JP5394305B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、それぞれのフレームのカラー画像データが入力され、フレーム間の画像の変化に応じた補正を行った補正済みカラー画像データを出力する画像処理装置に関するものである。

液晶パネルは、液晶のオン／オフの応答速度が画像の表示速度よりも遅いという特性がある。この液晶パネルにおける液晶の応答速度を改善するために、フレームメモリに直前のフレームのカラー画像データを記憶しておき、これを現在のフレームのカラー画像データと比較することにより、フレーム間の画像の変化に応じた補正を行うオーバドライブという技術が一般的に用いられている。

図８は、オーバドライブを行う従来の画像処理装置の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理装置３０は、フレームメモリ３４と、オーバドライブ量を計算するＯＤ量計算部３６と、加算器３８とによって構成されている。

現在のフレームのカラー画像データ（ＲＧＢ入力）はフレームメモリ３４に記憶される。ＯＤ量計算部３６は、フレームメモリ３４から読み出した直前（過去）のフレームの各画素のＲＧＢ成分と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分とを利用して、オーバドライブ量を計算する。そして、加算器３８により、現在のフレームの各画素のＲＧＢ成分と、計算したオーバドライブ量とを加算して、補正済みのカラー画像データ（ＲＧＢ出力）を出力する。

ところで、フレームメモリ３４は、直前のフレームのカラー画像データ、上記例の場合、ＲＧＢ各成分の値を記憶するために、液晶パネルの解像度に応じて大容量の半導体メモリが必要になるという問題があった。

これに対し、特許文献１には、フレームメモリの容量を削減するために、入力映像信号を高能率符号化による情報圧縮回路で圧縮し、圧縮した映像情報をフレームメモリに記憶することが開示されている。

また、特許文献２には、フレームメモリからＹ成分のみを供給し、Ｙ成分のみにＬＡＯ処理（レベルアダプティブオーバドライブ処理）を行うことが開示されている。同文献によれば、Ｙ成分（輝度成分）に対してのみＬＡＯ処理を適用しても、人間が視覚上感じる表示特性改善効果は大きく、これによりＬＡＯ処理部における処理負担を軽減することができるとしている（第３の実施形態、図５参照）。

特開平６−２３７３９６号公報 特開２００５−１７４８４号公報

しかし、特許文献１の手法では、例えば、ＲＧＢ成分などの３つの要素をそれぞれ圧縮してフレームメモリに記憶しなければならないため、圧縮率には限界があるという問題があった。

一方、特許文献２の手法は、Ｙ成分のみの要素をフレームメモリに記憶すればよいため、ＲＧＢ成分全てを記憶する場合と比べて、フレームメモリの容量を１／３程度に削減することができる。しかし、直前のフレームのカラー画像データとしてＹ成分のみを使用してオーバドライブを行った場合、異なる色の境界線において色のにじみの副作用が発生する場合があるという問題があった。

本発明の目的は、液晶パネルをオーバドライブする場合に使用するフレームメモリの容量を削減するとともに、異なる色の境界線における色のにじみの発生を低減することができる画像処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、それぞれのフレームのカラー画像データが入力され、フレーム間の変化に応じた補正を行った補正済みカラー画像データを出力する画像処理装置であって、
直前のフレームの画素のＹ成分の値を記憶するフレームメモリと、
前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と現在のフレームのカラー画像データとを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する再現部と、
前記再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、前記補正済みカラー画像データを生成する補正部とを有することを特徴とする画像処理装置を提供するものである。

ここで、前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することが好ましい。

また、前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から該現在のフレームの画素のＵＶ成分の値を生成するＵＶ成分生成回路を含み、前記ＵＶ成分生成回路が生成した現在のフレームの画素のＵＶ成分の値と前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することが好ましい。

もしくは、前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から該現在のフレームの画素のＹ成分の値を生成するＹ成分生成回路を含み、前記Ｙ成分生成回路が生成した現在のフレームの画素のＹ成分の値と、前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することが好ましい。

また、前記入力されるカラー画像データを圧縮して、ＲＧＢもしくはＹＵＶ全ての成分の値を含む第１の圧縮画像データと、Ｙ成分のみの値を含む第２の圧縮画像データとから、一方を選択して前記フレームメモリに記憶する圧縮部をさらに備え、
前記圧縮部が前記第１の圧縮画像データを選択したときに、
前記再現部が、前記フレームメモリから読み出した第１の圧縮画像データを利用して直前のフレームの画素のＲＧＢ成分を生成し、
前記補正部が、前記生成した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、前記補正済みカラー画像データを生成することが好ましい。

