(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、２より小さい数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、
前記α倍拡大画像データに応答して表示パネルを駆動する駆動部
とを具備し、
前記スケーラ回路は、
前記入力画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含むように生成し、
前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する
表示パネルドライバ。
【請求項２】
前記スケーラ回路は、
前記中間点画像データの生成において、前記中間点画素の画素値を、前記入力画像の対応する２×２画素の画素値から最大値と最小値とを除いた２つの画素値の平均値として算出し、
前記補間画像データの生成において、前記補間画素の画素値を、前記補間画素に対応する前記組み合わせの２つの画素の画素値の平均値として算出する
請求項１に記載の表示パネルドライバ。
【請求項３】
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、
前記α倍拡大画像データに応答して表示パネルを駆動する駆動部
とを備え、
前記スケーラ回路が、
直列に接続された第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）と、
α倍拡大画像生成回路
とを備え、
前記第１の２倍拡大画像生成回路は、前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを前記入力画像データから生成し、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路（ｐは、２以上、ｎ以下の整数）は、前記入力画像を２ｐ−１倍に拡大した２ｐ−１倍拡大画像に対応する２ｐ−１倍拡大画像データに対して画像拡大処理を行って前記２ｐ−１倍拡大画像を２倍に拡大した２ｐ倍拡大画像に対応する２ｐ倍拡大画像データを生成し、
前記第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路のうちの第ｑの拡大画像生成回路（ｑは、１以上、ｎ以下の整数）は、
前記入力画像又は２ｑ−１倍拡大画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像又は前記２ｑ−１倍拡大画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記第１の２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２倍拡大画像データは、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２ｐ倍拡大画像データは、前記２ｐ−１倍拡大画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記第ｎの２倍拡大画像生成回路から出力される前記２ｎ倍拡大画像データから前記α倍拡大画像データを生成し、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２ｎ倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する
表示パネルドライバ。
【請求項４】
前記第ｑの拡大画像生成回路は、
前記中間点画像データの生成において、前記中間点画素の画素値を、前記入力画像又は前記２ｑ−１倍拡大画像の対応する２×２画素の画素値から最大値と最小値とを除いた２つの画素値の平均値として算出し、
前記補間画像データの生成において、前記補間画素の画素値を、前記補間画素に対応する前記組み合わせの２つの画素の画素値の平均値として算出する
請求項３に記載の表示パネルドライバ。
【請求項５】
更に、
前記α倍拡大画像データに対してエッジ強調処理を行って出力画像データを生成するエッジ強調処理回路
を具備し、
前記エッジ強調処理回路は、前記エッジ強調処理において前記出力画像データの第２注目画素の画素値を算出する場合、前記第２注目画素の画素値と前記第２注目画素に隣接する画素の画素値との差分に基づいてエッジ強調度を算出し、算出した前記エッジ強調度に対して前記エッジ強調度の絶対値を所定の制限値以下に制限するリミット処理を行ってリミット処理後エッジ強調度を算出し、前記リミット処理後エッジ強調度に応じて前記α倍拡大画像データの前記第２注目画素の画素値を補正することにより前記出力画像データの前記第２注目画素の画素値を算出し、
前記駆動部は、前記出力画像データに応答して前記表示パネルを駆動する
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示パネルドライバ。
【請求項６】
表示パネルと、
入力画像に対応する入力画像データに応答して前記表示パネルを駆動する表示パネルドライバ
とを具備し、
前記表示パネルドライバは、
前記入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、２より小さい数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、
前記α倍拡大画像データに応答して前記表示パネルを駆動する駆動部
とを備え、
前記スケーラ回路は、
前記入力画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含むように生成し、
前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する
表示装置。
【請求項７】
前記スケーラ回路は、
前記中間点画像データの生成において、前記中間点画素の画素値を、前記入力画像の対応する２×２画素の画素値から最大値と最小値とを除いた２つの画素値の平均値として算出し、
前記補間画像データの生成において、前記補間画素の画素値を、前記補間画素に対応する前記組み合わせの２つの画素の画素値の平均値として算出する
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
表示パネルと、
入力画像に対応する入力画像データに応答して前記表示パネルを駆動する表示パネルドライバ
とを備え、
前記表示パネルドライバは、
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、
前記α倍拡大画像データに応答して前記表示パネルを駆動する駆動部
とを備え、
前記スケーラ回路が、
直列に接続された第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）と、
α倍拡大画像生成回路
とを備え、
前記第１の２倍拡大画像生成回路は、前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを前記入力画像データから生成し、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路（ｐは、２以上、ｎ以下の整数）は、前記入力画像を２ｐ−１倍に拡大した２ｐ−１倍拡大画像に対応する２ｐ−１倍拡大画像データに対して画像拡大処理を行って２ｐ−１倍拡大画像を２倍に拡大した２ｐ倍拡大画像に対応する２ｐ倍拡大画像データを２ｐ−１倍拡大画像データから生成し、
前記第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路のうちの第ｑの拡大画像生成回路（ｑは、１以上、ｎ以下の整数）は、
前記入力画像又は２ｑ−１倍拡大画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像又は前記２ｑ−１倍拡大画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記第１の２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２倍拡大画像データは、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２ｐ倍拡大画像データは、前記２ｐ−１倍拡大画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記第ｎの２倍拡大画像生成回路から出力される前記２ｎ倍拡大画像データから前記α倍拡大画像データを生成し、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２ｎ倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する
表示装置。
【請求項９】
前記第ｑの拡大画像生成回路は、
前記中間点画像データの生成において、前記中間点画素の画素値を、前記入力画像又は前記２ｑ−１倍拡大画像の対応する２×２画素の画素値から最大値と最小値とを除いた２つの画素値の平均値として算出し、
前記補間画像データの生成において、前記補間画素の画素値を、前記補間画素に対応する前記組み合わせの２つの画素の画素値の平均値として算出する
