(57)【要約】【課題】  ２相信号を入力とする場合、２相信号のクロック周波数のままでフレア補正を行い、２次元ＬＰＦ回路などの素子に過大な負荷をかけない。【解決手段】  平均値算出回路３により、Ｇ２相入力信号の平均値信号を生成する。この平均値信号は、１相信号について、タップ数が２で、各々のフィルタ係数が０．５の１次元ローパスフィルタ処理を施し、データ数が半分となるように間引いた信号とみなせる。この平均値信号について２次元ＬＰＦ回路５によるローパスフィルタ処理を行い、高周波数成分（エッジ成分）を除去する。そして、ローパスフィルタ処理された平均値信号を各相入力信号から差し引き、各相入力信号のエッジ成分を抽出する。そして、増幅回路９、１０により、各相入力信号のエッジ成分を所定数倍し、加算回路１１、１２により、これを各相入力信号に加算する。以上により、２相信号による映像のエッジが強調され、フレア補正が行われる。【選択図】  図１Ａ
2006128888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う画素のデータを異なる相に順番に振り分けて伝送される２相信号を入力とし、２相信号のクロック周波数で、映像内のエッジを強調するフレア補正を行う画質改善装置であって、
入力された各相のデータ系列における同順位のデータの平均値をそれぞれ求め、該平均値をデータ系列とする平均値信号を生成する第１の手段と、
前記平均値信号に対して２次元ローパスフィルタ処理を行い、所定の周波数よりも高い周波数成分を除去する第２の手段と、
前記入力された各相のデータ系列から、前記第２の手段により生成された、高周波数成分を除去した前記平均値信号のデータ系列を差し引き、各相について、高周波数成分を抽出した信号を生成する第３の手段と、
前記第３の手段により生成された、各相の高周波数成分を抽出した信号を所定数倍する第４の手段と、
前記入力された各相のデータ系列に、前記第４の手段により所定数倍された、各相の高周波数成分を抽出した信号のデータ系列を加える第５の手段を有する画質改善装置。
【請求項２】
前記２相信号は、ＲＧＢ信号のＧ信号である、請求項１に記載の画質改善装置。
【請求項３】
前記２相信号は、輝度色差信号の輝度信号である、請求項１に記載の画質改善装置。
【請求項４】
隣り合う画素のデータを異なる相に順番に振り分けて伝送される２相信号を入力とし、２相信号のクロック周波数で、映像内のエッジを強調するフレア補正を行う画質改善方法であって、
入力された各相のデータ系列における同順位のデータの平均値をそれぞれ求め、該平均値をデータ系列とする平均値信号を生成する第１のステップと、
前記平均値信号対して２次元ローパスフィルタ処理を行い、所定の周波数よりも高い周波数成分を除去する第２のステップと、
前記入力された各相のデータ系列から、前記第２のステップで生成された、高周波数成分を除去した前記平均値信号のデータ系列を差し引き、各相について、高周波数成分を抽出した信号を生成する第３のステップと、
前記第３のステップで生成された、各相の高周波数成分を抽出した信号を所定数倍する第４のステップと、
前記入力された各相のデータ系列に、前記第４のステップで所定数倍された、各相の高周波数成分を抽出した信号のデータ系列を加える第５のステップを有する画質改善方法。
【請求項５】
前記２相信号は、ＲＧＢ信号のＧ信号である、請求項４に記載の画質改善方法。
【請求項６】
前記２相信号は、輝度色差信号の輝度信号である、請求項４に記載の画質改善方法。
【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】
かかる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る。図２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２では、ＲＧＢ（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）信号のうち、Ｇ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２において、Ｇ入力信号（Ｇin）は、遅延補償回路２２と２次元ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路２３に入力される。遅延補償回路２２は、２次元ＬＰＦ回路２３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（遅延補償回路２１および遅延補償回路２７についても同様である）。２次元ＬＰＦ回路２３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（エッジ成分など）を除去するフィルタである。