KR20090068355A - 윤곽보정방법, 화상처리장치 및 표시장치 - Google Patents

윤곽보정방법, 화상처리장치 및 표시장치 Download PDF

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Abstract

입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조 등의 보정을 행하는 윤곽보정방법, 그 방법을 이용하여 입력 화상에 윤곽보정을 하는 화상처리장치, 및 윤곽보정이 이루어진 화상을 표시하는 표시장치를 제공한다.
입력 화상으로부터 노이즈 제거 필터(21)에 의해 노이즈를 제거하고, 윤곽성분추출부(23)에서 윤곽 성분을 추출한다. 윤곽 성분은, 평탄화상생성부(24)에서 입력 화상을 평탄화한 평탄 화상과 입력 화상의 차이를 산출함에 의해 추출한다. 추출한 윤곽 성분과 역치를 윤곽성분비교부(26)에서 비교하고, 역치 이사의 윤곽 성분의 합계를 합계산출부(27)에서 산출한다. 제어회로(11)는, 이 합계와 평균휘도산출부(22)에서 산출한 입력 화상의 평균 휘도에 의거하여 윤곽의 강조도를 결정한다. 결정한 강조도를 강조도조정부(28)에서 조정하고, 이 강조도에 대응하여 윤곽 성분을 윤곽성분강조부(30)에서 강조하고, 입력 화상에 가산함에 의해 윤곽의 강조 처리를 행한다.

Description

윤곽보정방법, 화상처리장치 및 표시장치{CONTOUR CORRECTING METHOD, IMAGE PROCESSING DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조 등의 보정을 행하는 윤곽보정방법, 그 방법을 이용하여 입력 화상에 윤곽보정을 하는 화상처리장치, 및 그 화상처리장치를 탑재하여 윤곽보정이 이루어진 화상을 표시하는 표시장치에 관한 것이다.
종래, 표시장치의 하나로 액정패널에 의해 영상을 표시하는 액정표시장치가 널리 보급되어 있다. 액정표시장치는, 브라운관에 의한 표시장치와 비교하여, 대형 및 박형의 표시장치를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 유선 또는 무선에 의한 데이타 통신의 통신속도의 고속화, 및 DVD 또는 하드디스크 등의 기록 매체의 대용량화에 수반하여, 데이타 량이 많은 고 화질의 영상을 표시장치에 표시할 수 있도록 되고 있다. 특히 근년에는 하이비젼 방송이 주목받고 있고, 하이비젼 방송에 의해 방송국으로부터 송신되는 HD(High Definition) 화상을 표시할 수 있는 고 해상도의 표시장치가 요구되고 있다.
그러나, 현재의 텔레비젼 방송은 모두가 하이비젼 방송으로 행하여지는 것은 아니고, HD 화상보다 저 화질의 화상, 소위 SD(Standard Definition) 화상을 송신 하는 표준방송과 하이비젼 방송이 혼재되어 있다. HD 화상의 표시에 대응한 표시장치가 SD 화상의 표시를 행하는 경우, 윤곽이 흐린 화상이 표시될 우려가 있고, 이는 표시장치가 대형일수록 현저히 나타난다. 또한, SD 화상으로 작성된 화상을 하이비젼 방송으로 송신하기 위하여, SD 화상을 HD 화상으로 변환(소위, 업 컨버트)하고, 변환 후의 화상(이하, 업 컨버트 화상이라 한다)을 송신하는 경우가 있다. 업 컨버트 화상은, 원래의 SD 화상의 화질 및 업 컨버트의 성능 등에 따르는데, HD 화상의 경우와 비교하여 윤곽이 흐린 화상일 가능성이 높다.
그러므로 표시장치에는, 수신된 화상을 표시하기 전에, 화상의 윤곽을 강조하는 화상보정처리를 행하고, 보정 후의 화상을 표시하는 기능이 탑재되고 있어, 윤곽이 흐린 화상이 표시되는 것을 방지하도록 하고 있다. 또한, 텔레비젼 방송만이 아니고, DVD 등의 기록매체에 기록된 화상을 표시하는 경우에도, 마찬가지로 윤곽의 보정을 행하는 것에 의해, 윤곽이 흐린 화상이 표시되는 것을 방지할 수 있다.
특허문헌 1에 있어서는, SD 신호 및 HD 신호 등의 규격이 서로 다른 화상이 입력되는 경우에, 그 주파수대역에 적합한 고정도의 윤곽보정을 적절한 타이밍으로 행할 수 있는 신호처리장치가 제안되어 있다. 이 신호처리장치에서는, 먼저, 휘도신호의 소정 수의 프레임마다, 서로 인접 또는 서로 떨어진 한 쌍의 화소의 휘도 차의 데이타 열을 생성하고, 데이타 열로부터 최대 휘도 차를 검출하여 취하여, 최대 휘도 차에 의거하여 휘도 차의 데이타 열을 윤곽 보정량으로 변환한다. 이어서, 윤곽 보정량에 대응하여 윤곽보정 신호를 생성하고, 입력 화상 신호와 윤곽보정 신 호를 동기화에 의해 가산함에 의해, 입력 화상의 윤곽을 보정하고 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 2005-176060호 공보
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 표시장치가 화상의 윤곽을 강조하여 표시하는 경우, 원래의 화상의 특성에 대응하여 최적인 강조도가 다르다. 예를들면, 상술한 업 컨버트 화상에 적합한 윤곽의 강조를 행하는 것이 가능하도록 강조도를 설정한 경우, 이 설정에서 HD 화상의 윤곽의 강조를 행하면, 화상의 윤곽이 극도로 강조되어 표시되는 화상의 품질이 악화될 우려가 있다. 반대로, HD 화상에 적합한 윤곽의 강조를 행하는 것이 가능하도록 강조도를 설정한 경우, 이 설정에서 업 컨버트 화상의 윤곽의 강조를 행하면, 충분히 윤곽을 강조할 수 없는 우려가 있다. 이 때문에, 표시장치에서는 화상의 특성에 대응한 강조도로 윤곽의 보정을 행하는 것이 바람직하다.
특허문헌 1에 기재된 신호처리장치는, 입력 화상으로부터 최대 휘도 차를 취득하고, 취득한 최대 휘도 차를 입력 화상의 휘도의 최대 주파수로 추정하여, 이것을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 조정하는 구성으로 함에 의해, SD 신호 및 HD 신호 등의 규격이 다른 화상을 그 특성에 대응하여 윤곽을 강조하도록 한 것이다. 그러나, 입력 화상으로부터 취득한 최대 휘도 차가 입력 화상의 휘도의 최대 주파수와 동등한 것으로는 한정하지 않으므로, 입력 화상의 내용(예를들면, 화상으로 찍혀져 있는 물체 또는 경치 등) 또는 입력 화상이 촬상된 경우의 조건(예를들면, 노광시간 또는 광도 등) 등에 따라서는, 윤곽의 강조도를 최적인 값으로 설정할 수 없는 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하고, 추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하고, 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하여 윤곽의 보정을 행함에 의해, 입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하고, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 평균을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해 입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 입력 화상 중의 영역의 비율을 산출하고, 이 비율과 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하고, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 분포를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상의 특성에 따라 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하고, 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하고, 그 차이를 윤곽 성분으로 하여 추출하는 구성으로 함에 의해, 윤곽 성분의 추출을 간단한 연산만으로 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 결정한 윤곽의 강조도에 따라 추출한 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하는 구성으로 함에 의해, 윤곽의 강조를 간단한 연산만으로 행할 수 있는 윤곽보정방법 및 그 방법에 따라 입력 화상의 윤곽을 보정하는 화상처리장치를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 상술한 윤곽을 강조하는 보정처리를 행하는 화상처리장치로 화상을 입력하는 입력수단 및 윤곽이 강조된 화상을 표시하는 표시수단을 구비하는 구성으로 함에 의해, 윤곽이 선명한 화상을 표시할 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
제1발명에 따른 윤곽보정방법은, 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽보정방법에 있어서, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하고, 추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하고, 산출한 합계를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하고, 결정된 강조도에 따라, 윤곽을 보정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2발명에 따른 윤곽보정방법은, 입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하고, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 평균을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3발명에 따른 윤곽보정방법은, 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 입력 화상 중의 영역의 비율을 산출하고, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 상기 비율을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제4발명에 따른 윤곽보정방법은, 입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하고, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 취득한 휘도 성분의 분포를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제5발명에 따른 윤곽보정방법은, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 경우에, 입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하고, 상기 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하고, 산출한 차이를 윤곽 성분으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제6발명에 따른 윤곽보정방법은, 결정한 윤곽의 강조도에 대응하여, 추출한 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하는 것을 특징으로 한다.
