信号処理装置及び信号処理方法
【課題】画像信号に輪郭強調信号が付加されている場合に画像信号の拡大に伴う画像品位の低下を抑える。
【解決手段】画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部１３０と、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部１４０と、補間拡大部１４０により生成された拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部１５０と、を備えることを特徴とする、信号処理装置１０を提供する。
【解決手段】画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部１３０と、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部１４０と、補間拡大部１４０により生成された拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部１５０と、を備えることを特徴とする、信号処理装置１０を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像に含まれている輪郭部分を強調するため、画像の輪郭部分に輪郭強調信号（以下、「シュート」とも言う。）を付加する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。輪郭強調信号が付加されれば、画像の輪郭部分における画素データの変化が急峻になり、画像の鮮鋭度が向上する。例えば、特許文献１に記載された技術においては、画像処理装置は、画像の輪郭幅を補正した後に拡大処理を行い、拡大処理後の画像の輪郭幅を補正する。
【０００３】
特許文献１に記載された技術を用いれば、画像が拡大された場合であっても画像の輪郭部分の鮮鋭度を向上させることができる。また、画像の拡大処理前に画像の輪郭幅を補正するため、画像の拡大処理後の輪郭幅の補正処理を簡素化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、画像の拡大を行った後に輪郭強調信号を付加している。したがって、既に輪郭強調信号が付加されている画像が存在する場合、かかる画像に対して特許文献１に記載された技術を適用すれば、画像の拡大処理によって輪郭強調信号も拡大処理され、拡大後の画像において輪郭強調信号が非常に目立つようになってしまう。そして、画像の品位も低下してしまう。
【０００６】
また、画像の拡大処理に伴う周波数特性の劣化を解消するために、画像の拡大処理後に画像に対してエンハンス処理を行う場合には、輪郭強調信号が過度に強調される結果となり、さらに画質が劣化してしまうという問題があった。さらに、画像の拡大処理に伴う周波数特性の劣化を解消するために、画像の拡大処理後に画像に対してシュートレスエンハンス処理を行う場合、元の画像信号に輪郭強調信号が含まれていると輪郭強調信号が残ってしまい、シュートレスエンハンス処理を適切に行うことができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、画像信号に輪郭強調信号が付加されている場合に画像信号の拡大に伴う画像品位の低下を抑えることが可能な、新規かつ改良された信号処理装置及び信号処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部と、前記輪郭強調信号低減部により生成された前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部と、前記補間拡大部により生成された前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部と、を備えることを特徴とする、信号処理装置が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、画像信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うことにすれば、拡大処理以外の各処理に際して輪郭補正を行う必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。本実施形態によれば、回路規模の拡大を抑えつつ、輪郭強調が施された画像信号を拡大することができる。
【００１０】
また、前記信号処理装置は、前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加する画像処理部を前記輪郭強調信号低減部の前段にさらに備えることもできる。かかる構成によれば、画像処理部は、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号を輪郭強調信号低減部に出力することができる。
【００１１】
また、前記画像処理部は、前記画像信号から抽出した高周波成分に応じた信号を前記画像信号に加算することにより前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加することもできる。かかる構成によれば、画像処理部は画像信号に輪郭強調信号を付加することができる。
【００１２】
また、前記輪郭強調信号低減部は、前記高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うこともできる。かかる構成によれば、輪郭強調信号低減部は、より高精度に輪郭強調信号を低減することができる。
【００１３】
また、前記輪郭強調信号低減部は、前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号と前記輪郭強調済信号との差分信号の絶対値が閾値を上回った場合に前記差分信号を前記閾値に基づいてクリップし、クリップ後の信号と前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号とを加算することにより前記低減済信号を生成することもできる。かかる構成によれば、輪郭強調信号低減部は、低減済信号を生成することが可能となる。
【００１４】
また、前記輪郭強調処理には、前記拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理が含まれることとしてもよい。本実施形態を取らない場合には、輪郭強調処理としてシュートレスエンハンス処理を行うと、検出される最大値及び最小値が輪郭強調信号の影響を受けてしまう。そして、シュートレスエンハンス処理におけるクリップ前の強調信号生成の段階において再度の輪郭強調を行うことになってしまう。そのため、幅の広い輪郭強調信号が残った信号が生成されてしまうため、本実施形態による効果がより顕著になる。
【００１５】
また、本発明の別の実施形態によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成するステップと、前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成するステップと、前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行うステップと、を含むことを特徴とする、信号処理方法が提供される。
【００１６】
かかる方法によれば、画像信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うことにすれば、拡大処理以外の各処理に際して輪郭補正を行う必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。本実施形態によれば、回路規模の拡大を抑えつつ、適切な輪郭強調が施された画像信号を拡大することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る信号処理装置及び信号処理方法によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加されている場合に画像信号の拡大に伴う画像品位の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る信号処理装置の構成例を示す図である。
