專利名稱：圖像處理裝置及使用它的圖像顯示裝置、圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理裝置及使用它的圖像顯示裝置、以及圖像處理方法，改善在對圖像進行處理的設(shè)備中切換圖像的景物時發(fā)生的圖像質(zhì)量惡化。
背景技術(shù)：
隨著信息社會的發(fā)展，用個人計算機或手機等不僅能夠簡單地發(fā)送接收字符信息或聲音信息，而且能夠簡單地發(fā)送接收圖像信息。
為了將圖像在這些發(fā)收圖像信息的視頻設(shè)備上顯示得更美，嘗試著提高圖像顯示裝置的圖像質(zhì)量。
該提高圖像質(zhì)量的手法之一是逐幀對視頻信號進行圖像質(zhì)量校正來得到高圖像質(zhì)量。
在該方法中，如果頻繁校正視頻信號的亮度或色度，則在將視頻信號顯示在圖像顯示裝置上時，有時產(chǎn)生由校正引起的閃爍。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了抑制這種閃爍，采取了在時間上慢慢進行校正、使人不能察覺的手法。
但是，在例如景物切換、視頻信號在幀間變化很大的情況下，如果過分抑制校正的程度，則在此期間不能進行理想的校正，產(chǎn)生校正偏差，發(fā)生圖像質(zhì)量惡化。
為了解決該問題，在(日本)特開2002-262303號公報(專利文獻1)中，通過設(shè)置檢測視頻信號的景物的變化(例如畫面的切換)的景物檢測部件，來抑制校正的變化量，抑制閃爍及校正偏差。
以下，說明以專利文獻1為代表的現(xiàn)有技術(shù)的圖像質(zhì)量校正法。
圖17是現(xiàn)有圖像校正處理裝置的方框圖。現(xiàn)有圖像校正處理裝置包括校正處理部1、目標校正量計算部2、變化量控制部3、及景物變化檢測部4。
在圖17中，校正處理部1對輸入到輸入端子5的輸入視頻信號進行圖像質(zhì)量校正，將校正后的視頻信號作為輸出視頻信號輸出到輸出端子6。此時，變化量控制部3根據(jù)算出的目標校正量、和景物變化檢測部4的檢測結(jié)果，計算上述圖像質(zhì)量校正的校正量。景物變化檢測部4是為了檢測景物的劇烈變化(例如畫面的切換)而設(shè)置的。即，變化量控制部3通過根據(jù)對當(dāng)前畫面的校正量、和與景物的變化相稱的校正量計算校正處理部1的校正量，來抑制閃爍或校正偏差。
圖18是現(xiàn)有圖像校正處理裝置的輸入變化量和輸出變化量的關(guān)系圖。即，在現(xiàn)有圖像校正處理裝置中，輸入變化量和輸出變化量的關(guān)系由曲線8給出。特別是在輸入變化量處于點P和點Q之間時，輸出變化量被抑制在恒定值R。由此，能防止景物的劇烈變化造成的畫面閃爍。
然而，現(xiàn)有的景物變化檢測方法通過檢測有無景物變化進行圖像質(zhì)量校正，所以不能進行考慮了景物變化強弱的圖像質(zhì)量校正，不能進行高性能的圖像質(zhì)量校正。
此外，如果在檢測景物的變化時，盡管實際上景物已變化卻未發(fā)出景物變化檢測信號，或者盡管景物未變化卻發(fā)出景物變化檢測信號，即產(chǎn)生所謂的誤檢測，則校正的變化量與本來的變化量差別非常大，產(chǎn)生圖像質(zhì)量惡化。
再者，即使用高級的景物檢測方法也難以完全消除這種誤檢測。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像處理裝置及使用其的圖像顯示裝置、以及圖像處理方法，在校正圖像信號的圖像質(zhì)量時，檢測景物的變化的程度，進行更高性能的圖像質(zhì)量校正。
第1發(fā)明的圖像處理裝置包括目標校正量計算部、視頻信號記錄部、景物變化量計算部、校正量計算部、以及校正處理部；目標校正量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；視頻信號記錄部保存輸入視頻信號；景物變化量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和視頻信號記錄部中保存的當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；校正量計算部根據(jù)目標校正量和景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；校正處理部用校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不僅能夠進行與當(dāng)前的景物對應(yīng)的圖像質(zhì)量校正，而且能夠進行考慮了景物的變化程度的更高精度的圖像質(zhì)量補償。其結(jié)果是，能夠防止景物的劇烈變化造成的圖像質(zhì)量惡化。
第2發(fā)明的圖像處理裝置包括目標校正量計算部、景物變化量計算部、具有校正量存儲器的校正量計算部、以及校正處理部；目標校正量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；景物變化量計算部根據(jù)目標校正量計算部計算出的目標校正量、和校正量計算部的校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算與當(dāng)前幀的輸入視頻信號對應(yīng)的景物變化量；校正量計算部根據(jù)目標校正量計算部計算出的目標校正量、和景物變化量計算部計算出的景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量并輸出，并且保存到校正量存儲器中；校正處理部用校正量計算部輸出的校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量計算與當(dāng)前幀的輸入視頻信號對應(yīng)的景物變化量，決定對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。其結(jié)果是，能夠抑制景物的劇烈變化造成的過剩的校正，能夠防止圖像質(zhì)量惡化。
第3發(fā)明的圖像處理裝置包括特征量檢測部、目標校正量計算部、視頻信號記錄部、景物變化量計算部、校正量計算部、以及校正處理部；特征量檢測部從當(dāng)前幀的輸入視頻信號中檢測其特征量；目標校正量計算部根據(jù)特征量檢測部檢測出的特征量，計算目標校正量；視頻信號記錄部保存輸入視頻信號；景物變化量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和視頻信號記錄部中保存的、當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；校正量計算部根據(jù)目標校正量和景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；校正處理部用校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如能夠?qū)⑤斎胍曨l信號的整個幀的平均亮度或平均色度作為輸入視頻信號的特征量，根據(jù)它計算目標校正量，進行圖像質(zhì)量補償。再者，也可以將幀內(nèi)的某個特定的區(qū)域的亮度或色度作為輸入視頻信號的特征量，根據(jù)它計算目標校正量，進行圖像質(zhì)量補償。這樣，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠進行多樣而且高精度的圖像質(zhì)量校正。
在第4發(fā)明的圖像處理裝置中，特征量檢測部檢測的特征量包含當(dāng)前幀的輸入視頻信號的平均亮度、最大亮度、平均色度、最大色度中的至少一個。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑤斎胍曨l信號的整個幀的平均亮度或平均色度作為輸入視頻信號的特征量，能夠享受與第3發(fā)明的圖像處理裝置同樣的特征。再者，也可以將輸入視頻信號的幀內(nèi)的最大亮度或最大色度作為輸入視頻信號的特征量，根據(jù)它計算目標校正量，進行圖像質(zhì)量補償。
在第5發(fā)明的圖像處理裝置中，校正量計算部在景物變化量小于預(yù)定的閾值時，根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量、和對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；在景物變化量大于預(yù)定的閾值時，只根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過對景物變化量預(yù)定閾值，能夠決定校正量。如果觀察顯示的圖像來重新設(shè)定該閾值，則能夠提供更符合用戶喜好的圖像質(zhì)量。
