(57)【要約】【課題】画像の輪郭を保持しつつ、ＩＣＰ（Interlaced Chroma Problem）に起因するノイズを低減することが可能な画像処理装置を提供する。【解決手段】輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない１組２つのインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号の信号形状を、信号形状検出部１２により、隣接画素間の画素値の変化量に基づいて検出し、合成信号処理部１５により、検出した信号形状に基づいて、入力した色差信号、低域通過フィルタリング処理を施した色差信号、及び、隣接画素平均算出処理により算出された色差信号を合成して、輝度信号に信号形状を近づけた色差信号を出力する。【選択図】  図１
2010021808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号が、入力される入力部と、
上記入力部により入力された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出部と、
上記入力部により入力された色差信号の低域成分を通過する低域通過フィルタと、
上記入力部により入力された色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出部と、
上記信号形状検出部により検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、上記入力部により入力された色差信号、上記低域通過フィルタを通過した色差信号、及び、上記隣接画素平均算出部により算出された色差信号を合成して、信号形状を上記輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成信号処理部とを備える画像処理装置。
【請求項２】
上記信号形状検出部は、上記入力部により入力された輝度信号及び色差信号に対して、隣接画素間の画素値の変化量から一次微分値をそれぞれ算出し、
上記合成信号処理部は、
上記信号形状検出部により算出された色差信号の一次微分値と輝度信号の一次微分値とに基づいて、上記色差信号の変化の方向が、この色差信号に同期した輝度信号の変化の方向と同じか否かを判断し、この変化の方向が同じとき、上記入力部により入力された色差信号を出力し、この変化の方向が同じではないとき、上記低域通過フィルタを通過した色差信号を出力する第１の信号処理部を有する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記信号形状検出部は、更に、上記入力部により入力された輝度信号に対して、隣接画素間の画素値の変化量から二次微分値を算出し、
上記第１の信号処理部は、上記色差信号の変化の方向が、この色差信号に同期した輝度信号の変化の方向と同じであると判断したときに、上記信号形状検出部により算出された輝度信号の二次微分値の絶対値が大きくなるのに伴って上記入力部により入力された色差信号の合成割合が大きくなるように、上記入力部により入力された色差信号と上記低域通過フィルタを通過した色差信号とを合成して出力する請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記合成信号処理部は、
上記隣接画素平均算出部により算出される色差信号に対して、隣接画素間の画素値の変化量から一次微分値を算出し、この色差信号の一次微分値と上記信号形状検出部により算出された色差信号の一次微分値とを比較して、上記入力部により入力された色差信号、又は、上記隣接画素平均算出部により算出された色差信号のうち、一次微分値の絶対値が小さい色差信号を平坦信号として選択する平坦信号選択部と、
上記信号形状検出部により算出された輝度信号の二次微分値の絶対値が大きくなるのに伴って、上記平坦信号選択部により選択された平坦信号の合成割合が小さくなるように、上記平坦信号と、上記第１の信号処理部から出力された色差信号とを合成して出力する第２の信号処理部とを更に有する請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
上記信号形状検出部は、更に、上記入力部により入力された色差信号に対して、隣接画素間の画素値の変化量から二次微分値を算出し、
上記合成信号処理部は、上記信号形状検出部により算出された色差信号の二次微分値の絶対値が大きくなるのに伴って上記入力部により入力された色差信号の合成割合が小さくなるように、上記入力部により入力された色差信号と、上記第２の信号処理部から出力された色差信号とを合成して出力する第３の信号処理部を更に有する請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号を、入力する入力ステップと、
上記入力ステップにより入力した輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出ステップと、
上記入力ステップにより入力した色差信号の低域成分のみを通過する低域通過ステップと、
