(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、
上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、
上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第１の鮮鋭化信号を生成する第１の高周波成分生成手段と、
上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第２の鮮鋭化信号を生成する第２の高周波成分生成手段と、
上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記第２の鮮鋭化信号を出力し、
上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、
上記第１の高周波成分生成手段は、
上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である主走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、
上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する第１の非線形処理手段と、
上記主走査方向信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記第１の鮮鋭化信号を生成する第１の加算手段とを備え、
上記第２の高周波成分生成手段は、
上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である副走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第２の低周波除去信号を生成する第２の低周波成分除去手段と、
上記第２の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第２の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第２の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第２の非線形処理信号を生成して出力する第２の非線形処理手段と、
上記副走査方向信号と上記第２の非線形処理信号とを加算することによって、上記第２の鮮鋭化信号を生成する第２の加算手段とを備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
上記信号出力手段から上記第２の鮮鋭化信号が出力される前に、上記第２の鮮鋭化信号で表される動画像の時間方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である時間方向信号を鮮鋭化する第３の高周波成分生成手段をさらに備え、
上記第３の高周波成分生成手段は、
上記時間方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第３の低周波除去信号を生成して出力する第３の低周波成分除去手段と、
上記第３の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第３の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第３の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第３の非線形処理信号を生成する第３の非線形処理手段と、
上記時間方向信号と上記第３の非線形処理信号とを加算することによって、上記時間方向信号を鮮鋭化する第３の加算手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
上記信号出力手段から上記非動き領域信号が出力される前に、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の高周波成分生成手段をさらに備え、
上記第４の高周波成分生成手段は、
上記非動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第４の低周波除去信号を生成して出力する第４の低周波成分除去手段と、
上記第４の低周波除去信号を入力とし、上記第４の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第４の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第４の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第４の非線形処理信号を生成し、当該第４の非線形処理信号を出力する第４の非線形処理手段と、
上記非動き領域信号と上記第４の非線形処理信号とを加算することによって、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の加算手段とを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
上記第２の非線形処理手段は、
２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、
上記偶数冪乗信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記偶数冪乗信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
上記第２の非線形処理手段は、
２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、
上記偶数冪乗信号を微分することによって微分信号を生成する微分手段と、
上記微分信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記微分信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
上記第２の非線形処理手段は、
３以上の奇数を冪指数として、入力される信号を冪乗する奇数冪乗演算手段を備え、
上記奇数冪乗演算手段によって冪乗された信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項７】
上記第２の非線形処理手段は、
入力される信号を、当該入力される信号の取り得る最大値で除算した値の絶対値の平方根と、上記最大値とを乗算することによって平方根信号を生成する平方根演算手段と、
上記平方根信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記平方根信号を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項８】
上記第２の非線形処理手段は、
入力される信号の値が０の近傍のとき、絶対値が上記入力される信号の絶対値よりも大きい信号を出力することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項９】
上記第２の低周波成分除去手段は、
タップ数が３以上の高域通過型のフィルタであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
上記第２の低周波成分除去手段は、
出力する信号のうち、絶対値が所定下限値よりも小さい部分の信号値を０に変更する低レベル信号除去手段と、
出力する信号のうち、絶対値が所定上限値よりも大きい部分の信号値を、符号を維持して絶対値のみ当該上限値以下に変更する高レベル信号除去手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
上記第２の非線形処理手段は、
出力する信号の振幅を、第１の所定の倍率値を乗算することによって調整する第１の振幅調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、
上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、
上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する第１の高周波成分生成手段と、
上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、
上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、
上記第１の高周波成分生成手段は、
上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、
上記第１の低周波除去信号を入力とし、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成し、当該第１の非線形処理信号を出力する第１の非線形処理手段と、
上記動き領域信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算手段とを備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項１３】
上記信号出力手段から上記非動き領域信号が出力される前に、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の高周波成分生成手段をさらに備え、
上記第４の高周波成分生成手段は、
上記非動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第４の低周波除去信号を生成して出力する第４の低周波成分除去手段と、
上記第４の低周波除去信号を入力とし、上記第４の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第４の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第４の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第４の非線形処理信号を生成し、当該第４の非線形処理信号を出力する第４の非線形処理手段と、
上記非動き領域信号と上記第４の非線形処理信号とを加算することによって、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の加算手段とを備えていることを特徴とする請求項１２に記載の信号処理装置。
【請求項１４】
上記第１の非線形処理手段は、
２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、
上記偶数冪乗信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記偶数冪乗信号を出力することを特徴とする請求項１から３、１２、および１３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１５】
上記第１の非線形処理手段は、
２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、
上記偶数冪乗信号を微分することによって微分信号を生成する微分手段と、
上記微分信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記微分信号を出力することを特徴とする請求項１から３、１２、および１３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１６】
上記第１の非線形処理手段は、
３以上の奇数を冪指数として、入力される信号を冪乗する奇数冪乗演算手段を備え、
上記奇数冪乗演算手段によって冪乗された信号を出力することを特徴とする請求項１から３、１２、および１３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１７】
上記第１の非線形処理手段は、
入力される信号を、当該入力される信号の取り得る最大値で除算した値の絶対値の平方根と、上記最大値とを乗算することによって平方根信号を生成する平方根演算手段と、
上記平方根信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、
上記符号変換手段によって符号が反転された上記平方根信号を出力することを特徴とする請求項１から３、１２、および１３のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１８】
上記第１の非線形処理手段は、
入力される信号の値が０の近傍のとき、絶対値が上記入力される信号の絶対値よりも大きい信号を出力することを特徴とする請求項１から３、および１２から１７のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項１９】
上記第１の低周波成分除去手段は、
タップ数が３以上の高域通過型のフィルタであることを特徴とする請求項１から３、および１２から１８のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項２０】
上記第１の低周波成分除去手段は、
出力する信号のうち、絶対値が所定下限値よりも小さい部分の信号値を０に変更する低レベル信号除去手段と、
出力する信号のうち、絶対値が所定上限値よりも大きい部分の信号値を、符号を維持して絶対値のみ当該上限値以下に変更する高レベル信号除去手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から３、および１２から１９のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項２１】
上記第１の非線形処理手段は、
出力する信号の振幅を、第１の所定の倍率値を乗算することによって調整する第１の振幅調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から３、および１２から２０のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項２２】
上記動き検出手段は、
隣接する２つのフレームの差分を表す差信号を算出する差分算出手段と、
上記２つのフレームの一方に含まれる第１の高周波成分を、上記ブロック領域毎に算出する第１の高周波成分算出手段と、
上記２つのフレームの他方に含まれる第２の高周波成分を、上記ブロック領域毎に算出する第２の高周波成分算出手段と、
上記ブロック領域毎に、上記第１の高周波成分に第１の係数を乗算した値と、上記第２の高周波成分に第２の係数を乗算した値とを加算することによって第３の高周波成分を算出する第３の高周波成分算出手段と、
上記ブロック領域毎に、上記差分算出手段にて算出した上記差信号を、上記第３の高周波成分算出手段にて算出した上記第３の高周波成分にて除算することによって、動き信号を算出する除算手段とを備え、
上記動き信号の値が、所定の閾値より大きい上記ブロック領域にて、動きを検出したものとすることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の信号処理装置。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか１項に記載の信号処理装置が備えるコンピュータを動作させる制御プログラムであって、上記コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項２４】
時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する集積回路であって、
上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出回路と、
上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する高周波成分生成回路と、
上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、
上記動き検出回路にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力回路とを備えるとともに、
上記高周波成分生成回路は、
上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって低周波除去信号を生成する低周波成分除去回路と、
上記低周波除去信号を入力とし、上記低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する非線形処理信号を生成し、当該非線形処理信号を出力する非線形処理回路と、
上記動き領域信号と上記非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算回路とを有していることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を鮮鋭化することにより画質を向上させる信号処理装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像処理装置等にて、画像の画質を改善するために、画像を鮮鋭化する処理（以下、鮮鋭化処理）が行なわれている。例えば、従来のテレビジョン受像機では、自機に表示する画像の輪郭部に相当する画像信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にする輪郭補償が行なわれている。この輪郭補償は、テレビジョン受像機のディスプレイに入力された画像信号（輝度信号）の高周波成分を抽出し、該抽出した高周波成分を増幅したものを、上記入力された画像信号に加算することによって行なわれる。これにより、テレビジョン受像機内の各回路で行なれる処理によって劣化する画像信号の周波数特性を改善し、見かけ上の画質を向上させている。【０００３】
