(57)【要約】【課題】画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善すること。【解決手段】画素ブロック設定部が、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定し、代表画素選択部が、画素ブロックから代表画素を選択し、縮小画像生成部が、当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成し、タイミング制御部が、元画像のフレーム周波数に対して、縮小画像生成部によって生成された縮小画像の種類の数を乗じることによって縮小画像のフレーム周波数を決定するとともに、決定したフレーム周波数を用いて、縮小画像生成部によって生成された各縮小画像を順次表示させるように画像処理装置を構成する。【選択図】図５
2011117998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定する画素ブロック設定手段と、
各画素ブロックから代表画素を選択するとともに当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成する縮小画像生成手段と、
前記元画像のフレーム周波数に対して、前記縮小画像生成手段によって生成された縮小画像の種類の数を乗じることによって前記縮小画像のフレーム周波数を決定するフレーム周波数決定手段と、
前記フレーム周波数決定手段によって決定されたフレーム周波数を用いて、前記縮小画像生成手段によって生成された各縮小画像を順次表示させる表示制御手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記縮小画像生成手段は、
各画素ブロックから第１の代表画素を選択し、第１の代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた第１の縮小画像を生成するとともに、第１の代表画素とは異なる第２の代表画素を各画素ブロックから選択し、第２の代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた第２の縮小画像を生成し、
前記表示制御手段は、
元画像のフレーム周波数に対して２倍のフレーム周波数を用いて、前記縮小画像生成手段によって生成された前記第１の縮小画像および前記第２の縮小画像を交互に表示させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記縮小画像生成手段は、
各画素ブロックから選択した代表画素の画素値および当該代表画素に隣接する画素の画素値に対して所定の重み付けを行うことによって各画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てる画素値を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記縮小画像生成手段は、
各画素ブロックに含まれる全ての画素を代表画素として順次選択するとともに各代表画素の画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てることによって、各画素ブロックに含まれる画素と同数の種類の縮小画像を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記縮小画像生成手段は、
基準元画像と参照元画像とを用いて画像の動き方向を特定し、前記代表画素の画素値および当該代表画素に隣接する画素の画素値に対して、特定した動き方向に応じた重み付けを行うことを特徴とする請求項３または４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定する画素ブロック設定ステップと、
各画素ブロックから代表画素を選択するとともに当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成する縮小画像生成ステップと、
前記元画像のフレーム周波数に対して、前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像の種類の数を乗じることによって前記縮小画像のフレーム周波数を決定するフレーム周波数決定ステップと、
前記フレーム周波数決定ステップにおいて決定したフレーム周波数を用いて、前記縮小画像生成ステップにおいて生成した各縮小画像を順次表示させる表示制御ステップと
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、特に、画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善することができる画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静止画像や動画像といった画像を縮小するための各種の方式が知られている。たとえば、特許文献１には、元画像を所定の画素ブロックに分割し、各画素ブロックごとに、縮小倍率に応じた数の画素を間引くことによって、元画像を縮小させる画像処理回路が開示されている。
【０００３】
