JP6035153B2 - 画像処理装置、画像表示装置、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents
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Description
(テレビ放送受信装置)
図1は、実施形態1のテレビ放送受信装置1の概略構成を示すブロック図である。テレビ放送受信装置1は、テレビ放送の画像、外部の機器から入力した画像、若しくは、挿入されている記録媒体から読み出された画像を表示させる画像表示装置である。
つぎに、映像信号処理部161について詳細に説明する。図2は、映像信号処理部161の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、映像信号処理部161は、デコーダ201、IP変換処理部202、スケーラ処理部203、第1信号変換処理部204、エンハンスメント処理部205、カラー調整処理部206、および、第2信号変換処理部207を備える。
つぎに、エンハンスメント処理部205を詳細に説明する。図3は、本実施形態のエンハンスメント処理部205の概略構成の一例を示すブロック図である。
つぎに、第1ノイズ判定処理部301および第2ノイズ判定処理部302を説明する。第1ノイズ判定処理部301は、図5に示すように、注目画素を含み且つ垂直方向に一列に並ぶ画素群からなる参照範囲(ドット部分)を設定し、この参照範囲を用いて各種判定を行うものである。
差異A:第1ノイズ判定処理部301の参照範囲は、図5に示すように、注目画素を含み且つ垂直方向に一列に並ぶ画素群であるのに対し、第2ノイズ判定処理部302の参照範囲は、注目画素を含み且つ水平方向に一列に並ぶ画素群である点が相違する。
差異B:第1ノイズ判定処理部301は、フィルタタイプの判定結果を示したフィルタタイプ情報を第1フィルタ処理部303に出力するのに対し、第2ノイズ判定処理部302は、前記フィルタタイプ情報を第2フィルタ処理部304に出力する。
図5に入力輝度信号YINの画素位置を示す。ここで、中心の画素が注目画素である。垂直方向(y方向)に関するノイズ判定処理(第1ノイズ判定処理部301による処理)では、注目画素と、注目画素の上下に位置する複数の参照画素とを用いて行う。具体的には、注目画素をP(x,y)とすると、P(x,y)が中心に位置しており且つ9個の画素が垂直方向に連続して一列に並ぶ画素群を参照範囲(図5のドット部分)とし、参照範囲内の画素のうち、P(x,y)以外の8つの画素を参照画素とする。但し、水平方向(x方向)に関する処理(第2ノイズ判定処理部302による処理)では、P(x,y)が中心に位置しており且つ9個の画素が水平方向(x方向)に連続して一列に並ぶ画素群を参照範囲として特定することになる。また、本実施形態では参照範囲の画素数を9とするが、勿論、当該画素数は変更可能である。
dPR43=Pb(x,y−4)−Pb(x,y−3)
dPR32=Pb(x,y−3)−Pb(x,y−2)
dPR21=Pb(x,y−2)−Pb(x,y−1)
dPR10=Pb(x,y−1)−Pb(x,y )
dNX01=Pb(x,y )−Pb(x,y+1)
dNX12=Pb(x,y+1)−Pb(x,y+2)
dNX23=Pb(x,y+2)−Pb(x,y+3)
dNX34=Pb(x,y+3)−Pb(x,y+4)
隣接差分の大きさ
dAPR43=|dPR43|
dAPR32=|dPR32|
dAPR21=|dPR21|
dAPR10=|dPR10|
dANX01=|dNX01|
dANX12=|dNX12|
dANX23=|dNX23|
dANX34=|dNX34|
隣接差分の和の大きさ
sumAPR3=|dPR43+dPR32|
sumAPR2=|dPR32+dPR21|
sumAPR1=|dPR21+dPR10|
sumACNT=|dPR10+dNX01|
sumANX1=|dNX01+dNX12|
sumANX2=|dNX12+dNX23|
sumANX3=|dNX23+dNX34|
第1ノイズ判定処理部301は、隣接差分の大きさと隣接差分の和の大きさとを用いて、下記の第1予備判定〜第3予備判定を行い、これら3つの予備判定の判定結果に基づいて、輝度変化急峻判定を行う。輝度変化急峻判定とは、注目画素が輝度変化急峻領域に属する可能性があるかどうかの判定である。輝度変化急峻領域は、注目画素と隣接画素との間で輝度差が大きくなっている領域(輝度変化が急峻になっている領域)である。より具体的に説明すると、輝度変化急峻領域は、(a)画素位置が移っていくに従って平坦部からエッジ部に変わっていくような領域、または、(b)上方向(水平の場合は左方向)の隣接画素の輝度値から注目画素の輝度値を引いた際の差分の符号と、注目画素の輝度値から下方向(水平の場合は右方向)の隣接画素の輝度値を引いた際の差分の符号とが異なっている領域を指す。
第1予備判定は注目画素が非平坦部(輝度が均一な平坦部以外の領域)であるかどうかの判定である。第1ノイズ判定処理部301は、注目画素とその上下の画素との隣接差分の大きさであるdAPR10またはdANX01が0でない場合、注目画素は非平坦部であると判定する。つまり、dAPR10およびdANX01の少なくとも一方が0ではない場合、注目画素は非平坦部と判定され、それ以外の場合は注目画素が非平坦部と判定しない。