또한 제7발명에 따른 화상처리장치는, 윤곽을 보정하는 처리를 행하는 화상처리장치에 있어서, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 추출수단과, 상기 추출수단이 추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하는 합계산출수단과, 상기 합계산출수단이 산출한 합계를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하는 결정수단과, 상기 결정수단이 결정한 강조도에 대응하여, 윤곽을 보정하는 보정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 제8발명에 따른 화상처리장치는, 입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하는 평균휘도산출수단을 구비하고, 상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 평균휘도산출수단이 산출한 평균을 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 제9발명에 따른 화상처리장치는, 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 입력 화상 중의 영역의 비율을 산출하는 비율산출수단을 구비하고, 상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 비율산출수단이 산출한 비율을 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 제10발명에 따른 화상처리장치는, 입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하는 분포취득수단을 구비하고, 상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 분포취득수단이 취득한 분포를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 제11발명에 따른 화상처리장치는, 상기 추출수단이, 입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하는 생성수단과, 상기 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하는 차이산출수단을 구비하고, 상기 차이산출수단이 산출한 차이를 윤곽 성분으로 하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 제12발명에 따른 화상처리장치는, 상기 보정수단이, 상기 결정수단이 결정한 윤곽의 강조도에 대응하여, 상기 추출수단이 추출한 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 제13발명에 따른 표시장치는, 상술한 어느 하나의 화상처리장치와, 화상을 취득하여 상기 화상처리장치로 입력하는 입력수단과, 상기 화상처리장치가 윤곽의 보정을 행한 화상을 표시하는 표시수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 입력 화상으로부터 윤곽 성분을 추출하고, 윤곽 성분의 합계를 산출한다. HD 화상 등의 윤곽이 선명한 화상에서는 추출되는 윤곽 성분이 많으며, 이것에 대하여 업 컨버트 화상 등의 윤곽이 흐린 화상에서는 추출되는 윤곽 성분이 적으므로, 윤곽 성분의 합계를 소정의 역치와 비교하여 판정함에 의해, 입력 화상이 윤곽의 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있다. 따라서, 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 강조도를 결정하여 윤곽을 강조함에 의해, 윤곽이 선명한 화상은 윤곽의 강조를 적게 하던가 또는 행하지 않고, 윤곽의 불선명한 화상은 윤곽을 보다 강조하여 선명한 화상으로 보정할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하고, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 평균을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정한다. 예를들면 전체적으로 어두운 화상 등의 전체가 같은 색조의 화상의 경우에는, 윤곽 성분의 합계가 작게 되므로, 윤곽 성분의 합계만으로부터
입력 화상이 윤곽이 선명한 화상인가 아닌가를 판단하면 실수가 생길 우려가 있다. 따라서 휘도 성분의 평균을 산출함에 의해, 전체적으로 어두운 화상 등을 판단할 수 있으므로, 보다 확실하게 입력 화상이 윤곽의 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 입력 화상 중의 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 영역의 비율을 산출하여, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 이 비율과 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정한다. 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 영역의 비율을 산출함에 의해, 입력 화상이 전체적으로 어두운 화상 등인가 아닌가를 판단할 수 있으므로, 보다 확실하게 입력 화상이 윤곽의 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하고, 윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 분포를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정한다. 휘도 성분의 분포를 취득함에 의해, 입력 화상이 전체적으로 어두운 화상인가 아닌가를 판달 수 있으므로, 보다 확실하게 입력 화상이 윤곽의 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 경우에, 먼저 입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하고, 이어서 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하고, 그 차이를 입력 화상의 윤곽 성분으로 하여 추출한다. 평탄 화상은, 화상 중의 주목화소와 이들의 인접화소의 평균을 산출함에 의해 얻을 수 있다. 또한, 윤곽 성분은, 입력 화상과 평탄 화상의 차이이므로, 윤곽 성분의 추출에는 간단한 가산, 제산(나눗셈) 및 감산을 행하는 것만으로도 충분하다.
또한 본 발명에 있어서는, 결정한 윤곽의 강조도에 대응하여 추출한 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행한다.이것은, 소위 언샤프니스(unsharpness) 마스크에 따른 윤곽의 강조이며, 간단한 곱셈 및 가산만으로 윤곽의 보정을 행할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 예를들면 튜너에 의해 텔레비젼 프로그램의 화상을 취득하고, 또는 DVD 플레이어 또는 하드디스크 등의 외부기기로부터 화상을 취득하고, 취득한 화상을 입력 화상으로 하여 상술한 화상처리장치로 입력하여, 화상처리장치에서 윤곽의 보정을 행한 화상을 액정패널 등의 표시수단에 표시한다. 이것에 의해, 취득한 화상의 특성에 대응하여 윤곽의 보정을 행하고, 윤곽이 선명한 화상을 표시수단에 표시할 수 있다.
[발명의 효과]
제1발명 및 제7발명에 따른 경우는, 입력 화상으로부터 윤곽 성분을 추출하고, 추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하고, 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하여, 윤곽의 보정을 행함에 의해, 입력 화상이 윤곽이 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있고, 윤곽이 선명한 화상은 윤곽의 강조를 적게 하던가 또는 행하지 않고, 윤곽이 불선명한 화상은 보다 강조하여 선명한 화상으로 보정할 수 있으므로, 입력 화상의 특성에 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있다. 따라서, 이 윤곽보정방법으로 윤곽의 보정을 행함에 의해, 또는 이 윤곽보정방법으로 윤곽의 강조를 행하는 화상처리장치를 탑재함에 의해, 대형의 액정표시장치 등에 고 화질의 화상을 표시할 수 있다.
또한 제2발명 및 제8발명에 따른 경우는, 입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하고, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 평균을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 전체적으로 어두운 화상 등을 판단할 수 있고, 확실하게 입력 화상이 윤곽이 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있으므로, 입력 화상의 특성에 따라 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있다. 따라서, 대형의 액정표시장치 등에 의해 고 화질의 화상을 표시할 수 있다.
또한 제3발명 및 제9발명에 따른 경우는, 입력 화상 중의 소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 영역의 비율을 산출하고, 이 비율과 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 전체적으로 어두운 화상 등을 판단할 수 있고, 확실하게 입력 화상이 윤곽이 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있으므로, 입력 화상의 특성에 따라 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있다. 따라서, 대형의 액정표시장치 등에 의해 고 화질의 화상을 표시할 수 있다.