上記入力ステップにより入力した色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出ステップと、
上記信号形状検出ステップにより検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、上記入力ステップにより入力した色差信号、上記低域通過ステップによるフィルタ処理が施された色差信号、及び、上記隣接画素平均算出ステップにより算出された色差信号を合成して、信号形状を上記輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成処理ステップとを有する画像処理方法。
【請求項７】
輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号を、入力部に入力する入力ステップと、
上記入力ステップにより入力した輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出ステップと、
上記入力ステップにより入力した色差信号の低域成分のみを通過する低域通過ステップと、
上記入力ステップにより入力した色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出ステップと、
上記信号形状検出ステップにより検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、上記入力ステップにより入力した色差信号、上記低域通過ステップによるフィルタ処理が施された色差信号、及び、上記隣接画素平均算出ステップにより算出された色差信号を合成して、信号形状を上記輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成信号処理ステップとを有する画像処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない画像信号に対して画像処理を施す画像処理装置、画像処理方法、及びこの画像処理をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＰＥＧやＨ．２６４／ＡＶＣなどの動画像圧縮方式においては、情報量削減のために、輝度信号の情報量に比べて色差信号の情報量を間引いたＹＵＶ４：２：０フォーマットを取ることが多い（特許文献１参照）。
【０００３】
図８にＹＵＶ４：２：０フォーマットにおける輝度信号と色差信号の具体例を示す。図８に示すように、ＹＵＶ４：２：０フォーマットでは、垂直方向及び水平方向ともに色差のサンプル数が輝度の半分になっている。そのため、一般的なＭＰＥＧデコーダなどでは色差信号の足りないラインに対して信号を補間して出力する。
【０００４】
例えば、図９は、ＹＵＶ４：２：０フォーマットからＹＵＶ４：２：２フォーマットへとフォーマット変換する処理における色差信号の補間の関係を表したものである。
【０００５】
一方、近年のテレビやＤＶＤプレイヤーなどの映像機器では、インタレースからプログレッシブへと変換するデインタレース処理（以下、Ｉ／Ｐ変換という。）がよく行われている。このようなＩ／Ｐ変換のうち、映像の動きに応じて適応的に処理を行う３次元デインタレース処理においては、静止画と判定された場合第１フィールドと第２フィールドをそのまま重ね合わせる処理（以下、フィールド間デインタレース処理という。）を行う。フィールド間デインタレース処理の具体例を図１０に示す。
【０００６】
図１０に示すように、ＹＵＶ４：２：０フォーマットからＹＵＶ４：２：２フォーマットへと変換された画像信号に対してフィールド間デインタレース処理を施した場合、水平線などの垂直方向のエッジが存在する輪郭部分において、所謂ＩＣＰ（Interlaced Chroma Problem）と呼ばれる弊害が発生することが知られている。ここで、ＩＣＰは垂直方向のエッジの上下に本来存在しないはずの擬似ラインのようなノイズが発生する弊害である。以下では、ＩＣＰが発生する原理について述べる。
【０００７】
図１１及び図１２は、ＩＣＰが発生した画像領域を、垂直方向にそれぞれＹＵＶ４：２：２フォーマット及びＹＵＶ４：２：０フォーマットでサンプリングしたものをグラフとして表したものである。図１１では各ラインに色差信号が存在しているのに対して、図１２では色差信号のサンプル数が半分に減り、両フィールドのエッジの立ち上がりの位相差が広がっていることが確認できる。図１２のＹＵＶ４：２：０フォーマットでサンプリングした信号をＹＵＶ４：２：２フォーマットへと補間処理を行った具体例について図１３を参照して説明する。図１３に示すように、補間処理によって各ラインに色差信号が存在しているが、エッジ立ち上がりの位相差については広がったままとなっている。このようなフィールド間で位相差が広がった信号に対してフィールド間デインタレースを行った具体例について図１４を参照して説明する。図１４に示すように、本来は単独のエッジであった領域で振動するようなグラフになっていることが確認できる。
【０００８】