ここで、動画像の場合、動き領域には動きボケが生じやすいため、一般的に、動き領域は静止領域よりもボケて見える。そのため、従来から、動画像の動き領域に対して、いわゆる、アンシャープマスクとも称される鮮鋭化処理を施すことが行なわれている。【０００４】
なお、動画像における動き領域の動きボケを改善する技術として、特許文献１に開示されている技術がある。特許文献１に開示されている技術は、動き領域に対するバックライトの点灯制御を行なうＰＷＭパルス（駆動電圧波形）を生成する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００９−１９８９３５号公報（公開日：２００９年９月３日）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術による鮮鋭化処理は、通常、処理対象となる画像信号に対して線形演算を施す処理である。そのため、従来技術による鮮鋭化処理では、ナイキスト周波数よりも高い周波数成分（処理対象となる画像信号に含まれない高周波数成分）を利用することができないことから、画質を十分に改善することができないという問題がある。【０００７】
また、特許文献１に開示されている技術は、バックライトの点灯を制御することによって、動き領域のボケ感を疑似的に低減しているにすぎず、映像信号を鮮鋭化する技術ではない。【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成により、動画像を高度に鮮鋭化することができる信号処理装置、制御プログラム、および集積回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号を入力とし、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成し、当該第１の非線形処理信号を出力する第１の非線形処理手段と、上記動き領域信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算手段とを備えることを特徴としている。【００１０】
また、本発明に係る集積回路は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する集積回路であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する高周波成分生成回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出回路にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力回路とを備えるとともに、上記高周波成分生成回路は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって低周波除去信号を生成する低周波成分除去回路と、上記低周波除去信号を入力とし、上記低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する非線形処理信号を生成し、当該非線形処理信号を出力する非線形処理回路と、上記動き領域信号と上記非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算回路とを有していることを特徴としている。【００１１】
上記信号処理装置の構成によれば、ブロック領域毎にフレーム間での動きを検出し、動きが検出されたブロック領域（以下、動き領域）の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成し、動き領域については上記高調波を出力し、動きが検出されなかったブロック領域（以下、静止領域）については当該静止領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する。そして、上記高調波を生成するにあたり、まず、動き領域の動画像を表す動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成する。そして、第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する。そして、動き領域信号と第１の低周波除去信号とを加算することによって、上記高調波を生成する。【００１２】
よって、動画像のうち、動き領域の画像を表す動き領域信号に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。【００１３】
ここで、上記高調波は、動き領域信号と、第１の低周波除去信号を２乗する等の非線形処理を施した第１の非線形処理信号とを加算することにより生成される。ただし、生成される信号の符号の正負は、第１の低周波除去信号の符号の正負が維持される。【００１４】
そのため、上記高調波には、動き領域の画像を表す信号の周波数成分には含まれない高帯域の周波数成分が含まれる。その結果、上記高調波は、動き領域の画像を表す信号を離散化する場合のサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数よりも高い周波数成分を含むこととなる。【００１５】
上記集積回路の構成においても上述と同様に、動画像のうち、動き領域の画像を表す動き領域信号に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。【００１６】
したがって、本発明に係る信号処理装置および集積回路は、動き領域の画像を表す動き領域信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。【００１７】
その結果、本発明に係る信号処理装置および集積回路は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。【００１８】
また、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第１の鮮鋭化信号を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第２の鮮鋭化信号を生成する第２の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記第２の鮮鋭化信号を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である主走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する第１の非線形処理手段と、上記主走査方向信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記第１の鮮鋭化信号を生成する第１の加算手段とを備え、上記第２の高周波成分生成手段は、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である副走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第２の低周波除去信号を生成する第２の低周波成分除去手段と、上記第２の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第２の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第２の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第２の非線形処理信号を生成して出力する第２の非線形処理手段と、上記副走査方向信号と上記第２の非線形処理信号とを加算することによって、上記第２の鮮鋭化信号を生成する第２の加算手段とを備えることを特徴としている。【００１９】
上記の構成によれば、ブロック領域毎にフレーム間での動きを検出し、動きが検出されたブロック領域（以下、動き領域）の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である主走査方向信号を鮮鋭化した第１の鮮鋭化信号を生成し、さらに、第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である副走査方向信号を鮮鋭化した第２の鮮鋭化信号を生成する。そして、動き領域については第２の鮮鋭化信号を出力し、動きが検出されなかったブロック領域（以下、静止領域）については当該静止領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する。【００２０】
そして、上記第１の鮮鋭化信号を生成するにあたり、まず、動き領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成する。そして、第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する。そして、第１の非線形処理信号を主走査方向信号に加算することによって、上記第１の鮮鋭化信号を生成する。【００２１】
同様に、上記第２の鮮鋭化信号を生成するにあたり、まず、第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号ある副走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第２の低周波除去信号を生成する。そして、第２の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも第２の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、第２の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第２の非線形処理信号を生成する。そして、第２の非線形処理信号を副走査方向信号に加算することによって、上記第２の鮮鋭化信号を生成する。【００２２】
よって、動画像のうち、動き領域の動画像の主走査方向および副走査方向に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。【００２３】
ここで、上記第１の鮮鋭化信号は、主走査方向信号と、第１の低周波除去信号を２乗する等の非線形処理を施した第１の非線形処理信号とを加算することにより生成される。ただし、生成される信号の符号の正負は、第１の低周波除去信号の符号の正負が維持される。同様に、上記第２の鮮鋭化信号は、副走査方向信号と、第２の低周波除去信号を２乗する等の非線形処理を施した第２の非線形処理信号とを加算することにより生成される。ただし、生成される信号の符号の正負は、第２の低周波除去信号の符号の正負が維持される。【００２４】
そのため、上記第２の鮮鋭化信号には、動き領域の画像を表す信号の周波数成分には含まれない高帯域の周波数成分が含まれる。その結果、上記第２の鮮鋭化信号は、動き領域の画像を表す信号を離散化する場合のサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数よりも高い周波数成分を含むこととなる。【００２５】
したがって、本発明に係る信号処理装置は、動き領域の画像を表す信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。【００２６】
その結果、本発明に係る信号処理装置は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号を入力とし、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成し、当該第１の非線形処理信号を出力する第１の非線形処理手段と、上記動き領域信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算手段とを備えている。【００２８】
また、本発明に係る集積回路は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する集積回路であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域の画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する高周波成分生成回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出回路にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力回路とを備えるとともに、上記高周波成分生成回路は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって低周波除去信号を生成する低周波成分除去回路と、上記低周波除去信号を入力とし、上記低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する非線形処理信号を生成し、当該非線形処理信号を出力する非線形処理回路と、上記動き領域信号と上記非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算回路とを有している。【００２９】
よって、動画像のうち、動き領域の画像を表す動き領域信号に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。【００３０】
したがって、動き領域の画像を表す動き領域信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。【００３１】
その結果、本発明に係る信号処理装置および集積回路は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。【００３２】
また、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第１の鮮鋭化信号を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第２の鮮鋭化信号を生成する第２の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記第２の鮮鋭化信号を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である主走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する第１の非線形処理手段と、上記主走査方向信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記第１の鮮鋭化信号を生成する第１の加算手段とを備え、上記第２の高周波成分生成手段は、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である副走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第２の低周波除去信号を生成する第２の低周波成分除去手段と、上記第２の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第２の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第２の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第２の非線形処理信号を生成して出力する第２の非線形処理手段と、上記副走査方向信号と上記第２の非線形処理信号とを加算することによって、上記第２の鮮鋭化信号を生成する第２の加算手段とを備えている。【００３３】
よって、動画像のうち、動き領域の動画像の主走査方向および副走査方向に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。【００３４】
したがって、動き領域の画像を表す信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。【００３５】
その結果、本発明に係る信号処理装置は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。【００３６】
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る信号処理装置に含まれる鮮鋭化処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した鮮鋭化処理部に含まれる高周波成分抽出部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した高周波成分抽出部に含まれるフィルタの他の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５の（ａ）は、図２に示した鮮鋭化処理部に入力される信号の波形を模式的に示す図である。図５の（ｂ）は、図２に示した鮮鋭化処理部にて生成される高周波信号の波形を模式的に示す図である。図５の（ｃ）は、図２に示した鮮鋭化処理部にて生成される非線形信号の波形を模式的に示す図である。図５の（ｄ）は、図２に示した鮮鋭化処理部にて生成される符号変換信号の波形を模式的に示す図である。図５の（ｅ）は、図２に示した鮮鋭化処理部にて生成される出力信号の波形を模式的に示す図である。
