KR20090084732A - 계조 변환 장치, 계조 변환 방법, 및, 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

계조 변환 장치, 계조 변환 방법, 및, 컴퓨터 프로그램 Download PDF

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준 히라이
아야타카 니시오
나오마사 타카하시
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치는: 상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 디더 유닛; 및 상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 1차원 △Σ 변조 유닛을 포함한다.

Description

계조 변환 장치, 계조 변환 방법, 및, 컴퓨터 프로그램{GRADATION CONVERTING DEVICE, GRADATION CONVERTING METHOD, AND COMPUTER PROGRAM}
우선권 정보
본 발명은 2008년 2월 1일자로 일본특허청에 특허출원된 일본특허원 제2008-022711호를 우선권으로 주장한다.
기술분야
본 발명은, 계조 변환 장치, 계조 변환 방법, 및, 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로, 특히, 예를 들면, 장치의 소규모화, 및, 저비용화를 도모할 수 있도록 하는 계조 변환 장치, 계조 변환 방법, 및, 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
예를 들면, N비트의 화소치의 화상(이하, N비트의 화상이라고도 한다)을, N비트보다 작은 M비트의 화소치의 화상을 표시하는 표시 장치에서 표시하기 위해서는, N비트의 화상을, M비트의 화상으로 변환하는 것, 즉, 화상의 계조(階調)를 변환하는 계조 변환을 행할 필요가 있다.
N비트의 화상을, M비트의 화상으로 계조 변환하는 방법(계조 변환 방법)으로 서는, 예를 들면, N비트의 화소치의, 하위 N-M비트를 잘라 버려서, M비트의 화소치로 하는 방법이 있다.
도 1의 A 및 B와 도 2의 A 및 B를 참조하여, N비트의 화소치의 하위 N-M비트를 잘라서, M비트의 화소치로 하는 계조 변환 방법에 관해 설명한다.
도 1의 A 및 B는, 그레이 스케일의 8비트의 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
즉, 도 1의 A는, 그레이 스케일의 8비트의 화상을 도시하고 있다.
도 1의 A의 화상에서는, 수평 방향에 대해서는, 왼쪽부터 오른쪽을 향하여, 화소치가, 100부터 200으로 서서히 변화하고 있고, 수직 방향에 대해서는, 동일한 화소치가 나열하여 있다.
도 1의 B는, 도 1의 A의 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
좌단의 화소치는, 100으로 되어 있고, 우측의 화소치일 수록, 크게 되어 있다. 그리고, 우단의 화소치는, 200으로 되어 있다.
도 2의 A 및 B는, 도 1의 8비트의 화상의, 하위 4비트를 잘라 버린 4비트의 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
즉, 도 2의 A는, 도 1의 8비트의 화상의 하위 4비트를 잘라 버림에 의해, 4비트로 양자화한 화상을 도시하고 있고, 도 2의 B는, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
8비트로는, 256(=28)계조를 표현할 수 있지만, 4비트로는, 16(=24)계조밖에 표현할 수가 없기 때문에, 8비트의 화상의 하위 4비트를 잘라 버리는 계조 변환에서는, 계조의 변화가 띠(帶)와 같이 보이는 밴딩(banding)이 생긴다.
이와 같은 밴딩이 생기는 것을 방지하고, 계조 변환 후의 화상에 있어서, 계조 변환 전의 화상의 계조를 의사적(擬似的)으로 표현하는 계조 변환 방법, 즉, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 256계조의 화상을 계조 변환하여 얻어지는 16계조의 화상에 있어서, 사람이 화상을 본 때에, 시각적(視覺的)으로, 16계조로, 256계조를 표현하는 방법으로서, 랜덤 디더법이나, 조직적 디더법(ordered dither method), 오차확산법이 있다.
도 3의 A 및 B는, 랜덤 디더법을 설명하는 도면이다.
즉, 도 3의 A는, 랜덤 디더법에 의한 계조 변환을 행하는 종래의 계조 변환 장치의 구성예를 도시하고 있고, 도 3의 B는, 도 3의 A의 계조 변환 장치에 의한 계조 변환에 의해 얻어진 그레이 스케일의 화상을 도시하고 있다.
도 3의 A에서, 계조 변환 장치는, 연산 유닛(11), 랜덤 노이즈 출력 유닛(12), 및, 양자화 유닛(13)으로 구성된다.
연산 유닛(11)에는, 계조 변환의 대상의 화상(계조 변환 전의 화상)으로서, 예를 들면, 8비트의 화상의 각 화소(x,y)의 화소치(IN(x,y))가, 래스터 스캔 순서로 공급된다. 또한, 화소(x,y)는, 왼쪽부터 x번째이고, 위로부터 y번째의 화소를 나타낸다.
또한, 연산 유닛(11)에는, 랜덤 노이즈를 발생하여 출력하는 랜덤 노이즈 출력 유닛(12)으로부터의 랜덤 노이즈가 공급된다.
연산 유닛(11)은, 화소치(IN(x,y))와, 랜덤 노이즈 출력 유닛(12)으로부터의 랜덤 노이즈를 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를, 양자화 유닛(13)에 공급한다.
양자화 유닛(13)은, 연산 유닛(11)으로부터의 가산치를, 예를 들면, 4비트로 양자화하고, 그 결과 얻어지는 4비트의 양자화치를, 계조 변환 후의 화상의 화소(x,y)의 화소치(OUT(x,y))로서 출력한다.
랜덤 디더법에서는, 계조 변환 장치의 구성은 간단하게 되지만, 화소치(IN(x,y))에, 랜덤 노이즈이 가산되기 때문에, 계조 변환 후의 화상에는, 도 3의 B에 도시하는 바와 같이, 노이즈가 눈에 띄고, 양호한 화질의 화상을 얻는 것이 곤란하다.
도 4의 A 및 B는, 조직적 디더법을 설명하는 도면이다.
즉, 도 4의 A는, 조직적 디더법에 의한 계조 변환을 행하는 종래의 계조 변환 장치의 구성예를 도시하고 있고, 도 4의 B는, 도 4의 A의 계조 변환 장치에 의한 계조 변환에 의해 얻어진 그레이 스케일의 화상을 도시하고 있다.
도 4의 A에서, 계조 변환 장치는, 연산 유닛(21), 및, 양자화 유닛(22)로 구성된다.
연산 유닛(21)에는, 계조 변환의 대상의 화상으로서, 예를 들면, 8비트의 화상의 각 화소(x,y)의 화소치(IN(x,y))가, 래스터 스캔 순서로 공급된다.
또한, 연산 유닛(21)에는, 디더 매트릭스가 공급된다.
연산 유닛(21)은, 화소치(IN(x,y))와, 그 화소치(IN(x,y))를 갖는 화소(x,y)의 위치(x,y)에 대응하는 랜덤 매트릭스의 값을 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를 양자화 유닛(22)에 공급한다.
양자화 유닛(22)은, 연산 유닛(21)으로부터의 가산치를, 예를 들면, 4비트로 양자화하고, 그 결과 얻어지는 4비트의 양자화치를, 계조 변환 후의 화상의 화소(x,y)의 화소치(OUT(x,y))로서 출력한다.
조직적 디더법에서는, 랜덤 디더법과 비교하여, 계조 변환 후의 화상의 화질을 향상시킬 수 있지만, 도 4의 B에 도시하는 바와 같이, 계조 변환 후의 화상에, 디더 매트릭스의 패턴이 나타나는 일이 있다.
도 5의 A 및 B는, 오차확산법을 설명하는 도면이다.
즉, 도 5의 A는, 오차확산법에 의한 계조 변환을 행하는 종래의 계조 변환 장치의 구성예를 도시하고 있고, 도 5의 B는, 도 5의 A의 계조 변환 장치에 의한 계조 변환에 의해 얻어진 그레이 스케일의 화상을 도시하고 있다.
도 5의 A에서, 계조 변환 장치는, 연산 유닛(31), 양자화 유닛(32), 연산 유닛(33), 및, 2차원 필터(34)로 구성된다.
연산 유닛(31)에는, 계조 변환의 대상의 화상으로서, 예를 들면, 8비트의 화상의 각 화소(x,y)의 화소치(IN(x,y))가, 래스터 스캔 순서로 공급된다.
또한, 연산 유닛(31)에는, 2차원 필터(34)의 출력이 공급된다.
