映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置
【課題】シャープネス処理及びスムージング処理の動作が入力映像信号の周波数成分に応じて適応的な動作を得るようにし、適切なスムージング処理を実行できるようにする。
【解決手段】シャープネスブロック120aが入力映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調し、スムージングブロック120bが映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減する。周波数状態判定ブロック113aは入力映像信号の周波数状態を判定する。予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ない第１のケースと、多い第２のケースの判定結果を得る。補正パラメータ出力ブロック113bは前記判定結果が第２のケースの場合は、補正パラメータを生成して、第１のケースのときよりもシャープネスブロック120aのシャープネス処理を強化し、かつスムージングブロック120bのスムージング処理を強化する。
【解決手段】シャープネスブロック120aが入力映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調し、スムージングブロック120bが映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減する。周波数状態判定ブロック113aは入力映像信号の周波数状態を判定する。予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ない第１のケースと、多い第２のケースの判定結果を得る。補正パラメータ出力ブロック113bは前記判定結果が第２のケースの場合は、補正パラメータを生成して、第１のケースのときよりもシャープネスブロック120aのシャープネス処理を強化し、かつスムージングブロック120bのスムージング処理を強化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、デジタル映像信号の記録・再生装置、及びデジタル映像信号の送信・受信装置において、デジタル映像信号の圧縮符号化・復号処理が行われる。デジタル映像信号の圧縮符号化・復号方式として、例えばMPEG (Moving Picture Experts Group)2方式が知られている。
【０００３】
MPEG2方式で圧縮符号化されたデジタル映像信号を復号した場合、ブロックノイズが生じることが知られている。このブロックノイズは、画像のプレーンな領域で輝度誤差として目立つ。
【０００４】
このようなノイズを低減するため、映像信号に対してスムージング処理を行う画像処理及び画像処理方法の技術がある（例えば特許文献１）。
【０００５】
一方では、高域成分のシャープネス処理を行い、大画面のディスプレイにおいても画像の鮮明差を強調できる技術が開発されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６０４４０号公報
【特許文献２】特開２００７−３２４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノイズ低減のためにスムージング処理を実行している特許文献１の技術では、常に一定のスムージング効果を得るための特性の設定である。このために絵柄の内容によってはスムージング処理が有効に機能しないこともある。
【０００８】
また画像の鮮鋭化を図るために、また特許文献２のように高域成分に対するシャープネス処理を実行することと、特許文献１のようにノイズ低減のためにスムージング処理を実行することは、相反する部分を持つ。従来の技術であると個々の課題に対処しているために、組み立てられた映像信号処理装置が発揮できる総合的な機能を予測できず、ノイズが強調されるような場合もある。
【０００９】
そこで本発明の一面では、スムージング処理の動作が入力デジタル映像信号の周波数成分に応じて適応的な動作を得るようにし、適切なスムージング処理を実行できるようにした映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
またこの発明の他の面では、高域成分に対するシャープネス処理が実行された場合も、これに連動して適切なスムージング処理を実行し、総合的に画像品質向上を得ることができる映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、基本的には、入力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差をパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記スムージングブロックのスムージング処理を前記第１のケースのときよりも強化する補正パラメータを出力する補正パラメータ出力ブロックを有する。
【００１２】
またこの発明では、前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記補正パラメータにより、前記スムージングブロックの前段にあるシャープネスブロックのシャープネス処理が前記第１のケースのときよりも強化されることも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
上記した解決手段により、本発明によるとスムージング処理の動作が入力デジタル映像信号の周波数成分に応じて適応的な動作をし、不要なノイズが生じにくくなる。またシャープネスブロックの追加及びその適応的な動作により、高域成分に対するシャープネス処理が実行された場合も、これに連動して適切なスムージング処理を実行し、総合的に画像品質向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る映像信号処理装置の構成説明図である。
【図２】図１の映像信号処理装置の動作及びその機能を説明するために示した各部特性を示す説明図である。
【図３】図１の周波数状態判定ブロック１１３aの構成例を示す図である。
【図４】図３の演算部２００の構成例を示す図である。
【図５】図１の階調スムージングブロック１２０ｂの基本的な構成例を示す図である。
【図６】図５の微小変化抽出部の構成例を示す図である。
【図７】図６の回路において微小量抽出部の入出力特性の例を示す図である。
【図８】本発明が適用されたデジタルテレビジョン放送受信装置の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態であり、入力端子１０１にデジタル輝度信号Y、入力端子１０２に色差信号Cb又はPb、入力端子１０３に色差信号Cr又はPrが入力される。
【００１６】
これらの輝度信号Y,色差信号Cb/Pb,Cr/Prは、鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０へ入力される。この鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０は、デジタル映像信号の鮮鋭化（シャープネス）処理を行うシャープネスブロック１２０aと、このシャープネスブロック１２０aの出力をスムージング処理する階調スムージングブロック１２０bを含む。
【００１７】
また、入力端子１０１の輝度信号Yについては、周波数解析・補正パラメータ生成部１１３に入力される。周波数解析・補正パラメータ生成部１１３は、入力デジタル映像信号の周波数分布に応じた補正パラメータ１１５を取得する。そのために周波数解析・補正パラメータ生成部１１３は、入力デジタル映像信号のヒストグラムから周波数分布状態を判定する周波数状態判定ブロック１１３a, 補正パラメータ出力ブロック１１３bを含む。
【００１８】
補正パラメータ出力ブロック１１３bから出力された補正パラメータは、補正部としての加算器１１６、１１７に入力される。
【００１９】
加算器１１６は、補正パラメータをシャープネスイニシャルパラメータに加算し、シャープネスブロック１２０aに与える。これによりシャープネスブロック１２０aの高域成分強調の程度が増減制御される。一方、加算器１１７は、補正パラメータをスムージングイニシャルパラメータに加算し、階調スムージングブロック１２０ｂに与える。これにより階調スムージングブロック１２０ｂでは、スムージング処理の程度が強調若しくは緩和される。
【００２０】
