(57)【要約】【課題】  輪郭が斜め方向であってもボケの少ない輪郭を形成する輪郭補正回路を提供する。【解決手段】  入力映像信号に含まれる高域強調対象補間画素に対して、その補間画素およびそれに隣接する画素を入力映像信号、ラインメモリ１およびラインメモリ２から読み出して隣接画素格納部３に格納し、補間方向データメモリ４から読み出したその補間画素の補間方向に直交する高域強調方向の画素を高域強調画素選出部６で選出し、水平補間係数算出部７で算出された補間係数による水平補間により高域強調用タップ画素を高域強調用タップ画素生成部８で生成し、その高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分算出部９で高域成分を算出し、その高域成分を高域成分加算部１０で加算して輪郭補正映像信号を出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査線上の実画素の周辺に補間され、隣接する走査線上の実画素の絵柄により決定された補間方向の１組の実画素の画素値にもとづいて算出された画素値を有する補間画素に対して、前記補間方向に直交する方向を高域強調方向とし、前記補間画素を挟んで前記高域強調方向に位置する１組の画素をもとに高域強調用タップ画素を生成して、前記補間画素の画素値と前記高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分を算出し、前記補間画素の画素値に前記高域成分を加算することを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項２】
前記高域強調用タップ画素は、前記高域強調方向に位置する１組の画素とそれに水平方向に隣接する画素との間の水平補間によって生成することを特徴とする請求項１に記載の輪郭補正回路。
【請求項３】
入力された映像信号の現ラインを（Ｍ＋１）ラインとして、前記（Ｍ＋１）ラインより１ライン前のＭラインの画素を格納する第１のラインメモリと、
前記Ｍラインより１ライン前の（Ｍ−１）ラインの画素を格納する第２のラインメモリと、
前記Ｍライン上の高域強調対象補間画素およびその隣接画素を、前記第１のラインメモリ、前記第２のラインメモリおよび前記（Ｍ＋１）ラインの映像信号から読み出して格納する隣接画素格納手段と、
前記Ｍライン上の補間画素のそれぞれに対して、隣接する走査線上の実画素の絵柄により補間画素ごとに決定された補間方向のデータを格納する補間方向データメモリと、
前記高域強調対象補間画素の補間方向を前記補間方向データメモリから読み出して、その補間方向に直交する方向を前記高域強調対象補間画素に対する高域強調方向と決定する高域強調方向決定手段と、
前記隣接画素格納手段に格納された画素の中から、前記高域強調対象補間画素を中心として前記高域強調方向に位置する１組の画素を高域強調用画素として選出する高域強調用画素選出手段と、
前記高域強調用画素に対する水平補間係数を算出する水平補間係数算出手段と、
前記高域強調用画素とそれに水平方向に隣接する画素に前記水平補間係数を用いた水平補間を行って得られた画素値を有する高域強調用タップ画素を生成する高域強調用タップ画素生成手段と、
前記高域強調用画素の画素値と前記高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分を算出する高域成分算出手段と、
前記高域強調対象補間画素の画素値に前記高域成分を加算する高域成分加算手段と
を備えることを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項４】
前記水平補間係数算出手段は、前記補間方向ごとに予め設定されている位相係数と、前記実画素に対する前記補間画素の水平補間倍率および垂直補間倍率にもとづいて前記水平補間係数を算出することを特徴とする請求項３に記載の輪郭補正回路。
【請求項５】
