專利名稱：圖像放大裝置、圖像放大程序和顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將圖像放大的技術。
背景技術：
近年來，全高清(Full HD) (1920像素X 1080像素)的電視機逐漸變得普及，而且4k2k(4096像素X 2048像素)、8k4k(8192像素X 4096像素)等分辨率更高的顯示面板也被開發(fā)出來。而另一方面，SD (NTSC為720像素X480像素，PAL為720像素X 576像素)的內(nèi)容大量存在。因此，需要用于使低分辨率的內(nèi)容在高分辨率的顯示裝置中顯示的圖像放大技術。歷來提案有各種圖像放大技術，其中有使用小波轉(zhuǎn)換的方法。
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在此，對小波轉(zhuǎn)換的概要進行說明。圖13是示意性地表示原圖像和小波轉(zhuǎn)換圖像的圖。當對原圖像IMG實施離散小波轉(zhuǎn)換(DWT Discrete Wavelet Transform)時,能得到小波轉(zhuǎn)換圖像，該小波轉(zhuǎn)換圖像包含子帶(subband)成分IMG_LL、IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH。各子帶成分的圖像大小為原圖像MG的1/4。對原圖像MG在水平方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在垂直方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理后的結果，為子帶成分MG_LL。另外，子帶成分MG_LL也可以是對原圖像MG在垂直方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在水平方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理后的結果。對原圖像MG在水平方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在垂直方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理后的結果，為子帶成分IMG_HL。因此，子帶成分IMG_HL表示提取原圖像IMG的水平方向的高頻成分而得的圖像，即反映朝向垂直方向(在垂直方向上)的邊緣(edge)信息的圖像。另外，子帶成分MG_HL也可以是對原圖像MG在垂直方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在水平方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理的結果。對原圖像MG在水平方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在垂直方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2處理的采樣處理的結果，為子帶成分IMG_LH。因此，子帶成分IMG_LH表示提取原圖像IMG的垂直方向的高頻成分而得的圖像，即反映了朝向水平方向的邊緣信息的圖像。另外，子帶成分IMG_LH也可以是對原圖像MG在垂直方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在水平方向上進行低通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理的結果。對原圖像MG在水平方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在垂直方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理的結果，為子帶成分IMG_HH。因此，子帶成分IMG_HH表示提取原圖像IMG的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像(提取原圖像IMG的傾斜方向的高頻成分而得的圖像)，即反映朝向傾斜方向的邊緣信息的圖像。另外，子帶成分MG_HH也可以是對原圖像IMG在垂直方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理，對其處理結果在水平方向上進行高通濾波處理和用于成為1/2大小的采樣處理的結果。如果對包含子帶成分IMG_LL、IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH的小波轉(zhuǎn)換圖像實施逆離散小波轉(zhuǎn)換(IDffT Inverse Discrete Wavelet Transform),則得到原圖像 IMG。接著，對使用了小波轉(zhuǎn)換的圖像放大方法的概要進行說明。圖14是示意性地表示使用了小波轉(zhuǎn)換的圖像放大方法的概要的圖。將作為放大對象的輸入圖像IMG_IN看作小波轉(zhuǎn)換圖像的子帶成分IMG_LL。關于剩下的三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)MG_HL、IMG_LH和MG_HH，由于沒有信息，所以設為全部像素值為0的子帶成分IMG_HL(0)、IMG_LH(0)和IMG_HH(0)。通過這樣的方式，能夠?qū)⑤斎雸D像MG_IN看作包括子帶成分MG_IN、MG_HL(0)、MG_LH(0)和MG_ HH(O)的小波轉(zhuǎn)換圖像。