JP5300656B2 - 画像処理装置及び方法、並びに画像表示装置 - Google Patents
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Description
入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第1の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像を入力とし、第3の中間画像を出力する第1の高周波数成分画像補正手段をさらに備え、
前記第3の中間画像が前記第1の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする。
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を表す図であり、例えば図2に示す画像表示装置の一部として用いることができる。ここで図2に示す画像表示装置は図1に示す画像処理装置を内部に含む画像処理装置U1及び表示部9を備えており、画像処理装置U1において画像DORGに対する出力として得られた画像DU1が表示部9に表示される。
画像拡大手段2Aは、入力画像Dinを拡大して拡大画像D2Aを生成する。
高周波数成分画像生成手段1は、入力画像Dinの高周波数成分のみを取り出して高周波数成分画像D1を生成する。
高周波数成分画像処理手段3は、画像拡大手段2Bから出力される拡大画像D2Bに対して後述の処理を行い、高周波数成分画像(高周波数成分処理画像)D3を生成する。
非線形処理手段31は、拡大画像D2Bに対して後述するエッジの鮮鋭化のための非線形処理を行った非線形処理画像D31を生成する。
高周波数成分画像生成手段32Bは非線形処理画像D31に含まれる高周波数成分(所定の周波数Ffよりも高い成分)のみを取り出した中間画像D32Bを出力する。
高周波数成分画像補正手段33Bは、拡大画像D2Bと中間画像D32Bを入力とし、中間画像(補正画像)D33Bを出力する。
加算手段34は、中間画像D33Aと、中間画像D33Bを加算し、加算結果を高周波数成分画像D3として出力する。
「PXY」が入力画像Dinの座標(X,Y)における画素の画素値を表し、「P’XY」がゼロ挿入画像D21Aの座標(X,Y)の画素の画素値を表すとすると、ゼロ挿入画像D21Aの、P’(2X−1)(2Y−1)で表わされる画素値は、入力画像DinのPXYに等しく、P’(2X−1)(2Y)、P’(2X)(2Y)、P’(2X)(2Y−1)で表わされる画素値は、ゼロに等しい。
例えば、拡大画像D2Aに含まれる、座標(X,Y)の画素の画素値QXYは下記の式(1)のように計算される。
{P’(X−1)(Y−1)+2P’X(Y−1)+P’(X+1)(Y−1)
+2P’(X−1)Y+4P’XY+2P’(X+1)Y
+ P’(X−1)(Y+1)+2P’X(Y+1)+P’(X+1)(Y+1)}
…(1)
水平方向高周波数成分画像生成手段1hは入力画像Dinに対して、入力画像Dinの各画素及びその水平方向近傍にある、例えば所定数の画素を用いたハイパスフィルタをかけて水平方向高周波数成分画像D1hを生成する。
一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vは入力画像Dinに対して、入力画像Dinの各画素及びその垂直方向近傍にある、例えば所定数の画素を用いたハイパスフィルタをかけて垂直方向高周波数成分画像D1vを生成する。
同様に、垂直方向高周波数成分画像生成手段1vで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段1vへの入力信号からその垂直方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して垂直方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
画像拡大手段2Bhの入力は水平方向高周波数成分画像D1hであり、出力が拡大画像D2Bhとなる。画像拡大手段2Bvの入力は垂直方向高周波数成分画像D1vであり、出力が拡大画像D2Bvである。
ゼロ挿入手段21Bh及びゼロ挿入手段21Bvの各々は、図5のゼロ挿入手段21Aと同様のものであり、低周波数成分通過手段22Bh及び低周波数成分通過手段22Bvの各々は、図5の低周波数成分通過手段22Aと同様のものである。
低周波数成分通過手段22Bhから出力される拡大画像D2Bhと低周波数成分通過手段22Bvから出力される拡大画像D2Bvとで、低周波数成分通過手段22Bの出力としての拡大画像D2Bが構成される。低周波数成分通過手段22Bの出力は、ゼロ挿入画像D21Bの低周波数成分(Fc以下の成分)を取り出したものである。
水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahは、拡大画像D2Bhに水平方向のハイパスフィルタをかけて所定の水平方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、水平方向中間画像D32Ahを生成する。
一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Avは、拡大画像D2Bvに垂直方向のハイパスフィルタをかけて所定の垂直方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、垂直方向中間画像D32Avを生成する。
そして水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが高周波数成分画像生成手段32Aから出力される。
即ち、水平方向高周波数成分画像生成手段32Ahで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、水平方向高周波数成分画像生成手段1hにおける処理と同様に、例えば、該手段32Ahへの入力信号からその水平方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して水平方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
なお、水平方向非線形処理手段31h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ある画素として認識される。
このような処理により、水平方向に並んだ画素の信号値のステップ状の変化を含むエッジの鮮鋭化が行なわれる。
なお、垂直方向非線形処理手段31v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ある画素として認識される。
このような処理により、垂直方向に並んだ画素の信号値のステップ状の変化を含むエッジの鮮鋭化が行なわれる。
