JP2007005933A - 画像調整方法、画像処理回路、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像表示装置が表示する画像が鮮明になるように、画像内に含まれる動きに応じて画像を適切に調整することができる画像調整方法、画像処理回路、及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】 動き判定部（第１判定手段）２０７は、画像内の小領域での動きの大きさを判定し、パンニング動作判定部（第２判定手段）２０８は、画像内の大領域での動き即ちパンニングの動作の大きさを判定する。動きの大きさが大であるほど、画像に含まれる輪郭を強調する輪郭強調処理部（輪郭強調手段）２０２は、輪郭の強調度を大きくする。パンニングの動作の大きさが大であるほど、輪郭強調処理部２０２が輪郭の強調度を小さくする一方、ガンマ補正処理部２０３はガンマカーブの傾きを大きくし、コントラスト強調処理部２０４は中間輝度の画素間の輝度差を拡大して、画像のコントラストを向上させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像表示装置が表示する画像を処理する方法に関し、より詳しくは、画像に含まれる動きの大きさに応じて、画像が鮮明になるように画像を調整する画像調整方法、画像処理回路、及び画像表示装置に関する。

従来、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はプロジェクションディスプレイ等、外部から画像データを受け付け、受け付けた画像データに基づいた画像を表示することができる各種の画像表示装置が普及している。画像表示装置が画像を走査する方式としては、奇数番目の走査線による表示からなるフィールドと偶数番目の走査線による表示からなるフィールドとを順次表示して画像のフレームを表現するインタレース走査と、走査線を順次走査するプログレッシブ走査とがある。通常のテレビジョン放送では、インタレース走査用の画像データが放送されているので、テレビジョン受像機をなす画像表示装置には、インタレース走査方式で画像を表示するものが多い。

近年の画像表示装置は、画面の大型化が進行しており、画面の大型化に伴って、表示できる画像の高画質化及び高解像度化が求められている。インタレース走査による画像とプログレッシブ走査による画像とでは、プログレッシブ走査による画像の方が高画質であるので、高画質化を実現する技術として、インタレース走査用の画像データをプログレッシブ走査用の画像データへ変換し、画像表示装置にてプログレッシブ走査で画像を表示するＩＰ（インタレース／プログレッシブ）変換の技術が用いられている。また、画像データから輝度信号と色信号とを分離するＹＣ分離を行う際に、一フレーム内での画像データの変化に基づくのみならず、時間方向への画像データの変化に基づいてＹＣ分離を行う３ＤＹＣ分離の技術も用いられている。また、放送された画像データに対応する画素数よりも画面上の画素数が多い大画面の画像表示装置に画像を表示させるために、スケーリングにより画素を増やすように従来の画像表示装置用の画像データを変換する技術も用いられている。

以上の如く画面のＩＰ変換及びスケーリング処理等の画像データの処理を行った際には、画像データの補間等に起因して画像が不鮮明になるので、画像の鮮明度を向上させるための画像処理を行う必要がある。このような画像処理としては、画像に含まれる輪郭の部分を強調する処理が主に行われる。画像表示装置が表示する画像には、通常、静止画の部分と動画の部分とが含まれており、静止画に比べて動画の方が動き適応処理により不鮮明になりやすい傾向がある。従って、動画に含まれる輪郭を強調するように画像処理を行った場合は、静止画に含まれる輪郭の強調の度合いが過剰となり、必ずしも画質の向上に寄与しないことがある。特許文献１には、この問題を解決するための技術として、画面内を複数の領域に分割し、各領域内での画像の時間的な動きの大きさを検出し、検出した動きの大きさに応じて、画像に含まれる輪郭の強調の度合いを調整する技術が開示されている。この技術を用いることにより、動画及び静止画の部分で夫々に適切な強調度で輪郭が強調され、画像表示装置は高画質の画像を表示することが可能となる。
特開２００３−６９８５９号公報

しかしながら、前述の特許文献１に開示された技術では、画像内での動きが画像を分割した各領域内に含まれる小さな動きである場合には輪郭の強調の度合いを調整可能ではあるが、画面全体が上下又は左右にパンニングされた場合等、動きの範囲が大きい場合には、輪郭の強調の度合いを適切に調整できないという問題がある。特にパンニングの際には、輪郭の強調によって画像内にジャギーが発生しやすいという問題がある。また特許文献１に開示された技術では、輪郭の強調の度合いを調整するのみであるので、輪郭を強調する処理の際に画像内のノイズを増幅する可能性があるという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、画像内での動きの大きさ及び動きの範囲の大きさに応じて、画像が鮮明になるように画像を適切に調整することができる画像調整方法、画像処理回路、及び画像表示装置を提供することにある。