또한 제4발명 및 제10발명에 따른 경우는, 입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하고, 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 분포를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 전체적으로 어두운 화상 등을 판단할 수 있고, 확실하게 입력 화상이 윤곽이 선명한 화상인가 아닌가를 판단할 수 있으므로, 입력 화상의 특성에 따라 적합한 윤곽의 강조를 행할 수 있다. 따라서, 대형의 액정표시장치 등에 의해 고 화질의 화상을 표시할 수 있다.
또한 제5발명 및 제11발명에 따른 경우는, 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 경우에, 먼저 입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하고, 이어서 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하고, 그 차이를 윤곽 성분으로 하여 추출하는 구성으로 함에 의해, 윤곽 성분의 추출을 가산, 제산(나눗셈) 및 감산의 간단한 연산만으로 행할 수 있다. 따라서, 이 방법에 의해 윤곽의 보정을 행하는 기능을 추가함에 따른 화상처리장치의 비용의 증가를 억제할 수 있고, 이 화상처리장치를 탑재하는 표시장치를 저 가격으로 제공할 수 있다.
또한 제6발명 및 제12발명에 따른 경우는, 결정한 윤곽의 강조도에 대응하여 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하는 구성으로 함에 의해, 곱셈 및 가산의 간단한 연산만으로 행할 수 있으므로, 이 방법에 의해 윤곽의 보정을 행하는 기능을 추가함에 따른 화상처리장치의 비용의 증가를 억제할 수 있고, 이 화상처리장치를 탑재하는 표시장치를 저 가격으로 제공할 수 있다.
또한, 제13발명에 따른 경우는, 튜너 또는 외부기기 등으로부터 화상을 취득하여 상술한 화상처리장치로 입력하여, 화상처리장치에서 윤곽의 보정을 행한 화상을 액정패널 등의 표시수단에 표시하는 구성으로 함에 의해, 취득한 화상의 특성에 대응하여 윤곽의 보정을 행하고, 윤곽이 희미하지 않고 선명한 화상을 표시할 수 있으므로, 표시장치의 표시 품질을 높일 수 있다.
제1도는 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
제2도는 본 발명에 따른 표시장치의 윤곽보정회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
제3도는 평탄화상생성부가 행하는 평탄 화상의 생성방법을 설명하기 위한 모식도이다.
제4도는 윤곽성분추출부가 행하는 윤곽 성분의 추출방법을 설명하기 위한 모식도이다.
제5도는 윤곽 성분의 강조도의 결정방법을 설명하기 위한 모식도이다.
제6도는 보정부가 행하는 윤곽을 강조하는 보정의 일예를 나타낸 모식도이다.
제7도는 본 발명에 따른 표시장치의 윤곽보정회로가 행하는 윤곽보정처리의 순서를 나타내는 흐름도이다.
제8도는 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 표시장치의 윤곽보정회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
제9도는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 윤곽 성분의 강조도의 결정방법을 설명하기 위한 모식도이다.
제10도는 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 표시장치의 윤곽보정회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
제11도는 히스토그램 생성부가 생성하는 히스토그램의 일예를 나타내는 모식도이다.
[부호의 설명]
1 표시장치
2 표시부(표시수단)
3 액정구동회로
4 액정패널
5 화상입력부(입력수단)
6 입력단자부
7 튜너
10 화상처리부(화상처리장치)
11 제어회로(결정수단)
12 화상메모리
13 디코더
14 변환회로
20 윤곽보정회로
21 노이즈제거필터
22 평균휘도산출부(평균휘도산출수단)
23 윤곽성분추출부(추출수단)
24 평탄화상생성부(생성수단)
25 감산기(차이산출수단)
26 윤곽성분비교부
27 합계산출부(합계산출수단)
28 강조도조정부
29 보정부(보정수단)
30 윤곽성분강조부
31 가산기
120 윤곽보정회로
122 비율산출부(비율산출수단)
220 윤곽보정회로
222 히스토그램생성부(분포취득수단)
(실시의 형태 1)
이하, 본 발명을 그 실시의 형태를 나타내는 도면에 의거하여 구체적으로 설명한다. 제1도는, 본 발명에 따른 표시장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서 (1)은, DVD 플레이어(50)으로부터 부여되는 화상 또는 안테나(51)에서 수신한 텔레비젼 방송에 따른 화상 등을 액정패널(4)에 표시하는 표시장치이다. 표시장치(1)는, 액정패널(4)에 의해 화상의 표시를 행하는 표시부(2)와, 표시하는 화상에 따른 신호를 표시부(2)에 부여하는 화상처리부(10)와, DVD 플레이어(50)으로부터 부여되는 화상 또는 안테나(51)에서 수신한 화상 등을 화상처리부(10)에 입력하는 화상입력부(5)를 구비하고 있다.
화상입력부(5)는, HDMI(High Definition Multimedia Interface) 및 DVI-I(Digital Visual Interfac-Intergrated) 등의 복수의 단자가 설치된 입력단자부(6)를 가지고 있고, DVD 플레이어(50) 또는 하드디스크 레코더 등의 외부기기로부터의 화상을 취득하여 화상처리부(10)에 입력하도록 하고 있다. 또한, 화상입력부(5)는 안테나(51)에 접속된 튜너(7)를 가지고 있다. 튜너(7)는, 예를들면 지상 디지탈 방송 등의 텔리비젼 방송을 수신하는 위한 것이고, 수신한 텔레비젼 방송에 따른 화상을 화상처리부(10)에 입력하도록 하고 있다.
화상입력부(5)로부터 화상처리부(10)에 입력되는 화상은 MPEG 등의 압축방식에 의해 압축된 것이다. 화상처리부(10)는, 압축된 화상의 신장을 행하는 디코더 (13)를 구비하고 있고, 화상입력부(5)의 입력단자부(6) 또는 튜너(7)로부터의 입력 화상은 먼저 디코더(13)에 부여되도록 하고 있다. 화상처리부(10)는, 디코더(13), 윤곽보정회로(20), 변환회로(14) 및 화상메모리(12) 등과, 이들을 제어하는 제어회로(11)를 구비하고 있고, 이들의 회로가 버스로 접속되어 상호 간에 정보의 접수를 행할 수 있도록 하고 있다. 화상처리부(10)는, 이들의 회로에 의해 입력 화상에 여러가지의 화상처리를 행하여 출력하는 하드웨어이다.
윤곽보정회로(20)는, 상세한 것은 후술하는데, 화상입력부(5)로부터 입력되어 디코더(13)에서 신장된 입력 화상에 대하여, 윤곽을 강조하는 보정처리를 주로 행하는 회로이다. 또한, 입력 화상의 윤곽의 평탄화를 행하는 것도 가능하다. 변환회로(14)는, 여러가지의 화상처리가 실시된 화상을, 표시부(2)의 액정패널(4)에서 표시하기 위한 신호로 변환하는 회로이고, 변환한 신호를 표시부(2)에 부여하도록 하고 있다. 화상메모리(12)는, 디코더(13)에 따른 화상의 신장처리 및 윤곽보정회로(20)에 따른 보정처리 등의 처리과정 또는 처리결과 등의 화상을 기억하기 위한 메모리이고, SRAM 또는 DRAM 등의 대용량의 메모리 소자로 구성하고 있다. 제어회로(11)은, CPU 또는 MPU 등에 의해 구성된 것이고, 화상처리부(10) 내의 각 회로의 동작을 제어함과 동시에, 여러가지의 연산을 행하도록 하고 있다.