【図６】図６の（ａ）は、図２に示した鮮鋭化処理部に入力される信号の波形を模式的に示す図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示した信号を、従来技術によりエンハンスした波形を模式的に示す図である。
【図７】本発明に係る信号処理装置に含まれる鮮鋭化処理部の他の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示した鮮鋭化処理部に含まれる微分部の構成を示すブロック図である。
【図９】図９の（ａ）は、図７に示した鮮鋭化処理部に入力される信号の波形を模式的に示す図である。図９の（ｂ）は、図７に示した鮮鋭化処理部にて生成される高周波信号の波形を模式的に示す図である。図９の（ｃ）は、図７に示した鮮鋭化処理部にて生成される非線形信号の波形を模式的に示す図である。図９の（ｄ）は、図７に示した鮮鋭化処理部にて生成される微分信号の波形を模式的に示す図である。図９の（ｅ）は、図７に示した鮮鋭化処理部にて生成される符号変換信号の波形を模式的に示す図である。図９の（ｆ）は、図７に示した鮮鋭化処理部にて生成される出力信号の波形を模式的に示す図である。
【図１０】本発明に係る信号処理装置に含まれる鮮鋭化処理部のさらなる他の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１の（ａ）は、図１０に示した鮮鋭化処理部に入力される信号の波形を模式的に示す図である。図１１の（ｂ）は、図１０に示した鮮鋭化処理部にて生成される高周波信号の波形を模式的に示す図である。図１１の（ｃ）は、図１０に示した鮮鋭化処理部にて生成される非線形信号の波形を模式的に示す図である。図１１の（ｄ）は、図１０に示した鮮鋭化処理部にて生成される出力信号の波形を模式的に示す図である。
【図１２】本発明に係る信号処理装置に含まれる鮮鋭化処理部のさらなる他の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る信号処理装置に含まれる鮮鋭化処理部のさらなる他の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明に係る信号処理装置に含まれる動き検出部の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５の（ａ）は、Ｍ番目のフレームの信号の波形を示す模式図である。図１５の（ｂ）は、Ｍ＋１番目のフレームの信号の波形を示す模式図である。図１５の（ｃ）は、図１５の（ａ）に示した信号と、図１５の（ｂ）に示した信号との差分（フレーム差）を示す模式図である。図１５の（ｄ）は、図１５の（ｃ）に示したフレーム差を、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分のみで除算した結果を示す模式図である。図１５の（ｅ）は、図１５の（ｃ）に示したフレーム差を、Ｍ番目のフレームのエッジ成分、および、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分から算出されたエッジ信号で除算した結果を示す模式図である。
【図１６】図１に示した信号処理装置の実用例を示すブロック図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１７に示した信号処理装置の実用例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
（信号処理装置の概要）
各実施形態に係る信号処理装置（集積回路）５００は、概略的に言えば、動画像を表すデジタル信号（以下、画像信号とも称する）に対して、動画像を鮮鋭化するための鮮鋭化処理を施す装置である。ここで、鮮鋭化処理とは、後述する非線形演算を施すことにより、動画像に含まれる輪郭部分（エッジ）に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にする（エンハンスする）処理を指すものとする。
【００３９】
なお、後述する信号処理装置５００ａ〜５００ｄを区別しないとき、単に、「信号処理装置５００」と表記する。また、以下では、信号処理装置５００に入力される画像信号を、入力信号ＳＡと表記する。また、信号処理装置５００から出力される画像信号を、出力信号ＳＯと表記する。
【００４０】
後述するように、信号処理装置５００が備える鮮鋭化処理部（第１の高周波成分生成手段、第２の高周波成分生成手段、第３の高周波成分生成手段、第４の高周波成分生成手段、高周波成分生成回路）１００は、入力される信号に含まれない高周波成分（具体的には、入力される信号を離散化する場合のサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数より高い周波数成分）を、出力信号に含ませることができる。そのため、信号処理装置５００にて鮮鋭化処理を行なうと、従来技術のように線形演算を用いて鮮鋭化処理を行なう場合に比べて、画像に含まれるエッジに相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを、より急峻にすることが可能となる。
【００４１】
なお、入力信号ＳＡで表される動画像は、例えば、標準画質テレビジョン（ＳＤＴＶ：Standard Definition Television）または高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ：High Definition Television）の受像機等にて、リアルタイムに表示されるものである。なお、動画像は、時間的に連続する複数のフレーム（画面）から構成されているものとする。
【００４２】
また、入力信号ＳＡは、画像の主走査方向（水平方向、横方向）に隣接して並ぶ画素の画素値から成るデータ列（画素値の系列）によって構成されているものとして説明するが、画像の副走査方向（垂直方向、縦方向）に隣接して並ぶ画素の画素値から成るデータ列によって構成されていてもよい。
【００４３】
（鮮鋭化処理部の概要）
次に、信号処理装置５００の構成要素である鮮鋭化処理部１００の概要について説明する。なお、鮮鋭化処理部１００は、後述する鮮鋭化処理部１００ａ〜１００ｅのいずれであってもよい。鮮鋭化処理部１００ａ〜１００ｅを区別しないとき、単に、「鮮鋭化処理部１００」と表記する。
【００４４】
鮮鋭化処理部１００は、鮮鋭化処理部１００に入力される信号に対して、波形を鮮鋭化するための鮮鋭化処理を施し、該鮮鋭化された信号を出力するものである。ここで、鮮鋭化処理とは、入力される信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にする（エンハンスする）処理を指すものとする。特に、入力される信号が画像を表すものである場合、画像に含まれる輪郭部分（エッジ）に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にする。
【００４５】
以下では、鮮鋭化処理部１００に入力される信号を、入力信号Ｓｉｎとも表記する。また、鮮鋭化処理部１００から出力される信号を、出力信号Ｓｏｕｔ（高調波、第１の鮮鋭化信号、第２の鮮鋭化信号）とも表記する。
【００４６】
また、鮮鋭化処理部１００は、後述するように、少なくとも非線形処理部（第１の非線形処理手段、第２の非線形処理手段、第３の非線形処理手段、第４の非線形処理手段、非線形処理回路）１０２を備えている。なお、後述する非線形処理部１０２ａ〜１０２ｅを区別しないとき、単に「非線形処理部１０２」と表記するものとする。
【００４７】
そして、鮮鋭化処理部１００は、入力信号Ｓｉｎの高周波成分に対して非線形処理部１０２にて非線形演算を施すことにより、入力信号Ｓｉｎに含まれない高周波成分（具体的には、入力信号Ｓｉｎを離散化する場合のサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数より高い周波数成分）を、出力信号Ｓｏｕｔに含ませることができる。そのため、鮮鋭化処理部１００にて鮮鋭化処理を行なうと、線形演算に基づく鮮鋭化処理と比べて、入力信号Ｓｉｎの立ち上がりおよび立ち下がりを、より急峻なものにすることができる。なお、出力信号Ｓｏｕｔを、入力信号Ｓｉｎの高調波とも表記する。
【００４８】
鮮鋭化処理部１００の詳細な構成については、後述する。
【００４９】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１から図１６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施形態に係る信号処理装置５００を、信号処理装置５００ａと表記する。
【００５０】
信号処理装置５００ａは、入力信号ＳＡで表される動画像の動き領域に対して鮮鋭化処理を施す装置である。動画像のうち、ボケ感が大きくなるところは動き領域であるため、動き領域に対して鮮鋭化処理を施すことにより、動画像の解像度感を向上させることができる。
【００５１】
なお、本明細書における「動き領域」とは、フレーム間で動きのある領域を指しているが、静止していない領域の全てを動き領域としてもよいし、ある程度動きがある（動き量が所定の閾値以上である）領域のみを動き領域としてもよい。
【００５２】
また、動画像に対する鮮鋭化処理は、主走査方向（横方向、水平方向）、副走査方向（縦方向、垂直方向）、時間方向に対して行なうが、信号処理装置５００ａの構成を説明するにあたり、鮮鋭化処理を施す方向については特に言及しない。なお、主走査方向、副走査方向、時間方向に対する鮮鋭化処理については後述する。
【００５３】
（信号処理装置の構成）
図１を参照しながら、信号処理装置５００ａの構成について説明する。図１は、信号処理装置５００ａの構成を示すブロック図である。同図に示すように、信号処理装置５００ａは、鮮鋭化処理部１００と、動き検出部（動き検出手段）２００と、信号出力部（出力信号生成手段）３００と、遅延処理部４００とを備えている。
【００５４】
鮮鋭化処理部１００は、上述したように、入力信号ＳＡに含まれる高周波成分に対して非線形演算を施すことにより、入力信号ＳＡの高調波を出力する。鮮鋭化処理部１００の詳細な構成については後述する。
【００５５】
次に、動き検出部２００は、入力信号ＳＡで表される動画像を構成するフレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、フレーム間での動きを検出するものである。好ましいブロック領域は、（１）１画素から成るもの、または、（２）４画素×４画素の１６画素から成るものであるが、これらに限定されるものではない。また、必ずしもブロック領域に含まれる全画素の動きを検出する必要は無く、ブロック領域に含まれる少なくとも１画素について動きを検出すればよい。
【００５６】
なお、動きを検出する方法は特に限定されるものではなく、様々の方法を用いることができる。例えば、単純にフレーム間差分を求めることによって動きを検出する構成であってもよいし、後述する図１４に示す構成によって動きを検出してもよい。
【００５７】
そして、動き検出部２００は、ブロック領域毎の動きの検出結果を、信号出力部３００に通知する。
【００５８】
次に、信号出力部３００は、動き検出部２００による動きの検出結果に従って、接続点Ｏｕｔと、接続点Ｉｎ１および接続点Ｉｎ２との接続を切り替えるスイッチである。具体的には、動き検出部２００にて動きが検出されたとき、接続点Ｏｕｔと接続点Ｉｎ１とを接続する。この場合、鮮鋭化処理部１００から出力される信号（動き領域信号）が、出力信号ＳＯとして信号出力部３００から出力される。一方、動き検出部２００にて動きが検出されなかったとき、接続点Ｏｕｔと接続点Ｉｎ２とを接続する。この場合、遅延処理部４００から出力される信号（非動き領域信号）が、出力信号ＳＯとして信号出力部３００から出力される。
【００５９】
次に、遅延処理部４００は、入力信号ＳＡと、鮮鋭化処理部１００から出力される信号との間のタイミングを調整するディレイ回路であり、遅延素子から成るものである。
【００６０】
上記構成により、信号出力部３００は、動き検出部２００にて動きが検出されたブロック領域については、鮮鋭化処理部１００から出力される出力信号Ｓｏｕｔを、出力信号ＳＯとして出力する。一方、動き検出部２００にて動きが検出されなかったブロック領域については、入力信号ＳＡをそのまま出力信号ＳＯとして出力する。
【００６１】
（鮮鋭化処理部の構成）
次に、鮮鋭化処理部１００の詳細な構成について説明する。
【００６２】
（鮮鋭化処理部の構成例１）
図２は、鮮鋭化処理部１００ａの構成を示すブロック図である。同図に示すとおり、鮮鋭化処理部１００ａは、高周波成分抽出部（第１の低周波成分除去手段、第２の低周波成分除去手段、第３の低周波成分除去手段、第４の低周波成分除去手段、低周波成分除去回路）１１、非線形処理部１０２ａ、および加算部（第１の加算手段、第２の加算手段、第３の加算手段、第４の加算手段、加算回路）１５を備えている。
【００６３】
まず、高周波成分抽出部１１について説明する。高周波成分抽出部１１は、概略的には、入力信号Ｓｉｎに含まれる高周波成分を抽出し、高周波信号Ｓ１１（第１の低周波除去信号、第２の低周波除去信号、第３の低周波除去信号、第４の低周波除去信号、低周波除去信号）として出力するものである。図３を参照しながら、高周波成分抽出部１１の構成について説明する。図３は、高周波成分抽出部１１の構成を示すブロック図である。
【００６４】
同図に示すように、高周波成分抽出部１１は、フィルタ１１０と、丸め処理部（低レベル信号除去手段）１３２、およびリミッタ（高レベル信号除去手段）１３３とを備えている。
【００６５】
フィルタ１１０は、フィルタ１１０は、ｍ−１個の単位遅延素子１１１ｈ（ｈ＝１、２、…、ｍ−１：ｍは３以上の正の整数を示す）と、ｍ個の乗算部１１２ｋ（ｋ＝１、２、…、ｍ）と、加算部１３１とを備える、ｍタップのトランスバーサル型の高域通過フィルタであり、入力信号Ｓｉｎを入力とし、高域信号ＳＨ１を出力する。
【００６６】
単位遅延素子１１１ｈのそれぞれは、入力された信号を単位時間ずつ遅延させた信号を出力するものである。なお、単位遅延素子１１１１（ｈ＝１）には、入力信号Ｓｉｎが入力される。
【００６７】
乗算部１１２ｋのそれぞれは、入力される信号に係数Ｃｋを乗算し、該乗算した結果を加算部１３１に出力する。ここで、係数Ｃｋは、フィルタ１１０が高域通過フィルタとして機能するように予め設定されるものである。例えば、ｍ＝３の場合、Ｃ１＝０．５、Ｃ２＝−１、Ｃ３＝０．５と設定することにより、フィルタ１１０は、高域通過フィルタとして機能する。
【００６８】
加算部１３１は、乗算部１１２ｋから出力される信号を加算することによって、高域信号ＳＨ１を生成する。
【００６９】
なお、一般的に知られているように、高域通過フィルタよりも低域通過フィルタの方が容易に実現可能である。そこで、フィルタ１１０は、低域通過フィルタを用いて構成してもよい。図４に、フィルタ１１０の他の構成例を示す。同図に示すように、フィルタ１１０は、低域通過フィルタ１１０１と減算部１１０２とによって構成してもよい。
【００７０】
丸め処理部１３２は、後段の非線形処理部１０２にてノイズを増幅させないために、高域信号ＳＨ１に含まれるノイズとみなせる低レベル信号を除去することによって、低レベル除去信号ＳＨ２を生成する。
【００７１】
具体的には、高域信号ＳＨ１の信号値のうち、絶対値が所定の下限値ＬＶ以下の信号値を“０”に変更することによって、低レベル除去信号ＳＨ２を生成する。
【００７２】
例えば、入力信号Ｓｉｎが、−２５５から２５５のいずれかの整数値を取り得る場合において、下限値ＬＶを“２”とすると、高域信号ＳＨ１の信号値のうち、絶対値が“２”以下の信号値を全てノイズとみなして“０”に変更する（つまり、丸める）。
【００７３】
次に、リミッタ１３３は、既に十分なエネルギーを有する信号を後段の非線形処理部１０２にてさらに増幅させないために、低レベル除去信号ＳＨ２に含まれる高レベルの信号値を除去することによって、高周波信号Ｓ１１を生成する。
【００７４】
具体的には、低レベル除去信号ＳＨ２の信号値が所定の上限値ＵＶ１以下となるように、低レベル除去信号ＳＨ２の信号のうち、絶対値が上限値ＵＶ１よりも大きい部分について、絶対値を上限値ＵＶ１以下に変更する処理（以下、クリップ処理とも表記する）を行なうことによって、高周波信号Ｓ１１を生成する。
【００７５】
例えば、低レベル除去信号ＳＨ２の信号値の絶対値が“６４”を超える部分について、当該部分の信号値を、符号に応じて“６４”または“−６４”に変更する。または、“０”に変更してもよい。
【００７６】
なお、入力信号Ｓｉｎが８ビット信号である場合、上述したフィルタ１１０では、この８ビット信号に対して、例えば１２ビット演算で３ｒｄＭＳＢ（８ビット信号で６４または−６４程度）以下に制限した信号を入力信号Ｓｉｎに加算する。そのため、丸め処理部１３２およびリミッタ１３３は、フィルタ１１０で行なわれた演算結果を、８ビット信号相当に制限する処理を行なっている。
【００７７】
また、上述では、高周波成分抽出部１１は、丸め処理部１３２とリミッタ１３３とをそれぞれ備える構成としたが、これらを一体にした部材を備える構成としてもよい。
【００７８】
次に、非線形処理部１０２ａについて説明する。非線形処理部１０２ａは、図２に示すように、非線形演算部（偶数冪乗演算手段、平方根演算手段）２１、符号変換部（符号変換手段）４１、およびリミッタ（第１の振幅調整手段、第２の振幅調整手段）５１を備えている。
【００７９】
非線形演算部２１は、高周波信号Ｓ１１に対して非線形演算を施し、非線形信号Ｓ２１を生成する。
【００８０】
ここで、非線形演算部２１にて行なう非線形演算について説明する。以下では、非線形演算部２１への入力信号値をｘとし、非線形演算部２１からの出力信号値をｙとし、非線形演算部２１にて行なう非線形演算を、ｙ＝ｆ（ｘ）という関数で表す。
