(57)【要約】【課題】表示装置側での画像処理の有無に対応する画像処理が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供する。【解決手段】画像処理装置が，画像信号を再生する信号再生部と，前記再生される画像信号の解像度を変換する解像度変換部と，前記解像度が変換された画像信号のエッジを強調するエッジ強調部と，前記エッジが強調された画像信号を出力する出力部と，前記出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出する検出部と，前記検出された画像処理の有無に基づいて，前記解像度変換部による解像度の変換の有無および前記エッジ強調部によるエッジの強調の有無を制御する制御部と，を具備する。【選択図】図１
2010109858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を再生する信号再生部と，
前記再生される画像信号の解像度を変換する解像度変換部と，
前記解像度が変換された画像信号のエッジを強調するエッジ強調部と，
前記エッジが強調された画像信号を出力する出力部と，
前記出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出する検出部と，
前記検出された画像処理の有無に基づいて，前記解像度変換部による解像度の変換の有無および前記エッジ強調部によるエッジの強調の有無を制御する制御部と，
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記エッジ強調部が，
前記画像信号から，隣接する画素の輝度の差分を表す差分信号を生成する差分信号生成部と，
前記差分信号の強度に応じた信号を前記差分信号に付加する付加部と，を有する，
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記再生される画像信号のノイズを低減して，前記解像度変換部に出力するノイズ低減部
をさらに具備することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ノイズ低減部が，
前記画像信号を複数の空間周波数成分に分解する分解部と，
前記複数の空間周波数成分中，閾値より強度が小さい周波数成分を除外する除外部と，を有する，
ことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出するステップと，
画像信号を再生するステップと，
前記検出された画像処理の有無に応じて，前記再生された画像信号の解像度が変換され，あるいは変換されないステップと，
前記検出された画像処理の有無に応じて，前記解像度が変換された画像信号のエッジが強調され，あるいは強調されないステップと，
前記再生された画像信号または前記エッジが強調された画像信号が前記出力部から前記機器に出力されるステップと，
を具備することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像を処理する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送や記録媒体からの映像信号を再生する画像再生装置（例えば，チューナ搭載ＨＤＤ（Hard Disk Drive）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）レコーダー）が用いられている。画像再生装置から表示装置に画像信号を出力する際に，画質の向上等のために，解像度の変換等の画像処理が施される場合がある。
なお，表示装置に対応する解像度の情報を取得し，ユーザの操作によって，映像信号の解像度を変更して出力する映像出力装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−１５０４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで，表示装置側で画像信号に画像処理が施される場合がある。この場合，画像再生装置および表示装置の双方で画像処理が施されると，却って画質が低下する可能性がある。