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、２より小さい数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路を具備し、
前記スケーラ回路は、
前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを生成する２倍拡大画像生成回路と、
前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出するα倍拡大画像生成回路
とを備え、
前記２倍拡大画像生成回路は、
前記入力画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記２倍拡大画像データを、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含むように生成する
画像処理装置。
【請求項１１】
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路を備え、
前記スケーラ回路は、
直列に接続された第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）と、
α倍拡大画像生成回路
とを備え、
前記第１の２倍拡大画像生成回路は、前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを前記入力画像データから生成し、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路（ｐは、２以上、ｎ以下の整数）は、前記入力画像を２ｐ−１倍に拡大した２ｐ−１倍拡大画像に対応する２ｐ−１倍拡大画像データに対して画像拡大処理を行って前記２ｐ−１倍拡大画像を２倍に拡大した２ｐ倍拡大画像に対応する２ｐ倍拡大画像データを生成し、
前記第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路のうちの第ｑの拡大画像生成回路（ｑは、１以上、ｎ以下の整数）は、
前記入力画像又は２ｑ−１倍拡大画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、
前記入力画像又は前記２ｑ−１倍拡大画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成し、
前記第１の２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２倍拡大画像データは、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記第ｐの２倍拡大画像生成回路によって生成される前記２ｐ倍拡大画像データは、前記２ｐ−１倍拡大画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含んでおり、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記第ｎの２倍拡大画像生成回路から出力される前記２ｎ倍拡大画像データから前記α倍拡大画像データを生成し、
前記α倍拡大画像生成回路は、前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値の演算の際、前記第１注目画素の画素値を、前記２ｎ倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する
画像処理装置。
【請求項１２】
入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、前記入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成する画像処理方法であって、
前記入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを含む拡大画像データを生成するステップと、
前記α倍拡大画像データの第１注目画素の画素値を、前記２ｎ倍拡大画像データの前記第１注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出するステップ
とを含み、
前記拡大画像データを生成するステップは、
前記入力画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成するステップと、
前記入力画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成するステップと、
前記入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを、前記入力画像データと前記中間点画像データと前記補間画像データとを含むように生成するステップ
とを含む
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネルドライバ、表示装置、画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に、画像の拡大処理を行う画像処理装置、表示パネルドライバ及び表示装置並びに画像の拡大処理のための画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像拡大処理は、最も典型的な画像処理の一つであり、様々な画像拡大処理の手法が提案されている。加えて、画像拡大処理で得られた拡大画像は輪郭がぼやけることが知られており、拡大画像に対してエッジ強調処理を行う技術も様々に提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（国際公開第２０１２／１１４５７４号）は、低解像度画像の複数の画素の画素値の補間によって高解像度画像の画素の画素値を算出する画像拡大方法を開示している。この画像拡大方法では、注目位置の画素との相関が高い低解像度画像の画素に大きい補間係数を与えることでエッジの形状によらず適切な補間演算を行う技術を開示している。
【０００４】
特許文献２（特開２０１３−１６５４７６号公報）は、エッジが強調された拡大画像を生成し、更に、該拡大画像と入力画像と差分に応じて該拡大画像を補正することで画質を改善する技術を開示している。
【０００５】
特許文献３（特開２０１１−０４９８６８号公報）は、入力画像の高周波成分を取り出し、該高周波成分を拡大画像にフィードバックすることでエッジを強調する技術を開示している。
【０００６】
特許文献４（特開２００９−０９４８６２号公報）は、微分作用素を入力画像に作用させてエッジの方向性を検出し、検出したエッジの方向性に応じて加重平均により候補値を算出し、該候補値に対してリミット処理を行うことで補間がその補間値を算出する技術を開示している。
【０００７】
特許文献５（特開２００７−１９３３９７号公報）は、スケーラ処理に用いられるポリフェーズフィルタのフィルタ係数を基本処理部分と高周波強調部分とで使い分けることでスケーラ処理とエッジ強調とを同時に行う技術を開示している。
【０００８】
特許文献６（特開２０００−９９７１３号公報）は、多値画像をエッジ部と非エッジ部とに分離して別々の拡大処理を行い、それらを合成することで拡大画像を得る技術を開示している。
【０００９】
特許文献７（特開平９−１０２８６７号公報）は、入力画像を２×２画素のウィンドウ単位で分析し、その分析に応じて拡大画像を生成する技術を開示している。
【００１０】
特許文献８（特開平１０−６３８２６号公報）は、２値画像に対してＭ倍の拡大処理と、Ｎ倍の縮小処理を行うことで、任意倍率多値画像データを生成する技術を開示している。
【００１１】
特許文献９（特開２００１−９４７６５号公報）は、入力画像データに対して拡大処理を行って拡大画像データを生成し、該拡大画像データにフィルタをかけて画質改善画像データを生成し、更に、該画質改善画像データに対して縮小処理を行うことで出力画像データを得る技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１４５７４号
【特許文献２】特開２０１３−１６５４７６号公報
【特許文献３】特開２０１１−０４９８６８号公報
【特許文献４】特開２００９−０９４８６２号公報
【特許文献５】特開２００７−１９３３９７号公報
【特許文献６】特開２０００−９９７１３号公報
【特許文献７】特開平９−１０２８６７号公報
【特許文献８】特開平１０−６３８２６号公報
【特許文献９】特開２００１−９４７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
発明者は、画像の拡大率が非整数倍であるような画像拡大処理について検討している。発明者の検討によれば、画像の拡大率が非整数倍であるような画像拡大処理の一つの問題は、例えば文字などに含まれている斜め線にぼやけ（blur）が発生してしまうことである。これは、拡大画像の画質の低下の一つの要因となっている。
【００１４】
したがって、本発明の目的の一つは、画像拡大処理で得られる拡大画像の画質を向上することである。
【００１５】
