(57)【要約】本発明は、高い解像度のカラー画像を、低い解像度の画像に変換する方法および装置を提供する。本発明の方法は、人間視覚システムが示す空間周波数応答の特性に基づいて、高い解像度の画像７２を、輝度チャンネル７６と色差チャンネル９８、１００とに分離して、それぞれに適したサンプリングおよびフィルタリングを行った後、輝度チャンネル８６と色差チャンネル１１１、１１４を結合することにより、低い解像度の画像１１６を形成する。色差チャンネル９８、１００に対しては伝統的なサブサンプリング１０１、１０３を行うことにより色成分エイリアシングを回避し、また輝度チャンネル７６に対してはサブピクセルサンプリング８０を行うことにより輝度成分の解像度を向上させる。
2004524729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する方法において、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと１以上の初期の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する処理と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する処理と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした１以上の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記ＳＰＳした１以上の色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う処理と、
前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った１以上の色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する処理と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する装置において、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと１以上の初期の色差チャンネルとに分離する手段と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する手段と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する手段と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立したサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした１以上の色差チャンネルとに分離する手段と、
前記ＳＰＳした１以上の色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行うハイパスフィルタと、
前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った１以上の色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する手段と、を含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する方法を記録したコンピュータ読取可能な媒体において、
前記方法は、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと１以上の初期の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する処理と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する処理と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした１以上の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記ＳＰＳした１以上の色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う処理と、
前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った１以上の色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する処理と、を含むことを特徴とするコンピュータ読取可能な媒体。
【請求項４】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する方法において、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する処理と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する処理と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離する処理と、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う処理と、
前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合する処理と、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みが少ない低解像度画像を形成する処理と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記高解像度画像は、前記ＯＣＤにおける高解像度画像を分離する処理より前に補色の色空間における画像に変換された加算色の色空間における画像であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記加算色の色空間における画像は、ＲＧＢ画像であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記補色の色空間における画像は、ＹＣｒＣｂ画像であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記補色の色空間における画像は、ＬＡＢ画像であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記ハイパスフィルタリングを行う処理は、アンシャープマスクフィルタリングを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記ハイパスフィルタリングを行う処理は、
ガウス型ローパスカーネルを用いたアンシャープマスクフィルタを通して前記ＳＰＳした色差チャンネルにフィルタリングを行い、ＳＰＳしてローパスフィルタリングされた色差チャンネルを生成する処理と、
