(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＶ（Ｔｏｔａｌ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）法により原画像をカートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解する分解部、
前記原画像を所定のエリアごとに平坦領域であるか否かを判定し、平坦領域であると判定した場合には前記テクスチャ画像を合成部に出力し、平坦領域でないと判定した場合には前記テクスチャ画像を変換部に出力する切替部、
前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が０以上かつ第１の閾値未満である場合には該画素値を０に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値未満の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第２の閾値以上かつ第３の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値以上の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第３の閾値以上である場合には該画素値の絶対値を予め設定された最大値に変換し、新たなテクスチャ画像を生成する変換部、及び
前記分解部により分解されたカートゥーン画像と、前記切替部により出力されたテクスチャ画像または前記変換部により生成された新たなテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成する合成部
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、
さらに、前記分解部の前段にアップコンバータを備え、
該アップコンバータが、原画像を入力し、該原画像よりも精細度の高い画像に変換して拡大し、
前記分解部が、拡大された画像を、カートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置において、
さらに、前記合成部の後段にアップコンバータを備え、
該アップコンバータが、前記合成部により生成された復元画像を入力し、該復元画像よりも精細度の高い画像に変換して拡大することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
原画像を入力して画像処理を施し、復元画像を生成する画像処理装置によるプログラムであって、前記画像処理装置を構成するコンピュータに、
ＴＶ法により原画像をカートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解する処理と、
前記原画像を所定のエリアごとに平坦領域であるか否かを判定する処理と、
前記判定処理により平坦領域でないと判定した場合には、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が０以上かつ第１の閾値未満である場合には該画素値を０に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値未満の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第２の閾値以上かつ第３の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値以上の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第３の閾値以上である場合には該画素値の絶対値を予め設定された最大値に変換し、新たなテクスチャ画像を生成する処理と、
前記判定処理により平坦領域であると判定した場合には、前記分解したカートゥーン画像と前記分解したテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成し、前記判定処理により平坦領域でないと判定した場合には、前記分解したカートゥーン画像と前記生成した新たなテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成する処理と
を実行させる画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＶ（Ｔｏｔａｌ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）法を用いて、画像の高精細化を実現する画像処理装置及び画像処理プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像の高精細化を実現する手法には、バンドパスフィルタ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を用いるものや、ハイパスフィルタ（Ｈｉｇｈ−Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）を用いるものがあり、実用化されている（特許文献１，２を参照）。バンドパスフィルタは、所定の周波数範囲の信号のみを通過させ、それ以外の信号を減衰させるフィルタである。また、ハイパスフィルタは、所定の周波数以上の信号のみを通過させ、それよりも低い周波数の信号を減衰させるフィルタである。
