分辨率判定装置、图像处理装置以及图像显示装置制造方法
【专利摘要】分辨率判定装置的分辨率判定部(20)具备：针对输入图像(VI)内的多个像素的每一个像素，基于其亮度和其相邻像素的亮度之差来求得边缘强度的边缘强度计算部(12)；若判断为上述边缘强度为噪声，则使该边缘强度接近0值的核化处理部(21)；检测相邻的边缘强度的符号发生变化的像素的边缘变化点检测部(22)；将该检测结果累计与多个像素相应的量的第1累计部(23)；和根据来自外部的参数对累计值超过参数值的像素进行1帧量累计的第2累计部(24)，基于上述累计结果，判定上述输入图像(VI)是否为增频后的图像。
【专利说明】分辨率判定装置、图像处理装置以及图像显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将图像高分辨率化的技术。
【背景技术】
[0002]近年来,在电视接收器等图像显示装置中，一般都会显示HD (high definition)图像，例如在数字广播中，较多的情况下发送HD图像信号。在HD图像中，有时会包括将以往采用的SD (standard definition)图像以具有HD图像的像素数的方式增频后的图像。作为用于对这种图像进行高分辨率化的技术，例如专利文献I记载了采用多个图像帧对增频后的图像进行高分辨率化的技术。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献I JP特开2009-015025号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]在使设备自身增频的情况下，判断原始图像的分辨率，因此能够适当地进行用于对增频后的图像进行高分辨率化的处理。
[0008]但是，在接收已增频的图像的情况下，存在不能接收原始图像的分辨率的信息的问题。此外，在专利文献I中，虽然使增频后的图像高分辨率化，但如果不使用多个帧的图像，则不能进行处理。
[0009]本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，在图像处理中，基于I帧图像来判定输入图像是否为如SD图像那样分辨率较低的图像被增频后得到的图像。
[0010]用于解决课题的手段
[0011]为了实现上述目的，技术方案I记载的发明的分辨率判定装置具备:边缘强度计算部，针对输入图像所包括的多个像素中的每一个像素，基于像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度之差来求得边缘强度；和分辨率判定部，上述分辨率判定部具备:核化处理部，在判断为上述边缘强度为噪声的情况下，使该边缘强度接近O值；边缘变化点检测处理部，检测相邻的边缘强度的符号发生变化的像素；第I累计处理部，将上述边缘变化点检测处理部的结果累计与多个像素相应的量；和第2累计处理部，根据从上述分辨率判定部的外部输入的参数，对累计值超过参数值的像素进行I帧量的累计，基于上述累计结果，判定上述输入图像是否为从规定的分辨率以下的图像开始被增频而得到的图像、以及是否为平稳的图像，并输出该判定结果。
[0012]此外，技术方案5记载的发明的图像处理装置具备:上述技术方案I所记载的分辨率判定装置；和高分辨率化处理部，根据上述分辨率判定部得到的上述判定结果，对上述输入图像进行高分辨率化处理并进行输出。
[0013]另外，技术方案9所记载的发明的图像显示装置具备:上述技术方案5中所记载的图像处理装置；和显示通过上述图像处理装置进行了高分辨率化处理而得到的图像的显示器。
[0014]因此，在本发明中，利用I帧图像就能够得知输入图像是否为从规定的分辨率以下的图像开始被增频的图像、以及是否为平稳的图像，因此能够按照图像的原始分辨率和图像的种类以较少的成本快速地进行适当的高分辨率化处理，由此能使将如SD图像这样分辨率较低的图像进行增频而得到的图像或平稳的图像实现高画质化。
[0015]发明效果
