(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出部と、
前記パンニング検出部の結果に基づき、パンニング検出時において、非パンニング検出時に比べて相対的に低めにエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定部と、
エッジ強調ゲイン決定部により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調部と、
エッジ強調された画像を表示する画像表示部と、
を有し、
前記パンニング検出部は、画像内に設定した対象画素の動きベクトルを検出する動き検出部と、画像全体のうちの所定面積内の輝度を検出する輝度検出部とを有し、前記検出された動きベクトルの分散値と前記検出された輝度の分散値とをそれぞれ所定値と比較した結果に基づきパンニング検出を行う
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記パンニング検出部は、前記画像全体の一定方向への動き速度を検出するパンニング速度検出部を有し、
前記エッジ強調ゲイン決定部は、前記パンニング速度検出部により検出された前記画像全体の動き速度に基づき、動き速度が大きい場合、動き速度が小さい場合に比べ相対的に低めにエッジ強調ゲインを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記エッジ強調ゲイン決定部によるエッジ強調ゲインの時間的な変化を低減させるローパスフィルタ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出工程と、
前記パンニング検出工程の結果に基づき、パンニング検出時において、非パンニング検出時に比べて相対的に低めにエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定工程と、
エッジ強調ゲイン決定工程により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調工程と、
エッジ強調された画像を表示する画像表示工程とを含み、
前記パンニング検出工程は、画像内に設定した対象画素の動きベクトルを検出する動き検出工程と、画像全体のうちの所定面積内の輝度を検出する輝度検出工程とを含み、前記検出された動きベクトルの分散値と前記検出された輝度の分散値とをそれぞれ所定値と比較した結果に基づきパンニング検出を行う
ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
画像表示装置用のプログラムであり、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、
表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出手段と、
前記パンニング検出手段の結果に基づいてエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定手段と、
エッジ強調ゲイン決定手段により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調手段と、
エッジ強調された画像を表示する画像表示手段としてコンピュータを機能させ、
前記パンニング検出手段は、画像内に設定した対象画素の動きベクトルを検出する動き検出手段と、画像全体のうちの所定面積内の輝度を検出する輝度検出手段とを含み、前記検出された動きベクトルの分散値と前記検出された輝度の分散値とをそれぞれ所定値と比較した結果に基づきパンニング検出を行う
ことを特徴とするプログラム。
【請求項６】
コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、
請求項５に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ、ＬＣＤ、有機ＥＬ、プラズマディスプレイなどをはじめとする画像表示装置、詳細にはデジタル動画像のエッジ強調を行う画像表示装置、画像処理方法、プログラム及び情報記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＰＥＧ等のデジタル圧縮を施したデジタル画像、特にデジタル動画像を表示する用途が拡大している。また、表示された画像のシャープさ、即ち先鋭度を高めるために、画像周波数成分のうち高域成分を強調するエッジ強調が一般的に行われている。ここで、デジタル動画像を取り扱う場合、デジタル動画像中に圧縮処理に伴うブロックノイズのような動画ノイズが含まれる。
【０００３】
このため、デジタル動画像の全体に一律にエッジ強調を行うと、動画ノイズも同時に強調してしまう。従って、デジタル動画像の場合に、エッジ強調ゲインを小さくすることは、動画ノイズを低減するためには望ましい。例えば、特開平８−１８５１４５号公報には、表示画像が静止画及び動画のいずれかであるかを検出し、動画の場合にエッジ強調ゲインを小さくする液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１８５１４５号公報のように単にエッジ強調ゲインを変化させると、画像の質感が変化してしまう。画質の変化は観察者にとって知覚しやすいので、かえって観察者は、画像の不自然さを感じてしまうので問題である。また、特開平８−１８５２４５号公報では、静止画と動画との判断をしているだけであるので、上述のようなデジタル動画像の画像の動き速度を考慮した自然な質感の動画像を得ることはできないので問題である。