KR20050058959A - 신호 처리 장치, 화상 표시 장치 및 신호 처리 방법 - Google Patents

Abstract

SD 신호나 HD 신호 등 규격이 상이한 신호가 입력된 경우, 그 주파수 대역에 적합한 고정밀도의 윤곽 보정을 적절한 타이밍에서 행할 수 없다. 휘도 신호 S11의 소정수 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출부(15)와, 해당 최대 휘도차에 기초하여 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량 S16으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부(16)를 갖는다. 보정 신호 생성부(13)는, 윤곽 보정량 S16에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호 S13을 생성하고, 이것을 윤곽 보정부(14)에 출력한다. 윤곽 보정부(14)는, 윤곽 보정 신호 S13을 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하여 출력한다.

Description

신호 처리 장치, 화상 표시 장치 및 신호 처리 방법{SIGNAL PROCESSING DEVICE, IMAGE DISPLAY DEVICE AND SIGNAL PROCESSING METHOD}

본 발명은, 화상의 휘도의 주파수 대역에 적합한 윤곽 보정을 행하는 신호 처리 장치와 그 방법, 및 해당 신호 처리 장치를 이용한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

화상 처리의 하나로서, 윤곽이 선명하지 않은 화상의 윤곽을 강조하거나, 혹은 반대로, 윤곽이 너무 강조된 화상의 윤곽을 다소 흐릿하게 하여 보기편한 화상으로 보정하는 윤곽 보정 처리가 알려져 있다. 윤곽 보정의 일종으로서, 예를 들면, 텔레비전 수상기 등의 디스플레이에서 화상의 선예도(샤프니스)를 향상시키기 위해, 영상 신호의 고주파 성분을 필터 처리에 의해 추출하고, 적당한 이득을 부여하여 원래의 영상 신호에 가산함으로써, 고역의 주파수 특성을 강조하는 윤곽 강조 처리가 일반적이다.

윤곽 강조가 겉보기에 인지되었을 때에, 그 윤곽을 이루는 화상 내 엣지부의 샤프니스는 강조량(보정량의 게인)에 따라 결정되지만, 한편, 윤곽 보정이 엣지부의 주변 부분에 대해서도 과도하게 실행되어 윤곽 근방이 부자연스러워지는 것을 방지해야한다. 이러한 부자연스러움을 방지할 목적으로, 본원의 출원인에 의해, 보정하려는 대역 통과 필터의 대역(예를 들면 반값 폭)이나 중심 주파수 등을 변경할 수 있도록 인접 화상의 휘도차에 따라 적절한 필터 계수를 산출하고, 또한 해당 휘도차에 따라 필터로부터 출력되는 윤곽 보정 신호의 이득을 조정하도록 한 비디오 신호 처리 장치가 이미 제안되고 있다(특허 문헌1 참조).

이 기술은, 특허 문헌1에 기재된 바와 같이, 비디오 카메라 등의 컬러 신호 처리 장치로 처리되는, 어느 특정 해상도의 화상(입력 화상)에 있어서, 윤곽 보정을 하려는 신(scene)의 화상이 고주파 성분을 포함하는지의 여부를, 인접 화소의 휘도차가, 예를 들면, 임의의 임계값을 초과하는지의 여부에 따라 판단하고, 그 판단의 결과에 따라 필터 특성이나 이득을 변화시키는 것이다.

그런데 최근의 디스플레이 장치 등의 분야에서는, 디스플레이 패널 등의 표시부의 고해상도화가 진행되어, 그 디스플레이의 해상도에 적합한 입력 화상은 충분히 선명한 표시가 가능한데, 특히 윤곽 보정이 필요없는 경우가 증가하고 있다. 한편, 여러 종류의 장치로부터 출력되어, 해상도 등의 규격이 상이하거나, 혹은 주파수 대역이 상이한 여러가지 화상 신호에 대응하는 보정 윤곽도 요구되고 있다.

예를 들면, SD(standard-definition) 화상, HD(high-definition) 화상, 신호 경로에 의해 샤프니스가 변화하는 방송 화상, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 고화질 화상, STB(Set Top Box) 등으로부터의 그래픽이 믹스된 화상 등의 각종 신호가, 여러가지의 입력 단자로부터 샤프니스 등의 화상 신호 처리를 행하는 처리 블록에 입력된다.

이 처리 블록에서의 신호 종류의 판별 방법으로는, 어느 입력 단자로부터의 신호인지에 의해 판별하는 방법, 수평 및 수직의 동기 신호의 주파수에 의해 판별하는 방법 등이 일반적이다. 이에 따라 신호 종류의 판별은 가능하지만, 그 신호가 갖는 주파수 대역까지 정확하게 아는 것은 곤란하다. 예를 들면, 입력 단자가 D4 단자인 경우, SD 화상이나 HD 화상 등의 상이한 해상도의 화상이 입력되기 때문에, 입력 단자만을 기준으로 신호 대역을 판단할 수는 없다. RCA 단자에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 입력 신호의 동기 신호 주파수에 의한 판별에서는, 동기 신호의 주파수가 거의 동일해도 여러 경로를 거쳐 온 방송파 화상과 DVD 화상의 신호 대역이 상이하여, 동기 신호의 주파수만으로는 신호 대역까지 판단할 수 없다.

한편, 여러 종류 및 해상도의 화상이 입력되는 것을 전제로 한 최근의 디스플레이 장치에서는, 인터레이스 프로그레시브 변환(IP 변환)에 의해 입력 화상을 확대 스케일링하여 표시부의 해상도에 적합시키는 기능을 갖는다. 이 경우, 원래의 해상도가 낮은 입력 화상을, 높은 해상도의 표시부에 적합시키는 확대 스케일링 시의 보간 처리에 의해 원래의 화소 데이터 사이에 데이터를 새롭게 작성하기 때문에, 화상의 윤곽이 흐려지기 쉽다. 그 의미로 윤곽 강조의 필요가 발생하여, 최근의 디스플레이 장치는, IP 변환 후의 처리 블록에 윤곽 강조의 기능을 실장한 신호 처리 장치(신호 처리 IC)를 갖고 있다.

이 윤곽 강조의 처리 블록에 입력되는 화상이, 예를 들면 D 단자로부터 입력되고, 또한 IP 변환 후의 신호 주파수는 HD 화상 상당이어도, 입력 시의 IP 변환 전의 화상은 SD 화상의 것이 있다. 이 때문에, 전술한 입력 단자에 의한 판별과 동기 신호 주파수를 조합한 판별을 행했다고 해도, 신호의 주파수 대역을 확실하게 판단할 수는 없다.

이와 같이, 여러 신호의 입력을 전제로 한 종래의 신호 처리 장치에서 윤곽 강조를 행하는 경우, 그 윤곽 강조의 처리 블록의 동일한 입력 경로에 주파수 대역이 상이한 화상이 들어온다. 이 때, 입력 화상과 표시 화상이 모두 HD 화상 등의 고해상도 화상인 경우에는 윤곽 강조를 필요로 하지 않지만, 입력 화상이 SD 화상이고 표시 화상이 HD 화상 등인 경우, IP 변환에 의해 저하한 화상의 샤프니스를 윤곽 강조에 의해 보정해야한다. 그런데, 현상의 신호 처리 장치에서는, 전술한 이유에 의해 신호 대역의 판별을 할 수 없기 때문에 신호 대역에 적합하게 필요한 만큼만 윤곽 강조를 행할 수 없다. 즉, IP 변환에 의해 저하한 화상의 샤프니스를 보정할 수 있도록 주파수 대역이 좁은 화상에서 충분한 레벨로 윤곽 강조량을 설정하면, 주파수 대역이 넓은 화상이 입력된 경우, 그 윤곽이 과도하게 강조되기 때문에 표시 화상이 번쩍번쩍하여 보기힘든 것으로 된다. 대응 방법으로는 사용자에게 조정시키는 것도 가능하지만, 사용자가 주파수 대역과 윤곽 강조의 관계를 이해하는 것이 필수로 되므로, 이 방법은 불가능에 가까워 현실적이지 않다.

이어서, 전술한 특허 문헌1에 기재된 기술을, 이 여러 화상 신호의 입력을 전제로 한 신호 처리 장치의 윤곽 강조에 적용한 경우를 생각할 수 있다.

특허 문헌1에 기재한 기술에서는 인접 화소의 휘도차를 검출하고 있지만, 이것은 필터 특성이나 윤곽 강조 게인을 전환하기 위한 기준으로서 일정값 이상의 고주파 성분을 포함하는지의 여부를 판정하기 위한 처리로서, 신호 대역을 정확하게 검출하기 위한 처리가 아니다. 이 경우에도, 어느 정도 높은 신호 대역을 포함하는 경우, 낮은 신호 대역의 경우에 윤곽 강조량이 전환되지만, 입력 화상의 신호 대역의 변화에 추종할 수 없기 때문에, 신호 대역에 적합한 윤곽 강조량의 설정 정밀도를 충분히 얻을 수 없다.

또한, 예를 들면 화상의 신(scene)이 변할 때마다 윤곽 강조량이 변경되어, 표시 화면 상에서 윤곽 강조의 방법이 빈번히 변동하는 경우가 있는데, 이 경우에, 오히려 보기 힘든 표시 화상으로 된다.

<특허 문헌1> 일본 특개2000-013642호 공보

해결하고자 하는 과제는, 주파수 대역이 상이한 여러가지 화상 신호의 입력을 전제로 한 경우에, 해당 주파수 대역에 적합한 고정밀도의 윤곽 보정량을 적절한 타이밍에서 생성할 수 없어, 입력 화상을 보기편하게 표시시키기 위한 윤곽 강조 보정을 할 수 없는 것이다.

