(57)【要約】  入力ビデオ信号中のディテールエッジおよびトランジッションを強調するためのシステムおよび方法が提供される。この強調は、アップスケーリング前に小さなディテールエッジを強調し、アップルケーリング後に大きな振幅トランジッションを強調することによって達成することができる。たとえば、ディテールエッジ強調（ディテールＥＥ）を使用して、入力ビデオ信号のファインディテールを強調することができる。ディテール強調を用いて、大きなエッジが強調されることと、それに伴ってモスキートノイズが発生することを防止するために、エッジマップを使用することができる。さらに、ノイズを信号から除去することができる。ファインディテールが強調された後、信号をアップスケールすることができる。ルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）またはクロミナンストランジッションインプルーブメント（ＣＴＩ）を使用して、ポストスケーラの入力ビデオ信号の大きなトランジッションを強調することができる。【選択図】図５
2011521387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信されたビデオ信号中の複数のファインディテールに、ディテールエッジ強調を適用することによって、前記ビデオ信号中の前記ファインディテールを強調することと、
前記ビデオ信号中の前記ファインディテールを強調した後に、前記強調されたビデオ信号をスケーリングすることと、
前記強調されたビデオ信号をスケーリングした後に、トランジッションインプルーブメントを適用することによって、前記スケーリングされたビデオ信号の複数のトランジッションを強調することと、を含む方法。
【請求項２】
前記トランジッションを強調することが、ルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）またはクロミナンストランジッションインプルーブメント（ＣＴＩ）を適用することを含む、請求項１に記載される方法。
【請求項３】
前記強調されたビデオ信号をスケーリングすることおよび前記トランジッションを強調することが、
前記スケーリングされ強調された複数のファインディテールを有する前記受信されたビデオ信号を第１の出力として生成するために、第１のスケーラを用いて前記強調されたビデオ信号をスケーリングすることと、
スケーリングされた第２の信号を第２の出力として生成するために、第２のスケーラを用いて第２の信号をスケーリングすることと、
前記第２の出力の複数のトランジッションを強調することと、
前記第１の出力を、前記第２の出力の前記強調された複数のトランジッションと結合させることと、をさらに含む請求項１に記載される方法。
【請求項４】
前記第１のスケーラが第１のフィルタを備え、前記第２のスケーラが第２のフィルタを備え、前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが同一または異なるフィルタ係数を有する、請求項３に記載される方法。
【請求項５】
前記受信されたビデオ信号の前記ファインディテールを強調することが、
前記ビデオ信号をフィルタリングすることと、
前記ビデオ信号中のノイズレベルを低減することと、
前記ビデオ信号を利得することと、をさらに含む請求項１に記載される方法。
【請求項６】
複数の大きなエッジを検出することと、
前記大きなエッジのエッジマップを生成することと、
前記ビデオ信号を、利得し、前記ノイズレベルを低減し、フィルタリングした後に、前記エッジマップと結合させることと、をさらに含む請求項５に記載される方法。
【請求項７】
前記エッジマップ中の前記大きなエッジを拡張させることをさらに含む請求項６に記載される方法。
【請求項８】
前記ビデオ信号からノイズしきい値を差し引くことによって、前記ノイズレベルが低減される、請求項６に記載される方法。
【請求項９】
前記スケーリングされたビデオ信号の前記トランジッションを強調することが、
前記スケーリングされたビデオ信号の二次微分係数を計算することと、
前記スケーリングされたビデオ信号中の複数のピクセルからピクセルカーネルを生成することと、
前記ピクセルカーネル中の前記複数のピクセルの最大輝度値および最小輝度値を決定することと、
前記二次微分係数が正の値を有する場合には、前記最大輝度値に向かって、または、前記二次微分係数が負の値を有する場合には、前記最小輝度値に向かって、計算された値によって前記スケーリングされたビデオ信号をバイアスすることと、をさらに備え、
バイアスするために前記計算された値が、利得値と前記二次微分係数の積である、請求項１に記載される方法。
【請求項１０】
ビデオ信号を受信し、前記受信されたビデオ信号中の複数のファインディテールエッジを強調するディテールエッジ強調器と、
ディテール強調された前記ビデオ信号をスケーリングする第１のスケーラと、
前記スケーリングされたビデオ信号中の複数のトランジッションにトランジッションインプルーブメントを適用するトランジッション強調器と、を備えるシステム。
【請求項１１】
