JP4922839B2 - 信号処理装置、映像表示装置及び信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、輪郭強調制御を行う信号処理装置、映像表示装置及び信号処理方法に関する。

従来、静止画像や動画像などの映像を表示する映像表示装置が知られている。映像表示装置では、映像品質の向上を図るために、輪郭強調制御（シャープネス制御）が行われている。

このような映像表示装置として、動きベクトル全体の大きさに基づいて、輪郭強調度合いを制御する映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

具体的には、映像表示装置は、輪郭強調制御の対象となるフレーム（制御対象フレーム）と、制御対象フレームよりも表示時間軸上において先に表示されるフレーム（参照フレーム）とを用いて、制御対象フレームに対応する動きベクトル全体の大きさを算出する。続いて、映像表示装置は、制御対象フレームに対応する動きベクトル全体の大きさに基づいて、静止画像領域及び動画像領域を判定する。映像表示装置は、動画像領域に適用する輪郭強調度合いよりも小さい輪郭強調度合いを静止画像領域に適用する。

このように、上述した映像表示装置では、静止画像領域で輪郭強調度合いが過剰に適用されることを抑制している。
特開２００３−６９８５９号公報（例えば、請求項１、［００１０］、［００１１］など）

ところで、水平方向に移動する物体の視認性は、垂直方向に移動する物体の視認性と異なる。しかしながら、上述した映像表示装置では、単に動きベクトル全体の大きさによって輪郭強調度合いが制御されているに過ぎない。従って、上述した映像表示装置では、視聴者の視認性、すなわち、物体の移動方向に対する視覚の追従性が十分に考慮されていないため、輪郭強調制御が不適切な場合があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、物体の移動方向に対する視覚の追従性を考慮して、輪郭強調制御を適切に行うことを可能とする信号処理装置、映像表示装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明の一の特徴では、信号処理装置は、輪郭強調制御の対象なる制御対象領域の動きベクトルを検出する検出部（検出部２２１）と、前記検出部によって検出された前記動きベクトルから、水平方向の動きベクトル成分である水平成分と垂直方向の動きベクトル成分である垂直成分とを抽出する抽出部（抽出部２２２）と、前記水平成分の大きさに応じて、水平方向強調量を算出するとともに、前記垂直成分の大きさに応じて、垂直方向強調量を算出する算出部（算出部２２３）と、前記水平方向強調量及び前記垂直方向強調量に基づいて、前記制御対象領域に対する輪郭強調量を制御する輪郭強調制御部（強調量制御部２２４）とを備える。

かかる特徴によれば、算出部は、制御対象領域の動きベクトルから抽出された水平成分の大きさに応じて水平方向強調量を算出し、制御対象領域の動きベクトルから抽出された垂直成分の大きさに応じて垂直方向強調量を算出する。輪郭強調制御部は、水平方向強調量及び垂直方向強調量に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量を制御する。

このように、輪郭強調制御において、物体の移動方向（水平方向や垂直方向）に対する視覚の追従性が考慮されるため、単に動きベクトル全体の大きさに基づいて輪郭強調制御を行う場合に比べて、輪郭強調制御を適切に行うことができる。

本発明の上述した特徴において、前記算出部は、前記水平成分の大きさに水平成分用係数を乗算して前記水平方向強調量を算出するとともに、前記垂直成分の大きさに垂直成分用係数を乗算して前記垂直方向強調量を算出し、前記水平成分用係数及び前記垂直成分用係数は、前記水平成分の大きさ及び前記垂直成分の大きさが同じである場合に、前記垂直方向強調量が前記水平方向強調量よりも大きくなるように定められていることが好ましい。

本発明の上述した特徴において、前記輪郭強調制御部は、前記制御対象領域に隣接する隣接領域と前記制御対象領域との相関に応じて、前記制御対象領域に対する輪郭強調量を制御することが好ましい。

本発明の上述した特徴において、前記制御対象領域と前記隣接領域との相関は、前記制御対象領域の色相と前記隣接領域の色相との差分である色相差分であり、前記輪郭強調制御部は、前記色相差分が大きいときに、前記制御対象領域に対する前記輪郭強調量を小さくすることが好ましい。

本発明の上述した特徴において、前記輪郭強調制御部は、前記制御対象領域と前記隣接領域との相関が所定閾値内である領域を同一領域とした場合に、前記同一領域が小さいときに、前記制御対象領域に対する前記輪郭強調量を小さくすることが好ましい。