본 발명의 제1 관점의 신호 처리 장치는, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출부와, 해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제1 관점의 화상 표시 장치는, 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서, 신호 처리 회로가, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출부와, 해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제1 관점의 신호 처리 방법은, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출 단계와, 해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계를 포함한다.

본 발명의 제2 관점의 신호 처리 장치는, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서, 입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출부와, 해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제2 관점의 화상 표시 장치는, 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서, 신호 처리 회로가, 입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출부와, 해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성한 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제2 관점의 신호 처리 방법은, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서, 입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와, 해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출 단계와, 해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계를 포함한다.

본 발명의 제3 관점의 신호 처리 장치는, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과하는 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함으로써 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출부와, 해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제3 관점의 화상 표시 장치는, 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서, 신호 처리 회로가, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과한 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함으로써 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출부와, 해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는다.

본 발명의 제3 관점의 신호 처리 방법은, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서, 입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와, 해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과하는 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함으로써 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출 단계와, 해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와, 윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와, 입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계를 포함한다.

전술한 제1∼제3 관점에서, 적합하게, 입력 화상의 엣지 정보를 추출하는 상기 보정 신호 생성부 내의 선예화 필터와, 상기 소정수의 프레임 내에서 평균 휘도 레벨을 계측하는 평균 휘도 계측부를 갖고, 선예화 필터의 필터 계수를 평균 휘도 레벨에 기초하여 변경한다.

본 발명의 제1 관점에 따르면, 입력 화상 신호가 엣지량 검출부에 입력되면, 예를 들면 1 프레임 또는 수 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차가 계측되어, 그 최대 휘도차가 검출된다. 본 발명에서는, 이 최대 휘도차를 조사하는 범위를 소정수의 프레임으로 규정하고 있다. 또 보정량 변환부가, 최대 휘도차에 기초하여 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환한다. 이 최대 휘도차가, 소정수의 프레임 내의 휘도의 최고 주파수와 거의 비례한 파라미터이다. 따라서, 윤곽 보정량은 휘도의 최대 주파수에 의존하여 설정된다.

보정 신호 생성부는, 예를 들면, 소정의 필터 계수를 이용하여 입력 화상 신호의 윤곽을 추출하는 선예화 필터에 의해 윤곽 보정 신호를 생성한다. 이 때 윤곽 보정량에 따라 신호의 게인을 변경한다. 생성된 윤곽 보정 신호는 윤곽 보정부에 보내어져, 입력되어 온 입력 화상 신호와 가산된다. 이 때 윤곽 보정 신호의 게인은 소정수의 프레임마다 변경 가능하기 때문에, 윤곽 보정 신호는 입력 화상 신호에 대하여 소정수의 프레임마다 동기를 취하여 윤곽 보정부에 입력된다. 그 때문에, 윤곽 보정부에서는 휘도의 최대 주파수에 대응하여 윤곽 보정이 이루어진 화상 신호가 출력된다.

화상 표시 장치에서는, 이 윤곽 보정 후의 화상 신호가 표시부에 공급되어, 그 표시면에 소정의 화상이 표시된다.

본 발명의 제2 및 제3 관점에서는, 최대 휘도차 그 자체는 요구되지 않는다.

제2 관점에서는, 최대 휘도차를 포함하는 범위를 구한다. 즉, 엣지량 검출부가, 계측한 휘도차의 데이터열로부터, 복수의 기준값을 이용하여 휘도차의 크기를 비교하여, 그 휘도차의 대략적인 도수 분포의 정보가 유지된다. 복수의 기준값에 의해 구분되는 도수 분포에서, 휘도차가 존재하는 최대의 휘도차 범위가 최대 주파수에 관한 파라미터로서 구해지고, 이것을 이용하여 윤곽 보정 신호를 생성한다. 이후에는, 제1 관점과 마찬가지로, 윤곽 보정 신호와 입력 화상 신호가 동기를 취하여 가산되면, 윤곽 보정이 완료된다.

제3 관점에서는, 최대 휘도차를 포함하는 범위를 구할 때의 기준값은 하나이지만, 이것을 순차적으로 크게 변화시킨다. 이 때 최초로 기준값을 초과하는 휘도차가 제로로 되었을 때의 기준값 또는 해당 기준값보다 1 단계 작은 기준값이 최대 휘도차에 가장 가깝고, 휘도의 최대 주파수를 나타내는 파라미터로서 구해진다. 이후에는, 이 파라미터를 이용하여 윤곽 보정 신호를 생성하여, 윤곽 보정 신호와 입력 화상 신호가 동기를 취하여 가산되면, 윤곽 보정이 완료된다.

제1∼제3 관점에서 평균 휘도 계측부를 갖는 경우, 여기서 평균 휘도 레벨이 계측된다. 계측된 평균 휘도 레벨은 보정 신호 생성부에 입력되어, 그 윤곽 보정 신호의 엣지 정보를 추출하는 선예화 필터의 필터 계수의 생성 또는 선택 등에 제공된다. 따라서, 화면의 명암에 따라 보기편하게 하기 위한 선예화 필터로 윤곽 보정 신호가 생성되어, 윤곽 강조에 이용된다.

<발명의 실시예>

도 1에 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 구성을 도시한다. 신호 처리 장치는 화상의 윤곽을 흐릿하게 하는 처리에도 적용 가능하지만, 여기서는 윤곽 강조 보정을 행하는 경우를 예로 한다. 또, 도 1에 도시하는 신호 처리 장치는, 디스플레이 장치 내의 신호 처리 회로로서 실시 가능하고, 그 경우에 도시되지 않은 표시부에 공급하는 화상의 윤곽 보정을 행하는 것이다.

신호 처리 장치(1)는, 휘도 신호 생성 회로(11), 보정량으로서의 윤곽 강조량을 설정하는 보정량 설정부(12), 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부(13), 및 윤곽 강조를 위해 신호의 가산을 행하는 윤곽 보정부(14)를 갖는다.

이들의 구성은, 그 모두를 하드웨어(회로)에 의해 실현해도 되고, 그 일부, 특히 보정량 설정부(12)의 기능 중 적어도 일부를 소프트웨어에 의해 실현할 수도 있다. 또, 소프트웨어에 의한 경우의 상세 내용은 후술하겠다.

휘도 신호 생성 회로(11)는 입력 단자 Ti1, Ti2, Ti3에 접속되고, 각각의 입력 단자로부터 입력 화상 신호로서 적(R) 신호, 녹(G) 신호, 청(B) 신호가 입력된다. 휘도 신호 생성 회로(11)는, 입력된 R 신호, G 신호 및 B 신호로부터 콤포넌트 신호(Y 신호/색차 신호)를 생성하여, 그 휘도(Y) 신호 S11을 분리하여 보정량 설정부(12)에 공급한다. 보정량 설정부(12)는, 주로, 휘도 신호 S11에 기초하여 인접 화소의 휘도차로부터 윤곽 보정량 S16을 구하여 시간적 평활 처리를 실행한 후, 해당 시간적 평활 후의 윤곽 보정량을 나타내는 신호(이하, 윤곽 강조 이득 신호라고 함) S17을 보정 신호 생성부(13)에 공급한다. 보정 신호 생성부(13)는 휘도(Y) 신호 S11을 입력하여, 휘도 신호 S11로부터 선예화 필터에 의해 엣지 정보를 추출하고, 입력된 윤곽 강조 이득 신호 S17에 의해 게인 조정하여 윤곽 보정 신호 S13을 생성한다. 생성된 윤곽 보정 신호 S13은 윤곽 보정부(14)에 공급된다. 윤곽 보정부(14)는, 입력 화상 신호인 R 신호, G 신호 및 B 신호를 입력하여, 그 입력 화상에 윤곽 강조 보정을 행한다. 이 때, 입력되어 있는 윤곽 보정 신호 S13에 의해 윤곽 강조량이 결정된다. 윤곽 강조 후의 R 신호, G 신호 및 B 신호(윤곽 강조 후의 RGB 신호 S14)는, 각각 출력 단자 To1, To2 및 To3으로부터, 도시를 생략한 디스플레이 장치의 표시부 등에 출력된다.

보정량 설정부(12)는, 화소쌍의 휘도차를 계측하여 엣지량을 검출하는 엣지량 검출부(15), 엣지량을 윤곽 강조량(보정량)으로 변환하는 보정량 변환부(16), 및 보정량을 어느 소정의 시간 내에 평균하는 시간적 평활부(17)를 갖는다.

여기서 화소의 휘도차의 최대값 혹은 해당 최대값을 포함하는 휘도차 범위를「엣지량」이라고 칭한다. 휘도차 범위를 검출하는 경우에는 후술하는 바와 같이, 여기서는 우선, 최대 휘도차 검출을 행하는 경우를 생각한다. 그 경우에 엣지량 검출부(15)는, 입력 화상 신호(휘도 신호) S11로부터 인접 화소, 혹은 1 이상의 화소를 사이에 둔 화소쌍으로 휘도차를 계측하고, 해당 계측을 소정수의 프레임 내에서 반복하여 휘도 신호 S11을 휘도차로 이루어지는 데이터열로 변환하여, 엣지량으로서 최대 휘도차를 검출한다.

본 발명에서는, 휘도차 계측의 대상으로 되는 화소쌍의 배치 방향, 즉 최대 휘도차의 계측 방향을, 수평과 수직 중 적어도 한쪽의 방향으로 한다. 그 때, 입력한 휘도 데이터를 화소 혹은 라인마다 지연시킬 필요가 있다. 휘도 신호 S11의 데이터 입력이 수평 라인마다 시계열로 행해지기 때문에, 일반적으로 수평 방향으로의 휘도차 계측이, 수직 방향의 휘도차 계측에 비교하면 지연 처리의 회로 규모나 시간적 부담이 적게 된다. 따라서, 도 1에 도시하는 엣지량 검출부(15)는, 수평 방향으로 화소쌍의 휘도차를 계측하여, 소정수의 프레임에서의 휘도차의 최대값을 유지(피크 홀드)하는 구성으로 되어 있다. 또, 수평과 수직의 쌍방으로 화소 데이터(휘도 데이터)를 지연시키는 구성에 대해서는 후술하겠다.