本発明の他の目的、課題及び新規の特徴は、下記の記載により明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一の観点では、表示パネルドライバが、入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、α倍拡大画像データに応答して表示パネルを駆動する駆動部とを具備する。スケーラ回路は、α倍拡大画像データの注目画素の画素値の演算の際、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを含む拡大画像データを生成し、注目画素の画素値を、２ｎ倍拡大画像データの注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する。
【００１７】
本発明の他の観点では、表示装置が、表示パネルと、入力画像に対応する入力画像データに応答して表示パネルを駆動する表示パネルドライバとを具備する。表示パネルドライバは、入力画像データに対して画像拡大処理を行って、入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路と、α倍拡大画像データに応答して表示パネルを駆動する駆動部とを備えている。スケーラ回路は、α倍拡大画像データの注目画素の画素値の演算の際、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを含む拡大画像データを生成し、注目画素の画素値を、２ｎ倍拡大画像データの注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出する。
【００１８】
本発明の更に他の観点では、画像処理装置が、入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成するスケーラ回路を具備する。スケーラ回路は、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを含む拡大画像データを生成する２ｎ倍拡大画像生成回路と、α倍拡大画像データの注目画素の画素値の演算の際、注目画素の画素値を、２ｎ倍拡大画像データの注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出するα倍拡大画像生成回路とを具備する。
【００１９】
本発明の更に他の観点では、入力画像に対応する入力画像データに対して画像拡大処理を行って、入力画像をα倍（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）に拡大したα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成する画像処理方法が提供される。当該画像処理方法は、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを含む拡大画像データを生成するステップと、α倍拡大画像データの注目画素の画素値を、２ｎ倍拡大画像データの注目画素に対応する画素の画素値の補間演算を行うことにより算出するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画像拡大処理で得られる拡大画像の画質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるスケーラ回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本実勢形態における画像拡大処理の演算内容を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態において画像拡大処理が行われる入力画像を概念的に示す図である。
【図５Ａ】本実施形態における画像拡大処理において生成される中間点画像を概念的に示す図である。
【図５Ｂ】本実施形態における画像拡大処理において生成される補間画像を概念的に示す図である。
【図６】本実施形態における画像拡大処理において生成される２倍拡大画像を概念的に示す図である。
【図７Ａ】中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）の画素値を画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）の画素値の平均値として算出した場合の２倍拡大画像を部分的に示す図である。
【図７Ｂ】中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）の各画素値を、画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）の画素値の最大値及び最小値を除いた２つの平均値として算出した場合の２倍拡大画像を部分的に示す図である。
【図８】２倍拡大画像からα倍拡大画像を生成する手法を概念的に説明する図である。
【図９】本実施形態の画像拡大処理により生成した４／３倍拡大画像データを示す図である。
【図１０】公知のバイリニア補間を用いて生成した４／３倍拡大画像データを示す図である。
【図１１】１より大きく４倍未満の範囲の拡大率αに対応したスケーラ回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】本実施形態において入力画像に対して行われる画像処理を概念的に示す図である。
【図１３Ａ】一般的なエッジ強調処理における、隣接する画素との画素値の差分とエッジ強調度との関係を示すグラフである。
【図１３Ｂ】拡大率が非整数である画像拡大処理の後に一般的なエッジ強調処理を行った場合におけるフリッカの発生を説明する図である。
【図１４Ａ】本実施形態のエッジ強調処理における、隣接する画素との画素値の差分とエッジ強調度との関係を示すグラフである。
【図１４Ｂ】拡大率が非整数である画像拡大処理の後に本実施形態のエッジ強調処理を行った場合におけるフリッカの抑制を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の説明において、同一又は類似の構成要素は、同一又は対応する参照番号で参照されることに留意されたい。
【００２３】
本実施形態において行われる画像拡大処理の一つの特徴は、拡大率がα倍である画像拡大処理を行ってα倍拡大画像を得る場合に（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）を生成し、α倍拡大画像の各画素の画素値を、該画素に対応する２ｎ倍拡大画像の画素の画素値の補間によって生成することである。このような画像拡大処理によれば、簡易な演算により、斜め線のぼやけが少ない高い画質のα倍拡大画像を得ることができる。
【００２４】
これは、２ｎ倍拡大画像については、簡便な演算により、斜め線がぼやけない画像が得られるという原理に基づくものである。目的のα倍拡大画像を２ｎ倍拡大画像の補間計算から得ることにより、斜め線がスムーズなα倍拡大画像を得ることができ、α倍拡大画像の画質を向上することができる。以下では、本発明の実施形態をより具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態の液晶表示装置１の構成を概略的に示すブロック図である。液晶表示装置１は、液晶表示パネル２と液晶ドライバ３とを備えており、ホスト４から送られる様々な入力画像データＤＩＮに応答して液晶表示パネル２に画像を表示するように構成されている。ここで、入力画像データＤＩＮとは、液晶表示パネル２に表示すべき画像である入力画像の画像データであり、液晶表示パネル２の各画素の各副画素の階調が入力画像データＤＩＮによって指定される。本実施形態では、各画素は、赤（Ｒ）を表示する副画素（Ｒ副画素）、緑（Ｇ）を表示する副画素（Ｒ副画素）、青（Ｂ）を表示する副画素（Ｂ副画素）で構成される。以下において、各画素の入力画像データＤＩＮは、Ｒ副画素の階調を示すＲ画素値ＲＩＮと、Ｇ副画素の階調を示すＧ画素値ＧＩＮと、Ｂ副画素の階調を示すＢ画素値ＢＩＮとを含んでいる。ホスト４としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）が使用される。
【００２６】
液晶表示パネル２は、複数のゲート線（走査線、ディジット線とも呼ばれる）と、ソース線（信号線、データ線とも呼ばれる）とを備えている。Ｒ副画素、Ｇ副画素、Ｂ副画素は、ゲート線とソース線が交差する位置の近傍に設けられる。
【００２７】
液晶ドライバ３は、一種の表示パネルドライバであり、ホスト４から入力画像データＤＩＮを受け取り、入力画像データＤＩＮに応答して液晶表示パネル２のソース線を駆動する。液晶ドライバ３は、更に、液晶表示パネル２のゲート線を駆動する機能、又は、液晶表示パネル２にゲート線駆動回路が集積化される場合には、該ゲート線駆動回路を制御する機能を有していてもよい。
【００２８】
詳細には、液晶ドライバ３は、データインターフェース１１と、画像処理回路１２と、ラインメモリ１３と、ソース線駆動回路１４とを備えている。データインターフェース１１は、ホスト４から送られてくる入力画像データＤＩＮを画像処理回路１２に転送する。画像処理回路１２は、入力画像データＤＩＮに対して画像処理を行って出力画像データＤＯＵＴを生成する。本実施形態では、画像処理回路１２は、スケーラ回路１５とエッジ強調回路１６とを備えており、画像拡大処理とエッジ強調処理とを行うように構成されている。ラインメモリ１３は、画像処理回路１２によって行われる画像処理のワークエリアとして使用される。ソース線駆動回路１４は、画像処理回路１２から供給される出力画像データＤＯＵＴに応答して液晶表示パネル２のソース線を駆動する。
