(57)【要約】【課題】静止画を入力した場合のちらつきを容易にかつ確実に抑えることができ、また、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の色づきを容易にかつ確実に抑えることができる画像処理装置を提供する。【解決手段】画像入力手段と、画像入力手段より入力した入力画像から疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段とを有する画像処理装置において、疑似乱数を、異なるフレーム間で同じ数列とするか、または、異なる色間で同じ数列とする。これにより、静止画を入力した場合に出力結果が前フレームと同じとなる。また、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合に出力結果が色毎に同じとなる。【選択図】　　　　図１
2004101854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段より入力した入力画像から、疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段と、
を有する画像処理装置であって、
前記疑似乱数は、
異なるフレーム間で同じ数列であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記出力画像決定手段は、
計算途中の出力画像である中間出力画像の初期状態を決定する中間出力画像初期状態決定手段と、
前記中間出力画像の画質を評価する画質評価手段と、
前記中間出力画像を変化させる中間出力画像変化手段と、
を有し、
前記中間出力画像変化手段と前記画質評価手段とは、
前記中間出力画像の変化と評価を反復的に行い、所定の条件を満たした前記中間出力画像を最終的な出力画像とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記中間出力画像初期状態決定手段及び／または前記中間出力画像変化手段は、
疑似乱数を用い、
該疑似乱数は、
異なるフレーム間で同じ数列であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記出力画像決定手段は、
前記入力画像を複数の領域に分け、該領域毎に出力画像を決定し、
前記出力画像決定手段が用いる疑似乱数は、
同じ画像領域に対して異なるフレーム間で同じ数列であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段より入力した入力画像から、疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段と，
を有する画像処理装置であって、
前記疑似乱数は、
異なる色間で同じ数列であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記出力画像決定手段は、
計算途中の出力画像である中間出力画像の初期状態を決定する中間出力画像初期状態決定手段と、
前記中間出力画像の画質を評価する画質評価手段と、
前記中間出力画像を変化させる中間出力画像変化手段と、
を有し、
前記中間出力画像変化手段と前記画質評価手段とは、
前記中間出力画像の変化と評価を反復的に行い、所定の条件を満たした前記中間出力画像を最終的な出力画像とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記中間出力画像初期状態決定手段及び／または前記中間出力画像変化手段は、
疑似乱数を用い、
該疑似乱数は、
異なる色間で同じ数列であることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記出力画像決定手段は、
前記入力画像を複数の領域に分け、該領域毎に出力画像を決定し、
前記出力画像決定手段が用いる疑似乱数は、
同じ画像領域に対して異なる色間で同じ数列であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置に関し、特に、画像処理装置における中間調処理方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のデジタル画像処理プロセッサとしては、画像を評価値に基づいて最適化を行うデジタル画像処理プロセッサに関する技術が開示されている。これは、評価値が閾値を超える、もしくは演算を規定の回数行う、のいずれかの条件をみたすまで繰り返し演算と評価を行い中間調処理を行うというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、動画を表示する出力装置に静止画が入力された場合、フレーム間で処理結果に差異が生じると、ちらつきを生じる。
【０００４】
そこで、上記従来技術では、ちらつきを抑制するために、入力情報が動画か静止画かを判定して、静止画であれば前フレームの出力結果を初期状態とする、また、静止画であれば前フレームの出力結果に近いほどが評価値をよくすることで、前フレームとの差異をなくそうとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１２４７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、動画であるか静止画であるかを判定する手段が必要となる。