通過對該包括子帶成分MG_IN、IMG_HL (0)、IMG_LH (0)和MG_HH (0)的小波轉(zhuǎn)換圖像實施逆離散小波轉(zhuǎn)換，能夠得到作為具有輸入圖像IMG_IN的四倍的圖像數(shù)的放大圖像的輸出圖像IMG_0UT。但是，在包括子帶成分IMG_IN、IMG_HL (0)、IMG_LH (0)和IMG_HH (0)的小波轉(zhuǎn)換圖像中缺少高頻成分的信息，因此作為放大圖像的輸出圖像IMG_0UT變得有點模糊。反言之，如果關于三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)MG_HL、IMG_LH和IMG_HH能夠得到適當?shù)男畔?，則能夠解決放大圖像變得有點模糊的問題。另外，通過在進行子帶成分MG_HL的增益(gain)調(diào)整后進行逆離散小波轉(zhuǎn)換，能夠得到強化了朝向垂直方向的邊緣的放大圖像，通過在進行子帶成分IMG_LH的增益調(diào)整后進行逆離散小波轉(zhuǎn)換，能夠得到強化了朝向水平方向的邊緣的放大圖像，通過在進行子帶成分IMG_HH的增益調(diào)整后進行逆離散小波轉(zhuǎn)換，能夠得到強化了朝向傾斜方向的邊緣的放大圖像。在專利文獻I、專利文獻2、非專利文獻I 3等中提案有關于得到三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH的信息的方法。參照圖15對專利文獻I中提案的圖像放大方法進行說明。首先，對作為放大對象的輸入圖像MG_IN實施離散小波轉(zhuǎn)換，得到包括子帶成分LL2、HL2、LH2和HH2的小波轉(zhuǎn)換圖像。然后，用子帶成分LL2、HL2、LH2和HH2的信息，預測三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)MG_HL、IMG_LH和IMG_HH。另外，預測時所用的系數(shù)是通過學習得到的。然后，將作為放大對象的輸入圖像IMG_IN看作小波轉(zhuǎn)換圖像的子帶成分IMG_LL，將與所預測的三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)MG_HL、IMG_LH和MG_HH合并的結果看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆離散小波轉(zhuǎn)換得到作為放大圖像的輸出圖像IMG_0UT。另外，專利文獻3中提案的圖像放大方法也與專利文獻3中提出的圖像放大方法同樣地，預測三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH。接著，參照圖16A 圖16C對專利文獻2中提案的圖像放大方法進行說明。將放大對象圖像看作小波轉(zhuǎn)換圖像的子帶成分IMG_LL。然后，用圖16A所示的濾波器提取放大對象圖像的垂直方向的邊緣成分，看作不足的子帶成分IMG_HL，用圖16B所示的濾波器提取放大對象圖像的水平方向的邊緣成分，看作不足的子帶成分IMG_LH，用圖16C所示的濾波器提取放大對象圖像的傾斜方向的邊緣成分，看作不足的子帶成分頂G_HH，將合并上述四個子帶成分的結果看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆離散小波轉(zhuǎn)換得到放大圖像。接著，對非專利文獻2提案的圖像放大方法進行說明。通過假定稀疏約束(Sparsity constraint)而直到收斂為止反復進行運算來預測邊緣，由此預測三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)的方法，記載在非專利文獻I中，在非專利文獻2中將所述方法應用于圖像放大。在非專利文獻3中，對非專利文獻I中所記載的方法進行改良，將收斂次數(shù)縮短到2來進行圖像放大?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2000-215305號公報(段落0035，第5圖)專利文獻2 :日本特開2001-8027號公報(段落0041，第I圖、第6圖)
專利文獻3 日本特開平7-152907號公報(摘要)非專利文獻非專利文獻I :G. Guleryuz, " Predicting wavelet coefficients over Edgesusing estimates based on nonlinear approximants, 〃 Proc.Data compressionconference,IEEE DCC_04，2004非專利文獻2 C. S. Boon，0. G. Guleryuz, T. Kawahara, and Y. Suzuki, " Sparsesuper-resolution reconstructions of video from mobile devices in digital TVbroadcast applications， 〃 Proc.SPIE conference on applications on of digitalimage processing XXIX，San Diego,2006非專利文獻3 :S. Kanumuri，0. G. Guleryuz and M. R. Givanlar. " Fastsuper-resolution reconstructions of mobile video using warped transforms andadaptive thresholding，" Proc. SPIE conference on applications of digital imageprocessing XXX，200
