分辨率判断装置、图像处理装置及图像显示装置的制作方法

专利名称：分辨率判断装置、图像处理装置及图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来将图 像高分辨率化的技术。
背景技术：
近年来,在电视接收机等图像显示装置中，HD(high definition :高分辨率)图像的显示逐渐一般化，在例如数字广播中，在很多情况下所发送的是HD图像信号。在有些情况下，HD图像中会包括对至今一直使用的SD (standard definition :标准分辨率)图像进行向上转换(up-conversion)，来使像素数成为HD图像的像素数而得到的图像。在例如专利文献I中记载有用来将上述图像高分辨率化的技术。专利文献I :日本公开特许公报特开2009-015025号公报

发明内容
-发明要解决的技术问题-当设备本身进行向上转换时，因为设备知道原图像的分辨率，所以能够适当地对向上转换后的图像进行用来高分辨率化的处理。然而，当接收已进行向上转换的图像时，会有不接收原图像的分辨率信息的问题。虽然在专利文献I中将向上转换后的图像高分辨率化，但是不使用多帧图像则不能够进行处理。本发明的目的在于根据一帧图像判断输入图像是否是对如SD图像等分辨率比较低的图像进行向上转换而得到的图像。-用以解决技术问题的技术方案-本发明的实施方式所涉及的分辨率判断装置，包括边缘强度计算部和分辨率判断部，该边缘强度计算部根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度针对多个含在输入图像中的像素分别求出边缘强度，该分辨率判断部根据所述边缘强度的频率分布情况判断所述输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果。本发明的实施方式所涉及的图像处理装置包括边缘强度计算部、分辨率判断部和高分辨率化处理部，该边缘强度计算部根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度针对多个含在输入图像中的像素分别求出边缘强度，该分辨率判断部根据所述边缘强度的频率分布情况判断所述输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果，该高分辨率化处理部根据所述分辨率判断部判断而得到的所述判断结果对所述输入图像进行高分辨率化处理，并输出已进行高分辨率化处理的图像。本发明的实施方式所涉及的图像显示装置包括所述图像处理装置和显示器，该显示器显示已用所述图像处理装置进行高分辨率化处理的图像。-发明的效果-根据本发明的实施方式，能够得知输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像。因此，能够根据图像的原分辨率进行适当的高分辨率化处理，特别是能够提高对如SD图像等分辨率比较低的图像进行向上转换而得到的图像的图像质量。


图I是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的结构例。图2是说明图，显示输入图像中的像素布置例。图3是曲线图，显示输入图像VI的边缘强度的频率分布例。图4是对应于图3的直方图。图5(a)是曲线图，显示图I中的修正系数生成部的输入值FT和输出值CFl之间的关系之例。图5(b)是曲线图，显示输入值FT和输出值CFl之间的关系的其他例子。
图6(a)是显示输入图像VI的边缘的亮度例的图。图6 (b)是显示图I中的高频成分抽出部的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。图6(c)是显示图I中的加法器的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。图6(d)是显示图I中的亮度限制器的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。图7是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图8是示意地显示图7中的分辨率判断部所进行的处理内容的图。图9是说明图，显示图I和图7中的边缘强度计算部求出边缘强度的像素和其周边的像素。图10是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图11(a)是显示图10中的亮度分布计算部所求出的亮度分布值PDI之例的图。图11(b)是显示图10中的亮度分布计算部所求出的亮度分布值PDI之其他例子的图。图12是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图13(a)是显示应该求出边缘强度的区域之例的图。图13(b)是显示应该求出边缘强度的区域的其他例子的图。图14是说明图，显示由图12中的加权边缘强度计算部求出边缘强度的像素和其周边的像素。图15(a)是直方图，显示输入图像VI的边缘强度的频率分布情况之例。图15(b)是直方图，显示输入图像VI的边缘强度的频率分布情况的其他例子。图16(a)是显示图15(a)的情况下图12中的比较部的阈值之例的图。图16(b)是显示图15(b)的情况下图12中的比较部的阈值之例的图。