【０００７】
また、上記従来技術によっては、必ずしも前フレームとの差異がなくなるわけではない。よって、静止画を入力した場合のちらつきを容易にかつ確実に抑えることが課題となる。
【０００８】
さらに、上記従来技術においては、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の色づきを抑えることも課題となる。
【０００９】
そこで、本発明は、静止画を入力した場合に出力結果が前フレームと同じとなるようにすることにより、静止画を入力した場合のちらつきを容易にかつ確実に抑えることができ、また、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合に出力結果が色毎に同じとなるようにすることにより、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の色づきを容易にかつ確実に抑えることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による画像処理装置は、画像入力手段と、画像入力手段より入力した入力画像から、疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段とを有する画像処理装置であって、疑似乱数は、異なるフレーム間で同じ数列であるか、または、異なる色間で同じ数列であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１記載の画像処理装置は、画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段より入力した入力画像から、疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段とを有する画像処理装置において、疑似乱数は異なるフレーム間で同じ数列であることで、静止画を入力した場合に前フレームとの差異をなくす。
【００１２】
請求項２記載の画像処理装置は、出力画像決定手段は、計算途中の出力画像である中間出力画像の初期状態を決定する中間出力画像初期状態決定手段と、中間出力画像の画質を評価する画質評価手段と、中間出力画像を変化させる中間出力画像変化手段とからなり、反復的に中間出力画像変化手段と画質評価手段とにより中間出力画像の変化と評価を行い、所定の条件を満たした中間出力画像を最終的な出力画像とする画像処理装置において、中間出力画像初期状態決定手段、もしくは中間出力画像変化手段の少なくともいずれか一方で疑似乱数を用い、疑似乱数は異なるフレーム間で同じ数列であることで、静止画を入力した場合に前フレームとの差異をなくす。
【００１３】
請求項３記載の画像処理装置は、中間出力画像初期状態決定手段及び／または中間出力画像変化手段は、疑似乱数を用い、その疑似乱数は、異なるフレーム間で同じ数列である請求項２記載の画像処理装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の画像処理装置は、出力画像決定手段は、入力画像を複数の領域に分け、領域毎に出力画像を決定する画像処理装置であって、出力画像決定手段が用いる疑似乱数は、同じ画像領域に対して異なるフレーム間で同じ数列であることで、部分的に静止している入力画像の静止部分に対して前フレームとの差異をなくす。
【００１５】
請求項５記載の画像処理装置は、画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段より入力した入力画像から、疑似乱数を用いて出力画像を決定する出力画像決定手段とを有する画像処理装置において、疑似乱数は異なる色間で同じ数列であることで、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の出力結果を色毎に同じとする。
【００１６】
請求項６記載の画像処理装置は、出力画像決定手段は、計算途中の出力画像である中間出力画像の初期状態を決定する中間出力画像初期状態決定手段と、中間出力画像の画質を評価する画質評価手段と、中間出力画像を変化させる中間出力画像変化手段とからなり、反復的に中間出力画像変化手段と画質評価手段とにより中間出力画像の変化と評価を行い、所定の条件を満たした中間出力画像を最終的な出力画像とする画像処理装置において、中間出力画像初期状態決定手段、もしくは中間出力画像変化手段の少なくともいずれか一方で疑似乱数を用い、疑似乱数は異なる色間で同じ数列であることで、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の出力結果を色毎に同じとする。
【００１７】
請求項７記載の画像処理装置は、中間出力画像初期状態決定手段及び／または中間出力画像変化手段は、疑似乱数を用い、その疑似乱数は、異なる色間で同じ数列である請求項６記載の画像処理装置であることを特徴とする。
