(57)【要約】      （修正有）【課題】擬似輪郭や、MPEG圧縮動画信号のブロックノイズやモスキートノイズ等を低減する場合、二重映り（ゴースト）等の画質劣化が発生する。【解決手段】映像信号は、遅延回路１〜５によって遅延され、加重加算回路６およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路７に入力する。またＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路７では、注目画素の周囲での最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路８では、原映像信号から加重加算回路６の出力信号を減算する。コアリング処理回路９では、ＬＵＴにより、画像信号にコアリング処理を施す。信号選択回路１０では、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路７の出力値に応じて、コアリング処理回路９によってコアリング処理を行った信号と、コアリング処理を行う前の信号とのいずれを出力するかを判断し出力する。加算回路１１では加重加算回路６の出力信号と信号選択回路１０の出力信号とを加算する。【選択図】  図１０
2005295488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
該減算器の出力信号をコアリング処理するコアリング処理回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記減算器の出力信号と前記コアリング処理回路の出力信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記選択回路により選択された信号とを加算する加算器と
を有する画像処理装置。
【請求項２】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
該減算器の出力信号をコアリング処理するコアリング処理回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記コアリング処理回路の出力信号とを加算する加算器と、
該加算器の出力信号と前記入力画素信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と
を有する画像処理装置。
【請求項３】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
該減算器の出力信号をコアリング処理するコアリング処理回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路であって、その出力により前記コアリング処理を制御する演算回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記コアリング回路より出力された信号とを加算する加算器と
を有する画像処理装置。
【請求項４】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号中の注目画素付近の信号値の最大値と最小値に基づき、その近辺に有意なエッジを含むか否かを判断し、その値に応じて、前記入力画素信号と、低域通過フィルタ又はコアリングによるノイズ低減処理を施した信号とのどちらかを適切に選択して出力する回路を有する画像処理装置。
【請求項５】
前記コアリングは、ルックアップテーブルにより実行されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記注目画素の周囲の画素領域を可変にする周囲画素領域可変部を有することを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記最大値と最小値との差を一定のしきい値と比較して平滑化処理の制御を行う平滑処理制御部を有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記最大値と最小値との差の大小に応じて前記しきい値を調整する第１しきい値調整部を有することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
さらに、前記注目画素の周囲の画素における信号値の標準偏差を指標とし、その値の大小に基づいて前記しきい値を調整する第２しきい値調整部を有することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
さらに、平滑化手段が、しきい値以下の場合にはコアリング処理を行わずに平均化した値を出力することを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記注目画素の周囲の画素における信号値の最大値と最小値との差に応じて、差が大きい場合には前記入力画素信号の割合を大きくし、逆に差が小さい場合には平滑化処理された信号の割合を大きくするように出力信号を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
入力画素信号と低域フィルタを通った信号との差信号に対し、注目画素の付近の画素における信号の最大値と最小値に基づいてコアリング処理を行うか否かを選択し、前記低域フィルタを通った信号にその選択された信号を加え出力とすること特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号において、入力画素信号から低域通過フィルタを通過した信号を減算するステップと、
その出力信号と、その出力信号にコアリング処理を施した信号とを、注目画素の周囲の画素における信号の最大値および最小値によって選択するステップと、
前記低域通過フィルタを通過した信号にその選択された信号を加算し、出力とするステップと
を有する画像処理方法。
【請求項１４】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号を低域通過フィルタによりフィルタリングするステップと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算するステップと、
該減算ステップによる出力信号をコアリング処理するステップと、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算するステップと、
