(57)【要約】【課題】ビデオ画質を改善するシステムを提供すること。【解決手段】該システムは、ビデオ信号を受信し、該ビデオ信号をフィルタして縦方向フィルタ出力、横方向フィルタ出力、および斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のフィルタと、該縦方向フィルタ出力、該横方向フィルタ出力、および該斜め方向フィルタ出力の各々に対して別個のゲインを適用し、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号を生成する、１つ以上の増幅コンポーネントと、該縦方向改善信号、該横方向改善信号、および該斜め方向改善信号を組み合わせて、改善されたビデオ信号を生成する、１つ以上の合計コンポーネントとを備えている。【選択図】図１
2007329927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ画質改善システムであって、該システムは、
１つ以上のフィルタであって、該１つ以上のフィルタは、ビデオ信号を受信し、該ビデオ信号をフィルタして縦方向フィルタ出力、横方向フィルタ出力、および斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のフィルタと、
１つ以上の増幅コンポーネントであって、該１つ以上の増幅コンポーネントは、該縦方向フィルタ出力、該横方向フィルタ出力、および該斜め方向フィルタ出力の各々に対して別個のゲインを適用し、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号を生成する、１つ以上の増幅コンポーネントと、
１つ以上の合計コンポーネントであって、該１つ以上の合計コンポーネントは、該縦方向改善信号、該横方向改善信号、および該斜め方向改善信号を該ビデオ信号と組み合わせて、改善されたビデオ信号を生成する、１つ以上の合計コンポーネントと
を備えている、システム。
【請求項２】
第１の合計コンポーネントであって、該第１の合計コンポーネントは、前記縦方向改善信号、前記横方向改善信号、および前記斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされた改善信号を生成する、第１の合計コンポーネントと、
第２の合計コンポーネントであって、該第２の合計コンポーネントは、該組み合わされた改善信号を前記ビデオ信号と組み合わせて、改善されたビデオ信号を生成する、第２の合計コンポーネントと
をさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記１つ以上のフィルタは、高域通過フィルタである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ以上の増幅コンポーネントは、縦方向ゲインを前記縦方向フィルタ出力に、横方向ゲインを前記横方向フィルタ出力に、および斜め方向ゲインを前記斜め方向フィルタ出力に適用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記縦方向ゲイン、前記横方向ゲイン、および前記斜め方向ゲインは、１つ以上の改善レベル入力に基づいて生成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
改善ゲインコントロール要素であって、該改善ゲインコントロール要素は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、前記縦方向ゲイン、前記横方向ゲイン、および前記斜め方向ゲインを生成する、改善ゲインコントロール要素をさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記改善ゲインコントロール要素は、ビデオ画像入力を受信し、該ビデオ画像入力におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別し、前記改善ゲインコントロール要素は、該エッジ部分および該テクスチャ部分に、前記１つ以上のエッジ改善レベル入力および前記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、別個のゲインを適用する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記改善ゲインコントロール要素は、コントラスト測度を使用して、エッジ部分とテクスチャ部分を区別する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記改善ゲインコントロール要素は、前記受信したビデオ画像入力をグレースケール信号に変換し、該グレースケール信号についてコントラスト測定を実施して、エッジ部分とテクスチャ部分とを区別する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントラスト測度は、平均絶対測度である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記改善ゲインコントロール要素は、前記コントラスト測度を１つ以上のルックアップテーブルと比較して、エッジ部分とテクスチャ部分とを区別する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ビデオ信号は、ビデオ画像のＲ（赤）成分であり、該システムは、
１つ以上のＧ（緑）チャネルフィルタであって、該１つ以上のＧチャネルフィルタは、該ビデオ画像のＧ成分を受信し、該Ｇ成分をフィルタして、Ｇチャネル縦方向フィルタ出力、Ｇチャネル横方向フィルタ出力、およびＧチャネル斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のＧチャネルフィルタと、
１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントであって、該１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントは、該Ｇチャネル縦方向フィルタ出力、該Ｇチャネル横方向フィルタ出力、および該Ｇチャネル斜め方向フィルタ出力にゲインを適用して、Ｇチャネル縦方向改善信号、Ｇチャネル横方向改善信号、およびＧチャネル斜め方向改善信号を生成する、１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントと、