【０００３】
このようなフィルタを用いることにより、画像信号を高周波数の信号と低周波数の信号とに帯域分割した後、高周波数の信号を何らかの手法により増幅し、この増幅した高周波の信号と低周波数の信号とを加算して、画像の高精細化を実現することができる。
【０００４】
【特許文献１】特表平１−５０３１０８号公報
【特許文献２】特公平６−２６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いた手法は、原画像が保有する周波数成分のうちの高周波成分の信号を増幅し、この増幅した高周波成分の信号を低周波成分の信号に加算するものである。
【０００６】
しかしながら、これらの手法は、原画像が保有する周波数成分の範囲内で信号を増幅するものであるため、画像の品質を主観的に向上させることができるに過ぎず、画像の高精細化を実現するには十分でないという問題があった。このため、原画像が保有する周波数成分以外の周波数帯域の信号を生成し利用することができれば、画像の高精細化をより一層実現することができるものと想定される。
【０００７】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、原画像が保有する周波数成分以外の周波数帯域の信号を用いることにより、画像の高精細化を実現することが可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明による画像処理装置及び画像処理プログラムは、原画像が保有する周波数成分以外の周波数帯域の信号をＴＶ法により生成し、この信号を用いて画像の高精細化を実現する。すなわち、原画像をＴＶ法によりカートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解し、このテクスチャ画像に対し画素値の変換処理を施して新たなテクスチャ画像を生成し、そして、カートゥーン画像と新たなテクスチャ画像とを合成して復元することを特徴とする。ここで、テクスチャ画像の変換処理は、画素値が小さい第１の領域の信号については画素値０に変換し、画素値が大きい第２の領域の信号については予め設定された最大画素値に変換し、これらの間の第３の領域の信号については、変換テーブルや演算式等により画素値を変換する。
【０００９】
すなわち、本発明による画像処理装置は、ＴＶ法により原画像をカートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解する分解部、前記原画像を所定のエリアごとに平坦領域であるか否かを判定し、平坦領域であると判定した場合には前記テクスチャ画像を合成部に出力し、平坦領域でないと判定した場合には前記テクスチャ画像を変換部に出力する切替部、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が０以上かつ第１の閾値未満である場合には該画素値を０に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値未満の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第２の閾値以上かつ第３の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値以上の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第３の閾値以上である場合には該画素値の絶対値を予め設定された最大値に変換し、新たなテクスチャ画像を生成する変換部、及び、前記分解部により分解されたカートゥーン画像と、前記切替部により出力されたテクスチャ画像または前記変換部により生成された新たなテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成する合成部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による画像処理装置の変形例は、さらに、前記分解部の前段にアップコンバータを備え、該アップコンバータが、原画像を入力し、該原画像よりも精細度の高い画像に変換して拡大し、前記分解部が、拡大された画像を、カートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による画像処理装置の変形例は、さらに、前記合成部の後段にアップコンバータを備え、該アップコンバータが、前記合成部により生成された復元画像を入力し、該復元画像よりも精細度の高い画像に変換して拡大することを特徴とする。
【００１５】