水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhは、非線形処理画像D31hに水平方向のハイパスフィルタをかけて所定の水平方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、水平方向中間画像D32Bhを生成する。一方、垂直方向高周波数成分画像生成手段32Bvは、非線形処理画像D31vに垂直方向のハイパスフィルタをかけて所定の垂直方向周波数以上の成分から成る、高周波数成分のみを取り出し、垂直方向中間画像D32Bvを生成する。このようにして生成された水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る中間画像D32Bが高周波数成分画像生成手段32Bから出力される。
即ち、水平方向高周波数成分画像生成手段32Bhで行なわれるハイパスフィルタをかける処理としては、例えば、該手段32Bhへの入力信号からその水平方向の低周波数成分(もしくは各画素に対して水平方向に整列した所定数の画素から成る局所領域における画素値の単純平均値あるいは加重平均値)を差し引くことで高周波数成分を取り出す処理を行なうことができる。
図9は高周波数成分画像補正手段33Aの構成を表す図であり、図示の高周波数成分画像補正手段33Aは、
符号比較手段33A1と画素値変更手段33A2を備える。
そして画素値変更手段33A2からは、水平方向中間画像D33Ah及び垂直方向中間画像D33Avから成る中間画像D33Aが出力される。
そして、中間画像D33Aが高周波数成分画像補正手段33Aから出力される。
図11は高周波数成分画像補正手段33Bの構成を表す図であり、図示の高周波数成分画像補正手段33Bは符号比較手段33B1と画素値変更手段33B2を備える。
そして画素値変更手段33B2からは、水平方向中間画像D33Bh及び垂直方向中間画像D33Bvから成る中間画像D33Bが出力される。
そして、中間画像D33Bが高周波数成分画像補正手段33Bから出力される。
本発明の実施の形態では、中間画像D32A及びD32Bをそのまま加算して高周波数成分画像D3を生成して拡大画像D2Aに加算するわけではなく、中間画像D32A及びD32Bを高周波数成分画像補正手段33A及び33Bで補正した後に加算して高周波数成分画像D3を生成して、拡大画像D2Aに加算しているが、以下、仮に中間画像D32A及びD32Bをそのまま加算して高周波数成分画像D3を生成して、拡大画像D2Aに加算した場合に得られる効果について説明し、その後で、中間画像D32A及びD32Bの代わりに、中間画像D33A及びD33Bを加算することによる効果について説明する。
図14(a)〜(f)は中間画像D32Aを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図14(a)は高周波数成分画像生成手段1の周波数応答を、図14(b)は高周波数成分画像D1(又はD1h若しくはD1v)の周波数スペクトルを、図14(c)は画像拡大手段2B内のゼロ挿入手段21Bによって生成されるゼロ挿入画像D21B(又はD21Bh若しくはD21Bv)の周波数スペクトルを、図14(d)は拡大画像D2B(又はD2Bh若しくはD2Bv)の周波数スペクトルを、図14(e)は高周波数成分画像生成手段32A(又は32Ah若しくは32Av)の周波数応答を、図14(f)は高周波数成分画像生成手段32Aから出力される中間画像D32A(又はD32Ah若しくはD32Av)の周波数スペクトルを表している。
図15(a)〜(c)は中間画像D32Bを生成する際の作用を模式的に表した図であり、図15(a)は非線形処理手段31(又は31h若しくは31v)により高周波数成分が生成される様子を、図15(b)は高周波数成分画像生成手段32Bの周波数応答を、図15(c)は中間画像D32Bの周波数スペクトルを表している。
なお、サンプリング間隔S1はサンプリング間隔S2より短くなっており、サンプリング間隔を短くすることは画像を拡大することと同じである。
また、図19(e)には、エッジ近傍の低レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R1として、エッジ近傍の高レベル側に含まれる領域のうち、ゼロクロス点Zからの距離がある程度離れた領域が領域R2として示されている。以下、これらの領域R1、R2に注目して説明を行う。
図20(a)は図19(a)と同様、ステップエッジ信号を表しており、図20(b)は図19(b)と同様、ステップエッジ信号に対して得られる入力画像Dinを表している。
また、水平方向及び垂直方向について異なる特性のハイパスフィルタをかけることで、水平方向と垂直方向とでナイキスト周波数Fnに近い周波数に相当した周波数成分を異なる程度に含むようにすることもできる。
また、水平方向及び垂直方向について異なる特性の非線形処理及びハイパスフィルタをかけることで、水平方向と垂直方向とでナイキスト周波数Fnより高い周波数に相当した周波数成分を異なる程度に含むようにすることもできる。
さらに、先にも述べたように、水平方向の拡大率と垂直方向の拡大率とは同じでなくても良く、また水平方向、垂直方向の一方についてのみ拡大を行なっても良い。
図22(a)にステップエッジ信号、図22(b)にステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号、図22(c)はステップエッジ信号をサンプリング間隔S1でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表し、図22(d)はステップエッジ信号を間隔S1の3倍の間隔S3でサンプリングして得られる信号、図22(e)はステップエッジ信号を間隔S3でサンプリングして得られる信号の高周波数成分を表す。なお、図22(d)及び(e)において画素の位置PL1、PR1はステップエッジ信号の境界(輝度の明暗が変化する地点)を表す。通常、ステップエッジ信号をサンプリングした画像の高周波数成分を表す信号において、ゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置は、ステップエッジ信号の境界の位置とほぼ一致する。
一方、ステップエッジ信号を短いサンプリング間隔でサンプリングした画像の高周波数成分を表す信号では、ゼロクロス点Z近傍での局所的な最大値、最小値を与える画素の位置はよりゼロクロス点Zに近づき、ゼロクロス点にZより近い画素ほど高周波数成分を表す信号の振幅が大きくなる。
そしてこのようにして生成した拡大画像D2Bからハイパスフィルタ処理によって高周波数成分のみを取り出すことで図23(f)に示すようなサンプリング間隔S1に対応した中間画像D32Bを生成できる。
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、即ちプログラムされたコンピュータにより実現することも可能である。その場合の処理を図24、並びに図25〜図32を参照して説明する。
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。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。処理の結果生成される拡大画像Doutは、インターフェース15を介して表示部9に供給され、表示部9による表示に用いられる。