在第6發(fā)明的圖像處理裝置中，校正量計算部具有函數(shù)產(chǎn)生部、最大變化量計算部、比較計算部、以及校正量存儲器；函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生函數(shù)；最大變化量計算部將輸入的景物變化量作為變量，來求函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)的函數(shù)值，計算校正量的最大變化量；比較計算部根據(jù)輸入的目標校正量、校正量的最大變化量、以及校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠利用預(yù)先編程的函數(shù)，來求對景物變化量的校正的最大變化量，比較該最大變化量和目標變化量，來決定最佳的校正量。因此，通過對景物變化提供降低畫面的閃爍的函數(shù)圖形，能夠容易地進行高精度的圖像質(zhì)量補償。此外，如果準備多個函數(shù)圖形，為應(yīng)用的每個設(shè)備選擇最佳的函數(shù)圖形，則能夠提供通用性極高的圖像處理裝置。
在第7發(fā)明的圖像處理裝置中，函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)是一次可微的單變量單調(diào)增加連續(xù)函數(shù)；設(shè)變量存在的區(qū)間為“0”至“N”(N＞0)；將連接由數(shù)值“0”和函數(shù)的與數(shù)值“0”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點、和由數(shù)值“N”和函數(shù)的與數(shù)值“N”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點的直線的傾斜度定義為直線傾斜值；對區(qū)間“0”至“N”之間的某個數(shù)值“α”和“β”(α＜β)，與數(shù)值“α”對應(yīng)的函數(shù)的一次微分值小于直線傾斜值，與數(shù)值“β”對應(yīng)的函數(shù)的一次微分值大于直線傾斜值。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)拔镒兓a(chǎn)生使畫面的閃爍最小的接近理想圖形的校正函數(shù)。其結(jié)果是，能夠進行高精度的圖像質(zhì)量補償。
在第8發(fā)明的圖像處理裝置中，函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)是正的單變量連續(xù)函數(shù)；設(shè)變量存在的區(qū)間為“-N”至“N”(N＞0)；對某個數(shù)值“α”(0＜α＜N)，與數(shù)值“-α”對應(yīng)的函數(shù)值小于與數(shù)值“α”對應(yīng)的函數(shù)值。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠進行可應(yīng)付從高亮度變化變化到低亮度的景物的變化、和從低亮度變化到高亮度的景物的變化兩者的圖像質(zhì)量校正。
在第9發(fā)明的圖像處理裝置中，函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)由一次可微的多項式給出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠只變更多項式的系數(shù)來產(chǎn)生多個函數(shù)圖形，能夠簡化函數(shù)產(chǎn)生部的結(jié)構(gòu)。因此，能夠削減開發(fā)制造成本。
在第10發(fā)明的圖像處理裝置中，用連接多個線段而構(gòu)成的折線來近似函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠進一步簡化函數(shù)產(chǎn)生部的結(jié)構(gòu)，能夠進一步削減開發(fā)制造成本。
在第11發(fā)明的圖像處理裝置中，校正量計算部具有常數(shù)設(shè)定部、最大變化量選擇器、比較計算部、以及校正量存儲器；常數(shù)設(shè)定部將景物變化量的整個變化范圍劃分為多個小區(qū)間，分別對應(yīng)于各個小區(qū)間來設(shè)定規(guī)定校正量的最大變化量的多個常數(shù)；最大變化量選擇器從常數(shù)設(shè)定部設(shè)定的多個常數(shù)中，選擇與輸入的景物變化量對應(yīng)的1個常數(shù)，作為校正量的最大變化量；比較計算部根據(jù)輸入的目標校正量、校正量的最大變化量、以及校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠用常數(shù)來控制對景物變化量的校正量的最大變化量，通過變更常數(shù)設(shè)定部設(shè)定的多個常數(shù)，能夠進行多樣的圖像質(zhì)量補償。
在第12發(fā)明的圖像處理裝置中，常數(shù)設(shè)定部設(shè)定的多個常數(shù)是“0”以上的實數(shù)，由差分逐漸增大的數(shù)列給出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)拔镒兓菀椎啬M使畫面的閃爍最小的、接近理想圖形的校正函數(shù)。因此，將結(jié)構(gòu)簡化，能夠削減開發(fā)制造成本。
第13發(fā)明的圖像處理裝置包括函數(shù)產(chǎn)生部，產(chǎn)生將當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分-輸入差分值作為變量x，將當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分—輸出差分值作為函數(shù)值y的函數(shù)y＝f(x)；和校正處理部，用函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)值來校正當(dāng)前幀的輸入視頻信號，輸出輸出視頻信號；對輸入差分值可取的值N，函數(shù)f(x)具有低于值N的變量x的區(qū)間的第1部分、和在值N以上的變量x的區(qū)間的第2部分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分的程度，進行不同的圖像質(zhì)量校正，實現(xiàn)優(yōu)化。
在第14發(fā)明的圖像處理裝置中，函數(shù)f(x)在第1部分下凸。
在第15發(fā)明的圖像處理裝置中，設(shè)s為正的常數(shù)，函數(shù)f(x)在第1部分滿足f(x/s)＜f(x)/s。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，能夠在當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分大的情況下增大校正量，在差分小的情況下減小校正量，所以能夠抑制幀間的閃爍。此外，能夠應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
在第16發(fā)明的圖像處理裝置中，函數(shù)f(x)的第1部分下凸，與第2部分的傾斜度不同，至少包含2個具有非“0”傾斜度的直線。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠用簡單的結(jié)構(gòu)來應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
在第17發(fā)明的圖像處理裝置中，在視頻信號對構(gòu)成幀的所有像素具有同一信號值、在當(dāng)前幀的前一幀之前以同一信號值輸入、在當(dāng)前幀以與前一幀的信號值不同的信號值輸入的情況下，變量x-輸入差分值是當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分；函數(shù)值y-輸出差分值是當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在畫面突然從整個畫面連續(xù)顯示同一亮度的同一顏色的畫面的狀態(tài)切換等畫面的閃爍往往特別明顯的情況下發(fā)揮抑制閃爍的效果。