更に本発明の他の目的とするところは、画像に含まれるノイズを増幅することなく、画像が鮮明になるように画像を適切に調整することができる画像調整方法、画像処理回路、及び画像表示装置を提供することにある。

本発明に係る画像調整方法は、画像データに基づいて画像表示装置が表示する画像を調整する画像調整方法において、画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定ステップと、前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定ステップと、前記第１判定ステップ及び前記第２判定ステップでの判定結果に応じた強調度で、画像に含まれる輪郭を強調するステップと、前記第２判定手段での判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係る画像処理回路は、画像データに基づいて画像表示装置が表示する画像を調整する処理を行う画像処理回路において、画像に含まれる輪郭を強調する輪郭強調手段と、画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定手段と、前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段及び前記第２判定手段による判定結果に応じて、前記輪郭強調手段が前記輪郭を強調する強調度を調整する強調度調整手段と、前記第２判定手段による判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置は、画像データに基づいて動画部分を含む画像を表示する表示手段と、該表示手段が表示する画像に含まれる輪郭を強調する輪郭強調手段とを備える画像表示装置において、画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定手段と、前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定手段と、前記第１判定手段及び前記第２判定手段による判定結果に応じて、前記輪郭強調手段が前記輪郭を強調する強調度を調整する強調度調整手段と、前記第２判定手段による判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すガンマ補正手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、画像表示装置で表示する画像に含まれる輪郭を強調する処理を行う際に、画像内の小領域における画像の時間的な動きの大きさ及び画像内の大領域における画像の時間的な動きの大きさに応じて、輪郭の強調度を調整し、画像内の大領域における動きの大きさに応じて、画像のガンマカーブ又はコントラストを調整する。

本発明に係る画像表示装置は、前記第１判定手段及び前記第２判定手段は、時系列的に異なる複数の画像に対応する画像データに基づき、実質的に同一の輝度を示す画素の位置が前記複数の画像間でずれる距離に対応して、前記動きの大きさを判定するように構成してあることを特徴とする。

また本発明においては、時系列的に異なる画像である複数のフィールド又はフレーム間で、同一輝度の画素の位置がずれる距離に対応して、画像内の小領域及び大領域における動きの大きさの値を求める。

本発明に係る画像表示装置は、前記強調度調整手段は、前記第１判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど前記強調度を増大させる手段と、前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど前記強調度を減少させる手段とを有することを特徴とする。

また本発明においては、画像内の小領域における動きの大きさが大であるほど画像内の輪郭を強調する強調度が増大し、画像内の大領域における動きの大きさが大であるほど画像内の輪郭を強調する強調度が減少する。

本発明に係る画像表示装置は、前記ガンマ補正手段は、前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほどガンマカーブの傾きが大になるようにガンマカーブを調整する手段を有することを特徴とする。

また本発明においては、画像内の大領域における動きの大きさが大であるほどガンマカーブの傾きを大きくして、画像のコントラスト感が向上する。

本発明に係る画像表示装置は、前記ガンマ補正手段は、前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど輝度が所定範囲内に含まれる画素間での輝度差を拡大するようにコントラストを強調する手段を有することを特徴とする。

更に本発明においては、画像内の大領域における動きの大きさが大であるほど、輝度が所定範囲にある画素間の輝度差を拡大するように、画像のコントラストを強調する。

本発明にあっては、画像内の小領域における動きの大きさ及び画像内の大領域における動きの大きさに応じて輪郭の強調度、画像のガンマカーブ及びコントラストを調整することにより、画像内に含まれる動き及び画面全体が動くパンニング等、画像内に含まれる動きの状態に応じた適切な方法で画像を鮮明化して、高画質の画像を表示することが可能となる。

また本発明にあっては、画像内での動きの大きさが大であるほど輪郭の強調度が増大し、パンニングの動作の大きさが大であるほど輪郭の強調度が減少するので、画像に含まれる動画の部分を鮮明にすることができると共に、パンニングの際には輪郭の強調度を抑えることによってジャギーの発生を抑制することが可能となる。

また本発明にあっては、画像にパンニングが含まれる場合、輪郭の強調度を抑えるだけでは画像が不鮮明になるので、ガンマカーブの傾きを大きくすることにより、画像のコントラスト感を向上させて、画像を鮮明化することができる。