第2予備判定は注目画素がエッジ開始部であるかどうかの判定である。第1ノイズ判定処理部301は、注目画素とその上下の画素との隣接差分の大きさであるdAPR10またはdANX01が0である場合、注目画素はエッジ開始部であると判定する。つまり、dAPR10およびdANX01の少なくとも一方が0である場合、注目画素はエッジ開始部と判定され、それ以外の場合はエッジ開始部と判定しない。
第3予備判定は注目画素が頂点部であるかどうかの判定である。頂点部とは、隣接画素(近傍画素)との差分(隣接差分)の符号が注目画素の前後で異なる部分の注目画素を示しており、例えば、注目画素の輝度が低い場合にその両側の近傍画素の輝度が両方とも高い場合、若しくは、注目画素の輝度が高い場合にその両側の近傍画素の輝度が両方とも低い場合、その注目画素を頂点部とみなす。このような頂点部はスパイクノイズのような孤立点ノイズである可能性が高い。隣接差分を求める際には、注目画素に対して垂直方向であれば(第1ノイズ判定処理部301の処理)、上から下、注目画素に対して水平方向であれば(第2ノイズ判定処理部302の処理)、左から右に順番に差分を計算する為、頂点部の場合、隣接差分の符号が注目画素の前後で異なることになる。
第1ノイズ判定処理部301は、第1予備判定、第2予備判定、第3予備判定の判定結果に基づいて、注目画素について垂直方向に関する輝度変化急峻判定を行う。
図4に示すように、第1ノイズ判定処理部301は、S11のピーク判定後、モスキート判定を行うようになっている(S12)。ここでは、隣接差分の大きさと隣接差分の和の大きさとを用いて、以下の第4予備判定〜第7予備判定の4つの予備判定を行い、4つの予備判定の判定結果に基づいて、モスキート判定を行うようになっている。
第4予備判定は、注目画素がモスキートノイズの発生している可能性のある平坦部かどうかの判定である。以下、この判定を説明する。
NXASum=dANX01+dANX12+dANX23+dANX34
つまり、PRASumが上側領域の隣接差分の大きさの和であり、NXASumが上側領域の隣接差分の大きさの和である。
第5予備判定は、図5の参照範囲(ドット部分)から求められた隣接差分の大きさの総和(ALLASum)を求め、ALLASumに基づき、モスキートノイズが発生している可能性を判断する処理である。以下、この処理について説明する。
ALLASum=PRASum+NXASum
第6予備判定は、隣接差分の大きさ(dPRA43〜dNXA34)と隣接差分の和の大きさ(sumAPR3〜sumANX3)とのうちの最高値(ALLAMAX)を求め、ALLAMAXからモスキートノイズが発生している可能性を判断する処理であり、以下の式のようになる。
つまり、max(a,b,・・・,z)はa〜zまでの中で最大値のものを選択することを表す。
第7予備判定は、注目画素がモスキートノイズの発生している可能性があるモスキート候補点かどうかの判定である。以下、この判定について説明する。
第1ノイズ判定処理部301は、第4予備判定〜第7予備判定から得られる4つの判定結果を基に、注目画素がモスキート画素(モスキートノイズの生じている可能性のある画素)であるかどうかのモスキート判定を行う。
図4に示すように、第1ノイズ判定処理部301は、S12のモスキート判定後、フィルタタイプを決定して、決定したフィルタタイプを示すフィルタタイプ情報を出力するようになっている(S13)。
微小振幅候補点判定は、注目画素が、微小振幅候補点であるかどうかの判定である。微小振幅候補点とは、平坦部(平坦領域)の候補点、または、微小振幅ノイズ領域(小さな輝度変化のノイズのある領域)の候補点を指す。以下、微小振幅候補点判定について説明する。
変化点判定は、注目画素が変化点(輝度変化が多く存在する領域に属する可能性のある画素)であるかどうかを判定する処理である。以下、この判定を説明する。
第1ノイズ判定処理部301は、微小振幅候補点判定の判定結果と、変化点判定の判定結果と、前述のS11の輝度変化急峻判定の判定結果と、前述のS12のモスキート判定の判定結果との4つの判定結果に基づいてフィルタタイプを設定する。
ノイズ可能性判定は、注目画素の周囲8画素の各々に設定されるフィルタタイプから、注目画素がノイズである可能性を判定するものである。周囲8画素とは、注目画素に隣り合っており、注目画素の上側、左側、右側、下側、左上、右上、右下、左下の画素を指している。
モスキートエリア判定は、注目画素がモスキートエリア(モスキートノイズの生じている領域)に存在するかどうかの判定処理である。具体的には以下のようにして判定を行う。
第1ノイズ判定処理部301は、現時点で設定されているフィルタタイプがノーマルタイプである場合、必要に応じてフィルタタイプを補正する。
モスキートタイプ最終判定:現時点にて設定されているフィルタタイプがノーマルタイプであり、且つ、モスキートエリア判定にて真の判定結果が出力された場合、フィルタタイプをノーマルタイプからモスキートタイプに補正し、そうでない場合は補正しない。
図4に示すように、第1ノイズ判定処理部301は、S13のフィルタタイプの決定後、最後にマスク情報の設定を行う(S14)。ここでは、後述する混合処理時に用いられる重み係数Wを出力する重み出力部305で使用する複数の情報をマスク情報M1として1つにまとめて出力する。まとめられる情報は、S11の輝度変化急峻判定の判定結果と、S12のモスキート判定の判定結果と、微小振幅候補点判定の判定結果と、変化点判定の判定結果と、モスキートエリア判定の判定結果と、下記のノイズカウント処理の処理結果とである。
ノイズカウント処理とは、注目画素の周囲8画素の各々に対して下記のノイズ判定を行い、且つ、この周囲8画素のうち、このノイズ判定にて真と判定された画素の数をカウントする処理である。なお、ノイズカウント処理の処理対象となる周囲8画素とは、注目画素に隣り合っており、注目画素の上側、左側、右側、下側、左上、右上、右下、左下の画素を指している。