また、特許文献１の技術のように元画像の画素を単純に間引くのではなく、周辺の画素を用いて補間した画素を縮小後の画素として決定する方式も知られている。たとえば、周囲に位置する４つの画素を用いて一次補間した画素を縮小後の画素として決定するバイリニア方式や、周囲に位置する１６個の画素を用いて三次補間した画素を縮小後の画素として決定するバイキュービック方式等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２４７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、縮小画像の生成には、画質の劣化が必然的に伴うという問題があった。これは、縮小画像が、元画像の情報量を減らすことによって生成されるためである。たとえば、特許文献１の技術を用いてＷＶＧＡサイズ（８００×４８０）の元画像をＱＶＧＡサイズ（４００×２４０）に縮小した場合、縮小画像の情報量は、元画像と比較して１／４に低下する。そして、このように画像の情報量が低下すると、エッジ部分においてジャギーが目立って表示されるなどの画質劣化が生じることとなる。
【０００６】
そこで、上述したバイリニア方式やバイキュービック方式のように、周辺の画素を考慮に入れた画像補間を行うことによって情報量の低下を抑えることが行われているが、これらの方式を用いた場合であっても、１つの縮小画像に含ませることができる情報量には限界がある。
【０００７】
これらのことから、画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善することができる画像処理装置および画像処理方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【０００８】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善することができる画像処理装置および画像処理方法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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像処理装置は、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定する画素ブロック設定手段と、各画素ブロックから代表画素を選択するとともに当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成する縮小画像生成手段と、前記元画像のフレーム周波数に対して、前記縮小画像生成手段によって生成された縮小画像の種類の数を乗じることによって前記縮小画像のフレーム周波数を決定するフレーム周波数決定手段と、前記フレーム周波数決定手段によって決定されたフレーム周波数を用いて、前記縮小画像生成手段によって生成された各縮小画像を順次表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る画像処理方法は、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定する画素ブロック設定ステップと、各画素ブロックから代表画素を選択するとともに当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成する縮小画像生成ステップと、前記元画像のフレーム周波数に対して、前記縮小画像生成ステップにおいて生成した縮小画像の種類の数を乗じることによって前記縮小画像のフレーム周波数を決定するフレーム周波数決定ステップと、前記フレーム周波数決定ステップにおいて決定したフレーム周波数を用いて、前記縮小画像生成ステップにおいて生成した各縮小画像を順次表示させる表示制御ステップとを含んだことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定し、画素ブロックから代表画素を選択するとともに当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成し、元画像のフレーム周波数に対して、生成された縮小画像の種類の数を乗じることによって縮小画像のフレーム周波数を決定し、決定したフレーム周波数を用いて各縮小画像を順次表示させることとしたので、画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、従来における画像処理手法の概要を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る画像処理手法の概要を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係る車載装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本実施例に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本実施例に係る画質調整部の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、画素ブロック設定部および代表画素選択部の動作例を示す図である。
【図７】図７は、重み付け処理のパターン例を示す図である。
【図８】図８は、本実施例に係る画像処理方法によって縮小画像の画質が改善される様子を示す図である。
【図９】図９は、動画像の動き方向に応じた重み付けを行う場合について説明するための図である。
【図１０】図１０は、本実施例に係る表示装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、画素ブロック内の全ての画素にそれぞれ対応する縮小画像を生成する場合について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
まず、実施例の詳細な説明に先立って、本発明に係る画像処理手法の概要について、従来における画像処理手法と対比して説明する。図１は、従来における画像処理手法の概要を示す図である。
【００１５】