【００８１】
ここで、関数ｆ（ｘ）は、正負対称（原点対称）に単調増加する非線形関数であるものとする。なお、単調増加とは広義の単調増加を意味するものとする。ただし、関数ｆ（ｘ）は、少なくともｘ＝“０”の近傍で単調増加するものであればよい。また、関数ｆ（ｘ）は、少なくともｘ＝“０”の近傍で、｜ｆ（ｘ）｜＞｜ｘ｜であることが好ましい。
【００８２】
このような関数ｆ（ｘ）として、例えば、下記数式（１）〜（３）で示されるものが挙げられる。なお、下記数式（２）および（３）で示される関数ｆ（ｘ）を用いる場合、当該関数ｆ（ｘ）は、０≦ｘ≦１の区間での値の増加が大きいため、当該区間で用いることが好ましい。
【００８３】
【数１】
0005450668.tif 000002
【００８４】
【数２】
0005450668.tif 000003
【００８５】
【数３】
0005450668.tif 000004
【００８６】
関数ｆ（ｘ）として上記数式（１）を用いる場合、非線形演算部２１は、２以上の偶数を冪指数として高周波信号Ｓ１１を冪乗することにより非線形信号Ｓ２１（偶数冪乗信号、平方根信号）を生成する。例えば、上記数式（１）においてｎ＝１の場合（つまり、ｆ（ｘ）＝ｘ２である場合）、非線形演算部２１は、高周波信号Ｓ１１を２乗することにより、非線形信号Ｓ２１を生成する。この場合、高周波信号Ｓ１１を構成するデータ列が、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３、…であるとすると、高周波信号Ｓ１１を２乗した非線形信号Ｓ２１は、データ列Ｘ１２，Ｘ２２，Ｘ３２、…で構成されるデジタル信号となる。
【００８７】
ところで、高周波信号Ｓ１１の信号値が、−２５５〜２５５のいずれかの整数値である場合、関数ｆ（ｘ）を用いるにあたり、ｘを２５５で正規化してもよい。例えば、上記数式（２）を用いる代わりに、上記数式（２）で示される関数ｆ（ｘ）の右辺のｘを、ｘ／２５５で正規化するとともに、右辺に２５５を乗算した下記数式（４）を用いてもよい。なお、下記数式（４）は、ｆ（ｘ）＞ｘという条件を満たす。
【００８８】
【数４】
0005450668.tif 000005
【００８９】
上記数式（４）では、上記数式（２）で示される関数ｆ（ｘ）の右辺のｘを、２５５で正規化するとともに、右辺に２５５を乗算したが、右辺に乗算する数値は正規化するための値（この例では２５５）と同じ値である必要はなく、｜ｆ（ｘ）｜＞｜ｘ｜という条件を満たすものであればよい。例えば、２５５の代わりに右辺に１００を乗算した下記数式（５）を用いてもよい。
【００９０】
【数５】
0005450668.tif 000006
【００９１】
また、関数ｆ（ｘ）は、下記数式（６）に示す三角関数を用いたものであってもよい。
【００９２】
【数６】
0005450668.tif 000007
【００９３】
次に、符号変換部４１は、高周波信号Ｓ１１の符号ビット情報に基づき、非線形信号Ｓ２１に高周波信号Ｓ１１の符号を反映させたものを、符号変換信号Ｓ４１として生成する。すなわち、符号変換部４１は、非線形信号Ｓ２１のうち、符号が、高周波信号Ｓ１１と同じ部分については、符号をそのまま維持する。一方、非線形信号Ｓ２１のうち、符号が、高周波信号Ｓ１１と異なる部分については、符号の正負を反転させる。
【００９４】
次に、リミッタ５１は、符号変換部４１が生成する符号変換信号Ｓ４１の振幅（信号レベル、強度）を調整する処理（以下、振幅調整処理とも表記する）を行なうことにより、非線形処理信号（第１の非線形処理信号、第２の非線形処理信号、第３の非線形処理信号、第４の非線形処理信号）Ｓ１２を生成する。具体的には、リミッタ５１は、符号変換信号Ｓ４１に、所定の倍率値α（｜α｜＜１）を乗算することにより、符号変換信号Ｓ４１の振幅を調整する。
【００９５】
なお、倍率値αは、映像の動きやノイズの量に応じて適宜設定可能であることが望ましい。なお、倍率値αを固定値にする場合は、例えば、絶対値が０．５以下の値とすることが望ましい。
【００９６】
さらに、リミッタ５１は、既に十分なエネルギーを有する信号をさらに増幅させないために、非線形処理信号Ｓ１２の信号値が所定の上限値ＵＶ２以下となるように、非線形処理信号Ｓ１２の信号のうち、絶対値が上限値ＵＶ２よりも大きい部分について、絶対値を当該上限値ＵＶ２以下に変更する処理（以下、クリップ処理とも表記する）を行なう。例えば、非線形処理信号Ｓ１２の信号値の絶対値が“６４”を超える部分について、当該部分の信号値を、符号に応じて“６４”または“−６４”に変更する。または、“０”に変更してもよい。
【００９７】
なお、非線形処理部１０２ａは、リミッタ５１を備えず、符号変換信号Ｓ４１の振幅調整処理およびクリップ処理を行なわない構成としてもよい。この場合、符号変換部４１が生成する符号変換信号Ｓ４１が、非線形処理信号Ｓ１２として非線形処理部１０２ａから出力される。
【００９８】
最後に、加算部１５について説明する。加算部１５は、非線形処理信号Ｓ１２を補償用信号として、入力信号Ｓｉｎに加算することにより、出力信号Ｓｏｕｔを生成するものである。なお、加算部１５には、入力信号Ｓｉｎと非線形処理信号Ｓ１２との間のタイミングを調整するための遅延素子が適宜含まれているものとする。
【００９９】
（構成例１における信号の波形）
次に、図５の（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、鮮鋭化処理部１００ａの各部にて生成される信号の波形について説明する。図５の（ａ）〜（ｅ）は、鮮鋭化処理部１００ａの各部にて生成される信号の波形を模式的に示す図である。ここでは、図５の（ａ）に示す信号が、入力信号Ｓｉｎとして鮮鋭化処理部１００ａに入力されるものとする。
【０１００】
まず、入力信号Ｓｉｎが高周波成分抽出部１１に入力されると、入力信号Ｓｉｎに含まれる高周波成分が抽出され、図５の（ｂ）に示される高周波信号Ｓ１１が生成される。
【０１０１】
続いて、非線形処理部１０２ａの非線形演算部２１にて行なわれる非線形演算が、ｆ（ｘ）＝ｘ２である場合、高周波信号Ｓ１１を２乗した非線形信号Ｓ２１が、非線形演算部２１にて生成される（図５の（ｃ）参照）。
【０１０２】
続いて、非線形信号Ｓ２１が符号変換部４１に入力されると、図５の（ｄ）に示される符号変換信号Ｓ４１が生成される。同図に示すとおり、符号変換信号Ｓ４１は、図５の（ｂ）に示される高周波信号Ｓ１１の符号の正負が維持されている。
【０１０３】
続いて、符号変換信号Ｓ４１がリミッタ５１に入力されると、振幅調整処理およびクリップ処理が行なわれ、非線形処理信号Ｓ１２が生成される。その後、加算部１５によって、非線形処理信号Ｓ１２が入力信号Ｓｉｎに加算されると、出力信号Ｓｏｕｔが生成される（図５の（ｅ）参照）。
【０１０４】
なお、図５の（ｅ）に示した非線形処理信号Ｓ１２における信号の立ち上がりおよび立ち下がりは、線形演算を用いて入力信号Ｓｉｎをエンハンスした場合における信号の立ち上がりおよび立ち下がりよりも、急峻となるので、図６を参照しながら説明する。
【０１０５】
図６の（ａ）に示す信号は、図５の（ａ）に示した入力信号Ｓｉｎと同じものである。そして、図６の（ａ）に示す入力信号Ｓｉｎをエンハンスする場合、線形演算を用いた鮮鋭化処理では、図６の（ａ）に示す入力信号Ｓｉｎから高域信号を抽出し、該抽出した高域信号に入力信号Ｓｉｎを加算するという方法が用いられる。したがって、線形演算を用いた鮮鋭化処理では、入力信号Ｓｉｎに含まれていないナイキスト周波数を超えた信号成分が付加されることはない。
【０１０６】
そのため、線形演算を用いた鮮鋭化処理では、図６の（ｂ）で示される信号が生成される。図６の（ｂ）で示される信号における立ち上がりは、図６の（ａ）に示す入力信号Ｓｉｎにおける信号の立ち上がりよりも急峻となるものの、鮮鋭化処理部１００ａにて生成される非線形処理信号Ｓ１２（図５の（ｅ））における信号の立ち上がりの方が、より急峻となる。
【０１０７】
（鮮鋭化処理部の構成例２）
上述した非線形処理部１０２ａにおいて、非線形演算部２１にて生成される非線形信号Ｓ２１を微分する構成としてもよい。非線形信号Ｓ２１を微分することによって、非線形信号Ｓ２１に含まれる直流成分を除去することができるからである。
【０１０８】
そこで、図７を参照しながら、鮮鋭化処理部１００ｂの構成例について説明する。図７は、鮮鋭化処理部１００ｂの構成を示すブロック図である。
【０１０９】
同図に示すとおり、鮮鋭化処理部１００ｂは、高周波成分抽出部１１、非線形処理部１０２ｂ、および加算部１５を備えている。そして、非線形処理部１０２ｂは、図２に示した非線形処理部１０２ａの構成に加え、非線形演算部２１と符号変換部４１との間に、微分部（微分手段）３１を備えている。高周波成分抽出部１１、非線形処理部１０２ｂの微分部３１以外の部材、および加算部１５は、上述したものと同じものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１１０】
微分部３１は、非線形演算部２１にて生成される非線形信号Ｓ２１を微分することにより、微分信号Ｓ３１を生成するものである。
【０１１１】
図８を参照しながら、微分部３１の構成について説明する。図８は、微分部３１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、微分部３１は、単位遅延素子３１１１と減算部３１１２とから構成されており、微分部３１に入力される信号に対して後退差分を算出するものである。
【０１１２】
そして、微分部３１が生成した微分信号Ｓ３１に対して、符号変換部４１は、高周波信号Ｓ１１の符号ビット情報に基づき、非線形信号Ｓ２１に高周波信号Ｓ１１の符号を反映させたものを、符号変換信号Ｓ４２として生成する。すなわち、符号変換部４１は、微分信号Ｓ３１のうち、符号が、高周波信号Ｓ１１と同じ部分については、符号をそのまま維持する。一方、非線形信号Ｓ２１のうち、符号が、高周波信号Ｓ１１と異なる部分については、符号の正負を反転させる。
【０１１３】
そして、リミッタ５１は、符号変換部４１にて生成される符号変換信号Ｓ４２に対して、振幅調整処理およびクリップ処理を行なうことによって、非線形処理信号Ｓ１２を生成する。振幅調整処理では、符号変換信号Ｓ４２に、所定の倍率値αを乗算することにより、符号変換信号Ｓ４２の振幅を調整する。
【０１１４】
なお、非線形処理部１０２ｂは、リミッタ５１を備えず、符号変換信号Ｓ４２の振幅調整処理およびクリップ処理を行なわない構成としてもよい。この場合、符号変換部４１が生成する符号変換信号Ｓ４２が、非線形処理信号Ｓ１２として非線形処理部１０２ｂから出力される。
【０１１５】
（構成例２における信号の波形）
次に、図９の（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、鮮鋭化処理部１００ｂの各部にて生成される信号の波形について説明する。図９の（ａ）〜（ｆ）は、鮮鋭化処理部１００ｂの各部にて生成される信号の波形を模式的に示す図である。ここでは、図９の（ａ）に示す信号が、入力信号Ｓｉｎとして鮮鋭化処理部１００ｂに入力されるものとする。なお、図９の（ａ）に示す信号は、図５の（ａ）に示す信号と同じである。
【０１１６】
まず、入力信号Ｓｉｎが高周波成分抽出部１１に入力されると、入力信号Ｓｉｎに含まれる高周波成分が抽出され、図９の（ｂ）に示される高周波信号Ｓ１１が生成される。
【０１１７】
続いて、非線形処理部１０２ｂの非線形演算部２１にて行なわれる非線形演算が、ｆ（ｘ）＝ｘ２である場合、高周波信号Ｓ１１を２乗した非線形信号Ｓ２１が、非線形演算部２１にて生成される（図９の（ｃ）参照）。
【０１１８】
続いて、非線形信号Ｓ２１が微分部３１に入力されると、図９の（ｄ）に示される微分信号Ｓ３１が生成される。なお、微分信号Ｓ３１では、非線形信号Ｓ２１に含まれていた直流成分が除去されている。
【０１１９】
続いて、微分信号Ｓ３１が符号変換部４１に入力されると、図９の（ｅ）に示される符号変換信号Ｓ４２が生成される。同図に示すとおり、符号変換信号Ｓ４２は、図９の（ｂ）に示される高周波信号Ｓ１１の符号の正負が維持されている。
【０１２０】
続いて、符号変換信号Ｓ４１がリミッタ５１に入力されると、振幅調整処理およびクリップ処理が行なわれ、非線形処理信号Ｓ１２が生成される。最後に、加算部１５によって、非線形処理信号Ｓ１２が入力信号Ｓｉｎに加算されると、出力信号Ｓｏｕｔが生成される（図９の（ｆ）参照）。
【０１２１】
なお、図９の（ｆ）に示される出力信号Ｓｏｕｔにおける信号の立ち上がりおよび立ち下がりは、線形演算を用いて鮮鋭化する場合よりも、急峻となる。
【０１２２】
（鮮鋭化処理部の構成例３）
上述した非線形処理部１０２ａおよび非線形処理部１０２ｂの構成では、符号変換部４１を備える構成としたが、高周波信号Ｓ１１に対して施す非線形演算が、高周波信号Ｓ１１の符号の正負を維持するものであれば、符号変換部４１を備える必要はない。
【０１２３】
そこで、図１０を参照しながら、符号変換部４１を備えない鮮鋭化処理部１００ｃの構成例について説明する。図１０は、鮮鋭化処理部１００ｃの構成を示すブロック図である。
【０１２４】
同図に示すとおり、鮮鋭化処理部１００ｃは、高周波成分抽出部１１、非線形処理部１０２ｃ、および加算部１５を備えている。そして、非線形処理部１０２ｃは、非線形演算部（奇数冪乗演算手段）２２、およびリミッタ５１を備えている。高周波成分抽出部１１、リミッタ５１、および加算部１５は、上述したものと同じものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１２５】
非線形演算部２２は、高周波信号Ｓ１１に対して非線形演算を施し、非線形信号Ｓ２２を生成する。
【０１２６】
ここで、非線形演算部２２にて行なう非線形演算について説明する。以下では、非線形演算部２２への入力信号値をｘとし、非線形演算部２２からの出力信号値をｙとし、非線形演算部２２にて行なう非線形演算を、ｙ＝ｇ（ｘ）という関数で表す。
【０１２７】
ここで、関数ｇ（ｘ）は、正負対称（原点対称）に単調増加する非線形関数であるものとする。なお、単調増加とは、広義の単調増加を意味するものとする。ただし、関数ｇ（ｘ）は、少なくともｘ＝“０”の近傍で単調増加するものであればよい。また、関数ｇ（ｘ）は、少なくともｘ＝“０”の近傍で、｜ｇ（ｘ）｜＞｜ｘ｜であることが好ましい。
【０１２８】
このような関数ｇ（ｘ）として、例えば、下記数式（７）が挙げられる。
【０１２９】
【数７】
0005450668.tif 000008
【０１３０】
関数ｇ（ｘ）として上記数式（７）を用いる場合、非線形演算部２２は、３以上の奇数を冪指数として高周波信号Ｓ１１を冪乗することにより非線形信号Ｓ２２を生成する。例えば、上記数式（７）においてｎ＝１の場合（つまり、ｇ（ｘ）＝ｘ３である場合）、非線形演算部２２は、高周波信号Ｓ１１を３乗することにより、非線形信号Ｓ２２を生成する。この場合、高周波信号Ｓ１１を構成するデータ列が、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３、…であるとすると、高周波信号Ｓ１１を３乗した非線形信号Ｓ２２は、データ列Ｘ１３，Ｘ２３，Ｘ３３、…で構成されるデジタル信号となる。
【０１３１】
そして、リミッタ５１は、非線形演算部２２にて生成される非線形信号Ｓ２２に対して、振幅調整処理およびクリップ処理を行なうことによって、非線形処理信号Ｓ１２を生成する。
【０１３２】
なお、非線形処理部１０２ｃは、リミッタ５１を備えず、非線形信号Ｓ２２の振幅調整処理およびクリップ処理を行なわない構成としてもよい。この場合、非線形演算部２２が生成する非線形信号Ｓ２２が、非線形処理信号Ｓ１２として非線形処理部１０２ｃから出力される。
【０１３３】
（構成例３における信号の波形）
次に、図１１の（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、鮮鋭化処理部１００ｃの各部にて生成される信号の波形について説明する。図１１の（ａ）〜（ｄ）は、鮮鋭化処理部１００ｃの各部にて生成される信号の波形を模式的に示す図である。ここでは、図１１の（ａ）に示す信号が、入力信号Ｓｉｎとして鮮鋭化処理部１００ｃに入力されるものとする。なお、図１１の（ａ）に示す信号は、図５の（ａ）に示す信号と同じである。
【０１３４】
まず、入力信号Ｓｉｎが高周波成分抽出部１１に入力されると、入力信号Ｓｉｎに含まれる高周波成分が抽出され、図１１の（ｂ）に示される高周波信号Ｓ１１が生成される。
【０１３５】
続いて、非線形演算部２２にて行なわれる非線形演算が、ｆ（ｘ）＝ｘ３である場合、高周波信号Ｓ１１を３乗した非線形信号Ｓ２２が、非線形演算部２２にて生成される（図１１の（ｃ）参照）。
【０１３６】
続いて、非線形信号Ｓ２２がリミッタ５１に入力されると、振幅調整処理およびクリップ処理が行なわれ、非線形処理信号Ｓ１２が生成される。最後に、加算部１５によって、非線形処理信号Ｓ１２が入力信号Ｓｉｎに加算されると、出力信号Ｓｏｕｔが生成される（図１１の（ｄ）参照）。
【０１３７】
なお、図１１の（ｄ）に示される出力信号Ｓｏｕｔにおける信号の立ち上がりおよび立ち下がりは、線形演算を用いて鮮鋭化する場合よりも、急峻となっている。
【０１３８】
（ナイキスト周波数を超える周波数が生成される理由）
次に、鮮鋭化処理部１００が生成する出力信号Ｓｏｕｔが、入力信号Ｓｉｎが有する高調波成分等のナイキスト周波数ｆｓ／２を超える高周波成分を含む理由について説明する。
【０１３９】
ここでは、入力信号Ｓｉｎが、時間をｘとした関数Ｆ（ｘ）で表現されるものとする。そして、入力信号Ｓｉｎの基本角周波数をωとすると、関数Ｆ（ｘ）は、下記数式（８）のようにフーリエ級数で表現することができる。