また、前記圧縮部がさらに、
前記入力されるカラー画像データ、もしくは、前記第１の圧縮画像データの少なくとも一方を解析して、前記第１および第２の圧縮画像データのいずれを選択するかを決定する解析回路と、
前記入力されるカラー画像データの各フレームの開始を検出し、各フレームの初期の所定期間のみ前記解析回路による選択の更新を許可する検出回路とを備えることが好ましい。

本発明によれば、フレームメモリに１フレーム分の画素のＹ成分のみを記憶するため、ＲＧＢ成分の全てをフレームメモリに記憶する場合と比べて、フレームメモリの容量を１／３程度に削減することができる。

また、本発明によれば、現在のフレームのカラー画像データと、直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現し、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、補正済み画像データを生成することによって、異なる色の境界線における色のにじみの発生を低減することができる。

本発明の画像処理装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。 図１に示すＯＤ量計算部の構成を表す一例のブロック図である。 図１に示すＯＤ量計算部の構成を表す別の例のブロック図である。 Ｙ成分のみ、もしくは、ＹＵＶ全ての成分を圧縮した圧縮画像データを生成することが可能な、２つの圧縮回路を備えた圧縮部の構成の一例を示すブロック図である。 自然画を撮影した図面代用写真である。 異なる色の境界線において色のにじみが発生した状態を表す図面代用写真である。 異なる色の境界線における色のにじみの発生が低減された様子を表す図面代用写真である。 オーバドライブを行う従来の画像処理装置の構成を表すブロック図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の画像処理装置を詳細に説明する。

図１は、本発明に関わる画像処理装置の構成を表す一実施形態のブロック概念図である。同図に示す画像処理装置１０は、それぞれのフレームのカラー画像データが入力され、フレーム間の画像の変化に応じた補正を行った補正済みカラー画像データを出力するものであり、Ｙ成分生成回路（ＲＧＢ Ｔｏ Ｙ）１２と、フレームメモリ１４と、ＯＤ（オーバドライブ）量計算部１６と、加算器１８とによって構成されている。

Ｙ成分生成回路１２は、現在のフレームのカラー画像データ（ＲＧＢ入力）の各画素のＲＧＢ成分の値からＹ成分の値を生成する。ここで、Ｙ成分の値の生成方法は何ら限定されない。本実施形態の場合、Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂの計算式に基づいてＹ成分の値を算出する。

フレームメモリ１４は、Ｙ成分生成回路１２から入力される、１フレーム分の画素のＹ成分の値を記憶する半導体メモリである。フレームメモリ１４からは、記憶した１フレーム分の画素のＹ成分の値が、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値が入力される１フレーム時間後のタイミングで読み出される。つまり、フレームメモリ１４からは、直前のフレームの画素のＹ成分の値が読み出される。

ＯＤ量計算部１６は、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現し、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＢＧ成分の値とに基づいて、現在のフレームの各画素に対するオーバドライブ量を計算する。

ここで、ＯＤ量計算部１６において、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する部分は、本発明の再現部に相当するものである。

最後に、加算器１８は、ＯＤ量計算部１６により計算した現在のフレームの画素のオーバドライブ量と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを加算して、オーバドライブ用の補正済みカラー画像データ（ＲＧＢ出力）を生成する。

ここで、ＯＤ量計算部１６におけるオーバドライブ量を計算する部分と加算器１８は、本発明の補正部に相当するものである。本発明の補正部は、本実施形態の構成に限定されず、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、補正済み画像データを生成するものであればよい。例えば、ＯＤ量計算部１６においてオーバドライブ量を計算してから、現在のフレームのＲＧＢ成分の値と加算して補正済みカラー画像データを生成することは必須ではない。ＯＤ量計算部１６において、オーバドライブ量が加算された補正済みカラー画像データを生成することも可能である。

次に、ＯＤ量計算部１６について例を挙げて説明する。

図２は、図１に示すＯＤ量計算部の構成を表す一例のブロック図である。同図に示すＯＤ量計算部１６ａは、ＵＶ成分生成回路（ＲＧＢ Ｔｏ ＵＶ）２０と、ＲＧＢ成分再現回路（ＹＵＶ Ｔｏ ＲＧＢ）２２ａと、ＲＧＢ成分のそれぞれに対応して設けられた、３つのルックアップテーブル（ＬＵＴ）２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂとによって構成されている。