第１のＧチャネル合計コンポーネントであって、該第１のＧチャネル合計コンポーネントは、該Ｇチャネル縦方向改善信号、該Ｇチャネル横方向改善信号、および該Ｇチャネル斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされたＧチャネル改善信号を生成する、第１のＧチャネル合計コンポーネントと、
第２のＧチャネル合計コンポーネントであって、該第２のＧチャネル合計コンポーネントは、該組み合わされたＧチャネル改善信号を該Ｇ成分と組み合わせて、改善されたＧチャネルビデオ信号を生成する、第２のＧチャネル合計コンポーネントと、
１つ以上のＢ（青）チャネルフィルタであって、該１つ以上のＢチャネルフィルタは、該ビデオ画像のＢ成分を受信し、該Ｂ成分をフィルタして、Ｂチャネル縦方向フィルタ出力、Ｂチャネル横方向フィルタ出力、およびＢチャネル斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のＢチャネルフィルタと、
１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントであって、該１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントは、該Ｂチャネル縦方向フィルタ出力、該Ｂチャネル横方向フィルタ出力、および該Ｂチャネル斜め方向フィルタ出力にゲインを適用して、Ｂチャネル縦方向改善信号、Ｂチャネル横方向改善信号、およびＢチャネル斜め方向改善信号を生成する、１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントと、
第１のＢチャネル合計コンポーネントであって、該第１のＢチャネル合計コンポーネントは、該Ｂチャネル縦方向改善信号、該Ｂチャネル横方向改善信号、および該Ｂチャネル斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされたＢチャネル改善信号を生成する、第１のＢチャネル合計コンポーネントと、
第２のＢチャネル合計コンポーネントであって、該第２のＢチャネル合計コンポーネントは、該組み合わされたＢチャネル改善信号を該Ｂ成分と組み合わせて、改善されたＢチャネルビデオ信号を生成する、第２のＢチャネル合計コンポーネントと
をさらに備えている、請求項２に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ以上の増幅コンポーネント、前記１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネント、および前記１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントによって、同じゲインが適用される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
オーバーシュートコントロール要素であって、該オーバーシュートコントロール要素は、１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、前記改善されたビデオ信号をフィルタする、オーバーシュートコントロール要素をさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値は、エッジオーバーシュート閾およびテクスチャオーバーシュート閾を含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ビデオ信号は、ユーザ入力に基づいて、グレースケール信号またはＲＧＢ成分ビデオ信号から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
ビデオ信号を改善する方法であって、該方法は、
該ビデオ信号をフィルタして、縦方向フィルタ信号、横方向フィルタ信号、および斜め方向フィルタ信号を生成することと、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号の各々に別個のゲインを適用することと、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号を、該ビデオ信号と合計して、改善されたビデオ信号を生成することと
を包含する、方法。
【請求項１８】
１つ以上の改善レベル入力を受信することと、
該改善レベル入力に基づいて、前記別個のゲイン生成することと
をさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上の改善レベル入力は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ビデオ信号におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別することと、
前記１つ以上のエッジ改善レベル入力に基づいて、該エッジ部分を増幅することと、
前記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、該テクスチャ部分を増幅することと
をさらに包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ビデオ信号をグレースケース信号に変換すること
をさらに包含し、
前記エッジ部分は、該グレースケール信号において、前記テクスチャ部分と区別される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記エッジ部分と前記テクスチャ部分を区別するために、コントラスト測度が使用される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、前記改善されたビデオ信号をフィルタすることをさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
成分ビデオ信号およびグレースケール信号を受信することと、
該成分ビデオ信号または該グレースケール信号のいずれかを、前記ビデオ信号として選択することと
をさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