前記トランジッションインプルーブメントが、ルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）またはクロミナンストランジッションインプルーブメント（ＣＴＩ）を含む、請求項１０に記載されるシステム。
【請求項１２】
前記トランジッション強調器が、水平にも垂直にも、前記スケーリングされたビデオ信号に適用される、請求項１０に記載されるシステム。
【請求項１３】
第１のフィルタを有する第１のスケーラと、
第２のフィルタを有する第２のスケーラと、をさらに備え、
前記第１のスケーラを前記ディテール強調されたビデオ信号に適用して、第１のスケーリングされた信号を生成し、前記第２のスケーラを前記受信されたビデオ信号に適用して、第２のスケーリングされた信号を生成し、前記トランジッション強調器を前記第２のスケーリングされた信号に適用して、トランジッション強調された信号を生成し、前記第１のスケーリングされた信号を前記トランジッション強調された信号と結合させて出力信号を生成する、請求項１０に記載されるシステム。
【請求項１４】
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが、同一または異なるフィルタ係数を有する、請求項１３に記載される方法。
【請求項１５】
前記ディテールエッジ強調器が、第１の利得を有し、さらに、
第１のフィルタ、および、
第１のノイズ低減器を備え、
前記第１のフィルタ、前記第１のノイズ低減器および前記第１の利得が、前記受信されたビデオ信号の前記ファインディテールを水平に強調して、水平出力信号を生成する、請求項１０に記載されるシステム。
【請求項１６】
前記第１のノイズ低減器が、前記受信されたビデオ信号のノイズレベルからノイズしきい値を差し引く、請求項１５に記載されるシステム。
【請求項１７】
前記ディテールエッジ強調器が、第２の利得をさらに有し、さらに、
第２のフィルタ、
第２のノイズ低減器、および、
加算器を備え、
前記第２のフィルタ、前記第２のノイズ低減器および前記第２の利得が、前記受信されたビデオ信号の前記ファインディテールを垂直に強調して、垂直出力信号を生成し、前記加算器が、前記水平出力信号と前記垂直出力信号を結合させる、請求項１６に記載されるシステム。
【請求項１８】
前記第１のフィルタおよび前記第２のフィルタが、ハイパスフィルタおよびバンドパスフィルタからなる群から選択される、請求項１７に記載されるシステム。
【請求項１９】
ピクセル微分器と、
拡張器と、
しきい値発生器と、
加算器と、をさらに備え、
前記ピクセル微分器、前記拡張器および前記しきい値発生器が、前記受信されたビデオ信号のエッジマップを生成し、前記加算器が、前記出力信号を前記エッジマップと結合させる、請求項１７に記載されるシステム。
【請求項２０】
前記トランジッション強調器が、
微分器と、
バイアス器と、
乗算器と、をさらに備え、
前記微分器が、前記スケーリングされたビデオ信号の二次微分係数を生成し、前記乗算器が、前記二次微分係数と利得値を結合させるバイアス値を生成し、前記バイアス器が、前記バイアス値を使用して前記スケーリングされた入力信号を調節する、請求項１０に記載されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年６月１９日に出願された「ＳＰＬＩＴ  ＥＤＧＥ  ＥＮＨＡＮＣＥＭＥＮＴ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ」と題する米国特許仮出願第６１／０７３，９４９号（代理人書類番号１３２９８／２６２２ＰＲ）に基づく優先権の恩恵を主張するものである。この仮出願は参照によりその全体が本願に組み入れられる。
【０００２】
本発明の諸態様は、一般的にはビデオ符号化の分野に関し、より詳細には、イメージディテールおよびエッジ強調に関する。
【背景技術】
【０００３】
ファインディテール強調（ディテールＥＥ）およびルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）の両方を備えるエッジ強調器を使用して、ビデオ信号のトランジッションを改良することができる。小さなトランジッションに対してディテールＥＥを、大きなトランジッションに対してＬＴＩを平行して適用すると、エッジ強調器の出力は、オリジナル信号（Ｙｉｎ）、ディテール強調（ΔＹｄｅｔ）およびトランジッションインプルーブメント（ΔＬＴＩ）の合計となる。ディテールＥＥは、アンシャープマスキングの原理を使用し、小さなディテールを強調できるエッジ上のオーバーシュートまたはリンギングを引き起こす。
【０００４】
アップスケーリングは、典型的には、入力ビデオ信号が標準解像度（ＳＤ）である場合にはしばしば４８０ｉを要し、所望の出力が高解像度（ＨＤ）である場合にはたいてい１０８０ｉまたは１０８０ｐを必要とする。アップスケーリングには、ビデオ信号中に存在し得る、あるいはビデオ信号中に導入され得るアーチファクトまたは欠陥を強調する効果がある。したがって、信号をアップスケールするときには、欠陥を強調し伝播するのではなく、ビデオイメージ中の実際のディテールが強調されていることを確認することが重要となり得る。
【０００５】