更に本発明にあっては、画像にパンニングが含まれる場合、輪郭の強調度を抑えるだけでは画像が不鮮明になるので、画素間の輝度差を拡大することにより、画像のコントラストを向上させて、画像を鮮明化することができる。更に画像のコントラストを強調する処理により、ノイズの部分を他の部分に比べて突出して増加させることがないので、ノイズを増加させることなく画像を鮮明化することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の画像表示装置１の内部構成を示すブロック図である。画像表示装置１は、画像データとして輝度信号及び色信号が分離されずに複合した複合信号を外部から入力される複合信号入力部１５と、画像データとして輝度信号及び色信号が分離した分離信号を外部から入力される分離信号入力部１６とを備えている。複合信号入力部１５又は分離信号入力部１６は、図示しない外部のチューナ、セットトップボックス、又は映像記録装置等の外部装置に接続され、外部装置から画像データを入力される構成となっている。複合信号入力部１５には、画像データの３ＤＹＣ分離の処理を行う３ＤＹＣ分離処理部１４が接続されている。複合信号入力部１５は、外部から入力された複合信号を３ＤＹＣ分離処理部１４へ入力し、３ＤＹＣ分離処理部１４は、複合信号入力部１５から入力された複合信号に対して３ＤＹＣ分離の処理を行って、複合信号を輝度信号と色信号とに分離する構成となっている。

３ＤＹＣ分離処理部１４及び分離信号入力部１６は、入力切替部１３に接続しており、入力切替部１３は、本発明の画像処理回路２に接続している。３ＤＹＣ分離処理部１４及び分離信号入力部１６は、輝度信号と色信号とが分離した画像データを入力切替部１３へ入力し、入力切替部１３は、３ＤＹＣ分離処理部１４又は分離信号入力部１６から画像データを入力され、入力に応じて画像データの入力元を切り替え、入力された画像データを画像処理回路２へ入力する構成となっている。

更に画像表示装置１は、ＣＲＴ又は液晶パネル等の画像を表示するための表示デバイス１１と、表示デバイスに画像を表示させる処理を行う表示デバイス駆動部１２とを備えている。表示デバイス１１には表示デバイス駆動部１２が接続されており、表示デバイス駆動部１２には画像処理回路２が接続されている。本発明の画像処理回路２は、入力切替部１３から入力された画像データに処理を施して表示デバイス駆動部１２へ入力し、表示デバイス駆動部１２は、画像処理回路２からの画像データに基づいて表示デバイス１１に画像を表示させる構成となっている。

図２は、本発明の画像処理回路２の内部構成例を示すブロック図である。画像処理回路２は、入力切替部１３から入力された画像データのＩＰ変換を行うＩＰ変換処理部２０１を備えている。ＩＰ変換処理部２０１には、画像に含まれる輪郭部を強調する処理を行う輪郭強調処理部（輪郭強調手段）２０２が接続されている。輪郭強調処理部２０２には、画像データに対してガンマ補正を行うガンマ補正処理部２０３が接続されている。ガンマ補正処理部２０３には、画像のコントラストを強調する処理を行うコントラスト強調処理部２０４が接続されている。ガンマ補正処理部２０３及びコントラスト強調処理部２０３は、本発明に係るガンマ補正手段に相当する。コントラスト強調処理部２０３には、入力された画像データに基づいた画像を表示デバイス１１の画素数に合わせるために画像データを変換する処理を行うスケーリング処理部２０５が接続されている。スケーリング処理部２０５には、スケーリング後の画像データに対して、画像に含まれる輪郭部を強調する処理を再度実行する輪郭強調再処理部２０６が接続されている。画像処理回路２に入力された画像データは、ＩＰ変換処理部２０１、輪郭強調処理部２０２、ガンマ補正処理部２０３、コントラスト強調処理部２０３、スケーリング処理部２０５、及び輪郭強調再処理部２０６によって順に画像処理を施され、表示デバイス駆動部１２へ入力される。

またＩＰ変換処理部２０１には、画像内に含まれる動きの大きさを判定する動き判定部（第１判定手段）２０７、及び画像が表現する場面全体が動くパンニングの動作の大きさを判定するパンニング動作判定部（第２判定手段）２０８が接続されている。動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８には、マイクロコンピュータでなる制御部２０９が接続されている。動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８は、画像データに基づいて、画像内に含まれる動きの大きさ及びパンニングの動作の大きさを判定し、判定結果を制御部２０９へ入力する構成となっている。制御部１１には、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８から入力される動きの大きさ及びパンニングの動作の大きさの閾値を設定した閾値設定部２１０が接続されている。

