(57)【要約】【課題】切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能な画像補正方法および画像補正装置を提供する。【解決手段】画像信号に基づき動きのある画像領域を検出する動き検出手段１２０と、画像信号に画像補正を施しかつ制御信号に基づき補正方法の切替えが可能な画像補正手段１７０とを備えた画像補正装置１００であって、動きのある画像領域に対してその境界部分を検出する動き境界検出手段１３０と、隣接画素に対応する画像信号の階調と比較して階調変化の大きい画像領域を検出する階調変化検出手段１４０と、階調変化の大きい画像領域を除く領域において動きのある画像領域の境界部分を拡散する動き信号変調手段１６０とをさらに備え、動き信号変調手段１６０の出力に基づき画像補正手段１７０の補正方法を切替えることを特徴とする。【選択図】図１
2005267622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に基づき複数の補正方法を切替えて前記画像信号に画像補正を施す画像補正方法であって、
前記画像信号に基づき動きのある画像領域を検出し、
隣接画素に対応する前記画像信号の階調と比較して階調変化が所定の閾値より小さい領域では前記動きのある画像領域の境界部分を拡散し、
前記境界部分を拡散した動きのある画像領域とそれ以外の領域とで補正方法を切替えることを特徴とする画像補正方法。
【請求項２】
画像信号に基づき動きのある画像領域を検出する動き検出手段と、前記画像信号に画像補正を施しかつ制御信号に基づき補正方法の切替えが可能な画像補正手段とを備えた画像補正装置であって、
前記動きのある画像領域に対してその境界部分を検出する動き境界検出手段と、
隣接画素に対応する前記画像信号の階調と比較して階調変化の大きい画像領域を検出する階調変化検出手段と、
前記階調変化の大きい画像領域を除く領域において、前記動きのある画像領域の境界部分を拡散する動き信号変調手段とを備え、
前記動き信号変調手段の出力に基づき前記画像補正手段の補正方法を切替えることを特徴とする画像補正装置。
【請求項３】
前記動き信号変調手段は、前記動き検出手段の出力を少なくとも水平方向または垂直方向に遅延する遅延回路を用いて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像補正装置。
【請求項４】
前記動き信号変調手段は、前記動き検出手段の出力を水平方向または垂直方向に遅延する前記遅延回路の遅延量をランダムに切替えることにより前記動きのある画像領域の境界部分を拡散することを特徴とする請求項３に記載の画像補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の動きに基づいて画像信号処理を行う画像補正方法および画像補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像信号を補正する装置として、画像の動きを検出し、動きのない画像領域と動きのある画像領域とで異なった画像信号処理を行う画像補正装置がいくつか提案されている。その代表的なものとして、例えば特許文献１に記載されているような動画擬似輪郭補正がある。図８は、特許文献１に記載されている動画擬似輪郭補正を行う画像補正装置２０の構成を示す回路ブロック図である。図８において、加算回路３、静止画符号回路４、動画符号回路５、選択回路７、差分回路１１、係数回路群１２、遅延回路群１３はいわゆる誤差拡散を行う画像補正手段１７０を構成している。そして、動きのない画像領域においては静止画符号回路４の出力を用いた誤差拡散を行い、動きのある画像領域においては動画符号回路５の出力を用いた誤差拡散を行うように、動き検出手段１２０の出力に基づいて画像補正手段１７０を制御している。
【０００３】
しかし、画像の動きに基づいて画像信号の補正方法を切替えると、画像によっては動きのない画像領域と動きのある画像領域との境界部分で鋭いエッジ状のノイズ（以下、「切替えショック」と称する）が発生することがあった。そこで、境界部分を乱数で拡散しエッジが揃わないようにすることで切替えショックを低減する画像補正装置も合わせて特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述した画像補正装置では、単純に境界部分を拡散させただけであるので、画像によっては、拡散が不十分なため切替えショックが十分に抑制できなかったり、逆に拡散の副作用のため画像の輪郭部分にジッタのようなノイズを生じる等の問題があった。また、これらの問題を避けるために十分な動画擬似輪郭補正を行えない等の問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能な画像補正方法および画像補正装置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】