第18發(fā)明的圖像處理裝置校正圖像信號的圖像質(zhì)量，它包括函數(shù)產(chǎn)生部，產(chǎn)生將當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分-輸入差分值作為變量x，將當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分-輸出差分值作為函數(shù)值y的函數(shù)y＝g(x)；和校正處理部，用函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)值來校正當(dāng)前幀的輸入視頻信號，輸出輸出視頻信號；函數(shù)g(x)包含至少2組對不同的變量x給出同一函數(shù)值y的組合。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)?dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分劃分為階梯形，執(zhí)行有效的圖像質(zhì)量校正。此外，能夠應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
在第19發(fā)明的圖像處理裝置中，對輸入差分值可取的值N，函數(shù)y＝g(x)具有低于值N的變量x的區(qū)間的第1部分、和在值N以上的變量x的區(qū)間的第2部分；在第1部分，連接由給出同一函數(shù)值的變量中最小的變量x、和與該變量x對應(yīng)的函數(shù)值y構(gòu)成的多個組合點的曲線在連接的組合點存在的區(qū)間下凸。
在第20發(fā)明的圖像處理裝置中，設(shè)s為正的常數(shù)，在函數(shù)y＝g(x)的第1部分，連接由給出同一函數(shù)值的變量中最小的變量x、和與該變量x對應(yīng)的函數(shù)值y構(gòu)成的多個組合點的曲線y＝h(x)在連接的組合點存在的區(qū)間滿足h(x/s)＜h(x)/s。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，能夠在當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分大的情況下增大校正量，在差分小的情況下減小校正量，所以能夠抑制幀間的閃爍。此外，能夠應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
在第21發(fā)明的圖像處理裝置中，在視頻信號對構(gòu)成幀的所有像素具有同一信號值、在當(dāng)前幀的前一幀之前以同一信號值輸入、在當(dāng)前幀以與前一幀的信號值不同的信號值輸入的情況下，輸入差分值x是當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分；輸出差分值y是當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在畫面突然從整個畫面連續(xù)顯示同一亮度的同一顏色的畫面的狀態(tài)切換等畫面的閃爍往往特別明顯的情況下發(fā)揮抑制閃爍的效果。
第22發(fā)明的圖像顯示裝置包括第1發(fā)明的圖像處理裝置、和圖像顯示單元，圖像處理裝置對來自外部的輸入視頻信號按照其景物變化進行校正；圖像顯示單元顯示圖像處理裝置校正過的圖像。
在第23發(fā)明的圖像顯示裝置中，圖像顯示單元是液晶顯示器、及/或等離子體顯示器。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，通過采用第1發(fā)明的圖像處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)具有該圖像處理裝置的特征的圖像顯示裝置。再者，能夠用目前最常用的圖像顯示單元來顯示高圖像質(zhì)量的圖像。特別是能夠改善這些圖像顯示單元中成問題的對比度不足、或圖像的層次模糊。


圖1是本發(fā)明第1實施方式的圖像處理裝置的方框圖。
圖2是本發(fā)明第1實施方式的抑制活動圖像閃爍的理想校正曲線的示例圖。
圖3是本發(fā)明第2實施方式的校正量計算部的方框圖。
圖4是本發(fā)明第2實施方式的函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)圖形的概略圖。
圖5是本發(fā)明第3實施方式的校正量計算部的方框圖。
圖6是本發(fā)明第3實施方式的景物變化量和最大變化量的關(guān)系圖。
圖7是本發(fā)明第4實施方式的圖像處理裝置的方框圖。
圖8是本發(fā)明第5實施方式的函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)圖形的概略圖。
圖9(a)是本發(fā)明第5實施方式的校正方法(輸入視頻信號的時間變化例)。
圖9(b)是本發(fā)明第5實施方式的校正方法(校正量的時間變化例)。
圖9(c)是本發(fā)明第5實施方式的校正方法(輸出視頻信號的時間變化例)。
圖10是本發(fā)明第6實施方式的圖像處理裝置的方框圖。
圖11是本發(fā)明第7實施方式的圖像處理裝置的方框圖。
圖12是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第1示例圖。
圖13是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第2示例圖。
圖14是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第3示例圖。
圖15是本發(fā)明第8實施方式的函數(shù)g(x)的示例圖。
圖16是本發(fā)明第9實施方式的圖像顯示裝置的方框圖。
圖17是現(xiàn)有圖像校正處理裝置的方框圖。
圖18是現(xiàn)有圖像校正處理裝置的輸入變化量和輸出變化量的關(guān)系圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
(第1實施方式)圖1是本發(fā)明第1實施方式的圖像處理裝置的方框圖。
本方式的圖像處理裝置包括校正處理部20、目標校正量計算部30、校正量計算部40、幀存儲器50、及景物變化量計算部60。
輸入到輸入端子10的輸入視頻信號由校正處理部20進行圖像質(zhì)量校正，作為輸出視頻信號輸出到輸出端子11。此時的圖像質(zhì)量校正量由校正量計算部40求出。校正量計算部40根據(jù)目標校正量計算部30算出的目標校正量、和景物變化量計算部60算出的景物變化量計算校正量。
以下，進一步詳細說明各構(gòu)件的動作。
假設(shè)向輸入端子10輸入了幀(n)的輸入視頻信號Z(n)。(以下將該幀稱為當(dāng)前幀、或者(n)幀。)目標校正量計算部30分析該輸入視頻信號Z(n)，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號Z(n)的目標校正量X(n)。
另一方面，在幀存儲器50中保存著當(dāng)前幀的前一幀(以下將該幀稱為前一幀、或(n-1)幀。)的輸入視頻信號Z(n-1)。
景物變化量計算部60根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號Z(n)、和從幀存儲器50中讀出的前一幀的輸入視頻信號Z(n-1)，計算景物變化量λ。
作為一例，說明著眼于輸入視頻信號Z(n)的亮度電平，計算景物變化量λ的具體例。假定亮度電平用8比特來表現(xiàn)，在“0”(最暗的畫面)至“255”(最亮的畫面)之間變化。在第(i，j)個像素的(n)幀的亮度為Int(i，j；n)、(n-1)幀的亮度為Int(i，j；n-1)時，景物變化量λ由λ＝∑(|A|/|B|)給出。
這里，分子A和分母B由A＝Int(i，j；n)-Int(i，j；n-1)B＝Max[Int(i，j；n-1)，255-Int(i，j；n-1)]給出。分子A表示第(i，j)個像素的(n)幀和(n-1)幀的亮度的電平差，分母B表示第(i，j)個像素的、亮度可變化最大的值。
其中，記號∑表示在整個畫面上掃描i和j、求( )內(nèi)的值之和，記號Max表示取[ ]內(nèi)的2個值中的大值。
通過使用這些式子，能夠?qū)⒕拔锏淖兓潭攘炕癁榫拔镒兓喀?。例如，在整個畫面的亮度電平不變化的情況下，景物變化量λ＝0。在整個畫面的亮度電平變化一半時，景物變化量λ＝0.5。此外，在整個畫面的亮度電平變化最大時，景物變化量λ＝1.0。