本発明の上述した特徴において、前記制御対象領域と前記隣接領域との相関は、前記制御対象領域の動きベクトルと前記隣接領域の動きベクトルとの相関である動きベクトル相関であり、前記輪郭強調制御部は、前記動きベクトル相関が小さいときに、前記制御対象領域に対する前記輪郭強調量を小さくすることが好ましい。

本発明の上述した特徴において、信号処理装置は、前記制御対象領域の輝度に応じて、前記制御対象領域に対するコントラスト強調量を制御するコントラスト強調制御部（コントラスト制御部２２７）をさらに備え、前記コントラスト強調制御部は、前記制御対象領域に対する輪郭強調量に応じて、前記制御対象領域に対するコントラスト強調量を制御することが好ましい。

本発明の上述した特徴において、前記輪郭強調制御部は、独立フレームによって補間される補間フレームに前記制御対象領域が含まれる場合に、前記独立フレームに前記制御対象領域が含まれる場合よりも、前記制御対象領域に対する輪郭強調を弱めることが好ましい。

本発明の一の特徴では、映像表示装置は、上述した特徴を有する信号処理装置を有する。

本発明の一の特徴では、信号処理方法は、輪郭強調制御の対象なる制御対象領域の動きベクトルを検出するステップＡと、前記ステップＡで検出された前記動きベクトルから、水平方向の動きベクトル成分である水平成分と垂直方向の動きベクトル成分である垂直成分とを抽出するステップＢと、前記水平成分の大きさに応じて、水平方向強調量を算出するとともに、前記垂直成分の大きさに応じて、垂直方向強調量を算出するステップＣと、前記水平方向強調量及び前記垂直方向強調量に基づいて、前記制御対象領域に対する輪郭強調量を制御するステップＤとを含む。

本発明によれば、物体の移動方向に対する視覚の追従性を考慮して、輪郭強調制御を適切に行うことを可能とする信号処理装置、映像表示装置及び信号処理方法を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る映像表示装置１００の構成を示す図である。図１では、光源１０が発する光の偏光方向を揃えるＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）などが省略されていることに留意すべきである。

図１に示すように、映像表示装置１００は、光源１０と、フライアイレンズユニット２０と、複数の液晶パネル３０（液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ、液晶パネル３０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投写レンズユニット６０とを有する。映像表示装置１００は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを利用する。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰランプなどである。すなわち、光源１０が発する光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを少なくとも含む。

フライアイレンズユニット２０は、光源１０が発する白色光を均一化する光学素子である。具体的には、フライアイレンズユニット２０は、アレイ状に配置された複数の微小レンズによって構成される。各微小レンズは、各液晶パネル３０（液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂ）の略全面に、白色光に含まれる各色成分光をそれぞれ照射する。

液晶パネル３０Ｒは、映像入力信号（赤入力信号Ｒ）に応じて、赤成分光Ｒを変調する。同様に、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂは、映像入力信号（緑入力信号Ｇ及び青入力信号Ｂ）に応じて、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを変調する。

クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂから出射される光を合成する色合成部である。クロスダイクロイックプリズム５０で合成された合成光は、投写レンズユニット６０に導かれる。

投写レンズユニット６０は、クロスダイクロイックプリズム５０で合成された合成光をスクリーン（不図示）上に投写する。

図１に示すように、映像表示装置１００は、ダイクロイックミラー７１と、ダイクロイックミラー７２と、反射ミラー８１と、反射ミラー８２と、反射ミラー８３とを有する。

ダイクロイックミラー７１は、緑成分光Ｇ及び赤成分光Ｒを含む合成光と青成分光Ｂとに光源１０が発する白色光を分離する色分離部である。

ダイクロイックミラー７２は、ダイクロイックミラー７１によって分離された合成光（緑成分光Ｇ及び赤成分光Ｒ）を緑成分光Ｇと赤成分光Ｒとに分離する色分離部である。

反射ミラー８１は、ダイクロイックミラー７１によって分離された青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル３０Ｂに導く。反射ミラー８２及び反射ミラー８３は、ダイクロイックミラー７２によって分離された赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル３０Ｒに導く。

（信号処理装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る信号処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、信号処理装置２００は、入力信号受付部２１０と、変調量制御部２２０とを有する。

入力信号受付部２１０は、ＤＶＤやＴＶチューナなどの外部装置から映像入力信号（赤入力信号Ｒ、緑入力信号Ｇ及び青入力信号Ｂ）を受け付ける。

変調量制御部２２０は、映像入力信号（赤入力信号Ｒ、緑入力信号Ｇ及び青入力信号Ｂ）に応じて、各液晶パネル３０の変調量を制御する。具体的には、変調量制御部２２０は、図３に示すように、検出部２２１と、抽出部２２２と、算出部２２３と、強調量制御部２２４と、遅延回路２２５と、出力部２２６とを有する。

