JPWO2011040074A1 - 画像拡大装置、画像拡大プログラム、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

入力画像を拡大して第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタ（１）と、前記第１の拡大画像をウェーブレット変換するウェーブレット変換部（２）と、前記ウェーブレット変換部（２）から出力される高周波成分を含むサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部（３，４，５）と、前記入力画像、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の高周波成分を含むサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部（６）とを備える画像拡大装置。

Description

本発明は、画像を拡大する技術に関する。

近年、フルＨＤ（１９２０画素×１０８０画素）のテレビが一般的になってきており、また、４ｋ２ｋ（４０９６画素×２０４８画素程度）や８ｋ４ｋ（８１９２画素×４０９６画素程度）などの解像度がより高い表示パネルも開発されている。その一方で、ＳＤ（ＮＴＳＣでは７２０画素×４８０画素、ＰＡＬでは７２０画素×５７６画素）のコンテンツが大量に存在する。したがって、低解像度のコンテンツを高解像度の表示装置に表示させるための画像拡大技術が必要となっている。

従来より種々の画像拡大方法が提案されているが、その中にはウェーブレット変換を用いた方法がある。

ここで、ウェーブレット変換の概要について説明する。図１３は、原画像とウェーブレット変換画像を模式的に示す図である。原画像ＩＭＧに対して離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ：Discrete Wavelet Transform）を施すと、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨによって構成されるウェーブレット変換画像が得られる。各サブバンド成分の画像サイズは原画像ＩＭＧの１／４である。

原画像ＩＭＧに対して水平方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して垂直方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果が、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬである。なお、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬは、原画像ＩＭＧに対して垂直方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して水平方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果であってもよい。

原画像ＩＭＧに対して水平方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して垂直方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果が、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬである。したがって、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬは、原画像ＩＭＧの水平方向における高周波成分を抽出した画像、すなわち垂直方向を向くエッジ情報を反映した画像を表している。なお、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬは、原画像ＩＭＧに対して垂直方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して水平方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果であってもよい。

原画像ＩＭＧに対して水平方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して垂直方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果が、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨである。したがって、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨは、原画像ＩＭＧの垂直方向における高周波成分を抽出した画像、すなわち水平方向を向くエッジ情報を反映した画像を表している。なお、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨは、原画像ＩＭＧに対して垂直方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して水平方向にローパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果であってもよい。

原画像ＩＭＧに対して水平方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して垂直方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果が、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨである。したがって、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨは、原画像ＩＭＧの水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像（原画像ＩＭＧの斜め方向における高周波成分を抽出した画像）、すなわち斜め方向を向くエッジ情報を反映した画像を表している。なお、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨは、原画像ＩＭＧに対して垂直方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行い、その処理結果に対して水平方向にハイパスフィルタ処理及び１／２サイズとするためのサンプリング処理を行った結果であってもよい。

サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨによって構成されるウェーブレット変換画像に対して逆離散ウェーブレット変換（ＩＤＷＴ：Inverse Discrete Wavelet Transform）を施すと、原画像ＩＭＧが得られる。

続いて、ウェーブレット変換を用いた画像拡大方法の概要について説明する。図１４は、ウェーブレット変換を用いた画像拡大方法の概要を模式的に示す図である。

拡大対象である入力画像ＩＭＧ＿ＩＮをウェーブレット変換画像のサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと看做す。残りの三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨについては、情報がないため、全ての画素値が０であるサブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬ（０）、ＩＭＧ＿ＬＨ（０）、及びＩＭＧ＿ＨＨ（０）とする。そうすると、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮを、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＩＮ、ＩＭＧ＿ＨＬ（０）、ＩＭＧ＿ＬＨ（０）、及びＩＭＧ＿ＨＨ（０）によって構成されるウェーブレット変換画像と見ることができる。

このサブバンド成分ＩＭＧ＿ＩＮ、ＩＭＧ＿ＨＬ（０）、ＩＭＧ＿ＬＨ（０）、及びＩＭＧ＿ＨＨ（０）によって構成されるウェーブレット変換画像に対して逆離散ウェーブレット変換を施すことで、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮの４倍の画像数を有する拡大画像である出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴが得られる。しかしながら、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＩＮ、ＩＭＧ＿ＨＬ（０）、ＩＭＧ＿ＬＨ（０）、及びＩＭＧ＿ＨＨ（０）によって構成されるウェーブレット変換画像において高周波数成分の情報が欠けているため、拡大画像である出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴはボケ気味になる。

