WO2011105377A1 - 画像処理装置およびこれを備えた表示装置並びに画像処理方法 - Google Patents

画像処理装置およびこれを備えた表示装置並びに画像処理方法 Download PDF

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frequency component
image processing
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image signal
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古川　浩之
吉山　和良
尚子 近藤
慎司 中川
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シャープ株式会社
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    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/20—Circuitry for controlling amplitude response
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    • H04N5/208—Circuitry for controlling amplitude response for correcting amplitude versus frequency characteristic for compensating for attenuation of high frequency components, e.g. crispening, aperture distortion correction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/73—Deblurring; Sharpening
    • G06T5/75—Unsharp masking

Definitions

  • the present invention relates to an image processing device and an image processing method for performing processing for suppressing noise in a region (dark region) where the luminance of an input image signal is low, and a display device including the image processing device.
  • edge enhancement and high frequency component enhancement of a display image are performed by image processing, noise components are also enhanced in a region where the luminance of the input signal is low (dark region). Human vision is easy to perceive minute changes (noise components) in luminance and color components, particularly in dark areas. Therefore, the noise component in the dark area causes a reduction in display quality.
  • a high frequency signal in a dark area is previously suppressed by a non-linear table, a coring process (coring: high frequency signal attenuation process) is increased in the dark area, or high frequency amplification is performed.
  • Image processing is performed (for example, see JP-A-6-337933, JP-A-2-121575, and JP-A-2009-21905).
  • An object of the present invention is to provide an image processing device and an image processing method capable of enhancing the fineness of texture while suppressing noise in a dark area of an input image signal, and a display device including the image processing device. It is to be.
  • an image processing device disclosed herein determines a sign of high-pass filter that extracts a high-frequency component from an input image signal, and a sign of the high-frequency component that is output from the high-pass filter.
  • An output code determination unit; a luminance value calculation unit that obtains a luminance value of the input image signal; a high-frequency component processing unit that performs predetermined image processing on the high-frequency component; and the image processing in the high-frequency component processing unit A parameter determining unit that determines a parameter to be used based on the luminance value and the code information; and an adder that adds an output of the high-frequency component processing unit to the input image signal.
  • the parameter determination unit suppresses the shoot of the high-frequency component. Further, the parameter is determined so as to be larger than the degree of suppressing the chute of the high frequency component.
  • a display device disclosed herein includes the image processing device and a display unit that performs display based on an output signal from the image processing device.
  • the image processing method disclosed herein includes a high-frequency component extraction process for extracting a high-frequency component from an input image signal, a code determination process for determining a code of the high-frequency component, and outputting code information, and the input image signal Luminance value calculation processing for obtaining a luminance value, predetermined image processing for the high-frequency component, parameter determination processing for determining a parameter used in the image processing based on the luminance value and the code information, and the image processing Processing to add the output of the input image signal to the input image signal, wherein the sign information is positive when the luminance value of the input image signal is less than or equal to a predetermined value in the parameter determination process
  • the degree of suppression of the high frequency component chute is greater than the degree of suppression of the high frequency component chute when the sign information is negative. Determining Kunar so the parameters.
  • an image processing device and an image processing method capable of enhancing the fineness of texture while suppressing noise in a dark region of an input image signal, and a display device including the image processing device. it can.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the luminance value given from the luminance level calculation unit and the gain value output from the gain value determination unit.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of an input image signal (original signal) to the image processing apparatus.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an example of an output signal of the image processing apparatus with respect to the input image signal of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the luminance value given from the luminance level calculation unit and the gain value output from the gain value determination unit.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of an input image signal (original signal) to the image processing apparatus.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating
  • FIG. 5 is a graph illustrating an example of a relationship between a high frequency component input to the coring processing unit and a high frequency component output from the coring processing unit in the image processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing another example of the relationship between the high frequency component input to the coring processing unit and the high frequency component output from the coring processing unit in the image processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • An image processing apparatus includes a high-pass filter that extracts a high-frequency component from an input image signal, a code determination unit that determines a code of the high-frequency component output from the high-pass filter, and outputs code information
  • a luminance value calculation unit that obtains a luminance value of the input image signal
  • a high-frequency component processing unit that performs predetermined image processing on the high-frequency component, and parameters used in the image processing in the high-frequency component processing unit,
  • a parameter determining unit that determines based on the luminance value and the code information; and an adder that adds the output of the high-frequency component processing unit to the input image signal
  • the parameter determining unit includes: When the luminance value is equal to or less than a predetermined value, the degree to which the high frequency component shoot is suppressed when the code information is positive, It is configured to determine the parameter to be greater than the degree of suppressing the chute of the high frequency component when it is.
  • the high-frequency component shoots as a result of the image processing by the high-frequency component processing unit.
  • the parameter is determined so that the degree of suppression is different depending on the sign information. That is, the parameter determination unit determines the parameter so that the degree of suppression of the high frequency component chute when the sign information is positive is larger than the degree of suppression when the sign information is negative.
  • the image processing apparatus can achieve both suppression of noise amplification accompanying enhancement of resolution in a dark region and enhancement of fineness such as texture.
  • the reason is as follows. Since the noise in the dark area exists as a bright minute area on a dark background, it is easily perceived by human eyes.
  • the sign information is positive, that is, when the luminance value of the input image signal tends to increase on the input time series, if the shoot (overshoot) in the direction in which the luminance increases is suppressed, the noise sensation in the dark area is reduced. Emphasis can be suppressed.
  • the high-frequency component processing unit includes a multiplier that amplifies the high-frequency component, and the parameter determination unit is configured to use the multiplier based on the luminance value and the sign information.
  • a gain value determining unit that determines the gain of the input image signal when the luminance value of the input image signal is equal to or less than a predetermined value. In this configuration, the gain is determined to be lower than the gain when N is negative.
  • the gain (amplification factor) of the high-frequency component in the dark region is made different depending on whether the sign information is positive or negative, thereby suppressing overshoot when the sign information is positive and undershoot in the negative case. Can be secured. As a result, it is possible to achieve both suppression of noise amplification and enhancement of fineness such as texture.
  • the gain value determining unit may determine a value that linearly changes according to the luminance value as the gain.
  • the gain value determining unit may determine a value that changes nonlinearly according to the luminance value as the gain.
  • the gain value when the sign information is negative may be determined to be constant values.
  • the gain value determination unit may determine the gain to be a constant value regardless of whether the sign information is positive or negative when the luminance value is greater than or equal to the predetermined value.
  • the gain value determination unit may determine the gains to be different from each other when the luminance value is greater than or equal to the predetermined value and when the sign information is positive and negative.