【００２９】
図２は、本実施形態におけるスケーラ回路１５の構成を示すブロック図である。後述のように、図２の構成のスケーラ回路１５は、２倍拡大画像生成回路２１とα倍拡大画像生成回路２２とを備えている。
【００３０】
詳細には、２倍拡大画像生成回路２１は、入力画像データＤＩＮに対して拡大率が２倍である画像拡大処理を行い、２倍拡大画像（入力画像を２倍に拡大した画像）に対応する２倍拡大画像データＤＥＮＬ２を生成する。２倍拡大画像生成回路２１は、中間点画像生成回路２３と補間画像生成回路２４とを備えており、これらの回路の動作により、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２を生成する。中間点画像生成回路２３と補間画像生成回路２４のそれぞれの動作については、後に詳細に説明する。α倍拡大画像生成回路２２は、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２から、補間演算により、目的とするα倍拡大画像データＤＥＮＬαを生成する。図２の構成のスケーラ回路１５は、拡大率αが、１より大きく２未満であるようなα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データＤＥＮＬαを入力画像データＤＩＮから生成可能な構成を有している。
【００３１】
以下では、本実施形態の画像処理回路１２において行われる画像処理、具体的には、スケーラ回路１５による画像拡大処理と、エッジ強調回路１６によるエッジ強調処理について詳細に説明する。
【００３２】
（画像拡大処理）
図２の構成のスケーラ回路１５は、拡大率がα倍である画像拡大処理を行ってα倍拡大画像を得る場合に（αは、１より大きく、２未満の数）、入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像を生成し、α倍拡大画像の注目画素の画素値を、該注目画素に対応する２ｎ倍拡大画像の画素の画素値の補間によって生成するように構成されている。以下、スケーラ回路１５によって行われる画像拡大処理について詳細に説明する。
【００３３】
図３は、本実施形態において、スケーラ回路１５によって行われる画像拡大処理の演算内容を示すフローチャートである。ホスト４から液晶ドライバ３に送信された入力画像データＤＩＮは、逐次にスケーラ回路１５に入力される（ステップＳ０１）。図４は、入力画像を概念的に示す図である。入力画像のｉ行ｊ列に位置する画素を、以下では、画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）と記載し、画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）の入力画像データＤＩＮを、ＤＩＮ（ｉ，ｊ）と記載する。また、入力画像データＤＩＮ（ｉ，ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値及びＢ画素値を、それぞれ、ＲＩＮ（ｉ，ｊ）、ＧＩＮ（ｉ，ｊ）、ＢＩＮ（ｉ，ｊ）と記載する。
【００３４】
入力画像データＤＩＮから、入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データＤＥＮＬ２が生成される。２倍拡大画像データＤＥＮＬ２の生成は、下記の２つの手順を含んでいる：
（１）中間点画像に対応する中間点画像データを入力画像データＤＩＮから生成する（ステップＳ０２）。
（２）補間画像に対応する補間画像データを入力画像データＤＩＮから生成する（ステップＳ０３）。
中間点画像データの生成は、中間点画像生成回路２３によって行われ、補間画像データの生成は、補間画像生成回路２４によって行われる。
【００３５】
図５Ａは、中間点画像生成回路２３によって生成される中間点画像を概念的に示す図である。中間点画像とは、入力画像に含まれる２×２画素の配列のそれぞれについて定義された中間点で構成される画像である。図５Ａにおいては、入力画像のｉ行ｊ列に位置する画素が、記号ＰＩＮ（ｉ，ｊ）により参照されて図示されており、中間点画像のｉ行ｊ列の画素が、記号ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）により参照されて図示されている。入力画像と中間点画像とを重ね合わせた場合、中間点、即ち、中間点画像の画素は、各２×２画素の配列の中心に位置する。
【００３６】
中間点画像の画素の画素値は、対応する２×２画素の配列の各画素の画素値のうち最大値と最小値とを除いた中間の２つの画素値の平均として算出される。より厳密には、Ｈを、入力画像の水平方向（行方向）の画素の数、Ｖを垂直方向（列方向）の画素の数、ｉを１以上Ｈ−１以下の整数、ｊを１以上Ｖ−１以下の整数であるとして、中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）のＲ画素値ＲＣＴＲ（ｉ，ｊ）、Ｇ画素値ＧＣＴＲ（ｉ，ｊ）、Ｂ画素値ＢＣＴＲ（ｉ，ｊ）は、下記式（１ａ）〜（１ｃ）により算出される：
ＲＣＴＲ（ｉ，ｊ）＝（ＲＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＲＩＮ（ｉ＋１，ｊ）＋ＲＩＮ（ｉ，ｊ＋１）＋ＲＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）−ＲＭＡＸ−ＲＭＩＮ）／２        ・・・（１ａ）
ＧＣＴＲ（ｉ，ｊ）＝（ＧＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＧＩＮ（ｉ＋１，ｊ）＋ＧＩＮ（ｉ，ｊ＋１）＋ＧＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）−ＧＭＡＸ−ＧＭＩＮ）／２        ・・・（１ｂ）
ＢＣＴＲ（ｉ，ｊ）＝（ＢＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＢＩＮ（ｉ＋１，ｊ）＋ＢＩＮ（ｉ，ｊ＋１）＋ＢＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）−ＢＭＡＸ−ＢＭＩＮ）／２        ・・・（１ｃ）
【００３７】
ここで、ＲＭＡＸは、対応する２×２画素のＲ画素値ＲＩＮ（ｉ，ｊ）、ＲＩＮ（ｉ＋１，ｊ）、ＲＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＲＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）のうちの最大値であり、ＲＭＩＮは、最小値である。同様に、ＧＭＡＸは、対応する２×２画素のＧ画素値ＧＩＮ（ｉ，ｊ）、ＧＩＮ（ｉ＋１，ｊ）、ＧＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＧＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）のうちの最大値であり、ＧＭＩＮは、最小値である。また、ＢＭＡＸは、対応する２×２画素のＢ画素値ＢＩＮ（ｉ，ｊ）、ＢＩＮ（ｉ＋１，ｊ）、ＢＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＢＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）のうちの最大値であり、ＢＭＩＮは、最小値である。
【００３８】
一方、図５Ｂは、補間画像生成回路２４によって生成される補間画像を概念的に示す図である。補間画像とは、入力画像の水平方向（行方向）又は垂直方向（列方向）に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれについて、該隣接する２つの画素の中間に定義された画素で構成される画像である。図５Ｂにおいては、入力画像の水平方向に隣接する２つの画素の間に定義された補間画像の画素（以下、「水平補間画素」という。）が記号ＰＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）で参照され、垂直方向に隣接する２つの画素の間に定義された補間画像の画素（以下、「垂直補間画素」という。）が記号ＰＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）で参照されている。ここで、水平補間画素ＰＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）は、行列に配置された水平補間画素のうちｉ行ｊ列の位置にある画素を示しており、垂直補間画素ＰＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）は、行列に配置された垂直補間画素のうちｉ行ｊ列の位置にある画素を示している。
【００３９】