検出部２２１は、複数のフレーム（映像入力信号）に基づいて、輪郭強調制御の対象となる制御対象領域の動きベクトルを検出する。フレームとは、プログレッシブ方式におけるフレームだけではなくて、インターレース方式におけるフィールドを含む概念である。制御対象領域は、単数の画素であってもよく、複数の画素によって構成されるブロック（マクロブロック）であってもよい。

動きベクトルの検出方法は、特に限定されるものではない。例えば、勾配法やブロックマッチング法などを用いることが可能である。

抽出部２２２は、検出部２２１によって検出された動きベクトルから、水平方向の動きベクトル成分（水平成分）と、垂直方向の動きベクトル成分（垂直成分）と、斜め方向の動きベクトル成分（斜め成分）とを抽出する。

具体的には、図４に示すように、ｘ−ｙ座標において、動きベクトルが原点（０，０）から点（ｘ、ｙ）である場合について考える。水平成分の大きさ（Ｄｈ）は、動きベクトルのｘ座標成分である。垂直成分の大きさ（Ｄｖ）は、動きベクトルのｙ座標成分である。斜め成分の大きさ（Ｄｓ）は、動きベクトルのｓ座標成分である。

ここで、ｓ座標軸は、ｘ座標軸と所定角度（θｓ）を有する座標軸である。所定角度（θｓ）は、考慮すべき物体の移動方向に応じて、０〜９０°の範囲内で任意に定めることが可能である。例えば、ｓ座標軸の角度（θｓ）は４５°である。

動きベクトルが大きさ（Ｄ）及び角度（θ）を有している場合には、水平成分の大きさ（Ｄｈ）、垂直成分の大きさ（Ｄｖ）及び斜め成分の大きさ（Ｄｓ）は、以下の式（１）〜式（３）によって表される。

算出部２２３は、各方向の動きベクトル成分に応じて、各方向に対応する強調量を算出する。ここで、各方向の動きベクトル成分が大きい程、各方向に対応する強調量が小さくなることに留意すべきである。

具体的には、算出部２２３は、水平成分の大きさ（Ｄｈ）に応じて、水平方向強調量（Ｅｈ）を算出し、垂直成分の大きさ（Ｄｖ）に応じて、垂直方向強調量（Ｅｖ）を算出する。算出部２２３は、斜め成分の大きさ（Ｄｓ）に応じて、斜め方向強調量（Ｅｓ）を算出する。

水平方向強調量（Ｅｈ）、垂直方向強調量（Ｅｖ）及び斜め方向強調量（Ｅｓ）は、以下の式（４）〜式（６）によって算出される。

強調量制御部２２４は、各方向に対応する強調量（Ｅｈ，Ｅｖ及びＥｓ）に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。具体的には、強調量制御部２２４は、制御対象領域の映像入力信号と制御対象領域に隣接する隣接領域の映像入力信号とに基づいて、制御対象領域の映像入力信号に加算すべき暫定強調量（Ｐｈ，Ｐｖ及びＰｓ）を算出する。続いて、強調量制御部２２４は、各方向に対応する強調量（Ｅｈ，Ｅｖ及びＥｓ）と暫定強調量（Ｐｈ，Ｐｖ及びＰｓ）とに基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を算出する。

例えば、暫定強調量（Ｐｈ，Ｐｖ及びＰｓ）は、制御対象領域の映像入力信号をＰ_{（ｎ，ｍ）}とした場合に、以下の式（７）〜式（９）の条件を満たすＦＩＲフィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｆｉｌｔｅｒ）によって算出される。

なお、“ｋ_１”及び“ｋ_２”は、同じ値が用いられることが多い。例えば、“ｋ_１”及び“ｋ_２”として“−０．５”が用いられ、“ｌ”として“１”が用いられるケースが考えられる。

例えば、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）は、以下の式（１０）によって算出される。

また、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）は、以下の式（１１）又は式（１２）によって算出されてもよい。

ここで、式（１１）では、輪郭強調量（Ｅ）は、（Ｅｈ×Ｐｈ）、（Ｅｖ×Ｐｖ）及び（Ｅｓ×Ｐｓ）の平均値である。式（１２）では、輪郭強調量（Ｅ）は、（Ｅｈ×Ｐｈ）、（Ｅｖ×Ｐｖ）及び（Ｅｓ×Ｐｓ）の最小値である。