逆に言うと、三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨについて適切な情報が得られれば、拡大画像がボケ気味になるという問題を解決することができる。また、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬのゲイン調整を行ってから逆離散ウェーブレット変換を行うことで、垂直方向を向くエッジが強調された拡大画像を得ることができ、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨのゲイン調整を行ってから逆離散ウェーブレット変換を行うことで、水平方向を向くエッジが強調された拡大画像を得ることができ、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨのゲイン調整を行ってから逆離散ウェーブレット変換を行うことで、斜め方向を向くエッジが強調された拡大画像を得ることができる。

三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨについての情報を得る方法が、特許文献１、特許文献２、非特許文献１〜３などで提案されている。

特許文献１で提案されている画像拡大方法について図１５を参照して説明する。まず、拡大対象である入力画像ＩＭＧ＿ＩＮに対して離散ウェーブレット変換を施して、サブバンド成分ＬＬ２、ＨＬ２、ＬＨ２、及びＨＨ２によって構成されるウェーブレット変換画像を得る。それから、サブバンド成分ＬＬ２、ＨＬ２、ＬＨ２、及びＨＨ２の情報を用いて、三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨを予測する。なお、予測の際に用いる係数は学習で得たものである。そして、拡大対象である入力画像ＩＭＧ＿ＩＮをウェーブレット変換画像のサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと看做し、予測した三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨと合わせたものをウェーブレット変換画像と見て、逆離散ウェーブレット変換を行って拡大画像である出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴを得ている。なお、特許文献３で提案されている画像拡大方法も、特許文献３で提案されている画像拡大方法と同様に、三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨを予測している。

続いて、特許文献２で提案されている画像拡大方法について図１６Ａ〜図１６Ｃを参照して説明する。拡大対象画像をウェーブレット変換画像のサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと看做す。それから、図１６Ａに示すフィルタを用いて拡大対象画像の垂直方向におけるエッジ成分を抽出し、不足しているサブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬと看做し、図１６Ｂに示すフィルタを用いて拡大対象画像の水平方向におけるエッジ成分を抽出し、不足しているサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨと看做し、図１６Ｃに示すフィルタを用いて拡大対象画像の斜め方向におけるエッジ成分を抽出し、不足しているサブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨと看做し、上記四つのサブバンド成分を合わせたものをウェーブレット変換画像と見て、逆離散ウェーブレット変換を行って拡大画像を得ている。

続いて、非特許文献２で提案されている画像拡大方法について説明する。Sparsity constraintを仮定して収束するまで繰り返して演算を行うことで、エッジを予測することによって、三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）を予測する方法が非特許文献１に記載されており、非特許文献２ではかかる方法を画像拡大に応用している。非特許文献３では、非特許文献１に記載されている方法を改良して収束回数を２にまで短縮して画像拡大を行っている。

特開２０００−２１５３０５号公報（段落００３５、第５図） 特開２００１−８０２７号公報（段落００４１、第１図、第６図） 特開平７−１５２９０７号公報（要約）

G. Guleryuz, "Predicting wavelet coefficients over Edges using estimates based on nonlinear approximants," Proc. Data compression conference, IEEE DCC-04, 2004 C. S. Boon, O. G. Guleryuz, T. Kawahara, and Y.Suzuki, "Sparse super-resolution reconstructions of video from mobile devices in digital TV broadcast applications," Proc. SPIE conference on applications on of digital image processing XXIX, San Diego, 2006 S. Kanumuri, O. G. Guleryuz and M. R. Givanlar. "Fast super-resolution reconstructions of mobile video using warped transforms and adaptive thresholding," Proc. SPIE conference on applications of digital image processing XXX, 2007

特許文献１で提案されている画像拡大方法では、学習させていない画像については、高周波成分が含まれるサブバンド成分を正しく予測できる保証が無い。また、特許文献１で提案されている画像拡大方法では、画像の拡大と同時に十分なエッジ強調をすることができない。このため、拡大画像がボケ気味でくっきりしない画像になるおそれがある。なお、特許文献３で提案されている画像拡大方法は、特許文献１で提案されている画像拡大方法と同様の問題を有しており、さらに、膨大な演算量を必要とするという問題も有している。