-符号说明-12-边缘强度计算部；20、220、320、420-分辨率判断部；22A、22B、…-计数器；24、424-选择器；26、226、326、426_滤波器；28_修正系数生成部；40、240、440_高分辨率化处理部；62_显示器；70_亮度特征量计算部；72_亮度分布计算部；74_亮度变化量计算部；100、200、300、400_图像处理装置；232、432_比较部；234_求和部；236、436_分布形状判断部；434_加权求和部；438_滤波器。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式加以说明。在附图中，构成要素中参照符号的个位的数字相同且十位的数字相同的构成要素相互对应，是同一个或类似的构成要素。图I是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的结构例。图I中的图像显示装置具有图像处理装置100和显示器62。图像处理装置100具有边缘强度计算部12、分辨率判断部20和高分辨率化处理部40。边缘强度计算部12和分辨率判断部20作为分辨率判断 装置工作。分辨率判断部20具有计数器22A、22B、……、选择器24、滤波器26和修正系数生成部28。高分辨率化处理部40具有高频成分抽出部42、乘法器44、加法器46、特征量抽出部48和亮度限制器52。输入图像VI是HD图像(例如1080p :有效扫描线数为1080的逐行扫描图像)。会有输入图像VI本来就是HD图像的情况，也会有输入图像VI是对原SD图像(例如480p)进行向上转换而得到的HD图像的情况。向上转换是指对分辨率比较低的图像(例如SD图像)进行使该图像的像素数与像素数更多的图像(例如HD图像)相同的转换。图2是说明图，显示输入图像VI中的像素布置例。边缘强度计算部12根据输入图像VI中一像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度之差求出边缘强度，并将求得的边缘强度输出给计数器22A、22B、…。边缘强度计算部12，针对例如图2中亮度为Yn的像素求出亮度Yn和与该像素相邻且位于该像素的右侧的像素的亮度YN+1之差的绝对值即|YN+1_YN|，作为边缘强度EG。边缘强度计算部12，针对多个含在输入图像VI中的像素，例如针对输入图像VI的一帧图像中的所有像素，分别同样地求出边缘强度EG，并依次输出求得的边缘强度EG0分辨率判断部20根据边缘强度EG的频率分布情况(换句话说，各边缘强度的、边缘强度和属于该边缘强度的像素的数量之间的关系)判断输入图像VI是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果。以下，作为例子对下述情况加以说明，即分辨率判断部20判断输入图像VI是否是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像。图3是曲线图，显示输入图像VI的边缘强度的频率分布例。如图3所示，本来就是HD图像的图像(HD)和对原SD图像进行向上转换而得到的图像(SD)的边缘强度EG的频率分布情况互不相同。例如在边缘强度EG为11 20的范围内，与对原SD图像进行向上转换而得到的图像相比，本来就是HD图像的图像中属于该范围的像素的数量NP更多。计数器22A对像素的边缘强度EG在于预先设定的范围内的像素的数量进行计数，并将计数值CTA输出给选择器24。同样，计数器22B、…也对像素的边缘强度EG在于针对各个计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数，并将计数值CTB、…输出给选择器24。在此，作为例子假设为计数器22A对边缘强度EG在于11 20的范围内的像素的数量进行计数，计数器22B对边缘强度EG在于21 30的范围内的像素的数量进行计数。分辨率判断部20也可以具有更多的计数器，这些计数器分别对边缘强度EG在于更高的规定范围内的像素的数量进行计数。成为各个计数器的计数对象的像素的边缘强度EG范围考虑像素值有可能取的范围设定即可。例如，当将边缘强度EG的128 1023的数值范围八等分时，分辨率判断部20可以具有八个计数器，该八个计数器分别对属于这些已分出的范围中的一个范围的像素的数量进行计数。
图4是对应于图3的直方图。在图4中，对例如图3中的HD示出边缘强度EG的各个区间的像素数量NP。自左侧依次显示边缘强度EG为11 20的范围内的像素数量(计数值CTA)、边缘强度EG为21 30的范围内的像素数量(计数值CTB)、以及边缘强度EG为31 40的范围内的像素数量(计数值CTC)等像素数量NP。选择器24根据已从分辨率判断部20的外部输入的参数PS选出已从计数器22A、22B…中的任一个计数器输出的一个计数值，并将该计数值作为计数值CT输出给滤波器26。在此，为简化说明，假设为参数PS为固定的值，选择器24选出计数器22A。滤波器26在时间轴方向上将已由选择器24选出的计数值平滑化，并将已平滑化的计数值FT输出给修正系数生成部28。当将滤波器26的输入设为SI (η)且将输出设为S2(n)时，有下述关系。S2(n) = a SI (η) + (I-α ) S2 (η-1)·
在此，α为实数系数，η为自然数，(η)表示信号是关于第η个像素的信号。滤波器26是例如IIR(infinite impulse response :无限冲击响应)滤波器,也可以使用在时间轴方向上将输入值平滑化的其他滤波器来代替IIR滤波器。就以下说明的其他滤波器而