以上のように、ＹＵＶ４：２：０フォーマットでサンプリングすることで、エッジなど急峻に信号が変化する領域でフィールド間の信号変化の位相が広がり、フィールド間デインタレースした結果としてＩＣＰが発生する。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２―１０２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようにして発生したＩＣＰに対する対策例としては、デインタレース後の画像の色差信号に対して、垂直のローパスフィルタをかけることである。
【００１１】
図１５はＩＣＰの発生した信号に対して係数（０．２５，  ０．５，  ０．２５）の３タップのローパスフィルタをかけた処理結果である。ローパスフィルタをかけることでＩＣＰによって発生した振動成分が除去されなだらかに変化していることが確認できる。ただし、ローパスフィルタをかけた場合には周波数の高いエッジ部分の波形が失われてしまうため、画像の鮮鋭度が落ちてしまった。
【００１２】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない１組２つのインタレース画像を時間方向に重ね合わせて変換されたプログレッシブ画像に生じたノイズを、画像の輪郭を保持しつつ低減することが可能な画像処理装置、画像処理方法、及び、この画像処理をコンピュータに実行させるプログラム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】
【００１３】
上述した課題を解決するための手段として、本発明に係る画像処理装置は、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号が、入力される入力部と、入力部により入力された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出部と、入力部により入力された色差信号の低域成分を通過する低域通過フィルタと、入力部により入力された色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出部と、信号形状検出部により検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、入力部により入力された色差信号、低域通過フィルタを通過した色差信号、及び、隣接画素平均算出部により算出された色差信号を合成して、信号形状を輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成信号処理部とを備える。
【００１４】
また、本発明に係る画像処理方法は、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号を、入力する入力ステップと、入力ステップにより入力した輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出ステップと、入力ステップにより入力した色差信号の低域成分のみを通過する低域通過ステップと、入力ステップにより入力した色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出ステップと、信号形状検出ステップにより検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、入力ステップにより入力した色差信号、低域通過ステップによるフィルタ処理が施された色差信号、及び、隣接画素平均算出ステップにより算出された色差信号を合成して、信号形状を輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成処理ステップとを有する。
【００１５】
また、本発明に係るプログラムは、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号を、入力部に入力する入力ステップと、入力ステップにより入力した輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを、隣接画素間の画素値の変化量に基づいてそれぞれ検出する信号形状検出ステップと、入力ステップにより入力した色差信号の低域成分のみを通過する低域通過ステップと、入力ステップにより入力した色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出ステップと、信号形状検出ステップにより検出された輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、入力ステップにより入力した色差信号、低域通過ステップによるフィルタ処理が施された色差信号、及び、隣接画素平均算出ステップにより算出された色差信号を合成して、信号形状を輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成信号処理ステップとを有する画像処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない１組２つのインタレース画像が時間方向に重ね合わされて変換されたプログレッシブ画像の画像信号の信号形状を、隣接画素間の画素値の変化量に基づいて検出し、検出した信号形状に基づいて、入力した色差信号、低域通過フィルタリング処理を施した色差信号、及び、隣接画素平均算出処理により算出された色差信号を合成して、輝度信号に信号形状を近づけた色差信号を出力する。