同図の（Ａ）に示すように、たとえば、ＶＧＡ（８００×４８０）サイズの元画像をＥＧＡ（４００×２４０）サイズのディスプレイに縮小して表示する場合には、バイリニア方式やバイキュービック方式等を用いて元画像から所定の画素を間引くことによって縮小画像を生成する。ここで、同図の（Ａ）に示したように、従来の画像処理手法では、１つの元画像から１種類の縮小画像のみを生成する。
【００１６】
そして、同図の（Ｂ）に示すように、従来の画像処理手法では、かかる１種類の縮小画像を１フレームごとに生成し、元画像と同一のフレーム周波数で表示する。ここで、フレーム周波数とは、単位時間あたりに更新される画像の数である。すなわち、元画像のフレーム周波数が６０フレーム／ｓｅｃである場合、従来の画像処理手法では、元画像から生成した同一の縮小画像を６０フレーム／ｓｅｃで表示していた。
【００１７】
一方、本発明に係る画像処理手法は、従来において着目されていなかった時間軸を考慮した縮小画像の表示手法である。図２に、本発明に係る画像処理手法の概要を示す。同図に示すように、本発明に係る画像処理手法では、元画像からそれぞれ異なる画素を間引いた複数種類の縮小画像を生成し、生成した縮小画像の種類の数で元画像のフレーム周波数を乗じることによって得られるフレーム周波数を用いて、複数種類の縮小画像を順次表示する点に主たる特徴がある。
【００１８】
同図の（Ａ）に示したように、本発明に係る画像処理手法では、まず、元画像に対して複数の画素ブロックを設定する。ここで、画素ブロックとは、縮小画像上の各画素位置にそれぞれ対応する元画像上の領域である。
【００１９】
たとえば、同図の（Ａ）に示したように、画素ブロックＡは、縮小画像上の画素位置ａに対応している。なお、同図の（Ａ）では、縦横２個ずつ、計４つの画素を含んだ領域を１つの画素ブロックとしているが、画素ブロックとして設定される元画像上の領域はこれに限ったものではなく、元画像の縮小率に応じて変更してもよい。
【００２０】
つづいて、本発明に係る画像処理手法では、各画素ブロックから１つの代表画素を選択する。ここでは、各画素ブロック内の左上に位置する画素を代表画素として選択する。そして、本発明に係る画像処理手法では、各画素ブロックからそれぞれ選択した代表画素に基づいて第１の縮小画像を生成する。ここでは、同図の（Ａ）に示したように、各画素ブロックの左上に位置する画素１０、画素１２、画素３０、画素３２、…を用いた縮小画像が生成される。ここで、かかる第１の縮小画像を「奇数フレーム」と呼ぶこととする。
【００２１】
さらに、本発明に係る画像処理手法では、奇数フレームの生成に用いた代表画素とは異なる画素を用いて第２の縮小画像を生成する。ここでは、各画素ブロック内の右下に位置する画素２１、画素２３、画素４１、画素４３、…を代表画素として選択し、これら代表画素に基づいて第２の縮小画像を生成する。ここで、かかる第２の縮小画像を「偶数フレーム」と呼ぶこととする。このように、奇数フレームおよび偶数フレームは、それぞれ異なる情報に基づいて生成される。
【００２２】
つづいて、本発明に係る画像処理手法では、生成した縮小画像の種類の数で元画像のフレーム周波数を乗じることによって各縮小画像のフレーム周波数を決定し、決定したフレーム周波数を用いて、各縮小画像を順次表示させる。ここでは、同図の（Ｂ）に示したように、元画像のフレーム周波数６０フレーム／ｓｅｃに対して２倍のフレーム周波数１２０フレーム／ｓｅｃを用いて、奇数フレームおよび偶数フレームを交互に表示させる。
【００２３】
このように、本発明に係る画像処理手法は、それぞれ異なる代表画素に基づいて生成したｎ個の縮小画像を元画像に対してｎ倍のフレーム周波数で順次表示させる。すなわち、本発明に係る画像処理手法では、従来のように同一の縮小画像を元画像と同一のフレーム周波数を用いて表示させる場合と比較して、単位時間あたりｎ倍の情報が表示されることとなるため、縮小画像の画質劣化を極力抑えることができる。したがって、本発明に係る画像処理手法によれば、縮小画像の画質を改善することができる。
【００２４】
また、本発明に係る画像処理手法では、同一の画素位置に対して異なる画素が順次表示されることとなる。たとえば、図２の（Ａ）に示したように、縮小画像の画素位置ａには、画素ブロックＡに含まれる画素１０および画素２１が、元画像の２倍のフレーム周波数（すなわち、２倍の更新速度）で交互に表示される。このように、同一の画素位置に対して異なる画素が順次表示されることによって生じる残像効果を利用することで、本発明に係る画像処理手法では、縮小画像の解像度を擬似的に高めることもできる。
【００２５】
たとえば、画素値が大きく異なる２つの画素（たとえば、「白」と「黒」）を同じ画素位置に交互に表示させると、残像効果によって、かかる画素位置には中間色（たとえば、「グレー」）が表示されているように見える。このため、たとえば、縮小画像における「白」と「黒」の境目（エッジ部分）は、「白」から「黒」へと極端に変化するのではなく、「白」から「グレー」を介して「黒」へと変化することとなる。したがって、本発明に係る画像処理手法によれば、特に、画像のエッジ部分に生じるジャギーが目立たなくなり、この結果、縮小画像の解像度が高まったように見せることができる。
【００２６】
なお、ここでは、各画素ブロック内の左上に位置する画素を用いて奇数フレームを生成し、各画素ブロック内の右下に位置する画素を用いて偶数フレームを生成することとしたが、これに限ったものではない。たとえば、奇数フレームの生成には右上の画素を用い、偶数フレームの生成には左下の画素を用いることとしてもよい。
【００２７】