화상입력부(5)로부터 부여된 화상은 디코더(13)에서 신장되고, 디코더(13)는 신장된 화상을 메모리(12)에 기억하도록 하고 있다. 윤곽보정회로(20)는 화상메모리(12)로부터 이 신장된 화상을 읽어내어 윤곽의 보정처리를 행하고, 처리 후의 화상을 화상메모리(12)에 기억하도록 하고 있다. 변환회로(14)는 화상메모리(12)로부터 보정처리된 화상을 읽어내어 표시를 위한 신호로 변환하고, 표시부(2)에 부여되도록 하고 있다. 이 경우, 제어회로(11)는, 각 회로의 동작 및 각 회로로부터 화상메모리(12)로의 화상의 접수를 제어하도록 하고 있다.
표시부(2)는, 화상을 표시하는 액정패널(4)과, 화상처리부(10)로부터 부여되는 신호를 기초로 하여 액정패널(4)를 구동하는 액정구동회로(3)를 구비하고 있다. 액정패널(4)는, 외부 전계에서 제어가능한 두께의 수 마이크로미터(μｍ)의 액정층의 복굴절성을 이용한 광투과형의 표시 디바이스이고, 액정패널(4) 자신은 발광기능을 구비하고 있지 않으므로, 도시하지 않는 백라이트 유니트로부터 조사되는 광에 의해 영상의 표시를 행하도록 하고 있다. 액정구동회로(3)는, 화상처리부(10)로부터 부여되는 신호에 대응하여, 액정패널(4)의 수평방향 및 수직방향으로 매트릭스 형태로 배치된 구동용 배선에 선택적으로 전압을 공급함으로써 액정패널(4)을 구동하고, 액정패널(4)에 화상을 표시하도록 하고 있다.
제2도는, 본 발명에 따른 표시장치(1)의 윤곽보정회로(20)의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한 제2도에 있어서는 화상입력부(5)로부터 입력되어 디코더(13)에서 신장된 화상을 [입력 화상]으로 도시하고 있고, 윤곽의 보정처리를 행한 화상을 [출력화상]으로 도시하고 있다.
입력 화상은 매트릭스 형태로 늘어선 복수의 화소에 의해 구성되어 있고, 윤곽보정회로(20)는 입력 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하여 입력 화상마다 평균휘도를 산출하는 평균휘도산출부(22)를 구비하고 있다. 평균휘도산출부(22)는, 입력 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하여 순서로 가산하고, 모든 화소의 휘도값을 가산하여 합계 휘도를 산출한 후에, 합계 휘도를 모든 화소의 화소 수로 제산함에 의해 평균 휘도를 산출하도록 하고 있다. 평균휘도산출부(22)는, 평균 휘도를 산출할 때마다, 산출한 평균 휘도를 제어회로(11)에 부여하도록 하고 있다.
또한, 윤곽보정회로(20)는, 입력 화상으로부터 낮은 톤(tone)의 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 제거필터(21)를 구비하고 있다. 노이즈 제거필터(21)은, 예를들면, 입력 화상의 각 화소의 화소값으로부터 소정의 값을 감산함에 의해, 저 계조의 노이즈를 제거하도록 하고 있다. 이 경우에 감산하는 소정의 값은, 미리 정해진 고정값으로 하여도 좋고, 제어회로(11)가 입력 화상의 특성에 대응하여 결정하여도 좋다.
또한, 윤곽보정회로(20)는, 노이즈제거필터(21)에서 낮은 톤(tone)의 노이즈가 제거된 입력 화상으로부터 윤곽성부을 추출하는 윤곽성분추출부(23)를 구비하고 있다. 윤곽성분추출부(23)은, 노이즈가 제거된 입력 화상의 윤곽을 평탄화하여 평탄 화상을 생성하는 평탄화상생성부(24)와, 이 평탄 화상 및 노이즈가 제거된 입력 화상의 차이를 산출하는 감산기(25)에 의해 구성되어 있고, 산출한 차이를 추출한 윤곽 성분으로 하여 출력하도록 하고 있다.
제3도는, 평탄화상생성부(24)가 행하는 평탄 화상의 생성방법을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, (a)에는 평탄화상생성부(24)에 입력되는 화상의 전체를 나타내고 있고, (b)에는 (a)의 화상의 일부(9개의 화소)를 확대한 것을 도시하고 있다. 또한 (c)에는 (b)의 각 화소에 화소값을 일 예로 하여 적용한 것이다. 평탄화상생성부(24)에 입력되는 화상은 매트릭스 형태로 복수의 화소가 늘어선 것이며, 평탄화상생성부(24)는 각 화소마다 평탄화를 위한 연산을 행하도록 하고 있다. 예를들면, 평탄화의 연산대상이 되는 주목 화소의 화소값을 a0로 하고, 주목 화소의 주위의 8개의 화소의 화소값을 각각 a1~a8로 한 경우, 주목 화소의 평탄화 후의 화소값 A는 이하의 (1)식으로 산출할 수 있다.
A=(a0 + a1 + ... + a8)/9 ... (1)
제3도(c)에 나타낸 예에서는, 입력된 화상의 주목 화소의 화소값은 a0=106인데, (1)식을 이용한 평탄화에 의해 화소값A≒89가 된다. 평탄화상생성부(24)는, 입력된 화상의 모든 화소에 관하여 (1)식에 의한 연산을 반복하여 행하고, 평탄 화상 을 생성하도록 하고 있다.
제4도는, 윤곽성분추출부(23)가 행하는 윤곽 성분의 추출방법을 설명하기 위한 모식도이고, (a)에 윤곽이 선명한 화상의 경우를 도시하고, (b)에 윤곽이 불선명한 화상의 경우를 도시하고 있다. 도시의 그래프는, 화상 중의 윤곽부분의 근방에 관하여, 횡축을 화상의 수평 방향 또는 수직방향에 관한 화소의 늘어섬을 나타내고, 종축에 각 화소의 화소값을 나타내고 있다. 또한, 그래프 중의 가는 실선 a는 윤곽성분추출부(23)에 부여된 입력 화상를 나타내고, 파선 A는 평탄화상생성부(24)에 의해 평탄화된 평탄 화상을 나타내고, 굵은 실선 a'는 윤곽이 강조된 화상을 나타내고 있다.
윤곽이 선명한 화상의 경우(제4도(a) 참조), 입력 화상은 윤곽의 근방에서 가는 실선 a으로 나타낸 바와 같이 화소값이 급격히 변화한다. 이 입력 화상을 평탄화상생성부(24)에서 평탄화함에 의해 파선 A으로 나타낸 바와 같이 화소값의 변화가 완만한 평탄 화상이 얻어진다. 이 평탄 화상과 입력 화상과의 차이를 감산기(25)에 의해 산출한 경우, 산출된 차이는 도면 중의 가는 실선 a 및 파선 A에 의해 포위된 영역(사선을 표시한 영역)에 상당한다. 윤곽성분추출부(23)는, 산출한 차이를 윤곽 성분으로 하여 출력하도록 하고 있고, 예를들면, 이 윤곽 성분을 입력 화상(가는 실선 a)에 가산함에 의해, 도면 중의 굵은 실선 a'로 나타낸 바와 같은 윤곽이 강조된 화상을 얻을 수 있다.
이에 대하여, 윤곽이 불선명한 화상의 경우(제4도(b) 참조), 입력 화상의 윤 곽의 근방에서 화소값의 변화는 가는 실선 a로 나타낸 바와 같이 완만하고, 평탄화상생성부(24)에서 평탄화된 평탄화소(파선 A)와의 차이, 즉 윤곽 성분(사선으로 표시한 영역)의 양은 적다. 그러므로, 제4도(a)의 경우와 마찬가지로 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여도, 입력 화상의 윤곽의 강조량은 적다. 그러므로, 본 발명에 따른 표시장치(1)의 윤곽보정회로(20)에서는, 윤곽성분추출부(23)가 추출한 윤곽 성분을 적절히 증폭하여 입력 화상에 가산함에 의해, 입력 화상의 특성에 대응한 윤곽의 강조를 행하도록 하고 있다.
