(57)【要約】【課題】擬似多階調処理に起因して低階調領域と高階調領域との境界で発生する輪郭ぼけを防止し、画質劣化を回避する。【解決手段】ノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト部５と、入力画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト部６と、水平方向での現画素データと前画素データとの階調レベル差を算出する画素間減算回路８と、画素間減算回路８による水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh を所定の閾値th1と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定回路９と、境界判定回路９による判定結果が境界なし判定のときは第１のビットシフト部５によるビットシフト画素データを選択し、判定結果が境界あり判定のときは第２のビットシフト部６によるビットシフト画素データを選択する選択手段７を備える。【選択図】図１
2008158732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データと前画素データとの階調レベル差を算出する画素間減算手段と、
前記画素間減算手段による前記水平方向の隣接画素間の階調レベル差を所定の閾値と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えた画像処理装置。
【請求項２】
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データと前画素データとの階調レベル差を算出する画素間減算手段と、
前記画素間減算手段による前記水平方向の隣接画素間の階調レベル差を所定の閾値と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
水平方向にほぼ同一の階調レベルの画素の連続数を表す同一階調連続画素数を算出し、前記同一階調連続画素数を所定の輪郭判定画素数と比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定手段と、
前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えた画像処理装置。
【請求項３】
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて垂直方向での現ラインの画素データと前ラインの画素データとの階調レベル差を算出するライン間減算手段と、
前記ライン間減算手段による前記垂直方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えた画像処理装置。
【請求項４】
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて垂直方向での現ラインの画素データと前ラインの画素データとの階調レベル差を算出するライン間減算手段と、
前記ライン間減算手段による前記垂直方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
垂直方向にほぼ同一の階調レベルの画素の連続数を表す同一階調連続画素数を算出し、前記同一階調連続画素数を所定の輪郭判定画素数と比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定手段と、
前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えた画像処理装置。
【請求項５】
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて時間軸方向での現フレームの画素データと前フレームの画素データとの階調レベル差を同一座標の画素毎に算出するフレーム間減算手段と、
前記フレーム間減算手段による前記時間軸方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えた画像処理装置。
【請求項６】
さらに、フレーム毎に現フレームが平均輝度レベルの高いフレームか低いフレームかを判別し、前記現フレームが平均輝度レベルの高いフレームであるときは標準の閾値を高い側へシフトさせ、前記現フレームが前記平均輝度レベルの低いフレームであるときは前記標準の閾値を低い側へシフトさせる閾値補正手段を備えている請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記閾値補正手段は、
前フレームの平均輝度レベルを平均輝度レベル判定基準と比較して、現フレームが平均輝度レベルの高いフレームか平均輝度レベルの低いフレームかを判別するとともに、前記平均輝度レベルと前記平均輝度レベル判定基準との輝度差絶対値を算出する平均輝度レベル判別回路と、
前記平均輝度レベル判別回路による前記輝度差絶対値に対して所定のゲインをかけて第１の閾値調整値を生成する第１の閾値調整値生成回路と、
前記平均輝度レベル判別回路による前記輝度差絶対値に対して所定のゲインをかけて第２の閾値調整値を生成する第２の閾値調整値生成回路と、
標準の閾値に対して前記第１の閾値調整値生成回路による前記第１の閾値調整値を加算する加算回路と、
標準の閾値に対して前記第２の閾値調整値生成回路による前記第２の閾値調整値を減算する減算回路と、
前記平均輝度レベル判別回路から出力される平均輝度レベル判別信号が平均輝度レベルの高いフレームであることを示しているときは、前記加算回路の出力信号を選択し、前記平均輝度レベル判別信号が平均輝度レベルの低いフレームであることを示しているときは、前記減算回路の出力信号を選択する選択回路とを備えている請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１の閾値調整値生成回路および前記第２の閾値調整値生成回路において、前記ゲインを任意に可変可能にしている請求項７に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてカラーの入力されてくる画素データに対して擬似多階調処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像データに対する減色処理等の擬似多階調処理として、入力されてくる画素データのビット数に対して出力装置のビット精度が低い場合、画素データの下位ビットの情報を切り捨てて出力装置のビット精度に合わせるノイズシェイプ技術が知られている。
【０００３】
図１０（ａ）は一般的なノイズシェイプ技術における累積加算処理の構成を示す。累積加算データ生成回路２は、加算回路４で生成された画素データの下位（ｍ−ｎ）ビットのデータと乱数発生回路１による（ｍ−ｎ）ビットの乱数値とから累積加算データを生成し、その累積加算データを前データ保持回路３に保持させる。加算回路４は、順次に入力されてくるｍビットの画素データに前データ保持回路３からの（ｍ−ｎ）ビットの累積加算データを加算する。ビットシフト部５は、加算回路４からの出力画素データを（ｍ−ｎ）ビットシフトしたｎビットの画素データを生成する。以上の画像処理を各画素について実行し、間引かれた下位ビットの情報を次に入力されてくる画素データに累積加算することにより、図１０（ｂ）に示すように、擬似多階調を実現する。これにより、表示機器における画像データの色再現性が向上する。
【特許文献１】特開２００６−２１５１５６号公報