前記ＳＰＳした色差チャンネルから前記ＳＰＳしてローパスフィルタリングされた色差チャンネルを差し引く処理と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記色差チャンネルは、赤緑チャンネルおよび青黄チャンネルを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記色差チャンネルは、ＹＣｒＣｂ画像のＣｒチャンネルおよびＣｂチャンネルを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記色差チャンネルは、ＣＩＥＬａｂ画像の「ａ」チャンネルおよび「ｂ」チャンネルを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記歪みの少ない低解像度画像をＲＧＢ画像に変える処理をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
前記サブピクセルサンプリングを行う処理は、
前記初期の輝度チャンネルを加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像に変換する処理と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をサンプリングする処理と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１６】
高解像度画像を可視歪みが少なく低い解像度で表示する方法において、
解像度の高いＲＧＢ画像を補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像に変換する処理と、
前記ＯＣＤにおける高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記初期の輝度チャンネルをＲＧＢ輝度画像に変換する処理と、
前記ＲＧＢ輝度画像に対してサブピクセルサンプリングを行う処理と、
前記サブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）したＲＧＢ輝度画像を、ＳＰＳしたＯＣＤにおける輝度画像に変換する処理と、
前記ＳＰＳしたＯＣＤにおける輝度画像を、独立するＳＰＳした輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離する処理と、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う処理と、
前記ＯＣＤにおける高解像度画像の前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合する処理と、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ないＯＣＤにおける低解像度画像を形成する処理と、
前記歪みの少ないＯＣＤにおける低解像度画像を歪みが少なく解像度の低いＲＧＢ画像に変換する処理と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する方法において、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離するステップと、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成するステップと、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換するステップと、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離するステップと、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行うステップと、
前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行うステップと、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行うステップと、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合するステップと、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換するシステムにおいて、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離する第１スプリッタと、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成するサブピクセルサンプラと、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換するコンバータと、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離する第２スプリッタと、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行うハイパスフィルタと、
前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行うローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行うサブサンプラと、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合する第１コンバイナと、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する第２コンバイナと、を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する命令を含むコンピュータ読取可能な媒体において、
前記命令は、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離する処理と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する処理と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する処理と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離する処理と、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う処理と、
前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行う処理と、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合する処理と、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する処理と、を含むことを特徴とするコンピュータ読取可能な媒体。
