(57)【要約】【課題】  映像信号の量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出する。【解決手段】  水平画素値比較回路Ａ１１によって映像信号の隣り合う２画素の画素値を遂次比較し、水平検出回路Ａ１５によって比較回路Ａ１１で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を水平平坦領域として検出し、この検出領域の水平方向の境界を求め、境界前後の画素値の差または変化の度合い（傾斜）が規定範囲内にある場合には、その境界をグラデーション領域内の段差と判定する。同様に、垂直画素値比較回路Ａ１２によって映像信号の垂直方向に並ぶ２画素の画素値について遂次比較を行い、垂直検出回路Ａ１６によって比較回路Ａ１２の比較結果から垂直平坦領域を検出し、この検出領域の垂直方向の境界を求め、境界前後の画素値の差または変化の度合い（傾斜）からグラデーション領域内の段差か否かを判定する。【選択図】    図２
2006154452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子化された映像信号のフレーム画像について、水平方向の画像処理を行う水平方向処理部と垂直方向の画像処理を行う垂直方向処理部を備え、
前記水平方向処理部は、
前記フレーム画像の水平方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第１の比較手段と、
前記第１の比較手段で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第１の領域検出手段と、
前記第１の領域検出手段で検出される領域の水平方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記水平方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段でグラデーション領域内の段差と判定されたとき前記水平方向の境界前後の階調を補正する第１の階調補正手段とを備え、
前記垂直方向処理部は、
前記フレーム画像の垂直方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第２の比較手段と、
前記第２の比較手段で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第２の領域検出手段と、
前記第２の領域検出手段で検出される領域の垂直方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記垂直方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段でグラデーション領域内の段差と判定されたとき前記垂直方向の境界前後の階調を補正する第２の階調補正手段とを備えることを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の階調補正手段は、それぞれ前記境界前後でディザ処理を施すことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記ディザ処理は、前記境界前後の画素値の差または変化の度合いに基づいて施すことを特徴とする請求項３記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
量子化された映像信号のフレーム画像について、水平方向及び垂直方向の画像処理を行う映像信号処理装置に用いられ、
前記水平方向の画像処理は、
前記フレーム画像の水平方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第１の比較過程と、
前記第１の比較過程で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第１の領域検出過程と、
前記第１の領域検出過程で検出される領域の水平方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記水平方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第１の判定過程とを備え、
前記垂直方向の画像処理は、
前記フレーム画像の垂直方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第２の比較過程と、
前記第２の比較過程で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第２の領域検出過程と、
