(57)【要約】【課題】輪郭補正信号に対する非線形処理によって発生する高調波の折り返し成分を除去し、高画質の画像を生成できるようにする。【解決手段】画像信号入力端子４１から入力された画像信号から、生成する垂直輪郭補正信号と同一方向（垂直方向）における高周波成分を垂直アップサンプリング回路１０２で抽出し、抽出された高周波成分に対して非線形処理回路１０５及び１０６で非線形処理を行う。そして、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７において、各非線形処理回路１０５及び１０６で非線形処理された高周波成分を垂直方向に帯域制限し、帯域制限した高周波成分に基づいて、垂直輪郭補正信号を生成する。そして、加算回路１０９において、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７で生成された垂直輪郭補正信号を用いて、入力された画像信号の処理を行う。【選択図】図１
2008306497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理装置であって、
前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理手段と、
前記非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限手段と、
前記同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分又は当該高周波成分が抽出される前の前記画像信号に対して、前記同一方向と直交する直交方向に帯域制限をする直交方向帯域制限手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記高周波成分抽出手段は、前記同一方向の周波数軸において、前記画像信号の前記高周波成分を抽出する周波数特性と、前記画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ処理手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
入力された画像信号に対して、第１の輪郭補正信号及び第２の輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理装置であって、
前記画像信号を、前記第１の輪郭補正信号と同一方向である第１の方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記第１の方向における高周波成分を抽出する第１の高周波成分抽出手段と、
前記第１の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う第１の非線形処理手段と、
前記第１の非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記第１の方向と同一方向に帯域制限する第１の同一方向帯域制限手段と、
前記第１の同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記第１の方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記第１の輪郭補正信号を生成する第１の生成手段と、
前記画像信号を、前記第１の輪郭補正信号とは方向が異なる前記第２の輪郭補正信号と同一方向である第２の方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記第２の方向における高周波成分を抽出する第２の高周波成分抽出手段と、
前記第２の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う第２の非線形処理手段と、
前記第２の非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記第２の方向と同一方向に帯域制限する第２の同一方向帯域制限手段と、
前記第２の同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記第２の方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記第２の輪郭補正信号を生成する第２の生成手段と、
前記第１の生成手段により生成された前記第１の輪郭補正信号及び前記第２の生成手段により生成された前記第２の輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記第１の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分又は当該高周波成分が抽出される前の前記画像信号に対して、前記第１の方向と直交する直交方向に帯域制限をする第１の直交方向帯域制限手段と、
前記第２の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分又は当該高周波成分が抽出される前の前記画像信号に対して、前記第２の方向と直交する直交方向に帯域制限をする第２の直交方向帯域制限手段と
を更に有することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１の方向と前記第２の方向とは、互いに直交することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１の高周波成分抽出手段及び第２の高周波成分抽出手段は、それぞれ、前記第１の方向及び前記第２の方向の周波数軸において、前記画像信号の前記高周波成分を抽出する周波数特性と、前記画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ処理手段を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１の方向は垂直方向であり、前記第２の方向は水平方向であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理方法であって、
前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分抽出ステップにより抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理ステップと、
前記非線形処理ステップにより非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限ステップと、
前記同一方向帯域制限ステップにより帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分抽出ステップにより抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理ステップと、
前記非線形処理ステップにより非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限ステップと、
前記同一方向帯域制限ステップにより帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理装置及び画像処理方法、並びに、当該画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルビデオカメラやデジタルカメラ等の撮像装置では、光学系の特性や撮像素子の開口率に起因して画像信号の高周波成分が劣化するため、画像信号から抽出した高周波成分を変調して輪郭を補償して画像の先鋭度を高める、輪郭補正処理が行われている。
【０００３】
ここで、画像信号から抽出した高周波成分が小振幅の信号である場合には、その画像信号が被写体の輪郭ではなく、ノイズ成分である可能性が高いので、輪郭補正処理を行うことによってノイズを強調してしまい、画像のＳ／Ｎを悪くしてしまうことがある。
【０００４】
このような輪郭補正処理に伴う画質の劣化を防ぐために、輪郭補正処理では、画像信号から抽出された高周波成分の振幅を、非線形な特性で変調する処理（非線形処理）が行われている。この際、非線形処理によって輪郭補正信号の波形が歪むと、高調波が発生し、高調波の折り返し成分が画像に重畳されることによって、画質が劣化してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、従来、垂直方向の輪郭信号に対して、水平方向にアップサンプリング、非線形処理、帯域制限、ダウンサンプリングを行って、斜め方向に発生する高調波の折り返し成分を抑制する輪郭補正処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１７６２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では、輪郭信号（輪郭補正信号）に対して、直交する方向に、アップサンプリング、帯域制限、ダウンサンプリングを行っているため、輪郭信号の方向に発生する高調波の折り返し成分を抑制することが困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、輪郭補正信号に対する非線形処理によって発生する高調波の折り返し成分を除去し、高画質の画像を生成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像処理装置は、入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理装置であって、前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理手段と、前記非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限手段と、前記同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理手段とを有する。
【００１０】
