JP4994409B2 - An image processing apparatus and method, and image display device - Google Patents

An image processing apparatus and method, and image display device Download PDF

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正太郎 守谷
聡 山中
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三菱電機株式会社
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Description

本発明は、入力画像に対し強調処理する画像処理装置及び方法並びにこれらを用いた画像表示装置に関し、例えば入力画像として、元となる画像を拡大した拡大画像が入力された際に、高周波数成分の生成及び加算をすることによって、解像感の高い出力画像を得るよう画像の強調処理を行うものである。 When the present invention relates to an image display apparatus using the image processing apparatus and method, and these emphasizing processing on the input image, for example as an input image, an enlarged image obtained by enlarging an image as a source is input, the high frequency component by the production of and addition, and performs enhancement processing of an image so as to obtain a high output images sharpness.

一般に画像を表す画像信号に対し適宜画像処理を施した後、画像を再生表示するということが行われている。 Generally after performing appropriate image processing on the image signal representing the image, has been carried out that reproduces and displays the image.

例えば特許文献1に記載された画像処理装置においては、多重解像度に変換された細部画像に対して、所望の周波数帯域の細部画像に対する強調係数をその所望の周波数帯域よりも低い周波数帯域の細部画像の信号に基づいて設定することにより、所望の周波数帯域を強調している。 For example, in the image processing apparatus described in Patent Document 1, with respect to the details image converted into multi-resolution, the desired enhancement coefficient the detail image of the lower frequency band than the desired frequency band with respect to the frequency band of the detail images by setting based on the signal, emphasizing the desired frequency band.

特開平9−44651号公報 JP 9-44651 discloses

しかしながら、多重解像度に変換された細部画像に対して、所望の周波数帯域の細部画像に対する強調係数を適宜設定する画像処理装置では、入力画像によっては強調処理が不適切あるいは不十分となり、適正な画質の出力画像を得ることができないことがあった。 However, for the details image converted into multi-resolution, the image processing apparatus for setting appropriate enhancement coefficient for the detail image of a desired frequency band, enhancement processing is inappropriate or insufficient depending on the input image, appropriate image quality It was sometimes not possible to obtain an output image.

例えば、入力画像として拡大処理を受けた画像が入力される場合、入力画像の周波数スペクトルの高周波数成分側には、拡大処理前の画像の周波数スペクトルの一部が折り返した成分(折り返し成分)が現れる。 For example, if the image received enlargement processing as an input image is input, the high frequency component side of the frequency spectrum of the input image, part of which aliasing components in the frequency spectrum of the enlargement processing the image before (aliasing components) appear. したがって単純に高周波数成分を強調すると、この折り返し成分を強調してしまい、不適切な処理となる。 Thus the emphasis simply high frequency components, will be emphasized this aliasing component, an inappropriate treatment. また、周波数帯域を限定し、折り返し成分を含まない周波数帯域のみを強調すると、周波数スペクトルで考えた場合、高周波数成分側の強調を避けることになり、結果的に不十分な強調処理となってしまう。 Also, limiting the frequency band, when emphasizing only the frequency band which includes no aliasing component, when considered in the frequency spectrum, will be avoided emphasis of the high frequency component side and a consequently insufficient enhancement put away.

また、入力画像としてノイズ処理を受けた画像が入力される場合、高周波数成分側の周波数スペクトルはノイズ処理によって失われている。 Further, if the image received noise process as an input image is input, the frequency spectrum of the high frequency component side is lost by the noise processing. したがって高周波数成分を抽出しようとしても、抽出することができず、十分に画像の強調処理を行えないことがある。 Thus even attempt to extract the high frequency component can not be extracted, it may not be the enhancement of the well image.

本発明は、入力画像がその周波数スペクトルにおいて、高周波数成分側に折り返し成分を含んでいる場合や、高周波数成分を十分に含んでいない場合でも十分に画像の強調処理を行うことができる画像処理装置および方法を提供することを目的とするものである。 The present invention, in the input image is the frequency spectrum, and if it contains aliasing components in the high frequency component side, image processing can be carried out enhancement processing sufficiently image even if it does not contain sufficiently high frequency component it is an object to provide a device and method.

本発明の画像処理装置は、 The image processing apparatus of the present invention,
入力画像の特定の周波数帯域の成分を取り出した第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成手段と、 A first intermediate image generating means for generating a first intermediate image by extracting a specific frequency band component of the input image,
前記第1の中間画像をもとに第 2の中間画像を生成する第2の中間画像生成手段と、 A second intermediate image generating means for generating a second intermediate image based on the first intermediate image,
前記入力画像の画素値と、前記第1の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第1の増幅率に従って前記第1の中間画像の画素値を増幅した第3の中間画像を生成する第1の中間画像処理手段と、 And pixel values of the input image, a third intermediate image obtained by amplifying the pixel values of the first intermediate image according to a first gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the first intermediate image a first intermediate image processing means for generating,
前記入力画像の画素値と、前記第2の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第2の増幅率に従って前記第2の中間画像の画素値を増幅した第4の中間画像を生成する第2の中間画像処理手段と、 And pixel values of the input image, a fourth intermediate image obtained by amplifying the pixel values of the second intermediate image according to a second gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the second intermediate image a second intermediate image processing means for generating,
前記入力画像と前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する加算手段とを有する画像処理装置において、 An image processing apparatus and an addition means for adding the fourth intermediate image and the input image and the third intermediate image,
前記第2の中間画像生成手段は、 The second intermediate image generating means,
前記第1の中間画像の画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点と捉えるゼロクロス判定手段と、 A zero-crossing decision means for capturing a portion where the pixel value of the first intermediate image is changed from a positive value from a negative value or a negative value to a positive value and zero-crossing point,
前記第1の中間画像を構成する画素のうち、前記ゼロクロス点の近傍にある画素の画素値を1より大きい増幅率で増幅した非線形処理画像を生成する信号増幅手段と、 Of the pixels constituting the first intermediate image, and a signal amplifying means for generating a non-linear processing images obtained by amplifying the pixel values of the pixels in the vicinity of the zero cross point at greater than 1 amplification factor,
前記非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像生成手段とを有し、 And a high-frequency component image generating means for generating a high-frequency component image by extracting only the high-frequency component of the nonlinear processed image,
前記高周波数成分画像を前記第2の中間画像として出力し、 Outputting the high-frequency component image as the second intermediate image,
前記第1の中間画像処理手段は、 前記第1の増幅率を、 The first intermediate image processing means, the first amplification factor,
前記第1の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the first intermediate image, if the amplification factor pixel values of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
前記第1の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定し、 If the sign is negative pixel value of the first intermediate image, if the pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic becomes small,
前記第2の中間画像処理手段は、前記第2の増幅率を、 The second intermediate image processing means, the second amplification factor,
前記第2の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the second intermediate image, if the amplification factor pixel values of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
前記第2の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定する If the sign is negative pixel value of the second intermediate image, if the pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic small
ことを特徴とする。 It is characterized in.

本発明によれば、入力画像がその周波数スペクトルにおいて、高周波数成分側に折り返し成分を含んでいる場合や、高周波数成分を十分に含んでいない場合でもオーバーシュートやアンダーシュートの発生を防止しつつ、十分に画像の強調処理を行うことができる。 According to the present invention, the input image is the frequency spectrum, and if it contains aliasing components in the high frequency component side, while preventing the occurrence of overshoot or undershoot, even if it does not contain sufficiently high frequency component , it is possible to perform the enhancement process sufficiently image.

本発明の実施の形態1による画像処理装置の構成を示すブロック図である。 According to the first embodiment of the present invention is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus. 図1の第1の中間画像生成手段1の構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a first configuration example of the intermediate image generating means 1 in FIG. 1. 図1の第2の中間画像生成手段2の構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a second configuration example of the intermediate image generating means 2 in FIG. 1. 図1の第1の中間画像処理手段3Mの構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a first configuration example of the intermediate image processing means 3M in FIG. 図1の第2の中間画像処理手段3Hの構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of the second intermediate image processing means 3H in FIG. 図3の水平方向非線形処理手段2Ahの構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of the horizontal nonlinear processing means 2Ah in FIG. 図3の垂直方向非線形処理手段2Avの構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of a vertical nonlinear processing means 2Av in FIG. (A)〜(C)は、入力画像DIN、並びに画像D1h及びD1vの画素の配置を示す図である。 (A) ~ (C) is the input image DIN, and a diagram showing the arrangement of pixels of the image D1h and D1v. 図4の水平方向増幅率決定手段3MAhの構成例を示すブロック図である。 Configuration Example of a horizontal amplification factor determining means 3MAh in FIG 4 is a block diagram showing the. 図4の垂直方向増幅率決定手段3MAvの構成例を示すブロック図である。 Configuration Example of a vertical amplification factor determining means 3MAv in FIG 4 is a block diagram showing the. 本発明による画像処理装置を用いた画像表示装置の構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a configuration example of an image display apparatus using the image processing apparatus according to the present invention. 図11の画像拡大手段U1の構成例を示すブロック図である。 Configuration example of image enlarging means U1 in FIG. 11 is a block diagram showing the. (A)〜(E)は、図12の画像拡大手段U1の動作を示す画素配置図である。 (A) ~ (E) are pixel arrangement diagrams illustrating the operation of the image enlarging means U1 in FIG. 12. (A)〜(D)は、図12の画像拡大手段U1の動作を説明するための周波数応答及び周波数スペクトルを示す図である。 (A) ~ (D) are diagrams showing the frequency response and the frequency spectrum for explaining the operation of the image enlarging means U1 in FIG. 12. (A)〜(E)は、図1の第1の中間画像生成手段1の動作を説明するための周波数応答及び周波数スペクトルを示す図である。 (A) ~ (E) are diagrams showing the frequency response and the frequency spectrum for explaining a first operation of the intermediate image generating means 1 in FIG. 1. (A)〜(C)は、図1の第2の中間画像生成手段2の動作を説明するための周波数応答及び周波数スペクトルを示す図である。 (A) ~ (C) are diagrams showing the frequency response and the frequency spectrum for explaining a second operation of the intermediate image generating means 2 in FIG. 1. (A)〜(C)は、ステップエッジとステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングしたときに得られる、相連続する画素の信号の値を示す図である。 (A) ~ (C) is obtained when sampling at the step edges and the step edge sampling interval S1, is a diagram showing the values ​​of the signals of consecutive pixels phase. (A)〜(C)は、ステップエッジとステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングしたときに得られる、相連続する画素の信号の値を示す図である。 (A) ~ (C) is obtained when sampling at the step edges and the step edge sampling interval S2, which is a diagram illustrating the value of the signal of consecutive pixels phase. (A)〜(F)は、図1の第1の中間画像生成手段1及び第2の中間画像生成手段2の動作を説明するための、相連続する画素の信号の値を示す図である。 (A) ~ (F) is a diagram showing the value of the first intermediate image generating means 1 and operated for explaining the second intermediate image generating means 2, the phase successive pixel signals of FIG. 1 . (A)及び(B)は、高周波数成分の加算に適度に行うことによって、画像の鮮鋭感を増した場合、及び高周波数成分の加算を過度に行った結果、画質の低下を招いた場合の、相連続する画素の信号の値を示す図である。 (A) and (B), by appropriately be performed to the addition of the high frequency components, if increased sharpness of the image, and result of the excessive addition of the high-frequency component, when led to deterioration of image quality of a diagram showing the values ​​of the signals of consecutive pixels phase. (A)及び(B)は、入力画像DINの画素値と第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hにおける増幅率の関係を示す図である。 (A) and (B) are diagrams illustrating the amplification factor of the relationship between the pixel values ​​of the input image DIN and the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H. 図4の水平方向増幅率決定手段3MAhの他の構成例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing another configuration example of the horizontal amplification factor determining means 3MAh in FIG. 本発明の実施の形態2の画像処理装置を示す。 It shows an image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2における処理の手順を示すフロー図である。 It is a flow diagram illustrating a procedure of a process in the second embodiment of the present invention. 図24の第1の中間画像生成ステップST1における処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the processing in the first intermediate image generating step ST1 in FIG. 24. 図24の第2の中間画像生成ステップST2における処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the processing in the second intermediate image generating step ST2 in FIG. 24. 図26の水平方向非線形処理ステップST2Ahにおける処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the process in the horizontal direction nonlinear processing step ST2Ah in FIG. 図26の垂直方向非線形処理ステップST2Avにおける処理を示すフロー図である。 It is a flow diagram illustrating a process in the vertical direction nonlinear processing step ST2Av in FIG. 図24の第1の中間画像処理ステップST3Mにおける処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the processing in the first intermediate image processing step ST3M in FIG. 図24の第2の中間画像処理ステップST3Hにおける処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the processing in the second intermediate image processing step ST3H in FIG. 図29の水平方向増幅率決定ステップST3MAhにおける処理を示すフロー図である。 Is a flow diagram showing the process in the horizontal direction gain determining step ST3MAh in FIG. 図29の垂直方向増幅率決定ステップST3MAvにおける処理を示すフロー図である。 It is a flow diagram illustrating a process in the vertical direction amplification factor determining step ST3MAv in FIG.

実施の形態1. The first embodiment.
図1は本発明の実施の形態1による画像処理装置の構成例を示す図であり、図示の画像処理装置は例えば画像表示装置の一部として用いることができる。 Figure 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, the image processing apparatus illustrated can be used, for example, as part of the image display device.

図示の画像処理装置は、第1の中間画像生成手段1と、第2の中間画像生成手段2と、第1の中間画像処理手段3Mと、第2の中間画像処理手段3Hと、加算手段4とを有する。 The image processing apparatus shown includes a first intermediate image generating means 1, a second intermediate image generating means 2, a first intermediate image processing means 3M, a second intermediate image processing means 3H, adding means 4 with the door.

第1の中間画像生成手段1は、入力画像DINから特定の周波数帯域の成分(即ち第1の周波数(第1の所定の周波数)から第2の周波数(第2の所定の周波数)までの成分)を抽出した中間画像(第1の中間画像)D1を生成する。 The first intermediate image generating means 1, the components from a specific frequency band component from the input image DIN (i.e. the first frequency (first predetermined frequency) to a second frequency (second predetermined frequency) ) to generate an intermediate image (the first intermediate image) D1 which was extracted.
第2の中間画像生成手段2は、中間画像D1に後述する処理を行った中間画像(第2の中間画像)D2を生成する。 The second intermediate image generating means 2, the intermediate image (second intermediate image) subjected to processing described later to the intermediate image D1 to generate the D2.

第1の中間画像処理手段3Mは、中間画像D1に後述する処理を行った中間画像(第3の中間画像)D3Mを生成する。 The 3M first intermediate image processing unit to generate an intermediate image (third intermediate image) D3M subjected to processing described later to the intermediate image D1.
第2の中間画像処理手段3Hは、中間画像D2に後述する処理を行った中間画像(第4の中間画像)D3Hを生成する。 The second intermediate image processing means 3H generates an intermediate image (fourth intermediate image) D3H subjected to processing described later to the intermediate image D2.
加算手段4は、入力画像DINと、中間画像D3Mと、中間画像D3Hとを加算する。 Adding means 4 adds the input image DIN, intermediate image D3M, an intermediate image D3H. 加算手段4による加算の結果得られる画像が最終的な出力画像DOUTとして出力される。 Image obtained as a result of addition by the adding means 4 is output as a final output image DOUT.

図2は第1の中間画像生成手段1の構成例を示した図であり、図示の第1の中間画像生成手段1は、入力画像DINから第1の周波数以上の高周波数成分のみを抽出した画像D1Aを生成する高周波数成分画像生成手段1Aと、画像D1Aの第2の周波数以下の低周波数成分のみを抽出した画像D1Bを生成する低周波数成分画像生成手段1Bとを有する。 Figure 2 is a diagram showing a first configuration example of the intermediate image generating means 1, the first intermediate image generating means 1 shown is to extract only the high frequency components above the first frequency from the input image DIN It has a high-frequency component image generating means 1A for generating an image D1A, and a low-frequency component image generating means 1B for generating a second frequency following image D1B obtained by extracting only the low frequency components of the image D1A. 高周波数成分画像生成手段1Aと低周波数成分画像生成手段1Bとで、特性の周波数帯域の成分を抽出する帯域通過フィルタ手段が構成されている。 In the high-frequency component image generating means 1A and the low frequency component image generating means 1B, bandpass filter means for extracting a component of the frequency band characteristics is configured. 第1の中間画像生成手段1からは画像D1Bが中間画像D1として出力される。 From the first intermediate image generating means 1 outputs image D1B is as an intermediate image D1.

図3は第2の中間画像生成手段2の構成例を示した図であり、図示の第2の中間画像生成手段2は、中間画像D1に対し、後述する非線形処理を行った画像D2Aを出力する非線形処理手段2Aと、画像D2Aの第3の周波数(第3の所定の周波数)以上の高周波数成分のみを抽出した画像D2Bを出力する高周波数成分画像生成手段2Bとを有する。 Figure 3 is a diagram showing a second configuration example of the intermediate image generating means 2, the intermediate image generating means 2 second shown, to intermediate image D1, and outputs the image D2A subjected to non-linear processing to be described later It has a non-linear processing means 2A, and a third frequency high-frequency component image generating means 2B for outputting a (third predetermined frequency) or more images D2B obtained by extracting only a high frequency component of image D2A to. 第2の中間画像生成手段2からは画像D2Bが中間画像D2として出力される。 From the second intermediate image generating means 2 outputs image D2B is as an intermediate image D2.

図4は第1の中間画像処理手段3Mの構成例を示した図であり、図示の第1の中間画像処理手段3Mは、増幅率決定手段3MAと、画素値増幅手段3MBとを有する。 Figure 4 is a diagram showing a configuration example of the first intermediate image processing means 3M, a first intermediate image processing means 3M shown, having an amplification factor determining means 3 MA, and a pixel value amplifying means 3MB. 増幅率決定手段3MAは、入力画像DINと中間画像D1の画素値をもとに増幅率D3MAを決定する。 Amplification factor determining means 3MA determines the amplification factor D3MA based on pixel values ​​of the input image DIN and intermediate image D1. 画素値増幅手段3MBは、増幅率決定手段3MAにより決定された増幅率D3MAで中間画像D1の画素値を増幅し、その結果を中間画像D3MBとして出力する。 Pixel value amplifying means 3MB is the pixel value of the intermediate image D1 amplified by determined by the amplification factor determining means 3MA gain D3MA, and outputs the result as intermediate image D3MB. 第1の中間画像処理手段3Mからは中間画像D3MBが中間画像D3Mとして出力される。 From the first intermediate image processing means 3M intermediate image D3MB is output as intermediate image D3M.

増幅率決定手段3MAは、水平方向増幅率決定手段3MAhと、垂直方向増幅率決定手段3MAvとを有し、画素値増幅手段3MBは、水平方向画素値増幅手段3MBhと、垂直方向画素値増幅手段3MBvとを有する。 Amplification factor determining means 3MA includes a horizontal amplification factor determining means 3 mAh, and a vertical amplification factor determining means 3MAv, pixel value amplifying means 3MB includes a horizontal pixel value amplifying means 3MBh, vertical pixel value amplifying means and a 3MBv. 水平方向増幅率決定手段3MAhと、水平方向画素値増幅手段3MBhとで、第1の水平方向中間画像処理手段3Mhが構成され、垂直方向増幅率決定手段3MAvと、垂直方向画素値増幅手段3MBvとで、第1の垂直方向中間画像処理手段3Mvが構成されている。 And horizontal amplification factor determining means 3 mAh, in the horizontal direction pixel value amplifying means 3MBh, consists first horizontal intermediate image processing unit 3Mh is, the vertical amplification factor determining means 3MAv, and vertical pixel value amplifying means 3MBv in the first vertical intermediate image processing unit 3Mv is constituted.

図5は第2の中間画像処理手段3Hの構成例を示した図であり、図示の第2の中間画像処理手段3Hは、増幅率決定手段3HAと、画素値増幅手段3HBとを有する。 Figure 5 is a diagram showing a configuration example of the second intermediate image processing means 3H, the second intermediate image processing means 3H illustrated includes a gain determining means 3HA, and a pixel value amplifying means 3HB. 増幅率決定手段3HAは、入力画像DINと中間画像D2の画素値をもとに増幅率D3HAを決定する。 Amplification factor determining means 3HA determines the amplification factor D3HA based on pixel values ​​of the input image DIN and intermediate image D2. 画素値増幅手段3HBは、増幅率決定手段3HAにより決定された増幅率D3HAで中間画像D2の画素値を増幅し、その結果を中間画像D3HBとして出力する。 Pixel value amplifying means 3HB is a pixel value of the intermediate image D2 amplified by determined by the amplification factor determining means 3HA gain D3HA, and outputs the result as intermediate image D3HB. 第1の中間画像処理手段3Hからは中間画像D3HBが中間画像D3Hとして出力される。 From the first intermediate image processing means 3H intermediate image D3HB is output as intermediate image D3H.