特許文献２で提案されている画像拡大方法では、例示されているエッジ検出フィルタ（図１６Ａ〜図１６Ｃ参照）から判断すると、高周波成分が含まれるサブバンド成分について適切な情報を得ることができない。例示されているエッジ検出フィルタはそのまま使ってエッジ強調を行う場合においてもオーバーシュートやジャギーが発生し、さらに、逆離散ウェーブレット変換が行われると、画像サイズが水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大するのでジャギーが広がる。したがって、特許文献２で提案されている画像拡大方法によって得られる拡大画像では、強調したエッジに不自然なジャギーが生じる。

非特許文献２や非特許文献３で提案されている画像拡大方法は、sparsity constraint条件で閾値以下である弱いエッジは強調できないという問題を有している。また、非特許文献２や非特許文献３で提案されている画像拡大方法は、エッジ情報の予測において、収束するまで複数回に亘って繰り返し演算を行う必要があるので、演算量が大きく、遅延が生じるという問題も有している。

本発明は、上記の状況に鑑み、高画質な拡大画像を生成することができる画像拡大装置、画像拡大プログラム、及び表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る画像拡大装置は、入力画像を水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、前記入力画像、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える構成である。

また、前記第１の拡大画像と前記第２の拡大画像との差に基づいて、前記第２の拡大画像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部を備えるようにしてもよい。この場合、さらに、前記輪郭強調処理部が、前記第１の拡大画像と前記第２の拡大画像との差に対応する画像に対してコアリング処理を行うコアリング部を有するようにしてもよい。或いは、前記入力画像と前記第１のサブバンド成分との差に基づいて、前記第２の拡大画像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部を備えるようにしてもよい。この場合、さらに、前記輪郭強調処理部が、前記入力画像と前記第１のサブバンド成分との差に対応する画像に対してコアリング処理を行うコアリング部を有するようにしてもよい。

上記目的を達成するために本発明に係る他の画像拡大装置は、入力画像を拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、前記第１のサブバンド成分、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える構成とする。

上記いずれかの構成の画像拡大装置において、前記画像拡大フィルタが高周波成分を持ち上げることができるフィルタであることが望ましい。

上記目的を達成するために本発明に係る画像拡大プログラムは、コンピュータを、入力画像を水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、前記入力画像、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える画像拡大装置として機能させるようにしている。

上記目的を達成するために本発明に係る他の画像拡大プログラムは、コンピュータを、入力画像を拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、前記第１のサブバンド成分、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える画像拡大装置として機能させるようにしている。

上記目的を達成するために本発明に係る表示装置は、上記いずれかの構成の画像拡大装置を備えている。

また、上記構成の表示装置において、前記画像拡大装置の前記入力画像が輝度画像であってもよい。或いは、上記構成の表示装置において、前記画像拡大装置を３つ備え、１つ目の前記画像拡大装置の入力画像が赤色成分画像であり、２つ目の前記画像拡大装置の入力画像が緑色成分画像であり、３つ目の前記画像拡大装置の入力画像が青色成分画像であるようにしてもよい。

本発明によると、高周波を含むサブバンド成分に対してゲイン処理を行うことにより、エッジ強調強度を調整することが可能であるので、ジャギーが少なく、高画質な画像を得ることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の動作を示すフローチャートである。 コアリング部の入出力特性を示す図である。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態における各画像の画像サイズを模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態における各画像の画像サイズを模式的に示す図である。 本発明に係る表示装置の一例である液晶テレビの概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置を用いたバックエンド部の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置を用いたバックエンド部の構成例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置を用いたバックエンド部の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態の変形例に係る画像拡大装置を用いたバックエンド部の構成例を示す図である。 本発明に係る画像拡大装置を用いたバックエンド部であって、当該画像拡大装置がＲＧＢ信号を処理するタイプのバックエンド部の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の変形例を示す図である。 コンピュータの概略構成を示す図である。 原画像とウェーブレット変換画像を模式的に示す図である。 ウェーブレット変換を用いた画像拡大方法の概要を模式的に示す図である。 特許文献１で提案されている画像拡大方法の概要を模式的に示す図である。 特許文献２で提案されている画像拡大方法で用いられるフィルタの例を示す図である。 特許文献２で提案されている画像拡大方法で用いられるフィルタの例を示す図である。 特許文献２で提案されている画像拡大方法で用いられるフィルタの例を示す図である。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。

