(57)【要約】【課題】入力された画像信号の拡大処理によって生じる情報の欠落を減少させ、高画質な画像信号を出力することが可能な画像信号処理装置、画像信号処理方法およびプログラムを提供する。【解決手段】本発明によれば、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理装置であって、前記入力された画像信号を前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大部１０と、前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理部２０と、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小部３０と、を備える画像信号処理装置が提供される。【選択図】図１
2009008945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理装置であって、
前記入力された画像信号を前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大部と、
前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理部と、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小部と、
を備えることを特徴とする、画像信号処理装置。
【請求項２】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の整数倍率を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記整数倍率は、
前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以上の最小の整数と、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以上の最小の整数のうち、いずれか大きい方の値である
ことを特徴とする、請求項２に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数とライン数とを、それぞれ異なる整数倍率を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数を、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以上の最小の整数を用いて拡大し、
前記画像信号のライン数を、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以上の最小の整数を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項４に記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
前記画像信号拡大部は、
線形補間法により前記画像信号を拡大する
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項７】
入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理装置であって、
前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大部と、
前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理部と、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小部と、
を備えることを特徴とする、画像信号処理装置。
【請求項８】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の整数倍率を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項７に記載の画像信号処理装置。
【請求項９】
前記整数倍率は、
前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以下の最大の整数と、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以下の最大の整数のうち、いずれか小さい方の値である
ことを特徴とする、請求項８に記載の画像信号処理装置。
【請求項１０】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数とライン数とを、それぞれ異なる整数倍率を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項７に記載の画像信号処理装置。
【請求項１１】
前記画像信号拡大部は、
前記画像信号のピクセル数を、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以下の最大の整数を用いて拡大し、
前記画像信号のライン数を、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以下の最大の整数を用いて拡大する
ことを特徴とする、請求項１０に記載の画像信号処理装置。
【請求項１２】
前記画像信号拡大部は、
線形補間法により前記画像信号を拡大する
ことを特徴とする、請求項７に記載の画像信号処理装置。
【請求項１３】
入力された信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理方法であって、
前記入力された画像信号を、前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大するステップと、
前記拡大された画像信号に対して、高画質化処理を施すステップと、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小するステップと、
を含むことを特徴とする、画像信号処理方法。
【請求項１４】
入力された信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理方法であって、
前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大するステップと、
前記拡大された画像信号に対して、高画質化処理を施すステップと、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小するステップと、
を含むことを特徴とする、画像信号処理方法。
【請求項１５】
コンピュータに、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理機能を実現させるためのプログラムであって、
前記入力された画像信号を前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大機能と、
前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理機能と、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小機能と、
をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理機能を実現させるためのプログラムであって、
前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大機能と、