遅延回路２２５は、制御対象領域の動きベクトルの検出などによって生じる遅延を相殺するために、入力信号受付部２１０から取得する映像入力信号を遅延させる回路である。すなわち、遅延回路２２５は、入力信号受付部２１０から出力部２２６が取得する映像入力信号を、強調量制御部２２４から出力部２２６が取得する輪郭強調量（Ｅ）と同期させる。

出力部２２６は、遅延回路２２５から取得する映像入力信号に、強調量制御部２２４から取得する輪郭強調量（Ｅ）を加算する。すなわち、出力部２２６は、映像入力信号に輪郭強調量（Ｅ）が加算された映像出力信号を各液晶パネル３０に出力する。

（作用及び効果）
第１実施形態に係る信号処理装置２００によれば、算出部２２３は、制御対象領域の動きベクトルから抽出された水平成分の大きさに応じて水平方向強調量（Ｅｈ）を算出し、制御対象領域の動きベクトルから抽出された垂直成分の大きさに応じて垂直方向強調量（Ｅｖ）を算出する。強調量制御部２２４は、水平方向強調量（Ｅｈ）及び垂直方向強調量（Ｅｖ）に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

このように、輪郭強調制御において、物体の移動方向（水平方向や垂直方向）に対する視覚の追従性が考慮されるため、単に動きベクトル全体の大きさに基づいて輪郭強調制御を行う場合に比べて、輪郭強調制御を適切に行うことができる。

なお、第１実施形態では、水平方向強調量（Ｅｈ）及び垂直方向強調量（Ｅｖ）に加えて、斜め方向強調量（Ｅｓ）に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）が制御される。従って、輪郭強調制御をさらに適切に行うことができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、上述した第１実施形態では、水平成分、垂直成分及び斜め成分について、同一の輪郭強調係数（ｋ）が用いられる。これに対して、第２実施形態では、水平成分、垂直成分及び斜め成分について、それぞれ異なる輪郭強調係数（ｋｈ、ｋｖ及びｋｓ）が用いられる。

（信号処理装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。第２実施形態に係る信号処理装置２００の構成は第１実施形態と同様である。

算出部２２３は、第１実施形態と同様に、各方向の動きベクトル成分に応じて、各方向に対応する強調量を算出する。

例えば、水平方向強調量（Ｅｈ）、垂直方向強調量（Ｅｖ）及び斜め方向強調量（Ｅｓ）は、以下の式（１３）〜式（１５）によって算出される。

ここで、図５（ａ）に示すように、各方向の動きベクトルが大きい程、ｋｈ、ｋｖ及びｋｓが大きくなる。また、各方向の動きベクトルの大きさが同じである場合には、ｋｈ＞ｋｓ＞ｋｖの関係が満たされている。

従って、図５（ｂ）に示すように、各方向の動きベクトルが大きい程、Ｅｈ、Ｅｖ及びＥｓが小さくなる。また、各方向の動きベクトルの大きさが同じである場合には、Ｅｖ＞Ｅｓ＞Ｅｈの関係が満たされている。

これは、パシュート運動眼球時における人間の視覚特性を考慮した結果である。具体的には、物体の移動方向に対する視覚の追従性は、水平方向、斜め方向、垂直方向の順に高くなることが知られている（「知覚特性に及ぼすパシュート眼球運動の効果〜Ａｕｂｅｒｔ−Ｆｌｅｉｓｃｈｌ現象および異方性の検討〜」、米村朋子、中溝幸夫、２００４年９月、日本心理学会代６８回大会）。

従って、各方向の動きベクトルの大きさが同じである場合において、輪郭強調係数（ｋｈ、ｋｖ及びｋｓ）は、Ｅｖ＞Ｅｓ＞Ｅｈの関係が満たされるように定められる。

（作用及び効果）
第２実施形態に係る信号処理装置２００によれば、水平成分、垂直成分及び斜め成分について、それぞれ異なる輪郭強調係数（ｋｈ、ｋｖ及びｋｓ）が用いられる。

このように、輪郭強調制御において、パシュート運動眼球時における人間の視覚特性が考慮されるため、輪郭強調制御をさらに適切に行うことができる。

すなわち、視覚の追従性が高い垂直方向については、視覚の追従性が低い水平方向よりも、輪郭強調制御が強められるため、輪郭強調制御を適切に行うことができる。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