【請求項２０】
高解像度画像を可視歪みの少ない低解像度画像に変換する機能を有し、電子的な伝送で具現されるコンピュータデータ信号において、
補色の色空間（ＯＣＤ）における高解像度画像を、独立した初期の輝度チャンネルと複数の初期の色差チャンネルとに分離する命令と、
前記初期の輝度チャンネルに対してサブピクセルサンプリングを行うことにより、加算色の色空間（ＡＣＤ）における輝度画像を生成する命令と、
前記ＡＣＤにおける輝度画像をＯＣＤにおける輝度画像に変換する命令と、
前記ＯＣＤにおける輝度画像を、独立するサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度チャンネルとＳＰＳした色差チャンネルとに分離する命令と、
前記ＳＰＳした色差チャンネルにハイパスフィルタリングを行う命令と、
前記初期の色差チャンネルにローパスフィルタリングを行う命令と、
前記ローパスフィルタリングされた初期の色差チャンネルにサブサンプリングを行う命令と、
前記ローパスフィルタリングしてサブサンプリングを行った色差チャンネルと、前記ＳＰＳしてハイパスフィルタリングを行った色差チャンネルとを結合する命令と、
前記結合された色差チャンネルと前記ＳＰＳした輝度チャンネルとを結合して、歪みの少ない低解像度画像を形成する命令と、を含むことを特徴とするコンピュータデータ信号。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明の実施形態は、画像のＲ、Ｇ、Ｂまたは他の成分を表示する３色構成を用いた解像度の低いディスプレイに高解像度画像を表示する分野に関する。この３色構成は、例えば１ピクセルが隣り合った３つのサブピクセルから成る構成の直視型ＬＣＤディスプレイで多く見られる。各サブピクセルは３原色（すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち１つの色のみを制御し、言い換えると、デジタル画像表示の原色によってのみ通常は制御される。高解像度画像はメモリに利用可能であり、あるいはアルゴリズム（ベクトル・グラフィックス、一部のフォント・デザイン、コンピュータ・グラフィックス）から直接利用可能である。
【０００１】
本明細書の主題は、スコット・デーリーによって発明され、２０００年１２月１２日に米国特許出願０９／７３５，４５４号として出願された、「サブピクセルサンプリングおよび視覚的歪み補正を用いて表示解像度を改善するための方法およびそのシステム」に関連する。この出願を参考のため本明細書に添付する。
【０００２】
また、本明細書の主題は、ラジェッシュ・レディ・ケイ・コブリとスコット・デーリーとによって発明され、２０００年１２月１２日に米国特許出願０９／７３５，４２５号として出願された、「サブピクセルサンプリングおよび視覚的歪みフィルタリングを用いて色収差のない画像における表示解像度を改善するための方法およびそのシステム」に関連する。この出願を参考のため本明細書に添付する。
【０００３】
〔背景技術〕
解像度の高い画像を解像度の低いディスプレイに表示するために最も多く用いられるのは、図１に示すように、高解像度画像４のピクセル２をサンプリングして解像度の低いディスプレイ６の解像度まで下げる方法である。その後、各ダウンサンプリングしたカラーピクセル８のＲＧＢ値は、各表示ピクセル１６の独立したＲＧＢ成分１０、１２、１４にマッピングされる。また、表示ピクセルのＲＧＢ成分１０、１２、１４は、サブピクセルと呼ばれる。表示装置では色成分が重なり合わないので、サブピクセルはＲＧＢの３色のうち１色のみを持つことができるが、色の振幅は全体の階調範囲（例えば、０から２５５）を通じて異なり得る。通常サブピクセルは１：３のアスペクト比（幅：高さ）を有するため、ピクセル１６は正方形になる。サブサンプリング／マッピングの方法では、ディスプレイにおけるＲＧＢのサブピクセルが空間的にずれていることが考慮されず、実際には図１に示すようにＲＧＢのサブピクセルが高解像度画像にあるのと同じように重なり合っていると仮定される。この種のサンプリングは、サブサンプリング、または従来のサブサンプリングと呼ばれる。
【０００４】
高解像度画像４のピクセルをわずかにずらして重ねられた３つの正方形８で示し、同じ空間的位置（すなわち、ピクセル）に関連付けされたＲＧＢ値を表す。１つの表示ピクセル１６は、ＲＧＢのサブピクセル１０、１２、１４が１つずつで構成され、図１では暗線を使って解像度の低い三色ディスプレイ６の一部として示す。他の表示ピクセルは細い点線で示す。
【０００５】
この例では、高解像度画像は（水平面、垂直面共に）ディスプレイよりも３倍以上の解像度を持つ。この直接サンプリング方法によってエイリアシング・アーチファクトができるため、サンプリングしたピクセルでサンプリングのされていない隣接したピクセルを平均するといった様々な方法が用いられる。なお、サブサンプリングしながら隣接した成分を平均するという一般的な方法は、長方形（ｒｅｃｔ）のフィルタを用いた高解像度画像のプレフィルタリングと数学的に等しい。また、なお（この図に示すように）左端のピクセルとは異なるピクセルを選択する方法は、位相のみに影響を与えるプレフィルタリングと考えられる。このように、エイリアシング防止に関連した処理のほとんどは、たとえカーネルがサンプリングされたピクセル位置にのみ用いられたとしても、高解像度画像に対するフィルタリング工程とみなされる。
【０００６】
色収差のない画像は、本明細書および請求項で定義されるように、目に見える色の変化がない。この色収差のない状態は、画像が１層または１つの色チャンネルのみを含む場合、あるいは画像が複数の層または複数の色チャンネルを有するが、各色層は同一であるため単一の色画像が生み出せる場合に起こり得る。
【０００７】
上述の方法では潜在的な表示解像度が利用されていない。参考のため本明細書に添付した「振幅カラーモザイクディスプレイのフルカラーイメージング」（アール・フィーゲンフラット著（１９８９），Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ Ｖ．１０７５，１９９−２０５）、および「カラーマトリクスディスプレイ画質：輝度および空間サンプリングの効果」（ジェイ・クランツ、エル・シルバーステイン著（１９９０），ＳＩＤ Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ，２９−３２）を参考にすると、この分野の予備知識が得られる。例えば、図１に示すディスプレイでは、表示ピクセル１６の解像度は高解像度画像（ソース画像）４の３分の１であるが、サブピクセル１０、１２、１４の解像度は（水平面の）ソース画像の解像度と等しい。もしもこのディスプレイが色覚異常者にのみ使用されると、サブピクセルの空間位置を利用することが可能となる。この方法は図２に示すように、ディスプレイのＲＧＢのサブピクセル１０、１２、１４が高解像度画像において異なるピクセル１１、１３、１５の各色から取り除かれている。これによって、水平解像度を表示ピクセル解像度の３倍であるサブピクセルの解像度とすることが可能である。