補間画像の水平補間画素ＰＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）のＲ画素値ＲＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）、Ｇ画素値ＧＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）、Ｂ画素値ＢＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）は、ｉを１以上Ｈ−１以下の整数、ｊを１以上Ｖ以下の整数であるとして、下記式（２ａ）〜（２ｃ）により算出される：
ＲＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）＝（ＲＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＲＩＮ（ｉ，ｊ＋１））／２  ・・・（２ａ）
ＧＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）＝（ＧＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＧＩＮ（ｉ，ｊ＋１））／２  ・・・（２ｂ）
ＢＩＴＰＨ（ｉ，ｊ）＝（ＢＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＢＩＮ（ｉ，ｊ＋１））／２  ・・・（２ｃ）
【００４０】
また、補間画像の垂直補間画素ＰＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）のＲ画素値ＲＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）、Ｇ画素値ＧＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）、Ｂ画素値ＢＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）は、ｉを１以上Ｈ以下の整数、ｊを１以上Ｖ−１以下の整数であるとして、下記式（３ａ）〜（３ｃ）により算出される：
ＲＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）＝（ＲＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＲＩＮ（ｉ＋１，ｊ））／２  ・・・（３ａ）
ＧＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）＝（ＧＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＧＩＮ（ｉ＋１，ｊ））／２  ・・・（３ｂ）
ＢＩＴＰＶ（ｉ，ｊ）＝（ＢＩＮ（ｉ，ｊ）＋ＢＩＮ（ｉ＋１，ｊ））／２  ・・・（３ｃ）
【００４１】
２倍拡大画像は、入力画像と、上述の中間点画像及び補間画像の重ね合わせとして得られる。即ち、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２は、入力画像データＤＩＮ、中間点画像生成回路２３によって生成される中間点画像データ及び補間画像生成回路２４によって生成される補間画像データを含むデータである。図６は、２倍拡大画像を示す概念図である。２倍拡大画像の奇数番目の行の画素は、入力画像の画素と補間画像の水平補間画素の組み合わせで構成され、２倍拡大画像の偶数番目の行の列の画素は、補間画像の垂直補間画素と中間点画像の画素の組み合わせで構成される。
【００４２】
詳細には、ｉを１以上Ｈ以下の整数、ｊを１以上Ｖ以下の整数として、２倍拡大画像の（２ｉ−１）行（２ｊ−１）列に位置する画素ＰＥＮＬ２（２ｉ−１，２ｊ−１）の画素値としては、入力画像のｉ行ｊ列に位置する画素の画素値が用いられる。即ち、２倍拡大画像の画素ＰＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ−１）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値は、それぞれ、下記式（４ａ）〜（４ｃ）により決定される：
ＲＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ−１）＝ＲＩＮ（ｉ，ｊ）      ・・・（４ａ）
ＧＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ−１）＝ＧＩＮ（ｉ，ｊ）      ・・・（４ｂ）
ＢＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ−１）＝ＢＩＮ（ｉ，ｊ）      ・・・（４ｃ）
【００４３】
また、２倍拡大画像の（２ｉ−１）行２ｊ列に位置する画素ＰＥＮＬ２（２ｉ−１，２ｊ）の画素値としては、補間画像の水平補間画素のうちｉ行ｊ列に位置する画素の画素値が用いられる。即ち、２倍拡大画像の画素ＰＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値は、それぞれ、下記式（５ａ）〜（５ｃ）により決定される：
ＲＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ）＝ＲＩＮＴＨ（ｉ，ｊ）      ・・・（５ａ）
ＧＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ）＝ＧＩＮＴＨ（ｉ，ｊ）      ・・・（５ｂ）
ＢＥＮＬ２（２ｉ−１、２ｊ）＝ＢＩＮＴＨ（ｉ，ｊ）      ・・・（５ｃ）
【００４４】
更に、２倍拡大画像の２ｉ行（２ｊ−１）列に位置する画素ＰＥＮＬ２（２ｉ，２ｊ−１）の画素値としては、補間画像の垂直補間画素のうちｉ行ｊ列に位置する画素の画素値が用いられる。即ち、２倍拡大画像の画素ＰＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ−１）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値は、それぞれ、下記式（６ａ）〜（６ｃ）により決定される：
ＲＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ−１）＝ＲＩＮＴＶ（ｉ，ｊ）      ・・・（６ａ）
ＧＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ−１）＝ＧＩＮＴＶ（ｉ，ｊ）      ・・・（６ｂ）
ＢＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ−１）＝ＢＩＮＴＶ（ｉ，ｊ）      ・・・（６ｃ）
【００４５】
また、２倍拡大画像の２ｉ行２ｊ列に位置する画素ＰＥＮＬ２（２ｉ，２ｊ）の画素値としては、中間値画像のｉ行ｊ列に位置する画素の画素値が用いられる。即ち、２倍拡大画像の画素ＰＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値は、それぞれ、下記式（７ａ）〜（７ｃ）により決定される：
ＲＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ）＝ＲＣＴＲ（ｉ，ｊ）      ・・・（７ａ）
ＧＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ）＝ＧＣＴＲ（ｉ，ｊ）      ・・・（７ｂ）
ＢＥＮＬ２（２ｉ、２ｊ）＝ＢＣＴＲ（ｉ，ｊ）      ・・・（７ｃ）
【００４６】
２倍拡大画像データＤＥＮＬ２は、上述のようにして決定される２倍拡大画像の各画素のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値を記述するデータとして生成される。
【００４７】
ここで、中間点画像の各画素のＲ画素値ＲＣＴＲ（ｉ，ｊ）が、対応する２×２画素のＲ階調値の平均として算出されているのではなく、対応する２×２画素のＲ階調値のうち、最大値と最小値を除いた２つのＲ階調値から算出されていることに留意されたい。中間点画像の各画素のＧ画素値ＧＣＴＲ（ｉ，ｊ）、Ｂ画素値ＢＣＴＲ（ｉ，ｊ）についても同様である。中間点画像の各画素のＧ画素値ＧＣＴＲ（ｉ，ｊ）は、（対応する２×２画素のＧ階調値の平均として算出されているのではなく）対応する２×２画素のＧ階調値のうち、最大値と最小値を除いた２つのＧ階調値から算出されており、Ｂ画素値ＢＣＴＲ（ｉ，ｊ）は、（対応する２×２画素のＢ階調値の平均として算出されているのではなく）対応する２×２画素のＢ階調値のうち、最大値と最小値を除いた２つのＢ階調値から算出されている。
【００４８】
このような演算は、２倍拡大画像において斜め線が階段状になることを防ぎ、結果として、２倍拡大画像から得られるα倍拡大画像においても斜め線が階段状になることを防ぐ。中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）の画素値は、入力画像の画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）の画素値から算出される。ここで、入力画像の画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）において斜めのエッジが存在しており、画素（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が、いずれも２５５であり、画素ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が、いずれも０である場合を考えよう。