도 2에, 엣지량 검출부(15)의 동작을 설명하기 위한 그래프를 도시한다. 이 그래프의 횡축에 수평 라인의, 어느 한 화소를 기점으로 하여 처리가 실행되는 화소 번호를 나타내고, 종축에 휘도 신호값, 인접 화소간의 휘도차, 및 해당 휘도차의 피크 홀드값을 휘도값으로 나타낸다. 실제의 휘도값은, 예를 들면 8 비트 계조로 각 색 신호의 휘도가 규정되는 경우에 0∼255의 값을 갖지만, 여기서는 최대값을「20」으로 정규화한 상대 휘도값을 나타내고 있다. 도 2에서, 「●을 연결하는 절선」이 휘도 신호에 의해 규정된 휘도값이고, 「■을 연결하는 절선」이 수평 방향의 휘도차분의 절대값을 나타내고 있다. 구해지는 최대 휘도차는, 이 휘도차분의 절대값을 피크 홀드하여 계측한다. 이 피크 홀드값을 도 2에서의 「■」으로 나타내고, 그 추이를 나타내는 절선과 같이 피크값은 화소 번호가 커짐에 따라 단계적으로 커지는 경향을 나타낸다.

엣지량 검출부(15)는, 이 도 2에 도시하는 동작을 소정수의 프레임, 여기서는 1 프레임의 기간 중의 전체 화소에 대하여 순차적으로 실행한다. 피크값(최대 휘도값)은 다음 프레임의 계측이 완료될 때까지 유지된다. 엣지량 검출부(15)는, 인접 화소간의 휘도값 차분의 절대값에 휘도 신호를 변환하는 기능과, 1 프레임 내의 최대 휘도차분값을 검출하여 유지하는 기능의 2개의 기능을 갖는다.

보정량 변환부(16)는, 외부 입력되는 수직 동기 신호 VS의 입력에 따라 동작 타이밍이 제어된다. 즉, 다음의 수직 동기 신호가 입력될 때에, 그 때까지 행하였던 1 프레임분의 엣지량 검출(휘도차로의 변환)이 완료된다. 이 때, 엣지량 검출부(15)의 피크 홀드값은 해당 1 프레임 내에서의 최대 휘도차로 되어 있기 때문에, 이 홀드값을 수직 동기 타이밍에서 판독하여, 해당 홀드값에 기초하여 휘도차를 순차적으로, 윤곽 보정량으로 변환한다. 더 상세히 설명하면 보정량 변환부(16)가, 엣지량 검출부(15)로부터 잇달아 입력되는 인접 화소간의 휘도차분값을, 이것에 1 프레임 내의 피크값(최대 휘도차)에 따라 설정된 계수를 곱하여 윤곽 보정량 S16으로 변환한다.

도 3에, 보정량 변환부(16)의 변환 특성을 도시한다. 이 변환 특성은, 외부로부터 입력되는 사용자가 설정한 윤곽 보정량 Eu를 센터값으로 하여, 윤곽 보정량을 제어하는 경우의 예이다. 사용자가 윤곽 보정량 Eu를 설정하면, 이 값을 센터로 하여, 검출한 피크값(최대 휘도차)에 의해 산출된 계수를 기울기로 한 도시한 바와 같은 변환 특성이 자동적으로 설정된다. 따라서, 엣지량 검출부(15)에 의해 계측된 인접 화소간의 휘도차분값이 큰 경우에는 작아지고, 휘도차분값이 작은 경우, 큰 값이 되도록 윤곽 보정량이 제어된다.

또, 이 변환 특성은 기울기가 마이너스의 경향을 나타내는 특성으로 되면 되므로, 도시한 것에 한정되지 않는다. 도 3에서는, 피크값이 큰 측과 작은 측에서 강조량이 변화하지 않도록 제한되어 있지만, 예를 들면 피크값이 큰 측만 강조량을 제한하거나, 혹은 제한없이 전체를 직선으로 해도 된다. 또한, 피크값에 대하여 강조량을 비선형으로 변화시켜도 된다.

도 4에 시간적 평활부(17)의 회로 또는 소프트웨어 상에서의 구성예를 도시한다.

시간적 평활부(17)는, 직렬 접속된 소정수의 지연부(171)와 평균부(172)를 갖는다. 지연부(171)의 수 및 지연량은 임의이고, 여기서는 1 프레임 지연량의 지연부(171)가 2개 설치되어 있다. 평균부(172)에 1 프레임 지연 후와 2 프레임 지연 후의 윤곽 보정량이 입력되고, 이것이 평균부(172)에 의해 평균화되어 윤곽 강조 이득 신호 S17로 되어 출력된다. 2개의 지연부(171)는 수직 동기 신호 VS에 의해 제어되고, 이 윤곽 강조 이득 신호 S17은, 입력에 대하여 2 프레임 지연 후의 신호이다. 전술한 바와 같이 엣지량 계측과 보정량 변환에 각각 1 프레임 기간을 필요로 하기 때문에, 도 1에 도시하는 보정량 설정부(12)는 입력에 대하여 출력이 4 프레임의 지연량을 갖는다. 이 지연량은 임의로 설정 가능하고, 특히 시간적 평활부(17)의 지연단 수를 제어함으로써 변경할 수 있다. 윤곽 강조 이득 신호 S17은, 수직 동기 신호 VS에 동기한 신호로서 도 1에 도시하는 보정 신호 생성부(13)에 공급된다.

도 5에, 보정 신호 생성부(13)의 구성예를 도시한다.

보정 신호 생성부(13)는, 도 1에 도시하는 휘도 신호 생성 회로(11)로부터 입력 화상 신호의 휘도 신호 S11을 입력하여, 입력 화상의 엣지 정보를 추출하는 선예화 필터(131)를 갖는다. 선예화 필터의 구성은 임의이고, 여기서는 3개의 필터 계수 세트에 의해 상이한 엣지 추출이 행해져, 그 결과를 필터 출력 F1, F2, F3으로서 추출하도록 되어 있다. 3개의 필터 출력 F1∼F3은 선택 회로(SW)(132)에 입력되고, 여기서 어느 하나가 선택된다. 선택된 필터 출력은 승산기(133)에 의해, 입력되는 시간적 평활 후의 윤곽 강조 이득 신호 S17에 의해 승산되고, 이에 따라 윤곽 보정 신호 S13이 생성된다. 이 승산기를 포함시켜 도 5에 도시하는 회로는 수직 동기 신호에 의해 동기하여 동작하고 있기 때문에, 생성된 윤곽 보정 신호 S13도 수직 동기 신호에 동기한 신호로서 도 1에 도시하는 윤곽 보정부(14)에 공급된다.

선예화 필터(131)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 1 화소 지연량의 4개의 지연부(134-1, 134-2, 134-3, 134-4)와, 5개의 계수 승산기(135-0, 135-1, 135-2, 135-3, 135-4)와, 3개의 가산기(136-1, 136-2, 136-3)와, 하나의 레벨 조정을 위한 승산기(137)를 갖는다.

4개의 지연부(134-1∼134-4)는 직렬 접속되고, 도 1에 도시하는 휘도 신호 S11을 출력하는 휘도 신호 생성 회로(11)의 출력이 해당 선예화 필터(131)의 입력 단자에 접속되어 있다. 5개의 계수 승산기(135-0, 135-1, 135-2, 135-3, 135-4)의 한쪽 측 입력에 각각, 휘도 신호 S11의 입력, 지연부(134-1)의 출력, 지연부(134-2)의 출력, 지연부(134-3)의 출력, 지연부(134-4)의 출력이 접속되어 있다. 또한, 5개의 계수 승산기(135-0, 135-1, 135-2, 135-3, 135-4)의 다른 쪽 측 입력에, 도시되지 않은 계수를 생성하거나 혹은 유지하는 수단이 접속되고, 각각의 계수값인 「-1.0」, 「-1.0」, 「+2.0」, 「-1.0」, 「-1.0」이 입력되도록 되어 있다.

가산기(136-1)의 입력에, 3개의 계수 승산기(135-1, 135-2 및 135-3)의 출력이 접속되어 있다. 가산기(136-2)의 입력에, 3개의 계수 승산기(135-0, 135-2 및 135-4)의 출력이 접속되어 있다. 가산기(136-3)에 5개의 계수 승산기(135-0, 135-1, 135-2, 135-3 및 135-4)의 출력이 접속되고, 해당 가산기(136-3)의 출력이 승산기(137)의 한쪽 측 입력에 접속되고, 다른 쪽 측 입력에 계수 「-0.5」가 공급되어 있다. 가산기(136-1)와 가산기(136-2)의 출력, 및 승산기(137)의 출력이 선택 회로(132)의 입력에 접속되어 있다. 선택 회로(132)의 출력이 승산기(133)의 한쪽 측 입력에 접속되고, 다른 쪽 측 입력에 도 1에 도시하는 시간적 평활부(17)의 출력이 접속되어 있다. 승산기(137)의 출력으로부터는, 생성한 윤곽 보정 신호 S13이 도 1에 도시하는 윤곽 보정부(14)에 공급된다.

이러한 구성의 보정 신호 생성부(13)에서, 제1 필터 출력 F1을 얻기 위해서는, 입력된 휘도 신호 S11을 지연부(134-1∼134-3)에 의해 3회 지연시키고, 1회 지연 후의 휘도 신호 S11-1, 2회 지연 후의 휘도 신호 S11-2, 3회 지연 후의 휘도 신호 S11-3을 생성한다. 이들 지연 후의 휘도 신호 S11-1∼S11-3은, 각각이 대응한 계수 승산기(135-1∼135-3)에 의해 계수 「-1.0」, 「+ 2.0」, 「-1.0」과 승산되어, 가산기(136-1)에 입력된다. 그 결과, 입력된 휘도 신호 S11로부터 제1 필터 특성으로 추출된 엣지 정보가 제1 필터 출력 F1로서 가산기(136-1)로부터 출력되어, 선택 회로(132)에 입력된다.

