(57)【要約】【課題】擬似輪郭状ノイズを含む擬似輪郭を検出して除去する。【解決手段】信号処理装置１０は、入力信号Ｓｉからｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部１２０と、変化位置検出部１２０により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部１２５と、密度検出部１２５により計算された変化位置の疎密度合いを示す値に基づき入力信号Ｓｉから所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出部１０５と、を有する。【選択図】図１
2011040910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部と、
前記変化位置検出部により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部と、
前記密度検出部により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出部と、を備える信号処理装置。
【請求項２】
タップ数が可変のローパスフィルタを更に備え、
前記第１の低周波成分抽出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値に応じてタップ数を変えることにより前記ローパスフィルタを通して抽出される入力信号の低周波成分を変化させる請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記入力信号の低周波成分を抽出する第２の低周波成分抽出部と、
前記第２の低周波成分抽出部により抽出された入力信号の低周波成分を階調変換することにより、入力信号から前記ｎビットの量子化された信号を生成する第１の階調変換部と、を更に備え、
前記変化位置検出部は、前記第１の階調変換部によりｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記密度検出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値として前記変化位置の間隔であるバンド幅を計算する請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記第１の低周波成分抽出部により低周波成分を抽出された入力信号を、ＳＢＭ（Ｓｕｐｅｒ  Ｂｉｔ  Ｍａｐｐｉｎｇ）技術を用いて階調変換することにより低階調化する第２の階調変換部を更に備える請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記密度検出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値としてステップ密度を計算する請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記密度検出部により計算されたステップ密度に基づきゲインｇを計算するゲイン計算部を更に備え、
前記第１の低周波成分抽出部は、前記入力信号の低周波成分を前記ゲイン計算部により計算されたゲインｇで重みづけする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記第１の低周波成分抽出部は、前記入力信号を１から前記ゲインｇを減算した値（１−ｇ）で重みづけし、該重みづけされた入力信号を前記ゲインｇで重みづけされた入力信号の低周波成分に加算する請求項７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記密度検出部により計算されたステップ密度に基づきゲインｇを計算するゲイン計算部と、
入力信号から生成されるオリジナル画像を縮小して縮小画像を作成する縮小画像作成部と、
前記縮小画像作成部により作成された縮小画像を拡大して拡大画像を作成する拡大画像作成部と、を更に備え、
前記第１の低周波成分抽出部は、前記拡大画像を構成する信号に対して前記ゲイン計算部により計算されたゲインｇで重みづけする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記第１の低周波成分抽出部は、前記拡大画像を前記ゲインｇで重みづけするとともに、前記オリジナル画像を重み（１−ｇ）で重みづけし、それぞれ重みづけされた前記拡大画像と前記オリジナル画像とを加算する請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記拡大画像作成部は、前記縮小画像作成部により作成された１フレーム前の縮小画像から拡大画像を作成する請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記オリジナル画像と前記拡大画像との差分からゲインｇの補正値Ｇを計算するゲイン補正部を更に備え、
前記第１の低周波成分抽出部は、前記ゲイン補正部により計算された補正値Ｇに基づきゲインｇを補正する請求項１１に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部と、
前記変化位置検出部により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部と、
前記密度検出部により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分の信号を抽出する第１の低周波成分抽出部と、
前記第１の低周波成分抽出部により抽出された所望の低周波成分の信号を再生する再生部と、を備える再生装置。
【請求項１４】
入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出ステップと、
前記変化位置検出ステップにより検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出ステップと、
前記密度検出ステップにより計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出ステップと、を含む信号処理方法。
【請求項１５】
入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出処理と、
前記変化位置検出処理により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出処理と、
前記密度検出処理により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出処理と、をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置、再生装置、信号処理方法及びプログラムに関する。特に量子化された信号に含まれるノイズを取り除く信号処理装置、再生装置、信号処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