前記減算ステップにおける出力信号と前記コアリング処理ステップにおける出力信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択するステップと、
前記フィルタリングされた信号と前記選択された信号とを加算するステップと
を有する画像処理方法。
【請求項１５】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタによりフィルタリングするステップと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算するステップと、  該減算ステップにおける出力信号をコアリング処理するステップと、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算するステップと、
前記フィルタリングされた信号と前記コアリング処理された信号とを加算するステップと、
該加算するステップの出力信号と前記入力画素信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択するステップと
を有する画像処理方法。
【請求項１６】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタによりフィルタリングするステップと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算するステップと、
該減算ステップにおける出力信号をコアリング処理するステップと、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算するステップであって、その出力により前記コアリングステップを制御する演算ステップと、
前記フィルタリングされた信号と前記コアリング処理された信号とを加算するステップと
を有する画像処理方法。
【請求項１７】
請求項１３から１６までのいずれか１項に記載のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１８】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
前記減算器の出力信号を異なる強さでコアリング処理する複数のコアリング処理回路と、
モード選択信号に応じて複数のコアリング処理回路の出力を選択するモード選択回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記減算器の出力信号と前記コアリング処理回路の出力信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記選択回路により選択された信号とを加算する加算器と
を有する画像処理装置。
【請求項１９】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
前記減算器の出力信号を異なる強さでコアリング処理する複数のコアリング処理回路と、
モード選択信号に応じて複数のコアリング処理回路の出力を選択するモード選択回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記コアリング処理回路の出力信号とを加算する加算器と
前記加算器の出力信号と前記入力画素信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と、
を有する画像処理装置。
【請求項２０】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
コアリング処理用ＬＵＴの異なるアドレスを読み込むことにより、異なる強さで前記減算器の出力信号をコアリング処理するコアリング処理回路と、
モード選択信号に応じてＬＵＴの異なるアドレスを読み込むモード選択回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記減算器の出力信号と前記コアリング処理回路の出力信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記選択回路により選択された信号とを加算する加算器と
を有する画像処理装置。
【請求項２１】
画像表示装置の各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号が入力する低域通過フィルタと、
前記各入力画素信号から前記低域通過フィルタを通過した信号を減算する減算器と、
コアリング処理用ＬＵＴの異なるアドレスを読み込むことにより、異なる強さで前記減算器の出力信号をコアリング処理するコアリング処理回路と、
モード選択信号に応じてＬＵＴの異なるアドレスを読み込むモード選択回路と、
注目画素の周囲の画素における信号の最大値と最小値との関係を演算する演算回路と、
前記低域通過フィルタを通過した信号と前記コアリング処理回路の出力信号とを加算する加算器と
前記加算器の出力信号と前記入力画素信号とのいずれかを、前記演算回路の演算結果に基づいて選択する選択回路と、
を有する画像処理装置。
【請求項２２】
前記モード選択回路は、前記画像表示装置に付属する操作部からの選択操作に応じて選択されることを特徴とする請求項１８から２１までのいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか１項に記載の画像処理装置を搭載した画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示信号に対して信号処理を施すことにより、表示画像の擬似輪郭やノイズなどを低減し、表示画像の高画質化を行う画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示画像のノイズや擬似輪郭を低減する方法として、周囲画素の信号値の平均をとる方法（平均化フィルタ方式）がある。この方法は、原画像の有意なレベル差、つまり輪郭の部分も平滑化してしまい、画像の鮮鋭度が失われてしまうことが知られている。この欠点を補う方法として、ε−フィルタ方式がある。これは非線形のフィルタを利用して、輪郭など信号値の差が大きな場合にはフィルタを通さないように工夫した方法である。しかしながら、この方法でも、フィルタを構成する画素の数だけ非線形要素が必要となるため、回路規模が大きくなり、実質的には実現が困難な方法と言える。
【０００３】