増幅率決定手段3HAは、水平方向増幅率決定手段3HAhと、垂直方向増幅率決定手段3HAvとを有し、画素値増幅手段3HBは、水平方向画素値増幅手段3HBhと、垂直方向画素値増幅手段3HBvとを有する。 Amplification factor determining means 3HA includes a horizontal amplification factor determining means 3HAh, and a vertical amplification factor determining means 3HAv, pixel value amplifying means 3HB includes a horizontal pixel value amplifying means 3HBh, vertical pixel value amplifying means and a 3HBv. 水平方向増幅率決定手段3HAhと、水平方向画素値増幅手段3HBhとで、第2の水平方向中間画像処理手段3Hhが構成され、垂直方向増幅率決定手段3HAvと、垂直方向画素値増幅手段3HBvとで、第2の垂直方向中間画像処理手段3Hvが構成されている。 And horizontal amplification factor determining means 3HAh, in the horizontal direction pixel value amplifying means 3HBh, constructed a second horizontal intermediate image processing unit 3HH, and vertical amplification factor determining means 3HAv, and vertical pixel value amplifying means 3HBv in the second vertical intermediate image processing unit 3Hv is constituted.

加算手段4は、入力画像DINに対し、中間画像D3M及び中間画像D3Hを加算し、最終的な出力画像DOUTを生成する。 Adding means 4, the input image DIN, adds the intermediate image D3M and intermediate image D3H, to generate the final output image DOUT.

以下、本発明の実施の形態1による画像処理装置の詳細な動作について説明を行う。 Hereinafter, a description is given of detailed operation of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
まず、第1の中間画像生成手段1の詳細な動作について説明する。 First, a description will be given of a first detailed operation of the intermediate image generating means 1.
第1の中間画像生成手段1は、高周波数成分画像生成手段1Aにおいて、入力画像DINの第1の周波数以上の高周波数成分のみを抽出した画像D1Aを生成する。 The first intermediate image generating means 1, the high-frequency component image generating means. 1A, generates an image D1A obtained by extracting only the first high-frequency component of the above frequency of the input image DIN. 高周波数成分の抽出は、ハイパスフィルタ処理を行うことで可能である。 Extraction of high-frequency component can be carried out high-pass filtering. 高周波数成分の抽出は画像の水平方向及び垂直方向それぞれについて行う。 Extraction of high frequency components is performed for each horizontal and vertical direction of the image. 即ち高周波数成分画像生成手段1Aは、入力画像DINに対し、水平方向のハイパスフィルタ処理を行って水平方向についてのみ第1の水平方向周波数以上の高周波数成分を抽出した画像D1Ahを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段1Ahと、垂直方向のハイパスフィルタ処理を行って垂直方向についてのみ第2の垂直方向周波数以上の高周波数成分を抽出した画像D1Avを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段1Avとを有し、画像D1Aは画像D1Ahと画像D1Avとから成る。 That high-frequency component image generating means 1A is the input image DIN, the horizontal direction to generate an image D1Ah extracting the first horizontal frequencies than high frequency components only in the horizontal direction by performing horizontal high-pass filtering a high-frequency component image generating means 1 Ah, vertical high-frequency component image generating means for generating a second image D1Av obtained by extracting the vertical frequency or the high frequency components only in the vertical direction by performing a high-pass filtering in the vertical direction 1Av has the door, image D1A is composed of the image D1Ah and the image D1Av.

次に、第1の中間画像生成手段1は、低周波数成分画像生成手段1Bにおいて、画像D1Aの第2の周波数以下の低周波数成分のみを抽出した画像D1Bを生成する。 Next, the first intermediate image generating means 1, the low-frequency component image generating means 1B, to generate an image D1B obtained by extracting only the low frequency components of the following second frequency of the image D1A. 低周波数成分の抽出は、ローパスフィルタ処理を行うことで可能である。 The low frequency component extraction is possible by performing low-pass filtering. 低周波数成分の抽出は水平方向及び垂直方向それぞれについて行う。 The low frequency component extraction is carried out for each of the horizontal and vertical directions. 即ち低周波数成分画像生成手段1Bは、画像D1Ahに対し水平方向のローパスフィルタ処理を行って水平方向についてのみ第2の水平方向周波数以下の低周波数成分を抽出した画像D1Bhを生成する水平方向低周波数成分画像生成手段1Bと、画像D1Avに対し垂直方向のローパスフィルタ処理を行って垂直方向についてのみ第2の垂直方向周波数以下の低周波数成分を抽出した画像D1Bvを生成する垂直方向低周波数成分画像生成手段1Bvとを有し、画像D1Bは画像D1Bhと画像D1Bvとから成る。 That the low-frequency component image generating means 1B is an image D1Ah horizontal low frequencies to generate an image D1Bh extracted a second horizontal frequency below the low frequency components only in the horizontal direction by performing horizontal low-pass filter process on a component image generating means 1B, the image D1Av to the vertical direction low-frequency component image generating which generates a second image D1Bv obtained by extracting the vertical frequency below the low frequency components only in the vertical direction by performing a low-pass filter processing in the vertical direction and means 1 BV, image D1B is composed of the image D1Bh and the image D1Bv. 第1の中間画像生成手段1からは、画像D1Bが中間画像D1として出力される。 The first is from the intermediate image generating means 1, image D1B is output as intermediate image D1. なお、中間画像D1は、画像D1Bhに相当する画像D1hと、画像D1Bvに相当する画像D1vとから成る。 The intermediate image D1 is comprised of a image D1h corresponding to image D1Bh, image D1v and corresponding to the image D1Bv.

次に、第2の中間画像生成手段2の詳細な動作について説明する。 Next, a description is given of a second detailed operation of the intermediate image generating means 2.
まず、第2の中間画像生成手段2は、非線形処理手段2Aにおいて、中間画像D1に対して後述する非線形処理を行った画像D2Aを生成する。 First, the second intermediate image generating means 2, the non-linear processing means 2A, and generates an image D2A subjected to non-linear processing, which will be described later, to the intermediate image D1. 非線形処理は、水平方向及び垂直方向それぞれについて行う。 Nonlinear processing is performed for each of the horizontal and vertical directions. 即ち非線形処理手段2Aは、画像D1Bhに対して後述する非線形処理を行って画像D2Ahを生成する水平方向非線形処理手段2Ahと、画像D1Bvに対して後述する非線形処理を行って画像D2Avを生成する垂直方向非線形処理手段2Avとを有し、画像D2Aは画像D2Ahと画像D2Avとから成る。 That non-linear processing means 2A includes a horizontal non-linear processing means 2Ah for generating an image D2Ah performs nonlinear processing to be described later to the image D1Bh, vertical generating an image D2Av performs nonlinear processing to be described later to the image D1Bv and a direction non-linear processing means 2AV, image D2A is composed of the image D2Ah and the image D2av.

非線形処理手段2Aの動作についてさらに詳しく説明する。 Will be described in more detail the operation of the nonlinear processing means 2A. 非線形処理手段2Aは互いに同様の構成から成る水平方向非線形処理手段2Ah及び垂直方向非線形処理手段2Avを備える。 Non-linear processing means 2A includes a horizontal non-linear processing means 2Ah and the vertical non-linear processing means 2Av consisting mutually similar structure. 水平方向非線形処理手段2Ahは水平方向の処理を行い、垂直方向非線形処理手段2Avは垂直方向の処理を行う。 Performs horizontal nonlinear processing means 2Ah in horizontal processing, vertical nonlinear processing means 2Av performs vertical processing.

図6は水平方向非線形処理手段2Ahの構成例を示す図である。 6 is a diagram showing a configuration example of the horizontal nonlinear processing means 2Ah. 図示の水平方向非線形処理手段2Ahは、ゼロクロス判定手段311hと、信号増幅手段312hとを備える。 Horizontal nonlinear processing means 2Ah shown includes a zero-crossing decision means 311h, and a signal amplifying means 312h. 非線形処理手段2Ahには、画像D1hが入力画像DIN311hとして入力される。 The non-linear processing means 2Ah, image D1h is input as the input image DIN311h.

ゼロクロス判定手段311hは入力画像DIN311hにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。 Zero-crossing decision means 311h checks along the horizontal direction changes in pixel values ​​in the input image DIN311h. そして画素値が正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D311hによってゼロクロス点の前後にある画素(前後において隣接する画素)の位置を信号増幅手段312hに伝達する。 A point where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value, to a positive value as a zero-cross point, a pixel before and after the zero-crossing point by the signal D311h of (pixels adjacent in the longitudinal) transmitting the position to the signal amplifying means 312h. ここで「前後」とは信号が供給される順序における前後であり、水平方向に左から右に画素の信号が供給されるときは「左右」を意味し、垂直方向に上から下に画素の信号が供給されるときは「上下」を意味する。 Here, "before and after" is around in the order in which the signal is supplied, when the signal of the pixel from the left in the horizontal direction to the right is supplied means "left", from the top in the vertical direction of the pixel under when the signal is supplied to mean "up and down". ゼロクロス判定手段311hでは、水平方向非線形処理手段2Ah内のゼロクロス判定手段311hでは、ゼロクロス点の左右に位置する画素がゼロクロス点の前後に位置する画素として認識される。 The zero-crossing decision means 311h, the horizontal nonlinear processing means zero-crossing decision means in 2Ah 311h, pixels positioned on the left and right of the zero-crossing point is recognized as a pixel positioned before and after the zero-crossing point.

信号増幅手段312hは信号D311hをもとにゼロクロス点の前後にある画素(前後において隣接する画素)を特定し、ゼロクロス点の前後にある画素についてのみその画素値を増幅させた(絶対値を大きくした)非線形処理画像D312hを生成する。 Signal amplifying means 312h identifies the pixels before and after the zero-crossing point of the signal D311h based (pixels adjacent in the longitudinal) was amplified pixel values ​​of miso for the pixels before and after the zero-crossing point (increasing the absolute value It was) to generate a nonlinear processed image D312h. 即ち、ゼロクロス点前後にある画素の画素値に対しては増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対しての増幅率は1とする。 That is, a value greater than 1 the amplification factor for the pixel values ​​of the pixels that precede the zero-crossing point, the amplification factor of the pixel value of the other pixel is 1.
水平方向非線形処理手段2Ahからは画像D2Ahとして非線形処理画像D312hが出力される。 From the horizontal non-linear processing means 2Ah nonlinear processed image D312h is outputted as an image D2Ah.

図7は垂直方向非線形処理手段2Avの構成例を示す図である。 Figure 7 is a diagram showing a configuration example of a vertical nonlinear processing means 2AV. 図示の垂直方向非線形処理手段2Avは、ゼロクロス判定手段311vと、信号増幅手段312vとを備える。 Vertical nonlinear processing means 2Av shown includes a zero-crossing decision means 311v, and a signal amplifying means 312v. 非線形処理手段2Avには、画像D1vが入力画像DIN311vとして入力される。 The nonlinear processing means 2AV, image D1v is input as the input image DIN311v.

ゼロクロス判定手段311vは入力画像DIN311vにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。 Zero-crossing decision means 311v checks along the change in pixel value in the input image DIN311v vertically. そして画素値が正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、信号D311vによってゼロクロス点の前後にある画素(前後において隣接する画素)の位置を信号増幅手段312vに伝達する。 A point where the pixel value changes from a positive value to a negative value or from a negative value, to a positive value as a zero-cross point, a pixel before and after the zero-crossing point by the signal D311v of (pixels adjacent in the longitudinal) transmitting the position to the signal amplifying means 312v. 垂直方向非線形処理手段2Av内のゼロクロス判定手段311vでは、ゼロクロス点の上下に位置する画素がゼロクロス点の前後に位置する画素として認識される。 The zero-crossing decision means 311v in the vertical non-linear processing means within 2AV, pixels located above and below the zero-crossing point is recognized as a pixel positioned before and after the zero-crossing point.

信号増幅手段312vは信号D311vをもとにゼロクロス点の前後にある画素(前後において隣接する画素)を特定し、ゼロクロス点の前後にある画素についてのみその画素値を増幅させた(絶対値を大きくした)非線形処理画像D312vを生成する。 Signal amplifying means 312v identifies the pixels before and after the zero-crossing point of the signal D311v based (pixels adjacent in the longitudinal) was amplified pixel values ​​of miso for the pixels before and after the zero-crossing point (increasing the absolute value It was) to generate a nonlinear processed image D312v. 即ち、ゼロクロス点前後にある画素の画素値に対しては増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対しての増幅率は1とする。 That is, a value greater than 1 the amplification factor for the pixel values ​​of the pixels that precede the zero-crossing point, the amplification factor of the pixel value of the other pixel is 1.
以上が非線形処理手段2Aの動作である。 This is the operation of the nonlinear processing means 2A.

次に第2の中間画像生成手段2は、高周波数成分画像生成手段2Bにおいて、画像D2Aの第3の周波数以上の高周波数成分のみを抽出した画像D2Bを生成する。 Next, the second intermediate image generating means 2, the high-frequency component image generating means 2B, to generate an image D2B obtained by extracting only the third frequency over the high-frequency component of the image D2A. 高周波数成分の抽出は、ハイパスフィルタ処理を行うことで可能である。 Extraction of high-frequency component can be carried out high-pass filtering. 高周波数成分の抽出は画像の水平方向及び垂直方向それぞれについて行う。 Extraction of high frequency components is performed for each horizontal and vertical direction of the image. 即ち高周波数成分画像生成手段2Bは、画像D2Ahに対し水平方向のハイパスフィルタ処理を行って水平方向についてのみ第3の水平方向周波数以上の高周波数成分を抽出した画像D2Bhを生成する水平方向高周波数成分画像生成手段2Bhと、画像D2Avに対し垂直方向のハイパスフィルタ処理を行って垂直方向についてのみ第3の垂直方向周波数以上の高周波数成分を抽出した画像D2Bvを生成する垂直方向高周波数成分画像生成手段2Bvとを有し、画像D2Bは画像D2Bhと画像D2Bvとから成る。 That high-frequency component image generating means 2B includes image D2Ah horizontal high frequency for generating an image D2Bh obtained by extracting the third horizontal frequency or high-frequency components only in the horizontal direction by performing horizontal high-pass filtering with respect to a component image generating means 2Bh, image D2Av to the vertical direction of the high-pass filtering the vertical high-frequency component image generating which generates a third image D2Bv obtained by extracting the vertical frequency or the high frequency components only in the vertical direction by performing and means 2 BV, image D2B consists of a image D2Bh and image D2Bv. 第2の中間画像生成手段2からは、画像D2Bが中間画像D2として出力される。 The second is from the intermediate image generating means 2, image D2B is output as intermediate image D2. 中間画像D2は画像D2Bhに相当する画像D2hと、画像D2Bvに相当する画像D2vとから成る。 Intermediate image D2 consists of an image D2h corresponding to image D2Bh, image D2v and corresponding to image D2Bv.

次に、第1の中間画像処理手段3Mの詳細な動作について説明する。 Next, the detailed operation of the first intermediate image processing means 3M.
第1の中間画像処理手段3Mは、増幅率決定手段3MAにおいて入力画像DIN及び中間画像D1の画素値をもとに増幅率D3MAを決定する。 The 3M first intermediate image processing means, for determining the amplification factor D3MA based on pixel values ​​of the input image DIN and intermediate image D1 in the amplification factor determining means 3 MA. 先に述べた通り、増幅率D3MAに基づいて第1の中間画像D1の画素値が増幅されるが、第1の中間画像D1は、画像D1hと画像D1vから成るので、増幅率D3MAとしては、画像D1hに対する増幅率D3MAhと画像D1vに対する増幅率D3MAvが決定される。 As mentioned above, although the pixel value of the first intermediate image D1 based on the amplification factor D3MA is amplified, the first intermediate image D1, so consists image D1h and image D1v, as an amplification factor D3MA is amplification factor D3MAv is determined on the amplification factor D3MAh image D1v for image D1h. 即ち、増幅率決定手段3MAは、水平方向増幅率決定手段3MAhと、垂直方向増幅率決定手段3MAvとを有し、水平方向増幅率決定手段3MAhでは入力画像DIN及び画像D1hの画素値をもとに増幅率D3MAhが決定され、垂直方向増幅率決定手段3MAvでは入力画像DIN及び画像D1vの画素値をもとに増幅率D3MAvが決定され、増幅率決定手段3MAからは増幅率D3MAh及び増幅率D3MAvが増幅率D3MAとして出力される。 Original words, the amplification factor determining means 3MA includes a horizontal amplification factor determining means 3 mAh, and a vertical amplification factor determining means 3MAv, the horizontal amplification factor determining means pixel values ​​of the input image DIN and image D1h in 3 mAh the amplification factor D3MAh is determined, the gain D3MAv is determined based on the vertical amplification factor determining means pixel values ​​of the input image DIN and image D1v in 3MAv, amplification factor D3MAh and gain D3MAv from amplification factor determining means 3MA There is outputted as an amplification factor D3MA.

水平方向増幅率決定手段3MAh及び垂直方向増幅率決定手段3MAvの動作についてさらに詳しく説明する。 It will be described in more detail operation of the horizontal amplification factor determining means 3MAh and vertical amplification factor determining means 3MAv.

図8(A)〜(C)は入力画像DIN、並びに画像D1h及びD1vを表した図であり、図8(A)が入力画像DINを、図8(B)が画像D1hを、図8(C)が画像D1vを表している。 Figure 8 (A) ~ (C) is the input image DIN, and a diagram showing an image D1h and D1v, FIG. 8 (A) is the input image DIN, 8 (B) is an image D1h, FIG. 8 ( C) represents the image D1v. また、図8(A)〜(C)では画像の水平方向及び垂直方向に合わせて水平座標、垂直座標及び各座標値が表されている。 Further, FIG. 8 (A) ~ (C) in the horizontal direction and the horizontal coordinates in accordance with the vertical direction of the image, the vertical coordinate and the coordinate values ​​are expressed. また、入力画像DINについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がDIN(xy)という記号で表されており、画像D1hについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD1h(xy)という記号で表されており、画像D1vについては、水平座標x、垂直座標yの位置にある画素の画素値がD1v(xy)という記号で表されている。 Also, the input image DIN, the horizontal coordinate x, and the pixel value of the pixel at the position of the vertical coordinate y is denoted by the symbol of DIN (xy), the image D1h is horizontal coordinate x, the position of the vertical coordinate y the pixel values ​​of a pixel are represented by the symbol of D1h (xy), the image D1v is the horizontal coordinate x, the pixel value of the pixel at the position of the vertical coordinate y is denoted by the symbol of D1v (xy) there.

水平方向増幅率決定手段3MAhは画像D1hの各画素に対する増幅率を入力画像DIN及び画像D1hの同一座標の画素値に基づいて決定する。 Horizontal amplification factor determining means 3MAh is determined based on the pixel value of the same coordinates of the input image DIN and image D1h the gain for each pixel of the image D1h. 即ち、画素値D1h(11)に対する増幅率は画素値DIN(11)と画素値D1h(11)をもとに決定し、画素値D1h(12)に対する増幅率は画素値DIN(12)と画素値D1h(12)をもとに決定し、一般化すれば、画素値D1h(xy)に対する増幅率は画素値DIN(xy)と画素値D1h(xy)をもとに決定し、という様に入力画像DINと画像D1hの同一座標の画素値をもとに増幅率を決定し、その結果を増幅率D3MAhとして出力する。 That is, the pixel amplification factor and the pixel value DIN (11) determined based on the pixel value D1h (11), the amplification factor for the pixel value D1h (12) and the pixel value DIN (12) with respect to the pixel value D1h (11) determining a value D1h (12) on the basis generalizing, the amplification factor for the pixel value D1h (xy) is determined based on the pixel value DIN (xy) and the pixel value D1h the (xy), as referred to the amplification factor determined based on the pixel values ​​at the same coordinates of the input image DIN and image D1h, and outputs the result as an amplification factor D3MAh.