[0016]如以上说明，根据本发明，由于利用I帧图像就能够得知输入图像是否为从规定的分辨率以下的图像开始被增频的图像、以及是否为平稳的图像，因此能够以较少的成本快速地使将如SD图像这样分辨率较低的图像进行增频所得到的图像或平稳的图像实现高画质化。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为表示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的结构例的框图。
[0018]图2为表示输入图像中的像素的配置的例子的说明图。
[0019]图3为表示输入图像VI的边缘变化点累计值的图。
[0020]图4(a)为表示图1的校正系数生成部中的输入值与输出值之间的关系的例子的图，图4(b)为表示输入值与输出值之间的关系的另一例子的图。
[0021]图5(a)为表示输入图像VI的边缘的亮度的例子的图，图5 (b)为表示图1的高频分量提取部的输出中与图5(a)相对应的亮度的图，图5(c)为表示图1的加法器的输出中与图5(a)相对应的亮度的图，图5(d)为表示图1的限幅器的输出中与图5(a)相对应的亮度的图。
[0022]图6(a)为表示除平稳的图像以外的影像信号的校正情况的例子的图，图6(b)为表示平稳的图像的影像信号的校正情况的例子的图。
[0023]图7(a)为表示本发明的实施方式的效果的例子，图7(a)为表示分辨率高的影像的效果的一例的图，图7(b)表示分辨率低的影像的效果的一例的图。
【具体实施方式】
[0024]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0025]图1为表示本发明的实施方式所涉及的图像显示装置的结构例的框图。
[0026]图1的图像显示装置具有图像处理装置100和显示器62。上述图像处理装置100具有边缘强度计算部12、分辨率判定部20和高分辨率化处理部40。上述边缘强度计算部12和上述分辨率判定部20作为分辨率判定装置而工作。
[0027]上述分辨率判定部20具有核化处理部21、边缘强度符号变化点检测部22、符号变化点多点累计部23、1巾贞累计处理部24、IIR(infinite impulse response)滤波器26和校正系数生成部28。此外，上述高分辨率化处理部40具有高频分量提取部42、乘法器44、力口法器46、特征量提取部48和限幅器52。
[0028]向图像处理装置100输入的输入图像VI是SD图像或者HD图像(例如1080p:有效扫描线数为1080的渐进图像(progressive image))。但是，输入图像VI有时从一开始就是HD图像，有时是对原始的SD图像(例如480p)增频后得到的HD图像。所谓增频是指将分辨率较低的图像(例如SD图像)变换为使其具有与像素数更多的图像(例如HD图像)相同的像素数。
[0029]图2为表示输入图像VI中的像素的配置的例子的说明图。边缘强度计算部12基于输入图像VI内的某个位置的像素的亮度和与其相邻的像素的亮度之差，求得边缘强度。核化处理部21基于从外部输入的参数，使判断为噪声的边缘强度接近O值。
[0030]边缘强度符号变化点检测部(边缘变化点检测处理部)22接收上述核化处理部21的输出，检测出某位置处的像素的亮度Yn和与其在右侧相邻的像素的亮度YN+1之差、以及上述某位置处的像素的亮度Yn和与其在左侧相邻的像素的亮度Yim之差的符号不同的像素。
[0031]符号变化点多点累计部(第I累计处理部)23对在左右方向上排列的多个像素中上述符号不同的像素进行累计，检测出超过从外部输入的阈值的像素。
[0032]I帧累计处理部(第2累计处理部)24对上述像素进行I帧量累计来求得频率值EG0
[0033]分辨率判定部20基于频率值EG的频度来判定输入图像VI是否为从规定的分辨率以下的图像开始增频的图像以及是否为平稳的图像，并输出判定结果。
[0034]以下，作为例子，说明分辨率判定部20判定输入图像VI是否为SD图像以下的分辨率的图像被增频而得到的图像以及是否为平稳的图像。所谓平稳的图像例如为卡通图像。
[0035]如图3所示，在从一开始为HD图像的图像(HD)、对原始的SD图像增频后得到的图像(SD)和平稳的图像中，频率值EG的频度不同。
[0036]分辨率判定部20中，IIR滤波器26在时间轴方向上对频率值EG进行平滑化，将平滑化后的计数值FT输出到校正系数生成部28。如果设IIR滤波器26的输入为SI (η)、输出为S2(n)，则存在