【特許文献２】特開２００１−１８４５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の累積加算処理において、図１０（ｃ）のように、画面内に輪郭などの低階調領域と高階調領域との境界が存在する場合、境界部においても画素データに不均一な下位ビットの累積加算値が付加される結果、階調の均一性が保たれなくなって境界部で輪郭ぼけが生じ、画質低下を引き起こす可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、擬似多階調処理に起因して低階調領域と高階調領域との境界で発生する輪郭ぼけを防止し、画質劣化を回避できる画像処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による画像処理装置は、
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データと前画素データとの階調レベル差を算出する画素間減算手段と、
前記画素間減算手段による前記水平方向の隣接画素間の階調レベル差を所定の閾値と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えたものである。
【０００７】
上記の構成においては、画素間減算手段による水平方向の隣接画素間の階調レベル差が所定の閾値未満のときは、境界判定手段は水平方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定する。逆に、水平方向の隣接画素間の階調レベル差が所定の閾値以上のときは、境界判定手段は境界ありと判定する。そして、画素間減算手段と境界判定手段との協働により水平方向での低階調領域と高階調領域との境界なしと判定したときは、選択手段において第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、累積加算処理を実行するが、境界ありと判定したときは、選択手段において第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。このように、水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、不均一な下位ビット情報の加算の結果、階調の均一性が保たれなくなることに起因する水平方向での境界部の輪郭ぼけの発生を防止することが可能となる。
【０００８】
また、本発明による画像処理装置は、
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データと前画素データとの階調レベル差を算出する画素間減算手段と、
前記画素間減算手段による前記水平方向の隣接画素間の階調レベル差を所定の閾値と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
水平方向にほぼ同一の階調レベルの画素の連続数を表す同一階調連続画素数を算出し、前記同一階調連続画素数を所定の輪郭判定画素数と比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定手段と、
前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えたものである。
【０００９】
これは、さらに、水平方向での同一階調の連続画素数を求め、この同一階調の連続画素数によって水平方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であるか否かを判定し、その判定結果に応じて累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦの切り換え制御を行うものである。
【００１０】
上記の構成の場合は、単純に低階調領域と高階調領域との境界の判別だけでなく、より具体的に輪郭部の判別を加味するので、画像の状況に対してより的確に対応した擬似多階調処理を実現することが可能となる。すなわち、水平方向の隣接画素間の階調レベル差が第１の閾値未満でも、同一階調連続画素数が輪郭判定画素数以上の場合は、水平方向での低階調領域と高階調領域との境界を輪郭部であるとして、累積加算処理を行わない。一方、水平方向の隣接画素間の階調レベル差が第１の閾値以上でも、同一階調連続画素数が輪郭判定画素数未満の場合は、水平方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部ではないとして、累積加算処理を行う。このように、水平方向の隣接画素間の階調レベル差の比較対象の範囲を広げることで、その境界部が輪郭なのかそうでないかを適応的に判断することを通じて、累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御する。
【００１１】
また、本発明による画像処理装置は、
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて垂直方向での現ラインの画素データと前ラインの画素データとの階調レベル差を算出するライン間減算手段と、
前記ライン間減算手段による前記垂直方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えたものである。これは、垂直方向での隣接画素間の階調レベル差を基準に境界の有無判定を行うものである。この場合、前ラインの画素データを１ライン分記憶しておく手段としては、ラインメモリを用いればよい。
【００１２】
上記の構成においては、ライン間減算手段による垂直方向の隣接画素間の階調レベル差が所定の閾値未満のときは、境界判定手段は垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定する。逆に、垂直方向の階調レベル差が所定の閾値以上のときは、境界判定手段は境界ありと判定する。ライン間減算手段と境界判定手段との協働により垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界なしと判定したときは、選択手段において第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、累積加算処理を実行するが、境界ありと判定したときは、選択手段において第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。このように、垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、不均一な下位ビット情報の加算の結果、階調の均一性が保たれなくなることに起因する垂直方向での境界部の輪郭ぼけの発生を防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明による画像処理装置は、
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて垂直方向での現ラインの画素データと前ラインの画素データとの階調レベル差を算出するライン間減算手段と、
前記ライン間減算手段による前記垂直方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
垂直方向にほぼ同一の階調レベルの画素の連続数を表す同一階調連続画素数を算出し、前記同一階調連続画素数を所定の輪郭判定画素数と比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定手段と、
前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記輪郭判定手段による判定結果が輪郭あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えたものである。
【００１４】
これは、さらに、垂直方向での同一階調の連続画素数を求め、この同一階調の連続画素数によって垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であるか否かを判定し、その判定結果に応じて累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦの切り換え制御を行うものである。
【００１５】
上記の構成の場合は、単純に低階調領域と高階調領域との境界の判別だけでなく、より具体的に輪郭部の判別を加味するので、画像の状況に対してより的確に対応した擬似多階調処理を実現することが可能となる。すなわち、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差が第１の閾値未満でも、同一階調連続画素数が輪郭判定画素数以上の場合は、垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界を輪郭部であるとして、累積加算処理を行わない。一方、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差が第１の閾値以上でも、同一階調連続画素数が輪郭判定画素数未満の場合は、垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部ではないとして、累積加算処理を行う。このように、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差の比較対象の範囲を広げることで、その境界部が輪郭なのかそうでないかを適応的に判断することを通じて、累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御する。
【００１６】
また、本発明による画像処理装置は、
入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行った結果の画素データに対するビットシフトを行う第１のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データに対して単純にビットシフトを行う第２のビットシフト手段と、
前記入力されてくる画素データにおいて時間軸方向での現フレームの画素データと前フレームの画素データとの階調レベル差を同一座標の画素毎に算出するフレーム間減算手段と、
前記フレーム間減算手段による前記時間軸方向の階調レベル差を所定の閾値と比較して時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する境界判定手段と、
前記境界判定手段による判定結果が境界なし判定のときは前記第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、前記判定結果が境界あり判定のときは前記第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択する選択手段とを備えたものである。この場合、前フレームの画素データを１フレーム分記憶しておく手段としては、フレームメモリを用いればよい。
【００１７】
上記の構成においては、フレーム間減算手段による時間軸方向（フレーム方向）の隣接画素データ間の階調レベル差が所定の閾値未満のときは、境界判定手段は時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定する。逆に、時間軸方向の階調レベル差が所定の閾値以上のときは、境界判定手段は境界ありと判定する。フレーム間減算手段と境界判定手段との協働により時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界なしと判定したときは、選択手段において第１のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、累積加算処理を実行するが、境界ありと判定したときは、選択手段において第２のビットシフト手段によるビットシフト画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。このように、時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、不均一な下位ビット情報の加算の結果、階調の均一性が保たれなくなることに起因する時間軸方向での境界部の輪郭ぼけの発生を防止することが可能となる。
【００１８】
上記構成の画像処理装置において、さらに、フレーム毎に現フレームが平均輝度レベルの高いフレームか低いフレームかを判別し、前記現フレームが平均輝度レベルの高いフレームであるときは標準の閾値を高い側へシフトさせ、前記現フレームが前記平均輝度レベルの低いフレームであるときは前記標準の閾値を低い側へシフトさせる閾値補正手段を備えているという態様がある。
【００１９】
構成によれば、次のような作用がある。平均輝度レベルがある限度を超えるぐらいに高い画像は相対的に人間の視感度が低く、視覚的に見にくい傾向がある。また、平均輝度レベルががある限度を超えるぐらいに低い画像は相対的に人間の視感度が高く、やはり視覚的に見にくい傾向がある。閾値補正手段は、現フレームが平均輝度レベルの高いフレームであるときは、標準の閾値を高い側へシフトさせることにより、後段処理において、累積加算実行の処理を促進し、結果として、平均輝度レベルの高い画像であっても、視覚的に見やすいものにする。また、閾値補正手段は、現フレームが平均輝度レベルの低いフレームであるときは、標準の閾値を低い側へシフトさせることにより、後段処理において、累積加算非実行を促進し、結果として、平均輝度レベルの低い画像であっても、視覚的に見やすいものにする。
【００２０】
そして、前記閾値補正手段については、
前フレームの平均輝度レベルを平均輝度レベル判定基準と比較して、現フレームが平均輝度レベルの高いフレームか平均輝度レベルの低いフレームかを判別するとともに、前記平均輝度レベルと前記平均輝度レベル判定基準との輝度差絶対値を算出する平均輝度レベル判別回路と、
前記平均輝度レベル判別回路による前記輝度差絶対値に対して所定のゲインをかけて第１の閾値調整値を生成する第１の閾値調整値生成回路と、
前記平均輝度レベル判別回路による前記輝度差絶対値に対して所定のゲインをかけて第２の閾値調整値を生成する第２の閾値調整値生成回路と、
標準の閾値に対して前記第１の閾値調整値生成回路による前記第１の閾値調整値を加算する加算回路と、
標準の閾値に対して前記第２の閾値調整値生成回路による前記第２の閾値調整値を減算する減算回路と、
前記平均輝度レベル判別回路から出力される平均輝度レベル判別信号が平均輝度レベルの高いフレームであることを示しているときは、前記加算回路の出力信号を選択し、前記平均輝度レベル判別信号が平均輝度レベルの低いフレームであることを示しているときは、前記減算回路の出力信号を選択する選択回路とを備えているという態様がある。
【００２１】
また、前記第１の閾値調整値生成回路および前記第２の閾値調整値生成回路において、前記ゲインを任意に可変可能にしているという態様がある。このように構成すれば、ゲインを調整することにより、補正後の閾値における高い側へのシフト量または低い側へのシフト量を微調整することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、擬似多階調処理に起因して低階調領域と高階調領域との境界で発生する輪郭ぼけを防止し、画質劣化を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明にかかわる画像処理装置の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、ａは乱数発生回路１、累積加算データ生成回路２、前データ保持回路３および加算回路４からなるノイズシェイプ処理部である。ノイズシェイプ処理部ａは、入力されてくる画素データに対してノイズシェイプ処理のための累積加算を行う。累積加算データ生成回路２は、加算回路４から出力されるｍビットの画素データのうちの下位（ｍ−ｎ）ビットの画素データと乱数発生回路１による（ｍ−ｎ）ビットの乱数値とから累積加算データを生成する。前データ保持回路３は、累積加算データ生成回路２による累積加算データを保持する。加算回路４は、入力されてくるｍビットの画素データと前データ保持回路３からの（ｍ−ｎ）ビットの出力値を加算する。