本発明の画像処理装置における他の態様は、入力された画像信号に対して、第１の輪郭補正信号及び第２の輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理装置であって、前記画像信号を、前記第１の輪郭補正信号と同一方向である第１の方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記第１の方向における高周波成分を抽出する第１の高周波成分抽出手段と、前記第１の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う第１の非線形処理手段と、前記第１の非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記第１の方向と同一方向に帯域制限する第１の同一方向帯域制限手段と、前記第１の同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記第１の方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記第１の輪郭補正信号を生成する第１の生成手段と、前記画像信号を、前記第１の輪郭補正信号とは方向が異なる前記第２の輪郭補正信号と同一方向である第２の方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記第２の方向における高周波成分を抽出する第２の高周波成分抽出手段と、前記第２の高周波成分抽出手段により抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う第２の非線形処理手段と、前記第２の非線形処理手段により非線形処理された高周波成分を、前記第２の方向と同一方向に帯域制限する第２の同一方向帯域制限手段と、前記第２の同一方向帯域制限手段により帯域制限された高周波成分を、前記第２の方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記第２の輪郭補正信号を生成する第２の生成手段と、前記第１の生成手段により生成された前記第１の輪郭補正信号及び前記第２の生成手段により生成された前記第２の輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理手段とを有する。
【００１１】
本発明の画像処理方法は、入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理方法であって、前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分抽出ステップにより抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理ステップと、前記非線形処理ステップにより非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限ステップと、前記同一方向帯域制限ステップにより帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成ステップと、前記生成ステップにより生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理ステップとを有する。
【００１２】
本発明のプログラムは、入力された画像信号に対して輪郭補正信号を用いて処理を行う画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記画像信号を、前記輪郭補正信号と同一方向の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、前記画像信号から前記同一方向における高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分抽出ステップにより抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う非線形処理ステップと、前記非線形処理ステップにより非線形処理された高周波成分を、前記同一方向に帯域制限する同一方向帯域制限ステップと、前記同一方向帯域制限ステップにより帯域制限された高周波成分を、前記同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、前記輪郭補正信号を生成する生成ステップと、前記生成ステップにより生成された前記輪郭補正信号を用いて、前記画像信号の処理を行う画像信号処理ステップとをコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、輪郭補正信号に対する非線形処理によって輪郭補正信号と同一方向に発生する高調波の折り返し成分を除去することができる。これにより、高画質の画像を生成することが可能となる。
【００１４】
さらに、輪郭補正信号の方向と直交する直交方向に帯域制限を行うようにしたので、輪郭補正信号の方向と直交する直交方向からの画素のサンプリングによる折り返し成分を抑制することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の諸実施形態について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の画像処理装置１は、垂直輪郭補正処理部１０と、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１及び画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２と、システム制御部５０を有して構成されている。
【００１７】
ここで、垂直輪郭補正処理部１０は、垂直輪郭補正信号を生成し、当該垂直輪郭補正信号を用いて、画像信号入力端子４１から入力された画像信号（映像信号）に対して処理を行うものである。
【００１８】
図１において、画像信号入力端子４１には、不図示の画像信号源（映像信号源）が接続され、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５１の立ち上がりのタイミングで、１画素ずつ画像信号（映像信号）が読み出される。また、本実施形態における全ての処理は、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５１によって制御されるものとする。
【００１９】
垂直輪郭補正処理部１０は、垂直遅延回路１０１と、垂直アップサンプリング回路１０２と、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４と、非線形処理回路１０５及び１０６と、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７と、ゲイン調整回路１０８と、加算回路１０９を有して構成されている。
【００２０】
画像信号入力端子４１から入力された画像信号は、垂直遅延回路１０１と、加算回路１０９に供給される。
【００２１】
図２は、垂直遅延回路１０１の内部構成の一例を示すブロック図である。
垂直遅延回路１０１は、図２に示すように、例えば、複数のラインメモリ（１０１ａ〜１０１ｃ）を有して構成されている。具体的に、垂直遅延回路１０１は、画像信号入力端子４１から入力された画像信号を、後段の垂直アップサンプリング回路１０２で必要なライン数分、ラインメモリ（１０１ａ〜１０１ｃ）を用いて垂直方向に遅延させる。この垂直遅延回路１０１の出力信号Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、垂直アップサンプリング回路１０２に入力される。
【００２２】
図３は、垂直アップサンプリング回路１０２の内部構成の一例を示す図である。また、図４は、垂直アップサンプリング回路１０２におけるアップサンプリング処理の概念の一例を示す模式図である。
【００２３】
垂直アップサンプリング回路１０２は、図３に示すように、例えば、垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１を有して構成されている。
【００２４】
図４において、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、垂直遅延回路１０１の出力信号の垂直方向の画素位置を示し、Ｌ０．５、Ｌ１．５、Ｌ２．５及びＬ３．５は、垂直遅延回路１０１の出力信号に対して、垂直方向にゼロ挿入された画素の位置を示す。
【００２５】
垂直アップサンプリング回路１０２では、図４に示すＬ０、Ｌ０．５、Ｌ１、Ｌ１．５、Ｌ２、Ｌ２．５、Ｌ３及びＬ３．５の全ての画素の位置において、連続した補間画素値を得るため、図３の垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１で補間処理を行う。
【００２６】
垂直ＢＰＦ回路１０２０では、図４に示すＬ０、Ｌ０．５、Ｌ１、Ｌ１．５、Ｌ２、Ｌ２．５及びＬ３の位置にある画素を用いて、ゼロ挿入された画素の位置Ｌ１．５に対応する補間画素値Ｖ０を生成する。
【００２７】
垂直ＢＰＦ回路１０２１では、図４に示すＬ０．５、Ｌ１、Ｌ１．５、Ｌ２、Ｌ２．５、Ｌ３及びＬ３．５の位置にある画素を用いて、元の画像信号の画素の位置Ｌ２に対応する補間画素値Ｖ１を生成する。
【００２８】
図５は、図３に示す垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１で行われる補間処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。図５において、ｆｓは、画像信号入力端子４１から入力された画像信号のサンプリング周波数である。ここで、図５の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では垂直方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００２９】
図５に示すｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域において周波数振幅応答を０にすることと、０からｆｓ／２までの周波数帯域においてバンドパス特性を持つことが、垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１における補間処理において必須となる。このようなフィルタ特性を有する垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１で補間処理を行うことにより、垂直方向のアップサンプリングを行うと同時に、垂直輪郭補正信号における垂直方向（即ち、垂直輪郭補正信号と同一方向）の高周波成分を抽出することができる。
【００３０】
なお、図４に示すＬ０．５、Ｌ１．５、Ｌ２．５及びＬ３．５の位置にある画素は、常に０であるので、垂直ＢＰＦ回路１０２０では、図３に示すように、Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。同様に、垂直ＢＰＦ回路１０２１においても、図３に示すように、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。
【００３１】
以上の説明した処理によって、垂直アップサンプリング回路１０２からは、垂直方向に２倍にアップサンプリングされた垂直方向の高周波成分（補間画素値）Ｖ０及びＶ１が出力される。
【００３２】
垂直アップサンプリング回路１０２から出力された高周波成分Ｖ０及びＶ１は、それぞれ、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４に入力され、水平方向にローパスフィルタ処理が行われる。
【００３３】
図６は、図１に示す水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４で行われる処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。ここで、図６の横軸には、生成される輪郭補正信号の方向と直交する直交方向（本実施形態では水平方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００３４】