제2 필터 출력 F2를 얻기 위해서는, 입력된 휘도 신호 S11을 지연부(134-1∼134-4)에 의해 4회 지연시키고, 지연 전의 휘도 신호 S11-0, 2회 지연 후의 휘도 신호 S11-2, 4회 지연 후의 휘도 신호 S11-4를 생성한다. 이들 휘도 신호 S11-0, S11-2, S11-4는, 각각이 대응한 계수 승산기(135-0, 135-2, 135-4)에 의해 계수 「-1.0」, 「+ 2.0」, 「-1.0」과 승산되어, 가산기(136-2)에 입력된다. 그 결과, 입력된 휘도 신호 S11로부터, 상기 제1 필터 특성과 상이한 제2 필터 특성으로 추출된 엣지 정보가 제2 필터 출력 F2로서 가산기(136-2)로부터 출력되어, 선택 회로(132)에 입력된다.

제3 필터 출력 F3을 얻기 위해서는, 입력된 휘도 신호 S11을 지연부(134-1∼134-4)에 의해 4회 지연시키고, 지연 전의 휘도 신호 S11-0, 1회 지연 후의 휘도 신호 S11-1, 2회 지연 후의 휘도 신호 S11-2, 3회 지연 후의 휘도 신호 S11-3, 4회 지연후의 휘도 신호 S11-4를 생성한다. 이들 휘도 신호 S11-0∼S11-4는, 각각이 대응한 계수 승산기(135-0∼135-4)에 의해 계수 「-1.0」, 「-1.0」, 「+ 2.0」, 「-1.0」, 「-1.0」과 승산되어, 가산기(136-3)에 입력된다. 가산기(136-3)의 출력이 승산기(137)에 의해 계수 「-0.5」과 승산되어, 그 결과, 입력된 휘도 신호 S11로부터 상기 제1 및 제2 필터 특성과 상이한 제3 필터 특성으로 추출된 엣지 정보가 제3 필터 출력 F3으로서 승산기(137)로부터 출력되어, 선택 회로(132)에 입력된다.

선택 회로(132)는, 예를 들면 사용자의 임의 선택에 의해 제1∼제3 필터 출력 F1∼F3 중 어느 하나를 선택한다. 선택된 필터 출력은 승산기(133)에 의해, 입력된 시간적 평활 후의 윤곽 강조 이득 신호 S17과 승산되어, 필터 출력의 게인이 조정된 후, 윤곽 보정 신호 S13으로서 출력된다.

또, 필터 특성을 정하는 지연량이나 계수의 설정, 필터 출력수는 임의이고, 이들은, 상정되는 입력 화상 신호의 해상도 및 사양, 예를 들면 SD 신호, HD 신호 혹은 DVD 신호 등에 따라 정해져 있다. 또한, 선택 회로(132)의 제어를 시간적 평활 후의 윤곽 강조 이득 신호 S17에 따라 행하는 구성이어도 된다. 이들 필터 특성의 차이에 따라 윤곽 강조에 어떠한 차가 생길지는 후술하겠다.

도 6에, 윤곽 보정부(14)의 구성을 도시한다.

윤곽 보정부(14)는, 각각이 소정의 지연량을 갖는 3개의 지연부(141-1, 141-2 및 141-3), 및 3개의 가산기(142-1, 142-2 및 142-3)를 갖는다. 지연부(141-1∼141-3)에, 도 1에 도시하는 입력 단자 Ti1∼Ti3으로부터 RGB 신호(R 신호, G 신호 및 B 신호)가 입력되도록 되어 있다. 가산기(142-1∼142-3)의 각 한쪽 측 입력에, 각각 지연부(141-1∼141-3)의 출력이 접속되어 있다. 또한, 가산기(142-1∼142-3)의 다른 쪽 측 입력에, 도 5에 도시하는 보정 신호 생성부(13)로부터의 윤곽 보정 신호 S13이 공급되도록 되어 있다. 가산기(141-2∼142-3)의 출력은 도 1에 도시하는 출력 단자 To1∼To3에 접속되고, 이들 출력 단자로부터 윤곽 강조 보정 후의 RGB 신호 S14가 출력되어, 도시를 생략한 다른 처리 회로나 표시부에 공급된다.

이 윤곽 보정부(14)는, 수직 및 수평의 동기 신호에 동기하여 동작하도록 구성되어 있다. 또한, 지연부(141-1∼141-3)는 동일한 지연량을 갖고, 그 값은, 도 1에 도시하는 휘도 신호 생성 회로(11), 보정량 설정부(12) 및 보정 신호 생성부(13)의 전체에 의한 신호 지연량에 따라 정해져 있다. 그 결과, 가산기(142-1∼142-3)의 다른 쪽 측 입력에 윤곽 보정 신호 S13이 입력되었을 때에, 이 윤곽 보정 신호 S13에 대응한 RGB 신호가 각 지연부(141-1∼141-3)로부터 가산기(142-1∼142-3)의 한쪽 측 입력으로부터 공급되게 되어 있다.

이상의 도 5 및 도 6에 도시하는 구성에서의 신호 파형의 추이를, 도 7의 타이밍차트에 예시한다.

도 7의 (A)에, 도 5에 도시하는 지연부(134-1)에 입력되는 휘도 신호 S11의 아우트라인 파형을 모식적으로 도시한다. 휘도 신호 S11이 지연부(134-1∼134-4)에 순차적으로 입력되면, 지연부(134-1)로부터 도 7의 (B)에 도시하는 1회 지연 후의 휘도 신호 S11-1이 출력되고, 지연부(134-2)로부터 도 7의 (C)에 도시하는 2회 지연 후의 휘도 신호 S11-2가 출력되고, 지연부(134-3)로부터 도 7의 (D)에 도시하는 3회 지연 후의 휘도 신호 S11-3이 출력되고, 지연부(134-4)로부터 도 7의 (E)에 도시하는 1회 지연 후의 휘도 신호 S11-4가 출력된다.

또한, 도 7의 (F)에, 도 5에 도시하는 승산기(133)에 입력되는 시간적 평활 후의 윤곽 강조 이득 신호 S17의 파형을 도시한다. 이 윤곽 강조 이득 신호 S17은, 도 7의 (A)∼도 7의 (E)에 도시하는 휘도 신호의 입력 시간보다 전의 수직 동기 신호에 의해 이미 상승하여, 필터 처리 시에 일정한 DC 레벨을 유지하는 신호이다. 이 윤곽 강조 이득 신호 S17의 DC 레벨이 최대 휘도차에 따른, 예를 들면 1 이하의 값을 갖고 있다. 여기서는 윤곽 강조 이득 신호 S17의 DC 레벨이 「0.5」인 경우를 예시하고 있다.

전술한 제1 필터 출력 F1은, 1 화소분의 지연 간격을 갖는 3개의 휘도 신호 S11-1, S11-2 및 S11-3을, 각각의 계수 「-1.0」, 「+2.0」, 「-1.0」으로 가중치 부여하여 가산한 신호이기 때문에, 도 7의 (G)에 도시한 바와 같이 엣지의 좌우 1 화소의 범위에서 샤프니스를 부여하는 신호로서 생성된다. 제1 필터 출력 F1이 승산기(133)에 의해 0.5배로 게인 조정되어, 도 7의 (H)에 도시하는 제1 필터 특성에 대응한 윤곽 보정 신호 S13-1이 생성된다.

전술한 제2 필터 출력 F2는, 2 화소분의 지연 간격을 갖는 3개의 휘도 신호 S11-0, S11-2 및 S11-4를, 각각의 계수 「-1.0」, 「+2.0」, 「-1.0」으로 가중치 부여하여 가산한 신호이기 때문에, 도 7의 (I)에 도시한 바와 같이 엣지의 좌우 2 화소의 범위에서 샤프니스를 부여하는 신호로서 생성된다. 제2 필터 출력 F2가 승산기(133)에 의해 0.5배로 게인 조정되어, 도 7의 (J)에 도시하는 제2 필터 특성에 대응한 윤곽 보정 신호 S13-2가 생성된다.

전술한 제3 필터 출력 F3은, 1 화소분의 지연 간격을 갖는 5개의 휘도 신호 S11-0, S11-1, S11-2, S11-3 및 S11-4를, 각각의 계수 「-1.0」, 「-1.0」, 「+ 2.0」, 「-1.0」, 「-1.0」로 가중치 부여하여 가산하고, 또한 「-0.5」배로 게인 조정한 신호이기 때문에, 도 7의 (K)에 도시한 바와 같이 엣지의 좌우 2 화소의 범위에서 1 화소마다 상이한 샤프니스를 부여하는 신호로서 생성된다. 제3 필터 출력 F3은, 다른 필터 출력 F1 및 F2와 상이하고, 5개의 휘도 신호를 가산한 것으로서 레벨이 상대적으로 커지기 때문에, 승산기(137)에 의해 적당한 배율, 예를 들면 「-0.5」로 게인 조정된다. 제3 필터 출력 F3이 승산기(133)에 의해 재차 0.5배로 게인 조정되어, 도 7의 (L)에 도시하는 제3 필터 특성에 대응한 윤곽 보정 신호 S13-3이 생성된다.

전술한 바와 같이 선택 회로(132)가 제1 내지 제3 필터 출력 F1∼F3 중 어느 하나를 선택하기 때문에, 이들 3개의 윤곽 보정 신호 S13-1∼S13-3은 그 중 하나가 생성되어, 윤곽 보정부(14)에 공급된다.