【００２５】
５はノイズシェイプ処理部ａの加算回路４からの累積加算結果のｍビットの画素データに対し（ｍ−ｎ）ビットのビットシフトを行ってｎビットの画素データを生成出力する第１のビットシフト部、６は入力されてくる画素データに対して単純に（ｍ−ｎ）ビットのビットシフトを行ってｎビットの画素データを生成出力する第２のビットシフト部、７は第１のビットシフト部５によるビットシフト画素データと第２のビットシフト部６による単純なビットシフト画素データのいずれか一方を選択する選択回路、８は入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データの階調レベルから前画素データの階調レベルを減算して水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを算出する画素間減算回路、９は画素間減算回路８による水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh を所定の閾値th1と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に従って選択回路７を制御する境界判定回路である。すなわち、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhが閾値th1未満のときは境界がないものと判定し、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が閾値th1以上のときは境界ありと判定する。選択回路７は、境界判定回路９による判定結果が境界なし判定のときはノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５からのビットシフト画素データを選択し、判定結果が境界あり判定のときは第２のビットシフト部６による単純なビットシフト画素データを選択する。
【００２６】
次に、上記のように構成された本実施の形態の画像処理装置の動作を図２のフローチャートに従って説明する。
【００２７】
まずステップＳ１において、順次入力の画素データを更新する。
【００２８】
次いでステップＳ２において、画素間減算回路８は入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データの階調レベルから前画素データの階調レベルを減算して水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを算出する。
【００２９】
次いでステップＳ３において、境界判定回路９は、ステップＳ２で算出した水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを所定の閾値th1と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する。すなわち、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が閾値th1未満のときは、境界判定回路９は水平方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定し、次いでステップＳ４に進む。逆に、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhが閾値th1以上のときは、境界判定回路９は境界ありと判定し、次いでステップＳ５に進む。
【００３０】
境界なし判定の結果進んだステップＳ４において、境界判定回路９は選択回路７を制御し、ノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５による（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択して累積加算処理を実行し、画像の下位ビット精度を擬似的に向上させる（図２（ｂ）左欄）。
【００３１】
一方、境界ありの判定の結果進んだステップＳ５において、境界判定回路９は選択回路７を制御し、第２のビットシフト部６による単純に（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない（図２（ｂ）右欄）。
【００３２】
ステップＳ４またはステップＳ５のあと、ステップＳ６において、入力画素データが１画面分すべて処理し終えたかを判定する。入力画素データが最終でない場合は、次いでステップＳ１に戻り、次の入力画素データの処理に移行する。入力画素データが最終である場合は、最終入力画素データと判断して、１画面分の処理が完了する。
【００３３】
以上で説明したように本実施の形態によれば、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh を算出し、この階調レベル差ｄh に基づいて水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、不均一な下位ビット情報の加算の結果、階調の均一性が保たれなくなることに起因する水平方向での境界部の輪郭ぼけの発生を防止し、画質低下を抑制することが可能となる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、上記の実施の形態１において、さらに、水平方向での同一階調の連続画素数を求め、この同一階調の連続画素数によって水平方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であるか否かを判定し、その判定結果に応じて累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦの切り換え制御を行うものである。
【００３５】
図３は本発明の実施の形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図３において、実施の形態１の図１におけるのと同じ符号は同一構成要素を指している。１０は画素間減算回路８による水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを第１の閾値th1よりも小さい第２の閾値th2と比較し、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第２の閾値th2以下となっている水平方向の同一階調連続画素数αhを求め、この同一階調連続画素数αh を所定の輪郭判定画素数αhtと比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定回路である。すなわち、水平方向の同一階調連続画素数αh が輪郭判定画素数αht以上となっているときは水平方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であると判定し、同一階調連続画素数αhが輪郭判定画素数αht未満のときは輪郭部でないと判定する。本実施の形態においては、選択回路７は、輪郭判定回路１０による判定結果が輪郭なし判定の場合は、境界判定回路９による判定結果のいかんに関係なくノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５からのビットシフト画素データを選択する一方、輪郭判定回路１０による判定結果が輪郭あり判定の場合は、境界判定回路９による判定結果のいかんに関係なく第２のビットシフト部６による単純なビットシフト画素データを選択する。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