前記第２の領域検出手段で検出される領域の垂直方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記垂直方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第２の判定過程とを備えることを特徴とするグラデーション段差検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号をデジタル処理する映像信号処理装置に係り、特に映像信号の量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出し、縞模様の改善に寄与するグラデーション領域内の段差検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主にパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）の映像信号処理装置（通称、グラフィック・ボード）では、映像信号を階調８ビットで処理し、最終的に階調６ビットに変換し、減らした２ビットによっていわゆるディザ処理を施してディスプレイに出力することで、８ビット相当の階調表現を実現している。また、デジタル処理によるテレビジョン受像機（以下、ＴＶと略称する）の映像信号処理装置では、映像信号を階調１０ビットで処理し、最終的に階調８ビットに変換し、減らした２ビット分で、例えば魔方陣アルゴリズムと称するディザ（通称、ＦＲＣ：フレーム・レート・コントロール）処理を施してディスプレイに出力することで、１０ビット相当の階調表現を実現している。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の映像信号処理装置では、映像信号の量子化の粗さをディザ処理によって緩和しているものの、緩やかに階調が変化するグラデーション領域では、量子化ビットの切り替わり部分の段差が目立ち、縞模様となって表示されてしまう。
【０００４】
尚、本発明に関連する技術を開示した例として、特許文献１に、予め、画面上の映像に生じる輝度むらの補正データを、画面を水平及び垂直方向に一定間隔で区切った補正ポイント毎に格納しておき、その補正データを用いて映像信号の非線形補間演算を行うことで補正データをデジタルデータに付加するようにしたデジタル信号処理方法がある。但し、ここで提案される技術は輝度むらの補正処理に関するもので、映像信号の量子化の粗さに起因するグラデーション領域の段差解消に利用可能なものではない。
【特許文献１】特開２００２−１０８２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上述べたように、従来のＰＣやＴＶの映像信号処理装置では、映像信号の量子化の粗さをディザ処理によって緩和しているものの、緩やかに階調が変化するグラデーション領域では、量子化ビットの切り替わり部分の段差が目立ち、縞模様となって表示されてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、映像信号の量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出し、縞模様の改善に寄与する映像信号処理装置とグラデーション領域内の段差検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る映像信号処理装置は、量子化された映像信号のフレーム画像について、水平方向の画像処理を行う水平方向処理部と垂直方向の画像処理を行う垂直方向処理部を備え、前記水平方向処理部は、前記フレーム画像の水平方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第１の比較手段と、前記第１の比較手段で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第１の領域検出手段と、前記第１の領域検出手段で検出される領域の水平方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記水平方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段でグラデーション領域内の段差と判定されたとき前記水平方向の境界前後の階調を補正する第１の階調補正手段とを備え、前記垂直方向処理部は、前記フレーム画像の垂直方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第２の比較手段と、前記第２の比較手段で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第２の領域検出手段と、前記第２の領域検出手段で検出される領域の垂直方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記垂直方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第２の判定手段と、前記第２の判定手段でグラデーション領域内の段差と判定されたとき前記垂直方向の境界前後の階調を補正する第２の階調補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係るグラデーション段差検出方法は、量子化された映像信号のフレーム画像について、水平方向及び垂直方向の画像処理を行う映像信号処理装置に用いられ、前記水平方向の画像処理は、前記フレーム画像の水平方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第１の比較過程と、前記第１の比較過程で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第１の領域検出過程と、前記第１の領域検出過程で検出される領域の水平方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記水平方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第１の判定過程とを備え、前記垂直方向の画像処理は、前記フレーム画像の垂直方向に隣接する２画素の画素値を順次比較する第２の比較過程と、前記第２の比較過程で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を検出する第２の領域検出過程と、前記第２の領域検出手段で検出される領域の垂直方向の境界前後の画素値の差または変化の度合いが規定範囲内にある場合には前記垂直方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する第２の判定過程とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