言，这一点也一样。图5 (a)是曲线图，显示图I中的修正系数生成部28的输入值FT和输出值CFl之间的关系之例。修正系数生成部28按照例如图5 (a)所示的关系根据计数值FT生成修正系数CFl，并将该修正系数CFl作为判断结果输出给乘法器44。在该情况下，当修正系数CFl大于I时，该判断结果表明判断为输入图像VI是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像；当修正系数CFl小于等于I时，该判断结果表明判断为输入图像VI是基于分辨率比SD图像高的图像的图像。图5(b)是曲线图，显示输入值FT和输出值CFl之间的关系的其他例子。修正系数生成部28也可以采用图5(b)中的曲线图所示的关系，来代替图5(a)中的曲线图所示的关系。高分辨率化处理部40根据修正系数CFl对输入图像VI进行高分辨率化处理，并将处理后的图像VP输出给显示器62。高分辨率化处理是例如边缘增强处理，如下所述进行。图6(a)是显示输入图像VI的边缘的亮度例的图。在图6(a) 图6(d)中，横轴表示像素的位置；纵轴表示亮度。图6(b)是显示图I中的高频成分抽出部42的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。图6(c)是显不图I中的加法器46的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。图6(d)是显示图I中的亮度限制器52的输出中的对应于图6(a)的亮度的图。高频成分抽出部42从输入图像VI中抽出高空间频率成分，并输出该抽出的高空间频率成分。高频成分抽出部42例如针对亮度为￥,的像素输出-Yn-AZYn-Ym。高频成分抽出部42的输出中的亮度如图6(b)所示。乘法器44对高频成分抽出部42的输出乘以修正系数CFl,并向加法器46进行输出。加法器46对输入图像VI加以乘法器44的输出，并进行输出。加法器46的输出中的亮度如图6(c)所不。特征量抽出部48针对亮度为Yn的像素求出特征量,并输出该特征量。特征量抽出部48例如求出亮度为Yn的像素和八个与该像素相邻的像素的亮度中最大的亮度LMAX和最小的亮度LMIN作为特征量。亮度限制器52对已通过以上高分辨率化处理得到的图像的亮度进行限制，来使该亮度成为根据输入图像VI求得的范围内的值，并输出已被限制的亮度。具体而言，亮度限制器52使加法器46的输出中亮度超过亮度LMAX的部分成为亮度LMAX,使亮度小于亮度LMIN的部分成为亮度LMIN，并进行输出。从亮度限制器52输出的已进行高分辨率化处理的图像VP如图6(d)所示。显示器62具有显示板等，显示已进行高分辨率化处理的图像VP。高分辨率化处理并不限于边缘增强处理。例如也可以进行下述处理，即对输入图像VI检测图案，根据检测结果将图像置换成适当的图像。当判断为输入图像VI是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像时(当例如修正系数CFl大于I时)，高分辨率化处理部40也可以生成色阶数比输入图像VI多的图像，并输出生成的该图像。以上说明的是参数PS为固定的值的例子，但参数PS可以适宜地变更。参数PS表示例如输出了输入图像VI的设备的种类。当参数PS表示光盘录像机时，在有些情况下原图像的分辨率会较低。于是，为根据边缘强度EG在于较低范围内的像素的数量作出判断， 选择器24选出计数器22A。而当参数PS表示接收广播信号的调谐器时，在很多情况下原图像为高分辨率图像。于是，为根据边缘强度EG在于较高范围内的像素的数量作出判断，选择器24选出计数器22B。图7是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图7中的图像显示装置具有图像处理装置200和显示器62。图像处理装置200具有边缘强度计算部12、分辨率判断部220和高分辨率化处理部240。边缘强度计算部12和分辨率判断部220作为分辨率判断装置工作。图8是示意地显示图7中的分辨率判断部220所进行的处理内容的图。分辨率判断部220具有计数器22A、22B···、滤波器226、比较部232、求和部234和分布形状判断部236。高分辨率化处理部240还具有选择器254，除这一点以外该高分辨率化处理部240的结构都与图I中的高分辨率化处理部40相同。因为边缘强度计算部12和计数器22A、22B、…与图I中的边缘强度计算部12和计数器22A、22B、…一样，所以说明就省略不提了。滤波器226与滤波器26 —样，在时间轴方向上将计数值CTA平滑化，并将已平滑化的计数值FA输出给比较部232。同样，滤波器226在时间轴方向上将计数值CTB平滑化，并将已平滑化的计数值FB输出给比较部232。其他计数器的计数值也与上述一样地处理。如图8所示，比较部232将计数值FA与对应于该计数值FA的阈值THFA加以比较，例如在计数值FA大于阈值THFA的情况下，作为表示比较结果的值CA向求和部234输出“1”，而在其他情况下，作为表示比较结果的值CA向求和部234输出“O”。同样，比较部232将计数值FB与对应于该计数值FB的阈值THFB加以比较，例如在计数值FB大于阈值THFB的情况下，作为表示比较结果的值CB向求和部234输出“1”，而在其他情况下，作为表示比较结果的值CB向求和部234输出“O”。同样，比较部232也将其他计数值FC等与对应于该计数值的阈值THFC等加以比较，输出表示比较结果的值CC、⑶、CE、CF、CG、CH等。求和部234求出表示比较结果的值CA、CB、…的和CS，并将该和CS输出给分布形状判断部236。在图8所示的情况下，和CS为“2”。如图8所示，分布形状判断部236将求得的和CS和规定阈值THCS加以比较，例如在和CS大于阈值THCS的情况下，作为判断结果DD输出“ I ”，而在其他情况下，作为判断结果DD输出“O”。