前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理機能と、
前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小機能と、
をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号処理装置、画像信号処理方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
標準画質（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＳＤ）放送信号をハイビジョンパネル等の高精細（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＨＤ）放送信号用の出力パネルに表示する際には、ＳＤ放送信号を出力パネルにあわせた大きさまで変換することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３７４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一般的な信号処理回路は、例えば図９に示したような構成を有しており、かかる構成によって上記の変換処理を行っている。例えば、ＳＤ放送（７２０ピクセル（ｐｉｘｅｌ）×４８０ライン（ｌｉｎｅ））を、フルＨＤパネル（１９２０ピクセル×１０８０ライン）に表示する場合には、ＳＤ放送信号は、任意倍率に対応した拡大部９０１によって、水平方向（ピクセル方向）に約２．６７倍、垂直方法（ライン方向）に２．２５倍に拡大される必要がある。
【０００５】
出力パネルの大きさまで拡大されたＳＤ放送信号は、その後、高画質化処理部９０３により高画質化処理が施され、フルＨＤパネルに表示される。ここで、高画質化処理とは、例えば、シャープネス等の機能をいう。
【０００６】
ここで、１ピクセルごとに最大値と最小値とを反転させるような元波形を２．２５倍に拡大する場合について、図１０を参照しながら説明する。
【０００７】
図１０に示した波形９１１は、入力された画像信号の元波形を表し、波形９１３は、元波形を２．２５倍に拡大する処理により得られる拡大波形を表している。また、点線９１５は、元波形９１１を単純に２．２５倍に拡大して表示した線である。
【０００８】
実際には、入力された画像信号は、信号処理回路に入力される時点でＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換により離散的なデジタル信号となっているので、元波形は連続的な信号にはならず、直線９１１上に存在する各点が、元波形となる。
【０００９】
同様に、拡大処理された元波形も離散的なデジタル信号であるため、直線９１３上の各点が実際の拡大波形９１３となる。
【００１０】
拡大波形９１３と点線９１５とを比較すると明らかなように、拡大処理が施される信号が離散的なデジタル信号であることに起因して、元波形９１１に存在していた情報の一部が、図１０の符号９１７に示したように欠落してしまうという問題があった。
【００１１】
図１０に示したように情報が欠落した信号に対してシャープネス等の高画質化処理を行ったとしても、そもそも元波形と異なってしまった波形に対して高画質化処理を行うこととなるため、高画質化処理の効果が十分に得られないという問題も存在した。
【００１２】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、入力された画像信号の拡大処理によって生じる情報の欠落を減少させ、高画質な画像信号を出力することが可能な、新規かつ改良された画像信号処理装置、画像信号処理方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理装置であって、前記入力された画像信号を前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大部と、前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理部と、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小部と、を備える画像信号処理装置が提供される。
【００１４】
かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号処理装置に入力された画像信号を、出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大し、高画質化処理部は、所定の大きさまで拡大された画像信号に対して高画質化処理を施し、画像信号縮小部は、高画質化処理が施された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで縮小する。本発明に係る画像信号処理装置は、入力された画像信号を、出力予定サイズ以上の大きさとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【００１５】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の整数倍率を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号のピクセル数の拡大倍率と、画像信号のライン数の拡大倍率を、同一の値として処理することができる。そのため、画像信号拡大部が行う処理を、簡略化することができる。
【００１６】
前記整数倍率は、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以上の最小の整数と、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以上の最小の整数のうち、いずれか大きい方の値であってもよい。かかる構成によれば、入力された画像信号および出力パネルのピクセル数とライン数とに基づいて、整数倍率を容易に算出することが可能となる。
【００１７】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数とライン数とを、それぞれ異なる整数倍率を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号のピクセル数の拡大倍率と、画像信号のライン数の拡大倍率を２種類設定して、画像信号の拡大処理を行うこととなる。そのため、画像信号のピクセル数とライン数それぞれに対して、最適な拡大倍率を選択することが可能となる。
【００１８】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数を、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以上の最小の整数を用いて拡大し、前記画像信号のライン数を、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以上の最小の整数を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、入力された画像信号および出力パネルのピクセル数とライン数とに基づいて、整数倍率を容易に算出することが可能となる。
【００１９】