ＵＶ成分生成回路２０は、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値（現在のフレームのＲＧＢ）から現在のフレームの画素のＵＶ成分の値を生成する。ここで、ＲＧＢ成分の値からＵＶ成分の値を生成する方法は何ら限定されない。このような方法は既に各種のものが公知である。例えば、前述のＹ成分の計算式のように、計算式を用いてＲＧＢ成分からＵＶ成分を算出することもできる。

ＲＧＢ成分再現回路２２ａは、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値（直前のフレームのＹ）と、ＵＶ成分生成回路２０が生成した現在のフレームの画素のＵＶ成分の値とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する。

ここで、ＵＶ成分生成回路２０とＲＧＢ成分再現回路２２ａは、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する本発明の再現部を構成する。

ルックアップテーブル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、ＲＧＢ成分再現回路２２ａにより再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較し、補正済み画像データとして、現在のフレームの各画素のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に対応するＲ用ＯＤ量、Ｇ用ＯＤ量、Ｂ用ＯＤ量を出力する。

ここで、ルックアップテーブル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、補正済み画像データを出力する本発明の補正部を構成する。

図２に示すＯＤ量計算部１６ａでは、ＵＶ成分生成回路２０により、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から現在のフレームの画素のＵＶ成分の値を生成する。

続いて、ＲＧＢ成分再現回路２２ａにより、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、ＵＶ成分生成回路２０が生成した、現在のフレームの画素のＵＶ成分の値とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する。

そして最後に、ルックアップテーブル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにより、ＲＧＢ成分再現回路２２ａにより再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値に基づいて、現在のフレームの各画素のＲ用ＯＤ量、Ｇ用ＯＤ量、Ｂ用ＯＤ量を出力する。

ここで、直前のフレームのＵＶ成分と現在のフレームのＵＶ成分との差が無視できる程度に小さい場合には、ＲＧＢ成分再現回路２２ａにより、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を正確に再現することができる。従って、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とに基づいて、現在のフレームの正確なＯＤ量を生成することができる。直前のフレームのＵＶ成分と現在のフレームのＵＶ成分との差が大きい場合には、ＲＧＢ成分再現回路２２ａにより再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値に、誤差が含まれる。この結果、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とに基づいて生成したＯＤ量にも誤差が含まれる。

しかし、誤差は含まれるものの、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とに基づくことにより、直前のフレームのＹ成分の値と現在のフレームのＹ成分の値のみに基づく場合に比較すると、誤差の小さいＯＤ量を生成することができる。これにより、異なる色の境界線における色のにじみの発生を低減することができる。

次に、ＯＤ量計算部１６の別の例を挙げて説明する。

図３は、図１に示すＯＤ量計算部の構成を表す別の例のブロック図である。同図に示すＯＤ量計算部１６ｂは、Ｙ成分生成回路（ＲＧＢ Ｔｏ Ｙ）２６と、ＲＧＢ成分再現回路（ＹＵＶ Ｔｏ ＲＧＢ）２２ｂと、ＲＧＢ成分のそれぞれに対応して設けられた、３つのルックアップテーブル（ＬＵＴ）２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂとによって構成されている。

Ｙ成分生成回路２６は、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から現在のフレームの画素のＹ成分の値を生成する。同様に、ＲＧＢ成分の値からＹ成分の値を生成する方法は何ら限定されず、例えば、前述のＹ成分の計算式を利用することもできる。

ＲＧＢ成分再現回路２２ｂは、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、Ｙ成分生成回路２６が生成した現在のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する。

ここで、Ｙ成分生成回路２６とＲＧＢ成分再現回路２２ｂは、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する本発明の再現部を構成する。

ルックアップテーブル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、図２に示すものと同じものである。

図３に示すＯＤ量計算部１６ｂでは、Ｙ成分生成回路２６により、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から現在のフレームの画素のＹ成分の値を生成する。

続いて、ＲＧＢ成分再現回路２２ｂにより、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、Ｙ成分生成回路２６が生成した現在のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する。