上記に鑑み，本発明は表示装置側での画像処理の有無に対応する画像処理が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係る画像処理装置は，画像信号を再生する信号再生部と，前記再生される画像信号の解像度を変換する解像度変換部と，前記解像度が変換された画像信号のエッジを強調するエッジ強調部と，前記エッジが強調された画像信号を出力する出力部と，前記出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出する検出部と，前記検出された画像処理の有無に基づいて，前記解像度変換部による解像度の変換の有無および前記エッジ強調部によるエッジの強調の有無を制御する制御部と，を具備することを特徴とする。
【０００５】
本発明の一態様に係る画像処理方法は，出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出するステップと，画像信号を再生するステップと，前記検出された画像処理の有無に応じて，前記再生された画像信号の解像度が変換され，あるいは変換されないステップと，前記検出された画像処理の有無に応じて，前記解像度が変換された画像信号のエッジが強調され，あるいは強調されないステップと，前記再生された画像信号または前記エッジが強調された画像信号が前記出力部から前記機器に出力されるステップと，を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，表示装置側での画像処理の有無に対応する画像処理が可能な画像処理装置および画像処理方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下，図面を参照して，本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は，本発明の一実施形態に係る画像表示システム１０を表すブロック図である。画像表示システム１０は，画像処理装置１００，画像表示装置２００を有する。画像処理装置１００は画像信号を再生し画像調整処理を施して，画像表示装置２００に出力する。
【０００８】
画像処理装置１００は，信号再生部１０２，復号化部１０３，画像処理部１０４，出力部１０５，ユーザインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１１，ＣＰＵ１１２，メモリ１１３を有する。
【０００９】
信号再生部１０２は，画像信号を再生する。信号再生部１０２は，例えば，アナログチューナ，デジタルチューナ，ディスクドライブ，ＨＤＤ（Hard Disk Drive）を有し，画像信号を再生する。例えば，アナログ放送（地上波アナログ放送等），デジタル放送（地上波デジタル放送，ＢＳ（Broadcasting Satellite）／ＣＳ（Communications Satellite）デジタル放送等）の受信，ＤＶＤ（Digital Versatile Disk），ＨＤ（Hard Disk）からの情報の読み出しにより，様々な映像コンテンツを再生することができる。信号再生部１０２は，画像信号として，例えば，ＭＰＥＧ２の信号（ＭＰＥＧ２−ＰＳ（プログラムストリーム），ＭＰＥＧ２−ＴＳ（トランスポートストリーム））を出力する。
【００１０】
復号化部１０３は，信号再生部１０２から出力される画像信号を復号する。例えば，信号再生部１０２から出力されるＭＰＥＧ２の信号を伸張処理する
【００１１】
画像処理部１０４は，復号された画像信号に画像調整処理を施す。具体的には，ノイズ低減処理，解像度変換処理（例えば，解像度を大きくするアップスケーリング），エッジ強調（エッジエンハンス）処理が順に施される。画像処理部１０４は，画像信号のノイズを低減するノイズ低減部，画像信号の解像度を変換する解像度変換部，および画像信号のエッジを強調するエッジ強調部として機能する。
【００１２】
（１）ノイズ低減処理
解像度変換処理，エッジ強調処理に先だって，ノイズ低減処理がなされる。
画像の解像度の変換，特に，低解像度から高解像度への変換により，画像の高精細化がなされる。しかしながら，画像信号にノイズ（モスキートノイズ，ブロックノイズ等）が重畳されていた場合，解像度変換処理，エッジ強調処理により，画像のノイズ成分が却って目立つ可能性がある。このため，解像度変換処理，エッジ強調処理に先だって，ノイズ低減処理を施すことで，画像の表示上，不要なノイズ成分を除去し，高精細化後の画像の画質を向上できる。  
【００１３】
画像信号が空間周波数成分に分解され，信号レベルが所定の閾値より小さい信号成分を除去することで，画像信号中のノイズが低減される。即ち，画像処理部１０４は，画像信号を複数の空間周波数成分に分解する分解部と，複数の空間周波数成分中，閾値より強度が小さい周波数成分を除外する除外部と，を有するノイズ低減部として機能する。