【００１８】
請求項８記載の画像処理装置は、出力画像決定手段は、入力画像を複数の領域に分け、領域毎に出力画像を決定する画像処理装置であって、出力画像決定手段が用いる疑似乱数は、同じ画像領域に対して異なる色間で同じ数列であることで、部分的に各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の各版毎に同じ入力値を持つ部分の出力結果を色毎に同じとする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、　添付図面を参照して、本発明による画像処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明による画像処理装置の一実施形態たる第１実施例について説明する。
【００２１】
図１には、本発明による画像処理装置の一実施形態たる画像処理装置の構成が示されている。
画像処理装置１００は、コンピュータ１０１と、液晶ディスプレイドライバ１０２と、液晶ディスプレイ１０３とから構成される。
【００２２】
コンピュータ１０１は、液晶ディスプレイドライバ１０２に表示させたい画像を出力する。
【００２３】
液晶ディスプレイドライバ１０２は、コンピュータ１０１から入力した画像を液晶ディスプレイ１０３が再現できる画像形式に変換して液晶ディスプレイ１０３に出力する。
【００２４】
液晶ディスプレイ１０３は、液晶ディスプレイドライバ１０２から入植した画像を表示する。
ここで、入力画像はＲＧＢそれぞれ１　画素につき０以上２５５以下の整数値を取りうる８ビットで表現され、出力画像はＲＧＢそれぞれ１　画素につき０もしくは１の値を取りうる１ビットで表現されるものとする。
【００２５】
図２には、図１の液晶ディスプレイドライバ１０２の構成図が示されている。
液晶ディスプレイドライバ１０２は、座標指定手段２０１と、疑似乱数発生手段２０２と、Ｒ色入力手段２０３と、Ｇ色入力手段２０４と、Ｂ色入力手段２０５とから構成される。
【００２６】
座標指定手段２０１は、入力画像の全画素を走査するよう、順次座標を、疑似乱数発生手段２０２と、Ｒ色入力手段２０３と、Ｇ色入力手段２０４と、Ｂ色入力手段２０５とに出力する。
【００２７】
疑似乱数発生手段２０２は、座標指定手段２０１により指定された座標に対応する疑似乱数値を発生して、Ｒ色出力手段２０６と、Ｇ色出力手段２０７と、Ｂ色出力手段２０８とに出力する。
【００２８】
ここで、疑似乱数発生手段２０２は、０以上２５４以下の整数である疑似乱数を発生するものとし、ＡＮＳＩ標準のＣ言語標準ライブラリに含まれる、疑似乱数の種を設定するｓｒａｎｄ関数と、０　以上ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ以下の整数である疑似乱数を得るｒａｎｄ関数を利用する。
ｒａｎｄ関数で得られた疑似乱数をｒとすると、
【００２９】
【数１】
2004101854.tif 000003
【００３０】
として０以上２５４以下の整数である疑似乱数を求める。
【００３１】
ただし、座標ｘとｙの組が同じであれば、必ず同じ疑似乱数を発生するものとする。
そのためには、フレーム毎、もしくは、色毎で、画像の左上の点を処理する前に疑似乱数の種を一定の値に設定し、必ず画像の上の行から、同じ行であれば左から走査することで、同じ座標に対して同じ疑似乱数を発生することになる。
【００３２】
なお、疑似乱数発生手段２０２は、あらかじめ乱数表を用意して、指定された座標に対応する疑似乱数を得る方法であってもよい。
【００３３】
図３と図４には、本発明による画像出力装置の一実施形態に用いられる乱数表の一例が示されている。
疑似乱数発生手段２０２は、指定された座標に対応する疑似乱数を表より求める。例えば、図３においては、座標（ｘ，ｙ）＝（１，２）に対しては、１６７を得ることになる。
【００３４】
図２のＲ色入力手段２０３は、座標指定手段２０１により指定された座標に対応するＲ色の入力画素値をＲ色出力手段２０８に出力する。同様に、Ｇ色入力手段２０４、Ｂ色入力手段２０５もそれぞれ対応する出力手段に入力画素値を出力する。
【００３５】
Ｒ色出力手段２０６は、疑似乱数発生手段２０２より入力した疑似乱数値と、Ｒ色入力手段２０３より入力したＲ　色入力画素値とを比較して、Ｒ色入力画素値の方が大きければ対応する座標のＲ色出力画素値を１に、そうでなければ０に決定する。同様に、Ｇ色出力手段２０７、Ｂ色出力手段２０８もそれぞれ対応する出力画素値を決定する。
すなわち、以下のように出力画素値を決定する。
【００３６】
【数２】
2004101854.tif 000004
【００３７】
ここで、Ｏｒ（ｔ，ｘ，ｙ），　Ｏｇ（ｔ，ｘ，ｙ），　Ｏｂ（ｔ，ｘ，ｙ）は、画素位置（ｘ，　ｙ）の、順にＲＧＢ色の時刻ｔの出力画素値である。
【００３８】
Ｉｒ（ｔ，ｘ，ｙ），　Ｉｇ（ｔ，ｘ，ｙ），　Ｉｂ（ｔ，ｘ，ｙ）は、画素位置（ｔ，ｘ，ｙ）の、順にＲＧＢ色の時刻ｔの入力画素値である。
上記のように出力画像を決定することで、
【００３９】
【数３】