そして最後に、ルックアップテーブル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにより、ＲＧＢ成分再現回路２２ｂにより再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値に基づいて、現在のフレームの各画素のＲ用ＯＤ量、Ｇ用ＯＤ量、Ｂ用ＯＤ量を出力する。

以下、図２に示すＲＧＢ成分再現回路２２ａにおける処理と、図３に示すＲＧＢ成分再現回路２２ｂにおける処理との等価性について説明する。

ＲＧＢ成分再現回路２２ａにおける処理は、Ａ’〜Ｆ’がＹＵＶ成分からＲＧＢ成分へ変換するための適切な係数であるとすると、下記計算式で表すことができる。
Ｒ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ａ’×Ｕ＋Ｂ’×Ｖ
Ｇ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ｃ’×Ｕ＋Ｄ’×Ｖ
Ｂ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ｅ’×Ｕ＋Ｆ’×Ｖ
ここで、Ｕ，Ｖは、現在のフレームの画素のＵＶ成分である。

一方、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値は、下記計算式で表すことができる。
Ｒ（現在）＝Ｙ（現在）＋Ａ’×Ｕ＋Ｂ’×Ｖ
Ｇ（現在）＝Ｙ（現在）＋Ｃ’×Ｕ＋Ｄ’×Ｖ
Ｂ（現在）＝Ｙ（現在）＋Ｅ’×Ｕ＋Ｆ’×Ｖ

ここで、上記の計算式において、Ｙ（現在）を左辺に移動すると、下記計算式のように表される。
Ｒ（現在）−Ｙ（現在）＝＋Ａ’×Ｕ＋Ｂ’×Ｖ
Ｇ（現在）−Ｙ（現在）＝＋Ｃ’×Ｕ＋Ｄ’×Ｖ
Ｂ（現在）−Ｙ（現在）＝＋Ｅ’×Ｕ＋Ｆ’×Ｖ

これをＲＧＢ成分再現回路２２ａの計算式に代入すると、下記計算式のように、直前のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分とによって表される。
Ｒ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ｒ（現在）−Ｙ（現在）
Ｇ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ｇ（現在）−Ｙ（現在）
Ｂ（過去）＝Ｙ（過去）＋Ｂ（現在）−Ｙ（現在）
図３のＲＧＢ成分再現回路２２ｂにおける処理は、この式を利用して行われる。

上記のことから、ＲＧＢ成分再現回路２２ａとＲＧＢ成分再現回路２２ｂは等価な処理を行うものであることが分かる。また、ＲＧＢ成分再現回路２２ａのように、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分からＵＶ成分（２つの成分）を求めるよりも、ＲＧＢ成分再現回路２２ｂのように、Ｙ成分だけ（１つの成分）を求める方が計算が容易であり、回路規模も削減することができる。

なお、図１〜図３の例のように、ＲＧＢ形式のカラー画像データが入力される場合には、Ｙ成分生成回路によって生成したＹ成分の値をフレームメモリに記憶する。そして、フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する。これに対して、ＹＵＶ形式のカラー画像データが入力される場合には、入力されたカラー画像データのＹ成分の値をフレームメモリに記憶する。そして、フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの画素のカラー画像データとを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することができる。この場合にも、図２に示したＲＧＢ成分再現回路２２ａ、もしくは、図３に示したＲＧＢ成分再現回路２２ｂを利用することが可能である。

次に、画像処理装置１０の動作を説明する。

画像処理装置１０では、Ｙ成分生成回路１２により、現在のフレームのカラー画像データ（ＲＧＢ入力）の各画素のＲＧＢ成分の値からＹ成分の値を生成し、生成した現在のフレームの画素のＹ成分の値をフレームメモリ１４に記憶する。

続いて、ＯＤ量計算部１６により、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを利用して、現在のフレームの各画素に対するオーバドライブ量を計算する。

そして最後に、加算器１８により、計算した現在のフレームの画素のオーバドライブ量と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを加算して、オーバドライブ用の補正済みカラー画像データ（ＲＧＢ出力）を生成する。

画像処理装置１０では、フレームメモリ１４に１フレーム分の画素のＹ成分のみを記憶するため、ＲＧＢ成分の全てをフレームメモリ１４に記憶する場合と比べて、フレームメモリの容量を１／３程度に削減することができる。ここで、フレームメモリ１４の容量をさらに削減するために、Ｙ成分生成回路１２により生成したＹ成分の値を量子化したり、圧縮したりする構成とすることも可能である。

