(57)【要約】【課題】ブロックを解析・検出の単位とする従来の歪補正装置では、モスキートノイズの発生位置の特定が困難である。【解決手段】  モスキートノイズとして目立つリンギングは、エッジやパルスの周辺の平坦部分に現れた場合であるが、平坦部分に現れる劣化成分は量子化精度の失われた直交変換係数に対応する成分である。従って、変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２により精度の失われた基底関数の周波数成分を検出する変換係数列を作成し、それらと画像信号とを畳込み演算して第１及び第２の相関値を算出する。遷移状態解析器１０３は、上記の相関値を入力として２次元空間上での遷移状態を観測し、規定された遷移状態に合致する相関値列が検出された入力画像信号の区間を画像の劣化位置として特定する。歪補正器１０４は、その劣化位置の画像信号の歪を補正する。【選択図】            図１
2006332987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期関数から作成された第１の変換係数列と画像信号との畳み込み演算を行い第１の相関値を順次出力する第１の変換器と、
前記第１の変換係数列に対して位相がπ／２の奇数倍異なる第２の変換係数列と前記画像信号との畳み込み演算を行い、第２の相関値を順次出力する第２の変換器と、
前記第１の変換器から出力された前記第１の相関値と前記第２の変換器から出力された前記第２の相関値とにより２次元空間を構成し、前記第１及び第２の相関値を入力として前記２次元空間上での遷移状態を観測し、規定された遷移状態に合致する相関値列が検出された入力画像信号の区間を画像の劣化位置として出力する遷移状態解析器と、
前記遷移状態解析器から出力された画像信号劣化位置には、前記画像信号に対してフィルタ処理を施した画素値を出力し、それ以外の位置では前記画像信号に対してフィルタ処理を施さずに画素値を出力する歪補正器と
を有することを特徴とする画像信号の歪補正装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の相関値を入力として受け、それら第１及び第２の相関値に基づいて前記２次元空間上で劣化信号を示す相関値の原点からの距離を示す原点距離を算出する算出器を更に有し、前記歪補正器による前記フィルタ処理として、算出された前記原点距離が大きいほど前記画像信号の高周波成分を大きく減衰させる高周波遮断フィルタ処理を行わせることを特徴とする請求項１記載の画像信号の歪補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像信号の歪補正装置に係り、特に画像信号の量子化などにより画像に含まれるエッジ成分や、パルス成分の周辺に発生する歪を効果的に除去し、画質を改善する画像信号の歪補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、画像の高能率符号化技術は通信や記録などにおいて必要不可欠な技術となっている。画像高能率符号化の代表的な方式として、動画像符号化のＭＰＥＧ２(Moving Picture Experts group phase 2) Ｖｉｄｅｏ（国際標準規格：ISO/IEC13818-2）方式や静止画像符号化のＪＰＥＧ２０００(Joint Photographic Experts Group 2000)(国際標準規格：ISO/IEC15444-1:2000）方式などが挙げられる。
【０００３】
これらの符号化方式は、信号の適応予測、直交変換及び量子化などを経て統計的符号化を行うことで符号量の削減を実現させている。これら一連の操作には、画像の冗長性を削減するだけでなく、人間が視覚的に認識し難い情報を削減することで、要求された符号量に収める符号量調整機能を備えている。従って、非可逆な符号化であることから、なんらかの画質劣化を伴うことになる。特に、長時間記録や無線伝送など、記録容量や伝送帯域の有効活用及び性能的な制限から、視覚的に明らかな劣化を引き起こすほどの情報量を削減しなければならない場合が多く存在する。
【０００４】
この情報量の削減は、自然界にはあまり存在しない幾何学的歪となって復号画像中に現れるため、視覚的な違和感を強く感じるものである。特に直交変換後の量子化に起因するブロックノイズやモスキートノイズと呼ばれる現象が顕著である。従って、このような大きな視覚的劣化を伴う復号画像の歪を、視覚的に違和感のないように補正する技術が求められている。この違和感を和らげる目的で開発された技術に、デブロックフィルタやデリンギングフィルタと呼ばれる技術がある。
【０００５】