また、ここでは、奇数フレームおよび偶数フレームの２つの縮小画像を生成する場合について説明したが、これに限ったものではなく、画素ブロック内の全ての画素にそれぞれ対応した縮小画像を生成することとしてもよい。すなわち、画素ブロック内に４つの画素が含まれる場合には、各画素を用いた４つの縮小画像を生成してもよい。これによって、元画像の情報をほとんど欠落させることなく縮小画像を表示させることができる。
【００２８】
以下では、図２を用いて説明した画像処理手法を適用した画像処理装置についての実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例では、ナビゲーション機能やテレビ機能あるいはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）機能などの複数の機能が一体化した車載装置に搭載される表示装置を画像処理装置の一例として用いて説明する。ただし、本発明にかかる画像処理装置は、画像を表示する様々な装置に対して適用することができる。
【００２９】
また、以下に示す実施例では、ＶＧＡ（８００×４８０）サイズの元画像を１／４に縮小してＥＧＡ（４００×２４０）サイズのディスプレイに表示する場合について説明するが、元画像の縮小率はこれに限ったものではない。
【実施例】
【００３０】
図３は、本実施例に係る車載装置の構成を示すブロック図である。なお、同図には、車載装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３１】
同図に示すように、本実施例に係る車載装置１は、ナビゲーションエンジン１１と、ＴＶ（Television）チューナ１２と、ＤＶＤデッキ１３と、リアカメラ１４と、オーディオマイコン１５と、描画部１６と、映像切替部１７と、表示装置１８とを備えている。
【００３２】
ナビゲーションエンジン１１は、車両の誘導や経路探索といった各種のカーナビゲーション機能を司るデバイスである。たとえば、ナビゲーションエンジン１１は、地図情報や自車両の位置情報あるいはＶＩＣＳ（Vehicle  Information  and  Communication  System）情報等を用いてナビ画像を生成し、生成したナビ画像の画像データを描画部１６へ出力する。ＴＶチューナ１２は、アンテナからアナログＴＶ放送波やデジタルＴＶ放送波を受信し、受信した放送波に含まれる画像データを映像切替部１７へ出力する。
【００３３】
ＤＶＤデッキ１３は、ＤＶＤの再生装置であり、ＤＶＤから読み取った画像データを映像切替部１７へ出力する。リアカメラ１４は、車両後方に設置されるカメラであり、車両後方を撮像した画像データを映像切替部１７へ出力する。オーディオマイコン１５は、ナビゲーションエンジン１１からの指示に応じたガイド用の音声、ＴＶチューナ１２あるいはＤＶＤデッキ１３から入力される音声を出力させるデバイスである。特に、オーディオマイコン１５は、ボリューム設定値の変更を受け付けた場合に、現在のボリューム設定値を示す画像（以下、「ボリューム表示画像」と記載する）を生成して、表示装置１８へ出力する。
【００３４】
描画部１６は、ナビゲーションエンジン１１から入力されたナビ画像に対してメニュー画面やボタンといったＧＵＩ（Graphical  User  Interface）画像を合成した合成画像（以下、「合成ナビ画像」と記載する）の画像データを表示装置１８へ出力する描画デバイスである。映像切替部１７は、表示装置１８からの指示に応じて、ＴＶチューナ１２、ＤＶＤデッキ１３あるいはリアカメラ１４から入力される画像データの中から１つの画像データを選択し、選択した画像データを表示装置１８へ出力するデバイスである。
【００３５】
表示装置１８は、描画部１６から入力される合成ナビ画像の画像データ、映像切替部１７から入力される画像データ、オーディオマイコン１５から入力されるボリューム表示画像の画像データを表示する装置である。ここで、表示装置１８の構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施例に係る表示装置１８の構成を示すブロック図である。なお、同図には、表示装置１８の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００３６】
同図に示すように、表示装置１８は、電源８１と、ＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）パネル８２と、マイコン処理部８３と、ＬＶＤＳ（Low  Voltage  Differential  Signaling）レシーバ８４と、画質調整部８５と、階調処理部８６と、ピクセル制御部８７と、タイミング制御部８８と、メモリ８９とを備える。電源８１は、ＴＦＴパネル８２に対して電力を供給するデバイスである。ＴＦＴパネル８２は、各種の画像を表示する表示デバイスである。
【００３７】
マイコン処理部８３は、表示装置１８全体を制御する制御部である。また、マイコン処理部８３は、ユーザからの操作等に応じて、描画部１６から入力される画像データ、映像切替部１７から入力される画像データ、オーディオマイコン１５から入力される画像データの中から１つの画像データを選択して、ＬＶＤＳレシーバ８４へ入力させる。また、マイコン処理部８３は、ユーザからの操作等に応じて、映像切替部１７に対して映像切替を指示したりもする。なお、マイコン処理部８３としては、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や、ＣＰＵおよびメモリを搭載した集積回路等を用いることができる。
【００３８】
ＬＶＤＳレシーバ８４は、大容量の画像データを高速で伝送させることができる画像インタフェースである。かかるＬＶＤＳレシーバ８４は、画像データが入力されると、入力された画像データを画質調整部８５へ出力する。