擬似輪郭は、たとえば、図１９の上段中央に示した空間的にごく緩やかに変化する映像信号を量子化する際、生成されたデジタル映像信号が、図１９の中段左に示したように階段状の波形になることによって発生する。すなわち、本来は滑らかであるはずの映像が階段状の波形になることによって画像に等高線のような縞模様が現れる。この縞模様が擬似輪郭である。
【０００３】
これに対して、擬似輪郭が生じている領域を検出し、図１９の下段左のように滑らかに信号をつなぐようビット長を拡張することによって擬似輪郭を消失させる技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、デジタル放送やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ−ＲＯＭ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ−ＲＯＭ）等で再生される実際のデジタル映像コンテンツのデジタル信号は、図１９の中段右に示したように、きれいな階段状にはなっていないことがほとんどである。これは、コンテンツの作成過程や圧縮過程において階段状の波形部分がノイズＳ（以下、擬似輪郭状ノイズＳとも称呼する。）で乱されることによって起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
階段状の量子化された映像信号に擬似輪郭状ノイズＳが含まれていると、たとえビット拡張処理を行っても図１９の下段左に示したように擬似輪郭状ノイズＳが残る。そして、この擬似輪郭状ノイズＳは人間の目には擬似輪郭として知覚される。このように映像信号に擬似輪郭状ノイズＳが含まれていると、階段状の波形を精度よく特定することができない。このため、従来の擬似輪郭除去技術では、擬似輪郭状ノイズＳを含んだ擬似輪郭を精度よく検出して除去することは困難であった。
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、擬似輪郭状ノイズ等の擬似輪郭を検出して除去することが可能な、信号処理装置、再生装置、信号処理方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部と、前記変化位置検出部により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部と、前記密度検出部により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出部と、を有する信号処理装置が提供される。
【０００９】
これによれば、ステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値に基づき擬似輪郭を精度良く検出することができる。また、この擬似輪郭検出結果に基づき、画像にぼけが少なく、かつ擬似輪郭を効果的に取り除いた信号を生成することができる。
【００１０】
タップ数が可変のローパスフィルタを更に有し、前記第１の低周波成分抽出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値に応じてタップ数を変えることにより前記ローパスフィルタを通して抽出される入力信号の低周波成分を変化させてもよい。
【００１１】
前記入力信号の低周波成分を抽出する第２の低周波成分抽出部と、前記第２の低周波成分抽出部により抽出された入力信号の低周波成分を階調変換することにより、入力信号から前記ｎビットの量子化された信号を生成する第１の階調変換部と、を更に有し、前記変化位置検出部は、前記第１の階調変換部によりｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出してもよい。
【００１２】
前記密度検出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値として前記変化位置の間隔であるバンド幅を計算してもよい。
【００１３】
前記第１の低周波成分抽出部により低周波成分を抽出された入力信号を、ＳＢＭ（Ｓｕｐｅｒ  Ｂｉｔ  Ｍａｐｐｉｎｇ）技術を用いて階調変換することにより低階調化する第２の階調変換部を更に有していてもよい。
【００１４】
前記密度検出部は、前記変化位置の疎密度合いを示す値としてステップ密度を計算してもよい。
【００１５】
前記密度検出部により計算されたステップ密度に基づきゲインｇを計算するゲイン計算部を更に有し、前記第１の低周波成分抽出部は、前記入力信号の低周波成分を前記ゲイン計算部により計算されたゲインｇで重みづけしてもよい。
【００１６】
前記第１の低周波成分抽出部は、前記入力信号を１から前記ゲインｇを減算した値（１−ｇ）で重みづけし、該重みづけされた入力信号を前記ゲインｇで重みづけされた入力信号の低周波成分に加算してもよい。
【００１７】
前記密度検出部により計算されたステップ密度に基づきゲインｇを計算するゲイン計算部と、入力信号から生成されるオリジナル画像を縮小して縮小画像を作成する縮小画像作成部と、前記縮小画像作成部により作成された縮小画像を拡大して拡大画像を作成する拡大画像作成部と、を更に有し、前記第１の低周波成分抽出部は、前記拡大画像を構成する信号に対して前記ゲイン計算部により計算されたゲインｇで重みづけしてもよい。
【００１８】
前記第１の低周波成分抽出部は、前記拡大画像を前記ゲインｇで重みづけするとともに、前記オリジナル画像を重み（１−ｇ）で重みづけし、それぞれ重みづけされた前記拡大画像と前記オリジナル画像とを加算してもよい。
【００１９】
前記拡大画像作成部は、前記縮小画像作成部により作成された１フレーム前の縮小画像から拡大画像を作成してもよい。
【００２０】
前記オリジナル画像と前記拡大画像との差分からゲインｇの補正値Ｇを計算するゲイン補正部を更に有し、前記第１の低周波成分抽出部は、前記ゲイン補正部により計算された補正値Ｇに基づきゲインｇを補正してもよい。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部と、前記変化位置検出部により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部と、前記密度検出部により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出部と、前記第１の低周波成分抽出部により抽出された所望の低周波成分の信号を再生する再生部と、を有する再生装置が提供される。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出ステップと、前記変化位置検出ステップにより検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出ステップと、前記密度検出ステップにより計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出ステップと、を含む信号処理方法が提供される。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出処理と、前記変化位置検出処理により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出処理と、前記密度検出処理により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出処理と、をコンピュータに実行させるプログラム処理と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、擬似輪郭状ノイズ等の擬似輪郭を精度良く検出して除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図２】第１実施形態に係る信号処理装置にて処理される入力信号Ｓｉの一例である。