上述した第１実施形態では特に触れていないが、第３実施形態では、制御対象領域の色相と制御対象領域に隣接する隣接領域の色相との差分（色相差分）に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）が制御される。

具体的には、強調量制御部２２４は、制御対象領域の色相と隣接領域の色相との差分（色相差分）が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強める。一方で、強調量制御部２２４は、制御対象領域の色相と隣接領域の色相との差分（色相差分）が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（信号処理装置の構成）
以下において、第３実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。第３実施形態に係る信号処理装置２００の構成は第１実施形態と同様である。

強調量制御部２２４は、映像入力信号に基づいて、制御対象領域及び隣接領域の色相を算出する。具体的には、強調量制御部２２４は、映像入力信号をＨＳＶ変換して、制御対象領域及び隣接領域の色相（Ｈ）を取得する。色相（Ｈ）は、０°〜３６０°の範囲内である。

例えば、色相（Ｈ）は、以下の式（１６）〜式（１８）によって算出される。

続いて、強調量制御部２２４は、各方向（水平方向、垂直方向及び斜め方向）について色相差分を算出する。例えば、強調量制御部２２４は、制御対象領域と制御対象領域の左右に隣接する隣接領域との色相差分のうち、大きい方の色相差分を水平方向の色相差分として用いる。強調量制御部２２４は、制御対象領域と制御対象領域の上下に隣接する隣接領域との色相差分のうち、大きい方の色相差分を垂直方向の色相差分として用いる。強調量制御部２２４は、制御対象領域と制御対象領域の斜め方向に隣接する隣接領域との色相差分のうち、大きい方の色相差分を斜め方向の色相差分として用いる。

強調量制御部２２４は、各方向に対応する色相差分に応じて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。具体的には、図６に示すように、強調量制御部２２４は、色相差分が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強め、色相差分が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（作用及び効果）
第３実施形態に係る信号処理装置２００によれば、強調量制御部２２４は、制御対象領域の色相と隣接領域の色相との差分（色相差分）に応じて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

従って、色相差分が大きい場合には、輪郭強調制御が過剰に行われて、ノイズ成分が強調されることを抑制するとともに、色相差分が小さい場合には、色境界を鮮明にすることができる。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。

上述した第１実施形態では特に触れていないが、第４実施形態では、強調量制御部２２４は、制御対象領域と隣接領域との相関（動きベクトルの大きさ、各領域の色、各領域の輝度）が所定閾値内である場合に、制御対象領域及び隣接領域を同一領域と判定する。続いて、強調量制御部２２４は、同一領域の大きさに基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

具体的には、強調量制御部２２４は、同一領域が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強める。一方で、強調量制御部２２４は、同一領域が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（信号処理装置の構成）
以下において、第４実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。第４実施形態に係る信号処理装置２００の構成は第１実施形態と同様である。

強調量制御部２２４は、制御対象領域と隣接領域との相関（動きベクトルの大きさ、各領域の色、各領域の輝度）が所定閾値内である場合に、制御対象領域及び隣接領域を同一領域と判定する。ここで、隣接領域は、制御対象領域に接している領域だけではなくて、その領域にさらに接している領域も含むことに留意すべきである。

続いて、強調量制御部２２４は、同一領域の大きさに応じて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。具体的には、図７に示すように、強調量制御部２２４は、同一領域が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強め、同一領域が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（作用及び効果）
第４実施形態に係る信号処理装置２００によれば、強調量制御部２２４は、同一領域の大きさに基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

従って、制御対象領域と隣接領域との相関が所定閾値内である同一領域が小さい場合に、輪郭強調制御が過剰に行われて、ノイズ成分が強調されることを抑制することができる。

［第５実施形態］
以下において、第５実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第５実施形態との相違点について主として説明する。

上述した第１実施形態では特に触れていないが、第５実施形態では、強調量制御部２２４は、制御対象領域の動きベクトルと隣接領域の動きベクトルとの相関（動きベクトル相関）に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

具体的には、強調量制御部２２４は、動きベクトル相関が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強める。一方で、強調量制御部２２４は、動きベクトル相関が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（信号処理装置の構成）
以下において、第５実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。第５実施形態に係る信号処理装置２００の構成は第１実施形態と同様である。

強調量制御部２２４は、各方向（水平方向、垂直方向及び斜め方向）について、制御対象領域の動きベクトル成分と隣接領域の動きベクトル成分との相関（動きベクトル相関）を算出する。

