JP2008259097A - 映像信号処理回路および映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 局所的にダイナミックレンジに偏りがある画像の映像輝度信号に対しても、画質を低下させること無く画像に適応した高域強調を行うことができる映像輝度信号処理回路および映像表示装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 メモリ９ａと、メモリ９ａに接続され、第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタ２と、画面を複数のブロックに分割し、映像輝度信号のブロック毎の最小値と最大値の差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段２０と、前記第１の高域強調成分に前記第１の強調係数を乗じた第２の高域強調成分を出力する乗算部８と、前記第２の高域強調成分を遅延調整部９ｂから出力された第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部１０とを備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テレビジョン画像等における映像輝度信号に対して高域強調を行う映像信号回路およびその映像信号回路を備えたプロジェクションテレビ、液晶テレビなどの映像表示装置に関するものである。

従来の映像信号処理回路では画像を表示するための映像輝度信号から抽出した高域成分に所定の係数を乗じたものを映像輝度信号に加算することで、映像の輪郭を強調していた。しかし、画素毎に抽出される高域成分の大きさは、映像輝度信号の画面内のレベル分布（ダイナミックレンジ）に関係なく、その画素の映像輝度信号のレベルに比例して大きくなる。そのため、従来の高域強調では、映像輝度信号のうち、レベルの小さな画素に対して抽出される高域成分が小さくなり、映像輝度信号のダイナミックレンジが小さな場合に、じゅうぶんに高域強調を行うことができないという問題があった。

そこで、映像輝度信号の最大値と最小値から画面全体のダイナミックレンジを算出し、算出したダイナミックレンジが小さな場合には、高域成分に乗ずる定数を増加させる信号強調回路が提案されている。（例えば特許文献１参照。）しかし、このような信号強調回路では、画面全体のダイナミックレンジを基に高域成分の大きさを調整しているので、画面全体の輝度の分布がレベルの大きな明るい側とレベルの小さな暗い側の両端に偏った画像の場合、ダイナミックレンジが大きいと判断されてしまう。そのため、局所的に明るい部分、または暗い部分が存在するような画像の映像輝度信号に対してじゅうぶんに高域強調を行うことができないという問題があった。

一方、画面を複数のブロックに分割し、分割したブロック毎の映像輝度信号の輝度ヒストグラムに基づいて補正曲線を算出することにより、画面内の局所的なダイナミックレンジを考慮して階調補正の強度を調整する階調補正装置が提案されている。（例えば特許文献２参照。）

特開平５−２３６３０１号公報（段落００１１、第１図） 特開２００６−１６５８２８号公報（段落００１８、第１図）

しかしながら、上記のようにブロック毎の映像輝度信号の輝度ヒストグラムに基づいて補正曲線を算出する方法では、補正曲線の算出に要する時間分だけフレーム遅れを生じた画像に対する補正曲線を使用することになる。コントラストを強調するための階調制御では、画質に対してそのようなフレーム遅れの影響は大きくないが、輪郭を強調するための高域強調に適用すると、擬似輪郭が発生することがあり、画質を低下させてしまうという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、局所的にダイナミックレンジに偏りがある画像の映像輝度信号に対しても、画質を低下させること無く画像に適応した高域強調を行うことができる映像信号処理回路および映像表示装置を得ることを目的とする。

本発明にかかる映像信号処理回路は、映像輝度信号が入力されるメモリと、前記メモリから出力された第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を抽出し、抽出した第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタと、画面を複数のブロックに分割し、前記映像輝度信号の前記ブロック毎の最小値と最大値との差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段と、前記高域抽出フィルタにより抽出された前記第１の高域強調成分に前記第１の強調係数を乗じて第２の高域強調成分を算出し、前記第２の高域強調成分を出力する乗算部と、前記第１の遅延映像輝度信号を遅延させた第２の遅延映像輝度信号を出力する遅延調整部と、前記乗算部から出力される前記第２の高域強調成分を、前記第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部と、を備えるようにした。