윤곽보정회로(20)는, 윤곽성분추출부(23)가 추출한 화상의 윤곽 성분을 소정의 역치와 비교하는 윤곽성분비교부(26)과, 역치보다 큰 윤곽 성분의 합계를 산출하는 합계산출부(27)를 구비하고 있다. 윤곽성분비교부(26)는, 비교를 행하기 위한 역치를 제어회로(11)로부터 부여받고 있고, 윤곽성분추출부(23)가 입력 화상의 화소마다 추출한 윤곽 성분과 역치를 순차 비교하도록 하고 있다. 또한, 윤곽 성분은 정 부(플러스 마이너스)의 양쪽의 값이므로, 윤곽성분비교부(26)에서는 윤곽 성분의 절대값과 역치를 비교하도록 하고 있다. 윤곽성분비교부(26)은, 윤곽 성분과 역치의 비교의 결과, 윤곽 성분이 역치보다 작은 경우에는 합계산출부(27)로 "0"을 출력하고, 윤곽 성분이 역치보다 큰 경우에는 합계산출부(27)로 윤곽 성분의 절대값을 출력하도록 하고 있다.
합계산출부(27)는, 윤곽성분비교부(26)이 출력하는 출력값을 순차 가산하고, 하나의 입력 화상의 모든 화소 분량의 윤곽 성분을 가산한 후, 가산결과인 합계를 제어회로(11)로 부여하도록 하고 있다. 또한, 제어회로(11)가 윤곽성분비교부(26) 의 역치로서 "0"을 설정한 경우에는, 합계산출부(27)에서는 윤곽성분추출부(23)가 추출한 윤곽 성분을 모두 가산할 수 있다. 윤곽성분비교부(26)은, 값이 작은 윤곽 성분은 노이즈일 경우성이 있으므로, 이것을 합계산출부(27)가 산출하는 합계로부터 공제하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 윤곽보정회로(20)는, 윤곽성분추출부(23)가 추출한 윤곽 성분을 기초로 입력 화상의 윤곽을 강조하는 보정을 행하는 보정부(29)를 구비하고 있다. 보정부(29)는, 윤곽성분추출부(23)로부터 부여된 윤곽 성분을 소정의 강조도에 대응하여 강조하여 출력하는 윤곽성분강조부(30)과, 강조된 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하는 가산기(31)에 의해 구성하고 있다. 윤곽성분강조부(30)은, 강조도를 α로 하고, 윤곽 성분을 r 로 한 경우, α×ｒ를 산출하여 출력하는 것이고, 이 경우의 강조도 α는, 제어회로(11)에서 결정된 강조도를 강조도조정부(28)에서 조정한 값을 이용하도록 하고 있다. 강조도조정부(28)는, 윤곽성분추출부(23)가 추출한 윤곽 성분에 대응하여, 제어회로(11)로부터 부여된 강조도를 조정하여, 윤곽성분강조부(30)에 부여하도록 하고 있다.
제5도는, 윤곽 성분의 강조도의 결정방법을 설명하기 위한 모식도이다. 제어회로(11)는, 평균휘도산출부(22)가 산출한 입력 화상의 평균휘도와, 합계산출부(27)가 산출한 입력 화상의 윤곽 성분의 합계를 기초로 강조도를 결정하고, 이 결과를 강조도조정부(28)에 부여하도록 하고 있다. 이 경우, 제어회로(11)는 입력 화상의 평균휘도와 미리 정해진 역치TA를 비교함과 동시에 입력 화상의 윤곽 성분 의 합계와 미리 정해진 역치TB를 비교하도록 하고 있어, 평균휘도가 역치TA 이상이며, 한편, 윤곽 성분의 합계가 역치TB 이하인 경우에는, 강조도를 값이 큰 α′로 결정하고, 그 이외의 경우에는 값이 작은 α로 결정하도록 하고 있다(제5도(a) 참조). 제어회로(11)는, 결정한 강조도 α 또는 α′(단, α＜α′)를 강조도조정부(28)에 부여하도록 하고 있다.
강조도조정부(28)는 제5도(b)에 나타낸 테이블을 기억하고 있고, 윤곽성분강조부(30)가 강조를 행하는 윤곽 성분의 값에 대응하여, 이 테이블을 기초로 제어회로(11)로부터 부여된 강조도 α 또는 α′의 값을 조정하도록 하고 있다. 제5도(b)에 나타낸 테이블은, 일 예로서 윤곽 성분의 절대값이 0~255의 값이 되는 가능성이 있고, 윤곽 성분의 강조도를 16단계로 나누어 설정한 예를 나타내고 있다(단, αi＜α′i이다). 예를들면, 윤곽 성분의 값이 "30"이고, 제어회로(11)로부터 강조도 α가 부여된 경우, 강조도조정부(28)는 강조도를 "α2"로 조정하여 보정부(29)의 윤곽성분강조부(30)에 부여한다. 윤곽성분강조부(30)에서는 윤곽 성분"30"과 강조도 "α2"의 곱 "30×α2"을 산출하여 출력한다. 또한, 예를들면, 윤곽 성분의 값이 "40"이고, 제어회로(11)로부터 강조도 "α′"가 부여된 경우 강조도조정부(28)는 강조도를 "α′3"로 결정하여 윤곽성분강조부(30)에 부여한다. 윤곽성분강조부(30)에서는, 윤곽 성분"40"과 강조도 "α′3"의 곱"40×α′3"을 산출하여 출력한다.
보정부(29)는, 윤곽성분강조부(30)에서 강조된 윤곽 성분과 입력 화상을 가 산기(31)에서 가산함에 의해, 입력 화상의 윤곽을 강조하는 보정을 행하도록 하고 있고, 가산기(31)에서 가산한 결과를 출력화상으로서 출력하도록 하고 있다. 제6도는, 보정부(29)가 행하는 윤곽을 강조하는 보정의 일 예를 나타낸 모식도이고, (a)에 윤곽이 선명한 화상의 경우를 도시하고, (b)에 윤곽이 불선명한 화상의 경우를 도시하고 있다. 도시의 그래프는, 화상 중의 윤곽부분의 근방에 관하여, 횡축을 화상의 수평방향 또는 수직방향에 관한 화소의 늘어섬을 나타내고, 종축에 각 화소의 화소값을 나타내고 있다. 또한, 그래프 중의 가는 실선a는 입력 화상을 나타내고, 파선A는 평탄화상생성부(24)에 의해 평탄화된 평탄 화상을 나타내고, 굵은 실선 a'는 보정부(29)에서 윤곽이 강조된 화상을 나타내고 있다.
윤곽이 선명한 화상, 즉 윤곽 성분의 합계(도면 중의 사선의 영역)가 큰 화상의 경우(도면6(a) 참조), 윤곽 성분의 강조도를 작게 하여 입력 화상에 가산하고 있다. 윤곽이 불선명한 화상, 즉 윤곽 성분의 합계가 작은 화상의 경우(도면6(b) 참조), 윤곽 성분의 강조도를 크게 하여, 크게 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하고 있다. 이것에 의해, 윤곽을 강조하는 보정을 행한 후에는, 원래의 화상이 윤곽이 선명한 화상의 경우에도, 윤곽이 불선명한 화상의 경우에도, 윤곽이 같은 정도로 선명한 출력화상을 얻을 수 있다. 또한, 제어회로(11)에서는 윤곽 성분의 합계와 함께 평균휘도를 기초로 하여 강조도를 크게 하던가 작게 하던가를 결정하고 있는데, 이것은 입력 화상이 전체적으로 어두운 화상 등의 전체적으로 같은 색조인 경우에는 윤곽 성분이 작게 될 염려가 있으므로, 이와 같은 화상의 윤곽 성분을 과도하게 강조하는 것을 방지하기 위한 것이다.