この水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４で用いるローパスフィルタの周波数振幅特性は、入力画像信号のナイキスト周波数ｆｓ／２で振幅応答が０になり、かつ、ナイキスト周波数ｆｓ／２よりも低い周波数帯域での振幅応答をなるべく抑制するような特性とする。
【００３５】
垂直方向の高周波成分Ｖ０及びＶ１に対して、図６に示すようなローパスフィルタ特性で水平方向に帯域制限を行うことで、輪郭補正のための高周波成分を抽出した方向と直交する直交方向からの画素のサンプリングによる折り返し成分を抑制することができる。また、後述する非線形処理回路１０５及び１０６による非線形処理を行う前に、十分に帯域制限を行うことで、非線形処理によって発生する高調波の折り返し成分も低減することができる。
【００３６】
水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４の出力信号（ＶＨ０及びＶＨ１）は、それぞれ、非線形処理回路１０５及び１０６に入力され、非線形処理が行われる。ここで、非線形処理とは、例えば、入力信号の振幅レベルを非線形な特性で変調する処理である。
【００３７】
図７は、図１に示す非線形処理回路１０５及び１０６で行われる非線形処理の特性の一例を示す図である。
図７において、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４の出力信号（ＶＨ０及びＶＨ１）の振幅レベル（入力振幅レベル）が、−ＴＨ１以上かつＴＨ１未満である場合、非線形処理回路１０５及び１０６は、出力振幅レベルを０として出力する。
【００３８】
また、前記出力信号（ＶＨ０及びＶＨ１）の入力振幅レベルが、ＴＨ１以上かつＴＨ２未満である場合又は−ＴＨ２以上かつ−ＴＨ１未満である場合、非線形処理回路１０５及び１０６は、入力振幅レベルをそのまま出力振幅レベルとして出力する。
【００３９】
また、前記出力信号（ＶＨ０及びＶＨ１）の入力振幅レベルが、ＴＨ２以上かつＴＨ３未満である場合又は−ＴＨ３以上かつ−ＴＨ２未満である場合、非線形処理回路１０５及び１０６は、入力振幅レベルを倍率αで変調したものを出力振幅レベルとして出力する。
【００４０】
また、前記出力信号（ＶＨ０及びＶＨ１）の入力振幅レベルが、ＴＨ３以上である場合又は−ＴＨ３未満である場合、非線形処理回路１０５及び１０６は、所定のレベルＬmaxを出力振幅レベルとして出力する。但し、この場合、｜ＴＨ１｜＜｜ＴＨ２｜＜｜ＴＨ３｜、０＜ＴＨ２−ＴＨ１＜Ｌmaxとする。
【００４１】
このような非線形処理を行うことにより、輪郭補正信号（本実施形態では、垂直輪郭補正信号）に含まれるノイズ成分を抑制することができる。
【００４２】
図８は、図１に示す垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７の内部構成の一例を示すブロック図である。
垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、図８に示すように、例えば、垂直遅延回路１０７０及び１０７１と、垂直ＬＰＦ回路１０７２を有して構成されている。
【００４３】
垂直遅延回路１０７０は、図８に示すように、例えば、複数のラインメモリ（１０７０ａ〜１０７０ｃ）を有して構成されている。そして、垂直遅延回路１０７０は、非線形処理回路１０５の出力信号（ＶＮ０）及び当該出力信号（ＶＮ０）を各ラインメモリ（１０７０ａ〜１０７０ｃ）によって１ラインずつ遅延された信号を、垂直ＬＰＦ回路１０７２に出力する。図８に示す例では、非線形処理回路１０５からの出力信号（ＶＮ０）は、１．５Ｈの信号として出力され、各ラインメモリ（１０７０ａ〜１０７０ｃ）によって１ラインずつ遅延された信号は、それぞれ、２．５Ｈ、３．５Ｈ及び４．５Ｈの信号として出力される。そして、垂直遅延回路１０７０の出力信号（１．５Ｈ〜４．５Ｈ）は、それぞれ、垂直ＬＰＦ回路１０７２の奇数タップＴ１、Ｔ３、Ｔ５及びＴ７に入力される。
【００４４】
垂直遅延回路１０７１は、図８に示すように、例えば、複数のラインメモリ（１０７１ａ〜１０７１ｂ）を有して構成されている。そして、垂直遅延回路１０７１は、非線形処理回路１０６の出力信号（ＶＮ１）及び当該出力信号（ＶＮ１）を各ラインメモリ（１０７１ａ及び１０７１ｂ）によって１ラインずつ遅延させた信号を、垂直ＬＰＦ回路１０７２に出力する。図８に示す例では、非線形処理回路１０６からの出力信号（ＶＮ１）は、２Ｈの信号として出力され、各ラインメモリ（１０７１ａ及び１０７１ｂ）によって１ラインずつ遅延された信号は、それぞれ、３Ｈ及び４Ｈの信号として出力される。そして、垂直遅延回路１０７１の出力信号（２Ｈ〜４Ｈ）は、それぞれ、垂直ＬＰＦ回路１０７２の偶数タップＴ２、Ｔ４及びＴ６に入力される。
【００４５】
図９は、図８に示す垂直ＬＰＦ回路１０７２で行われる処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。ここで、図９の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では垂直方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００４６】
図９に示す垂直ＬＰＦ回路１０７２の周波数振幅特性は、垂直方向において、ｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域で、周波数振幅応答が０となる低域通過特性となっている。したがって、垂直ＬＰＦ回路１０７２における処理によって、前段の非線形処理回路１０５及び１０６による非線形処理で発生した、高調波の垂直方向（即ち、垂直輪郭補正信号と同一方向）の折り返し成分を抑制することができる。
【００４７】
また、垂直遅延回路１０７０及び垂直遅延回路１０７１の出力信号を組み合わせて、垂直ＬＰＦ回路１０７２で処理することにより、並列処理によって、垂直方向に２倍でアップサンプリングされていた信号が、垂直方向に１／２倍でダウンサンプリングされる。この際、垂直ＬＰＦ回路１０７２は、システム制御部５０からのシステムクロック５１により制御されて処理を行う。
【００４８】
ここで、図１０、図１１及び図１２を参照して、垂直輪郭補正信号に対する非線形処理の影響と、本実施形態の対策による垂直輪郭補正信号への効果について説明する。
【００４９】
図１０は、図１に示す非線形処理回路１０５及び１０６の出力について、垂直方向の周波数分布の一例を示す図である。また、図１１は、図１に示す垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７の出力について、垂直方向の周波数分布の一例を示す図である。また、図１２は、図１に示す非線形処理回路１０５及び１０６の出力について、水平方向の周波数分布の一例を示す図である。
【００５０】
ここで、図１０及び図１１の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では垂直方向）の周波数軸における周波数が示されている。また、図１２の横軸には、生成される輪郭補正信号の方向と直交する直交方向（本実施形態では水平方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００５１】
図１０において、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における基本波の垂直方向成分１５００は、周波数ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第２次高調波の垂直方向成分１５０１は、周波数２ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第３次高調波の垂直方向成分１５０２は、周波数３ｆａの周波数帯域に分布する。この際、ｆｓは入力画像信号のサンプリング周波数であり、０＜ｆａ＜ｆｓ／２であるとする。
【００５２】
また、図１０において、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における基本波第１側波帯の垂直方向成分１５０３は、周波数２ｆｓ−ｆａの周波数帯域に発生する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第２次高調波第１側波帯の垂直方向成分１５０４は、周波数２ｆｓ−２ｆａの周波数帯域に発生する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第３次高調波第１側波帯の垂直方向成分１５０５は、周波数２ｆｓ−３ｆａの周波数帯域に発生する。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、垂直方向に２倍にアップサンプリングをして高周波成分を抽出している。これにより、基本波、第２次高調波及び第３高調波の側波帯が、周波数２ｆｓを基準として低域側に折り返り、入力画像信号のナイキスト周波数ｆｓ／２よりも低い周波数帯域に混入することを防止できる。
【００５４】
また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における基本波、第２次高調波、第３高調波及びそれらの第１側波帯の垂直方向成分は、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７で入力画像信号のナイキスト周波数ｆｓ／２までの帯域に帯域制限される。そして、当該垂直方向成分は、垂直方向に１／２倍で間引かれる。これにより、図１１に示すように、垂直輪郭補正信号の垂直方向の成分からは、非線形処理による高調波及び高調波の折り返し成分が除去される。
【００５５】
また、図１２において、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における基本波の水平方向成分１６００は、周波数ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第２次高調波の水平方向成分１６０１は、周波数２ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路１０５及び１０６の出力信号における第３次高調波の水平方向成分１６０２は、周波数３ｆａの周波数帯域に分布する。
【００５６】
ここで、本実施形態においては、更に、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４で、水平方向に十分な帯域制限が行われているため、非線形処理回路１０５及び１０６における水平方向の波形の歪みはほとんど発生しない。したがって、垂直輪郭補正信号の水平方向成分についても、図１２に示すように、非線形処理に起因した画質劣化を低減できる。
【００５７】
以上のように、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７では、非線形処理によって発生した、高調波及び高調波の折り返し成分が抑制され、入力画像信号と画素数の等しい垂直輪郭補正信号が生成され、出力される。
【００５８】
垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７の出力信号（垂直輪郭補正信号）は、図１に示すゲイン調整回路１０８に入力される。そして、ゲイン調整回路１０８では、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７の出力信号（垂直輪郭補正信号）が所定のゲインで増幅される。
【００５９】
図１に示すゲイン調整回路１０８から出力される垂直輪郭補正信号は、図１に示す加算回路１０９において、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１から入力された元の画像信号（映像信号）に加算されて、当該画像信号に対して輪郭補正処理がなされる。そして、輪郭補正処理後の画像信号（映像信号）は、加算回路１０９から画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２に出力される。
【００６０】
次に、第１の実施形態に係る画像処理装置１による画像処理方法の処理の流れについて説明する。
図１３は、本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置１の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６１】
図１３に示す処理が開始されると、画像信号入力端子４１から、垂直輪郭補正処理部１０の垂直遅延回路１０１及び加算回路１０９に画像信号が入力される。そして、垂直遅延回路１０１では、上述したように、入力された画像信号を垂直方向に遅延させて、垂直アップサンプリング回路１０２に出力する。
【００６２】
そして、まず、ステップＳ１において、垂直アップサンプリング回路（高周波成分抽出手段）１０２は、垂直遅延回路１０１から入力された画像信号から、垂直方向（即ち、垂直輪郭補正信号と同一方向）における高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理を行う。この際、垂直アップサンプリング回路１０２は、入力された画像信号を、垂直方向（即ち、垂直輪郭補正信号と同一方向）の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、高周波成分抽出処理を行う。ここで、アップサンプリング処理におけるｎ倍のｎとしては、上述した説明では、「ｎ＝２」の場合の例について説明を行ったが、本発明のｎとしては、ｎが２以上の整数であれば適用可能である。
【００６３】
ここで、本実施形態の垂直アップサンプリング回路１０２は、垂直方向の周波数軸において、画像信号の高周波成分を抽出する周波数特性と、画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ回路（垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１）を有している。
【００６４】
垂直アップサンプリング回路１０２で処理された高周波成分は、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４に入力される。その後、水平ＬＰＦ回路（直交方向帯域制限手段）１０３及び１０４は、入力された高周波成分に対して、垂直輪郭補正信号の方向と直交する直交方向に帯域制限を行う。即ち、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４は、入力された高周波成分に対して、水平方向にローパスフィルタ処理を行う。
【００６５】
続いて、ステップＳ２において、非線形処理回路（非線形処理手段）１０５及び１０６は、それぞれ、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４から入力された高周波成分に対して非線形処理を行う。
【００６６】
続いて、ステップＳ３において、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、各非線形処理回路１０５及び１０６で非線形処理された高周波成分を、垂直輪郭補正信号と同一方向（即ち、垂直方向）に帯域制限する同一方向帯域制限処理を行う。
【００６７】
続いて、ステップＳ４において、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、前記同一方向に帯域制限した高周波成分を、当該同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、垂直輪郭補正信号を生成する処理を行う。その後、生成された垂直輪郭補正信号は、ゲイン調整回路１０８において所定のゲインで増幅された後、加算回路１０９に出力される。
【００６８】
続いて、ステップＳ５において、加算回路（画像信号処理手段）１０９は、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７で生成された垂直輪郭補正信号を用いて、画像信号入力端子４１から入力された画像信号の処理を行う。具体的に、加算回路１０９は、垂直輪郭補正信号を、入力された画像信号に加算処理して、当該当該画像信号に対して輪郭補正処理を行う。
【００６９】
その後、加算回路１０９から、輪郭補正処理後の画像信号が画像信号出力端子４２に出力されて、図１３に示すフローチャートが終了する。
【００７０】
以上のように、本実施形態の画像処理装置１では、画像信号（映像信号）に対する非線形処理によって発生する高調波及び当該高調波の折り返し成分を除去することができる。これにより、品位の良い輪郭補正信号を生成することができるため、高画質の画像を生成することが可能となる。また、画像信号のアップサンプリングは、輪郭方向にのみ行えばよく、アップサンプリング用の補間フィルタと垂直方向の高周波成分の抽出フィルタは共用することができるので、冗長な回路規模の増加を招くことなく、非線形処理の悪影響を除去することができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置２の概略構成の一例を示すブロック図である。
図１４に示すように、本実施形態の画像処理装置２は、水平輪郭補正処理部２０と、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１及び画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２と、システム制御部５０を有して構成されている。即ち、本実施形態の画像処理装置２は、図１に示す第１の実施形態の画像処理装置１における垂直輪郭補正処理部１０に替えて、水平輪郭補正処理部２０を構成したものである。
【００７２】
第２の実施形態では、画像信号入力端子４１から入力される入力画像信号について、水平輪郭補正処理部２０の垂直遅延回路１０１からゲイン調整回路１０８までの処理系において、水平方向の高周波成分を持つ水平輪郭補正信号を生成する。そして、加算回路１０９において、この水平輪郭補正信号を、画像信号入力端子４１から入力された入力画像信号に加算し、輪郭補正処理を行う。
【００７３】
ここで、画像信号入力端子４１及び画像信号出力端子４２、システム制御部５０、垂直遅延回路１０１、ゲイン調整回路１０８、並びに、加算回路１０９の構成及びその動作は、図１に示す画像処理装置１のものと同様である。また、本実施形態では、図１４に示すシステム制御部５０からは、水平輪郭補正処理部２０に対して、システムクロック５２及び５３が供給される形態となっている。
【００７４】
垂直遅延回路１０１で垂直方向に遅延処理された出力信号（画像信号）は、垂直ＬＰＦ回路２０１に入力され、垂直方向のローパスフィルタ処理が行われる。垂直ＬＰＦ回路２０１の周波数振幅特性は、第１の実施形態の水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４における図６の特性と同様である。図６に示すようなローパスフィルタ特性で垂直方向に帯域制限を行うことで、輪郭補正のための高周波成分を後段において抽出する方向（水平方向）と直交する直交方向からの画素のサンプリングによる折り返し成分を抑制することができる。また、本実施形態においても、後述する非線形処理回路２０４による非線形処理を行う前に、十分に帯域制限を行うことで、非線形処理によって発生する高調波の折り返し成分も低減することができる。
【００７５】
図１５は、図１４に示す水平遅延回路２０２の内部構成の一例を示すブロック図である。図１５に示すように、水平遅延回路２０２は、例えば、複数の遅延素子（２０２ａ〜２０２ｃ）を有して構成されている。
【００７６】
垂直ＬＰＦ回路２０１の出力信号は、水平遅延回路２０２に入力される。水平遅延回路２０２では、図１５に示すように、垂直ＬＰＦ回路２０１の出力信号を、遅延素子（２０２ａ〜２０２ｃ）を用いて水平方向に１画素ずつ遅延させる。この水平遅延回路２０２の出力信号Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、水平アップサンプリング回路２０３に入力される。
【００７７】
図１６は、図１４に示す水平アップサンプリング回路２０３の内部構成の一例を示すブロック図である。
水平アップサンプリング回路２０３は、図１６に示すように、水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１と、選択回路２０３２を有して構成されている。そして、水平アップサンプリング回路２０３は、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５２と、当該システムクロック５２の２倍速の倍速システムクロック５３によって制御されている。
【００７８】
図１７は、図１４に示す水平アップサンプリング回路２０３におけるアップサンプリング処理の概念の一例を示す模式図である。
図１７において、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、水平遅延回路２０２の出力信号の水平方向の画素位置を示し、Ｄ０．５、Ｄ１．５、Ｄ２．５及びＤ３．５は、水平遅延回路２０２の出力信号に対して、水平方向にゼロ挿入された画素の位置を示す。
【００７９】
水平アップサンプリング回路２０３では、図１７に示すＤ０、Ｄ０．５、Ｄ１、Ｄ１．５、Ｄ２、Ｄ２．５、Ｄ３及びＤ３．５の全ての画素の位置において、連続した補間画素値を得るため、図１６の水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１で補間処理を行う。
【００８０】
水平ＢＰＦ回路２０３０では、図１７に示すＤ０、Ｄ０．５、Ｄ１、Ｄ１．５、Ｄ２、Ｄ２．５及びＤ３の位置にある画素を用いて、ゼロ挿入された画素の位置Ｄ１．５に対応する補間画素値Ｈ０を生成する。
【００８１】
水平ＢＰＦ回路２０３１では、図１７に示すＤ０．５、Ｄ１、Ｄ１．５、Ｄ２、Ｄ２．５、Ｄ３及びＤ３．５の位置にある画素を用いて、元の画像信号の画素の位置Ｄ２に対応する補間画素値Ｈ１を生成する。
【００８２】