【００３９】
画質調整部８５は、ＬＶＤＳレシーバ８４から入力された画像データのサイズがＴＦＴパネル８２の表示サイズよりも大きい場合に、かかる画像データ（元画像）のサイズをＴＦＴパネル８２の表示サイズに縮小する処理を行う処理部である。特に、本実施例に係る画質調整部８５は、１つの元画像からそれぞれ異なる画素を間引いた複数種類の縮小画像を生成する。
【００４０】
ここで、画質調整部８５の構成について図５を用いて具体的に説明する。図５は、本実施例に係る画質調整部８５の構成を示すブロック図である。なお、同図には、画質調整部８５の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４１】
同図に示すように、画質調整部８５は、画素ブロック設定部８５ａと、代表画素選択部８５ｂと、重み付け部８５ｃと、縮小画像生成部８５ｄとを備えている。画素ブロック設定部８５ａは、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定する処理部である。本実施例において画素ブロック設定部８５ａは、縦横２個ずつ、計４つの画素を含んだ領域を１つの画素ブロックとして設定する。
【００４２】
代表画素選択部８５ｂは、元画像に対して設定された各画素ブロックから代表画素を選択する処理部である。本実施例において代表画素選択部８５ｂは、各画素ブロック内の左上に位置する画素を第１の代表画素（奇数フレームの代表画素）として選択し、各画素ブロック内の右下に位置する画素を第２の代表画素（偶数フレームの代表画素）として選択する。
【００４３】
ここで、画素ブロック設定部８５ａおよび代表画素選択部８５ｂの動作例について図６を用いて説明する。図６は、画質調整部８５の動作例を示す図である。なお、同図の（Ａ）には、画素ブロック設定部８５ａの動作例を示し、同図の（Ｂ）には、代表画素選択部８５ｂの動作例を示している。
【００４４】
同図の（Ａ）に示したように、縮小画像上の各画素位置（すなわち、ＴＦＴパネル８２上の各画素位置）のうち、左上に位置する画素位置を画素位置ａとする。また、画素位置ａの左側に隣接する画素位置を画素位置ｂとし、画素位置ａの下側に隣接する画素位置を画素位置ｃとする。かかる場合、画素ブロック設定部８５ａは、画素位置ａに対応する元画像上の領域として、元画像の左上に位置する画素１０と、この画素１０に対して左側、下側および右下側にそれぞれ位置する画素１１、画素２０および画素２１を含んだ領域を画素ブロックＡとして設定する。
【００４５】
同様に、画素ブロック設定部８５ａは、画素位置ｂに対応する元画像上の領域として、画素１２、画素１３、画素２２および画素２３を含んだ画素ブロックＢを設定し、画素位置ｃに対応する元画像上の領域として、画素３０、画素３１、画素４０および画素４１を含んだ画素ブロックＣを設定する。
【００４６】
そして、同図の（Ｂ）に示したように、代表画素選択部８５ｂは、各画素ブロックＡ〜Ｃ内においてそれぞれ左上に位置する画素１０、画素１２および画素３０を第１の代表画素として選択し（同図の（１）参照）する。また、代表画素選択部８５ｂは、各画素ブロックＡ〜Ｃ内においてそれぞれ右下に位置する画素２１、画素２３および画素４１を第２の代表画素として選択する（同図の（２）参照）。そして、奇数フレームの縮小画像は、第１の代表画素に基づいて生成され、偶数フレームの縮小画像は、第２の代表画素に基づいて生成されることとなる。
【００４７】
図５に戻り、重み付け部８５ｃについて説明する。重み付け部８５ｃは、各画素ブロックから選択した代表画素の画素値および当該代表画素に隣接する画素の画素値に対して所定の重み付けを行うことによって各画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てる画素値を決定する処理部である。
【００４８】
ここで、重み付け部８５ｃによる重み付け処理のパターン例について図７を用いて説明する。図７は、重み付け処理のパターン例を示す図である。
【００４９】
同図の（Ａ）に示すように、重み付け部８５ｃは、奇数フレームの縮小画像を生成する場合には、各画素ブロックの基準位置（左上）に位置する代表画素および右上に位置する画素の画素値を用いて、縮小画像上の各画素位置の画素値を決定する。具体的には、同図の（Ａ）に示したように、重み付け部８５ｃは、基準位置に位置する代表画素の重み付け係数を０．７５とするとともに右上に位置する画素の重み付け係数を０．２５として、縮小画像上の各画素位置の画素値を算出する。
【００５０】
同様に、重み付け部８５ｃは、偶数フレームの縮小画像を生成する場合には、右下に位置する代表画素の重み付け係数を０．７５とするとともに左下に位置する画素の重み付け係数を０．２５として、縮小画像上の各画素位置の画素値を算出する。
【００５１】
なお、同図の（Ａ）に示した重み付け係数の値は一例であり、他の値を用いることとしてもよい。たとえば、偶数フレームの縮小画像を生成する場合に、右下に位置する代表画素の重み付け係数を０．５とするとともに左下に位置する画素の重み付け係数を０．５としてもよい。
【００５２】
また、同図の（Ａ）では、縮小画像上の各画素の画素値を各画素ブロック内の２つの画素を考慮して決定することとしたが、各画素ブロック内の全ての画素の画素値を用いて縮小画像上の各画素位置の画素値を決定してもよい。たとえば、同図の（Ｂ）に示したように、重み付け部８５ｃは、奇数フレームの縮小画像を生成する場合に、基準位置に位置する代表画素の重み付け係数を０．４とし、その他の画素の重み付け係数を０．２として、縮小画像上の各画素位置の画素値を算出してもよい。