【図２】輪郭強調信号低減部の構成例を示す図である。
【図３】輪郭強調部のＨＰＦ特性と輪郭強調信号低減部のＬＰＦ特性との関係を示す図である。
【図４】輪郭強調信号低減部の構成の他の例を示す図である。
【図５】輪郭強調信号低減部の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図６】輪郭強調信号の低減を行わずに拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図７】輪郭強調信号の低減を行った後に拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図８】拡大処理部の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態が奏する効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る信号処理装置１０の構成例を示す図である。図１に示すように、信号処理装置１０は、映像処理部１１０及び拡大処理部１２０を含んでいる。前段の映像処理部１１０に含まれる輪郭強調部１１０ａは、入力信号の輪郭を強調する。より詳細には、輪郭強調部１１０ａは、入力信号に輪郭強調信号を付加することにより輪郭強調済信号を生成する。輪郭強調済信号の生成は、例えば、入力信号からＨＰＦ（Ｈｉｇｈ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）で抽出した高域成分（高周波成分）を入力信号に加算することにより行われる。輪郭強調済信号は、拡大処理部１２０に出力される。
【００２１】
なお、入力信号の種類は特に限定されない。例えば、入力信号は、映像信号であってもよく、画像信号であってもよい。入力信号が画像信号である場合には、映像処理部１１０は、画像信号に対して輪郭強調信号を付加する輪郭強調部１１０ａを有する画像処理部として機能する。また、図１に示したように、映像処理部１１０は、輪郭強調部１１０ａ以外の機能を有していてもよい。
【００２２】
拡大処理部１２０は、輪郭強調信号低減部１３０、補間拡大部１４０及び輪郭強調部１５０を含んでいる。輪郭強調信号低減部１３０は、輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する。なお、輪郭強調信号を低減する処理には、輪郭強調信号を除去する処理も含まれる。
【００２３】
図２は、輪郭強調信号低減部１３０の構成例を示す図である。図２を参照して、輪郭強調信号低減部１３０の構成の詳細について説明する。図２に示すように、輪郭強調済信号は信号Ｇ０としてＬＰＦ（Ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１３１に入る。ＬＰＦ１３１からは信号Ｇ０から高周波成分を取り除いた信号Ｇ１が出力される。ＬＰＦ１３１は、例えば、５×５ｔａｐ程度で構成される。
【００２４】
信号Ｇ０と信号Ｇ１との差分を取ったものが信号Ｇ２である。図２に示した例では、信号Ｇ０と信号（−Ｇ１）とが加算されることにより得られた信号Ｇ２が加算部１３２からＵｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３に出力される。加算部１３２においては、信号（−Ｇ０）と信号Ｇ１とが加算されてもよい。
【００２５】
Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３は、信号Ｇ２の絶対値が所定の閾値を上回った場合に信号Ｇ２を所定の閾値でクリップする処理を下側について行う。また、Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４は、信号Ｇ３の絶対値が所定の閾値を上回った場合に信号Ｇ３を所定の閾値でクリップする処理を上側について行う。Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３及びＵｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４は、いずれが前段にあっても構わない。
【００２６】
クリップされた信号Ｇ４は、Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４から加算部１３５に出力される。加算部１３５は、信号Ｇ１と信号Ｇ４とを加算することにより信号Ｇ５を生成する。加算部１３５は、信号Ｇ５を低減済信号として補間拡大部１４０に出力する。
【００２７】
図１に戻って説明を続ける。補間拡大部１４０は、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する。補間拡大処理としては、Ｂｉ−Ｃｕｂｉｃ法やＢｉ−ｌｉｎｉｅａｒ法など各種の手法を採用することができるが、後段で輪郭強調を行うことが前提であるため、拡大に伴う多少の高域劣化が生じる手法を採用することも許容される。拡大補間処理として簡便な処理を使用すれば回路規模が小さくて済む。輪郭強調部１５０は、補間拡大部１４０により生成された拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う。輪郭強調部１５０により輪郭強調処理がなされた結果は、表示装置により表示されてもよく、記憶装置により記憶されてもよい。
【００２８】
輪郭強調信号低減部１３０は、前段の輪郭強調部１１０ａにおいて高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して輪郭強調信号を低減する処理を行うのがよい。すなわち、前段の輪郭強調部１１０ａにおいて使用されるＨＰＦと輪郭強調信号低減部１３０において使用されるＬＰＦ１３１とは、動作する周波数特性の対応関係が予め決められており、その対応関係に従って動作するのがよい。
【００２９】
対応関係は、輪郭強調部１１０ａにより把握されてもよいし、輪郭強調信号低減部１３０により把握されてもよい。すなわち、対応関係が輪郭強調部１１０ａにより把握される場合には、輪郭強調部１１０ａは、ＬＰＦ１３１が動作する周波数特性を指定するための情報（フィルタ特性情報）を輪郭強調信号低減部１３０に出力すればよい。その場合には、ＬＰＦ１３１は、フィルタ特性情報に従って動作する。
【００３０】
一方、対応関係が輪郭強調信号低減部１３０により把握される場合には、輪郭強調部１１０ａは、ＨＰＦが動作する周波数特性を指定するための情報（フィルタ特性情報）を輪郭強調信号低減部１３０に出力すればよい。その場合には、ＬＰＦ１３１は、フィルタ特性情報に基づいて把握される周波数特性に従って動作する。
【００３１】
図３は、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性と輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性との関係を示す図である。例えば、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性がＨ１で示されるように変化する場合、輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性はＨ１の逆特性Ｌ１で示されるように変化する。また、例えば、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性がＨ２で示されるように変化する場合、輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性はＨ２の逆特性Ｌ２で示されるように変化する。