ビデオ画質改善システムであって、該システムは、
ビデオ信号をフィルタして、縦方向フィルタ信号、横方向フィルタ信号、および斜め方向フィルタ信号を生成する手段と、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号の各々に対して別個のゲインを適用する手段と、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号を、該ビデオ信号と合計して、改善されたビデオ信号を生成する手段と
を備えている、システム。
【請求項２６】
１つ以上の改善レベル入力を受信する手段と、
該改善レベル入力に基づいて、前記別個のゲインを生成する手段と
をさらに備えている、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記１つ以上の改善レベル入力は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力を含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ビデオ信号におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別する手段と、
前記１つ以上のエッジ改善レベル入力に基づいて、該エッジ部分を増幅する手段と、
前記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、該テクスチャ部分を増幅する手段と
をさらに備えている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、前記改善されたビデオ信号をフィルタする手段をさらに備えている、請求項２５に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に記述される技術は、一般に、画像プロセシング、ビデオ、およびグラフィックスの分野に関する。より詳しくは、この明細書は、ビデオ画質改善システムおよび方法を記述する。
【背景技術】
【０００２】
多くのビデオソースの画像品質は低く、本来的にシャープではない。これは、粗末な最初の録画、ビデオ圧縮低域通過フィルタリング、および／または他のポストプロセシングのような、様々な要因の結果であり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記述される教示に従って、システムおよび方法が、ビデオ画質の改善のために提供される。１つ以上のフィルタが、受信したビデオ信号をフィルタするために使用され、縦方向フィルタ出力、横方向フィルタ出力、および斜め方向フィルタ出力を生成し得る。１つ以上の増幅コンポーネントが、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力の各々に対し別個のゲインを適用するために使用されて、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号を生成し得る。１つ以上の合計コンポーネントが、縦方向、横方向、および斜め方向の改善信号をビデオ信号と組み合わせるために使用されて、改善されたビデオ信号を生成する。
【０００４】
本発明は、さらに以下の手段を提供する。
（項目１）  
ビデオ画質改善システムであって、該システムは、
１つ以上のフィルタであって、該１つ以上のフィルタは、ビデオ信号を受信し、該ビデオ信号をフィルタして縦方向フィルタ出力、横方向フィルタ出力、および斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のフィルタと、
１つ以上の増幅コンポーネントであって、該１つ以上の増幅コンポーネントは、該縦方向フィルタ出力、該横方向フィルタ出力、および該斜め方向フィルタ出力の各々に対して別個のゲインを適用し、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号を生成する、１つ以上の増幅コンポーネントと、
１つ以上の合計コンポーネントであって、該１つ以上の合計コンポーネントは、該縦方向改善信号、該横方向改善信号、および該斜め方向改善信号を該ビデオ信号と組み合わせて、改善されたビデオ信号を生成する、１つ以上の合計コンポーネントと
を備えている、システム。
（項目２）  
第１の合計コンポーネントであって、該第１の合計コンポーネントは、上記縦方向改善信号、上記横方向改善信号、および上記斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされた改善信号を生成する、第１の合計コンポーネントと、
第２の合計コンポーネントであって、該第２の合計コンポーネントは、該組み合わされた改善信号を上記ビデオ信号と組み合わせて、改善されたビデオ信号を生成する、第２の合計コンポーネントと
をさらに備えている、項目１に記載のシステム。
（項目３）  
上記１つ以上のフィルタは、高域通過フィルタである、項目１に記載のシステム。
（項目４）  
上記１つ以上の増幅コンポーネントは、縦方向ゲインを上記縦方向フィルタ出力に、横方向ゲインを上記横方向フィルタ出力に、および斜め方向ゲインを上記斜め方向フィルタ出力に適用する、項目１に記載のシステム。
（項目５）  
上記縦方向ゲイン、上記横方向ゲイン、および上記斜め方向ゲインは、１つ以上の改善レベル入力に基づいて生成される、項目４に記載のシステム。
（項目６）  
改善ゲインコントロール要素であって、該改善ゲインコントロール要素は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、上記縦方向ゲイン、上記横方向ゲイン、および上記斜め方向ゲインを生成する、改善ゲインコントロール要素をさらに備えている、項目１に記載のシステム。
（項目７）  
上記改善ゲインコントロール要素は、ビデオ画像入力を受信し、該ビデオ画像入力におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別し、上記改善ゲインコントロール要素は、該エッジ部分および該テクスチャ部分に、上記１つ以上のエッジ改善レベル入力および上記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、別個のゲインを適用する、項目６に記載のシステム。
（項目８）  