【図３】第１実施形態において入力信号Ｓｉをタップ固定ローパスフィルタに通した後の信号Ｓｃである。
【図４】第１実施形態において信号Ｓｃを８ビットに丸めた後の信号Ｓｄである。
【図５】第１実施形態において信号Ｓｄのステップ状の変化位置の検出を説明するための図である。
【図６】第１実施形態において信号Ｓｄの変化位置間のバンド幅の計算結果を示した図である。
【図７】第１実施形態に係る信号処理装置の処理結果を示した図である。
【図８】第１実施形態に係る信号処理装置にて処理される２次元のオリジナルデータの一例である。
【図９】第１実施形態に係る信号処理装置によるステップ検出結果を示した図である。
【図１０】第１実施形態に係る信号処理装置によるオリジナルデータの処理結果を示した図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図１３】第３実施形態に係る信号処理装置により算出されたステップ密度の一例を示した図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図１６】第５実施形態に係る信号処理装置により生成された縮小画像の一例である。
【図１７】第５実施形態に係る信号処理装置により生成された拡大画像の一例である。
【図１８】本発明の第６実施形態に係る信号処理装置の機能構成及び動作を示した図である。
【図１９】擬似輪郭状ノイズの発生を説明するための一般的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
以下では次の順序で説明する。
＜はじめに＞
［擬似輪郭（擬似輪郭状ノイズ）の発生］
＜第１実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
［擬似輪郭除去効果］
＜第２実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
＜第３実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
＜第４実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
＜第５実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
＜第６実施形態＞
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
【００２８】
＜はじめに＞
［擬似輪郭（擬似輪郭状ノイズ）の発生］
まず、映像信号等に生じる擬似輪郭状ノイズ等の擬似輪郭の発生について簡単に説明する。前述したように、デジタル映像信号は量子化されて、図１９の中段左に示したステップ状（階段状）になっている。デジタル映像信号のビット長は、その映像を記録及び再生する装置のハードウエアの規模の拡大を抑止する目的や、デジタル映像信号の通信帯域の制限等を考慮して一般的には８ビット程度に制限されている。また、テレビジョン等の画面にデジタル映像信号を表示した際、１ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）の差分、つまり、映像信号の１階調（ダイナミックレンジ／２５６階調）の差異を人間が認識できない上限のビット数が８ビットであることから、デジタル映像信号を８ビットにすると、映像の劣化が目立たず効率的なデジタル映像信号の伝送が可能となる。よって、たとえば、デジタル放送、ブルーレイ（Ｂｌｕ−ｒａｙ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）等の映像コンテンツは、通常、８ビットに量子化され、最大２５６階調を表示可能なデータとして収録されている。
【００２９】
プロフェッショナル用途において、１０ビットに量子化されたデジタル映像信号も一部存在するが、コンテンツの製作過程において、１０ビット中の下位２ビットに０を埋め込むことにより実質８ビットになっているケースもある。
【００３０】
本来、図１９の上段中央に示したアナログ映像信号により表現される画像が、図１９の中段左のように量子化されると、量子化されたデジタル映像信号により表現される画像上に量子化の階段（ステップ）がまるで等高線のように段々とした縞模様として見える。
【００３１】
この縞模様は擬似輪郭又はバンディングと呼ばれていて、映像が劣化するため除去する工夫がなされている。擬似輪郭を除去する技術として、図１９の下断左のビット拡張技術の他、疑似輪郭状ノイズ除去技術、バンド除去技術等が提案されている。しかしながら、実際のデジタル映像コンテンツにおいて見られる擬似輪郭は、図１９の中段右に示したように、きれいな階段状にはなっておらず、擬似輪郭状ノイズＳで乱されている。そして、この場合にはたとえビット拡張処理を行っても、図１９の下段右に示したように擬似輪郭状ノイズＳが残ってしまい、残った擬似輪郭状ノイズＳは人間の目には擬似輪郭として知覚されてしまう。
【００３２】
そこで、以下の各実施形態に係る信号処理では、デジタル映像信号に対して各種のローパスフィルタと丸め処理を適用することにより、このような擬似輪郭を精度よく検出する技術について説明する。また、この検出結果を用いて、擬似輪郭をきれいの取り除きながら、画像中の対象物の輪郭がぼけない滑らかな信号を生成する技術について説明する。なお、以下の説明では、擬似輪郭状ノイズも含めて擬似輪郭と称呼する。
【００３３】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る信号処理装置について、図１の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。なお、信号処理装置１０は入力信号Ｓｉを入力し、所望の信号処理後、出力信号Ｓｏとして出力する。出力信号Ｓｏは、ＤＶＤ装置やＢｌｕ−ｒａｙ装置等の再生装置にて再生される。
【００３４】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第１実施形態に係る信号処理装置１０は、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０及び密度検出部１２５の各機能ブロックにて示される機能を有している。
【００３５】