【００３２】
図４は、輪郭強調信号低減部１３０の構成の他の例を示す図である。図４に示した例では、輪郭強調部１５０の代わりにシュートレスエンハンス部１６０を設け、シュートレスエンハンス部１６０が、輪郭強調処理の一例として拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理を行う。前段の映像処理部１１０に含まれる輪郭強調部１１０ａにおいて輪郭強調が行われた信号は、輪郭強調信号低減部１３０に入力されてから補間拡大部１４０により補間拡大処理が行われ、その後、シュートレスエンハンス部１６０によりシュートレスエンハンス処理が行われる。
【００３３】
シュートレスエンハンス処理は、例えば、特開平１１−３４６３２０号公報により開示されているが、シュートレスエンハンス処理の例としては、一旦通常の輪郭強調を行った後、入力信号から検出した近傍のＭＩＮ値又はＭＡＸ値で信号をクリップする手法等がある。
【００３４】
図５は、輪郭強調信号低減部１３０の各処理過程における信号波形例を示す図である。輪郭強調信号低減部１３０への入力信号の波形がＰ１として示されている。この入力信号には輪郭強調が施され、輪郭強調信号が付加されている。この入力信号はＬＰＦ１３１に入力される。ＬＰＦ１３１から出力された信号の波形はＰ２として示されている。ＬＰＦ１３１から出力された信号と入力信号との差分信号の波形がＰ３である。この差分信号の絶対値が所定の閾値よりも上回った場合に、所定の閾値でクリップする処理を下側及び上側について行った信号の波形がＰ４である。この信号をＬＰＦ１３１から出力された信号に加算して得られる信号の波形がＰ５として示されている。
【００３５】
図６は、輪郭強調信号の低減を行わずに拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。図６に示した例は、特に、輪郭強調信号が付加された入力信号に対して２倍の補間拡大処理を行った場合の各処理過程における信号波形である。補間拡大部１４０に入力される輪郭強調済信号の波形は、Ｑ１として示されている。この輪郭強調済信号が補間拡大された信号の波形がＱ２である。このように輪郭強調信号の低減を行わずに補間拡大処理を行うと輪郭強調済信号まで拡大される。
【００３６】
また、補間処理に伴う高域劣化を補正するために輪郭強調処理を行うと、高域成分が二重に強調されるため、Ｑ３に示すような波形の信号が生成される。輪郭の傾斜は原信号（波形Ｑ１）と同程度まで急峻になるが、輪郭強調信号の振幅がさらに大きくなり、輪郭強調信号の幅もさらに広くなる。
【００３７】
さらに、補間処理に伴う高域劣化を補正するためにシュートレスエンハンス処理を行う場合には、検出される入力信号の最大値及び最小値が輪郭強調信号の影響を受けてしまう。そして、シュートレスエンハンス処理におけるクリップ前の強調信号生成の段階において再度の輪郭強調を行うことになってしまう。このようなことから、振幅は小さいものの幅の広い輪郭強調信号が残った信号が生成されてしまう（波形Ｑ４）。
【００３８】
図７は、輪郭強調信号の低減を行った後に拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。輪郭強調済信号（波形Ｒ１）に対して輪郭強調信号低減処理が施された低減済信号の波形がＲ２である。この低減済信号に対して補間拡大処理が施された拡大済信号の波形がＲ３である。拡大済信号に対して輪郭強調処理が施された信号の波形がＲ４であり、拡大済信号に対してシュートレスエンハンス処理が施された信号の波形がＲ５である。
【００３９】
波形Ｒ４、Ｒ５に示されているように、輪郭強調信号の低減後に輪郭強調処理又はシュートレスエンハンス処理がなされると、輪郭の傾斜が入力信号と同程度にまで戻り、補間拡大に伴う高域劣化が補正できており、かつ、自然な輪郭強調信号が付加され（波形Ｒ４）、理想的なシュートレスエンハンス処理を行うことが可能となっている（波形Ｒ５）。
【００４０】
図８は、拡大処理部１２０の動作の流れを示すフローチャートである。拡大処理部１２０には、例えば、映像処理部１１０により生成された輪郭強調済信号が入力される。まず、輪郭強調信号低減部１３０は、輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行う（ステップＳ１）。これにより、輪郭強調信号低減部１３０は、低減済信号を生成する。続いて、補間拡大部１４０は、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大処理を行う（ステップＳ２）。これにより、補間拡大部１４０は、拡大済信号を生成する。続いて、輪郭強調部１５０は、拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う（ステップＳ３）。これにより、輪郭強調部１５０は、輪郭が強調された信号を生成する。
【００４１】
以上に説明したように、輪郭強調信号低減部１３０は、入力に含まれる微小テクスチャは維持したまま、輪郭に付加されている輪郭強調信号を低減することができる。本実施形態では、輪郭強調済信号と輪郭強調済信号を平滑化した信号との差分を取った信号（＝高周波成分）の振幅が、輪郭強調信号において大きくなることを利用し、前記高周波成分のうち閾値を上回る信号をクリップすることとしている。前記高周波成分のうち閾値以下の信号は保存することとして、微妙な質感を落とさずに画質劣化を防いでいる。
【００４２】
また、前段の輪郭強調部１１０ａによる輪郭処理で使用したＨＰＦ特性の逆特性のＬＰＦで輪郭強調信号の低減を行う。これらの手段により、輪郭強調信号以外の信号劣化を最小限に止めながら、輪郭強調信号だけを低減することができる。また、輪郭強調信号低減の処理を補間拡大処理と組み合わせると、入力信号に含まれる輪郭強調信号も拡大され画像品位が下がる問題を解決することができる。補間拡大後に輪郭強調処理を行う場合には、輪郭強調信号の低減の効果はさらに大きくなる。
【００４３】
輪郭強調信号の低減を行わない場合、補間拡大によって広がった輪郭強調信号を含めて輪郭強調処理を行うことになり、その結果、輪郭強調信号の振幅・幅が拡大して画像品位が大幅に低下してしまう。これに対し、本実施形態では、輪郭強調信号を低減した後に補間拡大を行うため、拡大後の信号に輪郭強調信号が付加されず、輪郭強調信号が付加されていない信号に対して輪郭強調処理を行えるので適度な輪郭強調信号を付加することができる。すなわち、「補間拡大処理に伴う高域劣化の補正」という目的を理想的に達成することができる。
【００４４】
補間拡大後にシュートレスエンハンス処理を行う場合も、輪郭強調信号の低減の効果は非常に大きくなる。仮に輪郭強調信号の低減を行わない場合は、輪郭強調信号の振幅・幅とも拡大した強調信号を作った後に、輪郭強調信号が付加された入力信号のＭＩＮ値及びＭＡＸ値を使ったクリップを行うため、クリップ後の信号にも幅の広い輪郭強調信号が残存してしまう。そのため、理想的なシュートレスエンハンス処理が行えず、画像品位も低下してしまう。
【００４５】
本実施形態では、クリップ前の強調信号に過度に輪郭強調信号が付くことがなく、輪郭強調信号の付加されていない入力信号のＭＩＮ値及びＭＡＸ値を使ったクリップが行える。そのため、理想的なシュートレスエンハンス処理が行え、補間拡大処理に伴う高域劣化の補正という目的を理想的に達成することができる。
【００４６】