【００４９】
この場合、図７Ａに図示されているように、中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）の画素値を画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）の画素値の平均値として算出すると、画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が、１９１．２５となる。よって、斜めに並んでいる画素ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ）、画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ）の画素値が変動することになり、斜めのエッジにぼやけが発生することになる。
【００５０】
一方、図７Ｂに図示されているように、中間点画像の画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値を、それぞれ、画素ＰＩＮ（ｉ，ｊ）、ＰＩＮ（ｉ，ｊ＋１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，１）、ＰＩＮ（ｉ＋１，ｊ＋１）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値の最大値及び最小値を除いた２つの平均値として算出すると（即ち、式（１ａ）〜（１ｃ）に従って算出すると）、画素ＰＣＴＲ（ｉ，ｊ）のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値は２５５となり、斜めのエッジのぼやけは抑制される。
【００５１】
図３に図示されているように、上述のようにして得られた２倍拡大画像から、補間演算によってα倍拡大画像が生成される（ステップＳ０４）。即ち、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２から、α倍拡大画像データＤＥＮＬαが補間演算により算出される。ここで、入力画像の水平方向の画素の数がＨ、垂直方向の画素の数がＶである場合には、α倍拡大画像は、水平方向にαＨ個、垂直方向にαＶ個の画素を含むから、α倍拡大画像データＤＥＮＬαの算出においては、αＨ×αＶ個の画素のそれぞれのＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が算出されることになる。
【００５２】
図８は、２倍拡大画像からα倍拡大画像を生成する手法を概念的に説明する図である。α倍拡大画像の各画素の画素値の算出においては、まず、α倍拡大画像の各画素に対応する２倍拡大画像の画素が選択される。ここで、α倍拡大画像の各画素に対し、２倍拡大画像の複数の画素が選択されることに留意されたい。
【００５３】
α倍拡大画像の注目画素に対応する２倍拡大画像の複数の画素の選択では、まず、該注目画素の２倍拡大画像における位置が決定される。入力画像の水平方向の画素の数がＨ、垂直方向の画素の数がＶである場合には、α倍拡大画像は、水平方向にαＨ個、垂直方向にαＶ個の画素を含み、２倍拡大像は水平方向に２Ｈ個、垂直方向の２Ｖ個の画素を含む。水平方向及び垂直方向のいずれについても、２倍拡大画像の（２／α）個の画素あたりにα倍拡大画像の画素が一つ配置されることになる。この関係を利用して、α倍拡大画像の画素の２倍拡大画像における位置を決定することができる。
【００５４】
更に、該注目画素の位置の近傍の複数の画素が２倍拡大画像の画素のうちから選択され、選択された複数の画素の画素値の補間演算により、該注目画素の画素値が算出される。この補間演算には、一般的に用いられる補間演算、例えば、バイリニア（bilinear）補間やバイキュービック（bicubic）補間を用いることができる。
【００５５】
例えば、バイリニア補間が用いられる場合、α倍拡大画像のｉ行ｊ列に位置する画素ＰＥＮＬα（ｉ、ｊ）の２倍拡大画像における位置を（ｘ，ｙ）とすると、α倍拡大画像の画素ＰＥＮＬα（ｉ、ｊ）のＲ画素値ＲＥＮＬα（ｉ、ｊ）、Ｇ画素値ＧＥＮＬα（ｉ、ｊ）、Ｂ画素値ＢＥＮＬα（ｉ、ｊ）は、下記式（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）により得られる：
【数１】
0006523638.tif 000002
ここで、［ｘ］は、ｘを超えない最大の整数であり、［ｙ］は、ｙを超えない最大の整数である。
【００５６】
図８においては、α倍拡大画像の画素ＰＥＮＬα（１，４）の画素値が、２倍拡大画像の画素ＰＥＮＬ２（２，７）、ＰＥＮＬ２（２，８）、ＰＥＮＬ２（３，７）、ＰＥＮＬ２（３，８）の画素値の補間演算として得られる例が図示されている。この例では、式（８ａ）〜（８ｃ）において、ｘ−［ｘ］が０．２５（＝１／４）であり、ｙ−［ｙ］が０．７５（＝３／４）であるとして演算が行われることになる。
【００５７】
上述の演算がα倍拡大画像の各画素について行われることにより、α倍拡大画像データＤＥＮＬαが算出される。α倍拡大画像データＤＥＮＬαは、上述のようにして決定される２倍拡大画像の各画素のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値を記述するデータとして生成される。
【００５８】
以上に説明した方法によりα倍拡大画像を生成する（即ち、α倍拡大画像データＤＥＮＬαを生成する）ことで、斜めのエッジのぼやけの少ないα倍拡大画像を生成することができる。
【００５９】
図９、図１０は、本実施形態の画像拡大処理の利点を具体的に説明する図である。図９は、本実施形態の画像拡大処理により、４／３倍拡大画像を生成した場合を図示しており、図１０は、公知のバイリニア補間を用いて４／３倍拡大画像を生成した場合を図示している。なお、図９、図１０の例では、入力画像の各画素のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が同一であるとしている。記号Ｂで示されている矩形の内部の数値は、図９、図１０の記号Ａで示された３×３画素について、拡大率が４／３倍の画像拡大処理を行って得られる４×４画素の画素値を図示している。
【００６０】
図１０に図示されているように、公知のバイリニア補間を用いて４／３倍拡大画像を生成した場合、エッジに沿った方向（図１０の矢印Ｃに沿った方向）における画素値の変動が大きくなる。これは、斜めのエッジにぼやけが発生していることを意味している。一方、図９に図示されているように、本実施形態の画像拡大処理を用いて４／３倍拡大画像を生成した場合、エッジに沿った方向（図９の矢印Ｃに沿った方向）における画素値の変動が抑制される。これは、斜めのエッジにぼやけの発生が抑制されていることを意味している。
【００６１】
このように、本実施形態の画像拡大処理によれば、斜めのエッジのぼやけの少ないα倍拡大画像を生成することができる。
【００６２】
上記には、拡大率αが２より小さい場合についての実施形態が図示されているが、拡大率αが２よりも大きい場合には、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）を生成し、α倍拡大画像の各画素の画素値を、該各画素に対応する２ｎ倍拡大画像の複数の画素の画素値の補間によって生成することで、斜めのエッジのぼやけの少ないα倍拡大画像を生成することができる。このとき、２ｊ倍拡大画像は、上述の２倍拡大画像の生成方法を、入力画像の代わりに２ｊ−１倍拡大画像に適用することで得ることができる（ｊは、１以上ｎ以下の整数）。例えば、２倍拡大画像に対し、上述の２倍拡大画像の生成方法を再度適用すれば、４倍拡大画像を得ることができ、同様の手順により、任意のｎについて、２ｎ倍拡大画像を生成することができる。
【００６３】
このような演算は、２倍拡大画像生成回路２１をｎ個直列に接続することで容易に実現することができる。一実施形態では、２ｎ倍拡大画像に対応する２ｎ倍拡大画像データは、上述の２倍拡大画像生成回路２３と同一の構成の第１乃至第ｎの２倍拡大画像生成回路を用いて生成してもよい。この場合、第１の２倍拡大画像生成回路は、入力画像を２倍に拡大した２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データを入力画像データＤＩＮから生成する。第ｐの２倍拡大画像生成回路（ｐは、２以上、ｎ以下の整数）は、２ｐ−１倍拡大画像に対応する２ｐ−１倍拡大画像データに対して画像拡大処理を行って２ｐ倍拡大画像に対応する２ｐ倍拡大画像データを生成する。第１〜第ｎの２倍拡大画像生成回路のうちの第ｑの拡大画像生成回路（ｑは、１以上、ｎ以下の整数）の中間点画像生成回路２３は、入力画像又は２ｑ−１倍拡大画像に含まれる２×２画素の配列にそれぞれに対応する中間点画素で構成される中間点画像に対応する中間点画像データを生成し、第ｑの拡大画像生成回路の補間画像生成回路２４は、入力画像又は２ｑ−１倍拡大画像において水平方向又は垂直方向に隣接する２つの画素の組み合わせのそれぞれに対応する補間画素で構成される補間画像に対応する補間画像データを生成する。第１の２倍拡大画像生成回路によって生成される２倍拡大画像データＤＥＮＬ２は、入力画像データＤＩＮと第１の２倍拡大画像生成回路の中間点画像生成回路２３によって生成された中間点画像データと第１の２倍拡大画像生成回路の補間画像生成回路２４によって生成された補間画像データとを含んでいる。同様に、第ｐの２倍拡大画像生成回路によって生成される２ｐ倍拡大画像データは、２ｐ−１倍拡大画像データと第ｐの２倍拡大画像生成回路の中間点画像生成回路２３によって生成された中間点画像データと第ｐの２倍拡大画像生成回路の補間画像生成回路２４によって生成された補間画像データとを含んでいる。第ｎの２倍拡大画像生成回路から２ｎ倍拡大画像に対応する２ｎ拡大画像データが出力される。