【００１４】
図２は，ノイズ低減処理の内容の一例を表すグラフである。空間周波数成分に分解された信号が閾値Ｔｈと比較され，閾値Ｔｈより信号レベルが小さい成分が除去される。この閾値Ｔｈを調節することで，ノイズ低減処理の強度を変化することができる。即ち，閾値Ｔｈを大きくすると，ノイズ低減処理の強度も大きくなる。
【００１５】
ここで，解像度変換前の解像度（入力解像度）に対応して，ノイズ低減処理の強度を調節することが好ましい。解像度に応じた適正なノイズ低減処理の選択が可能となる。入力解像度が小さければ，画像信号の情報量が小さいことから（ノイズが多い），ノイズ低減の必要性も大きくなる。これに対して，入力解像度が大きければ，画像信号の情報量が大きいことから（ノイズが少ない），ノイズ低減の必要性も小さい。ノイズの少ない画像信号に強度の大きいノイズ低減処理を施すと，却って画質が低下する可能性がある。
【００１６】
このノイズ低減処理は，水平ノイズ低減処理と垂直ノイズ低減処理に区分できる。水平ノイズ低減処理と垂直ノイズ低減処理は，順次および並列のいずれで実行しても差し支えない。例えば，次のようにこれらが順次に実行される。即ち，画像信号が水平方向の空間周波数成分に分解され，信号レベルが所定の閾値ＴｈＡより小さい信号成分を除去することで，水平方向のノイズが低減される。その後，画像信号が垂直方向の空間周波数成分に分解され，信号レベルが所定の閾値ＴｈＢより小さい信号成分を除去することで，垂直方向のノイズが低減される。なお，水平方向，垂直方向の閾値ＴｈＡ，ＴｈＢは同一であっても異なっても良い。
【００１７】
（２）解像度変換処理
画像処理部１０４は，画像表示装置２００の解像度に対応するように，入力された画像信号の解像度を変換する。例えば，画像表示装置２００の最大の解像度に対応するように，解像度が変換される。一例として，ＳＤ解像度がＨＤ解像度に変換される。信号（情報）を補完することで，解像度が変換される。低解像度から高解像度へと画像の解像度を変換することで，解像度が向上した画像信号（元の画像には存在しなかった画素を含む画像の信号）が生成され，画像が高精細化される。
【００１８】
この解像度変換処理は，水平解像度変換処理と垂直解像度変換処理に区分できる。水平解像度変換処理と垂直解像度変換処理は，順次および並列のいずれで実行しても差し支えない。
なお，変換前後の解像度の値は，メモリ１１３に記憶される。
【００１９】
（３）エッジ強調処理
画像処理部１０４は，画像のエッジ（明暗の境界，即ち，輪郭）を強調する。解像度の変換の結果として生じる画像の輪郭のぼけを低減し，画像の輪郭を明確化するためである。解像度を向上するために信号を補間することで，画像の鮮明度の低下（特に画像の輪郭のぼけ）が生じる可能性が有る。特に，低解像度から高解像度への変換では，情報量の小さい信号から見かけ上情報量の大きい信号を作り出すことになり，画像のぼけが発生し易い（Ｓ／Ｎ比の低下）。解像度変換後の画像信号へのエッジ強調処理によって，画像の輪郭が明瞭になり，画質が向上する。
【００２０】
エッジ強調は，画像信号（画素の輝度を表す信号）から差分信号（隣接する画素同士の輝度の差分を表す信号）の生成（差分演算），差分信号への信号（値）の付加，差分信号から画像信号の生成（和分演算）によって実行できる。このとき，差分信号の強度（差分の値）に応じて，差分信号に付加する信号の強度（値）を調節することで（ゲインの積算），画像のエッジが強調される。即ち，画像処理部１０４は，画像信号から，隣接する画素の輝度の差分を表す差分信号を生成する差分信号生成部と，差分信号の強度に応じた信号を前記差分信号に付加する付加部と，を有するエッジ強調部として機能する。
【００２１】
図３は，差分信号の強度とゲイン（付加される値（信号の強度））の関係の一例を表すグラフである。グラフの横軸，縦軸がそれぞれ，差分信号の強度，ゲインである。差分信号の強度の絶対値が基準値Ｖ１より小さい場合（不感帯の幅ＷＡ内の場合），ゲインは一定値（０）となる。即ち，この場合，差分信号に信号（値）が付加されず，エッジが強調されることはない。これに対して，差分信号の強度の絶対値が基準値Ｖ１より大きく，かつ基準値Ｖ２より小さい場合（処理帯の幅ＷＢ内の場合），ゲインの絶対値が０より大きくなり，エッジが強調される。ゲインＧは処理帯内で増加した後，減少する。即ち，ゲインＧの絶対値は，処理帯内で最大値Ｇｍａｘを有する。
【００２２】
不感帯は，差分信号の強度が第１の値未満の第１の範囲に対応する。また，処理帯は，差分信号の強度が第１の値より大きく第２の値未満の第２の範囲に対応する。