また、垂直方向増幅率決定手段3MAvは画像D1vの各画素に対する増幅率を入力画像DIN及び画像D1vの同一座標の画素値に基づいて決定する。 Further, the vertical gain determining means 3MAv is determined based on the pixel value of the same coordinates of the input image DIN and image D1v the gain for each pixel of the image D1v. 即ち、画素値D1v(11)に対する増幅率は画素値DIN(11)と画素値D1v(11)をもとに決定し、画素値D1v(12)に対する増幅率は画素値DIN(12)と画素値D1v(12)をもとに決定し、一般化すれば、画素値D1v(xy)に対する増幅率は画素値DIN(xy)と画素値D1v(xy)をもとに決定し、という様に入力画像DINと画像D1vの同一座標の画素値をもとに増幅率を決定し、その結果を増幅率D3MAvとして出力する。 That is, the pixel amplification factor and the pixel value DIN (11) determined based on the pixel value D1v (11), the amplification factor for the pixel value D1v (12) and the pixel value DIN (12) with respect to the pixel value D1v (11) determining a value D1v (12) on the basis generalizing, the amplification factor for the pixel value D1v (xy) is determined based on the pixel value DIN (xy) and the pixel value D1v the (xy), as referred to the amplification factor determined based on the pixel values ​​at the same coordinates of the input image DIN and image D1v, and outputs the result as an amplification factor D3MAv.

図9は水平方向増幅率決定手段3MAhの構成例を示す図である。 Figure 9 is a diagram showing a configuration example of a horizontal amplification factor determining means 3 mAh. 図示の水平方向増幅率決定手段3MAhは、第1の増幅率決定手段511hと、第2の増幅率決定手段512hと、符号判定手段52hと、選択手段53hとを備える。 Horizontal amplification factor determining means 3MAh shown comprises a first amplification factor decision means 511h, a second amplification factor decision means 512h, a sign determination unit 52h, and selection means 53h. 水平方向増幅率決定手段3MAhには、入力画像DINと画像D1hが入力される。 The horizontal amplification factor determining means 3 mAh, the input image DIN and image D1h are input. 第1の増幅率決定手段511hは、入力画像DINの画素値に応じて、後述する第1の特性により決定される増幅率D511hを出力する。 The first amplification factor decision means 511h in accordance with the pixel values ​​of the input image DIN, and outputs the amplification factor D511h determined by the first characteristic to be described later. 第2の増幅率決定手段512hは、入力画像DINの画素値に応じて、後述する第2の特性により決定される増幅率D512hを出力する。 The second amplification factor decision means 512h in accordance with the pixel values ​​of the input image DIN, and outputs the amplification factor D512h determined by the second characteristic to be described later. 符号判定手段52hは、画像D1hの画素値の符号(正負)を判定し、判定結果を選択手段53hに信号D52hとして伝達する。 Sign determination unit 52h determines the sign (positive or negative) of the pixel values ​​of the image D1h, and transmits a signal D52h the determination result to the selection unit 53h. 選択手段53hは、符号判定手段52hの出力D52hに基づいて、画像D1hの画素値の符号が正の場合には増幅率D511hを水平方向増幅率D3MAhとして出力し、画像D1hの画素値の符号が負の場合には増幅率D512hを水平方向増幅率D3MAhとして出力する。 Selecting means 53h, based on the output D52h sign determination unit 52h, if the sign of the pixel value of the image D1h is positive and outputs a gain D511h as horizontal gain D3MAh, the sign of the pixel value of the image D1h is for negative outputs an amplification factor D512h as horizontal gain D3MAh.

図10は垂直方向増幅率決定手段3MAvの構成例を示す図である。 Figure 10 is a diagram illustrating a configuration example of a vertical amplification factor determining means 3MAv. 図示の垂直方向増幅率決定手段3MAvは、第1の増幅率決定手段511vと、第2の増幅率決定手段512vと、符号判定手段52vと、選択手段53vとを備える。 Vertical amplification factor determining means 3MAv shown comprises a first amplification factor decision unit 511V, and the second amplification factor decision unit 512V, and the sign determining means 52v, and selection means 53v. 垂直方向増幅率決定手段3MAvには、入力画像DINと画像D1vが入力される。 The vertical amplification factor determining means 3MAv, the input image DIN and image D1v is input. 第1の増幅率決定手段511vは、入力画像DINの画素値に応じて、後述する第1の特性により決定される増幅率D511vを出力する。 The first amplification factor decision means 511v in accordance with the pixel values ​​of the input image DIN, and outputs the amplification factor D511v determined by the first characteristic to be described later. 第2の増幅率決定手段512vは、入力画像DINの画素値に応じて、後述する第2の特性により決定される増幅率D512vを出力する。 The second amplification factor decision means 512v in accordance with the pixel values ​​of the input image DIN, and outputs the amplification factor D512v determined by the second characteristic to be described later. 第1の増幅率決定手段511vおよび第2の増幅率決定手段512vは、図9に示した第1の増幅率決定手段511h、第2の増幅率決定手段512hと同様に動作するものであり、入力画像DINも共通であるため、手段を共通化する(増幅率決定手段511h、512hを増幅率決定手段511v、512vとしても用いる)ことも可能である。 The first amplification factor determining means 511v and a second amplification factor decision means 512v, the first amplification factor decision means 511h shown in FIG. 9, which operates similarly to the second amplification factor decision means 512h, since the input image DIN is also common, a common means (amplification factor determining means 511h, the amplification factor determining means 511v and 512h, used as 512V) it is also possible. 符号判定手段52vは、画像D1vの画素値の符号(正負)を判定し、判定結果を選択手段53vに信号D52vとして伝達する。 Code determination means 52v determines the sign (positive or negative) of the pixel values ​​of the image D1v, and transmits a signal D52v the determination result to the selection means 53v. 選択手段53vは、符号判定手段52vの出力D52vに基づいて、画像D1vの画素値の符号が正の場合には増幅率D511vを垂直方向増幅率D3MAvとして出力し、画像D1vの画素値の符号が負の場合には増幅率D512vを垂直方向増幅率D3MAvとして出力する。 Selection means 53v, based on the output D52v code determination means 52v, when the sign of the pixel value of the image D1v is positive and outputs a gain D511v as vertical gain D3MAv, the sign of the pixel value of the image D1v is for negative outputs an amplification factor D512v as vertical gain D3MAv.

次に、画素値増幅手段3MBは、増幅率D3MAに基づいて第1の中間画像D1の画素値を増幅する。 Next, the pixel value amplifying means 3MB amplifies the pixel values ​​of the first intermediate image D1 based on the amplification factor D3MA. 第1の中間画像D1は画像D1hと画像D1vとから成るので、画素値増幅手段3MBは、画像D1hの画素値を増幅するための水平方向画素値増幅手段3MBhと、画像D1vの画素値を増幅するための垂直方向画素値増幅手段3MBvとを有する。 Since the first intermediate image D1 is composed of the image D1h and image D1v, the pixel value amplifying means 3MB, the amplification and horizontal pixel value amplifying means 3MBh for amplifying the pixel values ​​of the image D1h, the pixel value of the image D1v and a vertical pixel value amplifying means 3MBv for. 即ち、水平方向画素値増幅手段3MBhは、増幅率D3MAhに基づいて画像D1hの画素値を増幅した画像D3MBhを出力し、垂直方向画素値増幅手段3MBvは、増幅率D3MAvに基づいて画像D1vの画素値を増幅した画像D3MBvを出力する。 That is, the horizontal pixel value amplifying means 3MBh, outputs the image D3MBh obtained by amplifying the pixel values ​​of the image D1h based on the amplification factor D3MAh, the vertical pixel value amplifying means 3MBv, pixels of image D1v based on the amplification factor D3MAv It outputs the image D3MBv amplified value. そして画素値増幅手段3MBからは画像D3MBh及び画像D3MBvが画像D3MBとして出力される。 The image D3MBh and image D3MBv is outputted as an image D3MB from pixel value amplifying means 3MB.

画像D3MBが中間画像D3Mとして第1の中間画像処理手段3Mから出力される。 Image D3MB is output as intermediate image D3M from the first intermediate image processing means 3M. 中間画像D3Mは画像D3MBhに相当する画像D3Mhと画像D3MBvに相当する画像D3Mvから成る。 Intermediate image D3M consists image D3Mv corresponding to the image D3Mh image D3MBv corresponding to image D3MBh.
以上が第1の中間画像処理手段3Mの動作である。 This is the operation of the first intermediate image processing means 3M.

次に、第2の中間画像処理手段3Hの動作について説明する。 Next, the operation of the second intermediate image processing means 3H. 図4と図5を比較すると、第2の中間画像処理手段は、入力信号が入力画像DIN、中間画像D2となっている以外は第1の中間画像処理手段と同様の構成となっており、第2の中間画像処理手段3Hは、第1の中間画像処理手段3Mが中間画像D1に対して行ったものと同じ処理を、中間画像D2に対して行って得た中間画像D3Hを出力する。 Comparing Figures 4 and 5, the second intermediate image processing means, the input signal is the input image DIN, except that a intermediate image D2 has the same configuration as that of the first intermediate image processing means, the second intermediate image processing means 3H, the first intermediate image processing means 3M is the same processing as that performed on intermediate image D1, and outputs the intermediate image D3H obtained by performing the intermediate image D2. なお、上述した第1の中間画像処理手段3Mの詳細な動作の説明から、第2の中間画像処理手段3Hの詳細な動作も明らかであるので、第2の中間画像処理手段3Hの詳細な動作の説明は省略する。 Incidentally, the description of the detailed operation of the first intermediate image processing means described above 3M, since detailed operation of the second intermediate image processing means 3H is also clear, details of the second intermediate image processing means 3H operation explanations are omitted.

最後に加算手段4の動作について説明する。 Finally the operation of the adding means 4. 加算手段4は、入力画像DINと中間画像D3Mと中間画像D3Hとを加算した出力画像DOUTを生成する。 Adding means 4 generates an output image DOUT obtained by adding the input image DIN and intermediate image D3M and the intermediate image D3H. 加算手段4の出力画像DOUTが最終的な出力画像として、画像処理装置から出力される。 Output image DOUT of the adding means 4 as the final output image is output from the image processing apparatus.

中間画像D3Mは画像D3Mh及び画像D3Mvから成っており、中間画像D3Hは画像D3Hh及び画像D3Hvから成っているので、入力画像DIN、中間画像D3M、及び中間画像D3Hを加算するとは、入力画像DINに対し、画像D3Mh、D3Mv、D3Hh、及びD3Hvの全てを加算することを意味する。 Intermediate image D3M is composed of image D3Mh and image D3Mv, since the intermediate image D3H consists images D3Hh and image D3Hv, the input image DIN, intermediate image D3M, and to add the intermediate image D3H is the input image DIN contrast, image D3Mh, D3Mv, means adding all D3Hh, and D3Hv.

ここで、加算手段4での加算処理は単純加算に限らず重み付け加算を行なっても良い。 Here, the addition processing in the adding means 4 may perform weighted addition is not limited to simple addition. 即ち、画像D3Mh、D3Mv、D3Hh、及びD3Hvの各々をそれぞれ異なる増幅率で増幅してから入力画像DINに加算してもよい。 That is, the image D3Mh, D3Mv, D3Hh, and respectively may be added to the input image DIN after amplified by different amplification factors respectively D3Hv.

以下、本発明における画像処理装置を画像表示装置の一部として利用する例について説明する。 Hereinafter, an example will be described using the image processing apparatus of the present invention as part of the image display device. この説明を通じて、本発明における画像処理装置の作用、効果も明らかなものとなるであろう。 Throughout this description, operation of the image processing apparatus according to the present invention, the effect would also be assumed obvious. 以下の説明では特に断らない限り、Fnという記号は入力画像DINのナイキスト周波数を表す。 Unless otherwise specified in the following description, the symbol that Fn represents the Nyquist frequency of the input image DIN.

図11は本発明における画像処理装置を利用した画像表示装置を示し、図示の画像表示装置においては、モニタU3上に原画DORGに対応した画像が表示される。 Figure 11 shows an image display apparatus using the image processing apparatus of the present invention, in the image display apparatus shown includes an image corresponding to the original image DORG on a monitor U3 is displayed.

画像拡大手段U1は、原画DORGの画像サイズがモニタU3の画像サイズより小さい場合、原画DORGを拡大した画像DU1を出力する。 Image enlarging means U1, the image size of the original image DORG is smaller than the image size of the monitor U3, and outputs an image DU1 obtained by enlarging the original image DORG. ここで画像の拡大は例えばバイキュービック法などにより行なうことができる。 Wherein the expansion of the image may be carried out by, for example, bicubic method.

本発明における画像処理装置U2は、画像DU1に対し、先に説明した処理を行った画像DU2を出力する。 The image processing apparatus U2 in the present invention, the image DU1, and outputs an image DU2 of performing the processing described above. そしてモニタU3上には画像DU2が表示される。 And on the monitor U3 image DU2 it is displayed.

以下、原画DORGは、水平方向及び垂直方向ともにその画素数がモニタU3の画素数の半分であるとして、まず画像拡大手段U1の動作、作用について説明を行う。 Hereinafter, the original image DORG as the number of the pixel in both the horizontal direction and the vertical direction is half the number of pixels of the monitor U3, first operation of the image enlarging means U1, a description is given of action.

図12は画像拡大手段U1の構成及び動作を示す図であり、画像拡大手段U1は、水平方向ゼロ挿入手段U1Aと、水平方向低周波数成分通過手段U1Bと、垂直方向ゼロ挿入手段U1Cと、垂直方向低周波数成分通過手段U1Dとを有する。 Figure 12 is a diagram showing the structure and operation of the image enlarging means U1, the image enlarging means U1 includes a horizontal zero insertion means U1A, a horizontal low-frequency component passing means U1B, a vertical zero insertion means U1C, vertical and a direction low-frequency component passing means U1D.

水平方向ゼロ挿入手段U1Aは原画DORGの水平方向に関して画素値0を持つ画素を適宜挿入した(原画DORGの水平方向に隣接する画素列相互間に、画素値0の画素から成る画素列を1列ずつ挿入した)画像DU1Aを生成する。 Between the horizontal zero insertion means U1A pixel rows mutually adjacent in the horizontal direction of a suitably inserting a pixel having a pixel value 0 in the horizontal direction of the original image DORG (original DORG, 1 rows of pixel columns of the pixel of the pixel values ​​0 by generating the inserted) image DU1A.
水平方向低周波数成分通過手段U1Bはローパスフィルタ処理により画像DU1Aの低周波数成分のみを抽出した画像DU1Bを生成する。 Horizontal low-frequency component passing means U1B generates an image DU1B obtained by extracting only the low frequency components of the image DU1A low-pass filtering.

垂直方向ゼロ挿入手段U1Cは画像DU1Bの垂直方向に関して画素値0を持つ画素を適宜挿入した(画像DU1Bの垂直方向に隣接した画素行相互間に、画素値0の画素から成る画素行を1行ずつ挿入した)画像DU1Cを生成する。 Between pixel rows mutually adjacent in the vertical direction appropriately inserted (image DU1B pixels having a pixel value 0 with respect to the vertical direction of the vertical zero insertion means U1C image DU1B, 1 line of pixel rows of the pixel of the pixel values ​​0 by generating the inserted) image DU1C.
垂直方向低周波数成分通過手段DU1Dは画像DU1Cの低周波数成分のみを抽出した画像DU1Dを生成する。 Vertical low-frequency component passing means DU1D generates image DU1D obtained by extracting only the low frequency components of the image DU1C.
画像DU1Dが原画DORGを水平方向及び垂直方向ともに2倍した画像DU1として、画像拡大手段U1から出力される。 As image DU1 the image DU1D has doubled the original image DORG in the horizontal and vertical directions are output from the image enlarging means U1.

図13(A)〜(E)は画像拡大手段U1の動作を詳しく説明するための図であり、図13(A)は原画DORGを、図13(B)は画像DU1Aを、図13(C)は画像DU1Bを、図13(D)は画像DU1Cを、図13(E)は画像DU1Dを表す。 Figure 13 (A) ~ (E) are diagrams for explaining in detail the operation of the image enlarging means U1, FIG. 13 (A) is original DORG, Figure 13 (B) is an image DU1A, FIG 13 (C ) is an image DU1B, FIG 13 (D) is an image DU1C, FIG 13 (E) represents the image DU1D. 図13(A)〜(E)に関して、四角(升目)は画素を表し、その中に書かれた記号あるいは数値は各画素の画素値を表す。 13 with respect to (A) ~ (E), a square (square) represents the pixel, symbols or numbers written therein represent pixel values ​​of each pixel.

水平方向ゼロ挿入手段U1Aは図13(A)に示す原画DORGに対して、水平方向の1画素につき1個、画素値0をもった画素を挿入し(即ち、原画DORGの水平方向に隣接する画素列相互間に一つの、画素値0の画素から成る画素列を挿入し)、図13(B)に示す画像DU1Aを生成する。 To the horizontal zero insertion means U1A is the original image DORG shown in FIG. 13 (A), 1 piece per pixel in the horizontal direction by inserting a pixel having a pixel value 0 (i.e., adjacent in the horizontal direction of the original image DORG one among the pixel columns each other, inserting the pixel columns of pixels of the pixel value 0), and generates an image DU1A shown in FIG. 13 (B). 水平方向低周波数成分通過手段U1Bは図13(B)に示す画像DU1Aに対して、ローパスフィルタ処理を施し、図13(C)に示す画像DU1Bを生成する。 The horizontal low-frequency component passing means U1B for the image DU1A shown in FIG. 13 (B), subjected to low-pass filtering process to generate an image DU1B shown in FIG. 13 (C).

垂直方向ゼロ挿入手段U1Cは図13(C)に示す画像DU1Bに対して、垂直方向の1画素につき1個、画素値0をもった画素を挿入し(即ち、画像DU1Bの垂直方向に隣接する画素行相互間に一つの、画素値0の画素から成る画素行を挿入し)、図13(D)に示す画像DU1Cを生成する。 The image DU1B the vertical zero insertion means U1C shown in FIG. 13 (C), 1 piece per pixel in the vertical direction by inserting a pixel having a pixel value 0 (i.e., adjacent in the vertical direction of the image DU1B one between pixel rows each other, inserts a pixel row of the pixel of the pixel value 0), and generates an image DU1C shown in FIG. 13 (D). 垂直方向低周波数成分通過手段U1Dは図13(D)に示す画像DU1Cに対して、ローパスフィルタ処理を施し、図13(E)に示す画像DU1Dを生成する。 The vertical low-frequency component passing means U1D the image DU1C shown in FIG. 13 (D), subjected to low-pass filtering process to generate an image DU1D shown in FIG. 13 (E). 以上の処理により原画DORGを水平方向及び垂直方向ともに2倍に拡大した画像DU1Dが生成される。 Enlarged image DU1D is generated twice in the horizontal and vertical directions of the original image DORG by the above process.

図14(A)〜(D)は画像拡大手段U1による処理の作用を周波数空間上で表したものであり、図14(A)は原画DORGの周波数スペクトル、図14(B)は画像DU1Aの周波数スペクトル、図14(C)は水平方向周波数成分通過手段U1Bの周波数応答、図14(D)は画像DU1Bの周波数スペクトルを表している。 Figure 14 (A) ~ (D) is a representation of the effect of processing by the image enlarging means U1 in the frequency space, FIG. 14 (A) is the frequency spectrum of the original image DORG, FIG 14 (B) is an image DU1A frequency spectrum, FIG. 14 (C) is the frequency response of the horizontal frequency component passing means U1B, FIG 14 (D) represents the frequency spectrum of the image DU1B. なお、図14(A)〜(D)において横軸は水平方向の空間周波数を表す周波数軸であり、縦軸は周波数スペクトルもしくは周波数応答の強度を表している。 The horizontal axis in FIG. 14 (A) ~ (D) is a frequency axis representing the horizontal direction of the spatial frequency and the vertical axis represents the frequency spectrum or the intensity of the frequency response.

原画DORGの画素数は入力画像DINの半分であり、言い換えると原画DORGのサンプリング間隔は入力画像DINのサンプリング間隔の2倍である。 The number of pixels the original image DORG is half of the input image DIN, the sampling interval of the other words the original image DORG is twice the input image DIN sampling interval. したがって原画DORGのナイキスト周波数は入力画像DINのナイキスト周波数の半分即ち、Fn/2である。 Nyquist frequency of the original image DORG is therefore half of the input image DIN in the Nyquist frequency that is, Fn / 2.