なお、拡大処理時には前段の輪郭強調部１１０ａを使用しないようにするという選択も考えられる。すなわち、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うという選択である。しかし、これは難しい選択である。この理由について図９を参照して説明すると、映像機器（映像システム２０）は一般に、映像処理の結果を出力する前段の系（映像処理回路２１）の他、圧縮処理回路２２、縮小処理回路２３（異なる縮小率の回路を複数備える場合もある。）、拡大処理回路２４等、複数の経路に分岐したシステムになっていることが多い。このようなシステムにおいて、本線の映像処理回路２１内の輪郭強調回路をＯＦＦにすると、拡大処理以外の処理にも影響が及んでしまい、分岐経路の数だけ処理後の輪郭補正回路を用意する必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。
【００４７】
また、例えば、輪郭強調済信号が他の映像システム２０から外部入力端子等を経由して入力される場合や、映像素材自身に対して輪郭強調処理が施されている場合には、その輪郭強調処理をＯＦＦにすることは不可能である。この場合には、従来手法では高品位な拡大画像を得ることは困難である。本実施形態では、輪郭強調信号低減部１３０において使用するＬＰＦの特性はユーザが画像を見ながら決定する必要があるが、入力信号に含まれる輪郭強調信号を低減した後に補間拡大し、輪郭強調又はシュートレスエンハンスを行うことで高品位な拡大画像を得ることができる。
【００４８】
本実施形態に係る技術は、既に開示されている先行技術文献に記載された技術とは異なっている。特開２００９−７１７１４号公報（先行技術文献１）は、輪郭強調信号を付加する際に強い輪郭強調信号を付加しないようにする技術を開示している。また、特開２００６−２３５７３３号公報（先行技術文献２）は、入力信号に対して高品位な拡大処理を行った後に輪郭強調信号を付加する技術を開示している。さらに、特開２００５−１７３９４４号公報（先行技術文献３）は、輪郭強調信号が発生しない解像度変換方法に関する技術を開示している。
【００４９】
特開平１１−３４６３２０号公報（先行技術文献４）は、ノイズを含む入力信号に対しても理想的なシュートレスエンハンスを行う手法について開示している。また、特開２０１０−４１４９７号公報（先行技術文献５）は、輪郭強調を行ってから補間拡大してクリップするシュートレスエンハンス回路について開示している。さらに、特開２００９−２０１０３６号公報（先行技術文献６）は、入力信号の周波数ヒストグラムをとってエンハンスゲインを決定する技術について開示している。また、特開２００５−１７５７１１号公報（先行技術文献７）は、クリップ処理を使わないシュートレスエンハンス方法について開示している。
【００５０】
先行技術文献１〜４に開示されている技術では、いずれも輪郭強調信号が付加されていない入力信号を対象にしている点が本実施形態に係る技術と根本的に異なっている。仮に、先行技術文献１，２に開示されている技術においては、入力信号として輪郭強調済信号を入力した場合、輪郭強調が重複して過度に強調が行われてしまうという問題が生じる。
【００５１】
また、仮に、先行技術文献３に開示されている技術においては、入力信号として輪郭強調済信号を入力した場合、輪郭強調信号を発生しないための手法であるにも関わらず、出力に輪郭強調信号が残ってしまうという問題が生じる。先行技術文献４に開示されている技術では、入力信号にランダムなノイズが重畳している場合にはノイズの影響を排除できるが、入力信号にまとまった輪郭強調信号が含まれている場合には輪郭強調信号の影響を排除しきれない。したがって、出力信号に輪郭強調信号が残ってしまうという問題が生じる。
【００５２】
さらに、先行技術文献５〜７に開示されている技術のいずれも元の信号が輪郭強調済みで輪郭強調信号が付加されている場合について言及していない。すなわち、先行技術文献５〜７に開示されている技術においては、仮に輪郭強調済信号が入力された場合、シュート“レス”にならかったり、過度の強調が行われたりして画像品位を損ねてしまう。
【００５３】
本実施形態に係る技術では、入力信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、本実施形態に係る技術では、入力信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大又はシュートレスエンハンスを行うため、シュートレスエンハンス後の信号に輪郭強調信号が残ることがなく、理想的なシュートレスエンハンスが行える。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。
【００５４】
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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 信号処理装置
１１０ 映像処理部
１１０ａ 輪郭強調部
１２０ 拡大処理部
１３０ 輪郭強調信号低減部
１３１ ＬＰＦ
１３２ 加算部
１３３ Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ
１３４ Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ
１３５ 加算部
１４０ 補間拡大部
１５０ 輪郭強調部
１６０ シュートレスエンハンス部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像に含まれている輪郭部分を強調するため、画像の輪郭部分に輪郭強調信号（以下、「シュート」とも言う。）を付加する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。輪郭強調信号が付加されれば、画像の輪郭部分における画素データの変化が急峻になり、画像の鮮鋭度が向上する。例えば、特許文献１に記載された技術においては、画像処理装置は、画像の輪郭幅を補正した後に拡大処理を行い、拡大処理後の画像の輪郭幅を補正する。
【０００３】
特許文献１に記載された技術を用いれば、画像が拡大された場合であっても画像の輪郭部分の鮮鋭度を向上させることができる。また、画像の拡大処理前に画像の輪郭幅を補正するため、画像の拡大処理後の輪郭幅の補正処理を簡素化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３５７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、画像の拡大を行った後に輪郭強調信号を付加している。したがって、既に輪郭強調信号が付加されている画像が存在する場合、かかる画像に対して特許文献１に記載された技術を適用すれば、画像の拡大処理によって輪郭強調信号も拡大処理され、拡大後の画像において輪郭強調信号が非常に目立つようになってしまう。そして、画像の品位も低下してしまう。
【０００６】
また、画像の拡大処理に伴う周波数特性の劣化を解消するために、画像の拡大処理後に画像に対してエンハンス処理を行う場合には、輪郭強調信号が過度に強調される結果となり、さらに画質が劣化してしまうという問題があった。さらに、画像の拡大処理に伴う周波数特性の劣化を解消するために、画像の拡大処理後に画像に対してシュートレスエンハンス処理を行う場合、元の画像信号に輪郭強調信号が含まれていると輪郭強調信号が残ってしまい、シュートレスエンハンス処理を適切に行うことができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、画像信号に輪郭強調信号が付加されている場合に画像信号の拡大に伴う画像品位の低下を抑えることが可能な、新規かつ改良された信号処理装置及び信号処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部と、前記輪郭強調信号低減部により生成された前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部と、前記補間拡大部により生成された前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部と、を備えることを特徴とする、信号処理装置が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、画像信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うことにすれば、拡大処理以外の各処理に際して輪郭補正を行う必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。本実施形態によれば、回路規模の拡大を抑えつつ、輪郭強調が施された画像信号を拡大することができる。