【００２３】
不感帯の幅ＷＡ，処理帯の幅ＷＢ，最大ゲインＧｍａｘの少なくとも何れかを調節することで，エッジ強調処理の強度を変化することができる。例えば，不感帯の幅ＷＡを小さくすること，処理帯の幅ＷＢを大きくすること，最大ゲインＧｍａｘを大きくすることのいずれか１つ，およびこれらの組み合わせにより，エッジ強調処理の強度を大きくすることができる。
【００２４】
ここで，解像度変換前後の解像度（入力解像度および出力解像度）に対応して，エッジ強調処理の強度を調節することが好ましい。解像度に応じた適正なエッジ強調処理の選択が可能となる。
【００２５】
入力解像度が小さければ，画像信号の情報量が小さいことから，解像度変換後のぼけが大きく，エッジ強調の必要性も大きくなる。これに対して，入力解像度が大きければ，画像信号の情報量が大きいことから，解像度変換後のぼけが少なく，エッジ強調の必要性も小さい。画像のぼけが小さい画像信号に強度の大きいエッジ強調処理を施すと，却って画質が低下する可能性がある。
【００２６】
出力解像度が大きければ，補完による精度の低下が生じ易くなり（解像度変換後の画像のぼけが大きい），エッジ強調の必要性も大きい。これに対して，出力解像度が小さければ，補完による精度の低下が生じ難くなり（解像度変換後の画像のぼけが小さい），エッジ強調の必要性も小さい。画像のぼけが小さい画像信号に強度の大きいエッジ強調処理を施すと，却って画質が低下する可能性がある。
【００２７】
このエッジ強調処理は，水平エッジ強調処理と垂直エッジ強調処理に区分できる。水平エッジ強調処理と垂直エッジ強調処理は，順次および並列のいずれで実行しても差し支えない。
【００２８】
出力部１０５は，画像処理部１０４で処理された画像信号を画像表示装置２００に出力するインターフェース，例えば，ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）端子である。
【００２９】
ユーザＩ／Ｆ１１１は，図示しない無線受信部，キー入力部に接続され，操作情報を受け付ける。無線受信部は，リモコンから無線（例えば，赤外線）で送信される操作情報を受信する。キー入力部は，リモコンと同様に，各種の操作情報の入力が可能である。
【００３０】
ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）１１２は，画像処理装置１００全体を制御するものであり，次の（１），（２）として機能する。
（１）出力部に接続される機器での画像処理の有無を検出する検出部
（２）解像度変換部による解像度の変換の有無およびエッジ強調部によるエッジの強調の有無を制御する制御部
【００３１】
メモリ１１３は，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM：不揮発性メモリ）で構成される。ＲＯＭは，ＣＰＵ１１２が動作するためのプログラム等を記憶する。ＲＡＭは，ＣＰＵ１１２の動作時に利用され，プログラム，データ等が書き込まれる。
【００３２】
画像表示装置２００は，画像処理装置１００から出力される画像信号に基づき，画像を表示するものであり，画像処理部２０１，画像表示部２０２を有する。画像処理部２０１は，画像処理部１０４と同様に画像処理（例えば，ノイズ低減処理，解像度変換処理，エッジ強調処理）を実行できる。但し，画像処理部２０１での画像処理は画像処理部１０４と同様の処理には限定されず，画質改善のための処理一般を含めることができる。画像表示部２０２は，ＣＲＴ，液晶表示装置，プラズマ表示装置等の表示素子を含む。
【００３３】
（画像表示システム１０の動作手順）
画像表示システム１０の動作手順を説明する。図４は，画像表示システム１０での処理手順の一例を表すフロー図である。
【００３４】
（１）画像処理装置１００への画像表示装置２００の接続の有無の検出（ステップＳ１１）
画像処理装置１００の出力部１０４に画像表示装置２００が接続されているか否かが検出される。画像表示装置２００が接続されている場合，出力部１０４を介して，画像表示装置２００の画像処理部２０１での画像処理の状況を取得する。
【００３５】
（２）画像信号の再生（ステップＳ１２）
信号再生部１０２によって画像信号が再生され，復号化部１０３で復号される。
【００３６】
（３）ノイズ低減処理（ステップＳ１３）