接著，校正量計算部40用目標校正量計算部30算出的目標校正量X(n)、景物變化量計算部60算出的景物變化量λ、以及校正量計算部40自身對前一幀的輸入視頻信號Z(n-1)算出的校正量Y(n-1)，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號Z(n)的校正量Y(n)。其中，校正量Y(n-1)被保存在校正量計算部40內(nèi)部，其細節(jié)將在后面進行描述。
校正處理部20用該校正量Y(n)，對當(dāng)前幀的輸入視頻信號Z(n)進行校正處理，作為輸出視頻信號Zout(n)輸出到輸出端子11。此時的校正例如可以為Zout(n)＝Z(n)×Y(n)、或Zout(n)＝p×Z(n)+q×Y(n)(p、q是用于加權(quán)的任意常數(shù))。再者，一般來說，輸出視頻信號Zout(n)也可以由可將輸入視頻信號Z(n)和校正量Y(n)定義為變量的任意函數(shù)給出。
這里，校正量計算部40進行的校正量的計算最好對景物的劇烈變化也能抑制圖像的閃爍。
圖2是抑制圖像閃爍的近乎理想圖形的校正曲線的示例圖。即，如果如校正曲線(b)所示，在景物變化量小的區(qū)間中，將校正量抑制得很小，在景物變化量大的區(qū)間中，增大校正量，則比基于線性校正曲線(a)的校正在抑制圖像閃爍方面更有利，更理想。
在校正量計算部40進行的校正量的計算中重要的是，如何具體地實現(xiàn)上述圖2的理想校正曲線(b)。由此，能夠抑制閃爍和校正偏差，同時進行與景物的變化相應(yīng)的圖像處理，所以能夠提高圖像質(zhì)量。
校正量計算部40的具體實現(xiàn)例在以下實施方式中進行說明。
(第2實施方式)圖3是本發(fā)明第2實施方式的校正量計算部40的方框圖。本方式的校正量計算部40具有比較計算部41、校正量存儲器42、最大變化量計算部43、及函數(shù)產(chǎn)生部44。從圖1所示的目標校正量計算部30向比較計算部41輸入目標校正量X(n)，從圖1所示的景物變化量計算部60向最大變化量計算部43輸入景物變化量λ。從比較計算部41將校正量Y(n)輸出到圖1所示的校正處理部20。
接著，說明本方式的校正量計算部40的動作的概略。
函數(shù)產(chǎn)生部44在變量λ存在的區(qū)間“0”至“N”(N＞0)上產(chǎn)生一次可微的單變量單調(diào)增加連續(xù)函數(shù)F(λ)。這里，“N”可以任意縮放。
函數(shù)F(λ)的概略是圖4所示的曲線100。即，圖4示出本發(fā)明第2實施方式的函數(shù)產(chǎn)生部44產(chǎn)生的函數(shù)F(λ)的概略圖。在該圖中，橫軸的變量是景物變化量λ，縱軸的函數(shù)值是最大變化量a。
圖3所示的最大變化量計算部43用函數(shù)產(chǎn)生部44產(chǎn)生的函數(shù)F(λ)，根據(jù)a＝F(λ)計算與輸入的景物變化量λ對應(yīng)的最大變化量a，輸出到比較計算部41。
比較計算部41用最大變化量計算部43算出的最大變化量a、輸入的目標校正量X(n)、以及校正量存儲器42中保存的對(n-1)幀的校正量Y(n-1)，計算對(n)幀的校正量Y(n)。同時，比較計算部41將求出的校正量Y(n)保存到校正量存儲器42中。
以下示出比較計算部41進行的計算的一例。在該例中，根據(jù)目標校正量X(n)和校正量Y(n-1)的大小關(guān)系，分3種情況進行計算。
(情況1)如果X(n)＞Y(n-1)+a，則Y(n)＝Y(jié)(n-1)+a(情況2)如果X(n)＜Y(n-1)-a，則Y(n)＝Y(jié)(n-1)-a(情況3)如果Y(n-1)-a≤X(n)≤Y(n-1)+a，則Y(n)＝X(n)即，在該計算方法中，在(n)幀的目標校正量比(n-1)幀的校正量變化大的情況下，將(n)幀的校正量抑制得在(n-1)幀的校正量至最大變化量之間變化。此外，在(n)幀的目標校正量比(n-1)幀的校正量只略微變化的情況下，不限制校正量的變化。這種計算的結(jié)果是，能夠在防止誤檢測造成的圖像質(zhì)量惡化的同時，抑制閃爍和校正偏差。
即使在產(chǎn)生景物的劇烈變化的情況下，也能夠抑制過度的校正，能夠防止圖像質(zhì)量惡化。
函數(shù)產(chǎn)生部44產(chǎn)生的函數(shù)也可以是由多項式構(gòu)成的函數(shù)。為了簡單，也可以用二次曲線和一次曲線來近似圖4所示的曲線100。為了更簡單，也可以用由多個線段構(gòu)成的折線來近似圖4所示的曲線100?？傊?，只要用某種圖形來近似圖4所示的曲線100，即使在產(chǎn)生景物的劇烈變化的情況下，也能夠抑制過度的校正，能夠防止圖像質(zhì)量惡化；當(dāng)然，這些近似也包含在本發(fā)明中。
(第3實施方式)圖5是本發(fā)明笫3實施方式的校正量計算部40的方框圖。在圖5中，通過對與圖3同樣的構(gòu)件附以同一標號，來省略其說明。
本方式的校正量計算部40具有比較計算部41、校正量存儲器42、最大變化量選擇器45、及常數(shù)設(shè)定部46，從圖1所示的目標校正量計算部30向比較計算部41輸入目標校正量X(n)，從圖1所示的景物變化量計算部60向最大變化量選擇器45輸入景物變化量λ。從比較計算部41將校正量Y(n)輸出到圖1所示的校正處理部20。
本方式的校正量計算部40用圖6所示的階梯函數(shù)來近似圖4所示的曲線100。即，圖6是本發(fā)明第3實施方式的景物變化量λ和最大變化量a的關(guān)系圖。如該圖所示，將景物變化量可取的整個區(qū)間劃分為多個小區(qū)間，在各個小區(qū)間上，即使景物變化量變化，最大變化量也不變化。例如，在景物變化量λ由λ(i)至λ(i+1)給出的小區(qū)間上，最大變化量是恒定值a(i)。
接著，參照圖5來說明本方式的校正量計算部40的動作的概略。
在將景物變化量λ可取的整個區(qū)間劃分為“m”個小區(qū)間時，常數(shù)設(shè)定部46將與第(i)個小區(qū)間對應(yīng)的最大變化量設(shè)定為第(i)個常數(shù)a(i)(i＝1，2，...m)。最大變化量選擇器45根據(jù)輸入的景物變化量λ的大小，來選擇對應(yīng)的常數(shù)，送至比較計算部41。例如，如圖6所示，如果景物變化量λ位于λ(i)至λ(i+1)之間，則選擇常數(shù)a(i)。
比較計算部41和校正量存儲器42的動作與第2實施方式的那些動作同樣，省略其說明。
如果常數(shù)設(shè)定部46中設(shè)定的多個常數(shù)例如是“0”以上的實數(shù)，由差分逐漸增大的數(shù)列給出，則能夠很好地近似圖4所示的曲線100。作為一例，上述多個常數(shù)可以由逐漸增大的等比數(shù)列給出。
此外，將景物變化量可取的整個區(qū)間劃分為多個小區(qū)間的劃分方法不必如圖6所示是等間隔的，也可以是不等間隔的，即使這樣也包含在本發(fā)明中。
根據(jù)本方式，能夠用比較簡單的結(jié)構(gòu)容易地模擬接近理想圖形的校正函數(shù)。其結(jié)果是，能夠防止誤檢測造成的圖像質(zhì)量惡化，同時抑制閃爍和校正偏差。
(第4實施方式)圖7是本發(fā)明第4實施方式的圖像處理裝置的方框圖。在圖7中，通過對與圖1同樣的構(gòu)件附以同一標號，來省略其說明。
本方式的圖像處理裝置包括校正處理部20、目標校正量計算部30、具有校正量存儲器42的校正量計算部40、及景物變化量計算部70。
在本方式中，景物變化量計算部70根據(jù)目標校正量計算部30算出的對(n)幀的目標校正量X(n)、和校正量存儲器42中保存的對(n-1)幀的校正量Y(n-1)，計算景物變化量λ。例如，可以使λ＝|X(n)-Y(n-1)|，計算景物變化量。此時，該景物變化量λ由X(n)和Y(n-1)的差分的絕對值給出。
在本方式中，無需幀存儲器，而且景物變化量計算部70無需用于計算景物變化量的計算部，所以與第1實施方式相比，能夠削減電路規(guī)模，能夠小型化。
(第5實施方式)本發(fā)明的第5實施方式與上述笫4實施方式同樣，具有圖7所示的圖像處理裝置的方框結(jié)構(gòu)。因此，省略各構(gòu)件的說明。
在本發(fā)明的第5實施方式中，圖7所示的景物變化量計算部70根據(jù)對(n)幀的目標校正量X(n)、和對(n-1)幀的校正量Y(n-1)，不僅計算景物變化量，而且計算景物變化的方向。
即，著眼于畫面的亮度，在整個畫面從白變?yōu)楹跁r，設(shè)景物變化量μ＝-1；在從整個畫面黑變?yōu)檎麄€畫面白時，設(shè)μ＝1。例如，用對(n)幀的目標校正量X(n)、和對(n-1)幀的校正量Y(n-1)，計算景物變化量μ＝Y(jié)(n-1)-X(n)。