このようにして、本発明によれば、低域通過フィルタリング処理により過度に画像の輪郭成分が失われることなく、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを考慮して、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない１組２つのインタレース画像を時間方向に重ね合わせて変換されたプログレッシブ画像に生じたノイズを、画像の輪郭を保持しつつ低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
本発明が適用された画像処理装置は、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない画像信号に対して画像処理を施す装置である。以下では、図１に示すような画像処理装置１を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
【００１９】
画像処理装置１は、図１に示すように、ハードディスクなどの大容量記憶装置とＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備える一般的なコンピュータに、画像処理プログラムをインストールすることによって次のような機能が実現される。すなわち、画像処理装置１は、フィールド画像をプログレッシブ画像に変換するＩ／Ｐ変換部２０と、Ｉ／Ｐ変換部２０により変換された画像信号に生じたＩＣＰに起因する弊害を除去するための処理を行うＩＣＰ除去処理部１０とを備える。
【００２０】
Ｉ／Ｐ変換部２０は、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ないインタレース画像を、時間方向に重ね合わせることでプログレッシブ画像に変換する。具体的に、Ｉ／Ｐ変換部２０は、輝度信号の情報量に比べて色差信号の情報量を２次元空間上で間引いたＹＵＶ４：２：０フォーマットやＹＵＶ４：２：２フォーマットなどのインタレース形式の画像信号が外部から入力される。Ｉ／Ｐ変換部２０は、入力された画像信号に対して例えばフレーム間で動き検出を行って静止画であるかどうかを判定して、静止画と判定された第１フィールドと第２フィールドをそのまま重ね合わせるフィールド間デインタレース処理を行う。そして、Ｉ／Ｐ変換部２０は、フィールド間デインタレース処理を施した画像信号を、ＩＣＰ除去処理部１０に供給する。
【００２１】
ここで、Ｉ／Ｐ変換部２０によりフィールド間デインタレース処理が施された画像信号は、水平線などの垂直方向のエッジが存在する輪郭部分において、ＩＣＰと呼ばれる弊害が発生する。具体的に、ＩＣＰは垂直方向のエッジの上下に本来存在しないはずの擬似ラインのようなノイズが発生するという弊害である。
【００２２】
ＩＣＰ除去処理部１０は、Ｉ／Ｐ変換部２０により変換された画像信号に生じたＩＣＰを除去するための処理を行うため、次のような構成を有している。すなわち、ＩＣＰ除去処理部１０は、Ｉ／Ｐ変換部２０により供給される画像信号が入力される入力部１１と、入力部１１に入力された画像信号の信号形状を検出する信号形状検出部１２とを備える。また、ＩＣＰ除去処理部１０は、入力部１１により入力された色差信号の低域成分を通過する低域通過フィルタ１３と、入力部１１により入力された色差信号の各注目画素に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、注目画素の画素値として算出する隣接画素平均算出部１４とを備える。さらに、ＩＣＰ除去処理部１０は、信号形状検出部１２により検出された信号形状に基づいて、入力部１１により入力された色差信号、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号、及び、隣接画素平均算出部１４により算出された色差信号を合成して、信号形状を輝度信号に近づけた色差信号を出力する合成信号処理部１５を備える。
【００２３】
入力部１１は、Ｉ／Ｐ変換部２０により供給される画像信号が入力され、入力された画像信号のうち、輝度信号を信号形状検出部１２に供給し、色差信号を信号形状検出部１２と低域通過フィルタ１３と隣接画素平均算出部１４と合成信号処理部１５とに供給する。
【００２４】
信号形状検出部１２は、入力部１１により供給された輝度信号の信号形状を、隣接画素間の画素値の変化量に基づいて検出する。また、信号形状検出部１２は、入力部１１により供給された色差信号の信号形状を、隣接画素間の画素値の変化量に基づいて検出する。
【００２５】
具体的に、信号形状検出部１２は、輝度信号の注目画素Ｙ（ｉ，ｊ）に対して、下記の（１）式及び（２）式に示すような処理を行うことによって、注目画素Ｙ（ｉ，ｊ）の垂直方向における一次微分の絶対値を算出して、算出結果を合成信号処理部１５に通知する。
【００２６】
【数１】
2010021808.tif 000003
【００２７】
