图像处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理技术，例如，涉及提取具有规定的特征的图像区域并对所提 取的图像区域执行规定的图像处理的技术。
【背景技术】
[0002] 由于信息通信技术的普及，已经以各种各样的方式提供各种各样的图像(视频）内 容。
[0003] 另一方面，能够显示全高清等高分辨率的视频（图像）的显示装置已经普及，使该 显示装置显示各种各样的图像(视频）内容的机会越来越多。例如，将分辨率为水平方向640 像素、垂直方向360像素的低分辨率的图像(视频）内容显示于对应水平方向1920像素、垂直 方向1080像素的全高清标准的高分辨率显示装置的机会越来越多。在高分辨率显示装置 中，利用内置的定标器（只少一7)等对分辨率比显示分辨率低的图像(视频)执行向上变换 (少一少)处理，由此，能够将其作为1920像素 X 1080像素的图像(视频)来显示。然 而，当通过向上变换处理使低分辨率的图像(视频）以高分辨率显示时，在边缘部中，有时会 产生锯齿。
[0004] 另外，在使高分辨率显示装置将压缩的图像(视频)解码来显示的情况下，在边缘 部中，有时会产生蚊式噪声。
[0005] 若对这种图像实施锐化处理（例如，锐度增强处理、强化处理），则会有如下问题： 在边缘部中，锯齿、蚊式噪声被过度增强，导致画质劣化。当对如上述这样的图像执行例如 专利文献1(特开2003-348379号公报)所公开的锐化处理时，虽然能够提高纹理部分的细节 感，但边缘部的锯齿、蚊式噪声被过度增强，在边缘部中，锯齿、蚊式噪声变得醒目。
[0006] 这种产生于边缘部的锯齿、噪声很碍眼，因此，希望使其减少。
[0007]已开发出用于减少这种产生于边缘部的锯齿、噪声的技术。例如，在专利文献2(特 开2004-336652号公报）中，公开了如下技术:基于边缘检测信号、平滑化信号以及边缘信 号，识别关注像素，基于表示该识别结果的识别信息以及边缘信号进行滤波处理，由此，不 损害有意而为的纹理部的细节地减少蚊式噪声。
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 然而，在上述专利文献2的技术中，采用了对于对输入视频信号进行高通滤波处理 的结果设置阈值来将边缘部与纹理部分离的方法，根据输入视频信号的情况不同，有时无 法将边缘部与纹理部恰当地分离，其结果是，有时也无法恰当地执行降噪处理。在上述专利 文献2的技术中，例如，在输入亮度值的对比度很大地变化的视频信号的情况下，在该视频 信号的亮度值的对比度处于规定的范围内时，能恰当地将边缘部与纹理部分离，恰当地执 行降噪处理，但在该视频信号的亮度值的对比度处于规定的范围外时，无法将边缘部与纹 理部恰当地分离，其结果是，也无法恰当地执行降噪处理。
[0010]鉴于上述问题，本发明的目的在于，实现一种图像处理装置(视频处理装置），其即 使在输入的图像信号(视频信号）的亮度值等对比度很大地变化的情况下，也能够恰当地将 边缘部与纹理部分离，恰当地执行图像处理(例如，降噪处理、强化处理）。 _1] 用于解决问题的方案
[0012] 为了解决上述问题，第1构成是图像处理装置，其具备亮度方差检测部、角度方差 检测部、图像区域检测部以及图像处理部。
[0013] 亮度方差检测部在包含关注像素和关注像素的周边像素的像素参照区域中检测 像素值的偏差程度。
[0014] 角度方差检测部在像素参照区域中，按每个像素取得像素值为恒定值的轮廓方 向，检测按每个像素取得的轮廓方向的偏差程度。
[0015] 图像区域检测部基于像素值的偏差程度和轮廓方向的偏差程度，取得表示包含关 注像素的图像区域的特征的图像区域检测信号。
[0016] 图像处理部基于图像区域检测信号，对关注像素执行规定的图像处理。
[0017] 发明效果
[0018] 根据本发明，能够实现一种图像处理装置(视频处理装置），其即使在输入的图像 信号(视频信号）的亮度值等对比度很大地变化的情况下，也能够恰当地将边缘部与纹理部 分离，恰当地执行图像处理(例如，降噪处理）。
【附图说明】
[0019] 图1是第1实施方式的图像处理装置1000的概略构成图。
[0020] 图2是第1实施方式的图像处理装置1000的图像处理部4的概略构成图。
[00211图3是在包含边缘部的图像区域Imgl和包含纹理部的图像区域Img2中用箭头重叠 地示意性地表示出轮廓方向Θ的图。
[0022]图4是示出图像处理装置1000进行处理的结果的一例的图。