ここで、強調量制御部２２４は、制御対象領域の動きベクトル成分の向きと隣接領域の動きベクトル成分の向きとが同じであれば、これらの差分を算出する。一方で、強調量制御部２２４は、制御対象領域の動きベクトル成分の向きと隣接領域の動きベクトル成分の向きとが異なれば、これらの絶対値の和を算出する。

また、動きベクトル相関の算出では、動きベクトル相関の算出対象となる方向と同じ方向の動きベクトル成分を用いて、動きベクトル相関が算出されることに留意すべきである。

例えば、図８に示すように、制御対象領域が（ｍ，ｎ）で表される場合について考える。例えば、水平方向については、強調量制御部２２４は、制御対象領域（ｍ，ｎ）の動きベクトル成分（水平成分）と隣接領域（ｍ，ｎ−１）の動きベクトル成分（水平成分）との相関（１）を算出する。ここでは、動きベクトル成分の向きが同じであるため、動きベクトル成分の差分（相関（１））を算出する。続いて、強調量制御部２２４は、制御対象領域（ｍ，ｎ）の動きベクトル成分（水平成分）と隣接領域（ｍ，ｎ＋１）の動きベクトル成分（水平成分）との相関（２）を算出する。ここでは、動きベクトル成分の向きが異なるため、動きベクトル成分の絶対値の和（相関（２））を算出する。強調量制御部２２４は、相関（１）及び相関（２）のうち、大きい方の相関を用いる。

なお、強調量制御部２２４は、水平方向と同様にして、垂直方向及び斜め方向についても、制御対象領域と隣接領域との動きベクトル成分（垂直成分、斜め成分）の相関を算出する。

強調量制御部２２４は、動きベクトルの相関が大きければ、制御対象領域に対する輪郭強調を強める。一方で、強調量制御部２２４は、動きベクトルの相関が小さければ、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

（作用及び効果）
第５実施形態に係る信号処理装置２００によれば、強調量制御部２２４は、制御対象領域の動きベクトルと隣接領域の動きベクトルとの相関に基づいて、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）を制御する。

ここで、動きベクトルの相関が小さいケースとしては、制御対象領域に含まれる物体の移動方向と隣接領域に含まれる物体の移動方向とが異なるケースが考えられる。このようなケースにおいて、輪郭強調制御が過剰に行われて、ノイズ成分が強調されることを抑制することができる。

［第６実施形態］
以下において、第６実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第６実施形態との相違点について主として説明する。

上述した第１実施形態では特に触れていないが、第６実施形態では、強調量制御に加えて、コントラスト制御が行われる。制御対象領域に対するコントラスト制御は、制御対象領域に対する輪郭強調量に応じて行われる。

具体的には、制御対象領域に対する輪郭強調量が大きい場合には、制御対象領域に対するコントラスト制御が強められる。制御対象領域に対する輪郭強調量が小さい場合には、制御対象領域に対するコントラスト制御が弱められる。

（信号処理装置の構成）
以下において、第６実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。図１０は、第６実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示す図である。図１０では、図３と同様の構成について同様の符号が付されている。

図１０に示すように、信号処理装置２００は、図３に示した構成に加えて、コントラスト制御部２２７を有する。

コントラスト制御部２２７は、制御対象領域の輝度に応じて、制御対象領域に対するコントラスト制御を行う。ここで、コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に対する輪郭強調量に応じて、コントラスト制御量を制御する。具体的には、コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に対する輪郭強調量が大きい場合には、制御対象領域に対するコントラスト制御を強める。一方で、コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に対する輪郭強調量が小さい場合には、制御対象領域に対するコントラスト制御を弱める。

コントラスト制御部２２７によるコントラスト制御は、例えば、以下のようにして行われる。最初に、コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に含まれる各画素の輝度のヒストグラムを生成する。コントラスト制御部２２７は、ヒストグラムに含まれる輝度の最大値（Ｈｍａｘ）と、ヒストグラムに含まれる輝度の最小値（Ｈｍｉｎ）を特定する。

続いて、コントラスト制御部２２７は、輝度がとり得る最大値（Ｌｍａｘ）とヒストグラムに含まれる最大値（Ｈｍａｘ）との差分（ＳＵＢｍａｘ）を算出するとともに、輝度がとり得る最小値（Ｌｍｉｎ）とヒストグラムに含まれる最小値（Ｈｍｉｎ）との差分（ＳＵＢｍｉｎ）を式（１９）によって算出する。

コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に対する輪郭強調量に応じて、コントラスト強調係数（ｋｃ）を取得する。ここで、制御対象領域に対する輪郭強調量が大きい程、コントラスト係数（ｋｃ）も大きいことに留意すべきである。