上記した発明によれば、映像信号の量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出し、縞模様の改善に寄与する映像信号処理装置とグラデーション領域内の段差検出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、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。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明が適用される、ＴＶ放送受信対応ＰＣの全体構成を示すブロック図である。図１において、１１はＴＶ放送受信部で、ユーザ指定のチャンネル番組を受信してＴＶ信号を復調し、映像信号と音声信号を分離する。このうち映像信号はスイッチ１２を介してビデオデコーダ１３に送られる。尚、スイッチ１２は、ＴＶ映像信号と他の映像再生機器（例えばＤＶＤプレーヤ等）からの映像信号を選択するためのものである。
【００１２】
ビデオデコーダ１３は、入力映像信号をベースバンド信号（ＹＵＶ）に変換してデジタル化する。このとき、映像信号を８ビットで階調表現する。このデジタル映像信号はＰＣＩバス１４を介してサウスブリッジ１５に送られる。このサウスブリッジ１５は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）１６、光ディスク装置（ＯＤＤ）１７等を収容し、これらの装置の記録媒体に制御命令に従って入力データの書き込み・読み出しを実行する。サウスブリッジ１５はノースブリッジ１８に接続されており、このノースブリッジ１８はＣＰＵ（演算処理装置）１９及びメインメモリ２０によるソフトウェア処理によってサウスブリッジ１５のデータ処理を制御する。すなわち、サウスブリッジ１５に入力された映像信号は、ノースブリッジ１８からの制御命令に基づいてノースブリッジ１８に送られ、ソフトウェアによる画像処理が施された後、グラフィック処理部２１に送られる。
【００１３】
このグラフィック処理部２１に入力された映像信号は、正方スケーラ回路２１１でピクセル形状が整えられ、ＹＵＶ／ＲＧＢ変換回路２１２で信号形式が変換され、画質調整回路２１３で画質バランスが調整され、αブレンド／スケーラ回路２１４で画像サイズがディスプレイサイズに合わせて変更された後、本発明に係る階調処理回路２１５で適宜階調の補正が施される。この階調処理回路２１５から出力される映像信号は、ビット変換・ディザ回路２１６でデータサイズが６ビットに変更された後、ディザが施され、Ｄ／Ａ変換部２２を経由してディスプレイ装置２３に送られる。
【００１４】
すなわち、上記構成によるグラフィック処理部２１では、従来と同様に、映像信号処理を８ビットで行い、出力のところで６ビットに変換するようにし、削減された２ビットにて出力映像信号にディザを加えて、階調表現として８ビット相当としている。したがって、擬似的ではあるが、実際に最大表現可能な階調はＲＧＢ各８ビット相当に留まる。このとき、量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に縞模様の段差を生じる。そこで、本発明では、階調処理回路２１５において、表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出し、この段差が目立たなくなるように適切な補正を施すようにしている。
【００１５】
図２は上記階調処理回路２１５の具体的な構成を示すブロック図である。尚、図２において、入力映像信号の信号形態はＲＧＢの３種類であるが、ここでは説明を簡単にするため、あたかも一つの信号であるかのように説明を行うものとする。
【００１６】
図２において、αブレンド・スケーラ回路２１４から出力されたＲＧＢ信号は、水平画素値比較回路Ａ１１、垂直画素値比較回路Ａ１２、１H遅延線Ａ１３、ＲＧＢフレームメモリ回路Ａ１４のそれぞれに入力される。
【００１７】
水平画素値比較回路Ａ１１では、隣り合う２画素の画素値について遂次比較を行う。水平検出回路Ａ１５は、比較回路Ａ１１の比較結果を用いて、水平平坦領域、水平境界、水平傾斜のそれぞれを検出する。具体的には、比較回路Ａ１１で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を水平平坦領域（グラデーション領域）として検出し、この検出領域の水平方向の境界を求める。そして、境界前後の画素値の差または変化の度合い（傾斜）が規定範囲内にある場合には、水平方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する。
【００１８】