本発明によれば、メモリと、前記メモリに接続され、第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタと、画面を複数のブロックに分割し、映像輝度信号のブロック毎の最小値と最大値の差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段と、前記第１の高域強調成分に前記第１の強調係数を乗じた第２の高域強調成分を出力する乗算部と、前記第２の高域強調成分を遅延調整部から出力された第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部とを備えることにより、局所的にダイナミックレンジに偏りがある画像の映像輝度信号に対しても、画像の特徴に対応した高域強調を行うことができる映像信号処理回路および映像表示装置を得ることができる。

実施の形態１．
図１〜６は、本発明の実施の形態１に係る映像信号処理回路を説明するためのもので、図１は映像信号処理回路の全体構成を示すブロック図、図２は映像信号処理回路のうち、平均化処理部の構成を示すブロック図、図３〜図６は映像信号処理回路での演算を説明するためのものである。

映像信号処理回路の構成について図１、図２を用いて説明する。
映像信号処理回路は、入力端子１と、高域抽出フィルタ２と、ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３と、非線形変換部４と平均化処理部５と、ユーザインタフェース部６と、係数発生部７と乗算器８と、メモリ９ａと、遅延調整部９ｂと、加算器１０と出力端子１とを有している。

映像輝度信号が入力される入力端子１は、メモリ９ａおよびブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３のそれぞれの入力に接続されている。メモリ９ａの出力は遅延調整部９の入力および高域抽出フィルタ２の入力にそれぞれ接続されている。遅延調整部９の出力は加算器１０の第１入力に接続されている。高域抽出フィルタ２の出力は乗算器８の第１入力に接続されている。ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３の出力は、非線形変換部４の入力に接続され、非線形変換部４の出力は平均化処理部５に接続されている。平均化処理部５の出力は係数発生部７の第１入力に接続され、ユーザインタフェース部６の出力は係数発生部７の第２入力に接続されている。係数発生部７の出力は乗算部８の第２入力に接続され、乗算部８の出力は加算部１０の第２入力に接続されている。そして、加算部１０の出力が高域強調を行った映像輝度信号を出力するための出力端子１１に接続されている。

ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３は、１フレーム分の画面を複数のブロックに分割し、入力端子１に入力された映像輝度信号に対して分割されたブロック毎に信号レベルの最大値と最小値を測定し、その差分をブロック毎のダイナミックレンジとして出力する。

非線形変換部４は、ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３から出力されたブロック毎のダイナミックレンジを非線形変換し、ブロック毎の一次係数として出力する。

平均化処理部５は、図２に示すように第１係数蓄積部１２、隣接ブロック間平均処理部１３、第２係数蓄積部１４、時間方向平均化処理部１５、第３係数蓄積部１６、ブロック内線形補間処理部１７を有している。そして、ダイナミックレンジ測定部３の出力が第１係数蓄積部１２の入力に接続され、以下、隣接ブロック間平均処理部１３、第２係数蓄積部１４、時間方向平均化処理部１５、第３係数蓄積部１６、ブロック内線形補間処理部１７と順次接続され、ブロック内線形補間処理部１７の出力が係数発生部７の第２入力に接続されている。平均化処理部５は、非線形変換部４から出力されたブロック毎の一次係数を基に時間的な変動を考慮した画素ごとの第１の強調係数を算出して出力する。

つまり、ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３と、非線形変換部４と、平均化処理部５とで、画面内のブロック毎のダイナミックレンジを反映して画素毎の第１の強調係数を演算し、出力する画面特徴抽出手段２０を形成する。

ユーザインタフェース部６は、図示しない画面上のメニューを利用して、ユーザの設定した画面全体に対する、つまり画面内の全画素共通の強調度合いを制御するための第２の強調係数を出力する。

係数発生部７は、画面特徴抽出手段２０から出力された画素毎の第１の強調係数にユーザインタフェース部６から出力された第２の強調係数を乗じて得られた第３の強調係数を出力する。