次に、上記のように構成された本実施の形態の画像処理装置の動作を図４および図５のフローチャートに従って説明する。
【００３７】
まずステップＳ１１において、順次入力の画素データを更新する。
【００３８】
次いでステップＳ１２において、画素間減算回路８は入力されてくる画素データにおいて水平方向での現画素データの階調レベルから前画素データの階調レベルを減算して水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを算出する。
【００３９】
次いでステップＳ１３において、境界判定回路９は、ステップＳ１２で算出した水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを第１の閾値th1と比較して水平方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する。すなわち、画素間減算回路８による水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhが第１の閾値th1未満のときは、境界判定回路９は低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定する。逆に、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第１の閾値th1以上のときは、境界判定回路９は境界ありと判定する。次いで、いずれの場合も、次いでステップＳ１４に進み、ステップＳ１４〜Ｓ１８によって輪郭判定処理を行う。
【００４０】
以下、輪郭判定処理について説明する。
【００４１】
ステップＳ１５において、順次入力の画素データをさらに更新する。
【００４２】
次いでステップＳ１６において、ステップＳ１２で算出した水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを第２の閾値th2と比較して、同一階調付近であるか否かを判定する。ｄh ≦th2で同一階調付近であれば、ステップＳ１７に進んで、輪郭判定回路１０は、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhが第２の閾値th2以下となっている同一階調の連続画素数を表す変数αh においてインクリメントを行い、同一階調連続画素数αh を求める。次いでステップＳ１５に戻り、次の入力画素データへ進む。ｄh＞th2で同一階調付近でないならばステップＳ１８へ進む。
【００４３】
ステップＳ１８において、輪郭判定回路１０は、同一階調連続画素数αhが輪郭判定画素数αht以上となっているか否かを判定する。その判定結果で階調連続画素数αが輪郭判定画素数αht未満となっているときは、輪郭部ではないとしてステップＳ１９に進み、輪郭判定回路１０は選択回路７を制御し、ノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５による（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、累積加算処理を実行する。詳しくは、ステップＳ１３の判断で低階調領域と高階調領域との境界であると判定するような場合（図５（ｂ）の右欄）であっても、同一階調の連続画素数が少なければ、その境界部は実際には輪郭部ではないとして、実施の形態１の処理とは異なり、ノイズシェイプ処理を採用するものである（図５（ｂ）の右欄の下の段）。なお、ステップＳ１３の判断で低階調領域と高階調領域との境界ではないと判定するような場合（図５（ｂ）の左欄）には、実施の形態１の場合と同様の処理となる（図５（ｂ）の左欄の下の段）。
【００４４】
一方、ステップＳ１８の判定結果で同一階調連続画素数αh が輪郭判定画素数αht以上となっているときは、輪郭部であるとしてステップＳ２０に進み、輪郭判定回路１０は選択回路７を制御し、第２のビットシフト部６による単純に（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。詳しくは、ステップＳ１３の判断で低階調領域と高階調領域との境界ではないと判定するような場合（図５（ｂ）の左欄）であっても、同一階調の連続画素数が多ければ、その境界部ではないとしたものが実際には輪郭部であり、実施の形態１の処理とは異なり、ノイズシェイプ処理は採用しないのである（図５（ｂ）の左欄の上の段）。なお、ステップＳ１３の判断で低階調領域と高階調領域との境界であると判定するような場合（図５（ｂ）の右欄）には、実施の形態１の場合と同様の処理となる（図５（ｂ）の右欄の上の段）。
【００４５】
以上のように、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第１の閾値th1以上の場合であっても、その後、同一階調連続画素数αhが輪郭判定画素数αht未満の場合は、累積加算処理を行い、また水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第１の閾値th1未満であっても、その後、同一階調連続画素数αhが輪郭判定画素数αht以上の場合は、累積加算処理を行わない制御となる。
【００４６】
ステップＳ１９またはステップＳ２０のあと、ステップＳ２１において、入力画素データが１画面分すべて処理し終えたかを判定する。入力画素データが最終でない場合は、次いでステップＳ１１に戻り、次の入力画素データの処理に移行する。入力画素データが最終である場合は、最終入力画素データと判断して、１画面分の処理が完了する。
【００４７】
以上のように本実施の形態によれば、境界判定回路９と選択回路７との間に輪郭判定回路１０を介在させることにより、現画素における画素データの階調レベルと前画素における画素データの水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第１の閾値th1未満でも、同一階調連続画素数αh が輪郭判定画素数αht以上の場合は、水平方向での低階調領域と高階調領域との境界を輪郭部であるとして、ノイズシェイプ処理による水平方向への連続画素データの始点画素と終点画素の次画素に対して累積加算処理を行わない。一方、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄh が第１の閾値th1以上でも、同一階調連続画素数αhが輪郭判定画素数αht未満の場合は、水平方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部ではないとして、累積加算処理を行う。このように、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhの比較対象の範囲を広げることで、その境界部が輪郭なのかそうでないかを適応的に判断することを通じて、累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御することができる。すなわち、単純に低階調領域と高階調領域との境界の判別だけでなく、より具体的に輪郭部の判別を加味するので、画像の状況に対してより的確に対応した擬似多階調処理を実現することができる。
【００４８】
（実施の形態３）
上記の実施の形態１の場合には、水平方向の隣接画素間の階調レベル差ｄhを基準に境界の有無判定を行っているのに対して、本発明の実施の形態３は、垂直方向での隣接画素間の階調レベル差ｄv を基準に境界の有無判定を行うものである。
【００４９】