  • the high frequency component processing unit includes a coring processing unit that attenuates an amplitude component equal to or less than a threshold in the high frequency component, and the parameter determination unit includes the luminance value.
  • a coring threshold value determining unit that determines the threshold value of the coring processing unit based on the code information, and the coring threshold value determining unit has a luminance value of the input image signal equal to or less than a predetermined value
  • the threshold value when the sign information is positive is determined to be larger than the threshold value when the sign information is negative.
  • the threshold value of the coring process when the sign information is positive is set to a value larger than the threshold value when the sign information is negative.
  • the coring threshold value determination unit may determine the threshold value to be a constant value regardless of whether the sign information is positive or negative.
  • the coring threshold value determining unit determines the threshold values to be different from each other when the sign information is positive and negative when the luminance value is equal to or greater than the predetermined value. Also good.
  • a display device includes an image processing device according to any one of the above-described configurations and a display unit that performs display based on an output signal from the image processing device. . According to this display device, since the image processing device supplies a signal that achieves both suppression of amplification of noise and enhancement of fineness such as texture, high-quality display can be realized.
  • the present invention can also be implemented as the following computer program.
  • the computer program includes a high-frequency component extraction process for extracting a high-frequency component from an input image signal, a code determination process for determining a code of the high-frequency component and outputting code information, and a luminance value for obtaining a luminance value of the input image signal A calculation process; a predetermined image process for the high-frequency component; a parameter determination process for determining a parameter used in the image process based on the luminance value and the code information; and an output of the image process as the input image.
  • a program for causing a computer to execute a process of adding to a signal wherein, in the parameter determination process, when the luminance value of the input image signal is equal to or less than a predetermined value and the sign information is positive, the high frequency component The degree of suppressing the shoot of the high frequency component when the sign information is negative Also to determine the parameters greatly Ri.
  • a computer-readable recording medium that records this computer program is also included in one embodiment of the present invention.
  • an image processing method includes a high-frequency component extraction process that extracts a high-frequency component from an input image signal, a code determination process that determines a code of the high-frequency component and outputs code information, Luminance value calculation processing for obtaining a luminance value of an input image signal, predetermined image processing for the high-frequency component, and parameter determination processing for determining a parameter used in the image processing based on the luminance value and the code information
  • An image processing method including a process of adding the output of the image processing to the input image signal, and the code information when the luminance value of the input image signal is a predetermined value or less in the parameter determination process The degree to which the high frequency component shoot is suppressed when the sign information is negative. Iyori also to determine the parameters increases.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the image processing apparatus 1 includes a high pass filter (HPF: High Pass Filter) 11, a sign determination unit 12, a gain value determination unit 13, a luminance level calculation unit 14, a multiplier 15, and an adder 16. I have.
  • HPF High Pass Filter
  • the high pass filter 11 extracts only the high frequency component from the input image signal and outputs it to the code determination unit 12 and the multiplier 15.
  • the input image signal is a signal value of each color pixel of R (red), G (green), and B (blue), for example.
  • the high-pass filter 11 includes a low-pass filter (LPF: Low Pass Filter) 111 and a subtractor 112.
  • LPF Low Pass Filter
  • the low pass filter 111 extracts only the low frequency component from the input image signal and outputs it to the subtractor 112.
  • the subtractor 112 subtracts the output of the low pass filter 111 from the input image signal. Thereby, as an output of the high pass filter 11, a signal obtained by extracting only a high frequency component from the input image signal is obtained.
  • the high frequency component output from the high pass filter 11 does not include a direct current component. Therefore, the output from the high pass filter 11 has a positive / negative sign. That is, the output from the high-pass filter 11 indicates the degree of change in the input image signal.
  • the sign of the output from the high-pass filter 11 is positive, it means that the spatial frequency of the input image signal has increased in the screen, and in the negative case, the spatial frequency of the input image signal has decreased in the screen.
  • the sign determination unit 12 determines whether the high-frequency signal output from the high pass filter 11 is positive or negative, and outputs the determination result to the gain value determination unit 13 as sign information.
  • the luminance level calculation unit 14 obtains a luminance value by performing matrix calculation or the like from the input image signal.
  • the luminance level calculation unit 14 considers the luminance value of the target pixel to be subjected to luminance level calculation in consideration of the luminance value of the surrounding pixels in the horizontal direction and / or vertical direction, It is preferable to calculate.
  • the gain value determination unit 13 determines the gain value based on the code information obtained from the code determination unit 12 and the luminance value of the input image signal obtained by the luminance level calculation unit 14. A method for determining the gain value by the gain value determination unit 13 will be described in detail later.
  • the multiplier 15 emphasizes the high frequency signal by multiplying the high frequency signal by the gain value obtained by the gain value determining unit 13. Finally, the enhanced high-frequency signal is added to the input image signal by the adder 16 to obtain an output signal.
  • the input image signal is not monochrome, it is preferable to emphasize the high frequency signal independently for each color.
  • the input image signal has three colors of RGB, it is preferable to provide three sets of the circuit configuration shown in FIG. 1 according to the RGB image signal.
  • the gain value determination unit 13 is common to RGB image signals.
  • the horizontal axis represents the luminance value given from the luminance level calculation unit 14, and the vertical axis represents the gain value output from the gain value determination unit 13.
  • the gain value determination unit 13 when the input luminance value is equal to or greater than the predetermined value L1, the gain value determination unit 13 outputs a constant gain value G1 regardless of the luminance value.
  • the gain value determination unit 13 when the input luminance value is smaller than the predetermined value L1, if the sign information from the sign determination unit 12 is positive, the gain value determination unit 13 performs gain according to the characteristic function f (+) (p). Determine the value. Note that p is a luminance value. If the sign information from the sign determination unit 12 is negative, the gain value determination unit 13 determines the gain value according to the characteristic function f ( ⁇ ) (p).
  • the gain value is determined so that the value is smaller than the gain value in the case of.
  • the value of the predetermined value L1 is a threshold value for the area to be treated as the bright area and the area to be treated as the dark area, and can be determined as appropriate according to the characteristics of the image display device, the desired image quality, and the like. good.
  • the value of the gain value G1 in the bright area and the slope of the characteristic functions f (+) (p), f ( ⁇ ) (p) that determine the gain value in the dark area the characteristics of the image display device and the desired What is necessary is just to determine suitably according to the image quality etc. which are performed.
  • the characteristic functions f (+) (p) and f ( ⁇ ) (p) are both linear (linear function). However, the characteristic functions f (+) (p) and f ( ⁇ ) (p) are related to f (+) (p) ⁇ f ( ⁇ ) (p) for all p satisfying 0 ⁇ p ⁇ L1. May be a nonlinear function on the condition that is satisfied.