【０００６】
本発明の画像補正方法は、画像信号に基づき複数の補正方法を切替えて画像信号に画像補正を施す画像補正方法であって、画像信号に基づき動きのある画像領域を検出し、隣接画素に対応する画像信号の階調と比較して階調変化が所定の閾値より小さい領域では動きのある画像領域の境界部分を拡散し、境界部分を拡散した動きのある画像領域とそれ以外の領域とで補正方法を切替えることを特徴とする。この方法によれば、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能な画像補正方法を提供することができる。
【０００７】
本発明の画像補正装置は、画像信号に基づき動きのある画像領域を検出する動き検出手段と、画像信号に画像補正を施しかつ制御信号に基づき補正方法の切替えが可能な画像補正手段とを備えた画像補正装置であって、動きのある画像領域に対してその境界部分を検出する動き境界検出手段と、隣接画素に対応する画像信号の階調と比較して階調変化の大きい画像領域を検出する階調変化検出手段と、階調変化の大きい画像領域を除く領域において動きのある画像領域の境界部分を拡散する動き信号変調手段とをさらに備え、動き信号変調手段の出力に基づき画像補正手段の補正方法を切替えることを特徴とする。この構成により、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能な画像補正装置を提供することができる。
【０００８】
また、本発明の画像補正装置の動き信号変調手段は、動き検出手段の出力を少なくとも水平方向または垂直方向に遅延する遅延回路を用いて構成してもよい。この構成によれば、比較的簡単な回路で動きのある画像領域の境界部分を拡散することができる。
【０００９】
また、本発明の画像補正装置の動き信号変調手段は、動き検出手段の出力を水平方向または垂直方向に遅延する遅延回路の遅延量をランダムに切替えることにより動きのある画像領域の境界部分を拡散する構成としてもよい。この構成によれば、周期的な成分を含まずに動きのある画像領域の境界部分を拡散することができるので、さらに切替えショックを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能な画像補正方法および画像補正装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における画像補正装置１００の構成を示す回路ブロック図である。本実施の形態においては画像補正として動画擬似輪郭補正を行う場合について説明する。動き検出手段１２０は、画像信号を入力し、１フレーム前の画像信号と比較して時間的に階調変化の大きい領域を動きのある画像領域（以下、「動き領域」と略記する）として検出する。そして、動き境界検出手段１３０は動き領域の境界部分を検出する。階調変化検出手段１４０は、画像信号を入力し、隣接画素の階調と比較して空間的に階調変化の大きい画像領域を検出する。組合せ判定手段１５０は、階調変化の大きい画像領域を除く領域を求めるために階調変化検出手段１４０の出力の論理否定をＮＯＴ回路１５１により計算し、その結果と動き領域の境界部分との論理積をＡＮＤ回路１５２により求める。階調変化検出手段１４０の出力の論理否定は空間的に階調変化の小さい画像領域（以下、「平坦領域」と略記する）を示すので、組合せ判定手段１５０の出力は、平坦領域に属する動き領域の境界部分を示している。動き信号変調手段１６０は、平坦領域に属する動き領域の境界部分に対しては動き検出手段１２０の出力を後述するように変調し、それ以外の領域に対しては動き検出手段１２０の出力をそのまま画像補正手段１７０に出力する。画像補正手段１７０は、本実施の形態においては動き信号変調手段１６０の出力に基づいて補正方法を切替えて動画擬似輪郭補正を行う。
【００１３】
図２は、本実施の形態における動き検出手段１２０の回路ブロックの一例を示す図である。１フレーム遅延回路１２１は画像信号を１フレーム分遅延する。差分回路１２２はもとの画像信号と１フレーム遅延された画像信号との差分を計算し、絶対値回路１２３はその差分の絶対値を計算する。比較回路１２４は絶対値回路１２３の出力と動き領域判定用の閾値とを比較し、絶対値回路１２３の出力が閾値より大きい場合には「１」を出力し、それ以外の場合には「０」を出力する。図３は、本実施の形態における画像補正装置の動作を説明するための図である。画像信号として、例えば図３（ａ）に示したように、暗い背景の中を明るい矩形のパターンが右上に移動する画像信号（破線の矩形は１フレーム前のパターンの位置を示す）が入力されると、比較回路１２４からは図３（ｂ）に示すように、動き領域においては「１」、それ以外では「０」を示す動き領域信号が出力される。
【００１４】