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、デジタル動画像を表示する場合に、画像の動き速度を考慮した良好な画質の画像を得ることができる画像表示装置、画像処理方法、プログラム及び情報記憶媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出部と、前記パンニング検出部の結果に基づき、パンニング検出時において、非パンニング検出時に比べて相対的に低めにエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定部と、エッジ強調ゲイン決定部により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調部と、エッジ強調された画像を表示する画像表示部とを有することを特徴とする画像表示装置を提供する。これにより、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を、良好な画質で表示することができる。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記パンニング検出部は、前記画像全体の一定方向への動き速度を検出するパンニング速度検出部を有し、前記エッジ強調ゲイン決定部は、前記パンニング速度検出部により検出された前記画像全体の動き速度に基づいてエッジ強調ゲインを決定することが望ましい。これにより、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を適度に低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を、良好な画質で表示することができる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記パンニング検出部は、さらに前記画像全体のうちの所定面積内の輝度を検出する輝度検出部を有することが望ましい。これにより、パンニング状態の誤判定を防止し、さらに正確なパンニング判定を行うことができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記エッジ強調ゲイン決定部によるエッジ強調ゲインの時間的な変化を低減させるローパスフィルタ部を有することが望ましい。これにより、エッジ強調の時間的に急激な変化を防止できる。
【００１０】
また、本発明は、デジタル動画像を圧縮した画像を表示する画像表示方法において、表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出工程と、前記パンニング検出工程の結果に基づいてエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定工程と、エッジ強調ゲイン決定工程により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調工程と、エッジ強調された画像を表示する画像表示工程とを含むことを特徴とする画像表示方法を提供する。これにより、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を、良好な画質で表示することができる。
【００１１】
また、本発明は、デジタル動画像を圧縮した画像を表示する画像表示装置用のプログラムであり、コンピュータにより読み取り可能なプログラムであって、表示されている画像全体の一定方向への動きを検出するパンニング検出手段と、前記パンニング検出手段の結果に基づいてエッジ強調ゲインを決定するエッジ強調ゲイン決定手段と、エッジ強調ゲイン決定手段により決定されたエッジ強調ゲインに基づいてエッジ強調を行うエッジ強調手段と、エッジ強調された画像を表示する画像表示手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラムを提供する。これにより、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を、良好な画質で表示することができる。
【００１２】
また、本発明は、コンピュータにより読み取り可能な情報記憶媒体であって、上述のプログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体を提供する。これにより、コンピュータに上述のプログラムを簡便に実行させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、この実施形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
（システム全体の説明）
図１は、本発明の実施形態にかかる画像表示装置１００の概略構成を示すブロック図である。まず、全体の大まかな構成について説明する。なお、以下、画像全体が水平方向へ動いている状態を「パンニング状態」という。画像データ入力部１０１は、１フレーム分の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の信号からなる画像データを入力する。次に、この画像データは、パンニング検出部１０２に入力される。
【００１５】
図２は、パンニング検出部１０２の概略構成を示すブロック図である。パンニング検出部１０２は、入力された画像データにおける所定の複数の対象画素の動きを把握する動き検出部１０と、動き検出部１０により把握された対象画素の動きを示す情報に基づき、対象画素の動きベクトルの分散値を求める動き演算部３０とを含んで構成されている。動き検出部１０は、１フレーム期間に対応する画像データを記憶するフレームメモリ（不図示）、または画像データを１フレーム期間遅延させるバッファ（不図示）を有していて、このようなフレームメモリまたはバッファを用いて対象画素の動きベクトルを検出する。なお、動きベクトルの検出方法については、後述のブロックパターンマッチング法など公知の方法が利用できる。