  • the gain value determination unit 13 As an actual configuration example of the gain value determination unit 13, for example, a configuration in which two lookup tables are provided in the gain value determination unit 13 is conceivable.
  • one lookup table (positive sign table) is referred to when the sign information from the sign determination unit 12 is positive (+), and the other lookup table (negative sign table) is a sign. Referenced when the sign information from the determination unit 12 is negative (-).
  • the same value (value G1 in FIG. 2) is stored as the gain value for the luminance value p equal to or greater than the predetermined value L1.
  • the values of the characteristic function f (+) (p) are stored as discrete values as gain values for a plurality of luminance values p less than the predetermined value L1.
  • the values of the characteristic function f ( ⁇ ) (p) are stored as discrete values as gain values for a plurality of luminance values p less than the predetermined value L1.
  • the gain value corresponding to the input luminance value is not stored in the lookup table, it is stored in the lookup table corresponding to the luminance values before and after the input luminance value. It is also preferable to obtain a gain value corresponding to the input luminance value by interpolating the gain value that has been set.
  • a constant value (value G1 in FIG. 2) is stored in both the positive sign table and the negative sign table as the gain value for the luminance value p equal to or greater than the predetermined value L1.
  • the gain value for the luminance value p greater than or equal to the predetermined value L1 is not necessarily constant and may be changed according to the luminance value p.
  • the gain value may be different between the positive sign table and the negative sign table.
  • the configuration of the gain value determination unit 13 is not limited to the configuration using the above lookup table.
  • the following configuration is also conceivable. That is, three types of gain values, that is, a low-brightness positive sign gain value g1, a low-brightness negative sign gain value g2, and a medium / high-brightness gain value g3 are stored in the memory in the gain value determination unit 13 in advance. .
  • g1 ⁇ g2 ⁇ g3 holds. If the luminance value is equal to or greater than the predetermined value L1, the gain value determination unit 13 outputs the medium / high luminance gain value g3 regardless of the sign information. If the luminance value is less than the predetermined value L1, the gain value determination unit 13 obtains the low luminance positive sign gain value g1 when the sign information is positive, and the low luminance negative sign gain value g2 when the sign information is negative. Output.
  • FIGS. 3A and 3B show an example of an input image signal (original signal) to the image processing apparatus 1
  • FIG. 3B shows an example of an output signal of the image processing apparatus 1 with respect to the input image signal of FIG. 3A.
  • the high frequency signal is amplified when the sign information is positive, so-called overshoot is added to the image.
  • the high-frequency signal is amplified when the sign information is negative, an image with an undershoot is added. If the gain when the sign information is positive is smaller than the gain when the sign information is negative with respect to the input image signal s1 in the dark area shown in FIG. 3A, as shown in FIG.
  • the overshoot 81 is suppressed, but a sufficient undershoot 82 is added.
  • the high frequency component has a gain higher than the gain for the input image signal in the dark area regardless of whether the sign information obtained by the sign determination unit 12 is positive or negative. Since it is amplified, as shown in FIG. 3B, relatively large shoots 83 and 84 are given to the output signal s4 in the bright area obtained from the input image signal s3, and a sufficient fineness enhancement effect is obtained. .
  • the image processing apparatus 1 has a smaller value for the input image signal in the dark area when the sign information obtained by the sign determination unit 12 is positive than when the sign information is negative.
  • the high frequency component is amplified by the gain. Accordingly, it is possible to realize enhancement of a fine feeling such as a texture of the dark area while suppressing amplification of a noise feeling in the dark area.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment.
  • the image processing apparatus 2 according to the second embodiment has a configuration in which a coring processing unit 21 and a coring threshold determination unit 22 are added to the image processing apparatus 1 according to the first embodiment. is there.
  • the coring processing unit 21 blocks a minute high-frequency signal having an amplitude equal to or smaller than the coring threshold determined by the coring threshold determination unit 22. Thereby, it is possible to remove minute noise and the like while preserving a clear edge of the input image signal.
  • the coring threshold determination unit 22 determines the coring threshold based on the code information provided from the code determination unit 12 and the luminance value provided from the luminance level calculation unit 14.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the high-frequency component input to the coring processing unit 21 and the high-frequency component output from the coring processing unit 21.
  • the coring threshold value Ca is a threshold value when the luminance information is equal to or less than the predetermined value L1 and the sign information is positive.
  • the coring threshold value Cb is a threshold value when the luminance information is equal to or less than the predetermined value L1 and the sign information is negative.
  • the coring threshold Cc is a threshold when the luminance information is greater than or equal to the predetermined value L1 and the sign information is positive.
  • the coring threshold Cd is a threshold when the luminance information is equal to or greater than the predetermined value L1 and the sign information is negative.
  • the coring threshold determination unit 22 determines the coring threshold so that the relationship between the coring thresholds Ca, Cb, Cc, and Cd satisfies the following expression 1.
  • the coring threshold value Ca is given from the coring threshold value determination unit 22 to the coring processing unit 21.
  • components having an amplitude equal to or smaller than the coring threshold value Ca are blocked (see the long chain line portion in FIG. 5).
  • the coring threshold Cb is given from the coring threshold determination unit 22 to the coring processing unit 21.
  • components having an amplitude equal to or smaller than the coring threshold Cb are blocked (see the short chain line portion in FIG. 5).
  • the coring threshold Cc is given from the coring threshold determination unit 22 to the coring processing unit 21.
  • components having an amplitude equal to or smaller than the coring threshold Cc are blocked (see the solid line portion in FIG. 5).
  • the coring threshold Cd is given from the coring threshold determination unit 22 to the coring processing unit 21.
  • components having an amplitude equal to or smaller than the coring threshold Cd are blocked (see the solid line portion in FIG. 5).
  • the coring threshold is set to Ca when the luminance of the input image signal is equal to or lower than a predetermined value and the fluctuation is in the positive direction.
  • the high frequency component from the high pass filter is blocked by setting the coring threshold value to Ca.
  • the coring threshold is set to Cb when the luminance of the input image signal is equal to or lower than a predetermined value and the fluctuation is in the negative direction. Also in this case, by setting the coring threshold value to Cb, the high frequency component from the high pass filter is blocked.
  • the coring threshold value Ca is set to a value larger than Cb, the following effects can be obtained. That is, the degree of noise suppression for a portion where there is a luminance variation in the dark area (sign information is positive) is greater than the degree of noise suppression for a portion where the luminance variation is in a dark direction (sign information is negative). Is also big. This makes noise in the dark area inconspicuous and maintains the texture enhancement effect in the dark area.
  • FIG. 5 shows an example in which the amplitude component smaller than the coring threshold is completely cut off (100% attenuation) by the coring processing unit 21. However, for example, as shown in FIG. It may be smaller than 100%.