前記高域強調用タップ画素生成手段は、前記高域強調用画素とそれに水平方向に隣接する画素のそれぞれの画素値に前記水平補間係数による重み付けを行って算出した加重平均値を前記高域強調用タップ画素の画素値とすることを特徴とする請求項３に記載の輪郭補正回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の絵柄に応じて画像の輪郭の画素値を補正する輪郭補正回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビジョン放送などの映像信号を表示する装置として、様々な形式の表示画素数を有するドットマトリックス型のプラズマディスプレイ装置や液晶ディスプレイ示装置が用いられることが多い。このようなドットマトリックス型のディスプレイ装置に映像信号を表示する場合、そのディスプレイ装置の画素表示位置に合わせて、元の映像信号にスケーリング処理を施した補間画素を生成することが行われる。
【０００３】
このような補間画素を生成する場合、補間画素の上下に位置する画素の画素値に対して、補間画素を中心として上下方向および斜め方向の相関を判定し、最も相関の高い方向を補間方向と決定して、この補間方向に位置する画素の画素値の平均値を補間画素の画素値とすることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このように補間画素の画素値を元の画素の画素値の平均値とする場合、例えば、輝度の高い領域と輝度の低い領域とに明確に分かれた画像に対しては、その領域の境界に中間的輝度の補間画素が生成され、その領域の境界があいまいな、いわゆる輪郭のボケた画像となってしまう。
【０００５】
そこで、この輪郭のボケを改善するために、補間画素に対して垂直および水平方向に位置する画素から垂直高域成分および水平高域成分を抽出し、補間画素の画素値に垂直高域成分および水平高域成分を加算することが行われている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかし、上述のような垂直および水平方向の高域成分の加算では、画像の輪郭が斜めになっている絵柄の場合、その斜めの輪郭に沿って発生するボケに対する改善効果が少ないという問題があった。
【特許文献１】特開２００６−３３６４７号公報  （第４ページ、図１）
【特許文献２】特開２０００−１３７４６９号公報  （第３ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、輪郭が斜め方向であってもボケの少ない輪郭を形成する輪郭補正回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、走査線上の実画素の周辺に補間され、隣接する走査線上の実画素の絵柄により決定された補間方向の１組の実画素の画素値にもとづいて算出された画素値を有する補間画素に対して、前記補間方向に直交する方向を高域強調方向とし、前記補間画素を挟んで前記高域強調方向に位置する１組の画素をもとに高域強調用タップ画素を生成して、前記補間画素の画素値と前記高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分を算出し、前記補間画素の画素値に前記高域成分を加算することを特徴とする輪郭補正回路が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、入力された映像信号の現ラインを（Ｍ＋１）ラインとして、前記（Ｍ＋１）ラインより１ライン前のＭラインの画素を格納する第１のラインメモリと、前記Ｍラインより１ライン前の（Ｍ−１）ラインの画素を格納する第２のラインメモリと、前記Ｍライン上の高域強調対象補間画素およびその隣接画素を、前記第１のラインメモリ、前記第２のラインメモリおよび前記（Ｍ＋１）ラインの映像信号から読み出して格納する隣接画素格納手段と、前記Ｍライン上の補間画素のそれぞれに対して、隣接する走査線上の実画素の絵柄により補間画素ごとに決定された補間方向のデータを格納する補間方向データメモリと、前記高域強調対象補間画素の補間方向を前記補間方向データメモリから読み出して、その補間方向に直交する方向を前記高域強調対象補間画素に対する高域強調方向と決定する高域強調方向決定手段と、前記隣接画素格納手段に格納された画素の中から、前記高域強調対象補間画素を中心として前記高域強調方向に位置する１組の画素を高域強調用画素として選出する高域強調用画素選出手段と、前記高域強調用画素に対する水平補間係数を算出する水平補間係数算出手段と、前記高域強調用画素とそれに水平方向に隣接する画素に前記水平補間係数を用いた水平補間を行って得られた画素値を有する高域強調用タップ画素を生成する高域強調用タップ画素生成手段と、前記高域強調用画素の画素値と前記高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分を算出する高域成分算出手段と、前記高域強調対象補間画素の画素値に前記高域成分を加算する高域成分加算手段とを備えることを特徴とする輪郭補正回路が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、輪郭が斜め方向であってもボケの少ない輪郭を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に係る輪郭補正回路の構成の例を示すブロック図である。本実施例の輪郭補正回路へは、走査線上の実画素の周辺に補間画素が補間された映像信号が入力される。
【００１３】
本実施例の輪郭補正回路は、入力された映像信号の現ラインを（Ｍ＋１）ラインとしたときに、この（Ｍ＋１）ラインより１ライン前のＭラインの画素を格納するラインメモリ１と、ラインメモリ１の出力が入力されてＭラインより１ライン前の（Ｍ−１）ラインの画素を格納するラインメモリ２と、Ｍライン上の高域強調対象補間画素およびその隣接画素を、ラインメモリ１、ラインメモリ２および（Ｍ＋１）ラインの映像信号から読み出して格納する隣接画素格納部３と、Ｍライン上の補間画素のそれぞれに対して、隣接する走査線上の実画素の絵柄により補間画素ごとに決定された補間方向のデータを格納する補間方向データメモリ４と、高域強調対象補間画素の補間方向を補間方向データメモリ４から読み出して、その補間方向に直交する方向を高域強調対象補間画素に対する高域強調方向と決定する高域強調方向決定部５とを備える。
【００１４】
さらに、本実施例の輪郭補正回路は、隣接画素格納部３に格納された画素の中から、高域強調対象補間画素を中心として高域強調方向決定部５により決定された高域強調方向に位置する１組の画素を高域強調用画素として選出する高域強調用画素選出部６と、高域強調用画素に対する水平補間係数を算出する水平補間係数算出部７と、高域強調用画素とそれに水平方向に隣接する画素に水平補間係数を用いた水平補間を行って得られた画素値を有する高域強調用タップ画素を生成する高域強調用タップ画素生成部８と、高域強調用画素の画素値と高域強調用タップ画素の画素値との差分から高域成分を算出する高域成分算出部９と、強調対象補間画素の画素値に高域成分を加算し、その結果を輪郭補正映像信号として出力する高域成分加算部１０と、を備える。
【００１５】
ここで、本実施例の輪郭補正回路に入力される映像信号について図２を用いて説明する。
【００１６】
図２（ａ）は、本実施例の輪郭補正回路に入力される映像信号の元になる、隣接する走査線Ｎ１およびＮ２ライン上の実画素の配列を示すものである。なお、ここでは、それぞれの画素の画素値として輝度をとり、輝度の高い画素を白い丸、輝度の低い画素を黒い丸で表している。
【００１７】
この実画素の周辺に補間画素を補間する場合、まず、走査線Ｎ１ラインとＮ２ラインの中間の補間ラインＭ上に補間画素を生成する。このとき、例えば、図２（ａ）に示す補間画素Ｈ１を生成する場合、走査線Ｎ１ラインとＮ２ラインの画素に対して、補間画素Ｈ１を中心とする上下方向および斜め方向の画素の組、すなわち、（Ａ１、Ｂ５）、（Ａ２、Ｂ４）、（Ａ３、Ｂ３）、（Ａ４、Ｂ２）、（Ａ５、Ｂ１）の画素値の相関を判定する。図２（ａ）に示す例では、（Ａ４、Ｂ２）の画素の組が最も相関が高いと判定される。
【００１８】
そこで、図２（ｂ）に示すように、最も相関の高い画素Ａ４、Ｂ２を通る方向を補間画素Ｈ１の補間方向とし、画素Ａ４、Ｂ２の画素値の平均値を画素値として補間画素Ｈ１を補間する。
【００１９】
同様の処理を繰り返して補間ラインＭ上に順次補間画素を生成した後、水平補間倍率Ｓｈ、垂直補間倍率Ｓｖで、水平方向および垂直方向にスケーリング補間を行って、図２（ｃ）に示す映像信号を生成する。このようにして生成された映像信号が、本実施例の輪郭補正回路に入力される。
【００２０】