つぎに、第1フィルタ処理部303および第2フィルタ処理部304を説明する。第1フィルタ処理部303は、垂直方向に要素が並んだ1×9の1次元フィルタ(加重平均フィルタ)を用いて、注目画素に対してフィルタ処理を行うものである。
差異1:第1フィルタ処理部303は垂直方向に要素が並んだ1×9の1次元フィルタ(加重平均フィルタ)を用いるが、第2フィルタ処理部304は水平方向に要素が並んだ9×1の1次元フィルタ(加重平均フィルタ)を用いる点が相違する。
差異2:第1フィルタ処理部303は、第1ノイズ判定処理部301から出力されたフィルタタイプ情報F1を参照してフィルタ係数を設定するのに対し、第2フィルタ処理部304は、第2ノイズ判定処理部302から出力されたフィルタタイプ情報F2を参照してフィルタ係数を設定する点が相違する。
差異3:第1フィルタ処理部303は、エンハンスメント処理部205へ入力する入力輝度信号YINにフィルタ処理を行うのに対し、第2フィルタ処理部304は、第1フィルタ処理部303によるフィルタ処理後の輝度信号YFIL1にフィルタ処理を行うようになっている点が相違する。
つぎに、図3に示されるエンハンスメント処理部205の重み出力部305の処理を説明する。重み出力部305は、第1ノイズ判定処理部301から出力されるマスク情報M1と第2ノイズ判定処理部302から出力されるマスク情報M2とを参照して、混合処理部306にて用いられる重み係数Wを出力するブロックである。
ノイズ信頼度=COUNT1+COUNT2+NOISE1+NOISE2
図9のS31にてノイズ信頼度を出力した後、重み出力部305は、重み係数取得処理を行う(S32)。重み係数取得処理では、重み出力部305は、制御部16の記憶部(不図示)に記憶されている重み係数テーブル(図11)を参照して、S31にて出力したノイズ信頼度に対応する重み係数Wを取得する。重み係数テーブルは、図11に示すように、ノイズ信頼度と重み係数Wとの対応関係を示したテーブル(LUT)である。
条件1:第1ノイズ判定処理部301のマスク情報M1から取得したモスキートエリア判定の判定結果が真、または、第2ノイズ判定処理部302のマスク情報M2から取得したモスキートエリア判定の判定結果が真である。
条件2:S32にて設定された重み係数Wが第9閾値(TH9)よりも大きい。
つぎに、図3のエンハンスメント処理部205の混合処理部306の処理を説明する。混合処理部306は、入力輝度信号YINと第2フィルタ処理部304によるフィルタ処理後の輝度信号YFIL2との差分値をディテール強調成分DDIFFとして求め、重み出力部305にて求めた重み係数Wと所定のゲインGとを用いることで、フィルタ処理後の輝度信号YFIL2にディテール強調成分DDIFFを混合する混合処理を行うものである。
つぎに、具体的な値を用いることで、以上にて示したエンハンスメント処理部205の処理を、より詳細に説明する。
dPR43=151−151=0
dPR32=151−151=0
dPR21=151−152=−1
dPR10=152−115=37
dNX01=115−151=−36
dNX12=151−150=1
dNX23=150−136=14
dNX34=136−150=−14
隣接差分の大きさ
dAPR43=0
dAPR32=0
dAPR21=1
dAPR10=37
dANX01=36
dANX12=1
dANX23=14
dANX34=14
隣接差分の和の大きさ
sumAPR3=0
sumAPR2=1
sumAPR1=36
sumACNT=1
sumANX1=35
sumANX2=15
sumANX3=0
そして、第1ノイズ判定処理部301は、隣接差分、隣接差分の大きさ、隣接差分の和の大きさの値を用いて、以下のように各判定を行う。
dAPR10=37≠0、dANX01=36≠0であるため、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aが非平坦部であると判定する。
dAPR10=37≠0、dANX01=36≠0であるため、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aがエッジ開始部であると判定しない。
dAPR10+dANX01=73、sumACNT=1で、APR10+dANX01がsumACNTより大きいため、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aが頂点部であると判定する。
「第1予備判定にて注目画素が非平坦部と判定され且つ第2予備判定にて注目画素がエッジ開始点と判定された」という条件を満たさないが、「第3予備判定にて注目画素が頂点部であると判定された」という条件を満たすため、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aが輝度変化急峻領域に属する可能性があると判定する(真の判定結果を出力する)。
PRASum=0+0+1+37=38
NXASum=36+1+14+14=65
ここで、TH1=63であったとすると、PRASum<TH1であり、NXASum>TH1であるため、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aを、モスキートノイズの発生している可能性のある平坦部と判定する(真の判定結果を出力する)。
ALLASum=38+65=103