そこで、この方法を改良し、非線形要素の数が1つでも高画質化を実現することができる方法として、画像信号を空間的な低域濾波器に通してぼかし、このぼかした出力信号と、もとの画像信号との差分をとり、差分が小さいときは、ぼかした低域濾波器出力が得られるように、逆に大きな時は、これを有用な信号と見なして元の画像信号の値を保持するように、両成分を適応的に出力する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９５４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の方法を用いて信号の平滑化を行うと、画像のエッジから少し離れた位置にエッジの影が薄く表示される、いわゆるゴースト現象が現れるという問題がある。この現象は原理的なものであり、画像の表示品位を低下させる原因となっている。
【０００６】
本発明は、原信号の輪郭を保存したまま擬似輪郭やノイズを低減するというε−フィルタ方式の利点を生かしたまま、さらにゴーストの発生という副作用を抑えることで、高品位な表示を可能とする技術を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、輪郭の部分であるのか、あるいはそうでないのかという原信号の状態によって平滑化の強さを調整あるいは平滑化を行わないようにする方法を提供し、原信号本来の輪郭を保存したまま擬似輪郭やノイズを低減し、高品位な表示を可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像処理装置は、原信号（各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号）とＬＰＦを通った信号との差をとった信号に対し、注目画素の付近の画素における信号の最大値と最小値に基づいてコアリング処理を行うかどうかを選択し、ＬＰＦを通った信号にその選択された信号を加え出力とする。
【０００９】
また、本発明の画像処理装置は、原信号を平滑化して出力信号とする際に、その平滑化の強さを、ユーザが段階的に選ぶことができる。あるいは、平滑化を行わないような選択も可能な構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方式を用いて適切に信号を選択・制御することにより、擬似輪郭やノイズを低減するとともに、ゴーストの発生を抑えることができ高品位な表示が可能となるという利点がある。また、回路規模も小さくすることができる。
【００１１】
また、平滑化の強さやＯＮ／ＯＦＦを適切に選択・制御することにより、信号の平滑化の強さをユーザが自由に選択することができるようになる。例えば、入力信号が輪郭部の信号の場合には平滑化の強さを弱くする、あるいは平滑化を行わないようにし、原画像本来の輪郭を表示する事が可能となり、また、入力信号が色信号のビット数不足による擬似輪郭の場合には平滑化の強さを強くすることにより、擬似輪郭を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について説明する前に、上記特許文献１の方法におけるゴースト減少について考察する。尚、簡単のため信号系列は１次元としているが、２次元の場合でも同様である。入力信号系列ｘ（ｎ）を上記特許文献１に記載の方法により平滑化する。すなわち、出力をｙ（ｎ）とすると、ａ（ｉ）を総和が１の係数
【００１３】
【数１】
2005295488.tif 000003
ｇ（ｘ）を非線形関数として、
【００１４】
【数２】
2005295488.tif 000004
となる。
【００１５】
ここで、ｇ（ｘ）の例としては、図１〜図３に示す例が挙げられる。図１は、入力信号系列ｘが−εから＋εまでの間は線形性を有し、この範囲外においては０になる特性を示す図である。図２は、ｘがイプシロンまでの間に、正の傾きと負の傾きとを有する山型の特性を有している。図３は、図２の山型を滑らかにした特性を有している。
また、ｇ（ｘ）を図４に示すように線形関数にすると、平均化フィルタ方式の場合に相当する。
【００１６】
ここで、入力信号ｘ（ｎ）が図５に示すような信号であったとすると、ｇ（ｘ）が図１〜図４までの場合に、それぞれの出力信号ｙ（ｎ）は、（１）式からそれぞれ図６〜図９に示す特性を有する。明らかなように、図６〜図８では、原信号（各画素に入力されるビット列で表される各入力画素信号）の輪郭の位置から少し離れた位置に周囲と少し輝度の異なる部分（くぼみ）が現れる。これがいわゆるゴーストである。また、図９は平均化フィルタ方式の場合で、原信号の輪郭がなくなってしまっている。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態による画像処理装置および画像処理方法について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態においては、画像処理装置に適用し、表示画像の擬似輪郭およびノイズを低減する場合を例にして説明する。
【００１８】
図１０は、本発明の第１の実施の形態による画像処理装置の構成例を表すブロック図である。図１０に示すように、本実施の形態による画像処理装置は、遅延回路１〜５までと、加重加算回路６と、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路７と、減算回路８と、コアリング処理回路９と、信号選択回路１０と、加算回路１１と、を有している。
【００１９】
入力される映像信号は、遅延回路１〜５によって遅延され、加重加算回路６およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路７に入力する。加重加算回路６は、各信号に係数を掛けた後にそれぞれを加算した信号が減算回路８に対して出力される。いわゆる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）としての機能を有する。またＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路７では、注目画素の周囲（ｎ行ｍ列：ｎ、ｍは自由に設定可能な値である。）の範囲での信号の最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路８では、原映像信号から加重加算回路６の出力信号（高域低減処理された信号）を減算する。コアリング処理回路９では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）により、画像信号にコアリング処理を施す。図１１は、このコアリング関数の一例を示す図である。本実施の形態による回路では、コアリング処理を実現する方法として、入力信号値に応じたコアリング関数の値を出力するようなＬＵＴを利用している。