연산 유닛(31)은, 화소치(IN(x,y))와, 2차원 필터(34)의 출력을 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를, 양자화 유닛(32), 및, 연산 유닛(33)에 공급한다.
양자화 유닛(32)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치를, 예를 들면, 4비트로 양자화하고, 그 결과 얻어지는 4비트의 양자화치를, 계조 변환 후의 화상의 화소(x,y)의 화소치(OUT(x,y))로서 출력한다.
또한, 양자화 유닛(32)이 출력하는 화소치(OUT(x,y))는, 연산 유닛(33)에도 공급된다.
연산 유닛(33)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치로부터, 양자화 유닛(32)으로부터의 화소치(OUT(x,y))를 감산함으로써, 즉, 양자화 유닛(32)으로의 입력으로부터 양자화 유닛(32)으로부터의 출력을 감산함으로써, 양자화 유닛(32)에서의 양자화에 의해 생기는 양자화 오차(-Q(x,y))를 구하고, 2차원 필터(34)에 공급한다.
2차원 필터(34)는, 신호를 필터링하는 2차원의 필터이고, 연산 유닛(33)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))를 필터링하고, 그 필터링의 결과를, 연산 유닛(31)에 출력한다.
연산 유닛(31)에서는, 이상과 같이 하여, 2차원 필터(34)가 출력하는, 양자화 오차(-Q(x,y))의 필터링의 결과와, 화소치(IN(x,y))가 가산된다.
도 5의 A의 계조 변환 장치에서는, 양자화 오차(-Q(x,y))가, 2차원 필터(34)를 통하여, 입력측(연산 유닛(31))에 피드백된다. 계조 변환 장치는 2차원의 △Σ 변조기를 구성한다.
이상과 같은 2차원의 △Σ 변조기에 의하면, 양자화 오차(-Q(x,y))가, 수평 방향(x 방향), 및, 수직 방향(y 방향)의 어느 쪽에 대해서도, 공간 주파수의 고역(高域)으로 확산되고(노이즈 셰이핑(noise shaping)되고), 그 결과, 도 5의 B에 도시하는 바와 같이, 계조 변환 후의 화상으로서, 랜덤 디더법이나 조직적 디더법에 비교하여, 양호한 화질의 화상을 얻을 수 있다.
또한, 2차원의 △Σ 변조기에 의해, 양호한 화질의 화상으로의 계조 변환을 행하는 방법에 관해서는, 예를 들면, 일본 특허 제3959698호에, 그 상세가 개시되어 있다.
이상과 같이, 2차원의 △Σ 변조기에 의하면, 양호한 화질의 화상으로의 계조 변환을 행할 수가 있다.
그러나, 2차원의 △Σ 변조기는, 도 5의 A에 도시한 바와 같이, 2차원 필터(34)를 갖기 때문에, 그 2차원 필터(34)에서는, 필터링에 이용하는, 연산 유닛(33)가 과거에 출력한 양자화 오차를 기억하는 라인 메모리가 필요해진다.
즉, 어떤 화소(x,y)를, 주목 화소(x,y)로서 주목하면, 2차원 필터(34)에서는, 주목 화소(x,y)의 양자화 오차(-Q(x,y))의 필터링은, 주목 화소(x,y)와 동일한 수평 라인(제 y라인)상에 있는, 주목 화소(x,y)에 가까운 위치에 있는 복수의 화소, 및, 주목 화소(x,y)보다도 위의 수평 라인(예를 들면, 제 y-1라인이나, 제 y-2라인 등)상에 있는, 주목 화소(x,y)에 가까운 위치에 있는 복수의 화소에 대해, 이미 얻어져 있는 양자화 오차를 이용하여 행하여진다.
따라서 2차원 필터(34)에서는, 주목 화소(x,y)와 동일한 제 y라인상에 있는 화소의 양자화 오차 외에, 제 y라인 이외의 수평 라인상의 화소의 양자화 오차를 보존하여 둘 필요가 있고, 그 때문에, 복수의 수평 라인분의 라인 메모리가 필요해진다.
이상과 같이, 2차원 필터(34)에서는, 복수의 수평 라인분의 라인 메모리가 필요해지기 때문에, 2차원의 △Σ 변조기로서 구성되는 도 5의 A의 계조 변환 장치는, 대규모적이 되고, 또한, 고비용화 한다.
본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이고, 고화질의 화상을 얻을 수 있는 계조 변환을, 라인 메모리를 이용하지 않고 행할 수 있도록 하고, 이로써, 예를 들면, 장치의 소규모화, 및, 저비용화를 도모할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 한 측면의 계조 변환 장치에 따르면, 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치가 제공되는데, 상기 계조 변환 장치는: 상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 디더 수단과; 상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 1차원 △Σ 변조 수단을 구비한다. 또한, 컴퓨터를 상기 계조 변환 장치로서 기능시키는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
본 발명의 한 측면의 계조 변환 방법에 따르면, 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치의 계조 변환 방법이 제공되느데, 상기 계조 변환 방법은: 상기 계조 변환 장치가 상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 스텝과; 상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 스텝을 포함한다.
이상과 같은 본 발명의 한 측면에서는, 상기 화상을 구성하는 화소치에, 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더가 시행되고, 상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조가 시행된다.
또한, 계조 변환 장치는, 독립한 장치라도 좋고, 하나의 장치를 구성하고 있 는 내부 블록이라도 좋다.
또한, 컴퓨터 프로그램은 전송 매체를 통하여 전송되거나, 또는, 기록 매체에 기록되어 제공될 수 있다.
본 발명의 한 측면에 의하면, 계조 변환을 행할 수가 있다. 특히, 고화질의 화상을 얻을 수 있는 계조 변환을, 라인 메모리를 이용하지 않고 행할 수 있다.
도 6은, 본 발명을 적용한 TV(텔레비전 수상기)의 한 실시의 형태의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 6에서, TV는, 튜너(41), 디멀티플렉서(42), 디코더(43), 노이즈 리덕션 유닛(44), 계조 변환 유닛(45), 표시 제어 유닛(46), 및, 표시 유닛(47)로 구성된다.
튜너(41)는, 예를 들면, 디지털 방송의 방송 신호를 수신하고, 그 방송 신호로부터, 트랜스포트 스트림을 복조하여, 디멀티플렉서(42)에 공급한다.
디멀티플렉서(42)는, 튜너(41)로부터의 트랜스포트 스트림으로부터, 필요한 TS(Transport Stream) 패킷을 분리하고, 디코더(43)에 공급한다.
디코더(43)는, 디멀티플렉서(42)로부터의 TS 패킷에 포함되는, MPEG(Moving Picture Expert Group) 인코드된 데이터를 디코드함에 의해, 예를 들면, 8비트의 화상(데이터)을 얻어서, 노이즈 리덕션 유닛(44)에 공급한다.
노이즈 리덕션 유닛(44)는, 디코더(43)로부터의 8비트의 화상에 대해, 노이 즈 리덕션 처리를 시행하고, 그 결과 얻어지는, 예를 들면, 12비트의 화상을, 계조 변환 유닛(45)에 공급한다.
즉, 노이즈 리덕션 유닛(44)에 의한 노이즈 리덕션 처리에 의하면, 8비트의 화상이, 12비트의 화상으로 확장된다.
계조 변환 유닛(45)은, 노이즈 리덕션 유닛(44)으로부터 공급되는 12비트의 화상을, 표시 유닛(47)이 표시할 수 있는 비트 수의 화상으로 변환하는 계조 변환을 행한다.
즉, 계조 변환 유닛(45)은, 표시 제어 유닛(46)으로부터, 표시 유닛(47)가 표시할 수 있는 화상의 비트 수 그 밖의 필요한 정보를 취득한다.
그리고, 표시 유닛(47)이 표시할 수 있는 화상의 비트 수가, 예를 들면, 8비트인 경우에는, 계조 변환 유닛(45)은, 노이즈 리덕션 유닛(44)으로부터의 12비트의 화상을, 8비트의 화상으로 계조 변환하고, 표시 제어 유닛(46)에 공급한다.
표시 제어 유닛(46)은, 표시 유닛(47)을 제어하고, 계조 변환 유닛(45)으로부터의 화상을, 표시 유닛(47)에 표시시킨다.
표시 유닛(47)은, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)나, 유기 EL(organic Electro Luminescence) 등으로 구성되고, 표시 제어 유닛(46)의 제어하에, 화상을 표시한다.