閾値設定部２１０は、輪郭強調処理部２０２が行う輪郭強調の処理での強調度、ガンマ補正処理部２０３が行うガンマ補正の内容、コントラスト強調処理部２０３が行うコントラスト強調の処理での強調度、及び輪郭強調再処理部２０６が行う輪郭強調の処理での強調度と、画像内の動きの大きさ及び／又はパンニングの動作の大きさの閾値とを対応づけて設定している。制御部１１は、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８から入力される動きの大きさ及びパンニングの動作の大きさを、閾値設定部２１０が設定している設定内容と比較することによって、輪郭強調処理部２０２、ガンマ補正処理部２０３、コントラスト強調処理部２０３及び輪郭強調再処理部２０６が行うべき処理内容を決定し、輪郭強調処理部２０２、ガンマ補正処理部２０３、コントラスト強調処理部２０３及び輪郭強調再処理部２０６の動作を制御する構成となっている。制御部２０９及び閾値設置部２１０は、このようにして、本発明に係る強調度調整手段として機能する。

次に、本発明の画像処理回路２が行う処理をより詳しく説明する。ＩＰ変換処理部２０１は、一又は複数のフィールドに対応する画像データから、補間等の処理によってフレームに対応する画像データを生成する。動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８は、画像内に領域を指定し、時系列的に連続する複数のフィールド若しくは複数のフレームに含まれる前記領域内での画素の輝度変化の検出、又は前後のフィールド若しくはフレームでの画像データの比較を行い、画素の輝度変化又は画像データの差分に応じて画像内での動きの大きさを判定する。

図３は、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８が画像内での動きの大きさを判定するために画像内に指定する領域の例を示す模式図である。動き判定部２０７は、画像内に、画像の中心画素等の基準画素を中心として、８×８画素等の複数の画素が集積してなる小領域を指定し、指定した小領域内における動きの大きさを判定する。またパンニング動作判定部２０８は、動き判定部２０７が指定する小領域よりも大きい８０×８０画素等の複数の画素が集積してなる大領域を指定し、指定した大領域内における動きの大きさを判定する。動き判定部２０７で判定した動きの大きさが大であり、パンニング動作判定部２０８で判定した動きの大きさが小である場合、画像表示装置１が表示する画像は、競技場内で競技者が移動している場面等、背景がほぼ固定された中で一部が動いている画像である。またパンニング動作判定部２０８で判定した動きの大きさが大である場合は、画像表示装置１が表示する画像は、競技場を端から順に映したパンニングの場合等、場面全体が動いている画像である。

なお、基準画素の位置は画像の中心画素に限るものではなく、他の位置の画素を基準画素として用いてもよい。例えば、時系列的に連続するフィールド間又はフレーム間で各画素の輝度の差分をとり、差分が最も大きい部分を基準画素とする等、任意に基準画素の位置を指定する処理を行ってもよい。また動き判定部２０７が指定する小領域は単一である必要はなく、動き判定部２０７は、画像を複数の小領域に分割した上で、各小領域で動きの大きさを判定する処理を行ってもよい。またパンニング動作判定部２０８は、画像全体を大領域として指定する処理を行ってもよい。

動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８は、指定した領域内にて、勾配法又はブロックマッチング法等の方法を用いて動きを検出する。動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８は、時系列的に連続するフィールド間又はフレーム間で、実質的に同一の輝度を示す画素の位置が領域内でずれる距離を動きの大きさとして判定する。例えば、ｎ番目のフレームにおける座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度をＩ（ｎ；ｘ，ｙ）とし、領域内での画素の位置ずれを（ｄｘ，ｄｙ）とし、各画素についてのＩ（ｎ＋１；ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）−Ｉ（ｎ；ｘ，ｙ）を領域内で合計した値が最小となる（ｄｘ，ｄｙ）を求め、求めたｄｘ及びｄｙの２乗和の平方根を動きの大きさとする。