メモリ９ａはフレームメモリであり、入力端子１からメモリ９ａに入力された映像輝度信号は、１フレーム分遅延した第１の遅延映像輝度信号として遅延調整部９ｂおよび高域抽出フィルタ２に出力される。

高域抽出フィルタ２は、メモリ９ａを経由して入力された第１の遅延映像輝度信号から高周波数域の信号を抽出して第１の高域強調成分を出力する。

乗算部８は、高域抽出フィルタ２から出力された第１の高域強調成分に、係数発生部７から出力された第３の強調係数を乗じて画素毎に高域強調成分の強度を補正し、補正した第２の高域強調成分を出力する。

遅延調整部９ｂは、メモリ９ａから入力された第１の遅延映像輝度信号から、さらに１フレーム分遅延させた第２の遅延映像輝度信号を加算部１０に出力する。

これにより、遅延調整部９ｂから出力される第２の遅延映像輝度信号は、メモリ９ａおよび遅延調整部９ｂを経由することにより、入力端子１に入力された映像輝度信号から２フレーム分遅延したものとなる。また、高域抽出フィルタ２から出力される第１の高域強調係数も、メモリ９ａでの遅延、および高域抽出フィルタ遅延調整部９ｂでの抽出処理に要する時間により、入力端子１に入力された映像輝度信号から２フレーム分遅延した信号から抽出されたものとなる。さらに、画面特徴抽出手段２０から出力された第１の強調係数も画面特徴抽出手段２０内での演算処理により、入力端子１に入力された映像輝度信号から２フレーム分遅延した信号から演算されたものとなる。なお、係数発生部７から出力される第３の強調係数は、係数発生部７での演算が単純なので、第１の強調係数と同じフレームで出力される。つまり、高域抽出フィルタ２から出力される第１の強調成分と、画面特徴抽出部２０から出力される第１の強調係数または係数発生部７から出力される第３の強調係数のフレームは、共に２フレーム遅延で一致し、乗算部８から出力される第２の強調成分と、遅延調整部９ｂから出力される第２の遅延映像輝度信号のフレームも、共に２フレーム遅延で一致する。

なお、本実施の形態１では、画面特徴抽出手段２０でのフレーム遅延が２フレーム分であったため、メモリ９ａにフレームメモリを用いたが、これに限定されることは無い。例えば、メモリ９ａを図示しない制御部を設けたメモリで構成し、画面特徴抽出手段２０での処理時間に応じて、つまり、画面特徴抽出部２０から出力される第１の強調係数または係数発生部７から出力される第３の強調係数のフレームと、高域抽出フィルタ２から出力される第１の強調成分のフレームが一致するようにメモリ９ａでの遅延量を調整するようにしてもよい。

加算部１０は、遅延調整部９から出力された第２の遅延映像輝度信号に、第２の遅延映像輝度信号と同じフレームに対して抽出され乗算器８から出力された第２の高域強調成分を加算し、高域強調した映像輝度信号を出力端子１１に出力する。

出力端子１１から出力された映像輝度信号は、図示しない映像表示装置の表示部に直接出力され、または図示しない後段の信号処理回路等を経由して表示部に出力され、輪郭強調された映像として表示される。

つぎに、動作について説明する。
図３は画面特徴抽出手段２０を形成するブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３での動作を説明するための図である。図３に示されるように、ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３は、映像輝度信号に対応する画面の画面全体を任意のブロックに分割して、ブロックごとに輝度ダイナミックレンジを求める。本実施の形態１では、画面全体をブロックＡ１〜Ａ７，Ｂ１〜Ｂ７，Ｃ１〜Ｃ７，Ｄ１〜Ｄ７の２８個のブロックに分割している。ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部３は分割したブロック毎に、ブロック内の全画素を対象として入力された映像輝度信号の輝度レベルの最大値と最小値を計測し、その差分を該当ブロックの輝度ダイナミックレンジとして出力する。なお、ブロックの数及び配列は、図示のものに限定されることなく、適宜変更してもよい。