도 7은, 도 6의 계조 변환 유닛(45)의 구성예를 도시하고 있다.
도 7에서, 계조 변환 유닛(45)은, 디더 가산 유닛(51), 및, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)으로 구성되고, 노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터의 화상에, 계조 변 환 처리를 시행하고, 표시 제어 유닛(46)(도 6)에 공급한다.
즉, 디더 가산 유닛(51)에는, 노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터의 화상이, 계조 변환의 대상의 화상(이하, 대상 화상이라고도 한다)으로서 공급된다.
디더 가산 유닛(51)은, 노이즈 리덕션 유닛(44)으로부터의 대상 화상을 구성하는 화소치(IN(x,y))에, 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 대상 화상에 디더를 시행하고, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에 공급한다.
1차원 △Σ 변조 유닛(52)은, 디더 가산 유닛(51)으로부터의, 디더가 시행된 대상 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하고, 그 결과 얻어지는 화소치(OUT(x,y))로 이루어지는 화상을, 계조 변환 후의 화상으로서, 표시 제어 유닛(46)(도 6)에 공급한다.
도 8은, 도 7의 계조 변환 유닛(45)에서, 계조 변환 처리의 대상이 되는 화소(화소치)의 순번을 도시하고 있다.
노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터 계조 변환 유닛(45)에 대해서는, 예를 들면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 래스터 스캔 순서로, 대상 화상의 화소(x,y)의 화소치(IN(x,y))가 공급되고, 따라서 계조 변환 유닛(45)에서는, 대상 화상의 화소(x,y)의 화소치(IN(x,y))가, 래스터 스캔 순서로, 계조 변환 처리의 대상이 된다.
다음에, 도 9를 참조하여, 도 8의 계조 변환 유닛(45)에서 행하여지는 계조 변환 처리에 관해 설명한다.
계조 변환 처리에서는, 디더 가산 유닛(51)는, 노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터, 대상 화상의 화소치(IN(x,y))가 공급되는 것을 기다리고, 스텝 S11에서, 그 화소치(IN(x,y))에, 랜덤 노이즈를 가산하는 디더를 시행하고, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에 공급하고, 처리는, 스텝 S12로 진행한다.
스텝 S12에서는, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)은, 디더 가산 유닛(51)으로부터의, 디더가 시행된 화소치에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하고, 그 결과 얻어지는 화소치(OUT(x,y))를, 계조 변환 후의 화상의 화소치로서, 표시 제어 유닛(46)(도 6)에 공급하고, 처리는, 스텝 S13으로 진행한다.
스텝 S13에서는, 계조 변환 유닛(45)는, 노이즈 리덕션 유닛(44)으로부터 공급되어 오는 화소치(IN(x,y))가 있는지의 여부를 판정하고, 있다고 판정한 경우, 처리는, 스텝 S11로 되돌아와, 이하, 같은 처리가 반복된다.
또한, 스텝 S13에서, 노이즈 리덕션 유닛(44)으로부터 공급되어 오는 화소치(IN(x,y))가 없다고 판정된 경우, 계조 변환 처리는 종료한다.
도 10의 A 및 B는, 계조 변환 유닛(45)의 계조 변환에 의해 얻어진 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
즉, 도 10의 A는, 도 1의 8비트의 화상을 대상 화상으로 하여, 계조 변환 유닛(45)에서 계조 변환을 행한 결과 얻어진 4비트의 화상(계조 변환 후의 화상)을 도시하고 있고, 도 10의 B는, 그 계조 변환 후의 4비트의 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하고 있다.
8비트에 의하면, 256계조를 표현할 수 있음에 대해, 4비트로는, 16계조밖에 표현할 수가 없지만, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 4비트의 화상에서 는, 화소치가, 어떤 양자화치(Q)가 되는 화소와, 그 양자화치(Q)보다 1만큼 큰 양자화치(Q+1)(또는, 1만큼 작은 양자화치(Q-1))가 되는 화소와의 소밀(粗密)이 있는 소밀 영역, 즉, 화소치가 양자화치(Q)의 화소의 비율이 많은 영역이나, 화소치가 양자화치(Q+1)의 화소가 많은 영역(화소치가 양자화치(Q+1)의 화소의 비율이 적은 영역이나, 화소치가 양자화치(Q)의 화소가 적은 영역)이 생기고 있고, 그 소밀 영역의 화소치가, 사람 시각의 적분효과(積分效果)에 의해, 매끈하게 변화하고 있는 것처럼 보인다.
그 결과, 4비트로는, 16계조밖에 표현할 수 없음에도 불구하고, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 4비트의 화상에서는, 계조 변환 전의 8비트의 대상 화상인 것 같게, 의사적으로, 256계조를 표현할 수 있다.
다음에, 도 11은, 도 7의 디더 가산 유닛(51)의 구성예를 도시하고 있다.
도 11에서, 디더 가산 유닛(51)는, 연산 유닛(61), HPF(High Pass Filter)(62), 랜덤 노이즈 출력 유닛(63), 및, 계수 설정 유닛(64)로 구성된다.
연산 유닛(61)에는, 노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터의 대상 화상의 화소치(IN(x,y))가, 도 8에서 설명한 바와 같이, 래스터 스캔 순서로 공급된다. 또한, 연산 유닛(61)에는, HPF(62)의 출력이 공급된다.
연산 유닛(61)은, 대상 화상의 화소치(IN(x,y))에, HPF(62)의 출력을 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를, 디더가 시행된 화소치(F(x,y))로서, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)(도 7)에 공급한다.
HPF(62)는, 계수 설정 유닛(64)에 의해 설정되는 필터 계수에 의거하여, 랜 덤 노이즈 출력 유닛(63)가 출력하는 랜덤 노이즈를 필터링하고, 그 필터링의 결과 얻어지는, 랜덤 노이즈의 고역 성분을, 연산 유닛(61)에 공급한다.
랜덤 노이즈 출력 유닛(63)은, 예를 들면, 가우스 분포 등에 따른 랜덤 노이즈를 발생하고, HPF(62)에 출력한다.
계수 설정 유닛(64)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)(도 6)의 해상도에 의거하여, HPF(62)의 필터 계수를 결정하고, HPF(62)에 설정한다.
즉, 계수 설정 유닛(64)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성을 기억하고 있다. 또한, 계수 설정 유닛(64)은, 표시 제어 유닛(46)(도 6)으로부터, 표시 유닛(47)의 해상도를 취득한다. 그리고, 계수 설정 유닛(64)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도로부터, 후술하는 바와 같이 하여, HPF(62)의 필터 계수를 결정하고, HPF(62)에 설정한다.
또한, 계수 설정 유닛(64)은, 그 밖에, 유저의 조작 등에 응하여, HPF(62)의 필터 계수를 조정한다. 이로써, 유저는, 계조 변환 유닛(45)에서의 계조 변환 후의 화상의 화질을, 선호하는 화질로 조정할 수 있다.
이상과 같이 구성되는 디더 가산 유닛(51)에서는, 계수 설정 유닛(64)이, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도로부터, HPF(62)의 필터 계수를 결정하고, HPF(62)에 설정한다.
그리고, HPF(62)가, 계수 설정 유닛(64)에 의해 설정된 필터 계수와, 랜덤 노이즈 출력 유닛(63)가 출력하는 랜덤 노이즈와의 곱합(multiply-accumulate) 연 산 등을 행함에 의해, 랜덤 노이즈 출력 유닛(63)가 출력하는 랜덤 노이즈를 필터링하고, 랜덤 노이즈의 고역 성분을, 연산 유닛(61)에 공급한다.
연산 유닛(61)은, 노이즈 리덕션 유닛(44)(도 6)으로부터의 대상 화상의 12비트의 화소치(IN(x,y))와, HPF(62)로부터의, 랜덤 노이즈의 고역 성분을 가산하고, 그 결과 얻어지는, 예를 들면, 대상 화상과 동일한 비트 수인 12비트의 가산치(또는, 그 이상의 비트 수의 가산치)를, 디더가 시행된 화소치(F(x,y))로서, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)(도 7)에 공급한다.
다음에, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 계수 설정 유닛(64)에서 행하여지는, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도에 의거하여, HPF(62)의 필터 계수의 결정의 방법에 관해 설명한다.
도 12는, 사람 시각의 공간 주파수 특성을 도시하고 있다.