これらの改善方法は、符号化前の画像を操作する方法、符号情報を操作する方法及び復号後の画像を操作する方法に大別することができる。これら方法のうち、復号後の画像を操作する方法に係わるものとして、復号画像に発生する劣化位置を特定し、その位置の画素に補正を加えることで視覚的な劣化を認識し難くする画像信号の歪補正装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１では、ブロック内の隣接する画素間の差分値のヒストグラムを取り、その分布状況を解析、学習し劣化位置を特定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３２４７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述のように、過度の情報量削減が行われる状況が多く存在し、大きな視覚的劣化を伴う復号画像の画質を改善する技術が求められている。前記画質劣化のうち、ブロックノイズに関してはブロック境界位置が符号化方式から明らかなため、容易に補正することができる。これに比べ、モスキートノイズの位置を特定することは困難であることから、前記特許文献１記載の従来の画像信号の歪補正装置においても、モスキートノイズの検出に主眼をおいている。
【０００７】
この特許文献１に記載された従来の画像信号の歪補正装置では、ブロック単位の劣化に対して有効な方法である。しかし、モスキートノイズはウェーブレット変換を利用したＪＰＥＧ２０００のような非ブロック符号化においても発生するため、ブロックを解析・検出の単位とする上記の従来の歪補正装置では、モスキートノイズの発生位置の特定が困難になる。これは、画像のエッジ成分やパルス成分の周辺に発生するリンギング状のノイズが解析・検出ブロックの領域外にまで波及するためである。
【０００８】
さらに、近年、複数の新しい符号化方式が開発されており、方式の違いによってブロックサイズが異なるなどの問題もある。この結果、符号化方式毎に複数の解析・検出方法を使い分けなくてはならないという問題が発生する。
【０００９】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ブロックサイズの異なる符号化方式や非ブロック符号化方式などの採用する符号化単位の違いによらず、モスキートノイズの発生位置を効果的に特定して、画像信号中の歪を補正し得る画像信号の歪補正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の目的を達成するため、周期関数から作成された第１の変換係数列と画像信号との畳み込み演算を行い第１の相関値を順次出力する第１の変換器と、第１の変換係数列に対して位相がπ／２の奇数倍異なる第２の変換係数列と画像信号との畳み込み演算を行い、第２の相関値を順次出力する第２の変換器と、第１の変換器から出力された第１の相関値と第２の変換器から出力された第２の相関値とにより２次元空間を構成し、第１及び第２の相関値を入力として２次元空間上での遷移状態を観測し、規定された遷移状態に合致する相関値列が検出された入力画像信号の区間を画像の劣化位置として出力する遷移状態解析器と、遷移状態解析器から出力された画像信号劣化位置には、画像信号に対してフィルタ処理を施した画素値を出力し、それ以外の位置では画像信号に対してフィルタ処理を施さずに画素値を出力する歪補正器とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、画像に含まれるエッジ成分やパルス成分と、その近傍に存在する信号波形の位相状態を観測することで、量子化などにより高周波成分の精度が失われたことに起困する歪であるか否かを識別する。
【００１２】
モスキートノイズとして目立つリンギングは、エッジやパルスの周辺の平坦部分に現れた場合であるが、平坦部分に現れる劣化成分は量子化精度の失われた直交変換係数に対応する成分である。従って、本発明では精度の失われた基底関数の周波数成分を検出する変換係数列、すなわち、周期関数から第１及び第２の変換係数列を作成し、それらと画像信号とを畳込み演算して第１及び第２の相関値を算出し、算出した第１及び第２の相関値を入力として２次元空間上での遷移状態を観測し、規定された遷移状態に合致する相関値列が検出された入力画像信号の区間を画像の劣化位置として特定し、その劣化位置の画像信号の歪を補正する。
【００１３】
この過程を、図を用いて説明する。図３は変換係数列の一例の説明図である。図３（Ａ）の変換係数列に対して、図３（Ｂ）の変換係数列は位相をπ／２ずらすことが特徴である。ここで、図３（Ａ）、（Ｂ）中、「＋１」、「−１」は画像の画素値（輝度値）に掛ける係数（変換係数）を示す（後述の図４〜図６も同様）。
【００１４】
図３の変換係数列は水平信号用であるが、垂直信号には図４のようにして用いればよい。また、水平方向の変換係数列として図５のように上下ラインの信号も含めた変換係数列を作成することもできる。同様に、垂直方向の変換係数列も図６のように左右の画素を含めた構成も考えられる。ここでは、簡単のため図３の変換係数列を採用して説明する。これら２つの変換係数列を、信号波形で表現すると図７（Ａ）、（Ｂ）のようになる。以下の説明では、図７（Ａ）の変換係数列を変換係数列Ａ、図７（Ｂ）の変換係数列を変換係数列Ｂと呼ぶ。なお、図７において、１つの丸は変換係数列を振幅波形として表現したものである。
【００１５】
図８〜図１５は、前記２つの変換係数列Ａ及び変換係数列Ｂを画像信号列に作用させた場合に出力される相関値列を説明する図である。図８〜図１５の上段は入力される画像信号であり、下段は、次式