図４は非線形変換部４でブロック毎の輝度ダイナミックレンジから一次係数ｋを算出する非線形処理を説明する図である。横軸は入力されるブロック毎の輝度ダイナミックレンジを示し、信号の輝度レベルが８ｂｉｔ分解能の０から２５５の整数とした時ダイナミックレンジの値である。縦軸は一次係数ｋを示し、本実施の形態１ではステップ幅０．２５で１倍から２倍の間の値に変化するように設定している。図に示すように、輝度ダイナミックレンジが小さい時には一次係数ｋは大きく、輝度ダイナミックレンジが大きな時には一次係数ｋは小さくなるように設定している。例えば輝度ダイナミックレンジが１６０以上の大きな値の場合には一次係数ｋが１となり、強調の度合いが最小になる。また、輝度ダイナミックレンジが６４未満の小さな値の場合には一次係数ｋが２となり強調の度合いが最大となる。なお、図４の設定はあくまでも一例であって、非線形変換後の一次係数ｋの可変範囲やステップ数、ステップ幅などのパラメータは期待される効果と実現手段の制約、例えばハードウェアの規模、演算精度などに応じて適宜変更することが可能である。

非線形変換部４から出力されたブロック毎の一次係数ｋは図２に示すように、平均化処理部５の第１係数蓄積部１２に入力され、入力されたブロック毎の一次係数ｋは、係数蓄積部１２で１画面分蓄積される。このとき、図３のように画面を２８分割する場合には蓄積する一次係数ｋの数は２８個で良いため、大容量の画像メモリを使用する必要は無い。蓄積された一次係数ｋは隣接ブロック間平均化処理部１３に出力される。

隣接ブロック間平均化処理部１３での演算方法について図５を用いて説明する。図５は、図３におけるブロックＢ２を注目ブロックとしたときに隣接ブロック平均化処理を行う方法を示すものであり、ブロックＢ２を中心とする隣接ブロックおよびブロック毎の一次係数を示している。図において、ブロックＢ２の周りにはブロックＡ１〜Ａ３，Ｂ１，Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３が隣接していて、各ブロックＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３の一次係数がｋＡ１〜ｋＡ３，ｋＢ１〜ｋＢ３，ｋＣ１〜ｋＣ３であることを示している。注目ブロックＢ２の一次係数ｋＢ２は以下の式（１）により平均化される。
ＡｖｅｋＢ２＝ ｛ａ×ｋＢ２＋ｂ×（ｋＡ１＋ｋＡ２＋ｋＡ３＋ｋＢ１＋ｋＢ３＋ｋＣ１＋ｋＣ２＋ｋＣ３）｝／（ａ＋８×ｂ） ・・・式（１）
ここで、ＡｖｅｋＢ２は、ブロックＢ２の一次係数ｋＢ２についての隣接ブロック間平均化処理によって得られた平均化された２次係数であり、ａ及びｂはそれぞれ定数である。

このとき、式（１）における定数ａ、ｂを変化させることで、平均化処理を行う時の注目ブロックとその周辺にある隣接ブロックとの重み付けを変えることができる。例えばａ＝ｂとすることで、注目ブロックと隣接ブロックとの区別なく単純に平均化を行うこともできるし、ａ＞ｂとすることで、注目ブロックの重み付けを増加させて平均化を行い、局所的な画像の特徴をより重視した処理とすることができる。

なお、注目ブロックが画面の端であり、隣接ブロックが図５のように８ブロック存在しない場合は、存在する隣接ブロックだけを対象として平均化を行う。注目ブロックが画面の端部（上下左右の辺）に位置するブロック（例えば図３のＢ１）の場合には、５個の隣接ブロック（同Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２）を使用して平均化を行う。また、注目ブロックが画面の角に位置するブロック（例えば図３のＡ１）の場合には、３個の隣接ブロック（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）を使用して平均化を行う。