上記のようにシャープネスブロック１２０aでは、入力デジタル映像信号が高周波部分の少ないものだと判断された場合にシャープネスを上げて高画質化を図る。その際、副作用として低周波部分（映像のプレーンな領域）のノイズも悪化するので、階調スムージングブロック１２０bでは、補正パラメータをスムージングイニシャルパラメータに対するオフセットデータとして用い、その演算結果をスムージング処理の実際のスムージングパラメータとする。よって、階調スムージングブロック１２０bは、実際のスムージングパラメータを用いたスムージング処理を実行する。
【００２１】
鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０は、出力端子１２１，１２２，１２３に、最終的に得られた輝度信号Y',色差信号Cb'/Pb',Cr'/Pr'を出力する。
【００２２】
上記した構成をとることで、入力周波数分布に適応して、シャープネス処理を連動させためにノイズが悪化したケースがあったとしても、スムージング処理も同時に強くかける事ができる。よって最終出力に対するノイズの悪化の影響を抑制することができる。
【００２３】
さらに説明を追加する。シャープネスブロック１２０aは、入力デジタル映像信号のヒストグラムデータを取得して入力信号の周波数分布に応じた高域強調処理を施している。
【００２４】
ここで、階調スムージングブロック１２０ｂは、映像信号のプレーンな領域に対するスムージング処理を行うものであり、これが階調の劣化による縞やブロックノイズに効果がある事がわかっている。ただし効果を強調するパラメータを選択し、固定化すると全体的に画像がぼけてしまうという不具合がある。
【００２５】
そこで、本発明では、上記したように周波数分布の検出結果に連動した高域強調を行った場合に、同検出結果を用いて階調スムージングパラメータをも強めになるようにオフセットする事で、高域強調且つ映像信号のプレーンな部分でのノイズの悪化を抑制するというものである。
【００２６】
なお上記の説明では、輝度信号Yの系統について説明したが色差信号（Cb(Pb)/Cr(Pr)）に対しても同様の処理を行ってもよいことは勿論である。
【００２７】
図２は、図１に示した装置の特徴的な動作を現す特性及び動作特性説明図である。図２の特性図２１１、２１２は、周波数状態判定ブロック１１３aにおいて周波数解析されて判定された入力デジタル映像信号の周波数分布の例１と例２を示している。
【００２８】
特性図２１１（例１）は、解析の結果、入力デジタル映像信号の全体の周波数帯域のほぼ１/２より低い低域側の周波数成分が少なく、これより高域側の周波数成分が多いことを示している。また特性図２１２（例２）は、解析の結果、入力デジタル映像信号の全体の周波数帯域のほぼ１/２より低い低域側の周波数成分が多く、これより高域側の周波数成分が少ないことを示している。
【００２９】
次に、動作特性図２１３は、シャープネスブロック１２０aの動作特性を示す。縦軸はパラメータにより設定されるシャープネス強調方向であり、下方向はソフト化、上方向はシャープ化の程度を示し、横軸は周波数分布であり、左側は高域成分が多くなる方向、右側は高域成分が少なくなる方向である。さらに
動作特性図２１４は、階調スムージングブロック１２０bの動作特性を示す。縦軸はパラメータにより設定されるスムージングの程度方向であり、下方向はスムーズ化、上方向はノイジー化の程度を示し、横軸は周波数分布であり、左側は高域成分が多くなる方向、右側は高域成分が少なくなる方向である。
【００３０】
動作特性図２１３において、特性ライン２１３aは、シャープネスイニシャルパラメータによる特性であり、この特性ライン２１３aのみが利用された場合、周波数分布に係わらずシャープネスの程度がほぼ一定に保たれる。
【００３１】
動作特性図２１４において、特性ライン２１４aは、スムージングイニシャルパラメータによる特性であり、この特性ライン２１４aのみが利用された場合、周波数分布に係わらずスムージングの程度がほぼ一定に保たれる。
【００３２】
本発明によるとシャープネスブロック１２０aでは、特性ライン２１３bによるシャープネス処理となる。また諧調スムージングブロック１２０bでは、特性ライン２１４bによるスムージング処理となる。
【００３３】
即ち、シャープネスブロック１２０aでは、高域成分が多い信号の場合は、シャープネスデフォルトのままで、高域強調する必要はない。したがって、高域成分が多い信号が入力したときのパラメータは、シャープネスイニシャルパラメータが維持されている。しかし、高域成分が少ない信号が入力しているときは、シャープネス処理の程度を強調し、高画質化を図る（特性ライン２１３b参照）。この場合のパラメータは、シャープネスイニシャルパラメータに対して補正パラメータが加算され、シャープネスが強調される。
【００３４】
しかしシャープネスが強調された結果、本来低域成分であるところに潜んでいたブロックノイズが悪化したり、低域成分のS/Nが悪化する傾向となる。
【００３５】
そこで、諧調スムージングブロック１２０bでは、特性ライン２１４bを採用している。即ち、高域成分が多い信号の場合は、シャープネス強化処理は行っていないので、低域のノイズも悪化していないとみることができる。したがって、高域成分が多い信号が入力しているときはスムージングイニシャルパラメータが維持される。しかし、高域成分が少ない信号が入力しているときは、上記のブロックノイズの悪化、低域成分のS/Nの悪化を低減するために、スムージングイニシャルパラメータに対して補正パラメータが加算され、スムージング処理が強化される。
【００３６】
ここで、特性ライン２１３bの変化点に対して閾値１と２が設定されている。また特性ライン２１４bの変化点に対しても閾値１と２が設定されている。
【００３７】
これは、高周波成分の多い・少ないの状態判定の遷移点において出力映像が急峻に変化する事を防ぐため、制御データとしてのパラメータのオフセット加工には閾値１、閾値２のように複数の閾値を設け、２点以上の間で画質を緩やかに変化させるためである。
【００３８】
上記したように従来のスムージング処理方法は入力映像のいろいろな条件に対してダイナミックな制御を持っておらず、どのようなシーンに対しても常に一定の効果が得られるものであった。しかし、シーンの条件によっては異なるパラメータを設定する事で、より効果的なスムージング処理を行う事ができる。
【００３９】
そこで本発明では、上記したように周波数分布の検出結果に連動して画質設定を上げる機能を使った場合に、同時に階調クリエーションパラメータを強めにオフセットする事でノイズの発生を抑制する事ができる。つまり入力デジタル映像信号に対して、特に高周波が少なくシャープネスを連動させて持ち上げている時も、同時にスムージングを強くかけることでブロックノイズの発生を抑制できる。
【００４０】
この発明は上記の実施例に限定されるものではない。図３は、周波数状態判定ブロック１１３aの構成例を示している。通過周波数帯が異なる複数の帯域フィルタ１０４，１０５，１０６，１０７，１０８に輝度信号Yが入力され、周波数分解される。そして各輝度信号成分は演算部２００に入力され、各帯域の信号に対して重み付けが行われ、周波数状態判定データとして出力される。この周波数状態判定データが補正パラメータ出力ブロック１１３ｂに入力され、補正パラメータに変換される。
【００４１】
図４には、上記演算部２００の構成例を示している。周波数分解された各帯域の信号は、係数器２０１，２０２，２０３，２０４，２０５でそれぞれ重み付けされる。重み付けは、低域成分と高域成分の割合を比較するとき、割合が判定しやすくなる様に行われる。図の例であると、係数器２０１，２０２，２０３，２０４の出力が加算器２１１にて加算され、係数器２０５の出力が加算器２１２に入力され、加算器２１１と２１２の出力が比較器２１３で比較される構成である。ここで、係数器２０１，２０２，２０３，２０４，２０５における重み付け値を調整することにより、加算器２１１の出力と加算器２１２の出力の大小関係の判定基準を変更することができる。この判定基準は、設計段階において各種のデジタル映像信号が信号処理されるとき、設計者が取得する例えば統計的なデータに基づいて設定される。したがって、重み付け値を調整する調整ブロックが存在してもよく、或いは、加算器２１１と２１２に取り込まれるフィルタ出力が変更できるように切り替えブロックが設けられていてもよい。
【００４２】
また加算器２１１と２１２の出力は、比較器２１３、減算器２１４に入力される。減算器２１４では差分値が取られる。この差分値は、周波数分布状態の変化量を示す。この変化量データは、図２で説明した閾値１と閾値２の間の補正パラメータを生成するために有効である。また比較器２１３から出力される状態判定データは、図２で説明した特性図１または特性図２の状態を判定している。