水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１で行われる補間処理の周波数振幅特性は、例えば、第１の実施形態における垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１と同様に、図５に示すようになっている。図５において、ｆｓは、前述したように、画像信号入力端子４１から入力された画像信号のサンプリング周波数である。ここで、図５の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では水平方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００８３】
図５に示すｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域において周波数振幅応答を０にすることと、０からｆｓ／２までの周波数帯域においてバンドパス特性を持つことが、水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１における補間処理において必須となる。このようなフィルタ特性を有する水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１で補間処理を行うことにより、水平方向のアップサンプリングを行うと同時に、水平輪郭補正信号における水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向）の高周波成分を抽出することができる。
【００８４】
なお、図１７に示すＤ０．５、Ｄ１．５、Ｄ２．５及びＤ３．５の位置にある画素は、常に０であるので、水平ＢＰＦ回路２０３０では、図１６に示すように、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。同様に、水平ＢＰＦ回路２０３１においても、図１６に示すように、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。
【００８５】
水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１の処理結果（Ｈ０及びＨ１）は、選択回路２０３２に入力され、選択回路２０３２において、システムクロック５２と倍速システムクロック５３に応じて、交互に出力される。
【００８６】
図１８は、図１６に示す水平アップサンプリング回路２０３の各内部構成の処理動作の一例を示すタイミングチャートである。
図１８において、水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１では、システムクロック５１の立ち上がりのタイミングで処理結果が出力される。図１８において、選択回路２０３２では、システムクロック５２が１で、かつ、倍速システムクロック５３の立ち上がりとなるときに、水平ＢＰＦ回路２０３０の処理結果を選択して出力する。また、選択回路２０３２では、システムクロック５２が０で、かつ、倍速システムクロック５３が立ち上がりとなるときに、水平ＢＰＦ回路２０３１の結果を選択して出力する。
【００８７】
以上の説明した処理によって、水平アップサンプリング回路２０３からは、水平方向に２倍にアップサンプリングされた水平方向の高周波成分が、システムクロック５２の２倍速のタイミングで出力される。
【００８８】
水平アップサンプリング回路２０３の出力信号は、非線形処理回路２０４に入力され、非線形処理が行われる。この非線形処理回路２０４で行われる非線形処理の特性は、第１の実施形態の非線形処理回路１０５及び１０６と同様であり、図７のようになる。また、非線形処理回路２０４には、水平方向に２倍にアップサンプリングされた信号が入力されるため、倍速システムクロック５３に基づいて処理のタイミングが制御されている。
【００８９】
非線形処理回路２０４の出力信号は、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５に入力される。
【００９０】
図１９は、図１４に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５の内部構成の一例を示すブロック図である。また、図２０は、図１９に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５の各内部構成の処理動作の一例を示すタイミングチャートである。
【００９１】
水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５は、図１９に示すように、例えば、複数の遅延素子（２０５０ａ〜２０５０ｆ）を具備する水平遅延回路２０５０と、水平ＬＰＦ回路２０５１と、間引き回路２０５２を有して構成されている。
【００９２】
水平遅延回路２０５０は、非線形処理回路２０４の出力信号を、遅延素子（２０５０ａ〜２０５０ｆ）により水平方向に１画素ずつ遅延させた信号を出力する。そして、水平遅延回路２０５０から出力された出力信号は、水平ＬＰＦ回路２０５１に入力される。
【００９３】
水平ＬＰＦ回路２０５１では、水平遅延回路２０５０から出力された出力信号に対して、水平方向のローパスフィルタ処理が行われる。水平ＬＰＦ回路２０５１の周波数振幅特性は、第１の実施形態における垂直ＬＰＦ回路１０７２と同様に、図９に示すようになっている。この場合、水平ＬＰＦ回路２０５１では、図９に示すように、水平方向において、ｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域で、周波数振幅応答が０となる低域通過特性となっている。また、水平ＬＰＦ回路２０５１では、図２０のタイミングチャートに示すように、倍速システムクロック５３の立ち上がりのタイミングで、処理結果が出力される。
【００９４】
間引き回路２０５２では、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５２と倍速システムクロック５３に応じて、水平ＬＰＦ回路２０５１の処理結果を、水平方向に１／２に間引いて出力する。例えば、図２０のタイミングチャートに示すように、システムクロック５２が１で、かつ、倍速システムクロック５３が立ち上がりとなる場合にのみ、水平ＬＰＦ回路２０５１の処理結果を出力する。
【００９５】
ここで、図１０、図１１及び図１２を参照して、水平輪郭補正信号に対する非線形処理の影響と、本実施形態の対策による水平輪郭補正信号への効果について説明する。
【００９６】
ここで、本実施形態においては、図１０は、図１４に示す非線形処理回路２０４の出力について、水平方向の周波数分布の一例を示す図であるものとする。また、本実施形態においては、図１１は、図１４に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５の出力について、水平方向の周波数分布の一例を示す図であるものとする。また、本実施形態においては、図１２は、図１４に示す非線形処理回路２０４の出力について、垂直方向の周波数分布の一例を示す図であるものとする。
【００９７】
ここで、図１０及び図１１の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では水平方向）の周波数軸における周波数が示されている。また、図１２の横軸には、生成される輪郭補正信号の方向と直交する直交方向（本実施形態では垂直方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【００９８】
図１０において、非線形処理回路２０４の出力信号における基本波の水平方向成分１５００は、周波数ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第２次高調波の水平方向成分１５０１は、周波数２ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第３次高調波の水平方向成分１５０２は、周波数３ｆａの周波数帯域に分布する。この際、ｆｓは入力画像信号のサンプリング周波数であり、０＜ｆａ＜ｆｓ／２であるとする。
【００９９】
また、図１０において、非線形処理回路２０４の出力信号における基本波第１側波帯の水平方向成分１５０３は、周波数２ｆｓ−ｆａの周波数帯域に発生する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第２次高調波第１側波帯の水平方向成分１５０４は、周波数２ｆｓ−２ｆａの周波数帯域に発生する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第３次高調波第１側波帯の水平方向成分１５０５は、周波数２ｆｓ−３ｆａの周波数帯域に発生する。
【０１００】
以上のように、本実施形態では、水平方向に２倍にアップサンプリングをして高周波成分を抽出している。これにより、基本波、第２次高調波及び第３高調波の側波帯が、周波数２ｆｓを基準として低域側に折り返り、入力画像信号のナイキスト周波数ｆｓ／２よりも低い周波数帯域に混入することを防止できる。
【０１０１】
また、非線形処理回路２０４の出力信号における基本波、第２次高調波、第３高調波及びそれらの第１側波帯の水平方向成分は、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５において、入力画像信号のナイキスト周波数ｆｓ／２までの帯域に帯域制限される。そして、当該水平方向成分は、水平方向に１／２倍で間引かれる。これにより、図１１に示すように、水平輪郭補正信号の水平方向の成分からは、非線形処理による高調波及び高調波の折り返し成分が除去される。
【０１０２】
また、図１２において、非線形処理回路２０４の出力信号における基本波の垂直方向成分１６００は、周波数ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第２次高調波の垂直方向成分１６０１は、周波数２ｆａの周波数帯域に分布する。また、非線形処理回路２０４の出力信号における第３次高調波の垂直方向成分１６０２は、周波数３ｆａの周波数帯域に分布する。
【０１０３】
ここで、本実施においては、更に、垂直ＬＰＦ回路２０１で、垂直方向に十分な帯域制限が行われているため、非線形処理回路２０４における垂直方向の波形の歪みはほとんど発生しない。したがって、水平輪郭補正信号の垂直方向成分についても、図１２に示すように、非線形処理に起因した画質劣化を低減できる。
【０１０４】
以上のように、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５では、非線形処理によって発生した、高調波及び高調波の折り返し成分が抑制され、入力画像信号と画素数の等しい水平輪郭補正信号が生成され、出力される。
【０１０５】
水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５の出力信号（水平輪郭補正信号）は、図１４に示すゲイン調整回路１０８に入力される。そして、ゲイン調整回路１０８では、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５の出力信号（水平輪郭補正信号）が所定のゲインで増幅される。
【０１０６】