当判断结果DD为“O”时，该判断结果DD表明判断为输入图像VI是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像，而当判断结果DD为“I”时，该判断结果DD表明判断为输入图像VI是基于分辨率比SD图像高的图像的图像。选择器254根据判断结果DD选出已输入的参数PRl或PR2，作为修正系数CF2输出选出的参数。例如，参数PRl的值为1.0，参数？1 2的值为I. 5，当判断结果DD为“O”时选择器254选出参数PR2，而当判断结果DD为“I”时选择器254选出参数PRl。就高分辨率化处理部240中选择器254以外的构成要素而言，除了乘法器44对高频成分抽出部42的输出乘以修正系数CF2这一点以外都与图I中的高分辨率化处理部40相同，因而说明就省略不提了。以上说明的是判断输入图像VI是否是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像的情况。同样，也能够判断输入图像VI是否是对分辨率为其他分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像。若要进行该判断，则例如将成为计数器22A等的计数 对象的亮度值的范围、选择器所选出的计数器、比较部232的阈值、分布形状判断部236的阈值变更为适当的值即可。如上所述，根据图I和图7所示的图像显示装置，能够根据一帧图像判断输入图像VI是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像。因为根据该判断结果将输入图像VI高分辨率化，所以能够进行适合于图像的处理，能够求出、显示图像质量较高的图像。因为根据一帧图像作出判断，所以还能够抑制电路规模，较快地获得判断结
果O图9是说明图，显示图I和图7中的边缘强度计算部12求出边缘强度的像素和其周边的像素。在以上实施方式中，边缘强度计算部12求出了图9中的像素A和像素F之间的亮度差的绝对值作为边缘强度EG。但是，也可以根据像素A的亮度和与该像素A相邻的其他像素之间的亮度之差求出边缘强度。边缘强度计算部12，例如可以与上述一样地求出像素A和像素E之间的边缘强度EG,也可以与上述一样地求出沿上下方向排列的像素A和像素C之间的边缘强度EG、或者像素A和像素H之间的边缘强度EG。边缘强度计算部12，还可以与上述一样地求出沿斜向排列的像素A和像素B之间的边缘强度EG、像素A和像素D之间的边缘强度EG、像素A和像素G之间的边缘强度EG、或者像素A和像素I之间的边缘强度EG。边缘强度计算部12也可以是这样的，即求出像素A的周围的像素B I的各亮度和像素A的亮度之差的绝对值，以其中的最大值作为边缘强度EG。图10是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图10中的图像显示装置具有图像处理装置300和显示器62。图像处理装置300具有边缘强度计算部12、分辨率判断部320、高分辨率化处理部40和亮度特征量计算部70。亮度特征量计算部70具有亮度分布计算部72和亮度变化量计算部74。分辨率判断部320具有滤波器326来代替滤波器26，除这一点以外该分辨率判断部320的结构都与图I中的分辨率判断部20相同。边缘强度计算部12、分辨率判断部320和亮度特征量计算部70作为分辨率判断装置工作。亮度特征量计算部70针对输入图像VI的帧求出亮度的特征量。亮度的特征量中包括亮度分布值PDI和亮度变化量PCH。分辨率判断部320不仅根据边缘强度的频率分布情况，还根据亮度的特征量作出判断。亮度特征量计算部70也可以仅具有亮度分布计算部72和亮度变化量计算部74中的任一方。图11(a)是显示图10中的亮度分布计算部72所求出的亮度分布值PDI之例的图。亮度分布计算部72求出输入图像VI的帧的对应于像素的亮度分布宽度的亮度分布值roi。亮度分布计算部72例如图11(a)所示的那样按照下述算式求出亮度分布值roi。PDI=(—帧内的最高亮度)_( 一帧内的最低亮度)然后，亮度分布计算部72将求得的亮度分布值PDI输出给选择器24。图11 (b)是显示图10中的亮度分布计算部72所求出的亮度分布值PDI之其他例子的图。亮度分布计算部72也可以例如图11(b)所示的那样求出帧的像素的亮度集中的范围的宽度作为亮度分布值roi。在该情况下，亮度分布计算部72例如具有对应于图11(b)所示的直方图中的各个区间的计数器，各个计数器对亮度属于该计数器所对应的区间的、·输入图像VI的一帧内的像素的数量进行计数。例如，计数器的数量为16个，对应于各个计数器的区间的宽度都是亮度有可能取的最大值的1/16。亮度分布计算部72求出计数值为规定阈值THHIST以上的计数器的数量作为亮度分布值ΗΠ，并将该亮度分布值PDI输出给选择器24。选择器24作为参数PS接收亮度分布值PDI，根据亮度分布值PDI选出已从计数器22A、22B、…输出的计数值CTA、CTB…中的任一个计数值，并将选出的计数值作为计数值CT输出给滤波器326。例如，当亮度分布值PDI小于阈值THDI时，选择器24选出计数值CTA，而当亮度分布值PDI为阈值THDI以上时，选择器24选出计数值CTB。亮度变化量计算部74求出输入图像VI的不同帧之间的平均亮度之差即亮度变化量PCH。例如，亮度变化量计算部74按照下述算式求出亮度变化量PCH。PCH = I (对象帧的平均亮度)_(前一个帧的平均亮度)然后，亮度变化量计算部74将求得的亮度变化量PCH输出给滤波器326。