(57)【要約】【課題】  ２次元ＬＰＦ回路における処理の負担を軽減するためにデータ圧縮を行う場合において、入力画像サイズが異なっても、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅を揃える。【解決手段】  本発明では、データ圧縮後の画像サイズの大きさを所定値に統一したうえで、２次元ＬＰＦ処理を行う（２）。したがって、データ圧縮後の画像サイズが異なるのに、２次元ＬＰＦ処理によるエッジ除去幅が同じになる、ということはない。そして、データ伸張率と、映像表示装置の表示サイズに合わせるためのスケーリング率との積は入力画像サイズが異なっても当然同じなので、入力画像サイズが異なっても、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅を揃えることできる（４）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像のサイズが異なっても、映像表示装置の表示サイズにスケーリングした後の画像におけるフレア補正のかかり幅が同じになる画質改善方法であって、
入力画像のサイズを求める第１のステップと、
データ圧縮後の画像が所定のサイズになるように、前記入力画像のサイズに応じてデータ圧縮率を定め、該データ圧縮率にもとづいて前記入力画像のデータ圧縮を行う第２のステップと、
前記所定のサイズに圧縮された画像について、フレア補正のための２次元ローパスフィルタ処理を行う第３のステップと、
前記２次元ローパスフィルタ処理された画像について、前記データ圧縮率の逆数となるデータ伸張率で、前記入力画像のサイズへのデータ伸張を行う第４のステップと、
前記データ伸張を行った画像をもとに、前記入力画像のフレア補正を行う第５のステップと、
前記フレア補正された画像を前記映像表示装置の表示サイズにスケーリングする第６のステップを有する画質改善方法。
【請求項２】
前記第１のステップでは、前記入力画像のドットクロックと、水平同期信号および／または垂直同期信号とにもとづいて、前記入力画像のサイズを求める、請求項１に記載の画質改善方法。
【請求項３】
前記第２のステップの前記データ圧縮および前記第４のステップの前記データ伸張は、前記入力画像の水平方向と垂直方向の双方について実行する、請求項１または２に記載の画質改善方法。
【請求項４】
入力画像のサイズが異なっても、映像表示装置の表示サイズにスケーリングした後の画像におけるフレア補正のかかり幅が同じになる画質改善装置であって、
入力画像のサイズを求める第１の手段と、
データ圧縮後の画像が所定のサイズになるように、前記入力画像のサイズに応じてデータ圧縮率を定め、該データ圧縮率にもとづいて前記入力画像のデータ圧縮を行う第２の手段と、
前記所定のサイズに圧縮された画像について、フレア補正のための２次元ローパスフィルタ処理を行う第３の手段と、
前記２次元ローパスフィルタ処理された画像について、前記データ圧縮率の逆数となるデータ伸張率で、前記入力画像のサイズへのデータ伸張を行う第４の手段と、
前記データ伸張を行った画像をもとに、前記入力画像のフレア補正を行う第５の手段と、
前記フレア補正された画像を前記映像表示装置の表示サイズにスケーリングする第６の手段を有する画質改善装置。
【請求項５】
前記第１の手段は、前記入力画像のドットクロックと、水平同期信号および／または垂直同期信号とにもとづいて、前記入力画像のサイズを求める、請求項４に記載の画質改善装置。
【請求項６】
前記第２の手段と前記第４の手段は、それぞれ、前記入力画像の水平方向と垂直方向の双方について前記データ圧縮と前記データ伸張を行う、請求項４または５に記載の画質改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレア補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機やビデオプロジェクタなどの画像表示装置では、フレアの発生により画質が低下することが知られている。フレアとは、受像管や投射管のレンズや照射面における光の反射や散乱のために、明るいところの光が暗いところへ漏れ込み、表示画像の輝度差の大きいエッジ（例えば、白領域と黒領域の境界）がぼける現象をいう。
【０００３】