【００１６】
また、パンニング検出部１０２は、画像データ入力部１０１からの画像データに基づいて、対象画素の近隣画素の輝度を検出する輝度検出部２０と、輝度検出部２０によって近隣画素の輝度の分散値を画像を構成する所定の複数の対象画素ごとに求める輝度演算部４０とを含んで構成される。
【００１７】
さらに、パンニング検出部１０２は、動き演算部３０によって求められた分散値と輝度演算部４０によって求められた分散値とに基づいてパンニング状態であるか否かを判定する判定部５０と、パンニング状態であると判定された場合にパンニング速度Ｖｎを検出するパンニング速度検出部６０とを含んで構成されている。
【００１８】
図１に戻って、エッジ強調ゲイン決定部１０３は、パンニング状態であると判定された場合、パンニング速度Ｖｎに基づいてエッジ強調ゲインＧｎを決定する。ローパスフィルタ部１０４は、エッジ強調ゲインＧｎの時間的な変化を低減するための所定フレーム間の平均エッジ強調ゲインαｎを算出する。ハイパスフィルタ部１０５は、平均エッジ強調ゲインαｎに基づいたエッジ強調を行う。そして、遅延回路１０６により、所定時間遅延された画像信号に対してエッジ強調された画像信号が付加される。画像表示部１０７は、エッジ強調された画像データを表示する。
【００１９】
（処理の流れの説明）
次に、上述の手順を主として図４に基づいてさらに詳細に説明する。まず、図３（ａ）に示すような１画像内に均等に例えば１６個の対象画素を設定する。そして、図４のステップＳ１において、動き検出部１０は、対象画素のそれぞれについて、画像のｘ方向つまり水平方向の動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）を検出する。ここで、ｉは対象画素の行位置を、ｊは対象画素の列位置を示す。動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）の検出方法としては、例えばブロックパターンマッチング法等を用いることができる。
【００２０】
ステップＳ２において、輝度検出部２０は、図３（ｂ）に示すブロックパターンマッチングにおけるサーチエリア２００内の対象画素及びその近隣画素の輝度を検出する。ステップＳ３において、動き演算部３０は、動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）の分散値が所定値よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３の判定処理結果が真の場合、ステップＳ４において輝度演算部４０は、サーチエリア２００内の輝度の分散値が所定値よりも大きいか否かを判定する。
【００２１】
ステップＳ４の判定処理結果が真の場合、ステップＳ５において判定部５０は、パンニング状態であると判定する。サーチエリア内の輝度の分散を参酌することで、ブロックパターンマッチングが困難な為に、動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）の検出精度が低下する輝度が一様な画像において、動きがないにも関わらず誤ってパンニング状態と判定することを防止できる。また、ステップＳ３の判定処理結果又はステップＳ４の判定処理結果が偽である場合は、ステップＳ６において、判定部５０は、非パンニング状態であると判定する。
【００２２】
次に、パンニング状態であると判定された場合にパンニング速度検出部６０は、現在のフレームにおけるパンニング速度Ｖｎを検出する。パンニング速度検出部６０は、上述の動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）を用いて、次式（１）に従ってパンニング速度Ｖｎ（単位：ｄｏｔ／ｆｒａｍｅ）を演算する。また、非パンニング状態と判定された場合は、パンニング速度Ｖｎ＝０とする。
【００２３】
【数１】
0003969151.tif 000002
【００２４】
ただし、ａ：対象画素の行数、ｂ：対象画素の列数である。次に、図１に戻って、エッジ強調ゲイン決定部１０３は、パンニング速度検出部６０により検出されたパンニング速度Ｖｎに基づいてエッジ強調ゲインＧｎを決定する。図５は、パンニング速度Ｖｎ（横軸）とエッジ強調ゲインＧｎ（縦軸）との関係を示す図である。
【００２５】
パンニング速度Ｖｎが小さい画像においては、画像観察者は画像のある領域を注視している可能性が高い。この場合、エッジ強調ゲインＧｎを変えると、画像観察者は画質の変化を知覚しやすいので好ましくない。
【００２６】
また、パンニング速度Ｖｎが小さいときは、画像中に含まれる動画ノイズが少ない。理由は、パンニング速度つまり動き速度が小さいとき、デジタル圧縮符号化処理における動きベクトル検出精度が良いためである。従って、パンニング速度Ｖｎが小さいときは、エッジ強調ゲインＧｎは非パンニング状態の画像と同程度の量であることが望ましく、この点からもエッジ強調ゲインを小さく抑える必要性が低い。
【００２７】
従って、パンニング速度Ｖｎ＝０〜ＶＩまでの状態では、エッジ強調ゲインＧｎは一定としている。このように、所定値ＶＩが、エッジ強調ゲインＧｎを変えるか否かの閾値となる。
【００２８】
これに対して、パンニング速度Ｖｎが大きい場合は、動きベクトルＶｘ（ｉ、ｊ）の検出精度が低い。このため、動画ノイズが発生しやすい。従って、パンニング速度Ｖｎが大きいときは、エッジ強調ゲインＧｎを小さく抑える必要性が高い。よって、図５に示すように、パンニング速度Ｖｎが所定値ＶＩを超えて大きくなる場合、エッジ強調ゲインＧｎが線形に減少する特性としている。