図１４に示すゲイン調整回路１０８から出力される水平輪郭補正信号は、図１４に示す加算回路１０９において、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１から入力された元の画像信号（映像信号）に加算されて、当該画像信号に対して輪郭補正処理がなされる。そして、輪郭補正処理後の画像信号（映像信号）は、加算回路１０９から画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２に出力される。
【０１０７】
次に、図１３を用いて、第２の実施形態に係る画像処理装置２による画像処理方法の処理の流れについて説明する。
【０１０８】
図１３に示す処理が開始されると、図１４に示す画像信号入力端子４１から、水平輪郭補正処理部２０の垂直遅延回路１０１及び加算回路１０９に画像信号が入力される。そして、垂直遅延回路１０１では、上述したように、入力された画像信号を垂直方向に遅延させて、垂直ＬＰＦ回路２０１に出力する。
【０１０９】
その後、垂直ＬＰＦ回路（直交方向帯域制限手段）２０１は、高周波成分が抽出される前の入力画像信号に対して、水平輪郭補正信号の方向と直交する直交方向に帯域制限を行う。即ち、垂直ＬＰＦ回路２０１は、入力された画像信号に対して、垂直方向にローパスフィルタ処理を行う。その後、水平遅延回路２０２では、上述したように、垂直ＬＰＦ回路２０１から入力された画像信号を水平方向に遅延させて、水平アップサンプリング回路２０３に出力する。
【０１１０】
そして、まず、ステップＳ１において、水平アップサンプリング回路（高周波成分抽出手段）２０３は、水平遅延回路２０２から入力された画像信号から、水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向）における高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理を行う。この際、水平アップサンプリング回路２０３は、入力された画像信号を、水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向）の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、高周波成分抽出処理を行う。ここで、アップサンプリング処理におけるｎ倍のｎとしては、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１１１】
ここで、本実施形態の水平アップサンプリング回路２０３は、水平方向の周波数軸において、画像信号の高周波成分を抽出する周波数特性と、画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ回路（水平ＢＰＦ回路２０３０及び２０３１）を含むものである。
【０１１２】
続いて、ステップＳ２において、非線形処理回路（非線形処理手段）２０４は、水平アップサンプリング回路２０３で抽出された高周波成分に対して非線形処理を行う。
【０１１３】
続いて、ステップＳ３において、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５は、非線形処理回路２０４で非線形処理された高周波成分を、水平輪郭補正信号と同一方向（即ち、水平方向）に帯域制限する同一方向帯域制限処理を行う。
【０１１４】
続いて、ステップＳ４において、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５は、前記同一方向に帯域制限した高周波成分を、当該同一方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、水平輪郭補正信号を生成する処理を行う。その後、生成された水平輪郭補正信号は、ゲイン調整回路１０８において所定のゲインで増幅された後、加算回路１０９に出力される。
【０１１５】
続いて、ステップＳ５において、加算回路（画像信号処理手段）１０９は、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路２０５で生成された水平輪郭補正信号を用いて、画像信号入力端子４１から入力された画像信号の処理を行う。具体的に、加算回路１０９は、水平輪郭補正信号を、入力された画像信号に加算処理して、当該当該画像信号に対して輪郭補正処理を行う。
【０１１６】
その後、加算回路１０９から、輪郭補正処理後の画像信号が画像信号出力端子４２に出力されて、図１３に示すフローチャートが終了する。
【０１１７】
以上のように、本実施形態の画像処理装置２においても、冗長な回路規模の増加を招くことなく、非線形処理によって発生する高調波及び高調波の折り返し成分を除去する、即ち、非線形処理の悪影響を除去ことができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図２１は、本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置３の概略構成の一例を示すブロック図である。
図２１に示すように、本実施形態の画像処理装置３は、輪郭補正処理部３０と、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１及び画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２と、システム制御部５０を有して構成されている。即ち、本実施形態の画像処理装置３は、輪郭補正処理部３０において、入力画像信号から、垂直方向及び水平方向の２つの異なる方向について、それぞれ輪郭補正信号を生成し、それらを、入力画像信号と合成することによって輪郭補正処理を行う構成となっている。なお、図２１において、図１に示す第１の本実施形態に係る画像処理装置１の構成と同様のものについては、同様の符号を付している。
【０１１９】
以下、本実施形態の画像処理装置３の構成及びその動作について説明する。
図２１において、画像信号入力端子４１には、不図示の画像信号源（映像信号源）が接続され、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５４の立ち上がりのタイミングで、１画素ずつ画像信号（映像信号）が読み出される。また、本実施形態における全ての処理は、システム制御部５０から供給されるシステムクロック５４によって制御されるものとする。
【０１２０】
輪郭補正処理部３０は、図１に示す１０１〜１０８の各回路に加えて、垂直ＬＰＦ回路３０１と、水平遅延回路３０２と、水平アップサンプリング回路３０３と、非線形処理回路３０４及び３０５と、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６と、ゲイン調整回路３０７と、加算回路３０８及び３０９を有して構成されている。
【０１２１】
画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１から入力された画像信号（映像信号）は、垂直遅延回路１０１と加算回路３０９に供給される。ここで、垂直遅延回路１０１の構成及び動作は、第１の実施形態と同じである。即ち、垂直遅延回路１０１の内部構成は、図２に示すようになる。そして、この垂直遅延回路１０１の出力信号（Ｌ０乃至Ｌ３）は、それぞれ、垂直アップサンプリング回路１０２と垂直ＬＰＦ回路３０１に入力される。
【０１２２】
垂直アップサンプリング回路１０２からゲイン調整回路１０８までの処理は、第１の実施形態と同様であり、これらの回路の処理により、垂直方向の高周波成分を持つ垂直輪郭補正信号が生成される。
【０１２３】
一方、垂直ＬＰＦ回路３０１では、垂直遅延回路１０１の出力信号に対して、垂直方向にローパスフィルタ処理が行われる。ここで、垂直ＬＰＦ回路３０１で用いられるローパスフィルタの周波数振幅特性は、第１の実施形態の水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４における図６の特性と同様である。入力画像信号に対して、図６のような特性のローパスフィルタで垂直に帯域制限を行うことにより、輪郭補正のための高周波成分を後段において抽出する方向（水平方向）と直交する直交方向からの画素のサンプリングによる折り返し成分を抑制することができる。また、本実施形態においても、後述する非線形処理回路３０４及び３０５による非線形処理を行う前に、十分に帯域制限を行うことで、非線形処理によって発生する高調波の折り返し成分も低減することができる。
【０１２４】
そして、垂直ＬＰＦ回路３０１の出力信号は、水平遅延回路３０２に入力される。水平遅延回路３０２の内部構成は、第２の実施形態の水平遅延回路２０２と同じであり、図１５に示すものとなる。この水平遅延回路３０２の出力信号（Ｄ０乃至Ｄ３）は、水平アップサンプリング回路３０３に入力される。
【０１２５】
図２２は、図２１に示す水平アップサンプリング回路３０３の内部構成の一例を示すブロック図である。
水平アップサンプリング回路３０３は、図２２に示すように、水平ＢＰＦ回路３０３０及び３０３１を有して構成されている。
【０１２６】
また、水平アップサンプリング回路３０３におけるアップサンプリング処理の概念の一例は、第２の実施形態の水平アップサンプリング回路２０３と同様に、図１７に示すものとなる。即ち、水平ＢＰＦ回路３０３０では、図１７に示すＤ０、Ｄ０．５、Ｄ１、Ｄ１．５、Ｄ２、Ｄ２．５及びＤ３の位置にある画素を用いて、ゼロ挿入された画素の位置Ｄ１．５に対応する補間画素値Ｈ０を生成する。また、水平ＢＰＦ回路３０３１では、図１７に示すＤ０．５、Ｄ１、Ｄ１．５、Ｄ２、Ｄ２．５、Ｄ３及びＤ３．５の位置にある画素を用いて、元の画像信号の画素の位置Ｄ２に対応する補間画素値Ｈ１を生成する。
【０１２７】
水平ＢＰＦ回路３０３０及び３０３１で行われる補間処理の周波数振幅特性は、例えば、第１の実施形態における垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１と同様に、図５に示すようになっている。図５において、ｆｓは、前述したように、画像信号入力端子４１から入力された画像信号のサンプリング周波数である。ここで、図５の横軸には、生成される輪郭補正信号と同一方向（本実施形態では水平方向）の周波数軸における周波数が示されている。
【０１２８】
図５に示すｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域において周波数振幅応答を０にすることと、０からｆｓ／２までの周波数帯域においてバンドパス特性を持つことが、水平ＢＰＦ回路３０３０及び３０３１における補間処理において必須となる。このようなフィルタ特性を有する水平ＢＰＦ回路３０３０及び３０３１で補間処理を行うことにより、水平方向のアップサンプリングを行うと同時に、水平輪郭補正信号における水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向）の高周波成分を抽出することができる。
【０１２９】