信号をアップスケールする場合、強調によって引き起こされたオーバーシュートおよびリンギングがさらなるモスキートノイズにつながり、かつ、イメージ中の浮遊アーチファクトを増やす場合があるので、ディテールＥＥ性能が損なわれ得る。さらに、アップスケーリングは、スケーリングされていないビデオ中のより高い周波数がアップスケールされたビデオ中のより低い周波数に変換されるので、イメージのソフト化およびより詳細なディテールのソフト化につながることが多い。スケーリング後（ポストスケーラ）に効果的なディテールＥＥを実施するために、スケーリング後にリアルディテールが存在する周波数を強調する新たなフィルタ設計が必要とされ、アップスケーリング率に基づいて変化しなければならないより大きなフィルタにつながる。したがって、ディテールＥＥは、アップスケール前に実施される場合に一層効果的である。
【０００６】
ＬＴＩは、オーバーシューティングまたはリンギングを引き起こすことなく、大きな振幅エッジのトランジッションシャープネスを改良するための非線形アルゴリズムである。しかしながら、ＬＴＩは、小さなトランジッションを著しく改良するものではない。ＬＴＩは、アーチファクトを生成できる周波数を人為的に導入することができ、かつ、「ジャギー」として知られるエイリアシングまたはピクセレーションを導入することができ、それにより、アップスケールされた信号の周波数スペクトルは、追加された周波数に関する空間を含むので、ポストスケーラが適用されたときに、ＬＴＩは最も効果的である。さらに、追加されたアーチファクトおよびジャギーは、強調されたビデオがアップスケールされた後により明らかとなる。したがって、ディテールＥＥおよびＬＴＩの両方を備えるエッジ強調器がプレスケーラに適用されると、ＬＴＩ強調が期待通りには作用せず、ポストスケーラに適用されると、ディテールＥＥが期待通りには作用しない。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の諸実施形態は、入力ビデオ信号中のディテールエッジおよびトランジッションを強調するためのシステムおよび方法を提供する。この方法は、入力ビデオ信号中の複数の小さなディテールを強調することと、強調されたビデオ信号をスケーリングすることと、アップスケーリング後に、複数の大きな振幅トランジッションを強調することとによって達成することができる。ディテールエッジ強調（ディテールＥＥ）を使用して、ファインディテールを強調することができ、ルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）またはクロミナンストランジッションインプルーブメント（ＣＴＩ）を使用して、大きなトランジッションを強調することができる。ディテール強調と大きなエッジ強調との分離は、ファインディテールを強調し、次いで、その信号をアップスケールし、入力ビデオ信号を別々にアップスケールし、次いで、大きなトランジッションを強調し、次いで、２つの強調され、アップスケールされた信号を結合させることによって達成することができる。信号のファインディテールを強調することは、入力ビデオ信号を、フィルタリングし、信号中に含まれるノイズを低減し、利得することを含むことができる。ディテール強調は、大きなエッジを強調し、それに伴ってモスキートノイズが発生することを防止するために、大きなエッジマップを使用することを含む。大きな振幅トランジッションを強調することは、スケーリングされたビデオ信号の二次微分係数を計算することと、スケーリングされたビデオ信号のピクセルからピクセルカーネルを生成することと、ピクセルカーネル内の最小ピクセル値および最大ピクセル値を決定することと、二次微分係数が正数を有する場合には、最大ピクセル値に向かって、または、二次微分係数が負数を有する場合には、最小ピクセル値に向かって、スケーリングされた信号をバイアスすることと、を含むことができる。このシステムは、かかる方法を実行するために好適な構成要素を含むことができるが、かかる性能に限定することはできない。
【０００８】
本発明は、同様の参照符号が機能的に同様の要素を示すために使用される添付の図面を参照して本明細書に記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】トランジッションに対する異なる種類の強調の効果を示す図である。
【図１Ｂ】トランジッションに対する異なる種類の強調の効果を示す図である。
【図２】分離エッジ強調アーキテクチャの１つの実施形態の単純化されたブロック図を示す図である。
【図３】ファインディテール強調器の１つの実施形態の各構成要素を示す単純化されたブロック図である。
【図４】ルミナンストランジッションインプルーブメントモジュールの１つの実施形態の単純化されたブロック図である。
【図５】分離エッジ強調アーキテクチャを用いてビデオ信号を強調する方法の１つの実施形態の全体的な動作を示す単純化されたフロー図である。
【図６】ディテールエッジ強調器を用いてビデオ信号のファインディテールエッジを強調する方法の１つの実施形態の全体的な動作を示す単純化されたフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の目的および利点は、以下の詳細な説明により明らかになるであろう。
【００１１】