なお、図14(A)〜(D)では表記を簡素にするため、1本の周波数軸しか用いていない。 Incidentally, in order to simplify the notation in FIG. 14 (A) ~ (D), it does not use only one of the frequency axis. しかしながら、通常、画像データは2次元平面状に並んだ画素配列上に与えられた画素値から成り、その周波数スペクトルも水平方向の周波数軸及び垂直方向の周波数軸で張られる平面上に与えられるものである。 However, usually, the image data consists of pixel values ​​given on the pixels arranged sequence in a two-dimensional plane, shall be given to the frequency spectrum also horizontal frequency axis and vertical direction on the plane mapped in the frequency axis it is. したがって原画DORG等の周波数スペクトル等を正確に表すためには、水平方向の周波数軸及び垂直方向の周波数軸の両方を記載する必要がある。 Accordingly original to accurately represent the frequency spectrum, etc. of such DORG, it is necessary to describe both the frequency axis of the frequency axis and the vertical direction in the horizontal direction. しかしながらその周波数スペクトルの形状は通常、周波数軸上の原点を中心に等方的に広がったものであり、周波数軸1本で張られる空間上での周波数スペクトルを示しさえすれば、そこから周波数軸2本で張られる空間へ拡張して考察することは当業者にとって容易である。 However its frequency spectrum shape are those spread generally isotropic about the origin on the frequency axis, if only shows the frequency spectrum on space spanned by one frequency axis, a frequency axis from there to consider to extend into the space spanned by two is easy for those skilled in the art. したがって以降の説明でも特に断らない限り、周波数空間上での説明は、1本の周波数軸で張られる空間を用いて行う。 Therefore unless otherwise stated in the following description, description on the frequency space is performed using a space defined by a single frequency axis.

まず、原画DORGの周波数スペクトルについて説明する。 First, a description will be given of the frequency spectrum of the original image DORG. 通常、自然画像が原画DORGとして入力されるが、その場合にはそのスペクトル強度は周波数空間の原点周辺に集中している。 Usually, the natural image is input as original image DORG, the spectral intensity in that case are concentrated in the origin around the frequency space. したがって原画DORGの周波数スペクトルは図14(A)のスペクトルSPOのようになる。 Thus the frequency spectrum of the original image DORG is as spectrum SPO in FIG. 14 (A).

次に、画像DU1Aのスペクトル強度について説明する。 Next, the spectral intensity of the image DU1A be described. 画像DU1Aは、原画DORGに対して、水平方向に1画素につき1画素、画素値0を持った画素を挿入することで生成される。 Image DU1A, to the original image DORG, 1 pixel per pixel in the horizontal direction, is generated by inserting a pixel having a pixel value 0. このような処理を行うと周波数スペクトルには原画DORGのナイキスト周波数を中心にした折り返しが発生する。 This is the kind of processing performed when the frequency spectrum of the folded centered on the Nyquist frequency of the original image DORG is generated. 即ち周波数±Fn/2を中心にスペクトルSPOが折り返したスペクトルSPMが発生するので、画像DU1Aの周波数スペクトルは図14(B)のように表される。 I.e., spectrum SPM spectrum SPO is folded around the frequency ± Fn / 2 is generated, the frequency spectrum of the image DU1A is represented as shown in FIG. 14 (B).

次に、水平方向低周波数成分通過手段U1Bの周波数応答について説明する。 Next, a description will be given frequency response of the horizontal low-frequency component passing means U1B. 水平方向低周波数成分通過手段はローパスフィルタによって実現されるので、その周波数応答は図14(C)に示すように周波数が高くなるほど低くなる。 Since the horizontal low-frequency component passing means is realized by a low-pass filter, its frequency response is the frequency as shown in FIG. 14 (C) becomes higher becomes higher or lower.

最後に、画像DU1Bの周波数スペクトルについて説明する。 Finally, a description will be given of the frequency spectrum of the image DU1B. 図14(B)に示す周波数スペクトルを持った画像DU1Aに対し、図14(C)に示した周波数応答を持ったローパスフィルタ処理を行うことで、図14(D)に示す画像DU1Bが得られる。 The image DU1A having a frequency spectrum shown in FIG. 14 (B), by performing a low-pass filter processing having a frequency response shown in FIG. 14 (C), the image DU1B is obtained shown in FIG. 14 (D) .
したがって画像DU1Bの周波数スペクトルは画像DU1Bに示すように、スペクトルSPMの強度がある程度落ちたスペクトルSP2と、スペクトルSPOの強度がある程度落ちたスペクトルSP1から成る。 Therefore, as the frequency spectrum of the image DU1B is shown in the image DU1B, a spectrum SP2 of intensity of a spectrum SPM fell somewhat, consists spectrum SP1 which the intensity of the spectrum SPO fell somewhat. なお一般に、ローパスフィルタの周波数応答は周波数が高くなるほど低くなる。 Note Generally, the frequency response of the low pass filter decreases as frequency increases. 従って、スペクトルSP1の強度をスペクトルSPOと比較すると、水平方向低周波数成分通過手段U1Bによって、高周波数成分側、即ち周波数が±Fn/2の近傍でのスペクトル強度が減少したものとなる。 Therefore, when the intensity of the spectrum SP1 is compared with the spectrum SPO, the horizontal low-frequency component passing means U1B, the high-frequency component side, that frequency is assumed that the spectral intensity in the vicinity of ± Fn / 2 is reduced.

また、画像拡大手段U1による処理のうち、垂直方向ゼロ挿入手段U1C及び垂直方向低周波数成分通過手段U1Dによる処理について、その周波数空間上での作用についての説明は省略するが、その処理の内容から、垂直方向の空間周波数を表す軸方向に対して、図14(A)〜(D)を参照して説明した内容と同様の作用があることは容易に理解できる。 Also, among the processing by the image enlarging means U1, the processing by the vertical zero insertion means U1C and the vertical low-frequency component passing means U1D, is omitted the description of the action on the frequency space, the contents of the processing , with respect to the axial direction representing the vertical spatial frequency, FIG. 14 (a) ~ (D) that has the same effect as the contents described with reference to can be easily understood. 即ち、画像DU1Dの周波数スペクトルは、図14(D)に示した周波数スペクトルが2次元上に広がったものとなる。 That is, the frequency spectrum of the image DU1D becomes what frequency spectrum shown in FIG. 14 (D) was spread on a two-dimensional.

また、以降の説明ではスペクトルSP2のことを折り返し成分と呼ぶ。 Further, it referred to as component folded to a spectrum SP2 in the following description. この折り返し成分は、画像上では、比較的高い周波数成分を持ったノイズあるいは偽の信号として現れる。 The aliasing component in the image will appear as noise or spurious signals having a relatively high frequency components. そのようなノイズあるいは偽の信号としてオーバーシュートやジャギーあるいはリンギング等が挙げられる。 Overshoot and jaggies or ringing, and the like as such noise or spurious signals.

以下、本発明における画像処理装置の作用、効果について説明する。 Hereinafter, operation of the image processing apparatus according to the present invention, the effect will be described.
図15(A)〜(E)は入力画像DIN(もしくは画像DU1)として原画DORGを拡大して得られた画像DU1Dが入力された場合の、入力画像DINから中間画像D1を生成する際の作用、効果を模式的に表した図であり、図15(A)は入力画像DINの周波数スペクトルを、図15(B)は高周波数成分画像生成手段1Aの周波数応答を、図15(C)は低周波数成分画像生成手段1Bの周波数応答を、図15(D)は第1の中間画像生成手段1の周波数応答を、図15(E)は中間画像D1の周波数スペクトルを表す。 Figure 15 (A) ~ (E) is a case where the image DU1D obtained by enlarging the original image DORG as the input image DIN (or image DU1) is input, the action at the time of generating the intermediate image D1 from the input image DIN a diagram schematically showing the effects, the frequency spectrum of FIG. 15 (a) is the input image DIN, FIG 15 (B) is the frequency response of the high-frequency component image generating means 1A, 1 15 (C) is the frequency response of the low-frequency component image generating means 1B, FIG. 15 (D) is the frequency response of the first intermediate image generating means 1, FIG. 15 (E) represents the frequency spectrum of intermediate image D1. なお、図15(A)〜(E)においても図14(A)〜(D)と同様の理由で周波数軸は1本しか用いていない。 The frequency axis for the same reason as in FIG. 14 (A) ~ (D) also in FIG. 15 (A) ~ (E) is not used only one.

さらに図15(A)〜(E)では、空間周波数が0以上となる範囲でのみ周波数スペクトルあるいは周波数応答の強度を表しているが、以下の説明での周波数スペクトルあるいは周波数応答は、周波数軸上の原点を中心に対称的な形状となる。 Still referring to FIG. 15 (A) ~ (E), but represents the frequency spectrum or the intensity of the frequency response only to the extent that the spatial frequency is 0 or more, the frequency spectrum or frequency response in the following description, on the frequency axis a symmetrical shape around the origin. したがって説明に用いる図は、空間周波数が0以上となる範囲のみを示したもので十分である。 Accordingly diagram used in explaining is sufficient but showing only the range in which the spatial frequency is 0 or greater.

まず、入力画像DINの周波数スペクトルについて説明する。 First, a description will be given input image DIN in the frequency spectrum. 画像拡大手段U1における拡大処理によって生成された画像DU1Dが入力画像DINとして入力されるので、入力画像DINの周波数スペクトルは図15(A)に示すように、図14(D)で説明したものと同じ形状となり、原画DORGのスペクトルSPOの強度がある程度落ちたスペクトルSP1と折り返し成分となるスペクトルSP2とから成る。 Since the image DU1D generated by enlargement processing in the image enlarging means U1 is input as the input image DIN, the frequency spectrum of the input image DIN, as shown in FIG. 15 (A), as described in FIG. 14 (D) It is the same shape, made of the spectrum SP2 Metropolitan the intensity of the spectrum SPO of the original image DORG is somewhat fallen spectrum SP1 and aliasing component.

次に、高周波数成分画像生成手段1Aの周波数応答について説明する。 Will be described the frequency response of the high-frequency component image generating means 1A. 高周波数成分画像生成手段1Aはハイパスフィルタにより構成されているので、その周波数応答は図15(B)に示すように周波数が低くなるほど低くなる。 Since the high-frequency component image generating means 1A is composed of a high-pass filter, its frequency response is the frequency as shown in FIG. 15 (B) becomes lower as lower.

次に、低周波数成分画像生成手段1Bの周波数応答について説明する。 Will be described the frequency response of the low-frequency component image generating means 1B. 低周波数成分画像生成手段1Bはローパスフィルタにより構成されているので、その周波数応答は図15(C)に示すように周波数が高くなるほど低くなる。 Since the low-frequency component image generating means 1B is constructed by a low pass filter, its frequency response is the frequency as shown in FIG. 15 (C) becomes higher becomes higher or lower.

次に、第1の中間画像生成手段1の周波数応答について説明する。 Next, a description will be given of a first frequency response of intermediate image generating means 1. 入力画像DINが持つ周波数成分のうち、図15(D)に示された低周波数成分側の領域(「第1の周波数FL1」よりも低い周波数の帯域)RL1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段1内の高周波数成分画像生成手段1Aで弱められる。 Of the frequency components with the input image DIN, the region of the low-frequency component side shown in FIG. 15 (D) for the frequency component of (lower frequency band than the "first frequency FL1 of") RL1, first weakened by the high-frequency component image generating means 1A in the intermediate image generating means 1. 一方、図15(D)に示された高周波数成分側の領域(第2の周波数FL2よりも高い周波数の帯域)RH1の周波数成分については、第1の中間画像生成手段1内の低周波数成分画像生成手段1Bで弱められる。 On the other hand, the frequency component of Fig. 15 shown in (D) high-frequency component side of the region (the band of frequencies higher than the second frequency FL2) RH1, low frequency components of the first intermediate image generating means 1 weakened by the image generating means 1B. したがって、第1の中間画像生成手段1の周波数応答は、図15(D)に示すように、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1によって帯域を制限された中間の領域(特定の周波数帯域)RM1内にピークを持ったものとなる。 Accordingly, a first frequency response of intermediate image generating means 1, FIG. 15 (D) as shown in, the intermediate which is limited band low frequency component side region RL1 and the high frequency component side of the region RH1 region ( the one having a peak within a particular frequency band) RM1.

次に、中間画像D1の周波数スペクトルについて説明する。 It will be described the frequency spectrum of intermediate image D1. 図15(A)に示す周波数スペクトルを持つ入力画像DINが、図15(D)に示した周波数応答を持つ第1の中間画像生成手段1を通過することで、図15(E)に示す中間画像D1が得られる。 Figure 15 the input image DIN having the frequency spectrum shown in (A) is, by passing through the first intermediate image generating means 1 having the frequency response shown in FIG. 15 (D), an intermediate that shown in FIG. 15 (E) image D1 is obtained. そして第1の中間画像生成手段1の周波数応答は、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1によって帯域制限された中間の領域RM1内にピークを持ったものなので、中間画像D1の周波数スペクトルは、入力画像DINの周波数スペクトルのうち、低周波数成分側の領域RL1と高周波数成分側の領域RH1に含まれる部分の強度が弱くなったものとなる。 The first frequency response of intermediate image generating means 1, so that with a peak in the intermediate region RM1 band-limited low frequency components side region RL1 and the high frequency component side of the region RH1, intermediate image D1 frequency spectrum of the one of the frequency spectrum of the input image DIN, becomes the strength of the parts included in the low-frequency component side region RL1 and the high-frequency component side of the region RH1 is weakened. 従って中間画像D1は入力画像DINの持つ高周波数成分から折り返し成分となるスペクトルSP2を取り除いたものとなる。 Thus intermediate image D1 becomes minus the spectrum SP2 of the aliasing components from high-frequency component possessed by the input image DIN. 即ち第1の中間画像生成手段1には、入力画像DINのもつ高周波数成分から折り返し成分となるスペクトルSP1を取り除いた中間画像D1を生成するという効果がある。 That first the intermediate image generating means 1 has the effect of generating intermediate image D1 by removing the spectrum SP1 which the aliasing components from high-frequency component possessed by the input image DIN.

図16(A)〜(C)は第2の中間画像生成手段2の作用、効果を表した図であり、図16(A)は非線形処理画像D2Aの周波数スペクトルを、図16(B)は高周波数成分画像生成手段2Bの周波数応答を、図16(C)は画像D2Bの周波数スペクトルを表す。 Figure 16 (A) ~ (C) a second action of the intermediate image generating means 2, a diagram illustrating the effect, FIG. 16 (A) is the frequency spectrum of the nonlinear processed image D2A, FIG 16 (B) is the frequency response of the high-frequency component image generating means 2B, FIG. 16 (C) represents the frequency spectrum of image D2B. なお、図16(A)〜(C)では、図15(A)〜(E)と同様の理由で、空間周波数が0以上となる範囲でのみ周波数スペクトルあるいは周波数応答を表している。 In FIG. 16 (A) ~ (C), for the same reason as that of FIG. 15 (A) ~ (E), represents only the frequency spectrum or frequency response in the range where the spatial frequency is 0 or greater.

後述するように非線形処理画像D2Aでは、高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分が生成される。 In the nonlinear processed image D2A, as described later, the high frequency component corresponding to the high frequency component side of the region RH2 is generated. 図16(A)はその様子を模式的に表した図である。 Figure 16 (A) is a view showing the manner schematically. 図16(C)に示す画像D2Bは非線形処理画像D2Aが高周波数成分画像生成手段2Bを通過することで生成される。 Image D2B shown in FIG. 16 (C) is generated by nonlinear processing image D2A passes the high-frequency component image generating means 2B. 高周波数成分画像生成手段2Bは第3の周波数FL3以上の成分を通過させるハイパスフィルタで構成されており、その周波数応答は図16(B)に示すように周波数が高くなるほど高いものとなる。 High-frequency component image generating means 2B is constituted by a high-pass filter that passes the third frequency FL3 or more components, the frequency response becomes higher as the frequency becomes higher as shown in FIG. 16 (B). 従って画像D2Bの周波数スペクトルは図16(C)に示すように非線形処理画像D2Aの周波数スペクトルから低周波数成分側の領域RL2に相当する成分(第3の周波数FL3よりも低い周波数成分)を取り除いたものとなる。 Thus the frequency spectrum of the image D2B cleared the component (frequency component lower than the third frequency FL3) corresponding from the frequency spectrum of the nonlinear processed image D2A in the low-frequency component side of the area RL2 As shown in FIG. 16 (C) the things. 言い換えると、非線形処理手段2Aには高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分を生成する効果があり、高周波数成分画像生成手段2Bには非線形処理手段2Aで生成された高周波数成分のみを抽出する効果がある。 In other words, the non-linear processing means 2A has the effect of generating a high-frequency component corresponding to the high frequency component side of the region RH2, only the high-frequency component generated by the non-linear processing means 2A in the high-frequency component image generating means 2B there is an effect to extract. なお、図示の例では、第3の周波数FL3は、Fn/2に略等しい。 In the illustrated example, the third frequency FL3 is approximately equal to Fn / 2.

上記の作用、効果についてさらに詳しく説明する。 The above action will be described in more detail effects.
図17(A)〜(C)及び図18(A)〜(C)はステップエッジをサンプリングした際に得られる信号を表した図である。 Figure 17 (A) ~ (C) and FIG. 18 (A) ~ (C) are diagrams showing the signals obtained when sampling the step edge.
図17(A)はステップエッジとサンプリング間隔S1を表しており、図17(B)はステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした際に得られる信号を表しており、図17(C)は図17(B)に示される信号の高周波数成分を表している。 Figure 17 (A) represents a step edge and a sampling interval S1, FIG. 17 (B) represents the signal obtained when sampling the step edge at sampling interval S1, FIG. 17 (C) is 17 it represents a high frequency component of the signal shown in (B). 一方、図18(A)はステップエッジとサンプリング間隔S1より間隔の広いサンプリング間隔S2を表しており、図18(B)はステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした際に得られる信号を表しており、図18(C)は図18(B)に示される信号の高周波数成分を表している。 On the other hand, FIG. 18 (A) represents a broad sampling interval S2 spaced from step edge and a sampling interval S1, and FIG. 18 (B) is represents the signal obtained when sampling the step edge at sampling interval S2 FIG 18 (C) represents the high-frequency component of the signal shown in FIG. 18 (B). 以下の説明ではサンプリング間隔S2の長さはサンプリング間隔S1の長さの2倍であるとする。 In the following description and the length of sampling interval S2, which is twice the length of the sampling interval S1.

図17(C)及び図18(C)に示されるようにステップエッジの中央は高周波数成分を表した信号においてゼロクロス点Zとして現れる。 Middle step edge as shown in FIG. 17 (C) and FIG. 18 (C) appears as a zero-crossing point Z in the signal representing the high frequency component. また、高周波数成分を表した信号のゼロクロス点Zの近傍での傾きは、サンプリング間隔が短いほど急になり、かつゼロクロス点Zの近傍での局所的な最大値、最小値を与える点の位置も、サンプリング間隔が短いほどゼロクロス点Zに近づく。 The slope in the vicinity of the zero-crossing point Z of the signal representing the high-frequency components, becomes steeper sampling interval is short, and a local maximum in the vicinity of the zero-crossing point Z, the position of the points giving the minimum value also, the sampling interval is closer to the shorter zero-crossing point Z.

即ち、サンプリング間隔が変わっても、エッジの近傍において高周波数成分を表す信号のゼロクロス点の位置は変化しないが、サンプリング間隔が小さくなるほど(あるいは解像度が上がるほど)エッジの近傍での高周波数成分の傾きは急になり、局所的な最大値、最小値を与える点の位置はゼロクロス点に近づく。 That is, they change the sampling interval, the position of the zero-crossing point of the signal representing the high-frequency components in the vicinity of the edge is not changed, as the sampling interval decreases (or as the resolution increases) of the high-frequency components in the vicinity of the edge slope becomes steeper, the position of the points giving the local maximum and minimum values ​​approach the zero-crossing point.

図19(A)〜(F)はステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号が2倍に拡大された後、本発明における画像処理装置に入力された際の作用、効果を示す図であり、特に第1の中間画像生成手段1及び第2の中間画像生成手段2の作用、効果を表している。 Figure 19 (A) ~ (F) is a diagram showing after the signal obtained by sampling the step edge at sampling interval S2 is enlarged to twice the action when input to the image processing apparatus according to the present invention, the effect, in particular, the first intermediate image generating means 1 and the second action of the intermediate image generating means 2, represents the effect. なお、先に述べた通り、第1の中間画像生成手段1及び第2の中間画像生成手段2内部の処理は水平方向及び垂直方向のそれぞれについて行われるのでその処理は一次元的に行われる。 Incidentally, as previously described, since the first intermediate image generating means 1 and second intermediate image generating means 2 inside the process is performed for each of the horizontal and vertical directions and the process is carried out one-dimensionally. したがって図19(A)〜(F)では一次元信号を用いて処理の内容を表している。 In Therefore Figure 19 (A) ~ (F) represents the contents of the processing using the one-dimensional signal.