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在專利文獻I中提案的圖像放大方法中，對于沒讓學習的圖像就無法保證能夠正確地預測含有高頻成分的子帶成分。另外，在專利文獻I中提案的圖像放大方法中，不能在圖像放大的同時進行充分的邊緣強化。因此，有可能放大圖像會成為有點模糊且不清楚的圖像。另外，在專利文獻3中提案的圖像放大方法中，具有與專利文獻I中提案的圖像放大方法同樣的問題，而且還具有需要龐大的運算量的問題。在專利文獻2中提案的圖像放大方法中，當根據(jù)例示的邊緣檢測濾波器(參照圖16A 圖16C)進行判斷時，對于含有高頻成分的子帶成分不能得到適當?shù)男畔ⅰＴ诶镜倪吘墮z測濾波器就這樣被使用來進行邊緣強化的情況下，也會產(chǎn)生過沖(overshoot)或鋸齒(jaggy)，而且，當進行逆離散小波轉(zhuǎn)換時，由于圖像大小在水平方向和垂直方向分別放大到2倍，所以鋸齒變大。因此，在由專利文獻2中提案的圖像放大方法得到的放大圖像中，在被強化了的邊緣產(chǎn)生不自然的鋸齒。在非專利文獻2和非專利文獻3中提案的圖像放大方法中，具有不能以稀疏約束(sparsity constraint)條件強化閾值以下的弱邊緣的問題。另外，在非專利文獻2和非專利文獻3中提案的圖像放大方法，在邊緣信息的預測中，需要直至收斂為止多次反復進行運算，所以也具有運算量大、會產(chǎn)生延遲的問題。本發(fā)明鑒于上述狀況，目的在于提供能夠生成高畫質(zhì)的放大圖像的圖像放大裝置、圖像放大程序和顯示裝置。用于解決課題的方法為了達成上述目的，本發(fā)明的圖像放大裝置的結構為，包括圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像分別在水平方向和垂直方向上放大到2倍而得的第一放大圖像；小波轉(zhuǎn)換部，其對上述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取上述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分；增益處理部，其對從上述小波轉(zhuǎn)換部輸出的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分進行增益處理；·和逆小波轉(zhuǎn)換部，其將上述輸入圖像以及從上述增益處理部輸出的增益處理后的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。另外，也可以包括輪廓強化處理部，其基于上述第一放大圖像和上述第二放大圖像之差，對上述第二放大圖像進行輪廓強化處理。在這種情況下，上述輪廓強化處理部還可以具有對與上述第一放大圖像和上述第二放大圖像之差對應的圖像進行核化降噪處理的核化降噪部?；蛘撸部梢园ㄝ喞獜娀幚聿?，其基于上述輸入圖像和上述第一子帶成分之差，對上述第二放大圖像進行輪廓強化處理。在這種情況下，上述輪廓強化處理部還可以具有對與上述輸入圖像和上述第一子帶成分之差對應的圖像進行核化降噪處理的核化降噪部。為了達成上述目的，本發(fā)明的圖像放大裝置的結構為，包括圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像放大而得的第一放大圖像；小波轉(zhuǎn)換部，其對上述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取上述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分；增益處理部，其對從上述小波轉(zhuǎn)換部輸出的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分進行增益處理；和逆小波轉(zhuǎn)換部，其將上述第一子帶成分以及從上述增益處理部輸出的增益處理后的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。在上述任一結構的圖像放大裝置中，優(yōu)選上述圖像放大濾波器是能夠提升高頻成分的濾波器。為了達成上述目的，本發(fā)明的圖像放大程序，使計算機作為圖像放大裝置起作用，該圖像放大裝置包括圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像分別在水平方向和垂直方向上放大到2倍而得的第一放大圖像；小波轉(zhuǎn)換部，其對上述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取上述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分；增益處理部，其對從上述小波轉(zhuǎn)換部輸出的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分進行增益處理；和逆小波轉(zhuǎn)換部，其將上述輸入圖像以及從上述增益處理部輸出的增益處理后的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。