  • the high-frequency signal output from the coring processing unit 21 is the gain value determined in the multiplier 15 by the gain value determination unit 13 in the same manner as in the first embodiment.
  • the adder 16 adds the original signal.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the image processing apparatus 3 according to the third embodiment.
  • the image processing device 3 is configured to determine a gain value based on only the luminance value, regardless of the code information from the code determination unit 12, instead of the gain value determination unit 13. 33 is provided. Note that the operations of the coring processing unit 21 and the coring threshold determination unit 22 of the image processing apparatus 3 are the same as those in the second embodiment.
  • the relationship of Formula 1 shown in the second embodiment is satisfied based on the code information obtained from the code determination unit 12 and the luminance value obtained from the luminance level calculation unit 14.
  • FIG. 7 shows a configuration example in which the gain value determination unit 33 determines the gain value according to the luminance value.
  • the gain value determination unit 33 may be configured to give a constant gain amount to the multiplier 15 regardless of the brightness value. In this case, the signal line from the luminance level calculation unit 14 to the gain value determination unit 33 shown in FIG. 7 becomes unnecessary.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 4 includes a display unit 41 that displays an image based on an input image signal.
  • the display unit 41 is not limited to a specific display.
  • an arbitrary display such as a liquid crystal display or a plasma display can be used as the display unit 41.
  • the display device 4 includes the image processing device 1 according to the first embodiment in the front stage of the input end of the display unit 41.
  • the display unit 41 is supplied with a signal in which amplification of the noise sensation in the dark area is suppressed and the fineness such as the texture of the dark area is emphasized, so that high-quality display can be realized. it can.
  • the image processing apparatus 1 can be realized in the display device 4 as, for example, a circuit chip mounted on a circuit board.
  • the image processing apparatus 1 can also be realized by a memory element that stores a computer program that realizes the function, and a general-purpose processor that reads and executes the program from the memory element.
  • FIG. 8 the display apparatus provided with the image processing apparatus 1 concerning 1st Embodiment was illustrated.
  • the image processing apparatus 2 according to the second embodiment or the image processing apparatus 3 according to the third embodiment may be provided.
  • the present invention can be used industrially as an image processing device for an input image signal and a display device including the image processing device.

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Abstract

　入力画像信号の暗部領域のノイズを抑制しつつテクスチャの精細感を強調する画像処理装置を提供する。入力画像信号から高周波成分を抽出するハイパスフィルタ（１１）と、前記高周波成分の符号を判定する符号判定部（１２）と、入力画像信号の輝度値を求める輝度レベル計算部（１４）と、高周波成分への画像処理で用いられるパラメータ（例えばゲイン）を、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定部（ゲイン値決定部）（１３）とを備える。パラメータ決定部（１３）は、入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、符号情報が正である場合に高周波成分のシュートを抑制する度合いが、符号情報が負である場合に高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう、前記パラメータを決定する。

Description

画像処理装置およびこれを備えた表示装置並びに画像処理方法
　本発明は、入力画像信号の輝度が低い領域（暗部領域）においてノイズを抑制する処理を行う画像処理装置および画像処理方法と、前記画像処理装置を備えた表示装置とに関する。
　近年、ディスプレイの高解像度化が進んでおり、特に、テレビ受像機としての液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等においては、テレビジョン放送信号の高解像度化と相まって、高いレベルでの精細感や解像度感の達成が求められる。このため、解像度感を向上させるために、表示画像の輪郭強調や高周波成分の強調を行うことが知られている。
　しかし、画像処理によって、表示画像の輪郭強調や高周波成分強調を行うと、入力信号の輝度が低い領域（暗部領域）においてノイズ成分も強調される。人間の視覚は、特に暗部領域において、輝度や色成分の微小変化（ノイズ成分）を知覚し易い。したがって、暗部領域におけるノイズ成分は、表示品位の低下をもたらす。この問題を解消するために、従来は、非線形テーブルにより暗部領域の高周波信号を予め抑制したり、暗部領域においてコアリング処理（ｃｏｒｉｎｇ：高周波信号減衰処理）の閾値を上げたり、あるいは、高域増幅のゲインを下げたりするといった画像処理を行っている（例えば特開平６－３３７９３３号公報、特開平２－１２１５７５号公報、および特開２００９－２１９０５号公報参照）。