【０００８】
しかし、ディスプレイの観察者が色覚異常者でない場合どうなるか？つまり、大多数の正常な観察者の場合どうなるか？ディスプレイ技術者にとって幸いなことに、完璧な色覚を持つ観察者でさえ高い空間周波数帯では色覚異常が現れる。このことは、人間の視覚システムにおける理想的な空間周波数応答を示す図３に以下のように示されている。
【０００９】
ここで、輝度１７は観察画像の色収差のない接点（ｃｏｎｔａｃｔ）を表し、色差１９は赤から緑、青から黄への等輝度変調としての視覚システムによって処理される純色量を表す。映像の色差信号Ｒ−ＧおよびＢ−Ｙは、これらの変調とおおよそ似ている。ほとんどの観察者にとって色成分の周波数応答の帯域幅は、輝度周波数応答の２分の１である。青黄変調応答の帯域幅が輝度の約３分の１まで下がることもある。種々の画像ピクセルから３色の表示ピクセルのサブピクセルへの色成分のマッピングを含むサンプリングは、図２に示すように、サブピクセルサンプリングと呼ばれる。
【００１０】
図４を参照すると、ディスプレイの水平方向には、表示ピクセル１６のナイキスト周波数（表示ピクセル＝３色ピクセル、１つの３色ピクセルにつき０．５サイクルで３ナイキストの場合）と、サブピクセル成分１０、１２、１４のナイキスト周波数（１サブピクセルにつき０．５サイクル＝３色ピクセルにつき１．５サイクル）との間に介在する周波数帯域がある。この領域を図４では長方形領域２０で示す。幅が表示標本空間と等しいｒｅｃｔ関数によって高解像度画像をコンボルビング（ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ）することで得られたｓｉｎｃ関数が、薄い破線と点のカーブ２２で示されている。これはディスプレイがＬＣＤの場合に表示ＭＩＦ（変調伝達関数）をモデル化するために行われる最も一般的な手法である。
【００１１】
サブピクセル空間と等しいｒｅｃｔ関数によって高解像度ソース画像をコンボルビング（ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ）することで得られたｓｉｎｃ関数が、破線カーブ２４で示されており、高い帯域幅を持つ。これは、サブピクセルが一次元的に長方形であることを考慮したディスプレイによって定められる限界である。図示する長方形の領域２０において、サブピクセルは輝度成分情報を表示できるが、色成分情報は表示できない。実のところ、この領域の色成分情報はいずれもエイリアスされるためである。このように、この領域では、色成分エイリアシングを可能にすることで、３色（つまり、表示）ピクセルよりも高い周波数における輝度成分情報を達成することができる。これはサブピクセルサンプリングを用いることで生じる「有利（Ａｄｖａｎｔａｇｅ）」領域である。
【００１２】
フォント表示で適用するには、図５に示すように黒白フォントには一般的に前処理がされる。標準的な前処理には、フォントストロークのピクセル中心へのセンタリング、すなわち、フォントストロークの特殊位相シフトと呼ばれるヒンティングを含む。通常この処理の後には、ローパスフィルタリングが行われ、階調アンチエイリアシングと呼ばれる。
【００１３】
図３に示す視覚周波数応答（ＣＳＦ）が理想的なものである。実際には、図６（ａ）に示すように有限の下落傾斜（ｆａｌｌｏｆｆ ｓｌｏｐｅ）を持つ。輝度成分のＣＳＦ３０は、サイクル／度（ｃｙ／ｄｅｇ）の単位から（視距離は１２８０ピクセルであることを前提とする）表示ピクセルドメインまでマッピングされた。輝度成分のＣＳＦは、実線３０で示した、１．５サイクル／ピクセル（表示ピクセル）近くの最大周波数を持ち、０．２サイクル／３色ピクセル（ｃｙ／ｐｉｘｅｌ ｔｒｉａｄ）近くの最高値を持つ形のバンドパスである。Ｒ：ＧのＣＳＦ３２は、破線で示した、０．５サイクル／ピクセル近くの最大周波数を持つローパスである。Ｂ：Ｙ変調ＣＳＦ３４は、Ｒ：ＧのＣＳＦと同等の最大周波数で、Ｒ：ＧのＣＳＦよりも低い最大応答を持つ破線と点のＬＰＦカーブで示す。色成分ＣＳＦ３２、３４と輝度成分ＣＳＦ３０のカットオフ周波数範囲は、輝度の帯域幅を改善するために色成分エイリアシングを可能にする領域である。
【００１４】
また、図６（ａ）は１／ｆ関数として理想的な画像パワー・スペクトル３６を示し、（図では対数軸を使用しているため）−１の傾きを持つ直線で表している。このスペクトルは、サンプリング周波数で反復する。これらの反復は水平方向におけるピクセル３８とサブピクセル４０のサンプリング速度で示す。低周波数帯３８で生じている反復はピクセルサンプリングによるもので、高周波数帯４０で生じている反復はサブピクセルサンプリングによるものである。なお、対数周波数軸上にプロットしているため、形状が変化する。ナイキストの下の低周波数帯まで及ぶこれらの反復スペクトルの周波数は、エイリアシングと呼ばれる。左端のものは、ピクセルサンプリングレートによるものなので、色成分エイリアシング３８である一方、輝度成分エイリアシング４０は高いサブピクセルサンプリングレートに関連するため高周波数帯で生じる。
【００１５】
図６（ａ）では、プレフィルタリングはソース・スペクトルに適用されなかった。その結果、ピクセルサンプリングによるエイリアシング（すなわち、色成分エイリアシング）は非常に低い周波数帯３５まで及ぶ。このように、色成分ＣＳＦが輝度成分ＣＳＦよりも低い帯域幅を持っているにもかかわらず、（ディスプレイのノイズとコントラストによっては、）それでもなお目に見えるカラー・アーチファクトがある。
【００１６】
図６（ｂ）では、図４に薄い破線と点のカーブ２２で示したプレフィルタ（３つのソース・イメージピクセルと等しいｒｅｃｔ関数）を、ソース・パワー・スペクトルに適用すると、０．５サイクル／ピクセルを超えてベースバンド・スペクトル４２に影響し、４４で示す−１よりも急な傾きを持つようになることがわかる。また、反復はこのプレフィルタの効果を示す。このフィルタでさえ、２つの色成分ＣＳＦ３２ａと３４ａのカットオフ周波数よりも低い周波数４６で何らかの色成分エイリアシング（低周波数帯での反復スペクトル）が生じることがわかる。このように、単純な輝度成分のプレフィルタリングでは、０．５サイクル／ピクセルを超えた輝度周波数（つまり、「有利」領域）を全て除去せずに色成分エイリアシングを除去するのは困難であることがわかる。
【００１７】
輝度成分の帯域幅を「有利」領域２０に引き上げるために、輝度成分または色成分の機能としての視覚システムにおける帯域幅の違いに依存しているため、参考のため本明細書に添付し、図７に示した「パターン表示のためのディスプレイスドフィルタリング」（シー・ベトライジー他著、（２０００），ＳＩＤ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｄｉｇｅｓｔ，２９６−２９９）に記載されているような視覚システムモデルに基づくプレフィルタリングを設計することが１つの可能性としてある。
【００１８】