為了達成上述目的，本發(fā)明的圖像放大程序，使計算機作為圖像放大裝置起作用，該圖像放大裝置包括圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像放大而得的第一放大圖像；小波轉(zhuǎn)換部，其對上述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取上述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取上述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取上述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分；增益處理部，其對從上述小波轉(zhuǎn)換部輸出的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分進行增益處理；和逆小波轉(zhuǎn)換部，其將上述第一子帶成分以及從上述增益處理部輸出的增益處理后 的上述第二子帶成分、上述第三子帶成分和上述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。為了達成上述目的，本發(fā)明的顯示裝置，包括上述任一結構的圖像放大裝置。另外，在上述結構的顯示裝置中，也可以為上述圖像放大裝置的輸入圖像是亮度圖像。或者，在上述結構的顯示裝置中，也可以為包括三個上述圖像放大裝置，第一個上述圖像放大裝置的輸入圖像是紅色成分圖像，第二個上述圖像放大裝置的輸入圖像是綠色成分圖像，第三個上述圖像放大裝置的輸入圖像是藍色成分圖像。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于通過對含有高頻的子帶成分進行增益處理，能夠調(diào)整邊緣強化強度，所以能夠得到鋸齒少、高畫質(zhì)的圖像。


圖I是表示本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的結構的圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的動作的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的結構的圖。圖4是表示本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的動作的流程圖。圖5是表示核化降噪(coring)部的輸入輸出特性的圖。圖6是示意性地表示本發(fā)明的第一實施方式和第二實施方式的各圖像的圖像大小的圖。圖7是表示本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置的結構的圖。圖8是示意地表示本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置的動作的圖。圖9是表示本發(fā)明的顯示裝置的一例的液晶電視機的概略結構的圖。圖IOA是表示使用了本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的后端(back-end)部的結構例的圖。圖IOB是表示使用了本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的后端部的結構例的圖。圖IOC是表示使用了本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置的后端部的結構例的圖。圖IOD是表示使用了本發(fā)明的第二實施方式的變形例的圖像放大裝置的后端部的結構例的圖。圖IOE是表示使用了本發(fā)明的圖像放大裝置的、由該圖像放大裝置對RGB信號進行處理的類型的后端部的結構例的圖。
圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的變形例的圖。圖12是表示計算機的概略結構的圖。圖13是示意性地表示原圖像和小波轉(zhuǎn)換圖像的圖。圖14是示意性地表示使用了小波轉(zhuǎn)換的圖像放大方法的概要的圖。圖15是示意性地表示專利文獻I中提案的圖像放大方法的概要的圖。圖16A是表示專利文獻2中提案的圖像放大方法中所用的濾波器的例子的圖。圖16B是表示專利文獻2中提案的圖像放大方法中所用的濾波器的例子的圖。圖16C是表示專利文獻2中提案的圖像放大方法中所用的濾波器的例子的圖。
具體實施例方式以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明?！幢景l(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置〉在圖I表示本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置。本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置包括lanczos3濾波器I、離散小波轉(zhuǎn)換部2、乘法器3 5、逆離散小波轉(zhuǎn)換部6和內(nèi)置有可改寫的非易失性存儲器的控制部(未圖示)。另外，在本實施方式中，在離散小波轉(zhuǎn)換中使用CDF97。參照圖2所示的流程圖對本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的動作進行說明。首先，控制部從非易失性存儲器中讀取lanczos3濾波器I、離散小波轉(zhuǎn)換部2和逆離散小波轉(zhuǎn)換部6的常數(shù)設定，對lanczos3濾波器I、離散小波轉(zhuǎn)換部2和逆離散小波轉(zhuǎn)換部6設定常數(shù)(步驟S10)。在本實施方式中，將lanczos3濾波器I的常數(shù)設定成使lanczos3濾波器I作為將圖像在水平方向和垂直方向分別放大2倍的圖像放大濾波器起作用。