＜本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置＞
本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の構成を図１に示す。本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置は、lanczos3フィルタ１と、離散ウェーブレット変換部２と、乗算器３〜５と、逆離散ウェーブレット変換部６と、書き換え可能な不揮発性メモリを内蔵する制御部（不図示）とを備えている。なお、本実施形態では、離散ウェーブレット変換にＣＤＦ９７を用いている。

本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の動作について図２に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、制御部が、不揮発性メモリからlanczos3フィルタ１、離散ウェーブレット変換部２、及び逆離散ウェーブレット変換部６の定数設定を読み出して、lanczos3フィルタ１、離散ウェーブレット変換部２、及び逆離散ウェーブレット変換部６に定数を設定する（ステップＳ１０）。本実施形態では、lanczos3フィルタ１が画像を水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大する画像拡大フィルタとして機能するように、lanczos3フィルタ１の定数が設定される。

次に、lanczos3フィルタ１が、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮを水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大した拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰを生成する（ステップＳ２０）。

次に、離散ウェーブレット変換部２が、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰを離散ウェーブレット変換して、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨを生成する（ステップＳ３０）。

続くステップＳ４０においてゲイン処理が行われる。制御部が、不揮発性メモリから、垂直方向を向くエッジの強調強度に対応するゲイン値Ｇ＿ＨＬ、水平方向を向くエッジの強調強度に対応するゲイン値Ｇ＿ＬＨ、斜め方向を向くエッジの強調強度に対応するゲイン値Ｇ＿ＨＨを読み出して、ゲイン値Ｇ＿ＨＬを乗算器３に供給し、ゲイン値Ｇ＿ＬＨを乗算器４に供給し、ゲイン値Ｇ＿ＨＨを乗算器５に供給する。乗算器３は、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬとゲイン値Ｇ＿ＨＬとを乗算したものを逆離散ウェーブレット変換部６に供給する。乗算器４は、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＨとゲイン値Ｇ＿ＬＨとを乗算したものを逆離散ウェーブレット変換部６に供給する。乗算器５は、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＨとゲイン値Ｇ＿ＨＨとを乗算したものを逆離散ウェーブレット変換部６に供給する。

続くステップＳ５０において、逆離散ウェーブレット変換部６が、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮをウェーブレット変換画像のサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと看做し、三つのゲイン処理後サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬ・Ｇ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ・Ｇ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨ・Ｇ＿ＨＨと合わせたものをウェーブレット変換画像と見て、逆離散ウェーブレット変換を行って拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨを生成する。拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨが本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の出力となる。

本実施形態では、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮがＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎはそれぞれ自然数）であれば、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰ及びＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨは夫々２Ｍ画素×２Ｎ画素となり、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨは夫々Ｍ画素×Ｎ画素となる（図６参照）。すなわち、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置は、水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍の画像拡大を行っている。

制御部に内蔵されている不揮発性メモリが記憶しているゲイン値Ｇ＿ＨＬ、Ｇ＿ＬＨ、及びＧ＿ＨＨを書き換えることによって、エッジ強調強度を自由に調整することができる。

また、lanczos3フィルタ１による画像拡大処理において、弱い高周波成分（ある程度減衰した高周波成分）を持ち上げることができるが、弱い高周波数成分を持ち上げた場合低周波数信号にも影響がでてしまう。しかしながら、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置では、逆離散ウェーブレット変換部６が、lanczos3フィルタ１による画像拡大処理で生成される拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰに対して離散ウェーブレット変換を施して得られるサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬを用いずに、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮをウェーブレット変換画像のサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと看做しているので、その影響を無くすことができる。これにより、原画像である入力画像ＩＭＧ＿ＩＮに忠実な拡大画像を得ることができる。また、拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨから原画像である入力画像ＩＭＧ＿ＩＮを抽出することも可能である。

lanczos3フィルタ１による画像拡大処理において、弱い高周波成分（ある程度減衰した高周波成分）を持ち上げることができるが、その弱い高周波成分の強度を調整することはできない。しかしながら、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置では、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨに対してゲイン処理を行うことにより、エッジ強調強度を調整することを可能としており、ジャギーが少なく、高画質な画像を得ることができる。