ここで、TH2=32であったとすると、ALLASum>TH2であるので、第1ノイズ判定処理部301は、モスキートノイズが発生している可能性があると判定する(真の判定結果を出力する)。
ALLAMAX=37
ここで、TH3=32であったとすると、ALLAMAX>TH3であるので、第1ノイズ判定処理部301は、モスキートノイズが発生している可能性があると判定する(真の判定結果を出力する)。
TH4=63であったとすると、dAPR10=37、dANX01=36で、dANX01よりもdAPR10の方が大きく、また、dAPR10<TH4であるので、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aをモスキート候補点であると判定する(真の判定結果を出力する)。
第4予備判定、第5予備判定、第6予備判定、第7予備判定の判定結果がいずれも真であることから、第1ノイズ判定処理部301は注目画素Aをモスキート画素であると判定する(真の判定結果を出力する)。
TH5=6であったとすると、dAPR10=37、dANX01=36で、dANX01よりもdAPR10の方が大きく、また、dAPR10>TH5であるので、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aを微小振幅候補点と判定しない(偽の判定結果を出力する)。
TH6=64であったとすると、ALLASum=103であり、ALLASum>TH6であるので、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aを画素の変化点と判定する(真の判定結果を出力する)。
輝度変化急峻判定の判定結果が真、モスキート判定の判定結果が真、微小振幅候補点判定の判定結果が偽、変化点判定の判定結果が真となったので、第1ノイズ判定処理部301は、図6に示されるテーブルを参照して、注目画素Aのフィルタタイプとしてモスキート(MOSQ)を設定する。
第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aの周囲8画素の各々についても、注目画素Aと同様に、輝度変化急峻判定(S11)、モスキート判定(S12)、微小振幅候補点判定、変化点判定を行うことで、周囲8画素の各々のフィルタタイプを求める。ここでは、左上画素はピーク(PEAK)、上側画素(直上の画素)はモスキート(MOSQ)、右上画素はフラット(FLAT)、左側画素はピーク(PEAK)、右側画素はピーク(PEAK)、左下画素はピーク(PEAK)、下側画素(直下の画素)はモスキート(MOSQ)、右下画素はノーマル(NORM)となる。
続いて、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aと、注目画素Aの左隣の左側画素と、注目画素Aの右隣の右側画素とについて、モスキート判定(S12)で真の判定結果が出力された数をカウントして、M_COUNT=1となる。ここで、TH8=1であったとすると、M_COUNT>=TH8であるので、第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aをモスキートエリアに存在すると判定する。
注目画素AのフィルタタイプがNORMではないため、第1ノイズ判定処理部301は、フラットタイプ最終判定およびモスキートタイプ最終判定(フィルタタイプの結果を補正するかどうかの判定)を行わず、フィルタタイプMOSQを示したフィルタタイプ情報F1を第1フィルタ処理部303へ出力する。
第1ノイズ判定処理部301は、注目画素Aの周囲8画素についてノイズ判定を行い、真の判定結果をカウントする。
つぎに、垂直方向に要素の並ぶ1次元フィルタを利用する第1フィルタ処理部303のフィルタ処理を説明する。なお、第2フィルタ処理部304は、1次元フィルタの要素の並ぶ方向が水平であるという点が第1フィルタ処理部303と異なるだけであり、その他の点については第1フィルタ処理部303と同じであるため、その説明を省略するが、以下の第1フィルタ処理部303の処理と同様に、第2フィルタ処理部304も処理を行う。
FLAT用フィルタ係数:{512,128,64,32,32}
MOSQ用フィルタ係数:{210,184,127,68,28}
NORM用フィルタ係数:{768,96,32,0,0}
これら各フィルタ係数は、何れも平滑化特性を持つが、FLAT用やNORM用フィルタ係数のフィルタは、ほぼ注目画素付近の画素に対して重み付けされた平滑化フィルタであるのに対して、PEAK用やMOSQ用フィルタ係数のフィルタは、注目画素から離れた画素までを含めて重み付けされた平滑化フィルタになっている。これにより、FLAT用やNORM用フィルタ係数を用いれば、ほぼ隣り合った画素同士の輝度値を近づけるような結果となり、PEAK用やMOSQ用フィルタ係数を用いれば、ノイズを低減させ、注目画素の輝度値を周辺の輝度値に近づけるような結果となる。
図15に示される状態の注目画素Aに対して垂直方向の1次元フィルタを用いてフィルタ処理を行って図16(b)の結果(YFIL1)が出力される際の計算を以下説明する。