【００１６】
【数１】
2006332987.tif 000003
により変換係数列を入力画像信号に対して１画素ずつずらしながら畳み込み演算した出力値を示している。ここで、上式中、ｘは図８〜図１５の上段の入力画像信号、ＸＡは変換係数列Ａによる出力、ＸＢは変換係数列Ｂによる出力で、図８〜図１５の下段の相関値に対応する。Ｅは周期波形である変換係数列を意味し、変換係数列Ａに対して、π／２の奇数倍だけ位相の異なるものが変換係数列Ｂとなる。ただし、ｉは任意の整数とする。さらに、ｍは画素位置であり、Ｎは変換係数列の要素数を表している。
【００１７】
更に、図８〜図１５の左半分に（Ａ）で示す図は、変換係数列Ａによる出力を説明する図であり、図８〜図１５の右半分に（Ｂ）で示す図は、変換係数列Ｂによる出力を説明する図である。また、図１６〜図２３は変換係数列Ａの出力を縦軸とし、変換係数列Ｂの出力を横軸とした２次元空間上に変換係数列Ａ、変換係数列Ｂから出力される相関値列をプロットした図である。
【００１８】
図８は、下に凸なパルス信号を入力とした場合の変換係数列から出力される相関値列を示している。図８の相関値列を２次元空間にプロットすると図１６のように点ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ａの順番で遷移する。図９は、上に凸なパルス信号を入力とした場合であり、相関値列を２次元空間上にプロットすると図１７のように遷移する。これら入力パルス信号に対して、図１０及び図１１に示すようにエッジ部を僅かに強調すると、２次元空間上の相関値列の遷移は、それぞれ図１８及び図１９に示すように変化する。
【００１９】
更に、図１２及び図１３に示すようにエッジ近傍にリンギングのある信号を付加すると、２次元空間上の相関値列の遷移は、それぞれ図２０及び図２１に示すように変化する。なお、図２０において、原点以外の（Ｂ）軸上にある相関値列を示す点イに、第４象限にある相関値列を示す点ロから遷移したときには、第４象限にある相関値列を示す点ハに遷移し、第１象限にある相関値列を示す点ニから遷移したときには、第１象限にある相関値列を示す点ホに遷移する。また、図２１において、原点以外の（Ｂ）軸上にある相関値列を示す点へに、第２象限にある相関値列を示す点トから遷移したときには、第２象限にある相関値列を示す点チに遷移し、第３象限にある相関値列を示す点リから遷移したときには、第３象限にある相関値列を示す点ヌに遷移する。
【００２０】
一方、図１４のような周期波形の場合には、相関値列は零となり、２次元空間上では図２２に示すようになる。また、図１５に示すようにエッジ部分を鈍らせると、２次元空間上の相関値列の遷移は図２３に示すようになる。
【００２１】
従って、図２０の結果から、僅かなリンギングのある平坦部に続いて立ち下りエッジがある場合には、図２４に示すようにリンギング部分が原点近傍の領域Ｒ２４１に存在し、続いて立ち下りエッジ部分が領域Ｒ２４２→領域Ｒ２４３→領域Ｒ２４４→領域Ｒ２４５の順で遷移する。同様に、図２０の結果から、立ち上りエッジに続いて僅かなリンギングのある平坦部がある場合には、図２５に示すように立ち上りエッジ部分が原点から離れた領域Ｒ２５１から領城Ｒ２５２→領域Ｒ２５３→領域Ｒ２５４の順で遷移し、続いてリンギング部分が原点近傍の領域Ｒ２５５に存在する。
【００２２】
更に、図２１の結果から、僅かなリンギングのある平坦部に続いて立ち上りエッジがある場合には、図２６に示すようにリンギング部分が原点近傍の領域Ｒ２６１に存在し、続いて立ち上りエッジ部分が領域Ｒ２６２→領域Ｒ２６３→領域Ｒ２６４→領域Ｒ２６５の順で遷移する。同様に、図２１の結果から、立ち下りエッジに続いて僅かなリンギングのある平坦部がある場合には、図２７に示すように立ち下りエッジ部分が原点から離れた領域Ｒ２７１から領域Ｒ２７２→領域Ｒ２７３→領域Ｒ２７４の順で遷移し、続いてリンギング部分が原点近傍の領域Ｒ２７５に在在する。
【００２３】
以上述べたように、変換係数列Ａと変換係数列Ｂから求められる相関値で構成された２次元空間上での相関値列の遷移過程を観測し、図２４〜図２７に示される遷移パターンに合致する入力信号位置を画質劣化位置として検出すればよい。
【００２４】
ここで用いた変換係数列Ａと変換係数列Ｂとの変換係数列ペアは、微弱な信号に隣接する同様の周波数成分を持つ強い強度の信号の有無を検出していることになる。従って、複数の変換係数列を用いて周波数空間を複数の領域に分割し、それぞれの周波数空間でリンギングの検出を行うことも可能である。また、複数の周波数空間は、１次元空間だけでなく２次元空間で構成することも容易に想像できる。
【００２５】
このようにして、劣化信号部分を特定する窓信号を得ることができる。この窓信号の出力されている信号区間に対して、上記の歪補正器による劣化信号補正機能を動作させることで視覚的に大きな問題となる劣化部分を補正することが可能となる。劣化信号補正機能は、単純な線形ローパスフィルタからεフィルタなどの非線形フィルタまで様々な方式を利用することが可能である。
【００２６】