上記各部への指令は、専用の制御デバイスあるいはプログラムを実行する図示しないＣＰＵにより実行される。信号処理を実行するためのプログラムは、図示しないＲＯＭや不揮発性メモリ等に予め記憶されていて、ＣＰＵが、これらのメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０及び密度検出部１２５の各機能が実現される。第１の低周波成分抽出部１０５の機能は、ローパスフィルタ１３０（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて実現される。第２の低周波成分抽出部１１０の機能は、タップ可変ＬＰＦ１３５（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を用いて実現される。なお、ローパスフィルタ１３０は、タップ数が固定のローパスフィルタであり、タップ可変ＬＰＦ１３５は、タップ数が可変のローパスフィルタである。
【００３６】
第２の低周波成分抽出部１１０は、入力信号Ｓｉにローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３０を掛ける。図２の疑似輪郭状ノイズＳを含んだ８ビットの入力信号Ｓｉを例に説明する。ここでは、ローパスフィルタ１３０は、３〜７のタップ数に固定されたローパスフィルタである。第２の低周波成分抽出部１１０は、ローパスフィルタ１３０を８ビットのデジタル映像信号である入力信号Ｓｉに適用し、９ビット以上（５１２階調以上）の信号Ｓｃを得る。
【００３７】
このようにして、第２の低周波成分抽出部１１０は、入力信号Ｓｉに含まれる高周波成分を除去し低周波成分を抽出する。疑似輪郭状ノイズＳも入力信号Ｓｉの高周波成分であるため、第２の低周波成分抽出部１１０の機能により疑似輪郭状ノイズＳが除去され、図３に示したように入力信号Ｓｉの低周波成分である信号Ｓｃが抽出される。
【００３８】
当然、８ビットの入力信号Ｓｉに対して、抽出された９ビット信号Ｓｃでは、階段（ステップ）の段差が小さくなる。このように、８ビットの信号をビット拡張することにより、８ビットの階段を「ならして」、９ビット、１０ビット、１２ビット、１６ビット等の滑らかな信号を生成することができる。
【００３９】
本実施形態では、第２の低周波成分抽出部１１０は、ローパスフィルタ１３０を用いてビット拡張しながら入力信号Ｓｉの低周波成分を抽出したが、これに限られず、第２の低周波成分抽出部１１０は、たとえば特許文献１（特開２００７−２２１５６９）に示したビット拡張技術を用いてもよい。また、疑似輪郭状ノイズ除去技術、バンド除去技術を用いてビット拡張及び高周波成分除去を行うことも可能である。
【００４０】
第１の階調変換部１１５は、第２の低周波成分抽出部１１０により抽出された入力信号Ｓｉの低周波成分である信号Ｓｃを階調変換することにより、ｎビットの量子化された信号を生成する。本実施形態では、第１の階調変換部１１５は、９ビットの信号Ｓｃを４捨５入して、２５６階調を表現する８ビットの信号Ｓｄを生成する（図１の「８ｂｉｔ丸め」及び図４参照）。ただし、第１の階調変換部１１５は、必ずしも８ビットの信号を生成する必要はなく他のビット数であってもよい。
【００４１】
変化位置検出部１２０は、第１の階調変換部１１５によりｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する（図１のステップ検出）。本実施形態では、変化位置検出部１２０は、８ビットの信号Ｓｄの１ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｉｔ）階段状の変化位置を検出する。
【００４２】
ステップ状の変化位置を検出する一例を説明する。たとえば、隣接する画素との差分ｄｉｆがｄｉｆ（ｐ）＝±１、ｄｉｆ（ｐ−１）＝０、ｄｉｆ（ｐ＋１）＝０を満たす部分を階段領域（ステップ状の変化位置）とし、差分ｄｉｆがｄｉｆ（ｐ）＝０、ｄｉｆ（ｐ−１）＝０、ｄｉｆ（ｐ＋１）＝０を満たす部分を平坦領域とする。この結果、図５の画素位置には、ステップ状の変化位置ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ５、ａ６、ａ７、ａ８、ａ９が検出される。
【００４３】
密度検出部１２５は、変化位置検出部１２０により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する。本実施形態では、密度検出部１２５は、変化位置の疎密度合いを示す値として変化位置の間隔であるバンド幅を計算する。バンド幅は、擬似輪郭の幅を測定することに相当する。図５の信号Ｓｄの例では、範囲Ａではバンド幅Ａｄは小さく、範囲Ｃではバンド幅Ｃｄは大きく、範囲Ｂではバンド幅Ｂｄはその中間である。よって、図６に示したように、密度検出部１２５により計算されたバンド幅は、範囲Ａでは小さく、範囲Ｃでは大きく、範囲Ｂではその中間の幅になる。
【００４４】
第１の低周波成分抽出部１０５は、密度検出部１２５により計算されたバンド幅に基づき入力信号Ｓｉから所望の低周波成分を抽出する。具体的には、第１の低周波成分抽出部１０５は、密度検出部１２５により計算されたバンド幅に応じてタップ数を変えることによりタップ可変ローパスフィルタ１３５を通して抽出される入力信号Ｓｉの低周波成分の特性を変化させ、出力信号Ｓｏを生成する。
【００４５】
例えば、範囲Ａでは、バンド幅Ａｄが小さいのでタップ数を少なくする。これにより画像がぼけることを抑制することができる。また、範囲Ｃでは、バンド幅Ｃｄが大きいのでタップ数を多くする。これにより信号の階段部分、すなわち画像の擬似輪郭が残って見えることを抑制することができる。
【００４６】
［擬似輪郭除去効果］
以上に説明したように、本実施形態に係る信号処理装置１０によれば、ステップの間隔と同等のタップ数のタップ可変ローパスフィルタ１３５を入力信号Ｓｉにかけることにより、図７に示したように擬似輪郭状ノイズＳを含んだ８ビットの入力信号Ｓｉから、擬似輪郭状ノイズＳを含んだ擬似輪郭を除去して、滑らかでありながらぼけすぎない１６ビットの出力信号Ｓｏを得ることができる。本実施形態では、出力信号Ｓｏは映像信号であるから、実際にはこれを２次元に拡張して使用する。出力信号Ｓｏは、Ｂｌｕ−ｒａｙ装置等で再生される。
【００４７】
図８の左には、本実施形態に係る信号処理装置１０にて処理される２次元のオリジナルデータが一例として示されている。また、このオリジナルデータの背景の一部を拡大した画像が、図８の右側に示されている。このように拡大すると、オリジナルデータには縞模様の擬似輪郭が生じていることがわかる。このオリジナルデータを、前述のように図１に示したローパスフィルタ１３０に通し、８ビットに丸め、ステップを検出し、バンド幅を計算する。ステップを検出した結果を図９に示す。図９の黒部分は平坦領域を示し、グレー部分（線状の縞模様）はステップ状の変化位置を示し、白部分はそれ以外の画像領域を示している。
【００４８】
また、オリジナルデータを、バンド幅と同等のタップ数に設定したタップ可変ローパスフィルタ１３５に掛けた結果を図１０に示す。これによれば、図１０の右の拡大図には擬似輪郭は見られない。これにより、本実施形態に係る信号処理装置１０によれば、擬似輪郭状ノイズＳを含んだ擬似輪郭を精度良く除去することができる。