또한, 이상의 설명에 있어서는, 평균휘도산출부(22)에 의한 평균휘도의 산출, 노이즈 제거필터(21)에 의한 노이즈 제거, 윤곽성분추출부(23)에 의한 윤곽 성분의 추출, 합계산출부(27)에 의한 윤곽 성분의 합계의 산출, 및 보정부(29)에 의한 입력 화상의 윤곽을 강조하는 보정 등의 처리가 입력 화상의 화상 단위로 순차적으로 행하여지도록 기재하고 있는데, 하드웨어 자원의 제한 및 처리의 고속화 등 때문에, 실제로는 입력 화상의 화소마다 파이프라인(pipeline)방식으로 각 처리를 행하도록 하고 있다. 따라서, 평균휘도산출부(22) 및 합계산출부(27)에서는 모든 화상에 관한 정보가 필요하므로, 제어회로(11)가 강조도조정부(28)로 부여하는 강조도는, 동화상의 1 프레임 전의 화상에 관하여 산출한 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계에 의거한 것이다.
통상, 텔레비젼 프로그램 등의 동화상을 표시하는 경우, 동화상을 구성하는 복수의 화상은 1 프레임 전후의 사이에 화상의 광도 또는 윤곽의 선명도 등에 큰 변화가 없으므로, 1 프레임 전의 화상에 관하여 산출한 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계를 기초로 입력 화상의 윤곽을 강조하여도 문제는 없다. 그러나, 동화상 중의 장면의 바뀜 부분에 상당하는 프레임 간의 화상에서는, 화상의 광도 또는 윤곽의 선명도 등에 큰 변화가 생길 염려가 있다.
따라서, 이와 같은 경우에 대응하기 위하여, 장면의 바뀜 부분을 검출하는 검출수단을 표시장치(1)에 탑재하고(도시는 생략함), 검출수단에 의해 장면의 바뀜 부분을 검출한 경우에는, 1 프레임 전의 화상에 관하여 산출한 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계를 기초로 강조도를 결정하지 않고, 미리 정해진 강조도에서 입력 화상 의 윤곽을 강조하는 것에 의해, 장면의 바뀜 부분에서 윤곽의 선명도에 큰 변화가 생기는 것을 방지할 수 있다. 장면의 바뀜 부분의 검출은, 윤곽보정회로(20)에서 처리되고 있는 화상의 다음의 프레임의 화상에 관하여, 예를들면 각 화소의 휘도값 또는 색 성분 등의 화상의 특성값의 변화를 검출함에 의해 행할 수 있다.
물론, 하드웨어 자원 또는 처리속도 등에 여유가 있는 경우에는, 입력 화상의 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계를 산출하여 강조도를 결정한 후에, 보정부(29)에서 윤곽을 강조하는 보정을 행하여도 좋다. 이 경우에는, 장면의 바뀜 부분을 검출할 필요는 없다.
제7도는, 본 발명에 따른 표시장치(1)의 윤곽보정회로(20)가 행하는 윤곽보정처리의 순서를 나타낸 흐름도이다. 또한, 제7도에 있어서는 하나의 입력 화상에 관한 처리를 도시하고 있는데, 윤곽보정회로(20)는 동화상을 구성하는 복수의 화상 마다 도시된 처리를 반복하여 행하도록 하고 있다. 윤곽보정회로(20)는, 먼저, 평균휘도산출부(22)가 평균휘도를 산출하기 위한 변수인 휘도 합계의 값을 0으로 초기화하고(스텝1), 합계산출부(27)가 산출하는 윤곽 성분의 합계의 값을 0으로 초기화함과 함께(스텝2), 1 프레임 전의 화상의 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계를 기초로 제어회로(11)가 결정한 강조도를 접수한다(스텝3).
이어서, 입력 화상으로부터 하나의 화소를 주목 화소로서 취득하고(스텝4), 취득한 주목 화소의 휘도값을 휘도합계에 가산한다(스텝5). 또한, 노이즈 제거필터(21)에서, 주목 화소의 화소값으로부터 소정의 값을 감산함에 의해 노이즈의 제 거를 행한다(스텝6). 노이즈를 제거한 주목 화소의 화소값과 주목 화소에 인접하는 화소의 화소값의 평균을 평균휘도산출부(22)에서 산출함에 의해 주목 화소를 평탄화하고(스텝7), 평탄화한 주목 화소의 화소값과 평탄화하기 전의 주목 화소의 화소값의 차이를 산출하고(스텝8), 이 차이를 윤곽 성분으로서 추출한다.
이어서, 윤곽성분비교부(26)에서 추출한 윤곽 성분과 제어회로(11)로부터 부여된 역치를 비교하고(스텝9), 역치보다 큰 윤곽 성분을 합계산출부(27)에서 윤곽 성분의 합계를 가산한다(스텝10). 또한, 강조도조정부(28)는, 스텝3에서 접수된 제어회로(11)로부터의 강조도와, 주목 화소로부터 추출한 윤곽 성분에 의거하여, 제5도(b)에 도시된 테이블에 의거하여 강조도를 조정하고(스텝11), 조정한 강조도와 윤곽 성분을 윤곽성분강조부(30)가 곱셈함에 의해 윤곽 성분의 강조를 행하고(스텝12), 강조된 윤곽 성분을 스텝4에서 취득한 주목 화소의 화소값에 가산하고(스텝13), 입력 화상의 윤곽을 강조하는 보정을 행한다.
입력 화상의 하나의 화소에 관하여 스텝4~스텝13의 처리가 종료된 후, 입력 화상의 모든 화소에 관하여 처리가 종료되었는가 아닌가를 조사하여(스텝14), 모든 화소에 관하여 처리가 종료되어 있지 않은 경우에는(스텝14:NO), 스텝4로 돌아가고, 입력 화상으로부터 미처리의 화소를 주목 화소로서 취득하여 상기의 처리를 반복하여 행한다. 모든 화소에 관하여 처리가 종료된 경우(스텝14:YES), 스텝5에서 가산된 휘도합계를 입력 화상의 화소 수로 나눗셈함에 의해 평균휘도를 산출하여 제어회로(11)로 출력하고(스텝15), 또한, 스텝10에서 가산된 윤곽 성분의 합계를 제어회로(11)로 출력하고(스텝16), 처리를 종료한다.
제어회로(11)에서는 스텝15에서 평균휘도산출부(22)가 출력하는 평균휘도를 취득하고, 스텝16에서 합계산출부(27)가 출력하는 윤곽 성분의 합계를 취득함에 의해, 제5도(a)에 도시된 테이블로부터 다음의 프레임의 화상의 윤곽을 강조하는 경우의 강조도를 결정하고, 결정한 강조도를 강조도조정부(28)에 부여할 수 있다.