전술한 바와 같이, 도 6에 도시하는 윤곽 보정부(14)는 RGB 신호의 각 색의 계통에서 동일한 동작을 행한다. 도 7의 (M)∼도 7의 (O)에 윤곽 보정 후의 RGB 신호의 파형을 도시하고 있고, 이 파형은 각 색에서 공통된 일반화된 파형으로 되어 있다.

도 7의 (M)에 도시하는 윤곽 보정 후의 신호 S14-1은, 도 7의 (A)에 도시하는 휘도 신호 S11을 추출한 원래의 입력 화상 신호와, 도 7의 (H)에 도시하는 제1 필터 특성의 윤곽 보정 신호 S13-1을 가산한 신호이다. 마찬가지로, 도 7의 (N)에 도시하는 윤곽 보정 후의 신호 S14-2는, 입력 화상 신호와 도 7의 (J)에 도시하는 제2 필터 특성의 윤곽 보정 신호 S13-2와 가산한 신호이다. 또한, 도 7의 (O)에 도시하는 윤곽 보정 후의 신호 S14-3은, 입력 화상 신호와 도 7의 (L)에 도시하는 제3 필터 특성의 윤곽 보정 신호 S13-3과 가산한 신호이다. 이들의 신호끼리의 가산은 도 6에 도시하는 가산기(142-1∼142-3)에 의해 실행되지만, 그 전에 입력 화상 신호의 지연량을 지연부(141-1∼141-3)에 의해 최적화함으로써 정확한 신호끼리의 동기가 취해진다.

이어서, 본 실시예의 변형예를 몇개 기술한다.

도 1에 도시하는 구성의 일부를 마이크로컴퓨터(μC)가 실행하는 프로그램 상의 기능으로 실시할 수 있다.

도 8은, 도 1에 도시하는 보정량 변환부(16)와 시간적 평활부(17)의 기능의 실행을 마이크로컴퓨터(μC)(20)에 의해 대체시킨 경우의 구성도이다.

수직 동기 신호 VS를 마이크로컴퓨터(20)의 인터럽트 포트에 접속하여, 수직 동기 펄스에 의한 인터럽트 마다, 다음의 표 1에 기재하는 계산의 소프트웨어를 마이크로컴퓨터(20)에 의해 실행시킨다.

<표 1>

measure1=measure0

measure0=최대 휘도차의 검출값

measure=(measure0+measure1)/2

emphasis= function(measure)

여기서, 「measure0」은 1 프레임 전의 최대 휘도값의 검출값이고, 이것을 「measure1」로 복사한 후에 「measure0」에 현 프레임의 최대 휘도값의 검출값을 엣지량 검출부(15)로부터 판독하여 저장한다. 그리고, 「measure0」「measure1」의 평균을 취한 후에, 강조량 「emphasis」를 검출값 「measure」를 파라미터로 한 함수 「function(measure)」으로 계산한다. 이 검출값의 평균에 의해 시간적 평활 처리가 실행되고, 또한 함수 「function(measure)」 처리에 의해 보정량 변환 처리가 실행된다. 이 함수 처리 후의 출력은, 윤곽 강조 이득 신호 S17로서 보정 신호 생성부(13)에 출력된다.

도 9에 수직과 수평의 쌍방으로 엣지 정보를 추출하여, 윤곽 보정 신호 S13을 생성하는 경우의 보정 신호 생성부의 구성을 도시한다.

지금까지의 기술은, 수평 방향으로 휘도 신호를 지연시키고, 선예화 필터에 의한 엣지 정보의 추출을 수평 방향으로 행한 경우였다(도 5 참조). 그런데, 엣지 정보는 수직 방향으로도 추출할 수 있다. 따라서 도 9에, 수직과 수평의 쌍방으로 엣지 정보를 추출하고, 그것을 가산함으로써 엣지 정보 정밀도를 향상시킨 예를 나타낸다.

도 9에 도시하는 보정 신호 생성부(13A)는, 2개의 라인 메모리(31-1)와 라인 메모리(31-2), 4개의 플립플롭(F/F)(32-1∼31-4), 수직 방향의 필터 연산부(33v), 수평 방향의 필터 연산부(33h), 가산기(34) 및 승산기(35)를 갖는다.

휘도 신호 S11이 라인 메모리(31-1)와 F/F(32-1)에 입력된다. F/F(32-1)에 의해 1 화소만큼 지연한 휘도 신호 S11-01이 생성된다. 또한, 라인 메모리(31-1)와 F/F(32-2)가 직렬 접속되고, 그 F/F(32-2)의 출력으로 1 라인과 1 화소만큼 지연한 휘도 신호 S11-11이 생성된다. 또한, 라인 메모리(31-1)와 라인 메모리(31-2) 및 F/F(32-3)가 직렬 접속되고, 그 F/F(32-3)의 출력으로 2 라인과 1 화소만큼 지연한 휘도 신호 S11-21이 생성된다. 이들 생성된 3개의 휘도 신호 S11-01, S11-11 및 S11-21은 표시 시에 수직 방향으로 인접하는 3 화소의 휘도 정보를 제공한다. 이들 휘도 신호 S11-01, S11-11 및 S11-21이 수직 방향의 필터 연산부(33v)에 입력되고, 여기서 각 휘도 신호에의 가중치 부여 승산과, 그 결과의 가산이 실행된다. 이 승산과 가산(곱의 합) 연산 자체는 도 5와 동일하므로, 여기서는 필터 계수 세트가 (-1) : 2 : (-1)의 1 세트만 준비되어 있다. 이 필터 연산부(33v)에 의해 수직 방향의 엣지 정보 S33v가 검출되어, 가산기(34)에 공급된다.

휘도 신호 S11이 라인 메모리(31-1)에 입력되면, 이에 따라 1 라인만큼 지연한 휘도 신호 S11-10이 생성된다. 또한, 라인 메모리(31-1) 및 F/F(32-2)와 F/F(32-4)가 직렬 접속되고, 그 라인 메모리(31-1)와 F/F(32-2)와의 접속 중점에서 1 라인과 1 화소만큼 지연한 휘도 신호 S11-11이 생성되고, F/F(32-2와 32-4)와의 접속 중점에서 1 라인과 2 화소만큼 지연한 휘도 신호 S11-12가 생성된다. 이들 생성된 3개의 휘도 신호 S11-10, S11-11 및 S11-12는 표시 시에 수평 방향으로 인접하는 3 화소의 휘도 정보를 제공한다. 이들 휘도 신호 S11-10, S11-11 및 S11-12가 수평 방향의 필터 연산부(33h)에 입력되고, 여기서 각 휘도 신호에의 가중치 부여 승산과, 그 결과의 가산이 실행된다. 이 승산과 가산(곱의 합) 연산 자체는 도 5와 동일하고, 여기서는 필터 계수 세트가 (-1) : 2 : (-1)의 1 세트만 준비되어 있다. 이 필터 연산부(33h)에 의해 수평 방향의 엣지 정보 S33h가 검출되어, 가산기(34)에 공급된다.

가산기(34)에 의해 엣지 정보 S33v와 S33h가 가산되고, 승산기(35)에 의해, 입력되어 온 윤곽 강조 이득 신호 S17과 서로 승산된다. 여기서의 윤곽 강조 이득 신호 S17은 도 1인 경우와 마찬가지로 생성된 것이다. 단, 여기서는 도 9에 도시하는 엣지 정보 추출의 방법에 적합한 보정량 변환부(16)의 변환 특성을 정하는 테이블이나 함수, 게다가 시간적 평활부(17)의 지연량 등이 최적화되는데, 그 결과, 생성된 윤곽 강조 이득 신호 S17의 공급 타이밍이나 게인값도 도 9에 도시하는 엣지 정보 추출의 방법에 적합한 것으로 되어 있다. 승산기(35)로부터는, 수평과 수직의 쌍방에서 엣지 정보를 고려함으로써, 수평 방향과 수직 방향의 2 방향의 윤곽 보정에 대응할 수 있는 윤곽 보정 신호 S13이 도 1에 도시하는 윤곽 보정부(14)에 공급된다.

또, 윤곽 보정부(14)는 수직과 수평의 쌍방 또는 한쪽에 윤곽 보정을 행하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 도 9에 도시하는 2개의 필터 연산부(33v와 33h)의 한쪽의 기능을 선택시켜, 수평 또는 수직의 한쪽에만 엣지 정보가 검출되도록 하여 엣지 정보의 검출 방향을 2 방향에서 전환하는 구성으로 해도 된다. 이것에 대응하여 윤곽 보정부(14)의 윤곽 보정을 행하는 방향을 전환하도록 해도 된다. 또한, 도 5인 경우와 마찬가지로 복수의 필터 계수 세트를 준비해두어, 그 선택을 사용자 조작 혹은 최대 휘도차 등의 검출 정보에 따라 행하는 구성의 채용도 가능하다.

앞의 기재에서는, 엣지량 검출부(15)에 피크 홀드 기능을 구비하고, 이에 의해 최대 휘도값을 유지하는 구성으로 되었다. 본 발명은, 이 구성에 한정되지 않는다. 즉, 최대 휘도값을 검출할 필요는 반드시 없으며, 최대 휘도값을 포함하는 주파수 범위(이하, 편의상 「상한 범위」라고 함)를 검출할 수 있으면 된다. 이 주파수 대역의 상한 범위가 입력 화상 신호의 종류나 주파수 대역에 따른 것이므로, 계측한 휘도차를 상한 범위에 따라 윤곽 보정량으로 변환하면, 전술한 피크값에 의한 경우와 동일한 제어가 가능하다.