　しかし、上述したような従来の処理では、暗部領域のノイズ感の増加は抑制されるが、暗部領域に存在するテクスチャ（模様）の強調効果が、輝度が高い領域（明部領域）に比べて弱くなる。このため、全体的に暗い画像では、解像度感および精細感の向上があまり感じられない。
　本発明の目的は、入力画像信号の暗部領域のノイズを抑制しつつテクスチャの精細感を強調することが可能な画像処理装置および画像処理方法と、前記画像処理装置を備えた表示装置とを提供することである。
　上記の目的を達成するために、ここに開示する画像処理装置は、入力画像信号から高周波成分を抽出するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタから出力される前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定部と、前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算部と、前記高周波成分に対して所定の画像処理を施す高周波成分処理部と、前記高周波成分処理部における前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定部と、前記高周波成分処理部の出力を前記入力画像信号に加算する加算器とを備えている。前記パラメータ決定部は、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する。
　また、ここに開示する表示装置は、前記の画像処理装置と、この画像処理装置からの出力信号に基づいて表示を行う表示部とを備える。
　さらに、ここに開示する画像処理方法は、入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、前記高周波成分に対する所定の画像処理と、前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とを含む画像処理方法であって、前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する。
　本発明によれば、入力画像信号の暗部領域のノイズを抑制しつつテクスチャの精細感を強調することが可能な画像処理装置および画像処理方法と、前記画像処理装置を備えた表示装置とを提供できる。
図１は、第１の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図２は、輝度レベル計算部から与えられる輝度値と、ゲイン値決定部から出力されるゲイン値との関係を示すグラフである。 図３Ａは、画像処理装置への入力画像信号（原信号）の一例を示す図である。 図３Ｂは、図３Ａの入力画像信号に対する画像処理装置の出力信号の一例を示す図である。 図４は、第２の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図５は、第２の実施形態にかかる画像処理装置において、コアリング処理部へ入力される高周波成分と、コアリング処理部から出力される高周波成分との関係の一例を示すグラフである。 図６は、第２の実施形態にかかる画像処理装置において、コアリング処理部へ入力される高周波成分と、コアリング処理部から出力される高周波成分との関係の他の例を示すグラフである。 図７は、第３の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。
　本発明の一実施形態にかかる画像処理装置は、入力画像信号から高周波成分を抽出するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタから出力される前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定部と、前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算部と、前記高周波成分に対して所定の画像処理を施す高周波成分処理部と、前記高周波成分処理部における前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定部と、前記高周波成分処理部の出力を前記入力画像信号に加算する加算器とを備え、前記パラメータ決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する構成である。
　上記の構成にかかる画像処理装置は、入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合、すなわち入力画像信号が暗部領域にある場合は、高周波成分処理部による画像処理の結果において高周波成分のシュートが抑制される度合いが、符号情報の正負に応じて異なるように、パラメータを決定する。つまり、パラメータ決定部が、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合の抑制度合いよりも大きくなるよう、パラメータを決定する。
　この構成により、本実施形態にかかる画像処理装置は、暗部領域での高解像度化に伴うノイズ感の増幅の抑制とテクスチャ等の精細感の強調との両立が可能となる。その理由は次のとおりである。暗部領域のノイズは、暗い背景上の明るい微小領域として存在するため、人間の眼に知覚され易い。符号情報が正である場合、すなわち、入力画像信号の輝度値が入力時系列上で増加傾向にある場合、輝度が増加する方向のシュート（オーバーシュート）を抑制すれば、暗部領域のノイズ感の強調を抑えることができる。この場合、暗部領域に存在するテクスチャのオーバーシュートも同時に抑制されることになるが、輝度が減少する方向のシュート（アンダーシュート）の効果により、テクスチャへのエンハンス効果（精細感の強調）も得られる。以上より、ノイズ感の増幅の抑制とテクスチャ等の精細感の強調とを両立できる。
　上述の画像処理装置の一実施形態は、前記高周波成分処理部が、前記高周波成分を増幅する乗算器を含み、前記パラメータ決定部が、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて、前記乗算器のゲインを決定するゲイン値決定部を含み、前記ゲイン値決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合のゲインを、前記符号情報が負である場合のゲインよりも低い値に決定する構成である。
　この構成によれば、暗部領域における高周波成分のゲイン（増幅率）を、符号情報の正負で異ならせることにより、符号情報が正である場合のオーバーシュートを抑制しつつ、負の場合のアンダーシュートは確保することができる。これにより、ノイズ感の増幅の抑制とテクスチャ等の精細感の強調とを両立できる。
　なお、この構成において、前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値に応じて線形的に変化する値を前記ゲインとして決定することとしても良い。あるいは、前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値に応じて非線形的に変化する値を前記ゲインとして決定することとしても良い。
　さらに、上記の構成において、前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値の大きさに関わらず、前記符号情報が正である場合のゲインの値と、前記符号情報が負である場合のゲインの値とを、それぞれ一定の値に決定することとしても良い。あるいは、前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合、前記符号情報の正負に関わらず、ゲインを一定の値に決定することとしても良い。または、前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合、前記符号情報が正である場合と負である場合とにおいて、ゲインを互いに異なる値に決定することとしても良い。
　上記の構成にかかる画像処理装置の他の実施形態は、前記高周波成分処理部が、前記高周波成分において閾値以下の振幅成分を減衰させるコアリング処理部を含み、前記パラメータ決定部が、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて、前記コアリング処理部の前記閾値を決定するコアリング閾値決定部を含み、前記コアリング閾値決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合の前記閾値を、前記符号情報が負である場合の前記閾値よりも大きい値に決定する構成である。
　この構成によれば、符号情報が正である場合のコアリング処理の閾値が、負である場合の閾値よりも大きい値に設定される。これにより、暗部領域において明るくなる方向（符号情報が正）への輝度変動がある箇所に対するノイズ抑制の程度が、暗くなる方向（符号情報が負）への輝度変動がある箇所に対するノイズ抑制の程度よりも大きくなる。この結果、暗部領域のノイズを目立たなくすると共に、暗部領域におけるテクスチャの強調効果も維持することができる。