２次元ＬＰＦ回路２３は、遅延回路、増幅回路、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など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２３に入力されたＧ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２３からはエッジのなまった信号が出力される（図２中に示された波形を参照）。減算回路２４には、遅延補償回路２２により２次元ＬＰＦ回路２３の処理時間に対応した時間だけ遅延されたＧ入力信号と、２次元ＬＰＦ回路２３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２４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２４は、２次元ＬＰＦ回路２３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。増幅回路２５は、減算回路２４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２６に出力する。加算回路２６は、遅延補償回路２２により出力されたＧ入力信号に、増幅回路２５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、Ｇ出力信号（Ｇout）は、Ｇ入力信号のエッジ成分が強調された信号となる。以上により、フレア補正が行われる。
【０００６】
なお、以上の説明では、Ｇ信号のみでフレア補正を行っている。これは、ＲＧＢ信号の中では、Ｇ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、Ｇ信号のみならず、Ｒ信号、Ｂ信号でもフレア補正を行ってもよい。さらに、Ｙ（輝度）信号、色差信号においてフレア補正を行ってもよい（この場合、Ｙ信号で行うのが画質改善にとって効果的である）。
【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】
以上の説明は、入力信号が１相で伝送されてきた場合についてであったが、伝送される信号の情報量が多い場合には、特にＲＧＢデータについて、入力信号を２相で伝送する場合がある（Ｙデータ、色差データについては、２相で伝送されることはあまり多くはない）。以下、このように２相で伝送される信号を２相信号と呼ぶ。
【０００８】
図３を参照すると、２相信号を説明するための模式図が示されている。２相信号では、図３（１次元の映像信号の場合が示されている）に示すように、第１相のデータ系列ｓ1，ｓ2，ｓ3，・・・と、第２相のデータ系列ｔ1，ｔ2，ｔ3，・・・は、同じクロックで伝送される。そして、データｓnは、データｔn-1の画素とデータｔnの画素の間に挟まれた画素のデータとなっている。つまり、隣り合う画素のデータを異なる相に順番に振り分けている。
【０００９】
入力信号が２相信号の場合には、各相別個にフレア補正を行うことはできない。なぜなら、各相別個にフレア補正を行っても、２次元ＬＰＦ回路と減算回路による高周波数成分の抽出の精度が非常に低くなってしまうからである。
【００１０】
したがって、入力信号が２相信号の場合にフレア補正を行うためには、次のような構成を採用するのが最も素直であろう。すなわち、まず、２相信号を１相信号に多重化したうえで（第１相の各データの間に第２相の各データを挿入する。図３の例で言えば、ｓ1，ｔ1，ｓ2，ｔ2，ｓ3，ｔ3，・・・なるデータ系列を生成する）、従来の画質改善装置でフレア補正を行い、出力信号を２相信号に分解する（隣り合う画素のデータを異なる相に順番に振り分ける）。図４を参照すると、入力信号が２相信号の場合における画質改善装置の構成を示したブロック図が示されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各入力２相信号は、それぞれマルチプレクサＭＵＸ３１、ＭＵＸ３２、ＭＵＸ３３に入力され、多重化される。そして、多重化された１相信号でフレア補正を行った後（図４の場合はＧ信号のみ）、デマルチプレクサＤＥＭＵＸ３４、ＤＥＭＵＸ３５、ＤＥＭＵＸ３６で１相信号を２相信号に分解したうえで出力する。
【００１１】
図４の画質改善装置は、多重化された１相信号についてフレア補正を行っているので、ＭＵＸからＤＥＭＵＸの間の素子を、２相信号のクロック周波数の２倍のクロック周波数で動作させなければならない。そもそも２相信号で伝送しているのは、１相信号ではクロック周波数が大きくなりすぎるからである。したがって、多重化された１相信号についてフレア補正を行うと、ＭＵＸからＤＥＭＵＸの間の素子、とりわけ、２次元ＬＰＦ回路は、高速動作を要求され、大きな負荷がかかってしまう。
【００１２】