接著，圖3所示的校正量計算部40的函數(shù)產(chǎn)生部44用從“-1”變化到“+1”的景物變化量μ，來產(chǎn)生由圖8的曲線101和曲線102概略表示的函數(shù)F(μ)。
即，圖8是本發(fā)明第5實施方式的函數(shù)產(chǎn)生部44產(chǎn)生的函數(shù)F(μ)的概略圖。該函數(shù)F(μ)是正的單變量連續(xù)函數(shù)，定義得使得對于“-1”至“+1”的變量的區(qū)間的某個數(shù)值“α”，與數(shù)值“-α”對應(yīng)的函數(shù)值F(-α)小于與數(shù)值“α”對應(yīng)的函數(shù)值F(α)α。
如圖8所示，通過用上述函數(shù)F(μ)，將與負的景物變化量對應(yīng)的最大變化量設(shè)定得小于與正的景物變化量對應(yīng)的最大變化量，即使景物頻繁產(chǎn)生變化，也能在負的方向上抑制校正量，不產(chǎn)生層次模糊。即，通過減小與負的景物變化量對應(yīng)的最大變化量a，能夠抑制負的方向的校正量，抑制畫面的閃爍。
用圖9對此進一步詳細進行說明。
圖9示出本發(fā)明第5實施方式的校正方法。圖9(a)～圖9(c)的橫軸表示時間。圖9(a)示出輸入視頻信號103的時間變化例，圖9(b)示出校正量104的時間變化例，而圖9(c)示出輸出視頻信號105的時間變化例。這里，假定輸入視頻信號103和輸出視頻信號105是取“0”至“255”的值的亮度信號。
在景物的變化使輸入視頻信號103在時間“1”上從電平“255”劇烈地變化到電平“128”時(正的景物變化)，校正量104從時間“1”上的“1”的值逐漸增大到時間“3”上的“2”的值。由此，輸出視頻信號105在時間“1”上暫時降低到電平“128”，但是在時間“3”上，校正的結(jié)果是，恢復(fù)到電平“255”。
接著，說明在時間“11”上景物的變化使輸入視頻信號103從電平“128”劇烈地增大到電平“255”時(負的景物變化)的校正。在本方式的校正方法中，如圖8所示，對負的景物變化抑制了最大變化量a，所以在時間“11”至?xí)r間“13”上，校正被抑制為校正量104a，校正結(jié)果為輸出視頻信號105a。
假設(shè)在不使用本方式這樣的帶符號的景物變化量的情況下，時間“11”至?xí)r間“13”上的校正為校正量104b，校正結(jié)果為輸出視頻信號105b。輸出視頻信號超過電平“255”的區(qū)域就是在圖像顯示裝置上產(chǎn)生亮部層次模糊(所謂的“白ツブレ”)的區(qū)域，意味著未正確地實施校正，即進行了過校正，不理想。
這樣，根據(jù)本方式的校正方法，能夠提供可應(yīng)付景物的變化為正方向及負方向這兩種情況的圖像處理裝置。
本方式的圖3所示的校正量計算部40的函數(shù)產(chǎn)生部44產(chǎn)生的函數(shù)F(μ)可以是由多項式構(gòu)成的函數(shù)，也可以是由階梯函數(shù)近似的函數(shù)。此外，校正量計算部40也可以采用圖5所示的結(jié)構(gòu)。
(第6實施方式)圖10是本發(fā)明第6實施方式的圖像處理裝置的方框圖。在圖10中，通過對與圖1同樣的構(gòu)件附以同一標號，來省略其說明。
本方式的圖像處理裝置在圖1所示的本發(fā)明第1實施方式的基礎(chǔ)上，還包括特征量檢測部80。
特征量檢測部80對從輸入端子10輸入的輸入視頻信號Z(n)檢測其特征量C(n)，將檢測出的特征量C(n)輸出到后級的目標校正量計算部30。目標校正量計算部30用輸入的特征量C(n)，計算目標校正量X(n)。
特征量檢測部80檢測的特征量C(n)例如可以使用輸入圖像的平均亮度、最大亮度、平均色度、或最大色度中的1個、或兩個以上的組合。
由此，能夠任意設(shè)定，例如進行對亮度進行了加權(quán)的圖像質(zhì)量校正，或者進行對色度進行了加權(quán)的圖像質(zhì)量校正。
再者，也可以將幀內(nèi)的某個特定的區(qū)域的亮度或色度作為輸入視頻信號的特征量，根據(jù)它計算目標校正量，進行圖像質(zhì)量補償。
這樣，根據(jù)本方式的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)，能夠進行多樣而且高精度的圖像質(zhì)量校正。
當(dāng)然，根據(jù)n幀的輸入視頻信號Z(n)來求校正量Y(n)需要一定的處理時間，也包含提取特征量所需的時間。因此，在實現(xiàn)本方式的圖像處理裝置時，出于調(diào)整校正處理部20中的輸入視頻信號Z(n)和校正量Y(n)的定時的目的，也可以在輸入端子10和校正處理部20之間設(shè)置暫時保持輸入視頻信號Z(n)的存儲器。
(第7實施方式)圖11是本發(fā)明第7實施方式的圖像處理裝置的方框圖。在圖11中，通過對與圖1同樣的構(gòu)件附以同一標號，來省略其說明。
本方式的圖像處理裝置包括校正處理部20、幀存儲器50、輸入差分計算器91、及函數(shù)產(chǎn)生器90。以下，說明本方式的圖像處理裝置的動作的概略。在畫面突然從所有像素連續(xù)顯示同一亮度的同一顏色的畫面的狀態(tài)切換時，畫面的閃爍往往特別明顯，考慮到這一點，在以下的本方式的圖像處理裝置的動作說明中，描述所有像素顯示同一亮度的同一顏色的情況。
輸入差分計算器91計算輸入到輸入端子10的當(dāng)前幀的輸入視頻信號Z(n)和幀存儲器50中保存的前一幀的輸入視頻信號Z(n-1)的差分x＝Z(n)-Z(n-1)作為輸入差分值，作為變量x輸出到函數(shù)產(chǎn)生器90。函數(shù)產(chǎn)生器90對輸入的變量x，用函數(shù)y＝f(x)來求函數(shù)值y，將其作為輸出差分值輸出到校正處理部20。校正處理部20用函數(shù)產(chǎn)生器90求出的輸出差分值y來校正輸入視頻信號Z(n)，作為輸出視頻信號Zout(n)輸出到輸出端子11。將其用式子表示為Zout(n)＝Zout(n-1)+yy＝f(x)＝f(Z(n)-Z(n-1))。
圖12是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第1示例圖。即，本方式的函數(shù)產(chǎn)生器90如圖12所示，將輸入差分值作為變量x，將輸出差分值-函數(shù)值y輸出。圖12所示的函數(shù)f(x)以值N為界，由變量x低于值N的第1部分f1、和變量x在值N以上的第2部分f2構(gòu)成。更具體地說，第1部分f1是下凸的曲線，第2部分f2是延長線通過原點的直線。作為一例，第1部分f1由2次函數(shù)給出為f(x)＝N*(x/N)^2(x＜N)f(x)＝x(N≤x)。
通過用函數(shù)產(chǎn)生器90產(chǎn)生這種函數(shù)，能夠根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和前一幀的輸入視頻信號的差分的程度，進行不同的圖像質(zhì)量校正，實現(xiàn)優(yōu)化。即，在當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和前一幀的輸入視頻信號的差分大的情況下能夠增大校正量，而在差分小的情況下能夠減小校正量，所以能夠抑制幀間的閃爍。此外，能夠應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
函數(shù)產(chǎn)生器90產(chǎn)生的函數(shù)圖形也可以是其他圖形。例如，也可以是圖13所示的折線。即，圖13是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第2示例圖。在該例中，函數(shù)f(x)的變量x低于值N的第1部分由直線f3和直線f4構(gòu)成，變量x在值N以上的第2部分由直線f5構(gòu)成。即，f(x)＝0.5*x (x＜k)f(x)＝1.5*x-k(k≤x＜N)f(x)＝x (N≤x)其中，k＝N/2。
該第2示例圖的函數(shù)f(x)的第1部分也下凸。在該例中，能夠用簡單的折線來得到與上述使用第1示例圖的函數(shù)的情況大致同等的效果。
圖14是本發(fā)明第7實施方式的函數(shù)f(x)的第3示例圖。在該例中，函數(shù)f(x)的變量x低于值N的第1部分由直線f6和直線f7構(gòu)成，變量x在值N以上的第2部分由直線f8構(gòu)成。即，f(x)＝0(x＜k)f(x)＝2*x-k(k≤x＜N)f(x)＝x(N≤x)其中，k＝N/2。