도 10에, 상한 범위를 검출하여 유지시키는 경우의 전체 구성을 도시한다. 도 10에 도시하는 구성은 엣지량 검출부(15)의 구성에서 도 1과 서로 다르다. 도 10에 도시하는 엣지량 검출부(15)는, 입력한 휘도 신호 S11을, 인접 또는 소정수의 화소 간격을 둔 화소쌍으로 휘도차분의 절대값으로 변환하는 휘도차 변환부(15A)와, 휘도차 변환부(15A)에서 검출되어 순차적으로 입력되어 오는 휘도차의 크기를 임계값과 비교하여, 그 비교 결과로부터 주파수 대역의 상한 범위를 특정하는 엣지량 특정부(15B)로 이루어진다. 여기서 말하는 「엣지량」이란 주파수 대역의 상한 범위를 의미한다.

엣지량 특정부(15B)는, 엣지량인 상한 범위를 보정량 변환부(16)에 공급한다. 보정량 변환부(16)는, 이 상한 범위에 따른 변환 특성으로, 휘도차 변환부(15A)로부터 순차적으로 입력되는 휘도차를 윤곽 보정량으로 변환한다. 도 10에 도시하는 보정량 변환부(16)의 기능 자체는 도 1인 경우와 다를 바 없지만, 제어 파라미터가 피크값(최대 휘도차)으로부터 상한 범위로 변경되어 있다.

또한, 엣지량 특정부(15B)가 행하는 휘도차의 크기의 비교 판정의 방법이 몇가지 존재하며, 여기서는 이하에, 복수의 임계값을 이용하는 제1 방법과, 단일의 임계값을 이용하여, 이것을 변경하면서 비교를 반복하는 제2 방법의 상세 내용을 기술한다. 또, 여기서의 기술은 하드웨어 제어에 의한 구체적인 예를 들고 있지만, 휘도차의 크기의 비교 판정의 방법을 실현하는 수단은 그 밖에도 있고, 이 예에 한정되는 것은 아니다.

제1 방법에서는, 엣지량 특정부(15B)에서, 1 프레임의 휘도차분의 절대값의 분포를 검출하기 위한 기준값으로서 복수의 임계값이 이산적으로 설정되어 있다. 이 복수의 임계값의 간격이나 수는 설계자가 설정하는 것으로, 여기서는 변경할 수 없지만, 변경할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 설정 방법은 임의적이지만, 일반적으로는, 휘도차분의 절대값을 단위로 한 일정한 피치로 설정하는 경우와, 다이내믹 범위에 대한 일정한 비율을 단위로서 설정하는 경우 중 어느 한쪽을 채용할 수 있다. 여기서는, 휘도차의 다이내믹 범위의 10% 간격으로 최대 10개 정도의 임계값을 설정한다고 가정한다.

특별히 도시하지 않았지만, 엣지량 특정부(15B)는, 한쪽 측 입력에 소정의 임계값이 입력되고, 다른 쪽 측 입력에 휘도차 변환부(15A)로부터의 휘도차분의 절대값이 순차적으로 입력되는 최대 10개 정도의 비교기를 갖는다. 비교기의 임계값은, 다이내믹 범위의 10%, 20%, 30%, …로 10% 간격으로 상당하는 값으로 설정되어 있다. 이들 비교기에서 임계값을 초과하는(또는 이상의) 휘도차분의 수를 일제히 카운트한다. 엣지량 특정부(15B)는, 이 카운트값을 임계값마다 최대 10개까지 유지할 수 있는 레지스터를 더 갖고, 이 레지스터에 최대 10개의 비교기로부터 카운트값이 입력되어 저장된다.

1 프레임분의 휘도차에 대하여, 그 크기의 비교와 카운트값의 레지스터에의 저장이 종료되면, 예를 들면 다음에 입력되는 수직 동기 신호 VS의 동기 펄스의 입력에 따라 리세트 동작이 실행된다. 리세트 동작 직전의 상태에서는, 1 프레임분의 휘도차수의 크기의 분포(막대그래프)가 레지스터에 유지되어 있다. 이 때 수직 동기 펄스가 입력되면, 카운트 수가 하나이어도 임의의 막대그래프의 상한의 휘도차 범위를 특정했을 때의 최대 임계값(또는, 해당 휘도차 범위에서도 가능)이, 엣지량으로서 보정량 변환부(16)로 출력된 후, 해당 레지스터의 유지 내용이 리세트된다.

이상의 동작이 프레임마다 실행되어, 프레임마다의 최대 임계값이 순차적으로, 보정량 변환부(16)에 입력된다. 보정량 변환부(16)는, 최대 임계값의 입력 시마다, 입력한 최대 임계값에 따른 기울기의 변환 특성(도 3 참조)을 자동적으로 설정한다. 그 때문에, 입력되는 휘도차분의 절대값이, 설정된 변환 특성에 의해 윤곽 보정량 S16에 잇달아 변환되어, 시간적 평활부(17)에 출력된다. 이후의 제어는, 도 1인 경우와 동일하다

제2 방법이 상기 제1 방법과 상이한 것은, 엣지량 특정부(15B)의 동작이다. 제2 방법에서는, 한쪽 측 입력에 공급되는 임계값을 가변으로 한 하나의 비교기와, 해당 비교기의 출력을 감시하여, 임계값을 초과하는(또는, 이상의) 휘도차의 수를 카운트하는 레지스터를 갖는다. 이 경우, 1회의 비교로서는 휘도차 분포를 조사할 수 없기 때문에, 통상적으로, 수 프레임 입력되는 동안에 임계값을 프레임마다 변화시켜 휘도차 분포를 조사한다. 따라서, 변화시키는 임계값의 수와 동일한 수의 소정수의 프레임을 단위로 한 계측이 실행된다.

이러한 소정수 프레임마다의 계측이라도 되는 이유로는, 첫째, 1 프레임의 표시 시간이 감상자에게는 매우 짧은 것을 예로 들 수 있다. 즉, 예를 들면 임계값 수를 10으로 하는 경우, 통상의 영상에서는 10 프레임 정도에서는 거의 휘도차 분포가 변화하지 않는 경우가 많고, 있더라도 확률적으로는 매우 낮다. 그 때문에, 10 프레임을 단위로 하여 윤곽 보정량을 설정해도 정확한 윤곽 보정을 행할 수 있다. 또, 제2 이유로는, 프레임마다 윤곽 보정량을 설정해도, 프레임마다 윤곽 강조의 정도를 바꾸려는 것은 오히려 보기힘든 화상으로 되는 것을 예로 들 수 있다. 그 때문에, 도 1에 도시하는 예와 같이 시간적 평활화에 의해 윤곽 보정의 응답을 느리게 하고 있다.

임계값의 설정(변화의 간격 등)은 제1 방법과 마찬가지로, 임의이고, 이하, 다이내믹 범위의 10%를 단위로 하여 임계값을 변경한다고 가정한다.

이 경우, 최초의 프레임에서는 임계값을 다이내믹 범위의 10% 상당한 값으로 설정하여, 이 임계값을 초과하는 휘도차분의 수를 카운트하여, 레지스터에 유지시킨다. 2번째 이후의 프레임에서는, 임계값을 20%, 30%, …로 10% 간격의 상당값으로 변경하면서 마찬가지의 처리를 반복하고, 그 때마다 레지스터를 재기입해 간다. 이 처리 중에는 레지스터 내용을 감시하여, 레지스터 내용, 즉 임계값을 초과하는 휘도차수가 최초로 제로로 되었을 때의 임계값(또는, 1 단계 작은 임계값)이 최대 휘도차에 가장 가까운 임계값이기 때문에, 이것을 엣지량(최대 휘도차 범위)에 대응한 「최대 임계값」으로서 검출한다.

이 예에서는 10 프레임의 처리로 1 사이클의 동작이 완료된다.

이 때 10번째의 최종 프레임인 것을, 수직 동기 펄스수를 카운트하여 검출한다. 10 프레임에 도달한 것이 검출되고나서, 다음 동기 펄스의 입력에 응답하여 최대 임계값을 보정량 변환부(16)에 출력하고, 또한 임계값을 최초의 상태로 복귀하는 리세트 동작을 실행한다. 그 후, 입력되어 오는 휘도차의 데이터열을 1 프레임째로 하여, 전술한 수순으로 새로운 사이클의 동작을 반복한다.

또, 다이내믹 범위의 10%를 단위로 하여 임계값을 변경하는 경우에도 휘도차의 최대값이, 예를 들면 8할을 초과하지 않는다고 알고 있는 경우에는, 8 프레임을 단위로 하여 상기 동작을 행할 수 있다. 또, 윤곽 강조의 레스펀스 응답 시간의 관점으로부터, 임계값의 변화폭이나 1 동작 사이클에 필요한 프레임수를 최적화해도 된다.

제1 방법에서는, 휘도 보정량을 변경할 수 있는 1 동작 사이클에 필요한 프레임수가 최저로서 1 프레임으로 적고, 응답성을 향상시키려는 경우에 적합하다. 또, 휘도차 분포의 막대그래프가 얻어지기 때문에, 그 정보를 다른 목적, 예를 들면 필터 계수 세트의 자동 선택 등의 목적으로 이용할 수 있다. 도 10에서, 엣지량 특정부(15B)로부터 보정 신호 생성부(13)에 입력되는 신호 S15는, 예를 들면 이 막대그래프에 기초하는 필터 선택 신호이다.

한편, 제2 방법에서는, 비교기와 레지스터가 1개씩으로 충분하며, 엣지량 특정부(15B)의 구성을 간소하게 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 휘도 보정량을 변경할 수 있는 1 동작 사이클에 필요한 프레임수가 제1 방법보다 많지만, 통상적인 윤곽 강조에서는 시간 평활화에 의해 응답성을 저하시키는 경우가 많아, 이러한 경우에 일부러 시간적 평활화를 행할 필요가 없으므로 도 1에 도시하는 시간적 평활부(17)를 생략할 수 있다는 이점이 얻어진다.