【００２０】
信号選択回路１０では、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路７の出力値に応じて、コアリング処理回路９によってコアリング処理を行った信号と、コアリング処理を行う前の信号とのいずれを出力するかを判断し出力する。より具体的には、適切な値をしきい値（ε−フィルタ方式のεに相当する。）を定め、Ｍａｘ−Ｍｉｎの値がしきい値以下の場合にはコアリング処理を施された信号を出力し、しきい値より大きい場合にはコアリング処理を行う前の信号を出力するようにする。このため、このしきい値を調整することにより、どの程度の信号値の差までの輪郭を原画像のまま出力するかを自由に設定することが可能である。加算回路１１では加重加算回路６の出力信号（高域低減処理された信号）と信号選択回路１０の出力信号とを加算する。以上により所望の出力を得ることができる。
【００２１】
本実施の形態による画像処理の利点について以下に説明する。尚、以下においては、簡単のために１次元でシミュレーションを行った結果を示すが、２次元の場合でも同様の結果が得られる。
【００２２】
まず、原画像を、８ビット信号値で６４から１９２まで変化する輪郭とする。本実施の形態による方式、特許文献１に記載の方式とも、しきい値εは３２とした。本実施の形態による方式では、注目画素の周囲を前後１５ドットづつの範囲とし、ＬＰＦは単純な平均化フィルタ方式、コアリング関数は図１１に示した関数を用いた。特許文献１に記載の方式では、ｇ（ｘ）を図３で示したものとした。以上の条件で輪郭付近がどの様に変化するかシミュレーションを行った。
【００２３】
図１３は本発明の方式、図１２は特許文献１に記載の式を用いた場合の計算結果を示す図である。図１２及び図１３から明らかなように、特許文献１に記載の方式では、輪郭の付近にゴーストが発生しているが、本発明の方式ではゴーストは発生していないことがわかる。すなわち、図１０に示す構成により、ゴーストを低減することができることがわかる。
【００２４】
図１４、図１５は、本発明に係る画像処理装置の別の構成例を表す回路ブロック図である。図１４に示す構成は、映像信号が、選択回路２２にも入力されており、原映像信号と平滑化処理をした後の映像信号とを最大値と最小値の差に基づいて選択する構成例を示す図である。
【００２５】
図１５に示す構成は、コアリング処理そのものをＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路２９の出力値に応じて制御することを特徴とする回路である。これにより、例えばＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路２９の出力値が段階的に変化した場合にコアリングの程度も段階的に変化させるなど、柔軟な制御が可能となる。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、信号選択回路の判断の基準として注目画素の周囲の、ｍ×ｎ画素の信号値の中における最大値と最小値との差を用いた例を示したが、このｍ、ｎの値は、任意に変更することができる。
【００２７】
また、上記実施の形態においては、信号値の中における最大値と最小値との差を一定のしきい値と比較して平滑化処理の制御を行っているが、例えば、最大値と最小値との差が大きい場合にはしきい値も大きくし、最大値と最小値との差が小さい場合にはしきい値も小さくするというように、しきい値を可変にすることも可能である。さらに、最大値と最小値との差ではなく、注目画素の周囲の画素における信号値の標準偏差を指標とし、その値が大きい場合にはしきい値も大きくし、小さい場合にはしきい値も小さくするという方法でしきい値を可変にすることも可能である。
【００２８】
さらに、上記実施の形態においては、平滑化の方法として平均化フィルタ方式＋コアリング方式を用いているが、単純にしきい値以下の場合には平均化した値を出力することとし、コアリング処理を行わずに回路規模の縮小を図ることも可能である。
【００２９】
また、単純にしきい値によって平滑化処理の制御をするのではなく、注目画素の周囲の画素における信号値の最大値と最小値との差に応じて、差が大きい場合には原信号の割合を大きくし、逆に差が小さい場合には平滑化処理された信号の割合を大きくするというように出力信号を制御することも可能である。
【００３０】
以上に説明したように、本実施の形態による方式を用いて適切に信号を選択・制御することによって、原信号の輪郭を保存したまま擬似輪郭やノイズを低減するというε−フィルタ方式の利点をそのまま有し、さらにゴーストの発生を抑え、ＬＵＴを使った簡単な回路構成によって信号処理を行うことが可能となるため、高品位な表示が可能となる。
ＤＶＤの信号は規格上８ビットの色信号情報を持つが、そのうち実際に有効なのは５ビット程度である。特に近年では、ソフトウェアによるＭＰＥＧデコーダの性能が向上し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）でＤＶＤを再生する機会も多くなっている。また、ＰＣ用の表示装置として液晶モニタを利用する機会も多くなっている。従って、ブラウン管のテレビではＬＰＦがかかり目立たなかった擬似輪郭が、より正確に表示を行う液晶ＴＶでは目立ってしまうことになる。このような表示画像のノイズや擬似輪郭を低減する方法として、第１の実施の形態においても説明した周囲画素の信号値の平均をとる方法（平均化フィルタ方式）やε−フィルタ方式等がある。この方式を用いて信号の平滑化を行うと、平滑化の強さを強くしていく程、より多くの擬似輪郭部の信号を平滑化することが可能となるが、平滑化の強さを強くしていくと、原画像の有意なレベル差、つまり本来の原画像信号の持つ輪郭も平滑化されてしまい、画像の鮮鋭度が失われてしまう。
【００３１】
そこで、本発明の第２の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態について説明する前に、上記第１の実施の形態に記載された方法を用いて単純に平滑化を強くすると、輪郭が失われる点に関して説明する。
【００３２】
まず、原画像を、８ビット信号値で６４から１９２まで変化する輪郭とする。しきい値εは１２８とした。第１の実施の形態では、注目画素の周囲を前後１５ドットづつの範囲とし、ＬＰＦは単純な平均化フィルタ方式、コアリング関数は、平滑化の強さによって図２０、２１に示した関数を用いた（ｃｏｒｉｎｇＡ：弱、ｃｏｒｉｎｇＢ：中、ｃｏｒｉｎｇＣ：強）。以上の条件で平滑化の強さによって出力信号がどのように変化するかシミュレーションを行った。