輪郭強調処理部２０２は、フレーム内での輝度分布の高周波成分を計算し、計算した高周波成分にゲインを掛けた上で元のフレームに加算することによって、画像に含まれる輪郭を強調する。制御部２０９は、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８が判定した動きの大きさに応じて、輪郭強調処理部２０２が行う輪郭強調の処理でのゲインを調整することによって、輪郭強調の強調度を調整する。閾値設定部２１０は、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８が判定する動きの大きさの閾値と、輪郭強調処理部２０２が行う輪郭強調の処理でのゲインとを互いに対応づけて記憶している。

図４は、閾値設定部２１０での記憶内容の例を示す概念図である。なお、図中に示した数値は概念的な数値であり、実際の数値とは異なるものである。閾値設定部２１０では、動きの大きさの閾値に対して、輪郭強調の処理でのゲインとして、動き判定部２０７が判定した画像内での動きの大きさに基づいたゲインＧ１とパンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの大きさに基づいたゲインＧ２とを対応づけてある。

閾値設定部２１０は、一方では、画像内での動きの大きさが０以上１未満である場合は、ゲインＧ１は０となり、また画像内での動きの大きさが１以上２未満である場合は、ゲインＧ１は１となる等のように、段階的に数値が大きくなる動きの大きさの閾値に対して、画像内での動きの大きさに応じたゲインＧ１の値が段階的に数値が大きくなるように設定している。即ち、閾値設定部２１０は、動き判定部２０７が判定した動きの大きさが大であるほど、輪郭強調処理部２０２が強調する輪郭の強調度が増大するように、動きの大きさの閾値と輪郭強調の処理でのゲインＧ１とを設定している。

また閾値設定部２１０は、他方では、パンニングの大きさが０以上１未満である場合は、ゲインＧ２は０であり、またパンニングの大きさが１以上２未満である場合は、ゲインＧ２は−０．５である等のように、段階的に数値が大きくなる動きの大きさの閾値に対して、パンニングの大きさに応じたゲインＧ２の値が段階的に数値が小さくなるように設定している。即ち、閾値設定部２１０は、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの大きさが大であるほど、輪郭強調処理部２０２が強調する輪郭の強調度が減少するように、動きの大きさの閾値と輪郭強調の処理でのゲインＧ２とを設定している。なお、以上の閾値設定部２１０での設定内容は一例であり、画像内での動きの大きさが大であるほど強調度が大となってパンニングの大きさが大であるほど強調度が小となるような関数を設定しておく等、閾値設定部２１０はその他の方法で輪郭の強調度を設定してあってもよい。

制御部２０９は、動き判定部２０７が判定した画像内での動きの大きさを動き判定部２０７から受け付け、閾値設定部２１０での設定内容を参照して、画像内での動きの大きさに応じたゲインＧ１を決定する。また制御部２０９は、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさをパンニング動作判定部２０８から受け付け、閾値設定部２１０での設定内容を参照して、パンニングの動作の大きさに応じたゲインＧ２を決定する。更に制御部２０９は、決定したゲインＧ１とゲインＧ２との合計を、輪郭強調処理部２０２が行う輪郭強調の処理でのゲインとして決定し、決定したゲインで輪郭強調処理部２０２に輪郭強調の処理を実行させる。

ガンマ補正処理部２０３は、画像データに対してガンマカーブの傾きを調整するガンマ補正の処理を行う。閾値設定部２１０は、パンニング動作判定部２０８が判定するパンニングの大きさの閾値とガンマカーブの傾きとを対応づけており、段階的に大きくなるパンニングの大きさの閾値に対して、ガンマカーブの傾きが大きくなるように設定している。

図５は、パンニングの動作の大きさに対応するガンマカーブの例を示す概念図である。図中の横軸は画像データによる輝度の入力であり、縦軸は画像としての輝度の出力であり、入力及び出力の値を全体の階調数に対する割合で示している。閾値設定部２１０は、パンニング動作判定部２０８が判定するパンニングの大きさが０である場合は、図５（ａ）に示す如く、ガンマカーブの傾きが１となり、パンニングの大きさが大である場合は、図５（ｂ）に示す如く、ガンマカーブの傾きが１よりも大となるように設定してある。

制御部２０９は、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさをパンニング動作判定部２０８から受け付け、閾値設定部２１０での設定内容を参照して、パンニングの動作の大きさに応じたガンマカーブの傾きを決定する。更に制御部２０９は、決定した傾きに画像のガンマカーブの傾きを合わせるようにガンマ補正処理部２０３にガンマカーブの傾きを調整するガンマ補正の処理を実行させる。これによって、パンニングの動作の大きさが大であるほど、ガンマカーブの傾きが大きくなって、画像のコントラストが強調される。