【０１４０】
【数８】
0005450668.tif 000009
【０１４１】
ここで、Ｎは、サンプリング周波数ｆｓに対するナイキスト周波数ｆｓ／２を超えない最高周波数の高調波の次数である。すなわち、下記数式（９）が満たされる。
【０１４２】
【数９】
0005450668.tif 000010
【０１４３】
次に、関数Ｆ（ｘ）で表される入力信号Ｓｉｎの直流成分ａ０以外の信号をＧ（ｘ）と表記すると、Ｇ（ｘ）は下記数式（１０）で表される。
【０１４４】
【数１０】
0005450668.tif 000011
【０１４５】
ここで、鮮鋭化処理部１００に入力される入力信号Ｓｉｎは、信号Ｇ（ｘ）または信号Ｇ（ｘ）の高周波成分を含む。
【０１４６】
そして、例えば、非線形演算部２１にて行なわれる非線形演算が、ｆ（ｘ）＝ｘ２である場合、非線形演算部２１にて生成される非線形信号Ｓ２１は、高周波信号Ｓ１１を２乗することにより得られる信号である。ここで、上記数式（１０）により、（Ｇ（ｘ））２の各項は、下記数式（１１）〜（１３）のいずれかで表される（ｉ＝±１、±２、…、±Ｎ；ｊ＝±１、±２、…、±Ｎ）。
【０１４７】
【数１１】
0005450668.tif 000012
【０１４８】
【数１２】
0005450668.tif 000013
【０１４９】
【数１３】
0005450668.tif 000014
【０１５０】
ここで、三角関数に関する公式を用いることにより、上記数式（１１）〜（１３）は、それぞれ、下記数式（１４）〜（１６）に書き直すことができる。
【０１５１】
【数１４】
0005450668.tif 000015
【０１５２】
【数１５】
0005450668.tif 000016
【０１５３】
【数１６】
0005450668.tif 000017
【０１５４】
上記数式（１４）〜（１６）から分かるように、（Ｇ（ｘ））２は、（Ｎ＋１）ω、（Ｎ＋２）ω、…、２Ｎω等の角周波数成分を含む。
【０１５５】
よって、（Ｇ（ｘ））２は、ナイキスト周波数ｆｓ／２より高い周波数成分を含むこととなる。つまり、非線形演算部２１にて生成される非線形信号Ｓ２１は、周波数２Ｎω／（２π）といった高調波成分等のように、ナイキスト周波数ｆｓ／２より高い周波数成分を含むこととなる。
【０１５６】
同様に、例えば、非線形演算部２２にて行なわれる非線形演算が、ｆ（ｘ）＝ｘ３である場合、非線形演算部２２にて生成される非線形信号Ｓ２２は、高周波信号Ｓ１１を３乗することにより得られる信号である。ここで、上記数式（１０）により、（Ｇ（ｘ））３の各項は、下記数式（１７）〜（２０）のいずれかで表される（ｉ＝±１、±２、…、±Ｎ；ｊ＝±１、±２、…、±Ｎ；ｋ＝±１、±２、…、±Ｎ）。
【０１５７】
【数１７】
0005450668.tif 000018
【０１５８】
【数１８】
0005450668.tif 000019
【０１５９】
【数１９】
0005450668.tif 000020
【０１６０】
【数２０】
0005450668.tif 000021
【０１６１】
ここで、例えば、ｉ＝ｊ＝ｋ＝Ｎである項のうち、上記数式（１７）および（２０）で示される項に着目すると、これらの項は、三角関数に関する公式を用いることにより、下記数式（２１）および（２２）に書き直すことができる。
【０１６２】
【数２１】
0005450668.tif 000022
【０１６３】
【数２２】
0005450668.tif 000023
【０１６４】
また、例えば、ｉ＝ｊ＝ｋ＝−Ｎである項のうち、上記数式（１７）および（２０）で示される項に着目すると、これらの項は、三角関数に関する公式を用いることにより、下記数式（２３）および（２４）に書き直すことができる。
【０１６５】
【数２３】
0005450668.tif 000024
【０１６６】
【数２４】
0005450668.tif 000025
【０１６７】
上記数式（２１）〜（２４）から分かるように、（Ｇ（ｘ））３は、基本角周波数ωの３Ｎ倍の周波数成分、および、−３Ｎ倍の周波数成分を含む。（Ｇ（ｘ））３の他の項についても三角関数の公式によって書き直すことにより、（Ｇ（ｘ））３は、基本角周波数ωの−３Ｎ倍から３Ｎ倍までの様々な周波数成分を含むことが分かる。
【０１６８】
よって、（Ｇ（ｘ））３は、ナイキスト周波数ｆｓ／２より高い周波数成分を含むこととなる。つまり、非線形演算部２２にて生成される非線形信号Ｓ２２は、周波数３Ｎω／（２π）といった高調波成分等のように、ナイキスト周波数ｆｓ／２より高い周波数成分を含むこととなる。
【０１６９】
以上のように、鮮鋭化処理部１００にて生成される出力信号Ｓｏｕｔは、入力信号Ｓｉｎに含まれない高周波成分、すなわちナイキスト周波数より高い周波数成分を含むこととなる。
【０１７０】
（鮮鋭化処理部の他の構成例１）
鮮鋭化処理部１００にて施す非線形演算は、上述した以外にも様々に考えられる。そこで、図１２および図１３を参照しながら、鮮鋭化処理部１００ｄおよび１００ｅの構成例について説明する。
【０１７１】
まず、図１２は、鮮鋭化処理部１００ｄの構成を示すブロック図である。同図に示すとおり、鮮鋭化処理部１００ｄは、高周波成分抽出部１１、非線形処理部１０２ｄ、および加算部１５を備えている。高周波成分抽出部１１および加算部１５は、上述したものと同じものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１７２】
非線形処理部１０２ｄは、２乗演算部６１、第１微分部７１、第２微分部８１、および乗算部９１を備えている。
【０１７３】
２乗演算部６１は、高周波信号Ｓ１１を２乗することにより２乗信号Ｓ６１を生成するものである。すなわち、高周波信号Ｓ１１を構成するデータ列が、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、…であるとすると、高周波信号Ｓ１１を２乗した２乗信号Ｓ６１は、データ列Ｘ１２、Ｘ２２、Ｘ３２、…によって構成されるデジタル信号となる。
【０１７４】
次に、第１微分部７１は、２乗演算部６１にて生成される２乗信号Ｓ６１を微分することにより、第１微分信号Ｓ７１を生成する。なお、第１微分部７１の構成は、例えば、微分部３１と同様の構成である。
【０１７５】
次に、第２微分部８１は、入力信号Ｓｉｎを微分することにより、第２微分信号Ｓ８１を生成する。なお、第２微分部８１の構成は、例えば、微分部３１と同様の構成である。
【０１７６】
そして、乗算部９１は、第１微分信号Ｓ７１と第２微分信号Ｓ８１とを乗算することにより、非線形処理信号Ｓ１２を生成する。すなわち、第１微分信号Ｓ７１を構成するデータ列が、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、…であるとし、第２微分信号Ｓ８１を構成するデータ列が、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…であるとすると、非線形処理信号Ｓ１２は、データ列Ｕ１・Ｖ１、Ｕ２・Ｖ２、Ｕ３・Ｖ３、…によって構成されるデジタル信号となる。
【０１７７】
なお、上述では、非線形演算を施すために２乗演算部６１を設ける構成としたが、２乗演算部６１に代えて、高周波信号Ｓ１１を４乗する４乗演算部を用いてもよい。より一般的には、２以上の偶数を冪指数とする高周波信号Ｓ１１の冪乗に相当する信号を生成する冪乗演算部を用いてもよい。
【０１７８】
（鮮鋭化処理部の他の構成例２）
上述した鮮鋭化処理部１００ｄの構成では、２乗演算部６１を備える構成としたが、２乗演算部６１に代えて、入力された信号の絶対値を計算する絶対値処理部６２を備える構成としてもよい。
【０１７９】
そこで、図１３を参照しながら、絶対値処理部６２を備える鮮鋭化処理部１００ｅの構成例について説明する。図１３は、鮮鋭化処理部１００ｅの構成を示すブロック図である。
【０１８０】
同図に示すとおり、鮮鋭化処理部１００ｅは、高周波成分抽出部１１、非線形処理部１０２ｅ、および加算部１５を備えている。高周波成分抽出部１１および加算部１５は、上述したものと同じものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１８１】
非線形処理部１０２ｅは、絶対値処理部６２、第１微分部７１、第２微分部８１、および乗算部９１を備えている。第１微分部７１、第２微分部８１、および乗算部９１は、上述したものと同じものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１８２】
絶対値処理部６２は、高周波信号Ｓ１１の絶対値に相当する信号である絶対値信号Ｓ６２を生成する。すなわち、高周波信号Ｓ１１を構成するデータ列が、Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３、…であるとすると、絶対値信号Ｓ６２は、データ列｜Ｘ１｜、｜Ｘ２｜、｜Ｘ３｜、…によって構成されるデジタル信号となる。
【０１８３】
次に、第１微分部７１は、絶対値処理部６２にて生成される絶対値信号Ｓ６２を微分することにより、第１微分信号Ｓ７２を生成する。
【０１８４】
そして、乗算部９１は、第１微分信号Ｓ７２と第２微分信号Ｓ８１とを乗算することにより、非線形処理信号Ｓ１２を生成する。
【０１８５】
（動き検出部の構成例）
次に、図１４を参照しながら、動き検出部２００の構成例について説明する。なお、図１４に示す構成は好ましい一例を示しているに過ぎず、動き検出部２００の構成がこれに限定されるものではない。
【０１８６】
同図に示す構成例では、動き検出部２００は、少なくとも、フレームメモリ部２１０、差分算出部（差分算出手段）２２０、第１エッジ検出部（第１の高周波成分算出手段）２３０、第２エッジ検出部（第２の高周波成分算出手段）２４０、エッジ算出部（第３の高周波成分算出手段）２５０、および除算部（除算手段）２６０を備えている。さらに、同図に示すように、リミッタ２７０を備えていてもよい。
【０１８７】
フレームメモリ部２１０は、入力される信号を１フレーム毎に保持するものである。そして、フレームメモリ部２１０は、１フレーム毎に、保持している信号を、差分算出部２２０に出力する。よって、フレームメモリ部２１０から出力される信号は、直前のフレームを表す。フレームメモリ部２１０から出力される信号を、メモリ信号Ｓ２１０と表記する。
【０１８８】
次に、差分算出部２２０は、メモリ信号Ｓ２１０で表される直前のフレームと、動き検出部２００に入力される信号で表されるフレーム（現在のフレーム）とのフレーム差を算出するものである。差分算出部２２０から出力される信号を、差信号Ｓ２２０と表記する。
【０１８９】
次に、第１エッジ検出部２３０は、メモリ信号Ｓ２１０で表される直前のフレームに含まれる高周波成分（エッジ成分）を、ブロック領域毎に検出するものである。そして、該検出した高周波成分を、第１エッジ信号Ｓ２３０（第１の高周波成分）として出力する。
【０１９０】
次に、第２エッジ検出部２４０は、現在のフレームに含まれる高周波成分（エッジ成分）を、ブロック領域毎に検出するものである。そして、該検出した高周波成分を、第２エッジ信号Ｓ２４０（第２の高周波成分）として出力する。
【０１９１】
なお、第１エッジ検出部２３０および第２エッジ検出部２４０は、高周波成分を通過させるハイパスフィルタなどによって実現できる。
【０１９２】
次に、エッジ算出部２５０は、ブロック領域毎に、第１エッジ信号Ｓ２３０および第２エッジ信号Ｓ２４０を入力として所定の演算を施し、エッジ信号Ｓ２５０（第３の高周波成分）を算出する。所定の演算は、例えば、下記に示す（Ａ）〜（Ｄ）などが挙げられる。なお、最も好ましい演算は下記（Ａ）である。
【０１９３】
（Ａ）ブロック領域内の各位置において、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値および第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値のうち、絶対値の大きい方を、符号の正負を維持して、エッジ信号Ｓ２５０の信号値とする。
【０１９４】
（Ｂ）ブロック領域内の各位置において、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値と、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値との和を、エッジ信号Ｓ２５０の信号値とする。
【０１９５】
（Ｃ）ブロック領域内の各位置において、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値と、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値との平均値を、エッジ信号Ｓ２５０の信号値とする。
【０１９６】
（Ｄ）ブロック領域内の各位置において、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値と、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値との重み付け平均値を、エッジ信号Ｓ２５０の信号値とする。つまり、Ｓ２５０の信号値＝｛（Ｓ２３０の信号値×γ＋Ｓ２４０の信号値×ε）／（γ＋ε）｝とする。なお、γおよびεは、それぞれ、重みを表す任意の正数である。
【０１９７】
なお、上記（Ａ）〜（Ｄ）の各演算は、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値に第１の係数（以下、係数Ｐ１と表記する）を乗算した値と、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値に第２の係数（以下、係数Ｐ２と表記する）を乗算した値とを加算することによって、エッジ信号Ｓ２５０の信号値を算出するものであると換言することができる。
【０１９８】
具体的には、上記演算（Ａ）は、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値の絶対値が、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値の絶対値以上のとき、Ｐ１＝１およびＰ２＝０とし、一方、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値の絶対値が、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値の絶対値より小さいとき、Ｐ１＝０およびＰ２＝１として、第１エッジ信号Ｓ２３０×Ｐ１と、第２エッジ信号Ｓ２４０×Ｐ２とを加算することによりエッジ信号Ｓ２５０を算出するものである。
【０１９９】
また、上記演算（Ｂ）は、Ｐ１＝１およびＰ２＝１として、第１エッジ信号Ｓ２３０×Ｐ１と、第２エッジ信号Ｓ２４０×Ｐ２とを加算することによりエッジ信号Ｓ２５０を算出するものである。
【０２００】
また、上記演算（Ｃ）は、Ｐ１＝０．５およびＰ２＝０．５として、第１エッジ信号Ｓ２３０×Ｐ１と、第２エッジ信号Ｓ２４０×Ｐ２とを加算することによりエッジ信号Ｓ２５０を算出するものである。
【０２０１】
また、上記演算（Ｄ）は、Ｐ１＝｛γ／（γ＋ε）｝とし、Ｐ２＝｛ε／（γ＋ε）｝として、第１エッジ信号Ｓ２３０×Ｐ１と、第２エッジ信号Ｓ２４０×Ｐ２とを加算することによりエッジ信号Ｓ２５０を算出するものである。
【０２０２】
なお、Ｐ１およびＰ２の値は、上記（Ａ）〜（Ｄ）の各演算の種類に応じて、エッジ算出部２５０が設定するものとする。
【０２０３】
なお、エッジ信号Ｓ２５０は除算部２６０にて行なわれる除算に用いられるため、ゼロ除算を防止するために、演算後のエッジ信号Ｓ２５０には、常に所定値（“１０”など）が加算されるものとする。
【０２０４】
次に、除算部２６０は、ブロック領域毎に、差信号Ｓ２２０をエッジ信号Ｓ２５０により除算する。言い換えれば、差信号Ｓ２２０をエッジ信号Ｓ２５０により正規化している。これにより、ブロック領域毎の動き量を表す動き信号Ｓ２６０を出力する。フレーム差をエッジ成分で除算することにより動き量を算出することができる理由については、後述する。なお、動き信号Ｓ２６０の信号値の値が大きいほど、動き量が大きいことを示す。
【０２０５】
次に、リミッタ２７０は、動き信号Ｓ２６０のうち、絶対値が閾値ＴＨよりも小さい部分について、値を“０”（動きなし）に変更する。つまり、リミッタ２７０により、動き量の絶対値が閾値ＴＨよりも小さいブロック領域については、動きがないと見なす（動きが検出されなかったものとする）。言い換えれば、動き量の絶対値が閾値ＴＨ以上であるブロック領域のみについて、動きがあると見なす（動きが検出されたものとする）。なお、閾値ＴＨは、適宜、設定可能であるものとする。特に、エッジ算出部２５０が施す演算の種類に応じて設定されることが好ましい。
【０２０６】
（フレーム差をエッジ成分で除算することにより動き量を算出できる理由）
上述のように、図１４に示す構成の動き検出部２００は、差信号Ｓ２２０をエッジ信号Ｓ２５０で除算する。この除算により生成される動き信号Ｓ２６０が、動き量を表すものである理由について説明する。
【０２０７】
まず、動画像を構成するＭ番目のフレームにおける画面上の位置ｘに存在していた所定物体が、Ｍ＋１番目のフレームでは、画面上の主走査方向に距離ａだけ移動したものと仮定する。なお、Ｍは任意の整数とし、位置ｘは画面上の任意の座標位置を示す。ここで、Ｍ番目のフレームにおける画面上の位置ｘの画素値を、関数ＰＭ（ｘ）と表記すると、下記数式（２５）の関係が成り立つ。
【０２０８】
【数２５】
0005450668.tif 000026
【０２０９】
ここで、上記数式（２５）の右辺は、テイラー展開により、下記数式（２６）に展開することができる。