図２（ｃ）に示す例は、輝度の高い画素の領域と輝度の高い画素の領域の輪郭が斜めとなる絵柄である。このような、輪郭が斜めとなる絵柄の場合、補間方向はこの輪郭に沿って斜めとなる。すなわち、補間方向は、絵柄の輪郭の方向に応じて決定される。
【００２１】
図２（ｃ）に示すような補間方向が斜めの場合、輝度の境界を示す輪郭付近の領域には、補間方向に沿って中間輝度の補正画素が生成される。ここでは、中間輝度の画素を灰色の丸で示す。この中間輝度の補正画素が輪郭のボケを生じさせる。
【００２２】
一方、補間方向に直交する方向の画素には高域成分が多い。そこで、この点に着目し、本実施例の輪郭補正回路は、補間方向に直交する方向の画素を用いて中間輝度の補正画素の高域成分を強調することにより、輪郭付近の領域のボケを改善するものである。
【００２３】
次に、本実施例の輪郭補正回路の動作について、図３〜図６を用いて説明する。
【００２４】
図３に、以降の説明で用いる入力映像信号の例を示す。
【００２５】
図３（ａ）は、隣接する走査線Ｎ１およびＮ２ライン上の実画素の配列を示すものである。この例では、画素Ａ３、Ｂ１を通る方向が補間方向となる。
【００２６】
図３（ｂ）は、この補間方向にもとづいて走査線Ｎ１とＮ２ラインの中間の補間ラインＭ２上に補間画素を生成した後、水平補間倍率Ｓｈ＝２、垂直補間倍率Ｓｖ＝４としてスケーリング補間したものである。
【００２７】
この補間画素に対して、本実施例の輪郭補正回路は高域強調補正を行なうが、ここでは、図３（ｂ）に示す画素Ｃ１が高域強調対象補間画素であるときを例にとって説明する。
【００２８】
図４は、この高域強調対象補間画素Ｃ１およびそれに隣接する画素をラインメモリ１、ラインメモリ２および現ラインの映像信号から読み出して隣接画素格納部３に格納したときの様子を示す。すなわち、図４に示すＭラインの画素がラインメモリ１から読み出され、（Ｍ−１）ラインの画素がラインメモリ２から読み出され、（Ｍ＋１）ラインの画素が現ラインの映像信号から読み出されて、隣接画素格納部３に格納される。
【００２９】
このとき、高域強調対象補間画素Ｃ１に対する補間方向データが、Ｍラインの画素に対する補間方向データを格納している補間方向データメモリ４から高域強調方向決定部５へ送られる。
【００３０】
高域強調方向決定部５は、各補間方向に対する直交方向のデータを、例えば、補間方向と直交方向をペアとしたテーブルとして予め用意している。そこで、補間方向データメモリ４から送られてきた補間方向データに対して、高域強調方向決定部５は、それに直交する方向のデータを予め用意している上述のテーブルから読み出し、これを高域強調方向と決定して高域強調用画素選出部６へ出力する。
【００３１】
高域強調用画素選出部６は、高域強調対象補間画素Ｃ１に隣接する画素の中から、高域強調方向に位置する１組の画素を高域強調用画素として選出する。すなわち、図４に示す（Ｍ−１）ラインの画素Ｄ１および（Ｍ＋１）ラインの画素Ｄ２を高域強調用画素として選出する。
【００３２】
次に、高域強調用タップ画素生成部８が、高域強調用画素選出部６により選出された高域強調用画素Ｄ１、Ｄ２を用いて高域強調用タップ画素を生成する。ここで、高域強調用タップ画素は、高域成分算出のために使用する仮想的な画素であり、実際の画素として生成されるものではない。
【００３３】
図５を用いて、高域強調用タップ画素生成部８における高域強調用タップ画素生成の手順を説明する。
【００３４】
まず、図５（ａ）に示すように、高域強調用タップ画素生成部８は、高域強調用画素Ｄ１、Ｄ２に水平方向に隣接している画素のうち、高域強調対象補間画素Ｃ１に近い方に位置する画素、すなわちＥ１、Ｅ２を選出する。
【００３５】
次に、高域強調用タップ画素生成部８は、高域強調用画素Ｄ１と画素Ｅ１の間、および高域強調用画素Ｄ２と画素Ｅ２の間で、それぞれ水平補間係数算出部７から出力される水平補間係数Ｋｈを用いた水平補間を行い、その補間位置に高域強調用タップ画素Ｔ１およびＴ２を生成する。
【００３６】
ここで、水平補間係数算出部７は、補間方向によって決められている位相係数Ｋｐ、入力映像信号生成時の水平補間倍率Ｓｈおよび垂直補間倍率Ｓｖをもとに、次の式により水平補間係数Ｋｈを求める。  
Ｋｈ＝（Ｋｐ×Ｓｖ）／Ｓｈ
この水平補間係数Ｋｈを用いて、高域強調用タップ画素生成部８は、次のようにして高域強調用タップ画素Ｔ１およびＴ２の位置を決定する。