도 8에서 도시한 바와 동일하게, 도 10에 도시하는 구성에서도 보정량 설정의 기능 중 적어도 일부를 마이크로컴퓨터(μC)의 프로그램 상의 기능으로 대체할 수 있다. 도 11에, 그 경우의 구성을 도시한다.

도 8에서 마이크로컴퓨터(20)가 대체하고 있는 기능은, 도 1에 도시하는 보정량 변환부(16)와 시간적 평활부(17)의 기능이었다. 이것은 도 11에서도 기본적으로 동일하고, 보정량 변환부(16)와 시간적 평활부(17)의 기능은 도 1을 이용하여 이미 설명한 것과 다르지 않으므로, 여기서의 설명은 생략한다. 단, 도 11인 경우, 엣지량 특정부(15B)는 하드웨어로서는 비교기와 레지스터로 이루어지기 때문에, 이들 기능도 용이하게 소프트웨어로 실현할 수 있고, 또한 통상적인 마이크로컴퓨터에는 데이터 보관용의 레지스터가 내장되어 있기 때문에, 이 엣지량 특정부(15B)의 기능도 마이크로컴퓨터(20)에 취득할 수도 있다. 그 경우, 하드웨어적으로는 매우 심플한 구성으로 된다.

도 5의 설명에서는, 선택 회로(132)가 필터 출력을 선택하는 동작은 사용자 조작 등에 의한다고 설명하였다. 이것은 최대 휘도차가 동일해도 신호의 종류나 화면 전체의 밝기가 상이하면 엣지의 강조의 방법을 바꾸는 것이 바람직한 경우이기 때문이다. 그러나, 사용자 조작뿐인 옵션 설정에서는, 사용자가 조작의 번거로움을 싫어하여 조작하지 않으면 윤곽 보정의 효과가 최대한 발휘되지 않는 경우도 있을 수 있다. 그 대책의 하나로서, 전술한 막대그래프의 정보로부터 필터 계수 세트(혹은, 필터 출력)를 자동 선택시키는 방법도 존재한다.

또한, 다른 해결책으로서 화면의 평균 휘도 레벨(APL)을 구하는 방법을 채용해도 된다. 이하, 이 방법의 구체예를 기술한다. 이 방법은, 도 1, 도 8, 도 10, 도 11의 어느 하나에도 평균 휘도 계측의 기능을 부가함으로써 실시할 수 있지만, 여기서는, 대표적으로 도 1과 도 8에 해당 기능을 부가한 경우를 설명한다.

도 12와 도 13은, 도 10과 도 11 각각에 APL 계측부를 추가한 구성도이다.

APL 계측부(40)는, 휘도 신호 생성 회로(11)로부터 생성된 휘도 신호 S11의 휘도 레벨을 예를 들면 1 프레임에 걸쳐 적산하고, 그 값을 화소수로 나눔으로써 1 화소당 평균 휘도 레벨(APL)을 계측한다. 이 APL값 S40을 보정 신호 생성부(13)에 출력한다.

보정 신호 생성부(13)에서는, 전술한 도 5에 도시하는 예에서는 엣지 정보의 추출 방법이 상이한 3 종류의 선예화 필터(필터 출력 F1∼F3)를 선택할 수 있다. 보정 신호 생성부(13)는, APL 계측부(40)로부터 입력한 APL값 S40, 및 엣지량 특정부(15B)로부터 입력한 막대그래프(혹은 최대 임계값) 등의 신호 S15에 기초하여, 이들을 파라미터에 선택 회로(132)(도 5 참조)의 전환을 행하고, 그 결과로서 최적의 엣지 추출이 가능한 선예화 필터를 결정한다.

이하, 동작에 대하여 2가지 경우로 나누어 설명한다. 또, APL값 S40이나 신호 S15에 기초하여 어떠한 엣지를 추출시킬지의 사양, 즉 준비하는 필터 특성이나 그 선택의 기준은 설계자가 자유롭게 설정할 수 있다.

우선, APL값 S40이 상대적으로 낮고, 또한 신호 S15로부터 영상 신호의 주파수 대역도 상대적으로 낮은 경우를 생각한다. 이 때 전체적으로 어두운 영상이고, 또한, 주파수 대역이 낮아 입체감없는 영상이 입력된다고 판단되어진다. 구체적인 예를 들면, 영상 소스가 SD 사양이고, 또한 밤 등의 영상이 이것에 상당한다. 이 때문에, 보다 윤곽을 눈에 띄게 할 필요가 있으며, 예를 들면, 선택 회로(132)에 의해 가장 주파수가 높은 선예화 필터의 출력 F1이 선택된다. 또한, 이 때 주파수 대역이 낮다고 판단되기 때문에, 보정량 변환부(16)에 의해 동일한 휘도차라도, 보다 높은 윤곽 보정량을 출력할 수 있는 변환 특성이 설정되기 때문에, 윤곽 보정 신호 S13의 게인이 높게 설정된다. 그 결과, 윤곽 보정 후의 영상은, 윤곽 부분의 휘도 변화량이 상대적으로 크고, 또한 날카로운 강조가 실시된 영상으로 보정된다.

이어서, APL값 S40이 상대적으로 낮지만, 신호 S15로부터 영상 신호의 주파수 대역이 상대적으로 높은 경우를 생각한다. 이 때 전체적으로 어두운 영상으로, 또한, 주파수 대역이 높은 영상이 입력되어 있다고 판단된다. 구체적인 예를 들면, 영상 소스가 HD 사양이고, 또한 밤 등의 영상이 이것에 상당한다. 이 때에는, 영상 자체는 어둡지만 원래 해상감이 있는 영상이기 때문에, 윤곽 강조의 게인을 억제하거나, 거의 윤곽을 강조하지 않아도 되는 경우가 많다. 단, 주파수가 높은 필터가 선택되어 있으면, 화면의 바뀌기 등에 의해 일시적으로 게인이 상승되었을 때에 엣지가 필요 이상으로 눈에 띄는 경우가 있다. 그 때문에, 엣지를 샤프하게 하지 않는 필터 특성을 선택하는 것이 바람직하다. 따라서, 선택 회로(132)에 의해, 보다 주파수가 낮은 선예화 필터의 출력 F2가 선택된다. 이 때 주파수 대역이 높다고 판단되어지기 때문에, 보정량 변환부(16)에 의해 동일한 휘도차라도, 보다 낮은 윤곽 보정량을 출력할 수 있는 변환 특성이 설정되기 때문에, 윤곽 보정 신호 S13의 게인이 낮게 설정된다. 그 결과, 윤곽 보정 후의 영상은, 거의 윤곽 강조가 되지 않거나, 되었어도 윤곽 부분의 휘도 변화량이 상대적으로 작고, 또한 폭이 굵은 윤곽으로 샤프함이 결여된 윤곽 강조가 실시된 영상으로 보정된다.

또한, 도 3에 도시하는 변환 특성의 설명에서, 사용자가 윤곽 보정량을 다이내믹 범위의 센터값으로 설정한다고 하였다. 이 설정값은, 예를 들면, 표시 장치의 메뉴 화면에서 윤곽 강조의 항목으로서 설정되고, 기호에 따라 윤곽 강조량의 전체 레벨을 상승 하강하는 기능에 대응시킬 수 있다. 이 경우, 아무것도 변화시키지 않는 경우에는 디폴트값으로서, 윤곽 보정량이 다이내믹 범위의 센터값으로 설정되게 된다.

단, 설정 방법으로서, 하한값이나 상한값에 의한 제어도 생각되어진다. 즉, 최대값을 설정한 경우, 윤곽 보정량은 최대값 이하로 다이내믹 범위를 설정하여, 최대 휘도차 등의 엣지량 검출 결과에 따라 휘도차에 대한 보정량의 변화의 비율이 가변으로 되도록 변환 특성이 정해진다. 또한, 최소값을 한 경우, 윤곽 보정량은 최소값 이상으로 다이내믹 범위를 설정하고, 엣지량 검출 결과에 따라 휘도차에 대한 보정량의 변화의 비율이 가변으로 되도록 변환 특성이 정해진다.

이상의 본 발명의 실시예에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.

첫째, 입력 소스(입력 화상 신호)의 주파수 다이내믹 범위에 적합하게 엣지량이 검출되고, 엣지량에 따라 윤곽 강조 게인이 설정된다. 이 엣지량은, 1 프레임 이상의 임의의 수의 프레임 내의 최대 휘도차, 혹은 최대 휘도차를 포함하는 주파수 범위(또는, 그 경계의 임계값)이다. 따라서, 입력 소스가 광대역 신호인지 협대역 신호인지, 또한 그 중간 대역을 갖는지에 따라 미세하게 윤곽 강조 게인을 제어할 수 있다. 그 결과, 특히 고해상도의 표시부를 갖지만, 그 사양보다 해상도가 낮은 협대역 신호를 확대 스케일링한 신호가 입력되는 경우가 있으므로, 그 신호의 종류를 입력 단자 등으로서는 식별할 수 없는 경우에도, 입력 소스의 주파수 대역에 따라 최적의 윤곽 강조가 가능하다. 또한, 문자 등의 휘도차가 큰 부분을 포함하는 화면에서도, 문자 엣지가 반짝이지는 않는다.

둘째, 소정수의 프레임을 단위로 하여 윤곽 강조 게인의 전환을 할 수 있고, 이 프레임수를 제어함으로써, 윤곽 강조의 시간 응답성을 최적화할 수 있다. 따라서, 영상의 신(scene)이 빈번하게 전환되도록 하는 경우에도 윤곽 강조량이 필요 이상으로 변화하는 불안정한 화면 표시를 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 시간적 평활부를 갖는 경우, 이 프레임수와는 독립적으로 윤곽 강조의 시간 응답성을 최적화할 수 있다. 또한, 생성한 윤곽 보정 신호는 수평 또는 수직의 동기 신호에 따른 타이밍에서 생성되어, 윤곽 보정부에 입력되기 때문에, 입력 화상 신호와의 동기 타이밍을 취하는 것이 용이하다.