【００２９】
なお、エッジ強調の強さが急激に変化すると、画像の質感が変化する。よって、エッジ強調ゲインＧｎを変化させる場合、時間的に急激な変化を与えることを防止することが好ましい。このため、本実施形態では、図１に示すローパスフィルタ部１０４が、エッジ強調ゲインＧｎの時間的に急激な変化を低減させる。ローパスフィルタ部１０４は、次式（２）に従って所定フレーム間の平均エッジ強調ゲインαｎを算出する。
【００３０】
【数２】
0003969151.tif 000003
【００３１】
ただし、
Ｇｉ：フレームｉにおけるエッジ強調ゲイン、
ｎ：現在のフレーム番号
ａ：過去のフレーム数、
αｎ：フレームｎにおける平均エッジ強調ゲイン（過去ａフレームのエッジ強調ゲイン平均値）である。
【００３２】
また、ハイパスフィルタ部１０５は、例えば３次元ラプラシアンフィルタである。３次元ラプラシアンフィルタの係数の例として、[−０.５  １  −０．５]等を挙げることができる。ハイパスフィルタ部１０５からのエッジ強調された画像と、平均エッジ強調ゲインαｎとをかけ合わせる。そして、画像信号のクロックの位相を合わせるための遅延回路１０６からの画像信号と、エッジ強調された画像信号を加算する。最後に、画像表示部１０７は、エッジ強調された画像を表示する。これにより、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を表示する場合に、良好な画質を得ることができる
。
【００３３】
なお、上述のパンニング判定では、画像のｘ方向の動きを検出しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、画像のｙ方向（画像の垂直方向）や斜め方向の動きであっても良い。
【００３４】
（ハードウエアの説明）
図６は、本実施形態に係る画像表示装置１００内のエッジ強調を行うハードウエアのブロック図である。図６に示すハードウエアでは、ＣＰＵ１０００、ＲＯＭ１００２、ＲＡＭ１００４、情報記憶媒体１００６、画像生成ＩＣ１０１０、Ｉ／Ｏ（入出力ポート）１０２０がシステムバス１０１６により相互にデータ送受信可能に接続されている。そして、Ｉ／Ｏ１０２０を介してコンピュータ等の機器に接続されている。
【００３５】
図２に示す、画像データ入力部１０１の機能は、例えばＲＡＭ１００４を用いて実現できる。動き検出部１０、輝度検出部２０、動き演算部３０、輝度演算部４０、判定部５０、及びパンニング速度検出部６０の機能は、例えば、ＣＰＵ１０００と画像生成ＩＣ１０１０とＲＡＭ１００４とを用いて実現できる。
【００３６】
なお、動き検出部１０や判定部５０等の機能を情報記憶媒体１００６からコンピュータにプログラムを読み取らせて実現することも可能である。また、情報記憶媒体１００６としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカードやバーコード等の符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ）及び外部記憶装置等、コンピュータによって読み取ることができる種々の媒体を用いることができる。そのプログラムの読み取り方式は接触方式であっても、非接触方式であっても良い。
【００３７】
また、情報記憶媒体１００６に代えて、上述した各機能を実現するためにプログラムを、伝送路を介してホスト装置等からダウンロードすることによって上述した各機能を実現することも可能である。
【００３８】
また、本発明は、液晶プロジェクタ、ＣＲＴ、ＬＣＤ、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等をはじめあらゆる方式の画像表示装置にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像の先鋭度を高めるエッジ強調処理において、ブロックノイズなどの動画ノイズを強調してしまう弊害を低減する。よって、特にデジタル圧縮伸長処理を施した画像を良好な画質で表示することができる画像表示装置、画像処理方法、プログラム及び情報記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態のパンニング検出部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は画像における対象画素を示す図、（ｂ）はサーチエリアを示す図である。
【図４】パンニング状態を判定する流れを示す図である。
【図５】パンニング速度とエッジ強調ゲインとの関係を示す図である。
【図６】本実施形態に係る画像表示装置内のエッジ強調を行うハードウエアのブロック図である。
【符号の説明】
１０  動き検出部
２０  輝度検出部
３０  動き演算部
４０  輝度演算部
５０  判定部
６０  パンニング速度検出部
１００  画像表示装置
１０１  画像データ入力部
１０２  パンニング検出部
１０３  エッジ強調ゲイン決定部
１０４  ローパスフィルタ部
１０５  ハイパスフィルタ部
１０６  遅延回路
１０７  画像表示部
１０００  ＣＰＵ
１００２  ＲＯＭ
１００４  ＲＡＭ
１００６  情報記憶媒体
１０１０  画像生成ＩＣ
１０１６  システムバス
１０２０  Ｉ／Ｏ
【図１】
0003969151.tif 000004
【図２】
0003969151.tif 000005
【図３】
0003969151.tif 000006
【図４】
0003969151.tif 000007
【図５】
0003969151.tif 000008
【図６】
0003969151.tif 000009