コントラスト強調処理部２０４は、輝度が予め定められた所定の輝度範囲に含まれる画素間の輝度差を拡大することにより、画像のコントラストを強調する処理を行う。閾値設定部２１０は、所定の輝度範囲を、輝度差の差異が視覚的に顕著になる中間輝度の範囲に設定している。また閾値設定部２１０は、パンニング動作判定部２０８が判定するパンニングの大きさの閾値とコントラスト強調処理部２０４が行う処理でのコントラストの強調度とを対応づけており、段階的に大きくなるパンニングの大きさの閾値に対して、コントラストの強調度が大きくなるように設定している。コントラスト強調処理部２０４は、例えば、ａ，ｂ，ｃを正の値として、最小輝度がａで最大輝度がｂである所定の輝度範囲に含まれる輝度の分布を、最小輝度が（ａ−ｃ／２）で最大輝度が（ｂ＋ｃ／２）である輝度の分布へ変換する処理を行う。この場合、閾値設定部２１０は、段階的に大きくなるパンニングの大きさの閾値に対して、最大輝度と最小輝度との輝度差の拡大量ｃが段階的に大きくなるように設定している。

制御部２０９は、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさをパンニング動作判定部２０８から受け付け、閾値設定部２１０での設定内容を参照して、輝度が所定の輝度範囲に含まれる画素の最大輝度と最小輝度との輝度差を拡大する拡大量ｃを決定する。更に制御部２０９は、輝度が所定の輝度範囲に含まれる画素の輝度を、最大輝度と最小輝度との輝度差が拡大量ｃだけ拡大した輝度範囲に含まれる輝度へ変換する処理を実行させる。これによって、パンニングの動作の大きさが大であるほど、輝度が所定の輝度範囲に含まれる画素間の輝度差が拡大し、中間輝度の範囲での画像のコントラストが強調される。

スケーリング処理部２０５は、画素間の補間又は間引き等の処理によって、画像データに対応する画素数を表示デバイス１１の画素数に合わせるために、画像データに基づいた画像のサイズを変更する処理を行う。輪郭強調再処理部２０６は、スケーリング処理部２０５が画像サイズを変更した画像内に含まれる輪郭を強調する処理を再度行う。輪郭強調再処理部２０６が行う処理は輪郭強調処理部２０２が行う前述の処理と同様であり、制御部２０９は、輪郭強調処理部２０２が行う処理を制御した前述の処理と同様にして、輪郭強調再処理部２０６が行う処理を制御する。

次に、本発明の画像表示装置１が画像を表示するために行う処理の流れを説明する。複合信号入力部１５又は分離信号入力部１６は、図示しない外部装置から画像データを入力される。このとき、複合信号入力部１５は画像データとして輝度信号及び色信号が複合した複合信号を入力され、分離信号入力部１５は画像データとして輝度信号及び色信号が分離した分離信号が入力される。複合信号入力部１５は、入力された画像データを３ＤＹＣ分離処理部１４へ入力し、３ＤＹＣ分離処理部１４は、画像データに対して３ＤＹＣ分離の処理を行って複合信号を輝度信号と色信号とに分離する。３ＤＹＣ分離処理部１４又は分離信号入力部１６は画像データを入力切替部１３へ入力し、入力切替部１３は、入力に応じて画像データの入力元を切り替え、入力された画像データを本発明の画像処理回路２へ入力する。

入力切替部１３が画像処理回路２へ入力した画像データは、画像処理回路２内のＩＰ変換処理部２０１が受け付ける。ＩＰ変換処理部２０１は、受け付けた画像データに対してＩＰ変換の処理を行う。また動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８は、ＩＰ変換処理部２０１が受け付けた画像データ、又はＩＰ変換処理部２０１がＩＰ変換を行った後の画像データに基づいて、前述の如き処理により、画像内での動きの大きさ、及びパンニングの動作の大きさを判定する。

動き判定部２０７は、判定した動きの大きさを制御部２０９へ入力し、制御部２０９は、閾値設定部２１０の設定内容に従って、動き判定部２０７が判定した動きの大きさに応じた前述のゲインＧ１を決定する。またパンニング動作判定部２０８は、判定したパンニングの動作の大きさを制御部２０９へ入力し、制御部２０９は、閾値設定部２１０の設定内容に従って、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさに応じた前述のゲインＧ２を決定する。制御部２０９は、次に、決定したゲインＧ１とゲインＧ２との合計を、輪郭強調処理部２０２が行う輪郭強調の処理でのゲインとして決定する。