接著，lanczos3濾波器I生成將輸入圖像MG_IN在水平方向和垂直方向上分別放大到2倍而得的放大圖像IMG_UP(步驟S20)接著，離散小波轉(zhuǎn)換部2對放大圖像IMG_UP進行離散小波轉(zhuǎn)換，生成子帶成分MG_LL、MG_HL、IMG_LH 和 MG_HH(步驟 S30)。在接下來的步驟S40中進行增益處理?？刂撇繌姆且资源鎯ζ髦凶x取與朝向垂直方向的邊緣的強化強度對應的增益值G_HL、與朝向水平方向的邊緣的強化強度對應的增益值G_LH、與朝向傾斜方向的邊緣的強化強度對應的增益值G_HH，將增益值G_HL供給到乘法器3、將增益值G_LH供給到乘法器4，將增益值G_HH供給到乘法器5。乘法器3將子帶成分IMG_HL和增益值G_HL相乘后的結果供給到逆離散小波轉(zhuǎn)換部6。乘法器4將子帶成分IMG_LH和增益值G_LH相乘后的結果供給到逆離散小波轉(zhuǎn)換部6。乘法器5將子帶成分IMG_HH和增益值G_HH相乘后的結果供給到逆離散小波轉(zhuǎn)換部6。在接下來的步驟S50中，逆離散小波轉(zhuǎn)換部6，將輸入圖像IMG_IN看作小波轉(zhuǎn)換圖像的子帶成分MG_LL，將其與三個增益處理后的子帶成分MG_HL G_HL、IMG_LH G_LH和IMG_HH ^GJlH合并后的成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆離散小波轉(zhuǎn)換生成放大圖像IMG_SYNTH。放大圖像IMG_SYNTH成為本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的輸出。在本實施方式中，如果輸入圖像IMG_IN為M像素XN像素(M、N分別為自然數(shù))，則放大圖像IMG_UP和IMG_SYNTH分別為2M像素X2N像素，子帶成分IMG_LL、IMG_HL、IMG_ LH和IMG_HH分別為M像素XN像素(參照圖6)。即，本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置分別在水平方向和垂直方向進行了 2倍的圖像放大。通過對內(nèi)置于控制部的非易失性存儲器所存儲的增益值G_HL、G_LH和G_HH進行改寫，能夠自由地調(diào)整邊緣強化強度。另外，在利用lanczos3濾波器I進行的圖像放大處理中，能夠提升弱的高頻成分(一定程度衰減了的高頻成分)，但在提升了弱的高頻成分的情況下也會對低頻信號造成影響。但是，在本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置中，逆離散小波轉(zhuǎn)換部6，不使用對利用lanczos3濾波器I進行的圖像放大處理中生成的放大圖像IMG_UP實施離散小波轉(zhuǎn)換而得到的子帶成分IMG_LL，而是將輸入圖像IMG_IN看作小波轉(zhuǎn)換圖像的子帶成分IMG_LL，所以能夠消除該影響。由此，能夠得到忠實于作為原圖像的頂G_IN的放大圖像。另外，能夠從放大圖像IMG_SYNTH提取作為原圖像的輸入圖像IMG_IN。在利用lanczos3濾波器I進行的圖像放大處理中，能夠提升弱的高頻成分(一定程度衰減了的高頻成分)，但不能調(diào)整該弱的高頻成分的強度。但是，在本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置中，通過對子帶成分MG_HL、MG_LH和MG_HH進行增益處理，能夠調(diào)整邊緣強化強度，能夠得到鋸齒少、高品質(zhì)的圖像?！幢景l(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置〉在圖3表示本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的結構。另外，對圖3中與圖I相同的部分標注相同的符號。本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置包括lancz0S3濾波器I、離散小波轉(zhuǎn)換部2、乘法器3 5和9、逆離散小波轉(zhuǎn)換部6、加法器7和10、核化降噪部8和內(nèi)置有可改寫的非易失性存儲器的控制部(未圖示)。本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置，通過在本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置中追加加法器7、核化降噪部8、乘法部9和加法器10，追加輪廓強化功能。在離散小波轉(zhuǎn)換部2中生成的子帶成分IMG_LL表示提取低頻成分而得的圖像，含有輸入圖像IMG_IN的輪廓信息(粗邊緣)。因此，能夠用輸入圖像MG_IN和子帶成分MG_LL之差進行輪
廓強化。在乘法器3 5中各增益值為I. 0時，由于放大圖像IMG_UP和放大圖像IMG_SYNTH與實施了離散小波轉(zhuǎn)換時得到的三個子帶成分(含有高頻成分的子帶成分)相同，所以放大圖像IMG_UP與放大圖像IMG_SYNTH之差，根據(jù)子帶成分IMG_LL與輸入圖像IMG_IN之差產(chǎn)生。因此，在本實施方式中，用放大圖像IMG_UP與放大圖像IMG_SYNTH之差進行輪廓強化。參照圖4所示的流程圖對本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的動作進行說明。另外，對圖4中與圖2相同的步驟標注相同的符號。步驟SlO 步驟S50的處理由于與第一實施方式同樣，所以在此省略說明。在接著步驟S50的步驟S60中進行輪廓強化處理。加法器7在放大圖像MG_UP上加上將放大圖像MG_SYNTH的像素值反轉(zhuǎn)后的值，供給到核化降噪部8。核化降噪部8對加法器7的輸出的各像素值進行如圖5所示的輸入輸出轉(zhuǎn)換。因此，對于不足核化降噪閾值CTH的加法器7的輸出的像素值的核化降噪部8的輸出為“O”。另外，控制部從非易失性存儲器讀取與輪廓的強化強度對應的增益值G_EN，將增益值G_EN供給到乘法器9。乘法器9將核化降噪部8的輸出乘以增益值G_EN的結果供給到加法器10。加法器10在放大圖像IMG_SYNTH上加上乘法器9的輸出，生成MG_0UT。輸出圖像MG_0UT成為本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的輸出。