図６は本発明の実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図６において、実施の形態１の図１におけるのと同じ符号は同一構成要素を指している。３ａは累積加算データ生成回路２の出力誤差データを１水平期間分記憶するラインメモリ、３ｂは入力されてくる画素データを１水平期間分記憶するラインメモリである。本実施の形態においては、加算回路４は、入力されてくるｍビットの画素データとラインメモリ３ａからの（ｍ−ｎ）ビットの出力誤差データを１ライン毎に加算する。また、ライン間減算回路８ａは、現ラインの画素データの階調レベルからラインメモリ３ｂより出力される前ラインの同一位置の画素データの階調レベルを減算し、垂直方向の階調レベル差ｄv を算出する。また、境界判定回路９は、ライン間減算回路８ａによる垂直方向の階調レベル差ｄvを所定の閾値tv1と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に従って選択回路７を制御する。すなわち、垂直方向の階調レベル差ｄvが閾値tv1未満のときは境界がないものと判定し、垂直方向の階調レベル差ｄv が閾値tv1以上のときは境界ありと判定する。その他の構成については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００５０】
次に、上記のように構成された本実施の形態の画像処理装置の動作を説明する。
【００５１】
累積加算データ生成回路２から出力される累積加算後の誤差データを受け、ラインメモリ３ａで１水平期間分の画素データを記憶する。次に、加算回路４において、現ラインのある位置の画素データに対してラインメモリ３ａから出力される１ライン前の同一位置の画素における誤差データを加算することで、出力装置において表示可能な階調以上の階調情報を付加する。第１のビットシフト部５は、（ｍ−ｎ）ビットシフトした上位のｎビットのデータを出力する。これにより１ライン毎の累積加算処理を可能にする。第２のビットシフト部６では、入力されてくる画素データを（ｍ−ｎ）ビットシフトした上位のｎビットのデータを出力する。
【００５２】
ラインメモリ３ｂは、入力されてくる画素データを１水平期間分記憶する。ライン間減算回路８ａは、現ラインの画素データの階調レベルからラインメモリ３ｂより出力される１ライン前の画素データの階調レベルを減算することで垂直方向の階調レベル差ｄvを求める。すなわち、上下ライン間の画素データ毎に垂直方向の階調レベル差ｄv を算出する。境界判定回路９による境界判定処理の動作については、実施の形態１の場合の図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１の「次の画素を処理」を「次のラインの画素を処理」に置き換えて理解すればよい。すなわち、垂直方向の階調レベル差ｄvを所定の閾値tv1と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する。垂直方向の階調レベル差ｄv が閾値tv1未満のときは、境界判定回路９は垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定し、逆に、垂直方向の階調レベル差ｄvが閾値tv1以上のときは、境界ありと判定する。そして、境界なしと判定したときは、選択回路７は、ノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５による（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択して累積加算処理を実行し、画像の下位ビット精度を擬似的に向上させる。一方、境界ありと判定したときは、選択回路７は、第２のビットシフト部６による単純に（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。
【００５３】
以上で説明したように本実施の形態によれば、垂直方向の階調レベル差ｄv を算出し、この垂直方向の階調レベル差ｄv に基づいて垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御し、境界部に対してはノイズシェイプ処理を禁止するので、不均一な下位ビット情報の加算の結果、階調の均一性が保たれなくなることに起因する垂直方向での境界部の輪郭ぼけの発生を防止し、画質低下を抑制することが可能となる。
【００５４】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、上記の実施の形態３において、さらに、垂直方向での同一階調の連続画素数を求め、この同一階調の連続画素数によって垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であるか否かを判定し、その判定結果に応じて累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦの切り換え制御を行うものである。
【００５５】
図７は本発明の実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図７において、実施の形態３の図６におけるのと同じ符号は同一構成要素を指している。１０ａはライン間減算回路８ａによる垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄvを第１の閾値tv1よりも小さい第２の閾値tv2と比較し、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄv が第２の閾値tv2以下となっている垂直方向の同一階調連続画素数αvを求め、この同一階調連続画素数αv を所定の輪郭判定画素数αvtと比較して輪郭の有無を判定する輪郭判定回路である。すなわち、垂直方向の同一階調連続画素数αv が輪郭判定画素数αvt以上となっているときは垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部であると判定し、同一階調連続画素数αvが輪郭判定画素数αvt未満のときは輪郭部でないと判定する。本実施の形態においては、選択回路７は、輪郭判定回路１０ａによる判定結果が輪郭なし判定の場合は、境界判定回路９による判定結果のいかんに関係なくノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５からのビットシフト画素データを選択する一方、輪郭判定回路１０ａによる判定結果が輪郭あり判定の場合は、境界判定回路９による判定結果のいかんに関係なく第２のビットシフト部６による単純なビットシフト画素データを選択する。その他の構成については、実施の形態３と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
次に、上記のように構成された本実施の形態の画像処理装置の動作を説明する。
【００５７】
ライン間減算回路８ａは、現ラインの入力画素データの階調レベルからラインメモリ３ｂより出力される１ライン前の同一位置の画素データの階調レベルを減算して、垂直方向の階調レベル差ｄvを算出する。境界判定回路９による境界判定処理の動作については、実施の形態２の場合の図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１の「次の画素を処理」を「次のラインの画素を処理」に置き換えて理解すればよい。すなわち、垂直方向の階調レベル差ｄvを所定の閾値tv1と比較して垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する。垂直方向の階調レベル差ｄv が第１の閾値tv1未満のときは、境界判定回路９は垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定し、逆に、垂直方向の階調レベル差ｄvが第１の閾値tv1以上のときは、境界ありと判定する。