ＩＰ変換処理部２０１は、次に、ＩＰ変換を行った画像データを輪郭強調処理部２０２へ入力し、輪郭強調処理部２０２は、制御部２０９が決定したゲインを掛けた高周波成分を画像データに加算することによって、画像に含まれる輪郭を強調する。この制御部２０９及び輪郭強調処理部２０２が行う処理により、画像内での動きの大きさが大であるほど輪郭の強調度が増大し、パンニングの動作の大きさが大であるほど輪郭の強調度が減少する。これによって、画像に含まれる動画の部分を鮮明にすることができると共に、パンニングの際には輪郭の強調度を抑えることによってジャギーの発生を抑制することが可能となる。

輪郭強調処理部２０２は、次に、輪郭を強調する処理を行った画像データをガンマ補正処理部２０３へ入力する。また制御部２０９は、閾値設定部２１０の設定内容に従って、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさに応じたガンマカーブの傾きを決定する。ガンマ補正処理部２０３は、制御部２０９で決定した傾きにガンマカーブの傾きを合わせるようにガンマ補正の処理を行う。この制御部２０９及びガンマ補正処理部２０３が行う処理により、画像におけるパンニングの動作の大きさが大であるほどガンマカーブの傾きが大となって、画像のコントラストが向上する。画像にパンニングが含まれる場合、輪郭の強調度を抑えるだけでは画像が不鮮明になるので、ガンマカーブの傾きを大きくすることにより、画像のコントラストを向上させて、画像を鮮明化することができる。

ガンマ補正処理部２０３は、次に、画像データをコントラスト強調処理部２０４へ入力する。また制御部２０９は、閾値設定部２１０の設定内容に従って、パンニング動作判定部２０８が判定したパンニングの動作の大きさに応じて、輝度が所定の輝度範囲に含まれる画素間の輝度差を拡大する拡大量を決定する。コントラスト強調処理部２０４は、制御部２０９が決定した拡大量に対応して画素間の輝度差が拡大するように、画像データに対して、輝度差の差異が視覚的に顕著になる中間輝度の範囲にある所定の輝度範囲に含まれる画素の輝度を変換する処理を行う。この制御部２０９及びコントラスト強調処理部２０４が行う処理により、画像におけるパンニングの動作の大きさが大であるほど、輝度が中間輝度の範囲にある画素間の輝度差が拡大し、画像のコントラストが向上する。画像にパンニングが含まれる場合、輪郭の強調度を抑えるだけでは画像が不鮮明になるので、画素間の輝度差を拡大することにより、画像のコントラストを向上させて、画像を鮮明化することができる。更に画像のコントラストを強調する処理では、ノイズの部分を他の部分に比べて突出して増加させることがないので、ノイズを増加させることなく画像を鮮明化することが可能となる。

コントラスト強調処理部２０４は、次に、画像データをスケーリング処理部２０５へ入力し、スケーリング処理部２０５は、画像データに基づいた画素数を表示デバイス１１の画素数に合わせるために、画像データに基づいた画像のサイズを変更する処理を行う。スケーリング処理部２０５は、次に、画像のサイズを変更した画像データを輪郭強調再処理部２０６へ入力する。また制御部２０９は、閾値設定部２１０の設定内容に従って、動き判定部２０７及びパンニング動作判定部２０８が判定した動きの大きさに応じて、輪郭の強調度を決定する。輪郭強調再処理部２０６は、制御部２０９が決定した強調度で、サイズを変更した画像に含まれる輪郭を再度強調する処理を行う。これまでで、本発明の画像処理回路２が行う処理は終了する。

画像処理回路２は、画像処理が終了した画像データを表示デバイス駆動部１２へ入力する。表示デバイス駆動部１２は、画像処理回路２から入力された画像データに基づいて、表示デバイス１１に画像を表示させる処理を行う。以上詳述した如く画像処理回路２によって処理された画像データに基づいて画像を表示することにより、画像表示装置１は、静止画、動画、又はパンニングを含む動画等、画像内に含まれる動きの状態に適切な方法で鮮明化した高画質の画像を表示することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、本発明の画像処理回路２は本発明に係るコントラスト調整手段としてガンマ補正処理部２０３及びコントラスト強調処理部２０４を備えた形態を示したが、これに限るものではなく、本発明の画像処理回路２はガンマ補正処理部２０３又はコントラスト強調処理部２０４のいずれか一方を備えた形態であってもよい。また本実施の形態においては、本発明の画像処理回路２は、各種の処理をハードウェアで実行する形態を示したが、これに限るものではなく、汎用のプロセッサ及びプログラムを記憶したＲＯＭを備え、ＲＯＭが記憶するプログラムに従ってプロセッサが画像処理回路２での処理の一部又は全部を実行する形態であってもよい。