以上のような平均化処理を全ブロックに対して行い、その結果算出されたブロック毎の２次係数Ａｖｅｋを第２の係数蓄積部１４に出力する。第２の係数蓄積部１４は、隣接ブロック間平均化処理部１３から出力された現在の画面に対するブロック毎の２次係数Ａｖｅｋ（ｔ）、および１フレーム前の画面に対して出力されたブロック毎の２次係数ａｖｅｋ（ｔ−１）を蓄積する。そして、蓄積した２画面分の２次係数Ａｖｅｋ（ｔ）およびａｖｅｋ（ｔ−１）を時間方向平均化処理部１５に出力する。

時間方向平均化処理部１５は、第２の係数蓄積部から出力された現フレームの映像輝度信号に対する２次係数Ａｖｅｋ（ｔ）および前フレームの映像輝度信号に対する２次係数ａｖｅｋ（ｔ−１）に対して、以下の条件式によりフィルタ処理を行う。
ここで、ＴＡｖｅＫはフィルタ処理後のブロック毎の３次係数、ＣＨは閾値、ＤＦは３次係数Ｔａｖｅｋが一画面分の時間の間に許容される変化量である。なお、本実施の形態１では、時間方向の変化を最小限とするために、ＤＦの値を非線形変換部４での非線形変換時に設定した強調係数への変換の最小ステップ幅（０．２５）に設定している。
ＡｖｅＫ（ｔ）＞ＡｖｅＫ（ｔ−１）＋ＣＨのとき（即ち、２次係数の増加が閾値ＣＨより大きいとき）
ＴＡｖｅＫ＝ＡｖｅＫ（ｔ−１）＋ＤＦ ・・・式（２）
ＡｖｅＫ（ｔ）＜ＡｖｅＫ（ｔ−１）−ＣＨのとき（即ち、２次係数の減少が閾値ＣＨより大きいとき）
ＴＡｖｅＫ＝ＡｖｅＫ（ｔ−１）−ＤＦ ・・・式（３）
上記以外のとき（２次係数の増減量が閾値ＣＨ内のとき）
ＴＡｖｅＫ＝ＡｖｅＫ（ｔ−１） ・・・式（４）

上記処理も前記隣接ブロック間平均化処理部１３での処理と同様にブロック毎に全ブロックに対して行い、演算したブロック毎の３次係数ＴＡｖｅＫを第３の係数蓄積部１６に出力し、第３の係数蓄積部１６は、現在の画面に対するブロック毎の３次係数ＴＡｖｅｋを１画面分蓄積する。これによりブロック毎の３次係数ＴＡｖｅｋが画面間で変化する量を抑制し、高域強調の度合いの急激な変化によるブロックの輝度の瞬間的な変化する、いわゆる面フリッカを防ぐことができる。

なお、時間方向平均化処理部１５は、第２の係数蓄積部１４に数フレーム分の２次係数データを蓄え、出力させることにより、上記式（２）〜（４）を変形させて数フレーム分の２次係数Ａｖｅｋを平均化するようにフィルタ処理してもよい。

第３の係数蓄積部１６は、蓄積した１画面分の３次係数ＴＡｖｅｋをブロック内線形補間処理部１７に出力する。ブロック内線形補間処理１７では、ブロック毎の３次係数ＴＡｖｅｋから画素ごとの第１の強調係数を演算し、係数発生部７に出力する。以下、ブロック内線形補間処理１７での演算方法について説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は、ブロック内線形補間処理部１７の動作を説明するための図である。図６（ａ）は隣接した４個のブロックを示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）における各ブロックの中心位置ＣＥＮＢ２，ＣＥＮＢ３，ＣＥＮＣ２，ＣＥＮＣ３を繋ぐ破線の四角形を拡大して示したものである。