【０２１０】
【数２６】
0005450668.tif 000027
【０２１１】
次に、上記数式（２６）の両辺から、ＰＭ＋１（ｘ）を減算すると、下記数式（２７）が導かれる。
【０２１２】
【数２７】
0005450668.tif 000028
【０２１３】
次に、上記数式（２７）の左辺に上記数式（２５）を代入すると、下記数式（２８）が導かれる。
【０２１４】
【数２８】
0005450668.tif 000029
【０２１５】
次に、上記数式（２８）の両辺を、ＰＭ＋１’（ｘ）で除算すると、下記数式（２９）が導かれる。
【０２１６】
【数２９】
0005450668.tif 000030
【０２１７】
ここで、ＰＭ＋１’（ｘ）は、Ｍ＋１番目のフレームにおける位置ｘのエッジを表すものであるから、上記数式（２９）の左辺は、「位置ｘにおける画素値の、Ｍ番目のフレーム、および、Ｍ＋１番目のフレーム間における差分」を、「Ｍ＋１番目のフレームにおける位置ｘのエッジ」により除算したものである。一方、上記数式（２９）の右辺は、動き量である距離ａである。
【０２１８】
したがって、フレーム差をエッジ成分で除算することにより動き量を算出することができる。なお、エッジ成分で除算することにより正規化しているので、フレーム差の大小にかかわらず動き量を求めることができる。
【０２１９】
（２つのエッジ成分を演算に用いる理由）
ところで、上述したように、図１４に示す構成の動き検出部２００では、第１エッジ検出部２３０にてＭ＋１番目のフレームのエッジ成分を検出するとともに、第２エッジ検出部２４０にてＭ番目のフレームのエッジ成分を検出する。そして、エッジ算出部２５０にて、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値、および、第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値を用いて、エッジ信号Ｓ２５０を算出する。そして、除算部２６０にて、差信号Ｓ２２０をエッジ信号Ｓ２５０により除算する。
【０２２０】
このように、Ｍ番目のフレームのエッジ成分、および、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分から算出されたエッジ信号Ｓ２５０にて、フレーム差を除算する理由について、図１５を参照しながら説明する。
【０２２１】
図１５の（ａ）は、Ｍ番目のフレームの信号の波形を示す模式図である。図１５の（ｂ）は、Ｍ＋１番目のフレームの信号の波形を示す模式図である。なお、図１５の（ａ）に示すＭ番目のフレームから、図１５の（ｂ）に示すＭ＋１番目のフレームの間、所定物体が、形状を変えずに、等速で画面内を移動しているものとする。図１５の（ｃ）は、図１５の（ａ）に示した信号と、図１５の（ｂ）に示した信号との差分（フレーム差）を示す模式図である。
【０２２２】
ここで、仮に、図１５の（ｃ）に示したフレーム差を、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分のみで除算すると、例えば、図１５の（ｄ）に示す波形が得られる。この場合、図１５の（ｃ）に示すフレーム差を示す信号のうち、Ｍ＋１番目のフレームの信号から得られた部分（同図のＢからＣの区間の信号）については、除算により信号値が小さくなるが、Ｍ番目のフレームの信号から得られた部分（同図のＡからＢの区間の信号）については、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分が無いので、除算しても信号値が小さくならない。したがって、除算の結果、図１５の（ｄ）に示すように、信号値の大きい部分と小さい部分とが混在することとなる。つまり、同一の所定物体が移動しているにもかかわらず、フレーム差において、信号値の大きい部分と小さい部分との差が生じることとなる。
【０２２３】
しかしながら、Ｍ番目のフレームにおける所定物体の動き量と、Ｍ＋１番目のフレームにおける所定物体の動き量とは同一であるので、動き信号Ｓ２６０における、Ｍ番目のフレームの信号から得られた部分と、Ｍ＋１番目のフレームの信号から得られた部分とが、略同一の形状でなければ、動き領域を適切に検出することはできない。
【０２２４】
そこで、図１５の（ｃ）に示したフレーム差を、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分のみで除算するのではなく、Ｍ番目のフレームのエッジ成分、および、Ｍ＋１番目のフレームのエッジ成分から算出されたエッジ信号Ｓ２５０にて除算する。
【０２２５】
なお、エッジ信号Ｓ２５０の算出方法は上述したとおりであり、特に、第１エッジ信号Ｓ２３０の信号値および第２エッジ信号Ｓ２４０の信号値のうち、絶対値の大きい方を、符号の正負を維持して、エッジ信号Ｓ２５０の信号値とするのが好ましい。
【０２２６】
このように算出したエッジ信号Ｓ２５０にて図１５の（ｃ）に示したフレーム差を除算すると、例えば、図１５の（ｅ）に示す波形が得られる。これにより、動き信号Ｓ２６０における、Ｍ番目のフレームの信号から得られた部分と、Ｍ＋１番目のフレームの信号から得られた部分とを略同一にすることができる。
【０２２７】
この場合、動き信号Ｓ２６０は、所定物体の輝度レベルによらず、同一または類似のレベルにすることができる。
【０２２８】
なお、単にフレーム差を求める方法では、動き領域を適切に検出することはできない。一例として、画像の輝度データが８ビットデジタル信号である場合について説明する。この場合、輝度値は０〜２５５のいずかの値をとる。ここで、輝度値が「１０」の物体が毎フレーム５画素移動する場合と、輝度値が「１００」の物体が毎フレーム５画素移動する場合とでは、フレーム差は異なるが、動き量は同一の毎フレーム５画素である。しかしながら、単にフレーム差を動き量とする方法では、輝度値の高い物体が移動した場合の方が、大きな動き信号となってしまう。つまり、輝度値が「１００」の物体の動き量は、輝度値が「１０」である所定物体の１０倍の動き量を示すこととなる。
【０２２９】
（実用例：主走査方向、副走査方向、時間方向に対する鮮鋭化処理）
動画像に対して鮮鋭化処理を施すにあたり、通常、主走査方向（横方向、水平方向）および副走査方向（縦方向、垂直方向）に対して鮮鋭化処理を施す。さらに、時間方向に対しても鮮鋭化処理を施すことにより、より高度に鮮鋭化することが可能となる。なお、時間方向に鮮鋭化することにより、残像の発生を抑制することが可能となる。
【０２３０】
ここで、鮮鋭化処理部１００が備える高周波成分抽出部１１が有する単位遅延素子１１１ｈのそれぞれは、（１）入力された信号で表される動画像の主走査方向に単位時間ずつ遅延させた信号を出力するものであってもよいし、（２）入力された信号で表される動画像の副走査方向に単位時間ずつ遅延させた信号を出力するものであってもよいし、（３）入力された信号で表される動画像の時間方向に単位時間ずつ（フレーム毎に）遅延させた信号を出力するものであってもよい。
【０２３１】
そして、単位遅延素子１１１ｈのそれぞれが上記（１）の構成である場合、鮮鋭化処理部１００は、動画像の主走査方向について鮮鋭化処理を施すことができる。主走査方向についての鮮鋭化処理を、以下では、主走査方向処理を表記する。
【０２３２】
また、単位遅延素子１１１ｈのそれぞれが上記（２）の構成である場合、鮮鋭化処理部１００は、動画像の副走査方向について鮮鋭化処理を施すことができる。副走査方向についての鮮鋭化処理を、以下では、副走査方向処理を表記する。
【０２３３】
また、単位遅延素子１１１ｈのそれぞれが上記（３）の構成である場合、鮮鋭化処理部１００は、動画像の時間方向について鮮鋭化処理を施すことができる。時間方向についての鮮鋭化処理を、以下では、時間方向処理を表記する。
【０２３４】
したがって、入力信号ＳＡで表される動画像の動き領域に対して鮮鋭化処理を施す場合、図１６に示す構成が最適である。図１６は、動画像の動き領域に対して主走査方向処理、副走査方向処理、および時間方向処理をそれぞれ施す信号処理装置５００ｂを示すブロック図である。
【０２３５】
同図に示すように、信号処理装置５００ｂは、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、および時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００を備えている。そして、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００から出力される信号（第１の鮮鋭化信号）は、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００に入力される。副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００から出力される信号（第２の鮮鋭化信号）は、時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００に入力される。時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００は、接続点Ｉｎ１に信号を出力する。
【０２３６】
よって、動き検出部２００にて動きが検出されたとき、接続点Ｏｕｔと接続点Ｉｎ１とが接続され、時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００から出力される信号（動き領域信号）が、出力信号ＳＯとして信号出力部３００から出力される。一方、動き検出部２００にて動きが検出されなかったとき、接続点Ｏｕｔと接続点Ｉｎ２とが接続され、遅延処理部４００から出力される信号（非動き領域信号）が、出力信号ＳＯとして信号出力部３００から出力される。
【０２３７】
なお、信号処理装置５００ｂでは、動き検出部２００が備える第１エッジ検出部２３０および第２エッジ検出部２４０は、下記のように動作するものとする。
【０２３８】
すなわち、第１エッジ検出部２３０は、メモリ信号Ｓ２１０で表される直前のフレームに含まれる主走査方向の高周波成分および副走査方向の高周波成分のいずれか大きい方を、ブロック領域毎に検出し、該検出した高周波成分を、第１エッジ信号Ｓ２３０として出力する。なお、主走査方向の高周波成分と副走査方向の高周波成分とを加算した信号を、第１エッジ信号Ｓ２３０として出力してもよい。
【０２３９】
同様に、第２エッジ検出部２４０は、最新のフレームに含まれる主走査方向の高周波成分および副走査方向の高周波成分のいずれか大きい方を、ブロック領域毎に検出し、該検出した高周波成分を、第２エッジ信号Ｓ２４０として出力する。なお、主走査方向の高周波成分と副走査方向の高周波成分とを加算した信号を、第２エッジ信号Ｓ２４０として出力してもよい。
【０２４０】
信号処理装置５００ｂの構成によれば、動き領域に対して、主走査方向処理、副走査方向処理、および時間方向処理をそれぞれ施すことができるので、動き領域を高度に鮮鋭化することが可能となる。
【０２４１】
なお、図１６では、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、および時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００をそれぞれ備える構成としたが、コスト低減および処理速度の向上を図るために、一部を省略してもよい。例えば、図１６に示す構成から、時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００を省き、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、および、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００のみを備える構成としてもよい。
【０２４２】
（変形例：動き量に応じた鮮鋭化）
動き検出部２００が、図１４に示すように、ブロック領域毎の動き量を算出する構成である場合、動き検出部２００が算出した動き量を鮮鋭化処理部１００に通知する構成とし、動き量に応じて、ブロック領域の鮮鋭化度合いを変更する構成とすることもできる。以下に、当該構成例を２つ説明する。
【０２４３】
まず、１つ目の構成例は、鮮鋭化処理部１００が備えるリミッタ５１が、符号変換信号Ｓ４１に乗算する倍率値αを、動き検出部２００が算出した動き量に応じた値に設定する構成である。つまり、動き量が大きいほど倍率値αの値を大きく設定する。
【０２４４】
例えば、動き量の絶対値が０〜７のいずれかの値を取り得る場合において、動き量の絶対値が１〜３のとき（動き量が小さいとき）、例えば倍率値αを０．２と設定し、動き量の絶対値が４〜７のとき（動き量が大きいとき）、例えば倍率値αを０．８と設定する。
【０２４５】
このように倍率値αを設定することにより、動き量が大きいときは、符号変換信号Ｓ４１の振幅が大きくなり、その結果、非線形処理信号Ｓ１２の振幅が大きくなる。よって、動き量が大きいブロック領域は、動き量が小さいブロック領域よりも、高度に鮮鋭化されることとなる。
【０２４６】
次に、２つ目の構成例について説明する。２つ目の構成例は、高周波成分抽出部１１が、係数Ｃｋの組合せが異なる複数のフィルタ１１０（つまり、周波数特性が異なる複数のフィルタ１１０）を備えており、動き検出部２００が算出した動き量に応じたフィルタ１１０を選択して用いる構成である。
【０２４７】
係数Ｃｋの異なる複数のフィルタ１１０とは、例えば、通過させる周波数成分が多くなるように係数Ｃｋのそれぞれが設定されたもの、および、通過させる周波数成分が少なくなるように係数Ｃｋのそれぞれが設定されたものである。
【０２４８】
そして、例えば、動き量の絶対値が０〜７のいずれかの値を取り得る場合において、動き量の絶対値が１〜３のとき（動き量が小さいとき）、通過させる周波数成分が少なくなるように係数Ｃｋが設定された方のフィルタ１１０を選択し、一方、動き量の絶対値が４〜７のとき（動き量が大きいとき）、通過させる周波数成分が多くなるように係数Ｃｋが設定された方のフィルタ１１０を選択する。これにより、動き量が大きいときは、高域信号ＳＨ１が大きくなり、その結果、非線形処理信号Ｓ１２の振幅が大きくなる。よって、動き量が大きいブロック領域は、動き量が小さいブロック領域よりも、高度に鮮鋭化されることとなる。
【０２４９】
〔実施形態２〕
実施形態１にて説明した信号処理装置５００は、入力信号ＳＡで表される動画像の動き領域に対して鮮鋭化処理を施す構成である。しかしながら、さらに、動画像の静止領域に対しても鮮鋭化処理を施してもよい。静止領域に対しても鮮鋭化処理を施すことにより、動画像の解像度感をより向上させることができる。なお、通常、静止領域は動き領域よりもボケ感は少ないので、静止領域に対する鮮鋭化は、動き領域に対する鮮鋭化よりも、鮮鋭化の度合いを弱くすることが望ましい。
【０２５０】
本実施形態では、動き領域に加えて、静止領域に対しても鮮鋭化処理を施す形態について説明する。なお、本明細書における「静止領域」とは、フレーム間で動きのない領域を指しているが、完全に静止している領域のみを静止領域としてもよいし、微小な動きのある（動き量が所定の閾値以下である）領域を含めて静止領域としてもよい。
【０２５１】
本発明の一実施形態について図１７および図１８に基づいて説明すると以下の通りである。本実施形態に係る信号処理装置５００を、信号処理装置５００ｃと表記する。なお、説明の便宜上、実施形態１にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、特に記載する場合を除きその説明を省略する。
【０２５２】
なお、信号処理装置５００ｃの構成を説明するにあたり、鮮鋭化処理を施す方向（主走査方向、副走査方向、時間方向）については特に言及しない。
【０２５３】
（信号処理装置の構成）
図１７を参照しながら、信号処理装置５００ｃの構成について説明する。図１７は、信号処理装置５００ｃの構成を示すブロック図である。同図に示すように、信号処理装置５００ｃは、２つの鮮鋭化処理部１００と、動き検出部２００と、信号出力部３００とを備えている。
【０２５４】
ここで、上記２つの鮮鋭化処理部１００のうち、動き領域に対して鮮鋭化処理を施すための鮮鋭化処理部１００を、特に「鮮鋭化処理部１００Ａ」と表記し、一方、静止領域に対して鮮鋭化処理を施すための鮮鋭化処理部１００を、特に「鮮鋭化処理部１００Ｂ」と表記する。
【０２５５】
鮮鋭化処理部１００Ａは、入力信号ＳＡを入力として、接続点Ｉｎ１に信号を出力する。また、鮮鋭化処理部１００Ｂは、入力信号ＳＡを入力として、接続点Ｉｎ２に信号を出力する。
【０２５６】
ここで、鮮鋭化処理部１００Ａおよび鮮鋭化処理部１００Ｂは、いずれも、上述した鮮鋭化処理部１００と同じ構成であるが、下記（１）および（２）の少なくともいずれかが設定されており、鮮鋭化の度合いが異なる。
【０２５７】
（１）鮮鋭化処理部１００Ａが備えるリミッタ５１が符号変換信号Ｓ４１に乗算する倍率値α（以下、α１と表記する）が、鮮鋭化処理部１００Ｂが備えるリミッタ５１が符号変換信号Ｓ４１に乗算する倍率値α（以下、α２と表記する）よりも大きくなるように設定する。α１がα２の３倍程度であることが好ましい。
【０２５８】
これにより、動き領域では静止領域よりも符号変換信号Ｓ４１の振幅が大きくなり、その結果、非線形処理信号Ｓ１２の振幅が大きくなる。よって、動き領域は、静止領域よりも、高度に鮮鋭化されることとなる。
【０２５９】
（２）鮮鋭化処理部１００Ａが備えるフィルタ１１０は、通過させる周波数成分が多くなるように係数Ｃｋのそれぞれを設定し、鮮鋭化処理部１００Ａが備えるフィルタ１１０は、通過させる周波数成分が少なくなるように係数Ｃｋのそれぞれを設定する。
【０２６０】
