JP4843478B2

JP4843478B2 - 画像処理装置、および画像処理方法

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Publication number: JP4843478B2
Application number: JP2006346398A
Authority: JP
Inventors: 弘俊宮沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008160440A; US20080152227A1; US7995148B2; CN101207828A

Description

本発明は、画像を処理する画像処理装置、および画像処理方法に関する。

画像の品質を向上するため、画像が処理される場合がある。例えば、画像データを低周波成分、中周波成分、高周波成分に分解して処理することで、画像のざらつきを抑制し、鮮鋭度を高める技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８１５３１号公報

ここで、画像のプレーンな領域内に僅かな階調の段差が存在することがある。このような階調の段差（境界）はマッハバンドの原因となる。異なる階調が空間内に連続して配置された場合、階調間の相違が僅かであっても、その境界が縞模様として認識される。マッハバンドは、特に、離散データで構成されるデジタル映像において発生し易い。
本発明は、画像中での階調の段差の低減を図る画像処理装置、および画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る画像処理装置は、画像信号を空間周波数が互いに異なる複数の周波数成分に分解する分解部と、前記複数の周波数成分それぞれに基づいて、所定の基準値より絶対値が小さい、画像信号の変化成分を抽出する抽出部と、前記抽出される変化成分に基づき、画像信号の段差量を算出する算出部と、前記画像信号から前記算出される段差量を減算する減算部と、を具備する。

本発明の一態様に係る画像処理方法は、画像信号を空間周波数が互いに異なる複数の周波数成分に分解するステップと、前記複数の周波数成分それぞれに基づいて、所定の基準値より絶対値が小さい、画像信号の変化成分を抽出するステップと、前記抽出される変化成分に基づき、画像信号の段差量を算出するステップと、前記画像信号から前記算出される段差量を減算するステップと、を具備する。

本発明によれば、画像中での階調の段差の低減を図る画像処理装置、および画像処理方法を提供することができる。

(第１の実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置１００を表すブロック図である。画像処理装置１００は、チューナ１０１、ＭＰＥＧエンコーダ１０２、デコーダ１０３、信号分離部１０４、垂直処理部１０５、水平処理部１０６、表示制御部１０７、表示部１０８を備える。

チューナ１０１は、放送信号を受信し、放送チャンネルを選択して出力する。
エンコーダ１０２は、チューナ１０１から出力される放送信号をＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２等の圧縮符号化データに符号化する。
デコーダ１０３は、エンコーダ１０２から出力される圧縮符号化データを表示部１０８で表示可能な形式の信号（映像信号）に復号する。

信号分離部１０４は、映像信号を輝度信号Ｙ、色信号Ｃｒ、Ｃｂに分離する。輝度信号Ｙは画像の輝度を表す信号である。色信号Ｃｒ、Ｃｂはそれぞれ、Ｂ−Ｙ色差信号、およびＲ−Ｙ色差信号であり、画像の色差を表す。輝度信号Ｙ、色信号Ｃｒ、Ｃｂはそれぞれ、画素毎の輝度、色を表す画素信号を含む。画素信号は、表示部１０８での表示の単位たる画素を制御する信号である。

垂直処理部１０５は、信号分離部１０４から出力される輝度信号Ｙを処理して、画像垂直方向での階調の段差を低減する。水平処理部１０６は、垂直処理部１０５で処理された輝度信号Ｙを処理して、画像水平方向での階調の段差を低減する。後述のように、輝度信号Ｙに加え、色信号Ｃｒ、Ｃｂを処理しても良い。ここでは、垂直方向、水平方向の順に輝度信号Ｙを処理している。この処理の順番を逆にしたり、並行的に処理したりすることも可能である。
なお、垂直処理部１０５、水平処理部１０６の詳細は後述する。

表示制御部１０７は、表示部１０８での表示を制御する。
表示部１０８は、ＣＲＴ、液晶表示装置等の表示素子である。表示部１０８に、水平画素数Ｎｈ、垂直画素数Ｎｖの画像が表示される。

（垂直処理部１０５、水平処理部１０６の詳細）
垂直処理部１０５は、周波数成分分解部１１０、微少変化抽出部１２１〜１２４、平均化部１３０、減算部ＳＵＢＡを有し、垂直方向での微少段差を低減する。