【００４３】
状態判定データと変化量データは、補正パラメータ出力ブロック１１３ｂに入力される。補正パラメータ出力ブロック１１３ｂは、状態判定データと変化量データに基づいて、補正パラメータを出力するルックアップテーブルを有した例えばメモリあるいは演算回路で構成されている。
【００４４】
シャープネスブロックは、例えば入力デジタル映像信号を高域成分と低域成分に分離し、高域成分をパラメータに応じて強調できるように構成されている。そして強調した高域成分と先に分離した低域成分とを合成するブロックである。高域成分はデジタル微分回路で抽出され、低域成分はデジタルフィルタ回路で抽出される。
【００４５】
次に図５−図７を参照して、階調スムージングブロック１２０ｂの基本的な構成例及び動作例について説明する。図５において、入力輝度信号Yは、垂直方向処理部７０１で垂直方向の階調差をスムージング処理され、次に、水平方向処理部８０１で水平方向の階調差をスムージング処理される。
【００４６】
垂直方向処理部７０１は、例えば８ライン分の遅延回路７１０と、微小変化抽出部７１１、７１２、７１３、７１４と、微小変化抽出部７１１−７１４の出力を丸め込む平均化部７１５を有する。水平方向処理部８０１は、例えば８画素分の遅延回路８１０と、微小変化抽出部８１１、８１２、８１３、８１４と、微小変化抽出部８１１−８１４の出力を丸め込む平均化部８１５を有する。
【００４７】
垂直方向処理部７０１の平均化部７１５から出力された垂直修正データVEは、減算器７１６に入力される。減算器７１６は、中心データA0から修正データVEを減算し、垂直方向へスムーズ化された出力輝度信号Y1を得る。この輝度信号Y1は、水平方向処理部８０１に入力されて水平方向の修正データHEとして、減算器８１６に供給される。減算器８１６は、中心データB0から水平方向HEを減算し出力輝度信号Y2を得る。
【００４８】
垂直方向処理部７０１において、微小変化抽出部７１１には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ4ライン分はなれた位置のデータA＋4と、データA−4とが入力されている。微小変化抽出部７１２は基本的には、中心データA0とデータA＋4との差、中心データA0とデータA−4と差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。微小変化抽出部７１２には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ3ライン分はなれた位置のデータA＋3と、データA−3とが入力されている。微小変化抽出部７１３には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ2ライン分はなれた位置のデータA＋2と、データA−2とが入力されている。微小変化抽出部７１４には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ1ライン分はなれた位置のデータA＋1と、データA−1とが入力されている。各微小変化抽出部７１２−７１４もそれぞれ基本的には、中心データA0と一方のデータとの差、中心データA0と他方のデータと差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。
【００４９】
各微小変化抽出部７１１−７１４の出力は、平均化部７１５で加算され、その平均値が先の修正データVEとして出力される。
【００５０】
水平方向処理部８０１において、微小変化抽出部８１１には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ4画素分はなれた位置のデータB＋4と、データB−4とが入力されている。微小変化抽出部８１２は基本的には、中心データB0とデータB＋4との差、中心データB0とデータB−4と差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。微小変化抽出部８１２には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ3画素分はなれた位置のデータB＋3と、データB−3とが入力されている。微小変化抽出部８１３には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ2画素分はなれた位置のデータB＋2と、データB−2とが入力されている。微小変化抽出部８１４には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ1画素分はなれた位置のデータB＋1と、データB−1とが入力されている。各微小変化抽出部８１２−８１４もそれぞれ基本的には、中心データB0と一方のデータとの差、中心データB0と他方のデータと差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。
【００５１】
各各微小変化抽出部８１１−８１４の出力は、平均化部８１５で加算され、その平均値が先の修正データHEとして出力される。
【００５２】
上記の処理は8×8画素のブロック単位で、階調の変化を検出し、階調変化があった場合は、その変化が目立たないようにスムージング処理していることに相当する。つまりブロックノイズを低減している。
【００５３】
ここで微小変化抽出部にはパラメータが与えられる。図６には１つの微小変化抽出部の構成例を代表として示している。この微小変化抽出部には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へI（ライン又は画素）分はなれた位置のデータA＋Iと、データA−Iとが入力されている。Iは1乃至4のいずれかである。データA0とA-Iの差分は、減算器９０１で計算され、絶対値回路９０４で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。またデータA0とA＋Iの差分は、減算器９０２で計算され、絶対値回路９０５で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。またデータA0とA＋Iの差分は、減算器９０２で計算され、絶対値回路９０５で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。セレクタ９０７は、いずれか小さいほうを選択し、微少量抽出部９０８に供給する。
【００５４】
またデータA-IとA＋Iの差分は、減算器９０３で計算され、絶対値回路９０６で絶対値に変換され、その絶対値は、微少量抽出部９０９に供給されている。データA-IとA＋Iの差分は、画素のレベル変化が右肩上がりか、左方上がりか、または変化無しを示すことになる。
【００５５】
上記の検出形態としては、次のようなパターンが考えられる
パターン１・・・A-I＜A0、A0＜A＋I、A-I＜A＋I（右肩上がり）
パターン２・・・A-I＞A0、A0＞A＋I、A-I＞A＋I（右肩下がり）
パターン３・・・A-I＜A0、A0＞A＋I、A-I＝A＋I（三角形）
パターン４・・・A-I＞A0、A0＜A＋I、A-I＝A＋I（逆三角形型）
微少量抽出部９０８，９０９の入力出力特性は、先の加算器１１０からのパラメータで制御される。微少量抽出部９０８，９０９の出力は最小値検出部９１１に入力されて、小さいほうが選択される。選択されたデータは符号再現部９１２に入力されて符号が再現され、修正データとして採用される。
【００５６】
ここで微少量抽出部９０８、９０９の入力Viと出力Voの関係は、例えば図７（A)の如く初期状態が設定されている。まず入力Viの値がゼロから増加するに従いV1になるまでは出力Voが一定の割合で増加する。入力Viの値がV1からV2までは、出力Voは一定値Vout1に維持される。そして、入力Viの値がV2を超えると、出力Voは減少する方向へ変化する。
【００５７】
これにより、入力Viの値がV1になるまでスムージング処理効果が次第に強化され、V1からV2まではスムージング処理効果が維持（変化せず）、V2以上になるとスムージング処理効果は弱められる。入力Viの値がV1からV2まではVoutを一定としたのは、スムージング効果が頻繁に変化するとノイズを生じやすいからである。またV2以上になるとスムージング処理効果は弱める特性としたのは、本来目的とする階調スムージング対象の絵柄と違う可能性が高いからである。
【００５８】