以上、本発明を画像処理装置として説明したが、本発明はこれらに実質的に相当するプログラムとしても実現し得るものであり、本発明には、画像処理プログラムも包含される。すなわち、本発明による画像処理プログラムは、原画像を入力して画像処理を施し、復元画像を生成する画像処理装置によるプログラムであって、前記画像処理装置を構成するコンピュータに、ＴＶ法により原画像をカートゥーン画像とテクスチャ画像とに分解する処理と、前記原画像を所定のエリアごとに平坦領域であるか否かを判定する処理と、前記判定処理により平坦領域でないと判定した場合には、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が０以上かつ第１の閾値未満である場合には該画素値を０に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値未満の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第２の閾値以上かつ第３の閾値未満である場合には該画素値の絶対値を元の値以上の値に変換し、前記テクスチャ画像の画素値の絶対値が前記第３の閾値以上である場合には該画素値の絶対値を予め設定された最大値に変換し、新たなテクスチャ画像を生成する処理と、前記判定処理により平坦領域であると判定した場合には、前記分解したカートゥーン画像と前記分解したテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成し、前記判定処理により平坦領域でないと判定した場合には、前記分解したカートゥーン画像と前記生成した新たなテクスチャ画像とを合成して復元画像を生成する処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、原画像が保有する周波数成分以外の周波数帯域の信号を用いることにより、画像の高精細化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置１は、分解部２、変換部３及び合成部４を備えて構成され、原画像ｆを入力してＴＶ法によりカートゥーン画像ｕとテクスチャ画像ｖとに分解し、分解したテクスチャ画像ｖを変換して新たなテクスチャ画像ｖ’を生成し、カートゥーン画像ｕと新たなテクスチャ画像ｖ’とを合成して復元する。
【００１８】
分解部２は、原画像ｆを入力し、ＴＶ法によりカートゥーン画像ｕとテクスチャ画像ｖとに分解し、カートゥーン画像ｕを合成部４に出力し、テクスチャ画像ｖを変換部３に出力する。図９（Ａ）に原画像ｆを、図９（Ｂ）にカートゥーン画像ｕを、図９（Ｃ）にテクスチャ画像ｖを示す。
【００１９】
以下、ＴＶ法による画像処理手法について簡単に説明する。尚、詳細については「Journal of Scientific Computing,Vol.19,Nos.1-3,December 2003」を参照されたい。まず、ＴＶ法により分解されるカートゥーン画像ｕは、原画像ｆ内のオブジェクトの形及び大きさを表す骨格画像をいい、平坦部分及び強いエッジ部分を含んでいる。また、テクスチャ画像ｖは、原画像ｆ内のオブジェクトの輝度及び色差の変化を表す画像をいい、細かな模様のみから成る。
【００２０】
原画像ｆは、後述するパラメータλ，μに応じて、カートゥーン画像ｕとテクスチャ画像ｖとに分解される。ここで、ノイズはテクスチャ画像ｖに含まれておりカートゥーン画像ｕに含まれていないことから、パラメータλ，μの値に応じて、ノイズを低減したテクスチャ画像ｖを生成することができる。すなわち、パラメータλ，μを適切に選択することにより、テクスチャ画像ｖに含まれるノイズを低減することができる。そして、分解した際にノイズを含んでいないカートゥーン画像ｕと、分解した際にノイズを低減したテクスチャ画像ｖとを合成することにより、結果としてノイズを低減した復元画像を得ることができる。
【００２１】
従来のバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いた画像処理手法では、ノイズを含む信号も強調してしまうため、特に、ノイズを含む高周波信号を強調した場合には、ノイズが目立つという問題があった。これに対し、ＴＶ法による画像処理手法では、ノイズを低減したテクスチャ画像ｖを生成することができるから、従来のバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いた画像処理手法に比べて、高画質な画像に復元することができるという利点がある。
【００２２】
次に、ＴＶ法による画像処理手法において、ノイズを低減する原理の概略を説明する。図７は、ＴＶ法によりノイズが低減する原理を説明するための図である。左上図の画像信号が原画像ｆの信号であり、右上図の画像信号がＴＶ法による画像処理を行って得られた復元画像の信号である。左上図及び右上図において、縦軸が画素値を、横軸が画像における任意の水平ラインをそれぞれ示している。この左上図の波形の画像信号を微分することにより、左下図のような信号を得る。そして、この微分信号に対して、処理後の信号と入力信号との差が大きくなり過ぎないような制約の下で、その面積を最小とする際の信号を得る。微分信号の面積を最小とする際、孤立したエッジａは削除されるが、大きな信号ｄ近傍のエッジｂ，ｃは、信号ｄとの間の相関が高いと判断し、ｂ，ｃ，ｄを結合することによりエッジ成分を最小化する。その波形が右下図である。この場合、左上図の画像信号が、左下図の微分信号に対応するものであるから、右下図の微分信号に対する画像信号は、右上図のように得ることができる。
【００２３】