コントラスト制御部２２７は、コントラスト係数（ｋｃ）を用いて、コントラスト制御後における輝度の最大値（Ｃｍａｘ）及び輝度の最小値（Ｃｍｉｎ）を式（２０）及び式（２１）によって算出する。

なお、輝度の最大値（Ｃｍａｘ）及び輝度の最小値（Ｃｍｉｎ）の算出では、差分（ＳＵＢｍａｘ）及び差分（ＳＵＢｍｉｎ）のうち、小さい方の差分のみを用いてもよい。

これによって、入力輝度（ｘ）と出力輝度（ｙ）との関係（曲線）は、以下の式（２２）〜式（２４）によって表される。

例えば、制御対象領域に対する輪郭強調量が大きく、制御対象領域に対するコントラスト制御が強められた場合には、入力輝度（ｘ）と出力輝度（ｙ）との関係（曲線）は、図１０（ａ）に示す曲線となる。

一方で、制御対象領域に対する輪郭強調量が小さく、制御対象領域に対するコントラスト制御が弱められた場合には、入力輝度（ｘ）と出力輝度（ｙ）との関係（曲線）は、図１０（ｂ）に示す曲線となる。なお、図１０（ｂ）は、コントラスト係数（ｋｃ）が“０”であるケースを示しており、図１０（ｂ）では、入力輝度（ｘ）及び出力輝度（ｙ）は線形性を有する。

なお、出力部２２６は、コントラスト制御部２２７によって制御された輝度を加味して、映像入力信号を映像出力信号に変換する。

（作用及び効果）
第６実施形態に係る信号処理装置２００によれば、コントラスト制御部２２７は、制御対象領域に対する輪郭強調量に応じて、制御対象領域に対するコントラスト制御を行う。

すなわち、コントラスト制御量が輪郭強調量と連動するため、輪郭強調量が大きい場合には、輪郭をさらに鮮明にすることができる。一方で、輪郭強調量が小さい場合には、ノイズ成分の強調を抑制することができる。

［第７実施形態］
以下において、第７実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第７実施形態との相違点について主として説明する。

上述した第１実施形態では特に触れていないが、第７実施形態では、独立フレームによって補間される補間フレームに制御対象領域が含まれているか否かに応じて、制御対象領域に対する輪郭強調量が制御される。

具体的には、強調量制御部２２４は、独立フレームによって補間される補間フレームに制御対象領域が含まれている場合には、独立フレームに制御対象領域が含まれている場合よりも、制御対象領域に対する輪郭強調を弱める。

なお、独立フレームとは、補間を必要とせずに、映像入力信号によって再現可能なフレームである。

（信号処理装置の構成）
以下において、第７実施形態に係る信号処理装置の構成について説明する。第７実施形態に係る信号処理装置２００の構成は第１実施形態と同様である。

算出部２２３は、独立フレームによって補間される補間フレームに制御対象領域が含まれているか否かを判定する。算出部２２３は、補間フレームに制御対象領域が含まれている場合には、上述した式（４）〜式（６）で算出された各値にノイズ係数（Ｉ）を乗算する。

従って、水平方向強調量（Ｅｈ）、垂直方向強調量（Ｅｖ）及び斜め方向強調量（Ｅｓ）は、以下の式（２５）〜式（２７）によって算出される。

これによって、図１１に示すように、補間フレームに制御対象領域が含まれている場合には、独立フレームに制御対象領域が含まれている場合よりも、制御対象領域に対する輪郭強調が弱められる。

なお、補間フレームとは、独立フレームによって補間されるフレームである。例えば、ＭＰＥＧを例に挙げると、前方予測フレーム（Ｐフレーム）や双方向予測フレーム（Ｂフレーム）である。一方で、独立フレームとは、補間を必要とせずに、映像入力信号によって再現可能なフレームである。例えば、ＭＰＥＧを例に挙げると、Ｉフレームである。

また、上述したノイズ係数（Ｉ）は、各方向（水平方向、垂直方向及び斜め方向）によって異なっていてもよい。この場合には、各方向の動きベクトルの大きさが同じである場合には、水平方向のノイズ係数（Ｉｈ）＞斜め方向のノイズ係数（Ｉｓ）＞垂直方向のノイズ係数（Ｉｖ）の関係が満たされている。

さらに、上述したノイズ係数（Ｉ）は、補間フレームに対する補間量に応じて異なっていてもよい。この場合には、補間フレームに対する補間量が大きい程、ノイズ係数（Ｉ）が大きくなる。