また、本発明は上記の目的を達成するため、第１及び第２の相関値を入力として受け、それら第１及び第２の相関値に基づいて２次元空間上で劣化信号を示す相関値の原点からの距離を示す原点距離を算出する算出器を更に有し、歪補正器によるフィルタ処理として、算出された原点距離が大きいほど画像信号の高周波成分を大きく減衰させる高周波遮断フィルタ処理を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、精度の失われた基底関数の周波数成分を検出する変換係数列を作成し、それらと画像信号とを畳込み演算して相関値を算出し、算出した相関値を入力として２次元空間上での遷移状態を観測し、規定された遷移状態に合致する相関値列が検出された入力画像信号の区間を画像の劣化位置として特定するようにしたため、画像信号の符号化方式の違いを限定することなく、さらにはアナログ伝送時に発生するリンギングも含めて、画像のエッジ近傍の歪の波及範囲を簡便な方法で特定でき、これにより歪の波及範囲の補正が良好にでき、劣化した画像の画質を改善する手段として広く利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる画像信号の歪補正装置の第１の実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態は、入力端子１００から入力する画像信号に対して変換係数列Ａと変換係数列Ｂによりそれぞれ別々に相関値を求める相関値演算器である変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２と、これら変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２から出力される相関値列を位相空間上で観測し遷移状態から補正領域を指定する遷移状態解析器１０３と、遷移状態解析器１０３から出力される入力画像信号の劣化領域を示す窓信号に従って入力画像信号を補正して出力端子１０５へ出力する歪補正器１０４とを具備することを特徴としている。
【００２９】
次に、本実施の形態の動作を、図２の処理手順説明用フローチャートを用いて説明する。先ず、変換係数列Ａ及び変換係数列Ｂのそれぞれについて、入力画像信号との相関値列を求める（図２のステップＳ２０１）。このステップＳ２０１では、図１の入力端子１００から復号化後の劣化部分を含む画像信号が、変換係数列Ａにより相関値列を求める変換係数列Ａ変換器１０１と変換係数列Ｂにより相関値列を求める変換係数列Ｂ変換器１０２、及び、劣化信号を補正する歪補正器１０４へとそれぞれ入力され、変換係数列Ａ変換器１０１において、変換係数列Ａを用いて入力画像信号との畳み込み演算を行い、相関値列を出力すると共に、変換係数列Ｂ変換器１０２では、変換係数列Ｂを用いて入力信号との畳み込み演算を行い、相関値列を出力する。変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２から出力された相関値列は、遷移状態解析器１０３にそれぞれ入力される。
【００３０】
本実施の形態では、変換係数列Ａとして数１に示した数式中の要素数Ｎを８とした水平検出用の［１，１，１，１，−１，−１，−１，−１］を用い、変換係数列Ｂを［１，１，−１，−１，−１，−１，１，１］とした。
【００３１】
次に、変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２で求めた相関値列を２次元空間上の状態遷移として観測し、規定された遷移状態に合致する区間を窓信号として求める（図２のステップＳ２０２）。すなわち、このステップＳ２０２では、図１の遷移状態解析器１０３が、変換係数列Ａ変換器１０１及び変換係数列Ｂ変換器１０２から入力された２つの相関値列で構成される２次元空間上で相関値列の遷移状態を監視し、遷移状態解析器１０３で前述の図２４〜図２７に示した状態遷移が観測された場合には、観測区間に対して劣化信号の補正機能を動作させるように指示をする窓信号を生成して歪補正器１０４に与える。
【００３２】
ここで、状態遷移解析器１０３の詳細な動作を図２４、図２５、図２６、図２７に対応する図２８、図２９、図３０、図３１の状態遷移図で説明する。なお、図２４〜図２７で使用する領域Ｒ２４１、Ｒ２４５、Ｒ２５１〜Ｒ２５５、Ｒ２６１〜Ｒ２６５、Ｒ２７１〜Ｒ２７５は予め決定されているものとする。また、図２８〜図３１の状態遷移図によるリンギング位置検出動作は並列に実行されるものとする。
【００３３】
先ず、状態遷移解析器１０３は図２８の状態遷移図により図２４の遷移状態を検出し、リンギングの位置を出力する。以下、図２４と図２８を用いてこの動作を詳細に説明する。図２８の初期状態Ｓ２８０において、図２４の領域Ｒ２４１に相関値列が移動した場合には状態Ｓ２８１へ遷移すると同時に、その時の画像上の位置がリンギング開始位置として記憶され、領域Ｒ２４１以外の領域に相関値列がある場合には初期状態Ｓ２８０に留まる。
【００３４】