信号形状検出部１２は、（１）式、（２）式と同様の処理を行うことによって、色差信号の各注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）に対して、注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）の垂直方向における一次微分の絶対値を算出して、算出結果を合成信号処理部１５に通知する。
【００２８】
また、信号形状検出部１２は、輝度信号の注目画素Ｙ（ｉ，ｊ）に対して、下記の（３）式に示すような処理を行うことによって、注目画素Ｙ（ｉ，ｊ）の垂直方向における二次微分の絶対値を算出して、算出結果を合成信号処理部１５に通知する。
【００２９】
【数２】
2010021808.tif 000004
【００３０】
信号形状検出部１２は、（３）式と同様の処理を行うことによって、色差信号の各注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）に対して、注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）の垂直方向における二次微分の絶対値を算出して、算出結果を合成信号処理部１５に通知する。
【００３１】
低域通過フィルタ１３は、例えば色差信号の注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）に対して、下記の（４）式に示すような処理を行うことによって、色差信号の低域成分を通過し、通過した色差信号を合成信号処理部１５に供給する。
【００３２】
【数３】
2010021808.tif 000005
【００３３】
隣接画素平均算出部１４は、色差信号の各注目画素Ｃ（ｉ，ｊ）に隣接する隣接画素の画素値の平均値を、例えば下記の（５）式より注目画素の画素値として算出して、算出した色差信号を合成信号処理部１５に供給する。
【００３４】
【数４】
2010021808.tif 000006
【００３５】
合成信号処理部１５は、信号形状検出部１２により検出された信号形状に基づいて、入力部１１により入力された色差信号、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号、及び、隣接画素平均算出部１４により算出された色差信号を合成して、信号形状を輝度信号に近づけた色差信号を、入力部１１に入力された輝度信号と同期をとって出力する。
【００３６】
以上のような構成からなるＩＣＰ除去処理部１０では、具体的には、合成信号処理部１５が図２に示すような構成を有することにより、低域通過フィルタ１３により過度に画像の輪郭成分が失われることなく、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを考慮して、ＩＣＰに起因したノイズを画像の輪郭を保持しつつ低減することができる。
【００３７】
すなわち、合成信号処理部１５は、第１の信号処理部１５１と、平坦信号選択部１５２と、第２の信号処理部１５３と、第３の信号処理部１５４とを備える。
【００３８】
第１の信号処理部１５１は、入力部１１に入力された色差信号と、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号とを適応的に合成する信号処理手段である。すなわち、第１の信号処理部１５１は、まず、信号形状検出部１２により算出された色差信号の一次微分値と輝度信号の一次微分値とに基づいて、色差信号の変化の方向が、この色差信号に同期した輝度信号の変化の方向と同じか否かを判断する。
【００３９】
例えば、輝度信号の変化の方向を検出する場合、第１の信号処理部１５１は、図３に示すように注目画素Ｙ（ｉ，ｊ）を上下の隣接画素Ｙ（ｉ，ｊ−１）、Ｙ（ｉ，ｊ＋１）と比較する。すなわち、第１の信号処理部１５１は、上述した（１）式、（２）式から、下記の（６）式のように判断する。
【００４０】
【数５】
2010021808.tif 000007
【００４１】
（６）と同様にして、第１の信号処理部１５１は、色差信号の変化の方向を検出する。そして、第１の信号処理部１５１は、色差信号の変化の方向が、この色差信号に同期した輝度信号の変化の方向と同じか否かを判断する。この変化の方向が同じとき、第１の信号処理部１５１は、入力部１１により入力された色差信号を第２の信号処理部１５３に出力する。また、この変化の方向が同じではないとき、第１の信号処理部１５１は、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号を第２の信号処理部１５３に出力する。
【００４２】
ここで、輝度信号と色差信号との変化の方向が一致したとしても、注目画素周辺の輝度信号の変化が小さい場合、入力部１１により入力された色差信号を出力することで輝度情報に対して色情報が過敏に変化してしまうことがある。上述したように単に、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号を出力してもよいが、次のような合成処理を行うことでより適切な信号を第２の信号処理部１５３に出力できる。
【００４３】