【００６４】
上述の２倍拡大画像の生成方法は斜めのエッジのぼやけを抑制できるから、上述の２倍拡大画像の生成方法をｎ回繰り返して得られる２ｎ倍拡大画像においても、斜めのエッジのぼやけが抑制される。
【００６５】
図１１は、１より大きく４倍未満の範囲の拡大率αに対応したスケーラ回路１５の構成を示すブロック図である。図１１のスケーラ回路１５は、直列に接続された２つの２倍拡大画像生成回路２１１、２１２を備えている。２倍拡大画像生成回路２１１、２１２は、いずれも、図２に図示されている２倍拡大画像生成回路２１と同様の構成を有しており、中間点画像生成回路２３と補間画像生成回路２４とを備えている。２倍拡大画像生成回路２１１、２１２のそれぞれは、入力された画像データに対して上述の拡大率が２倍の画像拡大処理を行う。２倍拡大画像生成回路２１１は、入力画像データＤＩＮから２倍拡大画像データＤＥＮＬ２を生成し、２倍拡大画像生成回路２１２は、２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データＤＥＮＬ２から４倍拡大画像に対応する４倍拡大画像データＤＥＮＬ４を生成する。
【００６６】
α倍拡大画像生成回路２２は、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２又は４倍拡大画像データＤＥＮＬ４からα倍拡大画像データＤＥＮＬαを生成する。詳細には、拡大率αが２未満である場合には、上述と同様の手順により、２倍拡大画像データＤＥＮＬ２の補間演算によってα倍拡大画像データＤＥＮＬαが生成される。また、拡大率αが２より大きく４未満である場合には、４倍拡大画像データＤＥＮＬ２の補間演算によってα倍拡大画像データＤＥＮＬαが生成される。より具体的には、まず、α倍拡大画像の各画素に対応する４倍拡大画像の画素が選択される。α倍拡大画像の注目画素に対応する４倍拡大画像の複数の画素の選択では、まず、該注目画素の２倍拡大画像における位置が決定される。更に、該注目画素の位置の近傍の複数の画素が４倍拡大画像の画素のうちから選択され、選択された複数の画素の画素値の補間演算により、該注目画素の画素値が算出される。この補間演算には、一般的に用いられる補間演算、例えば、バイリニア（bilinear）補間やバイキュービック（bicubic）補間を用いることができる。
【００６７】
このような手法は、拡大率αが非整数である場合のみならず、拡大率αが、ｋを自然数として２ｋと表せない整数（例えば、３）である場合についても適用可能である。例えば、拡大率αが３である場合にも適用可能である。拡大率αが３である場合、α倍拡大画像生成回路２２は、４倍拡大画像データＤＥＮＬ４の補間演算によってα倍拡大画像データＤＥＮＬαを生成することができる。本実施形態の画像拡大処理は、拡大率αが、ｋを自然数として２ｋと表せない整数（例えば、３）である場合についても、斜め線のぼやけを抑制するために有効である。
【００６８】
拡大率αが４を超える場合についても同様にしてα倍拡大画像データＤＥＮＬαを得ることができる。α倍拡大画像を得る場合（αは、１より大きく、ｋを自然数として２ｋと表せない数）、入力画像を２ｎ倍に拡大した２ｎ倍拡大画像（ｎは、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）が生成され、α倍拡大画像の各画素の画素値が、該画素に対応する２ｎ倍拡大画像の画素の画素値の補間によって算出される。
【００６９】
ここで、上述の２倍拡大画像の生成方法では、２倍拡大画像に対応する２倍拡大画像データＤＥＮＬ２は、入力画像の全ての画素の画素値のデータ（即ち、入力画像データＤＩＮ）を含んでいるから、２Ｎ倍拡大画像に対応する２Ｎ倍拡大画像データは（Ｎは自然数）、２０倍拡大画像（即ち、入力画像）、２倍拡大画像、２２倍拡大画像・・・、２Ｎ−１倍拡大画像の画素の画素値を全て含むことになる。よって、αが２Ｎ倍未満であるような任意のα倍拡大画像に対応するα倍拡大画像データを生成する場合、２Ｎ倍拡大画像に対応する２Ｎ倍拡大画像データが生成してあれば、２ｎ倍拡大画像（ｎは、Ｎ以下であり、２ｎがαよりも大きくなるように定められた最小の自然数）に対応する２ｎ倍拡大画像データを２Ｎ倍拡大画像データから抽出し、２ｎ倍拡大画像データに対して補間演算を行うことで、α倍拡大画像データを生成することができる。
【００７０】
（エッジ強調処理）
画像拡大処理で得られた拡大画像は輪郭がぼやけることが知られている。このため、図１２に図示されているように、α倍拡大画像データに対してエッジ強調処理を行うことが好ましく、図１に図示されているように、本実施形態の液晶ドライバ３では、エッジ強調処理を行うためにエッジ強調回路１６が搭載されている。エッジ強調回路１６は、スケーラ回路１５から受け取ったα倍拡大画像データＤＥＮＬαに対してエッジ強調処理を行い、ソース線駆動回路１４に供給される出力画像データＤＯＵＴを生成する。出力画像データＤＯＵＴが、液晶表示パネル２のソース線の駆動に使用される。
【００７１】
最も典型的なエッジ強調処理は、図１３Ａに図示されているように、隣接する画素との画素値の差分に比例したエッジ強調度でエッジ強調を行うことである。例えば、下記のマトリックスＭ１を用いたマトリックスフィルタを用いることで、隣接する画素の画素値の差分に比例したエッジ強調度でエッジ強調を行うことができる：
【数２】
0006523638.tif 000003
【００７２】
しかしながら、このようなエッジ強調処理では、拡大率αが非整数であり、且つ、画像のスクロールが行われた場合、フリッカが生じるという問題がある。図１３Ｂは、拡大率αが非整数であり、且つ、画像のスクロールが行われた場合にフリッカが生じるという問題を説明する図である。
【００７３】
このようなフリッカの問題は、拡大率αが非整数であるために、線の太さが場所によって変化してしまうために発生する。例えば、図１３Ｂに図示されているように、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“２５５”である画素が行列に配置されている領域に、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“０”である画素が縦方向に並んで配置されている入力画像（図１３Ｂの左欄参照）について考える。図１３Ｂの中央欄は、このような入力画像に対して４／３倍の画像拡大処理を行った場合の各画素の画素値を示しており、右欄は、更にエッジ強調処理を行った場合の各画素の画素値を示している。なお、図１３Ｂでは、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が同一であるため、一の画素に対して一の画素値しか図示されていない。入力画像のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“０”である画素が縦方向に並んで配置されている部分は、表示された場合に縦の線として見えることになる。
【００７４】
拡大率αが非整数である場合、４／３倍拡大画像における縦の線に相当する部分の画素の画素値の平均値はスクロール前とスクロール後で一定に保たれるが、各列の画素の画素値は相違することになる。このような場合、異なるエッジ強調度でエッジ強調が行われるので、スクロール前とスクロール後で縦の線に相当する部分の画素の画素値の平均値が異なることになる。この結果、スクロールを逐次に行うと縦の線に相当する部分の明るさが異なって見えることになり、フリッカが発生する。
【００７５】
このようなフリッカの発生を抑制するために、本実施形態では、図１４Ａに図示されているように、エッジ強調度を制限するリミット処理が行われる。より具体的には、エッジ強調処理において、注目画素の画素値を演算する場合、注目画素の画素値と隣接する画素値の差分に基づいてエッジ強調度が算出され、更に、エッジ強調度の絶対値を制限するリミット処理が行われる。リミット処理がなされたエッジ強調度を用いてエッジ強調処理が行われる。
【００７６】
より具体的には、まず、注目画素の画素値と隣接する画素値の差分が、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値のそれぞれについて算出される。本実施形態では、注目画素の画素値と、注目画素の上下で隣接する画素値の差分が、下記のマトリックスＭ２を用いて算出される：
【数３】
0006523638.tif 000004
【００７７】
例えば、注目画素とその周囲の画素で構成される３×３画素のＲ画素値が、下記の行列：