【００３７】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、高域強調用画素Ｄ１と画素Ｅ１との距離および高域強調用画素Ｄ２と画素Ｅ２との距離をそれぞれ１としたとき、高域強調対象補間画素Ｃ１に近い方の画素Ｅ１、Ｅ２からそれぞれ水平補間係数Ｋｈに相当する距離だけ離れた位置を高域強調用タップ画素Ｔ１、Ｔ２それぞれの位置とする。
【００３８】
次に、高域強調用タップ画素生成部８は、高域強調用タップ画素Ｔ１、Ｔ２の画素値ｔ１、ｔ２を、次に示す式により、高域強調用画素Ｄ１と画素Ｅ１の画素値ｄ１、ｅ１の加重平均および高域強調用画素Ｄ２と画素Ｅ２の画素値ｄ２、ｅ２の加重平均として算出する。  
ｔ１＝Ｋｈ×ｄ１＋（１−Ｋｈ）×ｅ１
ｔ２＝Ｋｈ×ｄ２＋（１−Ｋｈ）×ｅ２
続いて、高域成分算出部９が、この高域強調用タップ画素Ｔ１、Ｔ２の画素値ｔ１、ｔ２および高域強調対象補間画素Ｃ１の画素値ｃ１から、次式により高域成分Ｈｃを算出する。  
Ｈｃ＝Ｋ１×ｃ１＋Ｋ２×ｔ１＋Ｋ２×ｔ２
ここで、Ｋ１、Ｋ２は、高域成分取得係数であり、Ｋ２＝−αＫ１（０＜α＜１）と設定する。これにより、上式は、
Ｈｃ＝Ｋ１×｛ｃ１−α（ｔ１＋ｔ２）｝
となり、高域強調対象補間画素Ｃ１と高域強調用タップ画素Ｔ１、Ｔ２の画素値との差分より高域成分を取得することになる。
【００３９】
最後に、高域成分加算部１０が、高域強調対象補間画素Ｃ１の元の画素値ｃ１に、高域成分算出部９により算出された高域成分Ｈｃを加算して、高域強調対象補間画素Ｃ１の高域強調後の画素値ｃ１ｈを算出する。すなわち、高域強調後の画素値ｃ１ｈを
ｃ１ｈ＝ｃ１＋Ｈｃ
として算出する。
【００４０】
図６に、高域成分加算部１０による高域成分の加算により、高域強調用タップ画素Ｔ１、Ｔ２の間で高域強調対象補間画素Ｃ１の高域成分が増加している様子を模式的に示す。
【００４１】
高域成分加算部１０への入力に対して、高域強調対象補間画素Ｃ１へ高域成分を加算することにより、高域成分加算部１０の出力の高域成分が増加している様子がわかる。
【００４２】
このような本実施例によれば、上述した一連の処理により、高域強調の対象とした補間画素の高域成分を増加させることができる。この高域強調の対象とする画素を順次ずらして、同様の処理を繰り返すことにより、高域強調の対象とした総ての補間画素の高域成分を増加させることができる。
【００４３】
そのとき、高域強調のために取得する高域成分は、高域強調対象補間画素の補間方向に直交する方向の画素の画素値にもとづいて得られる。高域強調対象補間画素の補間方向は、入力映像信号の元となる実画素の絵柄に応じて変化する。したがって、本実施例による補間画素の高域強調は、元の絵柄に適応して行われる。そのため、元の絵柄に斜めの輪郭があった場合も、その輪郭付近の補間画素の高域成分が、その輪郭の方向に応じて強調され、斜めの輪郭に沿って発生する画像のボケを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例に係る輪郭補正回路の構成の例を示すブロック図。
【図２】補間画素の生成の例を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る輪郭補正回路へ入力される映像信号の例を示す図。
【図４】本発明の実施例の高域強調方向決定部の動作を説明するための図。
【図５】本発明の実施例の高域強調用タップ画素生成部の動作を説明するための図。
【図６】本発明の実施例の高域成分加算部による高域加算を模式的に示した図。
【符号の説明】
【００４５】
１、２  ラインメモリ
３  隣接画素格納部
４  補間方向データメモリ
５  高域強調方向決定部
６  高域強調用画素選出部
７  水平補間係数算出部
８  高域強調用タップ画素生成部
９  高域成分算出部
１０  高域成分加算部
【図１】
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【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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