＜本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置＞
本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の構成を図３に示す。なお、図３において図１と同一の部分には同一の符号を付す。本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置は、lanczos3フィルタ１と、離散ウェーブレット変換部２と、乗算器３〜５及び９と、逆離散ウェーブレット変換部６と、加算器７及び１０と、コアリング部８と、書き換え可能な不揮発性メモリを内蔵する制御部（不図示）とを備えている。

本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置は、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置に加算器７、コアリング部８、乗算器９、及び加算器１０を追加することで、輪郭強調機能を追加している。離散ウェーブレット変換部２において生成されるサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬは、低周波成分を抽出した画像を表しており、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮの輪郭情報（太いエッジ）を含んでいる。このため、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮとサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬの差を用いて輪郭強調を行うことができる。

乗算器３〜５で各ゲインの値が１．０であるとき、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰと拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨとは、離散ウェーブレット変換を施したときに得られる三つのサブバンド成分（高周波成分が含まれるサブバンド成分）が同じであるので、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰと拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨとの差は、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと入力画像ＩＭＧ＿ＩＮの差から生じる。したがって、本実施形態では、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰと拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨの差を用いて輪郭強調を行っている。

本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の動作について図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４において図２と同一のステップには同一の符号を付す。

ステップＳ１０〜ステップＳ５０の処理は第１実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ５０に続くステップＳ６０において輪郭強調処理が行われる。加算器７は、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰに拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨの画素値を反転させたものを加算してコアリング部８に供給する。コアリング部８は、加算器７の出力の各画素値に対して図５に示すような入出力変換を行う。したがって、コアリング閾値Ｃ_TH未満である加算器７の出力の画素値に対するコアリング部８の出力は「０」となる。また、制御部が、不揮発性メモリから、輪郭の強調強度に対応するゲイン値Ｇ＿ＥＮを読み出して、ゲイン値Ｇ＿ＥＮを乗算器９に供給する。乗算器９は、コアリング部８の出力とゲイン値Ｇ＿ＥＮとを乗算したものを加算器１０に供給する。加算器１０は、拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨに乗算器９の出力を加算して出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴを生成する。出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴが本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の出力となる。

本実施形態では、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮがＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎはそれぞれ自然数）であれば、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰ、拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨ、及び出力画像ＩＭＧ＿ＯＵＴは夫々２Ｍ画素×２Ｎ画素となり、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨは夫々Ｍ画素×Ｎ画素となる（図６参照）。すなわち、本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置は、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置と同様に、水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍の画像拡大を行っている。

制御部に内蔵されている不揮発性メモリが記憶しているゲイン値Ｇ＿ＥＮを書き換えることによって、輪郭強調強度を自由に調整することができる。

また、コアリング部８を設けているので、ノイズを抑制しながら輪郭を強調することができる。

＜本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置＞
本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置の構成を図７に示す。なお、図７において図１と同一の部分には同一の符号を付す。本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置は、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置と同様、lanczos3フィルタ１と、離散ウェーブレット変換部２と、乗算器３〜５と、逆離散ウェーブレット変換部６とを備えている。

本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置が本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置と異なる点は、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置では、lanczos3フィルタ１での拡大が水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に限定されず、逆離散ウェーブレット変換部６が、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮを入力せず、離散ウェーブレット変換部２から出力されるサブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと、三つのゲイン処理後サブバンド成分ＩＭＧ＿ＨＬ・Ｇ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ・Ｇ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨ・Ｇ＿ＨＨとを合わせたものをウェーブレット変換画像と見て、逆離散ウェーブレット変換を行って拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨを生成している点である。逆離散ウェーブレット変換部６から出力される拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨが本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置の出力となる。

本実施形態では、入力画像ＩＭＧ＿ＩＮはＭ画素×Ｎ画素（Ｍ、Ｎはそれぞれ自然数）であり、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰ及びＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨは夫々２Ｋ画素×２Ｌ画素（ＫはＭ／２より大きい自然数、ＬはＮ／２より大きい自然数）であり、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬ、ＩＭＧ＿ＨＬ、ＩＭＧ＿ＬＨ、及びＩＭＧ＿ＨＨは夫々Ｋ画素×Ｌ画素である（図８参照）。すなわち、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置は、出力する拡大画像の水平方向の画素数と垂直方向の画素数がそれぞれ２の倍数であれば、拡大処理可能である。