分離エッジ強調器は、ファインディテール強調（ディテールＥＥ）とルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）とを分割することができ、それにより、ディテールＥＥがプレスケーラに生じることができ、ＬＴＩがポストスケーラに生じることができる。トランジッションに対するディテールＥＥの効果が、図１Ａに示される。トランジッションを強調するように、ディテールＥＥによって、オリジナルフィーチャ１００を１１０で強調することができる。この強調は、低い振幅エッジで構成されるファインディテールおよびテクスチャに対しては効果的であるが、かかる強調は大きなトランジッションには望ましくない。トランジッションに対するＬＴＩの効果は、図１Ｂに示される。トランジッションを強調するように、ＬＴＩによって、オリジナルフィーチャ１２０を１３０で強調することができる。
【００１２】
図２は、分離エッジ強調アーキテクチャの一実施形態を示す。ビデオ信号Ｙｉｎ２００を、ディテールＥＥモジュール２１０およびＬＴＩモジュール２４０の両方を備える分離エッジ強調器２５０に入力することがきる。まず、ビデオ信号Ｙｉｎ２００をディテールＥＥモジュール２１０に入力することができる。ディテールＥＥモジュール２１０は、ディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２を出力することができるが、このディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２は、ビデオ信号の強調されたファインディテールを表すことができる。次いで、ディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２をディテールスケーラ２３０においてアップスケールすることができ、ポストスケーラ信号ΔＹｄｅｔ−ｓｃｌ２０４を出力することができる。ディテールＥＥモジュール２１０のもう一方の出力は、Ｙｄｅｔ２０１とすることができる。Ｙｄｅｔ２０１は、調節なしにディテールＥＥモジュール２１０を通過する入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００とすることができ、あるいは、Ｙｄｅｔ２０１は、ファインディテールが強調されたビデオ信号を生成するために、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００に加えられるディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２とすることができる。次いで、ビデオスケーラ２２０を介してＹｄｅｔ２０１をアップスケールすることができ、次いで、スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３をトランジッションインプルーブメントモジュールＬＴＩ２４０に入力することができる。２つのスケーラ２２０および２３０はさらに、同一のまたは異なるスケーラフィルタを有し得るフィルタを含むことができる。スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３＋ＬＴＩインプルーブメントΔＬＴＩ出力は、ＬＴＩモジュール２４０の出力（Ｙｓｃｌ＋ΔＬＴＩ２０５）とすることができる。次いで、出力信号Ｙｓｃｌ＋ΔＬＴＩ２０５を、２６０において、空間ドメイン中のスケーリングされたディテール強調信号ΔＹｄｅｔ−ｓｃｌ２０４に加えることができ、それにより、分離エッジ強調器２５０の最終出力Ｙｅｅ＿ｏｕｔ２０６を、エッジ強調およびスケーリングされた信号とすることができる。
【００１３】
図３は、ファインディテール強調器２１０の一実施形態を示す。ディテール強調器２１０には、２つの主な構成要素、つまり、ディテール計算器３１０および大きなエッジマップ３２０が含まれる。ディテール計算器３１０は、アンシャープマスキングの原理に基づいて作動する。したがって、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００はフィルタを通過する。図示のように、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００は、２つの並列のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３１１および３１２を通過することができ、そのうち一方は水平エッジに関し、他方は垂直エッジに関する。代替的には、２Ｄ全方向フィルタ、あるいは、モスキートノイズなどのアーチファクトを制限するためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を使用してもよい。さらに、別個の経路をノイズフィルタ３１３および３１４で構成することができる。ここで、ノイズフィルタ３１３または３１４は、信号振幅からノイズしきい値ｔｈ１またはｔｈ２を差し引くことができる。これらのしきい値は、所与のビデオフィード中のノイズの量に基づいて、プログラム可能とすることができる。しきい値は、プログラム可能なレジスタ内に保存することができ、ユーザによって選択された一定値とすることができる。