이상의 구성의 표시장치(1)에 있어서는, 입력 화상으로부터 윤곽성분추출부(23)에서 윤곽 성분을 추출하고, 합계산출부(27)에서 윤곽 성분의 합계를 산출하고, 윤곽 성분의 합계에 대응하여 제어회로(11)에서 윤곽 성분의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상이 HD 화상 또는 업-컨버트 화상 등의 특성이 다른 화상이라도, 제6도에 도시된 바와 같이 같은 정도로 윤곽이 선명한 화상을 액정패널(4)에서 표시할 수 있다. 특히, 평균휘도산출부(22)에서 입력 화상의 평균휘도를 산출하고, 윤곽 성분의 합게와 함께 평균휘도에 대응하여 윤곽 성분의 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상이 전체적으로 어두운 화상 등의 전체적으로 같은 색조인 경우에는 윤곽 성분이 작게 되는 염려가 있는데, 이와 같은 화상의 윤곽 성분을 과도하게 강조하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 윤곽성분추출부(23)에서 입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 경우에, 입력 화상을 평탄화한 평탄 화상과 입력 화상의 차이를 감산기(25)에서 산출하고, 그 차이를 윤곽 성분으로 함에 의해, 입력 화상의 평탄화는 예를들면 (1)식에 나타낸 바와 같이 감산 및 제산만으로 행할 수 있으므로, 윤곽 성분의 추출은 가산, 제산 및 감산의 간단한 연산으로 행할 수 있다. 또한 보정부(29)에서 입력 화상의 윤곽을 강조하는 보정을 행하는 경우에, 윤곽성분강조부(30)에서 강조한 윤곽 성분을 가산기(31)에서 입력 화상에 가산하는 구성으로 함에 의해 입력 화상의 윤곽의 보정을 곱셈 및 가산의 간단한 연산으로 행할 수 있다.
또한, 윤곽보정회로(20)가 입력 화상에 포함되는 낮은 톤(low tone)의 노이즈를 제거하는 노이즈 제거필터(21)을 갖는 구성으로 함에 의해, 보다 고 화질의 화상을 액정패널(4)에 표시할 수 있다. 또한, 윤곽성분추출부(23)에서 추출한 윤곽 성분을 윤곽성분비교부(26)에서 역치와 비교하여, 역치보다 큰 윤곽 성분만을 가산하여 합계를 산출하는 구성으로 함에 의해, 노이즈 등의 영향에 따라 잘못 추출된 윤곽 성분이 합계로 가산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 강조도조정부(28)에서, 제어회로(11)로부터 부여되는 강조도만이 아니고, 윤곽성분강조부(30)이 강조하는 윤곽 성분의 값에 대응하여 강조도를 조정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상의 특성에 따라 적합한 강조도로 윤곽을 보정할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서는, 표시장치(1)로서 액정패널(4)를 구비하는 액정표시장치를 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 플라즈마 디스플레이 등의 다른 표시장치에 관하여도 마찬가지의 구성을 적용할 수 있다. 또한, 표시장치(1)는, 화상처리부(10)에 화상을 부여하는 화상입력부(5)에 입력단자부(6) 및 튜너(7)를 갖는 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 어느 한쪽만을 갖는 구성으로 하여도 좋고, 다른 방법으로 입력 화상을 취득하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 튜너(7)는 지상 디지탈 방송을 수신하는 튜너로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 위성 디지탈 방송 또는 지상 아나로그 방송 등을 수신하는 튜너이라도 좋다.
또한, 윤곽보정회로(20)가 입력 화상의 낮은 톤 노이즈를 제거하는 노이즈 제거필터(21)를 구비한 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 노이즈 제거필터(21)를 구비하지 않는 구성이라도 좋다. 또한 윤곽성분추출부(23)에서 추출한 윤곽 성분을 윤곽성분비교부(26)에서 역치와 비교하고, 역치보다 큰 윤곽 성분만을 합계산출부(27)에서 가산하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 윤곽보정회로(20)가 윤곽성분비교부(26)를 구비하지 않고, 윤곽성분추출부(23)가 추출한 윤곽 성분을 모두 가산하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 제5도(a)에 나타낸 바와 같이, 제어회로(11)가 평균휘도 및 윤곽 성분의 합계를 기초로, 강조도를 α 또는 α′의 양자 택일로 결정하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를들면 강조도를 3 단계로부터 결정하는 구성으로 하여도 좋고, 보다 다단계로부터 결정하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 제5도(b)에 나타낸 바와 같이, 강조도조정부(28)는 윤곽 성분의 값에 대응하여 16단계의 강조도로 조정하는 구성으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 15단계 이하 또는 17단계 이상의 강조도로 조정하는 구성으로 하여도 좋고, 특히, 윤곽 성분의 값에 대응한 강조도의 조정을 행하지 않고, 제어회로(11)로부터 부여되는 강조도에만 대응하여 윤곽의 보정을 행하는 구성으로 하여도 좋다.
(실시의 형태 2)
제8도는, 본 발명의 실시의 형태 2에 따른 표시장치의 윤곽보정회로(120)의 구성을 나타낸 블록도이다. 실시의 형태 1의 윤곽보정회로(20)는 입력 화상의 평균 휘도를 산출하는 평균휘도산출부(22)를 구비하는 구성이나, 실시의 형태 2의 윤곽보정회로(120)는, 평균휘도산출부(22)에 대신하여, 입력 화상 중의 휘도값이 소정 휘도 이상의 화소의 비율을 산출하는 비율산출부(122)를 구비하고 있다. 비율산출부(122)는, 입력 화상의 각 화소의 휘도값과 미리 정하여진 역치를 비교하여, 역치보다 휘도값이 큰 화소의 화소 수를 계산한다. 입력 화상의 전체 화소에 관하여 역치와의 비교를 행하고, 계산된 화소 수를 전체 화소 수로 제산함에 의해 비율을 산출할 수 있다. 비율산출부(122)는, 산출한 비율을 제어회로(11)에 부여하도록 하고 있다.
제9도는, 실시의 형태 2에서의 윤곽 성분의 강조도의 결정방법을 설명하기 위한 모식도이고, 실시의 형태 1에서의 제5도(a)의 테이블에 대응하는 테이블이 도시되어 있다. 제어회로(11)는, 비율산출부(122)가 산출한 비율과, 합계산출부(27)가 산출한 입력 화상의 윤곽 성분의 합계를 기초로 하여 강조도를 결정하고, 이 결과를 강조도조정부(28)에 부여하도록 하고 있다. 이 경우, 제어회로(11)는 비율산출부(122)가 산출한 비율과 미리 정하여진 역치(도시된 예에서는 80%)를 비교함과 동시에, 입력 화상의 윤곽 성분의 합계와 미리 정하여진 역치TB를 비교하도록 하고 있고, 비율이 80%이상이며, 한편, 윤곽 성분의 합계가 역치TB이하인 경우에는 강조도를 값이 큰α′로 결정하고, 그 이외의 경우에는 강조도를 값이 작은 α로 결정하도록 하고 있다. 제어회로(11)는, 결정한 강조도 α 또는 α′(다만, α＜α′)를 강조도조정부(28)에 부여하도록 하고 있다.