　なお、この構成において、前記コアリング閾値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合に、前記符号情報の正負に関わらず、前記閾値を一定の値に決定することとしても良い。あるいは、前記コアリング閾値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合に、前記符号情報が正である場合と負である場合とにおいて、前記閾値を互いに異なる値に決定することとしても良い。
　また、本発明の一実施形態にかかる表示装置は、上述のいずれかの構成にかかる画像処理装置と、前記画像処理装置からの出力信号に基づいて表示を行う表示部とを備えた構成である。この表示装置によれば、画像処理装置から、ノイズ感の増幅の抑制とテクスチャ等の精細感の強調とが両立された信号が供給されるので、高品位な表示を実現することができる。
　また、本発明は、以下のコンピュータプログラムとしても実施できる。このコンピュータプログラムは、入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、前記高周波成分に対する所定の画像処理と、前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する。
　さらに、このコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の一実施形態に含まれる。
　さらに、本発明の一実施形態にかかる画像処理方法は、入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、前記高周波成分に対する所定の画像処理と、前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とを含む画像処理方法であって、前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中、同一または相当部分には同一の参照符号を付して、その説明は繰り返さない。
　[第１の実施形態]
　図１は、第１の実施形態にかかる画像処理装置１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：Ｈｉｇｈ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）１１、符号判定部１２、ゲイン値決定部１３、輝度レベル計算部１４、乗算器１５、および加算器１６を備えている。
　ハイパスフィルタ１１は、入力画像信号から高周波成分のみを取り出して、符号判定部１２と乗算器１５とへ出力する。入力画像信号は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色画素の信号値である。ハイパスフィルタ１１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ　Ｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ）１１１と、減算器１１２とを有している。ローパスフィルタ１１１は、入力画像信号から低周波成分のみを取り出して、減算器１１２へ出力する。減算器１１２は、入力画像信号から、ローパスフィルタ１１１の出力を減ずる。これにより、ハイパスフィルタ１１の出力としては、入力画像信号から高周波成分のみを取り出した信号が得られる。
　ハイパスフィルタ１１から出力される高周波成分には、直流成分が含まれない。したがって、ハイパスフィルタ１１からの出力は、正負の符号を持つ。すなわち、ハイパスフィルタ１１からの出力は、入力画像信号の変化の度合いを示している。ハイパスフィルタ１１からの出力の符号が正である場合、入力画像信号の空間周波数が画面内で増加していることを意味し、負の場合は入力画像信号の空間周波数が画面内で減少していることを意味する。符号判定部１２は、ハイパスフィルタ１１が出力した高周波信号の正負を判定し、その判定結果を、符号情報として、ゲイン値決定部１３へ出力する。
　輝度レベル計算部１４は、入力画像信号からマトリクス演算等を行うことにより、輝度値を求める。ここで輝度値を算出する際に、ゲイン値の変動が極端にならないよう、フィルタを適用することが望ましい。すなわち、入力画像信号の輝度値を画素単位で算出すると、入力画像信号の輝度変動による影響が直接的に出力画像へ及ぶ。これに起因して、高周波信号の増幅度合いが局所的に変動し、出力画像が不自然になることがある。このような変動を抑えるために、輝度レベル計算部１４においては、輝度レベル計算の対象とする着目画素の輝度値を、その水平方向および／または垂直方向における周辺画素の輝度値も考慮して、算出することが好ましい。
　ゲイン値決定部１３は、符号判定部１２から得られる符号情報と、輝度レベル計算部１４により求められた入力画像信号の輝度値とに基づいて、ゲイン値を決定する。ゲイン値決定部１３によるゲイン値の決定方法については、後で詳しく説明する。
　乗算器１５は、ゲイン値決定部１３により求められたゲイン値を、高周波信号に乗じることにより、当該高周波信号を強調する。最後に、強調された高周波信号が、加算器１６によって入力画像信号に加算されることにより、出力信号が得られる。
　なお、入力画像信号がモノクロでない場合は、高周波信号の強調を色ごとに独立して行うことが好ましい。例えば、入力画像信号がＲＧＢの三色である場合は、図１に示した回路構成を、ＲＧＢの画像信号に応じて３セット設けることが好ましい。ただし、ゲイン値決定部１３をＲＧＢの画像信号に対して共通にしておくことがさらに望ましい。
　ここで、ゲイン値決定部１３へ入力される符号情報および輝度値と、ゲイン値決定部１３から出力されるゲイン値との関係について、図２を参照しながら説明する。
　図２に示すグラフは、横軸が輝度レベル計算部１４から与えられる輝度値を表し、縦軸がゲイン値決定部１３から出力されるゲイン値を表す。図２に示すように、ゲイン値決定部１３は、入力された輝度値が所定値Ｌ１以上である場合は、輝度値の大きさに依存せず一定値のゲイン値Ｇ１を出力する。一方、入力された輝度値が所定値Ｌ１よりも小さい場合は、符号判定部１２からの符号情報が正であれば、ゲイン値決定部１３は、特性関数ｆ（＋）（ｐ）にしたがってゲイン値を決定する。なお、ｐは輝度値である。また、符号判定部１２からの符号情報が負であれば、ゲイン値決定部１３は、特性関数ｆ（－）（ｐ）にしたがってゲイン値を決定する。
　すなわち、入力された輝度値が所定値Ｌ１よりも小さい場合は、当該輝度値を有する画素は暗部領域にあると判断され、符号情報が正である場合のゲイン値の方が、符号情報が負である場合のゲイン値よりも値が小さくなるように、ゲイン値が決定される。
　前記所定値Ｌ１の値は、明部領域として扱うべき領域と、暗部領域として扱うべき領域との閾値であるが、画像表示装置の特性や所望される画質等に応じて、適宜に決定すれば良い。明部領域のゲイン値Ｇ１の値や、暗部領域のゲイン値を決定する特性関数ｆ（＋）（ｐ），ｆ（－）（ｐ）の傾きについても同様に、画像表示装置の特性や所望される画質等に応じて、適宜に決定すれば良い。
　また、図２の例においては、特性関数ｆ（＋）（ｐ），ｆ（－）（ｐ）は共に線形性（一次関数）であるものとした。しかし、特性関数ｆ（＋）（ｐ），ｆ（－）（ｐ）は、０≦ｐ＜Ｌ１である全てのｐについて、ｆ（＋）（ｐ）≦ｆ（－）（ｐ）の関係が満足されることを条件として、非線形関数であっても良い。
　ゲイン値決定部１３の実際の構成例としては、例えば、ゲイン値決定部１３の内部に２つのルックアップテーブルを設けた構成が考えられる。この場合、１つのルックアップテーブル（正符号用テーブル）は、符号判定部１２からの符号情報が正（＋）の場合に参照され、もう１つのルックアップテーブル（負符号用テーブル）は、符号判定部１２からの符号情報が負（－）の場合に参照される。それぞれのルックアップテーブルにおいて、所定値Ｌ１以上の輝度値ｐに対するゲイン値としては、同じ値（図２の値Ｇ１）が格納される。正符号用テーブルには、所定値Ｌ１未満の複数の輝度値ｐに対するゲイン値として、特性関数ｆ（＋）（ｐ）の値が、離散値として格納される。負符号用テーブルには、所定値Ｌ１未満の複数の輝度値ｐに対するゲイン値として、特性関数ｆ（－）（ｐ）の値が、離散値として格納される。
　ルックアップテーブルの要素数を抑制するために、入力輝度値に対応するゲイン値がルックアップテーブルに格納されていない場合は、当該入力輝度値の前後の輝度値に対応してルックアップテーブルに格納されているゲイン値を補間することにより、入力輝度値に対応するゲイン値を求めることも好ましい。
　なお、上記の例では、所定値Ｌ１以上の輝度値ｐに対するゲイン値としては正符号用テーブルと負符号用テーブルとの両方において一定の値（図２の値Ｇ１）が格納されるものとした。しかし、所定値Ｌ１以上の輝度値ｐに対するゲイン値は、必ずしも一定でなくても良く、輝度値ｐに応じて変化させても良い。また、所定値Ｌ１以上の輝度値ｐについても、正符号用テーブルと負符号用テーブルとにおいて、ゲイン値を互いに異ならせても良い。
　ゲイン値決定部１３の構成は、上記のルックアップテーブルを用いた構成に限定されない。例えば、ゲイン値決定部１３をより簡易な構成とするためには、以下のような構成も考えられる。すなわち、ゲイン値決定部１３内のメモリに、低輝度正符号用ゲイン値ｇ１と、低輝度負符号用ゲイン値ｇ２と、中高輝度ゲイン値ｇ３との３種類のゲイン値をあらかじめ記憶しておく。ここでは、ｇ１＜ｇ２≦ｇ３が成り立つ。そして、輝度値が所定値Ｌ１以上であれば、ゲイン値決定部１３は、符号情報に関わらず、中高輝度ゲイン値ｇ３を出力する。輝度値が所定値Ｌ１未満であれば、ゲイン値決定部１３は、符号情報が正の場合は低輝度正符号用ゲイン値ｇ１、符号情報が負の場合は低輝度負符号用ゲイン値ｇ２を出力する。
　ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照しながら、画像処理装置１による画像処理の効果について説明する。図３Ａは、画像処理装置１への入力画像信号（原信号）の一例を示し、図３Ｂは、図３Ａの入力画像信号に対する画像処理装置１の出力信号の一例を示す。
　符号情報が正のときに高周波信号を増幅すれば、画像にいわゆるオーバーシュートが付加される。一方、符号情報が負のときに高周波信号を増幅すれば、アンダーシュートが付加された画像となる。図３Ａに示す暗部領域の入力画像信号ｓ１に対して、符号情報が正のときのゲインを、符号情報が負のときのゲインよりも小さい値とすれば、図３Ｂに示すように、当該入力画像信号ｓ１から得られる出力信号ｓ２については、オーバーシュート８１は抑制されるが、十分なアンダーシュート８２が付加される。
　暗部領域のノイズは、暗い背景上の明るい微小領域として存在するため、人間の眼に知覚され易い。オーバーシュートとは、輝度が増加する方向での強調であるから、暗部領域においては、オーバーシュートを抑制すればノイズ感の強調を抑えることができる。この場合、暗部領域に存在するテクスチャのオーバーシュートも同時に抑制されることになるが、アンダーシュートの効果により、テクスチャへのエンハンス効果（精細感の強調）が得られる。これにより、暗部領域での高解像度化に伴うノイズ感の増幅の抑制とテクスチャ等の精細感の強調との両立が可能となる。
　また、図３Ａに示す明部領域の入力画像信号ｓ３に関しては、符号判定部１２で得られる符号情報が正か負かに関わらず、暗部領域の入力画像信号に対するゲイン以上のゲインで高周波成分が増幅されるので、図３Ｂに示すように、当該入力画像信号ｓ３から得られる明部領域の出力信号ｓ４においては、比較的大きなシュート８３，８４が付与され、十分な精細感強調効果が得られる。
　以上のとおり、本実施形態の画像処理装置１は、暗部領域の入力画像信号に関しては、符号判定部１２で得られた符号情報が正の場合には、符号情報が負の場合よりも小さな値のゲインによって、高周波成分を増幅する。これにより、暗部領域のノイズ感の増幅を抑制しつつ、当該暗部領域のテクスチャ等の精細感の強調も実現することができる。
　[第２の実施形態]
　本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。
　図４は、第２の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように、第２の実施形態にかかる画像処理装置２は、第１の実施形態にかかる画像処理装置１にコアリング処理部２１とコアリング閾値決定部２２とを追加した構成である。
　コアリング処理部２１は、コアリング閾値決定部２２で決定されたコアリング閾値以下の振幅を持つ微少な高周波信号を遮断する。これにより、入力画像信号の明確なエッジを保存しつつ、微少なノイズ等を除去することができる。コアリング閾値決定部２２は、符号判定部１２から与えられる符号情報と、輝度レベル計算部１４から与えられる輝度値とに基づいて、コアリング閾値を決定する。
　図５は、コアリング処理部２１へ入力される高周波成分と、コアリング処理部２１から出力される高周波成分との関係を示すグラフである。図５において、Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄで示されているのが、コアリング閾値決定部２２から与えられるコアリング閾値である。コアリング閾値Ｃａは、輝度情報が所定値Ｌ１以下でありかつ符号情報が正である場合の閾値である。コアリング閾値Ｃｂは、輝度情報が所定値Ｌ１以下でありかつ符号情報が負である場合の閾値である。コアリング閾値Ｃｃは、輝度情報が所定値Ｌ１以上でありかつ符号情報が正である場合の閾値である。コアリング閾値Ｃｄは、輝度情報が所定値Ｌ１以上でありかつ符号情報が負である場合の閾値である。
　コアリング閾値決定部２２は、コアリング閾値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄの関係が、下記の式１を満足するように、コアリング閾値を決定する。
　　Ｃｄ≦Ｃｃ≦Ｃｂ＜Ｃａ　　・・・　（式１）
　なお、図５に示した例では、コアリング閾値Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄの間に下記の式２の関係が成り立っている。
　　Ｃｄ＝Ｃｃ＜Ｃｂ＜Ｃａ　　・・・　（式２）
　ただし、図５に示したものはあくまでも一例であって、式１に示したように、Ｃｄ＜Ｃｃであっても良いし、Ｃｃ＝Ｃｂであっても良い。
　図５に示す例では、輝度情報が所定値Ｌ１以下でありかつ符号情報が正である場合は、コアリング閾値Ｃａがコアリング閾値決定部２２からコアリング処理部２１へ与えられる。これにより、コアリング処理部２１へ入力された高周波成分のうち、コアリング閾値Ｃａ以下の振幅を持つ成分が遮断される（図５の長鎖線部分参照）。
　輝度情報が所定値Ｌ１以下でありかつ符号情報が負である場合は、コアリング閾値Ｃｂがコアリング閾値決定部２２からコアリング処理部２１へ与えられる。これにより、コアリング処理部２１へ入力された高周波成分のうち、コアリング閾値Ｃｂ以下の振幅を持つ成分が遮断される（図５の短鎖線部分参照）。
　輝度情報が所定値Ｌ１以上でありかつ符号情報が正である場合は、コアリング閾値Ｃｃがコアリング閾値決定部２２からコアリング処理部２１へ与えられる。これにより、コアリング処理部２１へ入力された高周波成分のうち、コアリング閾値Ｃｃ以下の振幅を持つ成分が遮断される（図５の実線部分参照）。
　また、輝度情報が所定値Ｌ１以上でありかつ符号情報が負である場合は、コアリング閾値Ｃｄがコアリング閾値決定部２２からコアリング処理部２１へ与えられる。これにより、コアリング処理部２１へ入力された高周波成分のうち、コアリング閾値Ｃｄ以下の振幅を持つ成分が遮断される（図５の実線部分参照）。
　以上のようにコアリング閾値を設定することにより、以下のような効果が得られる。すなわち、コアリング閾値がＣａに設定されるのは、入力画像信号の輝度が所定値以下であってかつ変動が正方向である場合である。この場合、コアリング閾値をＣａに設定することにより、ハイパスフィルタからの高周波成分が遮断される。
　また、コアリング閾値がＣｂに設定されるのは、入力画像信号の輝度が所定値以下であってかつ変動が負方向である場合である。この場合も、コアリング閾値をＣｂに設定することにより、ハイパスフィルタからの高周波成分が遮断される。
　また、コアリング閾値ＣａがＣｂよりも大きい値に設定されていることにより、特に以下の効果が得られる。すなわち、暗部領域において明るくなる方向（符号情報が正）への輝度変動がある箇所に対するノイズ抑制の程度は、暗くなる方向（符号情報が負）への輝度変動がある箇所に対するノイズ抑制の程度よりも大きい。これにより、暗部領域のノイズを目立たなくすると共に、暗部領域におけるテクスチャの強調効果も維持することができる。
　なお、図５においては、コアリング閾値よりも小さい振幅成分が、コアリング処理部２１によって完全に遮断（１００％減衰）される例を示したが、例えば図６に示すように、減衰率を１００％より小さくしても良い。
　本実施形態の画像処理装置２においては、コアリング処理部２１から出力された高周波信号は、乗算器１５において、ゲイン値決定部１３によって第１の実施形態と同様の手法で決定されたゲイン値と乗算され、加算器１６において原信号と加算される。
　以上の処理により、画像処理装置２によれば、暗部領域のノイズ感の増幅を抑制しつつ、当該暗部領域のテクスチャ等の精細感の強調も実現することができる。
　[第３の実施形態]
　本発明の第３の実施形態について、以下に説明する。
　図７は、第３の実施形態にかかる画像処理装置３の構成を示すブロック図である。図７に示すように、画像処理装置３は、ゲイン値決定部１３の代わりに、符号判定部１２からの符号情報に関わらずに、輝度値のみに基づいてゲイン値を決定するゲイン値決定部３３を備えている。なお、画像処理装置３のコアリング処理部２１およびコアリング閾値決定部２２の動作は、第２の実施形態と同じである。
　したがって、画像処理装置３においても、符号判定部１２から得られる符号情報と、輝度レベル計算部１４から得られる輝度値とに基づいて、第２の実施形態で示した式１の関係が満たされるようにコアリング閾値を決定することにより、暗部領域のノイズ感の増幅を抑制しつつ、当該暗部領域のテクスチャ等の精細感の強調も実現できる。
　なお、図７には、ゲイン値決定部３３が輝度値に応じてゲイン値を決定する構成例を示した。しかし、ゲイン値決定部３３が、輝度値の大小に関わらず、一定のゲイン量を乗算器１５へ与える構成としても良い。この場合、図７に示した輝度レベル計算部１４からゲイン値決定部３３への信号ラインが、不要となる。
　[第４の実施形態]