前記画像信号拡大部は、線形補間法により前記画像信号を拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、線形補間法という簡略な方法を用いて画像信号を拡大することが可能となるため、処理に要する負荷を削減することができる。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理装置であって、前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大部と、前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理部と、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小部と、を備える画像信号処理装置が提供される。
【００２１】
かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号処理装置に入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大し、高画質化処理部は、所定の大きさまで拡大された画像信号に対して高画質化処理を施し、画像信号縮小部は、高画質化処理が施された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで縮小する。本発明に係る画像信号処理装置は、入力された画像信号を、画像信号の大きさ以上であり、かつ、出力予定サイズ未満の大きさとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【００２２】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の整数倍率を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号のピクセル数の拡大倍率と、画像信号のライン数の拡大倍率を、同一の値として処理することができる。そのため、画像信号拡大部が行う処理を、簡略化することができる。
【００２３】
前記整数倍率は、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以下の最大の整数と、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以下の最大の整数のうち、いずれか小さい方の値であってもよい。かかる構成によれば、入力された画像信号および出力パネルのピクセル数とライン数とに基づいて、整数倍率を容易に算出することが可能となる。
【００２４】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数とライン数とを、それぞれ異なる整数倍率を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、画像信号のピクセル数の拡大倍率と、画像信号のライン数の拡大倍率を２種類設定して、画像信号の拡大処理を行うこととなる。そのため、画像信号のピクセル数とライン数それぞれに対して、最適な拡大倍率を選択することが可能となる。
【００２５】
前記画像信号拡大部は、前記画像信号のピクセル数を、前記出力パネルのピクセル数を前記画像信号のピクセル数で除した値以下の最大の整数を用いて拡大し、前記画像信号のライン数を、前記出力パネルのライン数を前記画像信号のライン数で除した値以下の最大の整数を用いて拡大してもよい。かかる構成によれば、入力された画像信号および出力パネルのピクセル数とライン数とに基づいて、整数倍率を容易に算出することが可能となる。
【００２６】
前記画像信号拡大部は、線形補間法により前記画像信号を拡大してもよい。かかる構成によれば、画像信号拡大部は、線形補間法という簡略な方法を用いて画像信号を拡大することが可能となるため、処理に要する負荷を削減することができる。
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、入力された信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理方法であって、前記入力された画像信号を、前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大するステップと、前記拡大された画像信号に対して、高画質化処理を施すステップと、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小するステップと、を含む画像信号処理方法が提供される。
【００２８】
かかる構成によれば、画像信号を拡大するステップでは、入力された画像信号を、出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで拡大し、高画質化処理を施すステップでは、拡大された画像信号に対して高画質化処理を施し、画像信号を縮小するステップでは、高画質化処理が施された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで縮小する。本発明に係る画像信号処理方法は、入力された画像信号を、出力予定サイズ以上の大きさとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【００２９】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、入力された信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理方法であって、前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大するステップと、前記拡大された画像信号に対して、高画質化処理を施すステップと、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小するステップと、を含む画像信号処理方法が提供される。
【００３０】
かかる構成によれば、画像信号を拡大するステップでは、入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで拡大し、高画質化処理を施すステップでは、拡大された画像信号に対して高画質化処理を施し、画像信号を縮小するステップでは、高画質化処理が施された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで縮小する。本発明に係る画像信号処理方法は、入力された画像信号を、画像信号の大きさ以上であり、かつ、出力予定サイズ未満の大きさとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【００３１】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、コンピュータに、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理機能を実現させるためのプログラムであって、前記入力された画像信号を前記出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大機能と、前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理機能と、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
【００３２】