以下、CPU11により行なわれる処理を、図25〜図32を参照して説明する。
画像拡大ステップST2Bhでは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST1hで生成した水平方向高周波数成分画像D1hに対し、図3の画像拡大手段2Bhと同様の処理を行い、拡大画像D2Bhを生成する。
画像拡大ステップST2Bvでは、垂直方向高周波数成分画像生成ステップST1vで生成した垂直方向高周波数成分画像D1vに対し、図3の画像拡大手段2Bvと同様の処理を行い、拡大画像D2Bvを生成する。
高周波数成分画像処理ステップST3は、図28に示すように、高周波数成分画像生成ステップST32A、非線形処理画像生成ステップST30、高周波数成分画像補正ステップST33A、高周波数成分画像補正ステップST33B、及び加算ステップST34を有する。
高周波数成分通過ステップST32Aは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Ah、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Avを有する。
非線形処理ステップST31は、水平方向非線形処理ステップST31h、及び垂直方向非線形処理ステップST31vを有する。
高周波数成分画像生成ステップST32Bは、水平方向高周波数成分画像生成ステップST32Bh、及び垂直方向高周波数成分画像生成ステップST32Bvを有する。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Aでは、水平方向中間画像D32Ahと垂直方向中間画像D32Avから成る中間画像D32Aが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Aでは、図3の高周波数成分画像生成手段32Aと同様の動作が行われる。
水平方向非線形処理ステップST31hの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311hで、画像拡大ステップST2Bhで生成した拡大画像D2Bhにおける画素値の変化を水平方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に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特定する。信号増幅ステップST312hでは、拡大画像D2Bhのうち、ゼロクロス判定ステップST311hで特定されたゼロクロス点の左右に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31hとして生成する。
垂直方向非線形処理ステップST31vの動作は以下のごとくである。
まず、ゼロクロス判定ステップST311vで、画像拡大ステップST2Bvで生成した拡大画像D2Bvにおける画素値の変化を垂直方向に沿って確認する。そして画素値が正の値から負の値あるいは負の値から正の値に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特定する。信号増幅ステップST312vでは、拡大画像D2Bvのうち、ゼロクロス判定ステップST311vで特定されたゼロクロス点の上下に位置する画素の画素値を増幅し、その結果得られる画像を非線形処理画像D31vとして生成する。
このように、非線形処理ステップST31では、図3の非線形処理手段31と同様の動作が行われる。
そして高周波数成分画像生成ステップST32Bでは、水平方向中間画像D32Bhと垂直方向中間画像D32Bvから成る中間画像D32Bが生成される。
このように、高周波数成分通過ステップST32Bでは、図3の高周波数成分画像生成手段32Bと同様の動作が行われる。
符号比較ステップST33A1は水平方向符号比較ステップST33A1hと垂直方向符号比較ステップST33A1vを有する。
画素値変更ステップST33A2は水平方向画素値変更ステップST33A2hと垂直方向画素値変更ステップST33A2vを有する。
高周波数成分画像補正ステップST33Aの動作は以下のごとくである。
このように、符号比較ステップST33A1は、図9の符号比較手段33A1と同様の動作が行われる。
このように、画素値変更ステップST33A2は、図9の画素値変更手段33A2と同様の動作が行われる。
符号比較ステップST33B1は水平方向符号比較ステップST33B1hと垂直方向符号比較ステップST33B1vを有する。
画素値変更ステップST33B2は水平方向画素値変更ステップST33B2hと垂直方向画素値変更ステップST33B2vを有する。
高周波数成分画像補正ステップST33Bの動作は以下のごとくである。
このように、符号比較ステップST33B1は、図11の符号比較手段33B1と同様の動作が行われる。
このように、画素値変更ステップST33B2は、図11の画素値変更手段33B2と同様の動作が行われる。
この動作は、図1、図3の加算手段4と同じである。
Claims (32)
- 入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第1の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像を入力とし、第3の中間画像を出力する第1の高周波数成分画像補正手段をさらに備え、
前記第3の中間画像が前記第1の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出して第1の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像生成手段を含む第1の補正成分生成手段と、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った第2の中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む第2の補正成分生成手段と、
前記第1の補正成分生成手段の出力と、前記第2の補正成分生成手段の出力を加算する第2の加算手段とを備え、
前記第2の加算手段における加算の結果が、前記高周波数成分画像処理手段の出力として用いられ、
前記第2の補正成分生成手段が、前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像を入力とし、第4の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像補正手段を備え、
前記第4の中間画像が前記第2の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする画像処理装置。