一方、垂直画素値比較回路Ａ１２では、ＲＧＢ信号の直接入力と１Ｈ遅延されたＲＧＢ信号とを取り込んで垂直方向に並ぶ２画素の画素値について遂次比較を行う。垂直検出回路Ａ１６は、比較回路Ａ１２の比較結果を用いて、垂直平坦領域、垂直境界、垂直傾斜のそれぞれを検出する。具体的には、比較回路Ａ１２で比較された画素値の差が一定範囲内にある領域を垂直平坦領域として検出し、この検出領域の垂直方向の境界を求める。そして、境界前後の画素値の差または変化の度合い（傾斜）が規定範囲内にある場合には、垂直方向の境界をグラデーション領域内の段差と判定し、規定範囲から外れる場合には別領域の境界と判定する。
【００１９】
上記ＲＧＢフレームメモリ回路Ａ１４は入力したＲＧＢ信号を１フレーム遅延することで、上記の比較・検出処理に要する時間を確保する。ここで１フレーム遅延されたＲＧＢ信号は、水平境界階調補間回路Ａ１７及び垂直境界階調補間回路Ａ１８を介して階調処理回路２１５から出力され、ビット変換・ディザ回路２１６に送られる。
【００２０】
ここで、上記水平境界階調補間回路Ａ１７は、上記水平検出回路Ａ１５で平坦領域内の境界がグラデーション領域内の段差であると判定された場合に、その境界前後でディザ処理を施して、境界部分の段差を目立たなくする。同様に、上記垂直境界階調補間回路Ａ１８は、上記垂直検出回路Ａ１６で平坦領域内の境界がグラデーション領域内の段差であると判定された場合に、その境界前後でディザ処理を施して、境界部分の段差を目立たなくする。
【００２１】
以上の処理により、グラデーション領域内に生じる縞模様の段差（境界）を絵柄のよる境界と区別して検出することができ、この境界部分が目立たなくなるように補正をかけることができる。
【００２２】
図３Ａ〜図３Ｄは、それぞれ上記階調処理回路２１５の水平画素値比較回路Ａ１１、水平検出回路Ａ１５、垂直画素値比較回路Ａ１２、垂直検出回路Ａ１６によるグラデーション段差検出処理をソフトウェア処理で実現する場合のアルゴリズムを示すフローチャートである。図３Ａ及び図３Ｂは水平方向のグラデーション段差検出処理、図３Ｃ及び図３Ｄは垂直方向のグラデーション段差検出処理の実施例である。ここでは、条件としてＲＧＢフレームメモリ回路Ａ１４に画像データが格納されているものとし、画像空間は水平Ｘ画素、垂直Ｙ画素とする。また、表記の例として、“ｉ，ｊ”はそれぞれメモリの水平、垂直アドレスを示し、（ｉ，ｊ）はアドレス“ｉ，ｊ”の画素値を表し、ｓは階調ステップ数、メモリＡは水平方向同一階調エリアの記憶メモリ、メモリＢは下り水平方向境界線記憶メモリ、メモリＣは上り方向境界線記憶メモリ、メモリＤは垂直方向同一階調エリアの記憶メモリ、メモリＥは下り垂直方向境界線記憶メモリ、メモリＦは上り方向境界線記憶メモリを意図している。
【００２３】
まず、水平方向のグラデーション段差検出処理について説明する。
【００２４】
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、ステップＳＨ１１として画像取り込みがスタートすると、まずステップＳＨ１２では、フレーム画像の水平方向に隣接する２画素（ｉ，ｊ），（ｉ＋１，ｊ）を取り込む。尚、スタート画素アドレスは“１，１”とする。続いて、ステップＳＨ１３では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ＋１，ｊ）か否かを判断し、ＮＯならばステップＳＨ１５に進み、ＹＥＳならばステップＳＨ１４に進む。ステップＳＨ１４では、同一階調エリア検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＡに対し、アドレス“ｉ，ｊ”と“ｉ＋１，ｊ“の両方にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＨ１５に進む。
【００２５】
ステップＳＨ１５では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ＋１，ｊ）＋ｓか否かを判断し、ＮＯならばステップＳＨ１７に進み、ＹＥＳならばステップＳＨ１６に進む。ステップＳＨ１６では、下り水平方向境界検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＢに対し、アドレス“ｉ，ｊ”にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＨ１７に進む。
【００２６】
ステップＳＨ１７では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ＋１，ｊ）−ｓか否かを判断し、ＮＯならばステップＳＨ１９に進み、ＹＥＳならばステップＳＨ１８に進む。ステップＳＨ１８では、上り水平方向境界検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＣに対し、アドレス“ｉ，ｊ”にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＨ１９に進む。
【００２７】
ステップＳＨ１９では、ｉ＝Ｘに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ２０にて、ｉをインクリメントして次の水平画素に進んでステップＳＨ１２に戻る。ｉ＝Ｘに達していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＨ２１に移行してｊ＝Ｙに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ２２にて、ｊをインクリメントして次の水平画素列に進んでステップＳＨ１２に戻る。