（作用及び効果）
第７実施形態に係る信号処理装置２００によれば、算出部２２３は、補間フレームに制御対象領域が含まれている場合には、式（４）〜式（６）で算出された各値にノイズ係数（Ｉ）を乗算する。すなわち、強調量制御部２２４は、補間フレームに制御対象領域が含まれる場合には、独立フレームに制御対象領域が含まれる場合よりも、制御対象領域に対する輪郭強調量を弱める。

これによって、ノイズ成分が生じやすい補間フレームにおいて、ノイズ成分が過剰に強調されることを抑制することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、制御対象領域に対する輪郭強調量（Ｅ）は、斜め方向強調量（Ｅｓ）を用いて算出されるが、これに限定されるものではない。具体的には、輪郭強調量（Ｅ）の算出において、斜め方向強調量（Ｅｓ）が用いられなくてもよい。

上述した実施形態では、種々の計算式が用いられているが、これに限定されるものではない。具体的には、計算式に代えて、各値が予め定められたルックアップテーブル（ＬＵＴ）をもちいてもよい。

上述した実施形態では、映像表示装置として映像表示装置１００を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、映像表示装置は、映像を表示する他の装置（ＰＤＰ、液晶ＴＶなど）であってもよい。

上述した実施形態では特に触れていないが、第１実施形態〜第７実施形態を適宜組み合わせてもよい。

第１実施形態に係る映像表示装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係る信号処理装置２００の構成を示すブロックである。 第１実施形態に係る変調量制御部２２０の構成を示すブロックである。 第１実施形態に係る水平成分、垂直成分及び斜め成分の抽出方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る輪郭強調量を説明するための図である。 第３実施形態に係る輪郭強調量を説明するための図である。 第４実施形態に係る輪郭強調量を説明するための図である。 第５実施形態に係る動きベクトルの相関を説明するための図である。 第６実施形態に係る変調量制御部２２０の構成を示すブロックである。 第６実施形態に係るコントラスト制御を説明するための図である。 第７実施形態に係る輪郭強調量を説明するための図である。

符号の説明

１０・・・光源、２０・・・フライアイレンズユニット、３０・・・液晶パネル、５０・・・クロスダイクロイックプリズム、６０・・・投写レンズユニット、７１・・・ダイクロイックミラー、７２・・・ダイクロイックミラー、８１〜８３・・・反射ミラー、１００・・・映像表示装置、２００・・・信号処理装置、２１０・・・入力信号受付部、２２０・・・変調量制御部、２２１・・・検出部、２２２・・・抽出部、２２３・・・算出部、２２４・・・強調量制御部、２２５・・・遅延回路、２２６・・・出力部、２２７・・・コントラスト制御部

Claims (3)

1. 輪郭強調制御の対象なる制御対象領域の動きベクトルを検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記動きベクトルから、水平方向の動きベクトル成分である水平成分と垂直方向の動きベクトル成分である垂直成分とを抽出する抽出部と、
   前記水平成分の大きさに応じて、水平方向強調量を算出するとともに、前記垂直成分の大きさに応じて、垂直方向強調量を算出する算出部と、
   前記水平方向強調量及び前記垂直方向強調量に基づいて、前記制御対象領域に対する輪郭強調量を制御する輪郭強調制御部とを備え、
   前記輪郭強調制御部は、独立フレームによって補間される補間フレームに前記制御対象領域が含まれる場合に、前記独立フレームに前記制御対象領域が含まれる場合よりも、前記制御対象領域に対する輪郭強調を弱めることを特徴とする信号処理装置。
2. 請求項１に記載の信号処理装置を備えることを特徴とする映像表示装置。
3. 輪郭強調制御の対象なる制御対象領域の動きベクトルを検出するステップＡと、
   前記ステップＡで検出された前記動きベクトルから、水平方向の動きベクトル成分である水平成分と垂直方向の動きベクトル成分である垂直成分とを抽出するステップＢと、
   前記水平成分の大きさに応じて、水平方向強調量を算出するとともに、前記垂直成分の大きさに応じて、垂直方向強調量を算出するステップＣと、
   前記水平方向強調量及び前記垂直方向強調量に基づいて、前記制御対象領域に対する輪郭強調量を制御するステップＤとを含み、
   前記ステップＤは、独立フレームによって補間される補間フレームに前記制御対象領域が含まれる場合に、前記独立フレームに前記制御対象領域が含まれる場合よりも、前記制御対象領域に対する輪郭強調を弱めることを特徴とする信号処理方法。

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