또한, 도 12에서, 횡축은, 공간 주파수를 나타내고, 종축은, 사람 시각의 감도(感度)를 나타낸다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 사람 시각의 감도는, 공간 주파수가 9cycle/degree 부근에서 최대가 되고, 고역으로 갈수록 낮아진다.
여기서, 도 13은, 공간 주파수의 단위인 cycle/degree를 설명하는 도면이다.
cycle/degree는, 시야각(視野角)에 대한 단위 각도의 범위에 보이는 줄무늬의 수를 나타낸다. 예를 들면, 10cycle/degree은, 시야각 1도의 범위에, 백선과 흑선의 페어가 10페어 보이는 것을 의미하고, 20cycle/degree은, 시야각 1도의 범위에, 백선과 흑선의 페어가 20페어 보이는 것을 의미한다.
계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 화상은, 최종적으로는, 표시 유닛(47)(도 6)에서 표시되기 때문에, 표시 유닛(47)에 표시되는 화상의 화질을 향상시키는 관점에서는, 사람 시각의 공간 주파수 특성에 관해서는, 표시 유닛(47)에서 표시되는 화상의 최고의 공간 주파수까지를 고려하면 좋다.
그래서, 계수 설정 유닛(64)(도 11)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, HPF(62)의 필터 계수를 결정한다.
즉, 표시 유닛(47)에서 표시되는 화상의 최고의 공간 주파수는, 표시 유닛(47)의 해상도와, 표시 유닛(47)에 표시된 화상을 시청(視聽)할 때의, 시청자로부터 표시 유닛(47)까지의 거리(이하, 시청 거리라고도 한다)로부터, cycle/degree를 단위로 하는 공간 주파수로 얻을 수 있다.
또한, 표시 유닛(47)의 수직 방향(종)의 길이를 H인치로 나타내는 것으로 하면, 시청 거리로서는, 예를 들면, 2.5H 내지 3.0H 정도가 채용된다.
예를 들면, 표시 유닛(47)가, 이른바 풀 HD(High Definition)의 화상을 표시하는 가로×세로가 1920×1080화소의 40인치의 사이즈를 갖는 경우, 표시 유닛(47)에서 표시되는 화상의 최고의 공간 주파수는, 30cycle/degree가 된다.
여기서, 표시 유닛(47)에서 표시되는 화상의 최고의 공간 주파수는, 표시 유닛(47)의 해상도에 의해 정해지기 때문에, 이하, 적절히, 해상도에 대응하는 공간 주파수라고도 한다.
도 14의 A 및 B는, 계수 설정 유닛(64)(도 11)이, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, HPF(62)의 필터 계수를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
즉, 도 14의 A는, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성을 도시하고 있다.
여기서, 도 14의 A에서는, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수가, 예를 들면, 30cycle/degree라고 하여, 도 12에 도시한 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 30cycle/degree 이하의 특성을 나타내고 있다.
계수 설정 유닛(64)은, 도 14의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성에 의거하여, HPF(62)의 진폭 특성의 고역의 특성이, 도 14의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록, HPF(62)의 필터 계수를 결정한다.
즉, 도 14의 B는, 그와 같이 하여 필터 계수가 결정된 HPF(62)의 진폭 특성을 도시하고 있다.
도 14의 B의 진폭 특성은, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수인 30cycle/degree에 있어서, 이득이 최대가 되고(예를 들면, 0dB가 되고), 고역의 특성이, 도 14의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성(이하, 적절히, 역특성이라고도 한다)의, HPF의 특성으로 되어 있다.
따라서 도 14의 B의 진폭 특성을 갖는 HPF(62)(도 11)에서는, 랜덤 노이즈 출력 유닛(63)으로부터의 랜덤 노이즈중의, 사람 시각의 감도가 낮은, 보다 고역의 주파수 성분이, 보다 많이 통과하고, 사람 시각의 감도가 높은 9cycle/degree 부근, 나아가서는, 9cycle/degree 미만에 대응하는 주파수 성분이 컷트된다.
그 결과, 연산 유닛(61)(도 11)에서는, 대상 화상의 화소치(IN(x,y))에 대해, 랜덤 노이즈중의, 사람 시각의 감도가 높은 주파수 성분은 (거의)) 가산되지 않고, 사람 시각의 감도가 낮은 고역의 주파수 성분이 많이 가산되게 되어, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 화상에, 노이즈가 시인(視認)되는 것을 방지하여, 겉보기의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, HPF(62)의 고역의 진폭 특성은, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성에, 완전하게 일치하고 있을 필요는 없다. 즉, HPF(62)의 고역의 진폭 특성은, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성에 유사하면 된다.
또한, 랜덤 노이즈 출력 유닛(63)이 출력한 랜덤 노이즈를 필터링하는 필터(이하, 노이즈 필터라고도 한다)로서는, HPF(62)에 대신하여, 전체의 진폭 특성이, 도 14의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되어 있는 필터를 채용할 수 있다.
즉, 도 14의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성에 의하면, 사람 시각의 감도가 낮은 주파수 성분으로서는, 고역의 주파수 성분 외에, 저역의 주파수 성분이 있고, 노이즈 필터로서는, 랜덤 노이즈 출력 유닛(63)가 출력하는 랜덤 노이즈중의, 고역과 저역의 주파수 성분을 통과시키는 밴드 패스 필터를 채용할 수 있다.
단, 노이즈 필터로서, 밴드 패스 필터를 채용하는 경우에는, 노이즈 필터의 탭 수가 많아지고, 장치가 대규모화, 고비용화 한다.
또한, 본건 발명자가 행한 시뮬레이션에 의하면, 노이즈 필터로서, 상술한 밴드 패스 필터를 채용하여도, HPF(62)를 채용한 경우에 비교하여, 계조 변환 후의 화상의 화질에 큰 개선은 보여지지 않았다.
또한, 노이즈 필터로서, 상술한 밴드 패스 필터를 채용하면, 대상 화상의 화소치(IN(x,y))에 대해, 랜덤 노이즈중의, 고역의 주파수 성분 외에, 저역의 주파수 성분이 가산되는 결과, 경우에 따라서는, 도 10에서 설명하는 소밀 영역에서, 화소치가 양자화치(Q)가 되는 화소, 또는, 화소치가 양자화치(Q+1)가 되는 화소가 많이 연속하는 부분이 생기고, 그 결과, 계조 변환 후의 화상에, 부자연스런 선이 보이는 일이 있다.
따라서 장치의 규모, 및 비용의 관점에서도, 계조 변환 후의 화상의 화질의 관점에서도, 노이즈 필터로서는, 도 14의 B에 도시한, 고역의 진폭 특성이, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성으로 되어 있는 HPF(62)를 채용하는 것이 바람직하다.
다음에, 도 15는, 도 7의 1차원 △Σ 변조 유닛(52)의 구성예를 도시하고 있다.
또한, 도 15에서, 도 5의 A의 2차원의 △Σ 변조기인 계조 변환 장치와 대응하는 부분에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다.
도 15에서, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)은, 연산 유닛(31), 양자화 유닛(32), 연산 유닛(33), 1차원 필터(71), 및, 계수 설정 유닛(72)으로 구성된다.
연산 유닛(31)에는, 디더 가산 유닛(51)(도 7)으로부터, 디더가 시행된 화상의 화소치(F(x,y))가, 래스터 스캔 순서로 공급된다. 또한, 연산 유닛(31)에는, 1차원 필터(71)의 출력이 공급된다.
연산 유닛(31)은, 디더 가산 유닛(51)으로부터의 화소치(F(x,y))와, 1차원 필터(71)의 출력을 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를, 양자화 유닛(32), 및, 연산 유닛(33)에 공급한다.
양자화 유닛(32)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치를, 표시 유닛(47)(도 6)이 표시하는 화상의 비트 수인 8비트로 양자화하고, 그 결과 얻어지는 8비트의 양자화치(양자화 오차(-Q(x,y))를 포함하는 양자화치)를, 계조 변환 후의 화상의 화소(x,y)의 화소치(OUT(x,y))로서, 연산 유닛(33), 및, 표시 제어 유닛(46)(도 6)에 공급한다.
여기서, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)은, 표시 유닛(47)이 표시하는 화상의 비트 수를, 표시 제어 유닛(46)으로부터 취득하고, 그 비트 수의 양자화치로의 양자화를 행하도록, 양자화 유닛(32)을 제어한다.