また本実施の形態においては、本発明の画像表示装置１は、画像データを外部から入力される形態を示したが、これに限るものではなく、アナログ又はデジタルのテレビジョン放送等の放送信号を受信して画像データを生成するチューナを内部に備えた形態であってもよい。また画像表示装置１は、使用者の操作により各種の処理指示を入力される図示しない入力部を備え、入力部に入力される設定指示に従って閾値設定部２１０での設定内容を変更することができる形態であってもよい。

更に本実施の形態においては、本発明の画像表示装置１はＣＲＴ又は液晶パネル等を表示デバイス１１として用いたディスプレイであるとしたが、これに限るものではなく、表示デバイス１１から画像を図示しないスクリーンへ投射するリアプロジェクタ、又は表示デバイス１１から画像を外部へ投射するフロントプロジェクタ等の形態であってもよい。

本発明の画像表示装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の画像処理回路の内部構成例を示すブロック図である。 動き判定部及びパンニング動作判定部が画像内での動きの大きさを判定するために画像内に指定する領域の例を示す模式図である。 閾値設定部での記憶内容の例を示す概念図である。 パンニングの動作の大きさに対応するガンマカーブの例を示す概念図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
１１ 表示デバイス（表示手段）
２ 画像処理回路
２０１ ＩＰ変換処理部
２０２ 輪郭強調処理部（輪郭強調手段）
２０３ ガンマ補正処理部（コントラスト調整手段）
２０４ コントラスト強調処理部（コントラスト調整手段）
２０７ 動き判定部（第１判定手段）
２０８ パンニング動作判定部（第２判定手段）
２０９ 制御部
２１０ 閾値設定部

Claims (7)

1. 画像データに基づいて画像表示装置が表示する画像を調整する画像調整方法において、
   画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定ステップと、
   前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定ステップと、
   前記第１判定ステップ及び前記第２判定ステップでの判定結果に応じた強調度で、画像に含まれる輪郭を強調するステップと、
   前記第２判定手段での判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すステップと
   を含むことを特徴とする画像調整方法。
2. 画像データに基づいて画像表示装置が表示する画像を調整する処理を行う画像処理回路において、
   画像に含まれる輪郭を強調する輪郭強調手段と、
   画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定手段と、
   前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定手段と、
   前記第１判定手段及び前記第２判定手段による判定結果に応じて、前記輪郭強調手段が前記輪郭を強調する強調度を調整する強調度調整手段と、
   前記第２判定手段による判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すガンマ補正手段と
   を備えることを特徴とする画像処理回路。
3. 画像データに基づいて動画部分を含む画像を表示する表示手段と、該表示手段が表示する画像に含まれる輪郭を強調する輪郭強調手段とを備える画像表示装置において、
   画像に含まれる所定の小領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第１判定手段と、
   前記小領域よりも広い所定の大領域内における画像の時間的な動きの大きさを判定する第２判定手段と、
   前記第１判定手段及び前記第２判定手段による判定結果に応じて、前記輪郭強調手段が前記輪郭を強調する強調度を調整する強調度調整手段と、
   前記第２判定手段による判定結果に応じて、画像にガンマ補正を施すガンマ補正手段と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
4. 前記第１判定手段及び前記第２判定手段は、時系列的に異なる複数の画像に対応する画像データに基づき、実質的に同一の輝度を示す画素の位置が前記複数の画像間でずれる距離に対応して、前記動きの大きさを判定するように構成してあることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記強調度調整手段は、
   前記第１判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど前記強調度を増大させる手段と、
   前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど前記強調度を減少させる手段とを有すること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の画像表示装置。
6. 前記ガンマ補正手段は、前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほどガンマカーブの傾きが大になるようにガンマカーブを調整する手段を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載の画像表示装置。
7. 前記ガンマ補正手段は、前記第２判定手段が判定した動きの大きさが大であるほど輝度が所定範囲内に含まれる画素間での輝度差を拡大するようにコントラストを強調する手段を有することを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一つに記載の画像表示装置。

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