このように、ＴＶ法による画像処理手法によれば、原画像ｆの孤立したノイズａ１（図７左上図を参照）を抑制する。画像本来の信号に近接した信号ｂ１，ｃ１は、近傍信号と相関が高いと判断して結合される。この結合により、原画像では、ノイズと見られる信号から、原画像に存在しない高周波成分が生成される。通常の画像では、連続するエッジは、光学的、電気的にローパスフィルタがかかり、高周波成分はエッジにまつわりつくノイズ的な信号と本当のノイズ信号とに分類される。このＴＶ法による画像処理手法を用いることにより、ノイズが抑圧される。エッジ周辺のノイズ的高周波成分は、エッジに吸収され、エッジがより以上に鋭くなり、鮮鋭感が増大した画像となる。
【００２４】
図８は、ＴＶ法により、原画像ｆに存在しない高周波成分が生成されることを説明するための図である。図７に示した同様の原理により、左上図の原画像ｆから右上図の復元画像が生成される。この場合、図８に示すように、原画像ｆは、画素値が滑らかに変化する高周波成分のない信号から成るが、復元画像は、画素値が線形に変化する高周波成分を有する信号から成ることがわかる。このように、ＴＶ法による画像処理手法によれば、原画像ｆに存在しない高周波成分が生成される。
【００２５】
次に、ＴＶ法による画像処理手法について、数式を用いて簡単に説明する。ＴＶ法による画像処理は、以下の（１）式により表される最小化問題として扱うことができる。
【数１】
0004783676.tif 000002
ここで、ｆは原画像、ｕはカートゥーン画像、λ及びμはパラメータである。また、原画像ｆを有界変動空間ＢＶのカートゥーン画像（骨格関数）ｕとテクスチャ画像（振動関数）ｖとに分解するために、有界変動空間ＢＶの双対空間である振動関数空間Ｇを利用する。また、ｇ１及びｇ２はベクトル表記した成分であり、以下の（２）式により表され、テクスチャ画像ｖは以下の（３）式となる。
【数２】
0004783676.tif 000003
【数３】
0004783676.tif 000004
【００２６】
この表記により、（１）式を発展させた以下の（４）式の最小値問題を解くことにより、カートゥーン画像ｕ及びテクスチャ画像ｖを決定する。
【数４】
0004783676.tif 000005
これは、（５）式で表されるEuler-Lagrange方程式に帰着する。
【数５】
0004783676.tif 000006
このようにして、カートゥーン画像ｕは、原画像ｆから分解して生成される。
【００２７】
また、振動関数空間Ｇは、（６）式のような分離可能な関数の空間である。
【数６】
0004783676.tif 000007
ここで、ｇ１，ｇ２は振動母関数であり、（７）式で表される。
【数７】
0004783676.tif 000008
すなわち、（８）式のようになる。
【数８】
0004783676.tif 000009
このようにして、テクスチャ画像ｖは、原画像ｆから分解して生成される。したがって、原画像ｆをカートゥーン画像ｕ及びテクスチャ画像ｖに、パラメータλ，μの値に応じて分解することができる。
【００２８】
図１に戻って、変換部３は、分解部２により分解されたテクスチャ画像ｖを入力し、予め設定された変換テーブルまたは演算式を用いて、入力したテクスチャ画像ｖを変換して新たなテクスチャ画像ｖ’を生成する。
【００２９】
分解部２により実現されるＴＶ法による画像処理手法では、パラメータλ，μを適切に設定することにより、ノイズを低減することができる。しかし、ノイズを完全には除去できないため、画像の高精細化を実現するには不十分である。そこで、変換部３において、画素単位に画素値を変換する。この場合、変換部３が単に画素値を乗数倍したのみでは、ノイズが見えやすくなる。そこで、閾値処理を行い、画素値が小さい第１の領域においては画素値を０に変換し、画素値が大きい第２の領域においては予め設定された最大画素値に変換する。また、中間の画素値を有する第３の領域においては、第１の領域に近い画素値は小さくなるように変換し、第２の領域に近い画素値は大きくなるように変換する。
【００３０】
第１の領域では、画素値が０に近く比較的ノイズ成分が多いことから、強制的に０に変換してノイズ成分を除去する。第２の領域は、画素値が大きいから、予め設定された最大画素値になるように画素値を小さくし精細感を高める。第３の領域では、画素値が小さい場合は一層小さく、画素値が大きい場合は一層大きくすることにより、精細感を高める。この場合、第１の領域としては画素値が０〜１、第２の領域としては画素値が１７以上、第３の領域としては画素値が２〜１６であることが好ましい。
【００３１】
図２〜４は、変換部３が用いる変換テーブルＴ１〜Ｔ３を示す図である。図において、横軸はテクスチャ画像ｖの画素値、縦軸は変換後のテクスチャ画像ｖ’の画素値をそれぞれ示している。尚、横軸に示した画素値は、分解部２により生成されたテクスチャ画像ｖの画素値であり、実際に表示画面に表示する際の画素値とは異なるものである。図２〜４において、第１の領域（ｂからｃまでの範囲）においては画素値を０に変換する。第２の領域（ａより小さい範囲及びｄより大きい範囲）においては画素値を予め設定された最大画素値Ｍまたは最小画素値−Ｍに変換する。また、第３の領域（ａからｂまでの範囲及びｃからｄまでの範囲）においては、画素値は、第１の領域に近い画素値（ａ’からｂまでの範囲及びｃからｃ’までの範囲の画素値）は小さくなるように変換し、第２の領域に近い画素値（ａからａ’までの範囲及びｃ’からｄまでの範囲の画素値）は大きくなるように変換する。尚、図２〜４において直線ｌは、変換を行わない場合（ｖ＝ｖ’）を示している。