これにより、動き領域では静止領域よりも高域信号ＳＨ１が大きくなり、その結果、非線形処理信号Ｓ１２の振幅が大きくなる。よって、動き領域は、静止領域よりも、高度に鮮鋭化されることとなる。
【０２６１】
以上の構成により、信号処理装置５００ｃでは、動き検出部２００にて動きが検出されたブロック領域については、鮮鋭化処理部１００Ａから出力される出力信号Ｓｏｕｔを、出力信号ＳＯとして出力する。一方、動き検出部２００にて動きが検出されなかったブロック領域については、鮮鋭化処理部１００Ｂから出力される出力信号Ｓｏｕｔを、出力信号ＳＯとして出力する。
【０２６２】
（実用例：主走査方向、副走査方向、時間方向に対する鮮鋭化処理）
本実施形態の場合にも、動き領域および静止領域のそれぞれに対して、主走査方向処理、副走査方向処理、および時間方向処理をそれぞれ施す構成が最適である。
【０２６３】
図１８は、動画像の動き領域および静止領域のそれぞれ毎に、主走査方向処理、副走査方向処理、および時間方向処理をそれぞれ施す信号処理装置５００ｄを示すブロック図である。
【０２６４】
同図に示すように、信号処理装置５００ｄは、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ａ、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ａ、および時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ａを備えるとともに、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ｂ、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ｂ、および時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００Ｂを備えている。
【０２６５】
信号処理装置５００ｃの構成によれば、動き領域および静止領域のそれぞれ毎に、主走査方向処理、副走査方向処理、および時間方向処理をそれぞれ施すことができるので、動き領域および静止領域のいずれについても高度に鮮鋭化することが可能となる。
【０２６６】
なお、図１８では、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、および時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００をそれぞれ備える構成としたが、コストの低減および処理速度の向上を図るために、一部を省略してもよい。例えば、図１８に示す構成から、時間方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００を省き、主走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００、および、副走査方向処理を行なう鮮鋭化処理部１００のみを備える構成としてもよい。
【０２６７】
（変形例：動き量に応じた鮮鋭化）
本実施形態の場合にも、実施形態１にて説明したように、動き領域については、動き量に応じて鮮鋭化度合いを変更する構成とすることもできる。当該構成は、実施形態１にて説明した構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０２６８】
〔付記事項〕
最後に、信号処理装置５００の各ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェアとして構成してもよいし、次のようにＣＰＵ（central processing unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０２６９】
ソフトウェアによって実現する場合は、信号処理装置５００（特に、鮮鋭化処理部１００）は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである信号処理装置５００の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記信号処理装置５００に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０２７０】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、ＰＬＤ（Programmable logic device）等の論理回路類などを用いることができる。
【０２７１】
また、信号処理装置５００を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
【０２７２】
このように本明細書において、手段とは必ずしも物理的手段を意味するものではなく、各手段の機能がソフトウェアによって実現される場合も含む。さらに、１つの手段の機能が２つ以上の物理的手段により実現されても、もしくは２つ以上の手段の機能が１つの物理的手段により実現されてもよい。
【０２７３】
以上のように、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号を入力とし、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成し、当該第１の非線形処理信号を出力する第１の非線形処理手段と、上記動き領域信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算手段とを備えている。
【０２７４】
また、本発明に係る集積回路は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する集積回路であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像を表す信号を鮮鋭化した高調波を生成する高周波成分生成回路と、上記動き検出回路にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記高調波を出力し、上記動き検出回路にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力回路とを備えるとともに、上記高周波成分生成回路は、上記動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって低周波除去信号を生成する低周波成分除去回路と、上記低周波除去信号を入力とし、上記低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する非線形処理信号を生成し、当該非線形処理信号を出力する非線形処理回路と、上記動き領域信号と上記非線形処理信号とを加算することによって、上記高調波を生成する加算回路とを有している。
【０２７５】
よって、動画像のうち、動き領域の画像を表す動き領域信号に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。
【０２７６】
したがって、動き領域の画像を表す動き領域信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。
【０２７７】
その結果、本発明に係る信号処理装置および集積回路は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。
【０２７８】
また、本発明に係る信号処理装置は、時間的に連続する複数のフレームから構成される動画像を表す信号に対して上記動画像を鮮鋭化する処理を施し、該鮮鋭化させた動画像を表す信号を出力する信号処理装置であって、上記フレームを構成する１または隣接する複数の画素から成るブロック領域毎に、上記フレーム間での動きを検出する動き検出手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第１の鮮鋭化信号を生成する第１の高周波成分生成手段と、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号を鮮鋭化した第２の鮮鋭化信号を生成する第２の高周波成分生成手段と、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である動き領域信号を鮮鋭化した上記第２の鮮鋭化信号を出力し、上記動き検出手段にて上記動きが検出されなかった上記ブロック領域については、当該ブロック領域の動画像を表す信号である非動き領域信号を出力する信号出力手段とを備えるとともに、上記第１の高周波成分生成手段は、上記動き検出手段にて上記動きが検出された上記ブロック領域の動画像の主走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である主走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第１の低周波除去信号を生成して出力する第１の低周波成分除去手段と、上記第１の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第１の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第１の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第１の非線形処理信号を生成する第１の非線形処理手段と、上記主走査方向信号と上記第１の非線形処理信号とを加算することによって、上記第１の鮮鋭化信号を生成する第１の加算手段とを備え、上記第２の高周波成分生成手段は、上記第１の鮮鋭化信号で表される動画像の副走査方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である副走査方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第２の低周波除去信号を生成する第２の低周波成分除去手段と、上記第２の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第２の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第２の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第２の非線形処理信号を生成して出力する第２の非線形処理手段と、上記副走査方向信号と上記第２の非線形処理信号とを加算することによって、上記第２の鮮鋭化信号を生成する第２の加算手段とを備えている。
【０２７９】
よって、動画像のうち、動き領域の動画像の主走査方向および副走査方向に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。
【０２８０】
したがって、動き領域の画像を表す信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。
【０２８１】
その結果、本発明に係る信号処理装置は、動き領域の画像を高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像における動き領域の動きボケを大きく低減し、画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。
【０２８２】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記信号出力手段から上記第２の鮮鋭化信号が出力される前に、上記第２の鮮鋭化信号で表される動画像の時間方向に隣接して並ぶ画素から成る画素群を表す信号である時間方向信号を鮮鋭化する第３の高周波成分生成手段をさらに備え、上記第３の高周波成分生成手段は、上記時間方向信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第３の低周波除去信号を生成して出力する第３の低周波成分除去手段と、上記第３の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第３の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第３の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第３の非線形処理信号を生成する第３の非線形処理手段と、上記時間方向信号と上記第３の非線形処理信号とを加算することによって、上記時間方向信号を鮮鋭化する第３の加算手段とを備える構成であってもよい。
【０２８３】
上記の構成によれば、さらに、動画像のうち、動き領域の動画像の時間方向に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。
【０２８４】
その結果、本発明に係る信号処理装置は、動き領域の画像をさらに高度に鮮鋭化することが可能となるという効果を奏する。
【０２８５】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記信号出力手段から上記非動き領域信号が出力される前に、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の高周波成分生成手段をさらに備え、上記第４の高周波成分生成手段は、上記非動き領域信号に含まれる周波数成分から、少なくとも直流成分を除去することによって第４の低周波除去信号を生成して出力する第４の低周波成分除去手段と、上記第４の低周波除去信号を入力とし、上記第４の低周波除去信号の符号の正負が維持され、かつ、少なくとも上記第４の低周波除去信号の値が０の近傍のとき、上記第４の低周波除去信号に対して非線形に広義に単調増加する第４の非線形処理信号を生成し、当該第４の非線形処理信号を出力する第４の非線形処理手段と、上記非動き領域信号と上記第４の非線形処理信号とを加算することによって、上記非動き領域信号を鮮鋭化する第４の加算手段とを備える構成であってもよい。
【０２８６】
上記の構成によれば、さらに、動画像のうち、動きが検出されなかったブロック領域（以下、静止領域）の画像を表す非動き領域信号に対して非線形処理を施した信号を出力することができる。
【０２８７】
ここで、上記非動き領域信号を鮮鋭化するにあたり、非動き領域信号と、第４の低周波除去信号を２乗する等の非線形処理を施した第４の非線形処理信号とを加算する。ただし、生成される信号の符号の正負は、第４の低周波除去信号の符号の正負が維持される。
【０２８８】
その結果、静止領域の画像を表す信号の周波数成分には含まれない高帯域の周波数成分が含まれる。つまり、静止領域の画像を表す信号を離散化する場合のサンプリング周波数の１／２の周波数であるナイキスト周波数よりも高い周波数成分を含むこととなる。
【０２８９】
したがって、静止領域の画像を表す信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。とりわけ、線形演算を施す従来の鮮鋭化処理と比べて、より高度に、エッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりを急峻にすることができる。
【０２９０】
その結果、静止領域の画像についても高度に鮮鋭化することが可能となり、動画像全体の画質および解像度感を向上させることができるという効果を奏する。
【０２９１】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、上記第３の非線形処理手段、および上記第４の非線形処理手段の少なくともいずれかは、２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、上記偶数冪乗信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、上記符号変換手段によって符号が反転された上記偶数冪乗信号を出力する構成であってもよい。
【０２９２】
上記の構成によれば、さらに、２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成するとともに、上記偶数冪乗信号のうち、符号の正負が上記冪乗前の周波数成分と異なる部分の符号を反転し、反転後の信号を出力する。
【０２９３】
よって、入力される信号を、２以上の偶数を冪指数として冪乗するとともに、符号の正負は、上記冪乗前の低周波除去信号の符号の正負を維持したものが出力されるので、当該出力される信号と、上記入力される信号とを加算することによって得られる信号は、上記入力される信号には含まれない高い周波数成分が含まれる。
【０２９４】
したがって、線形演算を施す従来の方法よりも、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。
【０２９５】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、上記第３の非線形処理手段、および上記第４の非線形処理手段の少なくともいずれかは、２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することにより偶数冪乗信号を生成する偶数冪乗演算手段と、上記偶数冪乗信号を微分することによって微分信号を生成する微分手段と、上記微分信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、上記符号変換手段によって符号が反転された上記微分信号を出力する構成であってもよい。
【０２９６】
上記の構成によれば、さらに、２以上の偶数を冪指数として、入力される信号を冪乗することによって偶数冪乗信号を生成するとともに、偶数冪乗信号を微分することによって微分信号を生成し、上記微分信号のうち、符号の正負が上記冪乗前の周波数成分と異なる部分の符号を反転し、反転後の信号を出力する。