연산 유닛(33)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치로부터, 양자화 유닛(32)으로부터의 화소치(OUT(x,y))를 감산함으로써, 즉, 양자화 유닛(32)으로의 입력으로부터, 양자화 유닛(32)으로부터의 출력을 감산함으로써, 양자화 유닛(32)에서의 양자화에 의해 생기는 양자화 오차(-Q(x,y))를 구하고, 1차원 필터(71)에 공급한다.
1차원 필터(71)는, 신호를 필터링하는 1차원의 필터이고, 연산 유닛(33)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))를 필터링하고, 그 필터링의 결과를, 연산 유닛(31)에 출력한다.
여기서, 연산 유닛(31)에서는, 이상과 같이 하여, 1차원 필터(71)가 출력하는, 양자화 오차(-Q(x,y))의 필터링의 결과와, 화소치(IN(x,y))가 가산된다.
계수 설정 유닛(72)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)(도 6)의 해상도에 의거하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정하고, 1차원 필터(71)에 설정한다.
즉, 계수 설정 유닛(72)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성을 기억하고 있다. 또한, 계수 설정 유닛(72)은, 표시 제어 유닛(46)(도 6)으로부터, 표시 유닛(47)의 해상도를 취득한다. 그리고, 계수 설정 유닛(72)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도로부터, 후술하는 바와 같이 하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정하고, 1차원 필터(71)에 설정한다.
또한, 계수 설정 유닛(72)은, 그 밖에, 유저의 조작 등에 응하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 조정한다. 이로써, 유저는, 계조 변환 유닛(45)에서의 계조 변환 후의 화상의 화질을, 선호하는 화질로 조정할 수 있다.
이상과 같이 구성된 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서는, 계수 설정 유닛(72)이, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도로부터, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정하고, 1차원 필터(71)에 설정한다.
그리고, 1차원 필터(71)가, 계수 설정 유닛(72)에 의해 설정된 필터 계수와, 연산 유닛(33)이 출력하는 양자화 오차(-Q(x,y))와의 곱합 연산 등을 행함에 의해, 연산 유닛(33)이 출력하는 양자화 오차(-Q(x,y))를 필터링하고, 양자화 오차(-Q(x,y))의 고역 성분을, 연산 유닛(31)에 공급한다.
연산 유닛(31)에서는, 디더 가산 유닛(51)으로부터의 화소치(F(x,y))와, 1차원 필터(71)의 출력이 가산되고, 그 결과 얻어지는 가산치가, 양자화 유닛(32), 및, 연산 유닛(33)에 공급된다.
양자화 유닛(32)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치를, 표시 유닛(47)(도 6)이 표시하는 화상의 비트 수인 8비트로 양자화하고, 그 결과 얻어지는 8비트의 양자화치를, 계조 변환 후의 화상의 화소치(OUT(x,y))로서, 연산 유닛(33), 및, 표시 제어 유닛(46)(도 6)에 공급한다.
연산 유닛(33)은, 연산 유닛(31)으로부터의 가산치로부터, 양자화 유닛(32)으로부터의 화소치(OUT(x,y))를 감산하고, 양자화 유닛(32)으로부터의 화소치(OUT(x,y))에 포함되는 양자화 오차(-Q(x,y))를 구하고, 1차원 필터(71)에 공급한다.
1차원 필터(71)는, 연산 유닛(33)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))를 필터링하고, 그 필터링의 결과를, 연산 유닛(31)에 출력한다. 연산 유닛(31)에서는, 상술한 바와 같이 하여, 1차원 필터(71)가 출력하는, 양자화 오차(-Q(x,y))의 필터링의 결과와, 화소치(IN(x,y))가 가산된다.
1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서는, 양자화 오차(-Q(x,y))가, 1차원 필터(71)를 통하여, 입력측(연산 유닛(31))으로 피드백되고 있고, 이로써, 1차원의 △Σ 변조가 행하여진다. 따라서 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서는, 디더 가산 유닛(51)으로부터의 화소치(F(x,y))에 대해, 1차원의 △Σ 변조가 시행하여지고, 그 1차원의 △Σ 변조의 결과로서, 화소치(OUT(x,y))가 출력된다.
또한, 도 15의 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서, 양자화 오차(-Q(x,y))는, 화소치(F(x,y))에 대한 양자화 오차이지만, 화소치(F(x,y))를 △Σ 변조하여 얻어지 는 화소치(OUT(x,y))를 구함에 있어서는, 화소치(F(x,y))에 대한 양자화 오차(-Q(x,y))는 사용되지 않고, 래스터 스캔 순서로, 화소치(F(x,y))보다도 전의 화소치(먼저 처리된 화소치)에 대한 양자화 오차가 사용된다.
즉, 연산 유닛(31)에서는, 화소치(F(x,y))의 직전에 처리된, 예를 들면, 5화소의 화소치(F(x-1,y), F(x-2,y), F(x-3,y), F(x-4,y), F(x-5,y)) 각각에 대한 양자화 오차를 이용한, 1차원 필터(71)의 필터링의 결과가, 화소치(F(x,y))에 가산된다.
다음에, 도 16은, 도 15의 1차원 필터(71)의 구성예를 도시하고 있다.
도 16에서, 1차원 필터(71)는, 지연 유닛(811 내지 815), 승산 유닛(821 내지 825), 및, 가산 유닛(83)을 포함하며, 5탭의 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 구성한다.
즉, 지연 유닛(81i)에는(i=1,2,3,4,5), 전단(前段)의 지연 유닛(81i-1)의 기억치가 입력된다. 지연 유닛(81i)은, 그곳에의 입력을 일시 기억함에 의해, 그 입력을, 1화소분의 시간만큼 지연하고, 후단의 지연 유닛(81i+1), 및, 승산 유닛(82i)에 출력한다.
또한, 가장 전단의 지연 유닛(811)에는, 연산 유닛(33)(도 15)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))가 공급되고, 지연 유닛(811)는, 그 양자화 오차(-Q(x,y))를 기억함에 의해 지연된다.
또한, 가장 후단의 지연 유닛(815)은, 지연 후의 입력을, 승산 유닛(825)에만 출력한다.
승산 유닛(82i)은, 지연 유닛(81i)의 출력과, 필터 계수(a(i))를 승산하고, 그 결과 얻어지는 승산치를, 가산 유닛(83)에 공급한다.
가산 유닛(83)은, 승산 유닛(821 내지 825) 각각으로부터의 승산치를 가산하고, 그 결과 얻어지는 가산치를, 양자화 오차(-Q(x,y))의 필터링의 결과로서, 연산 유닛(31)(도 15)에 출력한다.
이상과 같이, 1차원 필터(71)에는, 하나의 수평 라인상의 몇개(도 16에서는, 5개)의 화소의 양자화 오차를 기억하는 지연 유닛(81i)이 필요하게 되지만, 도 5의 A의 2차원 필터(34)에 필요해지는 라인 메모리는, 마련할 필요가 없다.
따라서 그와 같은 1차원 필터(71)로 구성되는 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에 의하면, 도 5의 A의 2차원의 △Σ 변조기에 비교하여, 장치의 소규모화, 및, 저비용화를 도모할 수 있다.
다음에, 도 17의 A 및 B를 참조하여, 도 15의 계수 설정 유닛(72)에서 행하여지는, 사람 시각의 공간 주파수 특성, 및, 표시 유닛(47)의 해상도에 의거하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수의 결정의 방법에 관해 설명한다.
지금, 도 15의 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서, 연산 유닛(31)이 출력하는 가산치를, U(x,y)로 나타내는 것으로 하면, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서는, 다음 식 (1), 및, 식 (2)가 성립된다.
-Q(x,y)=U(x,y)-OUT(x,y) … (1)
U(x,y)=F(x,y)+K×(-Q(x,y)) … (2)
식 (2)를, 식 (1)에 대입하여, U(x,y)를 소거하면, 식 (3)을 얻을 수 있다.
OUT(x,y)=F(x,y)+(1-K)×Q(x,y) … (3)
여기서, 식 (3)에서, K는, 1차원 필터(71)의 전달함수를 나타낸다.
△Σ 변조에서는, 말하자면, 양자화 오차를 고역측으로 밀어내는 노이즈 셰이핑이 행하여진다. 식 (3)에서는, 양자화 오차(Q(x,y))가, (1-K)로 변조되어 있는데, 이 변조가, 노이즈 셰이핑이다.