この方法では、画像がサンプリングされている色層、およびカラー・サブピクセルによって異なるプレフィルタを使用するのが理想的である。したがって、９つのフィルタがある。これらのフィルタは、参考のため本明細書に添付し、図７に示した「デジタル・カラー画像再生のためのＣＩＥＬａｂの空間拡張」（エックス・チャン、ビー・ワンデル著、（１９９６年），ＳＩＤ Ｓｙｍｐ．Ｄｉｇｅｓｔ ７３１−７３４）に記載された、人間の視覚における違いを表したモデルを用いて設計された。これはオフラインで行われ、画像は常に白黒画像であることを前提としている。最終実行では、結果として得られたフィルタよりもむしろｒｅｃｔ関数が、計算量を抑制するために用いられる。さらに、（図６（ｂ）からわかるように）色成分ＣＳＦのカットオフ周波数よりも低い周波数帯まで色成分エイリアシングが及ぶため、何らかの色成分の歪みがまだなお残留していることがわかる。
【００１９】
しかし、使用される視覚モデルでは、高コントラストレベルに対して、輝度が中間にある時、輝度によって色成分のマスキングを生じる視覚システムのマスキング特性を考慮に入れていない。したがって、大きいフォントにおいてフォントの縁部に沿って現れる色成分アーチファクトがフォントの高輝度コントラストによってマスキングされる。しかし、フォントサイズが小さくなるにつれてフォントの輝度も低くなり、したがって、同じ色成分アーチファクトが非常に目立つようになる（例えば、非常に小さなフォントでは、フォントの白黒部分が消え、局部的にカラー・スペックルのみが残る）。
【００２０】
〔発明の開示〕
本発明は、上述した人間視覚システムが示す空間周波数応答の特性、すなわち、輝度成分の視覚周波数応答ＣＳＦのカットオフ周波数が色成分の視覚周波数応答ＣＳＦのそれよりも高いということに基づいてなされたものである。本発明は、高い解像度の画像を、輝度データと色差データとに分離して、それぞれに適したサンプリングおよびフィルタリングを行った後、両データを結合することにより低い解像度の画像を形成する。色差データに対しては伝統的なサブサンプリングを行うことにより色成分エイリアシングを回避し、また輝度データにはサブピクセルサンプリングを行うことにより輝度成分の解像度を向上させる。さらに、サブピクセルサンプリングを行った輝度データに対してハイパスフィルタリングを行うことにより、輝度データのサブピクセルサンプリング時に発生する低周波のアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を除去する。
【００２１】
概念的に、本発明は次のように説明され得る。図１および図２において、１表示ピクセル１６のＲ、ＧおよびＢサブピクセル１０、１２および１４の各Ｒ、Ｇ、Ｂ値は、図１に示したサブサンプリングにより、高い解像度の画像４のカラーピクセル８（つまり１１）の各Ｒ、Ｇ、Ｂ値を反映する。しかし、サブピクセル１０、１２および１４のＲ、Ｇ、Ｂ値は、カラーピクセル８（１１）の各Ｒ、Ｇ、Ｂ値と同一ではない。つまり、輝度成分に対しては、図２に示したサブピクセルサンプリングを行うことにより、サブピクセル１０、１２および１４のＲ、Ｇ、Ｂ値は、それぞれカラーピクセル１１、１３および１５の輝度成分を反映している。
【００２２】
本発明の実施の形態は、フィルタリングとその線形性の仮定にあまり依存せず入力カラー画像に対して作用可能な方法とシステムを含む。これらの実施形態により、サブピクセルサンプリングによって生じた低周波数における色成分アーチファクトを直接除去することが可能となる。このことは、輝度成分と色成分のエイリアシングバージョン（ａｌｉａｓｉｎｇ ｖｅｒｓｉｏｎｓ）に加えられる画像の色成分のＬＰＦバージョンを生成することによって達成される。これは、加算色、原色の色ドメイン（つまり、ＲＧＢ）以外の色ドメインを利用して行われ、サブピクセルサンプリングで生じる色アーチファクトを除去する。実際には、図６（ａ）に示すように、色成分ＣＳＦの帯域幅は低く、高い周波数における色成分アーチファクトは見られないため、低い周波数における色成分アーチファクトだけを取り除く必要がある。
【００２３】
本発明の方法およびシステムは、ディスプレイが設計仕様と同じくらいの距離で観察される時に、色成分エイリアシングを視認させることなく高解像度の輝度信号を得るのに用いられる。これらの手法には、ソース画像がテキストであるという前提、あるいは画像に色収差がないという前提は必要ない。
【００２４】
本発明の実施形態は、高解像度画像をサブサンプリング処理で生じる歪みの少ない低解像度画像に変換する。高解像度画像が輝度データと色差データに分離可能な形式でない時、その高解像度画像はそのような形式に変換される。補色の色ドメインの多くが受け入れ可能である。補色の色ドメイン画像が分離されることで色差チャンネルから輝度チャンネルを分離し、その結果別々の処理が可能となる。
【００２５】
その後、輝度チャンネルはＲＧＢ等の加算色の色空間（ＡＣＤ）に変換され、ＡＣＤにおける輝度画像には、解像度を下げながら輝度データを維持するためにサブピクセルサンプリングを行う。サブピクセルサンプリングの後、サブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した画像は補色の色空間（ＯＣＤ）に変換し直され、再び独立した輝度チャンネルと色差チャンネルとに分離される。その後、この分離処理によって生成されたＳＰＳした色差チャンネルをハイパスフィルタリングして、サブピクセルサンプリング時に生じる低周波数のアーチファクトを除去する。一般的に、元の輝度データを保持するためにＳＰＳした輝度チャンネルが修正されることはない。
【００２６】
元の画像の色差チャンネルは、ローパスフィルタリングしてサブサンプリングが施され、低解像度画像の色差データができる。その後これらのローパスフィルタリングされた色差チャンネルは、元の輝度チャンネルから生成されサブピクセルサンプリングされてハイパスフィルタリングされた色差チャンネルと結合される。また、これらの結合した色差チャンネルはＳＰＳした輝度チャンネルと結合され、一般的に補色の色空間において歪みの少ない低解像度画像が形成される。その後、この歪みの少ない低解像度画像は、所望のアプリケーションに適合する加算色の色空間または他の色空間に変換される。
【００２７】
〔図面の簡単な説明〕
本発明における上記列挙された利点と目的、および他の利点と目的とを得るために、上記簡潔に説明した本発明は、添付図面に示す本発明の具体的な実施形態を参照してより詳細に説明される。これらの図面は、本発明の一般的な実施形態のみを表し、したがって本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、添付図面を参照しながら、補足的な特定性と詳細と共に記載および説明される。
【００２８】
〔発明を実施するための最良の形態〕
本発明の現在における好適な実施形態は、図面を参照することにより理解できるであろう。図面では、全体にわたって同じ部材が同じ番号で示されている。この詳細の説明の一部として図面を添付する。