P(x,y):注目画素用であるため、調整係数を用いずに、ベースとなるフィルタ係数(=210)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−1):輝度差が|115−152|であるため、(184×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−2):輝度差が|115−151|であるため、(127×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−3):輝度差が|115−151|であるため、(68×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−4):輝度差が|115−151|であるため、(28×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+1):輝度差が|115−151|であるため、(184×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+2):輝度差が|115−150|であるため、(127×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+3):輝度差が|115−136|であるため、(68×0.95)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+4):輝度差が|115−150|であるため、(28×0.9)が確定フィルタ係数として出力される。
=946
YFIL1={115×210+152×184×0.9+151×127×0.9+
151×68×0.9+151×28×0.9+151×184×0.9+150
×127×0.9+136×68×0.95+150×28×0.9}/(確定フィルタ係数の総和)=142
なお、YFIL1の演算結果(142)は小数第1位が四捨五入された値である。
P(x,y):注目画素用であるため、調整係数を用いずに、ベースとなるフィルタ係数(=210)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x−1,y):輝度差が|142−150|であるため、(184×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−2):輝度差が|142−150|であるため、(127×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−3):輝度差が|142−151|であるため、(68×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y−4):輝度差が|142−82|であるため、(28×0.7)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+1):輝度差が|142−149|であるため、(184×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+2):輝度差が|142−135|であるため、(127×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+3):輝度差が|142−136|であるため、(68×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
P(x,y+4):輝度差が|142−148|であるため、(28×0.99)が確定フィルタ係数として出力される。
YFIL2={142×210+150×184×0.99+150×127×0.99+151×68×0.99+82×28×0.7+149×184×0.99+135×127×0.99+136×68×0.99+148×28×0.99}/(確定フィルタ係数の総和)=144
なお、YFIL2の演算結果(144)は小数第1位が四捨五入された値である。
つぎに、重み出力部305の処理を説明する。重み出力部305は、第1ノイズ判定処理部301から出力されたマスク情報M1から、輝度変化急峻判定の判定結果(真)、微小振幅候補点判定の判定結果(偽)、変化点判定の判定結果(真)、モスキート判定の判定結果(真)を取り出し、取り出した判定結果と図10に示されるマスク値変換テーブルとから、マスク値1を特定し、MASK1=1を出力する。なお、MASK1とは、第1ノイズ判定処理部301から出力されたマスク情報M1に基づいて得られるマスク値を指す。
Idx=NOISE1+NOISE2+COUNT1+COUNT2
=1+0+5+2=8
Idx=8となるため、図11より重み係数Wは3となる。
次に、混合処理部306の処理を説明する。ディテール強調成分(DDIFF)に重み係数Wを掛けた戻し量は次のようになる。
戻し量(DDIFF×W)を求めた後、混合処理部306は、図13に示されるように第1クリッピング処理を行う。ここでは、LL=0、UL=255であるため、戻し量(DDIFF×W)は、クリッピングされず、そのままの値が維持される。
CYDIFF=DDIFF×W×G=−15×1.0=−15
混合処理部306は、調整済戻し量CYDIFFを、第2フィルタ処理部304にてフィルタ処理された輝度信号YFIL2に加算し、エンハンスメント処理結果YTMPを求める。
YTMP=YFIL2+CYDIFF=144−15=129
混合処理部306は、最後に第2クリッピング処理を行う。ここでは、第2クリッピング処理において下限値が0に設定され且つ上限値が255に設定されているとすると、エンハンスメント処理結果YTMPは範囲内に収まっているため、クリッピングされずに、YOUT=YTMPとして出力される。