ここで、加算器１１０において、イニシャルパラメータに対して、図１で説明した補正パラメータが加算されると、微少量抽出部９０８、９０９の入力Viと出力Voの関係は例えば図７(B)又は図７（C)に示すような変換特性となる。この特性であると、入力Viに対する出力Voの変化する感度が高くなることである。このために、図１に示した階調スムージング処理回路１１２は、フェードイン・フェードアウト時において感度が上がり、プレーン領域における階調の段差部を軽減すように動作する。
【００５９】
図８は、本発明の映像信号処理装置が組み込まれたテレビジョン信号受信装置の信号処理系を概略的に示している。
【００６０】
映像信号処理装置の主な構成は、信号処理部３４内に組み込まれ制御部３５により制御されている。デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ２２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子２３を介してチューナ２４に供給される。このチューナ２４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ２４から出力された信号は、デコーダ２５に供給されて、例えばＭＰＥＧデコーダ４１を含めて、ＭＰＥＧ（moving picture experts group）２デコード処理が施される。
【００６１】
またチューナ２４の出力は、直接セレクタ２６に供給されている。この信号から映像・音声情報などが分離され、この映像・音声情報が制御部３５を介して記録装置（図示せず）において記録されることも可能である。
【００６２】
さらに、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ２７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子２８を介してチューナ２９に供給される。このチューナ２９は、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ２９から出力された信号は、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部３０によりデジタル化された後、上記セレクタ２６に出力される。
【００６３】
また、アナログ信号用の入力端子３１に供給されたアナログの映像及び音声信号は、Ａ／Ｄ変換部３２に供給されてデジタル化された後、上記セレクタ２６に出力される。さらに、デジタル信号用の入力端子３３に供給されたデジタルの映像及び音声信号は、そのまま上記セレクタ２６に供給される。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換された信号が、記録装置にて記録される場合は、セレクタ２６に付随しているMPEGエンコーダ４２により、所定のフォーマット例えばＭＰＥＧ（moving picture experts group）２方式による圧縮処理が施された後、記録装置にて記録される。
【００６５】
上記セレクタ２６は、４箇所の入力デジタル映像及び音声信号から１つを選択して、信号処理部３４に供給している。この信号処理部３４は、入力されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施して上記映像表示器１４での映像表示に供させている。この映像表示部１４としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。また、信号処理部３４は、入力されたデジタル音声信号に所定の信号処理を施し、アナログ化してスピーカ１５に出力することにより、音声再生を行なっている。
【００６６】
ここで、このテレビジョン信号受信装置は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部３５によって統括的に制御されている。この制御部３５は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、操作部１６や操作子（図示せず）からの操作情報、または、上記リモートコントローラ１７から送信された操作情報を受光部１８で受けて処理することにより、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。
【００６７】
この場合、制御部３５は、メモリ３６を使用している。このメモリ３６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリとを備えている。
【００６８】
なお、平行動作する複数の信号の処理系統において、同期が得られるように時間調整用のバッファが内蔵されていることは当然である。また上記した説明では、輝度信号にする処理系統を示したが、色差信号の系統、色信号の系統に階調スムージングブロックをそれぞれ設けてもよいことは勿論である。また、微小変化検出範囲として８×８画素のブロックを説明したが、これに限らず４×４画素のブロック、１６×１６画素のブロックなど各種変更設計してもよく、また各種のブロックの処理回路を組み合わせもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したようにこの発明は、映像信号処理装置、テレビジョン信号受信装置、記録再生装置及びセットトップボックスなどに適用されて有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１１３・・・周波数解析・補正パラメータ生成部、１１３a・・・周波数状態判定ブロック、１１３b・・・補正パラメータ出力ブロック、１１６、１１７・・・加算器、１２０・・・鮮鋭化・階調スムージング処理部、１２０a・・・シャープネスブロック、１２０b・・・階調スムージングブロック。
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、デジタル映像信号の記録・再生装置、及びデジタル映像信号の送信・受信装置において、デジタル映像信号の圧縮符号化・復号処理が行われる。デジタル映像信号の圧縮符号化・復号方式として、例えばMPEG (Moving Picture Experts Group)2方式が知られている。
【０００３】
MPEG2方式で圧縮符号化されたデジタル映像信号を復号した場合、ブロックノイズが生じることが知られている。このブロックノイズは、画像のプレーンな領域で輝度誤差として目立つ。
【０００４】
このようなノイズを低減するため、映像信号に対してスムージング処理を行う画像処理及び画像処理方法の技術がある（例えば特許文献１）。
【０００５】
一方では、高域成分のシャープネス処理を行い、大画面のディスプレイにおいても画像の鮮明差を強調できる技術が開発されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６０４４０号公報
【特許文献２】特開２００７−３２４７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ノイズ低減のためにスムージング処理を実行している特許文献１の技術では、常に一定のスムージング効果を得るための特性の設定である。このために絵柄の内容によってはスムージング処理が有効に機能しないこともある。
【０００８】
また画像の鮮鋭化を図るために、また特許文献２のように高域成分に対するシャープネス処理を実行することと、特許文献１のようにノイズ低減のためにスムージング処理を実行することは、相反する部分を持つ。従来の技術であると個々の課題に対処しているために、組み立てられた映像信号処理装置が発揮できる総合的な機能を予測できず、ノイズが強調されるような場合もある。
【０００９】
そこで本発明の一面では、スムージング処理の動作が入力デジタル映像信号の周波数成分に応じて適応的な動作を得るようにし、適切なスムージング処理を実行できるようにした映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
またこの発明の他の面では、高域成分に対するシャープネス処理が実行された場合も、これに連動して適切なスムージング処理を実行し、総合的に画像品質向上を得ることができる映像信号処理装置及びその制御方法及びテレビジョン信号受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、基本的には、入力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差をパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記スムージングブロックのスムージング処理を前記第１のケースのときよりも強化する補正パラメータを出力する補正パラメータ出力ブロックを有する。