上記改善ゲインコントロール要素は、コントラスト測度を使用して、エッジ部分とテクスチャ部分を区別する、項目７に記載のシステム。
（項目９）  
上記改善ゲインコントロール要素は、上記受信したビデオ画像入力をグレースケール信号に変換し、該グレースケール信号についてコントラスト測定を実施して、エッジ部分とテクスチャ部分とを区別する、項目８に記載のシステム。
（項目１０）  
上記コントラスト測度は、平均絶対測度である、項目８に記載のシステム。
（項目１１）  
上記改善ゲインコントロール要素は、上記コントラスト測度を１つ以上のルックアップテーブルと比較して、エッジ部分とテクスチャ部分とを区別する、項目８に記載のシステム。
（項目１２）  
上記ビデオ信号は、ビデオ画像のＲ（赤）成分であり、該システムは、
１つ以上のＧ（緑）チャネルフィルタであって、該１つ以上のＧチャネルフィルタは、該ビデオ画像のＧ成分を受信し、該Ｇ成分をフィルタして、Ｇチャネル縦方向フィルタ出力、Ｇチャネル横方向フィルタ出力、およびＧチャネル斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のＧチャネルフィルタと、
１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントであって、該１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントは、該Ｇチャネル縦方向フィルタ出力、該Ｇチャネル横方向フィルタ出力、および該Ｇチャネル斜め方向フィルタ出力にゲインを適用して、Ｇチャネル縦方向改善信号、Ｇチャネル横方向改善信号、およびＧチャネル斜め方向改善信号を生成する、１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネントと、
第１のＧチャネル合計コンポーネントであって、該第１のＧチャネル合計コンポーネントは、該Ｇチャネル縦方向改善信号、該Ｇチャネル横方向改善信号、および該Ｇチャネル斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされたＧチャネル改善信号を生成する、第１のＧチャネル合計コンポーネントと、
第２のＧチャネル合計コンポーネントであって、該第２のＧチャネル合計コンポーネントは、該組み合わされたＧチャネル改善信号を該Ｇ成分と組み合わせて、改善されたＧチャネルビデオ信号を生成する、第２のＧチャネル合計コンポーネントと、
１つ以上のＢ（青）チャネルフィルタであって、該１つ以上のＢチャネルフィルタは、該ビデオ画像のＢ成分を受信し、該Ｂ成分をフィルタして、Ｂチャネル縦方向フィルタ出力、Ｂチャネル横方向フィルタ出力、およびＢチャネル斜め方向フィルタ出力を生成する、１つ以上のＢチャネルフィルタと、
１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントであって、該１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントは、該Ｂチャネル縦方向フィルタ出力、該Ｂチャネル横方向フィルタ出力、および該Ｂチャネル斜め方向フィルタ出力にゲインを適用して、Ｂチャネル縦方向改善信号、Ｂチャネル横方向改善信号、およびＢチャネル斜め方向改善信号を生成する、１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントと、
第１のＢチャネル合計コンポーネントであって、該第１のＢチャネル合計コンポーネントは、該Ｂチャネル縦方向改善信号、該Ｂチャネル横方向改善信号、および該Ｂチャネル斜め方向改善信号を組み合わせて、組み合わされたＢチャネル改善信号を生成する、第１のＢチャネル合計コンポーネントと、
第２のＢチャネル合計コンポーネントであって、該第２のＢチャネル合計コンポーネントは、該組み合わされたＢチャネル改善信号を該Ｂ成分と組み合わせて、改善されたＢチャネルビデオ信号を生成する、第２のＢチャネル合計コンポーネントと
をさらに備えている、項目２に記載のシステム。
（項目１３）  
上記１つ以上の増幅コンポーネント、上記１つ以上のＧチャネル増幅コンポーネント、および上記１つ以上のＢチャネル増幅コンポーネントによって、同じゲインが適用される、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）  
オーバーシュートコントロール要素であって、該オーバーシュートコントロール要素は、１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、上記改善されたビデオ信号をフィルタする、オーバーシュートコントロール要素をさらに備えている、項目１に記載のシステム。
（項目１５）  
上記１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値は、エッジオーバーシュート閾およびテクスチャオーバーシュート閾を含む、項目１４に記載のシステム。
（項目１６）  
上記ビデオ信号は、ユーザ入力に基づいて、グレースケール信号またはＲＧＢ成分ビデオ信号から選択される、項目１に記載のシステム。
（項目１７）  
ビデオ信号を改善する方法であって、該方法は、
該ビデオ信号をフィルタして、縦方向フィルタ信号、横方向フィルタ信号、および斜め方向フィルタ信号を生成することと、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号の各々に別個のゲインを適用することと、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号を、該ビデオ信号と合計して、改善されたビデオ信号を生成することと
を包含する、方法。
（項目１８）  
１つ以上の改善レベル入力を受信することと、
該改善レベル入力に基づいて、上記別個のゲイン生成することと
をさらに包含する、項目１７に記載の方法。
（項目１９）  
上記１つ以上の改善レベル入力は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力を含む、項目１８に記載の方法。
（項目２０）  
上記ビデオ信号におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別することと、
上記１つ以上のエッジ改善レベル入力に基づいて、該エッジ部分を増幅することと、