図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ブロック内線形補間処理部１７は、注目画素をＯＢＪとしたときに、注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２内における注目画素ＯＢＪの位置と、注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２の中心位置ＣＥＮＢ２と、注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２に隣接するブロックＢ３，Ｃ２，Ｃ３の中心位置（ＣＥＮＢ３，ＣＥＮＣ２，ＣＥＮＣ３）とに基づく線形補間により、注目画素ＯＢＪにおける線形補間された第１の強調係数ＬＡｖｅＫを求める。より具体的に言えば、図６（ｂ）に示されるように、ブロック内線形補間処理は、注目画素ＯＢＪから注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２の中心位置ＣＥＮＢ２までの水平方向距離ｈ及び垂直方向距離ｖと、注目画素ＯＢＪから注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２の隣接ブロックＢ３又はＣ２の中心位置ＣＥＮＢ３又はＣＥＮＣ３までの水平方向距離（ｘ−ｈ）と、注目画素ＯＢＪから注目画素ＯＢＪの属するブロックＢ２の隣接ブロックＣ２又はＣ３の中心位置ＣＥＮＣ２又はＣＥＮＣ３までの垂直方向距離（ｙ−ｖ）とに基づく線形補間（位置による重み係数を掛けることによる線形補間）により、注目ブロック及び隣接ブロックの３次係数ＴＡｖｅＫから、注目画素ＯＢＪにおける線形補間された第１の強調係数ＬＡｖｅＫを求める。ここで、ｘは各ブロックの水平幅、ｙは各ブロックの垂直幅を示す。

図６（ａ）及び（ｂ）における４つのブロックＢ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ３において、例えば、ブロックＢ２における画素に注目する。注目画素ＯＢＪはブロックＢ２の中心位置ＣＥＮＢ２よりブロックＢ３，Ｃ２，Ｃ３側に寄っている。ここで、各ブロックの３次係数ＴＡｖｅＫをＴＡｖｅＫＢ２，ＴＡｖｅＫＢ３，ＴＡｖｅＫＣ２，ＴＡｖｅＫＣ３とすると、注目画素に適用される線形補間された第１の強調係数ＬＡｖｅＫＯＢＪは以下の式（５）で求められる。

ＬＡｖｅＫＯＢＪ＝｛（ｙ−ｖ）×（（（ｘ−ｈ）×ＴＡｖｅＫＢ２＋ｈ×ＴＡｖｅＫＢ３）／ｘ）＋ｖ×（（（ｘ−ｈ）×ＴＡｖｅＫＣ２＋ｈ×ＴＡｖｅＫＣ３）／ｘ）｝／ｙ ・・・式（５）

式（５）による演算を、画素毎に、その画素の位置に従って線形補間された第１の強調係数ＬＡｖｅＫを求めることによって、隣接するブロックにおける輝度ダイナミックレンジが異なっていても、ブロック間の境界で第１の強調係数ＬＡｖｅＫが急激に変化することがない。つまり、高域強調の度合いがブロック間で急激に変化することなく、画面内にブロック間の境界線が現れることを防ぐことができる。

なお、上記実施の形態１の中で平均化処理部５は、隣接ブロック間平均化処理部１３、時間方向平均化処理部１５、ブロック内線形補間処理部１７、及びその演算のための１次係数〜３次係数を蓄積するための蓄積部１２、１４、１６を備えるものである。しかし、これらのうち１つまたは２つ以上の処理部と蓄積部は合体し、ひとつの処理部の中で演算するようにしてもよい。また、その処理順序を入れ替えることも可能である。

このようにして、画面特徴抽出手段２０の平均化処理部５から出力された画素ごとの第１の強調係数ＬＡｖｅＫは、乗算部８に出力される。

ユーザインタフェース部６は、図示しない画像表示装置の画面上のメニューを利用して、ユーザが画像の輪郭強調の強弱を設定できるようにする。そのメニュー画面で選択した強調の度合いに対応する第２の強調係数Ｌｕを出力する。なお、強調の強弱の選択に際しては、ボリュームスイッチのように画面を用いないものを使用してもよい。

係数発生部７は、画面特徴抽出手段２０から出力された画素毎の第１の強調係数ＬａｖｅＫに、ユーザインタフェース部６から出力された画面全体に対する第２の強調係数Ｌｕを乗じ、画素毎の第３の強調係数Ｌｐを乗算部８に出力する。