따라서 1차원 △Σ 변조 유닛(52)의 △Σ 변조에서 행하여지는 노이즈 셰이핑의 진폭 특성은, 1차원 필터(71)의 특성, 나아가서는, 1차원 필터(71)의 필터 계수에 의해 정해진다.
여기서, 도 12에서 설명한 바와 같이, 사람 시각의 감도는, 공간 주파수가 9 cycle/degree 부근에서 최대가 되고, 고역으로 갈수록 낮아진다.
한편, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 화상은, 최종적으로는, 표시 유닛(47)(도 6)에서 표시되기 때문에, 표시 유닛(47)에 표시되는 화상의 화질을 향상시키는 관점에서는, 사람 시각의 공간 주파수 특성에 관해서는, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수, 즉, 표시 유닛(47)에서 표시된 화상의 최고의 공간 주파수까지를 고려하면 좋다.
그래서, 계수 설정 유닛(72)(도 15)은, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정한다.
도 17의 A 및 B는, 계수 설정 유닛(72)(도 15)이, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
즉, 도 17의 A는, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성을 도시하고 있다.
여기서, 도 17의 A에서는, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수가, 예를 들면, 30cycle/degree라고 하여, 도 12에 도시한 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 30cycle/degree 이하의 특성을 나타내고 있다. 따라서 도 17의 A는, 상술한 도 14의 A와 동일한 도면이다.
계수 설정 유닛(72)은, 도 17의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성에 의거하여, 1차원 필터(71)의 특성에 의해 정해지는 노이즈 셰이핑의 진폭 특성의 고역의 특성이, 도 17의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성(역특성)이 되도록, 1차원 필터(71)의 필터 계수를 결정한다.
즉, 도 17의 B는, 그와 같이 하여 필터 계수가 결정된 1차원 필터(71)의 특성에 의해 정해지는 노이즈 셰이핑의 진폭 특성을 도시하고 있다.
도 17의 B의 진폭 특성은, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수인 30cycle/degree에서 이득이 최대가 되고(예를 들면, 0dB가 되고), 고역의 특성이 도 17의 A의 사람 시각의 공간 주파수의 역특성인 HPF의 특성이다.
따라서 도 17의 B의 진폭 특성을 갖는 노이즈 셰이핑에 의하면, 계조 변환 후의 화상의 화소치(OUT(x,y))에 포함되는 양자화 오차 중, 사람 시각의 감도가 낮은 보다 고역의 주파수 성분은 크게 되고, 사람 시각의 감도가 높은 9cycle/degree 부근, 나아가서는, 9cycle/degree 미만에 대응하는 주파수 성분은 작게 된다.
그 결과, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 화상에, 노이즈가 시인되는 것을 방지하고, 겉보기의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 노이즈 셰이핑의 고역의 진폭 특성은, 도 14에서 설명한 HPF(62)(도 11)의 진폭 특성과 마찬가지로, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성에, 완전하게 일치할 필요는 없다. 즉, 노이즈 셰이핑의 고역의 진폭 특성은, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성에 유사하면 된다.
또한, 노이즈 셰이핑의 고역의 진폭 특성은, 도 14에서 설명한 HPF(62)와 마찬가지로, 전체가, 도 17의 A의 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성으로 할 수 있다. 단, 도 14에서 설명한 HPF(62)와 마찬가지로, 장치의 규모, 및 비용의 관점, 및, 계조 변환 후의 화상의 화질의 관점에서는, 노이즈 셰이핑의 진폭 특성으로서는, 도 17의 B에 도시한, 고역의 진폭 특성이, 사람 시각의 공간 주파수의 역특성의 HPF의 특성을 채용하는 것이 바람직하다.
여기서, 노이즈 셰이핑의 진폭 특성을 정하는 1차원 필터(71)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 5개의 지연 유닛(811 내지 815)를 가지며, 따라서 1차원 필터(71)에서는, 연산 유닛(31)에 공급되는 화소(x,y)의 화소치(F(x,y))에 가산되는 값이, 화소(x,y)의 직전에 처리된 5개의 화소(이하, 직전 처리 화소라고도 한다)의 화소 치에 대한 양자화 오차를 이용하여 구하여진다.
직전 처리 화소가, 화소(x,y)와 동일한 수평 라인상의 화소인 경우에는, 일반적으로, 화소(x,y)와, 직전 처리 화소 사이에, 상관성이 있지만, 직전 처리 화소가, 화소(x,y)와 다른 수평 라인상의 화소인 경우, 즉, 화소(x,y)가, 예를 들면, 수평 라인의 선두의 화소인 경우에는, 화소(x,y)와, 직전 처리 화소 전부 사이에, 상관성이 없을 가능성이 높다.
그래서, 화소(x,y)의 화소치(F(x,y))에 가산된 값이, 1차원 필터(71)에서, 화소(x,y)와의 상관성이 없는 직전 처리 화소의 화소치에 대한 양자화 오차를 이용하여 구하여지는 것은, 일견, 바람직하지 않기 때문에, 디더 가산 유닛(51)(도 7)으로부터 연산 유닛(31)에 공급되는(디더가 시행된) 화상의 수평 블랭킹 기간(및, 수직 블랭킹 기간)에, 1차원 필터(71)의 5개의 지연 유닛(811 내지 815)의 기억치를, 예를 들면, 0 등의 일정치로 초기화하는 것이 생각된다.
그러나, 본건 발명자가 행한 시뮬레이션에 의하면, 1차원 필터(71)의 지연 유닛(811 내지 815)의 기억치를 초기화하지 않고, 지연 유닛(811 내지 815)에 그대로 기억시키고 두는 쪽이, 일정치로 초기화하는 경우보다도, 화질이 양호한 화상(계조 변환 후의 화상)을 얻을 수 있음이 확인되었다.
따라서 1차원 필터(71)에서는, 디더가 시행된 화상의 수평 블랭킹 기간에, 지연 유닛(81i)의 기억치를 초기화하지 않고, 지연 유닛(81i)에, 그대로 기억시키도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 수평 블랭킹 기간에, 지연 유닛(81i)의 기억치를, 일정치에 초기화하지 않고, 그대로로 하여 두는 쪽이, 양호한 화질의 화상을 얻을 수 있는 것은, 일정치로 초기화하는 경우보다도, 양자화 오차의 확산성(擴散性)이 좋아지기 때문이라고 생각된다.
따라서 양자화 오차의 확산성을 좋게 하는 관점에서는, 1차원 필터(71)에서, 수평 블랭킹 기간에, 지연 유닛(81i)의 기억치를 초기화하지 않도록 하는 외에, 지연 유닛(81i)의 기억치를, 난수에 의해 초기화하여도 좋다.
도 18은, 도 15의 1차원 필터(71)의 다른 구성예를 도시하고 있다.
또한, 도면중, 도 16의 경우와 대응하는 부분에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고 있고, 이하에서는, 그 설명은, 적절히, 생략한다.
도 18에서, 1차원 필터(71)는, 난수 출력 유닛(84), 및, 스위치(85)가 새롭게 마련되어 있는 것을 제외하고, 도 16의 경우와 마찬가지로 구성되어 있다.
난수 출력 유닛(84)은, 연산 유닛(33)(도 15)에서 구하여지는 양자화 오차(-Q(x,y))로서 취할 수 있는 값의 난수를 발생하여 출력한다.
스위치(85)는, 수평 블랭킹 기간(및 수직 블랭킹 기간)에서는, 난수 출력 유닛(84)의 출력을 선택하고, 그 밖의 기간에서는, 연산 유닛(33)(도 15)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))를 선택하고, 지연 유닛(811)에 공급한다.
도 18의 1차원 필터(71)에서는, 수평 블랭킹 기간 이외의 기간에서는, 스위치(85)가, 연산 유닛(33)으로부터의 양자화 오차(-Q(x,y))를 선택하여, 지연 유 닛(811)에 공급하고, 이로써, 도 16의 경우와 같은 필터링이 행하여진다.
한편, 수평 블랭킹 기간의 기간에서는, 스위치(85)가, 난수 출력 유닛(84)의 출력을 선택하고, 난수 출력 유닛(84)이, 5개의 난수를, 지연 유닛(811)에, 순차로, 공급한다. 이로써, 지연 유닛(81i)에는, i개째의 난수가 기억되고, 수평 블랭킹 기간 종료 후의 수평 라인의 선두의 화소에 관해서는, 수평 블랭킹 기간에서, 지연 유닛(811 내지 815)에 기억된 난수를 이용하여, 연산 유닛(31)(도 15)에서 가산된 값으로서의, 1차원 필터(71)의 출력이 구하여진다.