上記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、該テクスチャ部分を増幅することと
をさらに包含する、項目１９に記載の方法。
（項目２１）  
上記ビデオ信号をグレースケース信号に変換すること
をさらに包含し、
上記エッジ部分は、該グレースケール信号において、上記テクスチャ部分と区別される、項目２０に記載の方法。
（項目２２）  
上記エッジ部分と上記テクスチャ部分を区別するために、コントラスト測度が使用される、項目２０に記載の方法。
（項目２３）  
１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、上記改善されたビデオ信号をフィルタすることをさらに包含する、項目１７に記載の方法。
（項目２４）  
成分ビデオ信号およびグレースケール信号を受信することと、
該成分ビデオ信号または該グレースケール信号のいずれかを、上記ビデオ信号として選択することと
をさらに包含する、項目１７に記載の方法。
（項目２５）  
ビデオ画質改善システムであって、該システムは、
ビデオ信号をフィルタして、縦方向フィルタ信号、横方向フィルタ信号、および斜め方向フィルタ信号を生成する手段と、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号の各々に対して別個のゲインを適用する手段と、
該縦方向フィルタ信号、該横方向フィルタ信号、および該斜め方向フィルタ信号を、該ビデオ信号と合計して、改善されたビデオ信号を生成する手段と
を備えている、システム。
（項目２６）  
１つ以上の改善レベル入力を受信する手段と、
該改善レベル入力に基づいて、上記別個のゲインを生成する手段と
をさらに備えている、項目２５に記載のシステム。
（項目２７）  
上記１つ以上の改善レベル入力は、１つ以上のエッジ改善レベル入力および１つ以上のテクスチャ改善レベル入力を含む、項目２６に記載のシステム。
（項目２８）  
上記ビデオ信号におけるエッジ部分とテクスチャ部分とを区別する手段と、
上記１つ以上のエッジ改善レベル入力に基づいて、該エッジ部分を増幅する手段と、
上記１つ以上のテクスチャ改善レベル入力に基づいて、該テクスチャ部分を増幅する手段と
をさらに備えている、項目２７に記載のシステム。
（項目２９）  
１つ以上のオーバーシュート閾値またはアンダーシュート閾値に基づいて、上記改善されたビデオ信号をフィルタする手段をさらに備えている、項目２５に記載のシステム。
【０００５】
（摘要）
本明細書に記述される教示に従って、システムおよび方法が、ビデオ画質の改善のために提供される。１つ以上のフィルタが、受信したビデオ信号をフィルタするために使用され、縦方向フィルタ出力、横方向フィルタ出力、および斜め方向フィルタ出力を生成し得る。１つ以上の増幅コンポーネントが、縦方向、横方向、および斜め方向のフィルタされた出力の各々に対し別個のゲインを適用するために使用されて、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号を生成し得る。１つ以上の合計コンポーネントが、縦方向、横方向、および斜め方向の改善信号をビデオ信号と組み合わせるために使用されて、改善されたビデオ信号を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、実施例のビデオ画質改善システム１０のブロック図である。システム１０は、１つ以上のフィルタ１２、１つ以上の増幅コンポーネント１４、および１つ以上の合計コンポーネント１６を含む。フィルタ１２は、ビデオ信号１８を受信し、ビデオ信号をフィルタして縦方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ）、横方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｈ）、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｄ）を生成する。フィルタ１２は、例えば、貯め置かれた指向性高域通過フィルタを含み得る。増幅コンポーネント１４は、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力の各々に別個のゲイン（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）を適用して、縦方向改善信号、横方向改善信号、および斜め方向改善信号をそれぞれ生成する。縦方向、横方向、および斜め方向のゲイン（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）は、１つ以上のユーザ入力に基づいて決定され得、フィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ、ＨＰＦ＿Ｈ、およびＨＰＦ＿Ｄ）に適用される増幅／改善の大きさを制御する。縦方向、横方向、および斜め方向改善信号は、その後、１つ以上の合計コンポーネント１６によってビデオ信号１８と組み合わされて改善ビデオ信号２０を生成する。
【０００７】
図２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）のチャネル３２、３４、３６を有する実施例のビデオ画質改善システム３０であり、該チャネルは、それぞれ、ビデオ信号の赤（Ｒ）３８、緑（Ｇ）４０、および青（Ｂ）４２成分を受信する。各チャネル（Ｒ，Ｇ、およびＢ）３２、３４、３６は、受信した成分信号（Ｒ、Ｇ、またはＢ）をフィルタして縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ、ＨＰＦ＿Ｈ、およびＨＰＦ＿Ｄ）を生成し、縦方法、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力の各々に別個のゲイン（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）を適用する。示されるように、すべての３つのチャネル（Ｒ，Ｇ、およびＢ）は、同じ縦方向、横方向、および斜め方向のゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）を受信し得、該コントロール信号は、１つ以上のユーザ入力に基づいて生成される。各チャネルについての改善された縦方向、横方向、および斜め方向の信号は、それぞれのＲ、Ｇ、およびＢ成分信号３８、４０、４２と組み合わされて、改善されたＲチャネルビデオ信号（ＤＥＲ）４４、改善されたＧチャネルビデオ信号（ＤＥＧ）４６、および改善されたＢチャネルビデオ信号（ＤＥＢ）４８を生成する。