なお、図１７に示すＤ０．５、Ｄ１．５、Ｄ２.５及びＤ３．５の位置にある画素は、常に０であるので、水平ＢＰＦ回路３０３０では、図２２に示すように、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。同様に、水平ＢＰＦ回路３０３１においても、図２２に示すように、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３の位置にある画素に対してのみ、フィルタ係数との演算を行えばよい。
【０１３０】
以上の説明した処理によって、水平アップサンプリング回路３０３からは、水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向）に２倍にアップサンプリングされた水平方向の高周波成分Ｈ０及びＨ１が出力される。
【０１３１】
水平アップサンプリング回路３０３の出力信号Ｈ０及びＨ１は、それぞれ、非線形処理回路３０４及び３０５に入力され、非線形処理が行われる。この非線形処理回路３０４及び３０５の構成及びその動作は、非線形処理回路１０５及び１０６と同じである。これらの非線形処理回路３０４及び３０５の出力信号（ＨＮ０、ＨＮ１）は、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６に入力される。
【０１３２】
図２３は、図２１に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６の内部構成の一例を示すブロック図である。
水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６は、図２３に示すように、例えば、水平遅延回路３０６０及び３０６１と、水平ＬＰＦ回路３０６２を有して構成されている。また、図２３に示す例では、水平遅延回路３０６０の内部に遅延素子３０６０ａ〜３０６０ｃが構成され、水平遅延回路３０６１の内部に遅延素子３０６１ａ及び３０６１ｂが構成されている。
【０１３３】
水平遅延回路３０６０は、非線形処理回路３０４の出力信号（ＨＮ０）と、当該出力信号（ＨＮ０）を遅延素子（３０６０ａ〜３０６０ｃ）によって１画素ずつ遅延させた信号を、出力信号Ｄ１．５〜Ｄ４．５として水平ＬＰＦ回路３０６２に出力する。また、水平遅延回路３０６１は、非線形処理回路３０５の出力信号（ＨＮ１）と、当該出力信号（ＨＮ１）を遅延素子（３０６１ａ及び３０６１ｂ）によって１画素ずつ遅延させた信号を、出力信号Ｄ２〜Ｄ４として水平ＬＰＦ回路３０６２に出力する。
【０１３４】
具体的に、水平遅延回路３０６０の出力信号Ｄ１．５、Ｄ２．５、Ｄ３．５及びＤ４．５は、それぞれ、水平ＬＰＦ回路３０６２の奇数タップＴ１、Ｔ３、Ｔ５及びＴ７に入力される。また、水平遅延回路３０６１の出力信号Ｄ２、Ｄ３及びＤ４は、それぞれ、水平ＬＰＦ回路３０６２の偶数タップＴ２、Ｔ４及びＴ６に入力される。
【０１３５】
この水平ＬＰＦ回路３０６２の周波数振幅特性は、第１の実施形態の図８に示す垂直ＬＰＦ回路１０７２と同様に、図９に示すものとなる。図９に示す水平ＬＰＦ回路３０６２の周波数振幅特性は、水平方向において、ｆｓ／２から３ｆｓ／２までの周波数帯域で、周波数振幅応答が０となる低域通過特性となっている。したがって、水平ＬＰＦ回路３０６２における処理によって、前段の非線形処理回路３０４及び３０５による非線形処理で発生した、高調波の水平方向の折り返し成分を抑制することができる。
【０１３６】
また、水平遅延回路３０６０及び水平遅延回路３０６１の出力信号を組み合わせて、水平ＬＰＦ回路３０６２で処理することにより、並列処理によって、水平方向に２倍でアップサンプリングされていた信号が、水平方向に１／２倍でダウンサンプリングされる。この際、水平ＬＰＦ回路３０６２は、システム制御部５０からのシステムクロック５４により制御されて処理を行う。
【０１３７】
以上のようにして、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６では、非線形処理回路３０４及び３０５の非線形処理によって発生した、高調波の水平方向の折り返し成分が抑制され、入力画像信号と画素数の等しい水平輪郭補正信号が生成され、出力される。なお、水平輪郭補正信号に対する非線形処理の影響と、本実施形態の対策による水平輪郭補正信号への効果については、第２の実施形態で説明した内容と同様である。
【０１３８】
水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６の出力信号（水平輪郭補正信号）は、ゲイン調整回路３０７に入力される。ゲイン調整回路３０７では、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６の出力信号（水平輪郭補正信号）が所定のゲインで増幅される。
【０１３９】
ゲイン調整回路３０７から出力された水平輪郭補正信号と、ゲイン調整回路１０８から出力された垂直輪郭補正信号は、加算回路３０８で加算され、最終的な輪郭補正信号が生成される。
【０１４０】
そして、加算回路３０９では、画像信号入力端子（映像信号入力端子）４１から入力された元の画像信号（映像信号）に対して、加算回路３０８から出力された輪郭補正信号を加算して、当該画像信号に対する輪郭補正処理を行う。そして、輪郭補正処理後の画像信号（映像信号）は、加算回路３０９から画像信号出力端子（映像信号出力端子）４２に出力される。
【０１４１】
次に、図１３を用いて、第３の実施形態に係る画像処理装置３による画像処理方法の処理の流れについて説明する。
【０１４２】
図１３に示す処理が開始されると、画像信号入力端子４１から、輪郭補正処理部３０の垂直遅延回路１０１及び加算回路３０９に画像信号が入力される。そして、垂直遅延回路１０１では、上述したように、入力された画像信号を垂直方向に遅延させる。その後、垂直遅延回路１０１で処理された画像信号は、垂直アップサンプリング回路１０２及び垂直ＬＰＦ回路３０１に出力される。
【０１４３】
ここで、本実施形態では、図２１のうち、垂直アップサンプリング回路１０２からゲイン調整回路１０８までの処理系において、垂直方向（第１の方向）の高周波成分を持つ垂直輪郭補正信号（第１の輪郭補正信号）が生成される。以下、この垂直輪郭補正信号を生成する処理系を「第１の処理系」と称する。また、垂直ＬＰＦ回路３０１からゲイン調整回路３０７までの処理系において、水平方向（第２の方向）の高周波成分を持つ水平輪郭補正信号（第２の輪郭補正信号）が生成される。以下、この水平輪郭補正信号を生成する処理系を「第２の処理系」と称する。
【０１４４】
その後、第２の処理系では、垂直ＬＰＦ回路（第２の直交方向帯域制限手段）３０１は、高周波成分が抽出される前の入力画像信号に対して、水平輪郭補正信号の方向と直交する直交方向に帯域制限を行う。即ち、垂直ＬＰＦ回路３０１は、入力された画像信号に対して、垂直方向にローパスフィルタ処理を行う。なお、この垂直ＬＰＦ回路（第２の直交方向帯域制限手段）を水平アップサンプリング回路３０３の後段に設けて、当該水平アップサンプリング回路３０３で抽出された高周波成分に対して、垂直方向にローパスフィルタ処理を行う形態であってもよい。その後、水平遅延回路３０２では、上述したように、垂直ＬＰＦ回路３０１から入力された画像信号を水平方向に遅延させて、水平アップサンプリング回路３０３に出力する。
【０１４５】
このような処理状態で、各処理系ごとに、以下に示すステップＳ１の高周波成分抽出処理が行われる。
【０１４６】
まず、第１の処理系では、ステップＳ１において、垂直アップサンプリング回路（第１の高周波成分抽出手段）１０２は、垂直遅延回路１０１から入力された画像信号から、垂直方向（第１の方向）における高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理を行う。この際、垂直アップサンプリング回路１０２は、入力された画像信号を、垂直方向（即ち、垂直輪郭補正信号と同一方向、第１の方向）の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、高周波成分抽出処理を行う。ここでのアップサンプリング処理におけるｎ倍のｎとしては、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１４７】
また、本実施形態の垂直アップサンプリング回路１０２は、垂直方向の周波数軸において、画像信号の高周波成分を抽出する周波数特性と、画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ回路（垂直ＢＰＦ回路１０２０及び１０２１）を有している。
【０１４８】
垂直アップサンプリング回路１０２で処理された高周波成分は、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４に入力される。その後、水平ＬＰＦ回路（第１の直交方向帯域制限手段）１０３及び１０４は、入力された高周波成分に対して、垂直輪郭補正信号の方向と直交する直交方向に帯域制限を行う。即ち、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４は、入力された高周波成分に対して、水平方向にローパスフィルタ処理を行う。なお、この水平ＬＰＦ回路（第１の直交方向帯域制限手段）を垂直アップサンプリング回路１０２の前段に設けて、当該高周波成分が抽出される前の画像信号に対して、水平方向にローパスフィルタ処理を行う形態であってもよい。
【０１４９】
一方、第２の処理系では、ステップＳ１において、水平アップサンプリング回路（第２の高周波成分抽出手段）３０３は、水平遅延回路３０２から入力された画像信号から、水平方向（第２の方向）における高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理を行う。この際、水平アップサンプリング回路３０３は、入力された画像信号を、水平方向（即ち、水平輪郭補正信号と同一方向、第２の方向）の周波数軸に関して当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングして、高周波成分抽出処理を行う。
【０１５０】
また、本実施形態の水平アップサンプリング回路３０３は、水平方向の周波数軸において、画像信号の高周波成分を抽出する周波数特性と、画像信号を当該画像信号のｎ倍のサンプリング周波数でアップサンプリングする周波数特性とを併せ持ったフィルタ回路（水平ＢＰＦ回路３０３０及び３０３１）を含むものである。
【０１５１】
続いて、各処理系ごとに、以下に示すステップＳ２の非線形処理が行われる。
【０１５２】
まず、第１の処理系では、ステップＳ２において、非線形処理回路（第１の非線形処理手段）１０５及び１０６は、それぞれ、水平ＬＰＦ回路１０３及び１０４から入力された高周波成分に対して非線形処理を行う。
【０１５３】
一方、第２の処理系では、ステップＳ２において、非線形処理回路（第２の非線形処理手段）３０４及び３０５は、水平アップサンプリング回路３０３で抽出された高周波成分に対して、それぞれ非線形処理を行う。
【０１５４】
続いて、各処理系ごとに、以下に示すステップＳ３の同一方向帯域制限処理が行われる。
【０１５５】