【００１０】
また、前記信号処理装置は、前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加する画像処理部を前記輪郭強調信号低減部の前段にさらに備えることもできる。かかる構成によれば、画像処理部は、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号を輪郭強調信号低減部に出力することができる。
【００１１】
また、前記画像処理部は、前記画像信号から抽出した高周波成分に応じた信号を前記画像信号に加算することにより前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加することもできる。かかる構成によれば、画像処理部は画像信号に輪郭強調信号を付加することができる。
【００１２】
また、前記輪郭強調信号低減部は、前記高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うこともできる。かかる構成によれば、輪郭強調信号低減部は、より高精度に輪郭強調信号を低減することができる。
【００１３】
また、前記輪郭強調信号低減部は、前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号と前記輪郭強調済信号との差分信号の絶対値が閾値を上回った場合に前記差分信号を前記閾値に基づいてクリップし、クリップ後の信号と前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号とを加算することにより前記低減済信号を生成することもできる。かかる構成によれば、輪郭強調信号低減部は、低減済信号を生成することが可能となる。
【００１４】
また、前記輪郭強調処理には、前記拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理が含まれることとしてもよい。本実施形態を取らない場合には、輪郭強調処理としてシュートレスエンハンス処理を行うと、検出される最大値及び最小値が輪郭強調信号の影響を受けてしまう。そして、シュートレスエンハンス処理におけるクリップ前の強調信号生成の段階において再度の輪郭強調を行うことになってしまう。そのため、幅の広い輪郭強調信号が残った信号が生成されてしまうため、本実施形態による効果がより顕著になる。
【００１５】
また、本発明の別の実施形態によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成するステップと、前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成するステップと、前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行うステップと、を含むことを特徴とする、信号処理方法が提供される。
【００１６】
かかる方法によれば、画像信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うことにすれば、拡大処理以外の各処理に際して輪郭補正を行う必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。本実施形態によれば、回路規模の拡大を抑えつつ、適切な輪郭強調が施された画像信号を拡大することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る信号処理装置及び信号処理方法によれば、画像信号に輪郭強調信号が付加されている場合に画像信号の拡大に伴う画像品位の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る信号処理装置の構成例を示す図である。
【図２】輪郭強調信号低減部の構成例を示す図である。
【図３】輪郭強調部のＨＰＦ特性と輪郭強調信号低減部のＬＰＦ特性との関係を示す図である。
【図４】輪郭強調信号低減部の構成の他の例を示す図である。
【図５】輪郭強調信号低減部の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図６】輪郭強調信号の低減を行わずに拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図７】輪郭強調信号の低減を行った後に拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。
【図８】拡大処理部の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態が奏する効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る信号処理装置１０の構成例を示す図である。図１に示すように、信号処理装置１０は、映像処理部１１０及び拡大処理部１２０を含んでいる。前段の映像処理部１１０に含まれる輪郭強調部１１０ａは、入力信号の輪郭を強調する。より詳細には、輪郭強調部１１０ａは、入力信号に輪郭強調信号を付加することにより輪郭強調済信号を生成する。輪郭強調済信号の生成は、例えば、入力信号からＨＰＦ（Ｈｉｇｈ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）で抽出した高域成分（高周波成分）を入力信号に加算することにより行われる。輪郭強調済信号は、拡大処理部１２０に出力される。
【００２１】
なお、入力信号の種類は特に限定されない。例えば、入力信号は、映像信号であってもよく、画像信号であってもよい。入力信号が画像信号である場合には、映像処理部１１０は、画像信号に対して輪郭強調信号を付加する輪郭強調部１１０ａを有する画像処理部として機能する。また、図１に示したように、映像処理部１１０は、輪郭強調部１１０ａ以外の機能を有していてもよい。
【００２２】
拡大処理部１２０は、輪郭強調信号低減部１３０、補間拡大部１４０及び輪郭強調部１５０を含んでいる。輪郭強調信号低減部１３０は、輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する。なお、輪郭強調信号を低減する処理には、輪郭強調信号を除去する処理も含まれる。
【００２３】
図２は、輪郭強調信号低減部１３０の構成例を示す図である。図２を参照して、輪郭強調信号低減部１３０の構成の詳細について説明する。図２に示すように、輪郭強調済信号は信号Ｇ０としてＬＰＦ（Ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）１３１に入る。ＬＰＦ１３１からは信号Ｇ０から高周波成分を取り除いた信号Ｇ１が出力される。ＬＰＦ１３１は、例えば、５×５ｔａｐ程度で構成される。
【００２４】
信号Ｇ０と信号Ｇ１との差分を取ったものが信号Ｇ２である。図２に示した例では、信号Ｇ０と信号（−Ｇ１）とが加算されることにより得られた信号Ｇ２が加算部１３２からＵｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３に出力される。加算部１３２においては、信号（−Ｇ０）と信号Ｇ１とが加算されてもよい。
【００２５】
Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３は、信号Ｇ２の絶対値が所定の閾値を上回った場合に信号Ｇ２を所定の閾値でクリップする処理を下側について行う。また、Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４は、信号Ｇ３の絶対値が所定の閾値を上回った場合に信号Ｇ３を所定の閾値でクリップする処理を上側について行う。Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ１３３及びＵｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４は、いずれが前段にあっても構わない。
【００２６】
クリップされた信号Ｇ４は、Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ１３４から加算部１３５に出力される。加算部１３５は、信号Ｇ１と信号Ｇ４とを加算することにより信号Ｇ５を生成する。加算部１３５は、信号Ｇ５を低減済信号として補間拡大部１４０に出力する。
【００２７】
図１に戻って説明を続ける。補間拡大部１４０は、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する。補間拡大処理としては、Ｂｉ−Ｃｕｂｉｃ法やＢｉ−ｌｉｎｉｅａｒ法など各種の手法を採用することができるが、後段で輪郭強調を行うことが前提であるため、拡大に伴う多少の高域劣化が生じる手法を採用することも許容される。拡大補間処理として簡便な処理を使用すれば回路規模が小さくて済む。輪郭強調部１５０は、補間拡大部１４０により生成された拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う。輪郭強調部１５０により輪郭強調処理がなされた結果は、表示装置により表示されてもよく、記憶装置により記憶されてもよい。
【００２８】
輪郭強調信号低減部１３０は、前段の輪郭強調部１１０ａにおいて高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して輪郭強調信号を低減する処理を行うのがよい。すなわち、前段の輪郭強調部１１０ａにおいて使用されるＨＰＦと輪郭強調信号低減部１３０において使用されるＬＰＦ１３１とは、動作する周波数特性の対応関係が予め決められており、その対応関係に従って動作するのがよい。
【００２９】
対応関係は、輪郭強調部１１０ａにより把握されてもよいし、輪郭強調信号低減部１３０により把握されてもよい。すなわち、対応関係が輪郭強調部１１０ａにより把握される場合には、輪郭強調部１１０ａは、ＬＰＦ１３１が動作する周波数特性を指定するための情報（フィルタ特性情報）を輪郭強調信号低減部１３０に出力すればよい。その場合には、ＬＰＦ１３１は、フィルタ特性情報に従って動作する。
【００３０】
一方、対応関係が輪郭強調信号低減部１３０により把握される場合には、輪郭強調部１１０ａは、ＨＰＦが動作する周波数特性を指定するための情報（フィルタ特性情報）を輪郭強調信号低減部１３０に出力すればよい。その場合には、ＬＰＦ１３１は、フィルタ特性情報に基づいて把握される周波数特性に従って動作する。
【００３１】
図３は、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性と輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性との関係を示す図である。例えば、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性がＨ１で示されるように変化する場合、輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性はＨ１の逆特性Ｌ１で示されるように変化する。また、例えば、輪郭強調部１１０ａのＨＰＦ特性がＨ２で示されるように変化する場合、輪郭強調信号低減部１３０のＬＰＦ特性はＨ２の逆特性Ｌ２で示されるように変化する。
【００３２】
図４は、輪郭強調信号低減部１３０の構成の他の例を示す図である。図４に示した例では、輪郭強調部１５０の代わりにシュートレスエンハンス部１６０を設け、シュートレスエンハンス部１６０が、輪郭強調処理の一例として拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理を行う。前段の映像処理部１１０に含まれる輪郭強調部１１０ａにおいて輪郭強調が行われた信号は、輪郭強調信号低減部１３０に入力されてから補間拡大部１４０により補間拡大処理が行われ、その後、シュートレスエンハンス部１６０によりシュートレスエンハンス処理が行われる。
【００３３】
シュートレスエンハンス処理は、例えば、特開平１１−３４６３２０号公報により開示されているが、シュートレスエンハンス処理の例としては、一旦通常の輪郭強調を行った後、入力信号から検出した近傍のＭＩＮ値又はＭＡＸ値で信号をクリップする手法等がある。
【００３４】
図５は、輪郭強調信号低減部１３０の各処理過程における信号波形例を示す図である。輪郭強調信号低減部１３０への入力信号の波形がＰ１として示されている。この入力信号には輪郭強調が施され、輪郭強調信号が付加されている。この入力信号はＬＰＦ１３１に入力される。ＬＰＦ１３１から出力された信号の波形はＰ２として示されている。ＬＰＦ１３１から出力された信号と入力信号との差分信号の波形がＰ３である。この差分信号の絶対値が所定の閾値よりも上回った場合に、所定の閾値でクリップする処理を下側及び上側について行った信号の波形がＰ４である。この信号をＬＰＦ１３１から出力された信号に加算して得られる信号の波形がＰ５として示されている。
【００３５】
図６は、輪郭強調信号の低減を行わずに拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。図６に示した例は、特に、輪郭強調信号が付加された入力信号に対して２倍の補間拡大処理を行った場合の各処理過程における信号波形である。補間拡大部１４０に入力される輪郭強調済信号の波形は、Ｑ１として示されている。この輪郭強調済信号が補間拡大された信号の波形がＱ２である。このように輪郭強調信号の低減を行わずに補間拡大処理を行うと輪郭強調済信号まで拡大される。
【００３６】
また、補間処理に伴う高域劣化を補正するために輪郭強調処理を行うと、高域成分が二重に強調されるため、Ｑ３に示すような波形の信号が生成される。輪郭の傾斜は原信号（波形Ｑ１）と同程度まで急峻になるが、輪郭強調信号の振幅がさらに大きくなり、輪郭強調信号の幅もさらに広くなる。
【００３７】
さらに、補間処理に伴う高域劣化を補正するためにシュートレスエンハンス処理を行う場合には、検出される入力信号の最大値及び最小値が輪郭強調信号の影響を受けてしまう。そして、シュートレスエンハンス処理におけるクリップ前の強調信号生成の段階において再度の輪郭強調を行うことになってしまう。このようなことから、振幅は小さいものの幅の広い輪郭強調信号が残った信号が生成されてしまう（波形Ｑ４）。
【００３８】
図７は、輪郭強調信号の低減を行った後に拡大処理を行う場合の各処理過程における信号波形例を示す図である。輪郭強調済信号（波形Ｒ１）に対して輪郭強調信号低減処理が施された低減済信号の波形がＲ２である。この低減済信号に対して補間拡大処理が施された拡大済信号の波形がＲ３である。拡大済信号に対して輪郭強調処理が施された信号の波形がＲ４であり、拡大済信号に対してシュートレスエンハンス処理が施された信号の波形がＲ５である。
【００３９】
波形Ｒ４、Ｒ５に示されているように、輪郭強調信号の低減後に輪郭強調処理又はシュートレスエンハンス処理がなされると、輪郭の傾斜が入力信号と同程度にまで戻り、補間拡大に伴う高域劣化が補正できており、かつ、自然な輪郭強調信号が付加され（波形Ｒ４）、理想的なシュートレスエンハンス処理を行うことが可能となっている（波形Ｒ５）。