셋째, 윤곽 강조용의 보정 신호를 생성하기 위한 엣지 정보의 추출은 윤곽 강조 게인과는 별도로 설정할 수 있기 때문에, 보기편한 화면의 최적화가 용이하다. 또한, 검출하는 엣지량이 최대 휘도차를 포함하는 주파수 범위인 경우, 휘도차 분포의 막대그래프가 얻어져, 그 정보를 엣지 정보의 추출을 행하는 선예화 필터 특성의 선택을 행할 때의 기초 정보의 하나로서 이용할 수 있다. 또한, 평균 휘도 레벨을 계측하는 기능을 구비시켜, 이 평균 휘도 레벨과 막대그래프 등의 휘도차 분포 정보를 조합하면, 선예화 필터 특성의 선택 그 자체를 자동화할 수 있다. 특히 문자를 일부에 포함하지만 그 밖의 화면에서는 휘도차가 없는 화상이어도, 그와 같은 화상에 적합한 필터 특성의 선택을 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 적용에 의해, 화면 전체의 밝기나 휘도차가 큰 영역이 포함되어 있는 비율 등에 따라 최적의 필터 특성을 자동으로 선택할 수 있고(제3 효과), 이것과 상기 윤곽 강조 게인의 최적화(제1 효과), 게다가 시간적 응답의 최적화(제2 효과)를 조합함으로써, 모든 입력 소스의 화상을, 그 신호의 종류나 해상도 등에 동적(다이내믹)으로, 또한 적절한 타이밍에서 대응한 보기편한 화상으로 윤곽 보정할 수 있고, 또한 수동 조정없는 신호 처리 장치 및 화상 표시 장치의 실현이 가능하게 된다.

본 발명의 신호 처리 장치 및 화상 표시 장치에 따르면, 입력 화상 신호의 휘도의 최고 주파수에 관한 파라미터로서 최대 휘도차가 검출되어, 최대 휘도차에 따라 윤곽 보정량이 결정되기 때문에, 고정밀도의 윤곽 보정이 가능하다. 또한, 휘도의 주파수 대역이 상이한 임의의 해상도 혹은 대역폭의 화상 신호가 입력된 경우, 휘도의 최고 주파수 혹은 대역폭을 최대 휘도차를 통하여 검출할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 최대 휘도차에 따라, 휘도차에 대한 윤곽 보정량의 변화의 비율을 바꾸거나, 혹은 어느 대역폭 이상의 신호는 윤곽 보정을 행하지 않고, 그 미만의 협대역 신호로서는 최대 휘도차에 따라 윤곽 보정을 정확하게 행하는 미세한 제어가 가능하게 된다.

또한, 평균 휘도 레벨을 검출하는 경우, 상기 최고 휘도차에 따른 윤곽 보정량의 제어 외에 추가로, 평균 휘도 레벨에 의해 선예화 필터의 계수를 변경할 수 있다. 따라서, 예를 들면 윤곽의 크기나 급경사성 등을 화면 전체의 밝기에 따라 적정화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신호 처리 장치의 구성도.

도 2는 엣지량 검출부의 동작을 설명하기 위한 그래프.

도 3은 보정량 변환부의 변환 특성을 도시하는 그래프.

도 4는 시간적 평활부의 회로 또는 소프트웨어 상에서의 구성도.

도 5는 보정 신호 생성부의 구성도.

도 6은 윤곽 보정부의 구성도.

도 7은 보정 신호 생성부 및 윤곽 보정부에 의한 처리에서의 신호 파형의 추이를 도시하는 타이밍차트.

도 8은 보정량 변환부와 시간적 평활부의 기능의 실행을 소프트웨어 상에서 행하는 경우의 구성도.

도 9는 수직과 수평의 쌍방으로 엣지 정보를 추출하여 윤곽 보정 신호를 생성하는 경우의 보정 신호 생성부의 구성도.

도 10은 상한 범위를 검출하여 유지시키는 경우의 신호 처리 장치의 구성도.

도 11은 도 10에 도시하는 구성에서 보정량 설정의 기능 중 적어도 일부를 소프트웨어 상에서 실행시키는 경우의 신호 처리 장치의 구성도.

도 12는 도 10에 도시하는 구성에 APL 계측부를 추가한 신호 처리 장치의 구성도.

도 13은 도 11에 도시하는 구성에 APL 계측부를 추가한 신호 처리 장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 신호 처리 장치

11 : 휘도 신호 생성 회로

12 : 보정량 설정부

13, 13A : 보정 신호 생성부

14 : 윤곽 보정부

15 : 엣지량 검출부

15A : 휘도차 변환부

15B : 엣지량 특정부

16 : 보정량 변환부

17 : 시간적 평활부

20 : 마이크로컴퓨터

40 : 평균 휘도(APL) 계측부

131 : 선예화 필터

S11 : 휘도 신호

S16 : 윤곽 보정량

S17 : 윤곽 강조 이득 신호

S13 : 윤곽 보정 신호

S40 : 평균 휘도값

VS : 수직 동기 신호

Claims (15)

1. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서,

   입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출부와,

   해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

   윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

   입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부

   를 갖는 신호 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보정량 변환부는, 입력되는 동기 펄스가 소정수에 도달할 때마다, 유지하였던 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 신호 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   입력 화상의 엣지 정보를 추출하는 상기 보정 신호 생성부 내의 선예화 필터와,

   상기 소정수의 프레임 내에서 평균 휘도 레벨을 계측하는 평균 휘도 계측부를 갖고,

   선예화 필터의 필터 계수를 평균 휘도 레벨에 기초하여 변경하는 신호 처리 장치.
4. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서,

   입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출부와,

   해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

   윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

   입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부

   를 갖는 신호 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 보정량 변환부는, 상기 화소쌍의 휘도차를 복수의 기준값과 비교하여, 해당 비교의 결과에 따라, 복수의 기준값으로 구분되는 복수의 휘도차 범위에 휘도차수를 유지하고, 입력되는 동기 펄스가 소정수에 도달할 때마다, 휘도차를 유지하고 있는 휘도차 범위 중에서 최대의 휘도차 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 신호 처리 장치.
6. 제4항에 있어서,

   입력 화상의 엣지 정보를 추출하는 상기 보정 신호 생성부 내의 선예화 필터와,

   상기 소정수의 프레임 내에서 평균 휘도 레벨을 계측하는 평균 휘도 계측부를 갖고,

   선예화 필터의 필터 계수를 평균 휘도 레벨에 기초하여 변경하는 신호 처리 장치.
7. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 장치로서,

   입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과하는 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함에 따라 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출부와,

   해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

   윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

   입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부

   를 갖는 신호 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 보정량 변환부는, 상기 화소쌍의 휘도차를 소정의 기준값과 비교하여, 소정의 기준값을 점차로 커지게 하면서 해당 비교를, 기준값을 초과하는 휘도차수가 제로로 될 때까지 반복하여 실행하고, 입력되는 동기 펄스가 소정수에 도달할 때마다, 기준값을 초과하는 휘도차수가 제로로 되었을 때의 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 신호 처리 장치.
9. 제7항에 있어서,

   입력 화상의 엣지 정보를 추출하는 상기 보정 신호 생성부 내의 선예화 필터와,

   상기 소정수의 프레임 내에서 평균 휘도 레벨을 계측하는 평균 휘도 계측부를 갖고,

   선예화 필터의 필터 계수를 평균 휘도 레벨에 기초하여 변경하는 신호 처리 장치.
10. 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서,

    신호 처리 회로가,

    입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출부와,

    해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부를 갖는 화상 표시 장치.
11. 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서,

    신호 처리 회로가,

    입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출부와,

    해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부

    를 갖는 화상 표시 장치.
12. 입력 화상의 윤곽을 신호 처리 회로에 의해 보정하여, 표시부에 보내는 화상 표시 장치로서,

    신호 처리 회로가,

    입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하고, 해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과하는 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함으로써 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출부와,

    해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환부와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성부와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정부

    를 갖는 화상 표시 장치.
13. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서,

    입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임마다, 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와,

    해당 데이터열로부터 최대 휘도차를 검출하여 유지하는 엣지량 검출 단계와,

    해당 최대 휘도차에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계

    를 포함하는 신호 처리 방법.
14. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서,

    입력 화상으로부터 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와,

    해당 휘도차의 크기를 복수의 기준값과 비교하여, 소정수의 프레임마다 최대 휘도차를 포함하는 범위를 검출하는 엣지량 검출 단계와,

    해당 검출한 범위에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계

    를 포함하는 신호 처리 방법.
15. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 신호 처리 방법으로서,

    입력 화상을 구성하는 소정수의 프레임 내에서 인접 또는 수 화소 간격을 둔 화소쌍의 휘도차의 데이터열을 생성하는 휘도차 생성 단계와,

    해당 휘도차의 크기를 소정의 기준값과 비교하여, 해당 기준값을 초과하는 휘도차의 수를 계수하여, 기준값을 바꾸면서 상기 비교와 계수를 반복함으로써 최대 휘도차 근방의 기준값을 검출하는 엣지량 검출 단계와,

    해당 검출한 기준값에 기초하여 상기 휘도차의 데이터열을 윤곽 보정량으로 순차적으로 변환하는 보정량 변환 단계와,

    윤곽 보정량에 따라 게인을 바꾸면서 윤곽 보정 신호를 생성하는 보정 신호 생성 단계와,

    입력한 윤곽 보정 신호를 입력 화상 신호와 동기를 취하여 가산하여, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽 보정 단계

    를 포함하는 신호 처리 방법.