【００５８】
輪郭判定回路１０ａによる輪郭判定処理の動作については、実施の形態２の場合の図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１５の「次の画素を処理」を「次のラインの画素を処理」に置き換えて理解すればよい。すなわち、輪郭判定回路１０ａにおいて、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄv を第２の閾値tv2と比較して、同一階調付近であるか否かを判定する。ｄv≦tv2で同一階調付近であれば、輪郭判定回路１０ａは、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄv が第２の閾値tv2以下となっている同一階調連続画素数αv を求める。ｄv＞tv2で同一階調付近でないならば、輪郭判定回路１０ａは、同一階調連続画素数αv が輪郭判定画素数αvt以上となっているか否かを判定する。その判定結果で階調連続画素数αが輪郭判定画素数αvt未満となっているときは、輪郭部ではないとして、輪郭判定回路１０ａは選択回路７を制御し、ノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５による（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、累積加算処理を実行する。詳しくは、低階調領域と高階調領域との境界であると判定するような場合であっても、同一階調の連続画素数が少なければ、その境界部は実際には輪郭部ではないとして、実施の形態３の処理とは異なり、ノイズシェイプ処理を採用するものである。なお、低階調領域と高階調領域との境界ではないと判定するような場合には、実施の形態３の場合と同様の処理となる。
【００５９】
一方、同一階調連続画素数αv が輪郭判定画素数αvt以上となっているときは、輪郭部であるとして、輪郭判定回路１０ａは選択回路７を制御し、第２のビットシフト部６による単純に（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。詳しくは、低階調領域と高階調領域との境界ではないと判定するような場合であっても、同一階調の連続画素数が多ければ、その境界部ではないとしたものが実際には輪郭部であり、実施の形態３の処理とは異なり、ノイズシェイプ処理は採用しないのである。なお、低階調領域と高階調領域との境界であると判定するような場合には、実施の形態３の場合と同様の処理となる。
【００６０】
以上のように本実施の形態によれば、境界判定回路９と選択回路７との間に輪郭判定回路１０ａを介在させることにより、現ラインにおける画素データの階調レベルと前ラインにおける画素データとの垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄv が第１の閾値tv1未満でも、同一階調連続画素数αv が輪郭判定画素数αvt以上の場合は、垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界を輪郭部であるとして、ノイズシェイプ処理による垂直方向への連続画素データの始点画素と終点画素の次画素に対して累積加算処理を行わない。一方、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄv が第１の閾値tv1以上でも、同一階調連続画素数αvが輪郭判定画素数αvt未満の場合は、垂直方向での低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部ではないとして、累積加算処理を行う。このように、垂直方向の隣接画素間の階調レベル差ｄvの比較対象の範囲を広げることで、その境界部が輪郭なのかそうでないかを適応的に判断することを通じて、累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御することができる。すなわち、単純に低階調領域と高階調領域との境界の判別だけでなく、より具体的に輪郭部の判別を加味するので、画像の状況に対してより的確に対応した擬似多階調処理を実現することができる。
【００６１】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、隣接するフレーム間である時間軸方向での隣接画素データ間の階調レベル差ｄfを基準に境界の有無判定を行うものである。
【００６２】
図８は本発明の実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図８において、実施の形態３の図６におけるのと同じ符号は同一構成要素を指している。３ｃは累積加算データ生成回路２の出力誤差データを１フィールド期間分記憶するフレームメモリ、３ｄは入力されてくる画素データを１垂直期間分記憶するフレームメモリである。本実施の形態においては、加算回路４は、入力されてくるｍビットの画素データとフレームメモリ３ｃからの（ｍ−ｎ）ビットの出力誤差データを１フレーム毎に加算する。また、フレーム間減算回路８ｂは、現フレームの画素データの階調レベルからフレームメモリ３ｃより出力される前フレームの同一座標の画素データの階調レベルを減算し、時間軸方向の階調レベル差ｄf を算出する。また、境界判定回路９は、フレーム間減算回路８ｂによる時間軸方向の階調レベル差ｄfを所定の閾値tf1と比較して時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に従って選択回路７を制御する。すなわち、時間軸方向の階調レベル差ｄfが閾値tf1未満のときは境界がないものと判定し、時間軸方向の階調レベル差ｄf が閾値tf1以上のときは境界ありと判定する。その他の構成については、実施の形態３と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
次に、上記のように構成された本実施の形態の画像処理装置の動作を説明する。
【００６４】
累積加算データ生成回路２から出力される累積加算後の誤差データを受け、フレームメモリ３ｃで１垂直期間分の画素データを記憶する。次に、加算回路４において、現フレームのある座標位置の画素データに対してフレームメモリ３ｃから出力される１フレーム前の同一座標位置の画素における誤差データを加算することで、出力装置において表示可能な階調以上の階調情報を付加する。第１のビットシフト部５は、（ｍ−ｎ）ビットシフトした上位のｎビットのデータを出力する。これにより１フレーム毎の累積加算処理を可能にする。第２のビットシフト部６では、入力されてくる画素データを（ｍ−ｎ）ビットシフトした上位のｎビットのデータを出力する。
【００６５】
フレームメモリ３ｄは、入力されてくる画素データを１垂直期間分記憶する。フレーム間減算回路８ｂは、現フレームの着目画素に対してフレームメモリ３ｄの１フレーム前の同一座標における画素の画素データを読み出し、互いに同一座標における現フレームの画素データの階調レベルから前フレームの画素データの階調レベルを減算することで時間軸方向の階調レベル差ｄfを算出する。境界判定回路９による境界判定処理の動作については、実施の形態１の場合の図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１の「次の画素を処理」を「次のフレームの画素を処理」に置き換えて理解すればよい。すなわち、時間軸方向の階調レベル差ｄfを所定の閾値tf1と比較して時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定する。時間軸方向の階調レベル差ｄf が閾値tf1未満のときは、境界判定回路９は時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界がないものと判定し、逆に、時間軸方向の階調レベル差ｄfが閾値tf1以上のときは、境界ありと判定する。そして、境界なしと判定したときは、選択回路７は、ノイズシェイプ処理を伴う第１のビットシフト部５による（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択して累積加算処理を実行し、画像の下位ビット精度を擬似的に向上させる。一方、境界ありと判定したときは、選択回路７は、第２のビットシフト部６による単純に（ｍ−ｎ）ビットシフトした画素データを選択し、この場合は累積加算処理は実行しない。