在該例中，如圖14所示，對低于值k的輸入差分值，將輸出差分值抑制為“0”，特別照顧到抑制暗畫面上的閃爍。
在以上的示例中，本方式的函數(shù)f(x)的第1部分由2根折線來近似，但是該第1部分也可以由3根以上的折線構(gòu)成。此外，也可以取代函數(shù)產(chǎn)生器90，使用對輸入差分值x將輸出差分值y輸出的表。
(第8實施方式)本發(fā)明第8實施方式的圖像處理裝置的方框圖與圖11所示的本發(fā)明第7實施方式的圖像處理裝置的方框圖相同。
在本方式的圖像處理裝置中，函數(shù)產(chǎn)生器90產(chǎn)生函數(shù)y＝g(x)。圖15是本發(fā)明第8實施方式的函數(shù)g(x)的示例圖。如圖15所示，本方式的函數(shù)產(chǎn)生器90產(chǎn)生的函數(shù)g(x)在變量x低于值N的區(qū)間上由階梯函數(shù)g1～g9構(gòu)成，在變量x在值N以上的區(qū)間上由延長線通過原點的直線g10構(gòu)成。階梯函數(shù)g1～g9如下選定，使得連接它們的左端(由各個階梯函數(shù)可取的最小的變量x、和與該變量x對應(yīng)的函數(shù)值給出的坐標點)的曲線g0在0＜x＜N的區(qū)間下凸。
通過這樣構(gòu)成函數(shù)g(x)，在當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和前一幀的輸入視頻信號的差分大的情況下能夠增大校正量，而在差分小的情況下能夠減小校正量，所以能夠抑制幀間的閃爍。此外，能夠應(yīng)付多值的景物變化量，所以能夠減少景物變化的誤檢測。
其中，也可以取代函數(shù)產(chǎn)生器90，使用對輸入差分值x將輸出差分值y輸出的表。
(第9實施方式)圖16是本發(fā)明第9實施方式的圖像顯示裝置的方框圖。
本方式的圖像顯示裝置包括圖像處理裝置200和圖像顯示單元210。圖像處理裝置200是上述第1至第9實施方式中說明過的圖像處理裝置中的某一個。圖像顯示單元210例如是液晶顯示器、或等離子體顯示器。
輸入到輸入端子10的輸入視頻信號Z(n)由圖像處理裝置200進行與景物的變化的程度相應(yīng)的圖像質(zhì)量校正，作為輸出視頻信號Zout(n)輸出到輸出端子11。圖像顯示單元210顯示進行了該圖像質(zhì)量校正的輸出視頻信號Zout(n)。
本方式的圖像顯示裝置能夠如上述第1至第9實施方式中說明過的那樣檢測景物的變化的程度，不僅進行與當(dāng)前的景物對應(yīng)的圖像質(zhì)量校正，而且進行考慮了景物的變化程度的更高精度的而且自適應(yīng)的圖像質(zhì)量校正，來顯示圖像。特別是能夠在液晶顯示器、或等離子體顯示器那樣亮度的動態(tài)范圍比較窄的圖像顯示單元上改善圖像的層次模糊。
其結(jié)果是，能夠提供防止了景物變化的誤檢測造成的圖像質(zhì)量惡化、而且抑制了畫面的閃爍和校正偏差的圖像顯示裝置。
以上，本發(fā)明實施方式的說明用亮度信號進行了圖像質(zhì)量校正，但是也可以用色度信號或RGB信號進行圖像質(zhì)量校正。
此外，本發(fā)明的實施方式的說明是以對運動圖像中的景物的切換帶來的景物的劇烈變化進行圖像質(zhì)量校正為例進行的，但是本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于運動圖像，也能夠應(yīng)用于靜止圖像上由于其畫面切換而發(fā)生景物的劇烈變化的情況。
這樣，本發(fā)明的意圖是要在校正圖像信號的圖像質(zhì)量時微細地檢測景物的變化，進行更恰當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量校正，抑制顯示圖像的閃爍和校正偏差，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進行各種應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，它包括目標校正量計算部、視頻信號記錄部、景物變化量計算部、校正量計算部、以及校正處理部；其中，上述目標校正量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；上述視頻信號記錄部保存輸入視頻信號；上述景物變化量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和上述視頻信號記錄部中保存的當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；上述校正量計算部根據(jù)上述目標校正量和上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；上述校正處理部用上述校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
2.一種圖像處理裝置，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，它包括目標校正量計算部、景物變化量計算部、具有校正量存儲器的校正量計算部、以及校正處理部；其中，上述目標校正量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；上述景物變化量計算部根據(jù)上述目標校正量計算部計算出的上述目標校正量、和上述校正量計算部的校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算與當(dāng)前幀的輸入視頻信號對應(yīng)的景物變化量；上述校正量計算部根據(jù)上述目標校正量計算部計算出的上述目標校正量、和上述景物變化量計算部計算出的上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量并輸出，同時保存到上述校正量存儲器中；上述校正處理部用上述校正量計算部輸出的上述校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
3.一種圖像處理裝置，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，它包括特征量檢測部、目標校正量計算部、視頻信號記錄部、景物變化量計算部、校正量計算部、以及校正處理部；其中，上述特征量檢測部從當(dāng)前幀的輸入視頻信號中檢測其特征量；上述目標校正量計算部根據(jù)上述特征量檢測部檢測出的特征量，計算目標校正量；上述視頻信號記錄部保存輸入視頻信號；上述景物變化量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和上述視頻信號記錄部中保存的、當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；上述校正量計算部根據(jù)上述目標校正量和上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；上述校正處理部用上述校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像處理裝置，其中，上述特征量檢測部檢測的特征量包含當(dāng)前幀的輸入視頻信號的平均亮度、最大亮度、平均色度、最大色度中的至少一個。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，上述校正量計算部在上述景物變化量小于預(yù)定的閾值時，根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量、和對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；在上述景物變化量大于上述預(yù)定的閾值時，只根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