状態Ｓ２８１において、図２４の領域Ｒ２４２に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８２へ遷移し、図２４の領域Ｒ２４３に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８３へ遷移し、図２４の領域Ｒ２４１内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２８１に留まり、領域Ｒ２４１〜２４３のいずれでもない領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２８０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００３５】
状態Ｓ２８２において、図２４の領域Ｒ２４３に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８３へ遷移し、図２４の領域Ｒ２４２内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２８２に留まり、図２４において領域Ｒ２４２と２４３のいずれでもない領域へ移動した場合には図２８の初期状態Ｓ２８０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００３６】
状態Ｓ２８３において、図２４の領域Ｒ２４４に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８４へ遷移し、図２４の領域Ｒ２４５に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８５へ遷移し、領域Ｒ２４３内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２８３に留まり、図２４において領域Ｒ２４３〜２４５のいずれでもない領域へ移動した場合には図２８の初期状態Ｓ２８０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００３７】
状態Ｓ２８４において、図２４の領域Ｒ２４５に相関値列が移動した場合には図２８の状態Ｓ２８５へ遷移し、図２４の領域Ｒ２４４内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２８４に留まり、図２４において領域Ｒ２４４と２４５のいずれでもない領域へ移動した場合には図２８の初期状態Ｓ２８０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００３８】
状態Ｓ２８５に状態が遷移した場合には、相関値列が図２４のいずれの領域にある場合でも、状態Ｓ２８５に遷移した瞬間の画像上の位置をリンギング終了位置として記憶すると同時に初期状態Ｓ２８０へ遷移し、記憶されているリンギング開始位置とリンギング終了位置を出力する。
【００３９】
これと並行して、遷移状態解析器１０３は図２９の状態遷移図により図２５の遷移状態を検出し、リンギングの開始位置と終了位置とを出力する。以下、図２５と図２９を用いてこの動作を詳細に説明する。図２９の初期状態Ｓ２９０において、図２５の領域Ｒ２５１に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９１へ遷移すると同時にその時の画像上の位置がリンギング開始位置として記憶され、領域Ｒ２５１以外の領域に相関値列がある場合には初期状態Ｓ２９０に留まる。
【００４０】
状態Ｓ２９１において、図２５の領域Ｒ２５２に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９２へ遷移し、図２５の領域Ｒ２５３に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９３へ遷移し、領域Ｒ２５１内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２９１に留まり、図２５において領域Ｒ２５１〜２５３のいずれでもない領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２９０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００４１】
状態Ｓ２９２において、図２５の領域Ｒ２５３に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９３へ遷移し、領域Ｒ２５２内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２９２に留まり、図２５において領域Ｒ２５２と２５３のいずれでもない領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２９０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始付置をクリアする。
【００４２】