かかる構成によれば、コンピュータプログラムは、コンピュータが備える記憶部に格納され、コンピュータが備えるＣＰＵに読み込まれて実行されることにより、そのコンピュータを上記の画像信号処理装置として機能させる。また、コンピュータプログラムが記録された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【００３３】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、コンピュータに、入力された画像信号を拡大して、ピクセル数とライン数とで規定される所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する画像信号処理機能を実現させるためのプログラムであって、前記入力された画像信号を、当該画像信号の大きさ以上であり、かつ、前記出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍に拡大する画像信号拡大機能と、前記拡大された画像信号に対して高画質化処理を施す高画質化処理機能と、前記高画質化処理を施された画像信号を、前記出力パネルの大きさとなるまで縮小する画像信号縮小機能と、をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
【００３４】
かかる構成によれば、コンピュータプログラムは、コンピュータが備える記憶部に格納され、コンピュータが備えるＣＰＵに読み込まれて実行されることにより、そのコンピュータを上記の画像信号処理装置として機能させる。また、コンピュータプログラムが記録された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、入力された画像信号を目的とする出力パネルの大きさ以上に拡大して高画質化処理を施した後に出力パネルの大きさまで縮小するため、入力された画像信号の拡大処理によって生じる情報の欠落を減少させ、高画質な画像信号を出力することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３７】
（第１の実施形態）
＜画像信号処理装置の構成について＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る画像信号処理装置について、詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る画像信号処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【００３８】
本実施形態に係る画像信号処理装置は、入力された画像信号を拡大して、所定の大きさの出力パネルを有する画像表示装置へと出力する装置である。本実施形態に係る画像信号処理装置は、図１に示したように、例えば、画像信号拡大部１０と、高画質化処理部２０と、画像信号縮小部３０と、を備える。
【００３９】
画像信号拡大部１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、画像信号処理装置に入力された画像信号を、出力パネルの大きさ以上のサイズとなるまで拡大する。換言すれば、本実施形態に係る画像信号拡大部１０は、入力された画像信号の画素数を変換する画素数変換部（スケーラ）である。画像信号の拡大に際しては、画像信号拡大部１０は、入力された画像信号を整数倍に拡大する。拡大された画像信号は、後述する高画質化処理部２０へと伝送される。また、拡大された画像信号は、未図示の記憶部に記録されてもよい。ここで、画像信号のサイズとは、当該画像信号によって再生される画像の大きさを意味し、画像を構成するピクセル数およびライン数から規定されるものである。
【００４０】
拡大処理の際に用いられる倍率は、例えば、入力された画像信号のピクセル数およびライン数と、画像信号処理装置に接続された出力パネルのピクセル数およびライン数により決定される。入力された画像信号のピクセル数をＰＩ、ライン数をＬＩと表し、出力パネルのピクセル数をＰＯ、ライン数をＬＯと表すこととすると、拡大処理の際に用いられる倍率Ｅは、例えば、以下の式で表されるＥＰとＥＬのいずれか大きい方の値としてもよい。拡大倍率Ｅを、ＥＰとＥＬのいずれか大きい方の値とするということは、入力された画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の拡大倍率で整数倍に拡大することを意味する。なお、ＥＰとＥＬとが等しい場合には、ＥＰとＥＬのどちらか一方の値を拡大倍率とすればよい。
【００４１】
また、入力された画像信号のピクセル数を、以下の式で表されるＥＰで拡大し、入力された画像信号のライン数を、以下の式で表されるＥＬで拡大してもよい。
【００４２】
【数１】
2009008945.tif 000003
【００４３】
上記式１０１から明らかなように、ＥＰは、出力パネルのピクセル数ＰＯを入力された画像信号のピクセル数ＰＩで除した値以上の最小の整数である。また、式１０２から明らかなように、ＥＬは、出力パネルのライン数ＬＯを入力された画像信号のライン数ＬＩで除した値以上の最小の整数である。
【００４４】
一般に、ある画像信号に対して拡大処理を行う場合には、拡大した画像信号を構成する各画素（格子点）に相当する元波形の画素（格子点）が存在しないために、画像信号を構成する各画素の補間を行う必要があることが知られている。本実施形態に係る画像信号拡大部１０は、従来から存在するような非整数倍率に対応した拡大処理ではなく、整数倍率にのみ対応した拡大処理を行うだけでよいため、例えば図２に示したように、単純な線形補間を行うだけで、情報の欠落が生じることなく画像信号の拡大処理を行うことができる。また、従来行われているような、任意倍率に対応した拡大処理用の複雑なアルゴリズムを用いる必要がなく、線形補間法という簡便な方法を用いることが可能であるため、入力された画像信号の拡大処理に要する負荷を削減することが可能である。
【００４５】
図２は、元波形を３倍に拡大した場合の拡大波形を説明するための説明図である。図２から明らかなように、拡大した画像信号を構成する各画素（図２における直線上の点）を、元波形を構成する各画素を用いて容易に補間処理することが可能であるため、拡大波形と元波形とを比較しても情報の欠落は生じない。
【００４６】
高画質化処理部２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、画像信号拡大部１０により整数倍に拡大された画像信号に対して、所定の高画質化処理を施す。高画質化処理が施された画像信号は、後述する画像信号縮小部３０へと伝送される。また、高画質化処理が施された画像信号は、未図示の記憶部に記録されてもよい。
【００４７】
高画質化処理部２０は、シャープネス（輪郭強調処理）等の一般的な高画質化処理を行うが、高画質化処理部２０が行う高画質化処理は、上記のものに限定されるわけではない。以下では、高画質化処理部２０が行う高画質化処理の一例として、シャープネスという処理について、詳細に説明する。
【００４８】
図３は、本実施形態に係る高画質化処理部２０の動作の一例であるシャープネス処理について説明するための説明図である。シャープネス処理は、輪郭強調処理ともいい、原信号に輪郭補償信号を重ねて、原信号が表す画像の輪郭を強調する処理である。図３に示した回路図からわかるように、シャープネス処理を行う高画質化処理部２０は、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：有限インパルス応答）フィルタであって、高画質化処理部２０に入力された信号の標本化周波数の半分の周波数がピークとなるハイパスフィルタである。
【００４９】
本実施形態に係る高画質化処理部２０は、図３に示したように、例えば、ピクセル方向の補償信号を発生するピクセル方向補償信号発生部２０１と、ライン方向の補償信号を発生するライン方向補償信号発生部２０３とを備える。
【００５０】
ピクセル方向補償信号発生部２０１は、画像信号のピクセル方向の補償信号を発生させる。ピクセル方向補償信号発生部２０１は、信号を１クロック遅延させる１クロックディレイ２０５と、乗算器２０７と、加算器２０９とからなる。また、ライン方向の補償信号発生部２０３は、信号を１ライン遅延させる１ラインディレイ２１１と、乗算器２０７と、加算器２０９とからなる。