図４は、本実施の形態における動き境界検出手段１３０の回路ブロックの一例を示す図である。１画素遅延回路１３１は動き領域信号を１画素分遅延する。差分回路１３２はもとの動き領域信号と１画素遅延された動き領域信号との差分を計算し、絶対値回路１３３はその差分の絶対値を計算する。したがって、絶対値回路１３３からは、図３（ｃ）に示したように、動き領域の水平方向の境界を示す信号が出力される。そして、１ライン遅延回路１３４は動き領域信号を１ライン分遅延し、差分回路１３５はもとの動き領域信号と１ライン遅延された動き領域信号との差分を計算し、絶対値回路１３６はその差分の絶対値を計算する。したがって、絶対値回路１３６からは動き領域の垂直方向の境界を示す信号が出力される。そして、加算回路１３７は絶対値回路１３３と絶対値回路１３６との出力を加算し、比較回路１３８は加算回路１３７の出力と境界判定用の閾値とを比較し、加算回路１３７の出力が閾値より大きい場合には「１」を出力し、それ以外の場合には「０」を出力する。拡幅回路１３９は比較回路１３８が「１」を出力した場合、隣接する画素に対しても「１」を出力し、「１」の領域の幅を広げる。本実施の形態においては後述する動き信号変調手段１６０の遅延回路の数に対応して、水平方向には５画素分、垂直方向には３画素分、「１」の領域の幅を広げている。したがって、比較回路１３８からは、図３（ｄ）に示したように、動き領域の境界では水平方向には５画素分、垂直方向には３画素分を「１」、それ以外では「０」を示す動き境界信号が出力される。
【００１５】
図５は、本実施の形態における階調変化検出手段１４０の回路ブロックの一例を示す図である。このように階調変化検出手段１４０は、１画素遅延回路１４１、差分回路１４２、絶対値回路１４３、１ライン遅延回路１４４、差分回路１４５、絶対値回路１４６、加算回路１４７、比較回路１４８、拡幅回路１４９を備え、上述した動き境界検出手段１３０と同様の回路構成になっている。しかし階調変化検出手段１４０には画像信号が入力されるので、比較回路１４８からは、階調変化の大きい部分、図３（ａ）に示した画像に対しては矩形パターンの境界部分を示す階調変化信号が出力される。したがって、比較回路１４８からは、図３（ｅ）に示したように、矩形パターンの境界では「１」、それ以外では「０」を示す境界変化信号が出力される。なお、拡幅回路１４９は、拡幅回路１３９と同様に、水平方向には５画素分、垂直方向には３画素分、「１」の領域の幅を広げている。
【００１６】
組合せ判定手段１５０は、図１に示すように、ＮＯＴ回路１５１、ＡＮＤ回路１５２を備え、ＮＯＴ回路１５１により境界変化信号の論理否定を計算した後、ＡＮＤ回路１５２により動き境界信号との論理積を求める。したがって、組合せ判定手段１５０からは、図３（ｆ）に示したように、平坦領域に属する動き領域の境界部分では「１」、それ以外では「０」を示す変調制御信号が出力される。
【００１７】
図６は、本実施の形態における動き信号変調手段１６０の回路ブロックの一例を示す図である。動き信号変調手段１６０は、動き領域を水平方向および垂直方向に平行移動させるように、動き領域信号を変調する。４つの１画素遅延回路１６１１〜１６１４は動き領域信号を１画素分づつ順次遅延させる。選択回路１６２は動き領域信号および遅延された４つの動き領域信号の中から乱数発生回路１６３の出力に従い１つの信号を選択する。乱数発生回路１６３は各画素毎に乱数を発生する。したがって、選択回路１６２からは最大４画素分遅延された動き領域信号が出力される。その結果、図３（ｇ）に示したように、動き領域の境界を水平方向にランダムに拡散する。次に、１ライン遅延回路１６４１、１６４２、選択回路１６５、乱数発生回路１６６を用いて、動き領域信号を垂直方向にも変調して動き領域の境界部分を垂直方向にランダムに拡散する。そして、選択回路１６７は、変調制御信号が「１」の場合には水平および垂直方向に変調された動き領域信号を選択し、変調制御信号が「０」の場合には変調されていない動き領域信号を選択し画像補正手段１７０に出力する。その結果、動き信号変調手段１６０は、図３（ｈ）に示したように、境界を部分的に拡散された動き領域信号を出力する。そして、この信号が補正制御信号として画像補正手段１７０に入力される。
【００１８】
なお、このように遅延回路を用いることにより、比較的簡単な回路で動き信号変調手段を構成することができる。また、遅延回路の遅延量をランダムに切替えることにより周期的な成分を含まずに動き領域の境界部分を拡散することができるので、さらに切替えショックを抑制することができる。しかし、切替えショックが目立たない範囲で、画素毎、ライン毎、フィールド毎に周期的に遅延量を切替えて動き領域の境界部分を拡散してもよい。
【００１９】
図７は、本実施の形態における図１の画像補正装置の画像補正手段１７０を具体化した回路ブロック図である。画像補正手段１７０は、動画擬似輪郭補正手段であり、図８に示した従来例における画像補正手段１７０と同様の構成であるため、同一の回路ブロックには同一の符号を付している。ここで詳細な説明は省略するが、選択回路７が静止画符号回路４の出力を選択した場合には動画擬似輪郭は発生しやすいが滑らかな階調の表示ができる画像補正を行い、動画符号回路５の出力を選択した場合には表示する階調数は減るが動画擬似輪郭の発生しにくい画像補正を行う。