周波数成分分解部１１０は、遅延素子１１１〜１１８を有する。遅延素子１１１〜１１８は、例えば、ラインメモリであり、輝度信号Ｙを垂直方向に１画素分遅延する。ここでは、水平方向に水平画素数Ｎｖ分遅延することで、垂直方向に1画素遅延している。

８つの遅延素子１１１〜１１８を用いることで、垂直方向に±４画素分の遅延を生じさせている。その結果、処理対象の画素信号Ａ_０を基準として、４組の周波数成分（Ａ_−ｉ、Ａ_０、Ａ_＋ｉ）が抽出される（ｉ＝１〜４）。なお、後述のように、５組以上の周波数成分を用いることも可能である。

周波数成分（Ａ_−ｉ、Ａ_０、Ａ_＋ｉ）は、添え字ｉの順に、周波数成分が短波長（高周波）から長波長（低周波）となる画素信号の組である。画素信号Ａ_０、Ａ_±ｉは、処理対象の画素Ｐ_０、画素Ｐ_０より垂直方向に画素数±ｉずれた画素Ｐ_±ｉでの画素信号を意味する。

なお、周波数成分分解部１１０に輝度信号Ｙ中の画素信号が順に入力されることから、全ての画素信号が処理対象の画素信号Ａ_０となる。

微少変化抽出部１５１〜１５４にはそれぞれ、４組の周波数成分（Ａ_−ｉ、Ａ_０、Ａ_＋ｉ）が入力され、それぞれ周波数成分での画素Ｐ_０付近での微少な変化量を抽出する。

図２は、微少変化抽出部１５１〜１５４の内部構成の一例を表すブロック図である。微少変化抽出部１５１〜１５４は、減算部１７１〜１７３、セレクタ１７４、絶対値算出部１８１、１８５、微少量抽出部１８２、１８６、最小値算出部１８３、符号戻し部１８４を有する。

次の式（１）に従い、減算部１７１〜１７２はそれぞれ、画素信号Ａ_−ｉ、Ａ_０、Ａ_＋ｉの差分たる値Ｃ１〜Ｃ３を算出する。
Ｃ１＝Ａ_０−Ａ_−ｉ
Ｃ２＝Ａ_０−Ａ_＋ｉ
Ｃ３＝Ａ_−ｉ−Ａ_＋ｉ …… 式（１）

値Ｃ１、Ｃ２は、画素Ｐ_０からの輝度の変化量を意味し、値Ｃ３は画素Ｐ_０付近が、右肩上がりまたは右肩下がりであるかを意味する。セレクタ１７４は、値Ｃ１、Ｃ２の絶対値が大きい方を値Ｄとして出力する。

値Ｃ３およびセレクタ１７４から出力される値Ｄは、画素Ｐ_０付近での輝度の変化量を意味する。この変化量は輝度の段差を表す可能性がある。後述のように、微少変化抽出部１２１〜１２４からの出力が平均化部１３０で平均化されることで、輝度の段差としての意味を持つようになる。

絶対値算出部１８１、１８５はそれぞれ、値Ｄと値Ｃ３の絶対値を算出する。値Ｄ、Ｃ３の符号を捨象して、微少量抽出部１８２、１８６での処理を容易とするためである。

微少量抽出部１８２、１８６は、値Ｄ、Ｃ３を補正し、微小量を抽出する。
図３は、微少量抽出部１８２、１８６での入力値Ｖｉ、出力値Ｖｏの関係を表すグラフである。基準値Ｖ１までは、入力値Ｖｉ、出力値Ｖｏは等しい（入力値Ｖｉがそのまま出力される）。この場合、基準値Ｖ１までの値がそのまま段差として抽出される。入力値Ｖｉが、基準値Ｖ１を超えると、出力値Ｖｏが基準値Ｖ１に固定される（出力の丸め込み）。即ち、基準値Ｖ１より大きい値は微小量として抽出されない傾向にある。さらに、入力値Ｖｉが基準値Ｖ２（折り返し値）を越えると、出力値Ｖｏが小さくなり、基準値Ｖ３において、０に収束する。

基準値Ｖ１〜Ｖ３によって、入力値Ｖｉを次のように区分することができる。
（１）抽出領域（０〜Ｖ１）
この領域では入力値Ｖｉがそのまま出力される。即ち、入力値Ｖｉが微小量として抽出される。