乗算部８は、高域抽出フィルタ２から出力された第１の高域強調成分に係数発生部７から出力された画素毎の第３の強調係数Ｌｐを乗じた第２の高域強調成分Ｌｆを加算部１０に出力する。

加算部１０は、遅延調整部９から出力された第２の遅延映像輝度信号に第２の高域強調成分Ｌｆを加算して出力端子１１に出力し、出力端子１１から出力された映像輝度信号は、図示しない映像表示装置の表示部に直接出力され、または図示しない後段の信号処理回路等を経由して表示部に出力されることにより、輪郭強調された映像として表示することができる。

このとき、高域抽出フィルタ２の前段にメモリ９ａを設けることにより、高域抽出フィルタ２から出力される第１の高域強調成分の元となった映像輝度信号と、画面特徴抽出手段２０から出力される第３の強調係数Ｌｐの元となった映像輝度信号のフレームが一致する。さらに、遅延調整部９ｂから出力される第２の遅延映像輝度信号も、第１の高域抽出成分の元となった映像輝度信号のフレームと一致する。したがって、フレームが同じ映像輝度信号を使用して、画面内の局所的なダイナミックレンジを反映して画素毎に最適化した第２の高域強調成分により、映像の輪郭強調を行うことができる。

なお、本実施の形態１では、ユーザによる輪郭強調の程度を反映させるためのユーザインタフェース部６を設け、第１の強調係数に第２の強調係数を乗じた第３の強調係数を乗算部８に出力するようにした。

しかし、ユーザインタフェース部６および係数発生部７を省略して第１の強調係数を直接乗算部８に出力させ、第１の強調係数を第１の高域強調成分に乗じて第２の高域強調成分Ｌｆを算出するようにしても、上述したように映像輝度信号のフレームは一致するので、画面内の局所的なダイナミックレンジを反映して画素毎に最適化した第２の高域強調成分により、映像の輪郭強調を行うことができる。

つまり、本実施の形態１によれば、映像輝度信号が入力されるメモリ９ａと、メモリ９ａから出力された第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を抽出し、抽出した第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタ２と、画面を複数のブロックに分割し、前記映像輝度信号の前記ブロック毎の最小値と最大値との差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段２０と、高域抽出フィルタ２により抽出された前記第１の高域強調成分に前記第１の強調係数を乗じて第２の高域強調成分を算出し、前記第２の高域強調成分を出力する乗算部８と、前記第１の遅延映像輝度信号を遅延させた第２の遅延映像輝度信号を出力する遅延調整部９ｂと、乗算部８から出力される前記第２の高域強調成分を、前記第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部１０とを備えるようにしたので、局所的にダイナミックレンジに偏りがある画像の映像輝度信号に対しても、画質を低下させること無く、画像に適応した輪郭強調を行うことができる映像信号処理回路を得ることができる。

さらに、画面の全画素共通の強調度合いを制御する第２の強調係数を出力するユーザインタフェース部６と、前記第１の強調係数に前記第２の強調係数を乗じた第３の強調係数を出力する係数発生部７とを設け、乗算部８では、前記高域抽出フィルタ２で抽出された前記第１の高域強調成分に前記第３の強調係数を乗じて第２の高域強調成分を算出し、前記第２の高域強調成分を出力するようにしたので、輪郭強調の程度にユーザの嗜好を反映させることもできる。