【００１２】
またこの発明では、前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記補正パラメータにより、前記スムージングブロックの前段にあるシャープネスブロックのシャープネス処理が前記第１のケースのときよりも強化されることも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
上記した解決手段により、本発明によるとスムージング処理の動作が入力デジタル映像信号の周波数成分に応じて適応的な動作をし、不要なノイズが生じにくくなる。またシャープネスブロックの追加及びその適応的な動作により、高域成分に対するシャープネス処理が実行された場合も、これに連動して適切なスムージング処理を実行し、総合的に画像品質向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例に係る映像信号処理装置の構成説明図である。
【図２】図１の映像信号処理装置の動作及びその機能を説明するために示した各部特性を示す説明図である。
【図３】図１の周波数状態判定ブロック１１３aの構成例を示す図である。
【図４】図３の演算部２００の構成例を示す図である。
【図５】図１の階調スムージングブロック１２０ｂの基本的な構成例を示す図である。
【図６】図５の微小変化抽出部の構成例を示す図である。
【図７】図６の回路において微小量抽出部の入出力特性の例を示す図である。
【図８】本発明が適用されたデジタルテレビジョン放送受信装置の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１はこの発明の一実施の形態であり、入力端子１０１にデジタル輝度信号Y、入力端子１０２に色差信号Cb又はPb、入力端子１０３に色差信号Cr又はPrが入力される。
【００１６】
これらの輝度信号Y,色差信号Cb/Pb,Cr/Prは、鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０へ入力される。この鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０は、デジタル映像信号の鮮鋭化（シャープネス）処理を行うシャープネスブロック１２０aと、このシャープネスブロック１２０aの出力をスムージング処理する階調スムージングブロック１２０bを含む。
【００１７】
また、入力端子１０１の輝度信号Yについては、周波数解析・補正パラメータ生成部１１３に入力される。周波数解析・補正パラメータ生成部１１３は、入力デジタル映像信号の周波数分布に応じた補正パラメータ１１５を取得する。そのために周波数解析・補正パラメータ生成部１１３は、入力デジタル映像信号のヒストグラムから周波数分布状態を判定する周波数状態判定ブロック１１３a, 補正パラメータ出力ブロック１１３bを含む。
【００１８】
補正パラメータ出力ブロック１１３bから出力された補正パラメータは、補正部としての加算器１１６、１１７に入力される。
【００１９】
加算器１１６は、補正パラメータをシャープネスイニシャルパラメータに加算し、シャープネスブロック１２０aに与える。これによりシャープネスブロック１２０aの高域成分強調の程度が増減制御される。一方、加算器１１７は、補正パラメータをスムージングイニシャルパラメータに加算し、階調スムージングブロック１２０ｂに与える。これにより階調スムージングブロック１２０ｂでは、スムージング処理の程度が強調若しくは緩和される。
【００２０】
上記のようにシャープネスブロック１２０aでは、入力デジタル映像信号が高周波部分の少ないものだと判断された場合にシャープネスを上げて高画質化を図る。その際、副作用として低周波部分（映像のプレーンな領域）のノイズも悪化するので、階調スムージングブロック１２０bでは、補正パラメータをスムージングイニシャルパラメータに対するオフセットデータとして用い、その演算結果をスムージング処理の実際のスムージングパラメータとする。よって、階調スムージングブロック１２０bは、実際のスムージングパラメータを用いたスムージング処理を実行する。
【００２１】
鮮鋭化・階調スムージング処理部１２０は、出力端子１２１，１２２，１２３に、最終的に得られた輝度信号Y',色差信号Cb'/Pb',Cr'/Pr'を出力する。
【００２２】
上記した構成をとることで、入力周波数分布に適応して、シャープネス処理を連動させためにノイズが悪化したケースがあったとしても、スムージング処理も同時に強くかける事ができる。よって最終出力に対するノイズの悪化の影響を抑制することができる。
【００２３】
さらに説明を追加する。シャープネスブロック１２０aは、入力デジタル映像信号のヒストグラムデータを取得して入力信号の周波数分布に応じた高域強調処理を施している。
【００２４】
ここで、階調スムージングブロック１２０ｂは、映像信号のプレーンな領域に対するスムージング処理を行うものであり、これが階調の劣化による縞やブロックノイズに効果がある事がわかっている。ただし効果を強調するパラメータを選択し、固定化すると全体的に画像がぼけてしまうという不具合がある。
【００２５】
そこで、本発明では、上記したように周波数分布の検出結果に連動した高域強調を行った場合に、同検出結果を用いて階調スムージングパラメータをも強めになるようにオフセットする事で、高域強調且つ映像信号のプレーンな部分でのノイズの悪化を抑制するというものである。
【００２６】
なお上記の説明では、輝度信号Yの系統について説明したが色差信号（Cb(Pb)/Cr(Pr)）に対しても同様の処理を行ってもよいことは勿論である。
【００２７】
図２は、図１に示した装置の特徴的な動作を現す特性及び動作特性説明図である。図２の特性図２１１、２１２は、周波数状態判定ブロック１１３aにおいて周波数解析されて判定された入力デジタル映像信号の周波数分布の例１と例２を示している。
【００２８】
特性図２１１（例１）は、解析の結果、入力デジタル映像信号の全体の周波数帯域のほぼ１/２より低い低域側の周波数成分が少なく、これより高域側の周波数成分が多いことを示している。また特性図２１２（例２）は、解析の結果、入力デジタル映像信号の全体の周波数帯域のほぼ１/２より低い低域側の周波数成分が多く、これより高域側の周波数成分が少ないことを示している。
【００２９】
次に、動作特性図２１３は、シャープネスブロック１２０aの動作特性を示す。縦軸はパラメータにより設定されるシャープネス強調方向であり、下方向はソフト化、上方向はシャープ化の程度を示し、横軸は周波数分布であり、左側は高域成分が多くなる方向、右側は高域成分が少なくなる方向である。さらに
動作特性図２１４は、階調スムージングブロック１２０bの動作特性を示す。縦軸はパラメータにより設定されるスムージングの程度方向であり、下方向はスムーズ化、上方向はノイジー化の程度を示し、横軸は周波数分布であり、左側は高域成分が多くなる方向、右側は高域成分が少なくなる方向である。
【００３０】
動作特性図２１３において、特性ライン２１３aは、シャープネスイニシャルパラメータによる特性であり、この特性ライン２１３aのみが利用された場合、周波数分布に係わらずシャープネスの程度がほぼ一定に保たれる。
【００３１】
動作特性図２１４において、特性ライン２１４aは、スムージングイニシャルパラメータによる特性であり、この特性ライン２１４aのみが利用された場合、周波数分布に係わらずスムージングの程度がほぼ一定に保たれる。
【００３２】
本発明によるとシャープネスブロック１２０aでは、特性ライン２１３bによるシャープネス処理となる。また諧調スムージングブロック１２０bでは、特性ライン２１４bによるスムージング処理となる。
【００３３】
即ち、シャープネスブロック１２０aでは、高域成分が多い信号の場合は、シャープネスデフォルトのままで、高域強調する必要はない。したがって、高域成分が多い信号が入力したときのパラメータは、シャープネスイニシャルパラメータが維持されている。しかし、高域成分が少ない信号が入力しているときは、シャープネス処理の程度を強調し、高画質化を図る（特性ライン２１３b参照）。この場合のパラメータは、シャープネスイニシャルパラメータに対して補正パラメータが加算され、シャープネスが強調される。
【００３４】
しかしシャープネスが強調された結果、本来低域成分であるところに潜んでいたブロックノイズが悪化したり、低域成分のS/Nが悪化する傾向となる。
【００３５】