【００５１】
ピクセル方向補償信号発生部２０１およびライン方向補償信号発生部２０３により生成された補償信号は、乗算器２０７により所定の比率ａが掛け合わされ、加算器２０９により入力信号と加算されて出力される。入力された信号に対してかかる処理が行われることで、画像信号の水平方向と垂直方法に関して輪郭が強調され、画像がシャープに見えるようになる。
【００５２】
図３から明らかなように、本実施形態に係る高画質化処理部２０の伝達関数は、ｚ変換を用いて以下の式１０３のように表される。
【００５３】
【数２】
2009008945.tif 000004
【００５４】
本実施形態に係る高画質化処理部２０に入力される拡大画像信号は、画像信号拡大部１０の処理において情報（特に、高周波成分）の欠落が存在しない。そのため、欠落した情報が存在しない信号に対して高画質化処理を施すこととなるため、高画質化処理の効果を十分に及ぼすことが可能である。
【００５５】
画像信号縮小部３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、高画質化処理部２０から伝送された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで縮小する。換言すれば、本実施形態に係る画像信号縮小部３０は、入力された画像信号の画素数を変換する画素数変換部（スケーラ）である。画像信号の縮小に際しては、画像信号縮小部３０は、入力された画像信号を任意の倍率に縮小する。縮小の倍率は、整数倍率であってもよく、非整数倍率であってもよい。縮小された画像信号は、画像信号処理装置に接続された出力パネルに出力される。また、縮小された画像信号は、未図示の記憶部に記録されてもよい。
【００５６】
画像信号縮小部３０は、画像信号の縮小処理を行う前に、所定の前置フィルタ（プリフィルタ）を通して帯域制限を行い、縮小処理の際に発生しうる折り返し歪み（エイリアス）を防止することが好ましい。
【００５７】
縮小処理の際に用いられる倍率は、例えば、画像信号縮小部３０に入力された高画質化処理された画像信号のピクセル数およびライン数と、画像信号処理装置に接続された出力パネルのピクセル数およびライン数により決定される。高画質化処理された画像信号のピクセル数を縮小する際に用いられる倍率は、出力パネルのピクセル数を高画質化処理された画像信号のピクセル数で除した値である。同様に、高画質化処理された画像信号のライン数を縮小する際に用いられる倍率は、出力パネルのライン数を高画質化処理された画像信号のライン数で除した値である。
【００５８】
一般に、拡大処理時に比べて縮小処理時には精細感が失われることはないことが知られている。そのため、本実施形態に係る縮小処理時には、複雑な縮小アルゴリズムを用いる必要はない。また、本実施形態に係る画像信号縮小部３０は、画像信号の縮小に際して、例えば、最近傍補間法や４近傍点における線形補間法といった補間方法を用いることが可能である。
【００５９】
以下では、本実施形態に係る画像信号縮小部３０が用いる補間方法の一例として、４近傍点における線形補間法について詳細に説明するが、本実施形態に係る補間方法が、上記方法のみに限定されるわけではない。
【００６０】
図４は、本実施形態における補間方法の一例である４近傍点における線形補間法を説明するための説明図である。本実施形態に係る補間方法では、出力画像の各画素の位置ｄ（ｕ，ｖ）に対応する入力画像の位置（ｘ，ｙ）を求める。その際、４近傍点における線形補間法は、逆変換して求めた画素のアドレスの近傍４点を利用する。
【００６１】
すなわち、求めたい画素ｄ（ｕ，ｖ）は、この画素ｄ（ｕ，ｖ）の近傍４点の寄与率を用いて、以下の式１０４のように表される。
【００６２】
【数３】
2009008945.tif 000005
【００６３】
画像信号縮小部３０では、非整数倍により縮小処理が施されることもあるため、処理前の情報から欠落する情報が発生する可能性がある。しかしながら、処理前の情報である高画質化処理された画像信号に欠落した情報が存在しないため、従来の画像信号処理方法により画像処理を行った場合より高画質な出力画像を得ることが可能である。
【００６４】
以上、本実施形態に係る画像信号処理装置の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【００６５】
＜画像信号処理方法について＞
続いて、図５を参照しながら、本実施形態に係る画像信号処理方法について、詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る画像信号処理方法を説明するための流れ図である。
【００６６】
本実施形態に係る画像信号処理方法において、画像信号拡大部１０は、入力された画像信号の大きさ（画像のピクセル数とライン数とから規定される大きさ）と、出力予定の出力パネルの大きさ（出力パネルのピクセル数とライン数とから規定される大きさ）とに基づいて、拡大率を算出する（ステップＳ１０１）。
【００６７】
まず、画像信号のピクセル数と出力パネルのピクセル数とから、式１０１に基づいて、パネル数の拡大率ＥＰを算出し、画像信号のライン数と出力パネルのライン数とから、式１０２に基づいて、パネル数の拡大率ＥＬを算出する。画像信号拡大部１０が、入力された画像信号のピクセル数およびライン数を同一の倍率を用いて拡大する場合には、算出したＥＰとＥＬの大きさを比較して、より大きな値を拡大率として選択する。また、入力された画像信号のピクセル数とライン数とを異なる拡大率で拡大する場合には、算出したＥＰおよびＥＬのそれぞれを、拡大率として設定する。なお、画像信号拡大部１０は、算出したＥＰおよびＥＬや、選択した拡大率を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【００６８】
次に、画像信号拡大部１０は、選択した拡大率を用いて、入力された画像信号を拡大する（ステップＳ１０３）。画像信号の拡大に際しては、線形補間法等を用いて、入力された画像信号の補間を併せて行う。画像信号の拡大処理が終了すると、画像信号拡大部１０は、得られた拡大画像信号を、高画質化処理部２０へと伝送する。また、画像信号拡大部１０は、得られた拡大画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【００６９】
続いて、高画質化処理部２０は、伝送された拡大画像信号に対して、シャープネス等の高画質化処理を行う（ステップＳ１０５）。伝送された拡大画像信号の高画質化処理が終了すると、高画質化処理部２０は、高画質化処理された画像信号は、画像信号縮小部３０へと伝送される。なお、高画質化処理部２０は、高画質化処理された画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【００７０】
高画質化処理が終了すると、画像信号縮小部３０は、高画質化処理された画像信号の大きさ（画像のピクセル数とライン数とから規定される大きさ）と、出力予定の出力パネルの大きさ（出力パネルのピクセル数とライン数とから規定される大きさ）とに基づいて、縮小率を算出する（ステップＳ１０７）。
【００７１】
例えば、高画質化処理された画像信号のピクセル数を縮小するための縮小率は、出力パネルのピクセル数を高画質化処理された画像信号のピクセル数で除した値として算出される。また、高画質化処理された画像信号のライン数を縮小するための縮小率は、出力パネルのライン数を高画質化処理された画像信号のライン数で除した値として算出される。
【００７２】