【００２９】
本発明の構成要素は、図面に概ね記載および説明されるように、多種多様な構成での配置および設計が可能であることは容易に理解できるであろう。したがって、以下に示す本発明の方法およびシステムの実施形態のより詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものではなく、単に現在における本発明の好適な実施形態の代表例にすぎない。
【００３０】
本発明の実施形態の要素は、ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアで具現化される。また、本発明の実施形態の特徴を具現したソフトウェア（プログラム）は、コンピュータが読み取り可能な媒体に格納されて提供され得る。このような媒体には、情報格納手段（半導体メモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、または光記憶手段（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）などの記録媒体の他、コンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットなどのＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ、無線回線等）も含まれる。さらに、本発明の実施形態の特徴は、電子的な伝送において具現されるコンピュータ信号の形態で実現され得る。本明細書に開示する典型的な実施形態にはこれらの形態の一つを記載しているに過ぎず、当業者は本発明の範囲内においていずれの形にせよこれらの要素を達成できる。
【００３１】
本発明の実施形態では、「色収差のない（ａｃｈｒｏｍａｔｉｃ）」という用語を用いて記載および請求の範囲の説明をしている。この用語は、本明細書および添付した請求項における画像に関して用いられ、目に見える色の変化がない画像のことを指す。色収差のない画像とは、１つの層または１つの色チャンネルのみを含む画像、あるいは複数の層または複数の色チャンネルを有するが、各色層が同一であるため単一の色画像が生み出せる画像のことである。
【００３２】
本発明の実施形態では、「ＲＧＢ」画像または「ＲＧＢ」ドメイン、あるいは「加算色の色空間」または「加算色の色画像」という用語を用いて記載および請求項の説明をしている。これらの用語は、本明細書および関連する請求項で用いられ、完全な輝度情報および色差情報を含んだ、複数成分を有する画像ドメインのあらゆる形式のものを指し、種々のＲＧＢドメインやＣＭＹＫドメインに限定されない。
【００３３】
また、本発明の実施形態では、「ＹＣｒＣｂ」画像または「ＹＣｒＣｂ」ドメイン、「補色の色」ドメイン、「補色の色」画像、または「補色の色」チャンネル、「色差」ドメイン、「色差」画像、または「色差」チャンネルという用語を用いて記載および請求項の説明をしている。これらの用語は、本明細書および関連する請求項で用いられ、少なくとも１つの輝度チャンネルと複数の色差チャンネルから成るチャンネルを含んだ、複数成分を有する画像ドメインのあらゆる形式のものを指し、ＹＣｒＣｂ、ＬＡＢ、ＹＵＶ、ＹＩＱドメインに限定されない。
【００３４】
本発明の実施形態は、高解像度画像を、変換画像に視認可能な歪みの少ない低解像度画像に変換するのに利用される。これらの実施形態は一般的に表示装置に関連して用いられ、ディスプレイよりも解像度の高い画像をディスプレイに使用可能な解像度まで変換して下げるが、他の用途にも適用可能である。
【００３５】
本発明の実施形態で変換された画像には各種形式が存在する。これらの形式が本発明の実施形態の処理と適合しない場合、画像を処理より前に適合する形式に変換し、必要であれば処理後変換し直せばよい。
【００３６】
図８に示す典型的な実施形態の概略図を参照しながら、本発明の実施形態の説明する。工程７０は、ＹＣｒＣｂ、ＬＡＢ、ＹＵＶ、ＹＩＱあるいは同様のドメイン等の補色の色空間（ＯＣＤ）に存在する画像から始まる。ＲＧＢまたはＣＭＹＫドメイン等の加算色の色空間（ＡＣＤ）、あるいは他の色空間に画像が存在する場合、本発明の実施形態での処理をする前に、画像を補色の色空間に変換する。実施形態によっては、処理をする前に画像を適合する形式に変換するステップを含む。
【００３７】
輝度チャンネルと色差チャンネルとを有する補色の色空間７２に画像があると、画像は「分離」され（ステップ７４）、輝度チャンネルと色差チャンネルに対する別々の処理が施される。「分離」処理（ステップ７４）は、元のＯＣＤ画像７２のサンプリングおよびフィルタリング、あるいは元のＯＣＤ画像７２を輝度データと色差データとを取り出す他の方法を含む。また、分離処理には画像変換が含まれてもよい。
【００３８】
分離処理した後、初期の輝度チャンネル７６はＲＧＢ画像等のＡＣＤにおける輝度画像に変換される（ステップ７８）。この処理を行うと、最終的に画像が表示される形式またはドメインで輝度画像のサンプリングが可能になる。輝度画像を変換すると（ステップ７８）、その結果生成された低解像度画像の解像度を向上させるために、その画像に対してサブピクセルサンプリングを行う（ステップ８０）。このようにして、元の高解像度画像における連続したピクセルのぞれぞれの輝度データは、低解像度画像において対応するサブピクセルにそれぞれ割当てられる。
【００３９】
サブピクセルサンプリング（ステップ８０）が完了し、結果としてサブピクセルサンプリング（ＳＰＳ）した輝度画像ができると、このＳＰＳ輝度画像は、ＳＰＳ−ＯＣＤ輝度画像と称するＯＣＤ画像に変換される（ステップ８２）。この変換を行うことで、ＳＰＳ輝度画像を異なる輝度チャンネルと色差チャンネルとにさらに分離することができる（ステップ８４）。一般的にＳＰＳ輝度チャンネル８６は、他のチャンネルとの結合処理（ステップ８８）が後に行われるまでそのままにしておく。しかし、ＳＰＳ色差チャンネル９０、９２には、結合処理が行われる前にフィルタリングが施される。
【００４０】
これらのＳＰＳ色差チャンネル９０、９２は、赤緑チャンネル９０と青黄チャンネル９２とに分割される。一般的にこれらのチャンネルは、ＹＣｒＣｂ画像のＣｒチャンネルとＣｂチャンネル、ＬＡＢ画像の「ａ」チャンネルと「ｂ」チャンネル、ＹＵＶ画像のＵチャンネルとＶチャンネル、ＹＩＱ画像のＩチャンネルとＱチャンネル、あるいは他の色空間またはドメインの同様なチャンネルから成る。これらの色差チャンネル９０、９２に対してハイパスフィルタリングを行い（ステップ９４、９６）、サブピクセルサンプリング時に発生する低周波のアーチファクトを除去する。
【００４１】
本発明の実施形態によっては、ハイパスフィルタリング（ステップ９４、９６）がアンシャープマスク（ｕｎｓｈａｒｐ）法により行われる。アンシャープマスク法にはローパスカーネルが使用される。一般的に、元の画像はローパスバージョンの画像を生み出すローパスカーネルを用いて処理される。その後、このローパスバージョンの画像は、画像の平均値を維持しつつ、元のフィルタリングされていない画像から差し引かれる。成功した実施形態ではガウス型ローパスカーネルを、シグマを約０．３ピクセルから約０．８ピクセルまでとして用いた。０．６ピクセルのシグマ値が特に成功していると考えられ、約０．１６８サイクル／ピクセル（ｃｙｃｌｅｓ／ｐｉｘｅｌｓ）に周波数ドメインにおけるカットオフが生じる。これにより良質なアンシャープマスクフィルタが得られる。ガウス型カーネルの導出を以下に示す。