そこで、諧調スムージングブロック１２０bでは、特性ライン２１４bを採用している。即ち、高域成分が多い信号の場合は、シャープネス強化処理は行っていないので、低域のノイズも悪化していないとみることができる。したがって、高域成分が多い信号が入力しているときはスムージングイニシャルパラメータが維持される。しかし、高域成分が少ない信号が入力しているときは、上記のブロックノイズの悪化、低域成分のS/Nの悪化を低減するために、スムージングイニシャルパラメータに対して補正パラメータが加算され、スムージング処理が強化される。
【００３６】
ここで、特性ライン２１３bの変化点に対して閾値１と２が設定されている。また特性ライン２１４bの変化点に対しても閾値１と２が設定されている。
【００３７】
これは、高周波成分の多い・少ないの状態判定の遷移点において出力映像が急峻に変化する事を防ぐため、制御データとしてのパラメータのオフセット加工には閾値１、閾値２のように複数の閾値を設け、２点以上の間で画質を緩やかに変化させるためである。
【００３８】
上記したように従来のスムージング処理方法は入力映像のいろいろな条件に対してダイナミックな制御を持っておらず、どのようなシーンに対しても常に一定の効果が得られるものであった。しかし、シーンの条件によっては異なるパラメータを設定する事で、より効果的なスムージング処理を行う事ができる。
【００３９】
そこで本発明では、上記したように周波数分布の検出結果に連動して画質設定を上げる機能を使った場合に、同時に階調クリエーションパラメータを強めにオフセットする事でノイズの発生を抑制する事ができる。つまり入力デジタル映像信号に対して、特に高周波が少なくシャープネスを連動させて持ち上げている時も、同時にスムージングを強くかけることでブロックノイズの発生を抑制できる。
【００４０】
この発明は上記の実施例に限定されるものではない。図３は、周波数状態判定ブロック１１３aの構成例を示している。通過周波数帯が異なる複数の帯域フィルタ１０４，１０５，１０６，１０７，１０８に輝度信号Yが入力され、周波数分解される。そして各輝度信号成分は演算部２００に入力され、各帯域の信号に対して重み付けが行われ、周波数状態判定データとして出力される。この周波数状態判定データが補正パラメータ出力ブロック１１３ｂに入力され、補正パラメータに変換される。
【００４１】
図４には、上記演算部２００の構成例を示している。周波数分解された各帯域の信号は、係数器２０１，２０２，２０３，２０４，２０５でそれぞれ重み付けされる。重み付けは、低域成分と高域成分の割合を比較するとき、割合が判定しやすくなる様に行われる。図の例であると、係数器２０１，２０２，２０３，２０４の出力が加算器２１１にて加算され、係数器２０５の出力が加算器２１２に入力され、加算器２１１と２１２の出力が比較器２１３で比較される構成である。ここで、係数器２０１，２０２，２０３，２０４，２０５における重み付け値を調整することにより、加算器２１１の出力と加算器２１２の出力の大小関係の判定基準を変更することができる。この判定基準は、設計段階において各種のデジタル映像信号が信号処理されるとき、設計者が取得する例えば統計的なデータに基づいて設定される。したがって、重み付け値を調整する調整ブロックが存在してもよく、或いは、加算器２１１と２１２に取り込まれるフィルタ出力が変更できるように切り替えブロックが設けられていてもよい。
【００４２】
また加算器２１１と２１２の出力は、比較器２１３、減算器２１４に入力される。減算器２１４では差分値が取られる。この差分値は、周波数分布状態の変化量を示す。この変化量データは、図２で説明した閾値１と閾値２の間の補正パラメータを生成するために有効である。また比較器２１３から出力される状態判定データは、図２で説明した特性図１または特性図２の状態を判定している。
【００４３】
状態判定データと変化量データは、補正パラメータ出力ブロック１１３ｂに入力される。補正パラメータ出力ブロック１１３ｂは、状態判定データと変化量データに基づいて、補正パラメータを出力するルックアップテーブルを有した例えばメモリあるいは演算回路で構成されている。
【００４４】
シャープネスブロックは、例えば入力デジタル映像信号を高域成分と低域成分に分離し、高域成分をパラメータに応じて強調できるように構成されている。そして強調した高域成分と先に分離した低域成分とを合成するブロックである。高域成分はデジタル微分回路で抽出され、低域成分はデジタルフィルタ回路で抽出される。
【００４５】
次に図５−図７を参照して、階調スムージングブロック１２０ｂの基本的な構成例及び動作例について説明する。図５において、入力輝度信号Yは、垂直方向処理部７０１で垂直方向の階調差をスムージング処理され、次に、水平方向処理部８０１で水平方向の階調差をスムージング処理される。
【００４６】
垂直方向処理部７０１は、例えば８ライン分の遅延回路７１０と、微小変化抽出部７１１、７１２、７１３、７１４と、微小変化抽出部７１１−７１４の出力を丸め込む平均化部７１５を有する。水平方向処理部８０１は、例えば８画素分の遅延回路８１０と、微小変化抽出部８１１、８１２、８１３、８１４と、微小変化抽出部８１１−８１４の出力を丸め込む平均化部８１５を有する。
【００４７】
垂直方向処理部７０１の平均化部７１５から出力された垂直修正データVEは、減算器７１６に入力される。減算器７１６は、中心データA0から修正データVEを減算し、垂直方向へスムーズ化された出力輝度信号Y1を得る。この輝度信号Y1は、水平方向処理部８０１に入力されて水平方向の修正データHEとして、減算器８１６に供給される。減算器８１６は、中心データB0から水平方向HEを減算し出力輝度信号Y2を得る。
【００４８】
垂直方向処理部７０１において、微小変化抽出部７１１には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ4ライン分はなれた位置のデータA＋4と、データA−4とが入力されている。微小変化抽出部７１２は基本的には、中心データA0とデータA＋4との差、中心データA0とデータA−4と差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。微小変化抽出部７１２には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ3ライン分はなれた位置のデータA＋3と、データA−3とが入力されている。微小変化抽出部７１３には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ2ライン分はなれた位置のデータA＋2と、データA−2とが入力されている。微小変化抽出部７１４には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へ1ライン分はなれた位置のデータA＋1と、データA−1とが入力されている。各微小変化抽出部７１２−７１４もそれぞれ基本的には、中心データA0と一方のデータとの差、中心データA0と他方のデータと差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。
【００４９】
各微小変化抽出部７１１−７１４の出力は、平均化部７１５で加算され、その平均値が先の修正データVEとして出力される。
【００５０】
水平方向処理部８０１において、微小変化抽出部８１１には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ4画素分はなれた位置のデータB＋4と、データB−4とが入力されている。微小変化抽出部８１２は基本的には、中心データB0とデータB＋4との差、中心データB0とデータB−4と差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。微小変化抽出部８１２には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ3画素分はなれた位置のデータB＋3と、データB−3とが入力されている。微小変化抽出部８１３には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ2画素分はなれた位置のデータB＋2と、データB−2とが入力されている。微小変化抽出部８１４には、中心データB0と、この中心データB0からプラスマイナス方向へ1画素分はなれた位置のデータB＋1と、データB−1とが入力されている。各微小変化抽出部８１２−８１４もそれぞれ基本的には、中心データB0と一方のデータとの差、中心データB0と他方のデータと差を検出して、階調に画素間の差があるかどうかを判定し、少ない方の差分を取り出している。
【００５１】