縮小率の算出が終了すると、画像信号縮小部３０は、算出した縮小率に基づいて、高画質化処理された画像信号のピクセル数とライン数とをそれぞれ縮小する（ステップＳ１０９）。画像信号の縮小に際しては、線形補間法等を用いて、高画質化処理された画像信号の補間を併せて行う。
【００７３】
画像信号の縮小処理が終了すると、画像信号縮小部３０は、得られた画像信号を、出力パネルに出力する（ステップＳ１１１）。また、画像信号縮小部３０は、得られた画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係る画像信号処理方法によれば、入力された画像信号を、出力予定サイズ以上の大きさとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【００７５】
＜本実施形態に係る画像信号処理方法の実例について＞
以下では、ＳＤ放送サイズ（７２０ピクセル×４８０ライン）の信号を、フルＨＤパネル（１９２０ピクセル×１０８０ライン）に表示する場合の例について、詳細に説明する。
【００７６】
まず、画像信号拡大部１０は、入力された画像信号であるＳＤ放送サイズの信号の大きさと、フルＨＤパネルの大きさとから、拡大率を算出する。この場合、ピクセル数の拡大率ＥＰは、１９２０／７２０＝２．６７であるため、３と算出される。また、ライン数の拡大率ＥＬは、１０８０／４８０＝２．２５であるため、３と算出される。この場合、ＥＰとＥＬとは同じ値であるため、拡大率として３が選択される。
【００７７】
次に、画像信号拡大部１０は、入力画像信号を縦横３倍に拡大して、２１６０×１４４０のサイズの画像に変換する。本実施形態に係る画像信号処理方法では、拡大率が３と整数倍であるため、入力画像信号における高周波成分等の情報が欠落することがなく、完全に元の情報を保持している。
【００７８】
続いて、画像信号縮小部３０は、伝送された画像信号のサイズ（２１６０×１４４０）と、出力パネルのサイズ（１９２０×１０８０）とに基づいて、ピクセル数の縮小率およびライン数の縮小率のそれぞれが算出される。例えば、ピクセル数の縮小率は、１９２０／２１６０＝０．８９より、０．８９と算出される。また、ライン数の縮小率は、１０８０／１４４０＝０．７５より、０．７５と算出される。
【００７９】
次に、画像信号縮小部３０は、入力された画像信号のピクセル数およびライン数のそれぞれについて、算出した縮小率に基づいて縮小処理を行う。この際、線形補間法等を用いて、画像信号は適宜補間される。縮小処理によって生成された画像信号は、出力信号として出力パネルに出力される。
【００８０】
なお、画像信号縮小部３０における縮小率は整数倍ではないため、欠落する情報が発生してしまう。しかしながら、情報が欠落した信号を元に高画質化処理を行った場合に比べて、より高画質な画像信号を出力することが可能である。
【００８１】
＜画像信号処理装置のハードウェア構成について＞
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る画像信号処理装置のハードウェア構成について、詳細に説明する。図６は、本実施形態に係る画像信号処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【００８２】
画像信号処理装置は、主に、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６０３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６０５と、ホストバス６０７と、ブリッジ６０９と、外部バス６１１と、インターフェース６１３と、入力装置６１５と、出力装置６１７と、ストレージ装置６１９と、ドライブ６２１と、接続ポート６２３と、通信装置６２５とを備える。
【００８３】
ＣＰＵ６０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ６０３、ＲＡＭ６０５、ストレージ装置６１９、またはリムーバブル記録媒体６２７に記録された各種プログラムに従って画像信号処理装置内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ６０３は、ＣＰＵ６０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ６０５は、ＣＰＵ６０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス６０７により相互に接続されている。
【００８４】
ホストバス６０７は、ブリッジ６０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス６１１に接続されている。
【００８５】
入力装置６１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置６１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、画像信号処理装置の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器６２９であってもよい。さらに、入力装置６１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ６０１に出力する入力制御回路などから構成されている。画像信号処理装置のユーザは、この入力装置６１５を操作することにより、画像信号処理装置に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
【００８６】
出力装置６１７は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）装置、プラズマディスプレイ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）装置、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなど、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。出力装置６１７は、例えば、本実施形態に係る画像信号処理装置により高画質化処理が施された画像信号を出力する。具体的には、表示装置は、画像データ等の各種情報をテキストまたはイメージで表示する。一方、音声出力装置は、音声データ等を音声に変換して出力する。
【００８７】
ストレージ装置６１９は、本実施形態にかかる画像信号処理装置の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置であり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置６１９は、ＣＰＵ６０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した画像信号データなどを格納する。
【００８８】
ドライブ６２１は、記憶媒体用リーダライタであり、画像信号処理装置に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ６２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体６２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ６０５に出力する。また、ドライブ６２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体６２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体６２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、メモリースティック、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等である。また、リムーバブル記録媒体６２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。