【００４９】
特に、本実施形態に係る信号処理装置１０では、映像信号に対してローパスフィルタ１３０と丸め処理を適用することによって、擬似輪郭を精度良く検出することができる。また、ステップ検出及びバンド幅算出によりタップ数を適宜変化させることによって、信号の変化度合いに応じてタップ可変ローパスフィルタ１３５の特性を適正化することができる。この結果、ぼけの少ない、擬似輪郭のみをきれいに取り除いた滑らかな信号を生成することができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る信号処理装置について、図１１の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１１の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。
【００５１】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第２実施形態に係る信号処理装置１０は、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１２５の各機能ブロックに加え、第２の階調変換部１４０の機能ブロックにて示される機能を有している。本実施形態においても、図示しないＣＰＵが、図示しないメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１２５及び第２の階調変換部１４０の各機能が実現される。
【００５２】
第２実施形態では、第１実施形態の信号処理により生成された１６ビットの信号に対して、第２の階調変換部１４０による階調変換処理が加えられ、その結果、８ビットの出力信号Ｓｏが生成される。
【００５３】
すなわち、第２の階調変換部１４０は、第１の低周波成分抽出部１０５により低周波成分を抽出された入力信号を、ＳＢＭ（Ｓｕｐｅｒ  Ｂｉｔ  Ｍａｐｐｉｎｇ）技術を用いて階調変換することにより低階調化する。本実施形態では、ＳＢＭ技術として、たとえば、特許公開公報（特許出願公開番号：特開２００９−８１８４８）に開示されたＳＢＭＶ（Ｓｕｐｅｒ  Ｂｉｔ  Ｍａｐｐｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｖｉｄｅｏ）技術を用いることができる。ＳＢＭ技術では、階調変換をする際に発生する量子化誤差を人間に知覚されにくい高域に変調することにより、擬似的に階調を表現することができる。
【００５４】
本実施形態に係る信号処理装置１０によれば、第１実施形態に係る信号処理方法とＳＢＭ（Ｓｕｐｅｒ  Ｂｉｔ  Ｍａｐｐｉｎｇ）の階調変換技術とを組み合わせて使用する。これにより、量子化により階調数が削減された画像データを、より階調数が高い場合の画質に視覚的に近い画質を有する画像データに変換して再生することができる。この結果、８ビットで信号を出力する場合でも擬似輪郭を除去することができる。例えば、８ビットの映像コンテンツをディープカラー非対応のモニタに出力する際にも擬似輪郭を効果的に除去することができる。また、８ビットの精度で製作されたオリジナルソースを８ビットの映像コンテンツへオーサリングする際にも擬似輪郭を効果的に除去することができる。
【００５５】
ただし、本実施形態に係る第２の階調変換部１４０により実現される階調変換技術は、ＳＢＭ技術に限られず、第１実施形態に係る第１の階調変換部１１５と同様な手法により階調を変換することも可能である。
【００５６】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る信号処理装置について、図１２の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１２の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。
【００５７】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第３実施形態に係る信号処理装置１０は、第１実施形態に係る信号処理装置１０と同様に、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０及び密度検出部１４５の各機能ブロックにて示される機能を有している。本実施形態においても、図示しないＣＰＵが、図示しないメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０及び密度検出部１４５の各機能が実現される。
【００５８】
本実施形態に係る第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５及び変化位置検出部１２０の各機能は、第１実施形態の場合と同じである。
【００５９】
一方、第１実施形態に係る密度検出部１２５は、変化位置の疎密度合いを示す値としてバンド幅を計算したのに対して、本実施形態に係る密度検出部１４５は、変化位置の疎密度合いを示す値としてステップ密度を計算する。たとえば、図５に示した範囲Ａではステップ密度は高く、範囲Ｃではステップ密度は低く、範囲Ｂではその中間のステップ密度になっている。
【００６０】
このようにして、本実施形態に係る密度検出部１４５は、変化位置の疎密度合いから、例えば、図１３に示したステップ密度分布を得る。実際には、密度検出部１４５は、図１３のステップ密度を示した画像の白画素をカウントすることによりステップ密度を計算する。カウント値が大きいほどステップ密度は高くなる。つまり、図１３では、白部分が多いほどステップ密度が高く、黒部分が多いほどステップ密度が低くなる。
【００６１】
第１の低周波成分抽出部１０５は、密度検出部１４５により計算されたステップ密度に基づき入力信号Ｓｉから所望の低周波成分を抽出する。例えば、第１の低周波成分抽出部１０５は、ステップ密度が所定の閾値より低い場合、ローパスフィルタを適用するようにしてもよい。この場合、ローパスフィルタのタップ数は可変でなく、固定であってもよい。これにより、図１３の黒部分の入力信号はローパスフィルタを掛ける。この結果、図１３の背景部分（黒部分）を構成する出力信号Ｓｏの擬似輪郭は効果的に取り除かれ。滑らかな出力信号Ｓｏを得ることができる。
【００６２】
一方、図１３の白部分でステップ密度が所定の閾値より高いため、第１の低周波成分抽出部１０５は、図１３の白部分の入力信号はローパスフィルタを掛けない。これにより、図１３の白部分の画像の高周波成分は除去されずにそのままの画像が残される。このようにして、本実施形態では、図１３の白部分の対象物の映像をはっきり鮮明に写しだし、そして、図１３の黒部分の背景部分の擬似輪郭のみを効果的に取り除くことができる。
【００６３】
このように、本実施形態によれば、画像内の対象物のぼけは少なく、かつ背景などの擬似輪郭はきれいに取り除かれた滑らかな信号を生成することができる。特に、本実施形態では、画素毎にバンド幅を測定する必要がないため、擬似輪郭の幅分だけの画素を保持する大容量メモリが不要となるとともに、処理の負荷も軽減される。
【００６４】