第１実施形態及び第２実施形態では、上述した通り、水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍の画像拡大しか行えない。ところが、所望の拡大画像は、水平方向、垂直方向それぞれにおいて原画像である入力画像の２倍になるとは限らない。したがって、所望の拡大画像が水平方向、垂直方向それぞれにおいて原画像である入力画像の２倍とはならない場合、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置や本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置の前段や後段に、従来の拡大・縮小処理装置を設けることで所望の拡大画像を得ることができるが、従来の拡大・縮小処理装置を設ける分コストが高くなってしまう。

代表的な表示テレビ信号や表示パネルの画像サイズは表１に示すように全て水平方向、垂直方向ともに２の倍数であるので、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置は、前段や後段に従来の拡大・縮小処理装置を設けなくても、代表的な表示テレビ信号や表示パネルの画像サイズに対応することができる。

＜本発明に係る表示装置＞
本発明に係る表示装置の一例である液晶テレビの概略構成を図９に示す。図９に示す液晶テレビは、チューナ１１と、フロントエンド部１２と、バックエンド部１３と、タイミングコントローラ１４と、液晶表示パネル１５とを備えている。

チューナ１１は、アンテナ１６から送られてくる高周波信号に含まれる受信チャンネルの放送波信号を特定周波数の信号に変換し、フロントエンド部１２に出力する。

フロントエンド部１２は、チューナ１１の出力信号、又は、外部入力信号（ビデオ、ＤＶＤ等からのＹＣ信号）を処理する。フロントエンド部１２は、処理する信号がコンポジット信号である場合にはＹＣ分離処理を行う。また、フロントエンド部１２は、処理する信号が圧縮信号である場合にはデコード処理を行う。また、フロントエンド部１２は、処理する信号がインターレース方式の信号である場合にはＩＰ変換処理を行い、インターレース方式の信号をプログレッシブ方式の信号に変換する。

バックエンド部１３は、ＹＣ信号をＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ変換処理部（図９において不図示）を有している。また、バックエンド部１３は、スケーラ処理及びエッジ強調処理を行うスケーラ・エッジ強調処理部（図９において不図示）を有している。バックエンド部１３は、フロントエンド部１２の出力信号、又は、外部入力信号（パーソナルコンピュータ等からのＲＧＢ信号）を処理して、スケーラ処理及びエッジ強調処理が施されたＲＧＢ信号をタイミングコントローラ１４に出力する。

タイミングコントローラ１４は、バックエンド部１３の出力信号に対して、フレームレート変換（例えば倍速処理）、ガンマ補正、映像信号の変化を予測して変化する前から駆動信号を強める補正などの処理を行い、それらの処理を行うことによって得られた駆動信号によって液晶表示パネル１５を駆動する。

本発明に係る表示装置の一例である図９に示す液晶テレビでは、バックエンド部１３のスケーラ・エッジ強調処理部内に本発明に係る画像拡大装置を設けている。

ここで、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置を設けた場合のバックエンド部１３の構成例を図１０Ａに示す。なお、図１０Ａにおいて図１と同一の部分には同一の符号を付す。

図１０Ａに示すバックエンド部１３では、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置とlanczos3フィルタ１７及び１８とによって構成されるスケーラ・エッジ強調処理部の後段に、ＹＣ信号をＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ変換処理部１９が設けられている。なお、図１０Ａに示すバックエンド部１３は、ＲＧＢ信号をＹＣ信号に変換するＹＣ変換処理部（不図示）も備えており、外部入力信号（パーソナルコンピュータ等からのＲＧＢ信号）を処理する場合には、最初に当該ＹＣ変換処理部によって外部入力信号をＹＣ信号に変換する。