画像処理装置。 - 前記第2の補正成分生成手段は、前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像を入力とし、第4の中間画像を出力する第2の高周波数成分画像補正手段を備え、前記第4の中間画像が前記第2の補正成分生成手段の出力として用いられる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第1の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像の画素値の符号を比較する第1の符号比較手段と、
前記第1の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の中間画像の画素値を変化させる第1の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第1の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記第2の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像の画素値の符号を比較する第2の符号比較手段と、
前記第2の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の中間画像の画素値を変化させる第2の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第2の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記第1の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第1の中間画像の画素値の符号を比較する第1の符号比較手段と、
前記第1の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の中間画像の画素値を変化させる第1の画素値変更手段を含み、
前記第2の高周波数成分画像補正手段は、
前記第2の拡大画像と前記第2の中間画像の画素値の符号を比較する第2の符号比較手段と、
前記第2の符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の中間画像の画素値を変化させる第2の画素値変更手段を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第1の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の中間画像の画素値をゼロとし、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の符号比較手段で前記第2の拡大画像の画素値の符号と前記第2の中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記非線形処理画像生成手段は、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を行った第1の非線形処理画像を生成する非線形処理手段と、
前記第1の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、前記第2の中間画像とする第3の高周波数成分画像生成手段を含む
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の画像処理装置。 - 前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について水平方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第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を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大し、第3の拡大画像を出力する第3の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第3の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の水平方向中間画像を出力する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第3の拡大画像に対して非線形処理を行った第2の非線形処理画像を出力する水平方向非線形処理手段と、
前記第2の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の水平方向中間画像を出力する第3の水平方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の水平方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の水平方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の水平方向符号比較手段を有し、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の水平方向中間画像の画素値を変化させる第1の水平方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の水平方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の水平方向中間画像の画素値を変化させる第2の水平方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記水平方向非線形形処理手段は、
前記第3の拡大画像の画素値が正から負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と、
前記水平方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第3の拡大画像の画素値を増幅する水平方向信号増幅手段を有し、
前記第3の水平方向高周波数成分画像生成手段は、前記水平方向信号増幅手段の出力する画像から高周波数成分を取り出す
ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理装置。 - 前記水平方向信号増幅手段は、
前記水平方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第1の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。 - 前記第1の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められる
ことを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。 - 前記第1の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められる