さらに、ビデオ信号中に含まれるノイズを推定するための既知の方法がいくつかあり、たとえばブロックベースの、平滑化ベースの、あるいは、ウェーブレットベースのノイズ推定を実施して、ビデオ信号中のノイズの量を決定することができる。入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００に含まれるノイズをビデオ符号化システム内で推定し、プログラム可能なレジスタを介して分離エッジ強調器２５０に提供して、プログラム可能なノイズしきい値ｔｈ１およびｔｈ２を調節することができる。次いで、その信号にプログラム可能な利得３１５および３１６を乗算して、出力信号Ｙｈｐｆ１３０１およびＹｈｐｆ２３０２を生じさせることができる。プログラム可能な利得は、プログラム可能なレジスタ内に保存された一定値とすることができる。次いで、２つの経路Ｙｈｐｆ１３０１およびＹｈｐｆ２３０２の出力を加算器３１７によって合計し、ファイナルディテール信号Ｙｈｐｆ３０３を生じさせることができる。
【００１４】
ディテール計算器３１０によって発生されたディテール信号Ｙｈｐｆ３０３は、大きな振幅エッジにおいて望ましくないリンギングを含むことがある。大きなトランジッションに対する任意の望ましくない強調を修正するために、ディテールＥＥモジュール２１０の第２の部分である大きなエッジマップ３２０は、１つのエッジマップを使用して、ファインディテールと大きなトランジッションを区別することができる。大きなエッジマップは、大きなエッジをカバーすることができ、典型的には、大きなエッジの近くに広まるモスキートノイズをカバーすることができ、それにより、ディテール信号はそれらの領域では強調されない。大きなエッジマップ３２０において、ピクセル微分器３２１は、ビデオ信号イメージ中のピクセルを評価して、大きなエッジまたはトランジッションを識別することができる。大きなエッジに属するものとして識別されたそれらのピクセルを選択して、エッジマップを生成することができる。次いで、モジュール３２２において、エッジおよび任意の周囲のモスキートノイズがエッジマップによってうまくカバーされることを確認するために、水平および垂直にエッジを拡張させることができる。エッジマップのエッジを拡張させるために、水平および垂直に、識別された大きなエッジを取り囲むさらなるピクセルを、エッジの一部として選択することができる。次いで、得られるエッジマップは、識別されたエッジの一部として、さらなるピクセルを含むことを反映することができる。次いで、モジュール３２３において、その信号をしきい値化して、マルチビット信号を発生させることができる。マルチビット信号は、０〜１６ビット信号とすることができ、それに応じて、マルチビット信号を決定するために使用されるしきい値を最大１５とすることができる。これらのしきい値を、プログラム可能なレジスタ内に保存することができる。代替的には、しきい値を、第１のしきい値がベースレベルであり、さらなるしきい値がそれぞれ、そのベースからのステップであるベース／ステップ方法によって決定することができる。大きなエッジマップ３２０の出力Ｙｈｐｆ−ｍａｓｋ３０４は、エッジマップとすることができる。モジュール３３０においてディテール信号Ｙｈｐｆ３０３と結合されると、結果ディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２は、大きなエッジに対する強調なしに、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００の利得されたファインディテールとすることができる。図３に示されるように、結果ディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２が入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００に加えられる場合、信号Ｙｄｅｔ２０１は完全なディテール信号とすることができる。
【００１５】
図２を再び参照すると、ディテールＥＥモジュール２１０を通過した後、信号Ｙｄｅｔ２０１を、ビデオスケーラ２２０においてアップスケールすることができる。スケーリングなしにエッジ強調を実施することが可能であるが、ほとんどのビデオソースが４８０ｐ、６８０ｐ、あるいは可能であれば７２０ｐとなるにつれて、所望の出力信号が１０８０ｐまたは１０８０ｉとなる場合に、ビデオ信号をアップスケールすることを必要とすることが多い。前述のように、アップスケーリングは、よりソフトなイメージとより精細なディテールの損失とにつながることが多い。これは、アップスケーリングが、典型的には、エッジの劣化を引き起こし得るローパスフィルタ（ＬＰＦ）に関連するからである。しかしながら、ディテールＥＥモジュール２１０内の詳細な信号のより早い利得を用いると、ディテール信号ΔＹｄｅｔ２０２の劣化を最小限とすることができる。ファインディテールが３１５および３１６によって利得される場合には、ローパスフィルタリングに起因する減衰を制限することができ、そうでない場合に比べて、さらなるファインディテールが持続することができる。さらに、ビデオ信号のリアルディテールは、しばしば、主にバンドパスおよびハイパス周波数周辺に、周波数の良好な拡散を含む。したがって、スケーラ２２０または２３０内のＬＰＦは、攪乱されていないディテールフィーチャのほとんどを残して、より高い周波数のうち一部のみを減衰することできる。