つぎに実施形態2を説明する。実施形態2のテレビ放送受信装置1は、エンハンスメント処理部の内部のみが実施形態1のものと異なるだけであり、他は実施形態1のものと同様の構成である。そこで、以下では、実施形態1と異なる点を中心に説明し、実施形態1と同じブロック(構成部材)については、実施形態1のものと同じ符号と付して、その説明を極力省略することとする。
まず、輪郭強調処理部310aは、第2フィルタ処理部304aから送られてきたYFIL2に対してハイパスフィルタ処理を行うことにより、高域周波数成分を補正量HPFとして抽出する。前記高周波数成分には輪郭部分が含まれるため、この補正量HPFを大きくすることで、輪郭強調が可能になる。
ここで、βは補正量HPFを調整するための係数であり、レジスタに外部パラメータとして予め記憶されている値である。
混合処理部306aは、(a)入力輝度信号YINと第2フィルタ処理部304によるフィルタ処理後の輝度信号YFIL2との差分値をディテール強調成分DDIFFとして求め、(b)輪郭強調処理部310aから出力されたエッジ強調成分YDIFFおよびディテール強調成分DDIFFの重み付き和を計算することで合成強調成分CDIFFを出力し、(c)重み出力部305にて求めた重み係数Wと所定のゲインGとを用いることで、フィルタ処理後の輝度信号YFIL2に合成強調成分CDIFFを混合することにより強調処理を行う。
ここで、g1およびg2は、重み付き和を求めるための重み係数(強調成分用重み係数)であり、レジスタに外部パラメータとして予め記憶されており、0から1までの実数値をとる。例えば、g1=0、g2=1であれば、CDIFF=DDIFFとなり、ディテール強調成分のみが強調されることになり、g1=1、g2=0であれば、CDIFF=YDIFFとなり、輪郭などのエッジ強調成分のみが強調されることになり、g1=1、g2=1であれば、CDIFF=YDIFF+DDIFFとなり、エッジ強調成分とディテール強調成分の両方が強調されることになる。
図19は、本発明の一態様であるモニタ1bの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係るモニタ1bは、所謂インフォーメーションディスプレイであり、本体部10b、音声出力部12b、表示部11bを備えている。また、本体部10bは、インタフェース部14b、制御部16b、電源ユニット17bを備えている。音声出力部12b、表示部11b、インタフェース部14b、電源ユニット17bは、夫々、図1の音声出力部12、表示部11、インタフェース部14、電源ユニット17と同様のものである。そして、制御部16bの映像信号処理部161bを実施形態1の映像信号処理部161と同様の構成にすることにより、高品質に映像のディテール感の向上処理を実行することが出来る。
図20は、本発明の一態様であるマルチディスプレイ500を模式的に示した図である。図20のマルチディスプレイ500は、図19に記載のモニタ1bを複数台並べて構成されている画像表示装置である。夫々、水平方向、垂直方向に複数台のモニタ1b…を並べて構成されるマルチディスプレイ500にFHD映像を再生するような場合においても、映像信号処理部161bを実施形態1の映像信号処理部161と同様の構成にすることにより、高品質に映像のディテール感の向上処理を実行することが出来る。なお、本発明の一態様は、マルチディスプレイだけでなく、単体のディスプレイに適用することも可能である。
実施形態1の第1ノイズ判定処理部301または第2ノイズ判定処理部302では、隣接差分に基づいて様々な判定処理を行っているが、隣接差分を用いることに限られるものではない。例えば、隣接差分を用いる形態と全く同じ判定結果になるわけではないが(ほぼ同様の判定結果にはなる)、下記の局所ヒストグラムを用いて判定処理を行ってもよい。本実施形態では、局所ヒストグラムを用いて判定処理を行う形態を説明する。
第2ノイズ判定処理部302の処理内容は以下の通りである。第2ノイズ判定処理部302は、注目画素が中心に位置しており且つ9個の画素がx方向(水平方向)に連続して一列に並ぶ画素群を参照範囲とし、主に当該参照範囲を用いて処理を行う。
dPR43=Pb(x−4,y)−Pb(x−3,y)
dPR32=Pb(x−3,y)−Pb(x−2,y)
dPR21=Pb(x−2,y)−Pb(x−1,y)
dPR10=Pb(x−1,y)−Pb(x,y )
dNX01=Pb(x,y )−Pb(x+1,y)
dNX12=Pb(x+1,y)−Pb(x+2,y)
dNX23=Pb(x+2,y)−Pb(x+3,y)
dNX34=Pb(x+3,y)−Pb(x+4,y)
そして、第2ノイズ判定処理部302は、以上のようにして求めた水平方向の隣接差分を、実施形態1にて示したdAPR43〜dANX34を求めるための式に代入することで、dAPR43〜dANX34を求める。また、第2ノイズ判定処理部302は、このようにして求めたdAPR43〜dANX34を、実施形態1にて示したsumAPR3〜sumANX3を求めるための式に代入することで、sumAPR3〜sumANX3を求める。
以上にて示したように、本発明の態様1の画像処理装置(16)は、入力画像データの画像において注目画素を含む参照範囲を設定し、前記参照範囲の各画素の輝度値に基づき、前記注目画素に適したフィルタのタイプを判定する判定処理部(第1ノイズ判定処理部301・第2ノイズ判定処理部302)と、前記注目画素について、前記判定処理部にて判定されたタイプのフィルタを用いて前記入力画像データにフィルタ処理を行い、フィルタ処理済画像データを出力するフィルタ処理部(第1フィルタ処理部303・第2フィルタ処理部304)と、前記入力画像データに基づき、前記注目画素がノイズであることの信頼度を示すノイズ信頼度を求め、前記ノイズ信頼度が低いほど大きくなる重み係数を出力する重み出力部(305)と、前記注目画素について、前記入力画像データと前記フィルタ処理済画像データとの差分をディテール強調成分として求め、前記重み係数によって重み付けした前記ディテール強調成分を前記フィルタ処理済画像データに混合して得られる出力画像データを生成する混合処理部(306)とを備えたことを特徴とする。