【０００８】
図３は、改善ゲインコントロール要素５２を有する実施例のビデオ画質改善システム５０のブロック図である。改善ゲインコントロール要素５２は、Ｒ、Ｇ，およびＢのビデオ成分５４と、エッジ改善およびテクスチャ改善レベルの入力５６、５８との関数として、ゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）を生成する。改善ゲインコントロール要素５２は、コントラスト計算を実行して、ビデオ画像５４の部分（例えばピクセル）をエッジ部分またはテクスチャ部分のいずれかに分類する。例えば、高コントラストを有するピクセルは、エッジピクセルとして分類され得、低コントラストを有するピクセルは、テクスチャピクセルとして分類され得る。エッジ改善レベル５６およびテクスチャ改善レベル５８の入力は、ビデオ画像５４のテクスチャ部分に適用されるゲインの大きさと無関係にビデオ画像５４のエッジ部分に適用されるゲインの大きさを、ユーザが指定するのを可能にする。
【０００９】
図３には、簡単のためにＲチャネル６０だけが示される。しかしながら、改善ゲインコントロール要素５２によって生成されるゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）は、例えば図２に示されるように、ＧおよびＢチャネルにも入力され得る、ということが理解されるべきである。
【００１０】
図４は、実施例の改善ゲインコントロール（ＥＧＣ）要素７０のブロック図である。ＥＧＣ要素７０は、ＲＧＢグレースケール（Ｙ）変換器７２、平均絶対測度（ＭＡＭ）計算要素７４、エッジルックアップテーブル（ＬＵＴ）７６、およびテクスチャルックアップテーブル（ＬＵＴ）７８を含む。２つの増幅コンポーネント７６、７８および合計コンポーネント８４も含まれる。ＲＧＢ−Ｙ変換器７２は、ＲＧＢビデオ入力８６を簡略化されたグレースケール信号に変換し、グレースケール信号は、ＭＡＭ計算要素７４に入力される。ＭＡＭ計算要素７４は、グレースケール信号の各ピクセルについて、コントラスト測度を計算し、エッジおよびテクスチャのＬＵＴ７６、７８は、ＭＡＭ計算に基づいて、ピクセルをエッジピクセルまたはテクスチャピクセルのいずれかに分類するために使用される。例えば、エッジＬＵＴ７６は、所定の値よりも上のＭＡＭ測度を有するピクセルはエッジピクセルである、ということを指定し得、テクスチャＬＵＴ７８は、所定の値よりも下のＭＡＭ測度を有するピクセルはテクスチャピクセルである、ということを指定し得る。ＬＵＴ７６、７８によって使用されるパラメータは、例えば、実験を介して決定され、メモリデバイスに格納され得、ユーザによるプログラムが可能であり得、またはメモリに格納されることおよびプログラム可能であることの両方であり得る。
【００１１】
エッジ改善増幅コンポーネント８０は、３つのエッジ改善ゲイン設定、つまり、縦方向設定、横方向設定、および斜め方向設定を受信する。エッジ改善ゲイン設定は、エッジピクセルに適用されて縦方向、横方向、および斜め方向エッジ改善信号８８を生成する。同様に、テクスチャ改善増幅コンポーネント８２は、縦方向、横方向、および斜め方向テクスチャ改善ゲイン設定を受信し、それらの設定は、テクスチャピクセルに適用されて、縦方向、横方向、および斜め方向テクスチャ改善信号９０を生成する。エッジおよびテクスチャ改善信号８８、９０は、合計コンポーネント８４を用いて組み合わされて、縦方向、横方向、および斜め方向のゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）を生成する。
【００１２】
図５は、オーバーシュートコントロール要素１０２を有する実施例のビデオ画質改善システム１００のブロック図である。図５には、簡単のためにＲチャネルだけが示される。この実施例においては、改善ビデオ信号１０４は、オーバーシュートコントロール要素１０２に入力され、オーバーシュートコントロール要素１０２は、エッジ、テクスチャ、およびエッジ／テクスチャパラメータ１０６、１０８、１１０に基づいて、許容可能なオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさを制御する。オーバーシュートコントロールは、閾値を超過する、改善ビデオ信号のあらゆる部分をフィルタするように動作し、閾値は、エッジ、テクスチャ、および／または、エッジ／テクスチャパラメータ設定１０６、１０８、１１０に基づいて計算される。一実施例として、図５は、オーバーシュートコントロール要素１０２が動作し得る方法を示すために、システム内の５ヶ所での信号トレース１１２〜１１６を含む。
【００１３】
図６は、光学的ＲＧＢまたはＹプロセシングを有する実施例のビデオ画質改善システム１３０のブロック図である。図６においては、簡単のためにＲチャネルだけが示されている。この実施例においては、チャネルプロセッサ１３２は、グレースケール（Ｙ）信号１３４およびＲ、Ｇ、またはＢ成分信号１３６の両方を入力として受信する。Ｙ信号は、例えば、図４に示されるように、改善ゲインコントロール要素によって提供される。ＲＧＢについての詳細な改善は、特定のタイプの画像についてカラーシフトを誘起し得るという心配のために、グレースケール画像（Ｙ）をプロセシングに選択するオプションが、望ましいものであり得る。
【００１４】
動作においては、Ｙ信号１３４またはＲ、Ｇ、もしくはＢ成分信号１３６のうちの１つが、ユーザ入力１４０によって制御されるマルチプレクサ１３８を使用して処理するために選択される。選択されたＹまたはＲＧＢ信号は、１つ以上の高域通過フィルタ１４２を用いてフィルタされて、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ、ＨＰＦ＿Ｈ、およびＨＰＦ＿Ｄ）を生成し、別個のゲイン（ｋＶ、ｋＨ、およびｋＤ）が、１つ以上の増幅要素１４４によって縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力の各々に適用される。改善された縦方向、横方向、および斜め方向の信号は、１つ以上の合計コンポーネント１４６によって、Ｒ、ＧまたはＢ成分信号１３６と組み合わされて改善チャネルビデオ信号（ＤＥＲ）１４８を生成する。