[0023]图5是示出图像处理装置1000进行处理的结果的一例的图。
[0024]图6是第1实施方式的第1变形例的图像处理部4A的概略构成图。
[0025]图7是第1实施方式的第1变形例的强化部42的概略构成图。
[0026]图8是第2实施方式的图像处理装置2000的概略构成图。
[0027]图9是第2实施方式的图像处理部4B的概略构成图。
[0028]图10是第3实施方式的图像处理装置3000的概略构成图。
[0029]图11是第3实施方式的图像处理部4C的概略构成图。
[0030]图12是第3实施方式的强化处理部431的概略构成图。
[00311图13是第3实施方式的方向强化处理部432的概略构成图。
[0032]图14是第4实施方式的图像处理装置4000的概略构成图。
[0033]图15是第4实施方式的图像处理部4D的概略构成图。
[0034]图16是第5实施方式的图像处理装置5000的概略构成图。
[0035]图17是第5实施方式的图像处理部4E的概略构成图。
【具体实施方式】
[0036] [第1实施方式]
[0037] 以下，参照附图来说明第1实施方式。
[0038] <1.1:图像处理装置的构成>
[0039] 图1是第1实施方式的图像处理装置1000的概略构成图。
[0040] 图2是第1实施方式的图像处理装置1000的图像处理部4的概略构成图。
[0041] 如图1所示，图像处理装置1000具备亮度方差检测部1、角度方差检测部2、图像区 域检测部3以及图像处理部4。
[0042]图像信号（视频信号）Din输入到亮度方差检测部1，亮度方差检测部1按图像Din (由图像信号(视频信号)Din形成的图像)的每个像素算出亮度方差值Yv。此外，将关注像素 (处理对象像素)在图像上的坐标设为(xl，yl)，将关注像素(xl，yl)的亮度方差值标记为Υν (xl，yl)〇
[0043] 亮度方差检测部1将算出的亮度方差值Yv输出到图像区域检测部3。
[0044] 图像信号(视频信号)Din输入到角度方差检测部2,角度方差检测部2按图像Din的 每个像素算出角度方差值Αν。此外，将关注像素(xl，yl)的角度方差值标记为Av(xl，yl)。
[0045] 角度方差检测部2将算出的角度方差值Αν输出到图像区域检测部3。
[0046]如图1所示，图像区域检测部3具备第1乘法器31、反转部32以及第2乘法器33。
[0047] 从亮度方差检测部1输出的亮度方差值Yv和从角度方差检测部2输出的角度方差 值Αν输入到第1乘法器31。第1乘法器31按每个像素将亮度方差值Yv与角度方差值Αν相乘， 将以相乘结果的值为信号值的纹理检测信号Det_txt输出到图像处理部4。
[0048] 从角度方差检测部2输出的角度方差值Αν输入到反转部32。反转部32在将角度方 差值Αν的可取值范围设为0~Maxi即0 < Av< Maxi时，将通过
[0049] Av_r=Maxl-Av
[0050] 算出的角度方差值的反转值六￥_4俞出到第2乘法器33。
[0051] 从亮度方差检测部1输出的亮度方差值Yv和从反转部32输出的角度方差值的反转 值入到第2乘法器33。第2乘法器33将亮度方差值Yv与角度方差值的反转值六￥^相 乘，将以相乘结果的值为信号值的边缘检测信号Det_edg e输出到图像处理部4。
[0052]图像信号(视频信号)Din和从图像区域检测部3输出的纹理检测信号Det_txt及边 缘检测信号Det_edge输入到图像处理部4。图像处理部4基于纹理检测信号Det_txt和边缘 检测信号Det_edg e，对图像信号执行规定的图像处理，将图像处理后的图像信号Dout输出。 [0053] 例如，如图2所示，图像处理部4具备噪声处理部41。
[0054] 如图2所示，噪声处理部41具备降噪处理部411、合成比决定部412以及合成部413。
[0055]降噪处理部411将图像信号(视频信号)Din作为输入，对图像信号Din执行降噪处 理。然后，降噪处理部411将降噪处理后的图像信号作为图像信号D_NR输出到合成部413。 [0056]合成比决定部412将从图像区域检测部3输出的纹理检测信号Det_txt和边缘检测 信号Det_edge作为输入，基于纹理检测信号Det_txt和边缘检测信号Det_edge，决定合成比 α。合成部413将所决定的合成比α输出到合成部413。
[0057]图像信号(视频信号)Din、从降噪处理部411输出的图像信号0_~1?以及从合成比决 定部412输出的合成比α输入到合成部413。合成部413基于合成比α将图像信号(视频信号） Din与图像信号D_NR进行合成，将合成后的图像信号作为图像信号Dout输出。