なお、第１の低周波成分抽出部１０５は、図１３の白部分ではステップ密度が高いのでタップ数を少なく設定し、図１３の黒部分ではステップ密度が低いのでタップ数を多く設定し、そのタップ可変ローパスフィルタ１３５に入力信号Ｓｉを通すようにしてもよい。これにより、対象物の輪郭をはっきりさせたい白部分では、より急峻な出力信号Ｓｏが生成され、画像の擬似輪郭を除去したい背景の黒部分では、より滑らかの出力信号Ｓｏが生成される。これによっても、対象物の映像ははっきり鮮明でありながら、背景部分の擬似輪郭を効果的に取り除くことができる。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る信号処理装置について、図１４の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１４の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。
【００６６】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第４実施形態に係る信号処理装置１０は、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５及びゲイン計算部１５０の各機能ブロックにて示される機能を有している。本実施形態においても、図示しないＣＰＵが、図示しないメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５及びゲイン計算部１５０の各機能が実現される。
【００６７】
ゲイン計算部１５０は、密度検出部１４５により計算されたステップ密度に基づきゲインｇを計算する。具体的には、ゲイン計算部１５０は、図１４のグラフに示したようにステップ密度が所定の閾値より小さい場合にはゲインｇに１を設定し、ステップ密度が所定の閾値以上になったらゲインｇを１より小さい値に設定する。その場合、ステップ密度が高くなればなるほどゲインｇを０に近づけるようにする。
【００６８】
第１の低周波成分抽出部１０５は、ゲイン可変ローパスフィルタ１５５を用いて、ゲイン計算部１５０により計算されたゲインｇにより入力信号Ｓｉの低周波成分に重みづけを行う。ゲイン可変ローパスフィルタ１５５は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５５ａ、遅延部１５５ｂ、乗算器１５５ｃ、乗算器１５５ｄ、加算器１５５ｅを有している。
【００６９】
ローパスフィルタ１５５ａは、タップが固定であり、入力信号Ｓｉから高周波成分を除去して低周波成分を抽出する。遅延部１５５ｂは、ローパスフィルタ１５５ａの処理時間分、入力信号Ｓｉの出力を遅延させる。乗算器１５５ｃは、ローパスフィルタ１５５ａを用いて抽出された入力信号の低周波成分にゲインｇを乗算する。乗算器１５５ｄは、遅延部１５５ｂから遅延して出力された入力信号Ｓｉに１から前記ゲインｇを減算した値（１−ｇ）を乗算する。最後に、加算器１５５ｅは、各乗算器１５５ｃ、１５５ｄにより重みづけされた各信号を加算し出力信号Ｓｏとする。
【００７０】
以上に説明したように、本実施形態にかかる信号処理方法では、入力信号Ｓｉの低周波成分にゲインｇの重みを乗算するとともに入力信号Ｓｉに重み（１−ｇ）を乗算することにより、入力信号Ｓｉにおける低周波成分の割合を調整する。具体的には、ステップ密度が低いうちは、入力信号Ｓｉの低周波成分にゲイン１を乗算し、遅延部１５５ｂから出力された入力信号Ｓｉに重み０（＝１−ｇ）を乗算する。これにより、入力信号Ｓｉの低周波成分が出力信号Ｓｏとなり、滑らかな出力信号が生成される。この結果、擬似輪郭を効果的に除去することができる。
【００７１】
ステップ密度が高くなると、入力信号Ｓｉの低周波成分にゲインｇ（＜１）を乗算し、遅延部１５５ｂから出力された入力信号Ｓｉに重み１−ｇ（＞０）を乗算する。これにより、（入力信号Ｓｉの低周波成分）×ｇと（入力信号Ｓｉ）×（１−ｇ）との加算値が出力信号Ｓｏとなり、ゲインｇが０に近づく程急峻な出力信号が生成される。この結果、対象物がぼけない程度に高周波成分を除去しながら擬似輪郭を除去することができる。
【００７２】
特に、タップ可変ローパスフィルタ１３５を作成することは、ハードウエアの構成上難易度が高く、コストも掛かる。しかしながら、本実施形態では、ハードウエアでしか構成できないタップ可変ローパスフィルタ１３５の替わりに、ハードウエアでもソフトウエアでも構成可能なゲイン可変ローパスフィルタ１５５を用い、ゲインｇの値で出力信号の急峻又は緩慢の度合いを調節する。これにより、装置構成を簡略化及び汎用化してコストを低減しながら、画像に併せて擬似輪郭を効果的に除去することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、ステップ密度を検出する替わりに、第１実施形態で説明したバンド幅を検出し、検出されたバンド幅に基づきゲインｇを計算してもよい。この場合には、バンド幅が広いほどゲインが１になるようゲインｇを計算する。
【００７４】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係る信号処理装置について、図１５の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１５の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。
【００７５】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第５実施形態に係る信号処理装置１０は、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５及びゲイン計算部１５０の各機能ブロックにて示される機能を有している。本実施形態においても、図示しないＣＰＵが、図示しないメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５及びゲイン計算部１５０の各機能が実現される。
【００７６】
ゲイン計算部１５０によるゲインｇの計算方法は、第４実施形態の場合と同様である。
【００７７】
第１の低周波成分抽出部１０５は、簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１６０を用いて入力信号Ｓｉの低周波成分をゲインｇで重みづけする。簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１６０は、第４実施形態に係るローパスフィルタ１５５ａの替わりに縮小画像作成部１６０ａ及び拡大画像作成部１６０ｂを有し、これらはハードウエアでもソフトウエアでも構成することができる。簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１６０に含まれるその他の構成部分（遅延部１５５ｂ、乗算器１５５ｃ、乗算器１５５ｄ、加算器１５５ｅ）は、第４実施形態に係るゲイン可変ローパスフィルタ１５５の場合と同じである。
【００７８】