図１０Ａに示すバックエンド部１３では、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置は輝度画像ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｙを入力画像として取り扱う。色差画像ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｃｂは、lanczos3フィルタ１７によってスケーラ処理され、水平方向、垂直方向それぞれに２倍に拡大された拡大色差画像ＩＭＧ＿ＵＰ＿Ｃｂに変換され、ＲＧＢ変換処理部１９に供給される。色差画像ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｃｒは、lanczos3フィルタ１８によってスケーラ処理され、水平方向、垂直方向それぞれに２倍に拡大された拡大色差画像ＩＭＧ＿ＵＰ＿Ｃｒに変換され、ＲＧＢ変換処理部１９に供給される。

なお、当然の事ながら、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置の代わりに、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置以外の本発明に係る画像拡大装置（例えば、本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置、或いは後述する図１１に示す本発明に係る画像拡大装置など）を設けてもよい。本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置を設けた場合のバックエンド部１３の構成例は図１０Ｂに示すようになり、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置を設けた場合のバックエンド部１３の構成例は図１０Ｃに示すようになり、後述する図１１に示す本発明に係る画像拡大装置を設けた場合のバックエンド部１３の構成例は図１０Ｄに示すようになる。

また、図１０Ａ〜図１０Ｄに示す構成とは異なり、バックエンド部１３において、ＲＧＢ変換処理部の後段にスケーラ・エッジ強調処理部を設けて図１０Ｅに示すような構成にすることも可能である。図１０Ｅに示すバックエンド部１３では、ＹＣ信号をＲＧＢ信号に変換するＲＧＢ変換処理部１９の後段に、セレクタ２０と、本発明に係る画像拡大装置２１〜２３とが設けられている。図１０Ｅに示すバックエンド部１３では、本発明に係る画像拡大装置がＲＧＢそれぞれで必要となるので、本発明に係る画像拡大装置が３つ必要となっている。ＲＧＢ変換処理部１９は、フロントエンド部１２（図９参照）の出力信号（輝度画像ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｙ、色差画像ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｃｂ、及び色差信号ＩＭＧ＿ＩＮ＿Ｃｒ）をＲＧＢ信号に変換してセレクタ２０に供給する。セレクタ２０は、ＲＧＢ変換処理部１９からのＲＧＢ出力、外部入力信号（パーソナルコンピュータ等からのＲＧＢ信号）のいずれか一方を選択する。セレクタ２０によって選択された信号に含まれている赤色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｒは、本発明に係る画像拡大装置２１によってスケーラ処理及びエッジ強調処理されて拡大赤色成分画像ＩＭＧ＿ＯＵＴ＿Ｒとなる。セレクタ２０によって選択された信号に含まれている緑色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｇは、本発明に係る画像拡大装置２２によってスケーラ処理及びエッジ強調処理されて拡大緑色成分画像ＩＭＧ＿ＯＵＴ＿Ｇとなる。セレクタ２０によって選択された信号に含まれている青色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｂは、本発明に係る画像拡大装置２２によってスケーラ処理及びエッジ強調処理されて拡大青色成分画像ＩＭＧ＿ＯＵＴ＿Ｂとなる。すなわち、本発明に係る画像拡大装置２１は赤色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｒを入力画像として取り扱っており、本発明に係る画像拡大装置２２は緑色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｇを入力画像として取り扱っており、本発明に係る画像拡大装置２３は青色成分画像ＩＭＧ＿ＳＥＬ＿Ｂを入力画像として取り扱っている。本発明に係る画像拡大装置２１〜２３それぞれには、例えば本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置を用いることができるが、当然の事ながら、本発明の第１実施形態に係る画像拡大装置以外の本発明に係る画像拡大装置（例えば、本発明の第２実施形態に係る画像拡大装置、本発明の第３実施形態に係る画像拡大装置、或いは後述する図１１に示す本発明に係る画像拡大装置など）を用いてもよい。

＜変形例＞
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実行することができる。

上述した実施形態では、画像拡大フィルタにlanczos3フィルタを用いたが、画像拡大機能を有する別のフィルタ（例えば、bi-cubic方法を用いるフィルタ、窓付きsinc関数を用いるフィルタ、HaamingやKaiser窓を用いるフィルタなど）に置き換えてもよい。

また、上述した第２実施形態では、拡大画像ＩＭＧ＿ＵＰと拡大画像ＩＭＧ＿ＳＹＮＴＨの差を用いて輪郭強調を行っているが、これに代えて、図１１に示すように、サブバンド成分ＩＭＧ＿ＬＬと入力画像ＩＭＧ＿ＩＮの差を直接求めて輪郭強調を行うようにしてもよい。