在本實施方式中，如果輸入圖像IMG_IN為M像素XN像素(M、N分別為自然數(shù))，則放大圖像IMG_UP、IMG_SYNTH和輸出圖像IMG_0UT分別為2M像素X 2N像素，子帶成分IMG_LL、IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH分別為M像素X N像素(參照圖6)。S卩，本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置與本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置同樣，分別在水平方向和垂直方向進行2倍的圖像放大。通過對內(nèi)置于控制部的非易失性存儲器所存儲的增益值G EN進行改寫，能夠自由地調(diào)整輪廓強化強度。另外，由于設置有核化降噪部8，所以能夠一邊抑制噪聲一邊強化輪廓。<本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置>圖7表示本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置的結構。另外，對圖7中與圖I相同的部分標注相同的符號。本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置與本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置同樣，具有l(wèi)ancz0S3濾波器I、離散小波轉(zhuǎn)換部2、乘法器3 5和逆離散小波轉(zhuǎn)換部6。本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置與本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置的不同點在于，在本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置中，lancz0S3濾波器I的放大分別在水平方向和垂直方向上不限定于2倍，逆離散小波轉(zhuǎn)換部6不輸入輸入圖像IMG_IN，而將從離散小波轉(zhuǎn)換部2輸出的子帶成分MG_LL和三個增益處理后的子帶成分MG_HL G_HL、IMG_LH G_LH和IMG_HH G_HH合并而得的圖像看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆離散小波轉(zhuǎn)換生成放大圖像IMG_SYNTH。從逆離散小波轉(zhuǎn)換部6輸出的放大圖像IMG_SYNTH成為本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置的輸出。在本實施方式中，輸入圖像IMG_IN為M像素XN像素(M、N分別為自然數(shù))，放大圖像IMG_UP和IMG_SYNTH分別為2K像素X 2L像素(K為大于M/2的自然數(shù)，L為大于N/2的自然數(shù))，子帶成分IMG_LL、IMG_HL、IMG_LH和IMG_HH分別為K像素XL像素(參照圖8)。即，本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置，只要輸出的放大圖像的水平方向的像素數(shù)和垂直方向的像素數(shù)分別為2的倍數(shù)，就能夠進行放大處理。在第一實施方式和第二實施方式中，如上所述，在水平方向和垂直方向上分別只進行2倍的圖像放大。然而，期望的放大圖像分別在水平方向和垂直方向上并不一定成為作為原圖像的輸入圖像的2倍。因此，在期望的放大圖像分別在水平方向和垂直方向上不成為作為原圖像的輸入圖像的2倍的情況下，雖然通過在本發(fā)明的第一實施方式的圖像放大裝置或本發(fā)明的第二實施方式的圖像放大裝置的前級和/或后級設置現(xiàn)有的放大 縮小處理裝置，能夠得到期望的放大圖像，但成本會變高與設置現(xiàn)有的放大 縮小處理裝置相當?shù)牧?。代表性的顯示電視信號和顯示面板的圖像大小，如表I所示，全部在水平方向和垂直方向為2的倍數(shù)，所以本發(fā)明的第三實施方式的圖像放大裝置即使在前級和/或后級不設置現(xiàn)有的放大 縮小處理裝置，也能夠與代表性的顯示電視信號和顯示面板的圖像大小對應。[表 I]
權利要求
1.ー種圖像放大裝置，其特征在于，包括 圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像分別在水平方向和垂直方向上放大到2倍而得的第一放大圖像； 小波轉(zhuǎn)換部，其對所述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取所述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分； 増益處理部，其對從所述小波轉(zhuǎn)換部輸出的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分進行增益處理；和 逆小波轉(zhuǎn)換部，其將所述輸入圖像以及從所述增益處理部輸出的増益處理后的所述第ニ子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。