まず、第１の処理系では、ステップＳ３において、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、各非線形処理回路１０５及び１０６で非線形処理された高周波成分を、垂直輪郭補正信号と同一方向（垂直方向）に帯域制限する同一方向帯域制限処理を行う。この場合、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、第１の同一方向帯域制限手段を構成することになる。
【０１５６】
一方、第２の処理系では、ステップＳ３において、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６は、非線形処理回路３０４及び３０５で非線形処理された高周波成分を、水平輪郭補正信号と同一方向（水平方向）に帯域制限する同一方向帯域制限処理を行う。この場合、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６は、第２の同一方向帯域制限手段を構成することになる。
【０１５７】
続いて、各処理系ごとに、以下に示すステップＳ４の輪郭補正信号生成処理が行われる。
【０１５８】
まず、第１の処理系では、ステップＳ４において、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、垂直方向（第１の方向）に帯域制限した高周波成分を、当該垂直方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、垂直輪郭補正信号を生成する処理を行う。この場合、垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路１０７は、第１の輪郭補正信号である垂直輪郭補正信号を生成する第１の生成手段を構成することになる。その後、生成された垂直輪郭補正信号は、ゲイン調整回路１０８において所定のゲインで増幅された後、加算回路３０８に出力される。
【０１５９】
一方、第２の処理系では、ステップＳ４において、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６は、水平方向（第２の方向）に帯域制限した高周波成分を、当該水平方向に１／ｎ倍にダウンサンプリングして、水平輪郭補正信号を生成する処理を行う。この場合、水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路３０６は、第２の輪郭補正信号である水平輪郭補正信号を生成する第２の生成手段を構成することになる。その後、生成された水平輪郭補正信号は、ゲイン調整回路３０７において所定のゲインで増幅された後、加算回路３０８に出力される。
【０１６０】
その後、加算回路３０８は、ゲイン調整回路１０８から出力された垂直輪郭補正信号とゲイン調整回路３０７から出力された水平輪郭補正信号とを加算処理して、最終的な輪郭補正信号を生成する。
【０１６１】
続いて、加算回路（画像信号処理手段）３０９において、以下に示すステップＳ５の画像信号処理が行われる。
【０１６２】
ステップＳ５において、加算回路３０９は、加算回路３０８から出力された輪郭補正信号を用いて、画像信号入力端子４１から入力された画像信号の処理を行う。具体的に、加算回路３０９は、加算回路３０８から出力された輪郭補正信号を、入力された画像信号に加算処理して、当該当該画像信号に対して輪郭補正処理を行う。
【０１６３】
その後、加算回路３０９から、輪郭補正処理後の画像信号が画像信号出力端子４２に出力されて、図１３に示すフローチャートが終了する。
【０１６４】
本実施形態においても、非線形処理の前で、輪郭方向に画像信号をアップサンプリングして高周波成分を抽出し、非線形処理の後で、輪郭方向に元の画像信号のナイキスト周波数に帯域制限してから、輪郭方向にダウンサンプリングを行っている。これにより、非線形処理によって発生する高調波と、高調波の折り返し成分を除去することができる。また、非線形処理の前で、輪郭方向と直交方向に、輪郭補正信号を帯域制限することにより、非線形処理によって輪郭方向と直交方向に発生する輪郭補正信号の高調波、及び、高調波の折り返し成分の振幅レベルを十分に減衰させることができる。
【０１６５】
また、本実施形態では、複数の方向の高周波成分を持つ輪郭補正信号を生成する際に、非線形処理による輪郭方向の折り返し成分を抑制するためのアップサンプリング処理の方向と、非線形処理による輪郭方向と直交方向の折り返し成分を抑制するための帯域制限処理の方向とが、それぞれ、輪郭方向によって限定される。これにより、輪郭補正信号を生成するために画像信号を２次元的にアップサンプリングする必要がなく、冗長な回路規模の増加を招くことなく、非線形処理の悪影響を除去することができる。
【０１６６】
前述した各実施形態に係る画像処理装置を構成する図１、図１４及び図２１の各手段、並びに画像処理方法を示す図１３の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【０１６７】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。
【０１６８】
また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態に係る画像処理装置の機能が実現される態様に限られない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態に係る画像処理装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態に係る画像処理装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【０１６９】
また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】垂直遅延回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】垂直アップサンプリング回路の内部構成の一例を示す図である。
【図４】垂直アップサンプリング回路におけるアップサンプリング処理の概念の一例を示す模式図である。
【図５】図３に示す垂直ＢＰＦ回路（或いは、図１６又は図２２に示す水平ＢＰＦ回路）で行われる補間処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。
【図６】図１に示す水平ＬＰＦ回路（或いは、図１４又は図２１に示す垂直ＬＰＦ回路）で行われる処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。
【図７】図１に示す非線形処理回路（或いは、図１４又は図２１に示す非線形処理回路）で行われる非線形処理の特性の一例を示す図である。
【図８】図１に示す垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す垂直ＬＰＦ回路（或いは、図１９又は図２３に示す水平ＬＰＦ回路）で行われる処理の周波数振幅特性の一例を示す図である。
【図１０】図１に示す非線形処理回路（或いは、図１４又は図２１に示す非線形処理回路）の出力について、垂直方向（或いは、水平方向）の周波数分布の一例を示す図である。
【図１１】図１に示す垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路（或いは、図１４又は図２１に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路）の出力について、垂直方向（或いは、水平方向）の周波数分布の一例を示す図である。
【図１２】図１に示す非線形処理回路（或いは、図１４又は図２１に示す非線形処理回路）の出力について、水平方向（或いは、垂直方向）の周波数分布の一例を示す図である。
【図１３】本発明の各実施形態に係る画像処理装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】図１４に示す水平遅延回路（或いは、図２１に示す水平遅延回路）の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】図１４に示す水平アップサンプリング回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図１７】図１４に示す水平アップサンプリング回路（或いは、図２１に示す水平アップサンプリング回路）におけるアップサンプリング処理の概念の一例を示す模式図である。
【図１８】図１６に示す水平アップサンプリング回路の各内部構成の処理動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１４に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】図１９に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路の各内部構成の処理動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図２１】本発明の第３の実施形態に係る画像処理装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】図２１に示す水平アップサンプリング回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】図２１に示す水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１７１】
１〜３  画像処理装置
１０  垂直輪郭補正処理部
４１  画像信号入力端子（映像信号入力端子）
４２  画像信号出力端子（映像信号出力端子）
５０  システム制御部
５１〜５４  システムクロック
１０１  垂直遅延回路
１０２  垂直アップサンプリング回路
１０３、１０４  水平ＬＰＦ回路
１０５、１０６、２０４、３０４、３０５  非線形処理回路
１０７  垂直ＬＰＦ・垂直ダウンサンプリング回路
１０８、３０７  ゲイン調整回路
１０９、３０８、３０９  加算回路
２０１、３０１  垂直ＬＰＦ回路
２０２、３０２  水平遅延回路
２０３、３０３  水平アップサンプリング回路
２０５、３０６  水平ＬＰＦ・水平ダウンサンプリング回路
【図１】
2008306497.tif 000003
【図２】
2008306497.tif 000004
【図３】
2008306497.tif 000005
【図４】
2008306497.tif 000006
【図５】
2008306497.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008306497.tif 000009
【図８】
2008306497.tif 000010
【図９】
2008306497.tif 000011
【図１０】
2008306497.tif 000012
【図１１】
2008306497.tif 000013
【図１２】
2008306497.tif 000014
【図１３】
2008306497.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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