【００３３】
図２２は、表計算ソフトを用いて行ったシミュレーションの結果の例を示す図である。ｋ＝１．０、０．３、０．１がそれぞれｃｏｒｉｎｇＡ、Ｂ、Ｃ（弱中強）に相当する。また、図２３は図２２に対応するグラフである。これらの図から明らかなように、コアリング関数のパラメータを調整して平滑化を強くしていくことにより擬似輪郭を低減することができるが、同時に原画像が本来持っている輪郭まで失われてしまう。
【００３４】
以下、本実施の形態による画像処理装置および画像処理方法について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態においては、画像処理装置に適用し、表示画像の擬似輪郭およびノイズを低減する場合を例にして説明する。
[第１実施例]
【００３５】
第１実施例は、図１６に示す画像処理装置において、図１８に示すコアリング処理回路を用いた例である。図１６は、本実施例による画像処理装置の構成例を表すブロック図である。図１６に示すように、本実施例による画像処理装置は、遅延回路１０１〜１０５と、加重加算回路１０６と、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７と、減算回路１０８と、コアリング処理回路１０９と、信号選択回路１１０と、加算回路１１１と、モード選択回路１１２と、を有している。
【００３６】
入力された映像信号は、遅延回路１０１〜１０５によって遅延され、加重加算回路１０６およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７に出力される。加重加算回路１０６は、各信号に係数を乗算した後に、それぞれを加算した信号を減算回路１０８に対して出力する、いわゆる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）としての機能を有する。またＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７では、注目画素の周囲（ｎ行ｍ列：ｎ、ｍは自由に設定可能な値である。）の範囲での信号の最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路１０８では、原信号から加重加算回路１０６の出力信号（高域低減処理された信号）を減算する。コアリング処理回路１０９では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）により、画像信号にコアリング処理を施す。本実施の形態による回路では、コアリング処理を実現する方法として、入力信号値に応じたコアリング関数の値を出力するようなＬＵＴを利用している。
【００３７】
図１８は本実施例によるコアリング処理回路１０９をより詳しく示す図である。コアリング処理回路１０９は、平滑化の強さがそれぞれ異なる、コアリング処理回路（弱）１２５、コアリング処理回路（中）１２６、コアリング処理回路（強）１２７、信号選択回路１２８を有している。減算回路１０８よりコアリング処理回路１０９に入力された画像信号は、コアリング処理回路（弱）１２５、コアリング処理回路（中）１２６、コアリング処理回路（強）１２７でそれぞれ強さの異なるコアリング処理を施される。
【００３８】
そして信号選択回路１２８において、モード選択回路１１２の出力するモード選択信号の値に応じて、コアリング処理回路（弱）１２５の出力、コアリング処理回路（中）１２６の出力、コアリング処理回路（強）１２７の出力、または何も処理が施されない信号のうち１つの信号が選択されて出力され、信号選択回路１１０の入力となる。本実施例では、コアリングの強さを、弱、中、強およびオフの４段階に分けているが、例えば弱と強の２段階や、あるいは、弱、中１、中２、強およびオフの５段階等に分けても良い。コアリング処理の強さの段階に関する分け方は任意である。
【００３９】
信号選択回路１１０では、適切な値をしきい値（ε−フィルタ方式のεに相当する。）として定め、Ｍａｘ−Ｍｉｎの値がしきい値以下の場合にはコアリング処理を施された信号を選択し、しきい値より大きい場合にはコアリング処理を行う前の信号を選択する。このため、このしきい値を調整することにより、どの程度の信号値の差までの輪郭を原画像のまま出力するかを自由に設定することが可能である。加算回路１１１では加重加算回路１０６の出力信号（高域低減処理された信号）と信号選択回路１１０の出力信号とを加算する。以上により所望の出力を得ることができる。
【００４０】
以上に説明したように、本実施例による方式を用いて、平滑化の強さやＯＮ／ＯＦＦを適切に選択・制御することによって、ユーザの要望に応じて原信号の輪郭を保存する、あるいは信号のビット数不足による擬似輪郭やノイズを低減する事が可能となる。
[第２実施例]
【００４１】
第２実施例は、図１７に示す画像処理装置において、図１８に示すコアリング処理回路を用いた例である。図１７は、本発明の実施例による画像処理装置の構成例を表すブロック図である。図１７に示すように、本実施例による画像処理装置は、遅延回路１１３〜１１７と、加重加算回路１１８と、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９と、減算回路１２０と、コアリング処理回路１２１と、加算回路１２２と、信号選択回路１２３と、モード選択回路１２４と、を有している。
【００４２】
入力された映像信号は、遅延回路１１３〜１１７によって遅延され、加重加算回路１１８およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９に出力される。加重加算回路１１８は、各信号に係数を乗算した後にそれぞれを加算した信号を減算回路１２０に対して出力し、いわゆる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）としての機能を有する。また、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９では、注目画素の周囲（ｎ行ｍ列：ｎ、ｍは自由に設定可能な値である。）の範囲での信号の最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路１２０では、原信号から加重加算回路１１８の出力信号（高域低減処理された信号）を減算する。コアリング処理回路１２１では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）により、画像信号にコアリング処理を施す。本実施例による回路では、コアリング処理を実現する方法として、入力信号値に応じたコアリング関数の値を出力するようなＬＵＴを利用している。