【００４０】
図８は、拡大処理部１２０の動作の流れを示すフローチャートである。拡大処理部１２０には、例えば、映像処理部１１０により生成された輪郭強調済信号が入力される。まず、輪郭強調信号低減部１３０は、輪郭強調済信号に対して輪郭強調信号を低減する処理を行う（ステップＳ１）。これにより、輪郭強調信号低減部１３０は、低減済信号を生成する。続いて、補間拡大部１４０は、輪郭強調信号低減部１３０により生成された低減済信号に対して補間拡大処理を行う（ステップＳ２）。これにより、補間拡大部１４０は、拡大済信号を生成する。続いて、輪郭強調部１５０は、拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う（ステップＳ３）。これにより、輪郭強調部１５０は、輪郭が強調された信号を生成する。
【００４１】
以上に説明したように、輪郭強調信号低減部１３０は、入力に含まれる微小テクスチャは維持したまま、輪郭に付加されている輪郭強調信号を低減することができる。本実施形態では、輪郭強調済信号と輪郭強調済信号を平滑化した信号との差分を取った信号（＝高周波成分）の振幅が、輪郭強調信号において大きくなることを利用し、前記高周波成分のうち閾値を上回る信号をクリップすることとしている。前記高周波成分のうち閾値以下の信号は保存することとして、微妙な質感を落とさずに画質劣化を防いでいる。
【００４２】
また、前段の輪郭強調部１１０ａによる輪郭処理で使用したＨＰＦ特性の逆特性のＬＰＦで輪郭強調信号の低減を行う。これらの手段により、輪郭強調信号以外の信号劣化を最小限に止めながら、輪郭強調信号だけを低減することができる。また、輪郭強調信号低減の処理を補間拡大処理と組み合わせると、入力信号に含まれる輪郭強調信号も拡大され画像品位が下がる問題を解決することができる。補間拡大後に輪郭強調処理を行う場合には、輪郭強調信号の低減の効果はさらに大きくなる。
【００４３】
輪郭強調信号の低減を行わない場合、補間拡大によって広がった輪郭強調信号を含めて輪郭強調処理を行うことになり、その結果、輪郭強調信号の振幅・幅が拡大して画像品位が大幅に低下してしまう。これに対し、本実施形態では、輪郭強調信号を低減した後に補間拡大を行うため、拡大後の信号に輪郭強調信号が付加されず、輪郭強調信号が付加されていない信号に対して輪郭強調処理を行えるので適度な輪郭強調信号を付加することができる。すなわち、「補間拡大処理に伴う高域劣化の補正」という目的を理想的に達成することができる。
【００４４】
補間拡大後にシュートレスエンハンス処理を行う場合も、輪郭強調信号の低減の効果は非常に大きくなる。仮に輪郭強調信号の低減を行わない場合は、輪郭強調信号の振幅・幅とも拡大した強調信号を作った後に、輪郭強調信号が付加された入力信号のＭＩＮ値及びＭＡＸ値を使ったクリップを行うため、クリップ後の信号にも幅の広い輪郭強調信号が残存してしまう。そのため、理想的なシュートレスエンハンス処理が行えず、画像品位も低下してしまう。
【００４５】
本実施形態では、クリップ前の強調信号に過度に輪郭強調信号が付くことがなく、輪郭強調信号の付加されていない入力信号のＭＩＮ値及びＭＡＸ値を使ったクリップが行える。そのため、理想的なシュートレスエンハンス処理が行え、補間拡大処理に伴う高域劣化の補正という目的を理想的に達成することができる。
【００４６】
なお、拡大処理時には前段の輪郭強調部１１０ａを使用しないようにするという選択も考えられる。すなわち、初めから輪郭強調信号を付加しないで拡大処理を行うという選択である。しかし、これは難しい選択である。この理由について図９を参照して説明すると、映像機器（映像システム２０）は一般に、映像処理の結果を出力する前段の系（映像処理回路２１）の他、圧縮処理回路２２、縮小処理回路２３（異なる縮小率の回路を複数備える場合もある。）、拡大処理回路２４等、複数の経路に分岐したシステムになっていることが多い。このようなシステムにおいて、本線の映像処理回路２１内の輪郭強調回路をＯＦＦにすると、拡大処理以外の処理にも影響が及んでしまい、分岐経路の数だけ処理後の輪郭補正回路を用意する必要が生じ、回路規模が大きくなってしまう。
【００４７】
また、例えば、輪郭強調済信号が他の映像システム２０から外部入力端子等を経由して入力される場合や、映像素材自身に対して輪郭強調処理が施されている場合には、その輪郭強調処理をＯＦＦにすることは不可能である。この場合には、従来手法では高品位な拡大画像を得ることは困難である。本実施形態では、輪郭強調信号低減部１３０において使用するＬＰＦの特性はユーザが画像を見ながら決定する必要があるが、入力信号に含まれる輪郭強調信号を低減した後に補間拡大し、輪郭強調又はシュートレスエンハンスを行うことで高品位な拡大画像を得ることができる。
【００４８】
本実施形態に係る技術は、既に開示されている先行技術文献に記載された技術とは異なっている。特開２００９−７１７１４号公報（先行技術文献１）は、輪郭強調信号を付加する際に強い輪郭強調信号を付加しないようにする技術を開示している。また、特開２００６−２３５７３３号公報（先行技術文献２）は、入力信号に対して高品位な拡大処理を行った後に輪郭強調信号を付加する技術を開示している。さらに、特開２００５−１７３９４４号公報（先行技術文献３）は、輪郭強調信号が発生しない解像度変換方法に関する技術を開示している。
【００４９】
特開平１１−３４６３２０号公報（先行技術文献４）は、ノイズを含む入力信号に対しても理想的なシュートレスエンハンスを行う手法について開示している。また、特開２０１０−４１４９７号公報（先行技術文献５）は、輪郭強調を行ってから補間拡大してクリップするシュートレスエンハンス回路について開示している。さらに、特開２００９−２０１０３６号公報（先行技術文献６）は、入力信号の周波数ヒストグラムをとってエンハンスゲインを決定する技術について開示している。また、特開２００５−１７５７１１号公報（先行技術文献７）は、クリップ処理を使わないシュートレスエンハンス方法について開示している。
【００５０】
先行技術文献１〜４に開示されている技術では、いずれも輪郭強調信号が付加されていない入力信号を対象にしている点が本実施形態に係る技術と根本的に異なっている。仮に、先行技術文献１，２に開示されている技術においては、入力信号として輪郭強調済信号を入力した場合、輪郭強調が重複して過度に強調が行われてしまうという問題が生じる。
【００５１】
また、仮に、先行技術文献３に開示されている技術においては、入力信号として輪郭強調済信号を入力した場合、輪郭強調信号を発生しないための手法であるにも関わらず、出力に輪郭強調信号が残ってしまうという問題が生じる。先行技術文献４に開示されている技術では、入力信号にランダムなノイズが重畳している場合にはノイズの影響を排除できるが、入力信号にまとまった輪郭強調信号が含まれている場合には輪郭強調信号の影響を排除しきれない。したがって、出力信号に輪郭強調信号が残ってしまうという問題が生じる。
【００５２】
さらに、先行技術文献５〜７に開示されている技術のいずれも元の信号が輪郭強調済みで輪郭強調信号が付加されている場合について言及していない。すなわち、先行技術文献５〜７に開示されている技術においては、仮に輪郭強調済信号が入力された場合、シュート“レス”にならかったり、過度の強調が行われたりして画像品位を損ねてしまう。
【００５３】
本実施形態に係る技術では、入力信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大及び輪郭強調を行うため、輪郭強調の重複が起きず自然な強調結果が得られる。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。また、本実施形態に係る技術では、入力信号に含まれている輪郭強調信号を低減してから補間拡大又はシュートレスエンハンスを行うため、シュートレスエンハンス後の信号に輪郭強調信号が残ることがなく、理想的なシュートレスエンハンスが行える。その結果、高品位な拡大画像を得ることができる。