[0037]S2(n) = a SI (η) + (1-α ) S2 (η-1)
[0038]的关系(α表示实数系数，η表示自然数，(η)表示第η个像素的信号)。也可代替IIR滤波器26，采用在时间轴方向上对输入值进行平滑化的其他滤波器。
[0039]图4 (a)为表示图1的校正系数生成部28中的输入值FT与输出值CF之间的关系的例子的图表。校正系数生成部28按照例如图4(a)的关系，根据计数值FT生成校正系数CF，并将该校正系数作为判定结果而输出到乘法器44。此时，在校正系数CF大于I时，判定为输入图像VI是SD图像以下的分辨率的图像被增频的图像，在校正系数CF为I以下时，判定为输入图像VI是基于比SD图像高的分辨率的图像而得到的图像。
[0040]图4(b)为表示输入值FT与输出值CF之间的关系的其他例子的图表。校正系数生成部28也可代替图4(a)的图表而采用图4(b)的图表的关系。
[0041]高分辨率化处理部40根据校正系数CF对输入图像VI进行高分辨率化处理,并将处理后的图像VP输出到显示器62。高分辨率化处理例如为边缘增强处理，如下那样进行。
[0042]图5(a)为表示输入图像VI的边缘中的亮度的例子的图。图5 (a)?图5(d)中，横轴表示像素的位置、纵轴表示亮度。图5(b)为表示图1的高频分量提取部42的输出中的与图5(a)对应的亮度的图，图5(c)为表示图1的加法器46的输出中与图5(a)对应的亮度的图，图5(d)为表示图1的限幅器52的输出中与图5(a)对应的亮度的图。[0043]高频分量提取部42从输入图像VI中提取高频分量后进行输出。该高频分量提取部42例如与亮度Yn的像素相关地输出(Yn-AZYn-Yiw)) /2。高频分量提取部42的输出中的亮度如图5 (b)。乘法器44将校正系数CF与高频分量提取部42的输出相乘后输出到加法器46。加法器46将乘法器44的输出与输入图像VI相加后进行输出。加法器46的输出中的亮度如图5(c)。
[0044]特征量提取部48求出与亮度Yn的像素相关的特征量后进行输出。该特征量提取部48作为为特征量而求得例如亮度Yn的像素以及与其相邻的周围8个像素中的最大亮度LMAX和最小亮度LMIN。限幅器52将通过以上高分辨率化处理得到的图像的亮度限制为基于输入图像VI所求得的范围的值来输出。具体地来说，限幅器52将加法器46的输出中超过最大亮度LMAX的部分限制为该最大的亮度LMAX，将小于最小的亮度LMIN的部分限制为该最小的亮度LMIN，从而进行输出。从限幅器52输出的高分辨率化处理后的图像VP如图5 (d)。在平稳的图像中，根据最大的亮度LMAX和最小的亮度LMIX来限制范围，在除此之外的图像中，不进行基于最大的亮度LMAX和最小的亮度LMIX的限制。图6(a)表示平稳的图像以外的影像的校正结果的例子，图6(b)表示对于平稳的图像进行校正后的校正结果的例子。在平稳的图像以外的图像中，不进行如图5(d)的限幅，通过施加过冲(overshoot)/下冲(undershoot)来提高精细度。另一方面，如果是平稳的图像的情况下，通过进行限幅，在不施加过冲/下冲的情况下提高清晰度。
[0045]图7表示本实施方式的效果的例子。图7 (a)为分辨率高的影像的效果的例子，图7(b)为分辨率低的影像的效果的例子。如图7(b)所示，在输入影像分辨率低的情况下，增大了边缘增强处理的效果。如以上所述，在本实施方式中，通过判别输入影像的分辨率，从而能够根据输入影像的分辨率来改变高分辨率化处理的效果。
[0046]显示器62具有显示面板等，显示被高分辨率化处理的图像VP。
[0047]高分辨率化处理部40中的高分辨率化处理不限于边缘增强处理。例如，也可在输入图像VI中进行图案检测，根据其结果进行置换为适当的图像的处理。在判定为输入图像VI是SD图像以下的分辨率的图像被增频而得到的图像的情况(例如，校正系数CF大于I的情况)下，高分辨率化处理部40也可生成灰度数比输入图像VI多的图像来输出。