【００６６】
以上で説明したように本実施の形態によれば、現フレームにおける画素データの階調レベルから前フレームにおける画素データの階調レベルを減算して時間軸方向の階調レベル差ｄf を算出し、この時間軸方向の階調レベル差ｄf に基づいて時間軸方向での低階調領域と高階調領域との境界の有無を判定し、その判定結果に応じて適応的に累積加算処理のＯＮ／ＯＦＦを切り換え制御するので、境界部の輪郭ぼけの発生を防止し、画質低下を抑制することが可能となる。
【００６７】
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６における閾値補正装置の構成を示すブロック図である。
【００６８】
図９において、Φ１は１フレームの平均輝度レベル信号、Φ０はそのフレームの画像が平均輝度レベル（ＡＰＬ）の高い画像であるか低い画像であるかを判定するときの基準である平均輝度レベル判定基準、ｔ0は画像の低階調領域と高階調領域との境界が輪郭部か否かを判断するための標準の閾値である。
【００６９】
１１はフレーム毎に平均輝度レベル信号Φ１と平均輝度レベル判定基準Φ０とを入力とし、現フレームが平均輝度レベルの高いフレームか平均輝度レベルの低いフレームかを判別するとともに、平均輝度レベル信号Φ１と平均輝度レベル判定基準Φ０との輝度差絶対値ΔΦを算出する平均輝度レベル判別回路、１２は輝度差絶対値ΔΦに対して任意のゲインｋ１をかけて閾値調整値ｋ１・ΔΦを生成する第１の閾値調整値生成回路、１３は輝度差絶対値ΔΦに対して任意のゲインｋ２をかけて閾値調整値ｋ２・ΔΦを生成する第２の閾値調整値生成回路、１４は標準の閾値ｔ0に対して第１の閾値調整値生成回路１２による閾値調整値ｋ１・ΔΦを加算し高い側にシフトさせた閾値（ｔ0 ＋ｋ１・ΔΦ）を生成する加算回路、１５は標準の閾値ｔ0 に対して第２の閾値調整値生成回路１３による閾値調整値ｋ２・ΔΦを減算し低い側にシフトさせた閾値（ｔ0−ｋ２・ΔΦ）を生成する減算回路、１６は平均輝度レベル判別回路１１から出力される平均輝度レベル判別信号Ｈが平均輝度レベルの高いフレームであることを示しているときは、加算回路１４が出力する高い側にシフトさせた閾値（ｔ0＋ｋ１・ΔΦ）を選択し、平均輝度レベル判別信号Ｈが平均輝度レベルの低いフレームであることを示しているときは、減算回路１５が出力する低い側にシフトさせた閾値（ｔ0−ｋ２・ΔΦ）を選択する選択回路である。選択回路１６によって選択された後の信号ｔ1 は平均輝度レベルに対応した補正後の閾値であり、この補正後の閾値ｔ1 は、実施の形態１〜５の閾値またはその基礎として利用される。
【００７０】
次に、上記のように構成された本実施の形態の閾値補正装置の動作を説明する。
【００７１】
平均輝度レベル判別回路１１にて、現フレームにおける画像の平均輝度レベル信号Φ１を平均輝度レベル判定基準Φ０と比較することで、現フレームの画像が階調レベルの高い画像か階調レベルの低い画像かを判別する。平均輝度レベル信号Φ１が平均輝度レベル判定基準Φ０以上の場合には、平均輝度レベル判別回路１１は、平均輝度レベル判別信号Ｈとして“Ｈ”レベルを選択回路１６に出力し、選択回路１６は補正後の閾値ｔ1として加算回路１４で生成された標準の閾値ｔ0 を高い側にシフトさせた閾値（ｔ0 ＋ｋ１・ΔΦ）を選択する。また、平均輝度レベル信号Φ１が平均輝度レベル判定基準Φ０未満の場合には、平均輝度レベル判別回路１１は、平均輝度レベル判別信号Ｈとして“Ｌ”レベルを選択回路１６に出力し、選択回路１６は補正後の閾値ｔ1として減算回路１５で生成された標準の閾値ｔ0 を低い側にシフトさせた閾値（ｔ0 −ｋ２・ΔΦ）を選択する。
【００７２】
補正後の閾値ｔ1 を標準の閾値ｔ0 より高い側にシフトさせるということは、後段処理において、累積加算実行の処理を促進し、累積加算非実行を抑制することに相当する。平均輝度レベルの高い画像は人間の視感度が低いが、この場合は、累積加算実行の処理を促進することにより、視覚的に見やすいものにすることができる。第１の閾値調整値生成回路１２において、ゲインｋ１を調整することにより、補正後の閾値ｔ1における高い側へのシフト量を微調整することが可能である。
【００７３】
逆に、補正後の閾値ｔ1 を標準の閾値ｔ0 より低い側にシフトさせるということは、後段処理において、累積加算実行の処理を抑制し、累積加算非実行を促進することに相当する。平均輝度レベルの低い画像は人間の視感度が高いが、この場合は、累積加算非実行を促進することにより、視覚的に見やすいものにすることができる。第２の閾値調整値生成回路１３において、ゲインｋ２を調整することにより、補正後の閾値ｔ1における低い側へのシフト量を微調整することが可能である。
【００７４】
以上で説明したように本実施の形態によれば、画像フレーム内の平均輝度レベルを判別し、平均輝度レベルが高いレベルにある画像では閾値ｔ1を上げることにより、後段処理で累積加算処理を実施しやすくし、平均輝度レベルが低いレベルにある画像では閾値ｔ1 を下げることにより、後段処理にて累積加算処理を実施しにくくする。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の画像処理装置は、入力されてくる画素データのビット数に対して出力装置のビット精度が低い場合、画素データの下位ビットの情報を切り捨てるビット間引きを行って出力装置のビット精度に合わせるノイズシェイプ（擬似多階調表示）の技術が用いられる液晶表示ドライバや有機ＥＬドライバ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における画像処理装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における画像処理装置の動作を示すフローチャート（その１）
【図５】本発明の実施の形態２における画像処理装置の動作（輪郭判定処理）を示すフローチャート（その２）
【図６】本発明の実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態６における閾値補正装置の構成を示すブロック図
【図１０】従来の技術におけるノイズシェイプ処理の内部ブロック図
【符号の説明】
【００７７】
ａ  ノイズシェイプ処理部
１  乱数発生回路
２  累積加算データ生成回路
３  前データ保持回路
３ａ，３ｂ  ラインメモリ
３ｃ，３ｄ  フレームメモリ
４  加算回路
５  第１のビットシフト部
６  第２のビットシフト部
７  選択回路
８  画素間減算回路
８ａ  ライン間減算回路
８ｂ  フレーム間減算回路
９  境界判定回路
１０，１０ａ  輪郭判定回路
１１  平均輝度レベル判別回路
１２  第１の閾値調整値生成回路
１３  第２の閾値調整値生成回路
１４  加算回路
１５  減算回路
１６  選択回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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