実施の形態２．
本実施の形態では、上記実施の形態１における映像信号処理回路を搭載して図示しない映像表示装置を製造した。

本実施の形態２では、映像表示装置に実施の形態１における映像信号処理回路を用いることにより、画面内の局所的な特徴に応じた高域強調成分により、画質を低下させること無く、画像に適した輪郭強調による映像を表示できる映像表示装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１における映像信号処理回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における映像信号処理回路の部分を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における映像信号処理回路内での演算方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における映像信号処理回路内での演算方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における映像信号処理回路内での演算方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態１における映像信号処理回路内での演算方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 入力端子、 ２ 高域抽出フィルタ、 ３ ブロック輝度ダイナミックレンジ測定部、 ４ 非線形変換部、 ５ 平均化処理部、 ６ ユーザインタフェース部、 ７ 係数発生部、 ８ 乗算部、 ９ａ メモリ、 ９ｂ 遅延調整部、 １０ 加算部、 １１ 出力端子、 １３ 隣接ブロック間平均化処理部、 １５ 時間方向平均化処理部、 １７ ブロック内線形補間処理部、 ２０ 画面特徴抽出手段

Claims (5)

1. 映像輝度信号が入力されるメモリと、
   前記メモリから出力された第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を抽出し、抽出した第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタと、
   画面を複数のブロックに分割し、前記映像輝度信号の前記ブロック毎の最小値と最大値との差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段と、
   前記高域抽出フィルタにより抽出された前記第１の高域強調成分に前記第１の強調係数を乗じて第２の高域強調成分を算出し、前記第２の高域強調成分を出力する乗算部と、
   前記第１の遅延映像輝度信号を遅延させた第２の遅延映像輝度信号を出力する遅延調整部と、
   前記乗算部から出力される前記第２の高域強調成分を、前記第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部と、
   を備えてなる映像信号処理回路。
2. 映像輝度信号が入力されるメモリと、
   前記メモリから出力された第１の遅延映像輝度信号から第１の高域強調成分を抽出し、抽出した第１の高域強調成分を出力する高域抽出フィルタと、
   画面を複数のブロックに分割し、前記映像輝度信号の前記ブロック毎の最小値と最大値との差に基づいて、画素毎の強調度合いを制御する第１の強調係数を出力する画面特徴抽出手段と、
   前記画面の全画素共通の強調度合いを制御する第２の強調係数を出力するユーザインタフェース部と、
   前記第１の強調係数に前記第２の強調係数を乗じた第３の強調係数を出力する係数発生部と、
   前記高域抽出フィルタにより抽出された前記第１の高域強調成分に前記第３の強調係数を乗じて第２の高域強調成分を算出し、前記第２の高域強調成分を出力する乗算部と、
   前記第１の遅延映像輝度信号を遅延させた第２の遅延映像輝度信号を出力する遅延調整部と、
   前記乗算部から出力される前記第２の高域強調成分を、前記第２の遅延映像輝度信号に加算して高域強調した映像輝度信号を出力する加算部と、
   を備えてなる映像信号処理回路。
3. 前記画面特徴抽出手段は、
   前記映像輝度信号の前記ブロック毎の最小値と最大値との差から前記ブロック毎にダイナミックレンジを算出するブロック輝度ダイナミックレンジ測定部と、
   前記ダイナミックレンジを非線形変換し、前記ブロック毎に１次係数を算出する非線形変換部と、
   前記１次係数に基づき、前記第１の強調係数を算出する平均化処理部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の映像信号処理回路。
4. 前記平均化処理部は、
   前記ブロックのうち、いずれかのブロックを注目ブロックとしたときに、前記注目ブロックの前記１次係数と前記注目ブロックに隣接するブロックの前記１次係数とを平均化した２次係数を算出する隣接ブロック間平均化処理部と、
   現在のフレームにおける前記２次係数と、過去のフレームにおける前記２次係数との差を所定値以下になるように前記現在のフレームにおける前記２次係数を調整した３次係数を算出する時間方向平均化処理部と、
   前記画素のうち、いずれかの画素を注目画素としたときに、前記注目画素の属するブロック内における前記注目画素の位置と、前記注目画素の属するブロックの中心位置と、前記注目画素に属するブロックに隣接するブロックの中心位置とに基づき、前記３次係数を線形補間して前記第１の強調係数を算出するブロック内線形補間処理部と、
   を備えたことを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理回路。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の映像信号処理回路を備えた映像表示装置。

Images