与滤波器26 —样，滤波器326在时间轴方向上将计数值CT平滑化。当亮度变化量PCH小于规定阈值THCH时，滤波器326将已平滑化的计数值FT输出给修正系数生成部28。而当亮度变化量PCH为规定阈值THCH以上时，滤波器326不将计数值CT平滑化即向修正系数生成部28输出该计数值CT。在该情况下，最新计数值CT就这样从滤波器326输出。当映像中的场面变成别的场面等时，亮度变化量PCH会变大。然而，根据上述结构，在该情况下能够抑制滤波器326所造成的迟延。因此，能够使从修正系数生成部28输出的修正系数CFl (判断结果)的响应速度较高。图12是方框图，显示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的其他结构例。图12中的图像显示装置具有图像处理装置400和显示器62。图像处理装置400具有加权边缘强度计算部412、区域判断部414、分辨率判断部420、高分辨率化处理部440和亮度特征量计算部70。加权边缘强度计算部412、区域判断部414、分辨率判断部420和亮度特征量计算部70作为分辨率判断装置工作。分辨率判断部420具有计数器22A、22B、…、选择器424、滤波器426、438、比较部432、加权求和部434和分布形状判断部436。高分辨率化处理部440还具有修正系数计算部456，除这一点以外该高分辨率化处理部440的结构都与图I中的高分辨率化处理部40相同。因为计数器22A、22B、…与图I中的图像显示装置中的计数器22A、22B、…一样，所以说明就省略不提了。图13(a)是显示应该求出边缘强度的区域之例的图。图13(b)是显示应该求出边缘强度的区域的其他例子的图。区域判断部414基本上针对输入图像VI的整个区域(例如1920X1080像素)输出表示该区域是应该求出边缘强度的区域的区域判断结果RD。当指定了应该求出边缘强度的区域时，区域判断部414如下所述工作。例如，当如图13(a)所示的区域WAl被指定为应该求出边缘强度的区域时，区域判断部414判断输入图像VI的像素是否是区域WAl内的像素，将区域判断结果RD输出给边缘强度计算部412。例如，在像素是区域WAl内的像 素的情况下，区域判断部414作为区域判断结果RD输出“1”，而在其他情况下，区域判断部414作为区域判断结果RD输出“O”。当指定了如图13(b)所示的区域WB I和区域WB2时，区域判断部414判断输入图像VI中的像素是否是区域WBl和区域WB2中的任一区域内的像素。图14是说明图，显示由图12中的加权边缘强度计算部412求出边缘强度的像素和其周边的像素。系数KA对应于像素A ;系数KB对应于像素B ;系数KC对应于像素C ;系数KD对应于像素D ;系数KE对应于像素E ;系数KF对应于像素F ;系数KG对应于像素G ；系数KH对应于像素H;系数KI对应于像素I。系数KA、KB、…、KI所对应的是相对于求出边缘强度的像素A的相对位置。边缘强度计算部412根据输入图像VI中一像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度求出边缘强度EG，并将求得的边缘强度EG根据区域判断部414的区域判断结果RD输出给计数器22A、22B、…。在区域判断结果RD表明输入图像VI的像素是应该求出边缘强度的区域内的像素的情况(例如RD =“1”的情况)下，边缘强度计算部412输出求得的边缘强度EG，而在其他情况下，边缘强度计算部412作为边缘强度EG输出“O”。例如，当针对图14中的像素A求出边缘强度时，边缘强度计算部412先对像素A和与该像素A相邻的像素B I的值分别进行加权，然后对这些值进行加法计算。当设为像素A具有亮度值YA、像素B具有亮度值YB、像素C具有亮度值YC、像素D具有亮度值YD、像素E具有亮度值YE、像素F具有亮度值YF、像素G具有亮度值YG、像素H具有亮度值YH且像素I具有亮度值YI时，边缘强度计算部412按照下述算式求出边缘强度EG。EG = IKA · YA+KB · YB+KC · YC+KD · YD+KE · YE+KF · YF+KG · YG+KH · YH+KI · YI例如，当KA = 2、KE = KF = -I 且 KB = KC = KD = KG = KH = KI = O 时，EG =-YE+2YA-YFI。在该情况下，因为能够获得作为高通滤波器的效果，所以能够稳定地针对输
入图像VI的空间频率较高的成分求出边缘强度。因为区域判断部414作出判断，边缘强度计算部412利用区域判断结果RD，所以能够除去应该从分辨率判断的对象中排除的部分的影响，该应该排除的部分例如是画面的位于左右两侧的余地部分即在左右添加的黑边(Pillar box)部分、图像是上下添加黑边(Letter box)格式的图像时的余地部分、以及当将多个图像合成一体时会形成的边界等