또한, 수평 블랭킹 기간에서는, 1차원 필터(71)로부터 연산 유닛(31)에의 출력은, 행하여지지 않는다.
이상과 같이, 계조 변환 유닛(45)(도 7)에서는, 디더 가산 유닛(51)에서, 화상을 구성하는 화소치에, 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 화상에 디더를 시행하고, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서, 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하기 때문에, 라인 메모리를 이용하지 않고, 계조 변환을 행할 수가 있고, 계조 변환 후의 화상으로서, 고화질의 화상을 얻을 수 있다.
따라서 고화질의 화상을 얻을 수 있는 계조 변환을, 라인 메모리를 이용하지 않고 행할 수 있기 때문에, 장치의 소규모화, 및, 저비용화를 도모할 수 있다.
즉, 계조 변환을, 라인 메모리를 이용하지 않고 행하기 때문에, 계조 변환 유닛(45)에서는, 2차원의 △Σ 변조가 아니라, 1차원의 △Σ 변조가 행하여진다.
1차원의 △Σ 변조는, 1차원 △Σ 변조 유닛(52)에서, 래스터 스캔 순서로 공급되는 화소치를 대상으로 하여 행하여지기 때문에, 1차원의 △Σ 변조후의 화상에서는, 수평 방향으로는, △Σ 변조의 효과(오버 샘플링, 및, 노이즈 셰이핑의 효과)가 생기지만, 수직 방향으로, △Σ 변조의 효과가 생기지 않다,
그 때문에, 1차원의 △Σ 변조만으로는, 그 1차원의 △Σ 변조 후의 화상의 수직 방향에 대해서는, 겉보기의 계조가 나쁘고, 양자화 노이즈도 눈에 띄게 된다.
그래서, 계조 변환 유닛(45)에서는, 1차원의 △Σ 변조 전에, 디더가 시행된다. 그 결과, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 후의 화상에서는, 수직 방향으로는, 디더의 효과가 생기고, 수평 방향으로는, 디더와 1차원의 △Σ 변조의 효과가 생기고, 수평 방향, 및, 수직 방향의 양쪽에 관해, 겉보기의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 계조 변환 유닛(45)에서는, 랜덤 노이즈를 HPF(62)에서 필터링함에 의해 얻어지는, 랜덤 노이즈의 고역 성분이, 디더에 이용된다. 또한, HPF(62)의 필터 계수가, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)(도 6)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, HPF(62)의 진폭 특성의 고역의 특성이, 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록 결정된다.
따라서, 디더에 이용되는 랜덤 노이즈의 고역 성분이, 사람 시각의 감도가 낮은 주파수 성분으로 되기 때문에, 계조 변환 후의 화상의 겉보기의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 계조 변환 유닛(45)에서는, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 표시 유닛(47)의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, 양자화 오차 의 노이즈 셰이핑의 진폭 특성의 고역의 특성이, 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록, 1차원 필터(71)(도 15)의 필터 계수가 결정된다.
따라서 양자화 오차의 주파수 성분이, 사람 시각의 감도가 낮은 주파수 성분으로 되기 때문에, 계조 변환 후의 화상의 겉보기의 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 디더 가산 유닛(51)(도 11)은, HPF(62)(및 계수 설정 유닛(64))를 마련하지 않고 구성할 수 있고, 이 경우, 장치의 규모를 작게 할 수 있다. 단, 이 경우, 계조 변환 후의 화상의 겉보기의 화질은, HPF(62)가 마련되어 있는 경우에 비교하여 저하된다.
또한, 계조 변환 유닛(45)에서의 계조 변환의 대상이 되는 화상(대상 화상)이, 화소치로서, YCbCr 등의 복수의 성분을 갖는 경우에는, 계조 변환 처리는, 성분마다 독립하고 행하여진다. 즉, 대상 화상이, 화소치로서, Y성분, Cb성분, 및 Cr성분을 갖는 경우에는, Y성분만을 대상으로 하여, 계조 변환 처리가 행하여진다. 마찬가지로, Cb성분만을 대상으로 하여, 계조 변환 처리가 행하여지고, Cr성분만을 대상으로 하여, 계조 변환 처리가 행하여진다.
이상, 본 발명을, TV에서의 계조 변환에 적용한 경우에 관해 설명하였지만, 본 발명은, TV 이외의 화상을 취급하는 모든 장치에서의 계조 변환에 적용 가능하다.
즉, 예를 들면, 최근 급속하게 보급되어 있는 HDMI®(High-Definition Multimedia Interface)에서는, 8비트의 화소치 외에, 10비트나 12비트 등의 화소치를 전송하는 딥 컬러(Deep Color)가 규정되어 있는데, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 처리는, 그와 같은 HDMI로 전송되어 온 10비트나 12비트의 화소치의 화상을, 8비트 등의 화상을 표시하는 디스플레이로 표시하는 경우의 계조 변환에 적용할 수 있다.
또한, 예를 들면, Blu-Ray® 디스크 등의 디스크를 재생하는 비디오 장치가, 예를 들면, 12비트의 화상을 재생하는 경우에 잇어서서, 그 비디오 장치로부터, 8비트의 화상을 전송하는 전송로를 통하여, 8비트의 화상을 표시하는 디스플레이로, 화상을 표시할 때에, 비디오 장치에서, 계조 변환 유닛(45)에 의한 계조 변환 처리를 행함에 의해, 12비트의 화상을, 8비트의 화상으로 변환하여, 디스플레이에 전송함에 의해, 디스플레이에서는, 의사적으로, 12비트의 화상을 표시할 수 있다.
다음에, 상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 행할 수도 있고, 소프트웨어에 의해 행할 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 행하는 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 컴퓨터 프로그램이, 범용의 컴퓨터 등에 인스톨된다.
그래서, 도 19는, 상술한 일련의 처리를 실행하는 컴퓨터 프로그램이 인스톨되는 컴퓨터의 한 실시의 형태의 구성예를 도시하고 있다.
컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터에 내장되어 있는 기록 매체로서의 하드 디스크(105)나 ROM(103)에 미리 기록하여 둘 수 있다.
또는, 컴퓨터 프로그램은, 플렉시블 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), MO(Magne to Optical) 디스크, DVD(Digital Versatile Disc), 자기 디스크, 반도체 메모리 등의 리무버블 기록 매체(111)에, 일시적 또는 영속적으로 격납(기록)하여 둘 수 있다. 이와 같은 리무버블 기록 매체(111)는, 이른바 팩키지 소프트웨어로서 제공할 수 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램은, 상술한 바와 같은 리무버블 기록 매체(111)로부터 컴퓨터에 인스톨하는 외에, 다운로드 사이트로부터, 디지털 위성 방송용의 인공 위성을 통하여, 컴퓨터에 무선으로 전송하거나, LAN(Local Area Network), 인터넷이라는 네트워크를 통하여, 컴퓨터에 유선으로 전송하고, 컴퓨터에서는, 그와 같이 하여 전송되어 오는 컴퓨터 프로그램을, 통신 유닛(108)에서 수신하고, 내장하는 하드 디스크(105)에 인스톨할 수 있다.
컴퓨터는, CPU(Central Processing Unit)(102)를 내장하고 있다. CPU(102)에는, 버스(101)를 통하여, 입출력 인터페이스(110)가 접속되어 있고, CPU(102)는, 입출력 인터페이스(110)를 통하여, 유저에 의해, 키보드나, 마우스, 마이크로폰 등으로 구성되는 입력 유닛(107)가 조작 등 됨에 의해 지령이 입력되면, 그것에 따라, ROM(Read Only Memory)(103)에 격납되어 있는 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 또는, 또한, CPU(102)는, 하드 디스크(105)에 격납되어 있는 컴퓨터 프로그램, 위성 또는 네트워크로부터 전송되고, 통신 유닛(108)에서 수신되어 하드 디스크(105)에 인스톨된 컴푸터 프로그램, 또는 드라이브(109)에 장착된 리무버블 기록 매체(111)로부터 판독되어 하드 디스크(105)에 인스톨된 컴퓨터 프로그램을, RAM(Random Access Memory)(104)에 로드하여 실행한다. 이로써, CPU(102)는, 상술한 플로우 차트에 따른 처리, 또는 상술한 블록도의 구성에 의해 행하여지는 처리를 행한다. 그리고, CPU(102)는, 필요에 따라, 예를 들면, 입출력 인터페이스(110)를 통하여, LCD(Liquid Crystal Display)나 스피커 등으로 구성되는 출력 유닛(106)으로부터의 처리 결과를 출력하거나, 또는, 통신 유닛(108)으로부터의 결과를 송신하거나, 또는, 결과를 하드 디스크(105)에 기록한다.