【０２９７】
よって、入力される信号を、２以上の偶数を冪指数として冪乗し、冪乗後の信号に含まれ得る直流成分を微分することによって除去するとともに、符号の正負は、上記冪乗前の入力される信号の符号の正負を維持したものが出力されるので、当該出力される信号と、上記入力される信号とを加算することによって得られる信号は、上記入力される信号には含まれない高い周波数成分が含まれる。
【０２９８】
したがって、線形演算を施す従来の方法よりも、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。なお、冪乗後の信号に含まれ得る直流成分を微分することによって除去しているので、冪乗後の信号に含まれ得る直流成分を除去しない場合と比べて、信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができる。
【０２９９】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、上記第３の非線形処理手段、および上記第４の非線形処理手段の少なくともいずれかは、３以上の奇数を冪指数として、入力される信号を冪乗する奇数冪乗演算手段を備え、上記奇数冪乗演算手段によって冪乗された信号を出力する構成であってもよい。
【０３００】
上記の構成によれば、さらに、３以上の奇数を冪指数として、入力される信号を冪乗し、該冪乗された信号を出力する。
【０３０１】
よって、入力される信号を、３以上の奇数を冪指数として冪乗したものが、出力されるので、当該出力される信号と、上記入力される信号とを加算することによって得られる信号は、上記入力される信号には含まれない高い周波数成分が含まれる。
【０３０２】
したがって、線形演算を施す従来の方法よりも、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。
【０３０３】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、上記第３の非線形処理手段、および上記第４の非線形処理手段の少なくともいずれかは、入力される信号を、当該入力される信号の取り得る最大値で除算した値の絶対値の平方根と、上記最大値とを乗算することによって平方根信号を生成する平方根演算手段と、上記平方根信号のうち、符号の正負が、上記入力される信号と異なる部分の符号を反転する符号変換手段とを備え、上記符号変換手段によって符号が反転された上記平方根信号を出力する構成であってもよい。
【０３０４】
上記の構成によれば、上記入力される信号を、当該入力される信号の取り得る最大値で除算した値（つまり、入力される信号を正規化した値）の絶対値の平方根と、上記最大値とを乗算した平方根信号であって、符号の正負は上記入力される信号符号の正負を維持したものが、出力される。
【０３０５】
よって、上記出力される信号と、上記入力される信号とを加算することによって得られる信号は、上記入力される信号には含まれない高い周波数成分が含まれる。
【０３０６】
したがって、線形演算を施す従来の方法よりも、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。
【０３０７】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、上記第３の非線形処理手段、および上記第４の非線形処理手段の少なくともいずれかは、入力される信号の値が０の近傍のとき、絶対値が上記入力される信号の絶対値よりも大きい信号を出力する構成であってもよい。
【０３０８】
上記の構成によれば、入力される信号の値が０の近傍のとき、絶対値が上記入力される信号の絶対値よりも大きい信号を出力する。
【０３０９】
よって、入力される信号の値が０の近傍の区間では、出力信号を生成する際に鮮鋭化の対象となる信号に加算する信号の値を、鮮鋭化の対象となる信号より大きい値にすることができる。
【０３１０】
したがって、低周波除去信号の値が０の近傍の区間において、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。
【０３１１】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の低周波成分除去手段、上記第２の低周波成分除去手段、上記第３の低周波成分除去手段、および上記第４の低周波成分除去手段の少なくともいずれかは、タップ数が３以上の高域通過型のフィルタである構成であってもよい。
【０３１２】
上記の構成によれば、タップ数が３以上の高域通過型のフィルタであるので、鮮鋭化の対象となる信号から、少なくとも直流成分を適切に除去することができる。
【０３１３】
よって、鮮鋭化の対象となる信号に含まれる直流成分を除いた信号に対して非線形処理を施した信号と鮮鋭化の対象となる信号とを加算することによって得られる信号は、鮮鋭化の対象となる信号には含まれない高い周波数成分が含まれる。
【０３１４】
したがって、線形演算を施す従来の方法よりも、鮮鋭化の対象となる信号に含まれるエッジ部分に相当する信号の立ち上がりおよび立ち下がりをより急峻にすることができるという効果を奏する。
【０３１５】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の低周波成分除去手段、上記第２の低周波成分除去手段、上記第３の低周波成分除去手段、および上記第４の低周波成分除去手段の少なくともいずれかは、出力する信号のうち、絶対値が所定下限値よりも小さい部分の信号値を０に変更する低レベル信号除去手段と、出力する信号のうち、絶対値が所定上限値よりも大きい部分の信号値を、符号を維持して絶対値のみ当該上限値以下に変更する高レベル信号除去手段とをさらに備える構成であってもよい。
【０３１６】
上記の構成によれば、出力する信号のうち、絶対値が所定下限値よりも小さい部分の信号値を０に変更するとともに、出力する信号のうち、絶対値が所定上限値よりも大きい部分の信号値を、符号を維持して絶対値のみ当該上限値以下に変更する。
【０３１７】
よって、出力する信号に含まれるノイズを除去することができるとともに、出力する信号に含まれるエネルギーが大きい高周波成分が、非線形処理によって増幅されることを防ぐことができる。
【０３１８】
したがって、出力される信号において、ノイズが除去されており、かつ、エネルギーが大きい高周波成分が増幅されることを防止できるという効果を奏する。
【０３１９】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の非線形処理手段、上記第２の非線形処理手段、および上記第３の非線形処理手段の少なくともいずれかは、出力する信号の振幅を、第１の所定の倍率値を乗算することによって調整する第１の振幅調整手段をさらに備える構成であってもよい。
【０３２０】
上記の構成によれば、動き領域について、出力する信号の振幅を適切な大きさに調整することができる。したがって、出力される信号の振幅が大きくなりすぎることを防止できるという効果を奏する。
【０３２１】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第１の振幅調整手段は、上記動き検出手段にて検出された動きの大きさに応じて上記第１の所定の倍率値を設定する構成であってもよい。
【０３２２】
上記の構成によれば、上記動き検出手段にて検出された動きの大きさに応じて上記第１の所定の倍率値を設定することができる。したがって、検出された動きの大きさに応じて、出力する信号の振幅を適切な大きさに調整することができるという効果を奏する。
【０３２３】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第４の非線形処理手段は、上記第４の非線形処理信号の振幅を、第２の所定の倍率値を乗算することによって調整する第４の振幅調整手段をさらに備え、上記第１の所定の倍率値は、上記第２の所定の倍率値よりも大きい構成であってもよい。
【０３２４】
上記の構成によれば、静止領域について、出力する信号の振幅を適切な大きさに調整することができるとともに、静止領域において出力される信号の振幅を、動き領域において出力される信号の振幅よりも小さくすることができる。
【０３２５】
したがって、静止領域に対する鮮鋭化を、動き領域に対する鮮鋭化よりも抑えることができる。言い換えれば、動き領域は静止領域よりも高度に鮮鋭化することができるという効果を奏する。
【０３２６】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記動き検出手段は、隣接する２つのフレームの差分を表す差信号を算出する差分算出手段と、上記２つのフレームの一方に含まれる第１の高周波成分を、上記ブロック領域毎に算出する第１の高周波成分算出手段と、上記２つのフレームの他方に含まれる第２の高周波成分を、上記ブロック領域毎に算出する第２の高周波成分算出手段と、上記ブロック領域毎に、上記第１の高周波成分に第１の係数を乗算した値と、上記第２の高周波成分に第２の係数を乗算した値とを加算することによって第３の高周波成分を算出する第３の高周波成分算出手段と、上記ブロック領域毎に、上記差分算出手段にて算出した上記差信号を、上記第３の高周波成分算出手段にて算出した上記第３の高周波成分にて除算することによって、動き信号を算出する除算手段とを備え、上記動き信号の値が、所定の閾値より大きい上記ブロック領域にて、動きを検出したものとする構成であってもよい。
【０３２７】
上記の構成によれば、隣接する２つのフレームの一方に含まれる高周波成分（エッジ成分）に第１の係数を乗算した値と、当該隣接する２つのフレームの他方に含まれる高周波成分（エッジ成分）に第２の係数を乗算した値とを加算することによって第３の高周波成分を算出する。そして、隣接する２つのフレームの差分を表す差信号を、第３の高周波成分で除算することによって動き信号を算出する。そして、動き信号の値が、所定の閾値より大きいブロック領域にて、動きを検出したものとする。
【０３２８】
よって、隣接する２つのフレームのそれぞれに含まれる高周波成分を考慮して算出された第３の高周波成分によって差信号を除算するので、例えば、画面内を所定物体が等速で移動している場合、除算の結果、信号値の大きい部分と小さい部分とに差が生じることを抑制することができる。
【０３２９】
したがって、隣接する２つのフレームのいずれか一方に含まれる高周波成分にて差信号を除算することによって動き信号を算出する技術と比べて、より適切に動き領域を検出することができるという効果を奏する。
【０３３０】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第３の高周波成分算出手段は、上記第１の高周波成分の絶対値が上記第２の高周波成分の絶対値以上のとき、上記第１の係数を１に設定するとともに、上記第２の係数を０に設定し、上記第１の高周波成分の絶対値が上記第２の高周波成分の絶対値より小さいとき、上記第１の係数を０に設定するとともに、上記第２の係数を１に設定する構成であってもよい。
【０３３１】
上記の構成によれば、隣接する２つのフレームの一方に含まれる高周波成分（エッジ成分）と、当該隣接する２つのフレームの他方に含まれる高周波成分（エッジ成分）とのうち、絶対値の大きい方を、符号の正負を維持して、第３の高周波成分として算出することができる。
【０３３２】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第３の高周波成分算出手段は、上記第１の係数と上記第２の係数との和が１になるように、上記第１の係数および上記第２の係数を０以上１以下のいずれかの値に設定する構成であってもよい。
【０３３３】
上記の構成によれば、隣接する２つのフレームの一方に含まれる高周波成分（エッジ成分）の｛γ／（γ＋ε）｝倍と、当該隣接する２つのフレームの他方に含まれる高周波成分（エッジ成分）の｛ε／（γ＋ε）｝倍とを加算したものを、第３の高周波成分として算出することができる。なお、γおよびεは、それぞれ、重みを表す任意の正数である。
【０３３４】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第３の高周波成分算出手段は、上記第１の係数および上記第２の係数を０．５に設定する構成であってもよい。
【０３３５】
上記の構成によれば、隣接する２つのフレームの一方に含まれる高周波成分（エッジ成分）と、当該隣接する２つのフレームの他方に含まれる高周波成分（エッジ成分）との平均値を、第３の高周波成分として算出することができる。
【０３３６】
さらに、本発明に係る信号処理装置は、上記第３の高周波成分算出手段は、上記第１の係数および上記第２の係数を１に設定する構成であってもよい。
【０３３７】
上記の構成によれば、隣接する２つのフレームの一方に含まれる高周波成分（エッジ成分）と、当該隣接する２つのフレームの他方に含まれる高周波成分（エッジ成分）との和を、第３の高周波成分として算出することができる。
【０３３８】
なお、上記信号処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記信号処理装置をコンピュータにて実現させる上記信号処理装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０３３９】
さらに、上記集積回路を備えるチップも、本発明の範疇に入る。
【０３４０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０３４１】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０３４２】
本発明は、画像を表すデジタル信号を処理する装置に適用できる。特に、動画像を表示するディスプレイ装置等に好適に適用できる。
【符号の説明】
【０３４３】
１１                        高周波成分抽出部（第１の低周波成分除去手段、第２の低周波成分除去手段、第３の低周波成分除去手段、第４の低周波成分除去手段、低周波成分除去回路）
１５                        加算部（第１の加算手段、第２の加算手段、第３の加算手段、第４の加算手段、加算回路）
２１                        非線形演算部（偶数冪乗演算手段、平方根演算手段）
２２                        非線形演算部（奇数冪乗演算手段）
３１                        微分部（微分手段）
４１                        符号変換部（符号変換手段）
５１                        リミッタ（第１の振幅調整手段、第２の振幅調整手段）
１００、１００ａ〜１００ｅ、  鮮鋭化処理部（第１の高周波成分生成手段、第２の高周波成分生成手段、第３の高周波成分生成手段、第４の高周波成分生成手段、高周波成分生成回路）
１０２、１０２ａ〜１０２ｅ    非線形処理部（第１の非線形処理手段、第２の非線形処理手段、第３の非線形処理手段、第４の非線形処理手段、非線形処理回路）
１３２                        丸め処理部（低レベル信号除去手段）
１３３                        リミッタ（高レベル信号除去手段）
２００                        動き検出部（動き検出手段、動き検出回路）
２２０                        差分算出部（差分算出手段）
２３０                        第１エッジ検出部（第１の高周波成分算出手段）
２４０                        第２エッジ検出部（第２の高周波成分算出手段）
２５０                        エッジ算出部（第３の高周波成分算出手段）
２６０                        除算部（除算手段）
３００                        信号出力部（信号出力手段、信号出力回路）
５００、５００ａ〜５００ｄ    信号処理装置（集積回路）
Ｓ１１                        高周波信号（第１の低周波除去信号、第２の低周波除去信号、第３の低周波除去信号、第４の低周波除去信号、低周波除去信号）
Ｓ１２                        非線形処理信号（第１の非線形処理信号、第２の非線形処理信号、第３の非線形処理信号、第４の非線形処理信号）
Ｓ２１                        非線形信号（偶数冪乗信号、平方根信号）
Ｓ２２                        非線形信号
Ｓ３１                        微分信号
Ｓ２２０                      差信号
Ｓ２３０                      第１エッジ信号（第１の高周波成分）
Ｓ２４０                      第２エッジ信号（第２の高周波成分）
Ｓ２５０                      エッジ信号（第３の高周波成分）
Ｓ２６０                      動き信号
Ｓｏｕｔ                      出力信号（高調波、第１の鮮鋭化信号、第２の鮮鋭化信号）
Ｐ１                          第１の係数
Ｐ２                          第２の係数
【図１】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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