過敏な変化に対応するため、第１の信号処理部１５１には、入力部１１により入力された色差信号に、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号を最適な合成割合で合成するためのゲインを算出する頂点ゲイン算出部１５１ａが設けられている。
【００４４】
頂点ゲイン算出部１５１ａは、図４に示すような関数、すなわち、信号形状検出部１２により算出された輝度信号の二次微分の絶対値が大きくなるのに伴って、入力部１１により入力された色差信号の合成割合が大きくなる頂点ゲインＧａｉｎ＿ａｐｅｘを算出する。この頂点ゲインＧａｉｎ＿ａｐｅｘを用いて、第１の信号処理部１５１は、下記の（７）式に示すような処理によって、入力部１１に入力された色差信号と、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号とを適応的に合成した第１の合成信号Ｂｌｅｎｄ１を算出する。
【００４５】
【数６】
2010021808.tif 000008
【００４６】
このようにして、第１の信号処理部１５１は、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、入力部１１に入力された色差信号と、低域通過フィルタ１３を通過した色差信号とを適切に合成することができる。そして第１の信号処理部１５１は、第１の合成信号Ｂｌｅｎｄ１を第２の信号処理部１５３に供給する。
【００４７】
次に、平坦信号を選択して第２の信号処理部１５３に供給する平坦信号選択部１５２について説明する。平坦信号選択部１５２は、入力部１１により入力された色差信号と隣接画素平均算出部１４により算出された色差信号のうち、注目画素と周辺画素との変化がより小さい色差信号を平坦信号として選択する。具体的に、平坦信号選択部１５２は、隣接画素平均算出部１４により算出された色差信号に対して、隣接画素との一次微分値を算出し、この色差信号の一次微分の絶対値と、信号形状検出部１２により算出された色差信号の一次微分の絶対値とを比較する。そして、平坦信号選択部１５２は、この比較結果から、入力部１１により入力された色差信号、又は、隣接画素平均算出部１４により算出された色差信号のうち、一次微分値の絶対値が小さい色差信号を平坦信号として選択する。そして、平坦信号選択部１５２は、平坦信号を第２の信号処理部１５３に供給する。
【００４８】
第２の信号処理部１５３は、第１の信号処理部１５１から供給される第１の合成信号Ｂｌｅｎｄ１と、平坦信号選択部１５２から供給される平坦信号とを適応的に合成する信号処理手段である。第２の信号処理部１５３には、第１の合成信号Ｂｌｅｎｄ１と、平坦信号とを最適な合成割合で合成するためのゲインを算出する平坦ゲイン算出部１５３ａが設けられている。
【００４９】
平坦ゲイン算出部１５３ａは、輝度信号の変化が少ないとき、平坦信号の合成割合を高めるよう調整されるゲインＧａｉｎ＿ｆｌａｔを算出する。すなわち、平坦ゲイン算出部１５３ａは、図５に示すような関数、すなわち、信号形状検出部１２により算出された輝度信号の二次微分の絶対値が大きくなるのに伴って、平坦信号の割合が小さくなる平坦ゲインＧａｉｎ＿ｆｌａｔを算出する。この平坦ゲインＧａｉｎ＿ｆｌａｔを用いて、第２の信号処理部１５３は、下記の（８）式に示すような処理によって、第１の信号処理部１５１から供給された色差信号と、平坦信号とを適応的に合成した第２の合成信号Ｂｌｅｎｄ２を算出する。
【００５０】
【数７】
2010021808.tif 000009
【００５１】
ここで、Ｃ＿Ｆｌａｔ（ｉ，ｊ）とは、平坦信号の注目画素の画素値である。
このようにして、第２の信号処理部１５３は、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、第１の信号処理部１５１から供給される第１の合成信号Ｂｌｅｎｄ１と平坦信号選択部１５２から供給される平坦信号とを適切に合成することができる。そして第２の信号処理部１５３は、第２の合成信号Ｂｌｅｎｄ２を第３の信号処理部１５４に供給する。
【００５２】
第３の信号処理部１５４は、第２の信号処理部１５３から供給される第２の合成信号Ｂｌｅｎｄ２と、入力部１１により入力される色差信号とを適応的に合成する信号処理手段である。第３の信号処理部１５４には、第２の合成信号Ｂｌｅｎｄ２と、入力部１１により入力される色差信号とを最適な合成割合で合成するためのゲインを算出するＩＣＰゲイン算出部１５４ａが設けられている。
【００５３】
ＩＣＰゲイン算出部１５４ａは、色差信号の変化が大きいとき、ＩＣＰによる弊害の度合いが大きくなるものとして、入力部１１により入力される色差信号の合成割合を低くするよう調整されるゲインＧａｉｎ＿ＩＣＰを算出する。すなわち、ＩＣＰゲイン算出部１５４ａは、信号形状検出部１２により算出された色差信号の二次微分の絶対値が大きくなるのに伴って、入力部１１により入力される色差信号の割合が小さくなるＩＣＰゲインＧａｉｎ＿ＩＣＰを算出する。このＩＣＰゲインＧａｉｎ＿ＩＣＰを用いて、第３の信号処理部１５４は、下記の（９）式に示すような処理によって、第２の信号処理部１５３から供給された色差信号と、入力部１１により入力された色差信号とを適応的に合成した色差信号を出力する。