この場合にも、ＯＤ量計算部１６により、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現し、再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、補正済み画像データを生成することによって、異なる色の境界線における色のにじみの発生を低減することができる。

また、入力されるカラー画像データの性質によっては、圧縮率を高くすることができ、限られた容量のフレームメモリ１４に、全ての色成分の値を含む圧縮画像データを記憶することが可能な場合もある。そこで、全ての成分を圧縮した圧縮画像データのデータ量が大きく、フレームメモリ１４に記憶することができない場合には、Ｙ成分のみを圧縮した圧縮画像データをフレームメモリ１４に記憶する一方で、全ての成分を圧縮した圧縮画像データが記憶できる場合には、それをフレームメモリ１４に記憶することも可能である。

例えば、一様な背景の前面を、単一の物体が一定速度で移動するような単純な画像であれば、１フレームのカラー画像データの全ての色成分を高い圧縮率で圧縮し、フレームメモリ１４に記憶することが可能である。このような単純な画像では、オーバドライブ処理の効果が容易に認識できるため、直前のフレームのＹ成分のみを利用してＯＤ量を計算したのでは、十分な画質が得られない可能性がある。

このように、Ｙ成分のみを利用したオーバドライブ処理では十分な画質が得られない場合には、全ての色成分をフレームメモリ１４に記憶してオーバドライブ処理に利用することが可能である。すなわち、フレームメモリ１４に記憶した全ての色成分の値を含む圧縮画像データを読み出し、これを利用して直前のフレームのＲＧＢ成分を生成し、現在のフレームのＲＧＢ成分と比較することにより、高精度のオーバドライブ処理を行うことが可能である。これによって、高い画質を得ることができる。

一方、例えば、フレーム全体に多数の物体が無秩序に配置され、高い空間周波数を有する画像の場合、圧縮率を高くすることは困難であり、限られた容量のフレームメモリ１４に記憶するためには、Ｙ成分のみを圧縮する必要がある。しかし、このような画像の場合には、オーバドライブ処理の効果が容易には認識できない。従って、Ｙ成分のみをフレームメモリ１４に記憶してオーバドライブを行っても、十分な画質を得ることが可能である。

図４は、上記の目的でＹ成分のみ、もしくは、全ての色成分を圧縮した圧縮画像データを生成することが可能な、２つの圧縮回路を備えた圧縮部の構成の一例を示すブロック図である。

図４に示す圧縮部４０は、ＹＵＶ成分生成回路（ＲＧＢ Ｔｏ ＹＵＶ）４２と、量子化回路４４と、第１および第２の圧縮回路（ＹＵＶ成分圧縮回路およびＹ成分圧縮回路）４６ａ、４６ｂと、画像解析回路４８と、セレクタ５０とによって構成されている。この圧縮部４０は、例えば、図１に示す画像処理回路１０の、Ｙ成分生成回路１２に置きかえて利用することができる。この場合、フレームメモリ１４とＯＤ量計算部１６との間には、フレームメモリ１４から読み出した直前のフレームの圧縮画像データを伸長して、現在のフレームの画像データと比較可能なように、圧縮前の画像データに復元する復元部が設けられる。

ＹＵＶ成分生成回路４２は、入力画像データのＲＧＢ成分からＹＵＶ成分を生成する。Ｙ成分の生成には前述の計算式を利用することができる。ＵＶ成分の生成には、例えば、Ｕ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ、および、Ｖ＝−０．１６９Ｒ−０．３３２Ｇ＋０．５００Ｂの計算式を利用することができる。なお、入力される画像データがＹＵＶ成分で表現されるものである場合には、ＹＵＶ成分生成回路４２は不要である。

続いて、ＹＵＶ成分生成回路４２で生成したＹＵＶ成分のそれぞれを、量子化回路４４で量子化し、量子化ＹＵＶ成分を生成する。そして、量子化ＹＵＶ成分を第１の圧縮回路４６ａと第２の圧縮回路４６ｂとのそれぞれに入力する。