（２）非抽出領域（＜Ｖ３）
この領域では入力値Ｖｉが出力されない。即ち、入力値Ｖｉが微小量として抽出されない。

（３）境界領域（Ｖ１〜Ｖ３）
この領域は、抽出領域、非抽出領域の境界であり、入力値Ｖｉが減じられて出力される。一種の緩衝のための領域である。抽出領域と非抽出領域を直接接続すると、画像にノイズが発生する可能性がある。

この境界領域はさらに２つの領域に区分することができる。
ａ．一定領域（Ｖ１＜Ｖ２）
この領域では、入力値Ｖｉに拘わらず、出力値Ｖｏが一定（Ｖ１）となる。
２）減少領域（Ｖ２＜Ｖ３）
この領域では、入力値Ｖｉの増加に応じて、出力値Ｖｏが減少している。

このように境界領域を区分したのは、抽出領域と非抽出領域とを滑らかに接続して、画像への無用なノイズの発生を防止するためである。ここでは、境界領域を２つの直線（一次関数）の組み合わせで区分しているが、境界領域を３つ以上の直線の組み合わせで区分しても良い。また、境界領域での入力値Ｖｉ、出力値Ｖｏの関係を曲線（多次関数等）で表現することもできる。さらに、抽出領域、境界領域の双方を含めて、入力値Ｖｉ、出力値Ｖｏの関係を曲線（多次関数等）で表現しても良い。この場合、これらの領域の境界は不明確になる。

基準量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は微少量抽出の目的に適した値が採用される。例えば、値Ｄの最大値が「２^１０−１」（１０ビット）のとき、基準量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は例えば、４、５、９を採用できる。この例では、値Ｄの最大値に対する基準量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の比Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３（Ｖ１／Ｄｍａｘ、Ｖ２／Ｄｍａｘ、Ｖ３／Ｄｍａｘ）が３．９×１０^−３、４．９×１０^−３、８．８×１０^−３である。微少量抽出の目的からして、この比Ｒ１が１より十分に小さいことが好ましい。比Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を例えば、１／１００、１／５０程度にする。比Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３がある程度小さければ、基準量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、必要に応じて適宜に定めることができる。
例えば、値Ｄの最大値が「２^１０−１」のとき、基準値Ｖ１を７とし、それに応じて基準値Ｖ２、Ｖ３を７、１６とすることができる。

最小値算出部１８３は、微少量抽出部１８２、１８６で抽出（補正）された値Ｄ、Ｃ３に対応する値Ｄｏ、Ｃ３oから絶対値が小さい方を出力する。これは補正対象とする値をもっとも小さくすることで、画像に対してノイズとならないための措置である。

ここで、最小値算出部１８３、絶対値算出部１８５、微小量抽出部１８６の機能をセレクタ１７４に統合的させることが可能である。最小値算出部１８３において、同一の処理（絶対値算出、微小量抽出）がなされた値Ｄ、Ｃ３から値が選択されるからである。

最小値算出部１８３での機能をセレクタ１７４に統合させた場合、セレクタ１７４に、値Ｃ１〜Ｃ３が入力され、次の条件（１）、（２）に基づき、値Ｄが選択される（最小値算出部１８３、絶対値算出部１８５、微小量抽出部１８６は省略される）。

（１）値Ｃ３の絶対値が値Ｃ１、Ｃ２何れの絶対値より大きい場合（｜Ｃ３｜＞｜Ｃ１｜，｜Ｃ２｜）
この場合、画素信号Ａ_０に対応する画素Ｐ_０の付近で、画素信号の強度が右肩上がりまたは右肩下がりとなる（増加傾向または減少傾向）。この場合、値Ｃ１、Ｃ２から絶対値の大きい方が選択される。即ち、画素信号Ａ_０を基準として、変化量が大きい方が選択される。絶対値の大きい方が輝度の段差の実態を表すと考えられる。