最後に、制御部16に含まれる各ブロックのうちの少なくとも1以上のブロック、特に映像信号処理部161のエンハンスメント処理部205内の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
1b モニタ
11 表示部
16 制御部(画像処理装置)
16b 制御部(画像処理装置)
161 映像信号処理部
161b 映像信号処理部
205 エンハンスメント処理部
205a エンハンスメント処理部
301 第1ノイズ判定処理部(判定処理部、第1判定処理部)
302 第2ノイズ判定処理部(判定処理部、第2判定処理部)
303 第1フィルタ処理部(フィルタ処理部)
304 第2フィルタ処理部(フィルタ処理部)
304a 第2フィルタ処理部(フィルタ処理部)
305 重み出力部
306 混合処理部
306a 混合処理部
310a 輪郭強調処理部
500 マルチディスプレイ(画像表示装置)
Claims (8)
- 入力画像データの画像において注目画素を含む参照範囲を設定し、前記参照範囲の各画素の輝度値に基づき、前記注目画素に適したフィルタのタイプを判定する判定処理部と、
前記注目画素について、前記判定処理部にて判定されたタイプのフィルタを用いて前記入力画像データにフィルタ処理を行い、フィルタ処理済画像データを出力するフィルタ処理部と、
前記入力画像データに基づき、前記注目画素がノイズであることの信頼度を示すノイズ信頼度を求め、前記ノイズ信頼度が低いほど大きくなる重み係数を出力する重み出力部と、
前記注目画素について、前記入力画像データと前記フィルタ処理済画像データとの差分をディテール強調成分として求め、前記重み係数によって重み付けした前記ディテール強調成分を前記フィルタ処理済画像データに混合して得られる出力画像データを生成する混合処理部とを備え、
前記判定処理部は、
第1方向に所定数の画素が一列に並んでおり中央に前記注目画素が位置する第1参照範囲を設定し、第1参照範囲の各画素の輝度値に基づいて、前記フィルタのタイプを判定する第1判定処理部と、
前記第1方向と直交する第2方向に所定数の画素が一列に並んでおり中央に前記注目画素が位置する第2参照範囲を設定し、第2参照範囲の各画素の輝度値に基づいて、前記フィルタのタイプを判定する第2判定処理部とを含み、
前記第1判定処理部は、
前記第1参照範囲について、(a)互いに隣接し合う画素同士の輝度値の差分の絶対値である隣接差分絶対値を求め、且つ、(b)一列に並ぶ3画素のうち、真中の画素と一方の端の画素との輝度値の差分と、真中の画素と他方の端の画素との輝度値の差分との和の絶対値である隣接差分和絶対値を求め、
前記隣接差分絶対値および前記隣接差分和絶対値の少なくとも一方に基づき、前記注目画素が隣接する画素との間で輝度差が大きくなっている輝度変化急峻領域の可能性があるかどうかの第1輝度変化急峻判定と、注目画素がモスキートノイズの可能性のある画素であるかどうかの第1モスキート判定と、注目画素が平坦領域または微小振幅ノイズ領域の候補点である微小振幅候補点かどうかの第1候補点判定と、注目画素が輝度変化の多い領域に属する画素の可能性がある変化点であるかどうかの第1変化点判定とを行い、
前記第1輝度変化急峻判定の結果、前記第1モスキート判定の結果、前記第1候補点判定の結果、および前記第1変化点判定の結果に基づき、フィルタのタイプを判定し、
前記第2判定処理部は、
前記第2参照範囲について前記隣接差分絶対値と前記隣接差分和絶対値とを求め、前記第2参照範囲から求められた前記隣接差分絶対値および前記隣接差分和絶対値の少なくとも一方に基づき、前記注目画素が隣接する画素との間で輝度差が大きくなっている輝度変化急峻領域の可能性があるかどうかの第2輝度変化急峻判定と、注目画素がモスキートノイズの可能性のある画素であるかどうかの第2モスキート判定と、注目画素が平坦領域または微小振幅ノイズ領域の候補点である微小振幅候補点かどうかの第2候補点判定と、注目画素が輝度変化の多い領域に属する画素の可能性がある変化点であるかどうかの第2変化点判定とを行い、
前記第2輝度変化急峻判定の結果、前記第2モスキート判定の結果、前記第2候補点判定の結果、および前記第2変化点判定の結果に基づき、フィルタのタイプを判定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記フィルタ処理部は、
前記第1判定処理部に判定されるタイプのフィルタであって前記第1方向に要素が並んだ1次元フィルタによって前記入力画像データに第1フィルタ処理を実行する第1フィルタ処理部と、
前記第2判定処理部に判定されるタイプのフィルタであって前記第2方向に要素が並んだ1次元フィルタによって、第1フィルタ処理後の画像データに第2フィルタ処理を実行し、第2フィルタ処理後の画像データを前記フィルタ処理済画像データとして出力する第2フィルタ処理部と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。 - 入力画像データの画像において注目画素を含む参照範囲を設定し、前記参照範囲の各画素の輝度値に基づき、前記注目画素に適したフィルタのタイプを判定する判定処理部と、