【００５３】
なお、画素ブロック内の全ての画素を考慮して画素値を決定する場合には、奇数フレームと偶数フレームとが同一の縮小画像とならないように、奇数フレームを生成する場合における重み付けパターンと偶数フレームを生成する場合における重み付けパターンとを異ならせればよい。すなわち、同図の（Ｂ）に示したように、重み付け部８５ｃは、偶数フレームの縮小画像を生成する場合には、右下に位置する代表画素の重み付け係数を０．４とし、その他の画素の重み付け係数を０．２とすれば、奇数フレームと偶数フレームとが同一の縮小画像となることがない。
【００５４】
また、重み付け部８５ｃは、同一の画素ブロックに属する画素のみを考慮して画素値を決定するのではなく、隣接する他の画素ブロックに属する画素も考慮して画素値を決定してもよい。たとえば、同図の（Ｃ）に示したように、重み付け部８５ｃは、奇数フレームの縮小画像を生成する場合に、基準位置に位置する代表画素の重み付け係数を０．６とし、同一画素ブロックに属するその他の画素の重み付け係数を０．０５とする。さらに、重み付け部８５ｃは、かかる画素ブロックに隣接する他の画素ブロックに属する画素であって、かつ、代表画素に隣接する画素の重み付け係数も０．０５とする。
【００５５】
同様に、重み付け部８５ｃは、偶数フレームの縮小画像を生成する場合に、右下に位置する代表画素の重み付け係数を０．６とし、他の画素ブロックに属する画素も含め代表画素に隣接する画素の重み付け係数を０．１とする。
【００５６】
このように、縮小画像を生成する場合に、元画像上の代表画素の画素値だけを用いるのではなく、代表画素の周辺に位置する画素の画素値も考慮して縮小画像上の各画素位置の画素値を決定することによって、元画像からの情報量の低下をより一層抑えることができる。
【００５７】
なお、画質調整部８５は、重み付け処理を行わずに、元画像上の代表画素の画素値だけを用いて、縮小画像上の各画素位置の画素値を決定してもよい。かかる場合、重み付け部８５ｃは、代表画素の重み付け係数を１とし、残りの画素の重み付け係数を０とすればよい。
【００５８】
縮小画像生成部８５ｄは、重み付け部８５ｃによって決定された画素値を縮小画像上の対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を生成する処理部である。具体的には、縮小画像生成部８５ｄは、第１の代表画素をそれぞれ対応する画素位置へ割り当てることによって奇数フレームの縮小画像を生成し、第２の代表画素をそれぞれ対応する画素位置へ割り当てることによって偶数フレームの縮小画像を生成する。また、縮小画像生成部８５ｄは、生成した縮小画像をメモリ８９へ記憶する。
【００５９】
図４に戻り、階調処理部８６について説明する。階調処理部８６は、メモリ８９に記憶された縮小画像を取り出し、取り出した縮小画像に対して階調変換を行う処理部である。たとえば、階調処理部８６は、画像データの階調情報を８ビットから６ビットへ変換する。ピクセル制御部８７は、縮小画像に対してピクセル制御を行う処理部である。たとえば、ピクセル制御部８７は、縮小画像の各画素についてＲ（Red），Ｇ（Green），Ｂ（Blue）の配分を決定する。
【００６０】
タイミング制御部８８は、画質調整部８５によって生成された縮小画像のフレーム周波数を決定する処理部である。具体的には、タイミング制御部８８は、画質調整部８５によって生成された縮小画像の種類の数で元画像のフレーム周波数を乗じることによって、縮小画像のフレーム周波数を決定する。
【００６１】
また、タイミング制御部８８は、決定したフレーム周波数を用いて各縮小画像をＴＦＴパネル８２へ順次表示させる。本実施例では、奇数フレームおよび偶数フレームの２つの縮小画像が生成されるため、タイミング制御部８８は、元画像のフレーム周波数に対して２倍のフレーム周波数で、奇数フレームおよび偶数フレームを交互に表示させる。
【００６２】
メモリ８９は、画質調整部８５によって生成された縮小画像を記憶する記憶デバイスである。なお、メモリ８９としては、たとえば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous  Dynamic  Random  Access  Memory）といった揮発性記憶素子を用いることができる。
【００６３】
次に、本実施例に係る画像処理方法によって縮小画像の画質が改善される様子について説明する。図８は、本実施例に係る画像処理方法によって縮小画像の画質が改善される様子を示す図である。なお、同図の（Ａ）には、本実施例に係る画像処理方法を用いて縮小画像を表示した場合において１つの画素位置に表示される画素の見え方を示している。また、同図の（Ｂ）には、従来の画像処理方法を用いて表示した縮小画像の一例を示し、同図の（Ｃ）には、本実施例に係る画像処理方法を用いて表示した縮小画像の一例を示す。
【００６４】
本実施例に係る画像処理方法では、同一の画素位置に対して異なる画素が順次表示されることとなる。たとえば、図６の（Ｂ）に示したように、縮小画像の画素位置ａには、画素ブロックＡに含まれる画素１０および画素２１が交互に表示される。
【００６５】
ここで、元画像のエッジ部分に設定された画素ブロックには、画素値の大きく異なる画素が含まれる場合が多い。たとえば、画素ブロックＡにおいて、画素１０が「黒」の画素値を有し、画素２１が「白」の画素値を有しているとする。
【００６６】
かかる場合、画素ブロックＡに対応する縮小画像上の画素位置ａには、「黒」の画素値を有する画素１０と「白」の画素値を有する画素２１とが交互に表示されることとなる。しかも、これらの画素１０および画素２１は、元画像の２倍のフレーム周波数で交互に表示される。このように、同一の画素位置において、「黒」の画素と「白」の画素とが早い周期で交互に表示された場合、かかる画素位置には、残像効果によって、「黒」と「白」との中間色である「グレー」が表示されているように見える。