【００５４】
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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、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、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 信号処理装置
１１０ 映像処理部
１１０ａ 輪郭強調部
１２０ 拡大処理部
１３０ 輪郭強調信号低減部
１３１ ＬＰＦ
１３２ 加算部
１３３ Ｕｎｄｅｒ ＣＬＩＰ
１３４ Ｕｐｐｅｒ ＣＬＩＰ
１３５ 加算部
１４０ 補間拡大部
１５０ 輪郭強調部
１６０ シュートレスエンハンス部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部と、
前記輪郭強調信号低減部により生成された前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部と、
前記補間拡大部により生成された前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部と、
を備えることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項２】
前記信号処理装置は、
前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加する画像処理部を前記輪郭強調信号低減部の前段にさらに備えることを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、
前記画像信号から抽出した高周波成分に応じた信号を前記画像信号に加算することにより前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加することを特徴とする、
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記輪郭強調信号低減部は、
前記高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことを特徴とする、
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記輪郭強調信号低減部は、
前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号と前記輪郭強調済信号との差分信号の絶対値が閾値を上回った場合に前記差分信号を前記閾値に基づいてクリップし、クリップ後の信号と前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号とを加算することにより前記低減済信号を生成することを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記輪郭強調処理には、
前記拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理が含まれることを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成するステップと、
前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成するステップと、
前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行うステップと、
を含むことを特徴とする、信号処理方法。
【請求項１】
画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成する輪郭強調信号低減部と、
前記輪郭強調信号低減部により生成された前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成する補間拡大部と、
前記補間拡大部により生成された前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行う輪郭強調部と、
を備えることを特徴とする、信号処理装置。
【請求項２】
前記信号処理装置は、
前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加する画像処理部を前記輪郭強調信号低減部の前段にさらに備えることを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、
前記画像信号から抽出した高周波成分に応じた信号を前記画像信号に加算することにより前記画像信号に前記輪郭強調信号を付加することを特徴とする、
請求項２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記輪郭強調信号低減部は、
前記高周波成分の抽出に使用された周波数特性の逆特性を使用して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことを特徴とする、
請求項３に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記輪郭強調信号低減部は、
前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号と前記輪郭強調済信号との差分信号の絶対値が閾値を上回った場合に前記差分信号を前記閾値に基づいてクリップし、クリップ後の信号と前記輪郭強調済信号から高周波成分を取り除いた信号とを加算することにより前記低減済信号を生成することを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記輪郭強調処理には、
前記拡大済信号に対するシュートレスエンハンス処理が含まれることを特徴とする、
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
画像信号に輪郭強調信号が付加された輪郭強調済信号に対して前記輪郭強調信号を低減する処理を行うことにより低減済信号を生成するステップと、
前記低減済信号に対して補間拡大する処理を行うことにより拡大済信号を生成するステップと、
前記拡大済信号に対して輪郭強調処理を行うステップと、
を含むことを特徴とする、信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３０９７７（Ｐ２０１３−３０９７７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５５４６（Ｐ２０１１−１６５５４６）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５００５４８８８４）三星テクウィン株式会社 (156)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２８ Ｓｕｎｇｊｕ−ｄｏｎｇ，Ｃｈａｎｇｗｏｎ−ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｓａｎｇｎａｍ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５００５４８８８４）三星テクウィン株式会社 (156)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】２８ Ｓｕｎｇｊｕ−ｄｏｎｇ，Ｃｈａｎｇｗｏｎ−ｃｉｔｙ，Ｋｙｏｎｇｓａｎｇｎａｍ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]