6.如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其中，上述校正量計算部具有函數(shù)產(chǎn)生部、最大變化量計算部、比較計算部、以及校正量存儲器；上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生函數(shù)；上述最大變化量計算部將輸入的上述景物變化量作為變量，來求上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)的函數(shù)值，計算校正量的最大變化量；上述比較計算部根據(jù)輸入的上述目標校正量、上述校正量的最大變化量、以及上述校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)是一次可微的單變量單調(diào)增加連續(xù)函數(shù)；設(shè)上述變量存在的區(qū)間為“0”至“N”(N＞0)；將連接由數(shù)值“0”和上述函數(shù)的與數(shù)值“0”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點、和由數(shù)值“N”和上述函數(shù)的與數(shù)值“N”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點的直線的傾斜度定義為直線傾斜值；對區(qū)間“0”至“N”之間的某個數(shù)值“α”和“β”(α＜β)，與數(shù)值“α”對應(yīng)的上述函數(shù)的一次微分值小于上述直線傾斜值，與數(shù)值“β”對應(yīng)的上述函數(shù)的一次微分值大于上述直線傾斜值。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)是正的單變量連續(xù)函數(shù)；設(shè)上述變量存在的區(qū)間為“-N”至“N”(N＞0)；對某一數(shù)值“α”(0＜α＜N)，與數(shù)值“-α”對應(yīng)的上述函數(shù)值小于與數(shù)值“α”對應(yīng)的上述函數(shù)值。
9.如權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)由一次可微的多項式給出。
10.如權(quán)利要求6所述的圖像處理裝置，其中，用連接多個線段而構(gòu)成的折線來近似上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其中，上述校正量計算部具有常數(shù)設(shè)定部、最大變化量選擇器、比較計算部、以及校正量存儲器；上述常數(shù)設(shè)定部將上述景物變化量的整個變化范圍劃分為多個小區(qū)間，分別對應(yīng)于各個小區(qū)間來設(shè)定規(guī)定校正量的最大變化量的多個常數(shù)；上述最大變化量選擇器從上述常數(shù)設(shè)定部設(shè)定的多個常數(shù)中，選擇與輸入的上述景物變化量對應(yīng)的1個常數(shù)，作為校正量的最大變化量；上述比較計算部根據(jù)輸入的上述目標校正量、上述校正量的最大變化量、以及上述校正量存儲器中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像處理裝置，其中，上述常數(shù)設(shè)定部設(shè)定的多個常數(shù)是“0”以上的實數(shù)，由差分逐漸增大的數(shù)列給出。
13.一種圖像處理裝置，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，其中，包括函數(shù)產(chǎn)生部，產(chǎn)生將當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分—輸入差分值作為變量x，將當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分—輸出差分值作為函數(shù)值y的函數(shù)y＝f(x)；和校正處理部，用上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)值來校正當(dāng)前幀的輸入視頻信號，輸出輸出視頻信號；對上述輸入差分值可取的值N，上述函數(shù)f(x)具有低于值N的變量x的區(qū)間的第1部分、和在值N以上的變量x的區(qū)間的第2部分。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)f(x)在上述第1部分下凸。
15.如權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其中，設(shè)s為正的常數(shù)，上述函數(shù)f(x)在上述第1部分滿足f(x/s)＜f(x)/s。
16.如權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)f(x)的上述第1部分下凸，與上述第2部分的傾斜度不同，至少包含1個具有非“0”傾斜度的線段。
17.如權(quán)利要求13所述的圖像處理裝置，其中，在視頻信號對構(gòu)成幀的所有像素具有同一信號值、在當(dāng)前幀的前一幀之前以同一信號值輸入、在當(dāng)前幀以與前一幀的信號值不同的信號值輸入的情況下，上述變量x—輸入差分值是當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分；上述函數(shù)值y—輸出差分值是當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分。
18.一種圖像處理裝置，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，它包括函數(shù)產(chǎn)生部，產(chǎn)生將當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分—輸入差分值作為變量x，將當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分—輸出差分值作為函數(shù)值y的函數(shù)y＝g(x)；和校正處理部，用上述函數(shù)產(chǎn)生部產(chǎn)生的函數(shù)值來校正當(dāng)前幀的輸入視頻信號，輸出輸出視頻信號；其中，上述函數(shù)g(x)包含至少2組對不同的變量x給出同一函數(shù)值y的組合。
19.如權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其中，對上述輸入差分值可取的值N，上述函數(shù)y＝g(x)具有低于值N的變量x的區(qū)間的第1部分、和在值N以上的變量x的區(qū)間的第2部分；在上述第1部分，連接由給出同一函數(shù)值的變量中最小的變量x、和與該變量x對應(yīng)的函數(shù)值y構(gòu)成的多個組合點的曲線下凸。
20.如權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其中，設(shè)s為正的常數(shù)，在上述函數(shù)y＝g(x)的上述第1部分，連接由給出同一函數(shù)值的變量中最小的變量x、和與該變量x對應(yīng)的函數(shù)值y構(gòu)成的多個組合點的曲線y＝h(x)滿足h(x/s)＜h(x)/s。
21.如權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其中，在視頻信號對構(gòu)成幀的所有像素具有同一信號值、在當(dāng)前幀的前一幀之前以同一信號值輸入、在當(dāng)前幀以與前一幀的信號值不同的信號值輸入的情況下，上述輸入差分值x是當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的差分；上述輸出差分值y是當(dāng)前幀的輸出視頻信號、和當(dāng)前幀的前一幀的輸出視頻信號的差分。
22.一種圖像顯示裝置，包括圖像處理裝置、和圖像顯示單元，其中，上述圖像處理裝置包括目標校正量計算部、視頻信號記錄部、景物變化量計算部、校正量計算部、以及校正處理部；上述目標校正量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；上述視頻信號記錄部保存輸入視頻信號；上述景物變化量計算部根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和上述視頻信號記錄部中保存的當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；上述校正量計算部根據(jù)上述目標校正量和上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；上述校正處理部用上述校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出；上述圖像處理裝置對來自外部的輸入視頻信號按照其景物變化進行校正；上述圖像顯示單元顯示上述圖像處理裝置校正過的圖像。