そこで本発明の目的は、２相信号のクロック周波数のままでフレア補正を行うことができ、２次元ＬＰＦ回路などの素子に過大な負荷をかけない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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の画質改善装置では、２相信号の平均値信号（図３の例で言うと、（ｓ1＋ｔ1）／２，（ｓ2＋ｔ2）／２，（ｓ3＋ｔ3）／２，・・・をデータ系列とする信号）を生成し、この平均値信号について２次元ローパスフィルタ処理を行い、所定の周波数よりも高い周波数成分（エッジ成分など）を除去する。そして、２次元ローパスフィルタ処理された平均値信号のデータ系列を、入力された各相のデータ系列から差し引き、各相の高周波数成分を抽出した信号を生成する。そして、各相について、高周波数成分を抽出した信号のデータ系列を所定数倍し、入力された各相のデータ系列に加算する。以上により、２相信号による映像のエッジが強調され、フレア補正がなされる。
【００１４】
２相信号の平均値信号を生成することは、かかる２相信号を多重化して得られた１相信号（図３の例で言うと、ｓ1，ｔ1，ｓ2，ｔ2，ｓ3，ｔ3，・・・をデータ系列とする信号）に対してある種の１次元ローパスフィルタ処理を行い、そのデータ数を半分に間引くことに対応する。したがって、平均値信号のデータ系列に対して２次元ローパスフィルタ処理を行い、これを各相のデータ系列から差し引いて抽出された高周波数成分（エッジ成分）は、各相を別個にして抽出された高周波数成分よりもはるかに精度が高い。なぜなら、各相のデータを反映したうえで高周波数成分が抽出されているからである。
【００１５】
なお、本発明では、２相信号の平均値信号を生成することにより、２次元ローパスフィルタ処理を行う前に、ある種の１次元ローパスフィルタ処理を行うことになってしまうが、２相信号の平均値信号を生成することによる遮断周波数は、２次元ローパスフィルタ処理による遮断周波数よりも高い場合が多いと思われるので、それほど問題にはならない。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、画質改善装置は、２相信号のまま、フレア補正のためのエッジ強調の画像処理を行うので、画質改善装置の各素子は、２相信号と同じクロック周波数で動作できればよい。したがって、２次元ＬＰＦ回路などの素子には過大な負荷がかからない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１Ａを参照すると、本発明の一実施形態の画質改善装置の構成を示すブロック図が示されている。図１Ａの画質改善装置では、Ｇ信号のみでフレア補正を行っている。もちろん、Ｇ信号のみならず、Ｒ信号、Ｂ信号でもフレア補正を行ってもよい。さらに、Ｙ信号、色差信号においてもフレア補正を行ってもよい（Ｙ信号でフレア補正を行う方が画質改善にとって効果的である。ただし、Ｙ信号、色差信号は、２相信号で伝送されることはあまり多くはない）。以下、図１Ｂに示された図１Ａの画質改善装置の処理手順を示すフローチャートも参照しながら、図１Ａの画質改善装置の動作を説明する。
【００１９】
ＲＧＢ２相入力信号（Ｒ１in、Ｒ２in、Ｇ１in、Ｇ２in、Ｂ１in、Ｂ２in）は、それぞれ、遅延補償回路１、２、４、６、１３、１４に入力される。遅延補償回路１、２、１３、１４は、平均値算出回路３、２次元ＬＰＦ回路５、減算回路７または８、増幅回路９または１０、加算回路１１または１２の処理時間だけ入力信号を遅延させる。遅延補償回路４、６は、平均値算出回路３、２次元ＬＰＦ回路５の処理時間だけデータを遅延させる。
【００２０】
Ｇ２相入力信号（Ｇ１in、Ｇ２in）は、遅延補償回路４、６に入力されるとともに、平均値算出回路３にも入力される。平均値算出回路３は、Ｇ２相入力信号（Ｇ１in、Ｇ２in）の平均値信号を生成する。平均値算出回路３に入力されてくる２相入力信号Ｇ１inとＧ２inは、図３で説明したように、互いに隣り合う画素のデータであるので、平均値算出回路３は、２タップの１次元ＬＰＦ回路であって、各タップのフィルタ係数が０．５と０．５の１次元ＬＰＦ回路に相当する。ここで、タップとは、遅延回路と増幅回路の組み合わせの単位のことであり、フィルタ係数とは、この増幅回路の増幅率のことである。ＬＰＦ回路は、ある画素のデータを、当該画素を含め、タップ数に対応する数の隣接画素のデータの荷重平均で置き換えるが、平均値算出回路３もこのようなＬＰＦ回路（１次元ＬＰＦ回路）の一種と考えることができる。Ｇ１inのデータ系列をｓ1，ｓ2，ｓ3，・・・、Ｇ２inのデータ系列をｔ1，ｔ2，ｔ3，・・・とすると、平均値信号のデータ系列ｍ1，ｍ2，ｍ3，・・・は、（ｓ1＋ｔ1）／２，（ｓ2＋ｔ2）／２，（ｓ3＋ｔ3）／２，・・・である（ステップ１０１）。
【００２１】
平均値算出回路３から出力された平均値信号は、２次元ＬＰＦ回路５に入力される。２次元ＬＰＦ回路５は、平均値信号に対して２次元ローパスフィルタ処理を行い、所定の周波数よりも高い周波数成分を除去する。これにより、平均値信号のエッジ成分は除去される。２次元ＬＰＦ回路５の出力信号のデータ系列をｌ1，ｌ2，ｌ3，・・・とする（ステップ１０２）。
【００２２】