坐寸ο选择器424根据亮度分布值PDI从计数器22A、22B、…输出的计数值CTA、CTB、…中选出规定数量的计数值，并将选出的值作为计数值SA、SB、…输出给滤波器426。例如，当亮度分布值PDI小于阈值THDI时，选择器424选出8个计数值CTA、CTB、…，而当亮度分布值PDI为阈值THDI以上时，选择器424选出8个计数值CTB、CTC、…。选择器424也可以选出所有计数器22A、22B、…的计数值。滤波器426在时间轴方向上将已输入的计数值SA、SB、…平滑化。当亮度变化量PCH小于规定阈值THCH时，滤波器426将已平滑化的计数值FA、FB、…输出给比较部432。而当亮度变化量PCH为规定阈值THCH以上时，滤波器426不将已输入的计数值SA、SB、…平滑化即向比较部432输出该已输入的计数值SA、SB、…。在该情况下，最新计数值就这样从滤波器426输出。与图8 —样，比较部432将计数值FA与对应于该计数值FA的阈值THFA加以比较，例如在计数值FA大于阈值THFA的情况下，作为表示比较结果的值CA向求和部434输出“1”，而在其他情况下，作为表示比较结果的值CA向求和部434输出“O”。同样，比较部432将计数值FB与对应于该计数值FB的阈值THFB加以比较，在计数值FB大于阈值THFB的情况下，作为表示比较结果的值CB向求和部434输出“1”，而在其他情况下，作为表示比较结果的值CB向求和部434输出“O”。同样，比较部432也将其他计数值与对应于该计数 值的阈值加以比较，输出各个表示比较结果的值。在此，比较部432根据亮度分布值PDI对阈值THFA、THFB、THFC、…进行控制。图15(a)是直方图，显示输入图像VI中的边缘强度的频率分布情况之例。图15(b)是直方图，显示输入图像VI中的边缘强度的频率分布情况的其他例子。图15(a)表示输入图像VI比较暗淡，亮度分布范围较窄(亮度分布值PDI较小)的情况，图15(b)表示输入图像VI比较明亮，亮度分布范围较宽(亮度分布值PDI较大)的情况。图16(a)是显示图15(a)的情况下图12中的比较部432的阈值之例的图。图16(b)是显示图15(b)的情况下图12中的比较部432的阈值之例的图。在图15 (a)的情况下，比较部432根据亮度分布值PDI使对应于比较小的边缘强度的阈值变高，并使对应于比较大的边缘强度的阈值变低(图16(a))。在图15(b)的情况下，比较部432根据亮度分布值PDI使对应于比较小的边缘强度的阈值变低，并使对应于比较大的边缘强度的阈值变高(图16(b))。如上所述，因为比较部432根据亮度分布值ΗΠ控制阈值，所以能够进行不依赖于亮度变化的稳定比较。求和部434先对各个表示比较结果的值CA、CB、…进行加权，再对该已加权的值CA, CB,…进行加法计算，然后将加法计算的结果输出给分布形状判断部436。具体而言，求和部434对各个值CA、CB、…分别乘以对应于该各个值CA、CB、…的系数，并求出乘法计算的和CS。求和部434例如对对应于相对较大的边缘强度的比较结果乘以相对较大的值，由此保证与其他比较结果相比更为重视该比较结果。通过如上所述加权，则能够增大有用于分布形状的判断的值所带来的影响。求和部434也可以使对应于各个值CA、CB、…的系数都为I。当亮度分布值PDI为规定阈值THJU以上时，分布形状判断部436将由求和部434求得的和CS与规定阈值THCS加以比较，然后例如在和CS大于规定阈值THJU的情况下作为判断结果DD输出“1”，而在其他情况下作为判断结果DD输出“O”。与图7的情况一样，当判断结果DD为“O”时，该判断结果DD表明判断为输入图像VI是对分辨率为SD图像以下的图像进行向上转换而得到的图像，而当判断结果DD为“I”时，该判断结果DD表明判断为输入图像VI是基于分辨率比SD图像高的图像的图像。当亮度分布值PDI小于规定阈值THJU时，分布形状判断部436不是作出判断，而是输出上次求得的判断结果DD。如图11(b)所示，当以16个计数器中满足条件的计数器的数量作为亮度分布值PDI时，设定阈值THJU为例如8。滤波器438，在时间轴方向上将已从分布形状判断部436输出的判断结果DD平滑化。当亮度变化量PCH小于规定阈值THCH2时，滤波器438将已平滑化的判断结果DDF输出给修正系数计算部456 。当亮度变化量PCH为规定阈值THCH2以上时，滤波器438不将已输入的判断结果DDF平滑化即向修正系数计算部456输出该判断结果DDF。在该情况下，最新判断结果DDF就这样从滤波器438输出。修正系数计算部456根据判断结果DDF求出修正系数CF2，并将求得的修正系数CF2输出给乘法器44。具体而言，修正系数计算部456以下述算式求出修正系数CF2 ( β =DDF)。CF2 = (l-β ) · PRl+β · PR2通过使用修正系数计算部456，则能够使修正系数CF2在参数PRl和PR2之间连续地变化，因而能够减少由于参数的切换而引起的图像闪烁现象。实现本说明书中的各个功能块的典型做法是使用硬件。例如各个功能块能够作为IC(集成电路)的一部分形成在半导体基板上。在此,IC包括LSI (large-scale integratedcircuit :大规模集成电路)、ASIC(application_specific integrated circuit :专用集成电路)、门阵列、FPGA(fieldprogrammable gate array :现场可编程门阵列)等等。各个功能块的一部分或所有部分能够用软件实现，来代替硬件。例如这种功能块能够通过由处理器执行的程序来实现。换言之，在本说明书中说明的各个功能块可以用硬件实现，也可以用软件实现，能够通过硬件和软件的任意组合来实现。-产业实用性-综上所述，根据本发明的实施方式，能够得知输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像。因此，本发明对分辨率判断装置、图像处理装置和图像显示装置等很有用。
权利要求