【００４３】
図１８は、本実施例によるコアリング処理回路１２１をより詳しく示す図である。コアリング処理回路１２１は、平滑化の強さがそれぞれ異なる、コアリング処理回路（弱）１２５、コアリング処理回路（中）１２６、コアリング処理回路（強）１２７、信号選択回路１２８を有している。減算回路１２０よりコアリング処理回路１２１に入力された画像信号は、コアリング処理回路（弱）１２５、コアリング処理回路（中）１２６、コアリング処理回路（強）１２７でそれぞれ強さの異なるコアリング処理を施される。そして信号選択回路１２８において、モード選択回路１２４の出力するモード選択信号の値に応じて、コアリング処理回路（弱）１２５の出力、コアリング処理回路（中）１２６の出力、コアリング処理回路（強）１２７の出力、または何も処理が施されない信号のうち１つの信号が選択、出力され、加算回路１２２の入力となる。
【００４４】
本実施例では、コアリングの強さを、弱、中、強およびオフの４段階に分けた例を示したが、例えば弱と強の２段階、あるいは、弱、中１、中２、強およびオフの５段階等に分けても良い。コアリング処理の強さに関する段階の分け方は任意である。
【００４５】
加算回路１２２では加重加算回路１１８の出力信号（高域低減処理された信号）とコアリング処理回路１２１の出力信号とを加算する。信号選択回路１２３では、適切な値をしきい値（ε−フィルタ方式のεに相当する。）として定め、Ｍａｘ−Ｍｉｎの値がしきい値以下の場合には加算回路１２２の出力信号を選択し、しきい値より大きい場合には原信号を選択する。このため、このしきい値を調整することにより、どの程度の信号値の差までの輪郭を原画像のまま出力するかを自由に設定することが可能である。以上により所望の出力を得ることができる。
【００４６】
以上に説明したように、本実施例による方式を用いて、平滑化の強さやＯＮ／ＯＦＦを適切に選択・制御することによって、ユーザの要望に応じて原信号の輪郭を保存する、あるいは信号のビット数不足による擬似輪郭やノイズを低減することが可能となる。
[第３実施例]
【００４７】
第３実施例は、図１６に示す画像処理装置において、図１９に示すコアリング処理回路を用いた例である。図１６は、本発明の第３実施例による画像処理装置の構成例を表すブロック図である。図１６に示すように、本実施例による画像処理装置は、遅延回路１０１〜１０５と、加重加算回路１０６と、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７と、減算回路１０８と、コアリング処理回路１０９と、信号選択回路１１０と、加算回路１１１と、モード選択回路１１２と、を有している。
【００４８】
入力された映像信号は、遅延回路１０１〜１０５によって遅延され、加重加算回路１０６およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７に出力される。加重加算回路１０６は、各信号に係数を乗算した後にそれぞれを加算した信号を減算回路１０８に対して出力し、いわゆる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）としての機能を有する。またＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１０７では、注目画素の周囲（ｎ行ｍ列：ｎ、ｍは自由に設定可能な値である。）の範囲での信号の最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路１０８では、原信号から加重加算回路１０６の出力信号（高域低減処理された信号）を減算する。コアリング処理回路１０９では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）により、画像信号にコアリング処理を施す。本実施の形態による回路では、コアリング処理を実現する方法として、入力信号値に応じたコアリング関数の値を出力するようなＬＵＴを利用している。
【００４９】
図１９は本実施例によるコアリング処理回路１０９をより詳しく表した図である。コアリング処理回路１０９は、コアリング処理用ＬＵＴ１２９を有している。コアリング処理用ＬＵＴ１２９では、減算回路１０８より入力された画像信号と、モード選択回路１１２から入力されたモード選択信号に応じて、適切な強さのコアリング処理を画像信号に施した信号が適切なアドレスから読み出され、コアリング処理回路１０９の出力となり、信号選択回路１１０の入力となる。
【００５０】
本実施例では、コアリングの強さを弱、中、強およびオフの４段階に分けているが、例えば弱と強の２段階や、あるいは、弱、中１、中２、強およびオフの５段階等に分けても良い。コアリング処理の強さに関する段階の分け方は任意である。
【００５１】
信号選択回路１１０では、適切な値をしきい値（ε−フィルタ方式のεに相当する。）として定め、Ｍａｘ−Ｍｉｎの値がしきい値以下の場合にはコアリング処理を施された信号を選択し、しきい値より大きい場合にはコアリング処理を行う前の信号を選択する。このため、このしきい値を調整することにより、どの程度の信号値の差までの輪郭を原画像のまま出力するかを自由に設定することが可能である。加算回路１１１では加重加算回路１０６の出力信号（高域低減処理された信号）と信号選択回路１１０の出力信号とを加算する。以上により所望の出力を得ることができる。
【００５２】
以上に説明したように、本実施の形態による方式を用いて、平滑化の強さやＯＮ／ＯＦＦを適切に選択・制御することによって、ユーザの要望に応じて原信号の輪郭を保存する、あるいは信号のビット数不足による擬似輪郭やノイズを低減することが可能となる。
[第４実施例]
【００５３】
第４実施例は、図１７に示す画像処理装置において、図１９に示すコアリング処理回路を用いた例である。図１７は、本発明の実施例による画像処理装置の構成例を表すブロック図である。図１７に示すように、本実施例による画像処理装置は、遅延回路１１３〜１１７と、加重加算回路１１８と、Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９と、減算回路１２０と、コアリング処理回路１２１と、加算回路１２２と、信号選択回路１２３と、モード選択回路１２４と、を有している。