また、本発明に係る画像拡大装置は、専用のハードウェア装置に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ３０のＣＰＵ３１が、メモリ３２に格納された画像拡大プログラムを実行することにより実現されるものであってもよい。ＣＰＵ３１は、インターフェース３３を介して外部から取得した画像またはＨＤＤ３４に記憶されている画像を拡大して得られる拡大画像を、インターフェース３３を介して外部に出力したり、ＨＤＤ３４に保存したり、表示部３５に表示させたりすることができる。

本発明に係る画像拡大装置或いは画像拡大プログラムは、表示装置をはじめ、種々の画像を取り扱う機器において利用することができる。

１、１７、１８ lanczos3フィルタ
２ 離散ウェーブレット変換部
３〜５、９ 乗算器
６ 逆離散ウェーブレット変換部
７、１０ 加算器
８ コアリング部
１１ チューナ
１２ フロントエンド部
１３ バックエンド部
１４ タイミングコントローラ
１５ 液晶表示パネル
１６ アンテナ
１９ ＲＧＢ変換処理部
２０ セレクタ
２１〜２３ 本発明に係る画像拡大装置
３０ コンピュータ
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ インターフェース
３４ ＨＤＤ
３５ 表示部

Claims (12)

1. 入力画像を水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、
   前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、
   前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、
   前記入力画像、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備えることを特徴とする画像拡大装置。
2. 前記第１の拡大画像と前記第２の拡大画像との差に基づいて、前記第２の拡大画像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部を備える請求項１に記載の画像拡大装置。
3. 前記輪郭強調処理部が、前記第１の拡大画像と前記第２の拡大画像との差に対応する画像に対してコアリング処理を行うコアリング部を有する請求項２に記載の画像拡大装置。
4. 前記入力画像と前記第１のサブバンド成分との差に基づいて、前記第２の拡大画像に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調処理部を備える請求項１に記載の画像拡大装置。
5. 前記輪郭強調処理部が、前記入力画像と前記第１のサブバンド成分との差に対応する画像に対してコアリング処理を行うコアリング部を有する請求項４に記載の画像拡大装置。
6. 入力画像を拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、
   前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、
   前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、
   前記第１のサブバンド成分、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備えることを特徴とする画像拡大装置。
7. 前記画像拡大フィルタが高周波成分を持ち上げることができるフィルタである請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像拡大装置。
8. コンピュータを、
   入力画像を水平方向、垂直方向それぞれにおいて２倍に拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、
   前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、
   前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、
   前記入力画像、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える画像拡大装置として機能させることを特徴とする画像拡大プログラム。
9. コンピュータを、
   入力画像を拡大した第１の拡大画像を生成する画像拡大フィルタと、
   前記第１の拡大画像をウェーブレット変換して、前記第１の拡大画像の水平方向における低周波成分と垂直方向における低周波成分を抽出した画像を表す第１のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分を抽出した画像を表す第２のサブバンド成分、前記第１の拡大画像の垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第３のサブバンド成分、及び前記第１の拡大画像の水平方向における高周波成分と垂直方向における高周波成分を抽出した画像を表す第４のサブバンド成分を生成するウェーブレット変換部と、
   前記ウェーブレット変換部から出力される前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分にゲイン処理を行うゲイン処理部と、
   前記第１のサブバンド成分、並びに、前記ゲイン処理部から出力されるゲイン処理後の前記第２のサブバンド成分、前記第３のサブバンド成分、及び前記第４のサブバンド成分をウェーブレット変換画像と見て、逆ウェーブレット変換を行って第２の拡大画像を生成する逆ウェーブレット変換部とを備える画像拡大装置として機能させることを特徴とする画像拡大プログラム。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像拡大装置を備えることを特徴とする表示装置。
11. 前記画像拡大装置の入力画像が輝度画像である請求項１０に記載の表示装置。
12. 前記画像拡大装置を３つ備え、
    １つ目の前記画像拡大装置の入力画像が赤色成分画像であり、
    ２つ目の前記画像拡大装置の入力画像が緑色成分画像であり、
    ３つ目の前記画像拡大装置の入力画像が青色成分画像である請求項１０に記載の表示装置。

Images