23.如權(quán)利要求22所述的圖像顯示裝置，其中，上述圖像顯示單元是液晶顯示器、及/或等離子體顯示器。
24.一種圖像處理方法，校正圖像信號的圖像質(zhì)量，該方法包含目標校正量計算步驟，根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；保存步驟，將輸入視頻信號保存到視頻信號記錄部中；景物變化量計算步驟，根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和上述保存步驟中保存的當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；校正量計算步驟，根據(jù)上述目標校正量和上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量，同時保存計算出的校正量；校正處理步驟，用上述校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
25.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，上述景物變化量計算步驟包含下述步驟根據(jù)上述目標校正量計算步驟中計算出的上述目標校正量、和上述校正量計算步驟中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算與當(dāng)前幀的輸入視頻信號對應(yīng)的景物變化量；上述校正量計算步驟包含下述步驟根據(jù)上述目標校正量計算步驟中計算出的上述目標校正量、和上述景物變化量計算步驟中計算出的上述景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量并輸出，同時進行存儲。
26.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，還包含特征量檢測步驟，從當(dāng)前幀的輸入視頻信號中檢測其特征量；上述目標校正量計算步驟包含下述步驟根據(jù)上述特征量檢測步驟中檢測出的特征量，計算目標校正量。
27.如權(quán)利要求26所述的圖像處理方法，其中，上述特征量檢測步驟中檢測的特征量包含當(dāng)前幀的輸入視頻信號的平均亮度、最大亮度、平均色度、最大色度中的至少一個。
28.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，上述校正量計算步驟還包含比較步驟，將上述景物變化量計算步驟中計算出的上述景物變化量與預(yù)定的閾值進行比較；和下述步驟根據(jù)上述比較步驟的結(jié)果，在上述景物變化量小于預(yù)定的閾值時，根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量、和對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；在上述景物變化量大于上述預(yù)定的閾值時，只根據(jù)按照當(dāng)前幀的輸入視頻信號計算出的目標校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
29.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，上述校正量計算步驟還包含函數(shù)產(chǎn)生步驟、最大變化量計算步驟、比較計算步驟、以及校正量保存步驟；在上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中，產(chǎn)生函數(shù)；在上述最大變化量計算步驟中，將輸入的上述景物變化量作為變量，來求上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的函數(shù)的函數(shù)值，計算校正量的最大變化量；在上述比較計算步驟中，根據(jù)輸入的上述目標校正量、上述校正量的最大變化量、以及上述校正量保存步驟中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
30.如權(quán)利要求29所述的圖像處理方法，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的函數(shù)是一次可微的單變量單調(diào)增加連續(xù)函數(shù)；設(shè)上述變量存在的區(qū)間為“0”至“N”(N＞0)；將連接由數(shù)值“0”和上述函數(shù)的與數(shù)值“0”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點、和由數(shù)值“N”和上述函數(shù)的與數(shù)值“N”對應(yīng)的函數(shù)值給出的點的直線的傾斜度定義為直線傾斜值；對區(qū)間“0”至“N”之間的某個數(shù)值“α”和“β”(α＜β)，與數(shù)值“α”對應(yīng)的上述函數(shù)的一次微分值小于上述直線傾斜值，與數(shù)值“β”對應(yīng)的上述函數(shù)的一次微分值大于上述直線傾斜值。
31.如權(quán)利要求29所述的圖像處理方法，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的函數(shù)是正的單變量連續(xù)函數(shù)；設(shè)上述變量存在的區(qū)間為“-N”至“N”(N＞0)；對某個數(shù)值“α”(0＜α＜N)，與數(shù)值“-α”對應(yīng)的上述函數(shù)值小于與數(shù)值“α”對應(yīng)的上述函數(shù)值。
32.如權(quán)利要求29所述的圖像處理裝置，其中，上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的函數(shù)由一次可微的多項式給出。
33.如權(quán)利要求29所述的圖像處理裝置，其中，用連接多個線段而構(gòu)成的折線來近似上述函數(shù)產(chǎn)生步驟中產(chǎn)生的函數(shù)。
34.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，上述校正量計算步驟包含常數(shù)設(shè)定步驟，將上述景物變化量的整個變化范圍劃分為多個小區(qū)間，分別對應(yīng)于各個小區(qū)間來設(shè)定規(guī)定校正量的最大變化量的多個常數(shù)；最大變化量選擇步驟，從上述常數(shù)設(shè)定步驟中設(shè)定的多個常數(shù)中，選擇與輸入的上述景物變化量對應(yīng)的1個常數(shù)，作為校正量的最大變化量；比較計算步驟，根據(jù)輸入的上述目標校正量、上述校正量的最大變化量、以及上述校正量保存步驟中保存的對當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號的校正量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量。
35.如權(quán)利要求24所述的圖像處理方法，其中，上述常數(shù)設(shè)定步驟中設(shè)定的多個常數(shù)是“0”以上的實數(shù)，由差分逐漸增大的數(shù)列給出。
全文摘要
提供一種圖像處理裝置，包括目標校正量計算部(30)、幀存儲器(50)、景物變化量計算部(60)、校正量計算部(40)、以及校正處理部(20)。目標校正量計算部(30)根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號，計算目標校正量；幀存儲器(50)保存輸入視頻信號；景物變化量計算部(60)根據(jù)當(dāng)前幀的輸入視頻信號、和幀存儲器(50)中保存的當(dāng)前幀的前一幀的輸入視頻信號，計算景物變化量；校正量計算部(40)根據(jù)目標校正量和景物變化量，計算對當(dāng)前幀的輸入視頻信號的校正量；校正處理部(20)用校正量對當(dāng)前幀的輸入視頻信號進行校正處理，作為輸出視頻信號輸出。
文檔編號H04N5/21GK1578474SQ20041006294
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者木內(nèi)真也, 池田淳, 尾島修一, 平島毅, 畑亮太 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社