第１の圧縮回路４６ａは、ＹＵＶ成分のそれぞれを圧縮し、ＹＵＶ全ての成分を有する圧縮画像データを生成する。第２の圧縮回路４６ｂは、Ｙ成分のみを圧縮し、Ｙ成分のみを有する圧縮画像データを生成する。第１および第２の圧縮回路４６ａ、４６ｂは、例えば、入力される画像データの、複数の画素を単位として、可変長符号化処理による圧縮を行う。その結果、入力される画像の性質、具体的には例えば、空間周波数によって、圧縮画像データのデータ量、すなわち、圧縮比が変化する。具体的には、空間周波数が低い画像ほど、高い圧縮比が得られ、圧縮画像データのデータ量は小さくなる。

セレクタ５０は、第１の圧縮回路４６ａが生成したＹＵＶ全ての成分を含む第１の圧縮画像データと、第２の圧縮回路４６ｂが生成したＹ成分のみを含む第２の圧縮画像データとの一方を選択して、圧縮画像データとして出力する。画像解析回路４８は、入力画像データ、もしくは、圧縮画像データの解析を行い、その結果に基づいて、選択信号を生成してセレクタ５０に供給する。

画像解析回路４８は、例えば、圧縮画像データのデータ量を測定することによって解析を行い、選択信号を生成することができる。具体的には例えば、第１の圧縮回路４６ａが生成した第１の圧縮画像データのデータ量を測定し、所定の基準値以下であれば、１フレーム分の第１の圧縮画像データをフレームメモリ１４に記憶することが可能と判断し、第１の圧縮画像データを選択する選択信号を生成する。一方、第１の圧縮画像データのデータ量が所定の基準値を上回る場合には、第２の圧縮回路４６ｂが生成した第２の圧縮画像データを選択する選択信号を生成する。

なお、図４では省略したが、画像解析回路４８で圧縮後の画像データの解析を行って選択信号を生成する場合には、その解析に必要な時間だけ第１および第２の圧縮画像データを遅らせてセレクタ５０に入力するために、第１および第２の圧縮回路４６ａ、４６ｂとセレクタ５０との間にバッファを設ける。

また、圧縮を行う前のＲＧＢ成分、もしくは、ＹＵＶ成分の画像データを解析して、選択信号を生成することも可能である。例えば、所定の画像毎に各成分の変化の頻度および変化幅を測定して、所定の基準値以下であれば、高い圧縮比が実現でき、第１の圧縮画像データをフレームメモリ１４に記憶することが可能と判断し、第１の圧縮画像データを選択する選択信号を生成する。一方、変化の頻度および変化幅が所定の基準値を超える場合には、第２の圧縮画像データを選択する選択信号を生成する。

全ての色成分の値を含む圧縮画像データとして、ＹＵＶ成分の値を含む圧縮画像データではなく、ＲＧＢ成分の値を含む圧縮画像データを生成し、フレームメモリ１４に記憶することも可能である。この場合には、第１の圧縮回路４６ａとして、ＲＧＢ成分の値を含む圧縮画像データを生成する圧縮回路を設け、これに、ＲＧＢ成分の入力画像データを入力する。

なお、１つのフレームの中で圧縮回路の選択が変化すると、画質が変化し、目立つ場合がある。これを防止するため、圧縮部４０にさらに、各フレームの開始と、各ラインの開始とを検出する検出回路を設け、各フレームの最初の所定数のラインの期間だけ画像解析回路４８の解析結果による選択信号の更新を許可し、その後は、選択信号の更新を禁止する制御信号を生成して画像解析回路４８に供給することが可能である。フレームおよびラインの開始は、画像データとともに入力される、垂直同期信号、および、データ有効信号のレベルを観察することにより検出可能である。

フレームメモリ１４にＹＵＶ全ての成分の値を含む圧縮画像データを記憶した場合には、フレームメモリ１４から読み出し、復元部で復元した直前のフレームのＹＵＶ成分を、例えば、図２のＯＤ量計算部１６ａのＲＧＢ成分再現回路２２ａに入力する。このために、ＲＧＢ成分再現回路２２ａの入力側にセレクタを設け、ＵＶ成分生成回路２０が生成したＵＶ成分と復元部で復元したＵＶ成分の一方を選択する。この、ＯＤ量計算部１６ａに設けられるセレクタには、上記の更新禁止後に図４の圧縮部４０のセレクタ５０に供給される選択信号を記憶しておき、次のフレーム期間に、選択信号として供給することが可能である。