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の画像処理装置。 - 前記第1の水平方向画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段で前記第3の拡大画像の画素値の符号と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の水平方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項11乃至15のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記第2の水平方向画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段で前記第3の拡大画像の画素値の符号と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の水平方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について垂直方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第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を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大し、第4の拡大画像を出力する第4の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第4の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第4の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の垂直方向中間画像を出力する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第4の拡大画像に対して非線形処理を行った第3の非線形処理画像を出力する垂直方向非線形処理手段と、
前記第3の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の垂直方向中間画像を出力する第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の垂直方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の垂直方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第4の拡大画像と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の垂直方向符号比較手段を含み、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第1の垂直方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第4の拡大画像と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第2の垂直方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記垂直方向非線形形処理手段は、
前記第4の拡大画像の画素値が正から負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と、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段の判定結果に応じて決められる増幅率で前記第4の拡大画像の画素値を増幅する垂直方向信号増幅手段を有し、
前記第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段は、前記垂直方向信号増幅手段の出力する画像から高周波数成分を取り出す
ことを特徴とする請求項18に記載の画像処理装置。 - 前記垂直方向信号増幅手段は、
前記垂直方向ゼロクロス判定手段で判定されたゼロクロス点を含む第2の領域内に存在する画素の画素値に対する増幅率を1より大きな値とし、それ以外の画素の画素値に対する増幅率を1とする
ことを特徴とする請求項19に記載の画像処理装置。 - 前記第2の領域は前記第2の画像拡大手段における拡大率に応じて定められる
ことを特徴とする請求項20に記載の画像処理装置。 - 前記第2の領域に存在する画素に対する増幅率は画素に応じて定められる
ことを特徴とする請求項20又は21に記載の画像処理装置。 - 前記第1の垂直方向画素値変更手段は、
前記第1の垂直方向符号比較手段で前記第4の拡大画像の画素値の符号と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第1の垂直方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項18乃至22のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記第2の垂直方向画素値変更手段は、
前記第2の垂直方向符号比較手段で前記第4の拡大画像の画素値の符号と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号が異なると判断された場合、第2の垂直方向中間画像の画素値をゼロとする
ことを特徴とする請求項18乃至23のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記第1の高周波数成分画像生成手段は、
前記入力画像の各画素について水平方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第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、
前記入力画像の各画素について垂直方向近傍に存在する画素の画素値を用いて第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を有し、
前記第2の画像拡大手段は、
前記第1の水平方向高周波数成分画像を拡大し、第3の拡大画像を出力する第3の画像拡大手段と、
前記第1の垂直方向高周波数成分画像を拡大し、第4の拡大画像を出力する第4の画像拡大手段を有し、
前記第2の拡大画像は、前記第3の拡大画像と前記第4の拡大画像を含み、
前記第2の高周波数成分画像生成手段は、
前記第3の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の水平方向中間画像を出力する第2の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第4の拡大画像の高周波数成分のみを取り出し、第1の垂直方向中間画像を出力する第2の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記非線形処理画像生成手段は、