1.一种分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断装置包括 边缘强度计算部，其根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度针对多个含在输入图像中的像素分别求出边缘强度，和 分辨率判断部，其根据所述边缘强度的频率分布情况判断所述输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果。
2.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部具有 计数器，其对所述边缘强度在于规定范围内的像素的数量进行计数，和修正系数生成部，其根据所述计数器的计数值生成修正系数，作为所述判断结果输出该修正系数。
3.根据权利要求2所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部还具有滤波器，该滤波器在时间轴方向上将所述计数器的计数值平滑化， 所述修正系数生成部根据已由所述滤波器平滑化的计数值生成所述修正系数。
4.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部具有 第一计数器，其对所述边缘强度在于第一范围内的像素的数量进行计数， 第二计数器，其对所述边缘强度在于第二范围内的像素的数量进行计数， 选择器，其根据输入参数选出所述第一计数器或所述第二计数器的计数值并输出选出的计数值，以及 修正系数生成部，其根据已由所述选择器选出的计数值生成修正系数，作为所述判断结果输出该修正系数。
5.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部具有 多个计数器，其对所述边缘强度在于针对各个该计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数， 比较部，其将多个所述计数器中各个计数器的计数值与对应于该计数值的阈值加以比较，并输出各个表示比较结果的值， 求和部，其求出各个所述表示比较结果的值的和，以及 分布形状判断部，其构成为将所述和与规定阈值加以比较，作为所述判断结果输出比较结果。
6.根据权利要求5所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部还具有滤波器，该滤波器在时间轴方向上将多个所述计数器中各个计数器的计数值平滑化， 所述比较部将已由所述滤波器平滑化的多个所述计数器中各个计数器的计数值与对应于该计数值的阈值加以比较。
7.根据权利要求5所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断部还具有滤波器，该滤波器在时间轴方向上将所述分布形状判断部比较而得到的所述比较结果平滑化，作为所述判断结果输出已平滑化的比较结果。
8.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述分辨率判断装置还包括亮度特征量计算部，该亮度特征量计算部针对所述输入图像的帧求出亮度的特征量， 所述分辨率判断部不仅根据所述边缘强度的频率分布情况，还根据所述亮度的特征量作出所述判断。
9.根据权利要求8所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述亮度特征量计算部具有亮度变化量计算部，该亮度变化量计算部求出所述输入图像的不同帧之间的平均亮度之差即亮度变化量作为所述特征量； 所述分辨率判断部具有 计数器，其对所述边缘强度在于规定范围内的像素的数量进行计数， 滤波器，其构成为在时间轴方向上将所述计数器的计数值平滑化，并输出已平滑化的计数值，以及 修正系数生成部，其根据所述滤波器的输出生成修正系数，作为所述判断结果输出该修正系数； 当所述亮度变化量小于规定值时，所述滤波器输出已平滑化的所述计数值，当所述亮度变化量为规定值以上时，所述滤波器不将所述计数器的计数值平滑化即输出该计数值。
10.根据权利要求8所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述亮度特征量计算部具有亮度变化量计算部，该亮度变化量计算部求出所述输入图像的不同帧之间的平均亮度之差即亮度变化量作为所述特征量； 所述分辨率判断部具有 多个计数器，其对所述边缘强度在于针对各个该计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数， 滤波器，其构成为在时间轴方向上将多个所述计数器中各个计数器的计数值平滑化，并输出多个已平滑化的计数值， 比较部，其将所述滤波器的多个输出值与对应于各个该输出值的阈值加以比较，并输出各个表示比较结果的值， 求和部，其求出各个所述表示比较结果的值、或者已加权的各个所述表示比较结果的值的和，以及 分布形状判断部，其将所述和与规定阈值加以比较，作为所述判断结果输出比较结果; 当所述亮度变化量小于规定值时，所述滤波器输出多个已平滑化的所述计数值，当所述亮度变化量为规定值以上时，所述滤波器不将多个所述计数器的计数值平滑化即输出多个该计数值。
11.根据权利要求8所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述亮度特征量计算部具有亮度分布计算部，该亮度分布计算部求出所述输入图像的帧的对应于像素的亮度分布宽度的亮度分布值作为所述特征量； 所述分辨率判断部具有 第一计数器，其对所述边缘强度在于第一范围内的像素的数量进行计数，第二计数器，其对所述边缘强度在于第二范围内的像素的数量进行计数， 选择器，当所述亮度分布值小于规定值时，该选择器选出所述第一计数器的计数值，并输出该第一计数器的计数值，当所述亮度分布值为规定值以上时，该选择器选出所述第二计数器的计数值，并输出该第二计数器的计数值，以及 修正系数生成部，其根据已由所述选择器选出的计数值生成修正系数，作为所述判断结果输出该修正系数； 所述第一范围的最大值为所述第二范围的最小值以下。