縮小画像作成部１６０ａは、入力信号Ｓｉの１フレーム分の２次元データからその縮小画像を作成する。これによれば、画像を縮小することにより、入力信号Ｓｉの２次元データの画素数を減らすことができる。
【００７９】
拡大画像作成部１６０ｂは、縮小画像作成部１６０ａにより作成された縮小画像を拡大することにより拡大画像を作成する。縮小画像を拡大する際には、拡大後の１画素の色を決めるのに、拡大前の縮小画像の近傍点の色を混ぜ合わせるバイキュービック補間やバイリニア補間等の技術が用いられる。
【００８０】
遅延部１５５ｂは、縮小画像作成部１６０ａ及び拡大画像作成部１６０ｂが画像を縮小及び拡大する際の遅延を解消するために、縮小画像の元データである１フレーム分の２次元データ（以下では、オリジナル画像と呼ぶ。）をストックしておき遅延させて出力する。
【００８１】
第１の低周波成分抽出部１０５は、縮小画像から生成した拡大画像を前記ゲインｇで重みづけするとともに、オリジナル画像（入力信号Ｓｉ）を重み（１−ｇ）で重みづけし、それぞれ重みづけされた拡大画像とオリジナル画像とを加算する。
【００８２】
具体的には、第１の低周波成分抽出部１０５は、乗算器１５５ｃを用いて拡大画像をゲインｇで重みづけする。また、第１の低周波成分抽出部１０５は、乗算器１５５ｄを用いて１フレーム分遅延して遅延部１５５ｂから出力された入力信号Ｓｉのオリジナル画像に（１−ｇ）を乗算する。加算器１５５ｅは、各乗算器１５５ｃ、１５５ｄにより重みづけされた各信号を加算し出力信号Ｓｏとする。
【００８３】
本実施形態によれば、まず、入力信号Ｓｉの縮小画像が作成される。図１６には、約１／１０００（＝１／３２×１／３２）の画素数に縮められた縮小画像が示されている。次に、縮小画像を拡大して拡大画像を生成する。図１７には、図１６の縮小画像をバイリニア補間しながら拡大した拡大画像が示されている。
【００８４】
このように、本実施形態では、まず、縮小画像の各画素の画素値を計算しておく。縮小画像の画素数は、オリジナル画像の画素値より少ない。たとえば、図１６の縮小画像の画素数は、オリジナル画像の画素数の約１／１０００である。よって、縮小画像の各画素の画素値の計算量はオリジナル画像の各画素の画素値の計算量の約１／１０００になる。次に、拡大画像の各画素の画素値を計算する。拡大画像の各画素の画素値は、縮小画像の各画素の画素値に基づき計算される。よって、拡大画像の各画素の画素値の計算量もまた、オリジナル画像の各画素の画素値の計算量より少なくてすむ。したがって、ローパスフィルタを毎画素計算するのは、ハードウエア、ソフトウエアともに計算量が多く、処理負荷が高いのに対して、本実施形態では、簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１６０にローパスフィルタを用いることなく、縮小画像及び拡大画像を簡易ローパスフィルタとして利用することより、オリジナルの画像に含まれる各画素の画素値を求めるローパスフィルタを利用した場合に比べて計算量を減らすことができる。
【００８５】
なお、本実施形態においても、ステップ密度を検出する替わりに、第１実施形態で説明したバンド幅を検出し、検出されたバンド幅に基づきゲインｇを計算してもよい。この場合には、バンド幅が広いほどゲインが１になるようゲインｇを計算する。ただし、ステップ密度を計算する方がバンド幅を計算するより処理負荷が低く好ましい。
【００８６】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態に係る信号処理装置について、図１８の下部に示した信号処理装置の機能構成及び図１８の上部に示した信号処理方法を参照しながら説明する。
【００８７】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
第６実施形態に係る信号処理装置１０は、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５、ゲイン計算部１５０及びゲイン補正部１６５の各機能ブロックにて示される機能を有している。本実施形態においても、図示しないＣＰＵが、図示しないメモリから各プログラムを読み出し実行することにより、第１の低周波成分抽出部１０５、第２の低周波成分抽出部１１０、第１の階調変換部１１５、変化位置検出部１２０、密度検出部１４５、ゲイン計算部１５０及びゲイン補正部１６５の各機能が実現される。
【００８８】
［信号処理装置の機能構成及び信号処理方法］
本実施形態では、ゲイン補正部１６５の機能が加えられている。また、第１の低周波成分抽出部１０５により利用される簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１７０の構成が異なっている。
【００８９】
ゲイン補正部１６５は、オリジナル画像と拡大画像との差分からゲインｇを補正するための補正値Ｇを計算する。具体的には、ゲイン補正部１６５は、拡大画像作成部１６０ｂにより作成された拡大画像とオリジナル画像との差分を計算し、その差分が小さければ補正値Ｇに１を設定する。一方、ゲイン補正部１６５は、その差分が大きければ、すなわち、その差分が１〜２ＬＳＢであれば、補正値Ｇを１より小さい値に設定する。その際、図１８に示した所与のグラフに基づき、差分が大きくなればなるほど補正値Ｇが０に近い値を設定する。
【００９０】
簡易ゲイン可変ローパスフィルタ１７０は、縮小画像作成部１６０ａ、拡大画像作成部１６０ｂ、乗算器１５５ｃ、乗算器１５５ｄ及び加算器１５５ｅを有する。
【００９１】
縮小画像作成部１６０ａが縮小画像を作成する機能は、第５実施形態と同様である。縮小画像作成部１６０ａは、今回縮小した１フレーム分の縮小画像を所定のメモリ領域に記録する。
【００９２】
拡大画像作成部１６０ｂは、縮小画像作成部１６０ａにより前回メモリに記録された１フレーム前の縮小画像を読み出し、読み出された１フレーム前の縮小画像から拡大画像を作成する。
【００９３】
このように、本実施形態では、拡大画像の作成に１フレーム前の縮小画像を使う。よって、拡大画像と元信号である縮小画像とは１フレーム分ずれている。よって、本実施形態では、今回作成された縮小画像が１フレーム分メモリに記録されるまで、拡大画像の作成を遅延させる必要がない。
【００９４】
第１の低周波成分抽出部１０５は、ゲイン補正部１６５により計算された補正値Ｇに基づきゲインｇを補正する。本実施形態では、ゲインｇに補正値Ｇを乗算して補正ゲインｇ’を生成することによりゲインｇが補正される。
【００９５】
第１の低周波成分抽出部１０５は、拡大画像を補正ゲインｇ’で重みづけするとともに、オリジナル画像を重み（１−ｇ’）で重みづけし、それぞれ重みづけされた拡大画像とオリジナル画像とを加算する。
【００９６】
本実施形態によれば、拡大画像とオリジナル画像との差分が大きければ大きいほど、補正ゲインｇ’が０に近い値となるため、擬似輪郭除去処理が施された拡大画像がキャンセルされ、オリジナル画像がそのまま出力信号Ｓｏとして出力される。一方、拡大画像とオリジナル画像との差分が小さければ、補正ゲインｇ’は１に近い値となるため、擬似輪郭除去処理が施された画像が出力信号Ｓｏとして出力され、擬似輪郭が除去された滑らかな信号が生成される。