図３のＯＤ量計算部１６ｂを利用する場合には、復元部で復元した直前のフレームのＹＵＶ成分を変換して直前のフレームのＲＧＢ成分を生成する回路を設け、その出力を、ＲＧＢ成分再現回路２２ｂで再現したＲＧＢ成分に代えて、ＬＵＴ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに入力する。

フレームメモリ１４にＲＧＢ成分の値を含む圧縮画像データを記憶した場合には、フレームメモリ１４から読み出し、復元部で復元した直前のフレームのＲＧＢ成分を、図３もしくは図４のＲＧＢ成分再現回路２２ａ、２２ｂで再現した直前のフレームのＲＧＢ成分に代えて、ＬＵＴ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂに入力する。

図５に示すような一般の自然画で本発明による効果を調査した。調査は、図５に示す元画像を４ピクセル／フレームで右側にスクロールした時に、オーバドライブ処理を行うことにより実施した。

Ｙ成分のみのオーバドライブを行った場合（比較例、図６参照）に比較して、直前のフレームの画素のＹ成分と、現在のフレームの画素のＹ成分と、現在のフレームの画素のＲＧＢ成分とから擬似的に直前のフレームの画素のＲＧＢ成分を生成してオーバドライブを行った場合（実施形態、図７参照）の方が、洋なしの右境界における赤色の変色が少なく、画質の向上を視認できることが確認できた。

なお、上記実施形態では、入出力に使用するカラー画像データとして、ＲＧＢ方式を使用しているが、これに限定されず、例えば、ＹＵＶ方式などのように、どのような色の表現方式のカラー画像データを使用してもよい。また、Ｙ成分生成回路とＯＤ量計算部の具体的な構成は何ら限定されず、上記と同様の機能を実現する各種構成のものが利用できる。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０，３０ 画像処理装置
１２，２６ Ｙ成分生成回路
１４，３４ フレームメモリ
１６，１６ａ、１６ｂ、３６ ＯＤ量計算部
１８，３８ 加算器
２０ ＵＶ成分生成回路
２２ａ、２２ｂ ＲＧＢ成分再現回路
２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ ルックアップテーブル
４０ 圧縮部
４２ ＹＵＶ成分生成回路
４４ 量子化回路
４６ａ、４６ｂ 圧縮回路
４８ 画像解析回路
５０ セレクタ

Claims (6)

1. それぞれのフレームのカラー画像データが入力され、フレーム間の変化に応じた補正を行った補正済みカラー画像データを出力する画像処理装置であって、
   直前のフレームの画素のＹ成分の値を記憶するフレームメモリと、
   前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と現在のフレームのカラー画像データとを利用して、直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現する再現部と、
   前記再現した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、前記補正済みカラー画像データを生成する補正部とを有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と、前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から該現在のフレームの画素のＵＶ成分の値を生成するＵＶ成分生成回路を含み、前記ＵＶ成分生成回路が生成した現在のフレームの画素のＵＶ成分の値と前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記再現部が、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値から該現在のフレームの画素のＹ成分の値を生成するＹ成分生成回路を含み、前記Ｙ成分生成回路が生成した現在のフレームの画素のＹ成分の値と、前記フレームメモリから読み出した直前のフレームの画素のＹ成分の値と、前記現在のフレームの画素のＲＧＢ成分の値とを利用して、前記直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値を再現することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記入力されるカラー画像データを圧縮して、ＲＧＢもしくはＹＵＶ全ての成分の値を含む第１の圧縮画像データと、Ｙ成分のみの値を含む第２の圧縮画像データとから、一方を選択して前記フレームメモリに記憶する圧縮部をさらに備え、
   前記圧縮部が前記第１の圧縮画像データを選択したときに、
   前記再現部が、前記フレームメモリから読み出した第１の圧縮画像データを利用して直前のフレームの画素のＲＧＢ成分を生成し、
   前記補正部が、前記生成した直前のフレームの画素のＲＧＢ成分の値と現在のフレームの対応する画素のＲＧＢ成分の値とを比較して、前記補正済みカラー画像データを生成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記圧縮部がさらに、
   前記入力されるカラー画像データ、もしくは、前記第１の圧縮画像データの少なくとも一方を解析して、前記第１および第２の圧縮画像データのいずれを選択するかを決定する解析回路と、
   前記入力されるカラー画像データの各フレームの開始を検出し、各フレームの初期の所定期間のみ前記解析回路による選択の更新を許可する検出回路とを備えることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。