【００５４】
入力された映像信号は、遅延回路１１３〜１１７によって遅延され、加重加算回路１１８およびＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９に出力される。加重加算回路１１８は、各信号に係数を乗算した後にそれぞれを加算した信号を減算回路１２０に対して出力し、いわゆる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）としての機能を有する。またＭａｘ−Ｍｉｎ計算回路１１９では、注目画素の周囲（ｎ行ｍ列：ｎ、ｍは自由に設定可能な値である。）の範囲での信号の最大値と最小値とを求め、その差を計算し出力する。減算回路１２０では、原信号から加重加算回路１１８の出力信号（高域低減処理された信号）を減算する。コアリング処理回路１２１では、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）により、画像信号にコアリング処理を施す。本実施例による回路では、コアリング処理を実現する方法として、入力信号値に応じたコアリング関数の値を出力するようなＬＵＴを利用している。
【００５５】
図１９は本実施例によるコアリング処理回路１２１のより詳細な構成を示す図である。コアリング処理回路１２１は、コアリング処理用ＬＵＴ１２９を有している。コアリング処理用ＬＵＴ１２９では、減算回路１２０より入力された画像信号と、モード選択回路１２４から入力されたモード選択信号に応じて、適切な強さのコアリング処理を画像信号に施した信号が適切なアドレスから読み出され、コアリング処理回路１２１の出力となり、信号選択回路１２２の入力となる。
【００５６】
本実施例では、コアリングの強さを弱、中、強およびオフの４段階に分けているが、例えば弱と強の２段階や、あるいは、弱、中１、中２、強およびオフの５段階等に分けても良い。コアリング処理の強さに関する段階の分け方は任意である。
【００５７】
加算回路１２２では加重加算回路１１８の出力信号（高域低減処理された信号）とコアリング処理回路１２１の出力信号とを加算する。信号選択回路１２３では、適切な値をしきい値（ε−フィルタ方式のεに相当する。）として定め、Ｍａｘ−Ｍｉｎの値がしきい値以下の場合には加算回路１２２の出力信号を選択し、しきい値より大きい場合には原信号を選択する。このため、このしきい値を調整することにより、どの程度の信号値の差までの輪郭を原画像のまま出力するかを自由に設定することが可能である。以上により所望の出力を得ることができる。
【００５８】
以上に説明したように、本実施の形態による方式を用いて、平滑化の強さやＯＮ／ＯＦＦを適切に選択・制御することによって、ユーザの要望に応じて原信号の輪郭を保存することができる。あるいは信号のビット数不足による擬似輪郭やノイズを低減することも可能となる。
【００５９】
次に、本発明の第３の実施の形態による画像表示装置について図面を参照しつつ説明を行う。図２４は、上記の実施の形態による画像処理装置を備える液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。本実施の形態においては、液晶表示装置として、チューナを内蔵した液晶テレビを代表例とし、上記第２の実施の形態の第１実施例（図１６）に示す画像処理装置を有する液晶テレビについて説明するが、他の実施例による画像処理装置についても、同様に適用可能である。図２４に示すように、本実施の形態による液晶テレビは、TV信号処理回路６０を備えている。このTV信号処理回路６０は、アンテナ６１と、チューナ６２と、ビデオ信号処理回路６３と、スケーラ６４と、を備えている。スケーラ６４からのデータ信号および同期信号が本実施の形態による画像処理回に入力される。データ信号（映像信号など）と同期信号とは、図１６の遅延回路１０１〜１０５と加算加重回路１０６とからなるＬＰＦのうち第１の遅延回路１０１に入力され、後段の回路１０７〜１１１による処理が行われた後にタイミングコントローラ７１に出力される。さらに、同期信号は、後述するタイミングコントローラ７１にも入力される。
【００６０】
一方、液晶パネルモジュール７０は、タイミングコントローラ７１と、ソースドライバ７２と、ゲートドライバ７３と、TFT液晶パネル７４とを備え、画像処理回路からのデータ信号と、同期信号とを受けて、タイミングコントローラ７１がデータ信号をソースドライバ７２に、走査信号をゲートドライバに送ることでTFT液晶パネル７４の画面上に映像を表示する。
【００６１】
本構成例においては、モード選択回路１１２を通じて、コアリング処理回路１０９にモード選択信号を与えている。該モード選択回路１１２は、例えばリモコン等のスイッチやメニュー表示を組み合わせることにより実現されるユーザインターフェイス８１と、これを制御するマイコン８２と、ユーザインターフェイス８１からマイコン８２を介して取り込まれた設定情報を格納しておくためのレジスタ８３とにより構成することができる。レジスタ８３の設定状態は、例えばOSD（On Screen Display：表示画面上への情報表示）機能により液晶テレビ画面７４上に表示される。
【００６２】
本実施の形態による画像処理回路の機能は、OSDで表示する画質調整メニューにおいて、ノイズリダクション（雑音除去）、S/N（Signal / Noise）比向上、スムーサ等の名称で表示しておき、入/切、弱（シャープ）〜強（ソフト）等で機能のON/OFFや平滑化の程度を選べるようにしておくとよい。
【００６３】
マイコンは、上記メニュー設定において、「切」が選択されたときには画像処理回路をパスするよう、「入」の場合にはコアリングの結果が出力されるようにレジスタ８３にデータ信号切り換えの設定値を書き込む。同様に、メニュー設定の弱（シャープ）〜強（ソフト）に従って、コンパレート閾値と減衰設定をレジスタ８３に書き込む。画像処理回路はレジスタ８３に格納された値にしたがって動作する。具体的には「強」設定の場合には、コアリング処理回路１０９において遮断周波数を高く設定したり減衰量が大きくなるようにＬＵＴを選択し、それに合わせてＬＰＦではコンパレート閾値を高くする。逆に「弱」設定の場合には、コアリング処理回路９において遮断周波数を低く設定したり減衰量が小さくなるようにＬＵＴを選択し、それに合わせてＬＰＦではコンパレート閾値を低くする。これらの機能により、使用者が映像ソースに合った適切な画質設定を行うことができる液晶テレビを実現することが可能となる。
【００６４】