[0048]以上所说明的各功能块能代表性地通过硬件来实现。例如，各功能块可作为IC(集成电路)的一部分而形成在半导体基板上。在此，IC包括LSI (large-scaleintegrated circuit) > ASIC (application-specific integrated circuit)、门电路阵列、FPGA (field programmable gate array)等。此外,作为代替方式,各功能块的一部分或者全部可由软件来实现。例如，这种功能块可由在处理器上执行的程序来实现。换句话说，以上所说明的各功能块可由硬件实现，也可由软件实现，也可由硬件和软件的任意组合来实现。
[0049]工业上的可利用性
[0050]如以上说明那样，本发明由于能够以较小的成本快速得知输入图像是否为从规定的分辨率以下的图像进行增频而得到的图像以及是否为平稳的图像，因此作为分辨率判定装置、图像处理装置以及图像显示装置等是有用的。
[0051]符号说明
[0052]12 边缘强度计算部[0053]20分辨率判定部
[0054]21核化处理部
[0055]22边缘强度符号变化点检测部(边缘变化点检测处理部)
[0056]23符号变化点多点累计部(第I累计处理部)
[0057]24I帧累计处理部(第2累计处理部)
[0058]26IIR 滤波器
[0059]28校正系数生成部
[0060]40高分辨率化处理部
[0061]42高频分量提取部
[0062]44乘法器
[0063]46加法器
[0064]48特征量提取部
[0065]52限幅器
[0066]62显不器
[0067] 100图像处理装置
【权利要求】
1.一种分辨率判定装置，具备: 边缘强度计算部，针对输入图像所包括的多个像素中的每一个像素，基于像素的亮度和与该像素相邻的像素的亮度之差来求得边缘强度；和分辨率判定部， 上述分辨率判定部具备: 核化处理部，在判断为上述边缘强度为噪声的情况下，使该边缘强度接近O值； 边缘变化点检测处理部，检测相邻的边缘强度的符号发生变化的像素； 第I累计处理部，将上述边缘变化点检测处理部的结果累计与多个像素相应的量；和第2累计处理部，根据从上述分辨率判定部的外部输入的参数，对累计值超过参数值的像素进行I帧量的累计， 基于上述累计结果，判定上述输入图像是否为从规定的分辨率以下的图像开始被增频而得到的图像、以及是否为平稳的图像，并输出该判定结果。
2.根据权利要求1所述的分辨率判定装置，其中， 上述分辨率判定部具有:校正系数生成部，根据上述累计结果而生成校正系数，并作为上述判定结果来输出。
3.根据权利要求2所述的分辨率判定装置，其中， 上述分辨率判定部还具有在时间轴方向上对上述累计值进行平滑化的滤波器， 上述校正系数生成部根据由上述滤波器平滑化后的累计值来生成校正系数。
4.根据权利要求3所述的分辨率判定装置，其中， 上述校正系数生成部根据累计值来生成多个校正系数。
5.一种图像处理装置，具备: 权利要求1所述的分辨率判定装置；和 高分辨率化处理部，根据上述分辨率判定部得到的上述判定结果，对上述输入图像进行高分辨率化处理并进行输出。
6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中， 上述高分辨率化处理部具有:限幅器，将通过高分辨率化处理得到的图像的亮度限制为基于上述输入图像求得的范围的值来输出。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中， 上述高分辨率化处理部在判定为上述输入图像是从规定的分辨率以下的图像开始被增频而得到的图像的情况下，在不进行上述限幅器的限制的情况下进行高分辨率化。
8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其中， 上述高分辨率化处理部在判定为上述输入图像为平稳的图像的情况下，进行上述限幅器的限制并进行高分辨率化。
9.一种图像显示装置，具备: 权利要求5?8中任一项所述的图像处理装置；和 显示器，显示通过上述图像处理装置进行了高分辨率化处理后的图像。
【文档编号】H04N5/14GK103959758SQ201280057177
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年5月15日 优先权日:2011年11月21日
【发明者】富冈进一 申请人:松下电器产业株式会社