2004101854.tif 000005
【００４０】
となり、異なる色間で、同じ画素位置で同じ入力画素値である場合は、同じ出力画素値が得られる。
また、
【００４１】
【数４】
2004101854.tif 000006
【００４２】
となり、異なるフレーム間で、同じ画素位置で同じ入力画素値である場合は、同じ出力画素値が得られる。
【００４３】
なお、本実施例においては、入力画像はＲＧＢそれぞれ１　画素につき０以上２５５以下の整数値を取りうる８ビットで表現されるとしたが、本発明の適用範囲はこれに限るものではなく、８ビットより多くてもよいし、少なくてもよい。
【００４４】
また、本実施例においては、出力画像はＲＧＢそれぞれ１画素につき０もしくは１の値を取りうる１ビットで表現されるものとするとしたが、本発明の適用範囲はこれに限るものではなく、１ビットより多くてもよい。また、画素位置毎に出力画素の取りうる値の範囲が異なるものであってもよい。
【００４５】
例えば、出力画素値が各色それぞれ２ビット４値で表現される場合は、図４のように異なる乱数表を合計３つ持ち、入力１画素１色についてそれぞれの乱数表と１回ずつ計３回比較を行い、入力画素値が疑似乱数値を上回った回数を出力画素値とすればよい。
【００４６】
また、出力画素値が画素位置によって各色それぞれ１ビット２値、もしくは２ビット４値で表現される場合は、図３と図４の乱数表を画素位置によって切り替えて利用すればよい。
【００４７】
肝要な点は各色毎に同じ疑似乱数列を用いることで、異なる色間で同じ画素位置で同じ入力画素値である場合は同じ出力画素値が得られることであり、また、各フレーム毎に同じ疑似乱数列を用いることで、異なるフレーム間で同じ画素位置で同じ入力画像画素値である場合は同じ出力画素値が得られるということである。
【００４８】
次に、図５、図６、図７等を用いて、本発明による画像処理装置の第２実施例について説明する。
【００４９】
図５には、本実施例の処理フローが示されている。
【００５０】
まず、すべてのフレーム、すべての色について以下の処理を行う。
なお、複数のフレーム、もしくは複数の色に対して並列で処理を行う場合、あるフレーム、もしくは色に対する処理で疑似乱数を発生させたことが、他の領域に対する疑似乱数の数列に影響を及ぼしてはならない。
【００５１】
疑似乱数の種をフレームや色によらない定数で設定する（ステップＳ１）。
【００５２】
以下の処理を全画素について１６回行うことで、１６種類の中間出力画像を決定する（ステップＳ２）。
【００５３】
【数５】
2004101854.tif 000007
【００５４】
ここで、Ｏ（ｘ，ｙ）は、画素位置（ｘ，ｙ）の出力画素値である。
Ｉ（ｘ，ｙ）は、画素位置（ｘ，ｙ）の、入力画素値である。
ｒａｎｄは、０以上２５４以下の整数である疑似乱数である。
【００５５】
各中間出力画像を評価関数を用いて評価する（ステップＳ３）。
注目画素位置の近傍画素を含めた入力画素値と出力画素値の差を元に、以下の評価関数を用いる。
【００５６】
【数６】
2004101854.tif 000008
【００５７】
ここで、Ｍ（ａ，ｂ）は，図６に示すものとする。空白および範囲外は０とする。評価値ＤＦは大きい方が評価が良いことを示す。
なお、一般的に、より多くの条件を元に評価値を決定することで良い画像が得られるが、そのためには、評価関数が複雑となる。
【００５８】
終了条件を満たすか否かを判定し、終了条件を満たす場合、もっとも評価の良い中間出力画像を出力画像として出力する（ステップＳ４）。
【００５９】
終了条件は、規定の回数ステップＳ４からステップＳ７を繰り返した場合、もしくは、規定の回数もっとも良い評価値が向上しなかった場合とする。ここで、繰り返し回数による終了条件は、繰り返し１回あたりの実処理時間を元に決定するとよい。
【００６０】
評価の悪いもの８種類を削除する（ステップＳ５）。
【００６１】
次の繰り返しに用いる中間出力画像として、評価の良い８種類の中間出力画像から生成する新たな１５種類の中間出力画像と、評価のもっともよい中間出力画像１種類を決定して、ステップＳ４の評価に進む（ステップＳ６）。
【００６２】
新たな中間出力画像の生成方法を以下に示す。図７には、中間出力画像の合成例が示されている。
【００６３】
まず、２種類の中間出力画像を合成して新たな１つの中間出力画像を生成する際に、上下、あるいは左右いずれに並べるかを疑似乱数を用いて決定する。上下に並べるとは、図７の（ａ）のように配置することであり、左右に並べるとは、図７の（ｂ）のように配置することである。
【００６４】
次に、疑似乱数を用いて８種類の中間出力画像の中から異なる２種類の中間出力画像を選択する。先に選択した方を上、もしくは左とし、後に選択した方を下、もしくは右に配置することとする。
【００６５】
次に、疑似乱数を用いて先に選択した中間出力画像をどれくらいの面積利用するかを決定して新たな中間出力画像を得る。
例えば、図７の（ｃ）の中間出力画像を左に、図７の（ｄ）の中間出力画像を右に、双方を５０％　ずつ利用して上下に並べて生成する新たな中間出力画像は図７の（ｅ）となる。
以上の方法により１５種類の新たな中間出力画像を得る。