【００２８】
上記ステップＳＨ２１でｊ＝Ｙに達している場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＨ２３に進む。ステップＳＨ２３では、メモリＡにおいて、ｂｉｔ＝１が連続しているかを調べる。続いてステップＳＨ２４ではｂｉｔ＝１がｋ個以上連続しているか否かを判断する。ｋ個以上連続していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＨ２６に進み、連続していない場合には（ＮＯ）、ステップＳＨ２５にて、メモリＡのｋ個未満のビット列のｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＨ２６に進む。
【００２９】
ステップＳＨ２６では、ｉ＝Ｘに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ２７にて、ｉをインクリメントして次の水平画素に進んでステップＳＨ２３に戻る。ｉ＝Ｘに達していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＨ２８に移行してｊ＝Ｙに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ２９にて、ｊをインクリメントして次の水平画素列に進んでステップＳＨ２３に戻る。
【００３０】
上記ステップＳＨ２８でｊ＝Ｙに達している場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＨ３０に進み、平坦なエリア領域と境界線アドレスが一致しているかを調べる。ここで、ステップＳＨ３１において、メモリＢでｂｉｔ＝１が立っているアドレスに対してメモリＡで同じアドレスに水平アドレス１を加えたアドレスでｂｉｔ＝１が立っているか否かを判断する。ｂｉｔ＝１が立っていれば（ＹＥＳ）ステップＳＨ３３に進み、立っていなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ３２にて、メモリＢのｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＨ３３に進む。ステップＳＨ３３では、メモリＢで１が立っている全てのアドレスについてメモリＡと比較したか否かを判断する。全て比較していない場合には（ＮＯ）ステップＳＨ３１に戻り、全て比較した場合には（ＹＥＳ）ステップＳＨ３４に進む。
【００３１】
ステップＳＨ３４では、メモリＣでｂｉｔ＝１が立っているアドレスに対してメモリＡで同じアドレスに水平アドレス１を加えたアドレスでｂｉｔ＝１が立っているか否かを判断する。ｂｉｔ＝１が立っていれば（ＹＥＳ）ステップＳＨ３６に進み、立っていなければ（ＮＯ）、ステップＳＨ３５にて、メモリＣのｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＨ３６に進む。ステップＳＨ３６では、メモリＣで１が立っている全てのアドレスについてメモリＡと比較したか否かを判断する。全て比較していない場合には（ＮＯ）ステップＳＨ３４に戻り、全て比較した場合には（ＹＥＳ）ステップＳＨ３７に進む。
【００３２】
ステップＳＨ３７では、メモリＢ，Ｃの内容を水平境界階調補正回路Ａ１７に通知し、ステップＳＨ３８で次の画像を取り込んでステップＳＨ１２に戻る。これにより、水平方向のグラデーション段差検出処理が完了する。
【００３３】
次に、垂直方向のグラデーション段差検出処理について説明する。
【００３４】
図３Ｃ及び図３Ｄにおいて、ステップＳＶ１１として画像取り込みがスタートすると、まずステップＳＶ１２では、フレーム画像の垂直方向に隣接する２画素（ｉ，ｊ），（ｉ，ｊ＋１）を取り込む。尚、スタート画素アドレスは“１，１”とする。続いて、ステップＳＶ１３では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ，ｊ＋１）か否かを判断し、ＮＯならばステップＳＶ１５に進み、ＹＥＳならばステップＳＶ１４に進む。ステップＳＶ１４では、同一階調エリア検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＤに対し、アドレス“ｉ，ｊ”と“ｉ，ｊ＋１“の両方にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＶ１５に進む。
【００３５】
ステップＳＶ１５では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ，ｊ＋１）＋ｓか否かを判断し、ＮＯならばステップＳＶ１７に進み、ＹＥＳならばステップＳＶ１６に進む。ステップＳＶ１６では、下り垂直方向境界検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＥに対し、アドレス“ｉ，ｊ”にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＶ１７に進む。
【００３６】
ステップＳＶ１７では、（ｉ，ｊ）＝（ｉ，ｊ＋１）−ｓか否かを判断し、ＮＯならばステップＳＶ１９に進み、ＹＥＳならばステップＳＶ１８に進む。ステップＳＶ１８では、上り垂直方向境界検出用に確保してある画像空間と一致する水平Ｘ、垂直ＹのメモリＦに対し、アドレス“ｉ，ｊ”にｂｉｔ＝１を立てて、ステップＳＶ１９に進む。
【００３７】