2.如權利要求I所述的圖像放大裝置，其特征在干 包括輪廓強化處理部，其基于所述第一放大圖像和所述第二放大圖像之差，對所述第ニ放大圖像進行輪廓強化處理。
3.如權利要求2所述的圖像放大裝置，其特征在于 所述輪廓強化處理部具有對與所述第一放大圖像和所述第二放大圖像之差對應的圖像進行核化降噪處理的核化降噪部。
4.如權利要求I所述的圖像放大裝置，其特征在干 包括輪廓強化處理部，其基于所述輸入圖像和所述第一子帶成分之差，對所述第二放大圖像進行輪廓強化處理。
5.如權利要求4所述的圖像放大裝置，其特征在于 所述輪廓強化處理部具有對與所述輸入圖像和所述第一子帶成分之差對應的圖像進行核化降噪處理的核化降噪部。
6.ー種圖像放大裝置，其特征在于，包括 圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像放大而得的第一放大圖像； 小波轉(zhuǎn)換部，其對所述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取所述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分； 増益處理部，其對從所述小波轉(zhuǎn)換部輸出的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分進行增益處理；和 逆小波轉(zhuǎn)換部，其將所述第一子帶成分以及從所述增益處理部輸出的増益處理后的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。
7.如權利要求I至6中任ー項所述的圖像放大裝置，其特征在于 所述圖像放大濾波器是能夠提升高頻成分的濾波器。
8.一種圖像放大程序，其特征在干 使計算機作為圖像放大裝置起作用，該圖像放大裝置包括 圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像分別在水平方向和垂直方向上放大到2倍而得的第一放大圖像； 小波轉(zhuǎn)換部，其對所述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取所述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分； 増益處理部，其對從所述小波轉(zhuǎn)換部輸出的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分進行增益處理；和 逆小波轉(zhuǎn)換部，其將所述輸入圖像以及從所述增益處理部輸出的増益處理后的所述第ニ子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。
9.一種圖像放大程序，其特征在干 使計算機作為圖像放大裝置起作用，該圖像放大裝置包括 圖像放大濾波器，其生成將輸入圖像放大而得的第一放大圖像； 小波轉(zhuǎn)換部，其對所述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換，生成表示提取所述第一放大圖像的水平方向的低頻成分和垂直方向的低頻成分而得的圖像的第一子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分而得的圖像的第二子帶成分、表示提取所述第一放大圖像的垂直方向的高頻成分而得的圖像的第三子帶成分、和表示提取所述第一放大圖像的水平方向的高頻成分和垂直方向的高頻成分而得的圖像的第四子帶成分； 増益處理部，其對從所述小波轉(zhuǎn)換部輸出的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分進行增益處理；和 逆小波轉(zhuǎn)換部，其將所述第一子帶成分以及從所述增益處理部輸出的増益處理后的所述第二子帶成分、所述第三子帶成分和所述第四子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像。
10.一種顯示裝置，其特征在干 包括權利要求I至7中任ー項所述的圖像放大裝置。
11.如權利要求10所述的顯示裝置，其特征在干 所述圖像放大裝置的輸入圖像是亮度圖像。
12.如權利要求10所述的顯示裝置，其特征在干 包括三個所述圖像放大裝置， 第一個所述圖像放大裝置的輸入圖像是紅色成分圖像， 第二個所述圖像放大裝置的輸入圖像是綠色成分圖像， 第三個所述圖像放大裝置的輸入圖像是藍色成分圖像。
全文摘要
一種圖像放大裝置，其包括將輸入圖像放大而生成第一放大圖像的圖像放大濾波器(1)；對上述第一放大圖像進行小波轉(zhuǎn)換的小波轉(zhuǎn)換部(2)；對從上述小波轉(zhuǎn)換部(2)輸出的包含高頻成分的子帶成分進行增益處理的增益處理部(3、4、5)；和將上述輸入圖像以及從上述增益處理部輸出的增益處理后的包含高頻成分的子帶成分看作小波轉(zhuǎn)換圖像，進行逆小波轉(zhuǎn)換，生成第二放大圖像的逆小波轉(zhuǎn)換部(6)。
文檔編號G06T5/20GK102696217SQ201080039098
公開日2012年9月26日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者張小忙 申請人:夏普株式會社