【００３２】
このように、変換テーブルＴ１〜Ｔ３は、閾値（デッドゾーン）及び飽和点を有しており、これらの変換ルールは、閾値及び飽和点を用いた関数の演算式として記述することもできる。図２に示したテーブルＴ１及び図３に示したテーブルＴ２は、１次関数として記述することができ、図４に示したテーブルＴ３は、２次関数として記述することができる。
【００３３】
図１に戻って、合成部４は、分解部２により分解されたカートゥーン画像ｕと、変換部３により変換された新たなテクスチャ画像ｖ’とを合成し、復元画像として出力する。
【００３４】
以上のように、図１に示した画像処理装置１によれば、ＴＶ法による画像処理手法で分離したテクスチャ画像ｖに対し、その画素値を変換して新たなテクスチャ画像ｖ’を生成し、復元画像を生成するようにした。すなわち、画素値の変換に際し、画素値が０に近い第１の領域では、強制的に０に変換してノイズ成分を除去し、画素値が比較的大きい第２の領域では、予め設定された最大値になるように画素値を小さくして精細感を高め、画素値が中位の第３の領域では、画素値が小さい場合は一層小さく、画素値が大きい場合は一層大きくして精細感を高めるようにした。これにより、原画像ｆが保有する周波数成分以外の周波数帯域の信号を用いて復元画像が生成されるから、画像の高精細化を実現することができる。図１１に、画像処理装置１による復元画像の例を示す。図１０に示す従来のバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを用いた画像処理手法により合成した復元画像と比較すると、図１１の方が高精細であることがわかる。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態による他の画像処理装置について説明する。図５は、本発明の実施の形態による他の画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置２０は、分解部２、変換部３、合成部４、切替部５及び切替制御部６を備えている。図１に示した画像処理装置１と図５に示す画像処理装置２０とを比較すると、画像処理装置２０は、分解部２、変換部３及び合成部４を備えている点で同一であるが、これらに加えて切替部５及び切替制御部６を備えている点で相違する。この画像処理装置２０は、画素毎またはブロック毎に局所的にノイズのレベルを検出し、そのノイズレベルが高い場合に、分解部２により分解されたテクスチャ画像ｖを用いて復元画像を生成し、ノイズレベルが低い場合に、変換部３により変換された新たなテクスチャ画像ｖ’を用いて復元画像を生成する。以下、図５において、図１と共通する部分には同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【００３６】
分解部２、変換部３及び合成部４は、図１に示したものと同等を機能を有する。切替制御部６は、原画像ｆを入力し、ノイズレベルを検出し、例えばＳＮ比を求める。そして、切替制御部６は、ノイズレベルが低い場合、例えばＳＮ比が予め設定された値以下の場合に、変換部３において変換処理を行うための変換用の制御信号を切替部５に出力し、ノイズレベルが高い場合、例えばＳＮ比が予め設定された値よりも大きい場合に、変換部３において変換処理を行わないためのパス用の制御信号を切替部５に出力する。尚、切替制御部６は、３（画素）×３（ライン）以上のＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）及び絶対値回路を用いて、ＨＰＦの出力信号を絶対値回路に入力し、この絶対値回路の出力信号が一定レベル以下（例えば３以下）であるか否かを判断する。一定レベルを超える場合は、そのエリアを平坦でないと判断し、変換部３において変換処理を行うための変換用の制御信号を切替部５に出力し、一定レベル以下である場合は、そのエリアを平坦であると判断し、変換部３において変換処理を行わないためのパス用の制御信号を切替部５に出力する。この場合、一定レベルの値は、画像により異なるため、調整可能な値である。
【００３７】
切替部５は、切替制御部６から制御信号を入力し、変換用の制御信号である場合に、分解部２により分解されたテクスチャ画像ｖを変換部３へ出力する。これにより、変換部３により新たに生成されたテクスチャ画像ｖ’を用いて復元画面が、画素毎またはブロック毎に生成される。一方、切替部５は、入力した制御信号がパス用の信号である場合に、分解部２により分解されたテクスチャ画像ｖをそのまま合成部４に出力する。これにより、変換部３により新たに生成されたテクスチャ画像ｖ’ではなく、分解部２により分解されたテクスチャ画像ｖを用いて復元画面が、画素毎またはブロック毎に生成される。
【００３８】