12.根据权利要求8所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述亮度特征量计算部具有亮度分布计算部，该亮度分布计算部求出所述输入图像的帧的对应于像素的亮度分布宽度的亮度分布值作为所述特征量； 所述分辨率判断部具有 多个计数器，其对所述边缘强度在于针对各个该计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数， 比较部，其将多个所述计数器中各个计数器的计数值与对应于该计数值的阈值加以比较，并输出各个表示比较结果的值， 求和部，其求出各个所述表示比较结果的值、或者已加权的各个所述表示比较结果的值的和，以及 分布形状判断部，其将所述和与规定阈值加以比较，作为所述判断结果输出比较结果; 所述比较部根据所述亮度分布值设定多个所述区间的阈值。
13.根据权利要求8所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述亮度特征量计算部具有亮度分布计算部，该亮度分布计算部求出所述输入图像的帧的对应于像素的亮度分布宽度的亮度分布值作为所述特征量； 所述分辨率判断部具有 多个计数器，其对所述边缘强度在于针对各个该计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数， 比较部，其将多个所述计数器中各个计数器的计数值与对应于该计数值的阈值加以比较，并输出各个表示比较结果的值， 求和部，其求出各个所述表示比较结果的值、或者已加权的各个所述表示比较结果的值的和，以及 分布形状判断部，当所述亮度分布值为规定值以上时，该分布形状判断部将所述和与规定阈值加以比较，作为所述判断结果输出比较结果，当所述亮度分布值小于规定值时，该分布形状判断部作为所述判断结果输出上次求得的比较结果。
14.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述边缘强度计算部针对所述输入图像的规定区域内的像素求出所述边缘强度。
15.根据权利要求I所述的分辨率判断装置，其特征在于 所述边缘强度计算部，根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度之差针对多个含在所述输入图像中的像素分别求出所述边缘强度。
16.一种图像处理装置，其特征在于所述图像处理装置包括 边缘强度计算部，其根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度针对多个含在输入图像中的像素分别求出边缘强度， 分辨率判断部，其根据所述边缘强度的频率分布情况判断所述输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果，以及 高分辨率化处理部，其根据所述分辨率判断部判断而得到的所述判断结果对所述输入图像进行高分辨率化处理，并输出已进行高分辨率化处理的图像。
17.根据权利要求16所述的图像处理装置，其特征在于 所述高分辨率化处理部具有亮度限制器，该亮度限制器对已通过高分辨率化处理得到的图像的亮度进行限制，来使该亮度成为根据所述输入图像求得的范围内的值，并输出已被限制的亮度。
18.根据权利要求16所述的图像处理装置，其特征在于 当判断为所述输入图像是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像时，所述高分辨率化处理部输出色阶数比所述输入图像多的图像。
19.根据权利要求16所述的图像处理装置，其特征在于 所述分辨率判断部具有 多个计数器，其对所述边缘强度在于针对各个该计数器预先设定的范围内的像素的数量进行计数， 比较部，其将多个所述计数器中各个计数器的计数值与对应于该计数值的阈值加以比较，并输出各个表示比较结果的值， 求和部，其求出各个所述表示比较结果的值的和， 分布形状判断部，其将所述和与规定阈值加以比较，并输出比较结果，以及滤波器，其在时间轴方向上将所述分布形状判断部比较而得到的所述比较结果平滑化，作为所述判断结果输出已平滑化的比较结果。
20.一种图像显示装置，其特征在于 该图像显示装置包括 权利要求16所述的图像处理装置，和 显示器，其显示已用所述图像处理装置进行高分辨率化处理的图像。
全文摘要
本发明公开了一种分辨率判断装置、图像处理装置及图像显示装置。该分辨率判断装置根据一帧图像判断输入图像是否是对分辨率比较低的图像进行向上转换而得到的图像。分辨率判断装置具有边缘强度计算部和分辨率判断部，该边缘强度计算部根据像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度针对多个含在输入图像中的像素分别求出边缘强度，该分辨率判断部根据所述边缘强度的频率分布情况判断所述输入图像是否是对分辨率为规定分辨率以下的图像进行向上转换而得到的图像，并输出判断结果。
文档编号H04N7/01GK102918831SQ20118002679
公开日2013年2月6日 申请日期2011年4月15日 优先权日2010年6月18日
发明者井上浩一, 富冈进一, 影山敦久 申请人:松下电器产业株式会社