ステップＳＶ１９では、ｊ＝Ｙに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ２０にて、ｊをインクリメントして次の垂直水平画素に進んでステップＳＶ１２に戻る。ｊ＝Ｙに達していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＶ２１に移行してｉ＝Ｘに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ２２にて、ｉをインクリメントして次の垂直画素列に進んでステップＳＶ１２に戻る。
【００３８】
上記ステップＳＶ２１でｉ＝Ｘに達している場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＶ２３に進む。ステップＳＶ２３では、メモリＤにおいて、ｂｉｔ＝１が連続しているかを調べる。続いてステップＳＶ２４ではｂｉｔ＝１がｋ個以上連続しているか否かを判断する。ｋ個以上連続していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＶ２６に進み、連続していない場合には（ＮＯ）、ステップＳＶ２５にて、メモリＤのｋ個未満のビット列のｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＶ２６に進む。
【００３９】
ステップＳＶ２６では、ｊ＝Ｙに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ２７にて、ｊをインクリメントして次の垂直画素に進んでステップＳＶ２３に戻る。ｊ＝Ｙに達していれば（ＹＥＳ）、ステップＳＶ２８に移行してｉ＝Ｘに達したか否かを判断し、達していなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ２９にて、ｉをインクリメントして次の垂直画素列に進んでステップＳＶ２３に戻る。
【００４０】
上記ステップＳＶ２８でｉ＝Ｘに達している場合には（ＹＥＳ）、ステップＳＶ３０に進み、平坦なエリア領域と境界線アドレスが一致しているかを調べる。ここで、ステップＳＶ３１において、メモリＥでｂｉｔ＝１が立っているアドレスに対してメモリＤで同じアドレスに垂直アドレス１を加えたアドレスでｂｉｔ＝１が立っているか否かを判断する。ｂｉｔ＝１が立っていれば（ＹＥＳ）ステップＳＶ３３に進み、立っていなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ３２にて、メモリＥのｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＶ３３に進む。ステップＳＶ３３では、メモリＥで１が立っている全てのアドレスについてメモリＤと比較したか否かを判断する。全て比較していない場合には（ＮＯ）ステップＳＶ３１に戻り、全て比較した場合には（ＹＥＳ）ステップＳＶ３４に進む。
【００４１】
ステップＳＶ３４では、メモリＦでｂｉｔ＝１が立っているアドレスに対してメモリＤで同じアドレスに垂直アドレス１を加えたアドレスでｂｉｔ＝１が立っているか否かを判断する。ｂｉｔ＝１が立っていれば（ＹＥＳ）ステップＳＶ３６に進み、立っていなければ（ＮＯ）、ステップＳＶ３５にて、メモリＦのｂｉｔ＝１をｂｉｔ＝０に置き換えてステップＳＶ３６に進む。ステップＳＶ３６では、メモリＦで１が立っている全てのアドレスについてメモリＤと比較したか否かを判断する。全て比較していない場合には（ＮＯ）ステップＳＶ３４に戻り、全て比較した場合には（ＹＥＳ）ステップＳＶ３７に進む。
【００４２】
ステップＳＶ３７では、メモリＥ，Ｆの内容を垂直境界階調補正回路Ａ１８に通知し、ステップＳＶ３８で次の画像を取り込んでステップＳＶ１２に戻る。これにより、垂直方向のグラデーション段差検出処理が完了する。
【００４３】
続いて、図４を参照して、上記水平・垂直境界階調補間回路Ａ１７，Ａ１８における補間処理について説明する。
【００４４】
いま、図４（ａ）に示すように、ディスプレイ装置２３の画面中央部に、背景色に対して僅かに明るい楕円の縞が映し出されていたとする。明るさの違いは１階調（量子化８ビットの場合はダイナミックレンジの１／２５６）とすると、明るい所と暗い所の境界の水平部分の信号を拡大すると、図４（ｂ）に示すような段差になっている。境界部分の位置と明るさの傾斜は、図３で説明したように水平検出回路Ａ１５により検出されているので、この境界部分に対して（図４（ａ），（ｂ）の例では、境界部分で画面左から右に向かって暗い方に傾斜している）フレーム単位で境界の位置を振るようにディザ処理を施す。
【００４５】
すなわち、図４（ｃ）に示すように、原信号に対して、１フレーム目、２フレーム目、３フレーム目、４フレーム目の４フレーム周期で境界の位置を振ることにより、視覚的には４フレーム合成後の視覚的イメージとなり、１／４階調ずつの細かい階調表現となる。この例の場合、信号処理が８ビットであるが、境界付近では１０ビットの表現が可能である。このような操作を水平方向、垂直方向の境界部分全体に施すことにより、量子化によって発生した縞模様を目立たなくすることができる。
【００４６】
したがって、上記構成による階調処理回路２１５を備えたＰＣでは、映像信号の量子化の粗さに起因して表示画像中のグラデーション領域内に生じる縞模様の段差を検出することができ、境界部分の画素値の差、傾斜情報を取得することができるので、適切な階調補間を施して段差部分を目立たないようにすることができる。
【００４７】
