分けて入力する信号入力ステップと、該入力された輝度信号に対して所定の周波数成分を抽出するための第1の狭域フィルタ及び該第1の狭域フィルタよりも広い周波数成分を抽出するための第1の広域フィルタにより抽出された周波数成分の差分から低周波エッジ領域を抽出する低周波エッジ領域抽出ステップと、前記低周波エッジ領域に対して補正信号を生成し、該生成した補正信号を前記輝度信号に加算して輝度補正信号を生成する輝度補正ステップと、該輝度補正ステップにて出力された前記輝度補正信号に対して所定の周波数成分を抽出するための第2の狭域フィルタ及び該第2の狭域フィルタよりも広い周波数成分を抽出するための第2の広域フィルタにより抽出された周波数成分の差分から高周波エッジ領域を抽出する高周波エッジ領域抽出ステップと、該抽出された高周波エッジ領域に対して補正信号を生成し、該生成した補正信号を前記輝度補正信号に加算してエッジ強調輝度補正信号を生成するエッジ強調輝度補正ステップとを有することを特徴とする画像エッジ補正方法。 - 前記輝度補正ステップは、前記低周波エッジ領域を明領域と暗領域に分割し、該分割した明領域と暗領域それぞれに対してゲインを設定するステップを有することを特徴とする請求項6に記載の画像エッジ補正方法。
- 前記輝度補正ステップは、前記輝度信号から定まる範囲に基づいて、前記輝度補正信号に対してクランプ処理を行うステップを有することを特徴とする請求項6又は7に記載の画像エッジ補正方法。
- 前記エッジ強調輝度補正ステップは、前記輝度補正信号から定まる範囲に基づいて、前記エッジ強調輝度補正信号に対してオーバーシュート及び/又はアンダーシュートを制御するステップを有することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1に記載の画像エッジ補正方法。
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