【００６７】
したがって、元画像を縮小した場合に、エッジ部分においてジャギーが目立って表示される従来の画像処理方法と比較して（同図の（Ｂ）参照）、本実施例に係る画像処理方法では、かかるジャギーを目立たなくさせることができる（同図の（Ｃ）参照）。これは、エッジ部分に「黒」と「白」との中間色である「グレー」が表示される結果、エッジ部分が「黒」から「白」へと極端に変化するのではなく、「白」から「グレー」を介して「黒」へと変化して、エッジ部分が滑らかに表示されるように見えるためである。
【００６８】
このように、本実施例に係る画像処理法によれば、同一の画素位置に対して異なる画素が順次表示されることによって生じる残像効果を利用して、縮小画像の解像度を擬似的に高めることができるため、縮小画像の画質を改善することができる。
【００６９】
ところで、本実施例に係る画像処理方法では、たとえば、元画像のフレーム周波数６０フレーム／ｓｅｃを２倍に高め、元画像から生成した２つの縮小画像（奇数フレームおよび偶数フレーム）を表示する。すなわち、本実施例に係る画像処理方法によれば、単位時間あたりに表示される縮小画像の数（コマ数）が２倍となるため、動画解像度を高めることもできる。ここで、動画解像度とは、動画像を表示したときの見た目上の（人が感じる）解像度であり、ＭＰＲＴ（Motion  Picture  Response  Time）の測定値によって表される。
【００７０】
さらに、本実施例に係る画像処理方法では、動画像を縮小表示する場合に、動画像の動き方向に応じて、各画素ブロックに含まれる画素の重み付け係数を変化させることによって、動画解像度をより一層高めることが可能である。以下では、かかる場合について図９を用いて説明する。図９は、動画像の動き方向に応じた重み付けを行う場合について説明するための図である。
【００７１】
たとえば、同図の（Ａ）に示すように、黒いバーが画面の左手から右手に向かって移動する動画像を表示するとする。具体的には、同図の（Ａ）に示したように、黒いバーが画面の左手に位置する元画像１の次に、黒いバーが画面の右手に位置する元画像２が入力されるとする。
【００７２】
かかる場合、重み付け部８５ｃは、まず、これら元画像１および元画像２から動画像の動き方向を特定する。たとえば、重み付け部８５ｃは、元画像１（基準元画像）上に設定された画素ブロックのうち、任意の画素ブロックを注目画素ブロックとする。そして、重み付け部８５ｃは、元画像２（参照元画像）に設定された画素ブロックのうち、注目画素ブロックとの相関が最も高い画素ブロックを検出し、検出した画素ブロックと注目画素ブロックとの位置関係から動画像の動き方向を特定する。
【００７３】
つづいて、同図の（Ｂ）に示したように、重み付け部８５ｃは、元画像２の縮小画像（縮小画像２）の偶数フレームを生成する場合の重み付けパターンを、特定した動き方向に応じて決定する。たとえば、重み付け部８５ｃは、各画素ブロックの代表画素および代表画素の周辺に位置する画素のうち、動き方向に位置する画素の重み付け係数が通常よりも大きくなるように重み付けパターンを変更する。
【００７４】
すなわち、たとえば、図７の（Ａ）に示したように、偶数フレームの縮小画像を生成する場合に、右下に位置する代表画素の重み付け係数を０．７５とし、左下に位置する画素の重み付け係数を０．２５とすることが標準的に決まっているとする。かかる場合に、動画像が左手から右手に動いていることが特定された場合には、重み付け部８５ｃは、動き方向、すなわち右手側に位置する画素の重み付け係数を０．７５から０．９に増やし、左手側に位置する画素の重み付け係数を０．１に減らす（同図の（Ｃ）参照）。
【００７５】
このように、本実施例に係る画像処理方法では、代表画素の画素値および当該代表画素に隣接する画素の画素値に対して、動き方向に位置する画素の重み付け係数が通常よりも大きくなるように重み付けパターンを変更する。これによって、元画像２の偶数フレームが、元画像２と元画像２の次に表示される元画像との中間画像として表示されることとなるため、動画解像度を高めることができる。
【００７６】
次に、本実施例に係る表示装置１８の具体的動作について図１０を用いて説明する。図１０は、本実施例に係る表示装置１８の処理手順を示すフローチャートである。なお、同図においては、表示装置１８が実行する処理手順のうち、元画像の縮小表示に関する処理手順のみを示す。
【００７７】
同図に示すように、表示装置１８では、ＬＶＤＳレシーバ８４が、描画部１６、映像切替部１７あるいはオーディオマイコン１５から元画像の画像データを取得すると（ステップＳ１０１）、画素ブロック設定部８５ａが、元画像に対して画素ブロックを設定する（ステップＳ１０２）。
【００７８】
つづいて、代表画素選択部８５ｂは、各画素ブロック内の左上に位置する画素を第１の代表画素として選択する（ステップＳ１０３）。つづいて、重み付け部８５ｃは、選択された第１の代表画素の画素値および第１の代表画素の周辺に位置する画素の画素値を用いて重み付け処理を行うことで（ステップＳ１０４）、縮小画像の各画素位置に割り当てる画素値を決定する。そして、縮小画像生成部８５ｄは、重み付け部８５ｃによって決定された画素値をそれぞれ対応する画素位置へ割り当てることによって、奇数フレームの縮小画像を生成する（ステップＳ１０５）。
【００７９】