　図８は、本発明の一実施形態にかかる表示装置の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態にかかる表示装置４は、入力画像信号に基づいて画像を表示する表示部４１を備えている。表示部４１は、特定のディスプレイに限定されない。例えば、表示部４１として、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の任意のディスプレイを用いることができる。
　また、表示装置４は、第１の実施形態にかかる画像処理装置１を、表示部４１の入力端の前段に備えている。これにより、表示部４１には、暗部領域のノイズ感の増幅が抑制され、かつ当該暗部領域のテクスチャ等の精細感が強調された信号が供給されるので、高品位な表示を実現することができる。
　なお、画像処理装置１は、表示装置４において、例えば、回路基板に実装される回路チップとして実現することができる。あるいは、画像処理装置１は、その機能を実現するコンピュータプログラムを記憶させたメモリ素子と、当該メモリ素子からプログラムを読み出して実行する汎用プロセッサとによって、実現することもできる。
　なお、図８においては、第１の実施形態にかかる画像処理装置１を備えた表示装置を例示した。しかし、画像処理装置１の代わりに、第２の実施形態にかかる画像処理装置２または第３の実施形態にかかる画像処理装置３を備えた構成としても良い。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で、上述した各種の実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
　本発明は、入力画像信号の画像処理装置およびこの画像処理装置を備えた表示装置として、産業上の利用が可能である。

Claims (14)

  1. 　入力画像信号から高周波成分を抽出するハイパスフィルタと、
    　前記ハイパスフィルタから出力される前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定部と、
    　前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算部と、
    　前記高周波成分に対して所定の画像処理を施す高周波成分処理部と、
    　前記高周波成分処理部における前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定部と、
    　前記高周波成分処理部の出力を前記入力画像信号に加算する加算器とを備え、
    　前記パラメータ決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する、画像処理装置。
  2. 　前記高周波成分処理部が、前記高周波成分を増幅する乗算器を含み、
    　前記パラメータ決定部が、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて、前記乗算器のゲインを決定するゲイン値決定部を含み、
    　前記ゲイン値決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合のゲインを、前記符号情報が負である場合のゲインよりも低い値に決定する、請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値に応じて線形的に変化する値を前記ゲインとして決定する、請求項２に記載の画像処理装置。
  4. 　前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値に応じて非線形的に変化する値を前記ゲインとして決定する、請求項２に記載の画像処理装置。
  5. 　前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以下である場合、当該輝度値の大きさに関わらず、前記符号情報が正である場合のゲインの値と、前記符号情報が負である場合のゲインの値とを、それぞれ一定の値に決定する、請求項１～４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  6. 　前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合、前記符号情報の正負に関わらず、ゲインを一定の値に決定する、請求項１～５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 　前記ゲイン値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合、前記符号情報が正である場合と負である場合とにおいて、ゲインを互いに異なる値に決定する、請求項１～５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  8. 　前記高周波成分処理部が、前記高周波成分において閾値以下の振幅成分を減衰させるコアリング処理部を含み、
    　前記パラメータ決定部が、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて、前記コアリング処理部の前記閾値を決定するコアリング閾値決定部を含み、
    　前記コアリング閾値決定部が、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合の前記閾値を、前記符号情報が負である場合の前記閾値よりも大きい値に決定する、請求項１～７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 　前記コアリング閾値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合に、前記符号情報の正負に関わらず、前記閾値を一定の値に決定する、請求項８に記載の画像処理装置。
  10. 　前記コアリング閾値決定部が、前記輝度値が前記所定値以上である場合に、前記符号情報が正である場合と負である場合とにおいて、前記閾値を互いに異なる値に決定する、請求項８に記載の画像処理装置。
  11. 　請求項１～１０のいずれか一項に記載された画像処理装置と、
    　前記画像処理装置からの出力信号に基づいて表示を行う表示部とを備えた表示装置。
  12. 　入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、
    　前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、
    　前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、
    　前記高周波成分に対する所定の画像処理と、
    　前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、
    　前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、
    　前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する、コンピュータ実行可能なプログラム。
  13. 　入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、
    　前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、
    　前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、
    　前記高周波成分に対する所定の画像処理と、
    　前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、
    　前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とを含む画像処理方法であって、
    　前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定する、画像処理方法。
  14. 　入力画像信号から高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、
    　前記高周波成分の符号を判定し、符号情報を出力する符号判定処理と、
    　前記入力画像信号の輝度値を求める輝度値計算処理と、
    　前記高周波成分に対する所定の画像処理と、
    　前記画像処理で用いられるパラメータを、前記輝度値と前記符号情報とに基づいて決定するパラメータ決定処理と、
    　前記画像処理の出力を前記入力画像信号に加算する処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、
    　前記パラメータ決定処理において、前記入力画像信号の輝度値が所定値以下である場合に、前記符号情報が正である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いが、前記符号情報が負である場合に前記高周波成分のシュートを抑制する度合いよりも大きくなるよう前記パラメータを決定するコンピュータ実行可能なプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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