画像信号にノイズ低減処理が施される。このとき，入力解像度に応じて，ノイズ低減の程度が調節されることが好ましい。入力解像度に応じて，例えば，ノイズ判定の閾値Ｔｈが変更されることで，解像度変換処理，エッジ強調処理後の画像の画質が向上する。ＣＰＵ１１２が画像信号そのもの，画像処理部１０４，またはメモリ１１３にアクセスすることで，入力解像度を検知できる。
【００３７】
なお，画像処理装置１００側でノイズ低減処理が実行されることから，画像表示装置２００がノイズ低減機能を有する場合，その機能が停止されることが好ましい。即ち，出力部１０４を介して，ＣＰＵ１１２が画像表示装置２００にノイズ低減処理の停止を要求することで，画像表示装置２００でのノイズ低減処理を停止させる。
【００３８】
（４）画像表示装置２００での画像処理の有無の判断（ステップＳ１４）
画像表示装置２００での画像処理の有無が判断される。画像表示装置２００で画像処理が実行される場合，画像処理装置１００での解像度変換処理，エッジ強調処理が停止される。画像表示装置２００で画像処理が実行されない場合，次に示すように，画像処理装置１００において解像度変換処理およびエッジ強調処理が実行される。
【００３９】
１）解像度変換処理（ステップＳ１５）
映像信号の解像度が変換される。情報を補完することで，例えば，ＳＤ解像度からＨＤ解像度へと画像信号の解像度が変換される。
【００４０】
２）エッジ強調処理（ステップＳ１６）
画像信号にエッジ強調処理が施され，画像のぼけが低減される。
【００４１】
（５）画像信号の出力（ステップＳ１７）
画像処理装置１００から画像信号が出力され，画像表示装置２００で画像が表示される。
【００４２】
以上のように，本実施形態に係る画像表示システム１０では，画像処理装置１００が画像表示装置２００での画像処理（例えば，解像度の変換，エッジの強調）の有無を検知し，画像表示装置２００で画像処理が行われる場合に，画像処理装置１００での解像度変換処理，ノイズ低減処理を自動的にバイパスする。この結果，ユーザーが意識することなく，画像表示装置２００側での処理に適するように，画像処理装置１００の動作状態を自動的に切り替えることができる。
【００４３】
画像表示装置２００で画像処理を実施するためには，画像信号の状態（正確なソース情報）を判別できることが重要となる。しかし，画像処理装置１００で解像度が変換された場合，画像表示装置２００はその映像信号の本来の解像度の判別が困難となる(例えば，ＳＤ解像度をＨＤ解像度に変換した画像信号なのか，元々ＨＤ解像度の画像信号なのか)。また，画像処理装置１００でエッジ強調処理を実施していた場合，画像信号に含まれる帯域情報が変化してしまう。
【００４４】
こういった状況化において，画像表示装置２００側で適切に画像処理を実行するためには，画像処理装置１００側のエッジ強調処理や，解像度変換処理などをユーザーが手動でＯＦＦにする必要がある。しかしながら，これらの操作をユーザーにゆだねるということは，画像表示システム１０の使い勝手の悪化につながる。
【００４５】
これに対して，本実施形態では，画像処理装置１００が画像表示装置２００での画像処理の有無を検知し，画像表示装置２００側での処理に適するように，画像処理装置１００の動作状態を自動的に切り替えることが可能である。
【００４６】
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張，変更可能であり，拡張，変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば，画像処理装置１００での画像処理と画像表示装置２００での画像処理とが同一で有る必要は無い。即ち，画像表示装置２００の画像処理は，画像処理装置１００での解像度変換処理，エッジ強調処理以外の画質改善処理一般を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像表示システム１０を表すブロック図である。
【図２】ノイズ低減処理の内容の一例を表すグラフである。
【図３】差分信号の強度とゲインの関係の一例を表すグラフである。
【図４】画像表示システム１０での処理手順の一例を表すフロー図である。
【符号の説明】
【００４８】
１００…画像処理装置，１０２…信号再生部，１０３…復号化部，１０４…画像処理部，１０５…出力部，１１１…ユーザインタフェース，１１２…ＣＰＵ，１１３…メモリ，２００…画像表示装置，２０１…画像処理部，２０２…画像表示部
【図１】
2010109858.tif 000003
【図２】
2010109858.tif 000004
【図３】
2010109858.tif 000005
【図４】
2010109858.tif 000006