図19(A)は、図18(B)と同様ステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号を示す。 19 (A) is shown a sampled signal at sampling intervals S2 is similar to step edge as in FIG. 18 (B). 図19(B)は、図19(A)に表した信号を2倍に拡大した信号を示す。 19 (B) is shown a signal obtained by enlarging two times the signal shown in FIG. 19 (A). 即ち、原画DORGに図19(A)に示すようなエッジが含まれる場合、入力画像DINとして図19(B)に示すような信号が入力される。 That is, if it contains an edge as shown in FIG. 19 (A) to the original picture DORG, signals as shown in FIG. 19 (B) as the input image DIN is input. なお、信号を2倍に拡大するとサンプリング間隔は拡大前の半分になるため、図19(B)に表した信号のサンプリング間隔は図16(A)〜(C)中のサンプリング間隔S1と同じになる。 Since when expanding the signal to twice the sampling interval becomes half before enlargement, the sampling interval of the signal shown in FIG. 19 (B) is the same as sampling interval S1 in FIG. 16 (A) ~ (C) Become. また、図19(A)において座標P3で表される位置はエッジ信号の低輝度側(低レベル側)の境界部分であり、座標P4で表される位置はエッジ信号の高輝度側(高レベル側)の境界である。 The position represented by the coordinate P3 in FIG. 19 (A) is a boundary of the low luminance side (low level side) of the edge signal, the high luminance side position edge signal represented by coordinate P4 (high level which is the boundary of the side).

図19(C)は図19(B)に示される信号の高周波数成分を表す信号、即ち高周波数成分画像生成手段1Aから出力される画像D1Aに相当する信号を示す。 Figure 19 (C) shows a signal corresponding to the image D1A output the signal representing the high-frequency component of the signal, i.e. from the high-frequency component image generating means 1A to shown in FIG. 19 (B). なお、画像D1Aは、入力画像DINの高周波数成分を抽出したものなので、その中には折り返し成分も含まれている。 Note that the image D1A is because they are obtained by extracting a high frequency component of the input image DIN, also it includes aliasing components therein.

図19(D)は図19(C)に示される信号の低周波数成分を表す信号、即ち低周波数成分画像生成手段1Bから出力される画像D1Bに相当する信号を示す。 Figure 19 (D) shows a signal representing the low frequency component of the signal shown in FIG. 19 (C), i.e., a signal corresponding to the image D1B output from the low-frequency component image generating means 1B. なお先に述べたとおり画像D1Bが中間画像D1として出力されるので、図19(D)は中間画像D1にも相当する。 Note Since the image D1B as described above is output as intermediate image D1, FIG. 19 (D) is equivalent to the intermediate image D1. 図19(D)に示すとおり、中間画像D1においてゼロクロス点Zの近傍の局所的な最小値は座標P3に、局所的な最大値は座標P4に現れ、その様子は図18(C)に示した、ステップエッジをサンプリング間隔S2でサンプリングした信号から抽出した高周波数成分と一致する。 As shown in FIG. 19 (D), local minimum in the vicinity of the zero-crossing point Z in intermediate image D1 to the coordinate P3, local maximum values ​​appear in the coordinates P4, the situation is shown in FIG. 18 (C) It was consistent with the high frequency components extracted from the sampled signal step edge at sampling interval S2. また、画像D1Aに含まれていた折り返し成分は、低周波数成分画像生成手段1Bで行うローパスフィルタ処理によって取り除かれる。 Further, aliasing components included in the image D1A is removed by low-pass filtering process performed in the low-frequency component image generating means 1B.

図19(E)は、図19(D)に示される信号に対する非線形処理手段2Aに入力された際の出力信号、即ち、中間画像D1が入力された場合に非線形処理手段2Aから出力される画像D2Aを表している。 Figure 19 (E), the output signal when the input to the non-linear processing means 2A for the signal shown in FIG. 19 (D), i.e., an image output from the nonlinear processing means 2A when intermediate image D1 is input it represents the D2A. 非線形処理手段2Aではゼロクロス点Zの前後の(前後において隣接する)座標P1、P2の信号値が増幅される。 Signal values ​​of (adjacent before and after) the coordinates P1, P2 is amplified before or after the non-linear processing means 2A zero-crossing point in Z. したがって、画像D2Aは図19(E)に示すように座標P1、P2での信号値の大きさが他の値に比べ大きくなり、ゼロクロス点Zの近傍で、局所的な最小値の現れる位置が座標P3からよりゼロクロス点Zに近い座標P1に、局所的な最大値の現れる位置が座標P4からよりゼロクロス点Zに近い座標P2へと変化する。 Therefore, the image D2A is increased and compared with the size of other values ​​of the signal values ​​at coordinates P1, P2 as shown in FIG. 19 (E), in the vicinity of the zero-crossing point Z, the position of appearance of local minima the coordinates P1 closer to the zero crossing point Z from the coordinate P3, the position of appearance of local maximum is changed to the coordinate P2 is closer to the zero crossing point Z from the coordinates P4. これは非線形処理手段2Aにおける、ゼロクロス点Zの前後の画素の値を増幅するという非線形処理によって、高周波数成分が生成されたことを意味する。 This in the non-linear processing means 2A, the non-linear processing that amplifies the values ​​of preceding and succeeding pixels in the zero crossing point Z, it means that the high-frequency component is generated. このように画素ごとに適応的に増幅率を変える、あるいは画素に応じて処理の内容を適宜変えることで、高周波数成分を生成することが可能になる。 Thus changing the adaptively gain for each pixel, or by appropriately changing the content of the processing in accordance with the pixel, it is possible to generate a high-frequency component. 即ち非線形処理手段2Aには、中間画像D1には含まれない高周波数成分、すわなち、図16(A)に示した高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分を生成する効果がある。 That is, non-linear processing means 2A, high-frequency component not included in intermediate image D1, Nachi Suwa, the effect of generating a high-frequency component corresponding to the high frequency component side region RH2 that shown in FIG. 16 (A) is there.

図19(F)は図19(E)に示される信号の高周波数成分を表す信号、即ち高周波数成分画像生成手段2Bから出力される画像D2Bに相当する信号を示す。 Figure 19 (F) shows a signal corresponding to the image D2B output the signal representing the high-frequency component of the signal, i.e. from the high-frequency component image generating means 2B which shown in FIG. 19 (E). 画像D2Bのより正確な形状については後述するが、図19(F)に示すとおり、画像D2Bにおいてゼロクロス点Zの近傍の局所的な最小値(負側のピーク)は座標P1に、最大値(正側のピーク)は座標P2に現れ、その様子は図17(C)に示した、ステップエッジをサンプリング間隔S1でサンプリングした信号から抽出した高周波数成分と一致する。 As will be described later for a more accurate shape of the image D2B, as shown in FIG. 19 (F), local minimum in the vicinity of the zero-crossing point Z in image D2B (negative peak) of the coordinate P1, the maximum value ( positive peak) appears at coordinate P2, the state is shown in FIG. 17 (C), consistent with the high frequency components extracted from the sampled signal with sampling interval S1 is a step edge. これは非線形処理手段2Aにおいて生成された高周波数成分が高周波数成分画像生成手段2Bによって抽出され、画像D2Bとして出力されることを意味する。 This means that the high-frequency component generated in the non-linear processing means 2A is extracted by high-frequency component image generating means 2B, is outputted as an image D2B.
また、抽出された画像D2Bはサンプリング間隔S1に対応した周波数成分を含む信号であるといえる。 Further, the extracted image D2B is said to be a signal including a frequency component corresponding to sampling interval S1. 言い換えると、高周波数成分画像生成手段2Bには非線形処理手段2Aで生成された高周波数成分のみを抽出する効果がある。 In other words, the high-frequency component image generating means 2B has the effect of extracting only the high-frequency component generated by the nonlinear processing means 2A.

以上が第2の中間画像生成処理手段2の効果であり、まとめると、第2の中間画像生成処理手段2内の非線形処理手段2Aには高周波数成分側の領域RH2に相当する高周波数成分を生成する効果があり、第2の中間画像生成処理手段2内の高周波数成分画像生成手段2Bには非線形処理手段2Aで生成された高周波数成分のみを抽出する効果がある。 Over a second effect of the intermediate image generating means 2, summary, the high frequency component to the second nonlinear processing means 2A of the intermediate image generating means in 2 which corresponds to the high-frequency component side of the region RH2 There is produced effectively, the second high-frequency component image generating means 2B in the intermediate image generating means in the two has the effect of extracting only the high-frequency component generated by the nonlinear processing means 2A. そして画像D2Bが中間画像D2として出力されるので、第2の中間画像生成手段2は、サンプリング間隔S1に対応した高周波数成分を持った中間画像D2を出力することができる。 And since the image D2B is output as intermediate image D2, the second intermediate image generating means 2 can output an intermediate image D2 having a high-frequency component corresponding to sampling interval S1.

ここで中間画像D1及び中間画像D2を入力画像DINに加算することで画像の強調処理を行うことが可能である。 Here adding intermediate image D1 and intermediate image D2 to the input image DIN is possible to perform the enhancement process of the image in.
本発明では、第1及び第2の中間画像D1及びD2を入力画像DINに加算するわけではないが、以下、仮に第1及び第2の中間画像を加算をした場合に得られる効果について説明し、その後で、第1及び第2の中間画像D1及びD2の代わりに、第3及び第4の中間画像D3M及びD3Hを加算することによる効果について説明する。 In the present invention, but are not added to the first and second intermediate image D1 and D2 to the input image DIN, below, describes the effect of temporarily obtained when the first and second intermediate image is an addition , then, instead of the first and second intermediate image D1 and D2, the effect will be described by adding the third and fourth intermediate image D3M and D3H.

まず、中間画像D1を加算することの効果について述べる。 First, we describe the effect of adding intermediate image D1. 先に述べたとおり中間画像D1は入力画像DINの持つ高周波数成分から折り返し成分を取り除いたものであり、図15(E)に示すように原画DORGのナイキスト周波数の近傍の高周波数成分に対応している。 Intermediate image D1 as mentioned above is obtained by removing the aliasing component from the high-frequency component possessed by the input image DIN, and corresponds to a high-frequency component near the Nyquist frequency of the original image DORG as shown in FIG. 15 (E) ing. 図14(D)で説明したとおり、原画DORGのナイキスト周波数の近傍のスペクトル強度は画像拡大手段U1での拡大処理によって弱められているので、中間画像D1を加算することで、拡大処理によって弱められたスペクトル強度を補うことができる。 As described in FIG. 14 (D), the so spectral intensity near the Nyquist frequency of the original image DORG is weakened by the enlargement processing in the image enlarging means U1, by adding the intermediate image D1, weakened by the enlargement processing spectral intensity can be compensated for. また、中間画像D1から、折り返し成分は取り除かれているので、オーバーシュートやジャギーあるいはリンギングといった偽の信号を強調することはない。 Further, from the intermediate image D1, so aliasing component is removed, it does not emphasize the spurious signals such as overshoot and jaggies or ringing.

次に中間画像D2を加算することの効果について述べる。 Next will be described the effects of adding intermediate image D2. 先に述べたとおり中間画像D2はサンプリング間隔S1に対応した高周波数成分である。 Intermediate image D2 as described above is a high-frequency component corresponding to sampling interval S1. したがって中間画像D2を加算することで原画DORGのナイキスト周波数以上の帯域の高周波数成分を与えることができ、従って、画像の解像感を増すことができる。 Thus can be by adding the intermediate image D2 provide high frequency components of the Nyquist frequency or higher band of the original image DORG, therefore, it is possible to increase the resolution of the image.

まとめると中間画像D1と画像D2を入力画像DINに加算することで、折り返し成分を強調することなく高周波数成分を加算することが可能となり、画像の解像感を高めることが可能となる。 In summary by adding the intermediate image D1 and image D2 to the input image DIN, it is possible to add a high-frequency component without emphasizing the aliasing components, it is possible to increase the resolution of the image.

ところで、上記の説明の様にして生成した高周波数成分を入力画像に加算することで画像の鮮鋭感を増し、画質を向上することが可能であるが、高周波数成分の加算を過度に行うとかえって画質の低下を招くことがある。 However, increasing the sharpness of an image by adding the input image high frequency component generated in the manner explained above, it is possible to improve image quality, an excessively performs addition of the high frequency component rather it may lead to a deterioration of image quality.

図20(A)及び(B)は高周波数成分の加算による画質の低下について説明するための図であり、図20(A)は高周波数成分の加算に適度に行うことによって、画像の鮮鋭感を増した場合を、図20(B)は高周波数成分の加算を過度に行った結果、画質の低下を招いた場合を表す。 Figure 20 (A) and (B) are views for explaining degradation in image quality due to the addition of the high frequency components, by appropriately be performed in addition to FIG. 20 (A) is the high-frequency component, sharpness of the image the case of increased, FIG. 20 (B) is a result of performing excessive addition of the high-frequency component represents the case where inviting reduction in image quality.

図20(A)は、図19(B)に示された入力画像DINに対して図19(D)に示された中間画像D1及び図19(F)に示された中間画像D2を加算した結果を示す図であり、図19(A)において座標P3で表されたステップエッジの低輝度側の境界部分が、図20(A)では座標P1で表される位置へと修正され、図19(A)において座標P4で表されたステップエッジの高輝度側の境界部分が、図20(A)では座標P2で表される位置へと修正され、その結果、図19(A)と図20(B)を比較すると、図20(A)の方が図18(A)に示すステップエッジへと近づいていることがわかる。 FIG. 20 (A) obtained by adding intermediate image D2 shown in intermediate image D1 and FIG 19 (F) shown in FIG. 19 (D) for the indicated input image DIN in FIG. 19 (B) shows the results, the low luminance side boundary portion of the step edge represented by coordinate P3 in FIG. 19 (a), is corrected to the position represented by FIG. 20 (a) in the coordinate P1, FIG. 19 high luminance side boundary portion of the step edge represented by coordinate P4 in (a) is corrected to the position represented by FIG. 20 (a) the coordinate P2, as a result, as FIG. 19 (a) 20 comparing (B), it can be seen that the direction of FIG. 20 (a) is approaching to step edges shown in FIG. 18 (a). これは高周波数成分の加算に適度に行うことによって、画像の鮮鋭感が増したことを表す。 This indicates that by appropriately be performed to the addition of the high-frequency component, sharpness of the image is increased.

一方、図20(B)も、図19(B)に示された入力画像DINに対して図19(D)に示された中間画像D1及び図19(F)に示された中間画像D2を加算した結果を示す図であるが、図20(A)の場合とは異なり、高周波数成分の加算が過度に行われた場合を表している。 On the other hand, FIG. 20 (B) also, an intermediate image D2 shown in intermediate image D1 and FIG 19 (F) shown in FIG. 19 (D) for the indicated input image DIN in FIG. 19 (B) it is a diagram showing the result of adding, unlike the case of FIG. 20 (a), represents the case where the addition of the high frequency components have been excessively performed. 図20(A)と比較すると座標P1、P3で表される位置の輝度がその周辺と比べて不自然に低くなったり(アンダーシュート)、座標P2、P4で表される位置の輝度がその周辺と比べて不自然に高くなったり(オーバーシュート)して、画質が低下していることがわかる。 Figure 20 unnaturally low turned or (undershoot) the luminance of the position represented by to the coordinates P1, P3 compared to (A) is compared to its surroundings, the coordinates P2, the luminance of the position represented by P4 is around the and it may become unnaturally high (overshoot) as compared to, it can be seen that the image quality is reduced.

中間画像D1や中間画像D2によって加算あるいは減算される輝度の大きさ(以下、補正量)が必要以上に大きくなると、これら画質の低下要因となるアンダーシュートやオーバーシュートが発生しやすくなる。 The level of luminance which is added or subtracted by intermediate image D1 and intermediate image D2 (hereinafter, correction amount) becomes larger than necessary, undershoot and overshoot of the reduction factor of the image quality is likely to occur. そこで中間画像D1や中間画像D2による補正量が必要以上に大きくならないよう調整すればよいと考えられる。 Therefore the correction amount by the intermediate image D1 and intermediate image D2 are considered may be adjusted so as not larger than necessary.

その方法として例えば中間画像D1や中間画像D2によって与えられる補正量の局所的な最大値を検出し、検出された最大値が所定の値を超えた場合は、中間画像D1や中間画像D2による補正量が小さくなるよう適宜ゲインをかけることで、補正量が必要以上に大きくならないようにする方法が考えられる。 Detecting a local maximum value of the correction amount given as a method, for example, by intermediate image D1 and intermediate image D2, if the detected maximum value exceeds a predetermined value, the correction by the intermediate image D1 and intermediate image D2 by applying the appropriate gain so that the amount is small, a method of the correction amount to no greater than necessary it can be considered.

ところがこのような方法をとると局所的な最大値を判定するために数画素分のデータを参照しなければならず、回路規模の増加を招く。 However it must refer to the data of several pixels to determine the local maxima Taking such a method leads to increase in circuit scale. さらに垂直方向に数画素分のデータを参照しようとするとラインメモリの追加を伴い、コストアップの要因ともなる。 Further with an additional line memory when you try to see how many pixels of data in the vertical direction, also an increase in cost.

そこで本発明は、入力画像DINの画素値と中間画像D1または中間画像D2の画素値に基づいて、中間画像D1や中間画像D2にかける増幅率を変更することで、中間画像D1や中間画像D2によって加算または減算される補正量が必要以上に大きくならないようにし、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生を防止することとしたものである。 The present invention is based on the pixel value of the pixel values ​​of the input image DIN and intermediate image D1 or intermediate image D2, by changing the amplification factor applied to the intermediate image D1 and intermediate image D2, intermediate image D1 and intermediate image D2 to not larger than necessary correction amount is added or subtracted by one in which it was decided to prevent the occurrence of overshoot and undershoot. 本発明の実施の形態1による画像処理装置では、第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hにおいて、中間画像D1及び中間画像D2に対して、入力画像DINの画素値と中間画像D1または中間画像D2の画素値の符号(正負)に応じて適宜異なる増幅率をかけることで、補正量を調節する。 In the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, in the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H, the intermediate image D1 and intermediate image D2, the pixel value of the input image DIN by applying the appropriate different amplification factors depending on the sign of the pixel values ​​of intermediate image D1 or intermediate image D2 (positive or negative) to adjust the correction amount.

図21(A)は、オーバーシュートの発生を防止するために、第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hにおいて、中間画像D1及び中間画像D2に対してかけるべき増幅率、あるいは増幅率決定手段3MAにおいて決定されるべき増幅率D3MA及び増幅率決定手段3HAにおいて決定されるべき増幅率D3HAの特性(第1の特性)を示す図である。 Figure 21 (A), in order to prevent the occurrence of overshoot, the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H, amplification factor should take with respect to the intermediate image D1 and intermediate image D2 , or it is a diagram showing the amplification factor to be determined in the amplification factor determining means 3 MA D3MA and amplification factor determining means characteristic of the amplification factor D3HA be determined in 3HA (first characteristic). オーバーシュートの発生を防止するためには、これらの増幅率は入力画像DINの画素値が大きくなるほど減少することが望ましい。 In order to prevent the occurrence of overshoot, these amplification factor it is desirable to reduce as the pixel value of the input image DIN increases. 例えば、入力画像DINの画素値が0の場合はある所定の値B1をとり、画素値が0からある値A11の間は傾きk11で減少していき、画素値がA11からある値A12の間は傾きk12で減少していき、画素値がA11以上の場合は傾きk13で減少していくといった形が考えられる。 For example, taking a predetermined value B1 in the case of the pixel values ​​of the input image DIN is 0, while the value A11 of the pixel values ​​from 0 gradually decreases in slope k11, between the values ​​A12 having a pixel value from A11 It is gradually decreased at a gradient k12, if the pixel value is greater than or A11 can be considered a form such decreases in slope k13. なお、明らかに増幅率は0以上であった方がよいので、上記の決定において増幅率が負の値になった場合はその値を0とする。 Since obviously the amplification factor is better was 0 or more, if the amplification factor in the determination of the is a negative value to the value zero.

この関係は、増幅率をG、入力画像DINの画素値をLとすると This relationship, the amplification factor G, when the pixel values ​​of the input image DIN and L
と表される。 Denoted.

図9、図10に示した第1の水平方向増幅率決定手段511hや第1の垂直方向増幅率決定手段511vでは、図21(A)及び式(1)に示したような第1の特性により増幅率が出力される。 9, a first characteristic as shown in the first horizontal amplification factor determining means 511h and a first vertical amplification factor determining means 511V, FIG 21 (A) and formula (1) shown in FIG. 10 amplification factor is output by.