【００４２】
一部の実施形態で使用される一次元のガウス関数は、
【００４３】
【数１】
2004524729.tif 000003
【００４４】
で表される。
【００４５】
この関数のフーリエ変換は、
【００４６】
【数２】
2004524729.tif 000004
【００４７】
で表される。ここで、空間ドメイン（ピクセルの単位）のσは周波数ドメイン（サイクル／ピクセルの単位）の１／π２σに相当することがわかる。この関係はそのσを与えられたフィルタのカットオフ周波数を決定させるため、あるいは、逆にＣＳＦモデルによって導かれた周波数が与えられたアンシャープマスクの空間的なσを決定するのに使用され得る。
【００４８】
一部の実施形態で使用される二次元のガウス関数は、
【００４９】
【数３】
2004524729.tif 000005
【００５０】
で表される。
【００５１】
このガウス関数は、カルテシアンに分離可能（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｓｅｐａｒａｂｌｅ）であるので、σの重要性を考慮すると、二次元ガウス関数の周波数応答は数式（２）と同様である。つまり、タイムドメインのσｘは周波数ドメインの１／π２σｘであり、タイムドメインのσｙは周波数ドメインの１／π２σｙである。
【００５２】
成功した本発明の実施形態では、３×３の大きさのカーネルで、シグマ値が０．６に選択されたガウス型アンシャープマスクフィルタを使用し、ローパスフィルタのカットオフ周波数がおよそ０．２サイクル／ピクセルとなった。
【００５３】
本発明の他の実施形態では、各補色の色チャンネルの逆ＣＳＦと同等のハイパスフィルタを使用している。これらのＣＳＦは、（ＣＳＦがモデル化された）サイクル／度（ｃｙ／ｄｅｇ）のドメインからサイクル／ピクセル（ｃｙ／ｐｉｘ）のデジタルドメインにマッピングされる。実際のマッピング工程は、視距離を考慮に入れ、１ｍｍ当たりのピクセル（ｐｉｘｅｌｓ／ｍｍ）における特定の表示解像度と、予測または意図された様々な視距離とを有する種々のアプリケーションとのカスタマイズを可能とする。本発明の方法の結果、設計された視距離と同じくらいの距離から見ると色成分アーチファクトは目に見えない。しかし、輝度解像度は改善される。
【００５４】
このハイパスフィルタリング（ステップ９４、９６）は、輝度チャンネル９０、９２の両方、または特定のサンプリング工程で導入されたアーチファクトの量または強度に基づき、あるいはその他の基準に基づき選択されたチャンネルに対して実行される。
【００５５】
元のＯＣＤ色差チャンネル９８、１００のローパスフィルタリング（ステップ１０２、１０４）は、輝度経路１０５での処理と同時に行ってもよいし、別の時に行ってもよい。ＯＣＤ色差チャンネルのローパスフィルタリング（ステップ１０２、１０４）は、表示ピクセルのナイキスト周波数の上にある実質的な色成分の周波数を除去するために行われる。したがって、これらのチャンネルは１：３の従来方法でサブサンプリングされ（ステップ１０１、１０３）、色差経路１１０の色成分エイリアシングが発生しない。
【００５６】
フィルタリングの工程が完了したら、分離したチャンネルを結合する。色成分のチャンネルの結合は、使用される色ドメインによって異なる。この典型的な実施形態では、サブピクセルサンプリングされ、ハイパスフィルタリングされた青黄（ＨＰＦＳＰＳ−Ｂ／Ｙ）色成分チャンネル９７は、ローパスフィルタリングされ、従来方法でサブサンプリングされた青黄（ＬＰＦＳＳ−Ｂ／Ｙ）色成分チャンネル１０９と結合して（ステップ１０６）、１つのハイ−ローフィルタリング（ＨＬＦ）されたＢ／Ｙ色成分チャンネル１１１を形成する。また、サブピクセルサンプリングされ、ハイパスフィルタリングされた赤緑（ＨＰＦＳＰＳ−Ｒ／Ｇ）色成分チャンネル９５は、ローパスフィルタリングされ、伝統的なサブサンプリングされた赤緑（ＬＰＦＳＳ−Ｒ／Ｇ）色成分チャンネル１０７と結合して（ステップ１０８）、１つのハイ−ローフィルタリング（ＨＬＦ）されたＲ／Ｇチャンネル１１４を形成する。
【００５７】
本発明の実施形態の方法は、様々な他の輝度または明度チャンネルだけでなく他の色チャンネルおよび他の多数の色チャンネルを含む他の色空間および色ドメインに用いられる。結合したＨＬＦ色差チャンネル１１１、１１４はさらに、ＳＰＳ輝度チャンネル８６と結合され（ステップ８８）、解像度の低いＯＣＤ画像１１６を形成する。その後、解像度の低いＯＣＤ画像１１６は様々な目的に応じて他の画像形式またはドメインに変換、もしくは変形される。
【００５８】
これらの実施形態の方法およびシステムにより、低解像度画像において目に見える色成分アーチファクトが少なくなる。
【００５９】
また、上記実施形態は多様に変更可能となる。例えば、場合によって、色差チャンネル９８、１００のローパスフィルタリング（ステップ１０２、１０４）は省略されてもよい。さらに、分離された（ステップ７４）輝度チャンネル７６のみを使用して低解像度画像１１６を形成することが可能である。すなわち、色差経路１１０の各ステップおよび色差チャンネル９８、１００に対するステップ１０６、１０８は省略しながら、輝度チャンネル７６に対する輝度経路１０５の各ステップが実行され、ＳＰＳ輝度チャンネル８６、ＨＰＦＳＰＳ−Ｒ／Ｇチャンネル９５、およびＨＰＦＳＰＳ−Ｂ／Ｙチャンネル９７が結合可能となる。このようにして、低解像度画像１１６を形成することが可能となる。
【００６０】
図９を参照して、本発明の典型的な実施形態を詳しく説明する。この特定の実施形態は、解像度の高いＲＧＢ画像を処理して解像度の低い表示装置に表示するために用いられる。解像度の高いＲＧＢ画像１２０には、使用者または用途の特定の必要性に応じて、任意で前処理が行われる（ステップ１２２）。前処理（ステップ１２２）には、ヒンティング（ｈｉｎｔｉｎｇ）、ローパスフィルタリング、またはその他の処理技術が含まれる。また、前処理（ステップ１２２）は省いてもよい。
【００６１】
任意の前処理（ステップ１２２）の後、ＲＧＢはＬＡＢ、ＹＣｒＣｂ、ＹＩＱ、ＹＵＶ、あるいは他の画像ドメイン等の補色の色空間に変換される（ステップ１２４）。この例では、ＬＡＢ画像ドメインを使用する。このドメインに変換されると、画像はドメインのＬチャンネル、ａチャンネル、ｂチャンネルへと別々に分離され（ステップ１２６）、それぞれのチャンネルに対して別々の処理が行われる。このようにして、色差チャンネルおよび輝度チャンネルは別々に処理される。
【００６２】