【００１６】
アップスケーリング後にルミナンストランジッションインプルーブメント（ＬＴＩ）を適用して、スケーリングフィルタによって引き起こされ得るイメージの任意のソフト化を緩和することができる。ＬＴＩは、水平方向にも垂直方向にも適用することができる。１つの実施形態において、水平方向のインプルーブメントは、図４に示されるように、ＬＴＩモジュール２４０によって達成することができる。スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３は、ローパス微分器４２０を水平方向に通過して、ローパスフィルタリングされた信号の二次微分係数相当値４０１を生じさせることができる。複数のローパス微分器が当分野で知られており、たとえば、ある微分器は、単純なＲＣ回路で実施することができる。二次微分係数相当値４０１は、特に、信号をスケーリングおよびフィルタリングした後のファインディテールについては、かなり小さくすることができる。これはさらに、確実に、ＬＴＩモジュール２４０がビデオ信号のファインディテールに顕著には影響を与えないようにするという恩恵を有する。次いで、モジュール４１０において、対象のピクセルの周辺でカーネルを形成することができ、たとえば、７つのピクセルで構成されるカーネルで十分とすることができる。次いで、カーネル内のピクセルの最大輝度値および最小輝度値を、モジュール４５０および４６０においてそれぞれ決定することができる。
【００１７】
二次微分係数相当値４０１は、符号と大きさの両方を有することができる。モジュール４３０において、二次微分係数相当値の符号を決定することができる。モジュール４３０において、二次微分係数相当値４０１がゼロ未満の場合には、符号が負であり、スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３を、モジュール４６０において決定された最小輝度値に向かってバイアスすることができる。モジュール４３０において、二次微分係数相当値４０１がゼロと等しい場合には、バイアスは全く必要とされない。モジュール４３０において、二次微分係数相当値４０１がゼロより大きい場合には、符号は正であり、スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３を、モジュール４５０において決定された最大輝度値に向かってバイアスすることができる。
【００１８】
二次微分係数相当値４０１の大きさを使用して、スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３に適用することができるバイアスの量を計算することができる。スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３がモジュール４７０においてバイアスされる量は、プログラム可能な利得値とモジュール４４０において計算された二次微分係数相当値４０１の大きさの積として決定することができる。プログラム可能な利得値は、プログラム可能なレジスタに保存された一定値とすることができる。二次微分係数相当値４０１を使用して信号をバイアスすることにより、エッジ振幅とともに徐々に上昇し得るトランジッションインプルーブメントは、自然に見えるＬＴＩ出力を生じさせることできるようになる。ＬＴＩモジュール２４０の出力は、そのモジュールに対する入力、スケーリングされた信号Ｙｓｃｌ２０３＋ＬＴＩインプルーブメントΔＬＴＩ４０２として、出力信号Ｙｓｃｌ＋ΔＬＴＩ２０５を生じさせることができる。
【００１９】
図５は、分離エッジ強調アーキテクチャを用いてビデオ信号を強調する方法の１つの実施形態の全体的な動作を示す単純化されたフロー図である。ビデオ信号中のファインディテールエッジの強調とスケーラを用いる大きなトランジッションの強調とを分離することは、固有の、または、導入されたアーチファクトの最小限の強調とともに、エッジ強調を提供することができる。ブロック５１０において、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００のファインディテールを強調することができる。これは、ディテールＥＥを用いて達成することができる。ブロック５２０において、ディテール強調された信号をアップスケールすることができる。次いでブロック５３０において、アップスケールされた信号中の大きなトランジッションを強調することができる。これは、アップスケールされた信号中のルミナンストランジッションを改良するためのＬＴＩを用いて達成することができ、それにより、ＬＴＩおよびディテールＥＥ強調されアップスケールされた出力信号Ｙｅｅ＿ｏｕｔ２０６が出力される。
【００２０】