このようなフレアを補正するために、表示画像の輝度差の大きいエッジを強調する画像処理が行われている。図３を参照すると、エッジを強調する画像処理によりフレア補正を行う画質改善装置の従来例（特開平１−２４６９８４号公報（特許文献１）または特開平１−２４６９８５号公報（特許文献２）を参照）の構成を示したブロック図が示されている。図３では、輝度（Ｙ）色（Ｃ）信号のうち、Ｙ信号についてエッジを強調する画像処理を行っている。
【０００４】
図３において、Ｙ入力信号（Ｙin）は、遅延補償回路３１と２次元ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路３２に入力される。遅延補償回路３１は、２次元ＬＰＦ回路３２の処理にかかる時間だけ入力信号を遅延させる回路である。２次元ＬＰＦ回路３２は、入力信号に対して、所定の周波数よりも高い周波数成分（エッジ成分）を除去するフィルタである。２次元ＬＰＦ回路３２は、単位遅延回路、ゲイン調整回路、加算回路などから構成され、ある画素のデータを近隣の複数の画素のデータの荷重平均で置き換えることにより、入力信号の高周波数成分を除去する（特許文献２を参照）。
【０００５】
２次元ＬＰＦ回路３２に入力されたＹ入力信号はその高周波数成分が除去されるため、２次元ＬＰＦ回路３２からはエッジのなまった信号が出力される（図３中に示された波形を参照）。減算回路３４には、遅延補償回路３１により２次元ＬＰＦ回路３２の処理時間だけ遅延されたＹ入力信号と、２次元ＬＰＦ回路３２から出力されたエッジのなまった信号が入力される。減算回路３４は、前者の信号から後者の信号を引いた信号を出力する。したがって、減算回路３４は、２次元ＬＰＦ回路３２が除去した高周波数成分（エッジ成分）を抽出した信号を出力する（図３中に示された波形を参照）。ゲイン調整回路３５は、減算回路３４が出力した、高周波数成分を抽出した信号を所定数倍し、これを加算回路３６に出力する（図３中に示された波形を参照）。加算回路３６は、遅延補償回路３１により出力されたＹ入力信号に、ゲイン調整回路３５が出力した、高周波数成分を抽出した信号を所定数倍した信号を加える。その結果、Ｙ出力信号（Ｙout）は、Ｙ入力信号のエッジ成分が強調された信号となる（図３中に示された波形を参照）。以上により、フレア補正が行われる。なお、Ｃ入力信号（Ｃin）は、遅延補償回路３３により、２次元ＬＰＦ回路３２と、減算回路３４と、ゲイン調整回路３５と、加算回路３６の処理時間だけ遅延処理がなされる。そして、Ｃ出力信号（Ｃout）としてそのまま出力される。
【０００６】
以上の説明では、Ｙ信号のみでフレア補正を行っている。これは、輝度色信号では、Ｙ信号でフレア補正を行うのが最も画質改善にとって効果的だからである。もっとも、Ｙ信号のみならず、Ｃ信号でもフレア補正を行ってもよい。さらに、ＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）信号においてフレア補正を行ってもよい。この場合、Ｇ信号でフレア補正を行うのが画質改善にとって最も効果的である。
【特許文献１】特開平１−２４６９８４号公報
【特許文献２】特開平１−２４６９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のような画質改善装置では、２次元ＬＰＦ回路３２における処理に最も大きな負担がかかる。したがって、画質改善をスムーズに行うためには、２次元ＬＰＦ回路３２における処理の負担を軽減することが重要である。そこで、２次元ＬＰＦ回路３２における処理の負担を軽減するために、入力信号のデータ圧縮を行い、データ数を減らしたうえで、２次元ＬＰＦ処理を行うことが望ましい。
【０００８】
ところが、入力信号のデータ圧縮を行い、データ数を減らしたうえで２次元ＬＰＦ処理を行うと、入力画像の大きさに依存して、フレア補正のかかり幅がまちまちになるという問題が生じる。図４を参照すると、この問題を説明するための模式図が示されている。
【０００９】
ここで、（ａ）は、入力画像サイズがＳ（Ｓは任意）の場合について、フレア補正された画像データを映像表示装置に出力するまでの処理の流れを示している。左図は、２次元画像（斜線部は輝度の小さい部分を示している）であり、右図は、これを水平方向の点線で切った断面図である。（１）は、入力ウインドウ画像を示している。（２）は、（１）の入力ウインドウ画像を水平方向にデータ圧縮し、データ数を減らした後（画像サイズを小さくした後）、２次元ＬＰＦ処理を行った画像を示している（データ圧縮率は固定値である）。（３）は、（２）の画像をデータ伸張し、もとのデータ数に戻した後（画像サイズをもとに戻した後）、フレア補正成分に変換して、これを入力ウインドウ画像に加えた画像を示している。（４）は、（３）の画像を映像表示装置のサイズにスケーリングした画像である。スケーリング率は、Ｔ2／Ｔ1倍となっている。