【００５４】
【数８】
2010021808.tif 000010
【００５５】
このようにして、第３の信号処理部１５４は、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とに基づいて、第２の信号処理部１５３から供給される第２の合成信号Ｂｌｅｎｄ２と、入力部１１により入力された色差信号とを適切に合成することができる。
【００５６】
合成信号処理部１５は、例えば図６に示すようなＩ／Ｐ変換部２０から出力されるデインタレース処理が施された画像信号の色差信号に発生するＩＣＰに対して、以上のような処理を行うことにより、図７に示すようにＩＣＰに起因したノイズを低減することができる。
【００５７】
図７は、デインタレース処理後の色差信号Ｌ１と、単にデインタレース処理した色差信号に低域低減処理を施した色差信号Ｌ２と、合成信号処理部１５により信号形状を輝度信号に近づけた色差信号Ｌ３とを示している。なお、色差信号Ｌ３は、位相を反転させた状態で輝度信号の信号形状を近づけた信号である。
【００５８】
図７に示すように、合成信号処理部１５は、色差信号Ｌ２のように、低域通過フィルタリング処理により過度に画像の輪郭成分が失われることなく、画像の輪郭を保持しつつＩＣＰに起因するノイズを除去した色差信号Ｌ３を出力することができる。
【００５９】
このようにして、ＩＣＰ除去処理部１０では、ＩＣＰに起因するノイズを低減するために色差信号を適応的に合成するため、種々のゲインを計算する。よって、ＩＣＰ除去処理部１０では、低域通過フィルタリング処理により過度に画像の輪郭成分が失われることなく、輝度信号の信号形状と色差信号の信号形状とを考慮して、輝度信号に比べて色差信号の二次元空間上のサンプル数が少ない１組２つのインタレース画像を時間方向に重ね合わせて変換されたプログレッシブ画像に生じたノイズを、画像の輪郭を保持しつつ低減することができる。
【００６０】
また、従来のデインタレース処理においては、ＩＣＰが発生することを避けるために、色差信号についてフィールド間デインタレースを行わずフィールド内デインタレースのみとしていることがあった。しかし、動きの静止している動画像においてフィールド内デインタレースを行うと、水平のラインが存在する部分などにおいて映像がチラついてしまう問題がある。このような従来技術に対して、本実施形態に係る画像処理装置１では、ＩＣＰに起因するノイズを低減することができ、色差信号についてもフィールド間デインタレースを適用することが可能となり、結果として静止している際の画質を向上させた画像信号を出力することができる。
【００６１】
なお、本発明は、以上の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が適用された画像処理装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】合成信号処理部の具体的な構成を示したブロック図である。
【図３】頂点ゲイン算出部の処理の説明に供する図である。
【図４】頂点ゲインのゲイン特性を示すグラフである。
【図５】平坦ゲインのゲイン特性を示すグラフである。
【図６】輝度信号と、輝度信号に同期して、ＩＣＰに起因したノイズを含む色差信号とを示すグラフである。
【図７】ＩＣＰに起因したノイズを低減した具体例を示す図である。
【図８】ＹＵＶ４：２：０フォーマットにおける輝度信号と色差信号との具体例を示す図である。
【図９】ＹＵＶ４：２：０フォーマットからＹＵＶ４：２：２フォーマットへとフォーマット変換する処理における色差信号の補間の関係を示す図である。
【図１０】フィールド間デインタレース処理の具体例を示す図である。
【図１１】ＩＣＰが発生した画像領域を、垂直方向にＹＵＶ４：２：２フォーマットでサンプリングしたグラフを示す図である。
【図１２】ＩＣＰが発生した画像領域を、垂直方向にＹＵＶ４：２：０フォーマットでサンプリングしたグラフを示す図である。
【図１３】図１２のＹＵＶ４：２：０フォーマットでサンプリングした信号をＹＵＶ４：２：２フォーマットへと補間処理を行った具体例を示す図である。
【図１４】フィールド間で位相差が広がった信号に対してフィールド間デインタレースを行った具体例を示す図である。
【図１５】ＩＣＰの発生した信号に対して３タップのローパスフィルタをかけた処理結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  画像処理装置、１０  ＩＣＰ除去処理部、１１  入力部、１２  信号形状検出部、１３  低域通過フィルタ、１４  隣接画素平均算出部、１５  合成信号処理部、２０  Ｉ／Ｐ変換部、１５１  第１の信号処理部、１５１ａ  頂点ゲイン算出部、１５２  平坦信号選択部、１５３  第２の信号処理部、１５３ａ  平坦ゲイン算出部、１５４  第３の信号処理部、１５４ａ  ＩＣＰゲイン算出部
【図１】
2010021808.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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