이상의 구성에 의해, 실시의 형태 1의 경우와 마찬가지로, 강조도조정부(28) 는 제5도(b)의 테이블에 의해 강조도를 조정할 수 있다. 따라서, 실시의 형태 2의 윤곽보정회로(120)를 표시장치에 탑재함에 의해, 실시의 형태 1에 따른 표시장치와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제9도에 있어서, 비율산출부(122)가 산출한 비율과 비교되는 역치를 80%로 하였으나, 이것은 하나의 예이며, 이 값으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시의 형태 2에 따른 표시장치의 그 이외의 구성은, 실시의 형태 1에 따른 표시장치의 구성과 마찬가지이므로, 대응하는 개소에는 같은 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
(실시의 형태 3)
제10도는, 본 발명의 실시의 형태 3에 따른 표시장치의 윤곽보정회로(220)의 구성을 나타낸 블록도이다. 실시의 형태 1의 윤곽보정회로(20)는 입력 화상의 평균휘도를 산출하는 평균휘도산출부(22)를 구비하는 구성이나, 실시의 형태 3의 윤곽보정회로(220)는, 평균휘도산출부(22)에 대신하여, 입력 화상 중의 휘도값의 분포를 나타내는 히스토그램을 생성하는 히스토그램생성부(222)를 구비하고 있다. 히스토그램생성부(222)는, 입력 화상의 각 화소의 휘도값을 취득하고, 휘도값 마다 화소 수를 집계하여 히스토그램을 생성하고, 제어회로(11)에 부여하도록 하고 있다.
제11도는, 히스토그램생성부(222)가 생성하는 히스토그램의 일 예를 나타낸 모식도이다. 도시된 예는, 입력 화상의 각 화소의 휘도값이 0~255의 범위, 즉 8 비트의 값으로 표현되는 경우에, 0~7, 8~15, 16~23...과 같이 8 단계의 휘도값 마다 입력 화상 중의 화소 수를 집계하고, 입력 화상의 휘도값의 도수분포를 생성한 것이다. 히스토그램생성부(222)는, 이와 같은 히스토그램을 입력 화상마다 작성하여 제어회로(11)에 부여하도록 하고 있다.
제어회로(11)는, 히스토그램생성부(222)로부터 부여된 히스토그램을 기초로 하여 입력 화상의 윤곽의 강조도를 결정하도록 하고 있다. 제어회로(11)는 부여된 히스토그램에 대하여 제11도 중에서 파선으로 나타낸 바와 같은 판정영역을 설정하고, 그 판정영역 내에 도수의 분포가 존재하는가 아닌가를 조사함에 의해 강조도를 결정한다. 제11도에서는, 휘도 0~63의 범위에 대하여는 도수의 분포를 2 단계로 판정하는 판정영역 A 및 B를 설정하고, 휘도 64~127의 범위에 대하여는 도수의 분포를 4 단계로 판정하는 판정영역 C~F를 설정하고, 휘도 128~191의 범위에 대하여는 도수의 분포를 4 단계로 판정하는 판정영역 G~J를 설정하고, 휘도 192~255의 범위에 대하여는 도수의 분포를 8 단계로 판정하는 판정영역 K~R를 설정하고 있다.
각 판정영역 A~R에는 각각 강조도 αA~αR가 대응 부여되어 있고, 예를들면, 제어회로(11)는 판정영역 R로부터 A까지(알파벳의 역순으로) 판정영역 내에 도수의 분포가 존재하는가 아닌가를 조사하여, 최초로 도수의 분포가 존재한 판정영역에 대응부여된 강조도 αA~αR를 제1의 강조도로 하여 취득한다. 이어서, 제어회로(11)는 합계산출부(27)로부터 부여된 합계를 기초로, 제1의 강조도 αA~αR를 보정하여 제2의 강조도 α′A~α′R로 하고, 이것을 결정한 강조도로 하여 강조도조정부(28)에 부여하도록 하고 있다. 강조도조정부(28)는, 윤곽성분강조부(30)가 강조를 행하 는 윤곽 성분의 값에 대응하여, 제어회로(11)로부터 부여된 강조도 α′A~α′R를 조정하여, 윤곽성분강조부(30)에 부여한다. 강조도조정부(28)가 행하는 조정처리에 관하여는 상세를 생략하는데, 제5도(b)에 도시된 테이블과 마찬가지의 테이블(다만, 강조도 α′A~α′R에 대응한 보다 큰 테이블)을 이용하여 행할 수 있다.
이상과 같이, 윤곽보정회로(220)에 히스토그램생성부(222)를 설치하여 히스토그램을 생성하고, 제어회로(11)에서 히스토그램에 대응한 강조도를 결정하는 구성으로 함에 의해, 입력 화상에 따라 적합한 강조도를 결정할 수 있다. 또한, 제11도에 도시한 판정영역의 설정방법, 및 그 판정영역으로부터 제1의 강조도를 결정하는 방법 등은, 일 예이며 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시의 형태 3에 따른 표시장치의 그 이외의 구성은, 실시의 형태 1에 따른 표시장치의 구성과 마찬가지이므로, 대응하는 개소에는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

Claims (13)

  1. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 윤곽보정방법에 있어서,
    입력 화상의 윤곽 성분을 추출하고,
    추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하고,
    산출한 합계를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하고,
    결정된 강조도에 대응하여 윤곽을 보정하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  2. 제1항에 있어서,
    입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하고,
    윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 휘도 성분의 평균을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  3. 제1항에 있어서,
    소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 입력 화상 중의 영역의 비율을 산출하고,
    윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 상기 비율을 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  4. 제1항에 있어서,
    입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하고,
    윤곽의 강조도를 결정하는 경우에, 산출한 윤곽 성분의 합계와 취득한 휘도 성분의 분포를 기초로 하여 윤곽의 강조도를 결정하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서,
    입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 경우에,
    입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하고,
    상기 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하고,
    산출한 차이를 윤곽 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  6. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서,
    결정한 윤곽의 강조도에 대응하여, 추출한 윤곽 성분을 강조하고,
    강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하는 것을 특징으로 하는 윤곽보정방법
  7. 입력 화상의 윤곽을 보정하는 처리를 행하는 화상처리장치에 있어서,
    입력 화상의 윤곽 성분을 추출하는 추출수단과,
    상기 추출수단이 추출한 윤곽 성분의 합계를 산출하는 합계산출수단과,
    상기 합계산출수단이 산출한 합계를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하는 결정수단과,
    상기 결정수단이 결정된 강조도에 대응하여, 윤곽을 보정하는 보정수단을
    구비한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  8. 제7항에 있어서,
    입력 화상의 휘도 성분의 평균을 산출하는 평균휘도산출수단을 구비하고,
    상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 평균휘도산출수단이 산출한 평균을 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  9. 제7항에 있어서,
    소정 휘도보다 큰 휘도 성분을 갖는 입력 화상 중의 영역의 비율을 산출하는 비율산출수단을 구비하고,
    상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 비율산출수단이 산출한 비율을 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  10. 제7항에 있어서,
    입력 화상의 휘도 성분의 분포를 취득하는 분포취득수단을 구비하고,
    상기 결정수단은, 상기 합계산출수단이 산출한 합계와 함께, 상기 분포취득수단이 취득한 분포를 기초로 하여, 윤곽의 강조도를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  11. 제7항 내지 제10항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 추출수단은,
    입력 화상을 평탄하게 한 평탄 화상을 생성하는 생성수단과,
    상기 입력 화상 및 상기 평탄 화상의 차이를 산출하는 차이산출수단을 구비하고,
    상기 차이산출수단이 산출한 차이를 윤곽 성분으로 하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  12. 제7항 내지 제11항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 보정수단은, 상기 결정수단이 결정한 윤곽의 강조도에 따라, 상기 추출수단이 추출한 윤곽 성분을 강조하고, 강조한 윤곽 성분을 입력 화상에 가산하여 윤곽의 보정을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 화상처리장치
  13. 제7항 내지 제12항의 어느 한 항의 화상처리장치에 있어서,
    화상을 취득하여 상기 화상처리장치로 입력하는 입력수단과,
    상기 화상처리장치가 윤곽의 보정을 행한 화상을 표시하는 표시수단을 구비 한 것을 특징으로 하는 표시장치
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