図６は、アップコンバータを含む他の画像処理装置の構成を示すブロック図である。図６（Ａ）において、画像処理装置３０は、アップコンバータ７及び画像処理部１０を備えている。画像処理部１０は、図１に示した画像処理装置１に相当し、分解部２、変換部３及び合成部４を備えている。アップコンバータ７は、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）やＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）等の標準画像であるＳＤＴＶ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）信号の原画像を入力し、精細度の高いＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴｅｌｅＶｉｓｉｏｎ）信号の画像に変換して拡大する。画像処理部１０は、アップコンバータ７により変換されたＨＤＴＶ信号の画像を入力し、図１に示したように、ＴＶ法による画像処理手法に加えてテクスチャ画像ｖに変換処理を施し、復元画像を生成して出力する。
【００３９】
また、図６（Ｂ）において、画像処理装置４０は、図６（Ａ）に示したアップコンバータ７及び画像処理部１０の順番を入れ替えたものである。画像処理部１０は、ＳＤＴＶ信号の原画像を入力し、図１に示したように、ＴＶ法による画像処理手法に加えてテクスチャ画像ｖに変換処理を施し、復元画像を生成して出力する。アップコンバータ７は、画像処理部１０により出力されたＳＤＴＶ信号の復元画像を入力し、ＨＤＴＶ信号の画像に変換して拡大し、ＨＤＴＶ信号の復元画像として出力する。
【００４０】
尚、画像処理装置１，２０，３０及び画像処理部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。画像処理装置１，２０，３０及び画像処理部１０に備えた分解部２、変換部３、合成部４等の各部は、各部の機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピィーディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもできる。
【００４１】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、ＴＶ受信機やＰＣディスプレイ等で画像を視聴する際に、伝送されてきた画像または記憶手段に記憶されていた画像を原画像として画像処理装置１等に入力し、画像の高精細化を実現するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、静止画像を対象にして説明したが、動画像にも適用することができる。この場合、原画像ｆを入力してＴＶ法によりカートゥーン画像ｕとテクスチャ画像ｖとに分解し、分解したテクスチャ画像ｖを変換して新たなテクスチャ画像ｖ’を生成し、カートゥーン画像ｕと新たなテクスチャ画像ｖ’とを合成して復元する一連の処理は、動画像のフレーム単位またはフィールド単位で行う。
【００４３】
また、上記実施の形態では、変換部３が、１次関数で記述できるテーブルＴ１，Ｔ２や２次関数で記述できるテーブルＴ３を用いるようにしたが、これ以外の３次以上の関数である単調増加関数を用いるようにしてもよい。また、三角関数等の部分的に増加する関数を用いるようにしてもよいし、そのうちの増加する部分のみを用いるようにしてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、画像処理装置３０，４０のアップコンバータ７が、ＳＤＴＶ信号の画像を入力し、ＨＤＴＶ信号の画像に変換して拡大するようにしたが、１セグメント放送による信号等のＳＤＴＶ信号よりも精細度が低く解像度が低い信号の画像を入力し、ＳＤＴＶ信号の画像に変換して拡大するようにしてもよい。また、ＨＤＴＶ信号の画像を入力し、ＨＤＴＶ信号よりも更に精細度が高く解像度が高いスーパーハイビジョン等の信号の画像に変換して拡大するようにしてもよい。要するに、アップコンバータ７は、入力した画像よりも精細度の高い画像に変換して拡大することができればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】変換テーブルＴ１を示す図である。
【図３】変換テーブルＴ２を示す図である。
【図４】変換テーブルＴ３を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態による他の画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態による他の画像処理装置（アップコンバータを含む装置）の構成を示すブロック図である。
【図７】ＴＶ法によりノイズが低減する原理を説明するための図である。
【図８】ＴＶ法により、原画像に存在しない高周波成分が生成されることを説明するための図である。
【図９】ＴＶ法により原画像をカートゥーン画像とテクスチャ画像に分解する処理を説明するための図である。
【図１０】従来のフィルタを用いた手法による復元画像の例である。
【図１１】図１の画像処理装置によりカートゥーン画像ｕとテクスチャ画像ｖ’とを合成した復元画像の例である。
【符号の説明】
【００４６】
１，２０，３０，４０  画像処理装置
２  分解部
３  変換部
４  合成部
５  切替部
６  切替制御部
７  アップコンバータ
１０  画像処理部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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