尚、上記実施形態ではＲＧＢ信号で階調処理される場合について説明としたが、ＹＵＶ信号の段階で行っても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００４８】
（第２の実施形態）
また、本発明は、テレビジョン受像機にも適用可能である。図５に本発明をテレビジョン受像機に適用した場合の構成を示す。
【００４９】
図５において、アナログ放送受信部３１からの映像信号出力と映像信号ライン入力は、スイッチ３２で任意に切り替えられてビデオデコーダ回路３３でベースバンド信号（ＹＵＶ）としてデジタル化されて、バックエンドプロセッサ３４に送られる。一方、デジタル放送受信部３５で受信されたデジタル放送信号も、ＭＰＥＧ２−ＴＳデコーダ回路３６で映像信号が復調された後、同じくバックエンドプロセッサ３４に送られる。
【００５０】
バックエンドプロセッサ３４に入ったそれぞれの映像信号は、スケーラ回路３４１で画像サイズが調整され、画質調整回路３４２で画質が調整され、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路３４３でＲＧＢ信号に変換された後、本発明に係る階調処理回路３４４でグラデーション段差部分の補正が施される。最終的に、ビット変換・階調補正回路３４５で２ビット削減された後、ＦＲＣ（フレームレートコントロール）によって階調が補正される。階調補正された信号はＤ／Ａ変換部３５でＤ／Ａ変換された後、ディスプレイ部３６に送られる。尚、上記階調処理回路３４４は、図６に示すように構成される。但し、図２に示した回路構成と同様であるので、ここでは図２と同一部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００５１】
すなわち、上記構成によるテレビジョン受像機において、バックエンドプロセッサ３４では、映像信号を１０ビットで処理し、最終段で８ビットに変換して階調補正を施すようにしており、内部の階調の表現の最大値は１０ビットが限界となっている。このようなプロセッサ３４に対し、本発明に係る階調処理回路３４４を最終段のビット変換・階調補正回路３４５の前に配置し、グラデーション領域内の段差部分（境界部分）を検出して、例えば図４に示したように、境界部分でディザ処理を行う。これにより、境界部分では１２ビット相当で表現され、グラデーション領域内の段差部分は目立たなくなり、視覚的に非常に滑らかなグラデーション表示を実現することができる。
【００５２】
尚、本実施形態においても、ＲＧＢ信号で階調処理される場合について説明としたが、ＹＵＶ信号の段階で行っても同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００５３】
また、本発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明が適用される、ＴＶ放送受信対応ＰＣの全体構成を示すブロック図。
【図２】図１のＰＣに用いられる、本発明に係る階調処理回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図３Ａ】図２の階調処理回路の水平方向グラデーション段差検出処理をソフトウェア処理で実現する場合のアルゴリズムを示すフローチャート。
【図３Ｂ】図３Ａに続くアルゴリズムを示すフローチャート。
【図３Ｃ】図２の階調処理回路の垂直方向グラデーション段差検出処理をソフトウェア処理で実現する場合のアルゴリズムを示すフローチャート。
【図３Ｄ】図３Ｃに続くアルゴリズムを示すフローチャート。
【図４】図２の水平・垂直境界階調補間回路における補間処理について説明するための概念図。
【図５】本発明が適用される、テレビジョン受像機の全体構成を示すブロック図。
【図６】図５のテレビジョン受像機に用いられる、本発明に係る階調処理回路の具体的な構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５５】
１１…ＴＶ放送受信部、１２…スイッチ、１３…ビデオデコーダ、１４…ＰＣＩバス、１５…サウスブリッジ、１６…ハードディスク装置（ＨＤＤ）、１７…光ディスク装置（ＯＤＤ）、１８…ノースブリッジ、１９…ＣＰＵ（演算処理装置）、２０…メインメモリ、２１…グラフィック処理部、２１１…正方スケーラ回路、２１２…ＹＵＶ／ＲＧＢ変換回路、２１３…画質調整回路、２１４…αブレンド／スケーラ回路、２１５…階調処理回路、２１６…ビット変換・ディザ回路、２２…Ｄ／Ａ変換部、２３…ディスプレイ装置、Ａ１１…水平画素値比較回路、Ａ１２…垂直画素値比較回路、Ａ１３…１H遅延線、Ａ１４…ＲＧＢフレームメモリ回路、Ａ１５…水平検出回路、Ａ１６…垂直検出回路、Ａ１７…水平境界階調補間回路、Ａ１８…垂直境界階調補間回路、３１…アナログ放送受信部、３２…スイッチ、３３…ビデオデコーダ回路、３４…バックエンドプロセッサ、３５…デジタル放送受信部、３６…ＭＰＥＧ２−ＴＳデコーダ回路、３４１…スケーラ回路、３４２…画質調整回路、３４３…ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路、３４４…階調処理回路、３４５…ビット変換・階調補正回路、３５…Ｄ／Ａ変換部、３６…ディスプレイ部。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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