前記第3の拡大画像に対して非線形処理を行った第2の非線形処理画像を出力する水平方向非線形処理手段と、
前記第2の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の水平方向中間画像を出力する第3の水平方向高周波数成分画像生成手段と、
前記第4の拡大画像に対して非線形処理を行った第3の非線形処理画像を出力する垂直方向非線形処理手段と、
前記第3の非線形処理画像から高周波数成分を取り出し、第2の垂直方向中間画像を出力する第3の垂直方向高周波数成分画像生成手段を有し、
前記第1の中間画像は前記第1の水平方向中間画像と前記第1の垂直方向中間画像を含み、
前記第2の中間画像は前記第2の水平方向中間画像と前記第2の垂直方向中間画像を含み、
前記第1の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第1の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の水平方向符号比較手段と、
前記第4の拡大画像と前記第1の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第1の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第1の画素値変更手段は、
前記第1の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の水平方向中間画像の画素値を変化させる第1の水平方向画素値変更手段と、
前記第1の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第1の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第1の垂直方向画素値変更手段を有し、
前記第2の符号比較手段は、
前記第3の拡大画像と前記第2の水平方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の水平方向符号比較手段と、
前記第4の拡大画像と前記第2の垂直方向中間画像の画素値の符号を比較する第2の垂直方向符号比較手段を有し、
前記第2の画素値変更手段は、
前記第2の水平方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の水平方向中間画像の画素値を変化させる第2の水平方向画素値変更手段と、
前記第2の垂直方向符号比較手段による比較の結果に基づき前記第2の垂直方向中間画像の画素値を変化させる第2の垂直方向画素値変更手段を有する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 請求項1乃至25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。
- 入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップと
を有する画像処理方法において
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第2の拡大画像の高周波数成分を取り出す第2の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行う非線形処理画像生成ステップと、
前記第2の高周波数成分画像生成ステップにより得られる画像及び前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像を加算する加算ステップとを含み、
前記第2の高周波数成分画像生成ステップにより得られる画像及び前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像の少なくとも一方に対し、前記加算ステップによる加算の前に、前記第2の拡大画像に基づいて高周波数成分画像の補正を行う高周波数成分画像補正ステップをさらに有する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 前記高周波数成分画像補正ステップは、
前記補正の対象となる画像と、前記第2の拡大画像との画素値の符号を比較し、該比較の結果に基づき前記補正の対象となる画像の画素値を変化させることを特徴とする請求項27に記載の画像処理方法。 - 請求項27又は28に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。
- 入力画像を拡大する画像処理装置において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大手段と、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成手段と、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大手段と、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理手段と、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算手段と
を有する画像処理装置において、
前記高周波数成分画像処理手段は、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行った中間画像を出力する非線形処理画像生成手段を含む補正成分生成手段を備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 入力画像を拡大する画像処理方法において、
前記入力画像を拡大し、第1の拡大画像を出力する第1の画像拡大ステップと、
前記入力画像の高周波数成分を取り出し、第1の高周波数成分画像を生成する第1の高周波数成分画像生成ステップと、
前記第1の高周波数成分画像を拡大し、第2の拡大画像を出力する第2の画像拡大ステップと、
前記第2の拡大画像を入力とし、第2の高周波数成分画像を出力する高周波数成分画像処理ステップと、
前記第1の拡大画像と前記第2の高周波数成分画像を加算する第1の加算ステップと
を有する画像処理方法において
前記高周波数成分画像処理ステップは、
前記第2の拡大画像に対して非線形処理を含む処理を行う非線形処理画像生成ステップと、
前記非線形処理画像生成ステップにより得られる画像に対し、補正を行う高周波数成分画像補正ステップを有する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項30に記載の画像処理装置又は請求項31に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。
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