各各微小変化抽出部８１１−８１４の出力は、平均化部８１５で加算され、その平均値が先の修正データHEとして出力される。
【００５２】
上記の処理は8×8画素のブロック単位で、階調の変化を検出し、階調変化があった場合は、その変化が目立たないようにスムージング処理していることに相当する。つまりブロックノイズを低減している。
【００５３】
ここで微小変化抽出部にはパラメータが与えられる。図６には１つの微小変化抽出部の構成例を代表として示している。この微小変化抽出部には、中心データA0と、この中心データA0からプラスマイナス方向へI（ライン又は画素）分はなれた位置のデータA＋Iと、データA−Iとが入力されている。Iは1乃至4のいずれかである。データA0とA-Iの差分は、減算器９０１で計算され、絶対値回路９０４で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。またデータA0とA＋Iの差分は、減算器９０２で計算され、絶対値回路９０５で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。またデータA0とA＋Iの差分は、減算器９０２で計算され、絶対値回路９０５で絶対値に変換されセレクタ９０７に入力される。セレクタ９０７は、いずれか小さいほうを選択し、微少量抽出部９０８に供給する。
【００５４】
またデータA-IとA＋Iの差分は、減算器９０３で計算され、絶対値回路９０６で絶対値に変換され、その絶対値は、微少量抽出部９０９に供給されている。データA-IとA＋Iの差分は、画素のレベル変化が右肩上がりか、左方上がりか、または変化無しを示すことになる。
【００５５】
上記の検出形態としては、次のようなパターンが考えられる
パターン１・・・A-I＜A0、A0＜A＋I、A-I＜A＋I（右肩上がり）
パターン２・・・A-I＞A0、A0＞A＋I、A-I＞A＋I（右肩下がり）
パターン３・・・A-I＜A0、A0＞A＋I、A-I＝A＋I（三角形）
パターン４・・・A-I＞A0、A0＜A＋I、A-I＝A＋I（逆三角形型）
微少量抽出部９０８，９０９の入力出力特性は、先の加算器１１０からのパラメータで制御される。微少量抽出部９０８，９０９の出力は最小値検出部９１１に入力されて、小さいほうが選択される。選択されたデータは符号再現部９１２に入力されて符号が再現され、修正データとして採用される。
【００５６】
ここで微少量抽出部９０８、９０９の入力Viと出力Voの関係は、例えば図７（A)の如く初期状態が設定されている。まず入力Viの値がゼロから増加するに従いV1になるまでは出力Voが一定の割合で増加する。入力Viの値がV1からV2までは、出力Voは一定値Vout1に維持される。そして、入力Viの値がV2を超えると、出力Voは減少する方向へ変化する。
【００５７】
これにより、入力Viの値がV1になるまでスムージング処理効果が次第に強化され、V1からV2まではスムージング処理効果が維持（変化せず）、V2以上になるとスムージング処理効果は弱められる。入力Viの値がV1からV2まではVoutを一定としたのは、スムージング効果が頻繁に変化するとノイズを生じやすいからである。またV2以上になるとスムージング処理効果は弱める特性としたのは、本来目的とする階調スムージング対象の絵柄と違う可能性が高いからである。
【００５８】
ここで、加算器１１０において、イニシャルパラメータに対して、図１で説明した補正パラメータが加算されると、微少量抽出部９０８、９０９の入力Viと出力Voの関係は例えば図７(B)又は図７（C)に示すような変換特性となる。この特性であると、入力Viに対する出力Voの変化する感度が高くなることである。このために、図１に示した階調スムージング処理回路１１２は、フェードイン・フェードアウト時において感度が上がり、プレーン領域における階調の段差部を軽減すように動作する。
【００５９】
図８は、本発明の映像信号処理装置が組み込まれたテレビジョン信号受信装置の信号処理系を概略的に示している。
【００６０】
映像信号処理装置の主な構成は、信号処理部３４内に組み込まれ制御部３５により制御されている。デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ２２で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子２３を介してチューナ２４に供給される。このチューナ２４は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ２４から出力された信号は、デコーダ２５に供給されて、例えばＭＰＥＧデコーダ４１を含めて、ＭＰＥＧ（moving picture experts group）２デコード処理が施される。
【００６１】
またチューナ２４の出力は、直接セレクタ２６に供給されている。この信号から映像・音声情報などが分離され、この映像・音声情報が制御部３５を介して記録装置（図示せず）において記録されることも可能である。
【００６２】
さらに、アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ２７で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子２８を介してチューナ２９に供給される。このチューナ２９は、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ２９から出力された信号は、Ａ／Ｄ（analog／digital）変換部３０によりデジタル化された後、上記セレクタ２６に出力される。
【００６３】
また、アナログ信号用の入力端子３１に供給されたアナログの映像及び音声信号は、Ａ／Ｄ変換部３２に供給されてデジタル化された後、上記セレクタ２６に出力される。さらに、デジタル信号用の入力端子３３に供給されたデジタルの映像及び音声信号は、そのまま上記セレクタ２６に供給される。
【００６４】
Ａ／Ｄ変換された信号が、記録装置にて記録される場合は、セレクタ２６に付随しているMPEGエンコーダ４２により、所定のフォーマット例えばＭＰＥＧ（moving picture experts group）２方式による圧縮処理が施された後、記録装置にて記録される。
【００６５】
上記セレクタ２６は、４箇所の入力デジタル映像及び音声信号から１つを選択して、信号処理部３４に供給している。この信号処理部３４は、入力されたデジタル映像信号に所定の信号処理を施して上記映像表示器１４での映像表示に供させている。この映像表示部１４としては、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等でなるフラットパネルディスプレイが採用される。また、信号処理部３４は、入力されたデジタル音声信号に所定の信号処理を施し、アナログ化してスピーカ１５に出力することにより、音声再生を行なっている。
【００６６】
ここで、このテレビジョン信号受信装置は、上記した各種の受信動作を含む種々の動作を制御部３５によって統括的に制御されている。この制御部３５は、ＣＰＵ（central processing unit）等を内蔵したマイクロプロセッサであり、操作部１６や操作子（図示せず）からの操作情報、または、上記リモートコントローラ１７から送信された操作情報を受光部１８で受けて処理することにより、その操作内容が反映されるように各部をそれぞれ制御している。
【００６７】
この場合、制御部３５は、メモリ３６を使用している。このメモリ３６は、主として、そのＣＰＵが実行する制御プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、該ＣＰＵに作業エリアを提供するためのＲＡＭ（random access memory）と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリとを備えている。
【００６８】
なお、平行動作する複数の信号の処理系統において、同期が得られるように時間調整用のバッファが内蔵されていることは当然である。また上記した説明では、輝度信号にする処理系統を示したが、色差信号の系統、色信号の系統に階調スムージングブロックをそれぞれ設けてもよいことは勿論である。また、微小変化検出範囲として８×８画素のブロックを説明したが、これに限らず４×４画素のブロック、１６×１６画素のブロックなど各種変更設計してもよく、また各種のブロックの処理回路を組み合わせもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したようにこの発明は、映像信号処理装置、テレビジョン信号受信装置、記録再生装置及びセットトップボックスなどに適用されて有用である。