状態Ｓ２９３において、図２５の領域Ｒ２５４に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９４へ遷移し、図２５の領域Ｒ２５５に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９５へ遷移し、領域Ｒ２５３内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２９３に留まり、図２５において領域Ｒ２５３〜２５５のいずれでもない領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２９０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００４３】
状態Ｓ２９４において、図２５の領域Ｒ２５５に相関値列が移動した場合には図２９の状態Ｓ２９５へ遷移し、領域Ｒ２５４内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２９４に留まり、図２５において領域Ｒ２５４と２５５のいずれでもない領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２９０へ遷移すると同時に記憶されているリンギング開始位置をクリアする。
【００４４】
状態Ｓ２９５において、領域Ｒ２５５内に相関値列が留まっている場合には状態Ｓ２９５に留まり、図２５において領域Ｒ２５５以外の領域へ移動した場合には初期状態Ｓ２９０へ遷移すると同時に遷移した瞬間の画像上の位置をリンギング終了位置として記憶して初期状態Ｓ２９０へ遷移し、記憶されているリンギング開始位置とリンギング終了位置を出力する。
【００４５】
これらと並行して、遷移状態解析器１０３は図３０の状態遷移図により図２６の遷移状態を検出し、図３１の状態遷移図により図２７の遷移状態を検出し、それぞれリンギングの開始位置と終了位置とを出力する。図３０は、図２６の領域Ｒ２６１〜Ｒ２６５を図２４の領域Ｒ２４１〜Ｒ２４５に対応させ、図３０の状態Ｓ３００〜Ｓ３０５を図２８の状態Ｓ２８０〜Ｓ２８５に対応させた動作と同じであるため説明を省略する。また、図３１も、図２７の領域Ｒ２７１〜Ｒ２７８を図２５の領域Ｒ２５１〜Ｒ２５５に対応させ、図３１の状態Ｓ３１０〜Ｓ３１５を図２９の状態Ｓ２９０〜Ｓ２９５に対応させた動作と同じであるため説明を省略する。図２８〜図３１の状態遷移図の動作により検出されたリンギングの開始位置と終了位置で既定された領域が窓信号となる。
【００４６】
最後に、窓信号のある領域を劣化領域として入力画像信号を補正し、窓信号の無い領域は正常領域として入力画像信号の補正は行わずそのまま出力する処理を行う（図２のステップＳ２０３）。すなわち、このステップＳ２０３では、図１の歪補正器１０４が、入力端子１００から入力された劣化画像信号に対して、遷移状態解析器１０３から入力された上記の窓信号に従って、窓信号がある領域には歪補正機能を動作させた信号を出力し、窓信号の無い領域では入力画像信号をそのまま出力するように動作する。このようにして、歪補正器１０４から出力された歪が補正された画像信号は、出力端子１０５から外部へ出力されテレビモニタなどの映像信号表示装置に供される。
【００４７】
図３２は図１中の歪補正器１０４の一実施の形態のブロック図を示す。図３２の入力端子３２１から劣化した画像信号が入来し、ＬＰＦ（低域フィルタ）３２３へ入力される。ＬＰＦ３２３では、入力信号の低周波数成分を抽出し減算器３２４及び加算器３２６へ出力する。減算器３２４では、入力端子３２１から入来する劣化した画像信号からＬＰＦ３２３の出力値を減算し、得られた減算結果をコアリング器３２５ヘ出力する。
【００４８】
コアリング器３２５では、入力端子３２２から入来する窓信号に従い、窓信号が有効なときには減算器３２４から入力される信号を一定の割合で減衰させ出力し、窓信号が無効なときには減算器３２４から入力される信号をそのまま出力する。コアリング器３２５から出力された信号は加算器３２６に入力され、ここでＬＰＦ３２３から出力された画像信号の低周波数成分と加算された後、出力端子３２７から歪補正後の信号として外部へ出力される。
【００４９】
次に、本実施の形態の効果の一例について図３３と共に説明する。図３３の信号Ｓ３３１は入力端子１００に入力された劣化した画像信号の波形であり、信号Ｓ３３２は本実施の形態により歪が補正された出力画像信号の波形である。また、信号Ｓ３３３は本実施の形態の遷移状態解析器１０３により生成された窓信号であり、値０のとき補正を無効とし、値１のとき補正を有効とする２値信号となっている。図３３に示す窓信号Ｓ３３３が有効な区間Ｓ３３４と区間Ｓ３３５は、リンギングの波及範囲に応じた区間が検出されリンギングが補正されていることが分かる。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３４は本発明になる画像信号の歪補正装置の第２の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３４に示す実施の形態は、図１に示した実施の形態の構成に、原点距離算出器３４３を追加すると共に、歪補正器３４４の構成を歪補正器１０４より若干変更した点に特徴がある。