[0058] < 1.2:图像处理装置的动作>
[0059]以下，说明如以上这样构成的图像处理装置1000的动作。
[0060]在亮度方差检测部1中，根据所输入的图像信号（视频信号）Din算出亮度方差值 Yv。具体地说，当将关注像素在图像上的坐标设为(x，y)，将关注像素(x，y)的像素值(亮度 值)设为P(x，y)时，通过下述的数学式算出关注像素(x，y)的亮度方差值Yv(x，y)。
[0063] 也就是说，亮度方差值Yv(X，y)是以关注像素(X，y)为中心的（2n+1)个像素 X (2n XI)个像素(η:自然数)的图像区域中的像素值(亮度值)的方差值。
[0064] 在亮度方差检测部1中，按每个像素通过与上述数学式相当的处理算出亮度方差 值Υν〇
[0065] 算出的亮度方差值Yv从亮度方差检测部1输出到图像区域检测部3的第1乘法器31 和第2乘法器33。
[0066]此外，亮度方差检测部1也可以是将亮度方差值Yv作为二值信号输出。也就是说， 亮度方差检测部1也可以是在将规定的阈值设为Th_Yv的情况下，
[0067] (l)Yv(x，y) 2Th_Yv时，设Yv(x，y) = l，
[0068] (2)Yv(x，y) <Th_Yv时，设 Yv(x，y) = 0，
[0069] 将亮度方差值Yv输出到第1乘法器31和第2乘法器33。
[0070] 在角度方差检测部2中，根据所输入的图像信号(视频信号)Din算出轮廓方向Θ。具 体地说，当将关注像素在图像上的坐标设为(x，y)，将关注像素(x，y)的像素值(亮度值)设 为P(x，y)时，通过与下述数学式相当的处理算出关注像素(x，y)的轮廓方向9(x，y)。
[0071] [数学式2]
[0073]此外，假定P (X，y)能在图像上即在xy平面上进行微分。
[0074] 在(数学式2)中，轮廓方向0(x，y)是以水平方向（X方向）为基准的逆时针方向的角 度。轮廓方向9(x，y)是作为给出如下正切值的角度算出的:将像素值(亮度值)P(x，y)在X方 向的偏微分值除以像素值P(x，y)在方向的偏微分值而得到的正切值。为使上述(数学式2) 适用于离散值，角度方差检测部2通过与以下的(数学式3)、（数学式4)相当的处理算出关注 像素(X，y)在X方向的偏微分值Gx (X，y)和关注像素在y方向的偏微分值Gy (X，y)。
[0075] [数学式3]
[0079 ]此外，Wx ( x+ i，y+j )和Wy ( x+ i，y+j )为滤波系数。
[0080]滤波系数Wx(x+i，y+j)如下：
[0081 ] (1) - η < i<0时，Wx(x+i，y+j) = _1
[0082] (2) i = 0时，Wx(x+i，y+j) =0
[0083] (3)0<i < n时，Wx(x+i，y+j) = 1。
[0084] 滤波系数Wy(x+i，y+j)如下：
[0085] (1) -η < j<0时，Wy(x+i，y+j) =-1
[0086] (2) j = 〇时，Wy(x+i，y+j) =〇
[0087] (3)0< j < n时，Wy(x+i，y+j) = 1。
[0088] 通过与(数学式3)、（数学式4)相当的处理，算出关注像素(x，y)在x方向的偏微分 值Gx (X，y)和关注像素在y方向的偏微分值Gy (X，y)。
[0089]然后，角度方差检测部2基于算出的X方向偏微分值Gx(X，y)、y方向偏微分值Gy (X， y)将算出的轮廓方向9(x，y)量子化，算出表示量子化后的轮廓方向的量子化轮廓方向A(x, y)。角度方差检测部2例如通过与下述(数学式5)相当的处理算出量子化轮廓方向A(x，y)。 [0090][数学式5]
[0092] 在上述(数学式5)中，rouncKz)是给出将实数z的小数点以后的位数四舍五入得到 的整数值的化整函数。Nd是表示量子化后的轮廓方向的数量(量子化轮廓方向数）的常量。 量子化轮廓方向数Nd例如是8至32之间的任意的值。也就是说，量子化轮廓方向A(x，y)是由 将轮廓方向 9(x，y)除以量子化间隔VNd得到的值进行化整从而取得的0至Nd-Ι的任意的整 数来表示的。此外，角度方差检测部2为了避免除数为零，在X方向偏微分值Gx(x，y)的绝对 值|Gx(x，y)|小于预先确定的微小的实数值(例如，ΠΓ-6)的情况下，将tanD的值设为V 2。另外，根据运算处理系统的不同，有时为了避免上述的除法运算的误差、除数为零而准