【数４】
0006523638.tif 000005
で表される場合（注目画素の画素値は、２行２列の位置にある要素で表される）、Ｒ画素値の差分ΔＲは、下記式で与えられる：
ΔＲ＝９６×４−２５５−９６−９６−９６＝−１５９
注目画素のＧ画素値と隣接するＧ画素値の差分ΔＧ、注目画素のＢ画素値と隣接するＢ画素値の差分ΔＢも、同様にして算出される。
【００７８】
更に、注目画素の画素値と隣接する画素値の差分に基づいてエッジ強調度が算出される。本実施形態では、エッジ強調度は、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値のそれぞれについて算出される。詳細には、Ｒ画素値についてのエッジ強調度ＷＲは、差分ΔＲに基づいて算出される。同様に、Ｇ画素値、Ｂ画素値についてのエッジ強調度ＷＧ、ＷＢは、それぞれ、差分ΔＧ、ΔＢに基づいて算出される。本実施形態では、差分ΔＲ、ΔＧ、ΔＢの値がそのまま、それぞれエッジ強調度ＷＲ、ＷＧ、ＷＢとして用いられる。即ち、
ＷＲ＝ΔＲ
ＷＧ＝ΔＧ
ＷＢ＝ΔＢ              ・・・（１２）
ただし、エッジ強調度ＷＲ、ＷＧ、ＷＢは、それぞれ、差分ΔＲ、ΔＧ、ΔＢに対して演算を行うことによって決定してもよい。
【００７９】
更に、エッジ強調度に対して、その絶対値が所定の制限値ＷＴＨ（＞０）を超えないように制限するリミット処理が行われる。本実施形態では、リミット処理は、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値のそれぞれについて行われる。より具体的には、リミット処理後のＲ画素値のエッジ強調度ＷＲ−ＬＭＴは、下記のようにして決定される：
ＷＲ−ＬＭＴ＝ＷＴＨ  （ＷＲ＞ＷＴＨの場合）
ＷＲ−ＬＭＴ＝ＷＲ  （−ＷＴＨ＜ＷＲ＜ＷＴＨの場合）
ＷＲ−ＬＭＴ＝−ＷＴＨ  （ＷＲ＜−ＷＴＨの場合）            ・・・（１３ａ）
Ｇ画素値、Ｂ画素値についても同様に、リミット処理後のＧ画素値、Ｂ画素値のエッジ強調度ＷＧ−ＬＭＴ、ＷＷ−ＬＭＴは、下記のようにして決定される：
ＷＧ−ＬＭＴ＝ＷＴＨ  （ＷＧ＞ＷＴＨの場合）
ＷＧ−ＬＭＴ＝ＷＧ  （−ＷＴＨ＜ＷＧ＜ＷＴＨの場合）
ＷＧ−ＬＭＴ＝−ＷＴＨ  （ＷＧ＜−ＷＴＨの場合）            ・・・（１３ｂ）
ＷＢ−ＬＭＴ＝ＷＴＨ  （ＷＢ＞ＷＴＨの場合）
ＷＢ−ＬＭＴ＝ＷＢ  （−ＷＴＨ＜ＷＢ＜ＷＴＨの場合）
ＷＢ−ＬＭＴ＝−ＷＴＨ  （ＷＢ＜−ＷＴＨの場合）            ・・・（１３ｃ）
【００８０】
エッジ強調処理後の注目画素の画素値は、元の注目画素の画素値を、リミット処理後のエッジ強調度に基づいて補正することで得られる。本実施形態では、エッジ強調処理後の注目画素のＲ画素値ＲＯＵＴ、Ｇ画素値ＧＯＵＴ、Ｂ画素値ＢＯＵＴは、下記の式（１４ａ）〜（１４ｃ）に従って算出される：
ＲＯＵＴ＝ＲＥＮＬα−β・ＷＲ−ＬＭＴ        ・・・（１４ａ）
ＧＯＵＴ＝ＧＥＮＬα−β・ＷＧ−ＬＭＴ        ・・・（１４ｂ）
ＢＯＵＴ＝ＢＥＮＬα−β・ＷＢ−ＬＭＴ        ・・・（１４ｃ）
ここで、ＲＥＮＬα、ＧＥＮＬα、ＢＥＮＬαは、それぞれ、元の注目画素のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値（すなわち、α倍拡大画像における注目画素のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値）であり、βは、所定のエッジ強調係数である。
【００８１】
例えば、制限値ＷＴＨが６３であり、エッジ強調係数βが０．５であり、注目画素とその周囲の画素で構成される３×３画素のＲ画素値が、式（１１）の行列で与えられる場合、差分ΔＲ、即ち、エッジ強調度ＷＲが−１９５と算出され、エッジ強調処理後の注目画素のＲ画素値ＲＯＵＴは、下記のように算出される：
ＲＯＵＴ＝９６−０．５×（−６３）＝６４．５
【００８２】
図１４Ｂは、本実施形態のエッジ強調処理の有効性を説明する表である。図１３Ｂの場合と同様に、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“２５５”である画素が行列に配置されている領域に、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“０”である画素が縦方向に並んで配置されている入力画像（図１３Ｂの左欄参照）について考える。入力画像のＲ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値がいずれも“０”である画素が縦方向に並んで配置されている部分は、表示された場合に縦の線として見えることになる。図１４Ｂの中央欄は、このような入力画像に対して４／３倍の画像拡大処理を行った場合の各画素の画素値を示しており、右欄は、更にエッジ強調処理を行った場合の各画素の画素値を示している。エッジ強調処理においては、制限値ＷＴＨが６３に設定され、エッジ強調係数βが０．５に設定されている。また、（リミット処理前の）エッジ強調度ＷＲ、ＷＧ、ＷＢとしては、式（１０）のマトリックスＭ２を用いて算出された差分ΔＲ、ΔＧ、ΔＢの値が用いられている。なお、図１４Ｂでは、Ｒ画素値、Ｇ画素値、Ｂ画素値が同一であるため、一の画素に対して一の画素値しか図示されていない。
【００８３】
図１３Ｂを参照して上述したように、拡大率αが非整数である拡大画像に対して、隣接する画素との画素値の差分に比例したエッジ強調度でエッジ強調処理を行うと、スクロール前とスクロール後で縦の線に相当する部分の画素の画素値の平均値が大きく変化する。この結果、スクロールを逐次に行うと縦の線に相当する部分の明るさが異なって見えることになり、フリッカが発生する。
【００８４】
一方、図１４Ｂに図示されているように、本実施形態のエッジ強調処理では、エッジ強調度が制限されているため、縦の線に相当する部分の画素の画素値の平均値の、スクロール前とスクロール後の間の変化が抑制される。このため、フリッカも抑制することができる。このように、本実施形態のエッジ強調処理は、拡大率αが非整数であり、且つ、画像のスクロールが行われた場合に発生するフリッカを抑制することができる。
【００８５】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記載されているが、本発明は上記の実施形態には限定されない。本発明が様々な変更とともに実施されうることは、当業者には自明的であろう。例えば、上記には液晶表示パネルを含む液晶表示装置の実施形態が記述されているが、本発明は、他の表示パネル（例えば、ＯＬＥＤ（organic light emitting diode）表示パネル）を含む表示装置に適用してもよい。また、上述の実施形態では、ＲＧＢ形式の画像データについての画像処理（画像拡大処理及びエッジ強調処理）が記述されているが、他の形式の画像データ、例えば、ＹＵＶ形式の画像データに対して同様の処理が行われてもよい。また、ＲＧＢ形式の入力画像データが入力される場合、該入力画像データを他の形式の画像データ、例えば、ＹＵＶ形式の画像データに変換したデータに対して上述の実施形態の画像処理が行われてもよい。また、ＲＧＢ形式でない画像データが入力される場合には、その画像データをＲＧＢ形式の画像データに変換し、この変換によって得られたＲＧＢ画像データに対して上述の実施形態の画像処理が行われてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１          ：液晶表示装置
２          ：液晶表示パネル
３          ：液晶ドライバ
４          ：ホスト
１１        ：データインターフェース
１２        ：画像処理回路
１３        ：ラインメモリ
１４        ：ソース線駆動回路
１５        ：スケーラ回路
１６        ：エッジ強調回路
２１、２１１、２１２        ：２倍拡大画像生成回路
２２        ：α倍拡大画像生成回路
２３        ：中間点画像生成回路
２４        ：補間画像生成回路
【図１】
0006523638.tif 000006
【図２】
0006523638.tif 000007
【図３】
0006523638.tif 000008
【図４】
0006523638.tif 000009
【図５Ａ】
0006523638.tif 000010
【図５Ｂ】
0006523638.tif 000011
【図６】
0006523638.tif 000012
【図７Ａ】
0006523638.tif 000013
【図７Ｂ】
0006523638.tif 000014
【図８】
0006523638.tif 000015
【図９】
0006523638.tif 000016
【図１０】
0006523638.tif 000017
【図１１】
0006523638.tif 000018
【図１２】
0006523638.tif 000019
【図１３Ａ】
0006523638.tif 000020
【図１３Ｂ】
0006523638.tif 000021
【図１４Ａ】
0006523638.tif 000022
【図１４Ｂ】
0006523638.tif 000023