【００８９】
接続ポート６２３は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポートや、ｉ．Ｌｉｎｋ等のＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子等の、機器を画像信号処理装置に直接接続するためのポートである。この接続ポート６２３に外部接続機器６２９を接続することで、画像信号処理装置は外部接続機器６２９から直接画像信号データを取得したり、外部接続機器６２９に画像信号データを提供したりする。
【００９０】
通信装置６２５は、例えば、通信網６３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置６２５は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等である。この通信装置６２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で画像信号等を送受信することができる。また、通信装置６２５に接続される通信網６３１は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、または衛星通信等であってもよい。
【００９１】
以上説明した構成により、画像信号処理装置は、多様な情報源から画像信号に関する情報を取得し、接続ポート６２３や通信網６３１に接続された他の外部接続機器６２９に画像信号に関する情報を伝送することが可能になると同時に、外部接続機器６２９から画像信号に関する情報を受信したり、外部接続機器６２９が保持する画像信号に関する情報を取得したりすることができる。さらに、画像信号処理装置は、リムーバブル記録媒体６２７を用いて画像信号に関する情報を持ち出すこともできる。
【００９２】
以上、本実施形態に係る画像信号処理装置の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【００９３】
（第１の実施形態に係る画像信号処理装置の第１変形例）
＜画像信号処理装置の構成について＞
続いて、図７を参照しながら、本実施形態に係る画像信号処理装置の第１変形例について、詳細に説明する。図７は、本変形例における画像信号処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【００９４】
図７に示したように、本変形例における画像信号処理装置は、第１画像信号拡大部４０と、高画質化処理部２０と、第２画像信号拡大部５０と、を備える。
【００９５】
第１画像信号拡大部４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、画像信号処理装置に入力された画像信号を、画像信号の大きさ以上であり、かつ、出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで拡大する。換言すれば、本実施形態に係る画像信号拡大部４０は、入力された画像信号の画素数を変換する画素数変換部（スケーラ）である。画像信号の拡大に際しては、画像信号拡大部４０は、入力された画像信号を整数倍に拡大する。拡大された画像信号は、後述する高画質化処理部２０へと伝送される。また、拡大された画像信号は、未図示の記憶部に記録されてもよい。
【００９６】
拡大処理の際に用いられる倍率は、例えば、入力された画像信号のピクセル数およびライン数と、画像信号処理装置に接続された出力パネルのピクセル数およびライン数により決定される。入力された画像信号のピクセル数をＰＩ、ライン数をＬＩと表し、出力パネルのピクセル数をＰＯ、ライン数をＬＯと表すこととすると、拡大処理の際に用いられる倍率Ｅは、例えば、以下の式で表されるＥＰとＥＬのいずれか小さい方の値としてもよい。拡大倍率Ｅを、ＥＰとＥＬのいずれか小さい方の値とするということは、入力された画像信号のピクセル数とライン数とを、同一の拡大倍率で整数倍に拡大することを意味する。なお、ＥＰとＥＬとが等しい場合には、ＥＰとＥＬのどちらか一方の値を拡大倍率とすればよい。
【００９７】
また、入力された画像信号のピクセル数を、以下の式で表されるＥＰで拡大し、入力された画像信号のライン数を、以下の式で表されるＥＬで拡大してもよい。
【００９８】
【数４】
2009008945.tif 000006
【００９９】
上記式２０１から明らかなように、ＥＰは、出力パネルのピクセル数ＰＯを入力された画像信号のピクセル数ＰＩで除した値以下の最大の整数である。また、式２０２から明らかなように、ＥＬは、出力パネルのライン数ＬＯを入力された画像信号のライン数ＬＩで除した値以下の最大の整数である。
【０１００】
一般に、ある画像信号に対して拡大処理を行う場合には、拡大した画像信号を構成する各画素（格子点）に相当する元波形の画素（格子点）が存在しないために、画像信号を構成する各画素の補間を行う必要があることが知られている。本実施形態に係る画像信号拡大部４０は、従来から存在するような非整数倍率に対応した拡大処理ではなく、整数倍率にのみ対応した拡大処理を行うだけでよいため、単純な線形補間を行うだけで、情報の欠落が生じることなく画像信号の拡大処理を行うことができる。また、従来行われているような、任意倍率に対応した拡大処理用の複雑なアルゴリズムを用いる必要がなく、線形補間法という簡便な方法を用いることが可能であるため、入力された画像信号の拡大処理に要する負荷を削減することが可能である。
【０１０１】
本変形例に係る高画質化処理部２０は、本発明の第１の実施形態に係る高画質化処理部２０と同一の構成を有し、同様な効果を奏するため、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
第２画像信号拡大部５０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、高画質化処理部２０から伝送された画像信号を、出力パネルの大きさとなるまで拡大する。換言すれば、本実施形態に係る第２画像信号拡大部５０は、入力された画像信号の画素数を変換する画素数変換部（スケーラ）である。画像信号の拡大に際しては、第２画像信号拡大部５０は、入力された画像信号を任意の倍率に拡大する。拡大の倍率は、整数倍率であってもよく、非整数倍率であってもよい。拡大された画像信号は、画像信号処理装置に接続された出力パネルに出力される。また、拡大された画像信号は、未図示の記憶部に記録されてもよい。
【０１０３】
拡大処理の際に用いられる倍率は、例えば、第２画像信号拡大部５０に入力された高画質化処理された画像信号のピクセル数およびライン数と、画像信号処理装置に接続された出力パネルのピクセル数およびライン数により決定される。高画質化処理された画像信号のピクセル数を拡大する際に用いられる倍率は、出力パネルのピクセル数を高画質化処理された画像信号のピクセル数で除した値である。同様に、高画質化処理された画像信号のライン数を縮小する際に用いられる倍率は、出力パネルのライン数を高画質化処理された画像信号のライン数で除した値である。
【０１０４】
以下では、本実施形態に係る第２画像信号拡大部５０が用いる補間方法の一例として、４近傍点における線形補間法について詳細に説明するが、本実施形態に係る画像縮小方法が、上記方法のみに限定されるわけではない。