一方、図21(B)は、アンダーシュートの発生を防止するために、第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hにおいて、中間画像D1及び中間画像D2に対してかけるべき増幅率、あるいは増幅率決定手段3MAにおいて決定されるべき増幅率D3MA及び増幅率決定手段3HAにおいて決定されるべき増幅率D3HAの特性(第2の特性)を示す図である。 On the other hand, FIG. 21 (B) in order to prevent the occurrence of undershoot in the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H, should take with respect to the intermediate image D1 and intermediate image D2 amplification factor, or is a view showing a characteristic (second characteristic) of the amplification factor to be determined in the amplification factor determining means 3 MA D3MA and gain D3HA to be determined in the amplification factor determining means 3HA. アンダーシュートの発生を防止するためには、これらの増幅率は入力画像DINの画素値が小さくなるほど減少する、言い換えると、入力画像DINの画素値が大きくなるほど増加することが望ましい。 In order to prevent the occurrence of undershoot, these amplification factor decreases as the pixel value of the input image DIN is small, in other words, it is desirable to increase as the pixel value of the input image DIN increases. 例えば、入力画像DINの画素値が0の場合はある所定の値B2をとり、画素値が0からある値A21の間は傾きk21で増加していき、画素値がA21からある値A22の間は傾きk22で増加していき、画素値がA22以上の場合は傾きk23で増加していくといった形が考えられる。 For example, taking a predetermined value B2 in the case of the pixel values ​​of the input image DIN is 0, while the value A21 of the pixel values ​​from 0 increases with a slope k21, between the values ​​A22 having a pixel value from A21 It is gradually increased at a gradient k22, if the pixel value is greater than or A22 can be considered a form such increases in slope k23.

この関係は、増幅率をG、入力画像DINの画素値をLとすると This relationship, the amplification factor G, when the pixel values ​​of the input image DIN and L
と表される。 Denoted.

図9、図10に示した第2の水平方向増幅率決定手段512hや第2の垂直方向増幅率決定手段512vでは、図21(B)及び式(2)に示したような第2の特性により増幅率が出力される。 9, the second characteristic as shown in the second horizontal amplification factor determining means 512h and a second vertical amplification factor determining means 512v shown in FIG. 10, FIG. 21 (B) and (2) amplification factor is output by.

上記のような増幅率が適切である理由を以下に述べる。 The reason the above-described amplification factor is appropriate described below.
中間画像D1は入力画像DINに対してハイパスフィルタ処理を行った後、ローパスフィルタ処理を行うことで生成される。 Intermediate image D1 is after high-pass filtering the input image DIN, is generated by performing low-pass filtering. ここでハイパスフィルタ処理は入力画像DINの各画素値から局所的な平均値を引くことに相当する。 Here high-pass filtering is equivalent to subtracting the local mean value from each pixel value of the input image DIN. したがって入力画像DINにおいて注目する画素の画素値が大きいと、その画素に対して与えられるハイパスフィルタ処理後の出力値も大きな正の値となる可能性が高い。 Therefore, when the pixel value of the pixel of interest in the input image DIN is large, it is likely to be a large positive value even if the output value after the high-pass filter processing given to the pixel.

一方、ローパスフィルタ処理は入力されるデータの局所的な平均値を求めることと同じである。 On the other hand, the low-pass filtering is equivalent to finding the local mean value of the input data. したがってハイパスフィルタ処理の出力値が大きな正の値になっているとローパスフィルタ処理の出力値も大きな正の値となる可能性が高い。 Therefore there is a high possibility that the output value of the high-pass filtering is a major if positive has a value the output value of the low-pass filter processing is also a large positive value.

また、中間画像D2は中間画像D1に対し、非線形処理手段2Aで非線形処理を行った後、高周波数成分画像生成手段2Bにおいてハイパスフィルタ処理を行うことで得られる。 The intermediate image D2 whereas intermediate image D1, after nonlinear processing in the nonlinear processing means 2A, obtained by performing high-pass filtering in the high-frequency component image generating means 2B. 非線形処理手段2Aではゼロクロス点の近傍のみ中間画像D1を増幅させるので、基本的に中間画像D1が大きな正の値を持っていると非線形処理手段2Aの出力する画像D2Aも大きな正の値を持っていると考えられる。 Since amplifying the intermediate image D1 only in the vicinity of the non-linear processing means 2A in the zero-crossing point, also has a large positive value image D2A output from the essentially the intermediate image D1 has a large positive value non-linear processing means 2A It is considered to be. 画像D2Aが大きな正の値を持っている場合、画像D2Aに対するハイパスフィルタ処理結果である中間画像D2も大きな正の値をもつ可能性が高い。 If the image D2A has a large positive value, there is a high possibility that the intermediate image D2 is high-pass filtering result for the image D2A also have a large positive value.

以上をまとめると、入力画像DINの画素値が大きい場合、中間画像D1や中間画像D2の画素値も大きな正の値となる可能性が高い。 In summary, if a large pixel value of the input image DIN, it is likely that the pixel values ​​of intermediate image D1 and intermediate image D2 also becomes a large positive value. 言い換えると中間画像D1や中間画像D2によって補正量が過度に加算され、オーバーシュートが発生しやすくなる。 In other words are added excessively correction amount by intermediate image D1 and intermediate image D2, becomes overshooting is likely to occur.

逆に、入力画像DINの画素値が小さい場合には、中間画像D1や中間画像D2の画素値は大きな負の値となる可能性が高い。 Conversely, when the pixel value of the input image DIN is small, the pixel values ​​of intermediate image D1 and intermediate image D2 is likely to be a large negative value. 言い換えると中間画像D1や中間画像D2によって補正量が過度に減算され、アンダーシュートが発生しやすくなる。 In other words is subtracted excessive correction amount by intermediate image D1 and intermediate image D2, it becomes an undershoot tends to occur.

したがって、中間画像D1や中間画像D2の画素値が正の値のときには、入力画像DINの画素値が大きくなればなるほど、中間画像D1や中間画像D2にかける増幅率を小さくし、中間画像D1や中間画像D2の画素値が負の値のときには、入力画像DINの画素値が小さくなればなるほど、中間画像D1や中間画像D2にかける増幅率を小さくすることで、加算または減算される補正量が過度に大きくならないよう制御できると期待できる。 Therefore, when the pixel values ​​of intermediate image D1 and intermediate image D2 is a positive value, the greater the pixel value of the input image DIN is, to reduce the amplification factor applied to the intermediate image D1 and intermediate image D2, Ya intermediate image D1 when the pixel values ​​of the intermediate image D2 is a negative value, the smaller the pixel value of the input image DIN, by decreasing the amplification factor applied to the intermediate image D1 and intermediate image D2, the correction amount is added or subtracted it can be expected to be able to control so that it does not excessively large. 言い換えるとオーバーシュート及びアンダーシュートが発生しにくくなるよう制御できると期待できる。 It can be expected to overshoot and undershoot can be controlled to be less likely to occur in other words.

即ち、中間画像D1または中間画像D2の符号を判別し、その符号が正の場合には、図21(A)あるいは式(1)に示すような、入力画像DINの画素値が大きくなるほど増幅率が減少するような単調減少の関数に基づいて、増幅率D3MAあるいは増幅率D3HAを決定し、符合が負の場合には、図21(B)あるいは式(2)に示すような、入力画像DINの画素値が小さくなるほど増幅率が減少するような単調増加の関数に基づいて、増幅率D3MAあるいは増幅率D3HAを決定することで、そのような(オーバーシュート及びアンダーシュートが発生しにくくなるような)処理が可能となる。 That is, to determine the sign of the intermediate image D1 or intermediate image D2, if the sign is positive, FIG. 21 (A) or, as shown in equation (1), the amplification factor as the pixel value of the input image DIN increases There based on monotonically decreasing functions like decreasing, determines the amplification factor D3MA or amplification factor D3HA, if sign is negative, as shown in FIG. 21 (B) or formula (2), the input image DIN based on the monotonically increasing function such as the amplification factor as the pixel value decreases is reduced, by determining the amplification factor D3MA or gain D3HA, as such (overshoot and undershoot hardly occurs ) processing is possible.

以上のように本発明の実施の形態1による画像処理装置では、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生を抑えつつ、画像の強調処理を行うことができるという効果を奏する。 In the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, as described above, while suppressing the occurrence of overshoot and undershoot, an effect that enhancement of the image can be performed. 画像中にオーバーシュートやアンダーシュートが過度に発生すると画像の一部のみが異様にちらつき、視覚特性上不愉快に感じられるので、本発明の実施の形態1による画像処理装置では、視覚特性上も非常に好ましいものである。 If overshoot or undershoot is excessively generated in the image only a part of the image flicker odd, since it is felt on the unpleasant visual characteristics, in the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, visual characteristics on even very in is preferred.

また、本発明の実施の形態1による画像処理装置では、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生を抑えるために第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hにおいて、中間画像D1及び中間画像D2に対する増幅率を決定しているが、その際必要になる情報は入力画像DINの画素値と中間画像D1または中間画像D2(自身の画像)の画素値の符号のみである。 In the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, in the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H in order to suppress the occurrence of overshoot and undershoot, intermediate image D1 and intermediate While determining the gain for the image D2, information required at that time is only the sign of the pixel value of the input image DIN of the pixel value and the intermediate image D1 or intermediate image D2 (own picture). したがって簡単な回路で増幅率を決定することが可能であり、第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hの追加に伴う回路規模の増加も少なくて済む。 Thus it is possible to determine the amplification factor by a simple circuit, only a small increase in circuit scale due to addition of the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means 3H.

さらに、本発明における画像処理装置では、第1の中間画像生成手段1及び第2の中間画像生成手段2において、画像の水平方向に関する処理及び垂直方向に関する処理を並列に行っているので、画像の水平方向のみ、あるいは垂直方向のみに限らず任意の方向に関して上記の効果を得ることができる。 Further, in the image processing apparatus of the present invention, in the first intermediate image generating means 1 and second intermediate image generating means 2, since the processing on the processing and the vertical direction about the horizontal direction of the image are performed in parallel, an image of can be obtained above the effect with respect to any direction is not limited only horizontally or only vertically.

また、本発明における画像処理装置では周波数空間で考えて原点からFnに渡る周波数帯域のうち、原画DORGのナイキスト周波数±Fn/2の近傍(あるいは特定の周波数帯域)に入力画像DINが持っている成分をもとに、画像DINのナイキスト周波数±Fnの近傍の高周波数成分に対応した画像D2Bを生成している。 Also, among the frequency bands over Fn from the origin consider the frequency space in the image processing apparatus according to the present invention, the input image DIN in the vicinity of the Nyquist frequency ± Fn / 2 of the original DORG (or a particular frequency band) have based on components, and generates an image D2B corresponding to a high-frequency component near the Nyquist frequency ± Fn of the image DIN. したがってなんらかの理由で、入力画像DINにおいて、ナイキスト周波数±Fnの近傍の周波数成分が失われていたとしても、画像D2Bにより、ナイキスト周波数±Fnの近傍の周波数成分を与えることが可能になる。 Therefore, for some reason, the input image DIN, as a frequency component near the Nyquist frequency ± Fn has been lost, the image D2B, it is possible to provide a frequency component near the Nyquist frequency ± Fn. 言い換えると、入力画像DINに対し、より高周波数成分側の周波数成分を与えられることになるので、出力画像DOUTの解像感を増すことができる。 In other words, the input image DIN, it means that given a frequency component higher frequency components side, it is possible to increase the resolution of the output image DOUT.

なお、特定の周波数帯域として用いる箇所は、±Fn/2の近傍に限定されるものではない。 Incidentally, portions to be used as a particular frequency band is not limited to the vicinity of ± Fn / 2. 即ち高周波数成分画像生成手段1A及び低周波数成分画像生成手段1Bの周波数応答を適宜変更することで、利用する周波数帯域を変更することができる。 That high-frequency component image generating means 1A and by appropriately changing the frequency response of the low-frequency component image generating means 1B, it is possible to change the frequency band used.

上記の説明ではナイキスト周波数Fnの近傍の周波数成分が失われる例として画像の拡大処理を挙げたが、入力画像DINに対してナイキスト周波数Fnの近傍の周波数成分が失われる原因はそれに限らず、他にもノイズ除去処理等が考えられる。 In the above description has been given the enlargement process of an image as an example of a frequency component near the Nyquist frequency Fn is lost, causing the frequency components near the Nyquist frequency Fn is lost to the input image DIN is not limited to, other a noise removal processing and the like is also conceivable. したがって本発明における画像処理装置の用途は画像拡大処理後に限定されるものではない。 Thus use of the image processing apparatus of the present invention is not limited to the after image enlargement processing.

また、第1の中間画像処理手段3M及び第2の中間画像処理手段3Hで決定される増幅率と入力画像DINの画素値の関係は本実施の形態で説明したものに留まらず、オーバーシュートの発生を防止するための第1の特性は、入力画像DINの画素値が大きくなるほど増幅率が減少するもの、アンダーシュートの発生を防止するための第2の特性は、入力画像DINの画素値が小さくなるほど増幅率が減少するものであればよい。 The relationship between the first intermediate image processing means 3M and second intermediate image processing means pixel values ​​of the amplification factor and the input image DIN determined by 3H is not only to those described in this embodiment, the overshoot the first characteristic to prevent the occurrence, which pixel values ​​of the input image DIN is higher amplification factor is greatly reduced, the second characteristic for preventing the occurrence of undershoot, the pixel values ​​of the input image DIN as long as it becomes smaller as the amplification factor is reduced. さらに、上記特性を満たすものであれば、水平方向増幅率決定手段3MAh、垂直方向増幅率決定手段3MAv、水平方向増幅率決定手段3HAh、垂直方向増幅率決定手段3HAvの間で、式(1)、式(2)の係数や関数形そのものを変えることとしても良い。 Further, as long as it satisfies the above properties, the horizontal amplification factor determining means 3 mAh, vertical amplification factor determining means 3MAv, horizontal amplification factor determining means 3HAh, between the vertical amplification factor determining means 3HAv, formula (1) , it is also possible to change the coefficients and function form itself of the formula (2).

さらに、水平方向増幅率決定手段3MAhとしては、図9に示したものに限定されず、例えば図22に示したような構成のものを用いることとしてもよい。 Further, as the horizontal amplification factor determining means 3 mAh, not limited to those shown in FIG. 9, for example it is also possible to use a configuration as shown in FIG. 22. 図22に示した水平方向増幅率決定手段3MAhは、符号判定手段52hと、係数決定手段54hと、増幅率決定手段55hとを備える。 Horizontal amplification factor determining means 3MAh shown in FIG. 22 includes a sign determination unit 52h, a coefficient determination unit 54h, an amplification factor determining means 55h. 符号判定手段52hは、画像D1hの画素値の符号(正負)を判定し、判定結果を係数決定手段54hに信号D52hとして伝達する。 Sign determination unit 52h determines the sign (positive or negative) of the pixel values ​​of the image D1h, transmits the determination result to the coefficient determination unit 54h as signal D52h. 係数決定手段54hは、符号判定手段52hの出力D52hに基づいて、画像D1hの画素値の符号が正の場合には、所定の係数群D54h(k1、k2、k3、A1、A2、B)を次式(3)により決定する。 Coefficient determining means 54h, based on the output D52h sign determination unit 52h, the sign of the pixel value of the image D1h is for positive, the predetermined coefficient group D54h (k1, k2, k3, A1, A2, B) and determined by the following equation (3).

また、画像D1hの画素値の符号が負の場合には、所定の係数群D54h(k1、k2、k3、A1、A2、B)を次式(4)により決定する。 Further, when the sign of the pixel value of the image D1h is negative, it determines a predetermined coefficient group D54h the (k1, k2, k3, A1, A2, B) by the following equation (4).

増幅率決定手段55hは、係数群D54hに基づき、次式(5)により水平方向増幅率D3MAhを算出する。 Amplification factor decision unit 55h, based on the coefficient group D54h, and calculates the horizontal amplification factor D3MAh by the following equation (5).

係数を代入してみれば明らかなように、画像D1hの画素値の符号が正の場合、式(5)は式(1)と等価となり、画像D1hの画素値の符号が負の場合、式(5)は式(2)と等価になる。 As is apparent Come to substituting a coefficient, if the sign of the pixel value of the image D1h is positive, equation (5) becomes equivalent to equation (1), if the sign of the pixel value of the image D1h is negative, the formula (5) becomes equivalent to equation (2). したがって、出力される水平方向増幅率D3MAhは、図9で説明した構成によるものと同じである。 Accordingly, the horizontal gain D3MAh output is the same as having the configuration described in FIG. 一方、図22に示した構成をとることで、増幅率決定手段55hにおける演算を単一の関係式で記述することができ、画像D1hの符号に応じて係数を変更するだけで特性を切り替えることが可能となるため、演算の回路規模を削減することができる。 On the other hand, by taking the structure shown in FIG. 22, the operation in the amplification factor determining means 55h can be described by a single equation, to switch only the characteristic changing the coefficient according to the sign of the image D1h since it is possible, it is possible to reduce the circuit scale of the operation. さらに、垂直方向増幅率決定手段3MAv、水平方向増幅率決定手段3HAh、及び垂直方向増幅率決定手段3HAvについても同様の構成が可能であり、同等の効果が得られる。 Further, the vertical gain determining means 3MAv, are possible similar configuration applies to the horizontal amplification factor determining means 3HAh, and vertical amplification factor determining means 3HAv, the same effect can be obtained.

また、本実施の形態では、入力画像DINの各画素の画素値から演算により増幅率を算出する例を示したが、予め入力画像DINの画素値に対応する増幅率の値をルックアップテーブル(LUT)の形で保持しておくこともできる。 Further, in this embodiment, the input image is an example of calculating the amplification factor by calculating from the pixel value of each pixel of the DIN, previously input image DIN value of the amplification factor a lookup table corresponding to the pixel value ( it is also possible to hold in the form of a LUT). このようなLUTを用いた場合には、式(1)や式(2)、あるいは式(5)の演算を行う必要がなくなるので、水平方向増幅率決定手段3MAh、垂直方向増幅率決定手段3MAv、水平方向増幅率決定手段3HAh、及び垂直方向増幅率決定手段3HAvにおける処理の簡素化を図ることができる。 When using such a LUT has the formula (1) or formula (2), or operation since there is no need to perform the equation (5), the horizontal amplification factor determining means 3 mAh, vertical amplification factor determining means 3MAv , it is possible to achieve horizontal amplification factor determining means 3HAh, and simplification of processing in the vertical amplification factor determining means 3HAv.

なお、上記の実施の形態では、第1の中間画像処理手段3Mの第1の水平方向増幅率決定手段3MAh及び第1の垂直方向増幅率決定手段3MAvの双方が、図9、図10に示すように、入力画像の画素値が大きくなるほど増幅率が小さくなる第1の特性に従って増幅率を出力する第1の増幅率決定手段(511h、511v)と、入力画像の画素値が小さくなるほど増幅率が小さくなる第2の特性に従って増幅率を出力する第2の増幅率決定手段(512h、512v)と、第1の中間画像D1の画素値の符号を判定する符号判定手段(52h、52v)と、符号判定手段の判定結果に基づいて第1の増幅率決定手段(511h、511v)が出力する増幅率と第2の増幅率決定手段(512h、512v)が出力する増幅率を選択して出 Incidentally, in the above embodiment, both the first intermediate image processing unit first of 3M horizontal amplification factor determining means 3MAh and the first vertical amplification factor determining means 3MAv is shown in FIG. 9, FIG. 10 as such, the first amplification factor determining means (511h, 511V) that outputs the amplification factor in accordance with a first characteristic amplification factor becomes smaller as the pixel values ​​increase the input image and the amplification factor as the pixel value of the input image is reduced There second amplification factor determining means (512h, 512v) for outputting a gain in accordance with a second characteristic small and the sign determining means for determining the sign of the pixel value of the first intermediate image D1 (52h, 52v) and , out to select the judgment based on the result of the first amplification factor determining means (511h, 511V) gain and the second amplification factor decision means outputs (512h, 512v) is the amplification factor of the output of the sign judging means する選択手段(53h、53v)を有するが、第1の水平方向増幅率決定手段3MAh及び第1の垂直方向増幅率決定手段3MAvいずれか一方のみが上記の構成を有し、他方は異なる構成を有しても良い。 Selecting means (53h, 53v) which has a, only the first one horizontal amplification factor determining means 3MAh and the first one vertical amplification factor determining means 3MAv has the configuration described above, the other is different configurations it may have.