（２）値Ｃ３の絶対値が値Ｃ１、Ｃ２少なくとも何れかの絶対値より小さい場合（｜Ｃ３｜＜ｍａｘ（｜Ｃ１｜，｜Ｃ２｜））
この場合、画素信号Ａ_０に対応する画素Ｐ_０の付近で、画素Ｐ_０を中心として画素信号の強度が山型または谷型となる（増加傾向、減少傾向の何れでもない）。この場合、値Ｄとして値Ｃ３が選択される。即ち、画素Ｐ_０の両端の画素Ｐ_±ｉの画素信号Ａ_±ｉの差が選択される。画素Ｐ_０での画素信号（輝度値）Ａ_０そのものは画像内での輝度の段差に寄与しないと考えられることから、無視される。

符号戻し部１８４は、絶対値算出部１８１、１８５での絶対値取得により消された符号を戻す。この結果、符号戻し部１８４（微少変化抽出部１２１〜１２４）から値Ｅが出力される。なお、微少変化抽出部１２１〜１２４それぞれからの出力を値Ｅ１〜Ｅ４とする。

次の式（２）に示すように、平均化部１３０は、微少変化抽出部１２１〜１２４からの周波数成分毎での輝度の微小変化Ｅ１〜Ｅ４を平均し、さらに（１／２）を積算して、値Ｆを算出する。値Ｆは、垂直方向での輝度の微少段差としての意味を持つ。
Ｆ＝（（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋Ｅ４）／４）／２ …… 式（２）

平均値に（１／２）を積算しているのは、画素信号Ａ_０に垂直方向、水平方向双方での輝度の段差が含まれることを考慮したものである。後述のように、水平方向でも垂直方向と同様に、微少変化抽出部１５１〜１５４から周波数成分毎での輝度の微小変化たる値Ｇ１〜Ｇ４が算出される。次の式（３）に示すように、平均化部１６０はこれらの値Ｇ１〜Ｇ４から値Ｈを算出する。
Ｈ＝（（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４）／４）／２ …… 式（３）

これらの値Ｆ、Ｈの和Ｋ（＝Ｆ＋Ｈ）が垂直水平双方での輝度の段差としての意味を持つ。次の式（４）に示すように、この値Ｋは、垂直水平双方での周波数成分毎の輝度の微小変化Ｅ１〜Ｅ４、Ｇ１〜Ｇ４の平均である。
Ｋ＝Ｆ＋Ｈ＝（Ｅ１＋…＋Ｅ４＋Ｇ１＋…＋Ｇ４）／８ …… 式（４）
以上のように、式（２）での（１／２）は、画素信号Ａ_０に垂直方向のみならず、水平方向の段差が含まれることを考慮している。

この平均化により微少段差が求められる。輝度の段差は典型的には次のようなものである。即ち、隣接する画素間で輝度が変化し、その前後での輝度は画素が異なってもほぼ一定に保たれる。即ち、輝度の段差は、輝度の空間周波数が高周波からある程度低周波の範囲にまで出現する。この結果、周波数成分毎での輝度の微小変化を平均することで、これらの成分の何れにも含まれる量、即ち、輝度の段差が値Ｅとして求められる。

ここでは、±４画素の範囲の空間周波数での微小変化の平均により、輝度の段差を抽出している。この空間周波数の範囲を広げることが考えられる。例えば、±５画素以上の範囲の空間周波数について平均を求めることが考えられる。これはより広い周波数成分に基づいて段差を抽出することとなり、抽出の精度が向上する可能性がある。

但し、周波数成分の範囲を広げすぎると、却って抽出の精度が低下する可能性がある。輝度の段差が出現する周波数より低周波の成分には、抽出すべき輝度の段差が含まれていない可能性が高いからである。例えば、画面上に５０画素毎に輝度の段差が現れていた場合、±２５画素以上の範囲での空間周波数成分にはこの段差の情報が含まれないと考えられる。

平均化部１６０は、微小変化Ｅ１〜Ｅ４を重みづけすることなく平均している。ここで、次の式（５）に示すように、微小変化Ｅ１〜Ｅ４を重みづけ平均することで、値Ｆを算出しても良い。
Ｆ＝（ｍ１＊Ｅ１＋ｍ２＊Ｅ２＋ｍ３＊Ｅ３＋ｍ４＊Ｅ４）
／（（ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４）＊２） …… 式（５）

ここで、ｍ１〜ｍ４は、重みである。
この重みｍ１〜ｍ４は高周波側で大きく、低周波側で小さくすることが好ましい。既述のように、低周波の周波数成分に含まれる段差は小さい可能性がある。