【０１０５】
本実施形態に係る補間方法では、出力画像の各画素の位置ｄ（ｕ，ｖ）に対応する入力画像の位置（ｘ，ｙ）を求める。その際、４近傍点における線形補間法は、逆変換して求めた画素のアドレスの近傍４点を利用する。
【０１０６】
すなわち、求めたい画素ｄ（ｕ，ｖ）は、この画素ｄ（ｕ，ｖ）の近傍４点の寄与率を用いて、以下の式１０４のように表される。
【０１０７】
【数５】
2009008945.tif 000007
【０１０８】
第２画像信号拡大部５０では、非整数倍により拡大処理が施されることもあるため、処理前の情報から欠落する情報が発生する可能性がある。しかしながら、処理前の情報である高画質化処理された画像信号に欠落した情報が存在しないため、従来の画像信号処理方法により画像処理を行った場合より高画質な出力画像を得ることが可能である。
【０１０９】
以上、本実施形態に係る画像信号処理装置の機能の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、ＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【０１１０】
＜画像信号処理方法について＞
続いて、図８を参照しながら、本変形例に係る画像信号処理方法について、詳細に説明する。図８は、本変形例に係る画像信号処理方法を説明するための流れ図である。
【０１１１】
本実施形態に係る画像信号処理方法において、第１画像信号拡大部４０は、入力された画像信号の大きさ（画像のピクセル数とライン数とから規定される大きさ）と、出力予定の出力パネルの大きさ（出力パネルのピクセル数とライン数とから規定される大きさ）とに基づいて、拡大率を算出する（ステップＳ２０１）。
【０１１２】
まず、画像信号のピクセル数と出力パネルのピクセル数とから、式２０１に基づいて、パネル数の拡大率ＥＰを算出し、画像信号のライン数と出力パネルのライン数とから、式２０２に基づいて、パネル数の拡大率ＥＬを算出する。第１画像信号拡大部４０が、入力された画像信号のピクセル数およびライン数を同一の倍率を用いて拡大する場合には、算出したＥＰとＥＬの大きさを比較して、より大きな値を拡大率として選択する。また、入力された画像信号のピクセル数とライン数とを異なる拡大率で拡大する場合には、算出したＥＰおよびＥＬのそれぞれを、拡大率として設定する。なお、第１画像信号拡大部４０は、算出したＥＰおよびＥＬや、選択した拡大率を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【０１１３】
次に、第１画像信号拡大部４０は、選択した拡大率を用いて、入力された画像信号を拡大する（ステップＳ２０３）。画像信号の拡大に際しては、線形補間法等を用いて、入力された画像信号の補間を併せて行う。画像信号の拡大処理が終了すると、第１画像信号拡大部４０は、得られた拡大画像信号を、高画質化処理部２０へと伝送する。また、第１画像信号拡大部４０は、得られた拡大画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【０１１４】
続いて、高画質化処理部２０は、伝送された拡大画像信号に対して、シャープネス等の高画質化処理を行う（ステップＳ２０５）。伝送された拡大画像信号の高画質化処理が終了すると、高画質化処理部２０は、高画質化処理された画像信号は、第２画像信号拡大部５０へと伝送される。なお、高画質化処理部２０は、高画質化処理された画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【０１１５】
高画質化処理が終了すると、第２画像信号拡大部５０は、高画質化処理された画像信号の大きさ（画像のピクセル数とライン数とから規定される大きさ）と、出力予定の出力パネルの大きさ（出力パネルのピクセル数とライン数とから規定される大きさ）とに基づいて、拡大率を算出する（ステップＳ２０７）。
【０１１６】
例えば、高画質化処理された画像信号のピクセル数を拡大するための拡大率は、出力パネルのピクセル数を高画質化処理された画像信号のピクセル数で除した値として算出される。また、高画質化処理された画像信号のライン数を拡大するための拡大率は、出力パネルのライン数を高画質化処理された画像信号のライン数で除した値として算出される。
【０１１７】
拡大率の算出が終了すると、第２画像信号拡大部５０は、算出した縮小率に基づいて、高画質化処理された画像信号のピクセル数とライン数とをそれぞれ縮小する（ステップＳ１０９）。画像信号の拡大に際しては、線形補間法等を用いて、高画質化処理された画像信号の補間を併せて行う。
【０１１８】
画像信号の拡大処理が終了すると、第２画像信号拡大部５０は、得られた画像信号を、出力パネルに出力する（ステップＳ２１１）。また、第２画像信号拡大部５０は、得られた画像信号を、未図示の記憶部に記憶してもよい。
【０１１９】
以上のように、本実施形態に係る画像信号処理方法によれば、入力された画像信号を、画像信号の大きさ以上であり、かつ、出力パネルの大きさ未満であるサイズとなるまで整数倍で拡大するため、拡大された画像信号に情報の欠落が生じない。そのため、拡大された画像信号に対して高画質化処理の効果を十分に及ぼすことができる。
【０１２０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２１】
例えば、上述した実施形態および変形例においては、画像信号処理装置が出力パネルを有する画像表示装置と別体に形成される場合について説明したが、本発明に係る画像信号処理装置は、画像表示装置と一体形成されていてもよく、画像表示装置内に実装されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像信号処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】同実施形態における画像信号拡大部の動作について説明するための説明図である。
【図３】同実施形態における高画質化処理部の動作の一例について説明するための説明図である。
【図４】同実施形態における画像補間方法の一例について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る画像信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図６】同実施形態に係る画像信号処理装置のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【図７】同実施形態に係る画像信号処理装置の第１変形例を説明するためのブロック図である。
【図８】同変形例に係る画像信号処理方法を説明するための流れ図である。
【図９】従来の画像信号処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】従来の画像信号処理装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０    画像信号拡大部
２０    高画質化処理部
３０    画像信号縮小部
４０    第１画像信号拡大部
５０    第２画像信号拡大部
２０１    ピクセル方向輪郭補償信号発生部
２０３    ライン方向輪郭補償信号発生部
２０５    １クロックディレイ
２０７    乗算器
２０９    加算器
２１１    １ラインディレイ
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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