【００５１】
これにより、図３４に示す実施の形態では、変換係数列Ａ変換器１０１の出力と変換係数列Ｂ変換器１０２の出力が原点距離算出器３４３に入力される。原点距離算出器３４３は、次式
【００５２】
【数２】
2006332987.tif 000004
により算出した値ｄを出力する。ここで、上式中、Ａは変換係数列Ａ変換器１０１の出力値であり、Ｂは変換係数列Ｂ変換器１０２の出力値である。
【００５３】
原点距離算出器３４３から出力された値ｄは、歪補正器３４４に入力される。歪補正器３４４では、遷移状態解析器１０３から入力される窓信号が有効である区間においては原点距離算出器３４３から出力される値ｄの大小に依存して入力端子１００から入力される劣化した画像信号を補正し、窓信号が無効な場合には入力画像信号をそのまま出力する。
【００５４】
図３５は図３４の歪補正器３４４の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図３２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３５に示す歪補正器３４４は、図３２のコアリング器３２５を値ｄの大小に依存して機能するコアリング器３５５に置き換え、値ｄを入力する入力端子３５２を追加したものである。
【００５５】
図３５のコアリング器３５５は、入力端子３２２から入来する窓信号が有効な場合に、減算器３２４から入力される信号を入力端子３５２から入来する値ｄが大なるときは大きく減衰させ、小なるときは減衰量を少なくするように制御され、減衰された減算器３２４からの信号を加算器３２６へ出力する。また、コアリング器３５５は、窓信号が無効なときには、減算器３２４から入力される信号を減衰させずに出力する。この結果、値ｄの大小に依存して高周波成分の減衰量が制御された歪補正信号が出力端子３２７より出力される。
【００５６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図３６は本発明になる画像信号の歪補正装置の第３の実施の形態のブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３６に示す実施の形態は、図１に示した実施の形態の構成に、変換係数列Ｃ変換器３６１、変換係数列Ｄ変換器３６２、遷移状態解析器３６３、ＯＲ回路３６４、補正処理指定器３６５を追加すると共に、歪補正器を図３５に示した構成の歪補正器３４４とした点に特徴がある。
【００５７】
図３６において、入力端子１００から入来する劣化した画像信号が、変換係数列Ｃ変換器３６１及び変換係数列Ｄ変換器３６２にも入力される。ここでは、変換係数列Ｃとして数１に示した数式中の要素数Ｎを４とした水平検出用の［１、１，−１，−１］を用い、変換係数列Ｄを［１，−１，−１，１］とした。変換係数列Ｃ変換器３６１及び変換係数列Ｄ変換器３６２からそれぞれ出力される相関値列は、遷移状態解析器３６３に入力され、ここで変換係数列Ｃと変換係数列Ｄの組に最適化された領域を持つ図２４〜図２７の２次元空間上での遷移状態が観測され、その観測結果に基づき窓信号が生成される。
【００５８】
遷移状態解析器３６３から出力された窓信号は、遷移状態解析器１０３から出力された窓信号と共にＯＲ回路３６４と補正処理指定器３６５に入力される。ＯＲ回路３６４は、遷移状態解析器３６３または遷移状態解析器１０３から出力された窓信号のどちらかが有効であれば有効を示す窓信号を出力し、歪補正器３４４へ入力する。また、補正処理指定器３６５では、有効な窓信号を出力している遷移状態解析器がいずれであるかに応じて、値を大小させた信号を出力し歪補正器３４４へ入力する。
【００５９】
本実施の形態の補正処理指定器３６５では、遷移状態解析器１０３が窓信号を出力している場合には大なる値を出力し、遷移状態解析器３６３が窓信号を出力している場合には小なる値を出力するようにする。これは次の理由による。低周波数信号を検出する特性を持つ図３６の遷移状態解析器１０３が窓信号を出力している場合には、劣化波形が低周波数であり、視覚的に認識し易いため図３６の補正処理指定器３６５は大なる値を出力して歪補正器３４４による補正量を大きくする。一方、高周波数信号を検出する特性を持つ図３６の遷移状態解析器３６３が窓信号を出力している場合には、劣化波形が高周波数であり、低周波数に比べて視覚的に認識し難いため図３６の補正処理指定器３６５は小なる値を出力して歪補正器３４４による補正量を小さくする。
【００６０】
歪補正器３４４は、補正処理指定器３６５から出力される信号が図３５の入力端子３５２に入力される点が図３４の実施の形態と異なるが、図３５を用いた前述の説明と同じ動作を行う。以上の構成により、複雑な歪を周波数毎に詳細に分析することが可能となる。
【００６１】
なお、以上の実施の形態では、水平方向の処理についてのみ説明したが、水平方向の処理に続けて垂直方向の処理を従属に行う構成や、２次元の変換係数列を用いる方法など様々な構成が容易に考えられる。
【００６２】