減算部ＳＵＢＡは、画素信号Ａ_０から値Ｆを減算することで、元の信号Ａ_０から垂直方向での微少段差の成分を除去する。これにより垂直成分での微少段差低減処理が終了する。

水平処理部１０６は、周波数成分分解部１４０、微少変化抽出部１５１〜１５４、平均化部１６０、減算部ＳＵＢＢを有し、垂直処理部１０５で処理された輝度信号を処理する。水平処理部１０６は、処理対象の画素信号Ｂ_０を基準として、垂直方向と同様に水平方向での微少段差を低減する。

周波数成分分解部１４０は、遅延素子１４１〜１４８を有する。遅延素子１４１〜１４８は、輝度信号Ｙを水平方向に１画素分遅延する。遅延素子１４１〜１４８を用いることで、水平方向に±４画素分の遅延を生じさせている。その結果、処理対象の画素信号Ｂ_０を基準として、４組の周波数成分（Ｂ_−ｉ、Ｂ_０、Ｂ_＋ｉ）が抽出される（ｉ＝１〜４）。

４組の周波数成分（Ｂ_−ｉ、Ｂ_０、Ｂ_＋ｉ）が微少変化抽出部１５１〜１５４に入力され、水平方向での周波数成分毎での輝度の微小変化たる値Ｇ１〜Ｇ４が算出される。既述の式（３）に従い、平均化部１６０はこれら値Ｇ１〜Ｇ４から水平方向での輝度の微少段差たる値Ｈを算出する。

減算部ＳＵＢＢは、画素信号Ｂ_０から値Ｈを減算することで、画素信号Ｂ_０から水平方向での微少段差の成分を除去する。この結果、画素信号Ａ_０から垂直方向、水平方向双方での輝度の微少段差が除去されたことになる。

水平処理部１０６での処理内容は垂直処理部１０５と実質的に異なるところがないので、その他の詳細な説明を省略する。

例えば、階調数が少ない画像を目視すると、輝度の微少段差が認識される場合がある。特に、微少な階調段差が画像中の青空等のプレーンな部分に配置されると、マッハバンドとして人間に認識される。垂直処理部１０５、水平処理部１０６によって、輝度信号Ｙから垂直方向、水平方向双方での微少段差成分が低減される（階調段差のスムージング）。この結果、画像中のマッハバンドが低減される。

図４、図５は、垂直処理部１０５、水平処理部１０６での処理前後の画像の一例を表す図である。図４では画像中に輝度の段差が見られるのに対して、図５では画像中の輝度の段差が低減されている。

低階調数の画像を高階調数で表示する場合、垂直処理部１０５、水平処理部１０６での微少段差低減処理が特に有効となる。元の画像での階調数より表示部１０８で表示可能な階調数が大きいことがあり得る。このような場合、画像中の微少段差を低減する際に、元の画像では用いられていない階調を利用できる。その結果、高周波数域に存在するディテール情報を壊さずに、微少段差（マッハバンド）が低減される。

なお、画像自体の階調数と表示部１０８での階調数の不一致が生じる理由は、例えば、放送信号の多ビット化の進行である。即ち、技術の進歩（例えば、半導体プロセスの微細化）によって、放送信号等の多ビット化が進められている。例えば、放送信号の階調数が８〜１０ビットから１２〜１４ビットに変更されている。この場合、低ビットの放送信号用に作成された画像データが高ビットの放送信号で伝送される可能性がある。画像と表示の階調数に不一致が生じる他の理由として、伝送の効率化等のための情報の圧縮を挙げることができる。即ち、本来は高ビットの画像データが低ビットに丸められる。

(変形例)
図６は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る画像処理装置２００を表すブロック図である。

第１の実施形態では、映像信号からの段差低減の確実のために、垂直方向、水平方向で順に微少段差を低減している。これに対して、本実施形態では、画像信号に対して水平方向、垂直方向で並行して微少段差が低減される。

垂直処理部１０５と異なり、垂直処理部２０５は、減算部ＳＵＢＡを有しない。即ち、垂直処理部２０５は微少段差を算出するに留まり、画素信号Ａ０から微少段差を低減してはいない。