このように、モード選択回路１１２は、例えば、画像処理装置を内蔵する液晶テレビなどの画像表示装置用のリモコン装置又は画像表示装置の本体に設けられた操作スイッチなどによりユーザが選択したモードに対応するモード選択信号によりコアリングの強さ（モード）を選択することができる。一般的には、ユーザが画像表示装置の画面を見ながらコアリングを行うか否か、どの程度の強さでコアリングを行うか、或いは、コアリングを行わないようにするかなどを、任意に選択することができる。
【００６５】
尚、上記においては、モードの選択を画面表示の観察に基づくユーザの操作に任せる方法について説明したが、デフォルト値に対してユーザが再設定し更新されたモード選択値を、次のユーザによる再設定があるまで維持するようにすることも可能であり、或いは、電源をオフした際には常にデフォルト値に戻るようにしても良い。また、図示しないが、番組の種類によりモード選択値を予め設定しておき、これをメモリに記憶して再生される番組の種類に応じて予め決められた値になるように構成しても良い。さらに、過去の番組視聴履歴とモード選択値とを関連付けて記憶しておき、同一又は類似の番組に対しては関連するモード値をメモリから取得して自動設定するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、表示装置、例えば液晶テレビなどの表示部を備えたテレビなどに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】特許文献１の方法による非線形関数の例を示す図である。
【図２】特許文献１の方法による非線形関数の例を示す図である。
【図３】特許文献１の方法による非線形関数の例を示す図である。
【図４】平均化フィルタ方式の線形関数の例を示す図である。
【図５】入力画像信号列ｘ（ｎ）の例を示す図である。
【図６】入力画像信号列ｘ（ｎ）を特許文献１の方法を用いて処理した場合の出力信号の例を示す図である。
【図７】入力画像信号列ｘ（ｎ）を特許文献１の方法を用いて処理を行った場合の出力信号の例を示す図である。
【図８】入力画像信号列ｘ（ｎ）を特許文献１の方法を用いて処理を行った場合の出力信号の例を示す図である。
【図９】入力画像信号列ｘ（ｎ）を、平均化フィルタ方式を用いて処理した場合の出力信号の例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による画像処理装置の構成例を示す回路ブロック図である。
【図１１】本実施の形態による画像処理装置に用いられるコアリング処理関数の例を示す図である。
【図１２】輪郭を含む入力画像信号に対し、特許文献１の方法を用いてシミュレーションを行った処理結果を示す図である。
【図１３】輪郭を含む入力画像信号に対し、本実施の形態による方式を用いてシミュレーションを行った結果を示す図である。
【図１４】本実施の形態による画像処理装置の別の構成例を示す回路ブロック図である。
【図１５】本実施の形態による画像処理装置のさらに別の構成例を示す回路ブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１７】本発明を適用した画像処理装置の別の構成例を示すブロック図である。
【図１８】コアリング処理回路をより詳しく示すブロック図である。
【図１９】コアリング処理回路をより詳しく示すブロック図である。
【図２０】コアリング関数の例を示す図である。
【図２１】コアリング関数の例（原点付近を拡大したもの）を示す図である。
【図２２】第１の実施の形態による方法を用いてシミュレーションを行った結果を示す図である。
【図２３】第１の実施の形態による方法を用いてシミュレーションを行った結果を示すグラフである。
【図２４】本発明の第３の実施の形態による画像処理装置を用いた液晶テレビの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１〜５…遅延回路、６…加重加算回路、７…Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路、８…減算回路、９…コアリング処理回路、１０…信号選択回路、１１…加算回路、１２〜１６…遅延回路、１７…加重加算回路、１８…Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路、１９…減算回路、２０…コアリング処理回路、２１…加算回路、２２…信号選択回路、２３〜２７…遅延回路、２８…加重加算回路、２９…Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路、３０…減算回路、３１…コアリング処理回路、３２…加算回路、１０１〜１０５…遅延回路、１０６…加重加算回路、１０７…Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路、１０８…減算回路、１０９…コアリング処理回路、１１０…信号選択回路、１１１…加算回路、１１２…モード選択回路、１１３〜１１７…遅延回路、１１８…加重加算回路、１１９…Ｍａｘ−Ｍｉｎ計算回路、１２０…減算回路、１２１…コアリング処理回路、１２２…加算回路、１２３…信号選択回路、１２４…モード選択回路、１２５…コアリング処理回路（弱）、１２６…コアリング処理回路（中）、１２７…コアリング処理回路（強）、１２８…信号選択回路、１２９…コアリング処理用ＬＵＴ。
【図１】
2005295488.tif 000005
【図２】
2005295488.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005295488.tif 000008
【図５】
2005295488.tif 000009
【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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【図１２】
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【図１３】
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【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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【図２４】
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