【００６６】
以上により、全入力画素値が同じであれば、異なる色、異なるフレームであっても上記ステップＳ１で疑似乱数の種として同じ値を用いるため全く同じ出力画素値が得られる。
【００６７】
なお、本実施例では遺伝的アルゴリズムを元にした反復的な出力画像決定方法について記したが、本発明の適用範囲はこれに限るものではなく、例えば，疑似乱数を出力画像初期状態を生成するためにのみ用いて、反復的な計算により出力画像を得るものであってもよい。
【００６８】
肝要な点は、出力画像を決定する際に用いる疑似乱数列をフレーム毎、色毎に同じものであることで、全入力画素値が同じであれば、異なる色、異なるフレームであっても全く同じ出力画素値が得られるということである。
【００６９】
次に、図８を用いて、本発明による画像処理装置の一実施形態たる第３実施例について説明する。
【００７０】
入力画像を（ｍ＋１）×（ｎ＋１）個の領域に分割して、それぞれの領域毎に分割領域処理手段が並列して出力画像を生成する。
【００７１】
図８のある領域に対して用いる疑似乱数列は、別の領域に対して用いる疑似乱数列とは異なるものを用いる。なぜならば、例えば全領域に同じ疑似乱数列を用いるとべた画像を入力した場合に領域毎に同じ出力画像が得られることとなり、画質劣化の原因となるテクスチャが発生するからである。
【００７２】
領域毎の処理の最初に、領域を重複のないよう１　から順につけた番号を疑似乱数の種として設定する。例えば、図８の場合、座標が［ａ，ｂ］である領域のに対して、ｂ×（ｍ＋１）＋ａ＋１を疑似乱数の種として設定する。
【００７３】
なお、ある領域に対する処理で疑似乱数を発生させたことが、他の領域に対する疑似乱数の数列に影響を及ぼしてはならない。
【００７４】
複数の領域毎に出力画像を生成することで、部分的に色毎に入力画素値が同じ場合、すなわち、領域内の全画素について、同じ画素位置で同じ入力画素値である異なる色間では同じ出力画素値が得られる。また、部分的にフレーム毎に入力画素値が同じ場合、すなわち領域内の全画素について、同じ画素位置で同じ入力画像画素値である異なるフレーム間では同じ出力画素値が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、静止画を入力した場合に出力結果が前フレームと同じとなることで、静止画を入力した場合のちらつきを容易にかつ確実に抑えることができる。
【００７６】
また、本発明によれば、部分的に同じ値を持つ画像を入力した場合に出力結果が色毎に同じとなることで、部分的に静止している入力画像の静止部分について、静止画を入力した場合のちらつきを容易にかつ確実に抑えることができる。
【００７７】
また、本発明によれば、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合に出力結果が色毎に同じとなることで、各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の色づきを容易にかつ確実に抑えることができる。
【００７８】
また、本発明によれば、部分的に各版毎に同じ値を持つ画像を入力した場合の各版毎に同じ入力値を持つ部分の出力結果を色毎に同じとなることで、各版毎に部分的に同じ値を持つ画像を入力した場合の各版毎に同じ入力値を持つ部分の色づきを容易にかつ確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理装置の一実施形態たる画像処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明による画像処理装置の一実施形態たる画像処理装置の液晶ディスプレイドライバの構成図である。
【図３】本発明による画像出力装置の一実施形態に用いられる乱数表の一例である。
【図４】本発明による画像出力装置の一実施形態に用いられる乱数表の一例である。
【図５】本発明による画像処理装置の一実施形態たる第２実施例のフローチャートである。
【図６】本発明による画像処理装置の一実施形態たる第２実施例で用いられるＭ（ａ，ｂ）の表である。
【図７】本発明による画像処理装置の一実施形態たる第２実施例における中間出力画像の生成の説明図である。
【図８】本発明による画像処理装置の一実施形態たる第３実施例の説明図である。
【符号の説明】
１００　画像処理装置
１０１　コンピュータ
１０２　液晶ディスプレイドライバ
１０３　液晶ディスプレイ
２０１　座標指定手段
２０２　擬似乱数発生手段
２０３　Ｒ色入力手段
２０４　Ｇ色入力手段
２０５　Ｂ色入力手段
２０６　Ｒ色出力手段
２０７　Ｇ色出力手段
２０８　Ｂ色出力手段
【図１】
2004101854.tif 000009
【図２】
2004101854.tif 000010
【図３】
2004101854.tif 000011
【図４】
2004101854.tif 000012
【図５】
2004101854.tif 000013
【図６】
2004101854.tif 000014
【図７】
2004101854.tif 000015
【図８】
2004101854.tif 000016