また、図22を参照して、第1の水平方向増幅率決定手段3MAh及び第1の垂直方向増幅率決定手段3MAvの双方が、第1の中間画像の画素値の符号を判定する符号判定手段(52h)と、符号判定手段(52h)の判定結果に基づいて所定の係数を出力する係数決定手段(54h)と、入力画像の画素値と係数決定手段(52h)が出力する係数を用いて増幅率を決定する増幅率決定手段(55h)を有することとしても良い旨説明したが、第1の水平方向増幅率決定手段3MAh及び第1の垂直方向増幅率決定手段3MAvいずれか一方のみが、上記の構成を有し、他方は異なる構成を有しても良い。 Further, with reference to FIG. 22, both the first horizontal amplification factor determining means 3MAh and the first vertical amplification factor determining means 3MAv is, the code determination means for determining the sign of the pixel value of the first intermediate image and (52h), using the coefficient determining means for outputting a predetermined coefficient based on the determination result of the code judgment means (52h) and (54h), the coefficients pixel values ​​and the coefficient determining means (52h) to the output of the input image described may also be that as having an amplification factor determining means for determining the amplification factor (55h), but the first only one horizontal amplification factor determining means 3MAh and the first one vertical amplification factor determining means 3MAv is, has the structure described above, the other may have a different configuration.

また、第2の中間画像処理手段3Hの第2の水平方向増幅率決定手段3HAh及び第2の垂直方向増幅率決定手段3HAvについても同様である。 The same applies to the second horizontal amplification factor determining means 3HAh and second vertical amplification factor determining means 3HAv of the second intermediate image processing means 3H.

実施の形態2. The second embodiment.
実施の形態1では、本発明をハードウエアにより実現するものとして説明したが、図1に示される構成の一部又は全部をソフトウエアにより実現することも可能である。 In the first embodiment, the present invention has been described as being implemented by hardware, it may be realized by software part or all of the configuration shown in FIG. その場合の処理を図23、並びに図24〜図32を参照して説明する。 Figure 23 The processing in this case, and will be described with reference to FIGS. 24 to 32.

図23は、実施の形態2の画像処理装置を示す。 Figure 23 shows an image processing apparatus of the second embodiment. 図示の画像処理装置は、CPU11と、プログラムメモリ12と、データメモリ13と、第1のインターフェース14と、第2のインターフェース15と、これらを接続するバス16を有し、例えば図1に示す画像処理装置の代わりに、例えば図11に示す表示装置内の画像処理部U2として用いることができる。 The image processing apparatus shown includes a CPU 11, a program memory 12, a data memory 13, the first interface 14, a second interface 15 has a bus 16 for connecting these, for example, an image shown in FIG. 1 instead of processing apparatus can be used as the image processing unit U2 in the display device shown in FIG. 11 for example.

CPU11は、プログラムメモリ12に記憶されたプログラムに従って動作する。 CPU11 operates according to a program stored in the program memory 12. 動作の過程で種々のデータをデータメモリ13に記憶させる。 In the course of operation to store various data in the data memory 13. 例えば、図11に示される画像拡大手段U1から出力される画像DU1を入力画像DINとしてインターフェース14を介して供給され、CPU11において、図1の画像処理装置と同様の処理を行ない、処理の結果生成される出力画像DOUTが、インターフェース15を介して例えば図11に示す画像表示装置内のモニタU3に画像DU2として供給され、モニタ9による表示に用いられる。 For example, is supplied through the interface 14 as the input image DIN image DU1 output from the image enlarging means U1 shown in FIG. 11, in the CPU 11, the same processing as in the image processing apparatus of FIG. 1, the results of the processing product output image DOUT being is supplied as image DU2 to monitor U3 in the image display apparatus shown in FIG. 11 for example via an interface 15, used for display by the monitor 9.
以下、CPU11により行なわれる処理を、図24〜図32を参照して説明する。 Hereinafter, the processing performed by the CPU 11, will be described with reference to FIGS. 24 to 32.

図24は、図23の画像処理装置で実施される画像処理方法のフローを表す図であり、図示の画像処理方法は、第1の中間画像生成ステップST1、第2の中間画像生成ステップST2、第1の中間画像処理ステップST3M、第2の中間画像処理ステップST3H、及び加算ステップST4を含む。 Figure 24 is a diagram showing the flow of image processing method implemented by an image processing apparatus of FIG. 23, the image processing method illustrated first intermediate image generating step ST1, a second intermediate image generating step ST2, the the first intermediate image processing step ST3M, the second intermediate image processing step ST3H, and an adding step ST4.

第1の中間画像生成ステップST1は、図25に示すように、高周波数成分画像生成ステップST1A、及び低周波数成分画像生成ステップST1Bを含む。 The first intermediate image generating step ST1 includes, as shown in FIG. 25, includes a high-frequency component image generating step ST1A, and the low-frequency component image generating step ST1B.

高周波数成分画像生成ステップST1Aは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1Ah、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1Avを含み、低周波数成分画像生成ステップST1Bは、水平方向低周波数成分画像生成ステップST1Bh、及び垂直方向高周波数成分画像ST1Bvを含む。 High-frequency component image generating step ST1A is horizontal high-frequency component image generating step ST1Ah, and includes a vertical high-frequency component image generating step ST1Av, the low frequency component image generating step ST1B is horizontal low-frequency component image generating step ST1Bh , and a vertical high-frequency component image ST1Bv.

第2の中間画像生成ステップST2は、図26に示すように、非線形処理ステップST2A、及び高周波数成分画像生成ステップST2Bを含む。 The second intermediate image generating step ST2, as shown in FIG. 26, includes a non-linear processing step ST2A, and high-frequency component image generating step ST2B.

非線形処理ステップST2Aは、水平方向非線形処理ステップST2Ah、及び垂直方向非線形処理ステップST2Avを含み、高周波数成分画像生成ステップST2Bは、水平方向高周波数成分通過ステップST2Bh、及び垂直方向高周波数成分通過ステップST2Bvを含む。 Nonlinear processing step ST2A includes horizontal nonlinear processing step ST2Ah, and the vertical nonlinear processing step ST2Av, high-frequency component image generating step ST2B is horizontal high-frequency component passing step ST2Bh, and vertical high-frequency component passing step ST2Bv including.

水平方向非線形処理ステップST2Ahは、図27に示すように、ゼロクロス判定ステップST311h、及び信号増幅ステップST312hを含み、垂直方向非線形処理ステップST2Avは、図28に示すように、ゼロクロス判定ステップST311v、及び信号増幅ステップST312vを含む。 The horizontal nonlinear processing step ST2Ah, as shown in FIG. 27, includes zero-crossing decision step ST311h, and a signal amplification step ST312h, the vertical nonlinear processing step ST2Av, as shown in FIG. 28, the zero crossing determination step ST311v, and signal It comprises an amplification step ST312v.

第1の中間画像処理ステップST3Mは、図29に示すように、増幅率決定ステップST3MA、及び画素値変更ステップST3MBを含む。 The first intermediate image processing step ST3M includes as shown in FIG. 29, the amplification factor determining step ST3MA, and the pixel value changing step ST3MB.
第2の中間画像処理ステップST3Hは、図30に示すように、増幅率決定ステップST3HA、及び画素値変更ステップST3HBを含む。 The second intermediate image processing step ST3H includes as shown in FIG. 30, the amplification factor determining step ST3HA, and the pixel value changing step ST3HB.

まず、図25のフローに従って第1の中間画像生成ステップST1の動作について説明する。 First, the operation of the first intermediate image generating step ST1 will be described with reference to the flowchart of FIG. 25.
高周波数成分画像生成ステップST1Aでは、図示しない画像入力ステップにて入力された入力画像DINに対し、以下のような処理が行われる。 In the high-frequency component image generating step ST1A, the input image DIN input in an image input step (not shown), the following processing is performed.

まず、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1Ahでは、水平方向のハイパスフィルタ処理によって、入力画像DINから水平方向の高周波数成分を抽出した画像D1Ahを生成する。 First, in the horizontal high-frequency component image generating step ST1Ah, the horizontal high-pass filtering, to generate an image D1Ah extracted high frequency components in the horizontal direction from the input image DIN.
垂直方向高周波数成分画像ステップST1Avでは、垂直方向のハイパスフィルタ処理によって、入力画像DINから垂直方向の高周波数成分を抽出した画像D1Avを生成する。 In the vertical high-frequency component image step ST1Av, by high-pass filtering in the vertical direction, and generates an image D1Av obtained by extracting the high frequency component in the vertical direction from the input image DIN.
即ち、高周波数成分画像生成ステップST1Aは、高周波数成分画像生成手段1Aと同様の処理を行い、入力画像DINから、画像D1Ah及び画像D1Avから成る画像D1Aを生成する。 That is, the high-frequency component image generating step ST1A performs the same processing as the high-frequency component image generating means 1A, from the input image DIN, to generate an image D1A including images D1Ah and image D1Av.

低周波数成分画像生成ステップST1Bでは、画像D1Aに対し、以下のような処理が行われる。 In the low-frequency component image generating step ST1B, the image D1A, the following processing is performed. まず、水平方向低周波数成分画像生成ステップST1Bhでは、水平方向のローパスフィルタ処理によって、画像D1Ahから水平方向の低周波数成分を抽出した画像D1Bhを生成する。 First, in the horizontal low-frequency component image generating step ST1Bh, by low-pass filtering in the horizontal direction, it generates an image D1Bh obtained by extracting the horizontal low-frequency component from the image D1Ah.
垂直方向低周波数成分画像生成ステップST1Bvでは、垂直方向のローパスフィルタ処理によって、画像D1Avから垂直方向の低周波数成分を抽出した画像D1Bvを生成する。 In the vertical low-frequency component image generating step ST1Bv, by low-pass filtering in the vertical direction, and generates an image D1Bv obtained by extracting low-frequency components in the vertical direction from the image D1Av.
即ち、低周波数成分画像生成ステップST1Bは、低周波数成分画像生成手段1Bと同様の処理を行い、画像D1Aから、画像D1Bh及び画像D1Bvから成る画像D1Bを生成する。 That is, the low-frequency component image generating step ST1B performs the same processing as the low-frequency component image generating means 1B, the image D1A, to generate an image D1B including images D1Bh and image D1Bv.

以上が第1の中間画像生成ステップST1の動作であり、第1の中間画像生成ステップST1は画像D1Bhを画像D1hとし、画像D1Bvを画像D1vとし、画像D1h及び画像D1vから成る中間画像D1を出力する。 The above is the operation of the first intermediate image generating step ST1, the first intermediate image generating step ST1 will image D1Bh image D1h, image D1Bv and image D1v, outputs an intermediate image D1 consisting image D1h and image D1v to. 以上の動作は第1の中間画像生成手段1と同等である。 The above operation is equivalent to the first intermediate image generating means 1.

次に図26〜図28のフローに従って第2の中間画像生成ステップST2の動作について説明する。 Next, the operation of the second intermediate image generating step ST2 will be described with reference to the flowchart of FIGS. 26 28.
まず、非線形処理ステップST2Aでは中間画像D1に対し、以下のような処理を行う。 First, with respect to the intermediate image D1 in the nonlinear processing step ST2A, the following processing is performed.

まず、水平方向非線形処理ステップST2Ahでは、図27に示すフローに従った処理で画像D1hから画像D2Ahを生成する。 First, in the horizontal direction nonlinear processing step ST2Ah, generates an image D2Ah from image D1h in processing according to the flow shown in FIG. 27. 図27に示すフローでの処理は以下の通りである。 Treatment with the flow shown in FIG 27 is as follows. まず、ゼロクロス判定ステップST311hでは、画像D1hにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。 First, in the zero crossing determination step ST311h, confirms along the change of pixel values ​​in the image D1h horizontally. そして画素値が正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の左右に位置する画素を信号増幅ステップST312hに通知する。 A point where the pixel value from a positive value to a negative value, or changes from a negative value to a positive value as a zero-crossing point, and notifies the pixel positioned at the left and right of the zero-crossing point in the signal amplification step ST312h. 信号増幅ステップST312hでは画像D1hについて、ゼロクロス点の左右に位置すると通知された画素の画素値を増幅し、その画像を画像D2Ahとして出力する。 For signal amplification step ST312h the image D1h, amplifies the pixel values ​​of the notified pixels to be located on the left and right of the zero-crossing points, and outputs the image as an image D2Ah. 即ち、非線形処理ステップST2Ahは、画像D1hに対し、水平方向非線形処理手段2Ahと同様の処理を行い、画像D2Ahを生成する。 That is, non-linear processing step ST2Ah is the image D1h, it performs the same processing as the horizontal nonlinear processing means 2Ah, generates an image D2Ah.

次に、垂直方向非線形処理ステップST2Avでは、図28に示すフローに従った処理で画像D1vから画像D2Avを生成する。 Next, in the vertical nonlinear processing step ST2Av, to generate an image D2Av from image D1v in processing according to the flow shown in FIG. 28. 図28に示すフローでの処理は以下の通りである。 Treatment with the flow shown in FIG 28 is as follows. まず、ゼロクロス判定ステップST311vでは、画像D1vにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。 First, in the zero crossing determination step ST311v, confirms along the change of pixel values ​​in the image D1v in the vertical direction. そして画素値が正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点として捉え、ゼロクロス点の上下に位置する画素を信号増幅ステップST312vに通知する。 A point where the pixel value from a positive value to a negative value, or changes from a negative value to a positive value as a zero-crossing point, and notifies the pixels located above and below the zero-crossing point in the signal amplification step ST312v. 信号増幅ステップST312vでは画像D1vについて、ゼロクロス点の上下に位置すると通知された画素の画素値を増幅し、その画像を画像D2Avとして出力する。 For signal amplification step ST312v the image D1v, and amplifies the pixel values ​​of the notified pixel to be located above and below the zero-crossing point, and outputs the image as an image D2av. 即ち、非線形処理ステップST2Avは、画像D1vに対し、垂直方向非線形処理手段2Avと同様の処理を行い、画像D2Avを生成する。 That is, non-linear processing step ST2Av is the image D1v, performs the same processing and vertical nonlinear processing means 2AV, to generate an image D2av.

以上が非線形処理ステップST2Aの動作であり、非線形処理ステップST2Aは画像D2Ah及び画像D2Avから成る画像D2Aを生成する。 The above is the operation of the nonlinear processing step ST2A, nonlinear processing step ST2A generates image D2A including images D2Ah and image D2av. その動作は非線形処理手段2Aと同等である。 Its operation is comparable to non-linear processing means 2A.

次に、高周波数成分画像生成ステップST2Bでは画像D2Aに対し、以下の様な処理を行う。 Next, with respect to high-frequency component image generating step ST2B the image D2A, performs the following such treatment.
まず、水平方向高周波数成分画像生成ステップST2Bhでは、画像D2Ahに対し水平方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D2Bhを生成する。 First, in the horizontal high-frequency component image generating step ST2Bh, the image D2Ah generating an image D2Bh subjected to horizontal high-pass filtering. 即ち、水平方向高周波数成分画像生成ステップST2Bhは、水平方向高周波数成分画像生成手段2Bhと同様の処理を行う。 That is, horizontal high-frequency component image generating step ST2Bh performs the same process as the horizontal high-frequency component image generating means 2Bh.

次に、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST2Bvでは、画像D2Avに対し垂直方向のハイパスフィルタ処理を行った画像D2Bvを生成する。 Next, the vertical high-frequency component image generating step ST2Bv, the image D2Av generating an image D2Bv subjected to high-pass filtering in the vertical direction. 即ち、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST2Bvは、垂直方向高周波数成分画像生成手段2Bvと同様の処理を行う。 That is, the vertical high-frequency component image generating step ST2Bv performs the same process as the vertical high-frequency component image generating means 2 BV.

以上が高周波数成分画像生成ステップST2Bの動作であり、高周波数成分画像生成ステップST2Bは画像D2Bh及び画像D2Bvから成る画像D2Bを生成する。 Operates as described above for the high-frequency component image generating step ST2B, high-frequency component image generating step ST2B generates image D2B consisting image D2Bh and image D2Bv. その動作は高周波数成分画像生成手段2Bと同等である。 Its operation is comparable to the high-frequency component image generating means 2B.

以上が第2の中間画像生成ステップST2の動作であり、第2の中間画像生成ステップST2は画像D2Bを中間画像D2として出力する。 The above is the operation of the second intermediate image generating step ST2, the second intermediate image generating step ST2 outputs image D2B as intermediate image D2. 即ち、画像D2Bhを画像D2hとし、画像D2Bvを画像D2vとした中間画像D2を出力する。 That is, an image D2Bh and image D2h, and outputs the intermediate image D2 in which the image D2Bv as image D2V. この動作は第2の中間画像生成手段2と同等である。 This operation is equivalent to the second intermediate image generating means 2.

次に図29のフローに従って第1の中間画像処理ステップST3Mの動作について説明する。 Next, the operation of the first intermediate image processing step ST3M be described with reference to the flowchart of FIG. 29.
まず、第1の中間画像処理ステップST3Mは、増幅率決定ステップST3MAにおいて、中間画像D1の各画素がもつ画素値に対する増幅率を決定する。 First, the first intermediate image processing step ST3M, in the amplification factor determining step ST3MA, determines the gain for the pixel values ​​which each pixel has an intermediate image D1. ここで中間画像D1は画像D1h及び画像D1vから成るので、増幅率の決定は、画像D1hと画像D1vの各画素について行われる。 Here, since the intermediate image D1 consists image D1h and image D1v, the determination of amplification factor is performed for each pixel of image D1h and image D1v. 即ち、画像D1hに対しては水平方向増幅率決定ステップST3MAhにおいて各画素に対する増幅率が決定され、画像D1vに対しては垂直方向増幅率決定ステップST3MAvにおいて各画素に対する増幅率が決定される。 That is, the image D1h amplification factor is determined for each pixel in the horizontal direction gain determining step ST3MAh, the amplification factor is determined for each pixel in the vertical direction amplification factor determining step ST3MAv for image D1v.

図31は、水平方向増幅率決定ステップST3MAhの動作を示すフロー図である。 Figure 31 is a flow diagram illustrating the operation of the horizontal amplification factor determining step ST3MAh. まず、符号判定ステップST52hにおいて、画像D1hの各画素の画素値の符号(正負)を判別する。 First, in the code decision step ST52h, to determine the sign (positive or negative) of the pixel value of each pixel of the image D1h. 画像D1hの符号が正の場合には第1の増幅率決定ステップST511hによって増幅率を決定し、画像D1hの符号が負の場合には第2の増幅率決定ステップST512hによって増幅率を決定する。 Code image D1h is for positive determines the amplification factor by a first amplification factor determining step ST511h, the sign of the image D1h is for negative determines the amplification factor by a second amplification factor determining step ST512h. 第1の増幅率決定ステップST511hは、入力画像DINの各画素の画素値に応じて、実施の形態1で述べた第1の特性により増幅率を決定する。 The first amplification factor determining step ST511h, depending on the pixel value of each pixel of the input image DIN, determines the amplification factor by a first characteristics described in the first embodiment. 第2の増幅率決定ステップST512hは、入力画像DINの各画素の画素値に対して、実施の形態1で述べた第2の特性により増幅率を決定する。 The second amplification factor determining step ST512h is the pixel value of each pixel of the input image DIN, determines the amplification factor by a second characteristics described in the first embodiment. 以上の水平方向増幅率決定ステップST3MAhの動作は、水平方向増幅率決定手段3MAhと同様である。 The above operation of the horizontal amplification factor determining step ST3MAh is similar to the horizontal amplification factor determining means 3 mAh.

図32は、垂直方向増幅率決定ステップST3MAvの動作を示すフロー図である。 Figure 32 is a flow diagram illustrating the operation of the vertical amplification factor determining step ST3MAv. まず、符号判定ステップST52vにおいて、画像D1vの各画素の画素値の符号(正負)を判別する。 First, in the code decision step ST52v, to determine the sign (positive or negative) of the pixel value of each pixel of the image D1v. 画像D1vの符号が正の場合には第1の増幅率決定ステップST511vによって増幅率を決定し、画像D1hの符号が負の場合には第2の増幅率決定ステップST512vによって増幅率を決定する。 Code image D1v is for positive determines the amplification factor by a first amplification factor determining step ST511v, the sign of the image D1h is for negative determines the amplification factor by a second amplification factor determining step ST512v. 第1の増幅率決定ステップST511vは、入力画像DINの各画素の画素値に応じて、実施の形態1で述べた第1の特性により増幅率を決定する。 The first amplification factor determining step ST511v, depending on the pixel value of each pixel of the input image DIN, determines the amplification factor by a first characteristics described in the first embodiment. 第2の増幅率決定ステップST512vは、入力画像DINの各画素の画素値に対して、実施の形態1で述べた第2の特性により増幅率を決定する。 The second amplification factor determining step ST512v is the pixel value of each pixel of the input image DIN, determines the amplification factor by a second characteristics described in the first embodiment. 以上の垂直方向増幅率決定ステップST3MAvの動作は、垂直方向増幅率決定手段3MAvと同様である。 The above operation of the vertical amplification factor determining step ST3MAv is the same as the vertical amplification factor determining means 3MAv.