【００１０】
同様に、（ｂ）は、入力画像が（ａ）と相似であり、入力画像サイズが５Ｓ／４（Ｓは任意であり、入力画像サイズが（ａ）の５／４倍）の場合について、フレア補正された画像データを映像表示装置に出力するまでの処理の流れを示している。左図は、２次元画像（斜線部は輝度の小さい部分を示している）であり、右図は、これを水平方向の点線で切った断面図である。（１）は、入力ウインドウ画像を示している。（２）は、（１）の入力ウインドウ画像を水平方向にデータ圧縮し、データ数を減らした後（画像サイズを小さくした後）、２次元ＬＰＦ処理を行った画像を示している（データ圧縮率は固定値である）。（３）は、（２）の画像をデータ伸張し、もとのデータ数に戻した後（画像サイズをもとに戻した後）、フレア補正成分に変換して、これを入力ウインドウ画像に加えた画像を示している。（４）は、（３）の画像を映像表示装置のサイズにスケーリングした画像である。スケーリング率は、４Ｔ2／５Ｔ1倍となっている。
【００１１】
図４では、データ圧縮率は固定値（例えば１／２倍）である。したがって、（２）において、データ圧縮を行った後の（ａ）と（ｂ）の画像サイズは異なる。ところが、２次元ＬＰＦ回路の遮断周波数は同じであるので、エッジ除去幅は同じとなる。そして、データ伸張率は固定値であるので（例えば、データ圧縮率が１／２倍の場合、データ伸張率は２倍である）、（３）において、フレア補正のかかり幅はＴ1で同じとなる。ところが、上記のように、スケーリング率が異なるので、（４）において、映像表示装置に出力される画像におけるフレア補正のかかり幅は、（ａ）がＴ1×Ｔ2／Ｔ1＝Ｔ2、（ｂ）がＴ1×４Ｔ2／５Ｔ1＝４Ｔ2／５となり、入力画像サイズによってまちまちとなる。
【００１２】
このように、入力画像サイズによってフレア補正のかかり幅が異なると、映像表示装置を視聴する利用者に奇異な印象を与え、フレア補正の効果を半減させる恐れすらある。
【００１３】
そこで本発明の目的は、２次元ＬＰＦ回路における処理の負担を軽減するためにデータ圧縮を行う場合において、入力画像サイズが異なっても、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅を揃えることができる画質改善方法および画質改善装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明では、データ圧縮率（およびデータ伸張率）を固定にするのではなく、データ圧縮後の画像サイズの大きさを固定する。すなわち、データ圧縮後の画像サイズの大きさが所定値になるように、入力画像サイズに応じてデータ圧縮率を変える。
【００１５】
図４でみたように、（２）において、データ圧縮率を固定にすると、データ圧縮後の画像サイズが異なるにもかかわらず、２次元ＬＰＦ処理によるエッジ除去幅が同じになってしまう。この点が、入力画像サイズが異なると、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅がまちまちになる原因となっていた。
【００１６】
そこで、本発明では、データ圧縮後の画像サイズの大きさを所定値に統一したうえで、２次元ＬＰＦ処理を行う。データ伸張率とスケーリング率の積は入力画像サイズが異なっても当然同じなので、入力画像サイズが異なっても、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅を揃えることできる。
【００１７】
本発明によれば、入力画像サイズを求めることが必要となる。入力画像サイズは、ドットクロック、水平同期信号、垂直同期信号を用いることで簡単に求めることができる。すなわち、連続する水平同期信号の間のドットクロック数をカウントすることにより、水平方向のデータ数を検出することができる。また、連続する垂直同期信号の間の水平同期信号の数をカウントすることで、垂直方向のデータ数を求めることができる。以上により、入力画像サイズを求めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、データ圧縮後の画像サイズの大きさを所定値に統一したうえで、２次元ＬＰＦ処理を行うようにしたので、入力画像サイズが異なっても、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅を揃えることできるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１を参照すると、本発明の画質改善方法を説明するための模式図が示されている。