図６は、ビデオ信号のファインディテールエッジを強調する方法の１つの実施形態の全体的な動作を示す単純化されたフロー図である。ブロック６０５において、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００のファインディテールを強調することができる。これは、ディテールＥＥを用いて達成することができる。ディテールエッジ強調ブロック６０５の動作はさらに、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００をフィルタリングできるブロック６１０、フィルタリングされた信号中のノイズを低減できるブロック６１５およびノイズが低減された信号に利得を提供できるブロック６２０を含むことができる。ブロック６１０において入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００をフィルタリングすることを、好適なフィルタ、たとえばハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、２Ｄ全方向フィルタまたはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いて実行して、信号中のアーチファクトを制限することができる。ブロック６１５においてフィルタリングされた信号中のノイズを低減することは、既知のノイズフィルタを用いて、あるいは、フィルタリングされた信号からプログラム可能なノイズしきい値を除去することによって実行することができる。プログラム可能なノイズしきい値は、既知の方法によって、たとえば、信号中のノイズを推定するためのウェーブレットベースの、ブロックベースの、または平滑化ベースの方法によって決定することができる。ブロック６２０においてフィルタリングされた信号を利得することは、フィルタリングされ、かつ、ノイズが低減された信号にプログラム可能な利得を乗算することによって完了することができる。次いで、エッジ強調ブロック６０５は、フィルタリングされ、ノイズが低減され、利得された信号Ｙｈｐｆ３０３を出力することができる。
【００２１】
大きなトランジッションのディテール強調は、望ましくない場合がある。したがって、ブロック６２５において、ディテールエッジ強調はさらに、ファインディテールと大きなトランジッションとを区別するためにエッジマップを生成することを含む。大きなエッジマップは、大きなエッジをカバーすることができ、典型的には、ディテール信号がそれらの領域内で強調されないように、大きなエッジ近くに広まるモスキートノイズもカバーすることができる。動作ブロック６２５において大きなエッジマップを生成することは、ブロック６３０、６３５および６４０をさらに含むことができる。ブロック６３０において、入力ビデオ信号Ｙｉｎ２００中のピクセルを評価して、大きなエッジまたはトランジッションを識別することができる。大きなエッジに属するものとして識別されたそれらのピクセルを選択して、エッジマップを生成することができる。ブロック６３５において、識別されたエッジおよび任意の周囲のモスキートノイズがエッジマップによってうまくカバーされるように、エッジマップ中のエッジを水平および垂直に拡張させることができる。エッジマップのエッジを拡張させるために、水平および垂直に識別されたディテールエッジを取り囲むさらなるピクセルを、エッジの一部として選択してもよい。次いで、得られるエッジマップは、識別されたエッジの一部として、さらなるピクセルを含むことを反映する。次いでブロック６４０において、その信号をしきい値化して、マルチビット信号を発生させることができる。エッジマップ生成ブロック６２５の出力は、エッジマップＹｈｐｆ−ｍａｓｋ３０４とすることができる。ディテール信号Ｙｈｐｆ３０３とエッジマップＹｈｐｆ−ｍａｓｋ３０４をブロック６４５において結合させて、大きなエッジに対する強調なしに、利得されたファインディテールを有することができる結果信号ΔＹｄｅｔ２０２を出力することができる。
【００２２】
なお、図５および図６の各ブロックの配列は、事象の特定の順序および順番を必ずしも示唆するものでも、その他の可能性を排除することを意図するものでもない。たとえば、６１０および６１５において、あるいは、６３０および６３５において記載された動作は、互いに実質的に同時に起こってもよい。
【００２３】
上述の諸実施形態を、輝度信号強調に関して主に記載してきが、これらの諸実施形態をクロミナンス信号強調にも適用することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態とともに本発明を詳細に上述してきたが、本発明の範囲および主旨の範囲内の変更形態が、当業者には明らかになろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものと解釈されるべきである。
【図１Ａ】
2011521387.tif 000003
【図１Ｂ】
2011521387.tif 000004
【図２】
2011521387.tif 000005
【図３】
2011521387.tif 000006
【図４】
2011521387.tif 000007
【図５】
2011521387.tif 000008
【図６】
2011521387.tif 000009
【国際調査報告】
2011521387.tif 000010
2011521387.tif 000011
2011521387.tif 000012
2011521387.tif 000013