여기서, 본 명세서에 있어서, 컴퓨터에 각종의 처리를 행하게 하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기술(記述)하는 처리 스텝은, 반드시 플로우 차트로서 기재된 순서에 따라 시계열적으로 처리할 필요는 없고, 병렬적 또는 개별적으로 실행된 처리(예를 들면, 병렬 처리 또는 오브젝트에 의한 처리)도 포함하는 것이다.
또한, 컴퓨터 프로그램은, 하나의 컴퓨터에 의해 처리되는 것이라도 좋고, 복수의 컴퓨터에 의해 분산 처리되는 것이라도 좋다. 또한, 컴퓨터 프로그램은, 원격 컴퓨터에 전송되어 실행되는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
당업자라면, 첨부된 특허청구범위 또는 그 등가의 범위 내에서, 설계상의 필요에 따라, 여러가지 수정, 조합, 부분 조합, 변경 등을 가할 수 있을 것이다.
도 1의 A 및 B는 그레이 스케일의 8비트의 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하는 도면.
도 2의 A 및 B는 8비트의 화상의, 하위 4비트를 잘라 버린 4비트의 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하는 도면.
도 3의 A 및 B는 랜덤 디더법을 설명하는 도면.
도 4의 A 및 B는 조직적 디더법을 설명하는 도면.
도 5의 A 및 B는 오차확산법을 설명하는 도면.
도 6은 본 발명을 적용한 TV의 한 실시의 형태의 구성예를 도시하는 블록도.
도 7은 계조 변환 유닛(45)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 8은 계조 변환 처리의 대상이 되는 화소(화소치)의 순번을 도시하는 도면.
도 9는 계조 변환 처리를 설명하는 플로우 차트.
도 10의 A 및 B는 계조 변환 유닛(45)의 계조 변환에 의해 얻어진 화상과, 그 화상의 어느 수평 라인상의 화소치를 도시하는 도면.
도 11은 디더 가산 유닛(51)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 12는 사람 시각의 공간 주파수 특성을 도시하는 도면.
도 13은 공간 주파수의 단위인 cycle/degree를 설명하는 도면.
도 14의 A 및 B는 계수 설정 유닛(64)이 HPF(62)의 필터 계수를 결정하는 방법을 설명하는 도면.
도 15는 1차원 △Σ 변조 유닛(52)의 구성예를 도시하는 블록도.
도 16은 1차원 필터의 구성예를 도시하는 블록도.
도 17의 A 및 B는 계수 설정 유닛(72)에서 행하여지는, 1차원 필터(71)의 필터 계수의 결정의 방법을 설명하는 도면.
도 18은 1차원 필터(71)의 다른 구성예를 도시하는 블록도.
도 19는 본 발명을 적용한 컴퓨터의 한 실시의 형태의 구성예를 도시하는 블록도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
31 : 연산 유닛
32 : 양자화 유닛
33 : 연산 유닛
41 : 튜너
42 : 디멀티플렉서
43 : 디코더
44 : 노이즈 리덕션 유닛
45 : 계조 변환 유닛
46 : 표시 제어 유닛
47 : 표시 유닛
51 : 디더 가산 유닛
52 : 1차원 △Σ 변조 유닛
61 : 연산 유닛
62 : HPF
63 : 랜덤 노이즈 출력 유닛
64 : 계수 설정 유닛
71 : 1차원 필터
72 : 계수 설정 유닛
811 내지 815 : 지연 유닛
821 내지 825 : 승산 유닛
83 : 가산 유닛
84 : 난수 출력 유닛
85 : 스위치
101 : 버스
102 : CPU
103 : ROM
104 : RAM
105 : 하드 디스크
106 : 출력 유닛
107 : 입력 유닛
108 : 통신 유닛
109 : 드라이브
110 : 입출력 인터페이스
111 : 리무버블 기록 매체

Claims (15)

  1. 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치에 있어서,
    상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 디더 수단; 및
    상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 1차원 △Σ 변조 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디더 수단은 신호를 필터링하는 HPF(High Pass Filter)를 구비하며, 상기 랜덤 노이즈를 상기 HPF로 필터링하고, 그 필터링의 결과 얻어지는 상기 랜덤 노이즈의 고역 성분을 상기 화소치에 가산하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 HPF의 필터 계수는, 상기 HPF의 진폭 특성의 고역의 특성이, 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 HPF의 필터 계수는, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 상기 △Σ 변조가 시행된 화상을 표시하는 표시 수단의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, 상기 HPF의 진폭 특성의 고역의 특성이 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 사람 시각의 공간 주파수 특성 및 상기 표시 수단의 해상도에 의거하여, 상기 HPF의 필터 계수를 설정하는 설정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 설정 수단은, 또한, 유저의 조작에 따라 상기 HPF의 필터 계수를 조정하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 1차원 △Σ 변조 수단은:
    양자화 오차를 필터링하는 1차원 필터와
    상기 디더가 시행된 화상의 화소치와 상기 1차원 필터의 출력을 가산하는 연산 수단; 및
    상기 연산 수단의 출력을 양자화하고, 상기 양자화 오차를 포함하는 양자화 치를 1차원의 △Σ 변조의 결과로서 출력하는 양자화 수단을 포함하며,
    상기 1차원 필터의 필터 계수는, 상기 1차원 △Σ 변조 수단에 의해 행하여지는 노이즈 셰이핑의 진폭 특성의 고역의 특성이, 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 1차원 필터의 필터 계수는, 사람 시각의 공간 주파수 특성 중, 상기 △Σ 변조가 시행된 화상을 표시하는 표시 수단의 해상도에 대응하는 공간 주파수 이하의 특성에 의거하여, 상기 노이즈 셰이핑의 진폭 특성의 고역의 특성이 사람 시각의 공간 주파수 특성의 반대의 특성이 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 사람 시각의 공간 주파수 특성 및 상기 표시 수단의 해상도에 의거하여, 상기 1차원 필터의 필터 계수를 설정하는 설정 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 설정 수단은, 또한, 유저의 조작에 따라 상기 1차원 필터의 필터 계수를 조정하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 1차원 필터는:
    입력을 기억함에 의해 지연되는 복수의 지연 수단; 및
    상기 복수의 지연 수단의 출력과 상기 필터 계수를 승산하는 승산 수단을 포함하며,
    상기 디더가 시행된 화상의 수평 블랭킹 기간에, 상기 지연 수단에 기억된 기억치를 초기화하지 않고, 상기 지연 수단에 그대로 기억시키는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 1차원 필터는:
    입력을 기억함에 의해 지연되는 복수의 지연 수단; 및
    상기 복수의 지연 수단의 출력과 상기 필터 계수를 승산하는 승산 수단을 포함하며,
    상기 디더가 시행된 화상의 수평 블랭킹 기간에, 상기 지연 수단의 기억치를 난수에 의해 초기화하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
  13. 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치의 계조 변환 방법에 있어서,
    상기 계조 변환 장치가 상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산 함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 스텝과;
    상기 계조 변환 장치가 상기 디더가 시행된 화상에 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 방법.
  14. 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치로서 컴퓨터를 기능시키는 컴퓨터 프로그램에 있어서,
    상기 컴퓨터 프로그램은 상기 컴퓨터를:
    상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 디더 수단; 및
    상기 디더가 시행된 화상에 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 1차원 △Σ 변조 수단으로서 기능시키는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램.
  15. 화상의 계조를 변환하는 계조 변환 장치에 있어서,
    상기 화상을 구성하는 화소치에 랜덤 노이즈를 가산함에 의해, 상기 화상에 디더를 시행하는 디더 유닛; 및
    상기 디더가 시행된 화상에, 1차원의 △Σ 변조를 시행하는 1차원 △Σ 변조 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 계조 변환 장치.
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