２次元ＬＰＦ回路５の出力信号は、減算回路７、８により、それぞれ遅延補償回路４、６により遅延された２相入力信号Ｇ１inとＧ２inから差し引かれる。これにより、２相入力信号Ｇ１inとＧ２inのそれぞれについて、高周波数成分（エッジ成分）が抽出される。減算回路７の出力信号のデータ系列ｕ1，ｕ2，ｕ3，・・・は、（ｓ1−ｌ1），（ｓ2−ｌ2），（ｓ3−ｌ3），・・・である。また、減算回路８の出力信号のデータ系列ｖ1，ｖ2，ｖ3，・・・は、（ｔ1−ｌ1），（ｔ2−ｌ2），（ｔ3−ｌ3），・・・である（ステップ１０３）。
【００２３】
減算回路７、８により抽出された各相のエッジ成分は、増幅回路９、１０により、それぞれ所定数倍される。増幅回路９の出力信号のデータ系列ｗ1，ｗ2，ｗ3，・・・は、αｕ1，αｕ2，αｕ3，・・・である（αは定数）。また、増幅回路１０の出力信号のデータ系列ｘ1，ｘ2，ｘ3，・・・は、βｖ1，βｖ2，βｖ3，・・・である（βは定数）（ステップ１０４）。
【００２４】
そして、所定数倍された各相のエッジ成分は、加算回路１１、１２により、それぞれ元のＧ２相入力信号（Ｇ１in、Ｇ２in）に加算され、エッジが強調される。加算回路１１の出力信号のデータ系列ｙ1，ｙ2，ｙ3，・・・は、（ｓ1＋ｗ1），（ｓ2＋ｗ2），（ｓ3＋ｗ3），・・・である。また、加算回路１２の出力信号のデータ系列ｚ1，ｚ2，ｚ3，・・・は、（ｔ1＋ｘ1），（ｔ2＋ｘ2），（ｔ3＋ｘ3），・・・である。（ステップ１０５）。以上により、フレア補正が行われる。
【００２５】
なお、２相信号の平均値信号を生成することは、かかる２相信号を多重化して得られた１相信号（ｓ1，ｔ1，ｓ2，ｔ2，ｓ3，ｔ3，・・・なるデータ系列を有する信号）に対して、タップ数が２で、各タップのフィルタ係数が０．５の１次元ローパスフィルタ処理を行い、そのデータ数を半分に間引くことに相当する。したがって、平均値信号のデータ系列に対して２次元ローパスフィルタ処理を行い、これを各相のデータ系列から差し引いて抽出された高周波数成分（エッジ成分）は、各相を別個にして抽出された高周波数成分よりもはるかに精度が高い。なぜなら、各相のデータを反映したうえで高周波数成分が抽出されているからである。
【００２６】
また、本発明では、２相信号の平均値信号を生成することにより、２次元ローパスフィルタ処理を行う前に、ある種の１次元ローパスフィルタ処理を行うことになってしまうが、２相信号の平均値信号を生成することによる遮断周波数は、２次元ローパスフィルタ処理による遮断周波数よりも高い場合が多いと思われるので、それほど問題にはならない。
【００２７】
さらに、平均値算出回路３により、サンプリング位相が１／２クロックずれてしまう（平均値算出回路３により生成されるデータは、２相信号のデータの画素と画素の中間の位置に対応するデータであるため、平均値信号による映像は、画素の半周期分だけずれた映像になっている）。しかしながら、後段でさらに２次元ＬＰＦ回路５による２次元ローパスフィルタ処理が施されることにより、隣接画素間の信号強度の違いが小さくなり、サンプリング位相の重要度は低くなる。このため、サンプリング位相が１／２クロックずれた信号を扱っても、画質改善性能への影響は小さい。そのうえ、入力信号からの減算により高周波数成分を抽出して補正信号を得るため、補正された信号の高周波数成分の位相は入力信号に合っている。したがって、２次元ローパスフィルタ処理された信号のサンプリング位相が１／２クロックずれていてもそれほど問題はない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】入力信号が２相信号の場合における本発明の画質改善装置の構成を示したブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａの画質改善装置の処理手順を示したフローチャートである。
【図２】入力信号が１相信号の場合における従来の画質改善装置の構成を示したブロック図である。
【図３】２相信号を説明するための模式図である。
【図４】入力信号が２相信号の場合における従来の画質改善装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１、２  遅延補償回路
３  平均値算出回路
４  遅延補償回路
５  ２次元ローパスフィルタ回路
６  遅延補償回路
７、８  減算回路
９、１０  増幅回路
１１、１２  加算回路
１３、１４  遅延補償回路
２１、２２  遅延補償回路
２３  ２次元ローパスフィルタ回路
２４  減算回路
２５  増幅回路
２６  加算回路
２７  遅延補償回路
３１〜３３  マルチプレクサ
３４〜３６  デマルチプレクサ
１０１〜１０５  ステップ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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