また、本発明は、各実施の形態をコンピュータにより実行させるコンピュータ・プログラムを含むものである。このプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の画像信号の歪補正装置の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】図１の動作説明用フローチャートである。
【図３】水平方向の変換係数列の一例である。
【図４】垂直方向の変換係数列の一例である。
【図５】水平方向の変換係数列の別の一例である。
【図６】垂直方向の変換係数列の別の一例である。
【図７】水平方向の変換係数列の一例を波形表示した模式図である。
【図８】下に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図９】上に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１０】エッジの強調された下に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１１】エッジの強調された上に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１２】近傍にリンギングを付加した下に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１３】近傍にリンギングを付加した上に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１４】周期波形に変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１５】エッジの鈍った下に凸のインパルスに変換係数列を掛けた場合に出力される相関値列を説明する図である。
【図１６】図８の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図１７】図９の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図１８】図１０の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図１９】図１１の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図２０】図１２の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図２１】図１３の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図２２】図１４の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図２３】図１５の相関値列の２次元空間上での状態遷移を説明する図である。
【図２４】平坦部から立ち下りエッジのリンギングを特定する遷移パターンを説明する図である。
【図２５】立ち下りエッジから平坦部のリンギングを特定する遷移パターンを説明する図である。
【図２６】平坦部から立ち上りエッジのリンギングを特定する遷移パターンを説明する図である。
【図２７】立ち下りエッジから平坦部のリンギングを特定する遷移パターンを説明する図である。
【図２８】平坦部から立ち下りエッジのリンギング領域を検出する状態遷移図である。
【図２９】立ち上りエッジから平坦部のリンギング領域を検出する状態遷移図である。
【図３０】平坦部から立ち上りエッジのリンギング領域を検出する状態遷移図である。
【図３１】立ち下りエッジから平坦部のリンギング領域を検出する状態遷移図である。
【図３２】図１中の歪補正器の一実施の形態のブロック図である。
【図３３】図１の実施の形態による効果を説明する図である。
【図３４】本発明の歪補正装置の第２の実施の形態のブロック図である。
【図３５】図３４中の歪補正器の一実施の形態のブロック図である。
【図３６】本発明の歪補正装置の第３の実施の形態のブロック図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００、３２１、３２２、３５２  入力端子
１０１  変換係数列Ａ変換器
１０２  変換係数列Ｂ変換器
１０３、３６３  遷移状態解析器
１０４、３４４  歪補正器
１０５、３２７  出力端子
３２３  低域フィルタ（ＬＰＦ）
３２４  減算器
３２５、３５５  コアリング器
３２６  加算器
３４３  原点距離算出器
３６１  変換係数列Ｃ変換器
３６２  変換係数列Ｄ変換器
３６４  ＯＲ回路
３６５  補正処理指定器
Ｒ２４１〜Ｒ２４５、Ｒ２５１〜Ｒ２５５、Ｒ２６１〜Ｒ２６５、Ｒ２７１〜Ｒ２７５  リンギング検出相関値空間領域
Ｓ２８０〜Ｓ２８５、Ｓ２９０〜Ｓ２９５、Ｓ３００〜Ｓ３０５、Ｓ３１０〜Ｓ３１５  リンギング検出遷移状態
【図１】
2006332987.tif 000005
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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