【００２０】
ここで、仮に従来例における画像補正装置と同様に、図３（ｂ）に示す動き領域信号を用いて選択回路７を切替えたと仮定すると、図３（ｄ）に示す位置が補正制御の切替えの境界となる。このとき、切替えの境界のうち図３（ｆ）で示した境界部分は１フレーム前の画像における矩形パターンの境界部分ではあるが、現フレームにおいては階調変化の少ない平坦領域に位置するので、この位置の境界部分で切替えショックが発生することになる。しかしながら本実施の形態においては図３（ｈ）に示した補正制御信号を用いて選択回路７を切替えるので、矩形パターンの境界部分では境界に沿った補正制御の切替えが行われ、切替えショックの発生しやすい平坦領域においては選択的に切替えの境界を拡散させる。したがって、切替えショックを抑制しつつ、十分な動画擬似輪郭補正を行うことができる。
【００２１】
このように本実施の形態における画像補正方法は、画像の動きに基づいて画像補正を切替える際に、動き領域の境界で単純に切替えるのではなく、また境界部分に一律に拡散処理を施して補正を切替えるのでもなく、切替えショックの発生する可能性の高い平坦領域の境界部分に対して選択的に拡散処理を施す。このため、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、本実施の形態における動き信号変調手段１６０は、図６に示したように、１画素遅延回路を４つ、１ライン遅延回路を２つ用いて構成する例を示したが、これらの遅延回路の個数は任意に設定することができる。
【００２３】
また、本実施の形態における拡幅回路１３９、１４９は、比較回路１３８、１４８の出力側に設け、比較回路１３８、１４８の出力信号をそれぞれ水平方向および垂直方向に広げるものとして説明した。しかし、境界領域の幅を広げることができれば他の構成でもよく、例えば比較回路の入力側にローパスフィルタを設けることにより同様の効果を得ることができる。
【００２４】
さらに、本実施の形態における画像補正手段１７０は動画擬似輪郭補正を行うものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えばＩＰ（インターレース−プログレッシブ）変換手段も動き領域とそれ以外の領域との画像補間方法を切替えるので境界部分において切替えショックが発生する可能性がある。このように、制御信号に基づき補正方法の切替えが可能な画像補正手段を備えた画像補正装置であって、画像の動きを示す信号を制御信号として用いるものであれば他の画像補正等にも応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれは、切替えショックを抑制しつつ、画像の動きに基づいて画像信号処理を行うことができるので、画像の動きに基づいて画像信号処理を行う画像補正方法および画像補正装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態における画像補正装置の構成を示す回路ブロック図
【図２】同画像補正装置の動き検出手段の一例の回路ブロック図
【図３】同画像補正装置の動作を説明するための図
【図４】同画像補正装置の動き境界検出手段の一例の回路ブロック図
【図５】同画像補正装置の階調変化検出手段の一例の回路ブロック図
【図６】同画像補正装置の動き信号変調手段の一例の回路ブロック図
【図７】同画像補正装置における画像補正手段を具体化した回路ブロック図
【図８】従来例における画像補正装置の構成を示す回路ブロック図
【符号の説明】
【００２７】
１００    画像補正装置
１２０    動き検出手段
１２１    １フレーム遅延回路
１２２，１３２，１３５，１４２，１４５    差分回路
１２３，１３３，１３６，１４３，１４６    絶対値回路
１２４，１３８，１４８    比較回路
１３０    動き境界検出手段
１３１，１４１，１６１１〜１６１４    １画素遅延回路
１３４，１４４，１６４１，１６４２    １ライン遅延回路
１３７，１４７    加算回路
１３９，１４９    拡幅回路
１４０    階調変化検出手段
１５０    組合せ判定手段
１５１    ＮＯＴ回路
１５２    ＡＮＤ回路
１６０    動き信号変調手段
１６２，１６５，１６７    選択回路
１６３，１６６    乱数発生回路
１７０    画像補正手段
【図１】
2005267622.tif 000003
【図２】
2005267622.tif 000004
【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】
2005267622.tif 000009
【図８】
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