【００２１】
ここで、（ａ）は、入力画像サイズがＳ（Ｓは任意）の場合について、フレア補正された画像データを映像表示装置に出力するまでの処理の流れを示している（図４（ａ）も参照）。左図は、２次元画像（斜線部は輝度の小さい部分を示している）であり、右図は、これを水平方向の点線で切った断面図である。（１）は、入力ウインドウ画像を示している。（２）は、（１）の入力ウインドウ画像を水平方向にデータ圧縮し、データ数を減らした後（画像サイズを小さくした後）、２次元ＬＰＦ処理を行った画像を示している（データ圧縮後の画像サイズは固定値である）。例えば、データ圧縮後の画像サイズをＳ／２とすると、（ａ）の場合のデータ圧縮率は１／２である。（３）は、（２）の画像をデータ伸張し、もとのデータ数に戻した後（画像サイズをもとに戻した後）、フレア補正成分に変換して、これを入力ウインドウ画像に加えた画像を示している。（４）は、（３）の画像を映像表示装置のサイズにスケーリングした画像である。スケーリング率は、Ｔ2／Ｔ1倍となっている。
【００２２】
同様に、（ｂ）は、入力画像が（ａ）と相似であり、入力画像サイズが５Ｓ／４（Ｓは任意であり、入力画像サイズが（ａ）の５／４倍）の場合について、フレア補正された画像データを映像表示装置に出力するまでの処理の流れを示している（図４（ｂ）も参照）。左図は、２次元画像（斜線部は輝度の小さい部分を示している）であり、右図は、これを水平方向の点線で切った断面図である。（１）は、入力ウインドウ画像を示している。（２）は、（１）の入力ウインドウ画像を水平方向にデータ圧縮し、データ数を減らした後（画像サイズを小さくした後）、２次元ＬＰＦ処理を行った画像を示している（データ圧縮後の画像サイズは固定値である）。例えば、データ圧縮後の画像サイズをＳ／２とすると、（ｂ）の場合のデータ圧縮率は２／５である。これは、（ａ）の場合とは、異なる値である。（３）は、（２）の画像をデータ伸張し、もとのデータ数に戻した後（画像サイズをもとに戻した後）、フレア補正成分に変換して、これを入力ウインドウ画像に加えた画像を示している。（４）は、（３）の画像を映像表示装置のサイズにスケーリングした画像である。スケーリング率は、４Ｔ2／５Ｔ1倍となっている。
【００２３】
図４では、データ圧縮後の画像サイズは固定値（例えばＳ／２）である。したがって、（２）において、データ圧縮を行った後の（ａ）と（ｂ）の画像サイズは同じである。そして、２次元ＬＰＦ回路の遮断周波数は同じであるので、エッジ除去幅は同じとなる。そして、データ伸張率（データ圧縮率の逆数）とスケーリング率の積は当然同じとなる。上の例で言えば、（ａ）の場合、データ伸張率とスケーリング率の積は、２×（Ｔ2／Ｔ1）＝２Ｔ2／Ｔ1であり、（ｂ）の場合、（５／２）×（４Ｔ2／５Ｔ1）＝２Ｔ2／Ｔ1であり、同じ値となる。したがって、（４）において、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅は、Ｔ2で同一となる。
【００２４】
このように、２次元ＬＰＦ処理を行う際の画像サイズを統一することで、エッジ除去幅を統一し、エッジ除去幅に依存する、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅が入力画像サイズによってまちまちになることを防止している。
【００２５】
なお、図１では、水平方向のみ圧縮しているが、垂直方向についても同様に圧縮を行ってもよい。
【００２６】
本発明によれば、入力画像サイズを求めることが必要となる。入力画像サイズは、ドットクロック、水平同期信号、垂直同期信号を用いることで簡単に求めることができる。すなわち、連続する水平同期信号の間のドットクロック数をカウントすることにより、水平方向のデータ数を検出することができる。また、連続する垂直同期信号の間の水平同期信号の数をカウントすることで、垂直方向のデータ数を求めることができる。以上により、入力画像サイズを求めることができる。
【００２７】