【００９７】
第５実施形態に係る簡易ゲイン可変ＬＰＦ１６０では、拡大画像の各画素の画素値を計算するために、現時点で処理している１フレーム分の縮小画像がすべてメモリ内に記録されるまで待つ必要があり、処理に大きな遅延が生じていた。しかしながら、本実施形態によれば、通常、連続する２フレームの各フレームの画像間にはそれほど大きな画像上の違いはないという事実に基づき、拡大画像の生成に１フレーム前の縮小画像を使用する。これにより、拡大画像の生成のために、現時点で処理している１フレーム分の縮小画像がすべてメモリ内に記録されるまで待つ必要はない。これにより、遅延をなくして映像信号の高速処理を実現することができるとともに、メモリの使用効率を高めることができる。この結果、装置内に大容量メモリを設けることが不要となり、擬似輪郭の除去を精度良く実行しながら、ハードウエアの規模を小さくすることができる。
【００９８】
また、本実施形態ではゲイン補正部１６５を設け、補正値Ｇにより動きが大きい場合やシーンチェンジの場合には、オリジナル画像を出力することにより擬似輪郭処理をキャンセルするようにしたため、出力画像の劣化を防ぐことができる。
【００９９】
なお、本実施形態においても、ステップ密度を検出する替わりに、第１実施形態で説明したバンド幅を検出し、検出されたバンド幅に基づきゲインｇを計算してもよい。
【０１００】
以上に説明したように、上記各実施形態によれば、デジタル映像信号に対して各種のローパスフィルタと丸め処理を適用することにより、擬似輪郭状ノイズＳを含む擬似輪郭を精度よく検出することができる。また、この検出結果を用いて、擬似輪郭をきれいの取り除きながら、画像の輪郭がぼけない滑らかな信号を生成することができる。
【０１０１】
上記実施形態において、各部の動作は互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作及び一連の処理として置き換えることができる。これにより、信号処理装置の実施形態を、信号処理方法の実施形態及び信号処理装置が有する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの実施形態とすることができる。
【０１０２】
これにより、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出ステップと、前記変化位置検出ステップにより検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出ステップと、前記密度検出ステップにより計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出ステップと、を含む信号処理方法を提供することができる。
【０１０３】
また、これにより、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出処理と、前記変化位置検出処理により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出処理と、前記密度検出処理により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出処理と、をコンピュータに実行させるプログラムを提供することができる。
【０１０４】
また、信号処理装置１０をＤＶＤ装置やＢｌｕ−ｒａｙ装置等の再生装置に内蔵し、信号処理装置からの出力信号Ｓｏを上記装置に設けられた再生部（図示せず）にて再生するようにしてもよい。これにより、入力信号からｎビットに量子化された信号のステップ状の変化位置を検出する変化位置検出部と、前記変化位置検出部により検出されたステップ状の変化位置の疎密度合いを示す値を計算する密度検出部と、前記密度検出部により計算された前記変化位置の疎密度合いを示す値に基づき前記入力信号から所望の低周波成分を抽出する第１の低周波成分抽出部と、前記第１の低周波成分抽出部により抽出された所望の低周波成分の信号を再生する再生部と、を有する再生装置を提供することができる。
【０１０５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０６】
たとえば、上記各実施形態では、主に８ビットの信号を１６ビットに拡張する場合を例に挙げて記載したが、本発明にて実行される信号処理はこれに限られず、たとえば、７ビットの信号を１１ビットに拡張する場合等にも適用できるし、２ｎビットの信号を２ｍビット（ｎ＜ｍ）に拡張する場合等にも適用可能である。
【０１０７】
また、上記実施形態に記載した１次元の入力信号を用いた信号処理は、２次元へ拡張することが可能である。
【０１０８】
また、本発明に係る信号処理では、処理の負荷軽減のためにローパスフィルタを離散的に用意してもよい。一例としては、バンド幅が１０〜２０画素の範囲では、１５タップのローパスフィルタを掛ける等の方法により処理の負荷を軽減することができる。
【０１０９】
また、上記各実施形態では、デジタル映像信号を例に挙げて説明したが、本発明は、デジタル映像信号だけでなく、デジタル音声信号やその他のさまざまなデジタル信号に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１０      信号処理装置
１０５    第１の低周波成分抽出部
１１０    第２の低周波成分抽出部
１１５    第１の階調変換部
１２０    変化位置検出部
１２５、１４５  密度検出部
１３０    ローパスフィルタ
１３５    タップ可変ローパスフィルタ
１４０    第２の階調変換部
１５０    ゲイン計算部
１５５    ゲイン可変ローパスフィルタ
１５５ａ  ローパスフィルタ
１５５ｂ  遅延部
１６０、１７０  簡易ゲイン可変ローパスフィルタ
１６０ａ  縮小画像作成部
１６０ｂ  拡大画像作成部
１６５    ゲイン補正部
Ｓｉ      入力信号
Ｓｏ      出力信号
【図１】
2011040910.tif 000003
【図２】
2011040910.tif 000004
【図３】
2011040910.tif 000005
【図４】
2011040910.tif 000006
【図５】
2011040910.tif 000007
【図６】
2011040910.tif 000008
【図７】
2011040910.tif 000009
【図１１】
2011040910.tif 000010
【図１２】
2011040910.tif 000011
【図１４】
2011040910.tif 000012
【図１５】
2011040910.tif 000013
【図１８】
2011040910.tif 000014
【図１９】
2011040910.tif 000015
【図８】
2011040910.tif 000016
【図９】
2011040910.tif 000017
【図１０】
2011040910.tif 000018
【図１３】
2011040910.tif 000019
【図１６】
2011040910.tif 000020
【図１７】
2011040910.tif 000021