つづいて、代表画素選択部８５ｂは、各画素ブロック内の右下に位置する画素を第２の代表画素として選択する（ステップＳ１０６）。つづいて、重み付け部８５ｃは、選択された第２の代表画素の画素値および第２の代表画素の周辺に位置する画素の画素値を用いて重み付け処理を行うことで（ステップＳ１０７）、縮小画像の各画素位置に割り当てる画素値を決定する。つづいて、縮小画像生成部８５ｄは、重み付け部８５ｃによって決定された画素値をそれぞれ対応する画素位置へ割り当てることによって、偶数フレームの縮小画像を生成する（ステップＳ１０８）。
【００８０】
そして、タイミング制御部８８は、元画像のフレーム周波数の２倍のフレーム周波数を用いて、奇数フレームおよび偶数フレームをＴＦＴパネル８２へ交互に表示させて（ステップＳ１０９）、処理を終える。
【００８１】
上述してきたように、本実施例では、画素ブロック設定部８５ａが、縮小画像の各画素位置にそれぞれ対応する画素ブロックを元画像に対して設定し、代表画素選択部８５ｂが、画素ブロックから代表画素を選択し、縮小画像生成部８５ｄが、当該代表画素に基づいて決定した画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てた縮小画像を、選択する代表画素を変えて複数種類生成し、タイミング制御部８８が、元画像のフレーム周波数に対して、縮小画像生成部８５ｄによって生成された縮小画像の種類の数を乗じることによって縮小画像のフレーム周波数を決定するとともに、決定したフレーム周波数を用いて、各縮小画像を順次表示させることとした。
【００８２】
このように、本実施例では、同一の元画像からそれぞれ異なる画素を選択して生成した複数の縮小画像を順次表示していくことで、１つの元画像の情報をより多く表示することができるため、縮小画像の画質を改善することができる。
【００８３】
ところで、上述してきた実施例では、奇数フレームおよび偶数フレームの２つの縮小画像を生成する場合について説明したが、これに限ったものではなく、たとえば、画素ブロック内の全ての画素にそれぞれ対応する縮小画像を生成することとしてもよい。以下では、かかる点について図１１を用いて説明する。図１１は、画素ブロック内の全ての画素にそれぞれ対応する縮小画像を生成する場合について説明するための図である。
【００８４】
同図の（Ａ）に示すように、画質調整部８５は、各画素ブロック内に含まれる４つの画素にそれぞれ基づいて４つの縮小画像を生成する。具体的には、画質調整部８５は、各画素ブロックの左上に位置する画素を第１の代表画素とする縮小画像（第１フレーム）と、各画素ブロックの右下に位置する画素を第２の代表画素とする縮小画像（第２フレーム）とを生成する。さらに、画質調整部８５は、各画素ブロックの右上に位置する画素を第３の代表画素とする縮小画像（第３フレーム）と、各画素ブロックの左下に位置する画素を第４の代表画素とする縮小画像（第４フレーム）とを生成する。
【００８５】
つづいて、同図の（Ｂ）に示したように、タイミング制御部８８は、生成した縮小画像の種類の数で元画像のフレーム周波数を乗じることによって各縮小画像のフレーム周波数を決定し、決定したフレーム周波数を用いて各縮小画像を順次表示させる。すなわち、タイミング制御部８８は、元画像のフレーム周波数が６０フレーム／ｓｅｃである場合には、かかるフレーム周波数に対して４倍のフレーム周波数２４０フレーム／ｓｅｃで、第１フレーム〜第４フレームを順次表示させる。
【００８６】
このように、各画素ブロックに含まれる全ての画素を代表画素として順次選択するとともに各代表画素の画素値を当該画素ブロックに対応する画素位置へ割り当てることによって、各画素ブロックに含まれる画素と同数の縮小画像を生成し、これらの縮小画像を順次表示させることによって、元画像の情報をほとんど欠落させることなく縮小画像を表示させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
以上のように、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法は、画像を縮小した場合に生じる画質劣化を極力抑えることによって縮小画像の画質を改善したい場合に有用であり、特に、車載装置に表示される縮小画像の画質を改善したい場合に適している。
【符号の説明】
【００８８】
１    車載装置
１１    ナビゲーションエンジン
１２    ＴＶチューナ
１３    ＤＶＤデッキ
１４    リアカメラ
１５    オーディオマイコン
１６    描画部
１７    映像切替部
１８    表示装置
８１    電源
８２    ＴＦＴパネル
８３    マイコン処理部
８４    ＬＶＤＳレシーバ
８５    画質調整部
８５ａ  画素ブロック設定部
８５ｂ  代表画素選択部
８５ｃ  重み付け部
８５ｄ  縮小画像生成部
８６    階調処理部
８７    ピクセル制御部
８８    タイミング制御部
８９    メモリ
【図１】
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【図２】
2011117998.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011117998.tif 000006
【図５】
2011117998.tif 000007
【図６】
2011117998.tif 000008
【図７】
2011117998.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011117998.tif 000011
【図１０】
2011117998.tif 000012
【図１１】
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