水平処理部２０６には、画素信号Ａ_０が入力される。輝度信号Ｙをそのまま水平処理部２０６に入力することも可能であるが、後の減算部ＳＵＢＣでのタイミング合わせの労力が大きくなる（遅延量の増大）。減算部ＳＵＢＣで、遅延素子１４４からの画素信号Ｂ０から平均化部１３０、１６０からの微少段差成分を除去する。このとき、減算部ＳＵＢＣは、基準とする画素信号Ｂ０と平均化部１３０、１６０からの微少段差成分とが対応するように、平均化部１６０からの微少段差成分を遅延するものとする。

この変形例のように、水平方向、垂直方向双方での微少段差を並行して抽出することが可能である。なお、画像処理装置２００がエンハンサ回路等を備えている場合、エンハンサ回路等と遅延素子１４１〜１４８を共用し、回路規模を縮小できる。

(第２の実施形態)
図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置３００を表すブロック図である。画像処理装置３００は、チューナ１０１、ＭＰＥＧエンコーダ１０２、デコーダ１０３、画像バッファ３０１、３０２、演算部３０３、演算バッファ３０４、表示制御部３０７、表示部３０８を備える。
画像バッファ３０１、３０２は、画像を記憶する記憶装置、例えば、半導体メモリである。

演算部３０３は、画像バッファ３０１に記憶される画像から微少段差を低減して画像バッファ３０２に書き込む。演算部３０３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のハードウェアで構成できる。また、ハードウェア（例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)）とソフトウェア（プログラム）の組み合わせによって、演算部３０３を実現しても良い。

演算バッファ３０４は、演算部３０３での演算のためのバッファメモリである。
表示制御部３０７は、画像バッファ３０２に書き込まれた画像を表示部３０８上に表示する。
表示部３０８は、ＣＲＴ、液晶表示装置等の表示素子である。

図８は、演算部３０３での処理手順の一例を表すフロー図である。
画像の水平方向、垂直方向にＸ、Ｙ座標を設定する。画像中の画素をＸ座標（０〜Ｘｍａｘ）、Ｙ座標（０〜Ｙｍａｘ）で表す。即ち、Ｘ方向での画素数を（Ｘｍａｘ＋１）、Ｙ方向での画素数を（Ｙｍａｘ＋１）とする。

以下の手順に従い、画像中の画素それぞれに対して、Ｘ方向、Ｙ方向（水平方向、垂直方向）それぞれの微少段差成分が除去される。

（１）演算バッファ３０４への画像データの格納（ステップＳ１１）
処理対象の画素のＸ、Ｙ方向の±４画素の範囲の輝度データが演算バッファ３０４の変数Ｘｐ[０]〜Ｘｐ[９]、Ｙｐ[０]〜Ｙｐ[９]に格納される。処理の効率化のためである。なお、Ｘｐ[５]、Ｙｐ[５]は、処理対象の画素での輝度データであり、同一の値を持つ。

（２）画像端の処理（ステップＳ１２）
処理対象の画素が画像の端近傍（Ｘ座標が０、Ｘｍａｘ近辺、またはＹ座標が０、Ｙｍａｘ近辺）の場合、端処理がなされる。この場合、処理対象の画素のＸ、Ｙ方向の±４画素の範囲の輝度データが存在しない可能性がある。この場合、仮の輝度データを演算バッファ３０４に書き込む。仮の輝度データは、例えば、画像端での輝度データである。

（３）周波数成分毎の微少変化の抽出（ステップＳ１３１〜Ｓ１３８）
Ｘ、Ｙ方向それぞれの周波数成分毎に微少変化が抽出される。その結果、微少変化量Ｘｓ[１]〜Ｘｓ[４]、Ｙｓ[１]〜Ｙｓ[４]が算出される。なお、この微少変化抽出の手続きは、微少変化抽出部１２１〜１２４、１５１〜１５４でと同様の手続きであることから、詳細な説明を省略する。

（４）微小変化の平均値の算出（ステップＳ１４）
次の式（６）に従い、算出された微少変化量Ｘｓ[１]〜Ｘｓ[４]、Ｙｓ[１]〜Ｙｓ[４]の平均値ＸＹｇを算出する。この式（６）は既述の式（４）と実質的に同一である。
ＸＹａｖ＝（Ｘｓ[１]＋…＋Ｘｓ[４]＋Ｙｓ[１]＋…＋Ｙｓ[４]）／８ …式（６）
この平均値ＸＹａｖは、Ｘ、Ｙ方向双方での微少段差成分としての意味を持つ。