【００１５】
図７は、別の実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。システムは、３つのＲＧＢチャネルプロセッサ２１０および改善ゲインコントロール要素２２０を含む。図７においては、簡単のために１つのＲＧＢチャネルプロセッサ２１０だけが示される。しかしながら、改善ゲインコントロール要素２２０は、２つのさらなるＲＧＢチャネルプロセッサにも結合され得る。
【００１６】
３つのチャネルプロセッサ２１０は、各々がＲ、Ｇ、またはＢビデオ成分２２２のうちの１つを受信し、該ビデオ成分は、高域通過フィルタおよびノイズ閾要素２２４に入力される。高域通過フィルタおよびノイズ閾要素２２４は、改善ゲインコントロール要素２２０からのグレースケール（Ｙ）画像２２６、ならびに、ノイズ閾２２８およびＲＧＢまたはＹ選択２３０の入力も受信する。ＲＧＢまたはＹ選択入力２３０は、ビデオ成分入力２２２またはグレースケール（Ｙ）画像２２６のうちの１つを、処理するために選択する。選択された画像（ＲＧＢまたはＹ）は、高域通過フィルタを実施され、ノイズを拒絶するように制限されて、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ、ＨＰＦ＿Ｈ、およびＨＰＦ＿Ｄ）を生成する。実施例の高域通過フィルタおよびノイズ閾要素２２４のより詳細な図が、以下に図８を参照して説明される。
【００１７】
改善ゲインコントロール要素２２０から受信したゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、ｋＤ）に基づき、１つ以上の増幅コンポーネント２３２によって、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦ＿Ｖ、ＨＰＦ＿Ｈ、およびＨＰＦ＿Ｄ）の各々に、別個のゲインが適用される。改善ゲインコントロール要素２２０は、縦方向、横方向、および斜め方向のエッジおよびテクスチャの改善入力２３４、２３６の関数として、ゲインコントロール信号（ｋＶ、ｋＨ、ｋＤ）を生成する。実施例の改善ゲインコントロール要素２２０のより詳細な図が、以下で図９を参照して説明される。
【００１８】
縦方向、横方向、および斜め方向の改善信号は、ビットシフト（２３８）され、第１の合計要素２４０によって組み合わされる。組み合わされた改善信号は、そのビット幅を限定するようにクリップ（２４２）され、第２の合計要素２４４によってＲ、Ｇ、またはＢ成分のビデオ信号２２２と組み合わされる。改善ビデオ信号（ＩｎＥｎｈ）は、オーバーシュートコントロール要素２４６に入力され、該コントロール要素は、エッジ、テクスチャ、およびエッジ／テクスチャパラメータに基づき、許容可能なオーバーシュートまたはアンダーシュートの大きさを制御することにより改善成分ビデオ信号（ＤＥＯｕｔ）を生成する。
【００１９】
オーバーシュートコントロール要素２４６は、エッジオーバーシュート２４８およびテクスチャオーバーシュート２５０のユーザ設定、ならびにテクスチャ対エッジパラメータ２５２を受信し、それらは、極大値および極小値とくらべて、どの程度のオーバーシュート／アンダーシュートが許容されるかを指定するために使用される。さらに、極大値および極小値は、Ｒ、Ｇ、またはＢ成分信号２２２における各ピクセルについて計算される。このデータから、例えば、次のアルゴリズムを使用して、
【００２０】
【数１】
2007329927.tif 000003
最大および最小のオーバーシュート／アンダーシュートが決定され得る。
【００２１】
上のアルゴリズムにおいて、「ＴｅｘｔｕｒｅＯｒＥｄｇｅＴｈｒｅｓ」はテクスチャ対エッジ閾パラメータ、「ＥｄｇｅＯＳＬｅｖｅｌ」はエッジオーバーシュート入力２４８、「ＴｅｘｔｕｒｅＯＳＬｅｖｅｌ」はテクスチャオーバーシュート入力２５０、ｍａｘ（ｌｏｃａｌ＿ｗｉｎｄｏｗ）は極大値、およびｍｉｎ（ｌｏｃａｌ＿ｗｉｎｄｏｗ）は極小値である。改善成分ビデオ信号（ＤＥＯｕｔ）は、上記アルゴリズム使用して計算された「ｍａｘｖａｌｕｅ」パラメータと「ｍｉｎｖａｌｕｅ」パラメータとの間に、改善ビデオ信号（ＩｎＥｎｈ）をクリップすることによって生成され得る。
【００２２】
テクスチャ対エッジの閾パラメータ２５２は、例えば２０のデフォルト値を有するが、柔軟性のためにプログラム可能であり得る。オーバーシュートコントロール要素２４６は、エッジおよびテクスチャオーバーシュート入力２４８、２５０をほぼゼロに設定することによって、ＬＴＩ／ＣＴＩをシミュレートするためにも使用され得る。
【００２３】
図８は、実施例の高域通過フィルタおよびノイズ閾コンポーネント２２４のブロック図である。コンポーネント２２４は、２：１マルチプレクサ２６０、４つの３ｘ３指向性高域通過フィルタ（ＨＰＦ）２６２〜２６５、および４つのノイズフィルタ２６６〜２６９を含む。マルチプレクサ２６２は、上述のように、グレースケール（Ｙ）またはＲＧＢ成分信号のいずれかを処理するために選択する。４つの３ｘ３指向性ＨＰＦは、横方向（０°）、縦方向（９０°）、および斜め方向（４５°および１３５°）の詳細情報を、選択されたＲＧＢまたはＹの信号から抽出する。横方向（ｈ０）、縦方向（ｈ９０）、および斜め方向（ｈ４５およびｈ１３５）に対し、実施例のフィルタの行列が以下に示される
【００２４】
【数２】
2007329927.tif 000004
。
【００２５】
上のマトリクスにおけるすべてのＨＰＦの係数は２の累乗であり、結果として、乗算のインプリメンテーションは、簡単なビットシフトで実行され得る。さらに、すべてのフィルタは、一方向で高域通過、その直交方向で全域通過であるように設計されている。しかしながら、他のフィルタ設計も使用され得るということが理解されるべきである。
【００２６】
ＨＰＦ出力は、ノイズを拒絶するために、ノイズ閾コンポーネント２６６〜２６９によってフィルタされる。ノイズ拒絶閾動作は、ユーザ規定のノイズ閾２７０よりも小さい大きさを有するあらゆるＨＰＦ出力をゼロに設定する。ＨＰＦ出力がノイズ閾２７０より上の場合には、ＨＰＦの大きさは変わらないままである。
【００２７】