次に画素値変更ステップST3MBでは、増幅率決定ステップST3MAにおいて決定された増幅率に基づいて中間画像D1の各画素がもつ画素値を増幅する。 Next, in the pixel value changing step ST3MB, each pixel of the intermediate image D1 amplifies the pixel values ​​with based on the gain determined in the amplification factor determining step ST3MA. ここで中間画像D1は画像D1h及び画像D1vから成るので、画素値の増幅は、画像D1hと画像D1vの各々について行われる。 Here, since the intermediate image D1 consists image D1h and image D1v, amplification of pixel values ​​is performed for each image D1h and image D1v. 即ち、水平方向増幅率決定ステップST3MAhで決定された増幅率に基づいて画像D1hの各画素値が増幅され、画像D3MBhが生成される。 That is, each pixel value of the image D1h is amplified based on the gain determined by the horizontal gain determining step ST3MAh, image D3MBh is generated. また、垂直方向増幅率決定ステップST3MAvで決定された増幅率に基づいて画像D1vの各画素値が増幅され、画像D3MBvが生成される。 Also, each pixel value of image D1v is amplified based on the gain determined by the vertical gain determining step ST3MAv, image D3MBv is generated. この動作は画素値変更手段3MBの動作と同じである。 This operation is the same as the operation of the pixel-value change means 3MB.

そして画像D3MBhに相当する画像D3Mhと画像D3MBvに相当する画像D3Mvから成る中間画像D3Mが、第1の中間画像処理ステップST3Mによって生成される。 The intermediate image D3M consisting image D3Mv corresponding to the image D3Mh image D3MBv corresponding to image D3MBh is generated by the first intermediate image processing step ST3M. 以上が第1の中間画像処理ステップST3Mの動作であり、その動作は、第1の中間画像処理手段3Mと同じである。 The above is the operation of the first intermediate image processing step ST3M, its operation is the same as the first intermediate image processing means 3M.

次に図30のフローに従って第2の中間画像処理ステップST3Hの動作について説明する。 Next, the operation of the second intermediate image processing step ST3H be described with reference to the flowchart of FIG. 30.
まず、第2の中間画像処理ステップST3Hは、増幅率決定ステップST3HAにおいて、中間画像D2の各画素がもつ画素値に対する増幅率を決定する。 First, the second intermediate image processing step ST3H, in the amplification factor determining step ST3HA, determines the gain for the pixel values ​​which each pixel has an intermediate image D2. ここで中間画像D2は画像D2h及び画像D2vから成るので、増幅率の決定は、画像D2hと画像D2vの各画素について行われる。 Here, since the intermediate image D2 consists image D2h and image D2V, the determination of amplification factor is performed for each pixel of the image D2h and image D2V. 即ち、画像D2hに対しては水平方向増幅率決定ステップST3HAhにおいて各画素に対する増幅率が決定され、画像D2vに対しては垂直方向増幅率決定ステップST3HAvにおいて各画素に対する増幅率が決定される。 That is, the image D2h amplification factor is determined for each pixel in the horizontal direction gain determining step ST3HAh, the amplification factor is determined for each pixel in the vertical direction amplification factor determining step ST3HAv for image D2V. ここで水平方向増幅率決定ステップST3HAhの動作は水平方向増幅率決定手段3HAhと、垂直方向増幅率決定ステップST3HAvの動作は垂直方向増幅率決定手段3HAvと同様であるのでその説明は省略する。 As described here the operation of the horizontal amplification factor determining step ST3HAh the horizontal amplification factor determining means 3HAh, since the operation of the vertical amplification factor determining step ST3HAv is the same as the vertical amplification factor determining means 3HAv it will be omitted.

次に画素値変更ステップST3HBでは、増幅率決定ステップST3HAにおいて決定された増幅率に基づいて中間画像D2の各画素がもつ画素値を増幅する。 Next in the pixel value changing step ST3HB, each pixel of the intermediate image D2 to amplify the pixel value with based on the gain determined in the amplification factor determining step ST3HA. ここで中間画像D2は画像D2h及び画像D2vから成るので、画素値の増幅は、画像D2hと画像D2vの各々について行われる。 Here, since the intermediate image D2 consists image D2h and image D2V, amplification of pixel values ​​is performed for each image D2h and image D2V. 即ち、水平方向増幅率決定ステップST3HAhで決定された増幅率に基づいて画像D2hの各画素値が増幅され、画像D3HBhが生成される。 That is, each pixel value of the image D2h is amplified based on the gain determined by the horizontal gain determining step ST3HAh, image D3HBh is generated. また、垂直方向増幅率決定ステップST3HAvで決定された増幅率に基づいて画像D2vの各画素値が増幅され、画像D3HBvが生成される。 Also, each pixel value of the image D2v is amplified based on the gain determined by the vertical gain determining step ST3HAv, image D3HBv is generated. この動作は画素値変更手段3HBの動作と同じである。 This operation is the same as the operation of the pixel value changing section 3HB.

そして画像D3HBhに相当する画像D3Hhと画像D3HBvに相当する画像D3Hvから成る中間画像D3Hが、第2の中間画像処理ステップST3Hによって生成される。 The intermediate image D3H consisting image D3Hv corresponding to the image D3Hh image D3HBv corresponding to image D3HBh is generated by the second intermediate image processing step ST3H. 以上が第2の中間画像処理ステップST3Hの動作であり、その動作は、第2の中間画像処理手段3Hと同じである。 The above is the operation of the second intermediate image processing step ST3H, its operation is the same as the second intermediate image processing means 3H.

加算ステップST4は入力画像DIN、中間画像D3M、及び中間画像D3Hを加算し、出力画像DOUTを生成する。 Adding step ST4 is the input image DIN, adds intermediate image D3M, and intermediate image D3H, to generate the output image DOUT. 中間画像D3Mは画像D3Mh及び画像D3Mvから成り、中間画像D3Hは画像D3Hh及び画像D3Hvから成るので、加算ステップST4では画像D3Mh、D3Hv、D3Mh、及びD3Hvの全てが入力画像DINに加算される。 Intermediate image D3M consists images D3Mh and image D3Mv, intermediate image D3H Since consisting images D3Hh and image D3Hv, adding step ST4 in the image D3Mh, D3Hv, D3Mh, and all D3Hv is added to the input image DIN. この際画像D3Mh、D3Hv、D3Mh、及びD3Hvを入力画像DINに単純に加算してもよいし、重み付け加算してもよい。 In this case the image D3Mh, D3Hv, D3Mh, and may be simply added to the input image DIN to D3Hv, may be weighted addition. 出力画像DOUTが本発明における画像処理方法の最終出力画像として出力される。 Output image DOUT is output as the final output image of the image processing method in the present invention. 以上が加算ステップST4の動作であり、この動作は加算手段4の動作と同等である。 The above is the operation of the adding step ST4, the operation is equivalent to the operation of the adding means 4.
以上が本発明における画像処理方法の動作である。 This is the operation of the image processing method in the present invention.

本発明における画像処理方法の動作はその説明から明らかなように、本発明の実施の形態1における画像処理装置と同等である。 Operation of the image processing method of the present invention as apparent from the description, is equivalent to the image processing apparatus in the first embodiment of the present invention. したがって本発明における画像処理方法は、本発明の実施の形態1における画像処理装置と同様の効果を持つ。 Thus the image processing method in the present invention has the same effects as the image processing apparatus in the first embodiment of the present invention. また、図11に示す画像表示装置において、例えば画像処理装置U2内部で上記の画像処理方法を実施することで、上記の画像処理方法で処理された画像を、図11に示す画像表示装置で表示することもできる。 In the image display device shown in FIG. 11, for example by carrying out the image processing apparatus U2 internally by the image processing method, an image processed by the above image processing method, displayed on the image display device shown in FIG. 11 it is also possible to.

1 第1の中間画像生成手段、 2 第2の中間画像生成手段、 3M 第1の中間画像処理手段、 3H 第2の中間画像処理手段、 4 加算手段、 DIN 入力画像、 D1 中間画像、 D2 中間画像、 D3M 中間画像、 D3H 中間画像、 DOUT 出力画像。 1 first intermediate image generating means, 2 second intermediate image generating means, 3M first intermediate image processing means, 3H second intermediate image processing means, 4 adding means, DIN input image, D1 intermediate image, D2 intermediate image, D3M intermediate image, D3H intermediate image, DOUT output image.

Claims (7)

  1. 入力画像の特定の周波数帯域の成分を取り出した第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成手段と、 A first intermediate image generating means for generating a first intermediate image by extracting a specific frequency band component of the input image,
    前記第1の中間画像をもとに第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成手段と、 A second intermediate image generating means for generating a second intermediate image based on the first intermediate image,
    前記入力画像の画素値と、前記第1の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第1の増幅率に従って前記第1の中間画像の画素値を増幅した第3の中間画像を生成する第1の中間画像処理手段と、 And pixel values ​​of the input image, a third intermediate image obtained by amplifying the pixel values ​​of the first intermediate image according to a first gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the first intermediate image a first intermediate image processing means for generating,
    前記入力画像の画素値と、前記第2の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第2の増幅率に従って前記第2の中間画像の画素値を増幅した第4の中間画像を生成する第2の中間画像処理手段と、 And pixel values ​​of the input image, a fourth intermediate image obtained by amplifying the pixel values ​​of the second intermediate image according to a second gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the second intermediate image a second intermediate image processing means for generating,
    前記入力画像と前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する加算手段とを有する画像処理装置において、 An image processing apparatus and an addition means for adding the fourth intermediate image and the input image and the third intermediate image,
    前記第2の中間画像生成手段は、 The second intermediate image generating means,
    前記第1の中間画像の画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点と捉えるゼロクロス判定手段と、 A zero-crossing decision means for capturing a portion where the pixel value of the first intermediate image is changed from a positive value from a negative value or a negative value to a positive value and zero-crossing point,
    前記第1の中間画像を構成する画素のうち、前記ゼロクロス点の近傍にある画素の画素値を1より大きい増幅率で増幅した非線形処理画像を生成する信号増幅手段と、 Of the pixels constituting the first intermediate image, and a signal amplifying means for generating a non-linear processing images obtained by amplifying the pixel values ​​of the pixels in the vicinity of the zero cross point at greater than 1 amplification factor,
    前記非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像生成手段とを有し、 And a high-frequency component image generating means for generating a high-frequency component image by extracting only the high-frequency component of the nonlinear processed image,
    前記高周波数成分画像を前記第2の中間画像として出力し、 Outputting the high-frequency component image as the second intermediate image,
    前記第1の中間画像処理手段は、前記第1の増幅率を、 The first intermediate image processing means, the first amplification factor,
    前記第1の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the first intermediate image, if the amplification factor pixel values ​​of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
    前記第1の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定し、 If the sign is negative pixel value of the first intermediate image, if the pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic becomes small,
    前記第2の中間画像処理手段は、前記第2の増幅率を、 The second intermediate image processing means, the second amplification factor,
    前記第2の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the second intermediate image, if the amplification factor pixel values ​​of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
    前記第2の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定する ことを特徴とする画像処理装置。 If the sign is negative pixel value of the second intermediate image, the image processing apparatus characterized by when a pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic becomes small.
  2. 前記加算手段は、前記入力画像と前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を重み付け加算することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 It said addition means, the image processing apparatus according to claim 1, wherein adding weights the third intermediate image and the fourth intermediate image and the input image.
  3. 前記第1の中間画像生成手段は、 The first intermediate image generating means,
    前記入力画像から第1の水平方向周波数以上の高周波数成分を取り出した第1の水平方向高周波数成分画像を生成する第1の水平方向高周波数成分画像生成手段と、 A first horizontal high-frequency component image generating means for generating a first horizontal high-frequency component image by extracting a first horizontal frequency or high-frequency component from the input image,
    前記第1の水平方向高周波数成分画像から第2の水平方向周波数以下の低周波数成分のみを取り出した第1の水平方向中間画像を生成する水平方向低周波数成分画像生成手段とを有し、 And a horizontal low-frequency component image generating means for generating a first horizontal intermediate image by extracting only low frequency components of the following second horizontal frequency from the first horizontal high-frequency component image,
    前記第1の中間画像が、前記第1の水平方向中間画像を含み、 The first intermediate image comprises the first horizontal intermediate image,
    前記ゼロクロス判定手段は、前記第1の水平方向中間画像の画素値が水平方向にそって正から負へ、もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する水平方向ゼロクロス判定手段を有し、 The zero-crossing decision means have a horizontal zero-crossing decision means for determining the location where the pixel value of the first horizontal intermediate image is changed from positive to negative along the horizontal direction, or from negative to positive as a zero-cross point and,
    前記信号増幅手段は、前記第1の水平方向中間画像を構成する画素のうち、前記ゼロクロス点の近傍に存在する画素の画素値を1より大きな増幅率で増幅した水平方向非線形処理画像を生成する水平方向信号増幅手段を有し、 The signal amplifying means, among pixels constituting the first horizontal intermediate image to generate a horizontal nonlinear processed image amplified by the large amplification factor than 1 pixel values ​​of pixels existing in the vicinity of the zero cross point has a horizontal signal amplifying means,
    前記高周波数成分画像生成手段は、前記水平方向非線形処理画像の第3の水平方向周波数以上の高周波数成分のみを取り出した第2の水平方向高周波数成分画像を生成する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、 The high-frequency component image generating means, wherein the horizontal nonlinear processing third second second horizontal high frequency to generate a horizontal high-frequency component image extracting only the high-frequency component of the above horizontal frequency of the image It has a component image generating means,
    前記第2の中間画像は前記第2の水平方向高周波数成分画像を含む ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The second intermediate image is an image processing apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a second horizontal high-frequency component image.
  4. 前記第1の中間画像生成手段は、 The first intermediate image generating means,
    前記入力画像から第1の垂直方向周波数以上の高周波数成分を取り出した第1の垂直方向高周波数成分画像を生成する第1の垂直方向高周波数成分画像生成手段と、 A first vertical high-frequency component image generating means for generating a first vertical high-frequency component image by extracting a first vertical frequency or a high frequency component from the input image,
    前記第1の垂直方向高周波数成分画像から第2の垂直方向周波数以下の低周波数成分のみを取り出した第1の垂直方向中間画像を生成する垂直方向低周波数成分画像生成手段とを有し、 And a first first vertical low-frequency component image generating means for generating a vertical intermediate image from the vertical high-frequency component image by extracting only low frequency components of the following second vertical frequency,
    前記第1の中間画像が、前記第1の垂直方向中間画像を含み、 The first intermediate image comprises the first vertical intermediate image,
    前記ゼロクロス判定手段は、前記第1の垂直方向中間画像の画素値が垂直方向にそって正から負へ、もしくは負から正へと変化する箇所をゼロクロス点として判定する垂直方向ゼロクロス判定手段を有し、 The zero-crossing decision means, have a vertical zero-crossing decision means for determining the location where the pixel value of the first vertical intermediate image is changed from positive to negative along the vertical direction, or from negative to positive as a zero-cross point and,
    前記信号増幅手段は、前記第1の垂直方向中間画像を構成する画素のうち、前記ゼロクロス点の近傍に存在する画素の画素値を1より大きな増幅率で増幅した垂直方向非線形処理画像を生成する垂直方向信号増幅手段を有し、 The signal amplifying means, among pixels constituting the first vertical intermediate image to generate a vertical nonlinear processed image amplified by the large amplification factor than 1 pixel values ​​of pixels existing in the vicinity of the zero cross point has a vertical signal amplifying means,
    前記高周波数成分画像生成手段は、前記垂直方向非線形処理画像の第3の垂直方向周波数以上の高周波数成分のみを取り出した第2の垂直方向高周波数成分画像を生成する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、 The high-frequency component image generating means, the third second second vertical high frequency to generate a vertical high-frequency component image extracting only the high-frequency component of the above vertical frequency of the vertical nonlinear processed image It has a component image generating means,
    前記第2の中間画像は前記第2の垂直方向高周波数成分画像を含む ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The second intermediate image is an image processing apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a second vertical high-frequency component image.
  5. 請求項1乃至のいずれかに記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。 The image display apparatus comprising the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
  6. 入力画像の特定の周波数帯域の成分を取り出した第1の中間画像を生成する第1の中間画像生成ステップと、 A first intermediate image generating step of generating a first intermediate image by extracting a specific frequency band component of the input image,
    前記第1の中間画像をもとに第2の中間画像を生成する第2の中間画像生成ステップと、 A second intermediate image generating step of generating a second intermediate image based on the first intermediate image,
    前記入力画像の画素値と、前記第1の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第1の増幅率に従って前記第1の中間画像の画素値を増幅した第3の中間画像を生成する第1の中間画像処理ステップと、 And pixel values ​​of the input image, a third intermediate image obtained by amplifying the pixel values ​​of the first intermediate image according to a first gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the first intermediate image a first intermediate image processing step of generating a,
    前記入力画像の画素値と、前記第2の中間画像の画素値の符号とをもとに決定された第2の増幅率に従って前記第2の中間画像の画素値を増幅した第4の中間画像を生成する第2の中間画像処理ステップと、 And pixel values ​​of the input image, a fourth intermediate image obtained by amplifying the pixel values ​​of the second intermediate image according to a second gain determined on the basis of the sign of the pixel value of the second intermediate image a second intermediate image processing step of generating a,
    前記入力画像と前記第3の中間画像と前記第4の中間画像を加算する加算ステップとを有する画像処理方法において、 In the image processing method and an addition step of adding the fourth intermediate image and the input image and the third intermediate image,
    前記第2の中間画像生成ステップは、 The second intermediate image generating step,
    前記第1の中間画像の画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値へと変化する箇所をゼロクロス点と捉えるゼロクロス判定ステップと、 A zero-crossing decision step of capturing a portion where the pixel value of the first intermediate image is changed from a positive value from a negative value or a negative value to a positive value and zero-crossing point,
    前記第1の中間画像を構成する画素のうち、前記ゼロクロス点の近傍にある画素の画素値を1より大きい増幅率で増幅した非線形処理画像を生成する信号増幅ステップと、 Of the pixels constituting the first intermediate image, and a signal amplification step of generating a nonlinear processed image obtained by amplifying the pixel values ​​of the pixels in the vicinity of the zero cross point at greater than 1 amplification factor,
    前記非線形処理画像の高周波数成分のみを取り出した高周波数成分画像を生成する高周波数成分画像生成ステップとを有し、 And a high-frequency component image generating step of generating a high-frequency component image only taken out high frequency components of the nonlinear processed image,
    前記高周波数成分画像を前記第2の中間画像として出力し、 Outputting the high-frequency component image as the second intermediate image,
    前記第1の中間画像処理ステップは、前記第1の増幅率を、 The first intermediate image processing step, the first amplification factor,
    前記第1の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the first intermediate image, if the amplification factor pixel values ​​of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
    前記第1の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定し、 If the sign is negative pixel value of the first intermediate image, if the pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic becomes small,
    前記第2の中間画像処理ステップは、前記第2の増幅率を、 The second intermediate image processing step, the second amplification factor,
    前記第2の中間画像の画素値の符号が正であれば、前記入力画像の画素値が大きい場合増幅率が小さくなる第1の特性に従って決定し、 If the sign is positive the pixel value of the second intermediate image, if the amplification factor pixel values ​​of the input image is large determined in accordance with a first characteristic small,
    前記第2の中間画像の画素値の符号が負であれば、前記入力画像の画素値が小さい場合増幅率が小さくなる第2の特性に従って決定する ことを特徴とする画像処理方法。 If the sign is negative pixel value of the second intermediate image, the image processing method characterized by when a pixel value is small amplification factor of the input image is determined in accordance with a second characteristic becomes small.
  7. 請求項記載の画像処理方法により処理された画像を表示することを特徴とする画像表示装置。 Image display device and displaying an image processed by the image processing method according to claim 6, wherein.
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