（５）処理対象画素の輝度値Ｘｐ[５]からの平均値ＸＹａｖの減算（ステップＳ１５）
処理対象画素の輝度値Ｘｐ[５]から平均値ＸＹａｖを減算して、微少段差成分が低減された画素データＸＹｏｕｔを算出する。
ＸＹｏｕｔ＝Ｘｐ[５]−ＸＹａｖ …式（７）

（６）画素データＸＹｏｕｔの出力（ステップＳ１６）
処理された画素データＸＹｏｕｔが演算部３０３から出力され画像バッファ３０２に書き込まれる。

対象画素を替えて、以上の処理が繰り返される。この結果、画像バッファ３０２に処理された画像が書き込まれ、表示制御部３０７によって、表示部３０８上に表示される。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

上記実施形態では、輝度信号Ｙ中の微少段差を低減している。色信号Ｃｒ、Ｃｂ中の微少段差を低減しても良い。輝度信号Ｙと併せて、色信号Ｃｒ、Ｃｂ中から微少段差を低減できる。この場合、色信号Ｃｒ、Ｃｂそれぞれについて、例えば、垂直処理部１０５、水平処理部１０６と同様の構成が付加される。

本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置を表すブロック図である。微少変化抽出部の内部構成の一例を表すブロック図である。微少量抽出部での入力値Ｖｉ、出力値Ｖｏの関係を表すグラフである。垂直処理部、水平処理部での処理前の画像の一例を表す図である。垂直処理部、水平処理部での処理後の画像の一例を表す図である。本発明の第１の実施形態の変形例に係る画像処理装置を表すブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置を表すブロック図である。演算部での処理手順の一例を表すフロー図である。

符号の説明

１００…画像処理装置、１０１…チューナ、１０２…ＭＰＥＧエンコーダ、１０３…デコーダ、１０４…信号分離部、１０５…垂直処理部、１０６…水平処理部、１０７…表示制御部、１０８…表示部、１１０，１４０…周波数成分分解部、１１１-１１８…遅延素子、１２１-１２４、１５１-１５４…微少変化抽出部、１４１-１４８…遅延素子、１３０，１６０…平均化部、１７１-１７３…減算部、１７４…セレクタ、１８１，１８５…絶対値算出部、１８２，１８６…微少量抽出部、１８３…最小値算出部、１８４…符号戻し部

Claims

複数の画素信号を有する画像信号を，画像の水平または垂直方向での画素の間隔たる空間周波数が互いに異なる複数の画素信号の組み合わせに分解する分解部と，
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の差分として，複数の変化量を算出する変化量算出部と，
前記複数の変化量から，所定の基準値より絶対値が小さい，画像信号の変化成分を抽出する抽出部と，
前記抽出される変化成分の平均値として，画像信号の段差量を算出する算出部と，
前記画像信号から前記算出される段差量を減算する減算部と，
を具備することを特徴とする画像処理装置。
前記変化量算出部が，前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの信号の変化傾向に基づいて，前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の変化が増加傾向または減少傾向である場合に，前記変化量算出部が前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの中心の画素での画素信号を基準として前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の変化が増加傾向または減少傾向の何れでも無い場合に，前記変化量算出部が前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの両端の画素での画素信号に基づいて前記変化量を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記画像信号が輝度信号または色信号の少なくとも何れかである
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記減算された画像信号に基づき，画像を表示する表示部と，
をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の画像処理装置。
複数の画素信号を有する画像信号を空間周波数が互いに異なる複数の画素信号の組み合わせに分解するステップと，
前記複数の画素信号の組み合わせそれぞれでの画素信号の差分として，複数の変化量を算出するステップと，
前記複数の変化量から，所定の基準値より絶対値が小さい，画像信号の変化成分を抽出するステップと，
前記抽出される変化成分の平均値として，画像信号の段差量を算出するステップと，
前記画像信号から前記算出される段差量を減算するステップと，
を具備することを特徴とする画像処理方法。