前記注目画素について、前記判定処理部にて判定されたタイプのフィルタを用いて前記入力画像データにフィルタ処理を行い、フィルタ処理済画像データを出力するフィルタ処理部と、
前記入力画像データに基づき、前記注目画素がノイズであることの信頼度を示すノイズ信頼度を求め、前記ノイズ信頼度が低いほど大きくなる重み係数を出力する重み出力部と、
前記注目画素について、前記入力画像データと前記フィルタ処理済画像データとの差分をディテール強調成分として求め、前記重み係数によって重み付けした前記ディテール強調成分を前記フィルタ処理済画像データに混合して得られる出力画像データを生成する混合処理部とを備え、
前記判定処理部は、
第1方向に所定数の画素が一列に並んでおり中央に前記注目画素が位置する第1参照範囲を設定し、第1参照範囲の各画素の輝度値に基づいて、前記フィルタのタイプを判定する第1判定処理部と、
前記第1方向と直交する第2方向に所定数の画素が一列に並んでおり中央に前記注目画素が位置する第2参照範囲を設定し、第2参照範囲の各画素の輝度値に基づいて、前記フィルタのタイプを判定する第2判定処理部とを含み、
前記フィルタ処理部は、
前記第1判定処理部に判定されるタイプのフィルタであって前記第1方向に要素が並んだ1次元フィルタによって前記入力画像データに第1フィルタ処理を実行する第1フィルタ処理部と、
前記第2判定処理部に判定されるタイプのフィルタであって前記第2方向に要素が並んだ1次元フィルタによって、第1フィルタ処理後の画像データに第2フィルタ処理を実行し、第2フィルタ処理後の画像データを前記フィルタ処理済画像データとして出力する第2フィルタ処理部とを含み、
前記第1判定処理部によって判定されたフィルタのタイプがモスキートノイズ対応タイプである場合、前記第1フィルタ処理部は、エッジ保存型の平滑化フィルタを用いて第1フィルタ処理を行い、
前記第2判定処理部によって判定されたフィルタのタイプがモスキートノイズ対応タイプである場合、前記第2フィルタ処理部は、エッジ保存型の平滑化フィルタを用いて第2フィルタ処理を行うことを特徴とする、画像処理装置。 - 前記第1判定処理部は、
注目画素の周囲にて注目画素に隣接する各隣接画素についても前記第1候補点判定および前記第1変化点判定を行い、
前記隣接画素の各々について、前記第1候補点判定の結果および前記第1変化点判定の結果に基づいてノイズかどうかの第1ノイズ判定を行い、
前記隣接画素のうち、前記第1ノイズ判定にてノイズと判定された画素の数を第1ノイズカウント値として出力し、
前記第2判定処理部は、
注目画素の周囲にて注目画素に隣接する各隣接画素についても前記第2候補点判定および前記第2変化点判定を行い、
前記隣接画素の各々について、前記第2候補点判定の結果および前記第2変化点判定の結果に基づいてノイズかどうかの第2ノイズ判定を行い、
前記隣接画素のうち、前記第2ノイズ判定にてノイズと判定された画素の数を第2ノイズカウント値として出力し、
前記重み出力部は、
前記第1モスキート判定の結果、前記第1候補点判定の結果、および前記第1変化点判定の結果に応じて、注目画素のノイズの可能性の高さを示した第1ノイズ判定値を設定し、
前記第2モスキート判定の結果、前記第2候補点判定の結果、および前記第2変化点判定の結果に応じて、注目画素のノイズの可能性の高さを示した第2ノイズ判定値を設定し、
前記第1ノイズ判定値と前記第2ノイズ判定値と前記第1ノイズカウント値と前記第2ノイズカウント値とを積算した結果を前記ノイズ信頼度として出力することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 入力画像データの画像において注目画素を含む参照範囲を設定し、前記参照範囲の各画素の輝度値に基づき、前記注目画素に適したフィルタのタイプを判定する判定処理部と、
前記注目画素について、前記判定処理部にて判定されたタイプのフィルタを用いて前記入力画像データにフィルタ処理を行い、フィルタ処理済画像データを出力するフィルタ処理部と、
前記入力画像データに基づき、前記注目画素がノイズであることの信頼度を示すノイズ信頼度を求め、前記ノイズ信頼度が低いほど大きくなる重み係数を出力する重み出力部と、
前記注目画素について、前記フィルタ処理済画像データに対して輪郭強調処理を行い、輪郭強調処理後の画像データをエッジ強調成分として出力する輪郭強調処理部と、
前記注目画素について、(a)前記入力画像データと前記フィルタ処理済画像データとの差分であるディテール強調成分を求め、(b)前記ディテール強調成分と前記エッジ強調成分との重み付け和を合成強調成分として求め、(c)前記合成強調成分を前記重み係数によって重み付けしたうえで前記フィルタ処理済画像データに混合して得られる出力画像データを生成する混合処理部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1から5のいずれか1項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。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の画像処理装置を動作させるプログラムであって、コンピュータを前記各部として機能させるプログラム。
- 請求項7に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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