図２を参照すると、本発明の画質改善装置の構成を示した図が示されている。従来の画質改善装置と比べて特徴となる点は、画像サイズ検出回路１１４が設けられ、上述の方法で求めた入力画像サイズのデータを、水平方向圧縮回路１０３、垂直方向圧縮回路１０４、垂直方向伸張回路１０７、水平方向伸張回路１０８に出力している点である。水平方向圧縮回路１０３、垂直方向圧縮回路１０４、垂直方向伸張回路１０７、水平方向伸張回路１０８は、入力画像サイズのデータにもとづいて、データ圧縮後の画像サイズが所定の値となるように、データ圧縮率またはデータ伸張率を決定する。
【００２８】
遅延補償回路１０２は、図３の遅延補償回路３１に対応している。水平方向ＬＰＦ回路１０５および垂直方向ＬＰＦ回路１０６は、２次元ＬＰＦ回路３２に対応している。減算回路１０９、ゲイン調整回路１１０、加算回路１１１、遅延補償回路１１６は、図３の減算回路３４、ゲイン調整回路３５、加算回路３６、遅延補償回路３３にそれぞれ対応している。
【００２９】
水平方向圧縮回路１０３、垂直方向圧縮回路１０４、垂直方向伸張回路１０７、水平方向伸張回路１０８は、データ圧縮した後に２次元ＬＰＦ処理を行い、その後、もとのサイズにデータ伸張するために必要となる回路である。スケーリング回路１１２および１１７は、画像を映像表示装置のサイズにスケーリングするために必要となる回路である。Ａ／Ｄ変換回路１０１および１１５、Ｄ／Ａ変換回路１１３および１１８は、図３では不図示であったが、アナログの入力信号をディジタル信号に変換してフレア補正を行い、これを再びアナログ信号にして出力するために必要となる回路である。
【００３０】
なお、図２では、入力信号が輝度色差信号または輝度色信号の場合は、Ｙ信号にフレア補正をかけ、色差信号またはＣ信号は遅延補償のみとしている。また、入力信号がＲＧＢ信号の場合は、Ｇ信号にフレア補正をかけ、Ｒ信号およびＢ信号は遅延補償のみとしている。もちろん、色差信号またはＣ信号、Ｒ信号、Ｂ信号にフレア補正をかけてもよい。
【００３１】
また、水平方向圧縮回路１０３、垂直方向圧縮回路１０４、垂直方向伸張回路１０７、水平方向伸張回路１０８は、この順でなくてもよく、垂直方向圧縮回路、水平方向圧縮回路、水平方向伸張回路、垂直方向伸張回路の順でもよい。また、水平または垂直のいずれかの方向だけ、圧縮および伸張を行ってもよい。同様に、水平方向ＬＰＦ回路１０５および垂直方向ＬＰＦ回路１０６についても、この順でなくてもよく、垂直方向ＬＰＦ回路、水平方向ＬＰＦ回路の順でもよい。
【００３２】
このように、画像サイズ検出回路１１４が、異なるサイズの入力画像について、適宜、入力画像サイズを求め、水平方向圧縮回路１０３、垂直方向圧縮回路１０４が、この入力画像サイズに応じて、圧縮後の画像のサイズが所定の固定値となるように圧縮することで、映像表示装置で表示される画像におけるフレア補正のかかり幅が入力画像サイズによってまちまちになることを防止している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の画質改善方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明の画質改善装置の構成を示した図である。
【図３】従来の画質改善装置の構成を示した図である。
【図４】従来の画質改善方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  Ａ／Ｄ変換回路
１０２  遅延補償回路
１０３  水平方向圧縮回路
１０４  垂直方向圧縮回路
１０５  水平方向ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路
１０６  垂直方向ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路
１０７  垂直方向伸張回路
１０８  水平方向伸張回路
１０９  減算回路
１１０  ゲイン調整回路
１１１  加算回路
１１２  スケーリング回路
１１３  Ｄ／Ａ変換回路
１１４  画像サイズ検出回路
１１５  Ａ／Ｄ変換回路
１１６  遅延補償回路
１１７  スケーリング回路
１１８  Ｄ／Ａ変換回路
３１  遅延補償回路
３２  ２次元ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路
３３  遅延補償回路
３４  減算回路
３５  ゲイン調整回路
３６  加算回路
【図１】
2006186798.tif 000003
【図２】
2006186798.tif 000004
【図３】
2006186798.tif 000005
【図４】
2006186798.tif 000006