閾をした後に、指向性ＨＰＦは、４で割られて（例えば、２つシフトされて）、縦方向、横方向、および斜め方向でフィルタされた出力（ＨＰＦＯｕｔＨ、ＨＰＦＯｕｔＶ、およびＨＰＦＯｕｔＤ）を生成する。さらに、出力は３１と−３１との間にクリップされて下工程のコンポーネントのインプリメンテーションサイズを低減する。
【００２８】
図９は、実施例の改善ゲインコントロールコンポーネント２２０のブロック図である。改善ゲインコントロールコンポーネント２２０は、ゲイン（ｋＶ、ｋＨ、ｋＤ）を生成し、該ゲインは、ＨＰＦ出力の増幅／改善を実行するために使用される。３つのＲ、Ｇ、およびＢチャネル全ては、改善のための同じｋ値を使用し、従って、改善ゲインコントロールコンポーネント２２０は、３つのＲＧＢチャネル全てについて１度インプリメントされる必要があるだけである。改善ゲインコントロールコンポーネント２２０によって実行される画質改善関数は、適応性のあるスキームであり、６つのユーザ改善ゲイン設定（３つのエッジ改善設定および３つのテクスチャ改善設定）および平均絶対測度（ＭＡＭ）計算に依存する。
【００２９】
動作においては、改善ゲインコントロールコンポーネント２２０は、３つのＲＧＢ成分ビデオ信号を受信し、成分画像を、ＲＧＢ−Ｙ変換器２８０を使用してグレースケール（Ｙ）画像に変換する。Ｙ画像は、例えば、次のように、
【００３０】
【数３】
2007329927.tif 000005
計算され得る。
【００３１】
グレースケール画像（Ｙ）は、ビットシフトされ、平均絶対測度（ＭＡＭ）コンポーネント２８２に入力され、該コンポーネントは、次の計算を、
【００３２】
【数４】
2007329927.tif 000006
を実行する。
【００３３】
上式において、
【００３４】
【数５】
2007329927.tif 000007
は、現在のＹ入力ウィンドウの加重平均である。加重平均は、インプリメンテーションの複雑さを減らすための純粋平均に反して使用される。加重平均、
【００３５】
【数６】
2007329927.tif 000008
は、加重マスク
【００３６】
【数７】
2007329927.tif 000009
を使用して計算され得る。
【００３７】
計算されたＭＡＭ値は、ビットシフトされ、ビット幅を限定するようにクリップされ、エッジルックアップテーブル（ＬＵＴ）２８４およびテクスチャルックアップテーブル（ＬＵＴ）２８６に入力され、これらは、テクスチャピクセルとエッジピクセルとを区別する。エッジおよびテクスチャＬＵＴ２８４、２８６は、例えば、ホストＣＰＵによってプログラムされ得、詳細な改善の許容可能なレベルを達成するために、実験を介して導き出される値を含み得る。エッジおよびテクスチャＬＵＴ２８４、２８６についての実施例のデフォルト値は、次のようなもの
【００３８】
【表１】
2007329927.tif 000010
である。
【００３９】
ＬＵＴ２８４、２８６の出力は、乗算コンポーネント２８８、２９０によって、それぞれのエッジおよびテクスチャ改善ゲイン設定を乗ぜられる。乗算コンポーネント２８８、２９０の出力は、ビットシフトされ、１つ以上の合計コンポーネント２９２によって組合わされて改善ゲイン値（ｋＶ、ｋＨ、ｋＤ）を生成する。
【００４０】
この明細書は、本発明を開示するために実施例を使用する。これらの実施例は、最良の形態を含み、当業者が、本発明を為し、使用することも可能とする。本発明の特許範囲は、当業者が想到する他の実施例を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図２】図２は、赤、緑、および青のチャネルを有する実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図３】図３は、改善ゲインコントロール要素を有する実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図４】図４は、実施例の改善ゲインコントロール要素のブロック図である。
【図５】図５は、オーバーシュートコントロール要素を有する実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図６】図６は、光学的ＲＧＢまたはグレースケール（Ｙ）プロセシングを用いる実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図７】図７は、別の実施例のビデオ画質改善システムのブロック図である。
【図８】図８は、実施例の高域通過フィルタおよびノイズ閾コンポーネントのブロック図である。
【図９】図９は、実施例の改善ゲインコントロールコンポーネントのブロック図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ビデオ画質改善システム
１２  フィルタ
１４  増幅コンポーネント
１６  合計コンポーネント
３２、３４、３６  チャネル
５２  改善ゲインコントロール要素
７２  ＲＧＢ−Ｙ変換器
７４  ＭＡＭ計算要素
７６  エッジルックアップテーブル
７８  テクスチャルックアップテーブル
８０  エッジ改善増幅コンポーネント
８２  テクスチャ改善増幅コンポーネント
８４  合計コンポーネント
１０２  オーバーシュートコントロール要素
１３２  チャネルプロセッサ
１３８  マルチプレクサ
１４２  高域通過フィルタ
１４４  増幅要素
１４６  合計コンポーネント
２２４  高域通過フィルタおよびノイズ閾要素
２３２  増幅コンポーネント
２４０  第１の合計要素
２４４  第２の合計要素
２４６  オーバーシュートコントロール要素
２６０  マルチプレクサ
２６２〜２６５  指向性高域通過フィルタ
２６６〜２６９  ノイズフィルタ
２８０  ＲＧＢ−Ｙ変換器
２８２  平均絶対測度（ＭＡＭ）コンポーネント
２８４  エッジルックアップテーブル（ＬＵＴ）
２８６  テクスチャルックアップテーブル（ＬＵＴ）
２８８、２９０  乗算コンポーネント
２９２  合計コンポーネント
【図１】
2007329927.tif 000011
【図２】
2007329927.tif 000012
【図３】
2007329927.tif 000013
【図４】
2007329927.tif 000014
【図５】
2007329927.tif 000015
【図６】
2007329927.tif 000016
【図７】
2007329927.tif 000017
【図８】
2007329927.tif 000018
【図９】
2007329927.tif 000019