【符号の説明】
【００７０】
１１３・・・周波数解析・補正パラメータ生成部、１１３a・・・周波数状態判定ブロック、１１３b・・・補正パラメータ出力ブロック、１１６、１１７・・・加算器、１２０・・・鮮鋭化・階調スムージング処理部、１２０a・・・シャープネスブロック、１２０b・・・階調スムージングブロック。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差をパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記スムージングブロックのスムージング処理を前記第１のケースのときよりも強化する補正パラメータを出力する補正パラメータ出力ブロックを有することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記補正パラメータにより、前記スムージングブロックの前段にあるシャープネスブロックのシャープネス処理が前記第１のケースのときよりも強化されることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記判定結果が、前記第１のケースの場合は、シャープネスブロックのシャープネス処理、前記スムージングブロックのスムージング処理は、イニシャルパラメータにより実行されることを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記周波数状態判定ブロックは、予め設定された周波数を高い方と低い方へ調整可能であることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
周波数状態判定ブロックは、前記周波数状態を判定するとき、前記入力デジタル映像信号を複数の異なる周波数帯域の周波数成分を抽出し、抽出した各周波数成分に重み付けして、判定することを特徴とする請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
入力デジタル映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調するシャープネスブロックと、このシャープネスブロックからの出力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減するスムージングブロックとを制御する映像信号処理装置の制御方法において、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を出力し、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記第１第２のパラメータに対する補正パラメータを生成して、前記第１のケースのときよりも前記シャープネスブロックのシャープネス処理を強化し、かつ前記スムージングブロックのスムージング処理も強化することを徴とする映像信号処理装置の制御方法。
【請求項７】
放送信号を受信部で受信し、受信信号をデコーダしデジタル映像信号を出力するデコーダと、前記デジタル映像信号に所定の信号処理を施す信号処理装置と、前記信号処理装置で処理された映像信号を表示する表示部と、信号処理動作を統括する制御部とを有したテレビジョン信号受信装置において、
前記信号処理装置は、
入力デジタル映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調するシャープネスブロックと、
前記シャープネスブロックからの出力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記第１、第２のパラメータに対する補正パラメータを生成して、前記第１のケースのときよりも前記シャープネスブロックのシャープネス処理を強化し、かつ前記スムージングブロックのスムージング処理も強化する補正パラメータ出力ブロックを含むことを特徴とするテレビジョン信号受信装置。
【請求項１】
入力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差をパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記スムージングブロックのスムージング処理を前記第１のケースのときよりも強化する補正パラメータを出力する補正パラメータ出力ブロックを有することを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記補正パラメータにより、前記スムージングブロックの前段にあるシャープネスブロックのシャープネス処理が前記第１のケースのときよりも強化されることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記判定結果が、前記第１のケースの場合は、シャープネスブロックのシャープネス処理、前記スムージングブロックのスムージング処理は、イニシャルパラメータにより実行されることを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
前記周波数状態判定ブロックは、予め設定された周波数を高い方と低い方へ調整可能であることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
周波数状態判定ブロックは、前記周波数状態を判定するとき、前記入力デジタル映像信号を複数の異なる周波数帯域の周波数成分を抽出し、抽出した各周波数成分に重み付けして、判定することを特徴とする請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
入力デジタル映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調するシャープネスブロックと、このシャープネスブロックからの出力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減するスムージングブロックとを制御する映像信号処理装置の制御方法において、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を出力し、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記第１第２のパラメータに対する補正パラメータを生成して、前記第１のケースのときよりも前記シャープネスブロックのシャープネス処理を強化し、かつ前記スムージングブロックのスムージング処理も強化することを徴とする映像信号処理装置の制御方法。
【請求項７】
放送信号を受信部で受信し、受信信号をデコーダしデジタル映像信号を出力するデコーダと、前記デジタル映像信号に所定の信号処理を施す信号処理装置と、前記信号処理装置で処理された映像信号を表示する表示部と、信号処理動作を統括する制御部とを有したテレビジョン信号受信装置において、
前記信号処理装置は、
入力デジタル映像信号の高域周波数成分を第１のパラメータに応じて強調するシャープネスブロックと、
前記シャープネスブロックからの出力デジタル映像信号のプレーン領域の階調差を第２のパラメータに応じて低減するスムージングブロックと、
前記入力デジタル映像信号の周波数状態を判定するとき、第１のケースとして予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分がこれより高域側の周波数成分より少ないケース、第２のケースとして前記予め設定された周波数より低い低域側の周波数成分が前記高域側の周波数成分より多いケースの判定結果を得る周波数状態判定ブロックと、
前記判定結果が、前記第２のケースの場合は、前記第１、第２のパラメータに対する補正パラメータを生成して、前記第１のケースのときよりも前記シャープネスブロックのシャープネス処理を強化し、かつ前記スムージングブロックのスムージング処理も強化する補正パラメータ出力ブロックを含むことを特徴とするテレビジョン信号受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１９９９９３（Ｐ２０１０−１９９９９３Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２７０４（Ｐ２００９−４２７０４）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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