その後、「Ｌ」チャンネル１２７はＲＧＢドメインに変換し直され（ステップ１２８）、最終的な表示形式でサンプリングされる。この変換には、Ｌ層（ｌａｙｅｒ）またはＬチャンネルを３層の同等なＲ層、Ｇ層、Ｂ層へ単純にコピーする処理が含まれる。また、１つの層が使用されるが、実際の変換方法は選択された色変換によって異なる。
【００６３】
その後、このＲＧＢ輝度画像にサブピクセルサンプリング（ステップ１３０）が施され、元のＲＧＢ画像１２０の水平輝度解像度が維持される。サブピクセルサンプリングした後、サンプリングされた画像はＬＡＢ等の補色の色空間へ再び変換される（ステップ１３２）。このサンプリングされたＬＡＢ画像を分離し（ステップ１３４）、色差チャンネルにさらなる処理を施すために、輝度チャンネルと色差チャンネルとをそれぞれ取り出す。ここで、一般的に輝度チャンネル１３６には元の輝度データを維持するための処理がされない。しかし、サブピクセルサンプリングして分離された画像の色差チャンネル１５０、１５２にはハイパスフィルタリングが施され（ステップ１４６、１４８）、サブピクセルサンプリング時に発生する低周波数の色成分エイリアシングが除去される。
【００６４】
上記に説明した他の実施形態と同様に、このハイパスフィルタリングは、ガウス型ローパスカーネルを用いたアンシャープマスクフィルタを使用して行われる。この方法を用いる実施形態では、色差チャンネルはフィルタリングされ、ＳＰＳ−ＲＧＢ色差画像から差し引かれ、ローパスフィルタリングが施された色差画像が生み出され、「ハイパス」フィルタリングを行った（ＨＰＦ）、ＳＰＳ色差画像または色差チャンネル１４７、１４９が生成される。一般的にハイパスフィルタリング（ステップ１４６、１４８）は「ａ」チャンネルと「ｂ」チャンネルの両方に対して行われるが、許される状況であれば片方のチャンネルのみでもよい。
【００６５】
元の「ａ」色差チャンネル１５４および「ｂ」色差チャンネル１５６のローパスフィルタリング（ステップ１３８、１４０）は、「Ｌ」チャンネルの処理と同時に行われてもよいし、別の時に行われてもよい。「ａ」色差チャンネルおよび「ｂ」色差チャンネルのローパスフィルタリング（ステップ１３８、１４０）は、表示ピクセルのナイキスト周波数の上にある実質的な色成分の周波数を除去するために行われる。ローパスフィルタリング（ステップ１３８、１４０）の後、これらのチャンネルは１：３の伝統的な方法でサブサンプリングされ（ステップ１４２、１４４）、色成分エイリアシングが発生しない。
【００６６】
フィルタリングとサンプリングがされると、チャンネルは結合され、歪みが少なく低解像度画像が形成される。ハイパスフィルタリングされた輝度「ａ」チャンネル１４７は、ローパスフィルタリングされ、サブサンプリングした「ａ」チャンネル１４３と結合され（ステップ１６０）、処理された「ａ」チャンネル１６４を形成する。ハイパスフィルタリングされた輝度「ｂ」チャンネル１４９は、ローパスフィルタリングされ、サブサンプリングした「ｂ」チャンネル１４５と結合され（ステップ１５８）、処理された「ｂ」チャンネル１６２を形成する。その後、これらの色差チャンネル１６２、１６４はＳＰＳ輝度チャンネル１３６と結合され（ステップ１６６）、歪みの少ない解像度の低いＬＡＢ画像１６８を形成する。
【００６７】
この歪みの少ない画像はＲＧＢドメインに変換され（ステップ１７０）、歪みが少なく解像度の低いＲＧＢ画像１７２を生成し、ディスプレイまたは他の装置に出力される。
【００６８】
本発明の実施形態における処理の機能を、輝度成分のＣＳＦ１８０と色成分のＣＳＦ１８２に関連して保持された信号を示す図１０を参照して説明する。維持された色成分信号は、画像において有用な色成分内容を含むローパス領域１８６だけでなく、色成分のＣＳＦに検出不可能なハイパス領域１８４も含む。理想的には、このローパス色成分領域１８６から失われた周波数はＲＧとＢＹのＣＳＦの帯域幅が限られているため、観測者には見えない。ＨＰＦ色成分信号１８４は、有効な輝度成分情報を運ぶ色成分エイリアシングである。なお、低周波数の色成分情報が保持されるため、この技術は色画像に作用する。図１０にはこれら２つの色成分信号間の重複部分が見られないが、実際に使用されるフィルタによっては重複部分が生じる可能性がある。別の実施形態では、図１０に示すハイパス領域１８４の色成分信号とローパス領域１８６の色成分との重複部分の生成を可能にするフィルタが使用されている。重複部分により、色成分エイリアシングを代償として、色成分の帯域幅がより広くなる。
【００６９】
本発明は、この発明の精神あるいは本質的な特徴を逸脱することなく、他の具体的な形で具現化され得る。説明した実施形態はあらゆる点であくまで例を示したに過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。したがって、発明の範囲は上述の説明よりもむしろ添付した請求項によって示される。添付した請求項と同等の意味および同等の範囲内での変更はすべてそれらの範囲内で包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、３原色ピクセル構成を有するディスプレイ用の従来の画像サンプリングを示す図である。
【図２】
図２は、３原色ピクセル構成を有するディスプレイ用のサブピクセル画像サンプリングを示す図である。
【図３】
図３は、デジタル周波数平面にマッピングされた理想的なＣＳＦを示すグラフである。
【図４】
図４は、有利領域（ａｄｖａｎｔａｇｅ ｒｅｇｉｏｎ）を表すピクセルナイキスト領域、およびサブピクセルナイキスト領域の分析を示すグラフである。
【図５】
図５は、一般的な前処理技術を示す。
【図６（ａ）】
図６（ａ）は、ピクセルサンプリング周波数およびサブピクセルサンプリング周波数で反復される１／ｆパワースペクトルを用いた分析を示すグラフである。
【図６（ｂ）】
図６（ｂ）は、前処理によって改善されたピクセルサンプリング周波数およびサブピクセルサンプリング周波数で反復される１／ｆパワースペクトルを用いた分析を示すグラフである。
【図７】
図７は、視覚モデルの既知の使用方法を示すブロック図である。
【図８】
図８は、本発明の実施形態を示すフローチャートである。
【図９】
図９は、本発明の具体的な実施形態を示すフローチャートである。
【図１０】
図１０は、本発明の実施形態によって保持される信号を示すグラフである。
【図１】
2004524729.tif 000006
【図２】
2004524729.tif 000007
【図３】
2004524729.tif 000008
【図４】
2004524729.tif 000009
【図５】
2004524729.tif 000010
【図６（ａ）】
2004524729.tif 000011
【図６（ｂ）】
2004524729.tif 000012
【図７】
2004524729.tif 000013
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004524729.tif 000066
2004524729.tif 000067
【国際調査報告】
2004524729.tif 000068
2004524729.tif 000069